JP7051307B2 - 医用画像診断装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、医用画像診断装置に関する。
従来、Ｘ線ＣＴ装置（ＣＴ：Computed Tomography）などの医用画像診断装置を用いた検査では、スキャン部位に応じたスキャン範囲が設定される。また、スキャン範囲は、検査が行われるごとに設定される。
特開２００８－０１２１７１号公報 特開２００８－０１１９０５号公報 特開２００７－１８１６２３号公報 特開２００８－００６０９１号公報
本発明が解決しようとする課題は、スキャン時の正確な位置情報を管理することを可能とする医用画像診断装置を提供することである。
実施形態の医用画像診断装置は、設定部と、画像生成部とを備える。設定部は、被検体に対する第１のスキャンによって生成された第１の画像に基づく、前記第１の画像における前記被検体の特徴点について決定した、前記第１のスキャン時の撮影系における位置情報を取得し、前記位置情報を用いて第２のスキャン時のスキャン範囲を設定する。画像生成部は、前記スキャン範囲に対して第２のスキャンを実行して第２の画像を生成する。
図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システムの構成の一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係るスキャン制御回路による３次元のスキャノ画像撮影を説明するための図である。 図４Ａは、第１の実施形態に係る検出機能による部位の検出処理の一例を説明するための図である。 図４Ｂは、第１の実施形態に係る検出機能による部位の検出処理の一例を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る検出機能による部位の検出処理の一例を説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る検出機能による部位の検出処理の一例を説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係る記憶回路によって記憶される仮想患者画像の一例を示す図である。 図８は、第１の実施形態に係る位置照合機能による照合処理の一例を説明するための図である。 図９は、第１の実施形態に係る座標変換によるスキャン範囲の変換例を示す図である。 図１０は、第１の実施形態を説明するための図（１）である。 図１１は、第１の実施形態を説明するための図（２）である。 図１２は、第１の実施形態を説明するための図（３）である。 図１３は、第１の実施形態を説明するための図（４）である。 図１４は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による処理手順を示すフローチャートである。 図１５は、第１の実施形態を説明するための図（５）である。 図１６は、第１の実施形態を説明するための図（６）である。 図１７は、第２の実施形態を説明するための図である。 図１８は、第２の実施形態の変形例を説明するための図である。 図１９は、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による処理手順を示すフローチャートである。 図２０は、第４の実施形態を説明するための図である。
以下、添付図面を参照して、医用画像診断装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、医用画像診断装置としてＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置を含む医用情報処理システムを例に挙げて説明する。なお、図１に示す医用情報処理システム１００においては、サーバ装置と端末装置とがそれぞれ１台のみ示されているが、実際にはさらに複数のサーバ装置と端末装置とを含むことができる。また、医用情報処理システム１００は、例えば、Ｘ線診断装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置などの医用画像診断装置を含むこともできる。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システム１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る医用情報処理システム１００は、Ｘ線ＣＴ装置１と、サーバ装置２と、端末装置３とを備える。Ｘ線ＣＴ装置１と、サーバ装置２と、端末装置３とは、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local Area Network）４により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、医用情報処理システム１００にＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）が導入されている場合、各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。
また、医用情報処理システム１００においては、例えば、ＨＩＳ（Hospital Information System）や、ＲＩＳ（Radiology Information System）などが導入され、各種情報が管理される。例えば、端末装置３は、上記したシステムに沿って作成された検査オーダーをＸ線ＣＴ装置１やサーバ装置２に送信する。Ｘ線ＣＴ装置１は、端末装置３から直接受信した検査オーダー、或いは、検査オーダーを受信したサーバ装置２によって作成されたモダリティごとの患者リスト（モダリティワークリスト）から患者情報を取得して、患者ごとのＸ線ＣＴ画像データを収集する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１は、収集したＸ線ＣＴ画像データや、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで生成した画像データをサーバ装置２に送信する。サーバ装置２は、Ｘ線ＣＴ装置１から受信したＸ線ＣＴ画像データ及び画像データを記憶するとともに、Ｘ線ＣＴ画像データから画像データの生成を行い、端末装置３からの取得要求に応じた画像データを端末装置３に送信する。端末装置３は、サーバ装置２から受信した画像データをモニタなどに表示する。以下、各装置について説明する。
端末装置３は、病院内の各診療科に配置され、各診療科に勤務する医師によって操作される装置であり、ＰＣ（Personal Computer）やタブレット式ＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話等である。例えば、端末装置３は、医師によって患者の症状や医師の所見などのカルテ情報が入力される。また、端末装置３は、Ｘ線ＣＴ装置１による検査をオーダーするための検査オーダーが入力され、入力された検査オーダーをＸ線ＣＴ装置１やサーバ装置２に送信する。すなわち、診療科の医師は、端末装置３を操作して、来院した患者の受付情報と電子カルテの情報とを読み出し、該当する患者の診察を行い、読み出した電子カルテにカルテ情報を入力する。そして、診療科の医師は、Ｘ線ＣＴ装置１による検査の要否に応じて、端末装置３を操作して検査オーダーを送信する。
サーバ装置２は、医用画像診断装置によって収集された医用画像（例えば、Ｘ線ＣＴ装置１によって収集されたＸ線ＣＴ画像データ及び画像データ）を記憶したり、医用画像に対して各種画像処理を行ったりする装置であり、例えば、ＰＡＣＳサーバなどである。例えば、サーバ装置２は、各診療科に配置された端末装置３から複数の検査オーダーを受信して、医用画像診断装置ごとに患者リストを作成して、作成した患者リストを各医用画像診断装置に送信する。一例を挙げると、サーバ装置２は、Ｘ線ＣＴ装置１による検査を実施するための検査オーダーを各診療科の端末装置３からそれぞれ受信して患者リストを作成し、作成した患者リストをＸ線ＣＴ装置１に送信する。そして、サーバ装置２は、Ｘ線ＣＴ装置１によって収集されたＸ線ＣＴ画像データ及び画像データを記憶し、端末装置３からの取得要求に応じて、Ｘ線ＣＴ画像データ及び画像データを端末装置３に送信する。また、サーバ装置２は、過去の検査履歴を記憶する。例えば、サーバ装置２は、検査履歴として、患者ＩＤ（identifier）に対応付けて、スキャン範囲などの撮影条件や画像データの再構成条件などを記憶する。
Ｘ線ＣＴ装置１は、患者ごとのＸ線ＣＴ画像データを収集して、収集したＸ線ＣＴ画像データや、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで生成した画像データをサーバ装置２に送信する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示す図である。図２に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、架台１０と、寝台２０と、コンソール３０とを有する。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、図２には図示しない造影剤インジェクタに接続される。
架台１０は、被検体Ｐ（患者）にＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、コンソール３０に出力する装置であり、Ｘ線照射制御回路１１と、Ｘ線発生装置１２と、検出器１３と、データ収集回路（ＤＡＳ：Data Acquisition System）１４と、回転フレーム１５と、架台駆動回路１６とを有する。
回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置１２と検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持し、後述する架台駆動回路１６によって被検体Ｐを中心とした円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。
Ｘ線照射制御回路１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線照射制御回路１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御回路１１は、後述するスキャン制御回路３３の制御により、Ｘ線管１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。
また、Ｘ線照射制御回路１１は、ウェッジ１２ｂの切り替えを行う。また、Ｘ線照射制御回路１１は、コリメータ１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。なお、本実施形態は、複数種類のウェッジを、操作者が手動で切り替える場合であっても良い。
Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置であり、Ｘ線管１２ａと、ウェッジ１２ｂと、コリメータ１２ｃとを有する。
Ｘ線管１２ａは、図示しない高電圧発生部により供給される高電圧により被検体ＰにＸ線ビームを照射する真空管であり、回転フレーム１５の回転にともなって、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して照射する。Ｘ線管１２ａは、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線ビームを発生する。例えば、Ｘ線照射制御回路１１の制御により、Ｘ線管１２ａは、フル再構成用に被検体Ｐの全周囲でＸ線を連続曝射したり、ハーフ再構成用にハーフ再構成可能な曝射範囲（１８０度＋ファン角）でＸ線を連続曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路１１の制御により、Ｘ線管１２ａは、予め設定された位置（管球位置）でＸ線（パルスＸ線）を間欠曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路１１は、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を変調させることも可能である。例えば、Ｘ線照射制御回路１１は、特定の管球位置では、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を強くし、特定の管球位置以外の範囲では、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を弱くする。
ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１２ｂは、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。なお、ウェッジは、ウェッジフィルタ（wedge filter）や、ボウタイフィルタ（bow-tie filter）とも呼ばれる。
コリメータ１２ｃは、後述するＸ線照射制御回路１１の制御により、ウェッジ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。
架台駆動回路１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１２と検出器１３とを旋回させる。
検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する２次元アレイ型検出器（面検出器）であり、複数チャンネル分のＸ線検出素子を配してなる検出素子列が被検体Ｐの体軸方向（図２に示すＺ軸方向）に沿って複数列配列されている。具体的には、第１の実施形態における検出器１３は、被検体Ｐの体軸方向に沿って３２０列など多列に配列されたＸ線検出素子を有し、例えば、被検体Ｐの肺や心臓を含む範囲など、広範囲に被検体Ｐを透過したＸ線を検出することが可能である。
データ収集回路１４は、ＤＡＳであり、検出器１３が検出したＸ線の検出データから、投影データを収集する。例えば、データ収集回路１４は、検出器１３により検出されたＸ線強度分布データに対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理、チャンネル間の感度補正処理等を行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール３０に送信する。例えば、回転フレーム１５の回転中に、Ｘ線管１２ａからＸ線が連続曝射されている場合、データ収集回路１４は、全周囲分（３６０度分）の投影データ群を収集する。また、データ収集回路１４は、収集した各投影データに管球位置を対応付けて、後述するコンソール３０に送信する。管球位置は、投影データの投影方向を示す情報となる。なお、チャンネル間の感度補正処理は、後述する前処理回路３４が行なっても良い。
寝台２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、図２に示すように、寝台駆動装置２１と、天板２２とを有する。寝台駆動装置２１は、天板２２をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム１５内に移動させる。天板２２は、被検体Ｐが載置される板である。
なお、架台１０は、例えば、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。または、架台１０は、天板２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。または、架台１０は、天板２２の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行うステップアンドシュート方式を実行する。
コンソール３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１の操作を受け付けるとともに、架台１０によって収集された投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する装置である。コンソール３０は、図２に示すように、入力回路３１と、ディスプレイ３２と、スキャン制御回路３３と、前処理回路３４と、記憶回路３５と、画像再構成回路３６と、処理回路３７とを有する。
入力回路３１は、Ｘ線ＣＴ装置１の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、処理回路３７に転送する。例えば、入力回路３１は、操作者から、Ｘ線ＣＴ画像データの撮影条件や、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件、Ｘ線ＣＴ画像データに対する画像処理条件等を受け付ける。また、入力回路３１は、被検体Ｐに対する検査を選択するための操作を受け付ける。また、入力回路３１は、画像上の部位を指定するための指定操作を受け付ける。
ディスプレイ３２は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路３７による制御のもと、Ｘ線ＣＴ画像データから生成された画像データを操作者に表示したり、入力回路３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。また、ディスプレイ３２は、スキャン計画の計画画面や、スキャン中の画面などを表示する。また、ディスプレイ３２は、被曝情報を含む仮想患者画像や画像データなどを表示する。なお、ディスプレイ３２によって表示される仮想患者画像については、後に詳述する。
スキャン制御回路３３は、処理回路３７による制御のもと、Ｘ線照射制御回路１１、架台駆動回路１６、データ収集回路１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台１０における投影データの収集処理を制御する。具体的には、スキャン制御回路３３は、位置決め画像（スキャノ画像）を収集する撮影及び診断に用いる画像を収集する本撮影（スキャン）における投影データの収集処理をそれぞれ制御する。ここで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１においては、２次元のスキャノ画像及び３次元のスキャノ画像を撮影することができる。
例えば、スキャン制御回路３３は、Ｘ線管１２ａを０度の位置（被検体Ｐに対して正面方向の位置）に固定して、天板２２を定速移動させながら連続的に撮影を行うことで２次元のスキャノ画像を撮影する。或いは、スキャン制御回路３３は、Ｘ線管１２ａを０度の位置に固定して、天板２２を断続的に移動させながら、天板移動に同期して断続的に撮影を繰り返すことで２次元のスキャノ画像を撮影する。ここで、スキャン制御回路３３は、被検体Ｐに対して正面方向だけでなく、任意の方向（例えば、側面方向など）から位置決め画像を撮影することができる。
また、スキャン制御回路３３は、スキャノ画像の撮影において、被検体Ｐに対する全周分の投影データを収集することで、３次元のスキャノ画像を撮影する。図３は、第１の実施形態に係るスキャン制御回路３３による３次元のスキャノ画像撮影を説明するための図である。例えば、スキャン制御回路３３は、図３に示すように、ヘリカルスキャン或いはノンヘリカルスキャンによって被検体Ｐに対する全周分の投影データを収集する。ここで、スキャン制御回路３３は、被検体Ｐの胸部全体、腹部全体、上半身全体、全身などの広範囲に対して本撮影よりも低線量でヘリカルスキャン或いはノンヘリカルスキャンを実行する。ノンヘリカルスキャンとしては、例えば、上述のステップアンドシュート方式のスキャンが実行される。
このように、スキャン制御回路３３が被検体Ｐに対する全周分の投影データを収集することで、後述する画像再構成回路３６が、３次元のＸ線ＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を再構成することができ、図３に示すように、再構成したボリュームデータを用いて任意の方向から位置決め画像を生成することが可能になる。ここで、位置決め画像を２次元で撮影するか、或いは、３次元で撮影するかは、操作者によって任意に設定する場合でもよく、或いは、検査内容に応じて予め設定される場合でもよい。
図２に戻って、前処理回路３４は、データ収集回路１４によって生成された投影データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成する。具体的には、前処理回路３４は、データ収集回路１４によって生成された位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集された投影データのそれぞれについて、補正済みの投影データを生成して、記憶回路３５に格納する。
記憶回路３５は、前処理回路３４により生成された投影データを記憶する。具体的には、記憶回路３５は、前処理回路３４によって生成された、位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集される診断用の投影データを記憶する。また、記憶回路３５は、後述する画像再構成回路３６によって生成された画像データや仮想患者画像を記憶する。また、記憶回路３５は、後述する処理回路３７による処理結果を適宜記憶する。なお、仮想患者画像及び処理回路３７による処理結果については、後述する。
画像再構成回路３６は、記憶回路３５が記憶する投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する。具体的には、画像再構成回路３６は、位置決め画像の投影データ及び診断に用いられる画像の投影データから、Ｘ線ＣＴ画像データをそれぞれ再構成する。ここで、再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法による逆投影処理が挙げられる。或いは、画像再構成回路３６は、逐次近似法を用いて、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成することもできる。なお、画像再構成回路３６のことを画像生成部とも言う。
また、画像再構成回路３６は、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで、画像データを生成する。そして、画像再構成回路３６は、再構成したＸ線ＣＴ画像データや、各種画像処理により生成した画像データを記憶回路３５に格納する。
処理回路３７は、架台１０、寝台２０及びコンソール３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１の全体制御を行う。具体的には、処理回路３７は、スキャン制御回路３３を制御することで、架台１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、処理回路３７は、画像再構成回路３６を制御することで、コンソール３０における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、処理回路３７は、記憶回路３５が記憶する各種画像データを、ディスプレイ３２に表示するように制御する。
また、処理回路３７は、図２に示すように、検出機能３７ａ、位置照合機能３７ｂ、付与機能３７ｃ及び制御機能３７ｄを実行する。ここで、例えば、図２に示す処理回路３７の構成要素である検出機能３７ａ、位置照合機能３７ｂ、付与機能３７ｃ及び制御機能３７ｄが実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路３５に記録されている。処理回路３７は、各プログラムを記憶回路３５から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路３７は、図２の処理回路３７内に示された各機能を有することとなる。なお、検出機能３７ａのことを検出部とも言い、付与機能３７ｃのことを生成部とも言い、制御機能３７ｄのことを設定部とも言う。
検出機能３７ａは、３次元画像データに含まれる被検体Ｐにおける複数の部位をそれぞれ検出する。具体的には、検出機能３７ａは、画像再構成回路３６によって再構成された３次元のＸ線ＣＴ画像データ（ボリュームデータ）に含まれる臓器などの部位を検出する。例えば、検出機能３７ａは、位置決め画像のボリュームデータ及び診断に用いられる画像のボリュームデータのうち少なくとも一方について、解剖学的な特徴点（Anatomical Landmark）に基づいて臓器などの部位を検出するＡＬ解析を実行する。ここで、解剖学的な特徴点とは、特定の骨や臓器、血管、神経、内腔などの部位の特徴を示す点である。すなわち、検出機能３７ａは、特定の臓器や骨などの解剖学的な特徴点を検出することによって、ボリュームデータに含まれる骨や臓器、血管、神経、内腔などを検出する。また、検出機能３７ａは、人体の特徴的な特徴点を検出することで、ボリュームデータに含まれる頭部、首、胸部、腹部、足などの位置を検出することもできる。なお、本実施形態で説明する部位は、骨や臓器、血管、神経、内腔などにこれらの位置も含めたものを意味する。以下、検出機能３７ａによる部位の検出の一例について説明する。なお、検出機能３７ａが実行する「部位の検出処理」のことを「ＡＬ解析」とも言う。
例えば、検出機能３７ａは、位置決め画像のボリュームデータ、或いは、診断に用いられる画像のボリュームデータにおいて、ボリュームデータに含まれるボクセルの値から解剖学的な特徴点を抽出する。そして、検出機能３７ａは、教科書などの情報における解剖学的な特徴点の３次元的な位置と、ボリュームデータから抽出した特徴点の位置とを比較することによって、ボリュームデータから抽出した特徴点の中から不正確な特徴点を除去して、ボリュームデータから抽出した特徴点の位置を最適化する。これにより、検出機能３７ａは、ボリュームデータに含まれる被検体Ｐの各部位を検出する。一例を挙げると、検出機能３７ａは、まず、教師あり機械学習アルゴリズムを用いて、ボリュームデータに含まれる解剖学的な特徴点を抽出する。ここで、上記した教師あり機械学習アルゴリズムは、正しい解剖学的な特徴点が手動で配置された複数の教師画像を用いて構築されたものであり、例えば、ディシジョンフォレスト（decision forest）などが利用される。
そして、検出機能３７ａは、身体における解剖学的な特徴点の３次元的な位置関係を示すモデルと、抽出した特徴点とを比較することで、抽出した特徴点を最適化する。ここで、上記したモデルは、上述した教師画像を用いて構築されたものであり、例えば、点分布モデルなどが利用される。すなわち、検出機能３７ａは、正しい解剖学的な特徴点が手動で配置された複数の教師画像に基づいて部位の形状や位置関係、部位に固有な点などが定義されたモデルと、抽出した特徴点とを比較することで、不正確な特徴点を除去して、特徴点を最適化する。
以下、図４Ａ，４Ｂ，５，６を用いて、検出機能３７ａによる部位の検出処理の一例を説明する。図４Ａ，４Ｂ，５，６は、第１の実施形態に係る検出機能３７ａによる部位の検出処理の一例を説明するための図である。なお、図４Ａ，４Ｂにおいては、２次元上に特徴点を配置しているが、実際には、特徴点は３次元的に配置される。例えば、検出機能３７ａは、ボリュームデータに対して教師あり機械学習アルゴリズムを適用することで、図４Ａに示すように、解剖学的な特徴点とみなすボクセルを抽出する（図中の黒点）。そして、検出機能３７ａは、抽出したボクセルの位置を、部位の形状や位置関係、部位に固有な点などが定義されたモデルにフィッティングさせることで、図４Ｂに示すように、抽出したボクセルのうち不正確な特徴点を除去して、より正確な特徴点に対応するボクセルのみを抽出する。
ここで、検出機能３７ａは、抽出した特徴点（ボクセル）に対して、各部位の特徴を示す特徴点を識別するための識別コードを付与し、識別コードと各特徴点の位置（座標）情報とを対応付けた情報を画像データに付帯させて記憶回路３５に格納する。例えば、検出機能３７ａは、図４Ｂに示すように、抽出した特徴点（ボクセル）に対して、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３などの識別コードを付与する。ここで、検出機能３７ａは、検出処理を行ったデータごとにそれぞれ識別コードを付帯させて、記憶回路３５に格納する。具体的には、検出機能３７ａは、位置決め画像の投影データ、非造影下で収集された投影データ、及び、造影剤によって造影された状態で収集された投影データのうち、少なくとも１つの投影データから再構成されたボリュームデータに含まれる被検体の部位を検出する。
例えば、検出機能３７ａは、図５に示すように、位置決め画像のボリュームデータ（図中、位置決め）から検出した各ボクセルの座標に識別コードを対応付けた情報をボリュームデータに付帯させて記憶回路３５に格納する。一例を挙げると、検出機能３７ａは、位置決め画像のボリュームデータから標識点の座標を抽出して、図５に示すように、「識別コード：Ｃ１、座標（ｘ1, ｙ1, ｚ1）」、「識別コード：Ｃ２、座標（ｘ2, ｙ2, ｚ2）」などをボリュームデータに対応付けて格納する。これにより、検出機能３７ａは、位置決め画像のボリュームデータにおけるどの位置にどのような特徴点があるかを識別することができ、これらの情報に基づいて臓器などの各部位を検出することができる。
また、検出機能３７ａは、例えば、図５に示すように、診断用の画像のボリュームデータ（図中、スキャン）から検出した各ボクセルの座標に識別コードを対応付けた情報をボリュームデータに付帯させて記憶回路３５に格納する。ここで、検出機能３７ａは、スキャンにおいて、造影剤によって造影されたボリュームデータ（図中、造影Ｐｈａｓｅ）と、造影剤によって造影されていないボリュームデータ（図中、非造影Ｐｈａｓｅ）とから、それぞれ標識点の座標を抽出して、抽出した座標に識別コードを対応付けることができる。
一例を挙げると、検出機能３７ａは、診断用の画像のボリュームデータのうち、非造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータから標識点の座標を抽出して、図５に示すように、「識別コード：Ｃ１、座標（ｘ’1, ｙ’1, ｚ’1）」、「識別コード：Ｃ２、座標（ｘ’2, ｙ’2, ｚ’2）」などをボリュームデータに対応付けて格納する。また、検出機能３７ａは、診断用の画像のボリュームデータのうち、造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータから標識点の座標を抽出して、図５に示すように、「識別コード：Ｃ１、座標（ｘ’1, ｙ’1, ｚ’1）」、「識別コード：Ｃ２、座標（ｘ’2, ｙ’2, ｚ’2）」などをボリュームデータに対応付けて格納する。ここで、造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータから標識点を抽出する場合、造影されることで抽出可能となる標識点が含まれる。例えば、検出機能３７ａは、造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータから標識点を抽出する場合、造影剤によって造影された血管などを抽出することができる。従って、造影Ｐｈａｓｅのボリュームデータの場合、検出機能３７ａは、図５に示すように、造影することで抽出された血管などの標識点の座標（ｘ’31, ｙ’31, ｚ’31）～座標（ｘ’34, ｙ’34, ｚ’34）などに、それぞれの血管を識別するための識別コードＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３及びＣ３４などを対応付ける。
上述したように、検出機能３７ａは、位置決め画像のボリュームデータ、或いは、診断用の画像のボリュームデータにおけるどの位置にどのような標識点があるかを識別することができ、これらの情報に基づいて臓器などの各部位を検出することができる。例えば、検出機能３７ａは、検出の対象となる対象部位と、対象部位の周辺の部位との解剖学的な位置関係の情報を用いて、対象部位の位置を検出する。一例を挙げると、検出機能３７ａは、対象部位を「肺」とした場合、肺の特徴を示す識別コードに対応付けられた座標情報を取得するとともに、「肋骨」や「鎖骨」、「心臓」、「横隔膜」など、「肺」の周囲の部位を示す識別コードに対応付けられた座標情報を取得する。そして、検出機能３７ａは、「肺」と周囲の部位との解剖学的な位置関係の情報と、取得した座標情報とを用いて、ボリュームデータにおける「肺」の領域を抽出する。
例えば、検出機能３７ａは、「肺尖：鎖骨の２～３ｃｍ上方」や、「肺の下端：第７肋骨の高さ」などの位置関係の情報と、各部位の座標情報とから、図６に示すように、ボリュームデータにおいて「肺」に相当する領域Ｒ１を抽出する。すなわち、検出機能３７ａは、ボリュームデータにおける領域Ｒ１のボクセルの座標情報を抽出する。検出機能３７ａは、抽出した座標情報を部位情報と対応付けてボリュームデータに付帯させて記憶回路３５に格納する。同様に、検出機能３７ａは、図６に示すように、ボリュームデータにおいて「心臓」に相当する領域Ｒ２などを抽出することができる。
また、検出機能３７ａは、人体における頭部や胸部などの位置を定義する特徴点に基づいて、ボリュームデータに含まれる位置を検出する。ここで、人体における頭部や胸部などの位置は任意に定義することができる。例えば、第７頸椎から肺の下端までを胸部と定義すると、検出機能３７ａは、第７頸椎に対応する特徴点から肺の下端に対応する特徴点までを胸部として検出する。なお、検出機能３７ａは、上述した解剖学的な特徴点を用いた方法以外にも種々の方法により部位を検出することができる。例えば、検出機能３７ａは、ボクセル値に基づく領域拡張法などによりボリュームデータに含まれる部位を検出することができる。
位置照合機能３７ｂは、３次元画像データに含まれる被検体Ｐにおける複数の部位それぞれの位置と、仮想患者データに含まれる人体における複数の部位それぞれの位置とを照合する。ここで、仮想患者データとは、人体における複数の部位それぞれの標準的な位置を表す情報である。すなわち、位置照合機能３７ｂは、被検体Ｐの部位と標準的な部位の位置とを照合して、照合結果を記憶回路３５に格納する。例えば、位置照合機能３７ｂは、人体の部位が標準的な位置に配置された仮想患者画像と、被検体Ｐのボリュームデータとをマッチングする。
ここで、まず、仮想患者画像について説明する。仮想患者画像は、年齢、成人／子供、男性／女性、体重、身長などの体格などに関わるパラメータに関する複数の組み合わせに応じた標準的な体格などを有する人体について実際にＸ線で撮影した画像として予め生成されて、記憶回路３５に格納される。すなわち、記憶回路３５は、上述したパラメータの組み合わせに応じた複数の仮想患者画像のデータを記憶する。ここで、記憶回路３５によって記憶される仮想患者画像には、解剖学的な特徴点（特徴点）が対応づけて記憶される。例えば、人体には、パターン認識等の画像処理により比較的容易にその形態的特徴等に基づいて画像から抽出できる多数の解剖学的な特徴点がある。これら多数の解剖学的な特徴点の身体におけるその位置や配置は年齢、成人／子供、男性／女性、体重、身長などの体格等に従っておおよそ決まっている。
記憶回路３５によって記憶される仮想患者画像は、これら多数の解剖学的な特徴点が予め検出され、検出された特徴点の位置データがそれぞれの特徴点の識別コードとともに仮想患者画像のデータに付帯又は関連付けされて記憶される。図７は、第１の実施形態に係る記憶回路３５によって記憶される仮想患者画像の一例を示す図である。例えば、記憶回路３５は、図７に示すように、臓器などの部位を含む３次元の人体に、解剖学的な特徴点と特徴点を識別するための識別コード「Ｖ１」、「Ｖ２」及び「Ｖ３」などとが関連付けられた仮想患者画像を記憶する。
すなわち、記憶回路３５は、３次元の人体画像の座標空間における特徴点の座標と対応する識別コードとを関連付けて記憶する。一例を挙げると、記憶回路３５は、図７に示す識別コード「Ｖ１」に対応づけて、対応する特徴点の座標を記憶する。同様に、記憶回路３５は、識別コードと特徴点の座標とを対応づけて記憶する。なお、図７においては、臓器として肺、心臓、肝臓、胃、腎臓などのみが示されているが、実際には、仮想患者画像は、さらに多数の臓器、骨、血管、神経などが含まれる。また、図７においては、識別コード「Ｖ１」、「Ｖ２」及び「Ｖ３」に対応する特徴点についてのみ示されているが、実際にはさらに多数の特徴点が含まれる。
位置照合機能３７ｂは、検出機能３７ａによって検出された被検体Ｐのボリュームデータ中の特徴点と、上述した仮想患者画像中の特徴点とを識別コードを用いてマッチングして、ボリュームデータの座標空間と仮想患者画像の座標空間とを関連付ける。図８は、第１の実施形態に係る位置照合機能３７ｂによる照合処理の一例を説明するための図である。ここで、図８においては、スキャノ画像から検出した特徴点と仮想患者画像から検出された特徴点との間で同一の特徴点を示す識別コードが割り当てられた３組の特徴点を用いてマッチングを行う場合について示すが、実施形態はこれに限定されるものではなく、任意の組の特徴点を用いてマッチングを行うことができる。
例えば、位置照合機能３７ｂは、図８に示すように、仮想患者画像において識別コード「Ｖ１」、「Ｖ２」及び「Ｖ３」で示される特徴点と、スキャノ画像において識別コード「Ｃ１」、「Ｃ２」及び「Ｃ３」で示される特徴点とをマッチングする場合、同一の特徴点間の位置ずれが最小となるように座標変換することにより、画像間の座標空間を関連付ける。例えば、位置照合機能３７ｂは、図８に示すように、解剖学的に同じ特徴点「Ｖ１（x1,y1,z1）、Ｃ１（X1,Y1,Z1）」、「Ｖ２（x2,y2,z2）、Ｃ２（X2,Y2,Z2）」、「Ｖ３（x3,y3,z3）、Ｃ３（X3,Y3,Z3）」の間の位置ズレの合計「ＬＳ」を最小化するように、以下の座標変換行列「Ｈ」を求める。
LS ＝ （(X1,Y1,Z1)-Ｈ(x1,y1,z1))
+（(X2,Y2,Z2)-Ｈ(x2,y2,z2))
+（(X3,Y3,Z3)-Ｈ(x3,y3,z3))
位置照合機能３７ｂは、求めた座標変換行列「Ｈ」により、仮想患者画像上に指定されたスキャン範囲を位置決め画像上のスキャン範囲に変換することができる。例えば、位置照合機能３７ｂは、座標変換行列「Ｈ」を用いることで、図８に示すように、仮想患者画像上に指定されたスキャン範囲「ＳＲＶ」を位置決め画像上のスキャン範囲「ＳＲＣ」に変換することができる。図９は、第１の実施形態に係る座標変換によるスキャン範囲の変換例を示す図である。例えば、図９の仮想患者画像上に示すように、操作者が仮想患者画像上でスキャン範囲「ＳＲＶ」を設定すると、位置照合機能３７ｂは、上述した座標変換行列「Ｈ」を用いて、設定されたスキャン範囲「ＳＲＶ」をスキャノ画像上のスキャン範囲「ＳＲＣ」に変換する。
これにより、例えば、仮想患者画像上で識別コード「Ｖｎ」に対応する特徴点を含むように設定されたスキャン範囲「ＳＲＶ」は、スキャノ画像上で同一の特徴点に対応する識別コード「Ｃｎ」が含まれるスキャン範囲「ＳＲＣ」に変換されて設定される。なお、上述した座標変換行列「Ｈ」は、被検体Ｐごとに記憶回路３５に記憶されて、適宜読み出されて使用される場合であってもよく、或いは、スキャノ画像が収集されるごとに算出される場合であってもよい。このように第１の実施形態によれば、プリセット時の範囲指定のために仮想患者画像を表示し、その上で位置・範囲を計画しておくことで、位置決め画像（スキャノ画像）の撮影後に、計画された位置・範囲に対応する位置決め画像上の位置・範囲を自動で数値設定することが可能である。
図２に戻る。付与機能３７ｃは、特徴点の位置に関する情報に基づいて、被検体Ｐに対するスキャン範囲を撮影系における絶対位置で示した位置情報を決定し、当該位置情報を画像に付与する。制御機能３７ｄは、実行予定のスキャン範囲を含む被検体Ｐに対する過去の検査が存在する場合、当該検査で生成された過去画像に付与された位置情報を参照して、被検体Ｐに対して実行予定の本スキャンのスキャン範囲を設定する。なお、付与機能３７ｃ及び制御機能３７ｄについては、後に詳述する。
以上、医用情報処理システム１００の全体構成、及び、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、例えば、検出機能３７ａ及び位置照合機能３７ｂを実行することで、撮影位置等の事前設定の操作性を向上させている。
ところで、Ｘ線ＣＴ装置１を用いた検査では、過去に生成された画像と比較するために、過去に生成された画像と同様のスキャン条件で本スキャンを実行することが望まれる場合がある。ここで、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置では、過去の検査時の本スキャンのスキャン範囲などを参照して今回の検査の本スキャンのスキャン条件が設定されるが、スキャン範囲は絶対位置で決定されるものではなく、相対的な位置として設定されるものである。より具体的には、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置では、スキャンを行うたびに操作者の主観によりスキャンの開始位置を設定していた。そして、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置では、このスキャン開始位置を基準にスキャン範囲を設定していた。このため、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置を用いた検査では、スキャンの開始位置が検査ごとに異なる場合がある。この結果、従来技術に係るＸ線ＣＴ装置を用いた検査では、比較対象となる部位が描出されないなどの理由により、過去に生成された画像と今回の検査で新たに生成する画像とを正確に比較することができない場合がある。
このようなことから、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、被検体Ｐの特徴点の位置に関する情報に基づいて、スキャン範囲を撮影系における絶対位置で管理する。例えば、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、スキャン範囲を撮影系の絶対位置で示した位置情報を生成した画像に付与する位置情報付与処理を行う。また、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、実行予定のスキャン範囲を含む被検体Ｐに対する過去の検査が存在する場合、この過去の検査で用いられたスキャン範囲の位置情報を参照して、今回の検査の本スキャンのスキャン範囲を設定するスキャン範囲設定処理を行う。このような機能は、付与機能３７ｃ及び制御機能３７ｄにより実現される。以下では、付与機能３７ｃ及び制御機能３７ｄについて説明する。
付与機能３７ｃは、特徴点について、撮影系における位置情報を決定し、当該位置情報を画像に付与する。ここで、付与機能３７ｃは、位置情報として被検体Ｐのスキャン範囲を表す特徴点について撮影系における位置情報を決定し、当該位置情報を画像に付与する。図１０は、第１の実施形態を説明するための図（１）である。図１０では、寝台２０の天板２２に載置された被検体Ｐを図示する。ここで、天板２２には、目印が付与されており、この目印に頭頂が重なるように被検体Ｐは天板２２上に載置されるものとする。すなわち、位置情報付与処理を行う場合、被検体Ｐは、天板２２に付与された目印に被検体Ｐの頭頂が重なるように、天板２２上に載置される。なお、以下では、撮影系における絶対位置の基準位置「０ｍｍ」として被検体Ｐの頭頂を用いる場合を説明する。すなわち、頭頂が目印と重なるように被検体Ｐを載置した場合、被検体Ｐの頭頂の絶対位置は「０ｍｍ」となる。なお、撮影系における絶対位置の基準位置のことを単に「基準位置」とも言う。また、天板２２に付与された目印の位置に重なる被検体Ｐの位置のことを「天板基準位置」と言う。ここで、目印に被検体Ｐの頭頂が重なるように被検体Ｐが天板２２上に載置されており、撮影系における絶対位置の基準位置として被検体Ｐの頭頂を用いる場合には、「基準位置」と「天板基準位置」とが一致する。また、上述したように天板２２に付与された目印に被検体Ｐの所定の部位が重なるように被検体Ｐを天板２２上に載置する運用に代え、架台１０に設けられる投光器から天板２２上に照射される光で示される箇所に被検体Ｐの所定の部位が重なるように被検体Ｐを天板２２上に載置してもよく、本運用への変更は以下の各実施形態においても同様である。
また、被検体Ｐの身長が例えば１７０ｃｍである場合、図１０に示すように、被検体Ｐの足先における絶対位置は「１７００ｍｍ」となる。なお、実施形態では、撮影系における絶対位置の基準位置「０ｍｍ」として被検体Ｐの頭頂を用いる場合について説明するが、撮影系における絶対位置の基準位置「０ｍｍ」として被検体Ｐの頭頂以外を用いてもよい。例えば、他の部位を基準値とした際に、相対値で頭頂が「－５００ｍｍ」であり、足先が「１２００ｍｍ」となっている場合、付与機能３７ｃは、頭頂を「０ｍｍ」とすることで、足先を「１７００ｍｍ」とする。
付与機能３７ｃは、本スキャンのスキャン範囲として設定された位置に対して、撮影系における絶対位置を特定する。ここで、付与機能３７ｃは、撮影系における絶対位置として、ＡＬ解析の結果を用いる。一例として、図１０に示す領域Ｒ１が本スキャンのスキャン範囲として設定された場合を説明する。また、ＡＬ解析の結果として、頭頂に対する特徴点Ｃ１１と、領域Ｒ１の上端に位置する特徴点Ｃ１と、領域Ｒ１の下端に位置する特徴点Ｃ２とが特定されたものとする。かかる場合、付与機能３７ｃは、特徴点Ｃ１の絶対位置から特徴点Ｃ２の絶対位置までを本スキャンのスキャン範囲として決定する。より具体的には、特徴点Ｃ１１（頭頂）から特徴点Ｃ１までの距離を４００ｍｍとして、特徴点Ｃ１１（頭頂）から特徴点Ｃ２までの距離を６００ｍｍとした場合、付与機能３７ｃは、例えば、基準位置とスキャン範囲とを示す位置情報として「基準位置：特徴点Ｃ１１（頭頂）、特徴点Ｃ１：４００ｍｍ、特徴点Ｃ２：６００ｍｍ」であると決定する。なお、付与機能３７ｃは、「基準位置」と「天板基準位置」とが一致する場合、位置情報に天板基準位置を含めなくてもよい。
続いて、付与機能３７ｃは、本スキャンにより生成したＣＴ画像に、決定した位置情報を付与する。例えば、付与機能３７ｃは、生成したＣＴ画像に付帯するＤＩＣＯＭタグに決定した位置情報を格納する。
また、付与機能３７ｃは、複数の部位をスキャンする場合、スキャン部位ごとのスキャン範囲を撮影系における絶対位置で示した位置情報を決定する。例えば、複数部位をまたいだスキャン範囲の設定を受け付けた場合、付与機能３７ｃは、スキャン部位ごとに位置情報を決定し、決定した部位ごとの位置情報をＣＴ画像に付与する。より具体的には、頭部、頸部、胸部及び腹部をまたいだスキャンを実行する場合、付与機能３７ｃは、頭部、頸部、胸部及び腹部の各部位ごとに位置情報を決定する。図１１は、第１の実施形態を説明するための図（２）である。図１１では、図１０に示す被検体Ｐに対して領域Ｒ２が本スキャンのスキャン範囲として設定された場合を説明する。図１１に示す領域Ｒ２には、特徴点Ｃ１１～Ｃ１６が含まれるものとする。付与機能３７ｃは、例えば、頭部の位置情報が「基準位置：特徴点Ｃ１１（頭頂）、特徴点Ｃ１１：０ｍｍ、特徴点Ｃ１２：２００ｍｍ」であると決定し、頸部の位置情報が「基準位置：特徴点Ｃ１１（頭頂）、特徴点Ｃ１２：２００ｍｍ、特徴点Ｃ１３：３００ｍｍ」であると決定する。また、付与機能３７ｃは、胸部の位置情報が「基準位置：特徴点Ｃ１１（頭頂）、特徴点Ｃ１３：３００ｍｍ、特徴点Ｃ１５：６５０ｍｍ」であると決定し、腹部の位置情報が「基準位置：特徴点Ｃ１１（頭頂）、特徴点Ｃ１４：６００ｍｍ、特徴点Ｃ１６：８００ｍｍ」であると決定する。図１１の例に示すように、例えば、絶対位置６００ｍｍ～６５０ｍｍの間では、胸部と腹部とが重なっている。このように、１つの絶対位置において、複数の臓器が描出される場合、付与機能３７ｃは、１枚のＣＴ画像に複数部位の位置情報を付与する。これにより、例えば、ＣＴ画像をシリーズに分割する場合、位置情報に基づいて部位ごとにＣＴ画像をシリーズに分割することが可能になる。この結果、シリーズごとに区別してＣＴ画像を表示することが可能になる。
制御機能３７ｄは、入力回路３１を介してプロトコルプリセットの選択を受付けた場合、実行予定のスキャン範囲を含む被検体Ｐに対する過去の検査が存在するか否かを判定する。例えば、制御機能３７ｄは、患者ＩＤ（Identifier）とスキャン範囲とが同一である検査情報を、例えばサーバ装置２が記憶する検査履歴から検索する。ここで、制御機能３７ｄは、検索した検査情報が存在すると判定した場合、当該検査で生成された過去画像のＤＩＣＯＭタグに付与された位置情報を参照して、本スキャンのスキャン範囲を設定する。例えば、制御機能３７ｄは、検査情報からこの検査で生成された過去画像を特定し、この過去画像のＤＩＣＯＭタグから位置情報を取得する。そして、制御機能３７ｄは、位置情報として含まれる基準位置とスキャン範囲とを読み出し、読み出した基準位置とスキャン範囲とに基づいて、今回の検査のスキャン範囲を設定する。図１２は、第１の実施形態を説明するための図（３）である。図１２では、取得した位置情報から読み出した基準位置が絶対位置０ｍｍである特徴点Ｃ１１（頭頂）であり、スキャン範囲が特徴点Ｃ１（絶対位置４００ｍｍ）から特徴点Ｃ２（絶対位置６００ｍｍ）である場合を示す。また、ここでは、スキャン範囲設定処理を行う場合、位置情報付与処理を行う場合と同様の天板２２上の位置に被検体Ｐが載置されるものとする。すなわち、スキャン範囲設定処理を行う場合、被検体Ｐは、天板２２に付与された目印に被検体Ｐの頭頂が重なるように、天板２２上に載置される。かかる場合、制御機能３７ｄは、取得した位置情報を用いて、本スキャン時のスキャン範囲を設定する。例えば、制御機能３７ｄは、本スキャン時のスキャン範囲として、特徴点Ｃ１１（頭頂）を基準位置として、撮影系における絶対位置４００ｍｍである特徴点Ｃ１から、撮影系における絶対位置６００ｍｍである特徴点Ｃ２までをスキャン範囲に設定する。このように、Ｘ線ＣＴ装置１では、過去画像に付与された位置情報を参照して、本スキャンのスキャン範囲を設定することで、位置決めスキャンを省略することが可能になる。この結果、被検体Ｐへの被曝量を低減することが可能になる。
また、例えば、制御機能３７ｄは、検索した検査情報が複数存在する場合には、過去画像のうち最新の過去画像に付与された位置情報を参照して、本スキャンのスキャン範囲を設定する。図１３は、第１の実施形態を説明するための図（４）である。図１３上図は、前々回の検査で生成されたＣＴ画像に付与された位置情報を示し、図１３下図は、前回の検査で生成されたＣＴ画像に付与された位置情報を示す。図１３に示す例では、前々回の検査時と比較して、前回の検査時において特徴点Ｃ１及び特徴点Ｃ２の位置が基準位置から伸びている場合を示す。かかる場合、制御機能３７ｄは、前々回の検査で生成されたＣＴ画像に付与された位置情報ではなく、前回の検査で生成されたＣＴ画像に付与された位置情報を参照して、本スキャンのスキャン範囲を設定する。
図１４は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１による処理手順を示すフローチャートである。図１４では、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を説明するフローチャートを示し、各構成要素がフローチャートのどのステップに対応するかを説明する。
ステップＳ１０１は、入力回路３１により実現されるステップである。ステップＳ１０１では、入力回路３１は、プロトコルプリセットの選択を受付ける。ステップＳ１０２及びステップＳ１０３は、制御機能３７ｄに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から制御機能３７ｄに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、制御機能３７ｄが実現されるステップである。ステップＳ１０２では、制御機能３７ｄは、ステップＳ１０１で受付けたプロトコルプリセットに基づいて、実行予定のスキャン範囲を含む被検体Ｐに対する過去の検査情報を、例えばサーバ装置２が記憶する検査履歴から検索する。
ステップＳ１０３では、制御機能３７ｄは、ステップＳ１０２で検索した検査情報が存在するか否かを判定する。ここで、制御機能３７ｄが、検査情報が存在すると判定した場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０に移行して、Ｘ線ＣＴ装置１では、スキャン範囲設定処理が実行される。一方、制御機能３７ｄが、検査情報が存在すると判定しなかった場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、ステップＳ１０４に移行して、Ｘ線ＣＴ装置１では、位置情報付与処理が実行される。なお、既に存在する検査情報が呼期での検査情報であり今回吸期で撮影を行う場合や、検査情報が存在しても手術を行うことになる場合が起こり得る。このような場合、Ｘ線ＣＴ装置１において、位置情報付与処理を実行することが望ましい。そこで、操作者は、検査情報が存在する場合であっても、強制的にステップＳ１０４に移行させてもよい。例えば、制御機能３７ｄは、ステップＳ１０３において検査情報が存在すると判定した場合であっても、操作者から指示を受付けた場合には、ステップＳ１０４に移行する。
ステップＳ１０４は、スキャン制御回路３３により実現されるステップである。ステップＳ１０４では、スキャン制御回路３３は、位置決め用スキャンを実行する。ステップＳ１０５は、画像再構成回路３６により実現されるステップである。ステップＳ１０５では、画像再構成回路３６は、位置決め用画像を生成する。
ステップＳ１０６は、検出機能３７ａに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から検出機能３７ａに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、検出機能３７ａが実現されるステップである。ステップＳ１０６では、検出機能３７ａは、位置決め用画像に対してＡＬ解析を実行する。
ステップＳ１０７は、位置照合機能３７ｂに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から位置照合機能３７ｂに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、位置照合機能３７ｂが実現されるステップである。ステップＳ１０７では、位置照合機能３７ｂは、ＡＬ解析結果とプリセット位置とを照合する。
ステップＳ１０８は、入力回路３１により実現されるステップである。ステップＳ１０８では、入力回路３１は、スキャン範囲の設定を受付ける。図１５は、第１の実施形態を説明するための図（５）である。図１５では、本スキャンのプリセットで胸部が対象部位として設定されてから位置決め画像が撮影された場合のＧＵＩ画面を示す。図１５に示すように、ＧＵＩ画面には、左端に対象部位を指定するためのボタン（例えば、頭、胸部、腹部、肺、心臓などのボタン）や、人体全身が示された仮想患者画像、位置決めスキャンによって取得された位置決め画像が表示される。また、図１５では、仮想患者画像上で胸部のスキャン範囲Ｒ１が設定された場合を示す。この仮想患者画像上でスキャン範囲Ｒ１を設定することにより、位置照合機能３７ｂは、位置決め画像上における座標情報に変換して、スキャン範囲Ｒ１１を設定する。なお、仮想患者画像上で設定されたスキャン範囲Ｒ１は、ＧＵＩ画面上で操作者によるスキャン範囲Ｒ１を拡大又は縮小する操作を受付けることにより、適宜変更可能である。
図１４に戻る。ステップＳ１０９は、付与機能３７ｃに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から付与機能３７ｃに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、付与機能３７ｃが実現されるステップである。ステップＳ１０９では、付与機能３７ｃは、位置情報を生成する。例えば、付与機能３７ｃは、特徴点の位置に関する情報に基づいて、被検体Ｐに対するスキャン範囲を撮影系における絶対位置で示した位置情報を決定する。ここで、基準位置が頭頂であるとすると、例えば、付与機能３７ｃは、図１５に示すスキャン範囲Ｒ１１における位置情報が、特徴点Ｃ１～特徴点Ｃ２であると決定する。なお、付与機能３７ｃは、人体の解剖学的モデルに基づく仮想患者画像上の位置を更に対応付けた位置情報を決定するようにしてもよい。かかる場合、付与機能３７ｃは、仮想患者画像上におけるスキャン範囲Ｒ１上端の特徴点の位置とスキャン範囲Ｒ１下端の特徴点の位置とから位置情報を決定してもよい。第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、ステップＳ１０９の終了後、ステップＳ１１３に移行する。
ステップＳ１１０からステップＳ１１２は、制御機能３７ｄに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から制御機能３７ｄに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、制御機能３７ｄが実現されるステップである。ステップＳ１１０では、制御機能３７ｄは、例えば、サーバ装置２が記憶するＣＴ画像（過去画像）を取得する。続いて、ステップＳ１１１では、制御機能３７ｄは、取得したＣＴ画像の付帯情報から位置情報を読み出す。
そして、ステップＳ１１２では、制御機能３７ｄは、読み出した位置情報に基づいてスキャン範囲を設定する。第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、ステップＳ１１２の終了後、ステップＳ１１３に移行する。なお、制御機能３７ｄは、過去の画像を選択することでスキャン範囲やスキャン条件を設定するようにしてもよい。例えば、制御機能３７ｄは、過去画像について選択した枚数をスキャン範囲として設定してもよい。また、制御機能３７ｄは、スキャン条件として、過去の画像のＦＯＶ、管電流及び管電圧を設定してもよい。
ステップＳ１１３は、スキャン制御回路３３により実現されるステップである。ステップＳ１１３では、スキャン制御回路３３は、本スキャンの実行を受付けたか否かを判定する。ここで、スキャン制御回路３３は、本スキャンの実行を受付けたと判定しなかった場合（ステップＳ１１３、Ｎｏ）、繰り返しステップＳ１１３の判定処理を繰り返す。一方、スキャン制御回路３３は、本スキャンの実行を受付けたと判定した場合（ステップＳ１１３、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１４では、本スキャンを実行する。スキャン制御回路３３は、設定されたスキャン範囲に対して本スキャンを実行する。なお、スキャン制御回路３３は、設定されたスキャン範囲が確実に撮影されるように、設定されたスキャン範囲に対して頭尾方向に範囲を広げて実際のスキャン範囲としてもよい。
ステップＳ１１５は、画像再構成回路３６により実現されるステップである。ステップＳ１１５では、画像再構成回路３６は、ＣＴ画像を生成する。続いて、ステップＳ１１６は、付与機能３７ｃに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から付与機能３７ｃに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、付与機能３７ｃが実現されるステップである。ステップＳ１１６では、付与機能３７ｃは、ＣＴ画像に位置情報を付与する。
上述したように第１の実施形態では、特徴点の位置に関する情報に基づいて、被検体Ｐに対するスキャン範囲を撮影系における絶対位置で示した位置情報を決定し、当該位置情報を画像に付与する。すなわち、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、スキャン範囲を撮影系における絶対位置で管理することが可能になる。また、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、実行予定のスキャン範囲を含む被検体Ｐに対する過去の検査が存在する場合、この過去の検査で用いられたスキャン範囲の位置情報を参照して、今回の検査の本スキャンのスキャン範囲を設定するスキャン範囲設定処理を行う。これにより、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１では、過去画像に付与された位置情報を参照して、本スキャンのスキャン範囲を設定することで、位置決めスキャンを省略することが可能になる。
なお、上述した第１の実施形態では、撮影系における絶対位置の基準位置「０ｍｍ」として被検体Ｐの頭頂を用いる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、被検体Ｐの頭頂以外を撮影系における絶対位置の基準位置としてもよい。図１６は、第１の実施形態を説明するための図（６）である。図１６では、撮影系における絶対位置の基準位置「０ｍｍ」として被検体Ｐの頸椎７番の特徴点Ｃ２１を用いる場合を説明する。また、かかる場合も天板２２には目印が付与されており、この目印に頭頂が重なるように被検体Ｐは天板２２上に載置されるものとする。また、ＡＬ解析の結果特定された特徴点Ｃ２１から特徴点Ｃ２２までをスキャン範囲とする。かかる場合、付与機能３７ｃは、特徴点Ｃ２１の絶対位置から特徴点Ｃ２２の絶対位置までを本スキャンのスキャン範囲として決定する。より具体的には、特徴点Ｃ２１（頸椎７番）から特徴点Ｃ２２までの距離を３５０ｍｍとした場合、付与機能３７ｃは、例えば、基準位置とスキャン範囲とを示す位置情報として「基準位置：特徴点Ｃ２１（頸椎７番）、特徴点Ｃ２１：０ｍｍ、特徴点Ｃ２２：３５０ｍｍ」であると決定する。ここで、撮影系における絶対位置の基準位置と、天板基準位置とが異なる場合には、付与機能３７ｃは、更に、位置情報として天板基準位置を決定する。より具体的には、付与機能３７ｃは、天板２２に付与された目印に頭頂が重なるように被検体Ｐは天板２２上に載置されていることを示す位置情報として、「天板基準位置：特徴点Ｃ１１：－３５０ｍｍ」を決定する。続いて、付与機能３７ｃは、本スキャンにより生成したＣＴ画像に、決定した位置情報を付与する。例えば、付与機能３７ｃは、生成したＣＴ画像に付帯するＤＩＣＯＭタグに、決定した位置情報「基準位置：特徴点Ｃ２１（頸椎７番）、特徴点Ｃ２１：０ｍｍ、特徴点Ｃ２２：３５０ｍｍ、天板基準位置：特徴点Ｃ１１：－３５０ｍｍ」を格納する。
また、制御機能３７ｄは、ステップＳ１０２で検索した検査情報が存在する場合には、ステップＳ１１４において、スキャン制御回路３３に過去画像のスキャン条件と同一のスキャン条件でデータを収集させてもよく、ステップＳ１１５において、画像再構成回路３６に過去画像の再構成条件と同一の再構成条件で画像を再構成させるようにしてもよい。これにより、例えば読影医は、過去画像と今回の検査で生成された画像とをより正確に比較することが可能となる。
また、上述した実施形態では、位置決め画像に対してＡＬ解析を行って特徴点を検出し、検出した特徴点について位置情報を決定するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、本スキャンにより得られた画像に対してＡＬ解析を行って特徴点を検出し、検出した特徴点について位置情報を決定し、この位置情報を画像に付与するようにしてもよい。このように低線量で得られた位置決め画像では正確に描出できなかった特徴点が、本スキャン後のＡＬ解析により描出される場合がある。すなわち、本スキャン後のＡＬ解析によって、精度の高い臓器ごとの位置情報を決定することが可能になる。更に、造影撮影を行う場合には、造影後の画像に対してＡＬ解析を行うことにより、造影前に描出されなかった血管などの構造物の位置情報を決定することが可能になる。かかる場合にも、例えば、造影前の画像に付与した位置情報に造影後の画像から決定した位置情報を更に付与するようにしてもよい。
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、天板２２には目印が付与されており、位置情報付与処理を行う時及びスキャン範囲設定処理を行う時には、天板２２の目印に頭頂が重なるように被検体Ｐが天板２２上に載置されるものとして説明した。言い換えると、位置情報付与処理を行う時及びスキャン範囲設定処理を行う時には、天板２２の目印に頭頂が重なるように被検体Ｐが天板２２上に載置するように施設内でルール化されている場合について説明した。このような場合には、位置情報を取得すれば、天板基準位置を考慮しなくてもスキャン範囲を設定することが可能であった。
ところで、施設においてこのようなルールがない場合、或いは、ルールが異なる施設間で位置情報付与処理とスキャン範囲設定処理とを分けて行う場合が起こり得る。このような場合、位置情報付与処理を行う時と、スキャン範囲設定処理を行う時とで、被検体Ｐが載置される天板２２上の位置が異なる場合がある。例えば、位置情報付与処理を行う時に被検体Ｐの頭頂が天板基準位置に重なるように被検体Ｐが載置され、スキャン範囲設定処理を行う時に被検体Ｐの足先が天板基準位置に重なるように被検体Ｐが載置される。
このような場合、天板基準位置を考慮してスキャン範囲を設定することになる。そこで、第２の実施形態では、天板基準位置を考慮して、スキャン範囲を設定する場合について説明する。なお、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成は、制御機能３７ｄの一部の機能が異なる点を除いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成と同様である。このため、制御機能３７ｄ以外の説明については省略する。
図１７は、第２の実施形態を説明するための図である。図１７では、位置情報付与処理を行う場合に、天板２２の目印に頭頂が重なるように被検体Ｐが天板２２上に載置され、スキャン範囲設定処理を行う場合に、天板２２の目印に足先が重なるように被検体Ｐが天板２２上に載置される場合について説明する。図１７の左図は、位置情報付与処理を行う場合を示し、図１７の右図は、スキャン範囲設定処理を行う場合を示す。
図１７の左図では、過去画像に対する位置情報付与処理によって、位置情報として、「基準位置：特徴点Ｃ１１（頭頂）、特徴点Ｃ１：４００ｍｍ、特徴点Ｃ２：６００ｍｍ、天板基準位置：特徴点Ｃ１１（頭頂）：０ｍｍ」が決定された場合を示す。また、図１７の右図に示すように、スキャン範囲設定処理を行う場合、制御機能３７ｄは、本スキャン時の撮影系の基準位置を取得する。例えば、制御機能３７ｄは、操作者から入力を受け付けることで、本スキャン時の基準位置として「特徴点Ｃ３１（足先）」を取得し、本スキャン時の天板基準位置として「特徴点Ｃ３１（足先）：０ｍｍ」を取得する。
そして、制御機能３７ｄは、位置情報に含まれる過去画像のスキャン時の撮影系の基準位置と、本スキャン時の撮影系の基準位置とに基づいて、本スキャン時のスキャン範囲を設定する。例えば、制御機能３７ｄは、検査情報から被検体Ｐの身長が１７００ｍｍであることを取得する。なお、被検体Ｐの身長は、位置情報として過去画像に付与されてもよい。そして、制御機能３７ｄは、位置情報付与処理によって決定された位置情報を、本スキャンの基準位置に基づいて変換する。例えば、制御機能３７ｄは、過去画像の基準位置と、本スキャン時の基準位置と、身長とから特徴点Ｃ２と、特徴点Ｃ１との位置を特定し、位置情報付与処理によって決定された位置情報を、本スキャン時の位置情報に変換する。より具体的には、制御機能３７ｄは、本スキャン時の位置情報として、「基準位置：特徴点Ｃ３１（足先）、特徴点Ｃ２：１１００ｍｍ、特徴点Ｃ１：１３００ｍｍ、天板基準位置：特徴点Ｃ３１（足先）：０ｍｍ」をスキャン範囲に設定する。
上述したように、第２の実施形態では、過去画像の基準位置と、本スキャンの基準位置とが異なる場合でも、本スキャンのスキャン範囲を設定することが可能になる。この結果、第２の実施形態によれば、位置決めスキャンを省略することができるので、被検体Ｐへの被曝量を低減することが可能になる。
また、上述した実施形態では、位置情報付与処理を行う場合に、天板２２の目印に頭頂が重なるように被検体Ｐが天板２２上に載置され、本スキャン時に、天板２２の目印に足先が重なるように被検体Ｐが天板２２上に載置される場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上述した第２の実施形態は、例えば、位置情報付与処理を行う場合に、天板２２の目印に頭頂が重なるように被検体Ｐが天板２２上に載置され、本スキャン時に、天板２２の目印に肩が重なるように被検体Ｐが天板２２上に載置される場合にも適用可能である。また、かかる場合、制御機能３７ｄは、過去画像において、被検体Ｐの肩が描出されていれば、過去画像に対してＡＬ解析を行い、肩の位置情報を取得してから、スキャン範囲を設定してもよい。
また、本スキャン時に、天板２２の目印に肩が重なるように被検体Ｐが天板２２上に載置される場合に、過去画像において被検体Ｐの肩が描出されていなくても、被検体Ｐの身長を取得して、身長に基づいて、頭頂から肩までの距離を推定し、スキャン範囲を設定してもよい。なお、頭頂から肩までの距離については、身長ごとに、所定の割合で事前に決められていてもよいし、被検体Ｐの身長の情報と上述の仮想患者データとの比較によって被検体Ｐにおける頭頂から肩までの距離を計算してもよい。
なお、本実施形態において、位置情報付与処理を行う場合とスキャン範囲設定処理を行う場合とで、天板２２の目印に同一部位が重なるように被検体Ｐが天板２２上に載置されているが、撮影方向が頭部から撮影する「ヘッドファースト」と足先から撮影する「フットファースト」とで異なっている場合、撮影方向の違いを考慮して本スキャン時の位置情報を決定する必要がある。例えば、過去画像に対する位置情報付与処理の行う場合の撮影が「ヘッドファースト」で行われている場合、位置情報として、「基準位置：特徴点Ｃ１１（頭頂）、特徴点Ｃ１：４００ｍｍ、特徴点Ｃ２：６００ｍｍ、天板基準位置：特徴点Ｃ１１（頭頂）：０ｍｍ」が決定される。一方、本スキャンが「フットファースト」で行われる場合、当該本スキャン時の位置情報を、「基準位置：特徴点Ｃ１１（頭頂）、特徴点Ｃ１：－４００ｍｍ、特徴点Ｃ２：－６００ｍｍ、天板基準位置：特徴点Ｃ１１（頭頂）：０ｍｍ」とする。
（第２の実施形態の変形例）
なお、上述した第２の実施形態では、本スキャン時の撮影系の基準位置を取得する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、スキャン対象部位に応じて基準位置を決定してもよい。図１８は、第２の実施形態の変形例を説明するための図である。
図１８では、本スキャンのプロトコルプリセットで胸部が対象部位として設定された場合のＧＵＩ画面を示す。図１８に示すように、ＧＵＩ画面には、左端に対象部位を指定するためのボタン（例えば、頭、胸部、腹部、肺、心臓などのボタン）や、人体全身が示された仮想患者画像、過去画像が表示される。また、図１８では、過去画像において、本スキャンのスキャン範囲をＲ１１で示し、Ｒ１１に対応する領域が仮想患者画像においてＲ１で示される。
また、制御機能３７ｄは、スキャン対象部位に応じて、過去画像における複数の特徴点から本スキャン時の撮影系の基準位置を特定する。ここで、第２の実施形態の変形例では、スキャン対象部位に応じて、本スキャン時の基準位置の候補が事前に設定されたテーブルを記憶回路３５に記憶しているものとする。制御機能３７ｄは、プロトコルプリセットにて、胸部が選択された場合、記憶回路３５からテーブルを読み出して、例えば、図１８の過去画像においてＣ４１で示す特徴点を本スキャン時の基準位置として選択する。
そして、制御機能３７ｄは、特定した本スキャン時の撮影系の基準位置と、過去画像における位置情報とに基づいて、本スキャン時のスキャン範囲を設定する。例えば、制御機能３７ｄは、本スキャン時の位置情報として、「基準位置：特徴点Ｃ４１（肩）、特徴点Ｃ１：５０ｍｍ、特徴点Ｃ１：２５０ｍｍ、天板基準位置：特徴点Ｃ４１（足先）：０ｍｍ」をスキャン範囲に設定する。
続いて、制御機能３７ｄは、天板２２の目印に基準位置を重ねるように報知する。例えば、制御機能３７ｄは、基準位置として肩を特定した場合に、天板２２の目印に被検体Ｐの方を重ねるように指示する旨をディスプレイ３２に表示する。なお、制御機能３７ｄは、天板２２の目印に基準位置を重ねるように音声や警告音にて報知してもよい。
上述したように、第２の実施形態の変形例では、過去画像の基準位置と、本スキャンの基準位置とがルール化されていない場合でも、過去画像から本スキャンの基準位置を決定することで、本スキャンのスキャン範囲を設定することが可能になる。この結果、第２の実施形態によれば、位置決めスキャンを省略することができるので、被検体Ｐへの被曝量を低減することが可能になる。
また、制御機能３７ｄは、基準位置の候補が複数検出された場合には、操作者から基準位置の選択を受け付けるようにしてもよい。或いは、制御機能３７ｄは、基準位置の候補が複数検出された場合には、撮影方向を考慮して基準位置を決定してもよい。例えば、プロトコルプリセットにて指定された撮影方向が、頭部から撮影する「ヘッドファースト」、或いは、足先から撮影する「フットファースト」のいずれが選択されたかを判定する。そして、スキャン対象部位に対応する複数の基準位置の候補のうち、スキャン範囲に対して先に撮影される位置にある基準位置を特定する。例えば、スキャン対象部位が胸部であり、基準位置の候補として肩及びみぞおちが検出された場合について説明する。かかる場合、制御機能３７ｄは、「ヘッドファースト」が選択されたら、肩を本スキャン時の基準位置に特定し、「フットファースト」が選択されたら、みぞおちを本スキャン時の基準位置に特定する。また、基準位置がスキャン範囲に含まれない場合、スキャン範囲の両端のうち、先に撮影される端部、つまりスキャン開始位置により近い位置にある基準位置を特定するようにしてもよい。例えば、スキャン対象部位が胸部であり、基準位置の候補として頭頂及び足先が検出された場合について説明する。かかる場合、制御機能３７ｄは、「ヘッドファースト」が選択されたら、頭頂を本スキャン時の基準位置に特定し、「フットファースト」が選択されたら、足先を本スキャン時の基準位置に特定する。また、上述のようにスキャン開始位置との距離によって複数の基準位置の候補からひとつの基準位置を特定してもよいし、スキャン範囲の中心を含む中間の位置との距離によって複数の基準位置の候補からひとつの基準位置を特定してもよい。
（第３の実施形態）
上述した実施形態では、被検体Ｐの特徴点と、特徴点について過去画像のスキャン時の撮影系における位置情報とが対応付けられている場合に、本スキャン時のスキャン範囲決定処理を行う場合について説明した。
ところで、過去に同一被検体について、同じスキャン範囲を撮影したが位置情報が付与されていない画像を入手できる場合がある。このような場合、本スキャンの開始時に、過去画像に対してＡＬ解析を行って位置情報を取得し、取得した位置情報を用いてスキャン範囲を設定してもよいものである。
そこで、第３の実施形態では、位置情報が付与されていない画像を用いて、スキャン範囲設定処理を行う場合について説明する。なお、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成は、制御機能３７ｄの一部の機能が異なる点を除いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成と同様である。このため、制御機能３７ｄ以外の説明については省略する。
図１９は、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による処理手順を示すフローチャートである。図１９では、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を説明するフローチャートを示し、各構成要素がフローチャートのどのステップに対応するかを説明する。なお、図１９に示すステップＳ２０１からステップＳ２０２の処理は、図１４に示すステップＳ１０１からステップＳ１０２の処理に対応する。また、図１９に示すステップＳ２０４からステップＳ２０９の処理は、図１４に示すステップＳ１０４からステップＳ１０９の処理に対応する。
ステップＳ２０３は、制御機能３７ｄに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から制御機能３７ｄに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、制御機能３７ｄが実現されるステップである。ステップＳ２０３では、制御機能３７ｄは、ステップＳ２０２で検索した検査情報に対応する過去画像が存在するか否かを判定する。ここで、制御機能３７ｄが、検査情報に対応する過去画像が存在すると判定した場合（ステップＳ２０３、Ｙｅｓ）、ステップＳ２１０に移行する。一方、制御機能３７ｄが、検査情報に対応する過去画像が存在すると判定しなかった場合（ステップＳ２０３、Ｎｏ）、ステップＳ２０４に移行する。
ステップＳ２１０からステップＳ２１１は、制御機能３７ｄに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から制御機能３７ｄに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、制御機能３７ｄが実現されるステップである。ステップＳ２１０では、制御機能３７ｄは、例えば、サーバ装置２が記憶するＣＴ画像（過去画像）を取得する。ステップＳ２１１は、検出機能３７ａに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から検出機能３７ａに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、検出機能３７ａが実現されるステップである。ステップＳ２１１では、検出機能３７ａは、過去画像に対してＡＬ解析を実行する。
ステップＳ２１２は、位置照合機能３７ｂに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から位置照合機能３７ｂに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、位置照合機能３７ｂが実現されるステップである。ステップＳ２１２では、位置照合機能３７ｂは、ＡＬ解析結果とプリセット位置とを照合する。
ステップＳ２１３は、付与機能３７ｃに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から付与機能３７ｃに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、付与機能３７ｃが実現されるステップである。ステップＳ２１３では、付与機能３７ｃは、位置情報を生成する。例えば、付与機能３７ｃは、特徴点の位置について、過去画像のスキャン時の撮影系における位置情報を決定する。
ステップＳ２１４からステップＳ２１６は、制御機能３７ｄに対応するステップである。処理回路３７が記憶回路３５から制御機能３７ｄに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、制御機能３７ｄが実現されるステップである。ステップＳ２１４では、制御機能３７ｄは、基準位置を選択する。例えば、制御機能３７ｄは、スキャン対象部位に応じて、過去画像における複数の特徴点から本スキャン時の撮影系の基準位置を特定する。
ステップＳ２１５では、制御機能３７ｄは、スキャン範囲を設定する。例えば、制御機能３７ｄは、第２の実施形態の変形例で説明した方法により、特定した本スキャン時の撮影系の基準位置と、位置情報とに基づいて、本スキャン時のスキャン範囲を設定する。
ステップＳ２１６では、制御機能３７ｄは、天板２２の目印に基準位置を重ねるように報知する。例えば、制御機能３７ｄは、基準位置として肩を特定した場合に、天板２２の目印に被検体Ｐの方を重ねるように指示する旨をディスプレイ３２に表示する。なお、ステップＳ２１６の終了後、ステップＳ２１７に移行する。なお、図１９に示すステップＳ２１７からステップＳ２２０の処理は、図１４に示すステップＳ１１３からステップＳ１１６の処理に対応する。
上述したように、第３の実施形態では、位置情報が付与されていなくても、過去画像を用いて、本スキャンのスキャン範囲を設定することができる。この結果、第３の実施形態によれば、位置決めスキャンを省略することができるので、被検体Ｐへの被曝量を低減することが可能になる。
なお、第３の実施形態として、位置情報が付与されていない過去画像に対して、本スキャンの開始時にＡＬ解析を行う場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、制御機能３７ｄは、位置情報として基準位置が付与されている過去画像に対して、本スキャンの開始時にＡＬ解析を行ってもよい。また、例えば、制御機能３７ｄは、位置情報として、基準位置及びスキャン範囲が付与されている過去画像に対しても、本スキャンの開始時にＡＬ解析を行ってもよい。かかる場合、制御機能３７ｄは、スキャン範囲を設定する際に、過去画像に付与されている基準位置を利用して、スキャン範囲を設定してもよい。
（第４の実施形態）
第１の実施形態から第３の実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１による過去の検査で生成された位置情報を、Ｘ線ＣＴ装置１の本スキャンで利用する場合について説明した。ところで、Ｘ線ＣＴ装置１において生成された位置情報は、他の医用画像診断装置の本スキャンで利用されてもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、他の医用画像診断装置による過去の検査で生成された位置情報を利用してもよい。このようなことから第４の実施形態では、モダリティを超えて位置情報が管理される場合について説明する。例えば、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、ＭＲＩ装置によって生成された画像に付与された位置情報を用いて本スキャンのスキャン範囲を設定する。なお、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置は、図２に示した処理回路３７と同様の機能を備えるものとする。すなわち、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置は、検出機能３７ａ、位置照合機能３７ｂ、付与機能３７ｃ及び制御機能３７ｄを実行可能である。例えば、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置は、被検体Ｐに対するスキャンによって収集されたデータを用いて生成された画像における、被検体Ｐの特徴点を検出する。そして、ＭＲＩ装置は、特徴点の位置に関する情報に基づいて、被検体Ｐに対するスキャン範囲を撮影系における絶対位置で示した位置情報を決定し、当該位置情報を画像に付与する。例えば、ＭＲＩ装置は、位置情報として、「基準位置：特徴点Ｃ１１（頭頂）、特徴点Ｃ１：４００ｍｍ、特徴点Ｃ２：６００ｍｍ、天板基準位置：特徴点Ｃ１１（頭頂）：０ｍｍ」を決定する。なお、かかる場合、ＭＲＩ装置の天板には、目印が付与されており、この目印に頭頂が重なるように被検体Ｐは天板上に載置されるものとする。
第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成は、制御機能３７ｄの一部の機能が異なる点を除いて、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成と同様である。このため、制御機能３７ｄ以外の説明については省略する。制御機能３７ｄは、実行予定のスキャン範囲を含む被検体Ｐに対する過去の検査が存在する場合、当該検査で生成された過去画像に付与された位置情報を参照して、本スキャンのスキャン範囲を設定する。ここで過去画像は、ＭＲＩ装置など他の医用画像診断装置により生成された画像である。図２０は、第４の実施形態を説明するための図である。
図２０では、本スキャンのプロトコルプリセットで胸部が対象部位として設定された場合のＧＵＩ画面を示す。また、図２０では、被検体Ｐに対してＭＲＩ装置で胸部のスキャンが実行された検査が過去に存在する場合を示す。かかる場合、制御機能３７ｄは、ＭＲＩ装置で実行された検査のＭＲ画像を取得する。そして、図２０に示すように、ＧＵＩ画面には、左端に対象部位を指定するためのボタン（例えば、頭、胸部、腹部、肺、心臓などのボタン）や、人体全身が示された仮想患者画像、ＭＲ画像が表示される。また、図２０では、仮想患者画像上で胸部のスキャン範囲Ｒ２０が設定された場合を示す。ここで、制御機能３７ｄは、取得したＭＲ画像に付与された位置情報を読み出し、スキャン範囲Ｒ２０を設定する。ここで、スキャン範囲設定処理を行う場合、被検体Ｐは、天板２２に付与された目印に被検体Ｐの頭頂が重なるように、天板２２上に載置されるものとする。かかる場合、例えば、制御機能３７ｄは、本スキャン時のスキャン範囲として、特徴点Ｃ１１（頭頂）を基準位置として、撮影機における絶対位置４００ｍｍである特徴点Ｃ１から、撮影機における絶対位置６００ｍｍである特徴点Ｃ２までをスキャン範囲に設定する。この仮想患者画像上でスキャン範囲Ｒ２０を設定することにより、位置照合機能３７ｂは、ＭＲ画像上における座標情報に変換して、スキャン範囲Ｒ２１を設定する。なお、仮想患者画像上で設定されたスキャン範囲Ｒ２０は、ＧＵＩ画面上で操作者によるスキャン範囲Ｒ２０を拡大又は縮小する操作を受付けることにより、適宜変更可能である。
また、制御機能３７ｄは、過去画像に付与された位置情報に基づいて、過去画像と本スキャンで生成した画像とを重畳してディスプレイ３２に表示させるようにしてもよい。例えば、制御機能３７ｄは、ＭＲ画像に付与された位置情報に基づいて、ＭＲ画像と本スキャンで生成したＣＴ画像とを位置合わせして重畳し、ディスプレイ３２に表示させる。
上述したように第４の実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１は、ＭＲＩ装置など他の医用画像診断装置により生成された画像に付与された位置情報を参照して、被検体Ｐに対して実行予定の本スキャンのスキャン範囲を設定する。これにより、第４の実施形態によれば、位置決めスキャンを省略することが可能になる。この結果、被検体Ｐへの被曝量を低減することが可能になる。また、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、他のＸ線ＣＴ装置により生成された画像に付与された位置情報を参照して、被検体Ｐに対して実行予定の本スキャンのスキャン範囲を設定するようにしてもよい。また、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において、第２の実施形態や第３の実施形態で説明したスキャン範囲設定処理を適用してもよい。
（その他の実施形態）
さて、これまで第１の実施形態～第４の実施形態について説明したが、上記した第１の実施形態～第４の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
（ＤＩＣＯＭ画像以外への適用）
また、上述した実施形態では、付与機能３７ｃは、ＤＩＣＯＭ画像に付帯するＤＩＣＯＭタグに、決定した位置情報を格納するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、付与機能３７ｃは、院内で設けられた規格に準拠した画像に、決定した位置情報を付与するようにしてもよい。
（２Ｄのスキャノ）
また、上述した実施形態では、スキャン制御回路３３が、スキャノ画像の撮影において、被検体Ｐに対する全周分の投影データを収集することで、３次元のスキャノ画像を撮影し、検出機能３７ａが、３次元のスキャノ画像についてＡＬ解析を行うものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、スキャン制御回路３３が、スキャノ画像の撮影において、２次元のスキャノ画像を撮影し、検出機能３７ａが、２次元のスキャノ画像についてＡＬ解析を行ってもよい。そして、付与機能３７ｃは、２次元のスキャノ画像についてのＡＬ解析結果に基づいて、被検体Ｐに対するスキャン範囲を撮影系における絶対位置で示した位置情報を決定してもよい。
（脂肪抑制）
また、ＭＲＩ装置では、脂肪抑制したスキャンが実行される場合がある。かかる場合、ＭＲＩ装置は、特徴点の位置に関する情報に基づいて、脂肪抑制したスキャン範囲を示す位置情報を決定し、決定した位置情報をＭＲ画像に付与してもよい。
（造影スキャン）
また付与機能３７ｃは、造影撮影時には、撮影開始のタイミングに基づいて、時相を示す情報を更に画像に付与してもよい。例えば、付与機能３７ｃは、造影撮影開始後から４０秒までの画像に動脈相であることを示す情報を付与し、４０秒後から８０秒後までの画像に静脈相であることを示す情報を付与し、３分以降の画像に腫瘍であることを示す情報を付与する。
（付与するデータの種類）
また、付与機能３７ｃは、４次元画像データに対して、ＡＬ解析を実行し、ＡＬ解析の結果を４次元画像データに付与してもよい。例えば、付与機能３７ｃは、呼期や吸期などの被検体Ｐの状態を４次元画像データに付与してもよい。また、付与機能３７ｃは、生データにもＡＬ解析の結果を付帯させてもよい。例えば、生データの何ビュー目から何ビュー目にどの特徴点が描出されているかを付与してもよい。また、付与機能３７ｃは、仰臥位や腹臥位などの被検体Ｐの状態を生成した画像に付与してもよい。
なお、上述した実施形態では、検出機能３７ａは、位置決め画像のボリュームデータ、或いは、診断に用いられる画像のボリュームデータを用いてＡＬ解析を実行するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、検出機能３７ａは、２次元の位置決め画像を用いてＡＬ解析を実行するようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、仮想患者画像において、スキャン範囲を設定する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、仮想患者画像は必須ではなく、位置決め画像又は過去画像においてスキャン範囲の設定を受け付けてもよい。
なお、上述した実施形態では、付与機能３７ｃは、画像に、決定した位置情報を付与するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、付与機能３７ｃは、検査ＩＤに、画像と、決定した位置情報とをそれぞれ対応付けて、記憶回路３５に格納するようにしてもよい。かかる場合、制御機能３７ｄは、例えば、患者ＩＤとスキャン範囲とが同一である検査情報を、例えばサーバ装置２が記憶する検査履歴から検索する。ここで、制御機能３７ｄは、検索した検査情報が存在すると判定した場合、検査ＩＤを特定し、当該検査で生成された過去画像を取得するとともに、検査ＩＤに紐付けられた位置情報を取得する。
また、上述した実施形態では、医用画像診断装置の一例としてＸ線ＣＴ装置を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、医用画像診断装置は、Ｘ線診断装置、超音波診断装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等であってもよい。
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Preprocess Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路３５に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路３５にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図２における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
また、上述した実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
また、上述した実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
以上、説明したとおり、各実施形態によれば、スキャン時の正確な位置情報を管理することを可能とする。
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。
１ Ｘ線ＣＴ装置
３７ 処理回路
３７ａ 検出機能
３７ｃ 付与機能

Claims (13)

  1. 被検体に対する第１のスキャンによって生成された第１の画像上で設定された第１のスキャン範囲に基づいて、前記被検体の解剖学的な特定の位置が、第２のスキャン時の撮影系における絶対位置が既知である基準位置に重なるように配置された当該被検体に対して実行される第２のスキャン時の第２のスキャン範囲を設定する設定部であって、前記第１の画像に基づいて得られる、前記第１の画像における前記被検体の解剖学的な複数の特徴点であって、前記第１のスキャン範囲と関連付けられた複数の特徴点についての、前記第１のスキャン時の撮影系における絶対位置で管理される位置情報である、前記基準位置と前記複数の特徴点のそれぞれとの間の距離を示す位置情報を用いて、前記第１のスキャン範囲を変換することにより、前記第２のスキャン範囲を設定する設定部と、
    前記第２のスキャン範囲に対して第２のスキャンを実行して第２の画像を生成する画像生成部と、
    を備える、医用画像診断装置。
  2. 前記設定部は、スキャン対象部位に応じて、前記第１の画像における複数の特徴点から第２のスキャン時の撮影系の基準位置を特定し、特定した第２のスキャン時の撮影系の基準位置と、前記位置情報とに基づいて、前記第２のスキャン範囲を設定する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
  3. 前記設定部は、第２のスキャン時の撮影系の基準位置を取得し、前記位置情報に含まれる前記第１のスキャン時の撮影系の基準位置と、前記第２のスキャン時の撮影系の基準位置とに基づいて、前記第２のスキャン範囲を設定する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
  4. 前記設定部は、複数の部位をスキャンする場合、スキャン部位ごとのスキャン範囲を前記撮影系における絶対位置で示した複数のスキャン範囲を設定する、請求項１に記載の医用画像診断装置。
  5. 前記画像生成部は、更に、前記第１の画像のスキャン条件と同一のＦＯＶ、管電流及び管電圧で前記第２のスキャンを実行して収集されたデータを用いて、前記第１の画像の再構成条件と同一の再構成条件で前記第２の画像を再構成する、請求項１～４のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
  6. 前記画像生成部は、前記第１の画像の位置情報に基づいて、前記第１の画像と前記第２の画像とを重畳して所定の表示部に表示させる、請求項１～５のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
  7. 前記被検体に対する第１のスキャンによって生成された第１の画像における、前記被検体の特徴点を検出する検出部と、
    前記特徴点について前記第１のスキャン時の撮影系における位置情報を決定する生成部と、を更に備える、請求項１～６のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
  8. 前記生成部は、決定した前記位置情報と、前記第１の画像とを対応付けて記憶部に格納し、
    前記設定部は、前記記憶部から前記第１の画像に対応する前記位置情報を取得して、前記第２のスキャン範囲を設定する、請求項７に記載の医用画像診断装置。
  9. 前記検出部は、前記第２のスキャン範囲の設定の開始時に、前記第１の画像における、前記被検体の特徴点を検出し、
    前記生成部は、前記特徴点について前記第１のスキャン時の撮影系における位置情報を決定し、
    前記設定部は、前記生成部によって決定された前記位置情報を取得して、前記第２のスキャン範囲を設定する、請求項７に記載の医用画像診断装置。
  10. 前記生成部は、前記第２の画像と、前記第２のスキャン範囲を示す位置情報とを対応付けて、記憶部に格納する、請求項７～９のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
  11. 前記第１の画像における特徴点の位置と、人体の解剖学的モデルに基づく仮想患者上の位置とを関連付ける位置照合部を更に備え、
    前記生成部は、前記仮想患者上の位置を更に前記第１の画像に対応付ける、請求項７～１０のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
  12. 前記第１の画像は、他の医用画像診断装置により生成された画像である、請求項１～１１のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
  13. 前記第１の画像は、位置決めスキャンにより生成された画像である、請求項１～１１のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
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