JP6062166B2 - 画像診断装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明の実施の形態は、画像診断装置及びその制御方法に関する。

近年、複数の医用画像診断装置を一体化させた医用画像診断装置が実用化されている。具体的には、被検体の生体組織における機能診断を行うＰＥＴ（Positron Emission Tomography）診断装置と、被検体の生体組織における形態情報を画像化するＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置を一体化させた装置（これをＰＥＴ−ＣＴ装置ともいう。）が実用化されている。

このＰＥＴ−ＣＴ装置は、ＰＥＴ検査とＸ線ＣＴ検査を連続して検査することができる。これにより、ＰＥＴ−ＣＴ装置では、一台の装置においてＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を生成して、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像とを重ね合わせたフュージョン画像を生成することができるようになっている。

ところで、このような医用画像診断装置では、一般的には、ＰＥＴ診断装置で使用するＰＥＴ用ガントリ（放射線検出部）と、Ｘ線ＣＴ装置で使用するＸ線ＣＴ用ガントリ（Ｘ線スキャン部）が、互いに近接して配置されるようになっている。また、このような医用画像診断装置は、被験者を載せる天板を有する寝台を備えており、ＰＥＴ診断装置とＸ線ＣＴ装置において、この寝台を共有するようになっている。

また、このような医用画像診断装置では、ＰＥＴ診断装置のＰＥＴ用ガントリとＸ線ＣＴ装置のＸ線ＣＴ用ガントリが順次並ぶよう縦列的な位置関係を有し、ＰＥＴ用ガントリとＸ線ＣＴ用ガントリを通り抜けるように、両ガントリ内にトンネル部が設けられている。寝台は、両ガントリ内のトンネル部へ天板の長さ方向に天板を挿入している。

したがって、このような医用画像診断装置では、寝台からＰＥＴ診断装置の放射線検出部までの距離と、寝台からＸ線ＣＴ装置のＸ線スキャン部までの距離が異なるため、各ガントリの撮像位置における荷重により天板の沈み込み（これを天板の撓みともいう。）もそれぞれ異なっている。そのため、天板の撓みを補正する方法が種々検討されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１６７４０８号公報

ところで、複数の撮像方式を有する医用画像診断装置は、撮像方式ごとに撮像が行われるため、撮像面の示す位置（撮像位置）が異なり、各撮像位置における天板の撓みが異なる。すわなち、ＰＥＴ用ガントリとＸ線ＣＴ用ガントリとにおいて、同一の撮像部位であっても、荷重による天板の撓みがそれぞれ異なる。また、ＰＥＴ診断装置ではＰＥＴ画像に天板の位置が映らないので、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像とを重ね合わせる際、撮像した画像間で天板の位置の位置合わせが困難となり、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を適切に重ね合わせた高精度な融合画像を生成することが困難であった。

本実施形態によれば、画像診断装置は、天板の基準位置を示す天板基準プロファイルと、前記天板の基準位置に当該天板の位置を補正するためのテーブルであって、前記天板の支点から撮像位置における繰り出し量と当該繰り出し量に対応する前記天板の撓み量とに基づいて、当該天板の傾きを推定する補正テーブルと、被検体を連続的に撮像する撮像方式により得られた撮像画像から、前記天板の支点から撮像位置までの距離に対応した当該天板の高さを算出する天板高さ算出部と、前記撮像画像から算出された天板の高さと、前記天板基準プロファイルに定義された天板の高さとの差分を補正する第１の撮像画像補正部と、前記被検体を連続的に撮像した撮像位置における繰り出し量と、前記天板の高さの差分と、前記補正テーブルとに基づいて、当該天板の高さの差分を前記天板の撓み量とみなし、前記連続的に撮像する撮像方式とは異なる撮像方式で撮像した撮像位置における天板の傾きを推定する天板傾き推定部と、推定された前記天板の傾きから、前記連続的に撮像する撮像方式とは異なる撮像方式で撮像する撮像位置での天板位置を算出する天板位置算出部と、算出された前記天板位置を、前記天板基準プロファイルに定義された天板の高さに補正する第２の撮像画像補正部と、を備える。

本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置の構成例を示す概念図。 本実施形態に係る寝台装置の移動を説明するための説明図。 本実施形態に係るコンソール装置の構成を示した構成図。 本実施形態に係るＰＥＴ用架台装置が、天板の支点からガンマ線を検出するガンマ線検出範囲までの天板の撓みを含めた撮像範囲について説明するための説明図。 本実施形態に係るＰＥＴ用架台装置が、ステップアンドシュート方式で撮像した撮像画像における天板だれを説明するための説明図。 本実施形態に係るＰＥＴ用架台装置が、ステップアンドシュート方式によって被検体を撮像した場合の天板の位置を説明するための説明図。 本実施形態に係るＣＴ用架台装置が、ヘリカルスキャン方式によって被検体を撮像した場合の天板の位置を説明するための説明図。 ステップアンドシュート方式で撮像された撮像画像と、ヘリカルスキャン方式で撮像された撮像画像との画像間での位置ずれを説明するための説明図。 本実施形態に係る補正部が、補正データ記憶部から天板基準プロファイルと三次元の補正テーブルを読み出し、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を補正する方法を示した説明図。 本実施形態に係る補正データ記憶部に格納されている、天板の傾きを推定するための三次元の補正テーブルを示した説明図。 本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置のコンソール装置の補正部の構成を示した機能ブロック図。 本実施形態に係るＰＥＴ-ＣＴ装置の画像処理における全体的な処理手順を示したフローチャート。 本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置の補正部（図１１）において、天板だれ補正量を算出する天板だれ補正量算出処理の手順を示したフローチャート。

（第１の実施形態）
以下、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置（画像診断装置）１００について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、撮像方式が異なる複数の医用画像診断装置を一体化した装置の一例として、ＰＥＴ−ＣＴ装置を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００の概略の構成を示した概略構成図である。

図１に示すように、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴ用架台装置１、ＣＴ用架台装置２、寝台装置３、コンソール装置４を備えて構成されている。なお、被検体Ｐは、ラジオアイソトープまたはその標識化合物が投与されているものとする。

ＰＥＴ用架台装置１は、被検体Ｐに投与された陽電子放出核種を取り込んだ生体組織から放出される一対のガンマ線を検出して、ＰＥＴ画像を再構成するためのガンマ線の投影データ（これをガンマ線投影データともいう。）を生成する装置である。このＰＥＴ用架台装置１は、ラジオアイソトープなどの標識化合物が、生体内の特定の組織や臓器に選択的に取り込まれる性質を利用して、そのアイソトープから放出されるガンマ線を体外で測定し、ラジオアイソトープの線量分布を画像化するようになっている。

ＣＴ用架台装置２は、被検体Ｐの体外からＸ線を照射し、被検体Ｐの組織や臓器を透過したＸ線を検出して、Ｘ線ＣＴ画像を再構成するためのＸ線投影データを生成する装置である。ＣＴ用架台装置２では、組織や臓器におけるＸ線透過率の差を画像化したり、検出器によってＸ線の強度を測定し、その値から画像再構成するようになっている。

寝台装置３は、被検体Ｐを載せるベッドであり、天板３１と、寝台３２とを備えている。寝台装置３は、コンソール装置４を介して受け付けたＰＥＴ−ＣＴ装置１００の操作者からの指示に基づいて、ＰＥＴ用架台装置１およびＣＴ用架台装置２それぞれの撮像口に移動される。すなわち、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、コンソール装置４からの指示に基づいて寝台装置３を移動させることにより、Ｘ線ＣＴ画像の撮像を行ったり、ＰＥＴ画像の撮像を行うようになっている。ここで、寝台装置３の移動について説明する。

図２は、本実施形態に係る寝台装置３の移動を説明するための説明図である。

図２に示すように、コンソール装置４は、図示しない駆動機構によって天板３１と寝台３２を被検体Ｐの体軸方向に移動させる。例えば、Ｘ線ＣＴ画像の撮像時には、図２（Ａ）に示すように、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、天板３１をＣＴ用架台装置２の方向に水平移動させる。そして、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、天板３１を水平移動させる天板の連続移動方式により、被検体Ｐの撮像部位に対してスキャンを行う（この一例として、螺旋状でかつ連続的にＸ線でスキャンを行うヘリカルスキャン方式がある。）。そして、ＣＴ用架台装置２は、Ｘ線ＣＴ画像を撮像する。なお、Ｘ線は、電磁波の一種であり、数百オングストロームから０．１オングストロームまでの波長を有している。

また、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、Ｘ線ＣＴ画像の撮影を行った後、図２（Ｂ）に示すように、天板３１が寝台３２から繰り出されたままの状態で、寝台３２を体軸方向に水平移動させる。そして、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、被検体Ｐの撮像部位をＰＥＴ用架台装置１の撮像口内に挿入させる。

ここで、寝台３２は、図２（Ｂ）に示すように、ＰＥＴ用架台装置１とＣＴ用架台装置２のそれぞれの検出器の中心位置間の距離「ａ」と、同一の距離を移動する。すなわち、寝台３２が距離「ａ」を移動することにより、被検体Ｐの同一部位を撮像する際の寝台３２からの繰り出し量を同一にしている。

そして、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴ画像を撮像する際は、被検体Ｐの一部分を撮像した後に、撮像を停止した状態から天板３１を所定の移動量だけステップ状に水平移動させ、さらに他の部分を撮像する。このように、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００のＰＥＴ用架台装置１は、移動と撮像を繰り返す撮像方式（これをステップアンドシュート方式ともいう。）により、被検体Ｐの広い範囲を撮像することができる。

図１に示したコンソール装置４は、操作者からの指示を受け付けて、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００の撮像処理を制御する装置である。ここで、コンソール装置４の構成について説明する。

図３は、本実施形態に係るコンソール装置４の構成を示した構成図である。

図３に示すように、コンソール装置４は、Ｘ線投影データ記憶部４１、ＣＴ画像再構成部４２、ガンマ線投影データ記憶部４３、ＰＥＴ用再構成部４４、補正データ記憶部４５、減弱マップ生成部５０、補正部４６および制御部４７を備えて構成されている。

Ｘ線投影データ記憶部４１は、ＣＴ用架台装置２から送信されるＸ線投影データを記憶する。具体的には、Ｘ線投影データ記憶部４１は、Ｘ線ＣＴ画像を再構成するためのＸ線投影データを記憶する。

ＣＴ画像再構成部４２は、Ｘ線投影データ記憶部４１が記憶する再構成用のＸ線投影データを、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法により逆投影処理することにより、Ｘ線ＣＴ画像を再構成する。具体的には、ＣＴ画像再構成部４２は、ＰＥＴ-ＣＴ装置１００を用いた全身検査において、撮像計画により決定された撮像条件（例えば、スライス幅など）に基づいて、被検体Ｐの体軸方向に直交する複数の断面画像を撮像した複数のＸ線ＣＴ画像を、Ｘ線投影データから再構成する。

ガンマ線投影データ記憶部４３は、ＰＥＴ用架台装置１から送信されるガンマ線投影データを記憶する。

ＰＥＴ用再構成部４４は、ガンマ線投影データ記憶部４３が記憶するガンマ線投影データから、例えば、統計的再構成法によりＰＥＴ画像を再構成する。また、ＰＥＴ用再構成部４４は、後述する減弱マップを用いてＰＥＴ画像の減弱補正を行う。

補正データ記憶部４５は、ＣＴ画像再構成部４２で再構成されたＸ線ＣＴ画像や、ＰＥＴ用再構成部４４で再構成されたＰＥＴ画像を記憶する。また、補正データ記憶部４５は、天板３１の基準位置を示す天板基準プロファイルと、ＰＥＴ画像の天板３１の傾きを推定する三次元の補正テーブルとを格納している。なお、この天板基準プロファイルと三次元の補正テーブルの詳細については後述する。

減弱マップ生成部５０は、ＣＴ画像再構成部４２によって再構成されたＸ線ＣＴ画像を用いて、被検体Ｐの体内で生じるガンマ線の減弱を補正するための減弱マップ（μＭａｐ）を生成する。なお、減弱マップとは、Ｘ線ＣＴ画像から画素値を変換したものである。また、減弱マップ生成部５０は、天板だれ補正量（後述する天板だれ補正量算出処理による補正量）に基づいて、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像の天板の高さが合うように事前に減弱マップを補正する。そして、減弱マップ生成部５０は、補正した減弱マップを補正データ記憶部４５に格納する。

補正部４６は、補正データ記憶部４５に格納されているＸ線ＣＴ画像やＰＥＴ画像を読み出すとともに、補正データ記憶部４５に格納されている天板基準プロファイルや三次元の補正テーブルを読み出し（または参照し）、Ｘ線ＣＴ画像とＰＥＴ画像をそれぞれ補正して融合画像を生成する。特に、ＰＥＴ画像については、ＰＥＴ用再構成部４４にて減弱補正が行われ、補正部４６は、その減弱補正されたＰＥＴ画像を、Ｘ線ＣＴ画像の位置に補正する。なお、この補正部４６の詳細については後述する。

制御部４７は、ＰＥＴ-ＣＴ装置１００の全体動作を制御する。具体的には、制御部４７は、ＰＥＴ用架台装置１、ＣＴ用架台装置２、天板３１及び寝台３２の動作を制御することにより、ＰＥＴ-ＣＴ装置１００による撮像処理を制御する。

例えば、制御部４７は、Ｘ線投影データ記憶部４１が記憶するＸ線再構成用のＸ線投影データを用いて、ＣＴ画像再構成部４２で再構成する処理を制御する。また、制御部４７は、ガンマ線投影データ記憶部４３が記憶するガンマ線投影データを用いて、ＰＥＴ用再構成部４４で再構成する処理や減弱補正を制御する。また、制御部４７は、補正部４６における天板だれ補正量算出処理（後述）を制御するとともに、図示しない入出力装置から操作者の指示を受け付けて、図示しない表示部に融合画像を表示させるように制御する。

なお、制御部４７は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより構成されている。

ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されている各種プログラムをＲＡＭにロードして、そのプログラムを展開することにより、各種プログラムの機能を実現することできる。ＲＡＭは、ワークエリア（作業用メモリ）として利用されるようになっている。ＲＯＭは、各種プログラムを格納するようになっている。ＲＯＭに格納されている各種プログラムには、各撮像処理、各再構成処理および補正部４６における天板だれ補正量算出処理を実現するためのプログラムが含まれている。

次に、ＰＥＴ用架台装置１においてステップアンドシュート方式で撮像する場合と、ＣＴ用架台装置２においてヘリカルスキャン方式で撮像する場合の画像間のずれについて、説明する。

図４は、本実施形態に係るＰＥＴ用架台装置１が、天板３１の支点０からガンマ線を検出するガンマ線検出範囲までの天板３１の撓みを含めた撮像範囲について説明するための説明図である。

図４に示すように、ＰＥＴ用架台装置１は、距離ｚ２を中心とする距離ｚ１から距離ｚ３までの撮像範囲のガンマ線を検出するようになっている。この図では、天板３１の高さｈは、距離ｚ１の撮像位置における天板３１の高さｈ１よりも、距離ｚ２の撮像位置における天板３１の高さｈ２の方が低く、また、距離ｚ３の撮像位置における天板３１の高さｈ３は、距離ｚ１とｚ２の撮像位置における天板３１の高さよりも低いことを示している。なお、距離ｚ１から距離ｚ３は、支点０からの天板３１のストローク量（繰り出し量）を示している。また、支点０は、ストローク量の基準となる任意の基準位置である。

このように、図４では、天板３１の支点０から天板３１の撮像位置の距離が遠くなると、天板３１が紙面の下方向に撓むことを示している。なお、このように天板３１が撓むこと（天板３１が沈み込んだ状態）を天板だれと記載し、また、天板３１が撓んだ量を天板だれ量と記載することがある。したがって、この天板だれは、天板３１の高さｈで表現することもできる。

図５は、本実施形態に係るＰＥＴ用架台装置１が、ステップアンドシュート方式で撮像した撮像位置における天板だれを説明するための説明図である。なお、ＰＥＴ画像の撮像領域をスキャン領域として説明する。また、図５に示すベッドＢ１、ベッドＢ２およびベッドＢ３は、ＰＥＴ画像の撮像位置（撮像範囲）を示している。また、図５の各図では、被検体Ｐが示されていないが、実際には、天板３１上に被検体Ｐが載せられた場合の天板だれを示している。

図５に示すように、天板だれ量は、寝台３２から天板３１を繰り出すストローク量によって異なる。例えば、図５（Ａ）に示すように、寝台３２から天板３１が繰り出された状態でベッドＢ１の位置でスキャンを実行する場合、被検体Ｐの負荷（荷重）が天板３１に与える影響が大きく、スキャン領域における天板だれ量も大きくなる。

一方、図５（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、天板３１を繰り出すストローク量が減少すると、被検体Ｐの負荷（荷重）が天板３１に与える影響が低減し、スキャン領域における天板だれ量も小さくなる。すなわち、図５（Ｂ）に示すように、ベッドＢ２の位置でスキャンを実行する場合、天板３１の天板だれ量は、ベッドＢ１の位置でスキャンを実行する場合の天板だれ量よりも小さくなる。また、図５（Ｃ）に示すように、ベッドＢ３の位置でスキャンを実行する場合、天板３１の天板だれ量は、ベッドＢ１の位置での天板だれ量やベッドＢ２の位置での天板だれ量よりも小さくなる。

図６は、本実施形態に係るＰＥＴ用架台装置１が、ステップアンドシュート方式によって被検体Ｐを撮像した場合の天板３１の撮像位置を説明するための説明図である。なお、天板３１の位置は、撮像位置における天板３１の高さを示しているものとする。

図６に示すように、この図では、ＰＥＴ用架台装置１が、ベッドＢ１、ベッドＢ２およびベッドＢ３の位置で天板３１を撮像した場合の被検体Ｐの体軸方向の断面を示している。すなわち、ＰＥＴ用架台装置１がステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像した場合、ベッドの撮像位置ごとに天板だれ量が異なるので、天板３１の位置はベッド間で段差が生じることを示している。次に、ＣＴ用架台装置２が、ヘリカルスキャン方式によって被検体Ｐを撮像した場合の天板の位置について説明する。

図７は、本実施形態に係るＣＴ用架台装置２が、ヘリカルスキャン方式によって被検体Ｐを撮像した場合の天板３１の位置を説明するための説明図である。

図７に示すように、この図では、ＣＴ用架台装置２が、ヘリカルスキャン方式で天板３１を連続的に撮像した場合の天板３１の体軸方向の断面を示している。すなわち、ＣＴ用架台装置２がヘリカルスキャン方式で天板３１を撮像した場合、撮像したその複数の断面画像を用いて天板３１の体軸方向の断面を示している。また、図７に示す複数の矩形は、断面画像のスライス幅を示している。また、図７に示す直線ＬＮ１は、各断面画像における天板３１の中心を通る直線を示している。

ＣＴ用架台装置２がヘリカルスキャン方式で被検体Ｐを撮影した場合、天板３１のストローク量の増加に伴い、天板３１の天板だれ量が大きくなることから、各断面画像における天板３１の高さは、天板３１のストローク量の増加に伴い、徐々に低くなる。

ここで、ヘリカルスキャン方式で撮像されたＸ線ＣＴ画像を体軸方向に見た場合の天板３１の高さは、天板３１の中心を通る直線ＬＮ１となる。次に、ステップアンドシュート方式で撮像された撮像画像と、ヘリカルスキャン方式で撮像された撮像画像の位置ずれについて説明する。

図８は、ステップアンドシュート方式で撮像された撮像画像と、ヘリカルスキャン方式で撮像された撮像画像との画像間での位置ずれを説明するための説明図である。

図８に示すように、この図では、図６で示したステップアンドシュート方式で撮像した撮像画像における天板３１の位置（これを直線ＬＮ２で示す。）と、図７で示したヘリカルスキャン方式で撮像した撮像画像における天板３１の位置（前述した直線ＬＮ１である。）とを示している。

図８の直線ＬＮ１と直線ＬＮ２が示すように、各撮像方式によって撮像されたそれぞれの天板３１は、天板３１の傾きがそれぞれ異なるので、それぞれ撮像画像の位置がずれることを示している。すなわち、このような天板３１の位置のずれは、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を融合する際に画像間のずれを生じさせ、高精度な補正の実行および融合画像を得ることができなくなる。

そこで、第１の実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、上述した補正部４６において、天板基準プロファイルと三次元の補正テーブルを用いて、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像のそれぞれに補正処理を行うことにより、天板３１の位置合わせを適切に行い、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を融合した高精度な補正の実行および融合画像を得ることができるようになっている。

なお、天板基準プロファイルとは、天板３１に被検体Ｐを載せない状態で、ヘリカルスキャン方式で撮像可能な範囲を撮像し、被検体Ｐを載せていない状態での天板３１の高さまたは天板だれ量をあらかじめ測定した測定データのことをいう。

図９は、本実施形態に係る補正部４６が、補正データ記憶部４５から天板基準プロファイルＣＰと三次元の補正テーブルを読み出し、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を補正する方法を示した説明図である。

図９に示すように、この図では、ヘリカルスキャン方式で撮像されたＸ線ＣＴ画像の撮像位置（直線ＬＮ１）を、天板基準プロファイルＣＰが示す位置に補正するとともに、ステップアンドシュート方式で撮像されたＰＥＴ画像の撮像位置（直線ＬＮ２）において、三次元の補正テーブルを用いて天板３１の傾きを推定し、ステップアンドシュート方式で撮像した撮像位置ごとの天板位置を算出する。

また、補正部４６は、算出した天板位置を天板基準プロファイルＣＰが示す天板位置に補正する。したがって、補正部４６は、Ｘ線ＣＴ画像の撮像位置（直線ＬＮ１）を天板基準プロファイルＣＰに補正するとともに、ＰＥＴ画像の撮像位置（直線ＬＮ２）も天板基準プロファイルＣＰに補正する。これにより、補正部４６は、天板基準プロファイルＣＰが示す位置に補正されたＸ線ＣＴ画像とＰＥＴ画像とを融合することにより、高精度な補正の実行および融合画像を生成することができる。

なお、本実施形態では、それぞれ撮像された撮像画像の位置を、天板基準プロファイルＣＰが示す位置に補正を行っているので、被検体Ｐが天板３１に載っていない状態の天板３１の高さに一致するように補正を行っている。すなわち、補正部４６は、被検体Ｐを天板３１に載せたことによる天板だれ量を、被検体Ｐが天板３１に載っていない状態での天板３１の高さになるように補正を行っている。

次に、本実施形態に係る補正データ記憶部４５に格納されている三次元の補正テーブルについて説明する。

図１０は、本実施形態に係る補正データ記憶部４５に格納されている、天板３１の傾きを推定するための三次元の補正テーブルを示した説明図である。

図１０に示すように、この補正テーブルは、ヘリカルスキャン方式で撮像された撮像位置における天板３１の繰り出し量（ストローク量）と天板だれ量（天板の撓み量）に基づいて、ステップアンドシュート方式で撮像したときの天板３１の傾きを推定する補正テーブルである。この補正テーブルでは、寝台３２から天板３１を繰り出す繰り出し量と、その繰り出し量に対応する撮像位置の天板だれ量に基づいて、ステップアンドシュート方式で撮像した際のその撮像位置における天板３１の傾きを推定する。

本実施形態では、この三次元の補正テーブルを用いることにより、ヘリカルスキャン方式で撮像した撮像位置と、ステップアンドシュート方式で撮像したときの撮像位置における天板３１の傾きの位置合わせを行うことができる。なお、図１０では、補正テーブルの右上部分が薄白くなっており、この白色部分が白いほど、天板３１の傾きが大きくなり、一方、黒色部分が黒いほど、天板３１の傾きが小さくなることを意味している。なお、この三次元の補正テーブルは、あらかじめデータベース化して補正データ記憶部４５に格納されているものとする。

次に、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００のコンソール装置４における補正部４６について説明する。

図１１は、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００のコンソール装置４の補正部４６の構成を示した機能ブロック図である。

図１１に示すように、補正部４６は、天板高さ算出部４６１、第１画像補正部（第１の撮像画像補正部）４６２、天板傾き推定部４６３、天板位置算出部４６４、第２画像補正部（第２の撮像画像補正部）４６５、画像融合部４６６を備えて構成されている。また、補正部４６は、補正データ記憶部４５に接続されている。

天板高さ算出部４６１は、被検体Ｐをヘリカルスキャン方式で連続的に撮像して得られた撮像画像から、天板３１の支点０から撮像位置までの距離に対応した天板３１の高さｈを算出するようになっている。

第１画像補正部４６２は、天板高さ算出部４６１で算出された天板３１の高さと、補正データ記憶部４５に格納されている天板基準プロファイルＣＰに定義された天板の高さとの差分を補正する処理を行うようになっている。すなわち、第１画像補正部４６２は、撮像位置における天板３１の高さを、天板３１に被検体Ｐを載せていない状態での撮像位置における天板３１の高さに補正する。

天板傾き推定部４６３は、被検体Ｐをヘリカルスキャン方式で連続的に撮像した撮像位置における天板３１の繰り出し量と、第１画像補正部４６２において補正した天板３１の高さの差分と、三次元の補正テーブルとに基づいて、その天板３１の高さの差分を天板３１の撓み量とみなし、異なる撮像方式の一例であるステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像した撮像位置における天板３１の傾きを推定するようになっている。

天板位置算出部４６４は、天板傾き推定部４６３で推定された天板３１の傾きから、ステップアンドシュート方式で撮像する撮像位置での天板位置（天板３１の高さｈと天板３１の傾き）を算出するようになっている。

第２画像補正部４６５は、天板位置算出部４６４で算出された天板位置（天板３１の高さｈと天板３１の傾き）を、第１画像補正部４６２と同様に、天板基準プロファイルＣＰに定義された天板位置に補正する。すなわち、第２画像補正部４６５は、天板位置算出部４６４で算出された撮像位置における天板３１の高さｈと天板３１の傾きを、天板３１に被検体Ｐを載せていない状態での撮像位置における天板３１の高さと天板３１の傾きに、補正する補正量を算出する。

なお、算出された天板位置を天板基準プロファイルＣＰに定義された天板３１の高さと天板３１の傾きに補正する補正量を、天板だれ補正量ともいう。そして、第２画像補正部４６５は、算出された天板だれ補正量を補正データ記憶部４５に格納する。

なお、天板基準プロファイルＣＰは天板の高さ（位置）を示す線形データであり、天板位置算出部４６４で算出された天板位置は、撮像位置における天板３１の高さｈと天板の傾きのデータである。このため、ステップアンドシュート方式で撮像した撮像画像（例えば、ＰＥＴ画像）に、天板３１の高さｈと天板の傾きからなる天板位置を適用することにより、天板基準プロファイルＣＰが示す高さ（位置）に一致した、撮像画像の位置合わせを行うことができる。

次に、減弱マップ生成部５０（図３）は、補正データ記憶部４５から天板だれ補正量を読み出し、その天板だれ補正量に基づいて、減弱マップをＰＥＴ画像の位置に補正する。

そして、ＰＥＴ用再構成部４４（図３）は、補正された減弱マップを用いてＰＥＴ画像の減弱補正を行う。

画像融合部４６６（図１１）は、減弱補正がされたＰＥＴ画像と天板だれ補正量を補正データ記憶部４５から読み出して、減弱補正がされたＰＥＴ画像を天板基準プロファイルＣＰの天板位置に補正する。そして、画像融合部４６６は、第１画像補正部４６２で補正されたＸ線ＣＴ画像（第１の撮像画像）と、補正したＰＥＴ画像とを融合するようになっている。画像融合部４６６は、融合した融合画像を補正データ記憶部４５に格納する。

これにより、制御部４７（図３）は、図示しない入力部から入力されたＰＥＴ−ＣＴ装置１００を操作する操作者の指示に基づいて、融合画像を補正データ記憶部４５から読み出し、図示しない表示部に表示させることができる。

以上説明したように、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、コンソール装置４の補正部４６において、ヘリカルスキャン方式で撮像されたＸ線ＣＴ画像の撮像位置を天板基準プロファイルＣＰが示す位置に補正するとともに、ステップアンドシュート方式で撮像されたＰＥＴ画像の撮像位置における天板位置を推定し、推定された天板３１の高さｈと天板３１の傾きを、天板基準プロファイルＣＰが示す位置に補正する。

このように、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴ用架台装置１おいてステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像し、そのＰＥＴ画像に天板３１が映らない場合であっても、ＣＴ用架台装置２においてヘリカルスキャン方式で撮像されたＸ線ＣＴ画像と、天板基準プロファイルＣＰと、ステップアンドシュート方式で撮像した場合の天板３１の傾きを推定する三次元の補正データを用いることにより、Ｘ線ＣＴ画像とＰＥＴ画像をそれぞれ補正することができる。

これにより、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、それぞれ補正されたＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を重ね合わせて融合することにより、高精度な補正の実行および融合画像を生成することができる。

次に、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００の画像処理における全体的な処理手順について説明する。

図１２は、本実施形態に係るＰＥＴ-ＣＴ装置１００の画像処理における全体的な処理手順を示したフローチャートである。なお、図１２では、被検体Ｐに対し、ヘリカルスキャン方式によるＸ線ＣＴ検査と、ステップアンドシュート方式によるＰＥＴ検査が実行された後の全体動作を示している。

まず、本実施形態に係るＰＥＴ-ＣＴ装置１００は、コンソール装置４に設けられたＣＴ画像再構成部４２（図３）において、Ｘ線投影データ記憶部４１に記憶されているＸ線投影データを用いてＸ線ＣＴ画像を再構成させる（ステップＳ００１）。そして、ＣＴ画像再構成部４２は、再構成されたＸ線ＣＴ画像を補正データ記憶部４５に格納するとともに、Ｘ線ＣＴ画像を減弱マップ生成部５０に送出する。

次に、減弱マップ生成部５０（図３）は、ＣＴ画像再構成部４２によって再構成されたＸ線ＣＴ画像を用いて、ガンマ線の減弱を補正するための減弱マップ（μＭａｐ）を生成する（ステップＳ００３）。

次に、補正部４６は、再構成されたＸ線ＣＴ画像と３次元の補正テーブルを補正データ記憶部４５から読み出して、天板だれ補正量を算出する天板だれ補正量算出処理を行う（ステップＳ００５）。補正部４６は、算出した天板だれ補正量を補正データ記憶部４５に格納する。

次に、減弱マップ生成部５０は、補正データ記憶部４５から天板だれ補正量を読み出し、減弱マップをＰＥＴ画像位置に補正して（ステップＳ００７）、その補正した減弱マップを補正データ記憶部４５に格納する。

次に、ＰＥＴ用再構成部４４（図３）は、ガンマ線投影データ記憶部４３に記憶されているガンマ線投影データを用いてＰＥＴ画像を再構成する（ステップＳ００９）。この場合、ＰＥＴ用再構成部４４は、補正データ記憶部４５から減弱マップを読み出し、ガンマ線投影データと読み出した減弱マップを用いてＰＥＴ画像を再構成（減弱補正）する。そして、ＰＥＴ用再構成部４４は、再構成されたＰＥＴ画像を補正データ記憶部４５に格納する。

次に、補正部４６の画像融合部４６６（図１１）は、ＰＥＴ用再構成部４４で減弱補正がされたＰＥＴ画像と、天板だれ補正量を補正データ記憶部４５から読み出し、その減弱補正がされたＰＥＴ画像を天板基準プロファイルＣＰの天板位置に補正する（ステップＳ０１１）。

次に、補正部４６の画像融合部４６６は、天板基準プロファイルＣＰの天板位置に補正したＸ線ＣＴ画像およびＰＥＴ画像を融合して融合画像を生成し、生成した融合画像を補正データ記憶部４５に格納する。制御部４７は、補正データ記憶部４５に格納された融合画像を読み出し、コンソール装置４の図示しない表示部にその融合画像を表示させる（ステップＳ０１３）。

このように、本実施形態に係るＰＥＴ-ＣＴ装置１００は、補正部４６においてＰＥＴ画像を補正する天板だれ補正量を算出するとともに融合画像を生成し、制御部４７が、その融合画像を表示部に表示させて処理を終了する。次に、補正部４６が天板だれ補正量を算出する天板だれ量算出処理について説明する。

図１３は、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００の補正部４６（図１１）において、天板だれ補正量を算出する天板だれ補正量算出処理の手順を示したフローチャートである。

図１３に示すように、補正部４６の天板高さ算出部４６１（図１１）は、被検体Ｐをヘリカルスキャン方式で連続的に撮像して得られた撮像画像から、天板３１の支点０から撮像位置までの距離に対応した天板３１の高さｈを算出する（ステップＳ１０１）。

次に、第１画像補正部４６２（図１１）は、ヘリカルスキャン方式で撮像された撮像画像から算出された天板３１の高さｈと、補正データ記憶部４５に格納されている天板基準プロファイルＣＰに定義された天板の高さとの差分を補正する。すなわち、第１画像補正部４６２は、算出された天板３１の高さｈを、天板３１に被検体Ｐを載せていない状態の撮像位置における天板３１の高さに補正する（ステップＳ１０３）。

次に、天板傾き推定部４６３（図１１）は、ヘリカルスキャン方式で連続的に撮像した撮像位置における天板３１の繰り出し量と、第１画像補正部４６２で補正する天板３１の高さの差分と、三次元の補正テーブルとに基づいて、その天板３１の高さの差分を天板３１の撓み量とみなし、異なる撮像方式であるステップアンドシュート方式で撮像した撮像位置における天板の傾きを推定する（ステップＳ１０５）。

すなわち、ステップＳ１０１で算出した天板３１の支点０から撮像位置までの距離における天板３１の繰り出し量と、ステップＳ１０３で補正する天板の高さの差分と、図１０に示した三次元の補正テーブルとに基づいて、天板３１の高さの差分を天板３１の撓み量とみなして、ステップアンドシュート方式で撮像した撮像位置における天板の傾きを推定する。

次に、天板位置算出部４６４（図１１）は、天板傾き推定部４６３で推定された天板３１の傾きから、ステップアンドシュート方式で撮像した撮像位置での天板位置（天板３１の高さｈと天板３１の傾き）を算出する（ステップＳ１０７）。

次に、第２画像補正部４６５（図１１）は、天板位置算出部４６４で算出された天板位置（天板３１の高さｈと天板３１の傾き）を、第１画像補正部４６２と同様に、天板基準プロファイルＣＰに定義された天板位置に補正する。すなわち、第２画像補正部４６５は、天板位置算出部４６４で算出された撮像位置における天板３１の高さｈと天板３１の傾きを、天板３１に被検体Ｐを載せていない状態での撮像位置における天板３１の高さと天板３１の傾きに補正する補正量（天板だれ補正量）を算出する（ステップＳ１０９）。

以上説明したように、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、補正部４６において、ヘリカルスキャン方式で撮像されたＸ線ＣＴ画像の撮像位置を天板基準プロファイルＣＰが示す位置に補正するとともに、ステップアンドシュート方式で撮像されたＰＥＴ画像の撮像位置における天板の傾きを推定し、推定された天板の傾きとステップアンドシュート方式で撮像された撮像位置を、天板基準プロファイルＣＰが示す位置に補正する。

これにより、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴ用架台装置１おいてステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像し、そのＰＥＴ画像に天板３１が映らない場合でも、ＣＴ用架台装置２においてヘリカルスキャン方式で撮像されたＸ線ＣＴ画像と、天板基準プロファイルと、ステップアンドシュート方式で撮像した場合の天板の傾きを推定する三次元の補正データとを用いることで、Ｘ線ＣＴ画像とＰＥＴ画像をそれぞれ補正することができる。

したがって、本実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、それぞれ補正されたＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を重ね合わせて融合することにより、高精度な補正の実行と融合画像を生成することができる。

なお、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴ用架台装置１を使用してＰＥＴ画像を生成するようになっていたが、本実施形態では、例えば、シングルフォトンエミッションＣＴ装置（ＳＰＥＣＴ装置：Single Photon Emission Computed Tomography装置）を適用してもよい。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、ヘリカルスキャン方式で被検体Ｐの撮像を行うＣＴ用架台装置２と、ステップアンドシュート方式で被検体Ｐの撮像を行うＰＥＴ用架台装置１とを備えたＰＥＴ-ＣＴ装置１００について説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではない。

具体的には、第１の撮像方式としてヘリカルスキャン方式で被検体Ｐを撮像し、第２の撮像方式としてステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像するモダリティであればよく、例えば、ＣＴ用架台装置２においてヘリカルスキャン方式で被検体Ｐを撮像した後、ＣＴ用架台装置２と異なるＣＴ用架台装置を用いてステップアンドシュート方式によって被検体Ｐを撮像するようにしてもよい。

なお、ＣＴ用架台装置においてステップアンドシュート方式で被検体Ｐを撮像する際は、寝台装置３の天板３１の天板位置が撮像されるので、撮像される天板３１の天板の傾きと天板３１の撮像位置を、天板基準プロファイルＣＰに定義された位置に補正すればよい。

（第３の実施形態）
上述した第１の実施形態において、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴ用架台装置１においてステップアンドシュート方式により撮像するようになっていたが、本実施形態はこれに限定されるものではない。

具体的には、ＰＥＴ用架台装置１の代わりに、人体に磁気を当て、体内にある水素原子核が共鳴する磁気共鳴現象を用いた磁気共鳴装置（Magnetic Resonance Imaging装置）を適用してもよい。すなわち、ヘリカルスキャン方式で撮像を行うＣＴ用架台装置２と、磁気共鳴装置とから構成される複数の撮像方式を備えたモダリティも、適用することができる。

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。

また、本発明の実施形態では、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。

１ ＰＥＴ用架台装置
２ ＣＴ用架台装置
３ 寝台装置
４ コンソール装置
３１ 天板
３２ 寝台
４１ Ｘ線投影データ記憶部
４２ ＣＴ画像再構成部
４３ ガンマ線投影データ記憶部
４４ ＰＥＴ用再構成部
４５ 補正データ記憶部
４６ 補正部
４７ 制御部
５０ 減弱マップ生成部
１００ ＰＥＴ−ＣＴ装置（画像診断装置）
４６１ 天板高さ算出部
４６２ 第１画像補正部（第１の撮像画像補正部）
４６３ 天板傾き推定部
４６４ 天板位置算出部
４６５ 第２画像補正部（第２の撮像画像補正部）
４６６ 画像融合部
Ｐ 被検体
ＬＮ１ 直線
ＬＮ２ 直線

Claims (6)

1. 天板の基準位置を示す天板基準プロファイルと、
   前記天板の基準位置に当該天板の位置を補正するためのテーブルであって、前記天板の支点から撮像位置における繰り出し量と当該繰り出し量に対応する前記天板の撓み量とに基づいて、当該天板の傾きを推定する補正テーブルと、
   被検体を連続的に撮像する撮像方式により得られた撮像画像から、前記天板の支点から撮像位置までの距離に対応した当該天板の高さを算出する天板高さ算出部と、
   前記撮像画像から算出された天板の高さと、前記天板基準プロファイルに定義された天板の高さとの差分を補正する第１の撮像画像補正部と、
   前記被検体を連続的に撮像した撮像位置における繰り出し量と、前記天板の高さの差分と、前記補正テーブルとに基づいて、当該天板の高さの差分を前記天板の撓み量とみなし、前記連続的に撮像する撮像方式とは異なる撮像方式で撮像した撮像位置における天板の傾きを推定する天板傾き推定部と、
   推定された前記天板の傾きから、前記連続的に撮像する撮像方式とは異なる撮像方式で撮像する撮像位置での天板位置を算出する天板位置算出部と、
   算出された前記天板位置を、前記天板基準プロファイルに定義された天板の高さに補正する第２の撮像画像補正部と、
   を備えた画像診断装置。
2. 前記第１の撮像画像補正部で補正された第１の撮像画像と、前記第２の撮像画像補正部で補正された補正量に基づく第２の撮像画像とを融合する画像融合部を、
   さらに備えた請求項１に記載の画像診断装置。
3. 前記天板基準プロファイルは、
   前記天板に被検体を載せない状態で、ヘリカルスキャン方式で撮像可能な範囲を撮像し、当該天板の撓む量をあらかじめ測定した測定情報である
   請求項１または２に記載の画像診断装置。
4. 前記被検体を連続的に撮像する撮像方式は、ヘリカルスキャン方式であり、
   前記連続的に撮像する撮像方式とは異なる撮像方式で撮像する撮像方式は、前記被検体を離散的に撮像するステップアンドシュート方式である
   請求項１から３のいずれか１項に記載の画像診断装置。
5. 前記被検体を連続的に撮像する撮像方式は、Ｘ線ＣＴ装置において撮像され、
   前記異なる撮像方式で撮像する撮像方式は、ＰＥＴ装置において撮像される
   請求項４に記載の画像診断装置。
6. 天板の基準位置を示す天板基準プロファイルと、
   前記天板の基準位置に当該天板の位置を補正するためのテーブルであって、前記天板の支点から撮像位置における繰り出し量と当該繰り出し量に対応する前記天板の撓み量と、に基づいて、当該天板の傾きを推定する補正テーブルとを有する画像診断装置の制御方法であって、
   被検体を連続的に撮像する撮像方式により得られた撮像画像から、前記天板の支点から撮像位置までの距離に対応した当該天板の高さを算出する天板高さ算出ステップと、
   前記撮像画像から算出された天板の高さと、前記天板基準プロファイルに定義された天板の高さとの差分を補正する第１の撮像画像補正ステップと、
   前記被検体を連続的に撮像した撮像位置における繰り出し量と、前記天板の高さの差分と、前記補正テーブルとに基づいて、当該天板の高さの差分を前記天板の撓み量とみなし、
   前記連続的に撮像する撮像方式とは異なる撮像方式で撮像した撮像位置における天板の傾きを推定する天板傾き推定ステップと、
   推定された前記天板の傾きから、前記連続的に撮像する撮像方式とは異なる撮像方式で撮像する撮像位置での天板位置を算出する天板位置算出ステップと、
   算出された前記天板位置を、前記天板基準プロファイルに定義された天板の高さに補正する第２の撮像画像補正ステップと、
   を含む画像診断装置の制御方法。