JP2014228443A - 核医学診断装置および核医学画像生成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】対消滅イベントの発生位置をユーザが把握可能な核医学画像をリアルタイムに生成することができる核医学診断装置および核医学画像生成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１０は、被検体に投与された放射性同位元素から放射されるガンマ線を検出する複数の検出器２３の出力データにもとづいて、同時計数された対消滅イベントのそれぞれの発生位置を示す同時計数データを取得する同時計数データ取得部と、フィルタ処理に必要な条件が満たされるごとに、前記同時計数データに対して前記フィルタ処理を施してフィルタ画像を生成するフィルタ画像生成部と、を備えたものである。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、核医学診断装置および核医学画像生成プログラムに関する。

ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置などの核医学診断装置は、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。

最近、同時計数された対消滅ガンマ線対のそれぞれの飛来時間（ＴＯＦ、Time Of Flight）の差にもとづいて、ＬＯＲ（Line of Response）上における対消滅イベントの発生位置をもとめるＴＯＦ−ＰＥＴ装置が開発されている。この種のＴＯＦ−ＰＥＴ装置によれば、従来のＰＥＴ装置にくらべてより正確なガンマ線の線量分布を画像化することができる。

特開２０１２−５８２３１号公報

しかし、ガンマ線の速度は光速であるため、検出器系の時間分解能（たとえば５００ｐｓｅｃなど）に起因する飛来時間（ＴＯＦ）の誤差を無視することができない。このため、一般に、同時計数情報から得られる対消滅イベントの発生位置情報（以下、位置情報という）のそれぞれに対して、ガウシアンフィルタなどの位置フィルタが施される。この結果、位置フィルタにより対消滅イベントの発生位置がぼかされるため、１つの同時計数情報のみで核医学画像を再構成しても、ユーザがこの画像から対消滅イベントの発生位置を正確に把握することは難しい。

ユーザが正確に対消滅イベントの発生位置を把握可能な核医学画像を生成する方法としては、多数の同時計数情報を蓄積してから核医学画像を再構成することが考えられる。

たとえば、スキャン方式が寝台と検出器の相対位置関係を徐々にずらしながらスキャンするモード（以下、コンティニュアススキャンモードという）の場合には、スキャンが終了するまで同時計数情報を蓄積し、スキャン終了後に蓄積した同時計数情報にもとづいて核医学画像を再構成する方法が考えられる。また、スキャン方式が１つのスキャン位置でのスキャンが終了すると次のスキャン位置へと寝台または検出器の一方を移動させて次のスキャンを行うことを繰り返すモード（以下、マルチベッドスキャンモードという）の場合には、１つのスキャン位置でのスキャンが終了するごとに、蓄積した同時計数情報にもとづいて核医学画像を再構成する方法が考えられる。

しかし、これらの方法では、スキャンが行われてからこのスキャンに対応する核医学画像をユーザに提示するまでに時間を要してしまい、ユーザが核医学画像を確認することができるようになる時点では、この画像に対応する位置のスキャンはすでに終了してしまっている。

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、被検体に投与された放射性同位元素から放射されるガンマ線を検出する複数の検出器の出力データにもとづいて、同時計数された対消滅イベントのそれぞれの発生位置を示す同時計数データを取得する同時計数データ取得部と、フィルタ処理に必要な条件が満たされるごとに、同時計数データに対してフィルタ処理を施してフィルタ画像を生成するフィルタ画像生成部と、を備えたものである。

本発明の第１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。 第１実施形態に係る制御部の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。 （ａ）はＴＯＦ−ＰＥＴ装置の時間分解能が理想的に限りなく小さくなったと仮定した場合のリアルタイム画像の一例を示す説明図、（ｂ）はＴＯＦ−ＰＥＴ装置の時間分解能が有限の値をもつ場合のリアルタイム画像の一例を示す説明図。 リアルタイム画像およびフィルタ画像が重畳されて表示部に表示される場合のリアルタイム画像用メモリ、フィルタ画像用メモリおよび表示画像用メモリの利用方法の一例を示す説明図。 フィルタ画像のみが表示部に表示される場合のリアルタイム画像用メモリ、フィルタ画像用メモリおよび表示画像用メモリの利用方法の一例を示す説明図。 図１に示す制御部のＣＰＵにより、対消滅イベントの発生位置をユーザが把握可能な核医学画像をリアルタイムに生成する際の手順を示すフローチャート。 第２実施形態に係る制御部の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。 図７に示す制御部のＣＰＵにより、対消滅イベントの発生位置をユーザが把握可能な核医学画像をリアルタイムに生成する際の手順を示すフローチャート。 第３実施形態に係る制御部の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。 図９に示す制御部のＣＰＵにより、対消滅イベントの発生位置をユーザが把握可能な核医学画像を高速な再構成画像処理によってリアルタイムに生成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および核医学画像生成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。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１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である。なお、以下の説明では、本発明に係る核医学診断装置としてＴＯＦ−ＰＥＴ装置を用いる場合の一例について示す。

本実施形態に係る核医学診断装置は、１つのスキャン位置でのスキャンが終了すると次のスキャン位置へと天板を移動させて次のスキャンを行うことを繰り返すマルチベッドスキャンモードによりスキャンを行う。

核医学診断装置１０は、スキャナ装置１１および画像処理装置１２を有する。スキャナ装置１１は、天板２１、天板駆動装置２２、複数の検出器２３、検出器カバー２４、データ収集部２５を有する。

天板２１は、患者（被検体）Ｏを載置可能に構成される。天板駆動装置２２は、画像処理装置１２に制御されて、天板２１を昇降動させる。また、天板駆動装置２２は、画像処理装置１２に制御されて、検出器カバー２４の中央部分の開口部へ天板２１を天板２１の長軸方向に沿って移送する。

検出器２３は、ＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）などの薬品に含まれて患者Ｏに投与された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器である。検出器２３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る場合は、検出器２３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、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）および強度情報を生成しデータ収集部２５に出力する。

一方、半導体型検出器を用いる場合は、検出器２３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位置情報および強度情報を生成しデータ収集部２５に出力する。

複数の検出器２３は、たとえば患者Ｏの周囲を囲むように、六角形または円形に検出器カバー２４内に配置される。なお、複数の検出器２３の配置態様はリング配列型に限られず、たとえば平板上に配列された複数の検出器２３が２つ患者Ｏを挟んで対向配置されつつ患者Ｏの周りに回転可能に保持される２検出器対向型に配置されてもよい。また、複数の検出器２３は多層のリングに配列されて隣接する層間の画像を取得可能に構成されてもよい。

データ収集部２５は、複数の検出器２３の出力をリストモードや光電子増倍管のマップ画像データなどの形式で収集する。リストモードでは、ガンマ線の検出位置情報、強度（エネルギー）情報、検出器２３と患者Ｏとの相対位置を示す情報（検出器２３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対消滅イベントごとに収集される。

また、データ収集部２５は、複数の検出器２３の出力をコインシデンスリストモードデータの形式で収集してもよい。コインシデンスリストモードデータは、リストモードデータのうち、ガンマ線の入射時間差（対消滅ガンマ線の検出時間の差）が所定の時間ウインドウ幅（たとえば１ｎｓ以内など）にあり、かつ対消滅ガンマ線２つのそれぞれの入射エネルギーがともに所定のエネルギーウインドウ幅内にある組み合わせを抽出したものである。

以下、この抽出された組み合わせのそれぞれに対応する対消滅イベントを、同時計数された対消滅イベント（同時計数イベント）という。また、コインシデンスリストモードデータから得られる同時計数された対消滅イベントの発生位置を示すデータを同時計数データというものとする。

また、本実施形態では、このコインシデンスリストモードデータから得られる同時計数された対消滅イベントの発生位置に対してはガウシアンフィルタなどの位置フィルタが施される場合の例について説明する。位置フィルタは、検出器系の時間分解能（たとえば５００ｐｓｅｃなど）に起因する飛来時間（ＴＯＦ）の誤差を考慮して施される。位置をぼかすことにより、位置情報をＴＯＦの計測誤差を考慮したものに修正することができる。

具体的には、同時計数イベントを検出した両検出器の計測時刻の差から同時計数イベントの発生位置の座標点を求め、ＬＯＲに沿って検出器の時間分解能に相当するガウス関数でぼかした分布を位置情報とする。このため、本実施形態において、同時計数データが示す対消滅イベントの発生位置は、ＬＯＲ（Line of Response）に沿って所定の長さをもつ線分として与えられる。

画像処理装置１２は、図１に示すように、制御部３１、表示部３２、入力部３３および記憶部３４を有する。

制御部３１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１２の処理動作を制御する。

制御部３１のＣＰＵは、ＲＯＭをはじめとする記憶媒体に記憶された核医学画像生成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対消滅イベントの発生位置をユーザが把握可能な核医学画像をリアルタイムに生成するための処理を実行する。

制御部３１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３１のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、画像処理装置１２の起動プログラム、核医学画像生成プログラムや、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３２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３１の制御に従ってリアルタイム画像やフィルタ画像などの各種情報を表示する。

入力部３３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３１に出力する。

記憶部３４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３４は、制御部３１により制御されて、コインシデンスリストモードデータや、コインシデンスリストモードデータにもとづいて生成されるリアルタイム画像やフィルタ画像などを記憶する。

図２は、第１実施形態に係る制御部３１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３１のＣＰＵは、核医学画像生成プログラムによって、少なくともスキャン制御部４１、同時計数データ取得部としてのコインシデンスリストモードデータ取得部４２、リアルタイム画像生成部４３、フィルタ制御部４４、フィルタ画像生成部４５、表示制御部４６および終了判定部４７として機能する。この各部４１−４７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。

また、図２に示すように、記憶部３４は、生データ保存部５１、リアルタイム画像用メモリ５２、フィルタ画像用メモリ５３および表示画像用メモリ５４を有する。なお、生データ保存部５１および各メモリ５２−５４は、それぞれ物理的に独立した記憶媒体であってもよいし、同一の記憶媒体のメモリ空間に対して２以上を（たとえばリアルタイム画像用メモリ５２およびフィルタ画像用メモリ５３の２つなどを）仮想的に割り当ててもよい。

スキャン制御部４１は、ユーザから入力部３３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１１を制御することにより、スキャンを実行する。この結果、患者Ｏから放出されたガンマ線の情報がスキャナ装置１１からデータ収集部２５を介してコインシデンスリストモードデータ取得部４２に与えられる。本実施形態において、スキャン計画は１つのスキャン位置でのスキャンが終了すると次のスキャン位置へと天板２１を移動させて次のスキャンを行うことを繰り返すマルチベッドスキャンモードに沿ったスキャン計画である。

同時計数データ取得部としてのコインシデンスリストモードデータ取得部４２は、データ収集部２５から受けた生データがコインシデンスリストモードデータでないと、データ収集部２５から受けた生データにもとづいてコインシデンスリストモードデータを作成して生データ保存部５１に記憶させる。一方、生データがコインシデンスリストモードデータである場合は、コインシデンスリストモードデータ取得部４２は、生データをそのまま生データ保存部５１に記憶させる。なお、データ収集部２５から受けた生データがコインシデンスリストモードデータでなくてもそのまま生データ保存部５１に保存し、以下に述べるリアルタイム画像生成を行う前（コインシデンスリストモードデータを生データ保存部５１から読み出した後）にコインシデンスリストモードデータに変換してもよい。

以下の説明では、このコインシデンスリストモードデータ取得部４２により生データ保存部５１に記憶されたコインシデンスリストモードデータも、データ収集部２５から受けた複数の検出器２３の出力データ同様、適宜生データというものとする。

データ収集部２５はガンマ線の対消滅イベントごとに複数の検出器２３の出力を収集して制御部３１に与える。このため、コインシデンスリストモードデータ取得部４２は、同時計数された対消滅イベントごとにコインシデンスリストモードデータを更新することができる。また、コインシデンスリストモードデータ取得部４２は、同時計数イベントごとに、コインシデンスリストモードデータにもとづいてこの同時計数イベントの発生位置を示すデータ（同時計数データ）を取得することができる。

リアルタイム画像生成部４３は、コインシデンスリストモードデータ取得部４２が同時計数データ（同時計数された対消滅イベント（同時計数イベント）の発生位置を示すデータ）を取得するごとに、すなわち同時計数イベントの検知ごとに、同時計数イベントの発生位置を示す画像を重畳した画像（以下、リアルタイム画像という）を生成し、リアルタイム画像用メモリ５２に記憶させる。

図３（ａ）は、ＴＯＦ−ＰＥＴ装置の時間分解能が理想的に限りなく小さくなったと仮定した場合のリアルタイム画像の一例を示す説明図であり、（ｂ）はＴＯＦ−ＰＥＴ装置の時間分解能が有限の値をもつ場合のリアルタイム画像の一例を示す説明図である。
いま、場合について考える。

ＴＯＦ−ＰＥＴ装置の時間分解能が理想的に限りなく小さくなったと仮定した場合には、図３（ａ）に示すように、同時計数イベントの発生位置を示す画像のそれぞれは限りなく点に近くなり、リアルタイム画像はこれらの点が重畳された画像となる。

しかし、現実のＴＯＦ−ＰＥＴ装置の時間分解能は有限の値（たとえば５００ｐｓなど）を有する。このため、本実施形態に係るリアルタイム画像生成部４３により生成されるリアルタイム画像は、図３（ｂ）に示すように、同時計数イベントの発生位置を示す画像のそれぞれが位置フィルタの影響によりＬＯＲ（Line of Response）に沿って所定の長さをもつ線分として表された画像となる。

このため、本実施形態に係るリアルタイム画像は同時計数イベントの発生位置の空間分解能が低い画像となり同時計数イベントの発生位置をユーザが的確に判断することは難しい画像ではあるものの、おおまかに同時計数イベントの発生位置を把握することはできる画像であるといえる。したがって、このリアルタイム画像によれば、ユーザは、マルチベッドスキャンモードにおいて１つのスキャン位置でのスキャンが終了するごとに蓄積した同時計数情報にもとづいて核医学画像を再構成する場合に比べ、よりリアルタイムに同時計数イベントの発生位置を把握することができる。

フィルタ制御部４４は、フィルタ処理に必要な条件が満たされたか否かを判定し、フィルタ処理に必要な条件が満たされたと判定すると、同時計数データ（または同時計数データを蓄積して生成された画像であるリアルタイム画像のデータ）に対してフィルタ処理を施してフィルタ画像を生成するようフィルタ画像生成部４５に指示する。

フィルタ処理としては、たとえばフィルタードバックプロジェクションに用いられるようなフィルタ処理を用いることができる。フィルタードバックプロジェクションに用いられるフィルタ処理としては、 Ｓｈｅｐｐ＆Ｌｏｇａｎフィルタを用いたフィルタ処理やＲａｍｐフィルタを用いた２Ｄまたは３Ｄのフィルタ処理など従来各種のものが知られており、これらのうち任意のものを適用する事ができる。

また、フィルタ処理に必要な条件としては、たとえば所定の時間が経過したことや所定のカウント量が蓄積されたことなどを用いることができる。フィルタ処理に必要な条件として所定のカウント量が蓄積されたことを用いる場合、フィルタ制御部４４はたとえば生データ保存部５１に記憶された同時計数イベントの数（対消滅イベントのそれぞれに対応する同時計数データの数）の情報を取得し、所定の数が蓄積されるごと（たとえば２０カウントごとなど）にフィルタ画像を生成するようフィルタ画像生成部４５に指示するとよい。

以下の説明では、フィルタ制御部４４がフィルタ処理に必要な条件として所定の時間Ｔ１が経過したことを用いるとともに、この所定の時間Ｔ１がフィルタ処理に要する時間Ｔである場合の例を適宜示す。なお、Ｔ１はＴ１≧Ｔであればよく、Ｔ１＝Ｔである必要はない。

フィルタ画像生成部４５は、所定の時間Ｔ１（≧Ｔ）が経過するごとに（たとえばＴ１＝Ｔの場合はフィルタ処理に要する時間Ｔが経過するごとに）フィルタ制御部４４からフィルタ画像を生成すべき旨の指示を受け、同時計数データ（または同時計数データを蓄積して生成された画像であるリアルタイム画像のデータ）に対してフィルタ処理を施してフィルタ画像を生成してフィルタ画像用メモリ５３に記憶させる。

表示制御部４６は、リアルタイム画像およびフィルタ画像の少なくとも一方を表示画像用メモリ５４に展開して表示部３２に表示させる。すなわち、表示部３２には、リアルタイム画像のみを表示してもよいし、フィルタ画像のみを表示してもよいし、両者を重畳して表示してもよいし、両者を別ウインドウで並べて同時に表示してもよい。

終了判定部４７は、１つのスキャン位置でのスキャンが終了した場合には次のスキャン位置でのスキャンを実行するようスキャン制御部４１を介してスキャナ装置１１を制御する。また、終了判定部４７は、全てのスキャン位置でのスキャンが終了した場合にはスキャン制御部４１を介してスキャナ装置１１の動作を停止させる。

図４は、リアルタイム画像およびフィルタ画像が重畳されて表示部３２に表示される場合のリアルタイム画像用メモリ５２、フィルタ画像用メモリ５３および表示画像用メモリ５４の利用方法の一例を示す説明図である。

図４の左列に示すように、リアルタイム画像生成部４３は、同時計数イベントの検知ごとに、リアルタイム画像用メモリ５２に同時計数イベントの発生位置を示す線分画像を一本ずつ重畳していくことでリアルタイム画像を更新していく。

また、フィルタ画像生成部４５は、最初の期間である時刻ｔ＝０〜ｔ＝Ｔ１≧Ｔの期間（ただし、Ｔはフィルタ処理に要する時間）の経過を受けてフィルタ制御部４４からフィルタ画像を生成すべき旨の指示を受ける。図４には、Ｔ１＝Ｔである場合の例について示してある。そして、時刻ｔ＝Ｔ１において生データ保存部５１に蓄積された同時計数データ（または時間ｔ＝Ｔ１においてリアルタイム画像用メモリ５２に記憶されているリアルタイム画像のデータ）に対してフィルタ処理を行ってフィルタ画像を生成する。なお、フィルタ画像生成部４５を複数設けてもよく、この場合、フィルタ画像生成処理を並列して同時に行うことができるため、Ｔ１＜Ｔとしてもよい。たとえば、フィルタ画像生成部４５を２つ備える場合、Ｔ１≧Ｔ／２としてもよい。

このフィルタ処理には時間Ｔを要するため、フィルタ画像生成部４５は、時刻ｔ＝０〜ｔ＝Ｔ１（≧Ｔ）の期間の同時計数データに対応するフィルタ画像について、時刻Ｔ１＋Ｔ以降（たとえば２Ｔ１、図４のＴ１＝Ｔの場合の例では時刻２Ｔ）においてフィルタ画像用メモリ５３に記憶させることになる（図４の中列参照）。また、フィルタ画像生成部４５は、時刻Ｔ１における前回のフィルタ画像生成指示から時間Ｔ１が経過した時刻２Ｔ１において、再びフィルタ制御部４４からフィルタ画像を生成すべき旨の指示を受ける。このようにして、フィルタ画像生成部４５は、時間Ｔ１が経過するごとに同時計数データに対してフィルタ処理を行ってフィルタ画像を生成することを繰り返す。

一方、表示制御部４６は、リアルタイム画像用メモリ５２が更新されるごとにその内容を順次表示画像用メモリ５４に展開する。また、表示制御部４６は、フィルタ画像用メモリ５３のフィルタ画像が更新されると、その内容を表示画像用メモリ５４に展開する。このとき、それまで表示画像用メモリ５４に展開していたリアルタイム画像は消去してもよいし、そのままにしておきフィルタ画像を重畳させてもよい。

図４の右列には、表示画像用メモリ５４にフィルタ画像を展開するごとにリアルタイム画像を消去するとともに、次のフィルタ画像の更新までのあいだにリアルタイム画像用メモリ５２が更新されるごとにリアルタイム画像のうちフィルタ画像の更新後に新たに追加されたリアルタイム画像分を順次表示画像用メモリ５４に重畳する場合の例について示した。

フィルタ画像のほうがリアルタイム画像よりも空間分解能が高いため、正確に同時計数イベントの発生位置を表示することができる。このため、ユーザはより視認性に優れた画像を確認することができる。すなわち、リアルタイム画像のみを表示する場合に比べ、フィルタ画像を表示することにより、ユーザはより視認性に優れた画像を見ることができる。

図５は、フィルタ画像のみが表示部３２に表示される場合のリアルタイム画像用メモリ５２、フィルタ画像用メモリ５３および表示画像用メモリ５４の利用方法の一例を示す説明図である。

図５に示すように、表示部３２には、フィルタ画像のみが表示されるようにしてもよい。この場合、表示制御部４６は、図５に示すようにフィルタ画像のみを表示画像用メモリ５４に展開すればよい。フィルタ画像の生成周期は時間Ｔ１≧Ｔであり、この時間Ｔ１は１つのスキャン位置におけるスキャンに要する時間より短い。このため、フィルタ画像のみを表示する場合であっても、ユーザは、マルチベッドスキャンモードにおいて１つのスキャン位置でのスキャンが終了するごとに蓄積した同時計数情報にもとづいて核医学画像を再構成する場合に比べ、よりリアルタイムに空間分解能の高いフィルタ画像を確認することができ、同時計数イベントの発生位置をリアルタイムに正確に把握することができる。もちろん、上述の通り、フィルタ処理時間Ｔのフィルタ画像生成部４５を複数備える場合には、並列処理によりフィルタ処理に要する時間を短縮できるため、Ｔ１をさらに短縮することが可能である。

次に、本実施形態に係る核医学診断装置および核医学画像生成プログラムの動作の一例について説明する。

図６は、図１に示す制御部３１のＣＰＵにより、対消滅イベントの発生位置をユーザが把握可能な核医学画像をリアルタイムに生成する際の手順を示すフローチャートである。図６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。なお、以下の説明では、Ｔ１＝Ｔである場合の例について示す。

この手順は、ＦＤＧなどの薬剤を投与した患者Ｏが天板２１に載置された時点でスタートとなる。なお、この手順では、リアルタイム画像とフィルタ画像を重畳して表示部３２に表示させる場合の例（図４参照）について説明する。

まず、ステップＳ１において、スキャン制御部４１はユーザから入力部３３を介してマルチベッドスキャンモードに沿ったスキャン計画の実行指示を受けて、このスキャン計画にもとづいてスキャナ装置１１を制御することにより、スキャンを開始する。

次に、ステップＳ２において、コインシデンスリストモードデータ取得部４２は、データ収集部２５から複数の検出器２３の出力データ（生データ）を受ける。

次に、ステップＳ３において、コインシデンスリストモードデータ取得部４２は、データ収集部２５から受けた生データがコインシデンスリストモードデータであるか否かを判定する。コインシデンスリストモードデータでない場合はステップＳ４に進む。一方、コインシデンスリストモードデータである場合はステップＳ５に進む。

次に、ステップＳ４において、コインシデンスリストモードデータ取得部４２は、データ収集部２５から受けた生データにもとづいてコインシデンスリストモードデータを作成する。

次に、ステップＳ５において、コインシデンスリストモードデータ取得部４２は、コインシデンスリストモードデータ（生データ）を生データ保存部５１に記憶させる。なお、ステップＳ３において生データがコインシデンスリストモードデータでなくてもそのまま生データ保存部５１に保存してもよく、この場合、コインシデンスリストモードデータの作成は、生データの保存の後、ステップＳ６のリアルタイム画像生成の前に行われればよい。

なお、データ収集部２５はガンマ線の対消滅イベントごとに複数の検出器２３の出力を収集して制御部３１に与えるため、コインシデンスリストモードデータ取得部４２は、同時計数された対消滅イベントごとにコインシデンスリストモードデータを更新することができる。このため、ステップＳ２−Ｓ５は、以下のステップＳ６以降と同時並行的に実行されてもよい。

次に、ステップＳ６において、リアルタイム画像生成部４３は、コインシデンスリストモードデータ取得部４２が同時計数データを取得するごとに、すなわち同時計数イベントの検知ごとに、リアルタイム画像用メモリ５２に同時計数イベントの発生位置を示す線分画像を一本ずつ重畳していくことでリアルタイム画像を生成し、リアルタイム画像用メモリ５２に記憶させる。

次に、ステップＳ７において、表示制御部４６は、リアルタイム画像用メモリ５２の更新に応じて表示画像用メモリ５４の内容を更新することにより、表示部３２に表示される画像を更新する。

次に、ステップＳ８において、フィルタ制御部４４は、フィルタードバックプロジェクションに用いられるフィルタ処理に必要な条件が満たされたか否かを判定する。たとえば、フィルタ制御部４４は、フィルタ処理に要する時間Ｔの周期が到来したか否かを判定する。フィルタ処理に必要な条件が満たされた場合は、フィルタ制御部４４はフィルタ画像生成部４５に対してフィルタ画像を生成すべき旨の指示を行い、ステップＳ９に進む。一方、フィルタ処理に必要な条件が満たされていない場合はステップＳ２に戻る。

次に、ステップＳ９において、フィルタ画像生成部４５は、同時計数データ（または同時計数データを蓄積して生成された画像であるリアルタイム画像のデータ）に対してフィルタ処理を施してフィルタ画像を生成してフィルタ画像用メモリ５３に記憶させる。

次に、ステップＳ１０において、表示制御部４６は、フィルタ画像用メモリ５３の更新に応じて表示画像用メモリ５４の内容を更新することにより、表示部３２に表示される画像を更新する。

次に、ステップＳ１１において、終了判定部４７は、現在のスキャン位置でのスキャンが終了したか否かを判定する。終了していない場合は、ステップＳ２に戻る。

一方、現在のスキャン位置でのスキャンが終了した場合には、ステップＳ１２において終了判定部４７はさらに全てのスキャン位置でのスキャンが終了したか否かを判定する。終了していない場合は、終了判定部４７は、ステップＳ１３において次のスキャン位置でのスキャンを実行するようスキャン制御部４１を介してスキャナ装置１１を制御し、ステップＳ２に戻る。一方、全てのスキャン位置でのスキャンが終了した場合には、終了判定部４７はスキャン制御部４１を介してスキャナ装置１１の動作を停止させ、一連の手順は終了となる。

以上の手順により、マルチベッドスキャンモードにおいて対消滅イベントの発生位置をユーザが把握可能な核医学画像をリアルタイムに生成することができる。

本実施形態に係る核医学診断装置１０は、マルチベッドスキャンモードにおいてリアルタイム画像およびフィルタ画像の少なくとも一方を表示部３２に表示させることができる。たとえば、リアルタイム画像を表示する場合、マルチベッドスキャンモードにおいて１つのスキャン位置でのスキャンが終了するまでに要する時間よりもはるかに短い周期で、リアルタイム画像を更新しつつ表示部３２に表示させることができる。このため、ユーザは、マルチベッドスキャンモードにおいて１つのスキャン位置でのスキャンが終了するごとに蓄積した同時計数情報にもとづいて核医学画像を再構成する場合に比べ、よりリアルタイムに同時計数イベントの発生位置を把握することができる。

また、フィルタ画像を表示する場合、マルチベッドスキャンモードにおいて１つのスキャン位置でのスキャンが終了するまでに要する時間よりもはるかに短い周期Ｔ１で、リアルタイム画像よりも空間分解能が高いフィルタ画像を更新しつつ表示部３２に表示させることができる。このため、ユーザは、マルチベッドスキャンモードにおいて１つのスキャン位置でのスキャンが終了するごとに蓄積した同時計数情報にもとづいて核医学画像を再構成する場合に比べ、よりリアルタイムに同時計数イベントの発生位置を把握することができる。また、リアルタイム画像のみを表示する場合に比べ、フィルタ画像を表示することにより、ユーザは空間分解能に優れたフィルタ画像にもとづいて同時計数イベントの発生位置をより正確に把握することができる。

また、フィルタ処理に必要な条件としてフィルタ処理に要する時間Ｔが経過したことを用いる場合、処理が詰まってしまう危険を未然に防ぐことができ確実にフィルタ処理を実行することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明に係る核医学診断装置および核医学画像生成プログラムの第２実施形態について説明する。

この第２実施形態に示す核医学診断装置は、寝台と検出器２３の相対位置関係を徐々にずらしながら被検体の撮影対象部位全体をスキャンするコンティニュアススキャンモードによりスキャンを行う点が第１実施形態に係る核医学診断装置と異なる。

図７は、第２実施形態に係る制御部３１Ａ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。

この第２実施形態に示す核医学診断装置１０は、データ収集部２５Ａ、制御部３１Ａの構成および記憶部３４Ａの構成が第１実施形態に示す核医学診断装置１０のデータ収集部２５、制御部３１および記憶部３４と異なる。他の構成および作用については図１に示す核医学診断装置１０と実質的に異ならないため、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、制御部３１ＡのＣＰＵは、核医学画像生成プログラムによって、少なくともスキャン制御部４１Ａ、同時計数データ取得部としてのコインシデンスリストモードデータ取得部４２Ａ、リアルタイム画像生成部４３、フィルタ制御部４４、フィルタ画像生成部４５、表示制御部４６および終了判定部４７Ａとして機能する。この各部は、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。

スキャン制御部４１Ａは、ユーザから入力部３３を介してコンティニュアススキャンモードに沿ったスキャン計画の実行指示を受けて、このスキャン計画にもとづいてスキャナ装置１１を制御することにより、スキャンを開始する。

同時計数データ取得部としてのコインシデンスリストモードデータ取得部４２Ａは、データ収集部２５Ａから、生データおよび天板２１の位置を示す情報である寝台位置情報を受ける。

コンティニュアススキャンモードでは、複数の検出器２３が収集対象とする被検体の部位が時間とともに徐々に変化していく。このため、各収集タイミングにおける複数の検出器２３の出力がどの被検体の位置から放射されたガンマ線に由来するものであるかの情報を得るために、寝台位置情報が必要となる。

そして、コインシデンスリストモードデータ取得部４２Ａは、データ収集部２５Ａから受けた生データがコインシデンスリストモードデータでないと、データ収集部２５Ａから受けた生データにもとづいてコインシデンスリストモードデータを作成し、寝台位置情報と関連付けて生データ保存部５１Ａに格納する。一方、生データがコインシデンスリストモードデータである場合は、コインシデンスリストモードデータ取得部４２Ａは、データ収集部２５Ａから受けた生データと寝台位置情報とを関連付けて生データ保存部５１Ａに記憶させる。なお、データ収集部２５Ａから受けた生データがコインシデンスリストモードデータでなくても、生データと寝台位置情報とを関連付けて生データ保存部５１Ａに保存し、リアルタイム画像生成を行う前に生データをコインシデンスリストモードデータに変換してもよい。

終了判定部４７Ａは、コンティニュアススキャンモードでのスキャンが終了すると、スキャン制御部４１Ａを介してスキャナ装置１１の動作を停止させる。

次に、第２実施形態に係る核医学診断装置および核医学画像生成プログラムの動作の一例について説明する。

図８は、図７に示す制御部３１ＡのＣＰＵにより、対消滅イベントの発生位置をユーザが把握可能な核医学画像をリアルタイムに生成する際の手順を示すフローチャートである。図８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。

この手順は、ＦＤＧなどの薬剤を投与した患者Ｏが天板２１に載置された時点でスタートとなる。なお、この手順では、リアルタイム画像とフィルタ画像を重畳して表示部３２に表示させる場合の例（図４参照）について説明する。また、図６と同等のステップには同一符号を付し、重複する説明を省略する。

ステップＳ１でスキャン制御部４１Ａによりコンティニュアススキャンモードに沿ったスキャンが開始された後、ステップＳ２１において、コインシデンスリストモードデータ取得部４２Ａは、データ収集部２５Ａから生データおよび寝台位置情報を取得する。

ステップＳ２２において、コインシデンスリストモードデータ取得部４２Ａは、コインシデンスリストモードデータ（生データ）と寝台位置情報とを関連付けて生データ保存部５１Ａに記憶させる。なお、ステップＳ３において生データがコインシデンスリストモードデータでなくてもそのまま生データと寝台位置情報とを関連付けて生データ保存部５１Ａに保存してもよく、この場合、コインシデンスリストモードデータの作成は、生データの保存の後、ステップＳ６のリアルタイム画像生成の前に行われればよい。

また、ステップＳ２３において、終了判定部４７Ａは、コンティニュアススキャンモードでのスキャンが終了したか否かを判定する。終了していない場合はステップＳ２１に戻る。一方、終了した場合は、一連の手順は終了となる。

以上の手順により、コンティニュアススキャンモードにおいて対消滅イベントの発生位置をユーザが把握可能な核医学画像をリアルタイムに生成することができる。

本実施形態に係る核医学診断装置１０によれば、コンティニュアススキャンモードにおいても第１実施形態に係る核医学診断装置と同様の効果を奏する。

（第３の実施形態）
次に、本発明に係る核医学診断装置および核医学画像生成プログラムの第３実施形態について説明する。

第１実施形態に係る核医学診断装置および第２実施形態に係る核医学診断装置は、実座標空間上にリアルタイムに検出された同時計数イベントをプロットしてリアルタイム画像を生成し、このリアルタイム画像に対してたとえば３Ｄフィルタ処理を施したフィルタ画像を生成するものである。一方、この第３実施形態に示す核医学診断装置は、高速に画像再構成処理を実行可能な核医学診断装置により、再構成処理に必要な同時計数イベントの数が蓄積され次第、逐次再構成画像を生成して表示するものである。

ここで、高速に再構成処理を実行可能とは、マルチベッドスキャンモードにおいては１つのスキャン位置でのスキャンに要する時間よりも短い時間で、コンティニュアススキャンモードにおいては一連のスキャンに要する時間よりも短い時間で、再構成処理を実行可能であることをいうものとする。

なお、以下の説明では、マルチベッドスキャンモードに沿ったスキャンを行う場合の例について説明するが、第３実施形態に係る核医学診断装置はコンティニュアススキャンモードに沿ったスキャンであっても再構成画像を生成することができる。

図９は、第３実施形態に係る制御部３１Ｂ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。

この第３実施形態に示す核医学診断装置１０は、制御部３１Ｂの構成および記憶部３４Ｂの構成が第１実施形態に示す核医学診断装置１０の制御部３１および記憶部３４と異なる。他の構成および作用については図１に示す核医学診断装置１０と実質的に異ならないため、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。

図９に示すように、制御部３１ＢのＣＰＵは、核医学画像生成プログラムによって、少なくともスキャン制御部４１、同時計数データ取得部としてのコインシデンスリストモードデータ取得部４２、計数部６１、再構成制御部６２、再構成画像生成部６３、表示制御部４６Ｂおよび終了判定部４７として機能する。この各部は、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。

計数部６１は、データ収集部２５から受けた同時計数イベントのカウント数を計数する。なお、再構成制御部６２により利用されない場合、この計数部６１は備えられずともよい。

再構成制御部６２は、画像再構成処理に必要な条件が満たされたか否かを判定し、画像再構成処理に必要な条件が満たされたと判定すると、同時計数データにもとづいて画像再構成処理を行って再構成画像を生成する再構成画像生成部６３に指示する。

ここで、画像再構成方法としては、 フィルタードバックプロジェクションや逐次近似法など従来各種のものが知られており、これらのうち任意のものを適用する事ができる。

また、画像再構成処理に必要な条件としては、画像再構成処理に必要なだけのデータが集まったことを示す条件を用いるとよく、たとえば所定の時間が経過したことや、計数部６１により所定のカウント数が計数されたことなどを用いることができる。

再構成画像生成部６３は、画像再構成処理に必要な条件が満たされるごとに再構成制御部６２から再構成画像を生成すべき旨の指示を受け、同時計数データ（生データ保存部５１Ｂに記憶された生データ）にもとづいて画像再構成処理を行い、再構成画像を生成する。

表示制御部４６Ｂは、再構成画像生成部６３により再構成画像が生成されるごとに表示画像用メモリ５４Ｂに展開して表示部３２に表示させる。

なお、コンティニュアススキャンモードに沿ったスキャンを実行する場合は、データ収集部２５、スキャン制御部４１、コインシデンスリストモードデータ取得部４２および終了判定部４７を、第２実施形態に係るデータ収集部２５Ａ、スキャン制御部４１Ａ、コインシデンスリストモードデータ取得部４２Ａおよび終了判定部４７Ａに置き換えればよい。

次に、本実施形態に係る核医学診断装置および核医学画像生成プログラムの動作の一例について説明する。

図１０は、図９に示す制御部３１ＢのＣＰＵにより、対消滅イベントの発生位置をユーザが把握可能な核医学画像を高速な再構成画像処理によってリアルタイムに生成する際の手順を示すフローチャートである。図１０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。

この手順は、ＦＤＧなどの薬剤を投与した患者Ｏが天板２１に載置された時点でスタートとなる。図６と同等のステップには同一符号を付し、重複する説明を省略する。

なお、図１０にはマルチベッドスキャンモードに沿ってスキャンが行われる場合の例について示した。

ステップＳ３１において、計数部６１は、データ収集部２５から受けた同時計数イベントのカウント数を計数する。なお、再構成制御部６２により条件としてカウント数が利用されない場合、このステップは実行されずともよい。

ステップＳ３２において、再構成制御部６２は、画像再構成処理に必要な条件が満たされたか否かを判定する。画像再構成処理に必要な条件が満たされていない場合は、ステップＳ２に戻る。一方、画像再構成処理に必要な条件が満たされている場合はステップＳ３３に進む。

次に、ステップＳ３３において、再構成画像生成部６３は、同時計数データ（生データ保存部５１Ｂに記憶された生データ）にもとづいて高速に画像再構成処理を行い、再構成画像を生成する。

次に、ステップＳ３４において、表示制御部４６Ｂは、再構成画像生成部６３により生成された再構成画像を、表示画像用メモリ５４Ｂに展開して表示部３２に表示させる。

以上の手順により、対消滅イベントの発生位置をユーザが把握可能な核医学画像を高速な再構成画像処理によってリアルタイムに生成することができる。なお、ステップＳ３において生データがコインシデンスリストモードデータでなくてもそのまま生データを生データ保存部５１Ｂに保存してもよく、この場合、コインシデンスリストモードデータの作成は、生データの保存の後、ステップＳ３３の再構成画像生成の前に行われればよい。

第３実施形態に係る核医学診断装置１０は、マルチベッドスキャンモードにおいては１つのスキャン位置でのスキャンに要する時間よりも短い時間で、コンティニュアススキャンモードにおいては一連のスキャンに要する時間よりも短い時間で、再構成画像を表示部３２に表示させることができる。このため、ユーザは、マルチベッドスキャンモードにおいて１つのスキャン位置でのスキャンが終了する前に、またはコンティニュアススキャンモードにおいてスキャンが終了する前に、高速に再構成された画像にもとづいてリアルタイムに同時計数イベントの発生位置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１０は、生データに対して画像再構成処理を行うことができるため、ＴＯＦ−ＰＥＴ装置ではないＰＥＴ装置に対しても適用することができる。

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。

１０ 核医学診断装置
３１、３１Ａ、３１Ｂ 制御部
３２ 表示部
４２、４２Ａ コインシデンスリストモードデータ取得部
４３ リアルタイム画像生成部
４５ フィルタ画像生成部
４６、４６Ａ、４６Ｂ 表示制御部
６３ 再構成画像生成部

Claims (10)

1. 被検体に投与された放射性同位元素から放射されるガンマ線を検出する複数の検出器の出力データにもとづいて、同時計数された対消滅イベントのそれぞれの発生位置を示す同時計数データを取得する同時計数データ取得部と、
   フィルタ処理に必要な条件が満たされるごとに、前記同時計数データに対して前記フィルタ処理を施してフィルタ画像を生成するフィルタ画像生成部と、
   を備えた核医学診断装置。
2. 前記フィルタ画像生成部は、
   前記フィルタ処理に必要な所定の時間が経過するごとに前記同時計数データに対して前記フィルタ処理を施して前記フィルタ画像を生成する、
   請求項１記載の核医学診断装置。
3. 前記フィルタ画像生成部は、
   前記対消滅イベントのそれぞれに対応する前記同時計数データの数が所定の数蓄積されるごとに、前記同時計数データに対して前記フィルタ処理を施して前記フィルタ画像を生成する、
   請求項１記載の核医学診断装置。
4. 前記同時計数データ取得部が前記同時計数された対消滅イベントに対応する前記同時計数データを取得するごとに、前記同時計数データのそれぞれに対応する対消滅イベントの発生位置を示す画像を重畳していくことにより、リアルタイム画像を生成するリアルタイム画像生成部、
   をさらに備えた請求項１ないし３のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
5. 前記リアルタイム画像が生成されるごとに、表示部に前記リアルタイム画像を表示させる表示制御部、
   をさらに備えた請求項４記載の核医学診断装置。
6. 前記フィルタ画像が生成されるごとに、表示部に前記フィルタ画像を表示させる表示制御部、をさらに備えた請求項１ないし４のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
7. 前記表示制御部は、
   前記フィルタ画像と前記リアルタイム画像とを重畳した画像を前記表示部に表示させる、
   請求項５または６に記載の核医学診断装置。
8. 被検体に投与された放射性同位元素から放射されるガンマ線を検出する複数の検出器の出力データにもとづいて同時計数データを取得する同時計数データ取得部と、
   画像再構成処理に必要な条件が満たされるごとに、前記同時計数データにもとづいて前記画像再構成処理を行い、スキャンが終了する以前にスキャン中の再構成画像を生成する再構成画像生成部と、
   前記再構成画像が生成されるごとに表示部に前記再構成画像を表示させる表示制御部と、
   を備えた核医学診断装置。
9. 前記同時計数データ取得部は、
   前記同時計数データに対して寝台位置情報を関連付ける、
   請求項１ないし８のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
10. コンピュータを、
    被検体に投与された放射性同位元素から放射されるガンマ線を検出する複数の検出器の出力データにもとづいて同時計数データを取得する同時計数データ取得部、
    フィルタ処理に必要な条件が満たされるごとに、前記同時計数データに対して前記フィルタ処理を施してフィルタ画像を生成するフィルタ画像生成部、
    として機能させるための核医学画像生成プログラム。