JP2014085203A - 核医学診断装置、画像処理装置および画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】適切な形状を有する減弱係数マップを生成することができる核医学診断装置、画像処理装置および画像処理プログラムを提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る核医学診断装置は、輪郭設定部３６、減弱マップ生成部３７、画像生成部３４および減弱マップ評価部３８を備えたものである。輪郭設定部３６は、頭部の核医学画像にもとづいて頭部の輪郭を設定する。減弱マップ生成部３７は、設定された輪郭を有する減弱係数マップを生成する。画像生成部３４は、頭部の核医学画像を生成するとともに減弱係数マップと頭部の核医学画像とを重畳したマップ重畳画像を生成する。減弱マップ評価部３８は、マップ重畳画像にもとづいて設定された輪郭の形状の適切性を評価するための指標値を求め、求めた指標値を表示部２２に表示させる。
【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、核医学診断装置、画像処理装置および画像処理プログラムに関する。

核医学診断装置は、放射性同位元素（Radio Isotope、以下ＲＩという）を含む薬品（血流マーカ、トレーサ）が生体内の特定組織や臓器に選択的に取り込まれる性質を利用して、生体内に分布したＲＩから放射されるガンマ線を、生体外に配設されたガンマ線の検出器で検出するようになっている。ガンマ線の検出結果は、ガンマ線の線量分布を画像化することによる核医学画像の生成や、体内臓器等の機能の診断などに利用される。

ガンマ線は、生体内で減弱される。このため、ガンマ線の検出結果には、この生体内での減弱の影響が含まれている。この種の生体内での減弱の影響を補正する方法としてよく用いられる方法に、使用する核種のガンマ線エネルギーの減弱係数の分布を示す減弱計数マップ（以下、減弱マップという）を生成し、この減弱マップにもとづいてガンマ線の検出結果を補正する方法がある。この方法によれば、ガンマ線の生体内での減弱の影響を補正する（以下、減弱補正するという）ことができる。このため、減弱の補正を行わない場合にくらべ、核医学画像をより高精度に生成することができる。

特開２０１０−８１６４号公報

しかし、減弱マップの形状と補正対象となる核医学画像の形状とが適切な対応関係にないと、減弱補正後の核医学画像にもとづく診断を正確に行うことが難しくなってしまう。たとえば、頭部の核医学画像を減弱補正する場合では、減弱マップの形状に応じて、減弱補正後の核医学画像にもとづいて求められる脳血流（ＣＢＦ、Cerebral Blood Flow）の値が変化してしまうことが知られている。具体的には、減弱マップの輪郭が核医学画像内の頭部の外縁よりも大きすぎると、吸収を過補正してしまい脳血流値の過大評価につながるおそれがある一方、減弱マップの輪郭が核医学画像内の頭部の外縁よりも小さすぎると、吸収が十分に補正できず脳血流の過小評価につながるとともにアーティファクトの原因となってしまう。

このため、減弱マップの形状は、減弱補正後の核医学画像にもとづく病理診断における定量評価の精度や誤診の可能性に影響する。したがって、減弱マップは、適切な形状を有するように生成することが重要である。Ｘ線ＣＴ像から位置合わせ処理を行い作成した減弱マップでは、大きさは同じであるが、本提案の前提である投影データから自動輪郭抽出を行うか一部の再構成像から楕円等で輪郭を決めて、その他の再構成像分は補間で求める方法では、設定方法により形状の食い違いが生じる可能性がある。

本発明の一実施形態に係る核医学診断装置は、上述した課題を解決するために、輪郭設定部、減弱マップ生成部、画像生成部および減弱マップ評価部を備えたものである。輪郭設定部は、頭部の核医学画像にもとづいて頭部の輪郭を設定する。減弱マップ生成部は、設定された輪郭を有する減弱係数マップを生成する。画像生成部は、頭部の核医学画像を生成するとともに減弱係数マップと頭部の核医学画像とを重畳したマップ重畳画像を生成する。減弱マップ評価部は、マップ重畳画像にもとづいて設定された輪郭の形状の適切性を評価するための指標値を求め、求めた指標値を表示部に表示させる。

本発明の一実施形態に係る核医学診断装置の一例を示すブロック図。 制御部のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図。 輪郭抽出部により抽出され、表示部に表示される複数の輪郭候補の一例を示す説明図。 マップ重畳画像を生成する際にユーザ指示を受け付ける様子の一例を示す説明図。 マップ重畳画像内にカーソルを設定する際の様子の一例を示す説明図。 カーソルの位置における減弱マップの輪郭と脳実質の外縁との距離を求める際の様子の一例を示す説明図。 全てのスライス画像についてカーソルが設定された様子の一例を示す説明図。 全てのスライス画像の距離Ａ、Ｐ、Ｌ、Ｒの表示例を示す説明図。 １枚のスライス画像における減弱マップの輪郭と頭部の脳実質の外縁との距離の、減弱マップの輪郭に沿った方向における分布の一例を示す説明図。 図９に示す距離分布グラフにもとづいて減弱マップの輪郭を修正する様子の一例を示す説明図。 図１に示す制御部のＣＰＵにより、適切な形状を有する減弱マップを生成するために減弱マップの形状の適切性を評価するための定量的な指標値（評価パラメータ値）を提示するとともに、必要に応じて減弱マップの輪郭を修正する際の手順を示すフローチャート。

本発明に係る核医学診断装置、画像処理装置および画像処理プログラムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施形態に係る核医学診断装置および画像処理装置は、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）やＰＥＴ（Positron Emission Tomography）などのガンマ線検出器を備えた各種装置に適用することが可能である。以下の説明では、本発明に係る核医学診断装置として２検出器型のガンマ線検出器回転型のＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置を用いる場合の一例について示す。なお、ガンマ線検出器回転型ＳＰＥＣＴ装置としては、検出器が１つのものであってもよい。

図１は、本発明の一実施形態に係る核医学診断装置１の一例を示すブロック図である。

核医学診断装置１は、スキャナ装置２および画像処理装置３を有する。なお、画像処理装置３はスキャナ装置２とデータ送受信可能に接続されていればよく、同一の部屋や建屋に設けられずともよい。

スキャナ装置２は、ガンマ線検出部１１および１２、回転部１３を有するガントリ１４、回転駆動装置１５、データ収集部１６を有する。

ガンマ線検出部１１は、被検体Ｐに薬品に含まれて投与されたテクネシウムなどのＲＩ（放射性同位元素）から放射されるガンマ線を検出する検出部である。なお、ガンマ線検出部１２はガンマ線検出部１１と同様の構成および作用を有するため、説明を省略する。

ガンマ線検出部１１としては、シンチレータ型検出器を用いてもよいし、半導体型検出器を用いてもよい。

シンチレータ型検出器を用いてガンマ線検出部１１を構成する場合は、ガンマ線検出部１１は、ガンマ線の入射角度を規定するためのコリメータ、コリメートされたガンマ線が入射すると瞬間的な閃光を発するシンチレータ、ライトガイド、シンチレータから射出された光を検出するための２次元に配列された複数の光電子増倍管、およびシンチレータ用電子回路などを有する。シンチレータは、たとえばタリウム活性化ヨウ化ナトリウムＮａＩ（Ｔｌ）により構成される。

シンチレータ用電子回路は、ガンマ線が入射する事象（イベント）が発生するごとに、複数の光電子増倍管の出力にもとづいて複数の光電子増倍管により構成される検出面内におけるガンマ線の入射位置情報（位置情報）、入射強度情報および入射時刻情報を生成しデータ収集部１６に出力する。この位置情報は、検出面内の２次元座標の情報であってもよいし、あらかじめ検出面を複数の分割領域（１次セル）に仮想的に分割しておき（たとえば１０２４×１０２４個に分割しておき）、どの１次セルに入射があったかを示す情報であってもよい。

一方、半導体型検出器を用いてガンマ線検出部１１を構成する場合は、ガンマ線検出部１１は、コリメータ、コリメートされたガンマ線を検出するための２次元に配列された複数のガンマ線検出用半導体素子（以下、半導体素子という）および半導体用電子回路などを有する。半導体素子は、たとえばＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）により構成される。

半導体用電子回路は、ガンマ線が入射する事象（イベント）が発生するごとに、半導体素子の出力にもとづいて入射位置情報、入射強度情報および入射時刻情報を生成しデータ収集部１６に出力する。この位置情報は、複数の半導体素子（たとえば１０２４×１０２４個）のうちのどの半導体素子に入射したかを示す情報である。

すなわち、ガンマ線検出部１１は、イベントごとに入射位置情報、入射強度情報および入射時刻情報を出力する。また、位置情報は、１次セルのどの位置にガンマ線が入射したかを示す情報および検出面内の２次元座標の情報の少なくとも一方である。以下の説明では、ガンマ線検出部１１が位置情報として検出面内のどの位置にガンマ線が入射したかを示す情報を出力する場合の例について示す。

ガンマ線検出部１１および１２は、データ収集部１６により撮像タイミングを制御される。

回転部１３はガントリ１４に支持され、ガンマ線検出部１１および１２を保持する。回転部１３が回転駆動装置１５を介してデータ収集部１６に制御されて所定の回転軸ｒ周り（ｚ軸周り）に回転することにより、ガンマ線検出部１１および１２は回転軸ｒの周りを回転する。

回転駆動装置１５は、データ収集部１６に制御されて、回転部１３を所定の回転軸ｒ（ｚ軸）の周りに回転させる。

被検体Ｐは、天板１７に載置される。天板駆動装置１８は、データ収集部１６に制御されて、天板１７をｙ軸方向に昇降動させる。また、天板駆動装置１８は、データ収集部１６に制御されて、回転部１３の中央部分の開口部の撮影領域へ天板１７をｚ軸方向に沿って移送する。

データ収集部１６は、画像処理装置３により制御されて、ガンマ線検出部１１および１２、回転駆動装置１５および天板駆動装置１８を制御することにより、被検体Ｐのスキャンを実行する。

データ収集部１６は、ガンマ線検出部１１および１２のそれぞれの出力をたとえばリストモードで収集する。リストモードでは、ガンマ線の検出位置情報、強度情報、ガンマ線検出部１１および１２と被検体Ｐとの相対位置を示す情報（ガンマ線検出部１１および１２の位置や角度など）、およびガンマ線の検出時刻がガンマ線の入射イベントごとに収集される。

一方、画像処理装置３は、図１に示すように、制御部２１、表示部２２、入力部２３および記憶部２４を有する。

制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭをはじめとする記憶媒体などにより構成され、この記憶媒体に記憶されたプログラムに従って画像処理装置３の処理動作を制御する。

制御部２１のＣＰＵは、ＲＯＭをはじめとする記憶媒体に記憶された画像処理プログラムおよびこのプログラムの実行のために必要なデータをＲＡＭへロードし、このプログラムに従って、適切な形状を有する減弱マップを生成するための処理を実行する。

制御部２１のＲＡＭは、ＣＰＵが実行するプログラムおよびデータを一時的に格納するワークエリアを提供する。制御部２１のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、画像処理装置３の起動プログラム、画像処理プログラムや、これらのプログラムを実行するために必要な各種データを記憶する。

なお、ＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、ＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。

表示部２２は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、制御部２１の制御に従って核医学診断画像などの各種情報を表示する。

入力部２３は、たとえばキーボード、タッチパネル、テンキーなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を制御部２１に出力する。

記憶部２４は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、ＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。記憶部２４は、制御部２１により制御されて表示画素ごとの計数値や核医学画像などを記憶する。

図２は、制御部２１のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図である。なお、この機能実現部は、ＣＰＵを用いることなく回路などのハードウエアロジックによって構成してもよい。

図２に示すように、制御部２１のＣＰＵは、画像処理プログラムによって、少なくともスキャン制御部３１、ファンパラ変換部３２、前処理部３３、画像生成部３４、輪郭抽出部３５、輪郭設定部３６、減弱マップ生成部３７および減弱マップ評価部３８として機能する。この各部３１〜３８は、ＲＡＭの所要のワークエリアを、データの一時的な格納場所として利用する。なお、ファンパラ変換部３２は、パラレルビームコリメータを用いた場合は、処理が不要である。

スキャン制御部３１は、ユーザから入力部２３を介してスキャン計画の実行指示を受けて、スキャン計画にもとづいてスキャナ装置２を制御することにより、スキャンを実行する。この結果、被検体Ｐから放出されたガンマ線の情報がスキャナ装置２からデータ収集部１６を介してファンパラ変換部３２に与えられる。

ガンマ線検出部１１および１２がファンビームコリメータを有しファンビーム投影データを収集する場合、ファンパラ変換部３２は、データ収集部１６から受けたファンビーム投影データをパラレルビーム投影データに変換する。一方、ガンマ線検出部１１および１２がパラレルビーム投影データを収集するよう構成されている場合は、ファンパラ変換部３２は、データ収集部１６から受けたパラレルビーム投影データをそのまま前処理部３３に与える。

前処理部３３は、入力部２３を介してユーザにより設定された、またはあらかじめ記憶部２４に記憶された前処理条件情報を取得する。前処理条件情報には、前処理の対象となる画像データ（パラレルデータ）の情報、処理範囲の設定情報、前処理フィルターの情報などが含まれる。前処理部３３は、取得した前処理条件情報に従って、均一性補正、回転中心補正、前処理フィルター処理などの前処理を実行する。なお、本実施形態においては、前処理部３３は、前処理フィルターを少しぼかし気味にするか、ノイズを取るようにするとよい。

画像生成部３４は、前処理後の画像データに含まれる入射位置情報にもとづいて、表示画素のそれぞれについて入射ガンマ線を光子数として計数した計数値を割り当てる（分配する）ことにより、被検体Ｐの頭部の核医学画像を生成し、表示部２２に表示させる。

図３は、輪郭抽出部３５により抽出され、表示部２２に表示される複数の輪郭候補４１の一例を示す説明図である。図３には、３つの輪郭候補４１が表示される場合の例について示した。

輪郭抽出部３５は、画像生成部３４により生成された核医学画像にもとづいて、減弱マップの形状を決定するために頭部の輪郭を抽出する。このとき、輪郭抽出部３５は、所定の１枚のスライスから輪郭を抽出してもよいが、画像生成部３４により生成されたサイノグラムを用いて輪郭を抽出することが好ましい。

頭部の輪郭の抽出方法としては、たとえば頭部の核医学画像の最大計数値に対して所定の割合（たとえば３％、５％、１０％、１５％など）以下の計数値が割り当てられた画素をカットする画像処理により自動的に輪郭を抽出する方法もある。

輪郭抽出部３５は、たとえば画素をカットするための所定の割合が互いに異なる複数の輪郭候補４１を自動的に抽出する。また、輪郭抽出部３５は、あらかじめ設定した割合またはユーザにより設定された割合を基準の割合（たとえば１０％）とし、基準の割合と基準の割合の前後所定割合（たとえば前後５％なら５％と１５％）のそれぞれに対応する輪郭候補４１を抽出してもよい。

画像生成部３４は、輪郭抽出部３５により抽出された複数の輪郭候補４１を核医学画像（再構成像）に重畳させて表示部２２に表示させる。このとき、１枚のスライス画像に複数の輪郭候補４１を重ねて表示してもよいし（図３参照）、複数のスライス画像を用意し、１枚のスライス画像に対してスライス画像ごとに互いに異なる１つの輪郭候補４１を重ねたものを表示させてもよい。複数の輪郭候補４１を提示することにより、ユーザは容易に所望の輪郭を設定することができる。

輪郭設定部３６は、輪郭抽出部３５により抽出された複数の輪郭候補４１のうちユーザにより入力部２３を介して選択されたものを減弱マップの輪郭４２として設定する。このとき、複数の輪郭候補４１のうちユーザにより選択されたものについて、他の輪郭候補４１とは異なる表示態様（たとえば異なる色）で表示させるとよい。なお、輪郭設定部３６は、ユーザにより入力部２３を介して円や楕円のアノーテーションなどの補助画像を用いて手動で指示されたものを減弱マップの輪郭４２として設定してもよい。この手段を用いずに、減弱マップの形状を見ながら、オペレーションにより輪郭の閾値を変えていく手段もある。

減弱マップ生成部３７は、たとえば水などの均一吸収体を仮定して、輪郭設定部３６により設定された輪郭４２を有する減弱マップ（減弱係数マップ）を生成する。

本実施形態に係る画像処理装置３を含む核医学診断装置１は、減弱マップが生成された後、減弱補正を行う前に、減弱マップの形状の適切性を評価するための定量的な指標値（評価パラメータ値）を提示することにより、ユーザが減弱マップの形状の適切性を容易に把握することができるよう支援するとともにこの指標値にもとづいて減弱マップの形状を修正する。

図４は、マップ重畳画像を生成する際にユーザ指示を受け付ける様子の一例を示す説明図である。

画像生成部３４は、減弱マップ生成部３７により生成された減弱マップと核医学画像とを重畳した画像（以下、マップ重畳画像という）を生成し、表示部２２に表示させる。マップ重畳画像の生成に際し、画像生成部３４は、図４に示すようにマップ重畳画像における減弱マップに対する核医学画像の重みをユーザにより入力部２３を介して指定させてもよい。

なお、画像生成部３４は、マップ重畳画像の核医学画像についてはファンパラ変換前にＴＥＷ（Triple Energy Window）処理により散乱線補正を行ったものを用いる一方、マップ重畳画像の減弱マップについてはファンパラ変換前にＴＥＷ処理を行わないものを用いるようにしてもよい。

減弱マップ評価部３８は、減弱マップの形状の適切性を評価するための定量的な指標値（評価パラメータ値）を求め、画像生成部３４を介して求めた評価パラメータ値を表示部２２に表示させる。

評価パラメータ値としては、大きく次の２つを考えることができる。

第１の評価パラメータ値は、たとえば減弱マップにより頭部の核医学画像を減弱補正した場合に削除される計数値の割合（減少率）である。この場合、減弱マップ評価部３８は、画像生成部３４を介して減少率を表示部２２に表示させる。また、減弱マップ評価部３８は、減弱マップの輪郭４２を所定幅ずつ（たとえば３ピクセルずつ）変化させた場合の減少率を輪郭ごとに表示させる。減弱マップ評価部３８は、全てのスライスについてこの減少率を求め、各スライスの減少率（輪郭を所定幅ずつ変化させた場合の減少率を含む）をたとえばリスト形式で表示させる。

一般に、自動輪郭抽出を行って減弱マップを生成する場合には、代表的な１枚のスライスを指定し、このスライスについてのみ自動輪郭抽出を行なって減弱マップを生成するようになっている。このため、この代表的な１枚のスライス以外のスライスについて本当にこの減弱マップの形状が適切なものであるか否かを判断することが非常に難しい。

一方、本実施形態に係る減弱マップ評価部３８によれば、ユーザは、リスト形式で表示された各スライスの減少率のリストを見ることにより、減弱マップの形状（設定された輪郭の形状）が他のスライスに比べ異常と考えられるスライスを容易に抽出することができる。

また、ユーザは、減弱マップの形状（設定された輪郭の形状）を異常と考えた場合には、対応するスライスをマウスのクリック操作などにより指定し、このスライスについてまたは全スライスについて、減弱マップの形状（設定された輪郭の形状）を修正したい旨の指示を、たとえば画像生成部３４により生成された修正指示ボタン画像を押下することなどにより、減弱マップ評価部３８に与えてもよい。この場合、減弱マップ評価部３８は、減弱マップの形状（設定された輪郭の形状）を修正するよう、輪郭抽出部３５による複数の輪郭候補４１の抽出からやり直すよう輪郭抽出部３５を制御してもよいし、前処理からやり直すよう前処理部３３を制御してもよい。

第２の評価パラメータ値は、たとえば減弱マップと核医学画像との形状の差を示す数値である。以下の説明では、第２の評価パラメータ値として、マップ重畳画像内の所定の位置における減弱マップの輪郭４２と頭部の脳実質の外縁４３との距離を用いる場合の例について説明する。

図５は、マップ重畳画像内にカーソル４４を設定する際の様子の一例を示す説明図である。図５には、カーソル４４が水平、垂直の２本の直線により構成される場合の例について示した。カーソル４４としては、他にも体格部の２本を加えた４本としてもよい。

評価パラメータ値として減弱マップの輪郭４２と頭部の脳実質の外縁４３との距離を用いる場合には、減弱マップ評価部３８は、まず、マップ重畳画像上の仮の位置に対してカーソル４４を重畳して表示させる。仮の位置としては、カーソル４４の中心（図５に示す例では２本カーソルの交点）が表示部２２の中心画素に一致する位置や、カーソル４４の中心が核医学画像の計数値の重心に一致する位置などを用いることができる。また、減弱マップ評価部３８は、仮の位置に表示したカーソル４４に対するユーザによる入力部２３を介した位置変更指示を受け付ける。位置変更指示としては、たとえばカーソル４４の中心の移動指示やカーソル４４の中心を回転中心とした回転指示などが挙げられる。ユーザは、位置変更指示によりカーソル４４の位置を微調整することができる。

図６は、カーソル４４の位置における減弱マップの輪郭４２と脳実質の外縁４３との距離を求める際の様子の一例を示す説明図である。図６中の矢印画像４５は距離の大小を示す画像である。また、図７は、全てのスライス画像についてカーソル４４が設定された様子の一例を示す説明図である。

減弱マップ評価部３８は、カーソル４４の位置における減弱マップの輪郭４２と脳実質の外縁４３との距離（たとえばピクセル数など）を求める。カーソル４４が縦と横の２本により構成されている場合は、減弱マップ評価部３８は、カーソル４４の中心から見て縦カーソルの上側における距離Ａ（Anterior）、下側における距離Ｐ（Posterior）、および横カーソルの左側における距離Ｌ（Left）、右側における距離Ｒ（Right）をそれぞれ求める。そして、減弱マップ評価部３８は、これらの距離Ａ、Ｐ、Ｌ、Ｒを表示させる。減弱マップ評価部３８は、この距離の算出および表示を全てのスライスについて行う。

図７に示すように、減弱マップ評価部３８は、複数のスライス画像の１つがマウスのクリックなどによりユーザにより選択されると、このスライス画像のカーソル４４の位置変更指示の受付状態へ移行してもよい。また、また、カーソル４４の位置変更指示があると、減弱マップ評価部３８は、位置変更指示に応じてリアルタイムにこれらの距離Ａ、Ｐ、Ｌ、Ｒを再計算して表示させる。

なお、頭頂部や小脳部については、減弱マップの輪郭４２と脳実質の外縁４３とを合わせることが難しいため、距離の算出および表示を省略してもよい。

図８は、全てのスライス画像の距離Ａ、Ｐ、Ｌ、Ｒの表示例を示す説明図である。

図８に示すように、減弱マップ評価部３８は、全てのスライス画像の距離Ａ、Ｐ、Ｌ、Ｒをたとえばリスト形式により表示部２２に表示させる。なお、このリストは、距離が所定の距離閾値を超えているスライスのみで構成してもよい。

ユーザは、リスト形式で表示された全てのスライス画像の距離Ａ、Ｐ、Ｌ、Ｒを見ることにより、減弱マップの形状（設定された輪郭の形状）が他のスライスに比べ異常と考えられるスライスを容易に抽出することができる。

また、これらの距離Ａ、Ｐ、Ｌ、Ｒにより、ユーザは、減弱マップの形状の傾向を容易に把握することができる。たとえば、距離が大きい場合は、その方向における減弱マップが大きいことを示す。また、距離が小さい場合は、その方向における減弱マップと脳実質部が近い事を示す。特に、距離がゼロの場合は、減弱マップの輪郭４２が脳実質の外縁４３に食い込んでしまっているおそれがあることを示す。また、距離Ｌと距離Ｒの差が大きい場合には、減弱マップの形状に左右差がある可能性があることを示す。

このため、減弱マップ評価部３８は、図８に示すように、距離が所定の距離よりも小さい場合には、その旨の情報を表示させるとよい。図８には、距離が１．０よりも小さい場合にその距離の値を太字、斜体、下線付きで表示させる場合の例について示した。

また、図８に示すように、距離Ｌと距離Ｒの差が所定の左右差よりも大きい場合には、減弱マップの形状に左右差があることを示す情報を表示させるとよい。図８には、距離Ｌと距離Ｒの差が所定の左右差よりも大きい場合にはその旨を示す警告文字列および画像を表示する場合の例について示した。同様に、距離が所定の距離よりも大きい場合に、その旨の情報を表示させてもよい。

図８に示すように距離に応じた情報を付加することにより、ユーザはより容易に減弱マップの形状の傾向を把握することができる。

図８に示すリストからユーザが異常と考えるスライスの１つがユーザにより選択されると、図７に示す複数のスライス画像の１つがユーザにより選択された場合と同様に、このスライス画像のカーソル４４の位置変更指示の受付状態へ移行してもよい。また、図７に示す複数のスライス画像の１つがユーザにより選択された場合や、図８に示すリストのうちの１つがユーザにより選択された場合には、他にも、減少率の場合と同様に、ユーザは、このスライスについてまたは全スライスについて、減弱マップの形状（設定された輪郭の形状）を修正したい旨の指示を減弱マップ評価部３８に与えてもよい。この場合、減弱マップ評価部３８は、減弱マップの形状（設定された輪郭の形状）を修正するよう、輪郭抽出部３５による複数の輪郭候補４１の抽出からやり直すよう輪郭抽出部３５を制御してもよいし、前処理からやり直すよう前処理部３３を制御してもよい。

図９は、１枚のスライス画像における減弱マップの輪郭４２と頭部の脳実質の外縁４３との距離の、減弱マップの輪郭４２に沿った方向における分布の一例を示す説明図である。

減弱マップ評価部３８は、図９に示すように、減弱マップの輪郭４２の一周を所定の間隔でサンプリングするように、減弱マップの輪郭４２と頭部の脳実質の外縁４３との距離を所定の間隔のサンプリング位置ごとに求め、これらの複数の求めた距離と各サンプリング位置との関係を示すグラフ（以下、距離分布グラフという）を第３の評価パラメータ値として表示部２２に表示させてもよい。この距離分布グラフにより、ユーザは、１枚のスライス画像について減弱マップの輪郭４２のうち外縁４３との距離が近すぎるあるいは遠すぎる場所を容易に特定することができる。距離分布グラフは、たとえば減少率のリストや距離Ａ、Ｐ、Ｌ、Ｒのリストなどからユーザにより選択された１つのスライスについて作成されてもよい。

図１０は、図９に示す距離分布グラフにもとづいて減弱マップの輪郭４２を修正する様子の一例を示す説明図である。

図１０に示すように、減弱マップ評価部３８は、この距離分布グラフにもとづいて、グラフの一部または全部を自動的にフィッティングして距離分布グラフのカーブをなだらかにしてもよい。フィッティングの基準としては、たとえば減弱マップの輪郭４２と外縁４３との距離が所定の距離範囲内に収まるようにすることなどが考えられる。また、フィッティングは、ユーザにより入力部２３を介して距離分布グラフの一部をドラッグすることなどにより手動で行われてもよい。

フィッティングが行われた場合、減弱マップ評価部３８は、このフィッティング後の距離分布グラフ４６に応じて減弱マップの輪郭４２を自動的に修正する。

次に、本実施形態に係る画像処理装置３を含む核医学診断装置１の動作の一例について説明する。

図１１は、図１に示す制御部２１のＣＰＵにより、適切な形状を有する減弱マップを生成するために減弱マップの形状の適切性を評価するための定量的な指標値（評価パラメータ値）を提示するとともに、必要に応じて減弱マップの輪郭４２を修正する際の手順を示すフローチャートである。図１１において、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、スキャン制御部３１は、ユーザから入力部２３を介してスキャン計画の実行指示を受けてスキャンを実行する。この結果、被検体Ｐから放出されたガンマ線の情報がスキャナ装置２からデータ収集部１６を介してファンパラ変換部３２に与えられる。そして、ガンマ線検出部１１および１２がファンビームコリメータを有しファンビーム投影データを収集する場合、ファンパラ変換部３２は、データ収集部１６から受けたファンビーム投影データをパラレルビーム投影データに変換して前処理部３３に与える。なお、ガンマ線検出部１１および１２がパラレルビーム投影データを収集するよう構成されている場合は、ファンパラ変換部３２は、データ収集部１６から受けたパラレルビーム投影データをそのまま前処理部３３に与える。

次に、ステップＳ２において、前処理部３３は、入力部２３を介してユーザにより設定された、またはあらかじめ記憶部２４に記憶された前処理条件情報を取得し、前処理条件情報に従って、均一性補正、回転中心補正、前処理フィルター処理などの前処理を実行する。

次に、ステップＳ３において、画像生成部３４は、前処理後の画像データに含まれる入射位置情報にもとづいて、被検体Ｐの頭部の核医学画像を生成する。

次に、ステップＳ４において、輪郭抽出部３５は、核医学画像にもとづいて複数の輪郭候補４１を自動的に抽出し、この複数の輪郭候補４１を核医学画像に重畳させて表示部２２に表示させる（図３参照）。そして、輪郭設定部３６は、輪郭抽出部３５により抽出された複数の輪郭候補４１のうちユーザにより入力部２３を介して選択されたものを輪郭４２として設定する。なお、輪郭設定部３６は、ユーザにより入力部２３を介して円や楕円のアノーテーションなどの補助画像を用いて手動で指示されたものを輪郭４２として設定してもよい。

次に、ステップＳ５において、たとえば水などの均一吸収体を仮定して、設定された輪郭を有する減弱マップ（減弱係数マップ）を生成する。

次に、ステップＳ６において、画像生成部３４は、減弱マップと核医学画像とを重畳したマップ重畳画像を生成し、表示部２２に表示させる。マップ重畳画像の生成に際し、画像生成部３４は、図４に示すようにマップ重畳画像における減弱マップに対する核医学画像の重みをユーザにより入力部２３を介して指定させてもよい。

次に、ステップＳ７において、減弱マップ評価部３８は、減弱マップの形状の適切性を評価するための定量的な指標値（評価パラメータ値）を求め、画像生成部３４を介して求めた評価パラメータ値を表示部２２に表示させる。

具体的には、減弱マップ評価部３８は、減弱マップにより頭部の核医学画像を減弱補正した場合に削除される計数値の割合（減少率）、および減弱マップの輪郭を所定幅ずつ（たとえば３ピクセルずつ）変化させた場合の減少率を、全てのスライスについて求め、各スライスの減少率（輪郭を所定幅ずつ変化させた場合の減少率を含む）をたとえばリスト形式で表示させる。

また、減弱マップ評価部３８は、マップ重畳画像内にカーソル４４を設定し（図５−７参照）、カーソル４４の位置に応じた減弱マップの輪郭４２と頭部の脳実質の外縁４３との距離Ａ、Ｐ、Ｌ、Ｒを全てのスライスについて求め、各スライスの距離Ａ、Ｐ、Ｌ、Ｒをたとえばリスト形式により表示部２２に表示させる（図８参照）。

また、減弱マップ評価部３８は、１枚のスライス画像における距離分布グラフを表示させてもよい（図９参照）。

以上のステップＳ１−７の手順により、適切な形状を有する減弱マップを生成するために減弱マップの形状の適切性を評価するための定量的な指標値（評価パラメータ値）を提示することができる。

また、ステップＳ８において、減弱マップ評価部３８は、減弱マップを修正してもよい。減弱マップを修正する必要がない場合は、一連の手順は終了となる。

減弱マップを修正する必要がある場合としては、たとえばユーザから入力部２３を介して修正指示があった場合が考えられる。

たとえば、リスト形式で表示された各スライスの減少率にもとづいてユーザが異常と考えるスライスを選択し、このスライスについてまたは全スライスについて、減弱マップの形状（設定された輪郭の形状）を修正したい旨の指示があると、減弱マップ評価部３８は、減弱マップの形状（設定された輪郭の形状）を修正するよう、輪郭抽出部３５による複数の輪郭候補４１の抽出からやり直すよう輪郭抽出部３５を制御し、または前処理からやり直すよう前処理部３３を制御する。

また、リスト形式で表示された各スライスの距離Ａ、Ｐ、Ｌ、Ｒにもとづいてユーザが異常と考えるスライスを選択し、このスライスについてまたは全スライスについて、減弱マップの形状（設定された輪郭の形状）を修正したい旨の指示があると、減弱マップ評価部３８は、スライス画像のカーソル４４の位置変更指示の受付状態へ移行し、または輪郭抽出部３５による複数の輪郭候補４１の抽出からやり直すよう輪郭抽出部３５を制御し、または前処理からやり直すよう前処理部３３を制御する。

また、減弱マップを修正する必要がある場合としては、距離分布グラフが所定の傾き以上の傾きを有する場合などが考えられる。

たとえば、距離分布グラフが所定の傾き以上の傾きを有する場合には、減弱マップ評価部３８は、この距離分布グラフにもとづいて、グラフの一部または全部を自動的にフィッティングして距離分布グラフのカーブをなだらかにしてもよい（図１０参照）。また、フィッティングは、ユーザにより入力部２３を介して距離分布グラフの一部をドラッグすることなどにより手動で行われてもよい。フィッティングが行われた場合、減弱マップ評価部３８は、このフィッティング後の距離分布グラフ４６に応じて減弱マップの輪郭４２を自動的に修正する。

もちろん、リスト形式で表示された各スライスの減少率や距離Ａ、Ｐ、Ｌ、Ｒにもとづいてユーザが異常と考えるスライスを選択した場合に、この選択されたスライスについて距離分布グラフを生成してもよい。この場合も、フィッティングが行われるとこのフィッティング後の距離分布グラフ４６に応じて減弱マップの輪郭４２を自動的に修正する。

以上の手順により、適切な形状を有する減弱マップを生成するために減弱マップの形状の適切性を評価するための定量的な指標値（評価パラメータ値）を提示するとともに、必要に応じて減弱マップの輪郭４２を修正することができる。

本実施形態に係る核医学診断装置１は、減弱マップの形状の適切性を評価するための定量的な指標値（評価パラメータ値）を数値により提示することができる。このため、ユーザは、容易に減弱マップの形状の適切性を把握することができる。

また、本実施形態に係る核医学診断装置１は、減少率や、減弱マップの輪郭４２と脳実質の外縁４３との距離を、全てのスライスについてリスト表示することができる。このため、代表的な１枚のスライスを指定し、このスライスについてのみ自動輪郭抽出を行なって減弱マップを生成する場合に比べ、減弱マップの形状が脳実質の形状に対して適切でないスライスを非常に容易に発見し、減弱マップの形状を修正し、適切な形状を有する減弱マップを生成することができる。このため、減弱補正後の核医学画像にもとづいて求められる脳血流（ＣＢＦ）の値の精度を向上させることができるとともに、誤診の可能性を大幅に低下させることができる。

また、ユーザにより入力部２３を介して円や楕円のアノーテーションなどの補助画像を用いて手動で指示されたものを輪郭４２として設定する場合にも、本実施形態に係る核医学診断装置１は好適である。すなわち、ユーザによる入力部２３を介した手動による輪郭４２の設定時に、アノーテーションの移動や形状変更に応じて、減少率や距離Ａ、Ｐ、Ｌ、Ｒなどの評価パラメータ値をリアルタイムに表示することで、ユーザは容易に適切な形状の輪郭４２を設定することができる。

なお、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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

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。

たとえば、減弱補正後の核医学画像にもとづいて脳血流値（ＣＢＦ）を求めた後であっても、この脳血流値に違和感を覚えた場合、ユーザは、入力部２３を介して減弱マップの形状（設定された輪郭の形状）を修正したい旨の指示を減弱マップ評価部３８に与えてもよい。この場合も、減弱マップ評価部３８は、輪郭抽出部３５による複数の輪郭候補４１の抽出からやり直すよう輪郭抽出部３５を制御し、または前処理からやり直すよう前処理部３３を制御すればよい。

１ 核医学診断装置
２ スキャナ装置
３ 画像処理装置
１１、１２ ガンマ線検出部
１３ 回転部
１６ データ収集部
２１ 制御部
２２ 表示部
２３ 入力部
２４ 記憶部
３４ 画像生成部
３６ 輪郭設定部
３７ 減弱マップ生成部
３８ 減弱マップ評価部
４１ 輪郭候補
４２ 輪郭
４３ 外縁
４４ カーソル
４６ 距離分布グラフ

Claims (10)

1. 頭部の核医学画像にもとづいて頭部の輪郭を設定する輪郭設定部と、
   前記設定された輪郭を有する減弱係数マップを生成する減弱マップ生成部と、
   前記頭部の核医学画像を生成するとともに前記減弱係数マップと前記頭部の核医学画像とを重畳したマップ重畳画像を生成する画像生成部と、
   前記マップ重畳画像にもとづいて前記設定された輪郭の形状の適切性を評価するための指標値を求め、求めた指標値を表示部に表示させる減弱マップ評価部と、
   を備えた核医学診断装置。
2. 前記頭部の核医学画像は、
   複数のスライス画像により構成され、
   前記減弱マップ評価部は、
   前記複数のスライス画像のすべてについて、前記マップ重畳画像にもとづいて前記設定された輪郭の形状の適切性を評価するための定量的な指標値を求めて求めた指標値を前記表示部に表示させる、
   請求項１記載の核医学診断装置。
3. 前記減弱マップ評価部は、
   前記マップ重畳画像内の所定の位置における前記設定された輪郭と前記頭部の脳実質の外縁との距離を求め、求めた距離を示す情報を表示部に表示させる、
   請求項１または２に記載の核医学診断装置。
4. 前記減弱マップ評価部は、
   前記求めた距離のうち所定の距離より小さいものについて、前記所定の距離よりも小さい旨の情報を前記求めた距離を示す情報に重畳して前記表示部に表示させる、
   請求項３記載の核医学診断装置。
5. 前記マップ重畳画像内の所定の位置は、
   少なくとも前記頭部の左右の２箇所を含み、
   前記減弱マップ評価部は、
   前記頭部の左右の２箇所のそれぞれで前記求めた距離の差が所定の差よりも大きいと、左右差が前記所定の差よりも大きい旨の情報を前記求めた距離を示す情報に重畳して前記表示部に表示させる、
   請求項３または４に記載の核医学診断装置。
6. 前記減弱マップ評価部は、
   前記設定された輪郭の一周を所定の間隔でサンプリングするように、前記設定された輪郭と前記頭部の脳実質の外縁との距離を前記所定の間隔のサンプリング位置ごとに求め、これらの複数の求めた距離と各サンプリング位置との関係を示す情報を前記表示部に表示させる、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
7. 前記輪郭設定部は、
   前記複数の求めた距離と前記サンプリング位置との関係にもとづいて、前記減弱係数マップの前記設定された輪郭を補正する、
   請求項６記載の核医学診断装置。
8. 前記減弱マップ評価部は、
   前記減弱係数マップにより前記頭部の核医学画像を減弱補正した場合に削除される計数値の割合を示す情報を前記表示部に表示させる、
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
9. 頭部の核医学画像にもとづいて頭部の輪郭を設定する輪郭設定部と、
   前記設定された輪郭を有する減弱係数マップを生成する減弱マップ生成部と、
   前記頭部の核医学画像を生成するとともに前記減弱係数マップと前記頭部の核医学画像とを重畳したマップ重畳画像を生成する画像生成部と、
   前記マップ重畳画像にもとづいて前記設定された輪郭の形状の適切性を評価するための指標値を求め、求めた指標値を表示部に表示させる減弱マップ評価部と、
   を備えた画像処理装置。
10. コンピュータを、
    頭部の核医学画像にもとづいて頭部の輪郭を設定する輪郭設定部、
    前記設定された輪郭を有する減弱係数マップを生成する減弱マップ生成部、
    前記頭部の核医学画像を生成するとともに前記減弱係数マップと前記頭部の核医学画像とを重畳したマップ重畳画像を生成する画像生成部、
    前記マップ重畳画像にもとづいて前記設定された輪郭の形状の適切性を評価するための指標値を求め、求めた指標値を表示部に表示させる減弱マップ評価部、
    として機能させるための画像処理プログラム。