JP5664668B2 - データ処理装置およびそれを備えた放射線断層撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の被検体を一括して撮影するときに用いられるデータ処理装置およびそれを備えた放射線断層撮影装置に関する。

研究対象としての被検体をイメージングする装置の一つに放射線断層撮影装置がある。この装置は、被検体の断層画像を生成することができるものであり、実験者は、この画像を参照して被検体の内部情報を知ることができる。

この様な放射線断層撮影装置の従来の構成について説明する。従来装置は、図１４に示す様に、開口が設けられたガントリ５１を有し、このガントリ５１の内部には、被検体に注射投与された放射性薬剤から発生する放射線を検出する検出器リング６２が設けられている。被検体は検出器リング６２の開口の内部に導入される。

ところで生理的な実験一般においては、実験条件を変更させながら複数の実験を行うのが一般的である。つまり、小動物を用いた実験においては、実験処理を少しずつ違えながら複数の小動物について行い、何らかの傾向を示した実験結果を得ることがよく行われる。従って、小動物用放射線断層撮影装置のイメージングは、複数の小動物について行うのが通常である。

実験の作業効率を高めるには、一度の撮影で複数の被検体を撮影するようにすればよい。そこで、従来の構成においては、複数の被検体を収納できるホルダを備えている。このホルダがガントリ５１内部に載置された状態で断層画像の撮影が行われる（例えば特許文献１，特許文献２，特許文献３参照）。

ホルダには複数の被検体が収納されているのであるから、断層画像には複数の被検体が写り込んでいることになる。実験者は断層画像に現れた被検体の断面像について種々の解析をして、実験結果を導き出す。
特開２００４−１２１２８９号公報 特開２００５−１４０５６０号公報 特開２００５−１４０５６１号公報

しかしながら、従来の構成によれば、次のような問題点がある。
すなわち、１つの断層画像に複数の断面像が写り込んでいると、解析作業が困難となるという問題点がある。被検体の条件を変えて実験を行う場合、被検体の断面像は互いに異なった様子で断層画像に写り込む。例えば、断層画像に写り込む断層像の輝度が断層像の間でまちまちとなる。断層画像を視認しやすいように輝度調節をするときに、断層画像に明るく写り込んでいる断層像に基準にすると、他の暗く写り込んでいる断層像が更に暗くなりすぎて視認性が悪化する。逆に輝度調節の際、断層画像に暗く写り込んでいる断層像に基準にすると、他の明るく写り込んでいる断層像が更に明るくなりすぎて視認性が悪化する。

このように、被検体の断層像個別に輝度調節などの画像処理を行わなければならない場合は、実験者が断層画像に写り込む断層像を個別にトリミングして、単一の断層像が写り込んだ画像を生成しなければならない。

この様な事情は輝度調節に限らない。すなわち、被検体の体重で放射性薬剤の発生強度を補正しようとするときも同様なトリミング作業が必要となる。また、被検体の放射性薬剤の分布を仮想平面に投影する画像を生成しようとするときでも、トリミング作業をしなければ他の被検体が邪魔となって解析に耐える画像が取得できない。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数の被検体を一括して撮影するときに用いられるデータ処理装置およびそれを備えた放射線断層撮影装置において、実験の作業効率を向上することができるデータ処理装置およびそれを備えた放射線断層撮影装置を提供することにある。

本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係るデータ処理装置は、放射線断層撮影装置が出力する３次元空間データに処理を施すデータ処理装置であって、複数の被検体を包含する３次元空間データを分割して、単一の被検体を包含する分割データを生成する分割手段と、分割データに基づいて２次元画像を生成する解析画像生成手段とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明によれば、実験の作業効率を向上することができるデータ処理装置が提供できる。すなわち、本発明にデータ処理装置は、複数の被検体を包含する３次元空間データを分割して、単一の被検体を包含する分割データを生成する分割手段を備えている。つまり、本発明によれば、３次元空間データに自動でトリミング処理を施すような構成となっているので、３次元空間データに包含される被検体のデータは、自動かつ一括に個別の分割データに切り分けられる。これにより、実験者は断層像を個別にトリミングする必要がなくなり、後段の画像解析が大幅に容易となる。

また、上述のデータ処理装置において、指示を入力させる入力手段と、３次元空間データの分割の様式を記憶する記憶手段とを備え、入力手段に３次元空間データの分割の様式を指定する入力がされると、分割手段は指定された分割の様式を記憶手段から読み出して分割の動作をすればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明のデータ処理装置のより具体的構成を示すものとなっている。上述の構成にように入力手段に３次元空間データの分割の様式を指定する入力がされると、分割手段は指定された分割の様式に従って分割の動作をするようにすれば、より汎用性の高いデータ処理装置が提供できる。

また、上述のデータ処理装置において、記憶手段に記憶される分割の様式は、３次元空間データに含まれる被検体保持用のホルダの種類と対応づけられており、入力手段にホルダの種類を指定する入力がされると、分割手段は、ホルダに応じて分割の様式を選択して分割の動作をすればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明のデータ処理装置のより具体的構成を示すものとなっている。上述の構成のように被検体保持用のホルダの種類を指定することで分割手段の動作を変更できるようにすれば、より操作性の高いデータ処理装置が提供できる。

また、上述のデータ処理装置において、３次元空間データを基に、３次元空間データに含まれる被検体保持用のホルダの形状を取得するホルダ形状取得手段を備え、分割手段は、ホルダ形状取得手段によって取得されたホルダの形状に基づいて分割の動作をすればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明のデータ処理装置のより具体的構成を示すものとなっている。上述の構成のように３次元空間データからホルダの形状を取得し、取得されたホルダの種類を指定することで分割動作を変更できるようにすれば、実験者がホルダの種類を入力指定しなくても動作し、より利便性が向上したデータ処理装置が提供できる。

また、本発明に係る放射線断層撮影装置は、複数の被検体を断層撮影する放射線断層撮影装置であって、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する検出手段と、検出手段の出力を基に、複数の被検体を包含した３次元空間データを生成するデータ生成手段と、３次元空間データを分割して、単一の被検体を包含した分割データを生成する分割手段と、分割データに基づいて２次元画像を生成する解析画像生成手段とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］上述の構成は、本発明のデータ処理装置を放射線断層撮影装置に適用したものとなっている。すなわち、上述のデータ処理装置を放射線透過により被検体の断層像を取得するタイプの放射線断層撮影装置に適用すれば、放射線断層撮影装置で一度に複数の被検体の撮影をしたとしても、効率的に解析可能な放射線断層撮影装置が提供できる。

また、本発明に係る放射線断層撮影装置は、複数の被検体を断層撮影する放射線断層撮影装置であって、被検体から放射される放射線を検出する検出器リングと、検出器リングの中空部に配置されるとともに複数の被検体を収納するホルダと、検出器リングの出力を基に、複数の被検体を包含した３次元空間データを生成するデータ生成手段と、３次元空間データを分割して、単一の被検体を包含した分割データを生成する分割手段と、分割データに基づいて２次元画像を生成する解析画像生成手段とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］上述の構成は、本発明のデータ処理装置を放射線断層撮影装置に適用したものとなっている。すなわち、上述のデータ処理装置を被検体から放射される放射線を測定することにより断層像を取得するタイプの放射線断層撮影装置に適用すれば、放射線断層撮影装置で一度に複数の被検体の撮影をしたとしても、効率的に解析可能な放射線断層撮影装置が提供できる。

また、上述の放射線断層撮影装置において、小動物撮影用となっていればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な態様を示すものとなっている。
また、解析画像生成手段が生成する２次元画像としては投影像や断層画像が選択できる。

本発明によれば、実験の作業効率を向上することができるデータ処理装置が提供できる。すなわち、本発明によれば、３次元空間データに包含される被検体のデータは、自動かつ一括に個別の分割データに切り分けられる。これにより、実験者は断層像を個別にトリミングする必要がなくなり、後段の画像解析が大幅に容易となる。

実施例１に係るデータ処理装置の構成を説明する機能ブロック図である。 実施例１に係る空間データについて説明する模式図である。 実施例１に係る分割データについて説明する模式図である。 実施例１に係る表示部の表示について説明する模式図である。 実施例１に係るＭＩＰ画像について説明する模式図である。 実施例２に係るＸ線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。 実施例２に係るホルダを説明する平面図である。 実施例２に係るＸ線断層撮影装置の動作を説明するフローチャート図である。 実施例２に係るＸ線断層撮影装置の動作を説明する断面図である。 実施例３に係る断層撮影装置を説明する機能ブロック図である。 本発明の１変形例に係るデータ処理装置の構成を説明する模式図である。 本発明の１変形例に係るデータ処理装置の構成を説明する模式図である。 本発明の１変形例に係るデータ処理装置の構成を説明する模式図である。 従来構成の断層撮影装置を説明する断面図である。

Ｄ１ 空間データ（３次元空間データ）
Ｄ２ 分割データ
３ Ｘ線管（放射線源）
４ ＦＰＤ（検出手段）
１２ 空間データ生成部（データ生成手段）
１３ 分割部（分割手段）
１７ ホルダ形状取得部（ホルダ形状取得手段）
２６ 操作卓（入力手段）
２８ 記憶部（記憶手段）
３２ 検出器リング

以下、発明を実施するための最良の形態として、各実施例について説明する。

実施例１に係るデータ処理装置１は、図１に示すように、複数の被検体を包含した空間データＤ１を入力すると、各種の画像処理が施された２次元画像Ｐが生成される構成となっている。空間データＤ１とは、各種の断層撮影装置を用いて複数の被検体を一度に撮影した時に得られる生データを再構成したものである。生データは、具体的には、サイノグラムやリストデータ等を意味している。リストデータとは後述のＰＥＴ装置でよく用いられるデータ形式である。空間データＤ１は、本発明の３次元空間データに相当する。

実施例１に係るデータ処理装置１は、図１に示す様に、空間データＤ１を分割して単一の被検体を包含した分割データＤ２を生成する分割部１３と、分割データＤ２を基に２次元画像Ｐを生成する解析画像生成部１４とを有している。分割部１３は、本発明の分割手段に相当する。

空間データＤ１は、図２に示す様に、複数の被検体（マウス）を３次元空間上に包含する３次元マトリックスデータとなっている。この空間データＤ１は、放射線断層撮影装置により検出されたデータ（例えば輝度）が各ボクセルに配列されているものである。空間データＤ１は、放射線断層撮影装置の撮影視野内に複数の被検体を導入した状態で取得されたものであり、被検体を保持するホルダもこの空間データＤ１に表されている。空間データＤ１は、直方体の空間内にボクセルが配列されて構成される。空間データＤ１が直方体を表すものとなっているのは、この様にするとデータの保持に都合がよいからである。直方体を表す空間データＤ１の内部には、円柱形状となっている放射線断層撮影装置の視野範囲の全域が含まれる。また、図２においてホルダは、各被検体を区切る仕切りとして表されている。

このように、空間データＤ１は、放射線断層撮影装置が断層画像を生成する前の段階の３次元再構成データに相当している。

分割データＤ２は、図３に示す様に、単一の被検体を３次元空間上に包含する３次元マトリックスデータとなっている。この分割データＤ２は、空間データＤ１と同様、放射線断層撮影装置により検出されたデータが各ボクセルに配列されているものである。分割データＤ２は、ボクセルが配列されて構成され、空間データＤ１が円柱形に切り取られたものである。データの保持を容易とする目的で円柱形となっている分割データＤ２の外側にヌルデータのボクセルを付加して長方形に整形してもよい。

分割部１３は、空間データＤ１の一部を取り出して、分割データＤ２を生成する。このような動作をすることで、複数の被検体を包含していた空間データＤ１は、単一の被検体を包含した分割データＤ２に変換される。分割部１３は、空間データＤ１に包含される被検体の各々について分割データＤ２を生成する。したがって、空間データＤ１から複数の分割データＤ２が生成されることになる。

操作卓２６は、実験者（術者）の指示を入力させる目的で設けられている。記憶部２８は、分割部１３，解析画像生成部１４が参照するパラメータ等の動作に関する情報の一切を記憶する。操作卓２６は、本発明の入力手段に相当し、記憶部２８は、本発明の記憶手段に相当する。

分割部１３が空間データＤ１を分割するときの動作について説明する。記憶部２８には、分割部１３が行う分割の様式を記憶している。この分割の様式は、空間データＤ１上の分割データＤ２として取り出される座標を表すデータとして記憶部２８に記憶されている。空間データＤ１から複数の分割データＤ２が生成されるのであるから、記憶部２８が記憶する分割の様式は分割データＤ２の各々について準備されていることになる。

実験者が操作卓２６を通じて、検査の目的に応じた分割の様式を指定すると分割部１３は、指定された分割の様式を記憶部２８から読み出して空間データＤ１を基に複数の分割データＤ２を生成する。

なお、この際、空間データＤ１に対する分割データＤ２の位置を調節することもできる。実験者が操作卓２６を通じて分割の様式を指定すると、図４に示す様に、断層像を表示する表示部２５には、空間データＤ１を示す大きな矩形と、この矩形の内部に分割データＤ２の切り出し位置を示す点線の小さな円とが現れる。実験者は操作卓２６を通じて表示部２５に現れた小さな円を移送させることができる。表示部２５に現れた小さな円を移動させると、分割部１３は、これに応じて分割データＤ２の切り出し位置を変更して分割の動作をする。

また、分割部１３が空間データＤ１を分割するときの動作は上述の構成に限られない。すなわち、分割部１３は、空間データＤ１に表されているホルダの形状の種類を基に分割の動作をするようにしてもよい。すなわち、実験者が操作卓２６を通じて放射線断層撮影装置の撮影で用いたホルダの型式（種類）を指定すると、分割部１３は、そのホルダの型式に対応づけられた状態で記憶部２８に記憶された分割の様式に関するデータを記憶部２８より読み出す。そして、分割部１３は、指定がされたホルダの型式に応じた分割の様式を選択し、これに基づいて分割の動作をすることになる。この様な動作をするときは、記憶部２８が分割の様式をホルダの種類と対応づけて記憶する構成を採用する必要がある。

また、データ処理装置１が実験者の入力に依らないで空間データＤ１より分割の様式を決定することもできる。この様な構成の場合、空間データＤ１は、ホルダ形状取得部１７にも送られる（図１参照）。ホルダ形状取得部１７は、空間データＤ１に表されている構造物のうち、ホルダの形状を抽出して、ホルダの内部に被検体が導入される空間が空間データＤ１においてどの位置に存するかを示す座標データＨを分割部１３に送出する。分割部１３は、この座標データＨに基づいて分割の動作をする。ホルダ形状取得部１７は、空間データＤ１に表されている構造物の形状を判定する。構造物の形状が空間を仕切る板状、または円柱形状であったりする場合は、ホルダ形状取得部１７は、この構造物は被検体ではなくホルダによるものであると判定する。この様な動作をするときは、操作卓２６および記憶部２８は、必ずしも必要ではない。ホルダ形状取得部１７は、本発明のホルダ形状取得手段に相当する。

分割データＤ２は、解析画像生成部１４に送出される。解析画像生成部１４は、３次元マトリックスデータとなっている分割データＤ２を用いて２次元画像Ｐを生成する。生成される２次元画像Ｐとしては、例えば断層画像、ＳＵＶ画像、ＭＩＰ画像などがある。これら画像の詳細については後述のものとする。

断層画像は、被検体の断層像を写し込んだ画像である。解析画像生成部１４は、分割データＤ２の全体に輝度調節などのデータ処理をして、被検体をある平面で裁断したときの断層像が写り込んだ断層画像を生成する。

ＳＵＶ(Standardized Uptake Value)画像は、放射性薬剤の分布を正規化して得られたＳＵＶ値の分布を表現する断層画像である。解析画像生成部１４は、被検体に投与した放射性薬剤の放射能と、被検体の体重とによって分割データＤ２の全体を正規化して、ＳＵＶ値を取得する。

ＭＩＰ(Maximum Intensity Projection)画像は、図５に示す様に、円柱形状となっている分割データＤ２が表す空間をある平面Ｆに投影したときの２次元画像となっている。ＭＩＰ画像は、次のようにして生成される。まず、ＭＩＰ画像を生成しようとするときの平面Ｆのある位置で平面Ｆと直交する直線を考える。この直線が通過するボクセルデータ（図４においては斜線で表示）が示す各輝度のうち、最大輝度のものを選択し、これを平面Ｆにおける直線の通過する位置に配置する。この動作を平面Ｆ上の他の位置についても行えば、各直線における最大輝度が２次元的に配列されたＭＩＰ画像が取得されることになる。分割データＤ２には一体の被検体のみが含まれているので、ＭＩＰ画像を生成する際に複数の被検体が重ね合わせられることがない。

主制御部２７は、各制御部を統括的に制御する目的で設けられている。この主制御部２７は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各部１３，１４，１７を実現している。

以上のように、実施例１の構成によれば、実験の作業効率を向上することができるデータ処理装置１が提供できる。すなわち、実施例１の構成にデータ処理装置１は、複数の被検体を包含する空間データＤ１を分割して、単一の被検体を包含する分割データＤ２を生成する分割部１３を備えている。つまり、実施例１の構成によれば、空間データＤ１に自動でトリミング処理を施すような構成となっているので、空間データＤ１に包含される被検体のデータは、自動かつ一括に個別の分割データＤ２に切り分けられる。これにより、実験者は断層像を個別にトリミングする必要がなくなり、後段の画像解析が大幅に容易となる。

また、上述の構成にように操作卓２６に空間データＤ１の分割の様式を指定する入力がされると、分割部１３は指定された分割の様式に従って分割の動作をするようにすれば、より汎用性の高いデータ処理装置１が提供できる。

上述の構成のように被検体保持用のホルダの種類を指定することで分割部１３の動作を変更できるようにすれば、より操作性の高いデータ処理装置１が提供できる。

そして、上述の構成のように空間データＤ１からホルダの形状を取得し、取得されたホルダの種類を指定することで分割動作を変更できるようにすれば、実験者がホルダの種類を入力指定しなくても動作し、より利便性が向上したデータ処理装置１が提供できる。

次に、実施例２に係る放射線断層撮影装置について説明する。実施例２における放射線断層撮影装置は、実施例１におけるデータ処理装置をＣＴ装置に組み込んだものとなっている。実施例２におけるＸ線は本発明における放射線に相当し、ＦＰＤはフラットパネル・ディテクタの略である。

まず、実施例２に係るＸ線断層撮影装置について説明する。Ｘ線断層撮影装置２０は、図６に示す様に被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の伸びる方向に貫通した貫通孔を有するガントリ１０とを備えている。天板２は、ガントリ１０の貫通孔に挿通されており、天板２を支持する支持台２ａに対して天板２の伸びる方向に進退自在に移動することができる。この天板２の移動は天板移動機構１５が行う。天板移動制御部１６は、天板移動機構１５を制御するものである。

ガントリ１０の内部には、Ｘ線を照射するＸ線管３と、Ｘ線を検出するＦＰＤ４とが設けられている。Ｘ線管３から照射されたＸ線は、ガントリの貫通孔を横切るように通過して、ＦＰＤ４に到達する。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明の検出手段に相当する。

Ｘ線管制御部６は、所定の管電流、管電圧、パルス幅でＸ線管３を制御する目的で設けられている。ＦＰＤ４は、Ｘ線管３から発せられ、被検体Ｍを透過したＸ線を検出して検出信号を生成する。この検出信号は、画像生成部１１に送出され、そこで被検体Ｍの投影像が写り込んだ透視画像Ｐ０が生成される。空間データ生成部１２は、画像生成部１１で生成された透視画像Ｐ０を基に、Ｘ線の通過の易さを表した輝度が３次元的に配列された空間データＤ１を生成する。２次元画像生成部１８は、実施例１における分割部１３，解析画像生成部１４，およびホルダ形状取得部１７をまとめて表しているものであり、本発明の中核である。２次元画像生成部１８に空間データＤ１を入力すると２次元画像Ｐが出力される。空間データ生成部１２は、本発明のデータ生成手段に相当する。

Ｘ線管３およびＦＰＤ４の回転について説明する。Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、回転機構７により、天板２の伸びる方向に伸びた中心軸を中心に一体的に回転される。回転制御部８は回転機構７を制御するものである。

ホルダ５は、図７に示すように円柱形状となっているガントリ１０の貫通孔に倣って円筒形となっており、ホルダ５をＺ方向から見たとき、Ｚ方向に延伸した円筒形状となっている外壁５ａの内部には、内部を仕切る仕切り板５ｂが設けられている。この仕切り板５ｂは、図７においては、ホルダ５の内部を４分割する構成となっており、Ｚ方向に延伸した部材である。被検体ＭはＺ方向から見て、この仕切り板５ｂで隔てられるように一体ずつホルダ５に収納される。ホルダ５はＺ方向に伸びているので、被検体Ｍを各仕切り板５ｂが仕切る空間に直列方向に配列してもよく、この直列方向に配列された被検体Ｍの各々を仕切るＺ方向に直交する平面上に広がる仕切り板５ｂを設けるような構成としてもよい。仕切り板５ｂの構成は、撮影の目的や装置の使用に合わせて適宜変更可能である。ホルダ５は、例えばアクリル樹脂で構成される。

表示部２５は、Ｘ線撮影により取得された２次元画像Ｐを表示する目的で設けられている。操作卓２６は、実験者によるＸ線照射開始などの指示を入力させる目的で設けられている。また、主制御部２７は、各制御部を統括的に制御する目的で設けられている。この主制御部２７は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各制御部６，８，１６および各部１１，１２，１８を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。記憶部２８は、撮影に用いられるパラメータ、画像処理に伴って生成される中間画像等のＸ線断層撮影装置２０の制御に関するパラメータの一切を記憶する。

＜Ｘ線断層撮影装置の動作＞
次に、Ｘ線断層撮影装置２０の動作について説明する。実施例２に係るＸ線断層撮影装置２０を用いて小動物の２次元画像Ｐを取得するには、図８に示すように、まず、被検体Ｍがホルダ５に収納されて（被検体収納ステップＳ１），透視画像Ｐ０の撮影が開始される（撮影開始ステップＳ２）。そして、２次元画像Ｐが生成される（解析画像生成ステップＳ３）。以降、これらの各ステップについて順を追って説明する。

＜被検体収納ステップＳ１＞
撮影に先立って、被検体Ｍが撮影中に移動しない様に被検体Ｍを麻酔しておく。ホルダ５に複数の被検体Ｍを収納する。そして、複数の被検体Ｍを収納したホルダ５は天板２に載置される。

＜撮影開始ステップＳ２＞
実験者が操作卓２６を通じてＸ線断層撮影装置２０に断層撮影開始の指示を行うと、天板２が摺動し、被検体Ｍがガントリ１０の貫通孔の内部に導入される（図６参照）。Ｘ線管制御部６は、記憶部２８に記憶されている照射時間・管電流・管電圧に従い、Ｘ線を間欠的に照射する。その間に回転機構７は、Ｘ線管３およびＦＰＤ４を回転させる。ＦＰＤ４は、Ｘ線管３が照射したＸ線のうち被検体Ｍを通過してきたＸ線を検出し、このときの検出データを画像生成部１１に送出する。

画像生成部１１は、ＦＰＤ４から送出された検出データを画像化して、Ｘ線の強さがマッピングされた透視画像Ｐ０を生成する。ＦＰＤ４は、Ｘ線管３がＸ線を照射する度に検出データを画像生成部１１に送出するので、画像生成部１１は、複数枚の透視画像Ｐ０を生成することになる。Ｘ線管３およびＦＰＤ４が回転移動されながら複数枚の透視画像Ｐ０が取得されるのであるから、透視画像Ｐ０の各々には、被検体Ｍの透視像が透視する方向を変えながら写り込んでいることになる。Ｘ線管３およびＦＰＤ４が撮影開始から一回転したところで、Ｘ線管３はＸ線の照射を終了する。

撮影開始後の天板２の移動について説明する。Ｘ線断層撮影装置２０は、一度の撮影で被検体Ｍの一部分しか撮影できない。Ｘ線断層撮影装置２０の撮影視野におけるＺ方向の幅が被検体ＭのＺ方向の幅よりも小さいからである。そこで、実施例２の構成によれば、上述のＸ線管３・ＦＰＤ４が一回転して終了する撮影を複数回行うことで、被検体Ｍの全体像について断層画像を取得するようにしている。すなわち、図９の左側が示すように、まず被検体Ｍの尾部の撮影を行った後、天板２が摺動されることにより被検体Ｍとガントリ１０の相対位置を変更し、今度は図９の中央が示すように、被検体Ｍの腹部の撮影を行う。その後、再び天板２を摺動して今度は図９の右側が示すように被検体Ｍの頭部の撮影を行う。こうして、被検体全身について透視画像Ｐ０が取得される。なお、被検体Ｍの撮影は頭部から行ってもよい。

＜解析画像生成ステップＳ３＞
透視画像Ｐ０は、空間データ生成部１２に送出される。空間データ生成部１２では、方向を変えながら撮影されることにより被検体Ｍの立体的な構造に関する情報を有している一連の透視画像Ｐ０を再構成してＸ線の通過の易さを表した輝度が３次元的に配列された空間データＤ１を生成する。この空間データＤ１は、２次元画像生成部１８に送出され、分割データＤ２ごとに各種画像処理が行われ、２次元画像Ｐが生成される。従って、２次元画像生成部１８では、画像処理を被検体Ｍごとに独立して施すことにより２次元画像Ｐを生成するのである。この様にして生成された２次元画像Ｐが表示部２５に表示されて撮影は終了となる。

以上のように、上述の構成は、実施例１の構成のデータ処理装置１をＸ線断層撮影装置２０に適用したものとなっている。すなわち、上述のデータ処理装置１をＸ線透過により被検体Ｍの断層像を取得するタイプのＸ線断層撮影装置２０に適用すれば、Ｘ線断層撮影装置２０で一度に複数の被検体Ｍの撮影をしたとしても、実験の作業効率が低下しないＸ線断層撮影装置２０が提供できる。

続いて実施例３に係る放射線断層撮影装置３０について説明する。実施例３に係る放射線断層撮影装置３０は、実施例１におけるデータ処理装置をＰＥＴ装置に組み込んだものとなっている。

放射線断層撮影装置３０は、図１０に示す様に、ガントリ１０ａを有している。このガントリ１０ａは、Ｚ方向に伸びた貫通孔を有しており、天板２が挿通されている。

ガントリ１０ａの内部にはガントリ１０ａの形状にならった中空を有し、リング状となっている検出器リング３２が設けられている。この検出器リング３２は、γ線を検出可能な検出器がリング状に配列されて構成されている。

同時計数部３３は、検出器リング３２から出力された検出データに同時計数処理を施す目的で設けられている。この同時計数部３３により検出器リング３２の異なる部分に同時に入射した消滅γ線対の検出頻度と検出位置とが特定される。同時計数部３３は、同時計数の結果を空間データ生成部３４に出力する。空間データ生成部３４は、同時計数部３３が特定した消滅γ線対の検出頻度と検出位置とを基に、消滅γ線対の発生位置を算出し、消滅γ線対の発生強度が３次元的にマッピングされた空間データＤ１を生成する。２次元画像生成部１８は、実施例１における分割部１３，解析画像生成部１４，およびホルダ形状取得部１７をまとめて表しているものであり、本発明の中核である。２次元画像生成部１８に空間データＤ１を入力すると２次元画像Ｐが出力される。

放射線断層撮影装置３０を用いて２次元画像Ｐを生成するには、まず、被検体Ｍに陽電子放出型の放射性薬剤が注射される。放射性薬剤は、被検体Ｍの病巣などの特定の部分に集中する性質を有している。放射性薬剤は陽電子を放出し、この陽電子は１８０度反対方向に飛び去る消滅γ線対を発生させる。したがって、被検体Ｍからは、消滅γ線対が放射されることになる。放射性薬剤の分布は被検体内で異なっているのであるから、消滅γ線対の発生の頻度は被検体Ｍの部分によって異なっていることになる。

放射性薬剤の注射から十分に時間が経過した後、被検体Ｍは麻酔され、ホルダ５に収納される。そして、複数の被検体Ｍを収納した状態となったホルダ５は、天板２に載置される。実験者が操作卓２６を通じて放射線断層撮影装置３０にＰＥＴ画像撮影開始の指示を行うと、天板２が摺動し、被検体Ｍがガントリ１０ａの貫通孔の内部に導入される（図１０参照）。この時点から検出器リング３２は、消滅γ線対の検出を開始し、空間データ生成部３４が消滅γ線対の発生強度が３次元的にマッピングされた空間データＤ１を生成する。なお、撮影の際に、放射線断層撮影装置３０のＺ方向における視野範囲が被検体Ｍの全身をカバーしきれないときは、天板２をＺ方向に摺動させながら空間データＤ１の生成をするようにしてもよい。

この空間データＤ１は、２次元画像生成部１８に送出され、分割データＤ２ごとに各種画像処理が行われ、２次元画像Ｐが生成される。従って、２次元画像生成部１８では、画像処理を被検体Ｍごとに独立して施すことにより２次元画像Ｐを生成するのである。この様にして生成された２次元画像Ｐが表示部２５に表示されて撮影は終了となる。

上述の構成は、実施例１の構成のデータ処理装置１を放射線断層撮影装置３０に適用したものとなっている。すなわち、上述のデータ処理装置１を被検体Ｍから放射される放射線を測定することにより断層像を取得するタイプの放射線断層撮影装置３０に適用すれば、放射線断層撮影装置３０で一度に複数の被検体Ｍの撮影をしたとしても、実験の作業効率が低下しない放射線断層撮影装置３０が提供できる。

本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施をすることができる。

（１）上述の構成によれば、分割データＤ２は、空間データＤ１を円柱形に切り出して生成されたものであるが、本発明はこれに限らない。分割部１３は、図４で説明した動作に代えて、空間データＤ１を平面で裁断するようにして分割データＤ２を切り出すようにしてもよい。このとき、表示部２５には、図１１左側に示すように空間データＤ１を表す矩形と、分割位置を表す直線とが表示される。実験者は、操作卓２６を通じて図１１左側の矢印が示すように分割位置を表す直線を移動させることができる。分割部１３は、実験者が指定した位置を認識して、空間データＤ１より分割データＤ２を生成する。

（２）また、分割部１３は、図４で説明した動作に代えて、空間データＤ１を複数の平面で裁断するようにして分割データＤ２を切り出すようにしてもよい。このとき、表示部２５には、図１１右側に示すように空間データＤ１を表す矩形と、分割位置を表す複数の直線とが表示される。実験者は、操作卓２６を通じて図１１右側の矢印が示すように、この複数の直線を独立に移動させることができる。分割部１３は、実験者が指定した位置を認識して、空間データＤ１より分割データＤ２を生成する。

（３）また、分割部１３は、図４で説明した動作に代えて、空間データＤ１を扇形に裁断するようにして分割データＤ２を切り出すようにしてもよい。このとき、表示部２５には、図１２に示すように空間データＤ１を表す矩形と、分割位置を表す複数の直線とが表示される。実験者は、操作卓２６を通じて図１２の矢印が示すように、この複数の直線を回転移動させることができる。この回転移動の中心は、表示部２５に表されている直線の交点と一致する。分割部１３は、実験者が指定した位置を認識して、空間データＤ１より分割データＤ２を生成する。

（４）また、分割部１３は、空間データＤ１を直列に並ぶ被検体のデータの各々を分断するようにして分割データＤ２を切り出すようにしてもよい。すなわち、分割部１３は、図１３に示すように３体直列して並ぶ被検体のデータを被検体ごとに切り出すように図１３に示す破線の位置で空間データＤ１を分割して分割データＤ２を生成する。実験者は表示部２５を目視しながら操作卓２６を操作することにより、この切り出し位置を調整することができる。

（５）実施例１に係るデータ処理装置は、Ｘ線撮影装置やＰＥＴ装置に限られず、ＭＲＩやＳＰＥＣＴなどのその他の断層撮影装置にも搭載できる。

以上のように、本発明は、研究用のデータ処理装置に適している。

Claims (11)

1. 放射線断層撮影装置が出力する３次元空間データに処理を施すデータ処理装置であって、
   複数の被検体を包含する３次元空間データを分割して、単一の被検体を包含する分割データを生成する分割手段と、
   前記分割データに基づいて２次元画像を生成する解析画像生成手段とを備えることを特徴とするデータ処理装置。
2. 請求項１に記載のデータ処理装置において、
   指示を入力させる入力手段と、
   前記３次元空間データの分割の様式を記憶する記憶手段とを備え、
   前記入力手段に前記３次元空間データの分割の様式を指定する入力がされると、前記分割手段は指定された分割の様式を前記記憶手段から読み出して分割の動作をすることを特徴とするデータ処理装置。
3. 請求項２に記載のデータ処理装置において、
   前記記憶手段に記憶される分割の様式は、前記３次元空間データに含まれる被検体保持用のホルダの種類と対応づけられており、
   前記入力手段にホルダの種類を指定する入力がされると、前記分割手段は、前記ホルダに応じて分割の様式を選択して分割の動作をすることを特徴とするデータ処理装置。
4. 請求項１または請求項２に記載のデータ処理装置において、
   前記３次元空間データを基に、前記３次元空間データに含まれる被検体保持用のホルダの形状を取得するホルダ形状取得手段を備え、
   前記分割手段は、前記ホルダ形状取得手段によって取得された前記ホルダの形状に基づいて分割の動作をすることを特徴とするデータ処理装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のデータ処理装置において、
   前記解析画像生成手段が生成する２次元画像は前記分割データを投影したものであることを特徴とするデータ処理装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
   解析画像生成手段が生成する２次元画像は、断層画像であることを特徴とするデータ処理装置。
7. 複数の被検体を断層撮影する放射線断層撮影装置であって、
   放射線を照射する放射線源と、
   放射線を検出する検出手段と、
   前記検出手段の出力を基に、複数の被検体を包含した３次元空間データを生成するデータ生成手段と、
   前記３次元空間データを分割して、単一の被検体を包含した分割データを生成する分割手段と、
   前記分割データに基づいて２次元画像を生成する解析画像生成手段とを備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
8. 複数の被検体を断層撮影する放射線断層撮影装置であって、
   被検体から放射される放射線を検出する検出器リングと、
   前記検出器リングの中空部に配置されるとともに複数の被検体を収納するホルダと、
   前記検出器リングの出力を基に、複数の被検体を包含した３次元空間データを生成するデータ生成手段と、
   前記３次元空間データを分割して、単一の被検体を包含した分割データを生成する分割手段と、
   前記分割データに基づいて２次元画像を生成する解析画像生成手段とを備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の放射線断層撮影装置において、
   小動物撮影用となっていることを特徴とする放射線断層撮影装置。
10. 請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
    前記解析画像生成手段が生成する２次元画像は前記分割データを投影したものであることを特徴とする放射線断層撮影装置。
11. 請求項７ないし請求項１０のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
    解析画像生成手段が生成する２次元画像は、断層画像であることを特徴とする放射線断層撮影装置。

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