JP2023156085A - 核医学診断装置、核医学診断方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線ＣＴ画像に含まれる意図しない構造に起因した画像への悪影響を低減させること。
【解決手段】本実施形態に係る核医学診断装置は、ＣＴ画像取得部と、カメラ画像取得部と、減弱マップ生成部と、取得部と、再構成部とを備えている。前記ＣＴ画像取得部は、被検体に関するＸ線ＣＴ画像を取得する。前記カメラ画像取得部は、前記Ｘ線ＣＴ画像に対応する前記被検体の位置及び形状を捉えたカメラ画像を取得する。前記減弱マップ生成部は、前記カメラ画像と、前記Ｘ線ＣＴ画像とに基づいて、減弱マップを生成する。前記取得部は、前記被検体に投与された線源から放射されるガンマ線に基づいた検出データを取得する。前記再構成部は、前記減弱マップと前記検出データとに基づいて、画像を再構成する。
【選択図】 図１

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、核医学診断装置、核医学診断方法及びプログラムに関する。

核医学診断装置の一種であるＰＥＴ／ＣＴ（positron-emission tomography/ computed tomography）装置では、Ｘ線ＣＴ撮影されたＸ線ＣＴ画像を用いてＰＥＴ画像の減弱補正を実施している。ここで、Ｘ線ＣＴ撮影では、円弧状の検出器を回転させて用いるのに対し、ＰＥＴ撮像では、円周上に配置された検出器を用いている。これに伴い、Ｘ線ＣＴ撮影では、被検体が大きい場合に被検体の一部が視野から出て、検出器端に欠損領域を生じるのに対し、ＰＥＴ撮像では、そのようなことはない。従って、ＰＥＴ撮像の方がＸＹ面内において広い範囲の画像を再構成できる。これに対し、Ｘ線ＣＴ撮影では、検出器端の欠損領域を推測してサイノグラムを推定し、再構成できる範囲をＰＥＴ撮像と同等以上の範囲に拡張している。このような技術は拡張再構成として知られている。

係る拡張再構成は、サイノグラムを推定するため、サイノグラムから再構成したＸ線ＣＴ画像にアーチファクトの如き、意図しない構造が含まれる場合がある。この場合、Ｘ線ＣＴ画像を応用して再構成される画像（核医学画像）に悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、ＰＥＴ／ＣＴ装置では、Ｘ線ＣＴ画像から生成される減弱マップがＰＥＴ画像（核医学画像）の再構成に用いられる。このため、Ｘ線ＣＴ画像のアーチファクトに起因して減弱マップに誤差が生じ、ＰＥＴ画像の画質および定量性を低下させる可能性がある。

特表２０１５－５２６７０８号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、Ｘ線ＣＴ画像に含まれる意図しない構造に起因した画像への悪影響を低減させることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

本実施形態に係る核医学診断装置は、ＣＴ画像取得部と、カメラ画像取得部と、減弱マップ生成部と、取得部と、再構成部とを備えている。前記ＣＴ画像取得部は、被検体に関するＸ線ＣＴ画像を取得する。前記カメラ画像取得部は、前記Ｘ線ＣＴ画像に対応する前記被検体の位置及び形状を捉えたカメラ画像を取得する。前記減弱マップ生成部は、前記カメラ画像と、前記Ｘ線ＣＴ画像とに基づいて、減弱マップを生成する。前記取得部は、前記被検体に投与された線源から放射されるガンマ線に基づいた検出データを取得する。前記再構成部は、前記減弱マップと前記検出データとに基づいて、画像を再構成する。

図１は、第１実施形態に係る核医学診断装置の構成を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る核医学診断装置のカメラの配置を示す模式図である。 図３は、第１実施形態における動作の一例を説明するためのフローチャートである。 図４は、ステップＳＴ５０を詳細に説明するためのフローチャートである。 図５は、ステップＳＴ５１を説明するための模式図である。 図６は、ステップＳＴ５２を説明するための模式図である。 図７は、ステップＳＴ５２の一例を詳細に説明するための模式図である。 図８は、ステップＳＴ５３を説明するための模式図である。 図９は、ステップＳＴ５４を説明するための模式図である。 図１０は、第１実施形態の変形例におけるステップＳＴ５３を説明するための模式図である。 図１１は、第２実施形態における動作の一例を説明するためのフローチャートである。 図１２は、ステップＳＴ７０ａを説明するための模式図である。 図１３は、ステップＳＴ７１ａを詳細に説明するためのフローチャートである。 図１４は、ステップＳＴ７１ａ１を説明するための模式図である。 図１５は、ステップＳＴ７１ａ２を説明するための模式図である。 図１６は、第２実施形態の変形例におけるステップＳＴ７１ａ２を説明するための模式図である。 図１７は、第２実施形態の他の変形例における動作を説明するためのフローチャートである。 図１８は、各実施形態の変形例における核医学診断装置のカメラの配置を示す模式図である。 図１９は、図１８のＸＩＸ－ＸＩＸ線矢視断面の一部を説明するための模式図である。 図２０は、第１実施形態の変形例におけるステップＳＴ５２を説明するための模式図である。 図２１は、第１実施形態の変形例におけるステップＳＴ５３を説明するための模式図である。 図２２は、第１実施形態の変形例におけるステップＳＴ５４を説明するための模式図である。 図２３は、第２実施形態の変形例におけるステップＳＴ７１ａ２を説明するための模式図である。 図２４は、各実施形態の変形例に係る核医学診断装置の構成を示す図である。

以下、図面を参照しながら各実施形態について説明する。また、以下の説明では、異なる図面間における略同一部分に同一符号を付すことにより、重複した説明の記載を省略する。また、各実施形態に係る核医学診断装置は、少なくともＰＥＴ撮像を行う撮像機構を有する。このような医用画像診断装置としては、例えば、ＰＥＴ撮像機能のみを有するＰＥＴ装置、ＰＥＴ撮像機構とＸ線ＣＴ撮影機構とを有するＰＥＴ／ＣＴ装置等が挙げられる。また、本実施形態に係る医用画像診断装置は、少なくともＳＰＥＣＴ（single photon emission CT）撮像を行う撮像機構を有しても良い。このような医用画像診断装置としては、例えば、ＳＰＥＣＴ撮像機能のみを有するＳＰＥＣＴ装置、ＳＰＥＣＴ撮像機構とＸ線ＣＴ撮影機構とを有するＳＰＥＣＴ／ＣＴ装置等が挙げられる。本実施形態に係る核医学診断装置は、これらの如何なる型の装置にも適用可能であるが、以下の説明を具体的に行うため、ＰＥＴ／ＣＴ装置であるとする。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る核医学診断装置１の構成を示す図であり、図２は、核医学診断装置１のカメラ６０の配置を示す模式図である。図１及び図２に示すように、核医学診断装置１は、ＰＥＴガントリ１０、ＣＴガントリ３０、寝台５０、カメラ６０及びコンソール７０を有する。なお、ＰＥＴガントリ１０及びＣＴガントリ３０は、ＰＥＴ／ＣＴガントリ４０として一体化されて設けられている。また、典型的には、ＰＥＴ／ＣＴガントリ４０及び寝台５０は、共通の検査室に設置される。カメラ６０は、寝台５０上の被検体Ｐを撮影するように検査室の天井に設置される。但し、天井に限らず、カメラ６０は、検査室の壁又はＰＥＴ／ＣＴガントリ４０に設置してもよい。コンソール７０は、検査室に隣接する制御室に設置される。ＰＥＴガントリ１０は、被検体ＰをＰＥＴ撮像する撮像装置である。ＣＴガントリ３０は、被検体ＰをＸ線ＣＴ撮影する撮影装置である。寝台５０は、撮像対象の被検体Ｐを載置する天板５３を移動自在に支持する。コンソール７０は、ＰＥＴガントリ１０、ＣＴガントリ３０及び寝台５０を制御するコンピュータである。

図１に示すように、ＰＥＴガントリ１０は、検出器リング１１、信号処理回路１３及び同時計数回路１５を有する。

検出器リング１１は、中心軸Ｚ回りの円周上に配列された複数のガンマ線検出器１７を有する。検出器リング１１の開口部には、画像視野（ＦＯＶ：Field Of View）が設定される。画像視野に被検体Ｐの撮像部位が含まれるように被検体Ｐが位置決めされる。被検体Ｐには陽電子放出核種により標識された薬剤が投与される。陽電子放出核種から放出された陽電子は周囲の電子と対消滅し、一対の対消滅ガンマ線が発生される。ガンマ線検出器１７は、被検体Ｐの体内から放出された対消滅ガンマ線を検出し、検出された対消滅ガンマ線の光量に応じた電気信号を生成する。例えば、ガンマ線検出器１７は、複数のシンチレータと複数の光電子増倍管とを有する。シンチレータは、被検体Ｐ内の放射性同位元素に由来する対消滅ガンマ線を受けて光を発生する。光電子増倍管は、光の光量に応じた電気信号を発生する。発生された電気信号は、信号処理回路１３に供給される。

信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７の電気信号に基づいてシングルイベントデータを生成する。具体的には、信号処理回路１３は、検出時刻計測処理、位置計算処理、及びエネルギー計算処理を施す。信号処理回路１３は、検出時刻計測処理、位置計算処理、及びエネルギー計算処理を実行可能に構成された特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現される。

検出時刻計測処理において信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７によるガンマ線の検出時刻を計測する。具体的には、信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７からの電気信号の波高値をモニタリングし、波高値が予め設定された閾値を超える時刻を検出時刻として計測する。換言すれば、信号処理回路１３は、波高値が閾値を超えたことを検知することにより電気的に消滅ガンマ線を検出する。位置計算処理において信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７からの電気信号に基づいて対消滅ガンマ線の入射位置を計算する。消滅ガンマ線の入射位置は、消滅ガンマ線が入射したシンチレータの位置座標に対応する。エネルギー計算処理において信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７からの電気信号に基づいて、検出した対消滅ガンマ線のエネルギー値を計算する。シングルイベントに関する検出時刻のデータと位置座標のデータとエネルギー値のデータとは関連付けられる。シングルイベントに関するエネルギー値のデータと位置座標のデータと検出時刻のデータとの組合せは、シングルイベントデータと呼ばれている。シングルイベントデータは、消滅ガンマ線が検出される毎に次々に生成される。生成されたシングルイベントデータは、同時計数回路１５に供給される。

同時計数回路１５は、信号処理回路１３からのシングルイベントデータに同時計数処理を施す。ハードウェア資源としては、同時計数回路１５は、同時計数処理を実行可能に構成されたＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現される。同時計数処理において同時計数回路１５は、繰り返し供給されるシングルイベントデータの中から、予め定められた時間枠内に収まる２つのシングルイベントに関するシングルイベントデータを繰り返し特定する。この対のシングルイベントは、同一の対消滅点から発生された対消滅ガンマ線に由来すると推定される。対のシングルイベントは、まとめて同時計数イベントと呼ばれる。この対消滅ガンマ線を検出した対のガンマ線検出器１７（より詳細にはシンチレータ）を結ぶ線は、ＬＯＲ（line of response）と呼ばれる。ＬＯＲを構成する対のイベントに関するイベントデータは、同時計数イベントデータと呼ばれる。同時計数イベントデータとシングルイベントデータとは、コンソール７０に伝送される。なお、同時計数イベントデータとシングルイベントデータとを特に区別しないときはＰＥＴイベントデータと呼ぶことにする。同時計数イベントデータは、被検体Ｐに投与された線源から放射されるガンマ線に基づいた検出データの一例である。なお、「被検体Ｐに投与された線源から放射されるガンマ線」は、「被検体Ｐから放射されるガンマ線」と呼んでもよい。また、「線源」は「放射性同位元素」と呼んでもよい。検出器リング１１、信号処理回路１３及び同時計数回路１５は、検出データを取得する取得部の一例である。

なお、上記構成において信号処理回路１３と同時計数回路１５とは、ＰＥＴガントリ１０に含まれるとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、同時計数回路１５、又は信号処理回路１３と同時計数回路１５との双方が、ＰＥＴガントリ１０とは別体の装置に含まれても良い。また、同時計数回路１５は、ＰＥＴガントリ１０に搭載される複数の信号処理回路１３に対して一つ設けられても良いし、ＰＥＴガントリ１０に搭載される複数の信号処理回路１３を複数のグループに区分し、各グループに対して一つ設けられても良い。

図１に示すように、ＣＴガントリ３０は、Ｘ線管３１、Ｘ線検出器３２、回転フレーム３３、Ｘ線高電圧装置３４、ＣＴ制御装置３５、ウェッジ３６、コリメータ３７及びＤＡＳ３８を有する。

Ｘ線管３１は、Ｘ線を発生する。具体的には、Ｘ線管３１は、熱電子を発生する陰極と、陰極から飛翔する熱電子を受けてＸ線を発生する陽極とを保持する真空管を含む。Ｘ線管３１は高圧ケーブルを介してＸ線高電圧装置３４に接続されている。陰極と陽極との間には、Ｘ線高電圧装置３４により管電圧が印加される。管電圧の印加により陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔する。陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔することにより管電流が流れる。Ｘ線高電圧装置３４からの高電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔し、熱電子が陽極に衝突することによりＸ線が発生される。

Ｘ線検出器３２は、Ｘ線管３１から発生され被検体Ｐを透過したＸ線を検出し、検出されたＸ線の線量に対応した電気信号をＤＡＳ３８へと出力する。Ｘ線検出器３２は、チャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列がスライス方向（列方向、ｒｏｗ方向）に複数配列された構造を有する。Ｘ線検出器３２は、例えば、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは、入射Ｘ線量に応じた光量の光を出力する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射面側に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。光センサアレイは、シンチレータからの光の光量に応じた電気信号に変換する。光センサとしては、例えば、フォトダイオード又は光電子増倍管が用いられる。なお、Ｘ線検出器３２は、入射Ｘ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器（半導体検出器）であっても構わない。

回転フレーム３３は、Ｘ線管３１とＸ線検出器３２とを回転軸Ｚ回りに回転可能に支持する円環状のフレームである。具体的には、回転フレーム３３は、Ｘ線管３１とＸ線検出器３２とを対向支持する。回転フレーム３３は、固定フレーム（図示せず）に回転軸Ｚ回りに回転可能に支持される。ＣＴ制御装置３５により回転フレーム３３が回転軸Ｚ回りに回転することによりＸ線管３１とＸ線検出器３２とを回転軸Ｚ回りに回転させる。回転フレーム３３は、ＣＴ制御装置３５の駆動機構からの動力を受けて回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。回転フレーム３３の開口部には、画像視野（ＦＯＶ）が設定される。

なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム３３の回転軸又は寝台５０の天板５３の長手方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向と定義する。

Ｘ線高電圧装置３４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管３１に印加する高電圧及びＸ線管３１に供給するフィラメント電流を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管３１が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。Ｘ線高電圧装置３４は、ＣＴガントリ３０内の回転フレーム３３に設けられてもよいし、ＣＴガントリ３０内の固定フレーム（図示しない）に設けられても構わない。

ウェッジ３６は、被検体Ｐに照射されるＸ線の線量を調節する。具体的には、ウェッジ３６は、Ｘ線管３１から被検体Ｐへ照射されるＸ線の線量が予め定められた分布になるようにＸ線を減衰する。例えば、ウェッジ３６としては、ウェッジフィルタ（wedge filter）やボウタイフィルタ（bow-tie filter）等のアルミニウム等の金属板が用いられる。

コリメータ３７は、ウェッジ３６を透過したＸ線の照射範囲を限定する。コリメータ３７は、Ｘ線を遮蔽する複数の鉛板をスライド可能に支持し、複数の鉛板により形成されるスリットの形態を調節する。

ＤＡＳ３８（Data Acquisition System）は、Ｘ線検出器３２により検出されたＸ線の線量に応じた電気信号をＸ線検出器３２から読み出し、読み出した電気信号を可変の増幅率で増幅し、ビュー期間に亘り電気信号を積分することにより当該ビュー期間に亘るＸ線の線量に応じたデジタル値を有するＣＴ生データを収集する。ＤＡＳ３８は、例えば、ＣＴ生データを生成可能な回路素子を搭載したＡＳＩＣにより実現される。ＣＴ生データは、非接触データ伝送装置等を介してコンソール７０に伝送される。

ＣＴ制御装置３５は、コンソール７０の処理回路７３の撮像制御機能７３３に従いＸ線ＣＴ撮影を実行するためにＸ線高電圧装置３４やＤＡＳ３８を制御する。ＣＴ制御装置３５は、ＣＰＵ等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。また、ＣＴ制御装置３５は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されてもよい。

なお、ＣＴガントリ３０は、Ｘ線管３１とＸ線検出器３２とが一体として被検体Ｐの周囲を回転するRotate/Rotate-Type（第３世代ＣＴ）の一例である。

図１に示すように、寝台５０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置し、載置された被検体Ｐを移動させる。寝台５０は、ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０とで共有される。

寝台５０は、基台５１、支持フレーム５２、天板５３及び寝台駆動装置５４を備える。基台５１は、床面に設置される。基台５１は、支持フレーム５２を、床面に対して垂直方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する筐体である。支持フレーム５２は、基台５１の上部に設けられるフレームである。支持フレーム５２は、天板５３を中心軸Ｚに沿ってスライド可能に支持する。天板５３は、被検体Ｐが載置される柔軟性を有する板である。

寝台駆動装置５４は、寝台５０の筐体内に収容される。寝台駆動装置５４は、被検体Ｐが載置された支持フレーム５２と天板５３とを移動させるための動力を発生するモータ又はアクチュエータである。寝台駆動装置５４は、コンソール７０等による制御に従い作動する。

ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０とは、ＰＥＴガントリ１０の開口の中心軸ＺとＣＴガントリ３０の開口の中心軸Ｚとが略一致するように配置される。天板５３の長軸がＰＥＴガントリ１０及びＣＴガントリ３０の開口の中心軸Ｚに平行するように寝台５０が配置される。寝台５０に近い方からＣＴガントリ３０及びＰＥＴガントリ１０の順番に設置される。

図１及び図２に示すように、カメラ６０は、寝台５０に対向して検査室の天井に設置されている。具体的には例えば、カメラ６０は、寝台５０及び回転軸Ｚの上方に位置し、回転軸Ｚに垂直に交わる方向を撮影方向とするように天井に設置されている。なお、カメラ６０を設置した位置は、予めコンソール７０に記録されている。このため、カメラ６０を設置した位置は、天板５３を回転軸Ｚに沿ってスライドさせた距離と併用することで、カメラ６０による撮影画像と、Ｘ線ＣＴ画像との間における回転軸Ｚ上の位置の対応付けを可能としている。但し、これに限らず、例えば、寝台５０の支持フレーム５２に目盛を印刷しておき、撮影画像に写された支持フレーム５２の目盛と、天板５３をスライドさせた距離とに基づいて、撮影画像とＸ線ＣＴ画像との間での位置の対応付けを可能としてもよい。また、カメラ６０は、寝台５０上の被検体Ｐを撮影し、得られた撮影画像をコンソール７０に送出する。この撮影画像は、コンソール７０内のメモリ７５に保存される。カメラ６０としては、例えば、光学カメラ、３Ｄカメラ、赤外線カメラ、超音波センサ及びテラヘルツカメラ等が適宜、使用可能となっている。なお、カメラ６０が１台の光学カメラ、１台の赤外線カメラ、又は１台のテラヘルツカメラの場合、得られる撮影画像は、被検体Ｐの位置及び形状を表す領域と、当該領域とは異なる外部領域とからなる２Ｄ画像となる。ここで、カメラ６０が赤外線カメラ又はテラヘルツカメラの場合、被検体Ｐの体温と外部領域の温度に応じた画像を撮影するため、光学カメラに比べ、被検体表面の検査着の影響を抑制できる。「赤外線カメラ及びテラヘルツカメラ」は、「温度検出カメラ」又は「熱画像カメラ」と呼んでもよい。また、カメラ６０が３Ｄカメラ又は超音波カメラの場合、得られる撮影画像は、カメラ６０と、被検体Ｐ及び寝台５０の各々との間の距離情報を含む画像となる。なお、これらに限らず、カメラ６０の台数は、複数台を用いてもよい。複数台のカメラ６０を略同一位置に配置する場合、各々のカメラ６０は、例えば、光学カメラと赤外線カメラのように、互いに異なる種類を配置することが、互いに補完して測定精度を向上させる観点から好ましい。また、複数台のカメラ６０を互いに直交する撮影方向をもつように配置する場合、各々のカメラ６０は、互いに同一種類のカメラでもよく、互いに異なる種類のカメラでもよい。本実施形態では、カメラ６０として、１台の３Ｄカメラを用いている。

図１に示すように、コンソール７０は、ＰＥＴデータメモリ７１、ＣＴデータメモリ７２、処理回路７３、ディスプレイ７４、メモリ７５及び入力インタフェース７６を有する。例えば、ＰＥＴデータメモリ７１、ＣＴデータメモリ７２、処理回路７３、ディスプレイ７４、メモリ７５及び入力インタフェース７６間のデータ通信は、バス（bus）を介して行われる。

ＰＥＴデータメモリ７１は、ＰＥＴガントリ１０から伝送されたシングルイベントデータ及び同時計数イベントデータを記憶する記憶装置である。ＰＥＴデータメモリ７１は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。

ＣＴデータメモリ７２は、ＣＴガントリ３０から伝送されたＣＴ生データを記憶する記憶装置である。ＣＴデータメモリ７２は、ＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。

処理回路７３は、入力インタフェース７６から出力される入力操作の電気信号に応じて核医学診断装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路７３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路７３は、当該メモリから読み出した各種プログラムの実行により再構成機能７３１、画像処理機能７３２、撮像制御機能７３３、カメラ画像取得機能７３４、減弱マップ生成機能７３５及び表示制御機能７３６を実現する。なお、再構成機能７３１、画像処理機能７３２、撮像制御機能７３３、カメラ画像取得機能７３４、減弱マップ生成機能７３５及び表示制御機能７３６は、一の基板の処理回路７３により実装してもよく、複数の基板の処理回路７３により分散して実装してもよい。また、各種プログラムとしては、例えば、コンピュータに、被検体Ｐに関するＸ線ＣＴ画像を取得する機能と、Ｘ線ＣＴ画像に対応する被検体Ｐの位置及び形状を捉えたカメラ画像を取得する機能と、カメラ画像と、Ｘ線ＣＴ画像とに基づいて、減弱マップを生成する機能と、被検体Ｐに投与された線源から放射されるガンマ線に基づいた検出データを取得する機能と、減弱マップと検出データとに基づいて、画像を再構成する機能とを実現させるためのプログラムを含んでいてもよい。また、当該プログラムは、メモリ７５から読み出されてもよい。処理回路７３内のメモリ及びメモリ７５は、それぞれ非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体の一例である。

再構成機能７３１において処理回路７３は、ＣＴガントリ３０から伝送されたＣＴ生データに基づいて、被検体Ｐに関するＣＴ値の空間分布を表現するＸ線ＣＴ画像を再構成する。画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法や逐次近似再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられれば良い。これに加え、欠損したサイノグラムの欠損箇所を推測して再構成できる範囲を拡張した拡張再構成の技術が用いられる。また、処理回路７３は、ＰＥＴガントリ１０から伝送された同時計数イベントデータと、減弱マップ生成機能７３５により生成された減弱マップとに基づいて、被検体Ｐに投与された陽電子放出核種の分布を示すＰＥＴ画像を再構成する。また、処理回路７３は、ＰＥＴイベントデータに基づいてＰＥＴ撮像に関する位置決め画像を生成することや、ＣＴ生データに基づいてＸ線ＣＴ撮影に関する位置決め画像を生成することも可能である。なお、ＣＴガントリ３０、再構成機能７３１及び処理回路７３は、被検体Ｐに関するＸ線ＣＴ画像を取得するＣＴ画像取得部の一例である。再構成機能７３１及び処理回路７３は、減弱マップと検出データとに基づいて、画像（核医学画像）を再構成する再構成部の一例である。ＰＥＴ画像は、再構成される画像の一例である。

画像処理機能７３２において処理回路７３は、再構成機能７３１により再構成されたＰＥＴ画像及びＸ線ＣＴ画像に種々の画像処理を施す。例えば、処理回路７３は、入力インタフェース７６を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、再構成機能７３１によって生成されたＸ線ＣＴ画像データを公知の方法により、任意断面の断層像データや３次元画像データ（ボリュームデータ）に変換する。ボリュームデータは、３次元空間におけるＣＴ値の分布情報を有するデータである。なお、３次元画像データの生成は再構成機能７３１が直接行なっても構わない。また例えば、処理回路７３は、ＰＥＴ画像及びＸ線ＣＴ画像にボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画素値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理を施して表示画像を生成する。

撮像制御機能７３３において処理回路７３は、ＰＥＴ撮像を行うためＰＥＴガントリ１０と寝台５０とを同期的に制御する。本実施形態に係るＰＥＴ撮像は、天板５３を間欠的に移動させながら収集エリア毎にＰＥＴイベントデータを収集する間欠移動スキャン（ステップ＆シュート方式）であるとする。また、処理回路７３は、Ｘ線ＣＴ撮影を行うためＣＴガントリ３０と寝台５０とを同期的に制御する。ＰＥＴ撮像とＸ線ＣＴ撮影とを連続して行う場合、ＰＥＴガントリ１０、ＣＴガントリ３０及び寝台５０を同期的に制御する。また、処理回路７３は、ＰＥＴガントリ１０による位置決めスキャン（以下、ＰＥＴ位置決めスキャンと呼ぶ）やＣＴガントリ３０による位置決めスキャン（以下、ＣＴ位置決めスキャンと呼ぶ）を実行可能である。ＰＥＴ位置決めスキャンのために処理回路７３は、ＰＥＴガントリ１０と寝台５０とを同期的に制御する。ＣＴ位置決めスキャンのために処理回路７３は、ＣＴガントリ３０と寝台５０とを同期的に制御する。

カメラ画像取得機能７３４において処理回路７３は、Ｘ線ＣＴ画像に対応する被検体Ｐの位置及び形状を捉えたカメラ画像を取得する。カメラ画像は、メモリ７５内の撮影画像のうち、Ｘ線ＣＴ画像に対応する位置（Ｚ軸上の位置）を切り出すことにより取得される。このようなカメラ画像は、少なくとも１つの光学カメラ、３Ｄカメラ、赤外線カメラ、超音波センサ、又はテラヘルツカメラであるカメラ６０で撮影された撮影画像からカメラ画像取得機能７３４により取得された画像である。カメラ画像取得機能７３４及び処理回路７３は、カメラ画像取得部の一例である。

減弱マップ生成機能７３５において処理回路７３は、カメラ画像取得機能７３４により取得されたカメラ画像と、再構成機能７３１により再構成されたＸ線ＣＴ画像とに基づいて、減弱マップを生成する。例えば、処理回路７３は、カメラ画像に基づいて、Ｘ線ＣＴ画像から被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を除去するようにＸ線ＣＴ画像を更新し、当該更新されたＸ線ＣＴ画像に基づいて、減弱マップを生成してもよい。この場合、減弱マップ生成機能７３５は、以下の機能（ｉ）～（ｉｖ）を含んでもよい。機能（ｉ），（ｉｉ）は、いずれを先に実行してもよい。

（ｉ）Ｘ線ＣＴ画像を被検体Ｐに関する領域か否かで二値化して第１二値画像を生成する処理。なお、第１二値画像は、Ｘ線ＣＴ画像から生成された第１減弱マップであってもよい。
（ｉｉ）カメラ画像を被検体Ｐの領域か否かで二値化してマスク画像を生成する処理。なお、マスク画像は、被検体Ｐの領域か否かを示す被検体構造情報と呼んでもよい。
（ｉｉｉ）マスク画像に基づいて、第１二値画像に含まれる被検体Ｐに関する領域から被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を抽出した第２二値画像を生成する処理。
（ｉｖ）第２二値画像に基づいて、Ｘ線ＣＴ画像から、第２二値画像のアーチファクト領域に対応する領域を除去するようにＸ線ＣＴ画像を更新する処理。なお、Ｘ線ＣＴ画像から、第２二値画像のアーチファクト領域に対応する領域を除去する場合、減弱マップ生成機能７３５は、例えば、Ｘ線ＣＴ画像から除去する領域の画素値を空気である－１０００ＨＵにする。

なお、上記抽出及び除去される「アーチファクト領域」は、被検体Ｐの領域とは異なる領域であり、ＣＴガントリ３０の視野より外側の領域に対応しており、拡張再構成によりアーチファクトを生じ易いことから「アーチファクト領域」と呼んでいる。補足すると、上記抽出及び除去される「アーチファクト領域」は、実際にＸ線ＣＴ画像内でアーチファクトが存在する領域に限らない。このため、「アーチファクト領域」の用語は、「みなしアーチファクト領域」、「外側領域」又は「拡張視野領域」などの如き、他の用語に読み替えてもよい。

表示制御機能７３６において処理回路７３は、種々の情報をディスプレイ７４に表示する。例えば、処理回路７３は、再構成機能７３１により再構成されたＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像とを表示する。また例えば、処理回路７３は、減弱マップ生成機能７３５により更新されたＸ線ＣＴ画像を表示してもよい。また例えば、処理回路７３は、メモリ７５内の撮影画像を表示してもよく、カメラ画像取得機能７３４で取得されたカメラ画像を表示してもよい。

ディスプレイ７４は、表示制御機能７３６における処理回路７３の制御を受けて、種々の情報を表示する。ディスプレイ７４としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。

メモリ７５は、種々の情報を記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、メモリ７５は、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）ドライブやＤＶＤ（Digital Versatile Disc）ドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。メモリ７５は、例えば、カメラ６０から送出される撮影画像を記憶する。

入力インタフェース７６は、ユーザからの各種指令を入力する。具体的には、入力インタフェース７６は、入力機器に接続されている。入力機器としては、キーボードやマウス、トラックボール、ジョイスティック、タッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路、及び各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェース７６は、入力機器からの出力信号をバスを介して処理回路７３に供給する。なお、本明細書において入力インタフェース７６はマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路７３へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース７６の例に含まれる。

次に、以上のように構成された核医学診断装置１の動作について図３及び図４のフローチャート並びに図５乃至図９の模式図を用いて説明する。以下の説明は、ＰＥＴ／ＣＴ検査の流れに沿って述べる。ＰＥＴ／ＣＴ検査は、ＰＥＴ撮像とＸ線ＣＴ撮影との両方を行う医用検査をいうものとする。

図３に示すように、ステップＳＴ１０において、カメラ６０は、例えばＰＥＴ／ＣＴガントリ４０に設けられた操作パネルの操作に応じて、支持フレーム５２に支持された天板５３上の被検体Ｐを撮影し、撮影画像をコンソール７０に送出する。撮影画像には、例えば、仰臥した被検体Ｐの両側に支持フレーム５２が写っている。なお、天板５３は、例えば、被検体Ｐに隠れて撮影画像に写らない。但し、これに限らず、被検体Ｐの両側に天板５３及び支持フレーム５２の順で撮影画像に写ってもよい。

ステップＳＴ１０の後、ステップＳＴ２０において、処理回路７３は、ＣＴガントリ３０と寝台５０とを同期的に制御し、ＣＴガントリ３０によりＣＴ位置決めスキャンを実行する。ＣＴ位置決めスキャンは、撮像範囲の確認及び設定等のために供される被検体Ｐの全身の画像を収集するためのＸ線ＣＴ撮影である。ＣＴ位置決めスキャンとしては、スキャノ撮影やヘリカルスキャンが適用可能である。スキャノ撮影は、Ｘ線管３１及びＸ線検出器３２の回転角度固定下においてＸ線管３１によるＸ線照射及びＸ線検出器３２によるＸ線検出を行いつつ天板５３をスライドさせることにより行われる。Ｘ線管３１及びＸ線検出器３２の回転角度は、典型的には、被検体Ｐの正面方向又は側面方向に固定される。ヘリカルスキャンは、Ｘ線管３１及びＸ線検出器３２の高速回転下においてＸ線管３１によるＸ線照射及びＸ線検出器３２によるＸ線検出を行いつつ天板５３をスライドさせることにより行われる。

また、処理回路７３は、位置決めスキャンにより収集されたＣＴ生データに基づいてＣＴ位置決め画像を生成し、当該ＣＴ位置決め画像をディスプレイ７４に表示させる。これにより、ユーザは、ＰＥＴ画像の収集エリアと被検体Ｐとの位置関係をより詳細に確認することができ、必要により、収集エリアの微調整を行う。

しかる後、処理回路７３は、ＣＴガントリ３０と寝台５０とを同期的に制御し、ＣＴガントリ３０によりＣＴ撮影を実行する。

ステップＳＴ２０の後、ステップＳＴ３０において、処理回路７３は、Ｘ線ＣＴ撮影により収集されたＣＴ生データに基づいてＸ線ＣＴ画像を再構成する。なお、この再構成には、欠損したサイノグラムの欠損箇所を推測して再構成できる範囲を拡張した拡張再構成の技術を用いている。但し、拡張再構成に伴い、Ｘ線ＣＴ画像は、被検体Ｐの領域の周囲に、アーチファクトが生じ易いアーチファクト領域を含んでいる。このようなステップＳＴ２０～ＳＴ３０により、処理回路７３は、被検体Ｐに関するＸ線ＣＴ画像を取得する。

ステップＳＴ３０の後、ステップＳＴ４０において、処理回路７３は、Ｘ線ＣＴ画像に対応する被検体Ｐの位置及び形状を捉えたカメラ画像を取得する。例えば、処理回路７３は、メモリ７５内の撮影画像のうち、Ｘ線ＣＴ画像に対応する位置を切り出すことによりカメラ画像を取得する。

ステップＳＴ４０の後、ステップＳＴ５０において、処理回路７３は、取得したカメラ画像に基づいて、Ｘ線ＣＴ画像から被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を除去するようにＸ線ＣＴ画像を更新する。このステップＳＴ５０は、図４～図９に示すように、ステップＳＴ５１～ＳＴ５４により実行される。

ステップＳＴ５１において、図４及び図５に示すように、処理回路７３は、Ｘ線ＣＴ画像ｃｔ１を被検体Ｐに関する領域か否かで二値化して第１二値画像ｂｉｎ１を生成する。第１二値画像ｂｉｎ１は、Ｘ線ＣＴ画像ｃｔ１のうち、被検体Ｐに関する領域を”１”、被検体Ｐに関する領域とは異なる領域を”０”で表している。なお、第１二値画像ｂｉｎ１は、Ｘ線ＣＴ画像ｃｔ１から生成された第１減弱マップであってもよい。図５中、第１二値画像ｂｉｎ１は、被検体Ｐに関する領域として、被検体Ｐ、アーチファクトａｒｔ及び天板５３を表す領域を有している。補足すると、第１二値画像ｂｉｎ１は、略中央に略楕円状の被検体Ｐの領域が存在し、被検体Ｐの左右側にアーチファクトａｔｆの領域が存在し、被検体Ｐの下方に天板５３の領域が存在している。なお、天板５３を支持する支持フレーム５２は、ＰＥＴ／ＣＴガントリ４０内にスライドされないため、Ｘ線ＣＴ画像ｃｔ１及び第１二値画像ｂｉｎ１内に写らない。

ステップＳＴ５１の後、ステップＳＴ５２において、図４及び図６に示すように、処理回路７３は、撮影画像ｇ１から取得されたカメラ画像ｇ２を被検体Ｐの領域か否かで二値化してマスク画像ｍｋ１又はマスク画像ｍｋ２を生成する。マスク画像ｍｋ１，ｍｋ２は、カメラ画像ｇ２のうち、被検体Ｐの領域を”１”、被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を”０”で表している。また、マスク画像ｍｋ１は、撮影画像ｇ１及びカメラ画像ｇ２が２Ｄ画像である場合の例である。

一方、マスク画像ｍｋ２は、撮影画像ｇ１及びカメラ画像ｇ２が距離情報を含む画像の場合に、カメラ画像ｇ２に基づいて生成された二値化画像である。ここで、カメラ画像ｇ２は、被検体Ｐが載置された寝台５０を更に捉えている。この場合、例えば、処理回路７３は、カメラ画像ｇ２内の寝台５０と、予め設定された寝台５０の形状に関する情報とに基づいて、被検体Ｐと寝台５０との境界を検出し、当該境界から被検体Ｐとは反対側を被検体Ｐとは異なる領域の一部としてマスク画像ｍｋ２を生成する。具体的には例えば図７に示すように、処理回路７３は、カメラ画像ｇ２の中央に位置する被検体Ｐの領域に基づいて、カメラ６０から被検体Ｐまでの距離に対応付けた曲線を含む画像ｍｋ２１を生成する。また、処理回路７３は、カメラ画像ｇ２の両端に位置する支持フレーム５２の領域に基づき、カメラ６０から支持フレーム５２までの距離に応じて、支持フレーム５２及び天板５３の表面形状の位置合わせを行う。なお、支持フレーム５２及び天板５３の表面形状のデータは、予めメモリ７５に保存されている。支持フレーム５２及び天板５３の表面形状のデータは、寝台５０の形状に関する情報の一例である。これにより、処理回路７３は、支持フレーム５２及び天板５３の表面形状を描画したマスク画像ｍｋ２２を生成する。次に、処理回路７３は、２つのマスク画像ｍｋ２１，ｍｋ２２を重ねて合成し、支持フレーム５２の表面形状を消去し、且つ天板５３の表面形状の端部と、被検体Ｐの曲線の端部とを結ぶ曲線Ｌｅを描画し、合成画像ｍｋ２３を生成する。しかる後、処理回路７３は、合成画像ｍｋ２３が有する閉曲線の内部を被検体Ｐの領域の”１”で表し、閉曲線の外部をアーチファクト領域の”０”で表すことにより、マスク画像ｍｋ２を生成する。ステップＳＴ５２では、マスク画像ｍｋ２を生成したとする。

ステップＳＴ５２の後、ステップＳＴ５３において、図４に示すように、処理回路７３は、第１二値画像ｂｉｎ１とマスク画像ｍｋ２との差分を取り、アーチファクト領域を抽出する。すなわち、処理回路７３は、図８に示すように、マスク画像ｍｋ２に基づいて、第１二値画像ｂｉｎ１に含まれる被検体Ｐに関する領域から、被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を抽出した第２二値画像ｂｉｎ２を生成する。図８中、第１二値画像ｂｉｎ１において、被検体Ｐに関する領域を白い領域”１”として表し、被検体Ｐに関する領域とは異なる領域を黒い領域”０”として表している。また、マスク画像ｍｋ２において、被検体Ｐの領域を白い領域”１”として表し、アーチファクト領域を黒い領域”０”として表している。これにより、差分演算は、（１）～（４）の４通りの演算として実行される。
（１）第１二値画像ｂｉｎ１内の黒い領域”０”から、マスク画像ｍｋ２内の黒い領域”０”を減算する演算（図中、黒－黒＝黒（０））。
（２）第１二値画像ｂｉｎ１内の白い領域”１”から、マスク画像ｍｋ２内の黒い領域”０”を減算する演算（図中、白－黒＝白（１））。
（３）第１二値画像ｂｉｎ１内の白い領域”１”から、マスク画像ｍｋ２内の白い領域”１”を減算する演算（図中、白－白＝黒（０））。
（４）第１二値画像ｂｉｎ１内の黒い領域”０”から、マスク画像ｍｋ２内の白い領域”１”を減算する演算（図中、黒－白＝黒（０））。（４）の場合、第２二値画像ｂｉｎ２の二値”０”，”１”に合わせるため、単純な減算結果”－１”（＝０－１）に代えて、二値画像に応じた減算結果”０”を用いる。第２二値画像ｂｉｎ２は、被検体Ｐの領域を含まず、アーチファクトａｔｆ及び天板５３を表すアーチファクト領域を含んでいる。第２二値画像ｂｉｎ２は、第１二値画像ｂｉｎ１の被検体Ｐに関する領域のうち、アーチファクト領域を”１”、被検体Ｐの領域を”０”で表している。また、第２二値画像ｂｉｎ２は、第１二値画像ｂｉｎ１の被検体Ｐに関する領域を”０”で表している。なお、第２二値画像ｂｉｎ２は二値画像であるため、第２二値画像ｂｉｎ２では、第１二値画像ｂｉｎ１の被検体Ｐに関する領域とは異なる領域の一部が”－１”となるが、当該領域も”０”で表している。なお、図８中、破線ｘ１，ｘ２は、マスク画像ｍｋ２、第１二値画像ｂｉｎ１及び第２二値画像ｂｉｎ２のｘ座標値に対応する。

ステップＳＴ５３の後、ステップＳＴ５４において、処理回路７３は、図４及び図９に示すように、第２二値画像ｂｉｎ２に基づいて、Ｘ線ＣＴ画像ｃｔ１から、第２二値画像ｂｉｎ２のアーチファクト領域”１”に対応する領域を除去するようにＸ線ＣＴ画像ｃｔ１を更新する。更新されたＸ線ＣＴ画像ｃｔ２は、被検体Ｐの領域を含み、アーチファクトａｔｆ及び天板５３の領域を含まない。また、処理回路７３は、更新されたＸ線ＣＴ画像ｃｔ２をメモリ７５に保存する。以上により、ステップＳＴ５１～ＳＴ５４からなるステップＳＴ５０が終了する。

図３に戻り、ステップＳＴ６０において、処理回路７３は、ステップＳＴ２０で微調整された収集エリアに従いＰＥＴガントリ１０と寝台５０とを同期的に制御し、ＰＥＴガントリ１０によりステップ＆シュート方式のＰＥＴ撮像を実行する。このＰＥＴ撮像により、同時計数イベントデータが収集される。

ステップＳＴ６０の後、ステップＳＴ７０において、処理回路７３は、ステップＳＴ５０で更新されたＸ線ＣＴ画像に基づいて、減弱マップを生成する。

ステップＳＴ７０の後、ステップＳＴ８０において、処理回路７３は、減弱マップと同時計数イベントデータとに基づいて、ＰＥＴ画像を再構成する。しかる後、処理回路７３は、Ｘ線ＣＴ画像とＰＥＴ画像とをディスプレイ７４に表示する。これにより、ＰＥＴ／ＣＴ検査が終了する。

上述したように第１実施形態によれば、被検体に関するＸ線ＣＴ画像を取得し、Ｘ線ＣＴ画像に対応する被検体の位置及び形状を捉えたカメラ画像を取得し、カメラ画像と、Ｘ線ＣＴ画像とに基づいて、減弱マップを生成する。また、被検体に投与された線源から放射されるガンマ線に基づいた検出データを取得し、減弱マップと検出データとに基づいて、画像を再構成する。このように、Ｘ線ＣＴ画像に対応する被検体の位置及び形状を捉えたカメラ画像と、Ｘ線ＣＴ画像とに基づいて、減弱マップを生成する構成により、Ｘ線ＣＴ画像に含まれる意図しない構造に起因した画像への悪影響を低減させることができる。

補足すると、例えば、３次元のＸ線ＣＴ画像データ（ボリュームデータ）においては、拡張再構成でのサイノグラムの推定に起因してアーチファクト（意図しない構造）が被検体の外周部に発生し、被検体の外側の全方向に亘って観察される可能性がある。この種のアーチファクトは、ボリュームデータをスライスした２次元のＸ線ＣＴ画像ごとに観察される。例えば、２次元のＸ線ＣＴ画像がアーチファクトの発生箇所を含む場合、当該アーチファクトは、Ｘ線ＣＴ画像内の被検体の外周部から延長するように観察される。また例えば、２次元のＸ線ＣＴ画像がアーチファクトの発生箇所から離れている場合、当該アーチファクトは、Ｘ線ＣＴ画像内の被検体から若干、離れた位置に観察される。いずれにしても、Ｘ線ＣＴ画像内のアーチファクトを低減させる必要がある。第１実施形態によれば、カメラ画像に基づいて、被検体の外周部から延長したアーチファクトや被検体から若干離れたアーチファクトのいずれにしても、Ｘ線ＣＴ画像から低減させることが可能である。従って、アーチファクトが低減された画像をもとに、核医学画像の再構成を実施することで、核医学診断装置の画質・定量値の向上を図ることができる。

また、第１実施形態によれば、カメラ画像に基づいて、Ｘ線ＣＴ画像から被検体の領域とは異なるアーチファクト領域を除去するようにＸ線ＣＴ画像を更新し、当該更新されたＸ線ＣＴ画像に基づいて、減弱マップを生成する。従って、アーチファクト領域が除去されたＸ線ＣＴ画像から減弱マップを生成する構成により、前述した効果と同様に、Ｘ線ＣＴ画像のアーチファクトに起因した核医学画像への悪影響を低減させることができる。

また、第１実施形態によれば、Ｘ線ＣＴ画像を被検体に関する領域か否かで二値化して第１二値画像を生成し、カメラ画像を被検体の領域か否かで二値化してマスク画像を生成する。また、マスク画像に基づいて、第１二値画像に含まれる被検体に関する領域から被検体の領域とは異なるアーチファクト領域を抽出した第２二値画像を生成する。また、第２二値画像に基づいて、Ｘ線ＣＴ画像から、第２二値画像のアーチファクト領域に対応する領域を除去するようにＸ線ＣＴ画像を更新する。従って、前述した効果に加え、二値画像を用いた処理を行う構成により、比較的容易に、Ｘ線ＣＴ画像から、第２二値画像のアーチファクト領域に対応する領域を除去することができる。

また、第１実施形態によれば、第１二値画像は、Ｘ線ＣＴ画像から生成された第１減弱マップであってもよい。この場合でも、前述した効果と同様の効果を得ることができる。

また、第１実施形態によれば、カメラ画像は、被検体が載置された寝台を更に捉えている。また、カメラ画像内の寝台と、予め設定された寝台の形状に関する情報とに基づいて、被検体と寝台との境界を検出し、境界から被検体とは反対側を被検体とは異なる領域の一部としてマスク画像を生成する。これにより、前述した効果に加え、カメラ画像に写らない被検体と寝台との境界を用いてマスク画像を生成するので、アーチファクト領域を除去するためのマスク画像の正確性を向上させることができる。

また、第１実施形態によれば、カメラ画像は、少なくとも１つの光学カメラ、３Ｄカメラ、赤外線カメラ、超音波センサ、又はテラヘルツカメラから処理回路７３により取得された画像である。従って、前述した効果に加え、各種のカメラ等からカメラ画像を取得できるので、容易に実装することができる。

また、第１実施形態によれば、減弱マップと検出データに基づいて再構成される画像が、ＰＥＴ画像であるため、前述した効果と同様に、Ｘ線ＣＴ画像のアーチファクトに起因したＰＥＴ画像への悪影響を低減させることができる。

また、第１実施形態によれば、核医学診断装置が、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ／ＣＴ装置であるため、前述した効果と同様に、Ｘ線ＣＴ画像のアーチファクトに起因したＰＥＴ画像への悪影響を低減させることができる。

なお、第１実施形態は、カメラ６０による撮影画像が距離情報を含む場合に生成されるマスク画像ｍｋ２をアーチファクト領域の抽出に用いたが、これに限らない。例えば図１０に示すように、カメラ６０による撮影画像が距離情報を含まない場合に生成されるマスク画像ｍｋ１をアーチファクト領域の抽出に用いてもよい。図１０中、マスク画像ｍｋ１は、被検体Ｐの領域を白い領域”１”として表し、アーチファクト領域を黒い領域”０”として表している。この場合、ステップＳＴ５３において、処理回路７３は、マスク画像ｍｋ１に基づいて、第１二値画像ｂｉｎ１に含まれる被検体Ｐに関する領域から、被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を抽出した第２二値画像ｂｉｎ３を生成する。差分演算は、前述同様に、第１二値画像ｂｉｎ１内の黒い領域”０”又は白い領域”１”から、マスク画像ｍｋ１内の黒い領域”０”又は白い領域”１”を減算するように実行される。また同様に、第１二値画像ｂｉｎ１内の黒い領域”０”から、マスク画像ｍｋ１内の白い領域”１”を減算する演算（図中、黒－白＝黒（０））の場合、単純な減算結果”－１”（＝０－１）に代えて、二値画像に応じた減算結果”０”を用いる。第２二値画像ｂｉｎ３は、被検体Ｐ及び天板５３の領域を含まず、アーチファクトａｔｆを表すアーチファクト領域を含んでいる。第２二値画像ｂｉｎ３は、第１二値画像ｂｉｎ１の被検体Ｐに関する領域”１”のうち、アーチファクト領域を”１”、被検体Ｐ及び天板５３の領域を”０”で表している。なお、図１０中、破線ｘ１，ｘ２は、マスク画像ｍｋ１、第１二値画像ｂｉｎ１及び第２二値画像ｂｉｎ３のｘ座標値に対応する。また、第２二値画像ｂｉｎ３は、マスク画像ｍｋ１がｘ軸方向の１次元しかないことから、図８の例とは異なり、被検体Ｐと重なるｘ座標の領域に位置する天板５３の領域を抽出できていない。しかしながら、Ｘ線ＣＴ画像内のアーチファクトａｔｆに比べ、Ｘ線ＣＴ画像内の天板５３は核医学画像への悪影響が小さい。従って、カメラ６０による撮影画像が距離情報を含まない場合に生成されるマスク画像であっても、第１実施形態より若干劣るが、同様の効果を得ることができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、Ｘ線ＣＴ画像を更新せず、Ｘ線ＣＴ画像から生成される減弱マップの方を更新する。また、第２実施形態は、この更新をＰＥＴ収集の前に行わず、ＰＥＴ再構成の前処理として、減弱マップを更新する。

これに伴い、処理回路７３の減弱マップ生成機能７３５は、Ｘ線ＣＴ画像から第１減弱マップを生成し、カメラ画像に基づいて、第１減弱マップから被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を除去することにより、減弱マップを生成（更新）する。

例えば、減弱マップ生成機能７３５は、Ｘ線ＣＴ画像を被検体Ｐに関する領域か否かで二値化して第１減弱マップを生成する。また、減弱マップ生成機能７３５は、カメラ画像を被検体Ｐの領域か否かで二値化してマスク画像を生成する。また、減弱マップ生成機能７３５は、マスク画像に基づいて、第１減弱マップに含まれる被検体Ｐに関する領域から被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を除去することにより、減弱マップを生成する。また、第１減弱マップからアーチファクト領域を除去する場合、減弱マップ生成機能７３５は、例えば、第１減弱マップのアーチファクト領域の画素値を０にする。

他の構成は、第１実施形態と同様である。

次に、以上のように構成された核医学診断装置１の動作について図１１及び図１３のフローチャートと、図１２、図１４及び図１５の模式図を用いて説明する。

図１１に示すように、ステップＳＴ１０～ＳＴ３０が前述同様に実行される。これにより、カメラ６０による撮影画像がメモリ７５内に保存され、Ｘ線ＣＴ撮影によるＸ線ＣＴ画像が処理回路７３に取得される。

ステップＳＴ３０の後、前述とは異なり、ステップＳＴ６０が実行される。ステップＳＴ６０において、処理回路７３は、前述同様に、ＰＥＴガントリ１０と寝台５０とを同期的に制御し、ＰＥＴガントリ１０によりステップ＆シュート方式のＰＥＴ撮像を実行する。このＰＥＴ撮像により、同時計数イベントデータが収集される。

ステップＳＴ６０の後、ステップＳＴ４０ａにおいて、処理回路７３は、Ｘ線ＣＴ画像に対応する被検体Ｐの位置及び形状を捉えたカメラ画像を取得する。例えば、処理回路７３は、メモリ７５内の撮影画像のうち、Ｘ線ＣＴ画像に対応する位置を切り出すことによりカメラ画像を取得する。

ステップＳＴ４０ａの後、ステップＳＴ７０ａにおいて、処理回路７３は、図１１及び図１２に示すように、処理回路７３は、Ｘ線ＣＴ画像ｃｔ１を被検体Ｐに関する領域か否かで二値化して第１減弱マップａｔｔ１を生成する。第１減弱マップａｔｔ１は、Ｘ線ＣＴ画像ｃｔ１のうち、被検体Ｐに関する領域を”１”、被検体Ｐに関する領域とは異なる領域を”０”で表している。なお、第１減弱マップａｔｔ１は、被検体Ｐに関する領域として、被検体Ｐ、アーチファクトａｒｔ及び天板５３を表す領域を有している。補足すると、第１減弱マップａｔｔ１は、略中央に略楕円状の被検体Ｐの領域が存在し、被検体Ｐの左右側にアーチファクトａｔｆの領域が存在し、被検体Ｐの下方に天板５３の領域が存在している。なお、天板５３を支持する支持フレーム５２は、ＰＥＴ／ＣＴガントリ４０内にスライドされないため、Ｘ線ＣＴ画像ｃｔ１及び第１減弱マップａｔｔ１内に写らない。

ステップＳＴ７０ａの後、ステップＳＴ７１ａにおいて、処理回路７３は、カメラ画像に基づいて、第１減弱マップａｔｔ１から被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を除去することにより、減弱マップを生成する。このステップＳＴ７１ａは、図１３～図１５に示すように、ステップＳＴ７１ａ１～ＳＴ７１ａ２により実行される。

ステップＳＴ７１ａ１において、図１３及び図１４に示すように、処理回路７３は、撮影画像ｇ１から取得されたカメラ画像ｇ２を被検体Ｐの領域か否かで二値化してマスク画像ｍｋ１ａ又はｍｋ２ａを生成する。マスク画像ｍｋ１ａ，ｍｋ２ａは、カメラ画像ｇ２のうち、被検体Ｐの領域を”０”、被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を”１”で表している。また、マスク画像ｍｋ１ａは、撮影画像ｇ１及びカメラ画像ｇ２が２Ｄ画像である場合の例である。

一方、マスク画像ｍｋ２ａは、撮影画像ｇ１及びカメラ画像ｇ２が距離情報を含む画像の場合に、カメラ画像ｇ２に基づいて生成された二値化画像である。ここで、カメラ画像ｇ２は、被検体Ｐが載置された寝台５０を更に捉えている。この場合、例えば、処理回路７３は、カメラ画像ｇ２内の寝台５０と、予め設定された寝台５０の形状に関する情報とに基づいて、被検体Ｐと寝台５０との境界を検出し、当該境界から被検体Ｐとは反対側を被検体Ｐとは異なる領域の一部としてマスク画像ｍｋ２ａを生成する。例えば図７に示したように、画像ｍｋ２１、ｍｋ２２及び合成画像ｍｋ２３を生成し、合成画像ｍｋ２３が有する閉曲線の内部を被検体Ｐの領域の”０”で表し、閉曲線の外部をアーチファクト領域の”１”で表すことにより、マスク画像ｍｋ２ａを生成する。ステップＳＴ７１ａ１では、マスク画像ｍｋ２ａを生成したとする。

ステップＳＴ７１ａ１の後、ステップＳＴ７１ａ２において、図１５に示すように、処理回路７３は、第１減弱マップａｔｔ１とマスク画像ｍｋ２ａとの差分を取り、アーチファクト領域を除去する。なお、図１５中、破線ｘ１，ｘ２は、マスク画像ｍｋ２ａ、第１減弱マップａｔｔ１及び減弱マップａｔｔ２のｘ座標値に対応する。すなわち、処理回路７３は、マスク画像ｍｋ２ａに基づいて、第１減弱マップａｔｔ１に含まれる被検体Ｐに関する領域から、被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を除去することにより、減弱マップａｔｔ２を生成する。差分演算は、前述同様に、第１減弱マップａｔｔ１内の黒い領域”０”又は白い領域”１”から、マスク画像ｍｋ２ａ内の黒い領域”０”又は白い領域”１”を減算するように実行される。また同様に、第１減弱マップａｔｔ１内の黒い領域”０”から、マスク画像ｍｋ２ａ内の白い領域”１”を減算する演算（図中、黒－白＝黒（０））の場合、単純な減算結果”－１”（＝０－１）に代えて、二値画像に応じた減算結果”０”を用いる。減弱マップａｔｔ２は、被検体Ｐの領域を含んでおり、アーチファクトａｔｆ及び天板５３を表すアーチファクト領域を含まない。減弱マップａｔｔ２は、減弱マップａｔｔ１のうち、被検体Ｐの領域を”１”、アーチファクト領域を”０”で表している。また、処理回路７３は、第１減弱マップａｔｔ１を減弱マップａｔｔ２に更新し、更新した減弱マップａｔｔ２をメモリ７５に保存する。以上により、ステップＳＴ７１ａ１～ＳＴ７１ａ２からなるステップＳＴ７１ａが終了する。

図１１に戻り、ステップＳＴ７１ａの後、ステップＳＴ８０において、処理回路７３は、更新した減弱マップと同時計数イベントデータとに基づいて、ＰＥＴ画像を再構成する。しかる後、処理回路７３は、Ｘ線ＣＴ画像とＰＥＴ画像とをディスプレイ７４に表示する。これにより、ＰＥＴ／ＣＴ検査が終了する。

上述したように第２実施形態によれば、Ｘ線ＣＴ画像から第１減弱マップを生成し、カメラ画像に基づいて、第１減弱マップから被検体の領域とは異なるアーチファクト領域を除去することにより、減弱マップを生成する。従って、第１実施形態の効果に加え、ＰＥＴ撮像の前にＸ線ＣＴ画像を更新することなく、ＰＥＴ再構成の前処理として、減弱マップ内のアーチファクト領域を低減させることができる。また、アーチファクトが低減された減弱マップをもとに、核医学画像の再構成を実施することで、核医学診断装置の画質・定量値の向上を図ることができる。

また、第２実施形態によれば、Ｘ線ＣＴ画像を被検体に関する領域か否かで二値化して第１減弱マップを生成し、カメラ画像を被検体の領域か否かで二値化してマスク画像を生成する。また、マスク画像に基づいて、第１減弱マップに含まれる被検体に関する領域から被検体の領域とは異なるアーチファクト領域を除去することにより、減弱マップを生成する。従って、二値化したマスク画像を用いた処理を行う構成により、比較的容易に、減弱マップからアーチファクト領域を除去することができる。

なお、第２実施形態は、カメラ６０による撮影画像が距離情報を含む場合に生成されるマスク画像ｍｋ２ａをアーチファクト領域の抽出に用いたが、これに限らない。例えば図１６に示すように、カメラ６０による撮影画像が距離情報を含まない場合に生成されるマスク画像ｍｋ１ａをアーチファクト領域の抽出に用いてもよい。図１６中、マスク画像ｍｋ１ａは、被検体Ｐの領域を黒い領域”０”として表し、アーチファクト領域を白い領域”１”として表している。この場合、処理回路７３は、マスク画像ｍｋ１ａに基づいて、第１減弱画像ａｔｔ１に含まれる被検体Ｐに関する領域から、被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域の一部を除去した減弱マップａｔｔ３を生成する。差分演算は、前述同様に、第１減弱マップａｔｔ１内の黒い領域”０”又は白い領域”１”から、マスク画像ｍｋ１ａ内の黒い領域”０”又は白い領域”１”を減算するように実行される。また同様に、第１減弱マップａｔｔ１内の黒い領域”０”から、マスク画像ｍｋ１ａ内の白い領域”１”を減算する演算（図中、黒－白＝黒（０））の場合、単純な減算結果”－１”（＝０－１）に代えて、二値画像に応じた減算結果”０”を用いる。減弱マップａｔｔ３は、被検体Ｐの領域を含むことに加え、アーチファクト領域のうち、アーチファクトａｔｆの領域を含まず、天板５３の領域を含んでいる。減弱マップａｔｔ３は、第１減弱マップａｔｔ１の被検体Ｐに関する領域”１”のうち、アーチファクト領域を”０”、被検体Ｐ及び天板５３の領域を”１”で表している。なお、図１６中、破線ｘ１，ｘ２は、マスク画像ｍｋ１、第１減弱マップａｔｔ１及び減弱マップａｔｔ３のｘ座標値に対応する。また、減弱マップａｔｔ３は、マスク画像ｍｋ１ａがｘ軸方向の１次元しかないことから、図１５の例とは異なり、被検体Ｐと重なるｘ座標の領域に位置する天板５３の領域を除去できていない。しかしながら、Ｘ線ＣＴ画像内のアーチファクトａｔｆに比べ、Ｘ線ＣＴ画像内の天板５３は核医学画像への悪影響が小さい。従って、カメラ６０による撮影画像が距離情報を含まない場合に生成されるマスク画像であっても、第２実施形態より若干劣るが、同様の効果を得ることができる。

また、第２実施形態は、ＰＥＴ撮像による同時係数イベントデータの収集後に、減弱マップからアーチファクト領域を除去したが、これに限定されない。例えば図１７に示すように、ＰＥＴ撮像による同時係数イベントデータの収集後に、Ｘ線ＣＴ画像に対応するカメラ画像を取得する処理（ステップＳＴ４０ａ）と、カメラ画像に基づき、Ｘ線ＣＴ画像を更新する処理（ステップＳＴ５０ａ）と、を実行してもよい。ステップＳＴ４０ａ，ＳＴ５０ａは、それぞれ第１実施形態のステップＳＴ４０，ＳＴ５０と同様の処理である。このような変形例としても、第１実施形態の効果に加え、ＰＥＴ撮像の前にＸ線ＣＴ画像を更新することなく、ＰＥＴ再構成の前処理として、減弱マップ内のアーチファクト領域を低減させることができる。

また、第１及び第２実施形態は、いずれも寝台５０の上方の天井に配置したカメラ６０のみで被検体Ｐを撮像したが、これに限定されない。例えば図１８に示すように、天井に配置したカメラ６０と、寝台５０の側方の壁ｗ１に配置したカメラ６０との２台のカメラで上方及び側方から被検体Ｐを撮像してもよい。なお、追加されたカメラ６０は、具体的には例えば、寝台５０及び回転軸Ｚの側方に位置し、回転軸Ｚに垂直に交わる方向を撮影方向とするように壁ｗ１に設置されている。なお、寝台５０における支持フレーム５２の側方には、図１８及び図１９に示すように、天板５３の底部５３ｂの高さを示す直線部Ｌｂが形成されていてもよく、直線部Ｌｂを境にして上下の側面で互いに異なる着色を有してもよい。但し、これに限らず、天板５３の底部５３ｂの高さは、支持フレーム５２の側方を撮影した撮影画像から、予め設定された支持フレーム５２の頂部と天板５３の底部５３ｂとの間の高低差に基づいて算出してもよい。また、各々のカメラ６０を設置した位置は、予めコンソール７０に記録されている。この場合、２台のカメラとしては、例えば距離情報を持たない光学カメラ、赤外線カメラ及びテラヘルツカメラ等が、適宜、使用可能となっている。但し、これに限らず、距離情報をもつカメラを２台設け、マスク画像の精度を向上させてもよい。なお、光学カメラ、赤外線カメラ及びテラヘルツカメラの場合、得られる撮影画像は、被検体Ｐの位置及び形状を表す領域と、当該領域とは異なる外部領域とからなる２Ｄ画像となる。また、撮影画像から切り出されるカメラ画像も２Ｄ画像となる。

このため、第１実施形態のステップＳＴ５２においては、処理回路７３は、図６に示した通り、天井に配置したカメラ６０により撮影された撮影画像ｇ１から取得されたカメラ画像ｇ２を被検体Ｐの領域か否かで二値化してマスク画像ｍｋ１を生成する。これに加え、ステップＳＴ５２においては、処理回路７３は、図２０に示すように、壁ｗ１に配置したカメラ６０により撮影された撮影画像ｇ３から取得されたカメラ画像ｇ４を被検体Ｐの領域か否かで二値化してマスク画像ｍｋ３を生成する。なお、マスク画像ｍｋ３のうち、被検体Ｐの領域でない上方及び下方の領域のうち、下方の領域は、前述した直線部Ｌｂより下の領域である。マスク画像ｍｋ３は、カメラ画像ｇ４のうち、被検体Ｐの領域を”１”、被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を”０”で表している。

また、ステップＳＴ５３において、処理回路７３は、図１０に示した通り、マスク画像ｍｋ１に基づいて、第１二値画像ｂｉｎ１に含まれる被検体Ｐに関する領域”１”から、被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域”１”を抽出した第２二値画像ｂｉｎ３を生成する。これに加え、ステップＳＴ５３においては、処理回路７３は、図２１に示すように、マスク画像ｍｋ３に基づいて、第１二値画像ｂｉｎ１に含まれる被検体Ｐに関する領域”１”から、被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域”１”を抽出した第２二値画像ｂｉｎ４を生成する。第２二値画像ｂｉｎ４は、第１二値画像ｂｉｎ１の被検体Ｐに関する領域”１”のうち、被検体Ｐ、アーチファクトａｆｔ、及び天板５３の底部より上方の領域を黒い領域”０”として表し、天板５３の底部より下方の領域を白い領域”１”として表している。この天板５３の底部より下方の白い領域”１”は、第２二値画像ｂｉｎ４のアーチファクト領域”１”である。天板５３の底部は、被検体Ｐの底部と呼んでもよい。

しかる後、ステップＳＴ５４において、図２２に示すように、２つの第２二値画像ｂｉｎ３，ｂｉｎ４に基づいて、Ｘ線ＣＴ画像ｃｔ１から、第２二値画像ｂｉｎ３，ｂｉｎ４のアーチファクト領域”１”に対応する領域を除去するようにＸ線ＣＴ画像ｃｔ１を更新する。更新されたＸ線ＣＴ画像ｃｔ３は、被検体Ｐの領域を含み、アーチファクトａｔｆ及び天板５３の底部５３ｂより下方の領域を含まない。また、処理回路７３は、更新されたＸ線ＣＴ画像ｃｔ３をメモリ７５に保存する。以下、第１実施形態と同様に処理が実行される。従って、図２２に示すように、第２二値画像ｂｉｎ４のアーチファクト領域”１”の分だけ、図１０の例よりも若干広い範囲のアーチファクト領域を除去することができる。

一方、第２実施形態に適用した場合、ステップＳＴ７１ａ１において、処理回路７３は、図１４に示した通り、天井に配置したカメラ６０により撮影された撮影画像ｇ１から取得されたカメラ画像ｇ２を被検体Ｐの領域か否かで二値化してマスク画像ｍｋ１ａを生成する。これに加え、ステップＳＴ７１ａ１においては、処理回路７３は、図２０に示すように、壁ｗ１に配置したカメラ６０により撮影された撮影画像ｇ３から取得されたカメラ画像ｇ４を被検体Ｐの領域か否かで二値化してマスク画像ｍｋ３ａを生成する。なお、マスク画像ｍｋ３ａのうち、被検体Ｐの領域でない上方及び下方の領域のうち、下方の領域は、前述した直線部Ｌｂより下の領域である。マスク画像ｍｋ３ａは、カメラ画像ｇ４のうち、被検体Ｐの領域を”０”、被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を”１”で表している。

また、ステップＳＴ７１ａ２において、図１６に示した通り、処理回路７３は、マスク画像ｍｋ１ａに基づいて、第１減弱マップａｔｔ１内の被検体Ｐに関する領域から、被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を除去し、減弱マップａｔｔ３を生成する。これに加え、ステップＳＴ７１ａ２においては、図２３に示すように、処理回路７３は、マスク画像ｍｋ３ａに基づいて、減弱マップａｔｔ３内の被検体Ｐに関する領域から、被検体Ｐの領域とは異なるアーチファクト領域を除去し、減弱マップａｔｔ４を生成する。生成された減弱マップａｔｔ４は、被検体Ｐの領域を含み、アーチファクトａｔｆ及び天板５３の底部５３ｂより下方の領域を含まない。減弱マップａｔｔ４は、減弱マップａｔｔ３の被検体Ｐに関する領域”１”のうち、被検体Ｐ、アーチファクトａｆｔ、及び天板５３の底部より上方の領域を白い領域”１”として表し、天板５３の底部より下方の領域を黒い領域”０”として表している。従って、図２３に示すように、天板５３の底部５３ｂより下方の領域を含まない分だけ、図１６の例よりも広い範囲のアーチファクト領域を除去することができる。

また、第１及び第２実施形態並びに各変形例は、核医学診断装置がＰＥＴ／ＣＴ装置であり、核医学画像がＰＥＴ画像である場合を例に挙げて述べたが、前述した通り、これに限定されない。例えば、核医学診断装置が、ＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ／ＣＴ装置であり、核医学画像がＳＰＥＣＴ画像である場合でも、第１及び第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、第１及び第２実施形態並びに各変形例は、核医学診断装置がＰＥＴ／ＣＴ装置である場合を例に挙げて述べたが、前述した通り、これに限定されない。例えば、核医学診断装置は、ＰＥＴ装置、ＳＰＥＣＴ装置、及びＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ／ＣＴ装置のうち、いずれか一つで実現してもよい。例えば図２４は、核医学診断装置１がＰＥＴ装置である場合の構成を示している。図２４中、核医学診断装置１は、図１に示すＰＥＴ／ＣＴ装置の構成に比べ、ＣＴガントリ３０及びＣＴデータメモリ７２等のＣＴ装置に関する構成が省略され、処理回路７３にＣＴ画像取得機能７３３ａが付加されている。このＣＴ画像取得機能７３３ａは、核医学診断装置１とは別体のＣＴ装置（図示せず）によりＸ線ＣＴ撮影された被検体Ｐに関するＸ線ＣＴ画像を取得し、当該Ｘ線ＣＴ画像をメモリ７５に保存する。具体的には例えば、ＣＴ画像取得機能７３３ａにおいて処理回路７３は、図示しないネットワークを介して、外部のＣＴ装置又はサーバ装置から、被検体Ｐに関するＸ線ＣＴ画像を取得する。ＣＴ画像取得機能７３３ａ及び処理回路７３は、ＣＴ画像取得部の他の一例である。他の構成は第１及び第２実施形態と同様である。このように、核医学診断装置１が外部からＸ線ＣＴ画像を取得するＰＥＴ装置であっても、第１及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。このことは、核医学診断装置１がＳＰＥＣＴ装置であり、再構成される画像（核医学画像）がＳＰＥＣＴ画像である場合も同様である。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、Ｘ線ＣＴ画像に含まれる意図しない構造に起因した画像への悪影響を低減させることができる。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）等の回路を意味する。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出して実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばＡＳＩＣである場合、プログラムが記憶回路に保存される代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１又は図２４における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

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。

以上の実施形態に関し、発明の一側面及び選択的な特徴として以下の付記を開示する。（付記１）
被検体に関するＸ線ＣＴ画像を取得するＣＴ画像取得部と、
前記Ｘ線ＣＴ画像に対応する前記被検体の位置及び形状を捉えたカメラ画像を取得するカメラ画像取得部と、
前記カメラ画像と、前記Ｘ線ＣＴ画像とに基づいて、減弱マップを生成する減弱マップ生成部と、
前記被検体に投与された線源から放射されるガンマ線に基づいた検出データを取得する取得部と、
前記減弱マップと前記検出データとに基づいて、画像を再構成する再構成部と
を備えた核医学診断装置。
（付記２）
前記減弱マップ生成部は、
前記カメラ画像に基づいて、前記Ｘ線ＣＴ画像から前記被検体の領域とは異なるアーチファクト領域を除去するように前記Ｘ線ＣＴ画像を更新し、
更新されたＸ線ＣＴ画像に基づいて、前記減弱マップを生成してもよい。
（付記３）
前記減弱マップ生成部は、
前記Ｘ線ＣＴ画像を前記被検体に関する領域か否かで二値化して第１二値画像を生成し、
前記カメラ画像を前記被検体の領域か否かで二値化してマスク画像を生成し、
前記マスク画像に基づいて、前記第１二値画像に含まれる前記被検体に関する領域から前記被検体の領域とは異なるアーチファクト領域を抽出した第２二値画像を生成し、
前記第２二値画像に基づいて、前記Ｘ線ＣＴ画像から、前記第２二値画像のアーチファクト領域に対応する領域を除去するように前記Ｘ線ＣＴ画像を更新してもよい。
（付記４）
前記カメラ画像は、前記被検体が載置された寝台を更に捉えていてもよい。

前記減弱マップ生成部は、
前記カメラ画像内の前記寝台と、予め設定された前記寝台の形状に関する情報とに基づいて、前記被検体と前記寝台との境界を検出し、前記境界から前記被検体とは反対側を前記被検体とは異なる領域の一部として前記マスク画像を生成してもよい。
（付記５）
前記第１二値画像は、前記Ｘ線ＣＴ画像から生成された第１減弱マップであってもよい。
（付記６）
前記減弱マップ生成部は、
前記Ｘ線ＣＴ画像から第１減弱マップを生成し、
前記カメラ画像に基づいて、前記第１減弱マップから前記被検体の領域とは異なるアーチファクト領域を除去することにより、前記減弱マップを生成してもよい。
（付記７）
前記減弱マップ生成部は、
前記Ｘ線ＣＴ画像を前記被検体に関する領域か否かで二値化して前記第１減弱マップを生成し、
前記カメラ画像を前記被検体の領域か否かで二値化してマスク画像を生成し、
前記マスク画像に基づいて、前記第１減弱マップに含まれる前記被検体に関する領域から前記被検体の領域とは異なるアーチファクト領域を除去することにより、前記減弱マップを生成してもよい。
（付記８）
前記カメラ画像は、少なくとも１つの光学カメラ、３Ｄカメラ、赤外線カメラ、超音波センサ、又はテラヘルツカメラから前記カメラ画像取得部により取得された画像であってもよい。
（付記９）
前記再構成される前記画像は、ＰＥＴ画像又はＳＰＥＣＴ画像であってもよい。
（付記１０）
前記核医学診断装置は、ＰＥＴ装置、ＳＰＥＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ／ＣＴ装置、及びＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ／ＣＴ装置のうち、いずれでもよい。
（付記１１）
被検体に関するＸ線ＣＴ画像を取得することと、
前記Ｘ線ＣＴ画像に対応する前記被検体の位置及び形状を捉えたカメラ画像を取得することと、
前記カメラ画像と、前記Ｘ線ＣＴ画像とに基づいて、減弱マップを生成することと、
前記被検体に投与された線源から放射されるガンマ線に基づいた検出データを取得することと、
前記減弱マップと前記検出データとに基づいて、画像を再構成することと
を備えた核医学診断方法。
（付記１２）
コンピュータに、
被検体に関するＸ線ＣＴ画像を取得する機能と、
前記Ｘ線ＣＴ画像に対応する前記被検体の位置及び形状を捉えたカメラ画像を取得する機能と、
前記カメラ画像と、前記Ｘ線ＣＴ画像とに基づいて、減弱マップを生成する機能と、
前記被検体に投与された線源から放射されるガンマ線に基づいた検出データを取得する機能と、
前記減弱マップと前記検出データとに基づいて、画像を再構成する機能と
を実現させるためのプログラム。

１ 核医学診断装置
１０ ＰＥＴガントリ
１１ 検出器リング
１３ 信号処理回路
１５ 同時計数回路
１７ ガンマ線検出器
３０ ＣＴガントリ
３１ Ｘ線管
３２ Ｘ線検出器
３３ 回転フレーム
３４ Ｘ線高電圧装置
３５ ＣＴ制御装置
３６ ウェッジ
３７ コリメータ
５０ 寝台
５１ 基台
５２ 支持フレーム
５３ 天板
５４ 寝台駆動装置
７０ コンソール
７１ ＰＥＴデータメモリ
７２ ＣＴデータメモリ
７３ 処理回路
７４ ディスプレイ
７５ メモリ
７６ 入力インタフェース
７３１ 再構成機能
７３２ 画像処理機能
７３３ 撮像制御機能
７３３ａ ＣＴ画像取得機能
７３４ カメラ画像取得機能
７３５ 減弱マップ生成機能
７３６ 表示制御機能
Ｐ 被検体
ａｔｆ アーチファクト
ｇ１，ｇ３ 撮影画像
ｇ２，ｇ４ カメラ画像
ｃｔ１～ｃｔ２ Ｘ線ＣＴ画像
ｂｉｎ１～ｂｉｎ４ 二値画像
ｍｋ１～ｍｋ４、ｍｋ１ａ～ｍｋ２ａ マスク画像
ａｔｔ１～ａｔｔ４ 減弱マップ
ｗ１ 壁

Claims (12)

1. 被検体に関するＸ線ＣＴ画像を取得するＣＴ画像取得部と、
   前記Ｘ線ＣＴ画像に対応する前記被検体の位置及び形状を捉えたカメラ画像を取得するカメラ画像取得部と、
   前記カメラ画像と、前記Ｘ線ＣＴ画像とに基づいて、減弱マップを生成する減弱マップ生成部と、
   前記被検体に投与された線源から放射されるガンマ線に基づいた検出データを取得する取得部と、
   前記減弱マップと前記検出データとに基づいて、画像を再構成する再構成部と
   を備えた核医学診断装置。
2. 前記減弱マップ生成部は、
   前記カメラ画像に基づいて、前記Ｘ線ＣＴ画像から前記被検体の領域とは異なるアーチファクト領域を除去するように前記Ｘ線ＣＴ画像を更新し、
   更新されたＸ線ＣＴ画像に基づいて、前記減弱マップを生成する、
   請求項１に記載の核医学診断装置。
3. 前記減弱マップ生成部は、
   前記Ｘ線ＣＴ画像を前記被検体に関する領域か否かで二値化して第１二値画像を生成し、
   前記カメラ画像を前記被検体の領域か否かで二値化してマスク画像を生成し、
   前記マスク画像に基づいて、前記第１二値画像に含まれる前記被検体に関する領域から前記被検体の領域とは異なるアーチファクト領域を抽出した第２二値画像を生成し、
   前記第２二値画像に基づいて、前記Ｘ線ＣＴ画像から、前記第２二値画像のアーチファクト領域に対応する領域を除去するように前記Ｘ線ＣＴ画像を更新する、
   請求項２に記載の核医学診断装置。
4. 前記カメラ画像は、前記被検体が載置された寝台を更に捉えており、
   前記減弱マップ生成部は、
   前記カメラ画像内の前記寝台と、予め設定された前記寝台の形状に関する情報とに基づいて、前記被検体と前記寝台との境界を検出し、前記境界から前記被検体とは反対側を前記被検体とは異なる領域の一部として前記マスク画像を生成する、
   請求項３に記載の核医学診断装置。
5. 前記第１二値画像は、前記Ｘ線ＣＴ画像から生成された第１減弱マップである、
   請求項３に記載の核医学診断装置。
6. 前記減弱マップ生成部は、
   前記Ｘ線ＣＴ画像から第１減弱マップを生成し、
   前記カメラ画像に基づいて、前記第１減弱マップから前記被検体の領域とは異なるアーチファクト領域を除去することにより、前記減弱マップを生成する、
   請求項１に記載の核医学診断装置。
7. 前記減弱マップ生成部は、
   前記Ｘ線ＣＴ画像を前記被検体に関する領域か否かで二値化して前記第１減弱マップを生成し、
   前記カメラ画像を前記被検体の領域か否かで二値化してマスク画像を生成し、
   前記マスク画像に基づいて、前記第１減弱マップに含まれる前記被検体に関する領域から前記被検体の領域とは異なるアーチファクト領域を除去することにより、前記減弱マップを生成する、
   請求項６に記載の核医学診断装置。
8. 前記カメラ画像は、少なくとも１つの光学カメラ、３Ｄカメラ、赤外線カメラ、超音波センサ、又はテラヘルツカメラから前記カメラ画像取得部により取得された画像である、請求項１に記載の核医学診断装置。
9. 前記再構成される前記画像は、ＰＥＴ画像又はＳＰＥＣＴ画像である、請求項１に記載の核医学診断装置。
10. 前記核医学診断装置は、ＰＥＴ装置、ＳＰＥＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ／ＣＴ装置、及びＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ／ＣＴ装置のうち、いずれか一つである、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の核医学診断装置。
11. 被検体に関するＸ線ＣＴ画像を取得することと、
    前記Ｘ線ＣＴ画像に対応する前記被検体の位置及び形状を捉えたカメラ画像を取得することと、
    前記カメラ画像と、前記Ｘ線ＣＴ画像とに基づいて、減弱マップを生成することと、
    前記被検体に投与された線源から放射されるガンマ線に基づいた検出データを取得することと、
    前記減弱マップと前記検出データとに基づいて、画像を再構成することと
    を備えた核医学診断方法。
12. コンピュータに、
    被検体に関するＸ線ＣＴ画像を取得する機能と、
    前記Ｘ線ＣＴ画像に対応する前記被検体の位置及び形状を捉えたカメラ画像を取得する機能と、
    前記カメラ画像と、前記Ｘ線ＣＴ画像とに基づいて、減弱マップを生成する機能と、
    前記被検体に投与された線源から放射されるガンマ線に基づいた検出データを取得する機能と、
    前記減弱マップと前記検出データとに基づいて、画像を再構成する機能と
    を実現させるためのプログラム。