JP2008022930A

JP2008022930A - 診断システム

Info

Publication number: JP2008022930A
Application number: JP2006196333A
Authority: JP
Inventors: Masato Okazaki; 正人岡崎
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2026-07-19
Also published as: JP4821475B2

Abstract

【課題】被検体へのＸ線の被爆量を低減しつつ、高画質の形態画像と機能画像との重ね合わせ画像を提供する。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置は、少ない線量でＸ線を照射して得た吸収補正データ（Ｄ１）により、ＰＥＴ断層画像の吸収補正を行う（Ｓ６）。操作者は、ＰＥＴ断層画像（Ｄ３）を参照して、ＣＴ断層画像を収集する領域を設定する（Ｓ９）。Ｘ線ＣＴ装置は、設定された範囲でのみ、通常の線量でＸ線を照射してＣＴ断層画像（Ｄ４）を得る（Ｓ１０）。ＣＴ断層画像（Ｄ４）に基づいて、ＰＥＴ断層画像（Ｄ２又はＤ３）を再補正し、再補正後のＰＥＴ断層画像（Ｄ５）を得る（Ｓ１１）。再補正後のＰＥＴ断層画像（Ｄ５）と、ＣＴ断層画像（Ｄ４）を重ね合わせ表示することにより、高画質の形態画像（ＣＴ断層画像）と機能画像（ＰＥＴ断層画像）との重ね合わせ画像を提供することができる。
【選択図】図３

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装置で得られた吸収補正に関するデータを用いて核医学診断装置で得られた核医学用のデータを補正する技術に関する。

上述した核医学診断装置、すなわちＥＣＴ（ＥｍｉｓｓｉｏｎＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置として、ＰＥＴ（ＰｏｓｉｔｒｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置を例に採って説明する。ＰＥＴ装置は、陽電子（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。

一方で、ＰＥＴ装置では、被検体内で発生したγ線が体外にでるまでに吸収されることもあって、断層画像が正確に得られないという問題がある。そこで、被検体に投与された放射性薬剤と同一の線源を被検体外で配設して、同一の線源から被検体にγ線を照射して、そのγ線に基づいて吸収補正データ（『トランスミッションデータ』とも呼ばれる）を求めて、その吸収補正データに基づいてＰＥＴ装置で得られた断層画像を補正することが知られている。ただ、吸収補正データを求めるのに時間がかかることから、上述した診断システムを用いて、Ｘ線ＣＴ装置から吸収補正データを求めて断層画像を補正することが、近年行われている（例えば、特許文献１参照）。

このように、診断システムでは、（１）ＰＥＴ装置で得られた断層画像の吸収補正と、（２）ＰＥＴ装置およびＸ線ＣＴ装置でそれぞれ得られた両断層画像の重ね合わせとの２つの目的を兼ねて行っている。

しかしながら、通常はＰＥＴ断層画像と重ね合わせるＣＴ断層画像のデータを用いて吸収補正データを作成するため、被検体全身へ高線量のＸ線照射をしなければならず、被検体へのＸ線の被曝線量が多くなってしまう。

このため、吸収補正データ取得にはＸ線ＣＴ装置による被検体全身への低線量Ｘ線照射を行い、取得した吸収補正データに基づいて、ＰＥＴ断層画像を生成し、ＰＥＴ断層画像を観察して特定した所定範囲において、吸収補正データ取得時よりも高線量のＸ線照射を伴うＣＴ断層画像を取得して、ＰＥＴ断層画像と重ね合わせ表示する方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。
特開平７−２０２４５号公報（第３−４頁、図１，２）特開２００５−２８３４２１号公報（請求項１、２）

しかしながら、Ｘ線ＣＴ装置の低被曝量Ｘ線照射によって得た吸収補正データを用いてＰＥＴ断層画像を補正すると、高線量Ｘ線照射によって得られた吸収補正データを用いた場合に比べて、補正後のＰＥＴ断層画像が正確に得られない場合がある。これは、低線量による収集によって、ダイナミックレンジ及びＳ／Ｎが低い画像が収集され、その画像に基づいて吸収補正を行うことが要因であると考えられる。

本願発明は、かかる課題を解決し、被検体へのＸ線の被曝量を低減しつつ、高精度なＰＥＴ断層画像を得る診断システムを提供することを目的とする。

発明者は、高線量ＣＴ断層画像を得る領域を特定する目的においては、それほど高精度な吸収補正を施したＰＥＴ断層画像を必要としない一方、高線量ＣＴ断層画像とＰＥＴ断層画像とを重ね合わせ表示する場合には、細部の診断に対する要請から、より高精度なＰＥＴ画像であることが望まれる点に着目し、次のような構成により、上記課題を解決する。

すなわち、請求項１に記載の発明は次のような構成をとる。すなわち、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、被検体の核医学用のデータ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、被検体のＸ線ＣＴ用のデータを求めるＸ線ＣＴ装置と、核医学診断装置およびＸ線ＣＴ装置を制御する制御手段とを備えて構成された診断システムであって、前記Ｘ線ＣＴ装置は、（Ａ）Ｘ線ＣＴ用のデータを求めるために照射されるＸ線の線量よりも少ない線量でＸ線を照射して、前記核医学診断装置で得られる核医学用のデータを補正するための吸収補正に関するデータを求める機能と、（Ｂ）被検体全身よりも狭い所定範囲のＸ線ＣＴ用のデータを求めるように、限られた範囲でＸ線を照射することが可能な機能とを有するように構成されており、前記制御手段は、（ａ）前記（Ａ）の機能を有するＸ線ＣＴ装置から被検体に吸収補正用のための少ない線量でＸ線を照射して吸収補正に関するデータを求める工程と、（ｂ）放射性薬剤が投与された同一の被検体から発生した放射線に基づいて核医学診断装置により核医学用の補正前データを求める工程と、（ｃ）前記（ａ）の工程で得られた吸収補正に関するデータに基づいて前記（ｂ）の工程で得られた核医学用の補正前データを補正後データに補正する工程と、（ｄ）前記（ｃ）の工程で補正された核医学用の補正後データに基づいてＸ線の照射範囲を設定して、その設定された範囲で前記（Ｂ）の機能を有するＸ線ＣＴ装置から被検体にＸ線を照射して、Ｘ線ＣＴ用のデータを求める工程と、（ｅ）前記（ｄ）の工程で得た前記Ｘ線ＣＴ用のデータを用いて、前記（ｂ）の工程で得た補正前データを補正する工程あるいは前記（ｃ）の工程で得た補正後データを再補正する工程とを行うように、核医学診断装置およびＸ線ＣＴ装置を制御することを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線ＣＴ装置は、（Ａ）Ｘ線ＣＴ用のデータを求めるために照射されるＸ線の線量よりも少ない線量でＸ線を照射して、前記核医学診断装置で得られる核医学用のデータを補正するための吸収補正に関するデータを求める機能と、（Ｂ）被検体全身よりも狭い所定範囲のＸ線ＣＴ用のデータを求めるように、限られた範囲でＸ線を照射することが可能な機能とを有するように構成されている。Ｘ線を照射する際には、以下の（ａ）の工程と（ｄ）の工程との２つの工程に分けている。すなわち、（ａ）の工程は、上述した（Ａ）の機能を有するＸ線ＣＴ装置から被検体に吸収補正用のための少ない線量でＸ線を照射して吸収補正に関するデータを求める工程であって、（ｄ）の工程は、後述する（ｃ）の工程で補正された核医学用の補正後データに基づいてＸ線の照射範囲を設定して、その設定された範囲で上述した（Ｂ）の機能を有するＸ線ＣＴ装置から被検体にＸ線を照射して、その設定された範囲でＸ線ＣＴ用のデータを求める工程である。なお、（ｄ）の工程の前には（ｂ）の工程と（ｃ）の工程とがある。すなわち、（ｂ）の工程は、放射性薬剤が投与された同一の被検体から発生した放射線に基づいて核医学診断装置により核医学用の補正前データを求める工程であって、（ｃ）の工程は、上述した（ａ）の工程で得られた吸収補正に関するデータに基づいて上述した（ｂ）の工程で得られた核医学用の補正前データを補正後データに補正する工程である。

更に、上記（ａ）〜（ｄ）の工程の後に、（ｄ）の工程で得たＸ線ＣＴ用のデータを用いて、（ｂ）の工程で得た補正前データを補正する工程を行う。
あるいは（ｄ）の工程で得たＸ線ＣＴ用のデータを用いて、前記（ｃ）の工程で得た補正後データを再補正する工程（工程（ｅ））を行う。すなわち、（ｃ）の工程で低線量ＣＴスキャンにより得られた吸収補正データで補正したＰＥＴ断層画像を得て、得られたＰＥＴ画像を、（ｄ）の工程でＸ線照射領域範囲を設定した高線量ＣＴスキャンにより得られたＣＴ断層画像データで再補正する。

なお、（ａ）、（ｂ）の工程を行った後に、（ｃ）の工程を行って、さらにその後に（ｄ）の工程を行うが、（ａ）の工程および（ｂ）の工程の順については限定されない。（ａ）の工程を行った後に、（ｂ）の工程を行ってもよいし、逆に（ｂ）の工程を行った後に、（ａ）の工程を行ってもよい。

また、請求項２の発明によれば、（ｄ）の工程を、被検体全身よりも狭い所定範囲に適合したＸ線の照射範囲を設定して、その所定範囲のＸ線ＣＴ用のデータを求める工程とすることで、（ａ）の工程で少ないＸ線の線量と、（ｄ）の工程で被検体全身よりも狭い所定範囲に適合した照射範囲の設定とによって、被検体へのＸ線の被爆量を低減させることができる。

請求項２に記載の発明の好ましい一例は、制御手段は、上述した（ａ）〜（ｄ）の工程の他に、さらに上述した（ｅ）の工程で補正された核医学用の補正後データと、上述した（ｄ）の工程で得られたＸ線ＣＴ用のデータとを重ね合わせて出力する工程（工程（ｆ））を行うように、核医学用診断装置およびＸ線ＣＴ装置を制御することである（請求項３に記載の発明）。
このデータ出力が最終的な出力となる。

上述したこれらの発明の好ましい一例は、制御手段は、上述した（ａ）〜（ｆ）の工程の他に、さらに（ｃ１）上述した（ｃ）の工程で補正された核医学用の補正後データを出力する工程と、（ｃ２）上述した（ｃ１）で出力された核医学用の補正後データの結果に基づいて上述した（ｄ）の工程を行うか否かの判断を促す工程とを行うように、核医学診断装置およびＸ線ＣＴ装置を制御することである（請求項４に記載の発明）。かかる制御を行うことで、核医学用の補正後データの結果によってＸ線ＣＴ用のデータを求める必要がない場合には、Ｘ線ＣＴ用のデータを求めるためにＸ線を照射する必要がなくなり、被検体へのＸ線の被爆量をより一層低減させることができる。

この発明に係る診断システムによれば、Ｘ線ＣＴ装置は、（Ａ）Ｘ線ＣＴ用のデータを求めるために照射されるＸ線の線量よりも少ない線量でＸ線を照射して、前記核医学診断装置で得られる核医学用のデータを補正するための吸収補正に関するデータを求める機能と、（Ｂ）被検体全身よりも狭い所定範囲のＸ線ＣＴ用のデータを求めるように、限られた範囲でＸ線を照射することが可能な機能とを有するように構成されている。Ｘ線を照射する際には、（ａ）の工程と（ｄ）の工程との２つの工程に分けている。吸収補正に関するデータを求めるために（ａ）の工程で照射されるＸ線の線量は、核医学用の補正後データ（例えば核医学用の断層画像）に重ね合わせるＸ線ＣＴ用のデータ（例えばＸ線ＣＴ断層画像）を求めるために照射されるＸ線の線量よりも少なく、（ｄ）の工程で照射されるＸ線の照射範囲を、必要に応じて被検体全身よりも狭い所定範囲に適合した範囲にすることも可能で、必要に応じて従来における被検体全身よりも狭い所定範囲に適合させることができる。以上のことから、被検体へのＸ線の被爆量を低減させることができる。

更に、（ｅ）の工程において、高線量で収集したＸ線ＣＴ用のデータに基づいて補正を行うため、高精度の核医学用再補正後データを得ることができる。また、被検体全身よりも狭い限られた範囲で、工程（ｅ）で得られた核医学用再補正後データとＸ線ＣＴ用のデータとが重ね合わさったデータを出力することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例１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（ＰｏｓｉｔｒｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）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、ＰＥＴ装置１で得られたＰＥＴ断層画像と、Ｘ線ＣＴ装置２で得られたＣＴ断層画像との各位置情報を抽出して、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させて両画像を重ね合わせる。ＣＴ断層画像は、この発明におけるＸ線ＣＴ用のデータに相当する。

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のフローチャートで示される動作も行う。コントローラ６は、この発明における制御手段に相当する。

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入力装置や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。

その他にもＰＥＴ装置１は、ＰＥＴ投影データ導出部１４と吸収補正部１５とＰＥＴ再構成部１６とを備えて構成されている。これらは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−ｏｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）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−ＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）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投影データ導出部１４，吸収補正部１５，ＰＥＴ再構成部１６の順にデータを送り込む。

放射性薬剤、すなわち放射性同位元素（ＲＩ）を含む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として出力する。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１４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から放出されたポジトロンが電子と結合して消滅することにより、２本のγ線が互いに反対方向に放射される。ＰＥＴ投影データ導出部１４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１４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１５に送り込む。吸収補正部１５に送り込まれたＰＥＴ用の投影データに、後述するＸ線ＣＴ装置２内の吸収補正データ導出部２７から吸収補正部１５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。ＰＥＴ用の投影データは、補正前についてはこの発明における核医学用の補正前データに相当し、補正後についてはこの発明における核医学用の補正後データに相当する。また、吸収補正データは、この発明における吸収補正に関するデータに相当する。

補正後のＰＥＴ用の投影データを、ＰＥＴ再構成部１６に送り込む。ＰＥＴ再構成部１６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断層画像を求める。このように、吸収補正部１５，ＰＥＴ再構成部１６を備えることで、吸収補正データおよびＰＥＴ用の投影データに基づいてＰＥＴ断層画像を補正する。補正されたＰＥＴ断層画像を、重ね合わせ部５に送り込む。ＰＥＴ断層画像も、この発明における核医学用の補正後データに相当する。

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２３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Ｘ線管２２を中心とした曲率で扇状に並ぶ。

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と吸収補正データ導出部２７とＣＴ再構成部２８とを備えて構成されている。吸収補正データ２７，ＣＴ再構成部２８は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−ｏｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）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−ＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）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、吸収補正を行う場合にはＸ線検出器２３から吸収補正データ２７に送り込み、重ね合わせを行う場合にはＸ線検出器２３からＣＴ再構成部２８にデータを送り込む。

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。本実施例ではコントローラ６は、断層画像の重ね合わせのために照射するのに必要なＸ線の線量になるように管電流を操作するとともに、吸収補正データを求めるために必要な線量になるように管電流を操作する。なお、断層画像の重ね合わせのために照射されるＸ線の線量よりも、吸収補正データを求めるために照射されるＸ線の線量の方が低い（少ない）。例えば、肺などのように密度が低い場合には、断層画像の重ね合わせのためには管電流を１００ｍＡ程度に操作し、肝臓などのように密度が高い場合には、断層画像の重ね合わせのためには管電流を２００ｍＡ以上に操作する。吸収補正データを求めるためには、断層画像の重ね合わせのための管電流の１桁〜２桁低い値で管電流を操作する。つまり、管電流の値によって、Ｘ線ＣＴ装置２は、この発明における（Ａ）の機能と（Ｂ）の機能とを有することになる。本実施例では、断層画像の重ね合わせのための管電流を２００ｍＡとし、吸収補正データの導出のための管電流を１０ｍＡとして説明する。

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。本実施例ではコントローラ６は、吸収補正データを求めるために照射されるＸ線の照射範囲が被検体Ｍの全身に適合するようにコリメータ駆動部２６を操作するとともに、断層画像の重ね合わせのために照射されるＸ線の照射範囲を全身よりも狭い所定範囲に適合するようにコリメータ駆動部２６を操作する。上述した所定範囲の設定は、補正後の断層画像に基づいて行われる。

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、吸収補正データ導出部２７またはＣＴ再構成部２８に送り込む。吸収補正データ導出部２７，ＣＴ再構成部２８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。

吸収補正データ導出部２７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２７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１５に送り込まれる。

ＣＴ再構成部２８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断層画像を求める。このＣＴ断層画像を、重ね合わせ部５に送り込む。

重ね合わせ部５は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−ｏｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）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−ＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）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。

重ね合わせ部５は、ＰＥＴ断層画像の位置情報を抽出するとともに、ＣＴ断層画像の位置情報を抽出する。なお、ＰＥＴ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断層画像の補正を行うことで、補正後のＰＥＴ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、ＰＥＴ用およびＣＴ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。

ステップＳ１（被検体への薬剤の投与）
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。

ステップＳ２（腫瘍への薬剤分布待ち）
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。

ステップＳ３（被検体の載置）
癌へ薬剤が集積された被検体Ｍを天板３に載置する。なお、このステップＳ１〜Ｓ３については、ステップＳ１における被検体への薬剤の投与の前にステップＳ３での被検体Ｍを天板３に載置してもよいし、ステップＳ１での投与とステップＳ２での薬剤分布待ちとの間で被検体Ｍを天板３に載置してもよい。

ステップＳ４（低線量でＣＴ全身スキャン）
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全身スキャン（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線の照視野をスキャン用に全開あるいは広めに設定してもよい。

また、このとき、吸収補正データを求めるために吸収補正用の低線量でＸ線を照射するように、コントローラ６は高電圧発生部２５の管電流を１０ｍＡに操作する。このように、低線量で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、吸収補正データ導出部２７に送り込む。そして、吸収補正データ導出部２７で吸収補正データＤ１を求める。このステップＳ４は、この発明における（ａ）の工程に相当する。

ステップＳ５（ＰＥＴ全身スキャン）
ステップＳ４に続いて、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全身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全身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１４に送り込む。そして、ＰＥＴ投影データ導出部１４でＰＥＴ用の投影データＤ２を求める。このステップＳ５は、この発明における（ｂ）の工程に相当する。

ステップＳ６（ＰＥＴ断層画像の補正）
ステップＳ５において吸収補正部１５は、ＰＥＴ用の投影データＤ２に、ステップＳ４において求められた吸収補正データＤ１を作用させて、ＰＥＴ断層画像を補正し、補正後のＰＥＴ断層画像Ｄ３を得る。このステップＳ６は、この発明における（ｃ）の工程に相当する。

ステップＳ７（補正後のＰＥＴ断層画像の出力）
補正後のＰＥＴ断層画像Ｄ３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、補正後のＰＥＴ断層画像Ｄ３を出力部８に出力するのに限定されずに、図示を省略する記憶媒体に記憶してもよい。このステップＳ７は、この発明における（ｃ１）の工程に相当する。

ステップＳ８（ＣＴスキャンの判断）
ステップＳ６で求められた補正後のＰＥＴ断層画像Ｄ３に基づいて、オペレータはその後のＣＴスキャンを行うか否かについて判断する。判断の目安としては、例えば腫瘍がモニタに出力表示されるか否かでよい。ＣＴスキャンを行わない場合には、ＣＴスキャンを行わない命令を入力部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が実行して、一連の診断の流れを終了する。ＣＴスキャンを行う場合には、ＣＴスキャンを行う命令を入力部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が実行して、次のステップＳ９に進む。

また、腫瘍などの画素と周辺画素との差をコントローラ６などに代表されるＣＰＵが比較して、その比較結果である差が所定値以上であればＣＴスキャンに移行するように自動的に設定してもよいし、過去に蓄積された画素とその画素に相当する同じ領域において今回モニタに表示された画素との差が所定値以上であればＣＴスキャンに移行するように自動的に設定してもよい。これらの画素についてはステップＳ７で出力部８に出力されたものをそのまま用いてもよいし、記憶媒体に記憶されたものを読み出して用いてもよい。

なお、ステップＳ９以降のＣＴ断層画像を求めるか否かの判断を促すのは、コントローラ６が行う。その判断結果については、前者のようにＣＴスキャンを行うか否かの命令を入力部７に手動で入力してコントローラ６に送ってもよいし、後者のように予め設定された所定値に基づいてコントローラ６が自動的に判断してもよい。このステップＳ８は、この発明における（ｃ２）の工程に相当する。

ステップＳ９（Ｘ線の照射範囲の設定）
ＰＥＴ断層画像およびＣＴ断層画像の重ね合わせの際には、被検体Ｍ全身のＣＴ断層画像が必ずしも必要ではない。そこで、吸収補正データに基づいてステップＳ６で補正され、ステップＳ８でモニタに出力表示されたＰＥＴ断層画像の結果に基づいて、例えば腫瘍付近の範囲に関してＸ線の照射範囲を設定する。この照射範囲は被検体Ｍの全身よりも狭くなる。

ステップＳ１０（設定された範囲でＣＴ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、また必要に応じてコリメータ駆動部２６のモータなどを操作して、設定された範囲内でＣＴスキャンを制御する。また、このとき、後述するステップＳ１２で重ね合わせを行うべく、被検体Ｍ全身よりも狭い上述した範囲のＣＴ断層画像を求めるために、全身よりも狭い範囲に適合した照射範囲でＸ線を照射するように、コントローラ６は高電圧発生部２５の管電流を２００ｍＡに操作する。このように設定された範囲でＣＴ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２８に送り込む。そして、ＣＴ再構成部２８でＣＴ断層画像Ｄ４を求める。このステップＳ９およびＳ１０は、この発明における（ｄ）の工程に相当する。

ステップＳ１１（ＰＥＴ断層画像の再補正）
ステップ１０の工程で得た前記Ｘ線ＣＴ用のデータを用いて、前記（ｂ）の工程で得たＰＥＴ用の投影座データＤ２又は、補正後ＰＥＴ断層画像Ｄ３を再補正する。このステップＳ１１は、この発明における（ｅ）の工程に相当する。

ステップＳ１２（重ね合わせ）
ステップＳ１１で求められたＣＴ断層画像と、ステップＳ６で補正されたＰＥＴ断層画像を重ね合わせ部５が重ね合わせる。このステップＳ１２は、この発明における（ｆ）の工程に相当する。

このように、ステップＳ１〜Ｓ１２の一連の流れで本実施例システムでの診断が行われる。

このように、ＰＥＴ断層画像に重ね合わせるＣＴ断層画像を求める工程（Ｓ１０）においては、吸収補正データを求める工程（ステップＳ４）よりも高線量のＸ線を照射するので、広ダイナミックレンジかつ高Ｓ／Ｎの画像を得ることができる。高線量照射により得たＣＴ用の画像に基づいて、当該部分のＰＥＴ断層画像に吸収補正を施すことにより、重ね合わせ部分については、高精度なＰＥＴ断層画像を得ることができる。なお、当該吸収補正をする前に、工程Ｓ１０で得た吸収補正データに基づいて、ＰＥＴ断層画像の吸収補正を行ってもよい。

更に、ステップＳ１０で照射されるＸ線の照射範囲を、必要に応じて被検体Ｍ全身よりも狭い所定範囲に適合した範囲にすることもステップＳ９の工程により可能で、この照射範囲の設定はステップＳ６で補正された補正後の断層画像に基づいて行われる。したがって、ステップＳ１０で照射されるＸ線の照射範囲を、必要に応じて従来における被検体Ｍ全身よりも狭い所定範囲に適合させることができる。以上のことから、被検体ＭへのＸ線の被爆量を低減させることができる。もちろん、ステップＳ１０において、被検体Ｍ全身に適合した照射範囲を設定してもよい。

なお、本実施例では、ステップＳ１０では、被検体Ｍ全身よりも狭い所定範囲に適合したＸ線の照射範囲を設定して、その所定範囲のＣＴ断層画像を求めることで、ステップＳ４で少ないＸ線の線量と、ステップＳ１０で被検体Ｍ全身よりも狭い所定範囲に適合した照射範囲の設定とによる、被検体ＭへのＸ線の被爆量を低減させることができる。

また、ステップＳ１１で被検体Ｍ全身よりも狭い限られた範囲でＰＥＴ断層画像と、その範囲内においてより高精度な補正を施したＣＴ断層画像とが重ね合わさった正確なデータを出力することができる。このデータ出力が最終的な出力となる。

また、本実施例では、ステップＳ７で補正後のＰＥＴ断層画像を出力して、ステップＳ８でステップ９以降のＣＴ断層画像を求めるか否かの判断を促している。このようなステップＳ７、Ｓ８を行うことで、ステップＳ４において低線量で収集した吸収補正データによる補正後のＰＥＴ断層画像の結果によってＣＴ断層画像を求める必要がない場合には、ＣＴ断層画像を求めるためにＸ線を照射する必要がなくなり、すなわち一連の診断の流れを終了することになり、被検体ＭへのＸ線の被爆量をより一層低減させることができる。

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、この発明における（ａ）の工程に相当するステップＳ４（低線量でＣＴ全身スキャン）の後に、（ｂ）の工程に相当するステップＳ５（ＰＥＴ全身スキャン）を行ったが、ステップＳ４とステップＳ５との工程の順については特に限定されない。ステップＳ５の後にステップＳ４を行ってもよい。

（２）上述した実施例では、低線量で照射する（Ａ）の機能と、全身よりも狭く限られた範囲で照射する（Ｂ）の機能とを同一のＸ線ＣＴ装置２が有していたが、（Ａ）の機能を有するＸ線ＣＴ装置（『第１Ｘ線ＣＴ装置』とする）と、（Ｂ）の機能を有するＸ線ＣＴ装置（『第２Ｘ線ＣＴ装置とする』）の２つの装置で構成してもよい。

（３）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（ＳｉｎｇｌｅＰｈｏｔｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎＣＴ）装置などにも適用することができる。

（４）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。

（５）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。

（６）吸収補正データをＰＥＴ用の投影データに直接的に作用させて投影データを補正するので、吸収補正データは投影データであったが、吸収補正データを再構成してから、再構成されたデータがＰＥＴ断層画像に直接的に作用させてＰＥＴ断層画像を補正してもよい。この場合には、吸収補正データから再構成されたデータが、この発明における吸収補正に関するデータに相当する。

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。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
６ … コントローラ
Ｍ … 被検体

Claims

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、被検体の核医学用のデータ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、被検体のＸ線ＣＴ用のデータを求めるＸ線ＣＴ装置と、核医学診断装置およびＸ線ＣＴ装置を制御する制御手段とを備えて構成された診断システムであって、前記Ｘ線ＣＴ装置は、（Ａ）Ｘ線ＣＴ用のデータを求めるために照射されるＸ線の線量よりも少ない線量でＸ線を照射して、前記核医学診断装置で得られる核医学用のデータを補正するための吸収補正に関するデータを求める機能と、（Ｂ）Ｘ線を照射してＸ線ＣＴ用のデータを求める範囲を設定する機能と、を有するように構成されており、前記制御手段は、（ａ）前記（Ａ）の機能を有するＸ線ＣＴ装置から被検体に吸収補正用のための少ない線量でＸ線を照射して吸収補正に関するデータを求める工程と、（ｂ）放射性薬剤が投与された同一の被検体から発生した放射線に基づいて核医学診断装置により核医学用の補正前データを求める工程と、（ｃ）前記（ａ）の工程で得られた吸収補正に関するデータに基づいて前記（ｂ）の工程で得られた核医学用の補正前データを補正後データに補正する工程と、（ｄ）前記（ｃ）の工程で補正された核医学用の補正後データに基づいてＸ線の照射範囲を設定して、その設定された範囲で前記（Ｂ）の機能を有するＸ線ＣＴ装置から被検体にＸ線を照射して、Ｘ線ＣＴ用のデータを求める工程と、（ｅ）前記（ｄ）の工程で得た前記Ｘ線ＣＴ用のデータを用いて、前記（ｂ）の工程で得た補正前データを補正する工程あるいは前記（ｃ）の工程で得た補正後データを再補正する工程とを行うように、核医学診断装置およびＸ線ＣＴ装置を制御することを特徴とする診断システム。
請求項１に記載の診断システムにおいて、前記（ｄ）の工程は、被検体全身よりも狭い前記所定範囲に適合したＸ線の照射範囲を設定して、その所定範囲のＸ線ＣＴ用のデータを求める工程であることを特徴とする診断システム。
請求項２に記載の診断システムにおいて、前記制御手段は、前記（ａ）〜（ｅ）の工程の他に、さらに（ｆ）前記（ｅ）の工程で補正された核医学用の補正後データと前記（ｄ）の工程で得られたＸ線ＣＴ用のデータとを重ね合わせて出力する工程を行うように、前記核医学診断装置および前記Ｘ線ＣＴ装置を制御することを特徴とする診断システム。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の診断システムにおいて、前記制御手段は、前記（ａ）〜（ｅ）の工程の他に、さらに（ｃ１）前記（ｃ）の工程で補正された核医学用の補正後データを出力する工程と、（ｃ２）前記（ｃ１）で出力された核医学用の補正後データの結果に基づいて前記（ｄ）の工程を行うか否かの判断を促す工程とを行うように、前記核医学診断装置および前記Ｘ線ＣＴ装置を制御することを特徴とする診断システム。