JP2005291814A - 診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｘ線ＣＴ用・核医学用の各データの形態情報を精度良く求めることができる診断システムを提供することを目的とする。
【解決手段】 天板に被検体を載置して所定時間経過後は、天板は経時的変化がなくなり、被検体の重みによる天板のたわみを保つ。位置に関して経時的変化がない対象物である天板を基準にしてＣＴ用・ＰＥＴ用の投影データと吸収補正データとを求めるとともに、天板の略同じ位置をそれぞれ透過した各γ線でＰＥＴ用の投影データおよび吸収補正データを求める。そして、吸収補正データ（すなわちＰＥＴ（トランスミッション、被検体）Ｃ）に基づいてＰＥＴ用の投影データ（すなわちＰＥＴ（エミッション、被検体）Ａ）を補正する。一方、ＰＥＴの撮影断面（スライス面）における天板の断層画像（すなわちＰＥＴ（トランスミッション、天板）Ｂ）の位置情報、およびＣＴのスライス面における天板の断層画像（すなわちＣＴ（天板）Ｅ）の位置情報を抽出して、ＣＴのスライス面・ＰＥＴのスライス面における天板のたわみによる位置ズレｔ₃を求める。
【選択図】 図５

Description

この発明は、核医学診断装置とＸ線ＣＴ装置とを備えた診断システムに係り、特に、Ｘ線ＣＴ用・核医学用のデータ間の位置ズレを解消する技術に関する。

上述した核医学診断装置、すなわちＥＣＴ(Emission Computed Tomography)装置として、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置を例に採って説明する。ＰＥＴ装置は、陽子（Positron）、すなわちポジトロンの消滅によって発生する複数本のγ線を検出して複数個の検出器でγ線を同時に検出したときのみ被検体の断層画像を再構成するように構成されている。

このＰＥＴ装置では、放射性薬剤を被検体に投与した後、対象組織における薬剤蓄積の過程を経時的に測定することで、様々な生体機能の定量測定が可能である。したがって、ＰＥＴ装置によって得られる断層画像は機能情報を有する。

しかしながら、上述した断層画像では位置情報などの形態情報については乏しい。そこで、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とを組み合わせて、Ｘ線ＣＴ装置で得られた断層画像とＰＥＴ装置で得られた断層画像とを重ね合わせて機能情報および形態情報の２つの情報を得る診断システムが近年用いられている。

Ｘ線ＣＴ装置とＰＥＴ装置とについては互いに同じ位置に設置しておらず、互いに近接させて両装置を設置しているので、実際には、各装置でそれぞれ得られた両投影データ間や両断層画像間で位置ズレが発生する。そこで、ＣＴ用・ＰＥＴ装置用のデータ間で位置情報を抽出して、抽出された両データ間の位置ズレに基づいて、両断層画像のうち少なくともいずれか一方を移動させて位置ズレを解消している。

ＰＥＴ用のデータについては形態情報が乏しいので、位置情報を抽出する際には、放射性薬剤と同じγ線源を被検体の外部にＰＥＴ装置に備え、そのγ線源から照射されて被検体を透過したγ線に基づいて得られた吸収補正データ（『トランスミッションデータ』とも呼ばれる）を利用している。

すなわち、ＣＴ用の投影データの位置情報および吸収補正データの位置情報を抽出する。一方で、吸収補正データに基づいてＰＥＴ用の投影データを吸収補正する。吸収補正データについてはＣＴ用のデータと同様に形態情報を有しているので、補正後に得られたＰＥＴ用のデータ（投影データや断層画像）については形態情報を有する。この形態情報を有した補正後のＰＥＴ用のデータ（投影データや断層画像）およびＣＴ用のデータ（投影データや断層画像）の少なくともいずれか一方を、抽出されたＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間の位置ズレに基づいて移動させて、位置ズレを解消している（例えば、特許文献１参照）。

なお、ＰＥＴ用の投影データ・吸収補正用データ間では、ＰＥＴ装置において略同じ位置をそれぞれγ線が透過して各データが得られるので、位置ズレは生じない。したがって、ＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間の位置ズレは、ＣＴ用・ＰＥＴ用のデータ間の位置ズレと同等である。なお、特許文献１ではＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置を例に採って説明している。
特開平１０−１３７２３１号公報（第４−６頁、図２−４）

しかしながら、このような診断システムの場合には、Ｘ線ＣＴによる撮影やＰＥＴ装置による撮影が同時期に行われずに、いずれか一方の撮影が先で他方の撮影が後になる。したがって、このような撮影の間に被検体が体動してしまい、ＣＴ用・ＰＥＴ用のデータ間での位置ズレに経時的変化が生じてしまい、各データの形態情報を精度良く求めることができない。

また、位置ズレが生じる一因は、被検体を載置する天板のたわみによるものである。そこで、天板のたわみをなくすために強度を上げた天板を設置する、あるいは、たわんだまま移動する天板を設置することが考えられる。しかし、天板の強度を上げると天板によるγ線の吸収が大きくなりγ線の感度の低下を招く。また、たわんだまま移動する天板の場合には、特殊な天板を用意しなければならず装置自体が大掛かりになってしまう。また、天板のたわみがなくても被検体が体動する場合があり、データの形態情報を精度良く求めるという目的を達成することができない。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、Ｘ線ＣＴ用・核医学用の各データの形態情報を精度良く求めることができる診断システムを提供することを目的とする。

発明者は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、次のような知見を得た。

すなわち、被検体が人間や動物などの場合には、心臓や血管などのような生体的機能は必ず動くので、被検体はどうしても体動する。そこで、発想を変えて、被検体などに代表される経時的変化があるデータに基づいて位置情報を抽出するのでなく、位置に関して経時的変化がない対象物に基づいて位置情報を抽出することに想到した。例えば、たわみのある天板であっても、被検体を天板に載置すると天板は被検体の重みで即座にたわむが、所定時間経つとそのたわみを保つ。すなわち、所定時間経つと天板は経時的変化がなくなる。このように、位置に関して経時的変化がない天板をも放射線やＸ線を照射して、その照射によって得られたデータに基づいて位置情報を抽出すれば、位置ズレを精度良く解消することができるとともに、各データの形態情報を精度良く求めることができるという知見を得た。

このような知見に基づくこの発明は、次のような構成をとる。

すなわち、請求項1に記載の発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて投影データを求め、その投影データを再構成して被検体の核医学用の断層画像を求める核医学診断装置と、被検体の外部から照射されて被検体を透過したＸ線に基づいて投影データを求め、その投影データを再構成して被検体のＸ線ＣＴ用の断層画像を求めるＸ線ＣＴ装置とを備えて構成された診断システムであって、Ｘ線ＣＴ用の投影データの位置情報、および形態情報を有した吸収補正データの位置情報を抽出する位置情報抽出手段と、形態情報を有した前記吸収補正データに基づいて、機能情報を有した核医学用の投影データを補正する吸収補正手段と、前記位置情報抽出手段で抽出された前記Ｘ線ＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間の位置ズレに基づいて、Ｘ線ＣＴ用の投影データおよび前記吸収補正手段による補正後の核医学用の投影データの少なくともいずれか一方を移動させる、あるいはＸ線ＣＴ用の断層画像および前記吸収補正手段による補正後の核医学用の断層画像の少なくともいずれか一方を移動させる移動手段とを備え、位置に関して経時的変化がない対象物を基準にしてＸ線ＣＴ用および核医学用の投影データと吸収補正データとを求めるとともに、前記対象物の略同じ位置をそれぞれ透過した各放射線で核医学用の投影データおよび吸収補正データを求めることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項1に記載の発明によれば、位置に関して経時的変化がない対象物を基準にしてＸ線ＣＴ用および核医学用の投影データと吸収補正データとを求めるとともに、その対象物の略同じ位置をそれぞれ透過した各放射線で核医学用の投影データおよび吸収補正データを求める。したがって、Ｘ線ＣＴ装置による撮影と核医学診断装置による撮影とが同時でなく時間的に間隔があいても、上述した対象物においては核医学用の投影データ・吸収補正データ間では位置ズレが発生せずに、対象物においてはＸ線ＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間での位置ズレについては経時的変化がない。このことから、撮影に時間的に間隔があいても、対象物におけるＸ線ＣＴ用・核医学用の投影データや断層画像といったデータ間での位置ズレは、対象物におけるＸ線ＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間の位置ズレと同等である。

補正前の核医学用のデータ（投影データや断層画像）は機能情報を有しているが形態情報に乏しく、Ｘ線ＣＴ用のデータや吸収補正データは形態情報を有している。そこで、Ｘ線ＣＴ用・核医学用のデータ間の位置ズレを解消するのに、核医学用のデータの替わりに吸収補正データを用いる。すなわち、位置情報抽出手段は、Ｘ線ＣＴ用の投影データの位置情報および吸収補正データの位置情報を抽出して、吸収補正手段は、吸収補正データに基づいて核医学用の投影データを補正する。これによって補正後の核医学用の投影データおよび断層画像といったデータは形態情報をも有することになる。また、移動手段は、位置情報抽出手段で抽出されたＸ線ＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間の位置ズレに基づいて、Ｘ線ＣＴ用の投影データおよび吸収補正手段による補正後の核医学用の投影データの少なくともいずれか一方を移動させる、あるいはＸ線ＣＴ用の断層画像および吸収補正手段による補正後の核医学用の断層画像の少なくともいずれか一方を移動させる。このように移動させることで、対象物においてＸ線ＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間の位置ズレを解消することができるとともに、対象物においてＸ線ＣＴ用・核医学用のデータ間の位置ズレを解消することができる。したがって、被検体において例えば体動によって時間的に変化したとしても、被検体に関わらず被検体とともに撮影される対象物に基づいて、位置ズレを精度良く解消することができるとともに、Ｘ線ＣＴ用・核医学用の各データの形態情報を精度良く求めることができる。

上述した吸収補正データの一例は、放射性薬剤と同じ放射線源を被検体の外部に核医学診断装置に備え、その放射線源から照射されて被検体を透過した放射線に基づいて求められるものである（請求項２に記載の発明）。このように、核医学用の投影データを求めるために放射性薬剤から発生した放射線が透過する対象物の位置と、吸収補正データを求めるために放射線源から照射された放射線が透過する対象物の位置とが略同じになる。

上述した発明の一例は、上述した移動手段によって互いに位置ズレがなくなったＸ線ＣＴ用および核医学用の断層画像を重ね合わせて出力することである（請求項３に記載の発明）。重ね合わせられた断層画像は機能情報および形態情報の２つの情報を得る。

この発明に係る診断システムによれば、位置に関して経時的変化がない対象物を基準にしてＸ線ＣＴ用および核医学用の投影データと吸収補正データとを求めるとともに、その対象物の略同じ位置をそれぞれ透過した各放射線で核医学用の投影データおよび吸収補正データを求めるので、上述した対象物においては核医学用の投影データ・吸収補正データ間では位置ズレが発生せずに、対象物においてはＸ線ＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間での位置ズレについては経時的変化がない。このことから、撮影に時間的に間隔があいても、対象物におけるＸ線ＣＴ用・核医学用の投影データや断層画像といったデータ間での位置ズレは、対象物におけるＸ線ＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間の位置ズレと同等である。そこで、Ｘ線ＣＴ用・核医学用のデータ間の位置ズレを解消するのに、核医学用のデータの替わりに吸収補正データを用いて、位置情報の抽出、核医学用の投影データの補正、位置ズレに基づくＸ線ＣＴ用・核医学用のデータの移動を行う。このように移動させることで、対象物においてＸ線ＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間の位置ズレを解消することができるとともに、対象物においてＸ線ＣＴ用・核医学用のデータ間の位置ズレを解消することができる。その結果、Ｘ線ＣＴ用・核医学用の各データの形態情報を精度良く求めることができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。

図１は、実施例に係る診断システムの概略斜視図であり、図２は、実施例システムの側面図およびブロック図である。なお、本実施例では、核医学装置として、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置を例に採って説明する。

本実施例システムは大別すると、図１に示すように、ＰＥＴ装置１とＸ線ＣＴ装置２と天板３とを備えて構成されている。ＰＥＴ装置１およびＸ線ＣＴ装置２は、互いに近接して配設されている。天板３は、図２に示すように被検体Ｍを載置し、上下に昇降移動、被検体Ｍの体軸Ｚに沿って平行移動するように構成されている。このように構成することで、天板３に載置された被検体Ｍは、ＰＥＴ装置１のガントリ１１の開口部１１ａおよびＸ線ＣＴ装置２のガントリ２１の開口部２１ａを通る。

その他にも、本実施例システムは、天板駆動部４と重ね合わせ部５とコントローラ６と入力部７と出力部８とを備えて構成されている。天板駆動部４は、天板３の上述した移動を行うように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。重ね合わせ部５は、位置情報抽出部５ａと移動部５ｂとを備えて構成されており、ＰＥＴ装置１で得られたＰＥＴ用の断層画像と、Ｘ線ＣＴ装置２で得られたＣＴ用の断層画像との各位置情報を位置情報抽出部５ａが抽出して、抽出結果に基づいて位置ズレを解消するように各画像を移動部５ｂが移動させて両画像を重ね合わせる。ＰＥＴ用の断層画像は、この発明における核医学用の断層画像に相当し、ＣＴ用の断層画像は、この発明におけるＸ線ＣＴ用の断層画像に相当する。また、位置情報抽出部５ａは、この発明における位置情報抽出手段に相当し、移動部５ｂは、この発明における移動手段に相当する。

コントローラ６は、ＰＥＴ装置１を構成する各処理部や、Ｘ線ＣＴ装置２を構成する各処理部や、天板駆動部４や、重ね合わせ部５などを統括制御する。図示の便宜上、図２では、コントローラ６に接続されるコネクタを、天板駆動部４や重ね合わせ部５や入力部７や出力部８や後述するＸ線ＣＴ装置２内のガントリ駆動部２４や高電圧発生部２５やコリメータ駆動部２６についてのみ図示したが、制御の対象であるＰＥＴ装置１およびＸ線ＣＴ装置２を構成する各処理部にも、コネクタを介してコントローラ６に接続されることに留意されたい。コントローラ６は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。なお、コントローラ６は、後述する図３のフローチャートも行う。

入力部７は、オペレータが入力したデータや命令をコントローラ６に送り込む。入力部７は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。出力部８はモニタなどに代表される表示部やプリンタなどで構成されている。

ＰＥＴ装置１は、開口部１１ａを有したガントリ１１と、互いに近接配置された複数個のシンチレータブロック１２と複数個のフォトマルチプライヤ１３とを備えて構成されている。シンチレータブロック１２およびフォトマルチプライヤ１３は、被検体Ｍの体軸Ｚ周りを取り囲むようにしてリング状に配置されており、ガントリ１１内に埋設されている。フォトマルチプライヤ１３は、シンチレータブロック１２よりも外側に配設されている。シンチレータブロック１２の具体的な配置としては、例えば、被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向にはシンチレータブロック１２が２個並び、被検体Ｍの体軸Ｚ周りにはシンチレータブロック１２が多数個並ぶ形態が挙げられる。シンチレータブロック１２およびフォトマルチプライヤ１３でγ線検出器を構成する。

また、ＰＥＴ装置１は、ライン線源１４とライン線源駆動部１５とを備えて構成されている。ライン線源１４は、被検体Ｍに投与する放射性薬剤、すなわち放射性同位元素（ＲＩ）と同じ放射線（本実施例ではγ線）を照射させる線源であって、被検体Ｍの外部に配設されている。ライン線源駆動部１５は、ガントリ１１とは独立してライン線源１４を被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転させるように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。ライン線源１４は、この発明における放射線源に相当する。

その他にもＰＥＴ装置１は、ＰＥＴ投影データ導出部１６と吸収補正データ導出部１７と吸収補正部１８とＰＥＴ再構成部１９とを備えて構成されている。これらは、ＲＯＭ（Read-only Memory）などで構成される記憶媒体（図示省略）に記憶されたプログラムあるいは入力部７で入力された命令をコントローラ６が実行することで実現され、これらで処理されたデータをＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体（図示省略）に書き込んで記憶し、必要に応じてその記憶媒体から読み出し、ＰＥＴ投影データ（『エミッションデータ』とも呼ばれる）を求める場合には、ＰＥＴ投影データ導出部１６，吸収補正部１８，ＰＥＴ再構成部１９の順にデータを送り込み、吸収補正データ（トランスミッションデータ）を求める場合には、吸収補正データ導出部１７，吸収補正部１８，ＰＥＴ再構成部１９の順にデータを送り込む。ＰＥＴ用の投影データは、この発明における核医学用の投影データに相当する。

放射性薬剤が投与された被検体Ｍから発生したγ線をシンチレータブロック１２が光に変換して、変換されたその光をフォトマルチプライヤ１３が光電変換して電気信号に出力する。その電気信号を画像情報（画素）としてＰＥＴ投影データ導出部１６に送り込む。

具体的には、被検体Ｍに放射性薬剤を投与すると、ポジトロン放出型のＲＩのポジトロンが消滅することにより、複数本のγ線が発生する。ＰＥＴ投影データ導出部１６は、シンチレータブロック１２の位置とγ線の入射タイミングとをチェックし、被検体Ｍを挟んで互いに対向位置にある２つのシンチレータブロック１２でγ線が同時に入射したときのみ、送り込まれた画像情報を適正なデータと判定する。一方のシンチレータ１２のみにγ線が入射したときには、ＰＥＴ投影データ導出部１４は、ポジトロンの消滅により生じたγ線ではなくノイズとして扱い、そのときに送り込まれた画像情報もノイズと判定してそれを棄却する。

ＰＥＴ投影データ導出部１６に送り込まれた画像情報をＰＥＴ用の投影データとして、吸収補正部１８に送り込む。吸収補正部１８に送り込まれたＰＥＴ用の投影データに、吸収補正データ導出部１７から吸収補正部１８に送り込まれた吸収補正データ（トランスミッションデータ）を作用させて、被検体Ｍの体内でのγ線の吸収を考慮したＰＥＴ用の投影データに補正する。吸収補正部１８は、この発明における吸収補正手段に相当する。

なお、ライン線源１４が被検体Ｍの体軸Ｚの周りを回転しながら被検体Ｍに向けてγ線を照射し、照射されたγ線を吸収補正データ導出部１７はシンチレータブロック１２が光に変換して、変換されたその光をフォトマルチプライヤ１３が光電変換して電気信号に出力する。その電気信号を画像情報（画素）として吸収補正データ導出部１７に送り込む。

吸収補正データ導出部１７に送り込まれた画像情報に基づいて吸収補正データを求める。吸収補正データ導出部１７は、γ線またはＸ線の吸収係数とエネルギーとの関係を表す演算を利用することで、ＣＴ用の投影データ、すなわちＸ線吸収係数の分布データをγ線吸収係数の分布データに変換して、γ線吸収係数の分布データを吸収補正データとして求める。導出された吸収補正データは上述した吸収補正部１８に送られる。

補正後のＰＥＴ用の投影データを、ＰＥＴ再構成部１９に送り込む。ＰＥＴ再構成部１９がその投影データを再構成して、被検体Ｍの体内でのγ線の吸収を考慮したＰＥＴ用の断層画像を求める。このように、吸収補正部１８，ＰＥＴ再構成部１９を備えることで、吸収補正データに基づいてＰＥＴ用の投影データを補正するとともに、ＰＥＴ用の断層画像を補正する。補正されたＰＥＴ用の断層画像を、重ね合わせ部５に送り込む。

Ｘ線ＣＴ装置２は、開口部２１ａを有したガントリ２１とＸ線管２２とＸ線検出器２３とを備えて構成されている。Ｘ線管２２およびＸ線検出器２３は、被検体Ｍを挟んで互いに対向配置されており、ガントリ２１内に埋設されている。Ｘ線検出器３を構成する多数個の検出素子は被検体Ｍの体軸Ｚ周りに扇状に並ぶ。

その他にもＸ線ＣＴ装置２は、ガントリ駆動部２４と高電圧発生部２５とコリメータ駆動部２６とＣＴ再構成部２７とを備えて構成されている。ＣＴ再構成部２７は、ＲＯＭ（Read-only Memory）などで構成される記憶媒体（図示省略）に記憶されたプログラムあるいは入力部７で入力された命令をコントローラ６が実行することで実現され、これらで処理されたデータをＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体（図示省略）に書き込んで記憶し、必要に応じてその記憶媒体から読み出し、再構成を行う場合にはＸ線検出器２３からＣＴ再構成部２７に送り込み、ＣＴ用の投影データの位置情報の抽出を行う場合にはＸ線検出器２３から重ね合わせ部５の位置情報抽出部５ａに送り込む。

ガントリ駆動部２４は、互いに対向関係を維持させたままＸ線管２２とＸ線管検出器２３とをガントリ２１内で被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転させるように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。

高電圧発生部２５は、Ｘ線管２２の管電圧や管電流を発生させる。コリメータ駆動部２６は、Ｘ線の照視野を設定し、Ｘ線管２２に近接されたコリメータ（図示省略）について水平方向の移動を行うように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。

間接変換型のＸ線検出器２３の場合には、Ｘ線管２２から照射されて被検体Ｍを透過したＸ線を、Ｘ線検出器２３内のシンチレータ（図示省略）が光に変換するとともに、変換された光を光感応膜（図示省略）が光電変換して電気信号に出力する。直接変換型のＸ線検出器２３の場合には、Ｘ線を放射線感応膜（図示省略）が電気信号に直接的に変換して出力する。その電気信号を画像情報（画素）として、ＣＴ再構成部２７または位置情報抽出部５ａに送り込む。ＣＴ再構成部２７，位置情報抽出部５ａに送り込まれる画像情報はＣＴ用の投影データとして伝送される。

ＣＴ再構成部２７に送り込まれた画像情報（ＣＴ用の投影データ）を再構成して、ＣＴ用の断層画像を求める。このＣＴ用の断層画像を、重ね合わせ部５の移動部５ｂに送り込む。

重ね合わせ部５内の位置情報抽出部５ａおよび移動部５ｂは、ＲＯＭ（Read-only Memory）などで構成される記憶媒体（図示省略）に記憶されたプログラムあるいは入力部７で入力された命令をコントローラ６が実行することで実現され、これらで処理されたデータをＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体（図示省略）に書き込んで記憶し、必要に応じてその記憶媒体から読み出し、出力部８に送り込む。

位置情報抽出部５ａは、ＰＥＴ用の断層画像の位置情報を抽出するとともに、ＣＴ用の断層画像の位置情報を抽出する。なお、ＰＥＴ用の断層画像は、本来、位置情報などの形態情報が乏しいが、吸収補正データはＣＴ用の断層画像と同様に形態情報を有しており、その吸収補正データに基づくＰＥＴ用の断層画像の補正を行うことで、補正後のＰＥＴ用の断層画像は形態情報を有する。各断層画像の抽出結果に基づいて、両画像間における位置ズレを検出する。この位置ズレを解消するように、移動部５ｂは、ＰＥＴ用およびＣＴ用の断層画像の少なくともいずれか一方を移動させて両画像を重ね合わせる。

次に、本実施例システムにおける一連の診断の流れについて、図３のフローチャートを参照して説明するとともに、位置情報の抽出や位置ズレの解消に関する具体的な手法について、図４および図５の説明図を参照して説明する。図４は、天板３に被検体Ｍを載置したときのたわみの様子を側面視した説明図であって、図５は、体軸Ｚ側からみた各断層画像を示す説明図であって、図５中の『トランスミッション』は吸収補正データを断層画像上で表したものであって、図５中の『エミッション』はＰＥＴ用の断層画像を表したものである。

ステップＳ１（被検体の載置）
被検体Ｍに放射性薬剤、すなわち放射性同位元素（ＲＩ）を投与する。薬剤の投与後に癌への薬剤の集積、すなわち腫瘍への薬剤分布を待つ。この集積時間は、薬剤の投与から例えば４０分から６０分程度である。癌へ薬剤が集積された被検体Ｍを天板３に載置する。

被検体Ｍを天板３に載置した際には、図４に示すように、被検体Ｍの重みで天板３がたわむが、所定時間経つとそのたわみを保つ。すなわち、所定時間経つと天板３は経時的変化がなくなり、図４に示す実線の状態を保つ。なお、図示の便宜上、図４では被検体Ｍを図示していない。

Ｘ線ＣＴ装置２によって得られるＣＴ用の断層画像の面は、図４に示すＣＴのスライス面Ｓ₁の面となる。また、ＰＥＴ装置１によって得られるＰＥＴ用の断層画像の面は、図４に示すＰＥＴのスライス面Ｓ₂となる。ＣＴのスライス面Ｓ₁は、Ｘ線管２２とＸ線検出器２３とを結ぶ照射面となり、ＰＥＴのスライス面Ｓ₂は、トランスミッションの場合にはライン線源１４から被検体Ｍに照射される照射面となり、エミッションの場合には被検体Ｍから発生したγ線が互いに対向位置にある２つのシンチレータブロック１２に同時に入射したときの入射面となる（図１参照）。

たわむ前の天板３とたわんだ後でＣＴのスライス面Ｓ₁における天板３との位置ズレを、図４に示すように、ｔ₁とするとともに、たわむ前の天板３とたわんだ後でＰＥＴのスライス面Ｓ₂における天板３との位置ズレを、図４に示すように、ｔ₂とする。たわんだ後でＣＴのスライス面Ｓ₁における天板３とＰＥＴのスライス面Ｓ₂における天板３との位置ズレを、図４に示すように、ｔ₃とすると、ｔ₃は（ｔ₂−ｔ₁）となる。つまり、ＰＥＴ装置１で得られたＰＥＴ用の投影データや断層画像（エミッションデータ）や吸収補正データ（トランスミッション）と、Ｘ線ＣＴ装置２で得られたＣＴ用の投影データや断層画像との間で『（ｔ₂−ｔ₁）』の分だけ位置ズレが生じる。

被検体Ｍが人間や動物などの場合には、心臓や血管などのような生体的機能は必ず動くので、Ｘ線ＣＴ装置２による撮影・ＰＥＴ装置１による撮影間で被検体Ｍは必ず体動する。そこで、天板３などのように上述した経時的変化のない対象物を基準にして、後述するＣＴ用およびＰＥＴ用の投影データや吸収補正データなどを求める。

ステップＳ２（ＣＴスキャン）
オペレータは命令を入力部７に入力してコントローラ６に送り込んでその命令をコントローラ６が実行、あるいは記憶媒体（図示省略）に記憶されたプログラムをコントローラ６が実行することで、天板駆動部４のモータなどを操作して、ＣＴスキャンを（走査）を制御する。具体的には、天板３が天板駆動部４の動きにしたがって被検体Ｍを載せたまま被検体Ｍの体軸Ｚに対して平行な方向に移動するとともに、ガントリ駆動部２４の動きにしたがってＸ線管２２およびＸ線検出器２３が被検体Ｍの体軸周りに回転移動することにより、被検体Ｍにおける撮影断面（スライス面）が変化して被検体Ｍの全身がスキャンされる。なお、必要に応じて、コントローラ６はコリメータ駆動部２６のモータなどを操作して、Ｘ線の照視野を所定の範囲に設定してもよい。

ステップＳ３（ＣＴ用の投影データの導出）
このように、ＣＴ全身スキャンを行って得られたデータをＸ線検出器２３で検出して、ＣＴ再構成部２７や重ねあわせ部５の位置情報抽出部５ａに送り込む。

データとしては、ＣＴのスライス面Ｓ₁における被検体Ｍ以外に、ＣＴのスライス面Ｓ₁における天板３をＸ線検出器２３で検出する。このときのＣＴ用の断層画像は、図５中の点線に示すとおりであって、符号Ｄは、ＣＴのスライス面Ｓ₁における被検体Ｍの断層画像（図５では『ＣＴ（被検体）』）を示し、符号Ｅは、ＣＴのスライス面Ｓ₁における天板３の断層画像（図５では『ＣＴ（天板）』）を示す。

ステップＳ４（ＰＥＴスキャン）
コントローラ６は天板駆動部４のモータなどを操作して被検体Ｍをスキャンしながら、放射線薬剤が投与された被検体Ｍから発生したγ線をシンチレータブロック１２およびフォトマルチプライヤ１３で検出する。このように、ＰＥＴスキャンを行って得られたデータをＰＥＴ投影データ導出部１６に送り込む。そして、ＰＥＴ投影データ導出部１６でＰＥＴ用の投影データ（エミッションデータ）を求める。

ステップＳ５（ＰＥＴ用の投影データの導出）
データとしては、ＰＥＴのスライス面Ｓ₂における被検体Ｍをシンチレータブロック１２およびフォトマルチプライヤ１３で検出する。このときのＰＥＴ用の断層画像は、図５中の実線に示すとおりであって、符号Ａは、ＰＥＴのスライス面Ｓ₂における被検体Ｍの断層画像（図５では『ＰＥＴ（エミッション、被検体）』）を示す。

ステップＳ６（ライン線源スキャン）
コントローラ６はライン線源駆動部１５のモータなどを操作してライン線源１４が被検体Ｍをスキャンしながら、ライン線源１４から照射されたγ線をシンチレータブロック１２およびフォトマルチプライヤ１３で検出する。このように、ライン線源１４スキャンを行って得られたデータを吸収補正データ１７に送り込む。そして、吸収補正データ１７で吸収補正データ（トランスミッションデータ）を求める。

ステップＳ７（吸収補正データの導出）
対象物である天板３の略同じ位置をそれぞれ透過した各γ線で吸収補正データ（トランスミッションデータ）とＰＥＴ用の投影データ（エミッションデータ）とを求めているので、エミッションデータを求めるために撮影するステップＳ４でのＰＥＴスキャンと、トランスミッションデータを求めるために撮影するステップＳ６でのライン線源スキャンとでは、撮影断面が同じＰＥＴのスライス面Ｓ₂となる。データとしては、ＰＥＴのスライス面Ｓ₂における被検体Ｍ以外に、ＰＥＴのスライス面Ｓ₂における天板３をシンチレータブロック１２およびフォトマルチプライヤ１３で検出する。このときの吸収補正データを断層画像上で表した場合には、図５中の実線に示すとおりであって、符号Ｃは、ＰＥＴのスライス面Ｓ₂における被検体Ｍの断層画像（図５では『ＰＥＴ（トランスミッション、被検体）』）を示し、符号Ｂは、ＰＥＴのスライス面Ｓ₂における天板３の断層画像（図５では『ＰＥＴ（トランスミッション、天板）』を示す。

ステップＳ８（ＰＥＴ用の断層画像の補正）
ステップＳ５においてＰＥＴ投影データ導出部１６で求められたＰＥＴ用の投影データ（図５では『ＰＥＴ（エミッション、被検体）Ａ』）に、ステップＳ７において吸収補正データ導出部１７で求められた吸収補正データ（図５では『ＰＥＴ（トランスミッション、被検体）Ｃ』）を作用させて、吸収補正部１８はＰＥＴ用の断層画像を補正する。

ステップＳ９（位置情報の抽出）
重ねあわせ部５内の位置情報抽出部５ａは、ＰＥＴ用の断層画像のうち、ＰＥＴのスライス面Ｓ₂における対象物である天板３の断層画像（図５では『ＰＥＴ（トランスミッション、天板）Ｂ』）の位置情報を抽出するとともに、ＣＴ用の断層画像のうち、ＣＴのスライス面Ｓ₁における天板３の断層画像（図５では『ＣＴ（天板）Ｅ』）の位置情報を抽出する。天板３は経時的変化がないので、Ｘ線ＣＴ装置１・ＰＥＴ用のデータ間の位置ズレは、ＰＥＴ（トランスミッション、天板）Ｂ・ＣＴ（天板）Ｅ間の位置ズレ、すなわち（ｔ₂−ｔ₁）となる。

ステップＳ１０（画像の移動・重ね合わせ）
重ねあわせ部５内の移動部５ｂは、ステップＳ９で抽出された位置ズレを解消するように、補正後のＰＥＴ用の断層画像、すなわちＰＥＴ（エミッション、被検体）Ａと、ＣＴ用の断層画像、すなわちＣＴ（被検体）ＤおよびＣＴ（天板）Ｅとを移動させて両画像を重ね合わせる。重ね合わせた両画像を出力部８に出力させる。本実施例では、例えばモニタに出力表示させる。なお、モニタなどの出力部８に出力表示させながら、ステップＳ９およびステップＳ１０を行ってもよい。

このように、ステップＳ１〜Ｓ１０の一連の流れで本実施例システムでの診断が行われる。

上述の構成を備えた本実施例システムによれば、位置に関して経時的変化がない対象物である天板３を基準にしてＣＴ用およびＰＥＴ用の投影データと吸収補正データとを求めるとともに、その天板３の略同じ位置（本実施例では図４中のＰＥＴのスライス面Ｓ₂）をそれぞれ透過した各γ線でＰＥＴ用の投影データ（図５では『ＰＥＴ（エミッション、被検体）Ａ』）および吸収補正データ（図５では『ＰＥＴ（トランスミッション、天板）Ｂ』，『ＰＥＴ（トランスミッション、被検体）Ｃ』）を求める。したがって、Ｘ線ＣＴ装置２による撮影とＰＥＴ装置１による撮影とが同時でなく時間的に間隔があいても、上述した天板３においてはＰＥＴ用の投影データ・吸収補正データ間では位置ズレが発生せずに、天板３においてはＣＴ用の投影データ（図５では『ＣＴ（天板）Ｅ』）・吸収補正データ（図５では『ＰＥＴ（トランスミッション、天板）Ｂ』）間での位置ズレについては経時的変化がない。このことから、撮影に時間的に間隔があいても、対象物である天板３におけるＣＴ用・ＰＥＴ用の投影データや断層画像といったデータ間での位置ズレｔ₃（＝ｔ₂−ｔ₁）は、天板３におけるＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間の位置ズレｔ₃（＝ｔ₂−ｔ₁）と同等である。

補正前のＰＥＴ用のデータ（投影データや断層画像）は機能情報を有しているが形態情報に乏しく、ＣＴ用のデータや吸収補正データは形態情報を有している。そこで、ＣＴ用・ＰＥＴ用のデータ間の位置ズレを解消するのに、ＰＥＴ用のデータの替わりに吸収補正データを用いる。すなわち、位置情報抽出部５ａは、ＣＴ用の投影データの位置情報および吸収補正データの位置情報を抽出して、吸収補正部１８は、吸収補正データに基づいてＰＥＴ用の投影データを補正する。これによって補正後のＰＥＴ用の投影データおよび断層画像といったデータは形態情報をも有することになる。また、移動部５ｂは、位置情報抽出部５ａで抽出されたＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間の位置ズレに基づいて、ＣＴ用の断層画像および吸収補正部１８による補正後のＰＥＴ用の断層画像の少なくともいずれか一方を移動させる。このように移動させることで、天板３においてＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間の位置ズレを解消することができるとともに、天板３においてＣＴ用・ＰＥＴ用のデータ間の位置ズレを解消することができる。したがって、被検体Ｍにおいて例えば体動によって時間的に変化したとしても、被検体Ｍに関わらず被検体Ｍとともに撮影される対象物である天板３に基づいて、位置ズレを精度良く解消することができるとともに、ＣＴ用・ＰＥＴ用の各データの形態情報を精度良く求めることができる。

なお、本実施例では、放射性薬剤と同じγ線源を照射させるライン線源１４を被検体Ｍの外部にＰＥＴ装置１に備え、そのライン線源１４から照射されて被検体を透過したγ線に基づいて吸収補正データを求めている。このように、ＰＥＴ用の投影データを求めるために放射性薬剤から発生したγ線が透過する天板３の位置と、吸収補正データを求めるためにライン線源１４から照射されたγ線が透過する天板３の位置とが略同じ、すなわち撮影断面が同じＰＥＴのスライス面Ｓ₂となる。

また、本実施例では、移動部５ｂによって互いに位置ズレがなくなったＣＴ用およびＰＥＴ用の断層画像を重ね合わせて、例えば出力部８に出力することで、重ね合わせられた断層画像は機能情報および形態情報の２つの情報を得る。なお、出力部８に出力するのに限定されずに、重ね合わせられて出力された断層画像を、図示を省略する記憶媒体に記憶してもよい。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、図３に示すように、ＣＴ撮影（ステップＳ２，Ｓ３）、エミッション撮影（ステップＳ４，Ｓ５）、トランスミッション撮影（ステップＳ６，Ｓ７）の順に一連の診断を行ったが、図６に示すように、ＣＴ撮影（ステップＴ２，Ｔ３）、トランスミッション撮影（ステップＴ４，Ｔ５）、エミッション撮影（ステップＴ６，Ｔ７）の順や、図７に示すように、エミッション撮影（ステップＵ２，Ｕ３）、トランスミッション撮影（ステップＵ４，Ｕ５）、ＣＴ撮影（ステップＵ７，Ｕ８）の順や、図８に示すように、トランスミッション撮影（ステップＶ２，Ｖ３）、エミッション撮影（ステップＶ４，Ｖ５）、ＣＴ撮影（ステップＶ７，Ｖ８）の順に一連の診断を行ってもよい。

（２）上述した実施例では、位置に関して経時的変化がない対象物として、天板３を例に採って説明したが、位置に関して経時的変化がないものであれば、特に限定されない。例えば、天板に沿って配設された位置決め用の針金などを対象物として、その針金を基準にして各データを求めてもよい。また、マーカなどを対象物として、そのマーカを基準にして各データを求めてもよい。

（３）上述した実施例では、ライン線源１４から照射されて被検体を透過したγ線に基づいて吸収補正データを求めたが、吸収補正データはこれに限定されない。例えば、Ｘ線ＣＴ装置２から得られたＣＴ用の投影データにおいてＸ線吸収係数の分布データをγ線吸収係数の分布データに変換して、γ線吸収係数の分布データを吸収補正データとして求めてもよい。なお、ＣＴ用の投影データから変換された吸収補正データを吸収補正で用いる場合には、吸収補正の対象であるＰＥＴ用の投影データについては形態情報が乏しいので、ＰＥＴ用の投影データを求めるために放射性薬剤から発生したγ線が透過する対象物の位置とＣＴ用の投影データを求めるためにＸ線が透過する対象物の位置とが略同じになるのが前提となる。実施例の場合には、天板３のたわみが無視できるほどＰＥＴ装置１とＸ線ＣＴ装置２とが近接しているときには、Ｘ線およびγ線が透過する天板３の位置とが略同じになるとして、ＣＴ用の投影データから変換された吸収補正データを吸収補正で用いることができる。

（４）上述した実施例では、位置ズレに基づいて、最構成後のＣＴ用・ＰＥＴ用の断層画像を移動させて位置ズレを解消したが、移動の対象は断層画像に限定されず、ＣＴ用・ＰＥＴ用の投影データを移動させて位置ズレを解消してもよい。

（５）上述した実施例では、ＰＥＴ装置を例に採って説明したが、この発明は、単一のγ線を検出して被検体の断層画像を再構成するＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置などにも適用することができる。

（６）上述した実施例では、シンチレータブロック１２およびフォトマルチプライヤ１３が静止したままでγ線を検出する静止型であったが、シンチレータブロック１２およびフォトマルチプライヤ１３が被検体Ｍの周りを回転しながらγ線を検出する回転型でもよい。

（７）上述した実施例では、ＰＥＴ装置やＳＰＥＣＴ装置などに代表される核医学装置を、図１、図２に示すような位置でＸ線ＣＴ装置２に隣接して配設、すなわち図２の紙面からみてＸ線ＣＴ装置２の左側に隣接して配設したが、図１、図２とは逆側に配設、すなわち図２の紙面からＸ線ＣＴ装置２の右側に隣接して配設してもよい。

実施例に係る診断システムの概略斜視図である。 実施例システムの側面図およびブロック図である。 実施例システムにおける一連の診断の流れを示したフローチャートである。 天板に被検体を載置したときのたわみの様子を側面視した説明図である。 体軸側からみた各断層画像を示す説明図である。 変形例に係る一連の診断の流れを示したフローチャートである。 変形例に係る一連の診断の流れを示したフローチャートである。 変形例に係る一連の診断の流れを示したフローチャートである。

符号の説明

１ … ＰＥＴ装置
２ … Ｘ線ＣＴ装置
３ … 天板
５ａ … 位置情報抽出部
５ｂ … 移動部
１４ … ライン線源
１８ … 吸収補正部
Ｍ … 被検体

Claims (3)

1. 放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて投影データを求め、その投影データを再構成して被検体の核医学用の断層画像を求める核医学診断装置と、被検体の外部から照射されて被検体を透過したＸ線に基づいて投影データを求め、その投影データを再構成して被検体のＸ線ＣＴ用の断層画像を求めるＸ線ＣＴ装置とを備えて構成された診断システムであって、Ｘ線ＣＴ用の投影データの位置情報、および形態情報を有した吸収補正データの位置情報を抽出する位置情報抽出手段と、形態情報を有した前記吸収補正データに基づいて、機能情報を有した核医学用の投影データを補正する吸収補正手段と、前記位置情報抽出手段で抽出された前記Ｘ線ＣＴ用の投影データ・吸収補正データ間の位置ズレに基づいて、Ｘ線ＣＴ用の投影データおよび前記吸収補正手段による補正後の核医学用の投影データの少なくともいずれか一方を移動させる、あるいはＸ線ＣＴ用の断層画像および前記吸収補正手段による補正後の核医学用の断層画像の少なくともいずれか一方を移動させる移動手段とを備え、位置に関して経時的変化がない対象物を基準にしてＸ線ＣＴ用および核医学用の投影データと吸収補正データとを求めるとともに、前記対象物の略同じ位置をそれぞれ透過した各放射線で核医学用の投影データおよび吸収補正データを求めることを特徴とする診断システム。
2. 請求項1に記載の診断システムにおいて、前記放射性薬剤と同じ放射線源を被検体の外部に前記核医学診断装置に備え、その放射線源から照射されて被検体を透過した放射線に基づいて前記吸収補正データを求めることを特徴とする診断システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の診断システムにおいて、前記移動手段によって互いに位置ズレがなくなったＸ線ＣＴ用および核医学用の断層画像を重ね合わせて出力することを特徴とする診断システム。
   

Images