JP6446348B2 - 放射線断層撮影装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、放射線断層撮影装置により被検者を撮影する際のワークフロー（workflow）を改善する技術に関する。

近年、放射線断層撮影装置の開発が進み、撮影の高速化、低被曝化がかなり高いレベル（level）で実現できるようになってきている。それに伴い、健康診断等によるスクリーニング検査に放射線断層撮影装置を用いる手法が提案・検討され始めている。

一方、放射線断層撮影装置を用いて被検者を撮影する場合、無駄な被曝を避けるために、撮影部位（臓器）の上端から下端の領域に対してスキャン範囲（scan range）を正確に決定する必要がある。そのため、従来は低線量によるスカウトスキャン(scout scan)
を事前に行って撮影部位の位置を正確に把握した後、その部位だけをスキャンすべくスキャン範囲を決定している。

ところが、事前にスカウトスキャンを行う方法では、手間や時間が掛かるだけでなく、少なからず被曝量の増大化につながる。そのため、健康診断等などの高スループット（throughput）や低被曝が重視される撮影に放射線断層撮影装置を用いる場合、ワークフローに改善の余地が残される。

ワークフローを改善する一つの方法としては、例えば、スカウトスキャンを行わずに光学カメラで撮影テーブル（imaging table）上の被検者の位置を認識して撮影部位の位置を推定し、その位置にスキャン範囲を設定する方法が考えられる（例えば、特許文献１、要約，明細書段落００１３等参照）。

特開２０１４−１２１３６４号公報

しかしながら、臓器の大きさは個人差が大きく、光学的なカメラ（camera）だけでは体内にある臓器の位置を正確に把握することは非常に難しい。そのため、上記の方法では、撮影部位となる臓器に正確なスキャン範囲を設定し、無駄被曝なく撮影することはほぼ不可能である。

また、事前にスカウトスキャンを行う方法でも、被検者の呼吸や体動により、スカウトスキャンを行った時点と本スキャンを行う時点とで臓器の位置が微妙にずれてしまうことがある。このような場合には、本スキャンの実行中に、当初設定したスキャン範囲から更にスキャンするスライスをその場で追加しなければならないときがある。

このような事情により、放射線断層撮影装置を用いて被検者を撮影する際に、無駄被曝を抑えつつワークフローを改善することが可能な技術が望まれている。

第１の観点の発明は、
撮影テーブルに載置された被検者の外形上の特徴位置を、放射線を用いる手法とは異なる手法により特定する特徴位置特定手段と、
前記特定された特徴位置に基づいて前記被検者の撮影部位に対するスキャンの開始位置を決定する開始位置決定手段と、
前記決定された開始位置から前記スキャンを開始するようデータ（data）収集手段を制御する開始制御手段と、
前記スキャンの実行中に、該スキャンによって収集されたデータに基づいて画像を順次再構成する再構成手段と、
前記再構成された画像に基づいて前記撮影部位の全体が実質的にスキャンされたか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による前記撮影部位の全体が実質的にスキャンされたとの判定に応答して、前記スキャンを終了するよう前記データ収集手段を制御する終了制御手段と、を備えた放射線断層撮影装置を提供する。

第２の観点の発明は、
前記特徴位置特定手段が、可視光線、赤外線または紫外線を用いて前記特徴位置を認識する特徴位置認識手段を有する、上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第３の観点の発明は、
前記特徴位置認識手段が、可視光線、赤外線または紫外線を用いて得られた前記被検者の画像に基づいて前記特徴位置を認識する、上記第２の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第４の観点の発明は、
前記特徴位置認識手段が、可視光線、赤外線または紫外線の前記被検者による遮断または反射を検知することにより前記特徴位置を認識する、上記第２の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第５の観点の発明は、
前記特徴位置特定手段が、前記撮影テーブル上に設けられており、前記被検者の体の一部を当接させることにより前記特徴位置が所定の位置に固定される当接部材を有する、上記第１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第６の観点の発明は、
前記判定手段が、前記画像における画素値の大小に基づいて前記撮影部位の領域を特定する領域特定手段を有しており、該領域の大きさが所定レベルを下回るか否かにより、前記撮影部位の全体が実質的にスキャンされたか否かを判定する、上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第７の観点の発明は、
前記撮影部位が、肺であり、
前記特徴位置が、前記被検者の肩、首及び頭部のうち少なくとも一つに係る位置を含む、上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第８の観点の発明は、
前記撮影部位が、脳であり、
前記特徴位置が、前記被検者の頭部に係る位置を含む、上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第９の観点の発明は、
前記撮影部位が、肝臓であり、
前記特徴位置が、前記被検者の股間、肩及び首のうち少なくとも一つに係る位置を含む、上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１０の観点の発明は、
前記被検者の身長及び体重を特定する身長体重特定手段をさらに備える、上記第１の観点から第９の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１１の観点の発明は、
前記身長体重特定手段が、
可視光線、赤外線または紫外線を用いて前記身長を特定する身長特定手段と、
前記撮影テーブルに設けられた荷重センサ（sensor）により前記体重を特定する体重特定手段と、を有する、上記第１０の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１２の観点の発明は、
前記特定された身長及び体重に基づいて、前記スキャンの際に前記被検者に照射する放射線の強度を決定する強度決定手段を備える、上記第１０の観点または第１１の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１３の観点の発明は、
前記特定された身長及び体重に基づいて、前記スキャンを行うときの前記撮影テーブルの高さを決定する高さ決定手段を備える、上記第１０の観点から第１２の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１４の観点の発明は、
前記再構成された画像に基づいて異常陰影候補の検出処理を行う候補検出手段を備える、上記第１の観点から第１３の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１５の観点の発明は、
前記検出処理による検出結果を含むレポート（report）を作成するレポート作成手段を備える、上記第１４の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１６の観点の発明は、
前記撮影テーブルが設置されている撮影室とは異なる操作室に設けられた操作部の操作者による操作に応じて、前記撮影テーブルを前記被検者の乗り降り時に用いられる第１の高さから前記被検者の撮影時に用いられる第２の高さへと遠隔で制御する第１の高さ制御手段を備える、上記第１の観点から第１５の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１７の観点の発明は、
前記スキャンが終了した後に、自動で、または、前記操作部の操作者による操作に応じて、前記撮影テーブルを前記第２の高さから前記第１の高さへと遠隔で制御する第２の高さ制御手段を備える、上記第１６の観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１８の観点の発明は、
前記スキャンは、アキシャルスキャン（axial scan）またはヘリカルスキャン（helical scan）である、上記第１の観点から第１７の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第１９の観点の発明は、
前記スキャンが、放射線源及び検出器の回転を停めて前記被検者の体軸方向におけるスキャン位置を移動させるスキャンである、上記第１の観点から第１７の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置を提供する。

第２０の観点の発明は、
コンピュータ（computer）を、上記第１の観点から第１９の観点のいずれか一つの観点の放射線断層撮影装置における各手段として機能させるためのプログラム（program）を提供する。

なお、「データ収集手段」には、放射線源、検出器、及び撮影テーブルなどが含まれる。「データ収集手段」の制御には、放射線源のｏｎ／ｏｆｆ制御、放射線源及び検出器の回転制御、撮影テーブルの昇降制御、クレードルの水平移動制御などが含まれる。

また、「可視光線」、「赤外線」及び「紫外線」の中には、レーザ光が含まれる。

また、「撮影部位の全体が実質的にスキャンされた」とは、被検者の体軸方向における撮影部位の一端（上端）側からスキャンを開始する場合において、撮影部位の他端（下端）または他端（下端）近傍までスキャンされたことを意味する。

上記観点の発明によれば、放射線断層撮影装置を用いて被検者を撮影する際に、被検者の外形上の特徴位置を特定してその位置に基づいて撮影部位に対するスキャン開始位置を決定し、スキャン中、得られた再構成画像に基づいて撮影部位の全体が実質的にスキャンされたことを判定してスキャンを停止させるので、本スキャン前に予備的にスカウトスキャンを行うことなく、ほぼ撮影部位だけを正確にスキャンすることができ、被検者への無駄被曝を抑えつつワークフローを改善してスキャンのスループットを向上させることができる。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の外観を示した図である。 本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のハードウェアの構成を概略的に示す図である。 本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の操作コンソールの機能ブロック図である。 本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れを示すフロー図である。 ガントリ２及び撮影テーブル４を横から見た図である。 肩の位置を特定してスキャン開始位置及びスキャン終了位置を決定する様子を示す図である。 再構成画像から肺領域を特定してその大きさを基にスキャン停止判定を行う様子を示す図である。

以下、発明の実施形態について説明する。なお、これにより発明は限定されない。

本実施形態は、集団検診など低被曝かつ高スループットが求められるスクリーニング検査を行うためのＸ線ＣＴ装置である。そのため、本Ｘ線ＣＴ装置は、操作者が確認を必要とする場面やレギュレーションにより一旦停止が必要である場面以外では、ほぼ自動で制御が行われるよう構成されている。

図１は、Ｘ線ＣＴ装置（X-ray Computed Tomography system）の外観を示した図である。

図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、ガントリ（gantry）２、撮影テーブル（imaging table）４、及び操作コンソール（console）６を備えている。

ガントリ２及び撮影テーブル４は、撮影室Ｒ１に設置されている。操作コンソール６は、撮影室Ｒ１とは異なる操作室Ｒ２に設置されている。

Ｘ線ＣＴ装置１は、不図示の通信システム（system）を有している。この通信システムは、ガントリ２と操作コンソール６とに、マイク（microphone）とスピーカ（speaker）がそれぞれ設けられており、撮影室Ｒ１と操作室Ｒ２との間で相互に音声によるコミュニケーション（communication）を可能にする。

図２は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のハードウェアの構成を概略的に示す図である。

図２に示すように、ガントリ２は、Ｘ線管２１、アパーチャ（aperture）２２、コリメータ装置（collimator device）２３、Ｘ線検出器２４、データ収集部（data acquisition system）２５、回転部２６、高電圧電源２７、アパーチャ駆動装置２８、回転駆動装置２９、ガントリ・テーブル制御部３０、カメラ３１、及びレーザライト（laser light）３２を有している。

回転部２６は、ガントリ２の空洞部２Ｂの周りに回転可能に支持されている。Ｘ線管２１、アパーチャ２２、コリメータ装置２３、Ｘ線検出器２４、データ収集部２５、及びレーザライト３２は、回転部２６に搭載されている。

Ｘ線管２１及びＸ線検出器２４は、空洞部２Ｂを挟み対向して配置されている。

アパーチャ２２は、Ｘ線管２１と空洞部２Ｂとの間に配置されている。Ｘ線管２１のＸ線焦点からＸ線検出器２４に向けて放射されるＸ線をファンビーム（fan beam）やコーンビーム（cone beam）に成形する。

コリメータ装置２３は、空洞部２ＢとＸ線検出器２４との間に配置されている。コリメータ装置２３は、Ｘ線検出器２４に入射する散乱線を除去する。

Ｘ線検出器２４は、Ｘ線管２１から放射される扇状のＸ線ビームの広がり方向および厚み方向に、２次元的に配列された複数のＸ線検出素子を有している。なおここでは、上記広がり方向をチャネル（channel）方向といい、厚み方向を列方向という。各Ｘ線検出素子は、空洞部２Ｂに配された被検者５の透過Ｘ線をそれぞれ検出し、その強度に応じた電気信号を出力する。

データ収集部２５は、Ｘ線検出器２４の各Ｘ線検出素子から出力される電気信号を受信し、Ｘ線データに変換して収集する。

撮影テーブル４は、クレードル（cradle）４１、クレードル駆動装置４２を有している。被検者５は、クレードル４１の上に載置される。クレードル駆動装置４２は、クレードル４１をガントリ２の空洞部２Ｂすなわち撮影空間に入れ出しする。撮影テーブル４には、荷重センサ４３が搭載されている。荷重センサ４３は、クレードル４１に載置された被検者５の体重に応じた信号を出力する。

高電圧電源２７は、Ｘ線管２１に高電圧及び電流を供給する。

アパーチャ駆動装置２８、アパーチャ２２を駆動しその開口を変形させる。

回転駆動装置２９、回転部２６を回転駆動する。

ガントリ・テーブル制御部３０は、ガントリ２内の各装置・各部、撮影テーブル４等を制御する。

カメラ３１は、ガントリ２０の上部に取り付けられている。カメラ３１は、撮影テーブル４のクレードル４１上に載置された被検者５の画像を取得する。カメラ３１は、可視光線を検出するＲＧＢカメラと、赤外線を検出する赤外線カメラとを含んでいる。

レーザライト３２は、撮影テーブル４に載せられた被検者５に対してスキャン位置を指し示すようにレーザ光を照射するライトである。

操作コンソール６は、操作者９からの各種操作を受け付ける。操作コンソール６は、入力装置６１、表示装置６２、記憶装置６３、及び演算処理装置６４を有している。本例では、操作コンソール６は、コンピュータ（computer）により構成されている。

なお、ここでは、図２に示すように、被検者５の体軸方向、すなわち撮影テーブル４による被検者５の搬送方向をｚ方向とする。また、鉛直方向をｙ方向、ｙ方向およびｚ方向に直交する水平方向をｘ方向とする。

次に、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能について説明する。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、被検者５の撮影部位を撮影する際に、放射線を用いない方法で被検者５の外形上の特徴位置を特定してその位置に基づいてスキャン開始位置を決定し、スキャンを開始し、スキャン中にほぼリアルタイムで画像を再構成し、その画像に基づいて撮影部位の下端部がスキャンされたことを検知してスキャンを停止する機能を有する。この機能により、スカウトスキャンを行うことなく、ほぼ目的の撮影部位だけを正確にスキャンすることができ、その結果、無駄被曝を抑えつつワークフローを改善することが可能になる。

図３は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の操作コンソールの機能ブロック図（block diagram）である。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の操作コンソール６は、上記機能を実現させるための機能ブロックとして、スキャン制御部７１、姿勢認識部７２、身長特定部７３、体重特定部７４、ＢＭＩ（Body Mass Index）算出部７５、特徴位置特定部７６、スキャン開始位置決定部７７、パラメータ（parameter）決定部７８、画像再構成部７９、ＣＡＤ（Computer Aided Diagnosis）処理部８０、領域特定部８１、スキャン停止判定部８２、レポート作成部８３、及び表示制御部８４を有している。

なお、スキャン制御部７１は、発明における開始制御手段、第１及び第２の高さ制御手段の一例である。身長特定部７３は、発明における身長特定手段の一例である。体重特定部７４は、発明における体重特定手段の一例である。特徴位置特定部７６は、発明における特徴位置特定手段の一例である。スキャン開始位置決定部７７は、発明における開始位置決定手段の一例である。パラメータ決定部７８は、発明における強度決定手段及び高さ決定手段の一例である。画像再構成部７９は、発明における再構成手段の一例である。ＣＡＤ処理部８０は、発明における候補検出手段の一例である。領域特定部８１は、発明における領域特定手段の一例である。スキャン停止判定部８２は、発明における判定手段及び終了制御手段の一例である。レポート作成部８３は、発明におけるレポート作成手段の一例である。

また、操作コンソール６は、演算処理装置６４が所定のプログラム（program）を実行することにより各機能ブロックとして機能する。所定のプログラムは、例えば、記憶装置６３または外部接続された記憶装置または記憶媒体９０に記憶されている。

スキャン制御部７１は、操作者９の操作に応じて、スキャンが実施されるようガントリ・テーブル制御部３０を制御する。

姿勢認識部７２は、カメラ３１によって取得された被検者５の画像を解析して、被検者５の姿勢を認識する。

身長特定部７３、カメラ３１によって取得された被検者５の画像を解析して、被検者５の身長を特定する。

体重特定部７４は、撮影テーブル４に搭載された荷重センサ４３の出力に基づいて被検者５の体重を特定する。

ＢＭＩ算出部７５は、特定された被検者５の身長及び体重から所定の計算式により、ＢＭＩ値を算出する。

特徴位置特定部７６は、カメラ３１によって取得された被検者５の画像に基づいて、被検者５の特徴位置を特定する。

スキャン開始位置決定部７７は、特定された特徴位置に基づいて、スキャン開始位置を決定する。

パラメータ決定部７８は、特定された被検者５の身長及び体重に基づいて、被検者５をスキャンする際に用いるＸ線管の管電圧及び管電流を決定する。また、パラメータ決定部７８は、特定された被検者５の身長及び体重に基づいて、被検者５の撮影部位の周辺における厚みを推定し、スキャン時のクレードル４１の適正な高さを決定する。

画像再構成部７９は、スキャンによって得られたデータに基づいて画像を再構成する。

ＣＡＤ処理部８０は、再構成された画像に対して異常陰影候補を検出する処理を行う。

領域特定部８１は、再構成された画像を解析して、その画像における撮影部位の領域を特定する。

スキャン停止判定部８２は、特定された領域に基づいて撮影部位の下端部までスキャンしたか否かを判定し、スキャンしたと判定されたときにはスキャンを停止すべき信号をスキャン制御部７１に送る。

レポート作成部８３は、被検者５の診断レポートを作成し、診断レポートを保存するサーバ（server）に出力する。

表示制御部８４は、再構成された画像を含む各種の画像やテキスト（text）を画面に表示するよう表示装置６２を制御する。

なお、これら各部の機能の詳細は、Ｘ線ＣＴ装置における処理の流れを説明する際に併せて説明する。

次に、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れについて説明する。ここでは、撮影部位を肺とし、特徴位置として肩の位置を特定する例について説明する。

図４は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における処理の流れを示すフロー図（flowchart）である。

図５は、Ｘ線ＣＴ装置における処理の流れを説明するための図であり、ガントリ２及び撮影テーブル４を横から見た図である。

ステップ（step）Ｓ１では、図５に示すように、被検者５をクレードル４１に載せる。操作者９は、通信システムを利用し、操作室Ｒ２内から撮影室Ｒ１内の被検者５に対してクレードル４１に乗るよう指示する。被検者５はその指示に従ってクレードル４１に乗り、寝た姿勢を取る。

ステップＳ２では、図５に示すように、クレードル４１を所定のポジションに移動させる。具体的には、操作者９がクレードル４１を移動させる指示コマンド（command）を入力する。コマンドの入力は、例えば、入力装置６１の所定のボタンを押す等の簡単な操作により行われる。スキャン制御部７１は、そのコマンドに応答して、撮影テーブル４の駆動系を制御しクレードル４１を所定のポジション（position）に移動させる。クレードル４１を予め決められた所定のポジションに移動させることにより、カメラ３１で取得された画像のクレードル４１に対する相対位置やスケール（scale）が固定される。これにより、その画像から被検者５の位置やサイズ（size）を正確に特定することができるようになる。

ステップＳ３では、被検者５の姿勢を認識する。具体的には、図５に示すように、カメラ３１が被検者５の画像を取得する。画像姿勢認識部７２は、カメラ３１で取得された画像を解析することにより、被検者５のヘッドファースト（head first）／フットファースト（foot first）の別や、仰向け／うつ伏せの別などを認識する。認識された被検者５の姿勢は、スキャン情報の一つとして一旦記憶される。

ステップＳ４では、被検者５の身長を特定する。具体的には、身長特定部７３、カメラ３１で取得された画像を解析することにより、被検者５の身長を特定する。身長を特定するために解析する画像は、撮影テーブル４のクレードル４１の高さが予め決められた所定の高さに位置しているときに撮影される。これにより、取得された画像のスケールが固定され、被検者５の身長を正確に特定することができる。特定された被検者５の身長は、スキャン情報の一つとして入力される。

ステップＳ５では、被検者５の体重を特定する。具体的には、図５に示すようにクレードル４１に搭載された荷重センサ４３が、被検者５の体重に応じた信号を出力する。体重特定部７４は、荷重センサ４３の出力に基づいて被検者５の体重を特定する。なお、荷重センサ４３が使用できない、あるいは、荷重センサ４３がクレードル４１に搭載されていない場合には、記憶されている患者情報に含まれる体重をそのまま特定する。特定された被検者５の体重は、スキャン情報の一つとして記憶される。

ステップＳ６では、被検者５のＢＭＩ（Body Mass Index）値を算出する。具体的には、ＢＭＩ算出部７５が、特定された被検者５の身長・体重を基に被検者５のＢＭＩ値を算出する。算出された被検者５のＢＭＩ値は、スキャン情報の一つとして記憶される。

ステップＳ７では、被検者５の肩の位置を特定する。

図６に、肩の位置を特定してスキャン開始位置及びスキャン終了位置を決定する様子を示す。

カメラ３１は、図６（ａ）に示すように、クレードル４１の載せられた被検者５の画像を取得する。特徴位置特定部７６は、図６（ｂ）に示すように、カメラ３１で取得された画像を解析することにより、被検者５の両肩の位置ｋ１，ｋ２を特定する。本例では、テンプレートマッチング（template matching）等により被検者５の輪郭を抽出し、その輪郭の中で肩の上端の斜辺に相当する位置を肩の位置として求める。被検者５の両肩の位置ｋ１，ｋ２と肺５Ｌの上端部の位置とは、解剖学的に一定の位置関係を有する。

ステップＳ８では、被検者５のスキャン開始位置を決定する。具体的には、スキャン開始位置決定部７７が、図６（ｃ）に示すように、特定された肩の位置に基づいてスキャン開始位置ｓｓを決定する。本例では、一方の肩の位置ｋ１の下端ｚ１と他方の肩の位置ｋ２の下端ｚ２とを比較して、より上側（頭部寄り）にある肩の位置を特定する。この図の例では、上から見て右側の肩の位置ｋ２の下端ｚ２が特定される。次に特定した下端を基準に、その基準から一定距離Δｚだけ下がった位置をスキャン開始位置ｓｓとする。通常、肺の上端は、肩の位置から若干下がった位置にあることが多いためである。また、スキャン開始位置決定部７７は、スキャン開始位置ｓｓから肺５Ｌの全体を十分超えたと考えられる位置を、スキャン終了位置ｓｅとして決定する。後述するスキャン停止判定において誤判定が起きて停止されなかった場合に、本来スキャンすべき領域を大幅に超えてスキャンが行われないようにするための安全策の一つである。なお、スキャン終了位置ｓｅあるいは上記の距離Δｚは、操作者が設定するようにしてもよい。また、肩の位置に基づいてスキャン開始位置を決定する方法は、当該方法に限定されず、種々の方法を用いることができる。

ステップＳ９では、パラメータを決定する。具体的には、パラメータ決定部７８が、スキャンに用いるＸ線管の管電圧及び管電流を、被検者５の身長・体重等を基に決定する。身長及び体重が分かれば、胸部の断面積すなわち肺でのＸ線減衰率を推定することができ、照射するＸ線の適正な強度すなわち管電圧及び管電流を見積もることができる。また、パラメータ決定部７８は、特定された被検者５の身長及び体重に基づいて、被検者５の胸の厚みを推定し、胸の断面の中心が空洞部２Ｂの中心すなわちＳＦＯＶ（Scan Field Of View）の中心とほぼ一致するように、クレードル４１の適正な高さを決定する。

ステップＳ１０では、決定したスキャンパラメータを表示する。具体的には、スキャン制御部８４が、カメラ３１で取得された画像中の被検者５に、決定されたスキャン開始位置のラインとスキャン終了位置のラインとを重ねて表示する。さらに、決定されたＸ線管の管電圧及び管電流等を表示する。クレードル４１の高さも数字かイメージ図で表示する。

ステップＳ１１では、スキャンパラメータを微調整する。具体的には、操作者９は、必要に応じて、スキャンパラメータ、例えばスキャン開始位置、スキャン終了位置、管電流値、変調曲線、クレードル４１の高さ等を、グラフィカル・ユーザ・インタフェースＧＵＩ（Graphical User Interface）を介して微調整する。スキャン制御部７１は、それらの微調整を実際のスキャンパラメータに反映させる。

ステップＳ１２では、ガントリ２のレーザライト２Ｌをオンにする。具体的には、操作者９が入力装置６１によりスキャン準備の指示コマンドを入力する。スキャン制御部７１は、そのコマンドに応答して、ガントリ２のレーザライト２Ｌを点灯させる。

ステップＳ１３では、被検者５をスキャン位置に移動させる。具体的には、スキャン制御部７１が、レーザライト２Ｌの位置が被検者５のスキャン開始位置に一致するよう、クレードル４１の高さ及び水平位置を調整する。このとき、カメラ３１で取得された映像がほぼリアルタイムで画面に表示される。操作者９は、スキャン開始位置が正しくセット（set）されているか否かをこの画面を見て確認する。なお、正しくセットされていない場合には、自動モードを解除して手動モードに切り替え、スキャン範囲を正しくセットする。

ステップＳ１４では、スキャンを開始させる。具体的には、操作者９が入力装置６１のボタンを押すなどしてスキャンを開始させる指示コマンドを入力する。スキャン制御部７１は、そのコマンドに応答して、各部を制御しスキャンを開始させる。本例では、スキャンとしてヘリカルスキャンが実施される。

ステップＳ１５では、画像再構成を行う。具体的には、画像再構成部７９が、スキャン実行中に、収集されるデータに基づいてほぼリアルタイムで画像を順次再構成する。本例では、ヘリカルスキャンの実行中に、そのヘリカルスキャンによって得られたデータに基づいて、各スライスに対応した断層像を順次再構成する。表示制御部８４は、表示装置６２を制御して画面に再構成画像を順次表示させる。

ステップＳ１６では、ＣＡＤ（異常陰影候補検出システム）を立ち上げる。具体的には、ＣＡＤ処理部８０が、再構成画像を順次解析して、異常陰影候補を検出する処理を実行する。異常陰影候補が検出された場合は、表示制御部８４がその検出結果を画面に表示するよう表示装置６２を制御する。なお、胸部における異常陰影候補は、例えば、微小石灰化や結節である。異常陰影候補を検出する処理には、種々の公知技術を用いることができるが、例えば、特許文献：特開２００３−５７５号公報に記載されている技術を用いることができる。

ステップＳ１７では、肺領域を特定する。

図７に、再構成画像から肺領域を特定してその大きさを基にスキャン停止判定を行う様子を示す。

画像再構成部７９により、図７に示すように、肺の再構成画像Ｐが得られる。領域特定部８１は、再構成される画像を順次解析して肺領域を特定する。本例では、図７に示すように、画像Ｐを構成する各画素をＣＴ値に応じて２値化処理し、画像Ｐ′（ｔ１）のように、高輝度領域ＡＨと低輝度領域ＡＬに分ける。高輝度領域ＡＨの外側にある低輝度領域ＡＬは被検者５の外側領域と特定し無視する。高輝度領域ＡＨの内側にある低輝度領域ＡＬを肺領域ＡＬ１として特定する。

ステップＳ１８では、スキャン停止判定を行う。具体的には、図７に示すように、スキャン停止判定部８２が、特定された肺領域ＡＬ１に基づいて、肺の下端部またてゃ下端部近傍までスキャンしたか否かを判定する。本例では、図７の画像Ｐ′（ｔ３）に示すように、肺領域ＡＬ１の大きさあるいは割合が所定のレベルを下回ったときに、肺５Ｌの下端部近傍までスキャンしたと判定する。肺の下端部近傍までスキャンしたと判定されたときには、その判定に応答してスキャンを停止させる信号をスキャン制御部７１に送り、スキャンを停止させる。ただし、判定に用いた画像のスライスから所定の距離だけ追加した位置までのスライスについては、まだ肺の下端部が含まれている可能性がある。そこで、この範囲のスライスに対するスキャンの実施をマージンとして保障してからスキャンを停止させるようにしてもよい。なお、上記所定のレベルは０（ゼロ）レベルに設定してもよい。スキャン停止判定部８２は、スキャン位置がスキャン終了位置ｓｅに達した時もスキャンを停止させる信号を送る。その後、ステップＳ１９に進む。肺の下端部近傍までスキャンしたと判定されなかったとき、または、スキャン終了位置ｓｅに達していなかったときには、ステップＳ１５に戻り、スキャンを続行する。

ステップＳ１９では、レポートを作成・出力する。具体的には、レポート作成部８３が、被検者５の診断レポートを作成し、診断レポートを保存するＰＡＣＳなどのサーバに出力する。診断レポートには、被検者５の各種情報のほか、被検者５のスキャン時の姿勢、被曝線量、特定された身長及び体重、算出されたＢＭＩ値、設定されたスキャンパラメータ、ＣＡＤ処理による異常陰影候補の検出結果などが含まれる。

ステップＳ２０では、クレードル４１を乗り降りポジションに戻す。具体的には、操作者９が、クレードル４１を乗り降りポジションに移動させる指示コマンドを入力する。スキャン制御部７１は、そのコマンドに応答して、撮影テーブル４の駆動系を制御しクレードル４１を乗り降りポジションに移動させる。

ステップＳ２１では、被検者５をクレードル４１から降ろす。具体的には、操作者９が、通信システムを使って、操作室Ｒ２内から撮影室Ｒ１内の被検者５に対してクレードル４１から降りて撮影室Ｒ１から退室するよう指示する。被検者５はその指示に従ってクレードル４１から降り、退室する。

以上、本実施形態によれば、撮影部位である肺をスキャンする際に、カメラ３１で取得された画像に基づいて肩の位置を特定し、その位置に基づいてスキャン開始位置を決定し、スキャンを開始し、スキャン中に得られた再構成画像に基づいて肺の下端部がスキャンされたことを判定してスキャンを停止させるので、本スキャン前に予備的にスカウトスキャンを行うことなく、ほぼ肺だけを正確にスキャンすることができ、被検者５への無駄被曝を抑えつつワークフローを改善することができる。また、これにより、スキャンのスループットを向上させることができる。そのため、定期健診などにおいて多数の被検者の肺を短時間でスキャンするような場合に、特に効果が高い。

また、本実施形態によれば、撮影テーブル４の制御を遠隔操作で行うので、操作者９が撮影室Ｒ１に入って直接制御する必要がなくなる。この点も、ワークフローを改善してスキャンのスループット向上に寄与する。

また、本実施形態によれば、被検者５の身長及び体重を基に胸部の断面積すなわちＸ線の減衰率を見積もり、Ｘ線管の管電圧及び管電流を決定するので、スカウトスキャンを行わなくてもＸ線管のパラメータを適正に設定することができる。この点も、ワークフローを改善してスキャンのスループット向上に寄与する。

また、本実施形態によれば、上記したワークフロー改善の相乗効果により、操作者９は撮影室Ｒ１に一切入らずにスキャンの準備からスキャン終了までを行うことができ、スキャンのスループットが飛躍的に向上する。

また、本実施形態によれば、従来は操作者９が手動で行っていたクレードルの制御やスキャンパラメータの入力などをほぼ全自動で行うので、操作者９による煩雑な作業や操作なしにスキャンを実行することができ、スキャンのスループットを向上させるとともに、操作者の負担を軽減することができる。

また、本実施形態によれば、被検者５の姿勢、異常陰影候補の検出結果、その他の被検者５やスキャンに関する情報を含めた診断レポートを自動で作成して出力するので、操作者９の負担が大幅に軽減される。

なお、本実施形態では、特徴位置特定部７６がカメラ３１で取得した被検者５の画像を基に肩の位置を特定しているが、Ｘ線を使う方法とは異なる別の方法で肩の位置を特定してもよい。例えば、被検者５がクレードル４１に載置された場合に被検者５の肩が位置すると思われる場所の周辺に向けて可視光線や赤外線、紫外線を照射する光源を設け、それが肩で遮断されたり反射されたりすることを検知して、肩の位置を特定するようにしてもよい。あるいは、クレードル４１上の予め決められた位置に肩の上端部を当接させる部材をストッパ（stopper）として設け、被検者５には、肩の上端部がそのストッパに当接するように寝てもらい、その当接位置を肩の位置として特定するようにしてもよい。

また、本実施形態では、カメラ３１は赤外線カメラとＲＧＢカメラとを含むものであるが、その他の構成によるカメラ、例えば、可視光線、赤外線または紫外線によるレーザ光を用いたカメラとＲＧＢカメラとを含むものであってもよい。

また、本実施形態では、実施するスキャンをヘリカルスキャンとしているが、別の方式によるスキャンとしてもよい。例えば、アキシャルスキャンをｚ方向のスキャン位置を変えながら連続的に行う方式のスキャンであってもよい。また、回転部２６の回転角度位置を固定してＸ線管及び検出器の回転を停止した状態で、ｚ方向のスキャン位置すなわちクレードルを移動させながらＸ線を照射する、言わばスカウトスキャン方式によるスキャンであってもよい。

また、本実施形態では、被検者５の特徴位置として肩の位置を特定し、その位置を基準にスキャン開始位置を決定しているが、被検者５の首や頭部に係る特徴位置、例えば、首筋、頭頂、耳、目などの位置を特定し、これらの位置の少なくとも一つを基準にスキャン開始位置を決定するようにしてもよい。

また、本実施形態では、撮影部位は肺であるが、脳や肝臓など別の臓器、あるいは下肢等であってもよい。撮影部位が脳である場合には、スキャン開始位置を決定する際の基準となる被検者５の特徴位置として、被検者５の頭部に係る特徴位置、例えば、頭頂、耳、目などを特定してもよい。撮影部位が肝臓である場合には、被検者５の特徴位置として被検者５の股間、肩及び首のうち少なくとも一つに係る位置を特定してもよい。撮影部位が下肢である場合には、被検者５の特徴位置として被検者５の股間、脚、足などに係る位置を特定してもよい。頭部に係る特徴位置の特定は、カメラ３１による被検者５の画像に基づいて行ってもよいし、被検者５の頭頂に当接する部材や被検者５の頭部が嵌るケース部材をクレードル４１上に設けて、被検者５の頭部を所定の位置に固定することにより行ってもよい。

また、本実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置であるが、発明は、Ｘ線以外の放射線、例えばガンマ線（gamma ray）を用いる断層撮影装置にも適用可能である。

また、コンピュータを上記Ｘ線ＣＴ装置における制御や処理を行う各手段として機能させるためのプログラムやこれを記録した記録媒体もまた、発明の実施形態の一例である。

１ Ｘ線ＣＴ装置
２ ガントリ
２Ｂ 空洞部
４ 撮影テーブル
５ 被検者
５ｈ 撮影部位
６ 操作コンソール
２１ Ｘ線管
２２ アパーチャ
２３ コリメータ装置
２４ Ｘ線検出器
２５ データ収集部
２６ 回転部
２７ 高電圧電源
２８ アパーチャ駆動装置
２９ 回転駆動装置
３０ ガントリ・テーブル制御部
３１ カメラ
４１ クレードル
４２ クレードル駆動装置
４３ 荷重センサ
６１ 入力装置
６２ 表示装置
６３ 記憶装置
６４ 演算処理装置
７１ スキャン制御部
７２ 姿勢認識部
７３ 身長特定部
７４ 体重特定部
７５ ＢＭＩ算出部
７６ 特徴位置特定部
７７ スキャン開始位置決定部
７８ パラメータ決定部
７９ 画像再構成部
８０ ＣＡＤ処理部
８１ 領域特定部
８２ スキャン停止判定部
８３ レポート作成部
８４ 表示制御部
９０ 記憶媒体

Claims (20)

1. 撮影テーブルに載置された被検者の外形上の特徴位置を、放射線を用いる手法とは異なる手法により特定する特徴位置特定手段と、
   前記特定された特徴位置に基づいて前記被検者の撮影部位に対するスキャンの開始位置を決定する開始位置決定手段と、
   前記決定された開始位置から前記スキャンを開始するようデータ収集手段を制御する開始制御手段と、
   前記スキャンの実行中に、該スキャンによって収集されたデータに基づいて画像を順次再構成する再構成手段と、
   前記再構成された画像に基づいて前記撮影部位の全体が実質的にスキャンされたか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段による前記撮影部位の全体が実質的にスキャンされたとの判定に応答して、前記スキャンを終了するよう前記データ収集手段を制御する終了制御手段と、を備えた放射線断層撮影装置。
2. 前記特徴位置特定手段は、可視光線、赤外線または紫外線を用いて前記特徴位置を認識する特徴位置認識手段を有する、請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
3. 前記特徴位置認識手段は、可視光線、赤外線または紫外線を用いて得られた前記被検者の画像に基づいて前記特徴位置を認識する、請求項２に記載の放射線断層撮影装置。
4. 前記特徴位置認識手段は、可視光線、赤外線または紫外線の前記被検者による遮断または反射を検知することにより前記特徴位置を認識する、請求項２に記載の放射線断層撮影装置。
5. 前記特徴位置特定手段は、前記撮影テーブル上に設けられており、前記被検者の体の一部を当接させることにより前記特徴位置が所定の位置に固定される当接部材を有する、請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
6. 前記判定手段は、前記画像における画素値の大小に基づいて前記撮影部位の領域を特定する領域特定手段を有しており、該領域の大きさが所定レベルを下回るか否かにより、前記撮影部位の全体が実質的にスキャンされたか否かを判定する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
7. 前記撮影部位は、肺であり、
   前記特徴位置は、前記被検者の肩、首及び頭部のうち少なくとも一つに係る位置を含む、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
8. 前記撮影部位は、脳であり、
   前記特徴位置は、前記被検者の頭部に係る位置を含む、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
9. 前記撮影部位は、肝臓であり、
   前記特徴位置は、前記被検者の股間、肩及び首のうち少なくとも一つに係る位置を含む、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
10. 前記被検者の身長及び体重を特定する身長体重特定手段をさらに備える、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
11. 前記身長体重特定手段は、
    可視光線、赤外線または紫外線を用いて前記身長を特定する身長特定手段と、
    前記撮影テーブルに設けられた荷重センサにより前記体重を特定する体重特定手段と、を有する、請求項１０に記載の放射線断層撮影装置。
12. 前記特定された身長及び体重に基づいて、前記スキャンの際に前記被検者に照射する放射線の強度を決定する強度決定手段を備える、請求項１０または請求項１１に記載の放射線断層撮影装置。
13. 前記特定された身長及び体重に基づいて、前記スキャンを行うときの前記撮影テーブルの高さを決定する高さ決定手段を備える、請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
14. 前記再構成された画像に基づいて異常陰影候補の検出処理を行う候補検出手段を備える、請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
15. 前記検出処理による検出結果を含むレポートを作成するレポート作成手段を備える、請求項１４に記載の放射線断層撮影装置。
16. 前記撮影テーブルが設置されている撮影室とは異なる操作室に設けられた操作部の操作者による操作に応じて、前記撮影テーブルを前記被検者の乗り降り時に用いられる第１の高さから前記被検者の撮影時に用いられる第２の高さへと遠隔で制御する第１の高さ制御手段を備える、請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
17. 前記スキャンが終了した後に、自動で、または、前記操作部の操作者による操作に応じて、前記撮影テーブルを前記第２の高さから前記第１の高さへと遠隔で制御する第２の高さ制御手段を備える、請求項１６に記載の放射線断層撮影装置。
18. 前記スキャンは、アキシャルスキャンまたはヘリカルスキャンである、請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
19. 前記スキャンは、放射線源及び検出器の回転を停めて前記被検者の体軸方向におけるスキャン位置を移動させるスキャンである、請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置。
20. コンピュータを、請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載の放射線断層撮影装置における各手段として機能させるためのプログラム。