JP5794305B2 - データ表示装置およびそれを備えた断層撮影装置 - 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表示装置およびそれを備えた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、操作者は、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（例えば特許文献１参照）。

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１５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。

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。操作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

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、断層画像に写り込んだ複数の被検体を識別することが困難であるという問題がある。

従来装置で断層画像を表示させると、被検体が輪切りにされたような断層像が並べて表示される。操作者は、被検体の断層像を見比べることでは被検体の個体を識別することは難しい。

また、従来装置では、断層画像の表示を切り替えたときに被検体の個体の識別が困難となる。例えば、被検体を輪切りにするような断層像がモニタに表示されている状態からモニタの表示を切り替えて、今度は被検体を左右に分断するような裁断方向で被検体を裁断したときの断層像をモニタに表示させたとする。このとき、モニタ表示されている断層像が輪切り表示における被検体のどれに対応するのかを認識することが難しい。この様に、従来装置では、操作者がモニタの表示を切り替えると切替前後で被検体の対応関係が分かり辛い。

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、複数の被検体の断層像を１画面に表示するデータ表示装置およびそれを備えた断層撮影装置において、画面上での個体識別を可能とし、利便性に優れたデータ表示装置およびそれを備えた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表示装置は、断層画像撮影装置が出力する複数の被検体が並列に配列された３次元空間データにおける各被検体が占める３次元空間上の範囲を個体別に特定する３次元データマトリックスとなっている位置データを取得する位置データ取得手段と、３次元空間データを基に被検体がイメージングされた２次元の画像を生成する画像生成手段と、位置データで各被検体の個体別に特定されている３次元空間上の範囲が２次元の画像に現れる位置を特定し、２次元の画像における各被検体が写り込む位置を認識することにより、画像に写り込んでいる被検体の像の各々について個体識別用のマークを２次元の画像に重畳させて重畳画像を生成する重畳手段と、重畳画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明のデータ表示装置によれば、断層画像撮影装置が出力する複数の被検体が包含された３次元空間データにおける各被検体が占める位置を個体別に特定する。そして、特定した位置に基づいて、３次元空間データから生成した２次元の画像に個体識別用のマークを画像に重畳させて表示する。この様にすることで、表示手段に表示された画像に写り込んだ複数の被検体が容易に区別できるので、利便性に優れたデータ表示装置を提供できる。

また、上述のデータ表示装置において、重畳手段は、画像生成手段が２次元の画像を生成するたびに生成された画像に被検体が現れる位置を個体別に再認識して重畳画像を再生成すればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明のデータ表示装置のより具体的な構成を示すものとなっている。すなわち、画像生成手段が画像を生成するたびに生成された画像に被検体が現れる位置を個体別に再認識して重畳画像を再生成するようにすれば、次のような利点がある。すなわち、表示手段に表示されている画像が新しく生成された画像に切り替わったとしても操作者が個体識別用のマークを視認することにより表示手段に写り込んだ被検体同士を混同することがない。

また、上述のデータ表示装置において、位置データ取得手段は、断層画像撮影装置における撮影に使用された複数の被検体を保持するホルダの種類を識別することにより位置データを取得すればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明のデータ表示装置のより具体的な構成を示すものとなっている。被検体を保持するホルダの種類さえ分かれば、ホルダに保持された被検体が３次元空間データのいずれに存在するかが分かる。上述のようにホルダの種類を識別することにより位置データを取得するようにすればより確実に３次元空間データ上の被検体の位置を個別に認識することができる。

また、上述のデータ表示装置において、画像生成手段が生成する２次元の画像は、被検体を裁断面で裁断したときの断層画像であればより望ましい。

また、上述のデータ表示装置において、画像生成手段が生成する２次元の画像は、最大値投影表示画像であればより望ましい。

また、上述のデータ表示装置において、画像生成手段が生成する２次元の画像は、３次元ボリューム表示画像であればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明のデータ表示装置のより具体的な構成を示すものとなっている。すなわち、本発明は、断層画像、最大値投影表示画像、および３次元ボリューム表示画像を生成するデータ表示装置に適用が可能である。

また、本明細書は、以下のような発明も開示している。
（１）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、放射線源および検出手段を一体的に回転させる回転手段と、回転手段を制御する回転制御手段と、検出手段の出力を基に、複数の被検体が並列に配列している３次元空間データを生成する３次元空間データ生成手段と、３次元空間データにおける各被検体が占める３次元空間上の範囲を位置を個体別に特定する３次元データマトリックスとなっている位置データを取得する位置データ取得手段と、３次元空間データを基に被検体がイメージングされた２次元の画像を生成する画像生成手段と、位置データで各被検体の個体別に特定されている３次元空間上の範囲が２次元の画像に現れる位置を特定し、２次元の画像における各被検体が写り込む位置を認識することにより、画像に写り込んでいる被検体の像の各々について個体識別用のマークを２次元の画像に重畳させて重畳画像を生成する重畳手段と、重畳画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする断層撮影装置。

（２）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３次元空間データ生成手段と、３次元空間データにおける各被検体が占める３次元空間上の範囲位置を個体別に特定する３次元データマトリックスとなっている位置データを取得する位置データ取得手段と、３次元空間データを基に被検体がイメージングされた２次元の画像を生成する画像生成手段と、位置データで各被検体の個体別に特定されている３次元空間上の範囲が２次元の画像に現れる位置を特定し、２次元の画像における各被検体が写り込む位置を認識することにより、画像に写り込んでいる被検体の像の各々について個体識別用のマークを２次元の画像に重畳させて重畳画像を生成する重畳手段と、重畳画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする断層撮影装置。

［作用・効果］上述の構成は、本発明を実際の断層撮影装置に組み込んだ構成を示すものとなっている。本発明は、放射線を照射する放射線源を備えた断層撮影装置に用いることもできるし、被検体から放射される放射線を検出する検出器リングを備えた断層撮影装置にも用いることができる。このような断層撮影装置によれば、表示手段に表示された画像に写り込んだ複数の被検体が容易に区別できるので、利便性に優れた断層撮影装置を提供できる。

また、上述の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、本発明の断層撮影装置のより具体的な構成を示すものとなっている。複数の被検体を同時に撮影する小動物撮影用の装置に本発明を適用すれば、より利便性に優れた断層撮影装置が提供できる。

本発明のデータ表示装置によれば、断層画像撮影装置が出力する複数の被検体が包含された３次元空間データにおける各被検体が占める位置を個体別に特定する。そして、特定した位置に基づいて、３次元空間データから生成した２次元の画像に個体識別用のマークを画像に重畳させて表示する。この様にすることで、表示手段に表示された画像に写り込んだ複数の被検体が容易に区別できるので、利便性に優れたデータ表示装置を提供できる。

実施例１に係るデータ表示装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。 実施例１に係る３次元空間データを説明する模式図である。 実施例１に係るテーブルをせつめいする模式図である。 実施例１に係る位置データを説明する模式図である。 実施例１に係る位置データを説明する模式図である。 実施例１に係る断層画像を説明する模式図である。 実施例１に係る重畳画像を説明する模式図である。 実施例１に係る断層画像の切り替え表示を説明する模式図である。 実施例１に係るＭＩＰ画像を説明する模式図である。 実施例１に係る３次元ボリューム表示画像を説明する模式図である。 実施例２に係る断層撮影装置の全体構成を説明する機能ブロック図である 実施例２に係る断層撮影装置の動作を説明する模式図である。 実施例２に係るホルダを説明する斜視図である。 実施例３に係る断層撮影装置の全体構成を説明する機能ブロック図である 従来に係る断層撮影装置を説明する断面図である。

以降、発明を実施するための形態として具体的な実施例について説明する。

＜データ表示装置の全体構成＞
実施例１に係るデータ表示装置１は、図１に示すように、複数の被検体Ｍを包含した３次元空間データ（以降、単に空間データＤ１と呼ぶ）を入力すると、各種の画像処理が施された２次元画像Ｐ１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Ｍ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。

実施例１に係るデータ表示装置１は、図１に示すように空間データＤ１における被検体Ｍが占める位置を被検体Ｍの個体別に特定する位置データＨを取得する位置データ取得部１３と、空間データを基に被検体Ｍがイメージングされた２次元画像Ｐ０を生成する２Ｄ画像生成部１４と、位置データＨを基に２次元画像Ｐ０に被検体Ｍが現れる位置を個体別に認識して２次元画像に写り込んでいる被検体Ｍの像の各々について個体識別用のマークを画像に重畳させることで重畳画像Ｐ１を生成する重畳部１７とを備えている。位置データ取得部１３は、本発明の位置データ取得手段に相当し、２Ｄ画像生成部１４は、本発明の画像生成手段に相当する。重畳部１７は、本発明の重畳手段に相当する。

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Ｍを導入した状態で取得されたものであり、被検体Ｍ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。

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。

位置データ取得部１３は、放射線断層撮影装置が撮影に用いたホルダ（具体的な形状は図１３を用いて後述する）の種類を特定するホルダ種類データｄを放射線断層撮影装置から読み出して空間データＤ１における各被検体Ｍの位置を個体別に認識する。すなわち、記憶部２８にはホルダの種類とこれに対応する位置データＨとが関連したテーブルが記憶されている（具体的には、図３参照）。位置データ取得部１３は、このテーブルを参照することで、各被検体Ｍの位置を個別に特定するのである。位置データ取得部１３は、ホルダの種類を識別することにより位置データを取得する。

図４は、５体の被検体Ｍが包含できる５穴ホルダを用いて断層撮影したときの位置データＨ５を説明している。このとき位置データ取得部１３が取得する位置データＨ５は、図４において空間データＤ１に占める５つの直方体Ｂ１〜Ｂ５の範囲を特定するデータとなっている。

これら直方体Ｂ１〜Ｂ５の各々は、空間データＤ１における被検体Ｍの全身が収まる範囲を特定するものとなっている（具体的には図５参照）。これら５つの直方体Ｂ１〜Ｂ５は、各々が異なるものであるとして区別される。この様にすることにより各直方体Ｂ１〜Ｂ５に収まる被検体Ｍの固体を識別することができる。位置データ取得部１３は、取得した位置データＨを重畳部１７に送出する。

２Ｄ画像生成部１４は、図６に示すように空間データＤ１を基に被検体Ｍの各々を一括に輪切りにする断層画像を生成する。空間データＤ１には５体の被検体Ｍが包含されていることからすると、生成された断層画像には５体の被検体Ｍの断層画像が写り込んでいることになる。この断層画像は２Ｄ画像生成部１４が生成する２次元画像Ｐ０の一種である。２Ｄ画像生成部１４は、断層画像と輪切りの断層画像に係る裁断面と空間データＤ１との位置関係を示す裁断面データとを重畳部１７に送出する。

重畳部１７は、位置データＨおよび裁断面データを参照して、断層画像に被検体Ｍが現れる位置を個体別に認識する。断層画像は空間データＤ１を基に生成されたものである。したがって、重畳部１７は、位置データＨと裁断面データとを用いた幾何学的な演算により断層画像における各直方体Ｂ１〜Ｂ５の位置を特定することができる。

重畳部１７は、断層画像上における各直方体Ｂ１〜Ｂ５の位置を示す矩形の枠線と、各直方体Ｂ１〜Ｂ５に対応する検体の番号とを図６の断層画像に重畳させて重畳画像Ｐ１を生成する。直方体Ｂ１〜Ｂ５の各々は被検体１〜５の各々に対応していたものとする。重畳部１７が断層画像に重畳させる検体番号は、被検体個体識別用のマークとなっている。

重畳画像Ｐ１は、図７に示すように、各被検体Ｍの断層像が矩形の枠線で囲まれるとともに各枠線には各被検体Ｍを識別する検体番号を示すマークが重ねられた断層画像となっている。この重畳画像Ｐ１が表示部２５に表示される。表示部２５は、本発明の表示手段に相当する。

＜断層画像の裁断面の変更に伴う重畳部の動作＞
図６は、被検体Ｍを輪切りにする断層画像となっていたが、２Ｄ画像生成部１４が生成する断層画像はこの様な断層画像に限られない。２Ｄ画像生成部１４は、図８に示すように被検体Ｍを縦切りにするような断層画像も生成可能である。断層画像の裁断面は術者が操作卓２６を通じて自由に設定することができる。

重畳部１７が図７に示す輪切りの断層像が写り込んだ重畳画像Ｐ１を生成した後に、術者が操作卓２６を通じて図８に示す被検体Ｍを縦切りにする断層画像を生成する旨の指示を行ったとする。すると、２Ｄ画像生成部１４は、被検体Ｍを縦切りにする新たな断層画像を生成する。この断層画像も２Ｄ画像生成部１４が生成する２次元画像の一種である。２Ｄ画像生成部１４は、縦切りの断層画像に係る新たな裁断面と空間データＤ１との位置関係を示す裁断面データとともに生成した断層画像を重畳部１７に送出する。

重畳部１７は、位置データＨおよび縦切りに係る新たな裁断面データを参照して、断層画像に被検体Ｍが現れる位置を個体別に再認識する。そして、重畳部１７は、断層画像上における各直方体Ｂ１〜Ｂ５の位置を示す矩形の枠線と、各直方体Ｂ１〜Ｂ５に対応する検体の番号とを断層画像に重畳させて重畳画像Ｐ１を再生成する。図８においては、断層画像上に検体番号２の被検体Ｍしか写り込んでいないので、この被検体Ｍのみについて重畳処理が施されている。

＜２Ｄ画像生成部が生成するＭＩＰ画像＞
２Ｄ画像生成部１４は、断層画像以外に様々な２次元画像Ｐ１の生成が可能である。２Ｄ画像生成部１４が生成できる２次元画像Ｐ１としては、例えばＭＩＰ画像がある。

ＭＩＰ画像について説明する。ＭＩＰ(Maximum Intensity Projection)画像は、図９に示す様に、空間データＤ１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とこれに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。すなわち、最大輝度は、直線が被検体の３次元像を横切る図９において点線上のいずれかから選択されることになる。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。

＜２Ｄ画像生成部が生成する３次元ボリューム表示画像＞
また、２Ｄ画像生成部１４は、空間データＤ１を基に３次元ボリューム表示画像を生成することもできる。３次元ボリューム表示画像は、２次元画像Ｐ１の一種であり、図１０に示すように、空間データＤ１をある視点から見たときの画像となっている。図１０においては説明の便宜上、被検体Ｍを円筒形状で表しているとともに、被検体Ｍを囲む枠線は省略している。

術者の操作卓２６を通じた指示により、図１０の３次元ボリューム表示画像が表示部２５に表示されている状態から３次元ボリューム表示画像を作成する基準となる視点の位置を変えて３次元ボリューム表示画像が新たに生成されるとする。すると、重畳部１７は３次元ボリューム表示画像が生成される度に重畳画像を生成する。したがって、３次元ボリューム表示画像を視点を変えながら次々と生成していったとすると、表示部２５に表示された被検体Ｍは、視点が次々と切り替えられることにより画面上を移動していく。そして、表示部２５には、被検体Ｍの検体番号が画像上を移動する被検体Ｍに追従するように移動していく。

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、本発明のデータ表示装置によれば、断層画像撮影装置が出力する複数の被検体Ｍが包含された空間データＤ１（３次元空間データ）における各被検体Ｍが占める位置を個体別に特定する。そして、特定した位置に基づいて、空間データＤ１から生成した２次元の画像に個体識別用のマークを画像に重畳させて表示する。この様にすることで、表示部２５に表示された画像に写り込んだ複数の被検体Ｍが容易に区別できるので、利便性に優れたデータ表示装置を提供できる。

また、上述の構成は、２Ｄ画像生成部１４が画像を生成するたびに生成された画像に被検体Ｍが現れる位置を個体別に認識して重畳画像を生成するようにしている。これにより、表示部２５に表示されている画像が新しく生成された画像に切り替わったとしても操作者が個体識別用のマークを視認することができるので表示部２５に写り込んだ被検体Ｍ同士を混同することがない。

本発明は、断層画像、最大値投影表示画像、および３次元ボリューム表示画像を生成するデータ表示装置に適用が可能である。

以降、本発明の別の実施例を説明する。実施例２におけるＸ線は、本発明の放射線に相当する。また、ＦＰＤは、フラット・パネル・ディテクタの略である。また、本発明のＸ線断層撮影装置は、マウスなどの小動物撮影用となっている。また、実施例１における位置データ取得部１３，２Ｄ画像生成部１４および重畳部１７は、実施例２においてはデータ加工部１８として表すものとする。データ加工部１８は、後述のＣＴ−３Ｄ空間データ生成部１２が生成する空間データＤ１について図７のような重畳画像Ｐ１を生成するものとする。ＣＴ−３Ｄ空間データ生成部１２は、本発明の３次元空間データ生成手段に相当する。

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１１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（後述における仮想円ＶＣの直交方向）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。天板移動機構１５は、本発明の天板移動手段に相当する。

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、本発明の放射線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、透視画像生成部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Ｐ３が生成される。ＣＴ−３Ｄ空間データ生成部１２は、透視画像生成部１１で生成された透視画像Ｐ３を基に、複数の被検体Ｍを包含する空間データＤ１を生成する。

生成された空間データＤ１は、既に図２を用いて説明したように、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、データ加工部１８に送出される。データ加工部１８では、空間データＤ１および主制御部２７より出力されるホルダ種類データｄを基に、操作卓２６を通じた術者の指示に従って各種の重畳画像Ｐ１を生成する。データ加工部１８は、実施例１における位置データ取得部１３，２Ｄ画像生成部１４および重畳部１７に相当し、これらの動作は、実施例１で説明済みである。データ加工部１８が生成する重畳画像Ｐ１の実際は、図７〜図１０を用いて既に説明済みである。

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。より具体的には、Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、図１２に示す様に互いの相対的な位置関係を保った状態で回転移動される。このとき、Ｘ線管３は、回転機構７によりＸ線管３とＦＰＤ４とを結ぶ線分上にある中心点を中心とする仮想円ＶＣの軌跡を描きながら回転することになる。この仮想円ＶＣと直交する方向（図１２における紙面貫通方向：ｚ方向）が、天板２の延伸方向と一致する。回転制御部８は、回転機構７を制御する目的で設けられている。回転機構７は、本発明の回転手段に相当し、回転制御部８は、本発明の回転制御手段に相当する。

天板２には、被検体Ｍを保持するためのホルダ５が接続されている。このホルダ５の構造について説明する。ホルダ５は、図１３に示す様に、５つの円（立体として捕らえればｚ方向に伸びた円柱）の形状の空間５ａが設けられている。この空間５ａの各々に被検体Ｍが一体ずつ挿入されることになる。空間５ａの内壁を形成する円筒５ｂは、ｚ方向に伸びるとともに、ガントリ１０の貫通孔に一体的に導入できるように積み重ねられている。また、円筒５ｂは、Ｘ線を透過しやすいアクリル樹脂で構成される。ホルダ５は、天板２に近い側の一段目に３個の空間５ａが、天板２に遠い側の二段目に２個の空間５ａが形成されているような形状をしている。

円筒５ｂのｚ方向における両端には、複数の円筒５ｂを一体化させるホルダ板５ｃが設けられている。ホルダ板５ｃの各々には、円筒５ｂを挿通させる５つの穴が設けられており、円筒５ｂはこの穴を通じてホルダ板５ｃを貫通する。また、円筒５ｂの各々における上部には被検体Ｍを挿入するための切り欠きが設けられており、円筒５ｂの内壁が切り欠きから露出している。したがって、被検体Ｍをホルダ５に載置すると、被検体Ｍは円筒５ｂを切り欠いたときに残された樋状の部分で保持されることになる。

＜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１に係るＸ線断層撮影装置２０を用いて小動物の断層画像を取得するには、まず、被検体Ｍがホルダ５に収納され（被検体収納ステップＳ１），透視画像Ｐ３の撮影が開始される（撮影開始ステップＳ２）。そして、断層画像が生成される（断層画像生成ステップ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。麻酔された被検体Ｍの各々は、ホルダ５の空間５ａに収納される。このとき、ホルダ５の空間５ａ１つ当たり一体の被検体Ｍが収納される。ホルダ５には、５つの空間５ａが設けられているので、ホルダ５には５体の被検体Ｍを収納することができる。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＞
操作者が操作卓２６を通じてホルダ５の種別を入力するとともに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１１参照）。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透視画像生成部１１に送出する。

透視画像生成部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Ｐ３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透視画像生成部１１に送出するので、透視画像生成部１１は、複数枚の透視画像Ｐ３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Ｐ３が取得されるのであるから、透視画像Ｐ３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。なお、撮影の際に、Ｘ線断層撮影装置の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を取得するようにしてもよい。

＜断層画像生成ステップＳ３＞
透視画像Ｐ３は、ＣＴ−３Ｄ空間データ生成部１２に送出される。ＣＴ−３Ｄ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Ｐ３を再構成して複数の被検体Ｍを包含する空間データＤ１を生成する。この空間データＤ１は、データ加工部１８に送出される。データ加工部１８には、主制御部２７から術者のホルダ５の種別入力に応じたホルダ種類データｄが送られてきている。データ加工部１８は、空間データＤ１およびホルダ種類データｄを基に例えば図７に示すような重畳画像Ｐ１を生成する。この重畳画像Ｐ１が表示部２５に表示されて撮影は終了となる。重畳画像Ｐ１は、例えば、被検体Ｍを仮想円ＶＣの存する平面およびこれに平行な平面で裁断したときの断面像となっている。

以上のように、上述の構成は、本発明を実際の断層撮影装置に組み込んだ構成を示すものとなっている。本発明は、放射線を照射するＸ線管３を備えた断層撮影装置に用いることができる。このような断層撮影装置によれば、表示部２５に表示された画像に写り込んだ複数の被検体Ｍが容易に区別できるので、利便性に優れた断層撮影装置を提供できる。

続いて実施例３に係る断層撮影装置３０について説明する。実施例３に係る断層撮影装置３０は、図１４に示すように実施例２に係る装置構成にポジトロン放出断層撮影装置（ＰＥＴ装置）を併設したものとなっている。そこで、実施例３に係る断層撮影装置３０において、実施例２に係る装置構成と同様の部分については説明を省略する。また、実施例１における位置データ取得部１３，２Ｄ画像生成部１４および重畳部１７は、実施例３においてはデータ加工部１８として表すものとする。データ加工部１８は、後述のＰＥＴ−３Ｄ空間データ生成部３４が生成する空間データＤ１について図７のような重畳画像Ｐ１を生成するものとする。

断層撮影装置３０には、ガントリ１０の他、ＰＥＴ装置１ａに係るガントリ１０ａを有している。このガントリ１０ａも、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。したがって、ＰＥＴ装置１ａは、Ｘ線管３・ＦＰＤ４に対してｚ方向から隣接するように設けられている。

ガントリ１０ａの内部にはガントリ１０ａの形状にならってリング状の検出器リング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ＰＥＴ−３Ｄ空間データ生成部３４に出力する。ＰＥＴ−３Ｄ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。空間データＤ１は、複数の被検体Ｍを包含している。

生成された空間データＤ１は、既に図２を用いて説明したように、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、データ加工部１８に送出される。データ加工部１８では、空間データＤ１および主制御部２７より出力されるホルダ種類データｄを基に、操作卓２６を通じた術者の指示に従って各種の重畳画像Ｐ１を生成する。データ加工部１８は、実施例１における位置データ取得部１３，２Ｄ画像生成部１４および重畳部１７に相当し、これらの動作は、実施例１で説明済みである。データ加工部１８が生成する重畳画像Ｐ１の実際は、図７〜図１０を用いて既に説明済みである。

断層撮影装置３０は、Ｘ線による断層画像と消滅γ線対によるＰＥＴ画像との両画像を一度の検査で取得できるようになっている。断層撮影装置３０を用いてＰＥＴ画像を生成するには、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。

＜断層撮影装置の動作＞
断層撮影装置を用いた画像の撮影方法について説明する。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。すなわち、ホルダ５の空間５ａの各々に麻酔された被検体Ｍの一体が収納される。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。操作者が操作卓２６を通じてホルダ５の種別を入力するとともに断層撮影装置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１４参照）。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、ＰＥＴ−３Ｄ空間データ生成部３４が空間データＤ１を生成する。空間データＤ１には、被検体Ｍの部分によって異なる消滅γ線対の発生の頻度がマッピングされている。消滅γ線対の発生頻度の分布はそのまま放射線薬剤の分布なのであるから、操作者はイメージングされた空間データＤ１を診断することで被検体中の放射性薬剤の分布を知ることができる。なお、撮影の際に、ＰＥＴ装置１ａ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の取得をするようにしてもよい。

後の動作は、上述のステップＳ２以降と同様である。すなわち、空間データＤ１は、データ加工部１８に送出され、例えば図７に示すような重畳画像Ｐ１が生成される。断層画像、ＰＥＴ画像を基にした重畳画像Ｐ１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、本発明を実際の断層撮影装置に組み込んだ構成を示すものとなっている。本発明は、被検体Ｍから放射される放射線を検出する検出器リング３２を備えた断層撮影装置に用いることができる。このような断層撮影装置によれば、表示部２５に表示された画像に写り込んだ複数の被検体Ｍが容易に区別できるので、利便性に優れた断層撮影装置を提供できる。

本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することが可能である。

（１）上述の構成において、撮影時に用いられるホルダは５穴ホルダとなっていたが、本発明はこのような構成に限られない。５穴ホルダに替えて、４穴や６穴ホルダなどを使用することができる。主制御部２７は、その時々のホルダの種類に応じたホルダ種類データｄを位置データ取得部１３（データ加工部１８）に送出することになる。

（２）上述の構成において、主制御部２７がホルダ種類データｄを送出する構成の代わりに、操作者が操作卓２６を通じてホルダの種別を入力することによって位置データ取得部１３にホルダの種別を認識させるようにしてもよい。また、操作者が操作卓２６を通じて空間データＤ１における各被検体Ｍの位置を個別に指定することによって位置データ取得部１３にホルダの種別を認識させるようにしてもよい。

（３）上述の実施例においては、断層撮影装置の具体例としてＸ線断層撮影装置やＰＥＴ−ＣＴ装置が挙げられていたが本発明はこのような構成に限られない。本発明のデータ表示装置は、ＭＲＩ装置、ＰＥＴ装置、ＳＰＥＣＴ装置など空間データＤ１を生成する他の断層撮影装置にも搭載可能である。

以上のように、本発明のデータ表示装置は、医療分野に適している。

３ Ｘ線管（放射線源）
４ ＦＰＤ（検出手段）
７ 回転機構（回転手段）
８ 回転制御部（回転制御手段）
１２ ＣＴ−３Ｄ空間データ生成部（３次元空間データ生成手段）
１３ 位置データ取得部（位置データ取得手段）
１４ ２Ｄ画像生成部（画像生成手段）
１７ 重畳部（重畳手段）
２５ 表示部（表示手段）
３２ 検出器リング

Claims (9)

1. 断層画像撮影装置が出力する複数の被検体が並列に配列された３次元空間データにおける各被検体が占める３次元空間上の範囲を個体別に特定する３次元データマトリックスとなっている位置データを取得する位置データ取得手段と、
   前記３次元空間データを基に被検体がイメージングされた２次元の画像を生成する画像生成手段と、
   前記位置データで各被検体の個体別に特定されている３次元空間上の範囲が前記２次元の画像に現れる位置を特定し、前記２次元の画像における各被検体が写り込む位置を認識することにより、画像に写り込んでいる被検体の像の各々について個体識別用のマークを前記２次元の画像に重畳させて重畳画像を生成する重畳手段と、
   前記重畳画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とするデータ表示装置。
2. 請求項１に記載のデータ表示装置において、
   前記重畳手段は、前記画像生成手段が２次元の画像を生成するたびに生成された画像に被検体が現れる位置を個体別に再認識して重畳画像を再生成することを特徴とするデータ表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のデータ表示装置において、
   前記位置データ取得手段は、断層画像撮影装置における撮影に使用された複数の被検体を保持するホルダの種類を識別することにより前記位置データを取得することを特徴とするデータ表示装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のデータ表示装置において、
   前記画像生成手段が生成する２次元の画像は、被検体を裁断面で裁断したときの断層画像であることを特徴とするデータ表示装置。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のデータ表示装置において、
   前記画像生成手段が生成する２次元の画像は、最大値投影表示画像であることを特徴とするデータ表示装置。
6. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のデータ表示装置において、
   前記画像生成手段が生成する２次元の画像は、３次元ボリューム表示画像であることを特徴とするデータ表示装置。
7. 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、
   前記放射線源および前記検出手段を一体的に回転させる回転手段と、
   前記回転手段を制御する回転制御手段と、
   前記検出手段の出力を基に、複数の被検体が並列に配列している３次元空間データを生成する３次元空間データ生成手段と、
   前記３次元空間データにおける各被検体が占める３次元空間上の範囲を位置を個体別に特定する３次元データマトリックスとなっている位置データを取得する位置データ取得手段と、
   ３次元空間データを基に被検体がイメージングされた２次元の画像を生成する画像生成手段と、
   前記位置データで各被検体の個体別に特定されている３次元空間上の範囲が前記２次元の画像に現れる位置を特定し、前記２次元の画像における各被検体が写り込む位置を認識することにより、画像に写り込んでいる被検体の像の各々について個体識別用のマークを前記２次元の画像に重畳させて重畳画像を生成する重畳手段と、
   前記重畳画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする断層撮影装置。
8. 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３次元空間データ生成手段と、
   前記３次元空間データにおける各被検体が占める３次元空間上の範囲位置を個体別に特定する３次元データマトリックスとなっている位置データを取得する位置データ取得手段と、
   ３次元空間データを基に被検体がイメージングされた２次元の画像を生成する画像生成手段と、
   前記位置データで各被検体の個体別に特定されている３次元空間上の範囲が前記２次元の画像に現れる位置を特定し、前記２次元の画像における各被検体が写り込む位置を認識することにより、画像に写り込んでいる被検体の像の各々について個体識別用のマークを前記２次元の画像に重畳させて重畳画像を生成する重畳手段と、
   前記重畳画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする断層撮影装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の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断層撮影装置。

Images