JP4057509B2 - Ｘ線ｃｔ装置及びそのための容器 - Google Patents

Description

本発明はＸ線ＣＴ装置に関し、特に、動物実験等で用いられる小動物のＣＴ測定に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、検体を透過するＸ線ビームを回転させ、これにより得られたデータに基づいて、検体の断層画像や三次元画像を再構成する装置である。Ｘ線ＣＴ装置は、人体の疾病診断用として用いられる他に、研究、実験などの目的のために、人体以外の動物や他の物体の測定においても用いられている。例えば、製薬会社においては、動物実験の結果の検証のためにＸ線ＣＴ装置が用いられる。この場合、検体としては、モルモット、ラット、マウス、ハムスター、ウサギ、犬、猫などの小動物をあげることができる。また、それらの小動物から分離された組織片が検体となる場合もある。従来において、Ｘ線ＣＴ装置を用いて、小動物のＸ線診断を行う場合には、例えば、検体は単なる水平ベッドの上に載せられていた。

なお、下記特許文献１には、犬などの動物が配置される単純なＶ溝を有する台を備えた獣医用のＸ線撮影装置（いわゆるレントゲン撮影装置）が開示されている。この装置において、小動物の前部及び後部は開放されている。下記特許文献２には、産業用のＸ線ＣＴ装置が開示されている。この文献によれば、サンプル側が回転駆動され、また、Ｘ線発生装置とサンプルとの間の距離を可変することにより、拡大投影像が得られている。この装置において、測定対象であるサンプルは工業製品であり、生体ではない。また、そのサンプルは剥き出し状態におかれて測定されている。

特開２００１−２９９７８６号公報 特開平５−３２２８０２号公報

従来においては、各検体ごとにＣＴ測定が行われている。よって、多数の検体に対してＣＴ測定を行う場合、一定時間間隔で測定対象となる検体を交換する必要があり、すなわち、人為的な交換作業が繰り返し発生し、そのために他の作業が繰り返し中断され、これにより測定効率の低下あるいは人為的負担の増大という問題が生じていた。

なお、上記従来のＸ線ＣＴ装置に見られるように、水平ベッド上に小動物を単に載せただけで測定を行うのでは、小動物の位置決め及びその保持が非常に困難となる。位置決めが適正でないと、有効視野から小動物の体の一部がはみ出してしまうという問題もある。また、小動物が測定中に動くと、画質が著しく低下する。また、小動物の体毛や尾などがガントリその他の機構に接触すると、衛生上の問題が生じやすい。更に、小動物の排泄物や脱落体毛など（つまり汚物）が外部へ放出されると、上記同様に、衛生上の問題が生じる。これらの問題の内の１又は複数の問題は、場合によっては、小動物以外の被検体についても指摘できるものである。また、これらの問題の内の１又は複数の問題の解決が要請される。

本発明の目的は、複数の検体をまとめてＣＴ測定できるようにすることにある。

本発明の他の目的は、複数の検体に対するＣＴ測定能率を向上させることにある。

（１）本発明は、回転中心軸の方向に対して交差する方向にＸ線ビームを形成する測定ユニットと、前記回転中心軸の方向に整列した複数の検体からなる検体列を収納する容器と、前記測定ユニットに対して前記容器を前記回転中心軸の方向へ相対的に移動させる移動機構と、前記容器に対して前記測定ユニットを前記回転中心軸周りに相対的に回転させる回転機構と、前記容器内の各検体ごとに測定データを管理し、各測定データを処理するデータ処理手段と、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、容器には、測定対象である複数の検体からなる検体列が収容され、その容器が測定ユニットに対して相対的に移動走査される。一方、測定ユニットが容器に対して相対的に回転走査される。１回の移動走査で複数の検体について同時にＣＴ測定を行えるので、検体の交換の手間や時間的ロスを解消して、効率的な測定を行える。その際に、必要ならば、ユーザーは別の作業を行えるという利点もある。また、データ処理手段により、移動走査に伴って取得される複数の測定データ（例えば複数のＣＴ画像）を各検体ごとに区別して管理し、また各検体ごとにデータ処理（例えば画像処理）を行って各種の計測を行うことが可能となる。

各検体は容器内に収容されるため、検体を剥き出しで測定する場合に生じる問題を回避できる。各検体はマウスなどの小動物であってもよいし、それらの小動物から分離された組織であってもよい。上記の移動走査は、容器又は測定ユニットを駆動してもよいし、両者を相対運動させてもよい。これは上記の回転走査についても同様である。また、移動走査は連続的又は断続的であってもよい。容器あるいは検体列の全部をカバーする移動走査を行うのが通常であるが、場合によっては一部の範囲のみ移動走査を行うようにしてもよい。容器は水平状態又は垂直状態におかれてもよい。

望ましくは、前記容器は、前記複数の検体における隣接検体間を仕切るセパレータを有する。このようなセパレータによって、前後に隣接する検体を空間的に分離し、相互接触や汚染などを防止できる。

望ましくは、前記容器には、前記回転中心軸の方向に複数の設置位置が設定され、前記セパレータは、前記複数の設置位置におけるいずれかの位置に設置される。この構成によれば、各検体の大きさに応じて各検体ごとの収容室の大きさを自在に設定できる。例えば、容器に収容する検体数をそのサイズに応じて切り換えることも容易である。

望ましくは、前記セパレータには、前記容器内における一方側の検体室と他方側の検体室とを連通する開口が形成される。この構成によれば、各検体への空気あるいは麻酔ガスの供給を図ることができる。

望ましくは、前記セパレータには、そのＣＴ画像から読み取り可能な識別コードが施される。この構成によれば、容器の移動走査を行う過程において、セパレータについても１又複数のＣＴ画像を取得し、その解析をもって各検体についての識別情報を取得できる。そのような識別情報は、各検体ごとにＣＴ画像を管理する際に利用される。この構成によれば、別途識別情報を入力する必要がないので簡便且つ確実である。

望ましくは、前記識別コードは、前記セパレータに形成された複数の孔の配列として構成される。この構成によれば、複数の孔（貫通穴、非貫通穴を含む）の個数、配列などのパターンによって識別コードが表現される。

望ましくは、前記セパレータは、Ｘ線遮蔽部材で構成される。この構成によれば、検体間において散乱Ｘ線シールドを行え、Ｘ線漏洩による問題を軽減、解消できる。例えば、ＣＴ測定前の検体に不必要に漏洩Ｘ線が照射されてしまうことを防止できる。

望ましくは、前記セパレータには検体としての小動物の尾が挿通される尾挿通部が形成される。この構成によれば、尾の位置決めを行えるとともに、前の小動物の尾（尻尾）が直後の小動物の頭部などに接触し、画像処理において検体分離が正しく行えなくなってしまう問題を防止できる。

（２）また、本発明は、回転中心軸の方向に対して交差する方向にＸ線ビームを形成する測定ユニットと、前記回転中心軸の方向に整列した複数の検体からなる検体列を収容する容器と、前記測定ユニットに対して前記容器を前記回転中心軸の方向へ相対的に移動させる移動機構と、前記容器に対して前記測定ユニットを前記回転中心軸周りに相対的に回転させる回転機構と、前記容器内の各検体ごとに測定区間を設定する測定区間設定手段と、前記設定された各測定区間ごとの測定データを管理し、各測定データを処理するデータ処理手段と、を含むことを特徴とする。

望ましくは、前記測定区間設定手段は、前記複数の検体についてのスカウト画像上においてユーザー指定された各区間を前記測定区間として設定する。ここで、スカウト画像は通常のレントゲン撮像のような二次元透過画像である。

望ましくは、前記測定区間設定手段は、前記複数の検体についてのスカウト画像を形成する手段と、前記スカウト画像に対する区間設定用の画像処理によって前記各検体ごとの測定区間を設定する手段と、を含む。望ましくは、前記区間設定用の画像処理は、前記回転中心軸の方向における各位置において前記回転中心軸の方向を横切る探索方向を設定し、各探索方向に沿って画素値評価を行って、前記回転中心軸方向における各位置ごとの評価値からなる評価値分布を生成する処理と、前記評価値分布に対して各検体ごとに測定区間の両端を検出する処理と、を含む。

上記構成によれば、自動的な区間設定を行えるので簡便であり、また必要な範囲を確実に測定できるので能率的な計測を行える。

（３）また、本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に対してセットされ、小動物又はそこから分離された組織としての複数の検体を収容する中空の容器であって、容器中心軸方向に縦並びで整列した複数の検体を収容することが可能な長さを有し、全部又は一部が透明性をもって構成されたことを特徴とする。

望ましくは、前記複数の検体における隣接検体間を仕切るセパレータを有する。望ましくは、前記複数の検体が小動物である場合に、前方の小動物の尾を後方の小動物から空間的に隔てる分離部材を含む。

上記の小動物は例えば製薬実験などに用いられる比較的小型のネズミ類に属する動物である。それらの全体を包み込めば、装置への小動物（例えばその尾や毛）の接触、排泄物などの流出、などの問題を解消できる。容器は、筒状形状として構成するのが望ましい。円筒形状は通常、小動物の収容部材として好適であり、また、ビーム走査面上におけるＣＴ測定が可能な有効視野も円形であるために、ＣＴ測定との適合性もよい。また、一部又は全部が透明であれば、測定中にも内部の小動物を観察でき、その状態を確認できる。容器には空気孔あるいは麻酔ガス導入孔を設けるのが望ましい。

上記容器はＸ線ＣＴ装置本体から取り外すことができ、操作性がよい。また、容器を洗浄する場合においても好都合である。更に、容器をディスポーザブルとしてもよい。容器内に検体を収容した状態では、固定部材によって検体が拘束される。これにより、ＣＴ測定における画像ぶれや画像不鮮明という問題を未然に防止できる。また、固定部材の配置により、検体の表面が容器内面から隔てられるので、例えば、ＣＴ画像において脂肪層と容器とをデータ処理上、容易に分離できるなどの利点を得られる。検体周囲に設けられる固定部材としては、ウレタン、スポンジ、エアパッキング、ガーゼなどの目詰め部材などを用いることができる。

以上説明したように、本発明によれば、複数の検体をまとめてＣＴ測定できるので、能率的である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、Ｘ線ＣＴ装置の一例が示されている。このＸ線ＣＴ装置は、特にマウス、ラット、ネズミ、モルモット、ハムスターなどのネズミ類のＣＴ測定を行うための装置である。このＸ線ＣＴ装置は、大別して、測定部１０と演算制御部１２とによって構成される。

測定部１０はガントリ１８を備えた本体１６を有する。本体１６の上面１６Ａには開口が形成され、その開口からアーム２６が上方に突出している。アーム２６は後述するスライド機構の一部をなすものであり、そのアーム２６は後に説明する容器２４に連結され、それを回転中心軸方向にスライド運動（移動走査）させる。

一方、ガントリ１８内には後述する測定ユニット（Ｘ線発生器、Ｘ線検出器）が収納され、それらは回転中心軸回りにおいて回転運動する。ガントリ１８の中央部には回転中心軸方向に空洞部１８Ａが形成されている。この空洞部１８Ａは非貫通型であるが、貫通型としてもよい。

容器２４は、本実施形態において、複数の検体（小動物やそこから摘出された組織など）を収納するカプセルであり、その容器２４は本実施形態において略円筒形状を有し、その容器中心軸が回転中心軸に一致した状態で配置される。具体的には、容器２４の基端部７６が上述したアーム２６の上端部に着脱自在に装着される。この場合において、着脱機構としては各種の係合機構あるいはネジ止め機構などを挙げることができる。上述したように、容器２４は中空の円筒形状を有しており、その内部には本実施形態において複数の小動物が配置されるが、このような構成により、小動物の体毛が直接的にガントリ１８に接触することなどを防止できる。また、小動物の排泄物や離脱体毛などが外部に放出されてしまう問題を防止できる。さらに、後述するように、小動物を固定的に拘束することが可能となるので、ＣＴ画像を再構成する場合における画像ぶれなどの問題を防止することができる。なお、サイズや形状が異なる複数種類の容器を用意して選択的に使用するのが望ましい。

アーム２６に対して容器２４が装着された後、アーム２６が回転中心軸方向に沿って前方に駆動され、これにより、ガントリ１８の空洞部１８Ａ内に容器２４が差し込まれる。この時、検体における所定位置に対してＸ線ビームが設定されるように、容器２４の位置決めがなされる。また、そのような測定位置は連続的にあるいは段階的に変更される。

本体１６の上面１６Ａ上には操作パネル２０が設けられており、この操作パネル２０は複数のスイッチや表示器などを有する。この操作パネル２０を利用してユーザーは測定現場において装置の動作を操作することが可能となる。本体１６の下方には複数のキャスター２２が設けられている。ちなみに測定部１０の高さは例えば１００ｃｍである。

次に演算制御部１２について説明する。演算制御部１２は測定部１０に対してケーブル１４によって電気的に接続される。測定部１０と演算制御部１２は同一の室内に設けられてもよいし、互いに別々の場所に設置されてもよい。この演算制御部１２は通常のコンピュータシステムなどによって構成され、具体的には、プロセッサ３０、表示器３２、キーボード３６、マウス３８、記憶装置３４及びプリンタ４０などを有している。この演算制御部１２により、測定部１０の動作が制御され、また、測定部１０から伝送されるデータに基づいてＣＴ画像が構成される。このＣＴ画像は通常は二次元断層画像に相当するものであるが、三次元画像を構築するようにしてもよい。ちなみに、本実施形態の装置において、ガントリ１８内における測定ユニットの回転速度は例えば毎分当たり１０回転である。もちろん、そのような回転速度は用途に応じて適宜設定可能である。

図２には、図１に示したＸ線ＣＴ装置の構成がブロック図として示されている。回転中心軸Ｏを間において、一方側にＸ線発生器５２が設けられ、他方側にＸ線検出器６０が設けられている。Ｘ線発生器５２の照射側にはコリメータ５４が設けられている。Ｘ線発生器５２は図示されるように末広あるいは扇状の（ここではファンビーム形状の）Ｘ線ビーム５６を生成する。一方、Ｘ線検出器６０は複数の（例えば１００個）のＸ線センサを一列に並べたものとして構成され、Ｘ線ビーム５６の開き角度に応じてＸ線の受光開口が設定される。ちなみに、複数のＸ線センサの配列は直線的であってもよいし、円弧状であってもよい。

なお、図２においては、Ｘ線発生器５２と共に用いられる高電圧源や、Ｘ線検出器６０と共に用いられるデータ処理回路などについては図示省略されている。

図２において符号５８は有効視野を示している。これは、Ｘ線ビーム５６を回転走査させた場合におけるＣＴ画像を構成可能な円形の領域である。ちなみに、この有効視野５８は、検体あるいは回転中心軸と、Ｘ線発生器５２及びＸ線検出器６０のそれぞれの位置関係に応じて定まるものである。本実施形態においては変位機構６２が設けられているため、それらの位置関係を変更してＣＴ画像の倍率を機械的に可変することが可能である。

すなわち、変位機構６２には、Ｘ線発生器５２及びＸ線検出器６０が連結されており、変位機構６２はＸ線発生器５２及びＸ線検出器６０の間の距離を維持したまま、それら（つまり測定ユニット）をＸ線ビーム５６のビーム軸方向に変位させる機能を有する。この場合において、回転中心軸Ｏは不変であり、すなわち上述した容器を何ら移動させることなく測定ユニット側を移動させて倍率の変更を行い得る。なお、変位機構６２は変位力を発生するためのモータ６２Ａを備えている。

ガントリ回転機構６６は、回転ベースを回転させることにより、それに搭載された変位機構を含む各構成の全体を回転駆動する機構である。変位機構６２には、測定ユニットが搭載されているため、変位機構６２によって所望の位置に位置決めされた測定ユニットがその位置を保持したまま回転駆動されることになる。ガントリ回転機構６６は、その駆動力を発生するためのモータ６６Ａを有する。

スライド機構６８は図１に示したアーム２６をスライド運動させる移動機構であり、その駆動力はモータ６８Ａによって発生される。操作パネル２０は上述したように本体の上面に設けられる。測定部１０側に設けられたローカルコントローラ（図示せず）に対して操作パネル２０を接続し、そのローカルコントローラと演算制御部１２とが相互に通信を行うように構成してもよい。

ちなみに、図２には、様々な機構６２，６６，６８などが示されているが、それらの機構による位置あるいは変化を検出するためにセンサを設けるのが望ましい。そして、それらのセンサの出力信号に基づいて演算制御部１２がいわゆるフィードバック制御を行うようにするのが望ましい。また、変位機構６２による倍率の可変はユーザー入力により行わせてもよいし、例えば被検体サイズあるいは容器のサイズを自動検知し、その検知したデータに基づいて自動的に倍率を設定するようにしてもよい。さらに、あらかじめ容器の種別などが登録される場合においては、その登録された情報を利用して倍率の設定を行うようにしてもよい。さらに、図２に示す例では、スライド機構６８が駆動源としてのモータ６８Ａを有していたが、そのスライド力を人為的に発生させるようにしてもよい。

次に、演算制御部１２について説明すると、上述したように、プロセッサ３０には、表示器３２、記憶装置３４、キーボード３６、マウス３８、プリンタ４０などが接続されている。また、外部装置との間でネットワークを介して通信を行うための通信部４２が接続されている。

プロセッサ３０は、ＣＰＵ及び各種プログラムによって構成されるものである。図２にはその代表的な機能が示されており、プロセッサ３０は、動作制御部４４、再構成演算部４６、スカウト画像形成部２００、区間設定部２０２、データ管理・処理部２０４を有している。

動作制御部４４は、測定部１０における全体の動作を制御している。再構成演算部４６はＸ線ビームの回転走査によって得られる多くのデータに基づきＣＴ画像を構成する演算を実行する。この場合において三次元画像を構築するようにしてもよい。再構成演算については公知の各種の手法を利用することが可能である。なお、上述した倍率の可変にあたっては、再構成演算で用いられる演算式は基本的にそのまま用いることができる。しかしながら、特殊な倍率の可変方式が適用される場合においては必要に応じて再構成演算式の一部を変更するようにしてもよい。

スカウト画像形成部２００は、複数の検体に対するＣＴ測定に先立って、スカウト画像を形成する。具体的には、測定部１０を回転させない状態で、スライド機構６８により複数の検体を収容した容器が移動走査され、その際に、測定部１０によってＸ線測定が実施される。これにより得られた検出データに基づいて、レントゲン写真のような二次元透過像としてのスカウト画像が形成される。このスカウト画像は、各検体ごとにＣＴスキャン範囲を定める区間を設定するために形成される。

区間設定部２０２は、ユーザー設定によりあるいは自動的に回転中心軸方向における各検体ごとのＣＴスキャン範囲（ＣＴ測定範囲）を設定する。ユーザー設定による場合、表示器３２にスカウト画像が表示され、マウス３８を利用してそのスカウト画像上において目視判断により各検体ごとにＣＴスキャンを行う区間が設定される。自動設定による場合、スカウト画像の画像処理（例えばエッジ検出法）によって、各検体の両端あるいは後述するプレート間が個別的に認識され、各検体の全部あるいは主要部をカバーするようにＣＴスキャンを行う区間が自動的に設定される。これについては後に詳述する。いずれにしても、この区間設定部２０２によってＣＴスキャン範囲が設定され、その設定にしたがって動作制御部４４がＣＴ測定時の動作制御を行う。

なお、上記の区間設定によれば、検体間におけるＣＴスキャン不要範囲について計測をスキップでき、複数の検体それ全体としての測定時間を短縮できるので、効率的である。各検体の範囲が既知あるいは別途登録される場合にはスカウト画像の形成及びそのための測定は不要である。また、区間設定を行わずに、容器全体についてとりあえず多数のＣＴ画像の取得を行い、不要なＣＴ画像を自動的にあるいはユーザー指定により除去するようにしてもよい。

データ管理・処理部２０４は、再構成演算部４６にて形成されたＣＴ画像を各検体ごとに対応付けて管理し、また各ＣＴ画像あるいは特定のＣＴ画像について画像処理を行う手段である。本実施形態では、容器内に複数の検体を収容して、その容器の１回の移動走査で複数の検体についてＣＴ測定を行えるが、そのＣＴ測定結果は自動的に各検体に対応付けられて管理され、また画像処理される。記憶装置３４上には、検体の識別子に対応付けられた複数のＣＴ画像あるいはそれらを画像処理した後の複数の画像が格納される。ここで、各検体の識別子（識別情報）は、入力手段によって入力される。その場合、各検体位置に対応付けつつ、キーボードを用いてユーザー入力させてもよいし、外部から入力されるようにしてもよい。また、各検体ごとに何らかの方式で識別情報をもたせて、それを自動的に読み取るようにしてもよい。セパレータに識別情報を持たせて、それを自動的に読み取る手法については後に詳述する。

表示器３２には、スカウト画像やＣＴ画像が表示される。例えば、ＣＴ画像を表示する場合においては倍率（拡大率）を表す数値あるいはスケールなどを表示するのが望ましい。この構成によれば、画像を視覚的に判断する際に物体の大きさを評価することが可能となる。すなわち、例えば脂肪の量や腫瘍の大きさなどを定量的に判断することが可能となる。

図３には、図１に示した容器２４が斜視図として示されている。容器２４は、その移動方向（回転中心軸方向）２０５へ伸長した全体として細長の円筒形状を有する。容器２４は、大別して、容器本体７０と蓋７２とで構成される。容器本体７０の先端側には先端部７４が設けられ、この先端部７４は平坦な垂直壁を構成し、あるいは、前方側に突出した円錐形状を有する。その先端部７４の中心には必要に応じてエアあるいは麻酔ガスを導入するための貫通孔が形成される。容器本体７０の基端側には基端部７６が設けられている。この基端部７６にも貫通孔を形成してもよい。上述したように、この基端部７６はスライド機構に装着される部分であるが、その装着機構については図示省略されている。図示のように、容器２４が水平状態で配置する場合においては、小動物から排泄された汚物などは容器本体７０の内部に溜めおかれることになり、外部への流出を防止できる。また離脱体毛などが外部へ出ることを防止できる。

容器本体７０には開口７０Ａが形成され、その開口７０Ａには上述した蓋７２が設けられている。この蓋７２は例えば蝶番などによって開閉するものであってもよいし、単にその一辺側が粘着テープなどによって容器本体７０に取り付けられたものであってもよいし、あるいは容器本体７０に対して完全に蓋７２が分離するような構成であってもよい。いずれにおいても、容器本体７０の内部に簡便に複数の小動物を収納できるように構成するのが望ましい。ちなみに、容器２４はそれ全体として透明なＸ線透過部材によって構成されている。その材料としては例えばアクリルやＡＢＳなどの樹脂をあげることができる。内部観察が行える限りにおいて、一部分のみを透明としてもよい。

図３に示す例では容器２４がそれ全体として中空の略円筒形状を有するが、これ以外の形状を採用するようにしてもよい。例えば、中心軸回りに回転対称形状などを挙げることができ、さらにはその断面が楕円形のものや、Ｄ型のもの、あるいは四角形などものを挙げることができる。図２に示した有効視野５８が円形であることを考慮すれば、また、複数の検体を縦並びで配置することを考慮すれば、容器２４の横断面は円形であるのが望ましく、つまり容器の形状として円筒形状を採用するのが望ましい。ちなみに、図１に示した例では、容器２４が水平状態でセットされるが、例えば、容器２４が起立状態でセットされるように構成することもできる。図３に示す例においては、容器２４の長さは例えば３００ｍｍであり、その直径（外径）は例えば５０ｍｍである。

図４には、容器２４内に複数の小動物を収容した状態が模式的に示されている。この例では、容器中心軸方向に沿って３つの小動物８４が並んで配置されている。画像管理上及び画像処理上、各小動物８４は、互いに離間して配置されるのが望ましい。また、測定中に各小動物が動くとＣＴ画像が不鮮明となるために、容器２４内に、Ｘ線をほとんど減弱させない固定部材を収容し、その固定部材によって各小動物を固定するのが望ましい。その場合における固定部材としては、弾性的に変形するスポンジ体、エアパッキング、粘着シート、目づめ部材（ガーゼなど）をあげることができる。

以上のように、容器内に複数の検体を収容できるように構成し、複数の検体について連続してＣＴ測定を行った上で、各検体ごとにデータ管理を行えば、各検体を個別的に測定する場合に比べて、単位時間当たりの検体処理数を増加させることができ、効率的な測定を実現できる。また、各検体間における測定のタイムラグが短くなるため、例えば薬剤投与後における複数の検体について測定時間差を極めて短くできる。容器内に収容する検体数は検体のサイズなどに応じて自在に設定でき、また、同時に収容する検体数に応じて容器の長さ、容器のスライド範囲などを設定するようにしてもよい。図１に示したガントリ１８の空洞部１８Ａは本実施形態において非貫通型であるが、それを貫通型として構成し、より長い容器がスライド運動できるように構成してもよい。

なお、上記の固定部材によれば、小動物８４の動きを防止できると共に、容器の内面から小動物８４の表面を隔てることができるため、データ演算上の利点も得られる。すなわち、容器材料が小動物８４の脂肪や筋肉と等価なＸ線吸収係数を有している場合、小動物８４が容器の内面に接触していると、その容器自体が小動物の一部であるかのようにデータ演算上誤認されてしまう恐れがある。これに対し、小動物８４と容器２４との間にそれらとはＸ線吸収係数の異なる材料を挿入することにより、画像上で両者を弁別して、上記のような誤認を防止することが可能となる。

図５には、容器２４内にセパレータ（仕切板）としての複数の円形プレート２０６を設けた構成が示されている。すなわち、前後に並ぶ小動物８４間には円形プレート２０６が配置され、それによって前後に並ぶ小動物８４が空間的に隔てられ、それらの相互接触が防止されている。特に、ネズミなどの尾が長い小動物を検体とする場合に有効である。また、このような構成によれば、各小動物の位置決めも容易且つ確実となる。後述のように各検体のスキャン区間を自動設定するために、あるいは、検体の識別のために、容器２４の内部における前端及び後端にも円形プレート２０８，２０９を配置するようにしてもよい。円形プレート２０６，２０８，２０９がＸ線遮蔽部材（Ｘ線減衰率が高い部材）で構成されれば、ある検体へのＸ線照射時における散乱Ｘ線が他の検体へ到達することを防止できる。なお、円形プレート２０６、２０８，２０９に、麻酔ガスあるいはエアを流通させる孔を形成してもよい。円形プレート２０６，２０８，２０９は例えば鉛、銅などの金属で構成される。

図６には、図５に示した態様の容器２４が斜視図として示されている。容器２４の内壁には、その中心軸方向に並んで複数のスリット２１０が形成され、いずれかのスリット２１０に対して円形プレート２０６を挿入配置することができる。このように多数のスリット２１０を形成しておけば、各小動物８４のサイズに応じて容器２４の内部空間を所望の大きさをもった複数の測定室として区分することができるので、様々な検体構成に対応できる。

図７には、ＣＴ測定に先立って取得されるスカウト画像が示されている。図において、Ｘ方向は容器中心軸方向（第１水平方向）であり、Ｙ方向はＸ方向に直交する方向（第２水平方向）である。このスカウト画像は、既に説明したように、ガントリ内で測定部を回転させることなくＸビームの照射方向を例えば垂直に固定し、その上で容器を移動走査することによって取得される。

マニュアル設定により各小動物ごとにＣＴ測定区間を設定する場合、例えば、スカウト画像が表示された画面上において、ユーザーによりポインティングデバイスなどを用いてＸ方向における区間２１２Ａ，２１２Ｂ，２１２Ｃが指定される。ＣＴ測定はその区間２１２Ａ，２１２Ｂ，２１２Ｃ内において一定ピッチで実行される。Ｙ方向については、あらかじめ容器の内径などに基づいて計測幅２１４を指定できる。そして、それらに基づいて、各検体ごとに計測エリア２１１が設定される。図７において計測エリア２１１は矩形領域として示されているが、実際には円柱状の領域である。

その一方、自動的に区間２１２Ａ，２１Ｂ，２１２Ｃを設定する場合、スカウト画像に対して画像解析が施され、その画像解析結果から区間２１２Ａ，２１２Ｂ，２１２Ｃが設定される。具体的には、各Ｘ座標において、Ｙ方向が探索方向とされて、そのＹ方向に沿って評価値、具体的には画素値の最大値（最大画素値）が探索される。その最大画素値の分布が図８に示されている。各検体に対応して独立した台形あるいは山形の波形が生じており、その分布に対してしきい値Ｔを設定すれば、それを横切る座標として、各波形の立ち上がり座標及び立ち下がり座標を自動的に特定することが可能となる。このようにして区間２１２Ａ，２１２Ｂ，２１２Ｃが定められる。

また、図５及び図６に示した円形プレート２０６，２０８，２０９が用いられる場合、上記同様にＸ方向の各位置で最大画素値を取得すると、図９に示すような分布が得られる。ここで、符号２１６で示される３つの波形２１６は各検体に相当し、符号２０６Ａ，２０８Ａ，２０９Ａで示される波形は各円形プレートに相当する。そこで、各円形プレートの両端を判定するしきい値Ｔを設定すれば、そこを波形が横切るＸ座標として、各円形プレートの一方面及び他方面のＸ座標を特定でき、それらから各区間２１２Ａ，２１２Ｂ，２１２Ｃを自動的に設定することが可能となる。

図１０は、小動物についてのＣＴ画像が例示されている。符号２２０は容器を示し、符号２２２は小動物の断面を示している。なお、容器については画像処理により除去することが容易である。図１０には表現されていないが、小動物の周囲には固定部材が配置されている。このようなＣＴ画像は、各検体ごとに所定ピッチで多数取得されるが、場合によっては特定部位について１又は複数のＣＴ画像を取得するようにしてもよい。

図１１には、円形プレート２０６，２０８に対して穿孔パターン２０６Ｂ，２０８Ｂを形成したものが示されている。各穿孔パターン２０６Ｂ，２０８Ｂは孔の数及び位置によって特定の識別コードを表すものである。各円形プレート２０６，２０８についてそのＣＴ画像を取得すると、そのＣＴ画像の画像解析によって各穿孔パターン２０６Ｂ，２０８Ｂを認識でき、その結果として識別コードを取得できる。例えば、円形プレートと小動物との位置的関係を特定しておけば、すなわち、例えば、小動物の前方にある円形プレートが当該小動物の識別コードを有するというルールが定められていれば、各小動物のＣＴ測定データを管理する際に各小動物の識別コードを自動的に対応付けることが可能となる。なお、円形プレートが容器内部で回転しないように、特定の回転角度でのセット状態が維持されるようにしてもよい。

図１２には、尾挿通部２２４，２２６を有する円形プレート２０６、２０９が示されている。図１３に円形プレート２０６を代表としてその拡大図が示されているが、円形プレート２０６の本体２０６Ｃにはその隅部に貫通した開口が形成され、その開口に対してパイプ状の尾挿通部２２４が連結されている。その尾挿通部２２４の端部は開口２２６となっているが、それが閉じた端部であってもよい。図１４には、尾挿通部の断面を含むＣＴ画像が示されており、そのＣＴ画像において、容器に相当する部分２２０の内部であって、尾挿通部に相当する部分２２４Ａ以外の領域２２８が画像処理あるいは計測の対象となる領域として設定される。なお、尾挿通部が含まれない位置では容器内部の全体が画像処理あるいは計測の対象とされる。

図１５には、円形プレート２０６の他の実施形態が示されている。なお、円形プレート２０９も同じ形態を有する。図１５において、本体２０６Ｄの隅部は貫通した切欠部として構成され、その切欠部に対して断面Ｌ字形を有する尾挿通部２３０が連結されている。その端部２３２は解放されているが、閉じた構成を採用してもよい。図１６には、図１５に示した円形プレートを用いる場合における尾挿通部を含むＣＴ画像が示されている。容器に相当する部分２２０内であって尾挿通部に相当する部分２３０Ａ以外の領域２３２が画像処理対象あるいは計測対象とされる。

図１７には、上記に示した尾挿通部２２４，２２６を有する円形プレート２０６，２０９及び通常の円形プレート２０８を備えた容器２４が模式的に示されている。各小動物の尾はその後側に設けられた円形プレートの尾挿通部内へ導かれ、これによってその尾が後の小動物と接触することが防止されている。符号２３４はデータ解析領域であり、これは基本的に円筒形の領域であるが、尾挿通部に相当する部分が欠落部分２３４Ａとなっている。

次に図１８を用いて動作について説明する。容器内に所定数の検体が収容され、その蓋が閉じられた後に容器が測定部にセットされる。Ｓ１０１では、容器が移動走査され、これによりスカウト画像が取得される。Ｓ１０２では、マニュアル指定モードか自動指定モードかが判断され、ユーザーが前者を選択した場合にはＳ１１０においてスカウト画像上で各検体について測定区間が指定される。後者が選択された場合には、Ｓ１０４において初期設定としてＸに０が与えられ、次に、Ｓ１０５において、Ｘ座標においてＹ方向に沿って各画素の画素値が参照され、その中から最大画素値Ｐｘが特定される。Ｓ１０６では、最大画素値Ｐｘがしきい値を交差したか、すなわち上回ったかあるいは下回ったかが判断され、ｙｅｓであればその時のＸの値が端点のＸ座標（先端Ｘ座標又は尾端Ｘ座標）として保存される。そして、Ｓ１０８では、Ｘが最大値に到達したか否かが判断され、到達していなければＳ１０９でＸが１つインクリメントされて、再びＳ１０５からの各工程が繰り返される。そして、最終的に各区間が設定される。

Ｓ１０８でＸが最大値に到達したと判断されると、あるいは、上記Ｓ１１０の工程が完了すると、Ｓ１１１において各区間に対してＣＴ測定が実行され、すなわち複数の検体に対して連続的にＣＴ測定が実行され、具体的には、各検体ごとに所定ピッチで複数の（例えば４０個の）ＣＴ画像が取得される。この場合、必要に応じて、上記の識別コードの読み取りがなされる。Ｓ１１２では、各検体ごとに計測されたＣＴ画像が管理され、そのＣＴ画像が必要に応じて処理される。以上によれば、複数の検体を連続的に測定できるので効率的であり、各検体ごとのデータ管理も確実に行える。また、一連のＣＴ測定中においてユーザーは他の作業を行うことも可能である。

上記実施形態では、小動物の全体を測定対象としたが、小動物の一部組織（例えば腰椎）を測定対象としてもよい。その場合には、その一部組織がカバーされるように測定区間あるいは画像構成領域を設定する。また、小動物から摘出した摘出骨、摘出脳などを検体として収容するようにしてもよい。上記実施形態では３つの検体が測定されていたが、勿論、２つあるいは４つ以上の検体が同時に測定されてもよい。

本発明に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成を示す図である。 Ｘ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図である。 容器の斜視図である。 複数の検体を収容した状態の容器を示す模式図である。 円形プレートが配置された容器を示す模式図である。 円形プレートが配置された容器を示す斜視図である。 スカウト画像を示す図である。 各検体の両端検出を説明するための図である。 円形プレート間に定義される区間の検出を説明するための図である。 ＣＴ画像の一例を示す図である。 穿孔パターンをもった円形プレートを説明するための図である。 尾挿通部を有する円形プレートを説明するための図である。 尾挿通部を有する円形プレートの斜視図である。 尾挿通部を有する円形プレートについてのＣＴ画像を示す図である。 他の尾挿通部を説明するための斜視図である。 他の尾挿通部を有する円形プレートについてのＣＴ画像を示す図である。 各検体ごとのデータ解析領域を示す図である。 本発明に係るＸ線ＣＴ装置の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０ 測定部、１２ 演算制御部、１８ ガントリ、２４ 容器、４４ 動作制御部、４６ 再構成演算部、２００ スカウト画像形成部、２０２ 区間設定部、２０４ データ管理・処理部、２０６ 円形プレート。

Claims (12)

1. 回転中心軸の方向に対して交差する方向にＸ線ビームを形成する測定ユニットと、
   前記回転中心軸の方向に整列した複数の検体からなる検体列を収納する容器と、
   前記測定ユニットに対して前記容器を前記回転中心軸の方向へ相対的に移動させる移動機構と、
   前記容器に対して前記測定ユニットを前記回転中心軸周りに相対的に回転させる回転機構と、
   前記容器内の各検体ごとに測定データを管理し、各測定データを処理するデータ処理手段と、
   を含み、
   前記容器は、前記複数の検体における隣接検体間を仕切るセパレータを有し、
   前記容器には、前記回転中心軸の方向に複数の設置位置が設けられ、
   前記複数の設置位置のいずれかに前記セパレータが設置される、ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記複数の設置位置は、前記容器の内壁に形成された複数のスリットにより構成される、ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
3. 請求項１記載の装置において、
   前記セパレータには、前記容器内における一方側の検体室と他方側の検体室とを連通する開口が形成されたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
4. 請求項１記載の装置において、
   前記セパレータには、そのＣＴ画像から読み取り可能な識別コードが施されたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
5. 請求項４記載の装置において、
   前記識別コードは、前記セパレータに形成された複数の孔の配列として構成されたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
6. 請求項１記載の装置において、
   前記セパレータは、Ｘ線遮蔽部材で構成されたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
7. 請求項１記載の装置において、
   前記セパレータには検体としての小動物の尾が挿通される尾挿通部が形成されたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
8. 回転中心軸の方向に対して交差する方向にＸ線ビームを形成する測定ユニットと、
   前記回転中心軸の方向に整列した複数の検体からなる検体列を収容する容器と、
   前記測定ユニットに対して前記容器を前記回転中心軸の方向へ相対的に移動させる移動機構と、
   前記容器に対して前記測定ユニットを前記回転中心軸周りに相対的に回転させる回転機構と、
   前記容器内の各検体ごとに測定区間を設定する測定区間設定手段と、
   前記設定された各測定区間ごとの測定データを管理し、各測定データを処理するデータ処理手段と、
   を含み、
   前記容器は、前記複数の検体における隣接検体間を仕切るセパレータを有し、
   前記容器には、前記回転中心軸の方向に複数の設置位置が設けられ、
   前記複数の設置位置のいずれかに前記セパレータが設置される、ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
9. 請求項８記載の装置において、
   前記測定区間設定手段は、前記複数の検体についてのスカウト画像上においてユーザー指定された各区間を前記測定区間として設定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
10. 請求項８記載の装置において、
    前記測定区間設定手段は、
    前記複数の検体についてのスカウト画像を形成する手段と、
    前記スカウト画像に対する区間設定用の画像処理によって前記各検体ごとの測定区間を設定する手段と、
    を含むことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
11. 請求項９記載の装置において、
    前記区間設定用の画像処理は、
    前記回転中心軸の方向における各位置において前記回転中心軸の方向を横切る探索方向を設定し、各探索方向に沿って画素値評価を行って、前記回転中心軸方向における各位置ごとの評価値からなる評価値分布を生成する処理と、
    前記評価値分布に対して各検体ごとに測定区間の両端を検出する処理と、
    を含むことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
12. Ｘ線ＣＴ装置に対してセットされ、小動物又はそこから分離された組織としての複数の検体を収容する中空の容器であって、
    容器中心軸方向に縦並びで整列した複数の検体を収容することが可能な長さを有し、全部又は一部が透明性をもって構成され、
    当該容器は、前記複数の検体における隣接検体間を仕切るセパレータを有し、
    当該容器には、前記回転中心軸の方向に複数の設置位置が設けられ、
    前記複数の設置位置のいずれかに前記セパレータが設置される、ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置用容器。
    

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