JP2005164334A - 核医学診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】核医学診断において、被検体の頭部における投影データの再構成領域の設定の際、初期値を適切に自動設定することが可能な核医学診断装置である。
【解決手段】核医学診断装置２０は、被検体２８の頭部２９の各断面における投影データの画素値に基いて被検体２８の体軸Ｚ方向の領域を閾値に基いて求める体軸方向閾値検出手段４６と、この体軸方向閾値検出手段４６により求められた体軸Ｚ方向の領域に基いて前記投影データを再構成させる範囲を計算する再構成範囲計算手段４７とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被検体に取り込まれた放射性同位元素から放射された放射線を検出することにより投影データを収集して被検体の三次元画像情報を再構成する核医学診断装置に係り、特に、被検体の頭部における投影データの再構成領域を自動的に設定することが可能な核医学診断装置に関する。

従来、放射性同位元素（ＲＩ：Radio Isotope）を含む薬品が生体内において特定の臓器や器官に選択的に取り込まれる性質を利用した核医学診断装置として、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置やＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置が利用される。

核医学診断装置のうちＳＰＥＣＴ装置１は、図８に示すような構成であり、被検体２である生体内の臓器や器官に取り込まれたＲＩから放射されるγ線を検出し、γ線の線量分布を画像化することにより臓器や器官の機能を検査するＳＰＥＣＴ検査に用いられる装置である。

ＳＰＥＣＴ装置１には、単一あるいは複数の、例えば２個のガンマカメラ３とコンソール４とが設けられる。各ガンマカメラ３にはγ線を測定するための二次元検出器５がそれぞれ内蔵される。そして、各ガンマカメラ３の二次元検出器５が被検体２に向けられ、被検体２の身長方向の軸である体軸Ｚ_０方向の軸を中心として回転可能に設けられる。

さらに、各ガンマカメラ３の二次元検出器５には、コリメータ６が設けられる。コリメータ６には、生体内からのγ線を扇形のファンビームに成形するファンビームコリメータと生体内からのγ線を平行のパラレルビームに成形するパラレルビームコリメータとがあり、用途に応じて使い分けられる。

一方、コンソール４には、ファン−パラレル変換手段７、再構成処理範囲設定手段８、再構成処理手段９、モニタ１０、入力装置１１およびメモリ１２が設けられる。

そして、ガンマカメラ３の二次元検出器５が回転し、被検体２の各断面から放射されたγ線が所要の角度で検出される。二次元検出器５において検出されたγ線は、再構成処理範囲設定手段８にＳＰＥＣＴ投影データとして読込まれる。

このとき、二次元検出器５でコリメータ６をファンビームコリメータとしてγ線を検出した場合において、パラレルビームデータをＳＰＥＣＴ投影データとして再構成処理範囲設定手段８に読込ませる必要がある場合には、ファン−パラレル変換手段７によりファンビームデータがパラレルビームデータに変換されてＳＰＥＣＴ投影データとして再構成処理範囲設定手段８に与えられる。

さらに、再構成処理範囲設定手段８において、被検体２の各断面におけるＳＰＥＣＴ投影データを再構成させて被検体２の三次元画像情報を得る際の再構成領域が設定される。特に、被検体２の頭部におけるＳＰＥＣＴ検査の場合には、体軸Ｚ_０方向の範囲の設定が重要である。このため、再構成処理範囲設定手段８からＳＰＥＣＴ投影データがモニタ１０に与えられてラインカーソルとともに表示され、入力装置１１から体軸Ｚ_０に対して垂直方向のラインカーソルの位置の指定情報を再構成処理範囲設定手段８に入力することにより被検体２のＳＰＥＣＴ投影データを再構成させる領域が設定される。

すなわち、図９に示すように、モニタ１０には、被検体２の頭部臨床データ１３である頭部のＳＰＥＣＴ投影データとともに体軸Ｚ_０に対して垂直方向の上限カーソル１４と下限カーソル１５とが表示される。そして、入力装置１１から上限カーソル１４と下限カーソル１５の位置の指定情報を再構成処理範囲設定手段８に入力することにより、ＳＰＥＣＴ投影データを三次元画像情報に再構成させるための領域としてスライスの上限と下限とが設定される。

そして、再構成処理範囲設定手段８により設定されたＳＰＥＣＴ投影データの再構成領域に含まれるＳＰＥＣＴ投影データが再構成処理手段９に与えられ、再構成処理手段９により所要の三次元画像情報が再構成されて得られる。さらに、再構成処理手段９により得られた三次元画像情報はモニタ１０に表示される。

また、一旦、再構成処理範囲設定手段８により設定された被検体２の頭部におけるＳＰＥＣＴ投影データの再構成領域は、メモリ１２に保存することができる。そして、再度被検体２の頭部における三次元画像情報の領域を設定する際には、メモリ１２に保存された領域を初期設定範囲として利用することにより、容易に領域を設定することができる。

一方、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置等の医用画像診断装置では、モニタに被検体のスキャノ像を表示させ、被検体のスキャノ像を参照して入力装置により三次元画像情報の領域を設定する方法が提案される（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−１１６８４２号公報（第１５頁−第１６頁、図１３参照）

従来、ＳＰＥＣＴ検査において、ＳＰＥＣＴ投影データの再構成領域の設定を自動化することにより、ＳＰＥＣＴ投影データを自動的に再構成して三次元画像情報を取得するＳＰＥＣＴ装置１の開発が望まれる。

しかし、従来の被検体２の頭部におけるＳＰＥＣＴ検査では、心臓等の他の臓器や器官におけるＳＰＥＣＴ検査に比べて、複雑なＳＰＥＣＴ投影データの再構成領域の設定を伴わないにも関わらずラインカーソル等による再構成領域の微調整が必要である。その理由として、被検体２である患者の位置、ＲＩの核種、患者の脳内のＲＩ分布のバラツキや違いにより、ＳＰＥＣＴ投影データを再構成させるべき領域にもバラツキが生じるということが挙げられる。

また、過去の被検体２におけるＳＰＥＣＴ投影データの再構成領域を保存して、次回からの再構成領域を設定する際の初期設定範囲として利用する場合であっても、再構成領域の微調整量は少なくなるものの、依然微調整は必要である。このため、ラインカーソルによる設定を伴わないで、再構成領域の設定および三次元画像情報の取得を自動化するまでには到っていない。

さらに、ＳＰＥＣＴ装置のみならず、ＰＥＴ装置等の核医学診断装置を用いて核医学診断を行う場合においても、同様に投影データの再構成領域を自動的に設定することが望まれる。

本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、核医学診断において、被検体の頭部における投影データの再構成領域の設定の際、初期値を適切に自動設定することが可能な核医学診断装置を提供することを目的とする。

本発明に係る核医学診断装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、被検体の頭部の各断面における投影データの画素値に基いて前記被検体の体軸方向の領域を閾値に基いて求める体軸方向閾値検出手段と、この体軸方向閾値検出手段により求められた体軸方向の領域に基いて前記投影データを再構成させる範囲を計算する再構成範囲計算手段とを有することを特徴とするものである。

また、本発明に係る核医学診断装置は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、被検体の頭部の各断面における投影データを加算して前記投影データの加算データを得る頭部投影データ加算手段と、この頭部投影データ加算手段から受けた前記投影データの加算データにおける画素値を前記被検体の体軸方向に対して垂直方向に加算することによりプロファイルカーブを作成する体軸方向プロファイルカーブ作成手段と、この体軸方向プロファイルカーブ作成手段から受けたプロファイルカーブの体軸方向の領域を閾値に基いて求める体軸方向閾値検出手段と、この体軸方向閾値検出手段により求められた体軸方向の領域に基いて前記投影データを再構成させる範囲を計算する再構成範囲計算手段とを有することを特徴とするものである。

また、本発明に係る核医学診断装置は、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、被検体の頭部の各断面における投影データの画素値に基いて前記被検体の体軸方向の領域を閾値に基いて順次求める体軸方向閾値検出手段と、この体軸方向閾値検出手段から受けたある断面における体軸方向の領域を最大領域として仮定するとともに、仮定した最大領域と他の断面における体軸方向の領域とを比較することにより、γ線検出器の回転とともに前記最大領域を更新して体軸方向の各領域の全てを含む最大領域を検出する最大領域検出手段と、この最大領域検出手段により検出された領域である体軸方向の最大領域に基いて前記投影データを再構成させる範囲を計算する再構成範囲計算手段とを有することを特徴とするものである。

本発明に係る核医学診断装置においては、核医学診断において、被検体の頭部における投影データの再構成領域の設定の際、初期値を適切に自動設定することができる。

本発明に係る核医学診断装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る核医学診断装置の一例であるＳＰＥＣＴ装置の第１の実施形態を示す構成図である。

核医学診断装置の一例であるＳＰＥＣＴ装置２０は、ＳＰＥＣＴ収集装置２１とコンソール２２とを備える。ＳＰＥＣＴ収集装置２１は、例えば、２検出器システムとされ、寝台２３、γ線を測定するための２個のガンマカメラ２４およびガンマカメラ駆動機構２５で構成される。さらに、ＳＰＥＣＴ収集装置２１の各ガンマカメラ２４には、コリメータ２６を設けたγ線検出器として二次元検出器２７が備えられる。二次元検出器２７に設けられるコリメータ２６には、生体内からのγ線を扇形のファンビームに成形するファンビームコリメータと生体内からのγ線を平行のパラレルビームに成形するパラレルビームコリメータとがあり、用途に応じて使い分けられる。

ＳＰＥＣＴ収集装置２１の寝台２３には、予めＲＩ含む薬品である脳血流シンチグラフィを頭部２９に取り込ませた被検体２８がＳＰＥＣＴ検査の対象としてセットされる。そして、ＳＰＥＣＴ収集装置２１のガンマカメラ駆動機構２５を駆動させることにより、寝台２３にセットされた被検体２８の身長方向の軸である体軸Ｚ方向と平行な回転軸Ｚ’を中心として各ガンマカメラ２４を回転移動あるいは回転軸Ｚ’方向に平行移動させて、被検体２８の頭部２９の任意の角度における各断面から放射されたγ線を検出することができるように構成される。

一方、コンソール２２には、入力装置３０、モニタ３１、メモリ３２および図示しないＣＰＵを備えたコンピュータが設けられ、メモリ３２に記憶された再構成処理範囲自動設定プログラムやその他の各種プログラムがそれぞれＣＰＵに読込まれることにより、コンピュータは、前処理部３３、ファン−パラレル変換手段３４、再構成処理範囲設定手段３５、再構成処理範囲自動設定部３６、再構成処理手段３７として機能する。ただし、これらの各構成要素をプログラムをコンピュータに読込ませるのみならず所要の回路で構成してもよい。

また、コンソール２２に備えられた前処理部３３は、回転中心補正手段３８、均一性補正手段３９、散乱線補正手段４０およびフィルタ手段４１を有する一方、再構成処理範囲自動設定部３６は、頭部投影データ加算手段４２、計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３、計算領域用閾値検出手段４４、体軸方向プロファイルカーブ作成手段４５、体軸方向閾値検出手段４６、再構成範囲計算手段４７、閾値設定手段４８、画素値加算幅設定手段４９、最大値走査範囲制限手段５０、パラメータテーブル化手段５１、パラメータパターン抽出手段５２、パラメータテーブル５３、パラメータ抽出条件データベース５４を有する。

コンソール２２の前処理部３３は、ガンマカメラ２４の各二次元検出器２７から頭部２９の各断面におけるファンビームデータまたはパラレルビームデータを受けて前処理を行う機能を有する。すなわち、前処理部３３の回転中心補正手段３８、均一性補正手段３９、散乱線補正手段４０およびフィルタ手段４１は、それぞれ二次元検出器２７からファンビームデータまたはパラレルビームデータを受けて、ガンマカメラ２４の回転中心の補正、均一性の補正、散乱線の補正、ノイズのフィルタリングによる信号の平滑化処理を実行する機能を有する。

また、前処理部３３は、前処理を行ったファンビームデータのうちパラレルビームデータに変換する必要があるファンビームデータをファン−パラレル変換手段３４に与える一方、パラレルビームデータに変換する必要がないファンビームデータとパラレルビームデータとを投影データの一例であるＳＰＥＣＴ投影データとして再構成処理手段３７および再構成処理範囲自動設定部３６の頭部投影データ加算手段４２に与えるように構成される。

ファン−パラレル変換手段３４は、前処理部３３から頭部２９の各断面におけるそれぞれのファンビームデータを受けてパラレルビームデータにファン−パラレル変換する機能と、変換したパラレルビームデータをＳＰＥＣＴ投影データとして再構成処理手段３７および再構成処理範囲自動設定部３６の頭部投影データ加算手段４２に与える機能を有する。

再構成処理範囲自動設定部３６の頭部投影データ加算手段４２は、前処理部３３およびファン−パラレル変換手段３４から被検体２８の頭部２９の各断面における各ＳＰＥＣＴ投影データを受けて、各断面におけるＳＰＥＣＴ投影データを加算することにより、ＳＰＥＣＴ投影データの加算データとともにＳＰＥＣＴ投影データの加算像を得る機能を有する。

また、頭部投影データ加算手段４２は、ＳＰＥＣＴ投影データの加算データを計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３および計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３に与えるとともに、ＳＰＥＣＴ投影データの加算像をモニタ３１に与えて表示させる機能を有する。

再構成処理範囲自動設定部３６の計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３は、頭部投影データ加算手段４２からＳＰＥＣＴ投影データの加算データを受けて、加算データの画素値を体軸Ｚ方向に加算することにより、体軸Ｚに対して垂直方向に分布を有する画素値のプロファイルカーブを作成する機能と、作成したプロファイルカーブを計算領域用閾値検出手段４４に与える機能とを有する。

さらに、必要に応じて計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３は、体軸Ｚに対して垂直方向に分布を有するプロファイルカーブを作成する際、加算データの画素値が最大となるピクセル位置を含み、パラメータパターン抽出手段５２から受けた体軸Ｚ方向の幅を有する領域を求め、この領域に含まれる加算データの画素値のみ加算してプロファイルカーブを作成するように構成することもできる。

再構成処理範囲自動設定部３６の計算領域用閾値検出手段４４は、計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３から体軸Ｚに対して垂直方向に分布を有するプロファイルカーブを受けて、パラメータパターン抽出手段５２から受けた閾値の範囲内となるプロファイルカーブの領域、すなわち、体軸Ｚに対して垂直方向の領域を求める機能と、求めた領域を体軸Ｚ方向プロファイルカーブ作成手段および再構成範囲計算手段４７に与える機能とを有する。

計算領域用閾値検出手段４４がパラメータパターン抽出手段５２から受ける閾値は、例えば、プロファイルカーブの最大値に対する割合や、直接プロファイルカーブの値とすることができる。さらに、計算領域用閾値検出手段４４は、パラメータパターン抽出手段５２から受ける閾値がプロファイルカーブの最大値に対する割合である場合には、閾値とともにプロファイルカーブの最大値の走査範囲をパラメータパターン抽出手段５２から受けて、プロファイルカーブの最大値の走査範囲についてプロファイルカーブの最大値を求めるように構成してもよい。

再構成処理範囲自動設定部３６の体軸方向プロファイルカーブ作成手段４５は、頭部投影データ加算手段４２からＳＰＥＣＴ投影データの加算データを受けて、加算データの画素値を体軸Ｚ方向に対して垂直方向に加算することにより、体軸Ｚ方向に分布を有する画素値のプロファイルカーブを作成する機能と、作成したプロファイルカーブを体軸方向閾値検出手段４６に与える機能とを有する。

また、体軸方向プロファイルカーブ作成手段４５は、体軸Ｚ方向に分布を有するプロファイルカーブを作成する際、計算領域用閾値検出手段４４から受けた体軸Ｚに対して垂直方向の領域に含まれる加算データの画素値のみをプロファイルカーブの作成のために加算するように構成される。

再構成処理範囲自動設定部３６の体軸方向閾値検出手段４６は、体軸方向プロファイルカーブ作成手段４５から体軸Ｚ方向に分布を有するプロファイルカーブを受けて、パラメータパターン抽出手段５２から受けた閾値の範囲内となるプロファイルカーブの領域、すなわち、体軸Ｚ方向の領域を求める機能と、求めた体軸Ｚ方向の領域を再構成範囲計算手段４７に与える機能とを有する。

体軸方向閾値検出手段４６がパラメータパターン抽出手段５２から受ける閾値は、例えば、プロファイルカーブの最大値に対する割合や、直接プロファイルカーブの値とすることができる。さらに、体軸方向閾値検出手段４６は、パラメータパターン抽出手段５２から受ける閾値がプロファイルカーブの最大値に対する割合である場合には、閾値とともにプロファイルカーブの最大値の走査範囲をパラメータパターン抽出手段５２から受けて、プロファイルカーブの最大値の走査範囲についてプロファイルカーブの最大値を求めるように構成してもよい。

再構成処理範囲自動設定部３６の再構成範囲計算手段４７は、計算領域用閾値検出手段４４および体軸方向閾値検出手段４６からそれぞれ受けた、体軸Ｚに対して垂直方向の領域および体軸Ｚ方向の領域に基いてＳＰＥＣＴ投影データを再構成させる範囲を計算する機能と、得られたＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を再構成処理範囲設定手段３５および再構成処理手段３７に与える機能とを有する。すなわち、再構成範囲計算手段４７は、体軸Ｚに対して垂直方向の領域および体軸Ｚ方向の領域に必要に応じて所要のオーバーラップを加算するとともに、再構成させるために予め定められたスライス厚等の再構成条件を用いてＳＰＥＣＴ投影データを再構成させる範囲を計算することができるように構成される。

再構成処理範囲自動設定部３６の閾値設定手段４８は、体軸Ｚ方向の領域および体軸Ｚに対して垂直方向の領域を求める際に必要な閾値を設定してパラメータテーブル化手段５１に与える機能を有する。この際、閾値設定手段４８は、体軸Ｚ方向の領域を求めるための閾値と体軸Ｚに対して垂直方向の領域を求めるための閾値との組合せを複数パターン設定する必要がある場合には、閾値を組合せてパラメータテーブル化手段５１に与えるように構成される。

再構成処理範囲自動設定部３６の画素値加算幅設定手段４９は、計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３がプロファイルカーブを作成する際、画素値を加算させる体軸Ｚ方向の幅を設定してパラメータテーブル化手段５１に与える機能を有する。

再構成処理範囲自動設定部３６の最大値走査範囲制限手段５０は、体軸Ｚ方向の領域および体軸Ｚに対して垂直方向の領域を求める際に、プロファイルカーブの最大値を求める必要がある場合には、プロファイルカーブの最大値の走査範囲を設定してパラメータテーブル化手段５１に与える機能を有する。

再構成処理範囲自動設定部３６のパラメータテーブル化手段５１は、閾値設定手段４８から受けた各閾値、画素値加算幅設定手段４９から受けた画素値を加算させる体軸Ｚ方向の幅および最大値走査範囲制限手段５０から受けたプロファイルカーブの最大値の走査範囲と組合せてパラメータパターンとして設定してパラメータテーブル５３に登録する機能を有する。ただし、プロファイルカーブの最大値の走査範囲を設定しない場合や、プロファイルカーブを作成する際に画素値を加算させる体軸Ｚ方向の幅を設定しない場合には、閾値設定手段４８から受けた各閾値のみを組合せてパラメータパターンとして設定してもよい。

このため、再構成処理範囲自動設定部３６のパラメータテーブル５３には、パラメータテーブル化手段５１により設定された閾値等のパラメータパターンが記録される。

再構成処理範囲自動設定部３６のパラメータ抽出条件データベース５４には、ガンマカメラ２４の機種、ＲＩの核種、有効視野情報、前処理条件、マトリクスサイズ、収集拡大率等のＳＰＥＣＴ投影データ取得条件とパラメータテーブル５３に記録されたパラメータパターンとが予め関連付けられてパラメータ抽出条件情報として保存される。

再構成処理範囲自動設定部３６のパラメータパターン抽出手段５２は、パラメータ抽出条件データベース５４に保存されたパラメータ抽出条件情報に基づいて、ＳＰＥＣＴ投影データ取得条件に応じた適切なパラメータパターンをパラメータテーブル５３から抽出し、抽出したパラメータパターンに含まれる閾値等の所要の情報を計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３、計算領域用閾値検出手段４４および体軸方向閾値検出手段４６に与える機能を有する。

再構成処理範囲設定手段３５は、入力装置３０から受け取ったＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲の指定情報に基づいて、ＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を設定する機能と、設定したＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を再構成処理手段３７に与える機能とを有する。ここで、再構成処理範囲設定手段３５は、再構成処理範囲自動設定部３６の再構成範囲計算手段４７から受けたＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を初期値としてモニタ３１に与えて表示させることができるように構成される。

また、再構成処理手段３７は、前処理部３３またはファン−パラレル変換手段３４から受けた被検体２８の頭部２９におけるＳＰＥＣＴ投影データを再構成範囲計算手段４７または再構成処理範囲設定手段３５から受けたＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲について再構成させることにより、被検体２８の頭部２９における三次元画像情報を得る機能を有する。

次にＳＰＥＣＴ装置２０の作用について説明する。

図２は、図１に示すＳＰＥＣＴ装置２０により被検体２８の頭部２９におけるＳＰＥＣＴ投影データの再構成処理範囲を設定するとともに三次元画像情報を再構成する際の流れを示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。

まずステップＳ１において、ＳＰＥＣＴ収集装置２１のガンマカメラ駆動機構２５で各ガンマカメラ２４を回転ないし平行移動せしめられ、被検体２８の頭部２９の所要の角度における各断面から放射されたγ線のＳＰＥＣＴ投影データ、すなわち１ローテーション分のＳＰＥＣＴ投影データがそれぞれファンビームデータあるいはパラレルビームデータとして各ガンマカメラ２４の二次元検出器２７により検出される。ただし、複数ローテーション分のＳＰＥＣＴ投影データを二次元検出器２７により検出してもよい。

そして、ＳＰＥＣＴ収集装置２１において検出されたファンビームデータおよびパラレルビームデータは、前処理部３３に与えられる。

次に、ステップＳ２において、前処理部３３は、ガンマカメラ２４の各二次元検出器２７から頭部２９の各断面におけるファンビームデータおよびパラレルビームデータを受けて、ファンビームデータおよびパラレルビームデータに対して前処理を行う。すなわち、前処理部３３の回転中心補正手段３８、均一性補正手段３９、散乱線補正手段４０およびフィルタ手段４１により、ファンビームデータおよびパラレルビームデータについて、ガンマカメラ２４の回転中心の補正、均一性の補正、散乱線の補正、ノイズのフィルタリングによる信号の平滑化処理が実行される。

尚、ガンマカメラ２４の回転中心の補正、均一性の補正、散乱線の補正、ノイズのフィルタリングによる信号の平滑化処理の実行順序は任意である。また、ファンビームデータおよびパラレルビームデータの前処理を実行することが望ましいが、必ずしも実行する必要はない。

また、ファンビームデータを使用していわゆる直接法により三次元画像情報を再構成する場合を除いて、ファンビームデータをファン−パラレル変換する必要がある。

このため、前処理部３３は、前処理を行ったファンビームデータのうちパラレルビームデータに変換する必要があるファンビームデータをファン−パラレル変換手段３４に与える一方、パラレルビームデータに変換する必要がないファンビームデータとパラレルビームデータとをＳＰＥＣＴ投影データとして再構成処理手段３７および再構成処理範囲自動設定部３６の頭部投影データ加算手段４２に与える。

次に、ステップＳ３において、ファン−パラレル変換手段３４は、前処理部３３から頭部２９の各断面におけるそれぞれのファンビームデータを受けてパラレルビームデータにファン−パラレル変換し、変換したパラレルビームデータをＳＰＥＣＴ投影データとして再構成処理手段３７および再構成処理範囲自動設定部３６の頭部投影データ加算手段４２に与える。

次に、ステップＳ４において、頭部投影データ加算手段４２は、前処理部３３およびファン−パラレル変換手段３４から頭部２９の各断面における各ＳＰＥＣＴ投影データを受けて、各断面におけるＳＰＥＣＴ投影データを加算することにより、ＳＰＥＣＴ投影データの加算データとともにＳＰＥＣＴ投影データの加算像を得る。さらに、頭部投影データ加算手段４２は、ＳＰＥＣＴ投影データの加算データを計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３および計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３に与えるとともに、ＳＰＥＣＴ投影データの加算像をモニタ３１に与えて表示させる。

次に、ステップＳ５において、計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３は、頭部投影データ加算手段４２からＳＰＥＣＴ投影データの加算データを受けて、加算データの画素値を体軸Ｚ方向に加算することにより、体軸Ｚに対して垂直方向に分布を有する画素値のプロファイルカーブを作成する。

図３は、図１に示すＳＰＥＣＴ装置２０により得られたＳＰＥＣＴ投影データの加算像、加算データの画素値を体軸Ｚ方向に加算して得られたプロファイルカーブおよびプロファイルカーブから求められた体軸Ｚに対して垂直方向の領域の一例を示す図である。

図３において（ａ）は、脳血流シンチグラフィを99mTc-HM-PAO(99mTc-d,l-hexamethyl-propyleneamine oxime)としてＡ機種のガンマカメラ２４で被検体２８からのγ線を検出し、散乱線の補正を前処理として実行して得られたＳＰＥＣＴ投影データの加算像、加算データの画素値を体軸Ｚ方向に加算して得られたプロファイルカーブおよびプロファイルカーブから求められた体軸Ｚに対して垂直方向の領域を示す図である。

また、図３において（ｂ）は、脳血流シンチグラフィを123I-IMP(N-isopropyl-123I-p-iodoamphetamine)としてＢ機種のガンマカメラ２４で被検体２８からのγ線を検出し、散乱線の補正を前処理として実行せずに得られたＳＰＥＣＴ投影データの加算像、加算データの画素値を体軸Ｚ方向に加算して得られたプロファイルカーブおよびプロファイルカーブから求められた体軸Ｚに対して垂直方向の領域を示す図である。

図３（ａ）（ｂ）において、上部の画像は、ＳＰＥＣＴ投影データの加算像を示し、下部の曲線は、加算データの画素値を体軸Ｚ方向に加算して得られたプロファイルカーブを示す。このため、図３（ａ）（ｂ）下部の縦軸は、ＳＰＥＣＴ投影データの加算データにおける画素値を体軸Ｚ方向に加算して得られたプロファイルカーブの値を示し、横軸Ｘは、体軸Ｚに対して垂直方向のピクセルの位置を示す。

図３（ａ）（ｂ）に示すように、計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３は、体軸Ｚに対して垂直方向に分布を有するプロファイルカーブを作成する際、加算データの画素値が最大となるピクセル位置Ｐ_ＭＡＸを求めるとともに、ピクセル位置Ｐ_ＭＡＸから体軸Ｚ方向に幅ΔＺを有する領域を求め、求めた領域に含まれる加算データの画素値のみを加算してプロファイルカーブを作成する。

この結果、図３（ａ）（ｂ）の下部に示すようなピクセル位置Ｐ_ＭＡＸにおいて最大値をとり、上に凸形状となるプロファイルカーブが得られる。また、図３（ａ）（ｂ）によれば、フィルタ手段４１により予めフィルタリングによるＳＰＥＣＴ投影データ信号の平滑化処理を実行することにより、被検体２８の頭部２９の稜線がより明確に得られて精度よくプロファイルカーブを作成できるということが分かる。

そして、計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３は、作成したプロファイルカーブを計算領域用閾値検出手段４４に与える。

ここで、加算データの加算領域を設定するための体軸Ｚ方向の幅ΔＺは、画素値加算幅設定手段４９により予めガンマカメラ２４の機種等のＳＰＥＣＴ投影データ取得条件に応じて設定され、パラメータテーブル化手段５１によりパラメータパターンとしてパラメータテーブル５３に登録される。

体軸Ｚ方向の幅ΔＺは、例えば予め標準的な被検体２８の頭部２９におけるＳＰＥＣＴ投影データの加算データにおいて、プロファイルカーブの作成に適切な幅ΔＺの値を調べることにより、画素値加算幅設定手段４９で任意に設定することができる。さらに、このときの体軸Ｚ方向の幅ΔＺとＳＰＥＣＴ投影データ取得条件との関連付け情報は、パラメータ抽出条件情報としてパラメータ抽出条件データベース５４に保存される。

そして、パラメータパターン抽出手段５２が、パラメータ抽出条件データベース５４を参照することにより、ガンマカメラ２４の機種等のＳＰＥＣＴ投影データ取得条件に応じた体軸Ｚ方向の幅ΔＺをパラメータテーブル５３から抽出して計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３に与える。

次に、ステップＳ６において、計算領域用閾値検出手段４４は、計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３から体軸Ｚに対して垂直方向に分布を有するプロファイルカーブを受けて、パラメータパターン抽出手段５２から受けた閾値の範囲内となるプロファイルカーブの領域、すなわち、体軸Ｚに対して垂直方向の領域を計算領域として求める。

すなわち、計算領域用閾値検出手段４４には、パラメータパターン抽出手段５２から例えば体軸Ｚに対して垂直な方向に分布を有するプロファイルカーブの最大値ＰＸ_ＭＡＸのＡ％としてプロファイルカーブの閾値が与えられる。プロファイルカーブの閾値は、閾値設定手段４８により予めガンマカメラ２４の機種等のＳＰＥＣＴ投影データ取得条件に応じて設定され、パラメータテーブル化手段５１によりパラメータパターンとしてパラメータテーブル５３に登録される。

プロファイルカーブの閾値は、例えば予め標準的な被検体２８の頭部２９におけるＳＰＥＣＴ投影データの加算データをモニタ３１に表示させ、左限カーソルと右限カーソルの位置を設定し、このときの左限カーソルと右限カーソルがプロファイルカーブの最大値の何％になるのかを調べることにより、閾値設定手段４８で設定することができる。また、一旦設定したプロファイルカーブの閾値を閾値設定手段４８で任意に変更することもできる。このため、プロファイルカーブの閾値を上限と下限とで異なる値に設定してもよい。

さらに、プロファイルカーブの閾値とＳＰＥＣＴ投影データ取得条件との関連付け情報は、パラメータ抽出条件情報としてパラメータ抽出条件データベース５４に保存される。そして、パラメータパターン抽出手段５２が、パラメータ抽出条件データベース５４を参照することにより、ガンマカメラ２４の機種等のＳＰＥＣＴ投影データ取得条件に応じたプロファイルカーブの閾値をパラメータテーブル５３から抽出して計算領域用閾値検出手段４４に与える。

このため、計算領域用閾値検出手段４４は、まず体軸Ｚに対して垂直な方向をＸ軸として、プロファイルカーブの最大値ＰＸ_ＭＡＸを求める。さらに、計算領域用閾値検出手段４４は、プロファイルカーブの最大値ＰＸ_ＭＡＸのＡ％の値となるプロファイルカーブのＸ座標Ｘ１、Ｘ２を求める。そして、計算領域用閾値検出手段４４は、求めた２点Ｘ１、Ｘ２の間の領域を体軸Ｚに対して垂直方向の計算領域として体軸方向プロファイルカーブ作成手段４５および再構成範囲計算手段４７に与える。

次に、ステップＳ７において、体軸方向プロファイルカーブ作成手段４５は、頭部投影データ加算手段４２からＳＰＥＣＴ投影データの加算データを受けて、加算データの画素値を体軸Ｚに対して垂直な方向に加算することにより、体軸Ｚ方向に分布を有する画素値のプロファイルカーブを作成する。

図４は、図１に示すＳＰＥＣＴ装置２０により得られたＳＰＥＣＴ投影データの加算像、加算データの画素値を体軸Ｚに対して垂直な方向に加算して得られたプロファイルカーブおよびプロファイルカーブから求められた体軸Ｚ方向の領域の一例を示す図である。

図４において（ａ）は、脳血流シンチグラフィを99mTc-HM-PAO(99mTc-d,l-hexamethyl-propyleneamine oxime)としてＡ機種のガンマカメラ２４で被検体２８からのγ線を検出し、散乱線の補正を前処理として実行して得られたＳＰＥＣＴ投影データの加算像、加算データの画素値を体軸Ｚに対して垂直な方向に加算して得られたプロファイルカーブおよびプロファイルカーブから求められた体軸Ｚ方向の領域の例を示す図である。

また、図４において（ｂ）は、脳血流シンチグラフィを123I-IMP(N-isopropyl-123I-p-iodoamphetamine)としてＢ機種のガンマカメラ２４で被検体２８からのγ線を検出し、散乱線の補正を前処理として実行せずに得られたＳＰＥＣＴ投影データの加算像、加算データの画素値を体軸Ｚに対して垂直な方向に加算して得られたプロファイルカーブおよびプロファイルカーブから求められた体軸Ｚ方向の領域の例を示す図である。

図４（ａ）（ｂ）において、左部の画像は、ＳＰＥＣＴ投影データの加算像を示し、右部の曲線は、加算データの画素値を体軸Ｚに対して垂直な方向に加算して得られたプロファイルカーブを示す。このため、図４（ａ）（ｂ）右部の横軸は、ＳＰＥＣＴ投影データの加算データにおける画素値を体軸Ｚと垂直な方向に加算して得られたプロファイルカーブの値を示し、縦軸Ｙは、体軸Ｚ方向のピクセルの位置を示す。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、体軸方向プロファイルカーブ作成手段４５は、体軸Ｚ方向に分布を有するプロファイルカーブを作成する際、計算領域用閾値検出手段４４から受けたＸ１、Ｘ２の間の領域、すなわち体軸Ｚに対して垂直方向の計算領域に含まれる加算データの画素値のみを体軸Ｚに対して垂直方向に加算してプロファイルカーブを作成する。

この結果、図４（ａ）（ｂ）の右部に示すような凹凸を有するプロファイルカーブが得られる。また、図４（ａ）（ｂ）によれば、フィルタ手段４１により予めフィルタリングによるＳＰＥＣＴ投影データ信号の平滑化処理を実行することにより、被検体２８の頭部２９の稜線がより明確に得られて精度よくプロファイルカーブを作成できるということが分かる。

そして、体軸方向プロファイルカーブ作成手段４５は、作成したプロファイルカーブを体軸方向閾値検出手段４６に与える。

次に、ステップＳ８において、体軸方向閾値検出手段４６は、体軸方向プロファイルカーブ作成手段４５から体軸Ｚ方向に分布を有するプロファイルカーブを受けて、パラメータパターン抽出手段５２から受けた閾値の範囲内となるプロファイルカーブの領域、すなわち、体軸Ｚ方向の領域を求める。

すなわち、体軸方向閾値検出手段４６には、パラメータパターン抽出手段５２から例えば体軸Ｚ方向に分布を有するプロファイルカーブの最大値ＰＹ_ＭＡＸのＢ１％として被検体２８の頭部２９側、すなわちＹ軸の正側におけるプロファイルカーブの閾値が与えられるとともに、プロファイルカーブの最大値ＰＹ_ＭＡＸのＢ２％として被検体２８の頭部２９と逆側、すなわちＹ軸の負側におけるプロファイルカーブの閾値が与えられる。

ここで、プロファイルカーブの閾値であるＢ１、Ｂ２の値は、閾値設定手段４８により予めガンマカメラ２４の機種等のＳＰＥＣＴ投影データ取得条件に応じて設定され、パラメータテーブル化手段５１によりパラメータパターンとしてパラメータテーブル５３に登録される。

体軸Ｚ方向に分布を有するプロファイルカーブの閾値Ｂ１、Ｂ２は、体軸Ｚに対して垂直方向に分布を有するプロファイルカーブの閾値Ａと同様に、例えば予め標準的な被検体２８の頭部２９におけるＳＰＥＣＴ投影データの加算データをモニタ３１に表示させ、下限カーソルと上限カーソルの位置を設定し、このときの下限カーソルと上限カーソルがそれぞれプロファイルカーブの最大値の何％になるのかを調べることにより、閾値設定手段４８で変更可能に任意に設定することができる。

さらに、プロファイルカーブの閾値とＳＰＥＣＴ投影データ取得条件との関連付け情報は、パラメータ抽出条件情報としてパラメータ抽出条件データベース５４に保存される。そして、パラメータパターン抽出手段５２が、パラメータ抽出条件データベース５４を参照することにより、ガンマカメラ２４の機種等のＳＰＥＣＴ投影データ取得条件に応じたプロファイルカーブの閾値をパラメータテーブル５３から抽出して体軸方向閾値検出手段４６に与える。

このため、体軸方向閾値検出手段４６は、まず体軸Ｚ方向をＹ軸として、プロファイルカーブの最大値ＰＹ_ＭＡＸを求める。この際、最大値ＰＹ_ＭＡＸの走査範囲は、パラメータパターン抽出手段５２から体軸方向閾値検出手段４６に与えられる。最大値ＰＹ_ＭＡＸの走査範囲は、予め最大値走査範囲制限手段５０により閾値と同様にＳＰＥＣＴ投影データ取得条件に応じて設定され、パラメータテーブル化手段５１によりパラメータパターンとしてパラメータテーブル５３に登録される。

そして、パラメータパターン抽出手段５２が、パラメータ抽出条件データベース５４を参照することにより、ＳＰＥＣＴ投影データ取得条件に応じた最大値ＰＹ_ＭＡＸの走査範囲をパラメータテーブル５３から抽出して体軸方向閾値検出手段４６に与える。このため、最大値ＰＹ_ＭＡＸの走査範囲が制限され、被検体２８の頭部２９におけるＳＰＥＣＴ投影データの視野内に他の部位が撮像されている場合であっても最大値ＰＹ_ＭＡＸの走査への影響を回避させることができる。

さらに、体軸方向閾値検出手段４６は、プロファイルカーブの最大値ＰＹ_ＭＡＸを求めると、プロファイルカーブの値が最大値ＰＹ_ＭＡＸのＢ１％の値となり、かつプロファイルカーブの最大値ＰＹ_ＭＡＸからＹ軸の正側における最初の点におけるＹ座標Ｙ１を求めるとともに、プロファイルカーブの値が最大値ＰＹ_ＭＡＸのＢ２％の値となり、かつプロファイルカーブの最大値ＰＹ_ＭＡＸからＹ軸の負側の最初の点におけるＹ座標Ｙ２を求める。

そして、体軸方向閾値検出手段４６は、求めた２点Ｙ１、Ｙ２の間の領域を体軸Ｚ方向の領域として再構成範囲計算手段４７に与える。

次に、ステップＳ９において、再構成範囲計算手段４７は、計算領域用閾値検出手段４４および体軸方向閾値検出手段４６からそれぞれ受けた、体軸Ｚに対して垂直方向の領域および体軸Ｚ方向の領域に基いてＳＰＥＣＴ投影データを再構成させる範囲を計算する。すなわち、再構成範囲計算手段４７は、体軸Ｚに対して垂直方向の領域および体軸Ｚ方向の領域に必要に応じて所要のオーバーラップを加算するとともに、再構成させるために予め定められたスライス厚等の再構成条件を用いてＳＰＥＣＴ投影データを再構成させる範囲を計算する。

さらに、再構成範囲計算手段４７は、得られたＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を再構成処理範囲設定手段３５および再構成処理手段３７に与える。

次に、ステップＳ１０において、ＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を微調整する必要がある場合には、再構成処理範囲設定手段３５が、再構成範囲計算手段４７から受けたＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を初期値としてモニタ３１に与えて表示させ、入力装置３０から受け取ったＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲の指定情報に基づいて、ＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を設定する。

このため、再構成処理範囲設定手段３５により容易にＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を微調整することができる。さらに、再構成処理範囲設定手段３５は、微調整後におけるＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を再構成処理手段３７に与える。

また、再構成範囲計算手段４７から受けたＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲や再構成処理範囲設定手段３５による微調整後のＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲は、適宜メモリ３２に記憶され利用することができる。

次に、ステップＳ１１において、再構成処理手段３７は、前処理部３３またはファン−パラレル変換手段３４から受けた被検体２８の頭部２９におけるＳＰＥＣＴ投影データを再構成範囲計算手段４７または再構成処理範囲設定手段３５から受けたＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲について再構成させることにより、被検体２８の頭部２９における三次元画像情報を得る。そして、再構成処理手段３７は、得られた三次元画像情報をモニタ３１に与えて表示させる。

この結果、モニタ３１により被検体２８の頭部２９における三次元画像情報を確認することができる。

以上のような、ＳＰＥＣＴ装置２０によれば、核医学診断において、被検体２８の頭部２９におけるＳＰＥＣＴ投影データの再構成領域を設定する際、初期値を適切に自動設定することができる。すなわち、ＳＰＥＣＴ装置２０によれば、ＳＰＥＣＴ投影データの再構成領域を設定する際の初期値の精度を向上させて、微調整量を低減させることができる。

さらに、ＳＰＥＣＴ装置２０によれば、ＳＰＥＣＴ投影データの再構成領域の設定精度を向上させることにより、ＳＰＥＣＴ投影データの再構成領域の設定を自動化することにより、三次元画像情報を自動的に得ることができる。

また、ＳＰＥＣＴ装置２０によれば、ＳＰＥＣＴ投影データの再構成領域を設定する際、全てのＳＰＥＣＴ投影データを加算して再構成領域を計算するため、ＲＩ分布が不均一な場合や被検体２８の位置にばらつきが生じる場合であっても、これらの再構成領域の設定に対する影響や誤差を低減させることができる。

また、ＳＰＥＣＴ装置２０によれば、ＳＰＥＣＴ投影データの再構成処理とは直接関係のない再構成領域の設定処理を実行する構成であるため、既に設置された従来のＳＰＥＣＴ装置２０に容易に再構成領域の設定機能を組み込むことができる。

さらに、ＳＰＥＣＴ装置２０によれば、既にＳＰＥＣＴ投影データの再構成処理の条件を設定した後であっても、ＳＰＥＣＴ投影データの再構成処理の条件を変更することなく、より少ない操作で再構成領域の設定を行うのみで、適切な再構成領域のＳＰＥＣＴ投影データを再構成させることができる。

また、ＳＰＥＣＴ装置２０によれば、フィルタ手段４１により予めフィルタリングによるＳＰＥＣＴ投影データ信号の平滑化処理を実行することにより、被検体２８の頭部２９の稜線がより明確に得られて適切な再構成処理範囲を設定できることできる。

尚、ＳＰＥＣＴ装置２０の構成要素の一部を省略して構成してもよい。例えば、計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３および計算領域用閾値検出手段４４を設けずに、体軸方向プロファイルカーブ作成手段４５が、体軸Ｚ方向に分布を有するプロファイルカーブを作成する際、全ての領域に含まれる加算データの画素値を体軸Ｚに対して垂直方向に加算してプロファイルカーブを作成するように構成してもよい。

また、計算領域用プロファイルカーブ作成手段４３および体軸方向プロファイルカーブ作成手段４５の一方あるいは双方を設けない構成として、プロファイルカーブを作成せずにＳＰＥＣＴ投影データから直接閾値に基づいて体軸Ｚ方向あるいは体軸Ｚに垂直な方向の領域を求めるように構成してもよい。

さらに、ＳＰＥＣＴ装置２０において、例えば前処理部３３、ファン−パラレル変換手段３４、再構成処理範囲設定手段３５、画素値加算幅設定手段４９、最大値走査範囲制限手段５０、パラメータテーブル化手段５１、パラメータパターン抽出手段５２、パラメータテーブル５３、パラメータ抽出条件データベース５４の全部あるいは一部を省略してもよい。

図５は本発明に係る核医学診断装置の一例であるＳＰＥＣＴ装置の第２の実施形態を示す構成図である。

図５に示された、ＳＰＥＣＴ装置２０Ａでは、再構成処理範囲自動設定部３６Ａの構成が図１に示すＳＰＥＣＴ装置２０と相違する。他の構成および作用については図１に示すＳＰＥＣＴ装置２０と実質的に異ならないため同一の構成については同符号を付して説明を省略する。

ＳＰＥＣＴ装置２０Ａの再構成処理範囲自動設定部３６Ａは、体軸方向閾値検出手段４６、垂直方向閾値検出手段６０、最大領域検出手段６１、再構成範囲計算手段４７、閾値設定手段４８、パラメータテーブル化手段５１、パラメータパターン抽出手段５２、パラメータテーブル５３、パラメータ抽出条件データベース５４を有する。

再構成処理範囲自動設定部３６Ａの体軸方向閾値検出手段４６は、前処理部３３およびファン−パラレル変換手段３４から頭部２９の各断面における各ＳＰＥＣＴ投影データを順次受けて、ＳＰＥＣＴ投影データの画素値がパラメータパターン抽出手段５２から受けた閾値の範囲内となる体軸Ｚ方向の領域を求める機能と、求めた体軸Ｚ方向の領域を最大領域検出手段６１に与える機能とを有する。

体軸方向閾値検出手段４６がパラメータパターン抽出手段５２から受ける閾値は、例えば、ある画素値の値やＳＰＥＣＴ投影データの画素値の最大値に対する割合とすることができる。

再構成処理範囲自動設定部３６Ａの垂直方向閾値検出手段６０は、前処理部３３およびファン−パラレル変換手段３４から頭部２９の各断面における各ＳＰＥＣＴ投影データを順次受けて、ＳＰＥＣＴ投影データの画素値がパラメータパターン抽出手段５２から受けた閾値の範囲内となる体軸Ｚに垂直な方向の領域を求める機能と、得られた体軸Ｚに対して垂直な方向の領域を最大領域検出手段６１に与える機能とを有する。

垂直方向閾値検出手段６０がパラメータパターン抽出手段５２から受ける閾値は、例えば、ある画素値の値やＳＰＥＣＴ投影データの画素値の最大値に対する割合とすることができる。

再構成処理範囲自動設定部３６Ａの最大領域検出手段６１は、体軸方向閾値検出手段４６から体軸Ｚ方向の各領域を順次受けて、体軸Ｚ方向の各領域の全てを含む最大領域を検出する機能と、検出した体軸Ｚ方向の最大領域を再構成範囲計算手段４７に与える機能とを有する。また、最大領域検出手段６１は、垂直方向閾値検出手段６０から体軸Ｚに対して垂直方向の各領域を順次受けて、体軸Ｚに対して垂直な方向の各領域の全てを含む最大領域を検出する機能と、検出した体軸Ｚに垂直な方向の最大領域を再構成範囲計算手段４７に与える機能とを有する。

尚、最大領域検出手段６１が体軸Ｚ方向の最大領域を検出する方法としては、例えば頭部２９のある断面におけるＳＰＥＣＴ投影データから得られた体軸Ｚ方向の領域と、ＳＰＥＣＴ収集装置２１のガンマカメラ２４を回転させて得られた別の断面におけるＳＰＥＣＴ投影データから得られた体軸Ｚ方向の領域とをそれぞれ比較して、より大きい範囲を体軸Ｚ方向の最大領域として一旦仮定し、仮定した体軸Ｚ方向の最大領域をガンマカメラ２４の回転とともに更新する方法が挙げられる。同様な方法により最大領域検出手段６１により体軸に垂直な方向の最大領域も検出することができる。

再構成処理範囲自動設定部３６Ａの再構成範囲計算手段４７は、最大領域検出手段６１から受けた、体軸Ｚ方向および体軸Ｚに対して垂直方向の各最大領域に基いてＳＰＥＣＴ投影データを再構成させる範囲を計算する機能と、得られたＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を再構成処理範囲設定手段３５および再構成処理手段３７に与える機能とを有する。すなわち、再構成範囲計算手段４７は、体軸Ｚに対して垂直方向および体軸Ｚ方向の最大領域に必要に応じて所要のオーバーラップを加算するとともに、再構成させるために予め定められたスライス厚等の再構成条件を用いてＳＰＥＣＴ投影データを再構成させる範囲を計算することができるように構成される。

再構成処理範囲自動設定部３６Ａの閾値設定手段４８、パラメータテーブル化手段５１、パラメータパターン抽出手段５２は、それぞれ図１に示す再構成処理範囲自動設定部３６の閾値設定手段４８、パラメータテーブル化手段５１、パラメータパターン抽出手段５２と同様な機能を有する。このため、再構成処理範囲自動設定部３６Ａのパラメータテーブル５３およびパラメータ抽出条件データベース５４には、それぞれ図１に示す再構成処理範囲自動設定部３６のパラメータテーブル５３およびパラメータ抽出条件データベース５４と同様な情報が保存される。

次にＳＰＥＣＴ装置２０Ａの作用について説明する。

図６は、図５に示すＳＰＥＣＴ装置２０Ａにより被検体２８の頭部２９におけるＳＰＥＣＴ投影データの再構成処理範囲を設定するとともに三次元画像情報を再構成する際の流れを示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。

まずステップＳ２０において、ＳＰＥＣＴ収集装置２１のガンマカメラ２４が所要の速度、例えば１〜２（分／回転）程度の速度で回転し、被検体２８の頭部２９における各断面の連続撮影が開始される。そして、ガンマカメラ２４により被検体２８の頭部２９における所定の角度、例えば０度位置におけるファンビームデータおよびパラレルビームデータが検出されて前処理部３３に与えられる。

次に、ステップＳ２１において、前処理部３３は、ファンビームデータおよびパラレルビームデータの前処理を実行する。そして、ファン−パラレル変換が必要な場合には、ファンビームデータがファン−パラレル変換手段３４に与えられる一方、ファン−パラレル変換が不要なファンビームデータおよびパラレルビームデータがＳＰＥＣＴ投影データとして体軸方向閾値検出手段４６および垂直方向閾値検出手段６０に与えられる。

次に、ステップＳ２２において、ファン−パラレル変換手段３４は、前処理部３３から頭部２９の０度位置におけるファンビームデータをファン−パラレル変換して、パラレルビームデータをＳＰＥＣＴ投影データとして体軸方向閾値検出手段４６および垂直方向閾値検出手段６０に与える。

次に、ステップＳ２３において、体軸方向閾値検出手段４６は、前処理部３３およびファン−パラレル変換手段３４から頭部２９の０度位置におけるＳＰＥＣＴ投影データを受けて、ＳＰＥＣＴ投影データの画素値がパラメータパターン抽出手段５２から受けた閾値の範囲内となる体軸Ｚ方向の領域を求める。同様に、垂直方向閾値検出手段６０が、前処理部３３およびファン−パラレル変換手段３４から頭部２９の０度位置におけるＳＰＥＣＴ投影データを受けて、ＳＰＥＣＴ投影データの画素値がパラメータパターン抽出手段５２から受けた閾値の範囲内となる体軸Ｚに垂直な方向の領域を求める。

図７は、図５に示すＳＰＥＣＴ装置２０Ａによる体軸Ｚ方向の領域および体軸Ｚに垂直な方向の領域の検出方法の説明図である。

図７に示すように、体軸方向閾値検出手段４６は、頭部２９の０度位置におけるＳＰＥＣＴ投影データにおいて、体軸Ｚ方向にＹ軸を設定し、０度位置におけるＳＰＥＣＴ投影データの画素値がパラメータパターン抽出手段５２から受けた閾値を超える画素値となるＹ座標の範囲、すなわちＹ座標（Ｙ１、Ｙ２）を検出する。同様に、垂直方向閾値検出手段６０は、頭部２９の０度位置におけるＳＰＥＣＴ投影データにおいて、体軸Ｚに垂直な方向にＸ軸を設定し、０度位置におけるＳＰＥＣＴ投影データの画素値がパラメータパターン抽出手段５２から受けた閾値を超える画素値となるＸ座標の範囲、すなわちＹ座標（Ｘ１、Ｘ２）を検出する。

そして、体軸方向閾値検出手段４６および垂直方向閾値検出手段６０は、それぞれ体軸Ｚ方向の領域（Ｙ１、Ｙ２）および体軸Ｚに対して垂直方向の領域（Ｘ１、Ｘ２）を最大領域検出手段６１に与える。

次に、ステップＳ２４において、最大領域検出手段６１は、体軸方向閾値検出手段４６および垂直方向閾値検出手段６０から受けた体軸Ｚ方向の領域（Ｙ１１、Ｙ１２）および体軸Ｚに対して垂直方向の領域（Ｘ１１、Ｘ１２）が初期データである場合には、領域（Ｙ１１、Ｙ１２）および領域（Ｘ１１、Ｘ１２）を最大領域として仮定する。

次に、ステップＳ２５において、最大領域検出手段６１は、ガンマカメラ２４の回転が完了したか否かを判定する。そして、ガンマカメラ２４が回転中であり、次の角度、例えば９０度位置に達すると、再びステップＳ２０において、９０度位置におけるファンビームデータおよびパラレルビームデータが検出されて前処理部３３に与えられる。

このため、ステップＳ２１からステップＳ２３において頭部２９の９０度位置におけるＳＰＥＣＴ投影データから体軸Ｚ方向の領域（Ｙ２１、Ｙ２２）および体軸Ｚに対して垂直方向の領域（Ｘ２１、Ｘ２２）が検出されて最大領域検出手段６１に与えられる。

さらに、最大領域検出手段６１は、予め最大領域として仮定した領域（Ｙ１１、Ｙ１２）および領域（Ｘ１１、Ｘ１２）と新たに得られた領域（Ｙ２１、Ｙ２２）および領域（Ｘ２１、Ｘ２２）とを比較して、最大領域をより大きい範囲に更新する。

そして、再びステップＳ２０において、ＳＰＥＣＴ収集装置２１のガンマカメラ２４が回転せしめられてＮ回繰り返し領域（Ｙ１１、Ｙ１２）、（Ｙ２１、Ｙ２２）、…、（Ｙｉ１，Ｙｉ２）、…、（ＹＮ１、ＹＮ２）および領域（Ｘ１１、Ｘ１２）、（Ｘ２１、Ｘ２２）、…、（Ｘｉ１，Ｘｉ２）、…、（ＸＮ１、ＸＮ２）が検出され、ガンマカメラ２４の回転に伴って順次最大領域が更新される。さらに、Ｎ番目の最終角度位置におけるＳＰＥＣＴ投影データから得られた領域（ＹＮ１、ＹＮ２）および領域（ＸＮ１、ＸＮ２）との比較による最大領域の更新が完了すると、そのときの値を最大領域として検出する。

すなわち、最大領域検出手段６１は、結果的にＮ個のＳＰＥＣＴ投影データから得られた領域（Ｘ１１、Ｘ１２）、（Ｘ２１、Ｘ２２）、…、（Ｘｉ１，Ｘｉ２）、…、（ＸＮ１、ＸＮ２）および領域（Ｙ１１、Ｙ１２）、（Ｙ２１、Ｙ２２）、…、（Ｙｉ１，Ｙｉ２）、…、（ＹＮ１、ＹＮ２）からＸｉ１の最小値ＭＩＮ（Ｘｉ１）、Ｘｉ２の最大値ＭＡＸ（Ｘｉ２）、Ｙｉ１の最小値ＭＩＮ（Ｙｉ１）およびＹｉ２の最大値ＭＡＸ（Ｙｉ２）をそれぞれ求めて、（ＭＩＮ（Ｘｉ１），ＭＡＸ（Ｘｉ２））を体軸Ｚ方向に対して垂直方向の最大領域、（ＭＩＮ（Ｙｉ１），ＭＡＸ（Ｙｉ２））を体軸Ｚ方向の最大領域として検出する。

尚、ここでは、ガンマカメラ２４の回転とともに順次最大領域を仮定して更新する方法により体軸Ｚ方向に対して垂直方向の最大領域と体軸Ｚ方向の最大領域とを検出したが、一旦全ての領域（Ｘ１１、Ｘ１２）、（Ｘ２１、Ｘ２２）、…、（Ｘｉ１，Ｘｉ２）、…、（ＸＮ１、ＸＮ２）および領域（Ｙ１１、Ｙ１２）、（Ｙ２１、Ｙ２２）、…、（Ｙｉ１，Ｙｉ２）、…、（ＹＮ１、ＹＮ２）を記憶して、Ｘｉ１の最小値ＭＩＮ（Ｘｉ１）、Ｘｉ２の最大値ＭＡＸ（Ｘｉ２）、Ｙｉ１の最小値ＭＩＮ（Ｙｉ１）およびＹｉ２の最大値ＭＡＸ（Ｙｉ２）を一度に検出するようにしてもよい。

さらに、ステップＳ２５において、最大領域検出手段６１は、ガンマカメラ２４の回転が完了したと判定すると、検出した体軸Ｚ方向および体軸Ｚに対して垂直方向の各最大領域（ＭＩＮ（Ｘｉ１），ＭＡＸ（Ｘｉ２））、（ＭＩＮ（Ｙｉ１），ＭＡＸ（Ｙｉ２））を再構成範囲計算手段４７に与える。

次に、ステップＳ２６において、再構成範囲計算手段４７は、最大領域検出手段６１から受けた、体軸Ｚに対して垂直方向の最大領域および体軸Ｚ方向の最大領域に、必要に応じて所要のオーバーラップを加算するとともに、再構成させるために予め定められたスライス厚等の再構成条件を用いてＳＰＥＣＴ投影データを再構成させる範囲を計算する。さらに、再構成範囲計算手段４７は、得られたＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を再構成処理範囲設定手段３５および再構成処理手段３７に与える。

次に、ステップＳ２７において、ＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を微調整する必要がある場合には、再構成処理範囲設定手段３５が、再構成範囲計算手段４７から受けたＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を初期値としてモニタ３１に与えて表示させ、入力装置３０から受け取ったＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲の指定情報に基づいて、ＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を設定する。さらに、再構成処理範囲設定手段３５は、微調整後におけるＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲を再構成処理手段３７に与える。

次に、ステップＳ２８において、再構成処理手段３７は、前処理部３３またはファン−パラレル変換手段３４から受けた被検体２８の頭部２９におけるＳＰＥＣＴ投影データを再構成範囲計算手段４７または再構成処理範囲設定手段３５から受けたＳＰＥＣＴ投影データの再構成範囲について再構成させることにより、被検体２８の頭部２９における三次元画像情報を得る。そして、再構成処理手段３７は、得られた三次元画像情報をモニタ３１に与えて表示させる。

この結果、モニタ３１により被検体２８の頭部２９における三次元画像情報を確認することができる。

以上のようなＳＰＥＣＴ装置２０Ａによれば、図１に示すＳＰＥＣＴ装置２０と同様な効果を得ることができるのみならずデータの加算処理を省略できる。さらに、ガンマカメラ２４の回転中においても計算処理が行われるため、リアルタイム性を向上することができる。

尚、各実施形態におけるＳＰＥＣＴ装置２０、２０Ａを複合的に構成してもよい。例えば、被検体２８の頭部２９断面における各ＳＰＥＣＴ投影データの一部を加算して複数の加算データを作成し、各加算データのプロファイルカーブに対して体軸Ｚ方向および体軸Ｚに対して垂直方向に最大領域を求めるように構成してもよい。また、各ＳＰＥＣＴ投影データの加算データに対して体軸Ｚ方向および体軸Ｚに対して垂直方向の最大領域を仮定して更新するように構成してもよい。

また、核医学診断装置は、ＳＰＥＣＴ装置２０に限らずＰＥＴ装置であってもよい。

本発明に係る核医学診断装置の一例であるＳＰＥＣＴ装置の第１の実施形態を示す構成図。 図１に示すＳＰＥＣＴ装置により被検体の頭部におけるＳＰＥＣＴ投影データの再構成処理範囲を設定するとともに三次元画像情報を再構成する際の流れを示すフローチャート。 図１に示すＳＰＥＣＴ装置により得られたＳＰＥＣＴ投影データの加算像、加算データの画素値を体軸方向に加算して得られたプロファイルカーブおよびプロファイルカーブから求められた体軸に対して垂直方向の領域の一例を示す図。 図１に示すＳＰＥＣＴ装置により得られたＳＰＥＣＴ投影データの加算像、加算データの画素値を体軸に対して垂直な方向に加算して得られたプロファイルカーブおよびプロファイルカーブから求められた体軸方向の領域の一例を示す図。 本発明に係る核医学診断装置の一例であるＳＰＥＣＴ装置の第２の実施形態を示す構成図。 図５に示すＳＰＥＣＴ装置により被検体の頭部におけるＳＰＥＣＴ投影データの再構成処理範囲を設定するとともに三次元画像情報を再構成する際の流れを示すフローチャート。 図５に示すＳＰＥＣＴ装置２０Ａによる体軸Ｚ方向の領域および体軸Ｚに垂直な方向の領域の検出方法の説明図。 従来のＳＰＥＣＴ装置の構成図。 図８に示すＳＰＥＣＴ装置における三次元画像情報の再構成領域の設定方法を説明する図。

符号の説明

２０、２０Ａ ＳＰＥＣＴ装置
２１ ＳＰＥＣＴ収集装置（２検出器システム）
２２ コンソール
２３ 寝台
２４ ガンマカメラ
２５ ガンマカメラ駆動機構
２６ コリメータ
２７ 二次元検出器
２８ 被検体
２９ 頭部
３０ 入力装置
３１ モニタ
３２ メモリ
３３ 前処理部
３４ ファン−パラレル変換手段
３５ 再構成処理範囲設定手段
３６、３６Ａ 再構成処理範囲自動設定部
３７ 再構成処理手段
３８ 回転中心補正手段
３９ 均一性補正手段
４０ 散乱線補正手段
４１ フィルタ手段
４２ 頭部投影データ加算手段
４３ 計算領域用プロファイルカーブ作成手段
４４ 計算領域用閾値検出手段
４５ 体軸方向プロファイルカーブ作成手段
４６ 体軸方向閾値検出手段
４７ 再構成範囲計算手段
４８ 閾値設定手段
４９ 画素値加算幅設定手段
５０ 最大値走査範囲制限手段
５１ パラメータテーブル化手段
５２ パラメータパターン抽出手段
５３ パラメータテーブル
５４ パラメータ抽出条件データベース
６０ 垂直方向閾値検出手段
６１ 最大領域検出手段

Claims (10)

1. 被検体の頭部の各断面における投影データの画素値に基いて前記被検体の体軸方向の領域を閾値に基いて求める体軸方向閾値検出手段と、この体軸方向閾値検出手段により求められた体軸方向の領域に基いて前記投影データを再構成させる範囲を計算する再構成範囲計算手段とを有することを特徴とする核医学診断装置。
2. 被検体の頭部の各断面における投影データを加算して前記投影データの加算データを得る頭部投影データ加算手段と、この頭部投影データ加算手段から受けた前記投影データの加算データにおける画素値を前記被検体の体軸方向に対して垂直方向に加算することによりプロファイルカーブを作成する体軸方向プロファイルカーブ作成手段と、この体軸方向プロファイルカーブ作成手段から受けたプロファイルカーブの体軸方向の領域を閾値に基いて求める体軸方向閾値検出手段と、この体軸方向閾値検出手段により求められた体軸方向の領域に基いて前記投影データを再構成させる範囲を計算する再構成範囲計算手段とを有することを特徴とする核医学診断装置。
3. 被検体の頭部の各断面における投影データの画素値に基いて前記被検体の体軸方向の領域を閾値に基いて順次求める体軸方向閾値検出手段と、この体軸方向閾値検出手段から受けたある断面における体軸方向の領域を最大領域として仮定するとともに、仮定した最大領域と他の断面における体軸方向の領域とを比較することにより、γ線検出器の回転とともに前記最大領域を更新して体軸方向の各領域の全てを含む最大領域を検出する最大領域検出手段と、この最大領域検出手段により検出された領域である体軸方向の最大領域に基いて前記投影データを再構成させる範囲を計算する再構成範囲計算手段とを有することを特徴とする核医学診断装置。
4. 前処理として前記投影データのノイズをフィルタリングすることにより平滑化処理を実行するフィルタ手段を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
5. 前記閾値を設定する閾値設定手段と、この閾値設定手段により設定された閾値をパラメータパターンとしてパラメータテーブルに登録するパラメータテーブル化手段とを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
6. 前記閾値を設定する閾値設定手段と、この閾値設定手段により設定された閾値をパラメータパターンとしてパラメータテーブルに登録するパラメータテーブル化手段と、投影データ取得条件と前記パラメータパターンとを関連付けたパラメータ抽出条件情報を保存するパラメータ抽出条件データベースと、前記パラメータ抽出条件情報に基づいて投影データ取得条件に応じたパラメータパターンに含まれる閾値を前記パラメータ抽出条件データベースから抽出して前記体軸方向閾値検出手段に与えるパラメータパターン抽出手段とを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
7. 前記投影データあるいは前記投影データの加算データの画素値を前記被検体の体軸方向に加算することによりプロファイルカーブを作成する計算領域用プロファイルカーブ作成手段と、この計算領域用プロファイルカーブ作成手段から受けた前記プロファイルカーブにおいて、体軸に対して垂直な方向の領域を閾値に基いて求める計算領域用閾値検出手段とを備え、前記体軸方向プロファイルカーブ作成手段は、前記計算領域用閾値検出手段により求められた体軸に対して垂直な方向の領域に含まれる投影データあるいは投影データの加算データを体軸方向に対して垂直方向に加算することによりプロファイルカーブを作成するように構成したことを特徴とする請求項２記載の核医学診断装置。
8. 前記投影データあるいは前記投影データの加算データの画素値が最大となるピクセル位置を含み前記被検体の体軸方向に幅を有する領域において前記投影データあるいは前記投影データの加算データの画素値を前記被検体の体軸方向に加算することによりプロファイルカーブを作成する計算領域用プロファイルカーブ作成手段と、この計算領域用プロファイルカーブ作成手段から受けた前記プロファイルカーブにおいて、体軸に対して垂直な方向の領域を閾値に基いて求める計算領域用閾値検出手段と、前記体軸方向の幅を設定する画素値加算幅設定手段とを備え、前記体軸方向プロファイルカーブ作成手段は、前記計算領域用閾値検出手段により求められた体軸に対して垂直な方向の領域に含まれる投影データあるいは投影データの加算データを体軸方向に対して垂直方向に加算することによりプロファイルカーブを作成するように構成したことを特徴とする請求項２記載の核医学診断装置。
9. 前記体軸方向プロファイルカーブ作成手段により得られたプロファイルカーブの最大値の走査範囲を設定する最大値走査範囲制限手段を備え、前記体軸方向閾値検出手段は、前記最大値走査範囲制限手段により設定された最大値の走査範囲について前記体軸方向プロファイルカーブ作成手段から受けたプロファイルカーブの最大値を求め、求めたプロファイルカーブの最大値と閾値とに基づいて前記被検体の体軸方向の領域を求めるように構成したことを特徴とする請求項２記載の核医学診断装置。
10. 前記被検体の体軸方向に分布を有するプロファイルカーブを作成する体軸方向プロファイルカーブ作成手段を設け、前記体軸方向閾値検出手段は、閾値に基いて前記体軸方向プロファイルカーブ作成手段から受けたプロファイルカーブから前記被検体の体軸方向の領域を求めるように構成したことを特徴とする請求項１または３記載の核医学診断装置。

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