JP2015144783A - 医用画像診断装置、細胞シート、および細胞シート検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被検体内に埋め込まれた細胞シートを検出可能な医用画像診断装置を提供すること。【解決手段】本実施形態に係る医用画像診断装置１は、被検体を走査する走査部１００と、走査部１００からの出力に基づいて、被検体に関するボリュームデータを発生するボリュームデータ発生部３００と、ボリュームデータと第１のボクセル値とに基づいて、細胞シートを検出する細胞シート検出部５００と、を具備することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、医用画像診断装置、細胞シート、および細胞シート検出方法に関する。

近年、被検体に対して、例えば、酵素の供給の補助が必要とされる部位（例えば、心臓、肝臓など）に、上記酵素の供給を補助する細胞シートを埋め込む有用性が証明されてきている。細胞シートは、被検体内の上記部位に埋め込まれる。

しかしながら、被検体内に埋め込まれた細胞シートに関する機能情報を得ることができない問題がある。すなわち、医用画像診断装置により、被検体内に埋め込まれた細胞シートの位置を同定し、細胞シートにおける酵素産生機能を特定することができない問題がある。このため、細胞シートを被検体に埋め込んだ情報がない病院に被検体が来院した場合、被検体に対する治療方針を決定できない問題がある。

目的は、被検体内に埋め込まれた細胞シートの位置および機能情報を検出可能な医用画像診断装置、細胞シート、および細胞シート検出方法を提供することにある。

本実施形態に係る医用画像診断装置は、被検体を走査する走査部と、前記走査部からの出力に基づいて、前記被検体に関するボリュームデータを発生するボリュームデータ発生部と、前記ボリュームデータと第１のボクセル値とに基づいて、細胞シートを検出する細胞シート検出部を具備することを特徴とする。

図１は、第１の実施形態に係る医用画像診断装置の一例として、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置の構成の一例を示す構成図である。 図２は、第１の実施形態に係り、検出される細胞シートの外観の位置例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係り、長方形型の細胞シートを、長方形の４隅各々に設けられた所定の物質とともに示す図である。 図４は、第１の実施形態に係り、円形型の細胞シートを、円の中心と直径を規定する２点とに設けられた所定の物質とともに示す図である。 図５は、第１の実施形態に係り、楕円型の細胞シートを、短軸を規定する２点と長軸を規定する２点と、２焦点とに設けられた所定の物質とともに示す図である。 図６は、第１の実施形態に係り、細胞シート検出表示処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図７は、第２の実施形態に係る医用画像診断装置の一例として、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置の構成の一例を示す構成図である。 図８は、第２の実施形態に係り、記憶部に記憶された対応表の一例を示す図である。 図９は、第２の実施形態に係り、機能特性決定処理の手順の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる医用画像診断装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る医用画像診断装置として、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置を適用して説明する。なお、第１の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に限定されず、磁気共鳴イメージング装置、超音波診断装置、Ｘ線診断装置などであってもよい。第１の実施形態に係る医用画像診断装置が、磁気共鳴イメージング装置である場合、以下で説明する走査部は、磁石を搭載した架台と、各種コイルに対応する。また、第１の実施形態に係る医用画像診断装置が、超音波診断装置である場合、以下で説明する走査部は、超音波プローブ、超音波送受信部に対応する。また、第１の実施形態に係る医用画像診断装置が、Ｘ線診断装置である場合、以下で説明する走査部は、Ｘ線管およびＸ線検出器を搭載する支持機構（例えば、ＣアームおよびΩアーム）に対応する。

以下、本Ｘ線コンピュータ断層撮影（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下、ＣＴと呼ぶ）装置（Ｘ線ＣＴ装置ともいう）の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが一体として被検体の周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ、リング状にアレイされた多数のＸ線検出素子が固定され、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本実施形態へ適用可能である。

また、画像を再構成するには被検体の周囲一周、３６０°分の投影データが、またハーフスキャン法でも１８０°＋ファン角度分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式に対しても本実施形態へ適用可能である。また、入射Ｘ線を電荷に変化するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線によるセレン等の半導体内での電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。Ｘ線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよい。

さらに、近年では、Ｘ線管とＸ線検出器との複数のペアを回転フレームに搭載したいわゆる多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本実施形態においては、従来からの一管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であっても、多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置であってもいずれも適用可能である。多管球型である場合、複数の管球にそれぞれ印加される複数の管電圧は、それぞれ異なる（多管球方式）。ここでは、一管球型として説明する。

また、Ｘ線検出素子は、低エネルギーＸ線を検出する前面検出部分と、前面検出器の背面に設けられ、高エネルギーＸ線を検出する背面検出部分とを有する２層検出素子であってもよい。ここでは、説明を簡単にするため、Ｘ線検出器は、１層のＸ線検出素子であるものとする。

なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１の構成を示している。本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、走査部１００、前処理部２００、ボリュームデータ発生部３００、記憶部４００、細胞シート検出部５００、シート領域特定部６００、２次元画像発生部７００、表示部８００、入力部９００、制御部１０００を有する。なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、図示していないインターフェース（以下、Ｉ／Ｆと呼ぶ）を有していてもよい。Ｉ／Ｆは、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１を電子的通信回線（以下、ネットワークと呼ぶ）と接続する。ネットワークには、図示していない放射線部門情報管理システム、病院情報システム、他の医用画像診断装置などが接続される。

走査部１００には、図示していない回転支持機構が収容される。回転支持機構は、回転フレーム１０１、回転軸Ｚを中心として回転自在に回転フレーム１０１を支持するフレーム支持機構と、回転フレーム１０１の回転を駆動する回転駆動部（電動機）１０３とを有する。走査部１００は、ガントリ、架台ともよばれる。走査部１００は、被検体を走査する。

回転フレーム１０１には、高電圧発生器１０５と、Ｘ線管１０７と、図示していないコリメータユニットと、２次元アレイ型または多列型とも称されるＸ線検出器１０９と、データ収集回路（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＤＡＳと呼ぶ）１１１と、非接触データ伝送部１１３と、図示していない冷却装置及びガントリ制御装置などが搭載される。

高電圧発生器１０５は、後述する制御部１０００による制御の下で、スリップリング１０６を介して供給された電力を用いて、Ｘ線管１０７に印加する管電圧と、Ｘ線管１０７に供給する管電流とを発生する。なお、高電圧発生器１０５は、走査部１００の外部に設けられてもよい。このとき、高電圧発生器１０５は、スリップリング１０６を介して、管電圧をＸ線管１０７に印加し、管電流をＸ線管１０７に供給する。

Ｘ線管１０７は、高電圧発生器１０５からの管電圧の印加および管電流の供給を受けて、Ｘ線の焦点からＸ線を放射する。コリメータユニットは、Ｘ線管１０７の前面のＸ線放射窓に取り付けられる。コリメータユニットは、複数のコリメータ板を有する。複数のコリメータ板は、Ｘ線の焦点から放射されたＸ線を、例えばコーンビーム形（角錐形）に整形する。具体的には、複数のコリメータ板は、予め設定されたスライス厚の実測の投影データを得るためのコーン角を得るために、後述する制御部１０００により駆動される。さらに、複数のコリメータ板のうち少なくとも２枚のコリメータ板は、コーン角に関する開口幅を、制御部１０００による制御のもとで独立に駆動される。Ｘ線の放射範囲は、図１において点線１０８で示されている。Ｘ軸は、回転軸Ｚと直交し、鉛直方向上向きの直線である。Ｙ軸は、Ｘ軸および回転軸Ｚと直交する直線である。

Ｘ線検出器１０９は、被検体を透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器１０９は、回転軸Ｚを挟んでＸ線管１０７に対向する位置およびアングルで取り付けられる。Ｘ線検出器１０９は、複数のＸ線検出素子を有する。ここでは、単一のＸ線検出素子が単一のチャンネルを構成しているものとして説明する。複数のチャンネルは、回転軸Ｚに直交し、かつ放射されるＸ線の焦点を中心として、この中心から１チャンネル分のＸ線検出素子の受光部中心までの距離を半径とする円弧方向（チャンネル方向）とスライス方向との２方向に関して２次元状に配列される。２次元状の配列は、上記チャンネル方向に沿って一次元状に配列された複数のチャンネルを、スライス方向に関して複数列並べて構成される。

このような２次元状のＸ線検出素子配列を有するＸ線検出器１０９は、略円弧方向に１次元状に配列される複数の上記モジュールをスライス方向に関して複数列並べて構成してもよい。また、Ｘ線検出器１０９は、複数のＸ線検出素子を１列に配列した複数のモジュールで構成されてもよい。このとき、モジュール各々は、上記チャンネル方向に沿って略円弧方向に１次元状に配列される。以下、スライス方向に並ぶＸ線検出素子の数を列数と呼ぶ。

Ｘ線検出器１０９の出力側には、データ収集回路（ＤＡＳ）１１１が接続される。ＤＡＳ１１１には、Ｘ線検出器１０９の各チャンネルの電流信号を電圧に変換するＩ−Ｖ変換器と、この電圧信号をＸ線の曝射周期に同期して周期的に積分する積分器と、この積分器の出力信号を増幅するアンプと、このアンプの出力信号をディジタル信号変換するアナログ・ディジタル・コンバータとが、チャンネルごとに取り付けられている。ＤＡＳ１１１は、後述する制御部 による制御のもとで、積分器における積分間隔をスキャンに応じて変更する。ＤＡＳ１１１から出力されるデータ（純生データ（ｐｕｒｅ ｒａｗ ｄａｔａ））は、磁気送受信又は光送受信を用いた非接触データ伝送部１１３を経由して、前処理部２００に伝送される。

通常の撮影またはスキャンに際しては、被検体は天板１２０に載置される。次いで、被検体を載置した天板１２０は、Ｘ線管１０７とＸ線検出器１０９との間の円筒形の撮影領域１１０内に、走査部１００の前面側（走査部１００に対して後述する寝台が配置された側）から挿入される。

図示していない寝台は、天板１２０と、天板１２０をＺ方向に沿って移動可能に支持する図示していない支持フレームと、天板１２０および寝台を駆動する図示していない駆動部とを有する。

駆動部は、操作者の指示による入力に応じて、寝台を上下動させる。駆動部は、入力部９００により入力された撮影プランに応じて、天板１２０をＺ方向に沿って移動させる。

前処理部２００は、ＤＡＳ１１１から出力された純生データに対して前処理を施す。前処理には、例えばチャンネル間の感度不均一補正処理、Ｘ線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下または、信号脱落を補正する処理等が含まれる。前処理部２００から出力された再構成処理直前のデータ（生データ（ｒａｗ ｄａｔａ）または、投影データと称される、ここでは投影データと呼ぶ）は、データ収集したときのビュー角と関連付けられて、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリを備えた記憶部４００に記憶される。

ここでは説明の便宜上、ワンショットで略同時に収集および補間したビュー角が同一であって、コーン角により規定される複数のチャンネルわたる一揃いの投影データを、投影データセットと称する。また、ビュー角は、Ｘ線管１０７が回転軸Ｚを中心として周回する円軌道の各位置を、回転軸Ｚから鉛直上向きにおける円軌道の最上部を０°として３６０°の範囲の角度で表したものである。なお、投影データセットの各チャンネルに対する投影データは、ビュー角、コーン角、チャンネル番号によって識別される。

ボリュームデータ発生部（再構成部とも呼ばれる）３００は、ビューアングルが３６０°又は１８０°＋ファン角の範囲内の投影データセットに基づいて、フェルドカンプ法またはコーンビーム再構成法により、再構成領域に関する略円柱形の３次元画像（ボリュームデータ）を再構成する機能を有する。ボリュームデータ発生部３００は、例えばファンビーム再構成法（ファンビーム・コンボリューション・バックプロジェクション法ともいう）またはフィルタード・バックプロジェクション法により２次元画像（断層画像）を再構成する機能を有する。フェルドカンプ法は、コーンビームのように再構成面に対して投影レイが交差する場合の再構成法である。

フェルドカンプ法は、コーン角が小さいことを前提として畳み込みの際にはファン投影ビームとみなして処理し、逆投影はスキャンの際のレイに沿って処理する近似的画像再構成法である。コーンビーム再構成法は、フェルドカンプ法よりもコーン角のエラーが抑えられる方法として、再構成面に対するレイの角度に応じて投影データを補正する再構成法である。

記憶部４００は、ボリュームデータ発生部３００で再構成された医用画像（以下、再構成画像と呼ぶ）、複数の投影データセットなどを記憶する。記憶部４００は、後述する入力部９００により入力された操作者の指示、画像処理の条件、撮影条件などの情報を記憶する。記憶部４００は、Ｘ線コンピュータ断層撮影のために、走査部１００、寝台などを制御する制御プログラムを記憶する。記憶部４００は、後述する２次元画像発生部７００により発生された２次元画像、重畳画像などを記憶する。

記憶部４００は、後述する細胞シート検出部５００で用いられる所定のボクセル値を記憶する。所定のボクセル値は、例えば、第１のボクセル値および第２のボクセル値である。第１のボクセル値とは、例えば、ボリュームデータにおける細胞シートの検出に用いられるボクセル値である。第２のボクセル値とは、例えば、細胞シートの機能特性に関する所定の物質の検出に用いられるボクセル値である。

所定のボクセル値とは、例えば、被検体の組織のＸ線減弱係数に対応するボクセル値（以下、組織ＣＴ値と呼ぶ）より大きくまたは小さく、被検体に対してほぼ無害な所定の物質のＣＴ値より小さなボクセル値である。上記所定の物質は例えば、金である。なお、所定のボクセル値の代わりにＸ線減弱係数であってもよい。また、記憶部４００は、所定のボクセル値に対応する所定の投影データを記憶してもよい。

医用画像診断装置が磁気共鳴イメージング装置である場合、所定のボクセル値は、被検体の組織に関する水素原子の密度より大きいもしくは小さいボクセル値である。また、医用画像診断装置が超音波診断装置である場合、所定のボクセル値は、被検体の組織に関する音響インピーダンスより大きいもしくは小さいボクセル値に対応する。

記憶部４００は、後述するシート領域特定部６００において用いられるプログラム（以下、領域特定プログラムと呼ぶ）を記憶する。このプログラムは、例えば、後述する細胞シート検出部５００により検出された複数の所定の物質の位置関係に基づいて、細胞シートの領域を特定するプログラムである。

細胞シート検出部５００は、ボリュームデータと所定のボクセル値とに基づいて、所定の機能特性を有する細胞シートに設けられた所定の物質をボリュームデータにおいて検出することにより、細胞シートを検出する。細胞シートとは、例えば、被検体内に配置され、所定の機能特性を有する複数の細胞と、所定の物質とを有する。なお、細胞シートは細胞を含む人工臓器であってもよい。所定の機能特性とは、例えば、所定の酵素を発生する機能、自己筋芽機能、遺伝子治療に関する機能などである。すなわち、細胞シート検出部５００は、被検体の組織のＸ線吸収量より高いＸ線吸収量を有するＸ線高吸収体を検出する。なお、細胞シート検出部５００は、被検体の組織のＸ線吸収量より低いＸ線吸収量を有するＸ線低吸収体を検出してもよい。

所定の物質は、細胞シートの全域に亘って配置されてもよいし、上記細胞シートの形状における特徴点に配置されてもよい。図２は、細胞シートの一例を示す図である。図２に示すように、細胞シートは、複数の細胞を有する部分と、この部分の一つの面全域に亘っても設けられた所定の物質とを有する。

特徴点は、例えば、細胞シートの形状が所定の多角形である場合、多角形の頂点に対応する。図３は、一例として、長方形型の細胞シートを、長方形の４隅各々に設けられた所定の物質とともに示す図である。また、細胞シートの形状が円である場合、特徴点は、円の中心と直径を規定する２点とである。図４は、一例として、円形型の細胞シートを、円の中心と直径を規定する２点とに設けられた特徴点とともに示す図である。また、細胞シートの形状が楕円である場合、短軸を規定する２点と長軸を規定する２点と、２焦点とである。図５は、一例として、楕円形型の細胞シートを、短軸を規定する２点と長軸を規定する２点と２焦点とともに示す図である。

具体的には、細胞シート検出部５００は、記憶部４００から所定のボクセル値を読み出す。細胞シート検出部５００は、ボリュームデータにおける複数のボクセル値を、所定のボクセル値と比較する。細胞シート検出部５００は、複数のボクセル値のうち、所定のボクセル値を超えるボクセルを特定することにより、特徴点を検出する。細胞シート検出部５００は、細胞シートの検出結果を、後述するシート領域特定部６００に出力する。細胞シートの検出結果とは、例えば、特徴点の個数、ボリュームデータにおける特徴点の位置などである。

なお、細胞シート検出部５００は、所定の投影データに基づいて、ボリュームデータに関する投影データセットにおいて、細胞シートを検出してもよい。このとき、細胞シート検出部５００は、細胞シートの検出結果を、ボリュームデータ発生部３００およびシート領域特定部６００に出力する。

シート領域特定部６００は、ボリュームデータと所定のボクセル値とに基づいて、ボリュームデータにおける細胞シートの領域（以下、シート領域と呼ぶ）を特定する。具体的には、シート領域特定部６００は、細胞シートの検出結果に基づいて、ボリュームデータにおける細胞シートの領域を特定する。例えば、細胞シートにおいて所定の物質が複数の細胞を有する部分の一つの面全域に亘って設けられている場合、シート領域特定部６００は、ボリュームデータにおいて、面全域に対応するシート領域を特定する。シート領域特定部６００は、特定した領域を後述する２次元画像発生部７００に出力する。

細胞シートにおいて所定に物質が複数の特徴点で設けられている場合、シート領域特定部６００は、複数の特徴点に基づいて、シート領域を特定する。具体的には、シート領域特定部６００は、特徴点の個数および複数の特徴点の位置関係に基づいて、シート領域を決定する。具体的には、検出された特徴点が直線的に３点の場合、シート領域特定部６００は、領域特定プログラムにより、３点のうち中心点を円の中心として特定する。次いで、中心点と他の１点との距離を半径とする円を特定する。これにより、シート領域特定部６００は、特定した円を、ボリュームデータにおけるシート領域として特定する。

また、検出された特徴点が複数点の場合、シート領域特定部６００は、領域特定プログラムにより、複数点を結ぶ多角形を、ボリュームデータにおけるシート領域として特定する。また、検出された６点のうち４点が直線的である場合、シート領域特定部６００は、領域特定プログラムにより、４点のうち端点を長軸、６点のうち直線的な４点を除く他２点を短軸、4点のうち内側の2点を焦点とする楕円形を、ボリュームデータにおけるシート領域として特定する。

２次元画像発生部７００は、ボリュームデータに基づいて、２次元画像を発生する。２次元画像とは、例えば、レンダリング画像（ボリュームレンダリング、サーフェスレンダリング）、ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）画像、ＣＰＲ（Ｃｕｒｖｅｄ Ｐｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）画像、ＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）画像などである。

２次元画像発生部７００は、発生した２次元画像に、特定されたシート領域を重畳させた重畳画像を発生してもよい。２次元画像発生部７００は、発生した２次元画像、重畳画像を、後述する表示部８００に出力する。また、２次元画像発生部７００は、ボリュームデータと、シート領域とに基づいて、シート領域に関する２次元画像（以下、シート画像と呼ぶ）を発生してもよい。

表示部８００は、ボリュームデータ発生部３００で再構成された医用画像、２次元画像、重畳画像、Ｘ線コンピュータ断層撮影のために設定されるスキャン条件および再構成処理に関する再構成条件などを入力するための入力画面などを表示する。表示部８００は、２次元画像上に、シート画像を重畳して表示してもよい。また、表示部は、２次元画像上に、シート領域の位置を表示してもよい。

入力部９００は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１に取り込む。取り込まれた各種指示・命令・情報・選択・設定は、後述する制御部１０００などに出力される。入力部９００は、図示しないが、関心領域（ＲＯＩ）の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等を有する。入力部９００は、表示画面上に表示されるカーソルの座標を検出し、検出した座標を制御部に出力する。なお、入力部９００は、表示画面を覆うように設けられたタッチパネルでもよい。この場合、入力部９００は、電磁誘導式、電磁歪式、感圧式等の座標読み取り原理でタッチ指示された座標を検出し、検出した座標を制御部１０００に出力する。

制御部１０００は、本Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１の中枢として機能する。制御部１０００は、図示しないＣＰＵとメモリとを備える。制御部１０００は、図示していないメモリに記憶された検査スケジュールデータと制御プログラムとに基づいて、被検体に対するＸ線コンピュータ断層撮影（以下、ＣＴ撮影と呼ぶ）のために高電圧発生器、および走査部１００などを制御する。具体的には、制御部１０００は、入力部９００などから送られてくる操作者の指示などを、一時的に図示していないメモリに記憶する。制御部１０００は、メモリに一時的に記憶された情報に基づいて、高電圧発生器１０５、および走査部１００などを制御する。制御部１０００は、所定の画像発生・表示等を実行するための制御プログラムを、記憶部４００から読み出して自身が有するメモリ上に展開し、各種処理に関する演算・処理等を実行するために、２次元画像発生部７００を制御する。所定の画像発生を実行するためのプログラムとは、ボリュームレンダリング処理、サーフェスレンダリング処理、ＭＰＲ処理、ＣＰＲ処理、ＭＩＰ処理などに関するプログラムである。

（細胞シート検出表示機能）
細胞シート検出表示機能とは、被検体内に設けられた細胞シートを検出し、検出された細胞シートを表示する機能である。以下、細胞シート検出表示機能に関する処理（以下、細胞シート検出表示処理と呼ぶ）を説明する。

図６は、細胞シート検出表示処理の手順の一例を示すフローチャートである。
被検体に対してＣＴ撮影が実行される（ステップＳａ１）。ＣＴ撮影により投影データセットが発生される（ステップＳａ２）。投影データセットに基づいて、ボリュームデータが再構成される（ステップＳａ３）。なお、投影データセットと所定の投影データとに基づいて、投影データセットにおける細胞シートの領域が検出されてもよい。

ボリュームデータと所定のボクセル値とに基づいて、細胞シートが検出される（ステップＳａ４）。ボリュームデータと検出された細胞シートとに基づいて、ボリュームデータにおける細胞シートの領域が特定される（ステップＳａ５）。ボリュームデータに基づいて、２次元画像が発生される（ステップＳａ６）。２次元画像が、細胞シートの領域とともに表示される（ステップＳａ７）。

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態における医用画像診断装置１によれば、被検体内に設けられた細胞シートを、ボリュームデータと所定のボクセル値とに基づいて、検出することができる。加えて、本医用画像診断装置によれば、検出された細胞シートとボリュームデータとに基づいて、ボリュームデータにおける細胞シートの領域を特定することができる。また、本医用画像診断装置１によれば、ボリュームデータに基づいて発生された２次元画像を、細胞シートの領域とともに表示することができる。

以上のことから、本医用画像診断装置１によれば、被検体内に埋め込まれた細胞シートの位置を同定することができる。このため、細胞シートを被検体に埋め込んだ情報がない病院に被検体が来院した場合においても、被検体内における細胞シートの有無を操作者に提示することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態との相違は、検出した細胞シートの機能特性を決定し、決定した機能特性を表示することにある。以下、第２の実施形態係る医用画像診断装置は、説明を簡単にするためにＸ線コンピュータ断層撮影装置として説明する。なお、第２の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に限定されず、磁気共鳴イメージング装置、超音波診断装置、Ｘ線診断装置などであってもよい。

図７は、第２の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１の構成を示す構成図である。第２の実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１は、第１の実施形態のＸ線コンピュータ断層撮影装置における複数の構成要素に加え、機能特性決定部１１００をさらに有する。

記憶部４００は、細胞シートにおける所定の物質の画像の輝度、所定の物質の個数、所定の物質の大きさ、所定の物質の形状などに対する細胞シートの機能特性の対応表を記憶する。所定の物質の個数とは、例えば、特徴点に隣接する所定の物質の画像の輝度、所定の物質の個数、シート領域の略重心に位置する所定の物質の個数などである。また、所定の物質の大きさとは、例えば、細胞シートにおける所定の物質の面積である。所定の物質の形状とは、例えば、特徴点として配置された所定の物質による形状である。なお、細胞シートの機能特性によってＣＴ値が異なる物質を、細胞シートに設けられている場合、記憶部４００は、ＣＴ値と機能特性との対応表を記憶してもよい。

図８は、記憶部に記憶された対応表（対応表ａ、対応表ｂ、対応表ｃ）の一例を示す図である。図８に示すように、対応表ａにおいて、複数の細胞シートの機能特性（Ａ_１…Ａ_ｎ）は、所定の物質に係る複数の大きさ（（ａ_１…ａ_ｎ）ｍｍ^２）にそれぞれ対応する。図８に示すように、対応表ｂにおいて、複数の細胞シートの機能特性（Ａ_１…Ａ_ｎ）は、所定の物質に係る複数の形状（ｂ_１…ｂ_ｎ）にそれぞれ対応する。図８に示すように、対応表ｃにおいて、複数の細胞シートの機能特性（Ａ_１…Ａ_ｎ）は、所定の物質に係る複数の個数（ｃ_１…ｃ_ｎ）にそれぞれ対応する。なお、記憶部４００は、対応表ａ、対応表ｂ、対応表ｃを組み合わせた対応表を記憶してもよい。

細胞シート検出部５００は、ボリュームデータと所定のボクセル値とに基づいて、細胞シートにおける所定の物質の画像の輝度、所定の物質の個数、所定の物質の大きさ、所定の物質の形状のうち少なくともひとつを検出する。細胞シート検出部５００は、検出した個数、大きさ、形状を、後述する機能特性決定部１１００に出力する。

機能特性決定部１１００は、細胞シート検出部５００により検出された所定の物質の形状、所定の物質の大きさ、所定物質の個数のうち少なくとも一つと、記憶部４００に記憶された対応表とに基づいて、検出された細胞シートの機能特性を決定する。機能特性決定部１１００は、決定した機能特性を表示部８００に出力する。

表示部８００は、機能特性決定部１１００により決定された機能特性を、２次元画像、シート領域とともに表示する。すなわち、表示部８００は、細胞シートの機能特性に関する機能情報を表示する。

（細胞シート機能特性決定機能）
細胞シート機能特性決定機能とは、細胞シートに設けられた所定の物質の画像の輝度と形状と大きさと個数とのうち少なくとも一つと対応表とに基づいて、検出された細胞シートの機能特性を決定し、表示する機能である。以下、細胞シート機能特性決定機能に関する処理（以下、機能特性決定処理と呼ぶ）を説明する。

図９は、機能特性決定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
被検体に対してＣＴ撮影が実行される（ステップＳｂ１）。ＣＴ撮影により投影データセットが発生される（ステップＳｂ２）。投影データセットに基づいて、ボリュームデータが再構成される（ステップＳｂ３）。

ボリュームデータと所定のボクセル値とに基づいて、細胞シートにおける所定の物質の形状、大きさ、個数のうち少なくとも一つが検出される（ステップＳｂ４）。所定の物質の形状、大きさ、個数のうち少なくとも一つと対応表とに基づいて、細胞シートの機能特性が決定される（ステップＳｂ５）。決定された機能特性が、２次元画像、シート領域とともに表示される（ステップＳｂ６）。

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態における医用画像診断装置１によれば、細胞シートにおける所定の物質の形状、大きさ、個数のうち少なくとも一つと対応表とに基づいて、被検体内に設けられた細胞シートの機能特性を決定することができる。加えて、本医用画像診断装置によれば、細胞シートの機能特性を、２次元画像およびシート領域とともに表示することができる。すなわち、本実施形態によれば、細胞シートの機能特性によって所定の物質のサイズ、形状、個数、ＣＴ値などにより、細胞シートの機能性を表示することができる。

以上のことから、本実施形態によれば、細胞シートについて情報がない病院であっても、細胞シートの存在、および細胞シートの機能性を判別して表示することができる。また、被検体内に設けられた細胞シートの情報（機能特性および埋設位置）を表示することができる。このため、細胞シートを被検体に埋め込んだ情報がない病院に被検体が来院した場合においても、被検体内における細胞シートの有無、細胞シートの機能性を操作者に提示することができる。

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。

１…医用画像診断装置、１００…走査部、１０１…回転フレーム、１０３…回転駆動部（電動機）、１０５…高電圧発生器、１０６…スリップリング、１０７…Ｘ線管、１０８…Ｘ線の放射範囲、１０９…Ｘ線検出器、１１０…撮影領域、１１１…データ収集回路（ＤＡＳ）、１１３…非接触データ伝送部、１２０…天板、２００…前処理部、３００…ボリュームデータ発生部、４００…記憶部、５００…細胞シート検出部、６００…シート領域特定部、６００…シート領域特定部、７００…２次元画像発生部、８００…表示部、９００…入力部、１０００…制御部、１１００…機能特性決定部

Claims (11)

1. 被検体を走査する走査部と、
   前記走査部からの出力に基づいて、前記被検体に関するボリュームデータを発生するボリュームデータ発生部と、
   前記ボリュームデータと第１のボクセル値とに基づいて、細胞シートを検出する細胞シート検出部と、
   を具備することを特徴とする医用画像診断装置。
2. 前記細胞シート検出部は、
   前記ボリュームデータと第２のボクセル値とに基づいて、所定の機能特性を有する前記細胞シートに設けられた所定の物質を、前記ボリュームデータにおいて検出すること、
   を特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
3. 前記検出された細胞シートと前記ボリュームデータとに基づいて、前記ボリュームデータにおける前記細胞シートの領域を特定するシート領域特定部と、
   前記ボリュームデータに基づいて所定の画像処理を実行することにより、２次元画像を発生する２次元画像発生部と、
   前記２次元画像を、前記特定された領域とともに表示する表示部と、をさらに具備すること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の医用画像診断装置。
4. 前記所定の物質の画像の輝度、個数、形状、大きさのうち少なくとも一つに対する前記所定の機能特性の対応表を記憶する記憶部と、
   前記検出された所定の物質の画像の輝度、個数、形状、大きさのうち少なくとも一つと前記対応表とに基づいて、前記細胞シートの機能特性を決定する機能特性決定部と、をさらに具備し、
   前記表示部は、前記決定された機能特性を、前記２次元画像および前記領域とともに表示すること、
   を特徴とする請求項３に記載の医用画像診断装置。
5. 前記細胞シート検出部は、
   前記所定の物質として、前記被検体の組織のＸ線吸収量より高いＸ線吸収量を有するＸ線高吸収体、もしくは前記組織のＸ線吸収量より低いＸ線吸収量を有するＸ線低吸収体を検出すること、
   を特徴とする請求項２に記載の医用画像診断装置。
6. 被検体に対して所定の機能特性を有する複数の細胞と、
   前記被検体に対する医用画像診断装置の走査により検出可能な所定の物質と、
   を具備することを特徴とする細胞シート。
7. 前記所定の物質は、
   前記機能特性に対応する形状、個数または大きさを有すること、
   を特徴とする請求項６に記載の細胞シート。
8. 前記所定の物質は、
   前記被検体の組織のＸ線減弱係数より大きいもしくは小さいＸ線減弱係数と、
   前記被検体の組織の音響インピーダンスより大きいもしくは小さい音響インピーダンスと、
   前記被検体の組織における水素原子の密度より大きいもしくは小さい密度とのうち少なくとも一つを有すること、
   を特徴とする請求項６に記載の細胞シート。
9. 被検体を走査し、
   前記被検体に対する走査に基づいて、前記被検体に関するボリュームデータを発生し、
   前記ボリュームデータと所定のボクセル値とに基づいて、所定の機能特性を有する細胞シートに設けられた所定の物質を前記ボリュームデータにおいて検出することにより、前記細胞シートを検出すること、
   を具備することを特徴とする細胞シート検出方法。
10. 前記検出された細胞シートと前記ボリュームデータとに基づいて、前記ボリュームデータにおける前記細胞シートの領域を特定し、
    前記ボリュームデータに基づいて所定の画像処理を実行することにより、２次元画像を発生し、
    前記２次元画像を、前記特定された領域とともに表示すること、
    を特徴とする請求項９に記載の細胞シート検出方法。
11. 前記所定の物質の画像の輝度、個数、形状、大きさのうち少なくとも一つに対する前記所定の機能特性の対応表を記憶し、
    前記検出された所定の物質の画像の輝度、個数、形状、大きさのうち少なくとも一つと前記対応表とに基づいて、前記細胞シートの機能特性を決定し、
    前記決定された機能特性を、前記２次元画像および前記領域とともに表示すること、
    を特徴とする請求項１０に記載の細胞シート検出方法。

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