JP2014000331A - 画像診断装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】天板位置の位置合わせを適切に行い、高精度な補正の実行と融合画像を生成することができる画像診断装置を提供する。
【解決手段】実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置は、天板の支点から被検体の撮像位置までの距離と被検体の負荷と撮像位置における天板の高さが対応付けられた補正テーブルと、連続的に撮像して得られた撮像画像から、天板の支点から撮像位置までの距離に対応したその天板の高さを算出する天板高さ算出部４６１と、算出した天板の高さと補正テーブルに基づいて、被検体の負荷を推定する負荷推定部４６２と、天板の支点から被検体を撮像する撮像位置までの距離と推定された負荷と補正テーブルとに基づいて、異なる撮像方式で撮像する際の天板の高さを推定する補正量推定部４６３と、異なる撮像方式で撮像された撮像画像を推定された天板の高さに補正して、その天板の高さが補正された撮像画像を生成する補正画像生成部４６４と、を備える。
【選択図】 図１１

Description

本発明の実施の形態は、画像診断装置及びその制御方法に関する。

近年、複数の医用画像診断装置を一体化させた医用画像診断装置が実用化されている。具体的には、被検体の生体組織における機能診断を行うＰＥＴ（Positron Emission Tomography）診断装置と、被検体の生体組織における形態情報を画像化するＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置を一体化させた装置（これをＰＥＴ−ＣＴ装置ともいう。）が実用化されている。

このＰＥＴ−ＣＴ装置は、ＰＥＴ検査とＸ線ＣＴ検査を連続して検査することができる。これにより、ＰＥＴ−ＣＴ装置では、一台の装置においてＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を生成して、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像とを重ね合わせたフュージョン画像を生成することができるようになっている。

ところで、このような医用画像診断装置では、一般的には、ＰＥＴ診断装置で使用するＰＥＴ用ガントリ（放射線検出部）と、Ｘ線ＣＴ装置で使用するＸ線ＣＴ用ガントリ（Ｘ線スキャン部）が、互いに近接して配置されるようになっている。また、このような医用画像診断装置は、被験者を載せる天板を有する寝台を備えており、ＰＥＴ診断装置とＸ線ＣＴ装置において、この寝台を共有するようになっている。

また、このような医用画像診断装置では、ＰＥＴ診断装置のＰＥＴ用ガントリとＸ線ＣＴ装置のＸ線ＣＴ用ガントリが順次並ぶよう縦列的な位置関係を有し、ＰＥＴ用ガントリとＸ線ＣＴ用ガントリを通り抜けるように、両ガントリ内にトンネル部が設けられている。寝台は、両ガントリ内のトンネル部へ天板の長さ方向に天板を挿入している。

したがって、このような医用画像診断装置では、寝台からＰＥＴ診断装置の放射線検出部までの距離と、寝台からＸ線ＣＴ装置のＸ線スキャン部までの距離が異なるため、各ガントリの撮像位置における荷重により天板の沈み込み（これを天板の撓みともいう。）もそれぞれ異なっている。そのため、天板の撓みを補正する方法が種々検討されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１６７４０８号公報

ところで、複数の撮像方式を有する医用画像診断装置は、撮像方式ごとに撮像が行われるため、撮像面の示す位置（撮像位置）が異なり、各撮像位置における天板の撓みが異なる。すわなち、ＰＥＴ用ガントリとＸ線ＣＴ用ガントリとにおいて、同一の撮像部位であっても、荷重による天板の撓みがそれぞれ異なる。また、ＰＥＴ診断装置ではＰＥＴ画像に天板の位置が映らないので、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像とを重ね合わせる際、撮像した画像間で天板の位置の位置合わせが困難となり、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を適切に重ね合わせた高精度な融合画像を生成することが困難であった。

本実施形態によれば、画像診断装置は、天板の支点から被検体の撮像位置までの距離と、前記被検体の負荷と、前記撮像位置における天板の高さが対応付けられた補正テーブルと、前記被検体を連続的に撮像して得られた撮像画像から、前記天板の支点から撮像位置までの距離に対応した当該天板の高さを算出する天板高さ算出部と、前記算出した天板の高さと前記補正テーブルに基づいて、前記被検体の負荷を推定する負荷推定部と、前記天板の支点から、前記被検体を異なる撮像方式で撮像する撮像位置までの距離と、前記推定された負荷と、前記補正テーブルとに基づいて、前記被検体を異なる撮像方式で撮像する際の撮像範囲における天板の高さを推定する補正量推定部と、前記異なる撮像方式で撮像された撮像画像を前記推定された天板の高さに補正して、当該天板の高さが補正された撮像画像を生成する補正画像生成部と、を備える。

本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置の構成例を示す概念図。 本実施形態に係る寝台装置の移動を説明するための説明図。 本実施形態に係るコンソール装置の構成を示した構成図。 本実施形態に係るＰＥＴ用架台装置が、天板の支点０からガンマ線を検出する撮像範囲までの天板の撓みを含めた撮像範囲について説明するための説明図。 本実施形態に係る補正データ記憶部に格納された、天板の高さを推定する三次元の補正テーブルを示した説明図。 本実施形態に係る三次元の補正テーブルを二次元に置き換えて表現した場合の説明図。 本実施形態に係るＰＥＴ用架台装置が、ステップアンドシュート方式で撮像した撮像位置における天板だれを説明するための説明図。 本実施形態に係るＰＥＴ用架台装置が、ステップアンドシュート方式によって被検体を撮像した場合の天板の位置を説明するための説明図。 本実施形態に係るＣＴ用架台装置が、ヘリカルスキャン方式によって被検体を撮像した場合の天板の位置を説明するための説明図。 ステップアンドシュート方式で撮像された撮像画像と、ヘリカルスキャン方式で撮像された撮像画像との画像間での位置ずれを説明するための説明図。 本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置の補正部の構成を示した機能ブロック図。 本実施形態に係る補正量推定部が補正データ記憶部から補正テーブルを読み出して、ステップアンドシュート方式で撮像する撮像範囲の中心位置における負荷を推定する補正テーブルの一例を説明した説明図。 本実施形態に係る補正テーブルを参照し、天板の支点からの各距離と、負荷における天板の高さ（天板だれ）を推定する補正テーブルの一例を示した説明図。 本実施形態に係るＰＥＴ-ＣＴ装置の画像処理における全体的な処理手順を示したフローチャート。 本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置の補正部（図１１）において、ＰＥＴ画像の位置を補正するＰＥＴ画像位置補正処理の手順を示したフローチャート。

（第１の実施形態）
以下、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置（画像診断装置）１００について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、撮像方式が異なる複数の医用画像診断装置を一体化した装置の一例として、ＰＥＴ−ＣＴ装置を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００の概略の構成を示した概略構成図である。

図１に示すように、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴ用架台装置１、ＣＴ用架台装置２、寝台装置３、コンソール装置４を備えて構成されている。なお、被検体Ｐは、ラジオアイソトープまたはその標識化合物が投与されているものとする。

ＰＥＴ用架台装置１は、被検体Ｐに投与された陽電子放出核種を取り込んだ生体組織から放出される一対のガンマ線を検出して、ＰＥＴ画像を再構成するためのガンマ線の投影データ（これをガンマ線投影データともいう。）を生成する装置である。すなわち、このＰＥＴ用架台装置１は、ラジオアイソトープなどの標識化合物が生体内の特定の組織や臓器に選択的に取り込まれる性質を利用して、そのアイソトープから放出されるガンマ線を体外で測定し、ラジオアイソトープの線量分布を画像化する機能を有している。

ＣＴ用架台装置２は、被検体Ｐの体外からＸ線を照射し、被検体Ｐの組織や臓器を透過したＸ線を検出して、Ｘ線ＣＴ画像を再構成するためのＸ線投影データを生成する装置である。すなわち、ＣＴ用架台装置２は、組織や臓器におけるＸ線透過率の差を画像化したり、検出器によってＸ線の強度を測定して、その値から画像再構成する機能を有している。

寝台装置３は、被検体Ｐを載せるベッドであり、天板３１と、寝台３２を備えている。寝台装置３は、コンソール装置４を介して受け付けたＰＥＴ−ＣＴ装置１００の操作者からの指示に基づいて、ＰＥＴ用架台装置１およびＣＴ用架台装置２それぞれの撮像口に移動される。すなわち、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、コンソール装置４からの指示に基づいて寝台装置３を移動させることにより、Ｘ線ＣＴ画像の撮像を行ったり、ＰＥＴ画像の撮像を行うようになっている。ここで、寝台装置３の移動について説明する。

図２は、本実施形態に係る寝台装置３の移動を説明するための説明図である。

図２に示すように、コンソール装置４は、図示しない駆動機構によって天板３１と寝台３２を被検体Ｐの体軸方向に移動させる。例えば、Ｘ線ＣＴ画像の撮像時には、図２（Ａ）に示すように、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、天板３１をＣＴ用架台装置２の方向に水平移動させる。そして、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、天板３１を水平移動させる天板の連続移動方式により、被検体Ｐの撮像部位に対してスキャンを行う（この一例として、螺旋状でかつ連続的にＸ線でスキャンを行うヘリカルスキャン方式がある。）。そして、ＣＴ用架台装置２は、Ｘ線ＣＴ画像を撮像する。なお、Ｘ線は、電磁波の一種であり、数百オングストロームから０．１オングストロームまでの波長を有している。

また、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、Ｘ線ＣＴ画像の撮影を行った後、図２（Ｂ）に示すように、天板３１が寝台３２から繰り出されたままの状態で、寝台３２を体軸方向に水平移動させる。そして、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、被検体Ｐの撮像部位をＰＥＴ用架台装置１の撮像口内に挿入させる。

ここで、寝台３２は、図２（Ｂ）に示すように、ＰＥＴ用架台装置１とＣＴ用架台装置２のそれぞれの検出器の中心位置間の距離「ａ」と、同一の距離を移動する。すなわち、寝台３２が距離「ａ」を移動することにより、被検体Ｐの同一部位を撮像する際の寝台３２からの繰り出し量を同一にしている。

そして、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴ画像を撮像する際は、被検体Ｐの一部分を撮像した後に、撮像を停止した状態から天板３１を所定の移動量だけステップ状に水平移動させ、さらに他の部分を撮像する。このように、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００のＰＥＴ用架台装置１は、移動と撮像を繰り返す撮像方式（これをステップアンドシュート方式ともいう。）により、被検体Ｐの広い範囲を撮像することができる。

図１に示したコンソール装置４は、操作者からの指示を受け付けて、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００の撮像処理を制御する装置である。ここで、コンソール装置４の構成について説明する。

図３は、本実施形態に係るコンソール装置４の構成を示した構成図である。

図３に示すように、コンソール装置４は、Ｘ線投影データ記憶部４１、ＣＴ画像再構成部４２、ガンマ線投影データ記憶部４３、ＰＥＴ用再構成部４４、補正データ記憶部４５、減弱マップ生成部５０、補正部４６および制御部４７を備えて構成されている。

Ｘ線投影データ記憶部４１は、ＣＴ用架台装置２から送信されるＸ線投影データを記憶する。具体的には、Ｘ線投影データ記憶部４１は、Ｘ線ＣＴ画像を再構成するためのＸ線投影データを記憶する。

ＣＴ画像再構成部４２は、Ｘ線投影データ記憶部４１が記憶する再構成用のＸ線投影データを、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法により逆投影処理することにより、Ｘ線ＣＴ画像を再構成する。具体的には、ＣＴ画像再構成部４２は、ＰＥＴ-ＣＴ装置１００を用いた全身検査において、撮像計画により決定された撮像条件（例えば、スライス幅など）に基づいて、被検体Ｐの体軸方向に直交する複数の断面画像を撮像した複数のＸ線ＣＴ画像を、Ｘ線投影データから再構成する。

ガンマ線投影データ記憶部４３は、ＰＥＴ用架台装置１から送信されるガンマ線投影データを記憶する。

ＰＥＴ用再構成部４４は、ガンマ線投影データ記憶部４３が記憶するガンマ線投影データから、例えば、統計的再構成法によりＰＥＴ画像を再構成する。また、ＰＥＴ用再構成部４４は、後述する減弱マップを用いてＰＥＴ画像の減弱補正を行う。

補正データ記憶部４５は、ＣＴ画像再構成部４２で再構成されたＸ線ＣＴ画像や、ＰＥＴ用再構成部４４で再構成されたＰＥＴ画像を記憶する。また、補正データ記憶部４５は、天板３１の支点から被検体Ｐの撮像位置までの距離と、その撮像位置における負荷と、その撮像位置における天板の高さが対応付けられた三次元の補正テーブルを格納している。なお、この三次元の補正テーブルの詳細については後述する。

減弱マップ生成部５０は、ＣＴ画像再構成部４２によって再構成されたＸ線ＣＴ画像を用いて、被検体Ｐの体内で生じるガンマ線の減弱を補正するための減弱マップ（μＭａｐ）を生成する。なお、減弱マップとは、Ｘ線ＣＴ画像から画素値を変換したものである。また、減弱マップ生成部５０は、予め与えられた天板だれ補正量（例えば、上述した補正テーブルなど）に基づいて、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像の天板の高さが合うように事前に減弱マップを補正する。そして、減弱マップ生成部５０は、補正した減弱マップを補正データ記憶部４５に格納する。

補正部４６は、補正データ記憶部４５に格納されているＸ線ＣＴ画像やＰＥＴ画像を読み出すとともに、補正データ記憶部４５に格納されている三次元の補正テーブルを読み出す。補正部４６は、ＰＥＴ用再構成部４４においてＰＥＴ画像の減弱補正が行われた後、その減弱補正されたＰＥＴ画像をＸ線ＣＴ画像の位置に補正する。補正部４６は、ＰＥＴ画像を補正する補正量をＸ線ＣＴ画像と三次元の補正テーブルとから推定し、ＰＥＴ画像を補正した後、Ｘ線ＣＴ画像と融合画像を生成する。なお、補正部４６の詳細については後述する。

制御部４７は、ＰＥＴ-ＣＴ装置１００の全体動作を制御する。具体的には、制御部４７は、ＰＥＴ用架台装置１、ＣＴ用架台装置２、天板３１及び寝台３２の動作を制御することにより、ＰＥＴ-ＣＴ装置１００による撮像処理を制御する。

例えば、制御部４７は、Ｘ線投影データ記憶部４１が記憶するＸ線再構成用のＸ線投影データを用いて、ＣＴ画像再構成部４２で再構成する処理を制御する。また、制御部４７は、ガンマ線投影データ記憶部４３が記憶するガンマ線投影データを用いて、ＰＥＴ用再構成部４４で再構成する処理や減弱補正を制御する。また、制御部４７は、補正部４６の補正処理を制御するとともに、図示しない入出力装置から操作者の指示を受け付けて、図示しない表示部に融合画像を表示させるように制御する。

なお、制御部４７は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより構成されている。

ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されている各種プログラムをＲＡＭにロードして、そのプログラムを展開することにより、各種プログラムの機能を実現することできる。ＲＡＭは、ワークエリア（作業用メモリ）として利用されるようになっている。ＲＯＭは、各種プログラムを格納するようになっている。ＲＯＭに格納されている各種プログラムには、各撮像処理、各再構成処理、減弱補正および補正部４６の補正処理などを実現するためのプログラムが含まれている。

次に、補正データ記憶部４５に格納されている三次元の補正テーブルを説明するにあたり、前提として、ＰＥＴ用架台装置１におけるＰＥＴ画像の撮像範囲から説明する。

図４は、本実施形態に係るＰＥＴ用架台装置１が、天板３１の支点０からガンマ線を検出するガンマ線検出範囲までの天板３１の撓みを含めた撮像範囲について説明するための説明図である。

図４に示すように、ＰＥＴ用架台装置１は、距離ｚ２を中心とする距離ｚ１から距離ｚ３までの撮像範囲のガンマ線を検出するようになっている。この図では、天板３１の高さｈは、距離ｚ１の撮像位置における天板３１の高さｈ１よりも、距離ｚ２の撮像位置における天板３１の高さｈ２の方が低く、また、距離ｚ３の撮像位置における天板３１の高さｈ３は、距離ｚ１とｚ２の撮像位置における天板３１の高さよりも低いことを示している。なお、距離ｚ１から距離ｚ３は、支点０からの天板３１のストローク量（繰り出し量）を示している。また、支点０は、ストローク量の基準となる所定の基準位置である。

このように、図４では、天板３１の支点０から天板３１の撮像位置の距離が遠くなると、天板３１が紙面の下方向に撓むことを示している。なお、このように天板３１が撓むこと（天板３１が沈み込んだ状態）を天板だれと記載し、また、天板３１が撓んだ量を天板だれ量と記載することがある。したがって、この天板だれは、天板３１の高さｈで表現することもできる。次に、この天板だれを推定する補正テーブルについて説明する。

図５は、本実施形態に係る補正データ記憶部４５に格納された、天板３１の高さｈを推定する三次元の補正テーブルを示した説明図である。

図５に示すように、この補正テーブルは、天板３１の支点０から撮像位置までの距離ｚと、その撮像位置における負荷（荷重）Ｌと、寝台３２から天板３１を繰り出すストローク量ｒによる３つのパラメータに基づいて、天板３１の高さｈを推定するテーブルである。なお、この補正テーブルは、あらかじめ天板３１を実測した値をテーブル化したものである。具体的には、この補正テーブルは、測定用の被検体Ｐを載せたときの天板３１の高さｈ（もしくは天板だれ量）を複数の被検体Ｐで測定して、３つのパラメータで天板３１の高さｈ（もしくは天板だれ量）が表現されている。

図５では、補正テーブルの右上部分が薄白くなっており、この白色部分が白いほど、天板だれ量が多いこと（すなわち、天板の高さｈが低いこと）を意味している。ここで、この補正テーブルの詳細について、二次元に置き換えて説明する。

図６は、本実施形態に係る三次元の補正テーブルを二次元に置き換えて表現した場合の説明図である。

図６（Ａ）では、天板３１の支点０（図４、５を参照）を基準位置として、その支点０からの距離ｚを横軸に取り、また、その距離に対応した天板３１の高さｈ（天板だれ）を縦軸に取り、座標変換したものである。図６（Ａ）では、支点０からの距離ｚが遠くなると、天板の高さｈが距離に応じて低くなることを示している。なお、図６（Ａ）では、天板３１のストローク量（繰り出し量）ｒと、撮像位置における負荷Ｌは、固定値である。

図６（Ｂ）では、寝台３２を繰り出す前の位置を基準位置として、その基準位置からのストローク量ｒを横軸に取り、また、そのストローク量ｒに対応した天板３１の高さｈ（天板だれ）を縦軸に取り、座標変換したものである。図６（Ｂ）では、基準位置からのストローク量ｒが多くなると、天板の高さｈがストローク量に応じて低くなることを示している。なお、図６（Ｂ）では、天板３１の支点０から撮像位置までの距離ｚと、撮像位置における負荷Ｌは、固定値である。

図６（Ｃ）では、天板３１の撮像位置における負荷（荷重）Ｌをかけない状態を基準として、その状態からの負荷Ｌを横軸に取り、また、その負荷Ｌに対応した天板３１の高さｈ（天板だれ）を縦軸に取り、座標変換したものである。図６（Ｃ）では、撮像位置における負荷Ｌが多くなると、天板の高さｈが負荷Ｌに応じて低くなることを示している。なお、図６（Ｃ）では、天板３１の支点から撮像位置までの距離ｚと、寝台３２のストローク量ｒは、固定値である。

このように、図５に示した三次元の補正テーブルは、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示した、撮像位置における負荷Ｌ（荷重）と、支点０から撮像位置までの距離ｚと、寝台３２から天板３１を繰り出すストローク量（繰り出し量）ｒとに基づいて、天板３１の高さｈを算出することができる。次に、天板だれに起因する撮像画像の位置ずれについて説明する。

図７は、本実施形態に係るＰＥＴ用架台装置１が、ステップアンドシュート方式で撮像した撮像位置における天板だれを説明するための説明図である。なお、ＰＥＴ画像の撮像領域をスキャン領域として説明する。また、図７に示すベッドＢ１、ベッドＢ２およびベッドＢ３は、ＰＥＴ画像の撮像位置（撮像範囲）を示している。また、図７の各図では、被検体Ｐが示されていないが、実際には、天板３１上に被検体Ｐが載せられた場合の天板だれを示している。

図７に示すように、天板だれ量は、寝台３２から天板３１を繰り出すストローク量によって異なる。例えば、図７（Ａ）に示すように、寝台３２から天板３１が繰り出された状態でベッドＢ１の位置でスキャンを実行する場合、被検体Ｐの負荷（荷重）が天板３１に与える影響が大きく、スキャン領域における天板だれ量も大きくなる。

一方、図７（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、天板３１を繰り出すストローク量が減少すると、被検体Ｐの負荷（荷重）が天板３１に与える影響が低減し、スキャン領域における天板だれ量も小さくなる。すなわち、図７（Ｂ）に示すように、ベッドＢ２の位置でスキャンを実行する場合、天板３１の天板だれ量は、ベッドＢ１の位置でスキャンを実行する場合の天板だれ量よりも小さくなる。また、図７（Ｃ）に示すように、ベッドＢ３の位置でスキャンを実行する場合、天板３１の天板だれ量は、ベッドＢ１の位置での天板だれ量やベッドＢ２の位置での天板だれ量よりも小さくなる。

図８は、本実施形態に係るＰＥＴ用架台装置１が、ステップアンドシュート方式によって被検体Ｐを撮像した場合の天板３１の撮像位置を説明するための説明図である。なお、天板３１の位置は、撮像位置における天板３１の高さを示しているものとする。

図８に示すように、この図では、ＰＥＴ用架台装置１が、ベッドＢ１、ベッドＢ２およびベッドＢ３の位置で天板３１を撮像した場合の被検体Ｐの体軸方向の断面を示している。すなわち、ＰＥＴ用架台装置１がステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像した場合、ベッドの撮像位置ごとに天板だれ量が異なるので、天板３１の位置はベッド間で段差が生じることを示している。次に、ＣＴ用架台装置２が、ヘリカルスキャン方式によって被検体Ｐを撮像した場合の天板３１の位置について説明する。

図９は、本実施形態に係るＣＴ用架台装置２が、ヘリカルスキャン方式によって被検体Ｐを撮像した場合の天板３１の位置を説明するための説明図である。

図９に示すように、この図では、ＣＴ用架台装置２が、ヘリカルスキャン方式で天板３１を連続的に撮像した場合の天板３１の体軸方向の断面を示している。すなわち、ＣＴ用架台装置２がヘリカルスキャン方式で天板３１を撮像した場合、撮像したその複数の断面画像を用いて天板３１の体軸方向の断面を示している。なお、図９に示す複数の矩形は、断面画像のスライス幅を示している。また、図９に示す直線ＬＮ１は、各断面画像における天板３１の中心を通る直線を示している。

ＣＴ用架台装置２がヘリカルスキャン方式で被検体Ｐを撮影した場合、天板３１のストローク量の増加に伴い、天板３１の天板だれ量が大きくなることから、各断面画像における天板３１の高さは、天板３１のストローク量の増加に伴い、徐々に低くなる。

ここで、ヘリカルスキャン方式で撮像されたＸ線ＣＴ画像を体軸方向に見た場合の天板３１の高さは、天板３１の中心を通る直線ＬＮ１となる。次に、ステップアンドシュート方式で撮像された撮像画像と、ヘリカルスキャン方式で撮像された撮像画像の位置ずれについて説明する。

図１０は、ステップアンドシュート方式で撮像された撮像画像と、ヘリカルスキャン方式で撮像された撮像画像との画像間での位置ずれを説明するための説明図である。

図１０に示すように、この図では、図８で示したステップアンドシュート方式で撮像した撮像画像における天板３１の位置（これを直線ＬＮ２で示す。）と、図９で示したヘリカルスキャン方式で撮像した撮像画像における天板３１の位置（前述した直線ＬＮ１である。）を示している。

図１０の直線ＬＮ１と直線ＬＮ２が示すように、各撮像方式によって撮像されたそれぞれの天板３１は、天板３１の傾きがそれぞれ異なるので、それぞれ撮像画像の位置がずれることを示している。すなわち、このような天板３１の位置のずれは、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を融合する際に画像間のずれを生じさせ、高精度な補正の実行および融合画像を得ることができなくなる。

そこで、第１の実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、上述した補正部４６において三次元の補正テーブルを用いて補正処理を行うことにより、天板３１の位置合わせを適切に行い、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を融合した高精度な補正の実行および融合画像を得ることができるようになっている。

図１１は、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００の補正部４６の構成を示した機能ブロック図である。

図１１に示すように、補正部４６は、天板高さ算出部４６１、負荷推定部４６２、補正量推定部４６３、補正画像生成部４６４、画像融合部４６５を備えて構成されている。また、補正部４６は、補正データ記憶部４５にも接続されている。したがって、補正部４６は、補正データ記憶部４５に記憶されているＸ線ＣＴ画像やＰＥＴ画像を読み出すことができる。

天板高さ算出部４６１は、ヘリカルスキャン方式で撮像（被検体Ｐを連続的に撮像）して得られた撮像画像から、天板３１の支点０から撮像位置までの距離に対応したその天板３１の高さｈを算出するようになっている。

負荷推定部４６２は、天板高さ算出部４６１で算出した天板３１の高さｈと、補正データ記憶部４５に格納されている補正テーブル（図５）とに基づいて、被検体Ｐの負荷Ｌを推定する。すなわち、負荷推定部４６２は、補正データ記憶部４５から三次元の補正テーブルを読み出し、ＰＥＴ用架台装置１においてステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像する際の負荷Ｌを推定するようになっている。

補正量推定部４６３は、天板３１の支点０からステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像する撮像位置までの距離ｚと、負荷推定部４６２で推定された負荷Ｌと、三次元の補正テーブルに基づいて、被検体Ｐをステップアンドシュート方式で撮像する際の撮像範囲における天板３１の高さｈを推定する。

すなわち、補正量推定部４６３では、被検体Ｐをステップアンドシュート方式で撮像する際の撮像範囲を距離ｚ２から算出するとともに、補正データ記憶部４５に格納されている三次元の補正テーブルを読み出し、その撮像範囲における負荷Ｌから、撮像範囲における天板３１の高さｈ（天板だれ）を推定する。この撮像範囲における天板３１の高さｈを推定する方法について、図面を用いて説明する。

図１２は、本実施形態に係る補正量推定部４６３（図１１）が補正データ記憶部（図１１）４５から補正テーブルを読み出して、ステップアンドシュート方式で撮像する撮像範囲の中心位置における負荷Ｌを推定する補正テーブルの一例を説明した説明図である。

まず、天板３１の支点０から被検体Ｐをステップアンドシュート方式で撮像する撮像範囲の中心を距離ｚ２（図４参照）とする。補正量推定部４６３は、補正データ記憶部４５に格納されている三次元の補正テーブル（図１２）を読み出して、距離ｚ２における天板３１にかかる負荷Ｌ２を推定する。また、この距離ｚ２における負荷Ｌ２は、撮像範囲（ｚ１からｚ３）において、他の距離でも同一の負荷となる。

次に、この補正テーブルを参照し、距離ｚ１と距離ｚ３の各距離における天板３１の高さをそれぞれ求める。

図１３は、本実施形態に係る補正テーブルを参照し、天板３１の支点からの各距離と、負荷Ｌ２における天板３１の高さｈ（天板だれ）を推定する補正テーブルの一例を示した説明図である。

図１３に示すように、補正量推定部４６３（図１１）では、この補正テーブルを参照し、撮像範囲の距離ｚ１と距離ｚ３における天板３１の高さｈ（天板だれ）を推定する。この場合、補正量推定部４６３は、補正テーブルを参照して、距離ｚ２における負荷Ｌ２と、距離ｚ１およびｚ３が交わる点を求め、その地点での天板３１の高さｈ（天板だれ）を推定する。

これにより、補正量推定部４６３は、補正する天板だれまたは天板だれ量を推定することができる。なお、図１３では、図面中の明暗により天板３１の高さｈ（天板だれ）が表現されている。図１３に示す明暗は、白い色ほど天板３１の高さｈが低くなり、天板だれ量が多くなることを示しており、反対に、黒い色ほど天板３１の高さｈが高くなり、天板だれ量が少なくなることを示している。

ここで、この場合の天板３１の高さｈについて、図面を用いて説明する。

図４に示すように、補正量推定部４６３では、撮像範囲の中心となる距離ｚ２において、天板３１にかかる負荷Ｌ２を推定するとともに、三次元の補正テーブルから、距離ｚ１における天板３１の高さｈ１（または天板だれ量）と、距離ｚ３における天板３１の高さｈ３（または天板だれ量）を推定する。

これにより、図１１に示す補正画像生成部４６４は、補正量推定部４６３で推定された天板３１の高さｈまたは天板だれ量に基づいて、ステップアンドシュート方式で撮像された天板３１の高さｈを補正し、補正データ記憶部４５に格納されているＰＥＴ画像を補正する。

なお、ここで補正されるＰＥＴ画像は、ＰＥＴ用再構成部４４において減弱補正されたＰＥＴ画像が補正データ記憶部４５から読み出され、その読み出されたＰＥＴ画像の高さが推定された天板３１の高さｈに補正される。

このように、補正画像生成部４６４では、補正量推定部４６３で推定された天板３１の高さｈまたは天板だれ量に基づいて、ステップアンドシュート方式で撮像したＰＥＴ画像の高さを補正して、ヘリカルスキャン方式で撮像された撮像画像（ＰＥＴ画像）を生成することができる。また、補正画像生成部４６４は、補正されたＰＥＴ画像を補正データ記憶部４５に格納する。

画像融合部４６５は、補正されたＰＥＴ画像を補正データ記憶部４５から読み出すとともに、ヘリカルスキャン方式で撮像されたＸ線ＣＴ画像を補正データ記憶部４５から読み出す。画像融合部４６５は、その読み出したＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を融合して、補正データ記憶部４５にその融合画像を格納する。

これにより、制御部４７（図３）は、図示しない入力部から入力されたＰＥＴ−ＣＴ装置１００を操作する操作者の指示に基づいて、融合画像を補正データ記憶部４５から読み出し、図示しない表示部に表示させることができる。

このように、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、補正部４６において、Ｘ線ＣＴ画像における天板３１の高さから、三次元の補正データを用いてＰＥＴ画像の天板３１における負荷Ｌを推定する。そして、補正部４６は、ＰＥＴ画像における天板３１にかかる負荷からＰＥＴ画像の撮像範囲の天板３１の高さｈを推定し、撮像範囲における減弱補正後のＰＥＴ画像の位置を補正する。

これにより、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴ用架台装置１においてステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像し、そのＰＥＴ画像に天板３１が映らない場合でも、ＣＴ用架台装置２においてヘリカルスキャン方式で撮像されたＸ線ＣＴ画像の天板３１の高さと三次元の補正テーブルを用いることで、ＰＥＴ画像における天板３１の高さｈを推定し、減弱補正後のＰＥＴ画像の位置を補正することができる。そして、ＰＥＴ-ＣＴ装置１００は、その補正されたＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を重ね合わせて融合することにより、高精度な補正の実行および融合画像を生成することができる。

次に、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００の画像処理における全体的な処理手順について説明する。

図１４は、本実施形態に係るＰＥＴ-ＣＴ装置１００の画像処理における全体的な処理手順を示したフローチャートである。なお、図１４では、被検体Ｐに対し、ヘリカルスキャン方式によるＸ線ＣＴ検査と、ステップアンドシュート方式によるＰＥＴ検査が実行された後の全体動作を示している。

まず、本実施形態に係るＰＥＴ-ＣＴ装置１００は、コンソール装置４に設けられたＣＴ画像再構成部４２（図３）において、Ｘ線投影データ記憶部４１に記憶されているＸ線投影データを用いてＸ線ＣＴ画像を再構成させる（ステップＳ００１）。そして、ＣＴ画像再構成部４２は、再構成されたＸ線ＣＴ画像を補正データ記憶部４５に格納するとともに、その再構成されたＸ線ＣＴ画像を減弱マップ生成部５０に送出する。

次に、減弱マップ生成部５０（図３）は、ＣＴ画像再構成部４２によって再構成されたＸ線ＣＴ画像を用いて、ガンマ線の減弱を補正するための減弱マップ（μＭａｐ）を生成する（ステップＳ００３）。

次に、減弱マップ生成部５０は、補正データ記憶部４５から天板だれ補正量（例えば、補正テーブルなど）に基づいて、ＰＥＴ画像と天板の高さが合うように減弱マップを補正し（ステップＳ００５）、補正された減弱マップを補正データ記憶部４５に格納する。

次に、ＰＥＴ用再構成部４４（図３）は、ガンマ線投影データ記憶部４３に記憶されているガンマ線投影データを用いてＰＥＴ画像を再構成する（ステップＳ００７）。この場合、ＰＥＴ用再構成部４４は、補正データ記憶部４５から減弱マップを読み出して、その読み出した減弱マップとガンマ線投影データを用いてＰＥＴ画像を再構成する。そして、ＰＥＴ用再構成部４４は、再構成されたＰＥＴ画像を補正データ記憶部４５に格納する。

次に、補正部４６（図３）は、ＰＥＴ画像位置補正処理を実行し、再構成されたＰＥＴ画像の位置（高さ）を補正して、Ｘ線ＣＴ画像と補正後のＰＥＴ画像とを融合した融合画像を生成する（ステップＳ００９）。そして、補正部４６は、生成した融合画像を補正データ記憶部４５に格納する。なお、このＰＥＴ画像位置補正処理の詳細については後述する。

次に、制御部４７（図３）は、補正データ記憶部４５に格納された融合画像を読み出して、Ｘ線ＣＴ画像と補正後のＰＥＴ画像を融合した融合画像をコンソール装置４の図示しない表示部に表示させる（ステップＳ０１１）。

このように、本実施形態に係るＰＥＴ-ＣＴ装置１００は、補正部４６においてＰＥＴ画像の位置を補正するとともに融合画像を生成し、その融合画像を表示部に表示させることにより、処理を終了する。次に、補正部４６の詳細な動作について説明する。

図１５は、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００の補正部４６（図１１）において、ＰＥＴ画像の位置（高さ）を補正するＰＥＴ画像位置補正処理の手順を示したフローチャートである。

図１５に示すように、補正部４６において、天板高さ算出部４６１は、ヘリカルスキャン方式で撮像して得られたＸ線ＣＴ画像を補正データ記憶部４５から読み出し、そのＸ線ＣＴ画像から、天板３１の支点０から撮像位置までの距離に対応した天板３１の高さｈを算出する（ステップＳ１０１）。

次に、負荷推定部４６２は、天板高さ算出部４６１で算出された天板３１の高さｈと、補正データ記憶部４５に格納されている三次元の補正テーブル（図５）とに基づいて、被検体Ｐをステップアンドシュート方式で撮像する際の撮像位置における負荷Ｌを推定する（ステップＳ１０３）。

次に、補正量推定部４６３は、天板３１の支点０からステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像する撮像位置までの距離ｚと、負荷推定部４６２で推定された負荷Ｌと、補正テーブルに基づいて、被検体Ｐをステップアンドシュート方式で撮像する際の撮像範囲における天板３１の高さｈを推定する。この場合、補正量推定部４６３は、ステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像する際の撮像範囲を距離ｚから算出し、また、三次元の補正テーブルを読み出して、その撮像範囲における負荷Ｌに対応した天板３１の高さｈ（または天板だれ量）を推定する（ステップＳ１０５）。

次に、補正画像生成部４６４は、減弱補正されたＰＥＴ画像を補正データ記憶部４５から読み出すとともに、補正量推定部４６３で推定された天板３１の高さｈまたは天板だれ量に基づいて、読み出したＰＥＴ画像の天板３１の高さを推定されたＰＥＴ画像の高さ（Ｘ線ＣＴ画像の高さ）に補正する（ステップＳ１０７）。補正画像生成部４６４は、補正されたＰＥＴ画像を補正データ記憶部４５に格納する。

次に、画像融合部４６５は、ステップＳ１０７で補正されたＰＥＴ画像を補正データ記憶部４５から読み出すとともに、ヘリカルスキャン方式で撮像されたＸ線ＣＴ画像を読み出して、読み出したＸ線ＣＴ画像と補正されたＰＥＴ画像を融合し、その融合画像を補正データ記憶部４５に格納する（ステップＳ１０９）。

以上説明したように、本実施形態に係るＰＥＴ-ＣＴ装置１００は、補正部４６において、ヘリカルスキャン方式で撮像された天板３１の高さｈと、三次元の補正テーブルとに基づいて、ステップアンドシュート方式で撮像する撮像位置における負荷Ｌや天板の高さｈを推定し、ステップアンドシュート方式で撮像したＰＥＴ画像に対して補正する。

これにより、本実施形態に係るＰＥＴ-ＣＴ装置１００は、補正部４６において補正したＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像とを融合することができるので、高精度な補正の実行および融合画像を生成することができる。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、ヘリカルスキャン方式で被検体Ｐの撮像を行うＣＴ用架台装置２と、ステップアンドシュート方式で被検体Ｐの撮像を行うＰＥＴ用架台装置１とを備えたＰＥＴ-ＣＴ装置１００について説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではない。

具体的には、第１の撮像方式としてヘリカルスキャン方式で被検体Ｐを撮像し、第２の撮像方式としてステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像するモダリティであれば適用することができる。例えば、ＣＴ用架台装置２においてヘリカルスキャン方式で被検体Ｐを撮像した後、ＣＴ用架台装置２と異なるＣＴ用架台装置を用いて、ステップアンドシュート方式により被検体Ｐを撮像する際に、本実施形態の三次元の補正テーブルを用いて補正部４６で天板３１の高さｈを補正することができる。

また、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴ用架台装置１を使用してＰＥＴ画像を生成するようになっていたが、例えば、ＰＥＴ装置の代わりにシングルフォトンエミッションＣＴ装置（ＳＰＥＣＴ装置：Single Photon Emission Computed Tomography装置）を適用した形態であってもよい。

なお、ＣＴ用架台装置においてステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像する際は、寝台装置３の天板３１が撮像されるので、撮像された天板３１から撮像位置までの距離ｚと撮像された天板３１の高さｈから、三次元の補正テーブルを参照することにより、撮像位置（撮像中心位置）の負荷Ｌを推定することができる。

（第３の実施形態）
上述した第１の実施形態において、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴ用架台装置１でステップアンドシュート方式により撮像するようになっていたが、本実施形態はこれに限定されるものではない。

具体的には、ＰＥＴ用架台装置１の代わりに、人体に磁気を当て、体内にある水素原子核が共鳴する磁気共鳴現象を用いた磁気共鳴装置（Magnetic Resonance Imaging装置）を適用してもよい。すなわち、ヘリカルスキャン方式で撮像を行うＣＴ用架台装置２と、磁気共鳴装置とから構成される複数の撮像方式を備えたモダリティとしても、適用することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

また、本発明の実施形態では、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。

１ ＰＥＴ用架台装置
２ ＣＴ用架台装置
３ 寝台装置
４ コンソール装置
３１ 天板
３２ 寝台
４１ Ｘ線投影データ記憶部
４２ ＣＴ画像再構成部
４３ ガンマ線投影データ記憶部
４４ ＰＥＴ用再構成部
４５ 補正データ記憶部
４６ 補正部
４７ 制御部
５０ 減弱マップ生成部
１００ ＰＥＴ−ＣＴ装置（画像診断装置）
４６１ 算出部
４６２ 負荷推定部
４６３ 補正量推定部
４６４ 補正画像生成部
４６５ 画像融合部
Ｐ 被検体
ＬＮ１ 直線
ＬＮ２ 直線

Claims (5)

1. 天板の支点から被検体の撮像位置までの距離と、前記被検体の負荷と、前記撮像位置における天板の高さが対応付けられた補正テーブルと、
   前記被検体を連続的に撮像して得られた撮像画像から、前記天板の支点から撮像位置までの距離に対応した当該天板の高さを算出する天板高さ算出部と、
   前記算出した天板の高さと前記補正テーブルに基づいて、前記被検体の負荷を推定する負荷推定部と、
   前記天板の支点から、前記被検体を異なる撮像方式で撮像する撮像位置までの距離と、前記推定された負荷と、前記補正テーブルとに基づいて、前記被検体を異なる撮像方式で撮像する際の撮像範囲における天板の高さを推定する補正量推定部と、
   前記異なる撮像方式で撮像された撮像画像を前記推定された天板の高さに補正して、当該天板の高さが補正された撮像画像を生成する補正画像生成部と、
   を備えた画像診断装置。
2. 前記異なる撮像方式で生成された補正後の撮像画像と、前記連続的に撮像された撮像画像を融合する画像融合部を、
   さらに備えた請求項１に記載の画像診断装置。
3. 前記被検体を連続的に撮像する撮像方式は、ヘリカルスキャン方式であり、
   前記異なる撮像方式で撮像する撮像方式は、前記被検体を離散的に撮像するステップアンドシュート方式である
   請求項１または２に記載の画像診断装置。
4. 前記被検体を連続的に撮像する撮像方式は、Ｘ線ＣＴ装置において撮像され、
   前記異なる撮像方式で撮像する撮像方式は、ＰＥＴ装置において撮像される
   請求項３に記載の画像診断装置。
5. 画像診断装置における制御方法であって、
   天板の支点から被検体の撮像位置までの距離と、前記被検体の負荷と、前記撮像位置における天板の高さが対応付けられた補正テーブルを有するとともに、
   前記被検体を連続的に撮像して得られた撮像画像から、前記天板の支点から撮像位置までの距離に対応した当該天板の高さを算出する天板高さ算出ステップと、
   前記算出した天板の高さと前記補正テーブルに基づいて、前記被検体の負荷を推定する負荷推定ステップと、
   前記天板の支点から、前記被検体を異なる撮像方式で撮像する撮像位置までの距離と、前記推定された負荷と、前記補正テーブルとに基づいて、前記被検体を異なる撮像方式で撮像する際の撮像範囲における天板の高さを推定する補正量推定ステップと、
   前記異なる撮像方式で撮像された撮像画像を前記推定された天板の高さに補正して、当該天板の高さが補正された撮像画像を生成する補正画像生成ステップと、
   を含む画像診断装置の制御方法。