JP7362259B2 - 医用画像診断装置、医用画像診断方法、および寝台装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、医用画像診断装置、医用画像診断方法、および寝台装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置等の医用画像診断装置において、撮影部位ごとに検査条件（以下、エキスパートプラン）をあらかじめ登録する機能がある。エキスパートプランには、例えば、撮影部位（腹部、胸部など）や、被検体の撮像部への挿入方向（頭頂方向から挿入、または脚方向から挿入など）や、体位（仰臥、伏臥、横臥など）、再構成処理の中心や再構成画像の大きさなどを含む条件が含まれる。エキスパートプランは、プロトコルと称される場合がある。

従来の技術では、エキスパートプランの撮影方向と実際の撮影方向とが異なる場合にその間違いを検出することについては十分考慮されていなかった。また、従来の技術では撮影者が好適なエキスパートプランを選択しやすくすることについては十分考慮されていなかった。

特開２０１０－５１７２６号公報 特開２０１５－１３０９０６号公報

本発明が解決しようとする課題は、好適なエキスパートプランをより容易に設定することができる医用画像診断装置、医用画像診断方法、および寝台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、取得部と、更新部とを備える。設定部は、撮影対象の被検体の情報に基づいたエキスパートプランを設定する。取得部は、前記被検体の寝台天板上における体位情報を取得する。更新部は、前記体位情報に基づいて、前記エキスパートプランのスキャン範囲に関する条件を更新する。

第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成図。 メモリ４１に格納されるデータの一例を示す図。 スキャン制御機能５５の構成図。 推奨エキスパートプラン設定機能５９による処理の内容について説明するための図。 エキスパートプラン４１－９に含まれる内容の一例を示す図。 被検体情報４１－１に含まれる内容の一例を示す図。 エキスパートプラン４１－９に含まれる撮影方向について説明するための図。 最終エキスパートプラン更新機能６０による最終スキャン範囲ＦＣＡの設定の一例について説明するための図。 Ｘ線ＣＴ装置１による撮影処理の流れの一例を示すフローチャート。 変形例のＸ線ＣＴ装置１Ａの構成図。

以下、実施形態の医用画像診断装置、医用画像診断方法、および寝台装置を、図面を参照して説明する。医用画像診断装置は、例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography：コンピュータ断層診断）装置や、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging：磁気共鳴画像）装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography：陽電子放出断層撮影）装置等の医用画像に対する処理を行って被検体を診断する装置である。以下の説明において、医用画像診断装置はＸ線ＣＴ装置であるものとして説明するが、これに限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。図１では、説明の都合上、架台装置１０をＺ軸方向から見た図とＸ軸方向から見た図の双方を掲載しているが、実際には、架台装置１０は一つである。本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１７の回転軸または寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対して水平である軸をＸ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対して垂直である方向をＹ軸方向とそれぞれ定義する。

架台装置１０は、例えば、Ｘ線管１１と、ウェッジ１２と、コリメータ１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、Ｘ線検出器１５と、データ収集システム（以下、ＤＡＳ：Data Acquisition System）１６と、回転フレーム１７と、制御装置１８と、カメラ１９とを有する。

Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加により、陰極（フィラメント）から陽極（ターゲット）に向けて熱電子を照射することでＸ線を発生させる。Ｘ線管１１は、真空管を含む。例えば、Ｘ線管１１は、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管である。

ウェッジ１２は、Ｘ線管１１から被検体Ｐに照射されるＸ線量を調節するためのフィルタである。ウェッジ１２は、Ｘ線管１１から被検体Ｐに照射されるＸ線量の分布が予め定められた分布になるように、自身を透過するＸ線を減衰させる。ウェッジ１２は、ウェッジフィルタ（wedge filter）、ボウタイフィルタ（bow-tie filter）とも呼ばれる。ウェッジ１２は、例えば、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ものである。

コリメータ１３は、ウェッジ１２を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための機構である。コリメータ１３は、例えば、複数の鉛板の組み合わせによってスリットを形成することで、Ｘ線の照射範囲を絞り込む。コリメータ１３は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。

Ｘ線高電圧装置１４は、例えば、高電圧発生装置と、Ｘ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器（トランス）および整流器などを含む電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生させる。Ｘ線制御装置は、Ｘ線管１１に発生させるべきＸ線量に応じて高電圧発生装置の出力電圧を制御する。高電圧発生装置は、上述した変圧器によって昇圧を行うものであってもよいし、インバータによって昇圧を行うものであってもよい。
Ｘ線高電圧装置１４は、回転フレーム１７に設けられてもよいし、架台装置１０の固定フレーム（不図示）の側に設けられてもよい。

Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１１が発生させ、被検体Ｐを通過して入射したＸ線の強度を検出する。Ｘ線検出器１５は、検出したＸ線の強度に応じた電気信号（光信号などでもよい）をＤＡＳ１８に出力する。Ｘ線検出器１５は、例えば、複数のＸ線検出素子列を有する。複数のＸ線検出素子列のそれぞれは、Ｘ線管１１の焦点を中心とした円弧に沿ってチャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたものである。複数のＸ線検出素子列は、スライス方向（列方向、ｒｏｗ方向）に配列される。

Ｘ線検出器１５は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。それぞれのシンチレータは、シンチレータ結晶を有する。シンチレータ結晶は、入射するＸ線の強度に応じた光量の光を発する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線が入射する面に配置され、散乱Ｘ線を吸収する機能を有するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドは、コリメータ（一次元コリメータまたは二次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、例えば、光電子増倍管（フォトマルチプライヤー：ＰＭＴ）等の光センサを有する。光センサアレイは、シンチレータにより発せられる光の光量に応じた電気信号を出力する。Ｘ線検出器１５は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であってもかまわない。

ＤＡＳ１６は、例えば、増幅器と、積分器と、Ａ／Ｄ変換器とを有する。増幅器は、Ｘ線検出器１５の各Ｘ線検出素子により出力される電気信号に対して増幅処理を行う。積分器は、増幅処理が行われた電気信号をビュー期間（後述）に亘って積分する。Ａ／Ｄ変換器は、積分結果を示す電気信号をデジタル信号に変換する。ＤＡＳ１６は、デジタル信号に基づく検出データをコンソール装置４０に出力する。検出データは、生成元のＸ線検出素子のチャンネル番号、列番号、及び収集されたビューを示すビュー番号により識別されたＸ線強度のデジタル値である。ビュー番号は、回転フレーム１７の回転に応じて変化する番号であり、例えば、回転フレーム１７の回転に応じてインクリメントされる番号である。従って、ビュー番号は、Ｘ線管１１の回転角度を示す情報である。ビュー期間とは、あるビュー番号に対応する回転角度から、次のビュー番号に対応する回転角度に到達するまでの間に収まる期間である。ＤＡＳ１６は、ビューの切り替わりを、制御装置１８から入力されるタイミング信号によって検知してもよいし、内部のタイマーによって検知してもよいし、図示しないセンサから取得される信号によって検知してもよい。フルスキャンを行う場合においてＸ線管１１によりＸ線が連続曝射されている場合、ＤＡＳ１６は、全周囲分（３６０度分）の検出データ群を収集する。ハーフスキャンを行う場合においてＸ線管１１によりＸ線が連続曝射されている場合、ＤＡＳ１６は、半周囲分（１８０度分）の検出データを収集する。

回転フレーム１７は、Ｘ線管１１、ウェッジ１２、およびコリメータ１３と、Ｘ線検出器１５とを対向支持する円環状の部材である。回転フレーム１７は、固定フレームによって、内部に導入された被検体Ｐを中心として回転自在に支持される。回転フレーム１７は、更にＤＡＳ１６を支持する。ＤＡＳ１６が出力する検出データは、回転フレーム１７に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する送信機から、光通信によって、架台装置１０の非回転部分（例えば固定フレーム）に設けられたフォトダイオードを有する受信機に送信され、受信機によってコンソール装置４０に転送される。なお、回転フレーム１７から非回転部分への検出データの送信方法として、前述の光通信を用いた方法に限らず、非接触型の任意の送信方法を採用してよい。回転フレーム１７は、Ｘ線管１１などを支持して回転させることができるものであれば、円環状の部材に限らず、アームのような部材であってもよい。

Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば、Ｘ線管１１とＸ線検出器１５の双方が回転フレーム１７によって支持されて被検体Ｐの周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ－ＴｙｐｅのＸ線ＣＴ装置（第３世代ＣＴ）であるが、これに限らず、円環状に配列された複数のＸ線検出素子が固定フレームに固定され、Ｘ線管１１が被検体Ｐの周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ－ＴｙｐｅのＸ線ＣＴ装置（第４世代ＣＴ）であってもよい。

制御装置１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを有する処理回路と、モータやアクチュエータなどを含む駆動機構とを有する。制御装置１８は、コンソール装置４０または架台装置１０に取り付けられた入力インターフェース４３からの入力信号を受け付けて、架台装置１０および寝台装置３０の動作を制御する。

制御装置１８は、例えば、回転フレーム１７を回転させたり、架台装置１０をチルトさせたり、寝台装置３０の天板３３を移動させたりする。架台装置１０をチルトさせる場合、制御装置１８は、入力インターフェース４３に入力された傾斜角度（チルト角度）に基づいて、Ｚ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１７を回転させる。制御装置１８は、図示しないセンサの出力等によって回転フレーム１７の回転角度を把握している。また、制御装置１８は、回転フレーム１７の回転角度を随時、処理回路５０に提供する。制御装置１８は、架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられてもよい。

カメラ１９は、天板３３の上に横たわる被検体Ｐを撮影し、光学画像４１－３を取得する。カメラ１９は、架台装置１０以外の箇所に設置されてもよく、例えば、寝台装置３０の全体が撮影できる位置（例えば、Ｘ線ＣＴ装置１Ａの設置される部屋の天井や、寝台装置３０の近傍）に設置されてもよい。

寝台装置３０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置して移動させ、架台装置１０の回転フレーム１７の内部に導入する装置である。寝台装置３０は、例えば、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを有する。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する筐体を含む。寝台駆動装置３２は、モータやアクチュエータを含む。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を、支持フレーム３４に沿って、天板３３の長手方向（Ｚ軸方向）に移動させる。天板３３は、被検体Ｐが載置される板状の部材である。

寝台駆動装置３２は、天板３３だけでなく、支持フレーム３４を天板３３の長手方向に移動させてもよい。また、上記とは逆に、架台装置１０がＺ軸方向に移動可能であり、架台装置１０の移動によって回転フレーム１７が被検体Ｐの周囲に来るように制御されてもよい。また、架台装置１０と天板３３の双方が移動可能な構成であってもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体Ｐが立位または座位でスキャンされる方式の装置であってもよい。この場合、Ｘ線ＣＴ装置１は、寝台装置３０に代えて被検体支持機構を有し、架台装置１０は、回転フレーム１７を、床面に垂直な軸方向を中心に回転させる。

コンソール装置４０は、例えば、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、メモリ４１と、ネットワーク接続回路４４と、処理回路５０とを有する。実施形態では、コンソール装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０の各構成要素の一部または全部が含まれてもよい。

メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ４１は、例えば、検出データや投影データ、再構成画像、ＣＴ画像等を記憶する。これらのデータは、メモリ４１ではなく（或いはメモリ４１に加えて）、Ｘ線ＣＴ装置１が通信可能な外部メモリに記憶されてもよい。外部メモリは、例えば、外部メモリを管理するクラウドサーバが読み書きの要求を受け付けることで、クラウドサーバによって制御されるものである。

図２は、メモリ４１に格納されるデータの一例を示す図である。図２に示すように、メモリ４１には、例えば、被検体情報４１－１や、体位情報４１－２、カメラ１９により撮像された光学画像４１－３、処理回路５０により生成される検出データ４１－４、投影データ４１－５、再構成画像４１－６、エキスパートプラン４１－９などの情報が格納される。

被検体情報４１－１には、例えば、被検体を識別するＩＤ情報や、撮影日時、検査目的、検査項目、被検体のカルテ情報（過去の病歴、特定医療行為の禁忌情報など）や、過去に用いられたエキスパートプラン４１－９が含まれる。被検体情報４１－１に含まれる検査目的とは、例えば、「大腸の外科手術前の撮影」、「術後の経過観察」、「肺がん検診」などである。

体位情報４１－２には、例えば、被検体の体勢（仰臥、伏臥、横臥、その他の姿勢など）や、撮影方向（例えば、被検体の身体を架台装置１０へ挿入する際の挿入方向のことであり、被検体の頭頂方向から架台装置１０へ挿入するＨＦ［Head First］や、被検体の脚方向から架台装置１０へ挿入するＦＦ［Foot First］）などが含まれる。体位情報４１－２は、例えば、カメラ１９により撮像された光学画像４１－３の解析することで取得される情報である。

再構成画像４１－６は、例えば、本撮影前の位置決め時の撮像結果であるスキャノ画像４１－７と、本撮影時の撮像結果である本撮影画像４１－８と分類することができる。

エキスパートプラン４１－９は、後述する推奨エキスパートプラン設定機能５９により設定されたエキスパートプラン、または最終エキスパートプラン更新機能６０により更新されたエキスパートプランである。エキスパートプラン４１－９には、例えば、被検体の体勢、撮影方向、撮影部位などの情報が含まれる。エキスパートプラン４１－９には、最終エキスパートプラン更新機能６０により更新されたか否かを判別するためのフラグ情報がさらに含まれてもよい。

エキスパートプラン４１－９は、あらかじめ設定された標準的なエキスパートプランから撮影条件（例えば、検査目的や被検体Ｐの性別、年代、体形など）に合ったものが選択されて設定されるものであってもよいし、標準的なエキスパートプランを元に被検体Ｐの体位や体形に応じた調整が加えられるものであってもよいし、被検体毎または撮影毎に作成されるものであってもよい。

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、操作者による各種操作を受け付けるＧＵＩ（Graphical User Interface）画像等を表示する。ディスプレイ４２は、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等である。ディスプレイ４２は、架台装置１０に設けられてもよい。ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置４０の本体部と無線通信可能な表示装置（例えばタブレット端末）であってもよい。

入力インターフェース４３は、操作者による各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作の内容を示す電気信号を処理回路５０に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、検出データまたは投影データ（後述）を収集する際の収集条件、ＣＴ画像を再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件などの入力操作を受け付ける。例えば、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード、タッチパネル、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、カメラ、赤外線センサ、マイク等により実現される。入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられてもよい。また、入力インターフェース４３は、コンソール装置４０の本体部と無線通信可能な表示装置（例えばタブレット端末）により実現されてもよい。

ネットワーク接続回路４４は、例えば、プリント回路基板を有するネットワークカード、或いは無線通信モジュールなどを含む。ネットワーク接続回路４４は、接続する対象のネットワークの形態に応じた情報通信用プロトコルを実装する。ネットワークは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）、インターネット、セルラー網、専用回線等を含む。

処理回路５０は、Ｘ線ＣＴ装置１の全体の動作を制御する。処理回路５０は、例えば、
システム制御機能５１、前処理機能５２、再構成処理機能５３、画像処理機能５４、スキャン制御機能５５、表示制御機能５６、体位推定情報取得機能５７、体位推定機能５８、推奨エキスパートプラン設定機能５９、最終エキスパートプラン更新機能６０などを実行する。処理回路５０は、例えば、ハードウェアプロセッサがメモリ４１に記憶されたプログラムを実行することにより、これらの機能を実現するものである。

ハードウェアプロセッサとは、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、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）または複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device; ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array; ＦＰＧＡ））などの回路（circuitry）を意味する。メモリ４１にプログラムを記憶させる代わりに、ハードウェアプロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、ハードウェア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。ハードウェアプロセッサは、単一の回路として構成されるものに限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのハードウェアプロセッサとして構成され、各機能を実現するようにしてもよい。また、複数の構成要素を１つのハードウェアプロセッサに統合して各機能を実現するようにしてもよい。

コンソール装置４０または処理回路５０が有する各構成要素は、分散化されて複数のハードウェアにより実現されてもよい。処理回路５０は、コンソール装置４０が有する構成ではなく、コンソール装置４０と通信可能な処理装置によって実現されてもよい。処理装置は、例えば、一つのＸ線ＣＴ装置と接続されたワークステーション、あるいは複数のＸ線ＣＴ装置に接続され、以下に説明する処理回路５０と同等の処理を一括して実行する装置（例えばクラウドサーバ）である。

システム制御機能５１は、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、処理回路５０の各種機能を制御する。

また、システム制御機能５１は、架台装置１０のカメラ１９が撮影した光学画像を取得して、メモリ４１の光学画像４１－３として記憶させる。

前処理機能５２は、ＤＡＳ１６により出力された検出データ４１－４に対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を行って投影データ４１－５を生成し、生成した投影データ４１－５をメモリ４１に記憶させる。

再構成処理機能５３は、前処理機能５２によって生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等による再構成処理を行って再構成画像４１－６を生成し、生成した再構成画像４１－６をメモリ４１に記憶させる。

画像処理機能５４は、入力インターフェース４３が受け付けた入力操作に基づいて、再構成画像４１－６を公知の方法により、三次元画像や任意断面の断面像データに変換する。三次元画像への変換は、前処理機能５２によって行われてもよい。

スキャン制御機能５５は、Ｘ線高電圧装置１４、ＤＡＳ１６、制御装置１８、および寝台駆動装置３２に指示することで、架台装置１０における検出データの収集処理を制御する。スキャン制御機能５５は、スキャノ画像４１－７または本撮影画像４１－８を収集する撮影、および診断に用いる画像を撮影する際の各部の動作をそれぞれ制御する。

表示制御機能５６は、ディスプレイ４２の表示態様を制御する。

体位推定情報取得機能５７は、被検体Ｐの体位を推定するための情報を取得する。体位推定情報取得機能５７は、例えば、カメラ１９により撮像された光学画像４１－３を取得して、光学画像４１－３において被検体Ｐの特徴点（例えば、被検体Ｐの頭部や胴体の輪郭線、顔の向き、手先や足先の向き）を検出することで、被検体Ｐの体位情報を取得する。また、体位推定情報取得機能５７は、寝台装置３０の天板３３や、天板３３の固定位置のヘッドレスト（不図示）などが圧力センサを有する場合、その圧力センサにより検出された結果を取得してもよい。体位推定情報取得機能５７は、取得した各種情報を体位推定機能５８に出力する。なお、体位推定情報取得機能５７により取得された情報の一部または全部は体位情報４１－２として格納されてもよい。体位推定情報取得機能５７は、「取得部」の一例である。

体位推定機能５８は、体位推定情報取得機能５７により出力された情報に基づいて、被検体Ｐの体位情報を推定する。体位推定機能５８は、例えば、被検体Ｐの天板３３の上での体勢や、撮影方向を推定する。体位推定機能５８は、「体位推定部」の一例である。

体位推定機能５８は、寝台装置３０の天板３３や、天板３３の固定位置のヘッドレスト（不図示）などが圧力センサを有する場合、その圧力センサにより検出された結果を用いて被検体Ｐの体位情報を推定してもよい。体位推定機能５８は、例えば、ヘッドレストがＦＦの撮影方向を前提とした位置に固定されており、寝台装置３０のヘッドレストが所定以上の強度の圧力を検出した場合、被検体Ｐがヘッドレストを用いており、被検体Ｐの撮影方向はＦＦであると推定する。体位推定機能５８による体位の推定には、既知の技術（例えば、頭部や胴体の輪郭線などの人体の特徴点を認識してスキャン範囲を自動設定する技術など）が用いられてもよい。

推奨エキスパートプラン設定機能５９は、被検体情報４１－１に基づいて好適なエキスパートプランをエキスパートプラン４１－９から選択して（または作成して）設定する。推奨エキスパートプラン設定機能５９の詳細な処理については後述する。推奨エキスパートプラン設定機能５９は、「設定部」の一例である。

最終エキスパートプラン更新機能６０は、体位推定機能５８による推定結果に基づいて、推奨エキスパートプラン設定機能５９が設定したエキスパートプランを更新する。最終エキスパートプラン更新機能６０の詳細な処理については後述する。最終エキスパートプラン更新機能６０は、「更新部」の一例である。

上記構成により、Ｘ線ＣＴ装置１は、ヘリカルスキャン、コンベンショナルスキャン、ステップアンドシュートなどの態様で被検体Ｐのスキャンを行う。ヘリカルスキャンとは、天板３３を移動させながら回転フレーム１７を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンする態様である。コンベンショナルスキャンとは、天板３３を静止させた状態で回転フレーム１７を回転させて被検体Ｐを円軌道でスキャンする態様である。コンベンショナルスキャンを実行する。ステップアンドシュートとは、天板３３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態様である。

図３は、スキャン制御機能５５の構成図である。スキャン制御機能５５は、例えば、スキャノ画像取得機能５５－１と、スキャン範囲設定機能５５－２と、スキャン実行機能５５－３とを備える。

スキャノ画像取得機能５５－１は、スキャン範囲を決定するための被検体Ｐのスキャノ画像４１－７を取得する。なお、スキャノ画像は、位置合わせ画像の一例である。位置合わせ画像の他の例としては、スカウト画像などが挙げられる。

スキャノ画像の取得方法について説明する。スキャノ画像取得機能５５－１は、制御装置１８に、Ｘ線管１１の位置を所定の回転角度に固定し、寝台装置３０の天板３３をＺ軸方向に移動させながらＸ線管１１よりＸ線を被検体Ｐに照射するよう制御させる。スキャノ画像取得機能５５－１は、このようにして取得された検出データ４１－４から被検体Ｐの２次元のスキャノ画像４１－７を取得する。

なお、スキャノ画像４１－７の取得方法は、上述の方式に限らず、例えば、ヘリカルスキャンあるいはノンヘリカルスキャンによって被検体Ｐに対する全周囲分の投影データ４１－５を収集する方式で取得してもよい。ここで、スキャノ画像取得機能５５－１は、被検体の胸部全体、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スキャンを実行する。ノンヘリカルスキャンとは、例えば、ステップアンドシュート方式のスキャンである。このように、スキャノ画像取得機能５５－１が被検体Ｐに対する全周囲分の検出データ４１－４を収集することで、再構成処理機能５３が３次元の再構成画像４１－６（ボリュームデータ）を再構成し、再構成したボリュームデータに基づいて、任意の方向に応じた２次元のスキャノ画像４１－７を生成してもよい。また、スキャノ画像４１－７は、前述のボリュームデータを用いることで、３次元のスキャノ画像４１－７として扱うことも可能である。

スキャノ画像取得機能５５－１は、例えば上記例示した方法のいずれかによって取得したスキャノ画像を、スキャン範囲設定機能５５－２に出力する。

スキャン範囲設定機能５５－２は、操作者によるスキャン範囲の調整、新規設定などを受け付ける。スキャン範囲設定機能５５－２は、例えば、エキスパートプラン４１－９により設定される撮像部位に基づいてスキャン範囲を設定する。スキャン範囲設定機能５５－２は、設定したスキャン範囲をディスプレイ４２に表示することで、操作者が入力インターフェース４３を介して入力するスキャン範囲の調整（またはやり直し）を受け付け、その内容を反映する。

なお、スキャン範囲設定機能５５－２は、ＣＴ画像を再構成する際の再構成範囲を設定するものであってもよい。この場合、スキャン範囲設定機能５５－２は、例えば、スキャノ画像４１－７を再構成範囲に変換する所定の演算を行い、その演算結果に基づいて、制御装置１８にスキャンを実行させる。

スキャン実行機能５５－３は、後述するスキャン範囲ＣＡによって規定される範囲で本撮影を行い、本撮影画像４１－８（スキャン画像）を取得するように、制御装置１８を制御する。

以下、推奨エキスパートプラン設定機能５９の処理について説明する。図４は、推奨エキスパートプラン設定機能５９による処理の内容について説明するための図である。表示制御機能５６は、ディスプレイ４２に図示のようなＧＵＩ画面ＩＭを表示して、撮影者によるエキスパートプランの選択を受け付ける。

表示制御機能５６は、例えば、画面ＩＭの左部分に、撮影者による選択操作を受け付ける被検体の撮像部位を示す画像ＩＭ１を表示する。また、表示制御機能５６は、例えば、画面ＩＭの右部分に、撮影者により選択された撮像部位に対応付いたエキスパートプラン（例えば、撮影箇所、撮影目的、被検体の姿勢などの撮影条件が対応付くもの）を表示する画像ＩＭ２を表示する。なお、表示制御機能５６は、被検体Ｐの被検体情報４１－１を取得しており、撮影部位や撮影目的等の情報が取得できた場合には、その情報が既に反映された状態の画像ＩＭ１および画像ＩＭ２をディスプレイ４２に表示するものであってもよい。

図５は、エキスパートプラン４１－９に含まれる内容の一例を示す図である。エキスパートプラン４１－９には、図示のように、撮影時の体勢、撮影時の被検体の架台装置１０への撮影方向、撮影部位などの情報が含まれる。エキスパートプラン４１－９には、さらに性別、年代、体形などの情報が含まれてもよい。また、被検体毎にエキスパートプランがカスタマイズされて用いられる場合、エキスパートプラン４１－９には、さらに被検体を識別するための情報（以下、被検体ＩＤ）が含まれてもよい。

図６は、被検体情報４１－１に含まれる内容の一例を示す図である。被検体情報４１－１には、図示のように、被検体ＩＤや、被検体の年齢、性別、身長、体重、体格、Ｘ線ＣＴ装置１による撮影日、撮影目的、使用したエキスパートプラン（最終エキスパートプラン更新機能６０により更新されたエキスパートプラン）を識別するための情報などが含まれる。

なお、推奨エキスパートプラン設定機能５９は、被検体情報４１－１を参照して撮影目的に最も関連度合の高いエキスパートプランをエキスパートプラン４１－９から選択してディスプレイ４２に表示させることで、撮影者による入力負荷を軽減させてもよい。

以下、図７および図８を用いて、最終エキスパートプラン更新機能６０の処理について説明する。図７は、エキスパートプラン４１－９に含まれる撮影方向について説明するための図である。推奨エキスパートプラン設定機能５９は、入力インターフェース４３が操作者により被検体Ｐの撮影を開始することを示す操作を受け付けた場合、その被検体Ｐに対応付いた被検体情報４１－１に基づいて、被検体Ｐの撮影に適した推奨エキスパートプランをエキスパートプラン４１－９から選択する。表示制御機能５６は、選択されたエキスパートプランに関する情報をディスプレイ４２に表示させる。以下、推奨エキスパートプラン設定機能５９は、エキスパートプラン４１－９のうち、被検体Ｐが仰臥で脚方向からの撮影方向（ＦＦ）となる体位情報を有するエキスパートプランが設定されたものとする。

このとき、スキャン範囲設定機能５５－２は、設定されたエキスパートプランに基づいてスキャン範囲ＣＡを設定する。被検体Ｐが推奨エキスパートプランの体位に従って天板３３に乗った場合、制御装置１８は、スキャン範囲ＣＡの一部または全部が含まれるように位置合わせ画像（スキャノ画像）の撮影および本撮影が行われるように処理回路５０の各機能を稼働させる。

しかしながら、被検体Ｐが推奨エキスパートプラン設定機能５９によって指定されたエキスパートプランの体位が取れない場合や、撮影者が被検体Ｐの体位や撮影方向を間違えた場合に、スキャン範囲ＣＡの設定が不適となる場合がある。そのため、最終エキスパートプラン更新機能６０は、撮影開始前の被検体Ｐの天板３３での体位に関する情報を取得して、最終的なスキャン範囲（以下、最終スキャン範囲ＦＣＡ）を設定する。

図８は、最終エキスパートプラン更新機能６０による最終スキャン範囲ＦＣＡの設定の一例について説明するための図である。例えば、入力インターフェース４３は、被検体Ｐの撮影準備が完了したこと、またはスキャノ撮影の開始を示す操作を受け付けると、最終エキスパートプラン更新機能６０にエキスパートプランの更新処理を開始させる。

最終エキスパートプラン更新機能６０は、まず、体位推定機能５８に被検体Ｐの体位情報を推定させる。例えば、最終エキスパートプラン更新機能６０は、カメラ１９に天板３３の上の被検体Ｐを含む光学画像４１－３を撮像させて、その画像を体位推定機能５８に出力させる。体位推定機能５８は、取得した画像に基づいて、被検体Ｐの体勢、特に被検体Ｐの頭の位置と、被検体Ｐの頭の位置から推測される撮影方向とを推定し、推定結果を最終エキスパートプラン更新機能６０に出力する。以下、体位推定機能５８は、図８に示すように被検体Ｐが天板３３に仰臥で頭頂からの撮影方向（ＨＦ）となる体位であると推定したものとして説明する。

最終エキスパートプラン更新機能６０は、体位推定機能５８により出力された推定結果に基づいて、被検体Ｐの最終的な体位が推奨エキスパートプラン設定機能５９により推奨されたエキスパートプランの体位と同一であるか否かを判定する。同一であると判定した場合、最終エキスパートプラン更新機能６０は、既に設定済みのスキャン範囲ＣＡを最終スキャン範囲ＦＣＡとすると決定する。一方、同一でないと判定した場合、最終エキスパートプラン更新機能６０は、図８に示すように体位推定機能５８により推定された被検体Ｐの最終的な体位に基づいて、エキスパートプランを更新し、さらに更新したエキスパートプランに基づいて最終スキャン範囲ＦＣＡを設定する。最終エキスパートプラン更新機能６０は、エキスパートプランを更新する際に、体位推定機能５８により推定された被検体Ｐの最終的な体位に即したエキスパートプランをエキスパートプラン４１－９から新たに選択してもよいし、既に選択したエキスパートプランの内容を体位推定機能５８により推定された被検体Ｐの最終的な体位に即した内容に更新して新たなエキスパートプランを作成してもよい。

最終エキスパートプラン更新機能６０は、設定した最終スキャン範囲ＦＣＡをスキャン制御機能５５に出力して、位置合わせ撮影を開始する。このとき撮像されるスキャノ画像４１－７および本撮影画像４１－８には、最終エキスパートプラン更新機能６０により更新されたエキスパートプランに応じた撮影部位、撮影方向などの情報がラベリングされる。

なお、図７および図８の例では撮影方向が逆向きである例を挙げたが、例えば、被検体に仰臥の体勢を取らせて撮影することを予定していたが被検体Ｐが横臥しか取れなかった場合なども同様に、最終エキスパートプラン更新機能６０によるエキスパートプランの更新および最終スキャン範囲ＦＣＡの変更が行われる。

また、上記では推奨エキスパートプラン設定機能５９により撮影前にエキスパートプランが設定される例を挙げて説明したが、推奨エキスパートプラン設定機能５９によるエキスパートプランの設定は割愛されてもよい。その場合、最終エキスパートプラン更新機能６０は、体位推定情報取得機能５７により取得された各種情報、および体位推定機能５８による推定結果に基づいて被検体Ｐの体位を推定して最終的なエキスパートプランを設定する。

図９は、Ｘ線ＣＴ装置１による撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、コンソール装置４０は、被検体Ｐの被検体情報４１－１を受け付ける（ステップＳ１００）。次に、推奨エキスパートプラン設定機能５９は、被検体情報４１－１に基づいて推奨エキスパートプランを設定する（ステップＳ１０２）。このとき、当該撮影のセッティング（例えば、寝台装置３０に天板３３を被検体Ｐの乗降しやすい高さにさせるなど）が開始されてもよい。

次に、入力インターフェース４３が、被検体Ｐを寝台装置３０の天板３３に寝かせ、撮影用の姿勢を取らせたことを示す撮影者からの入力を受け付けると（ステップＳ１０４）、体位推定機能５８はカメラ１９などにより被検体Ｐの体位が分かる体位情報を取得させ（ステップＳ１０６）、その体位情報に基づいて被検体の最終的な体位や挿入方向を推定する（ステップＳ１０８）。

次に、最終エキスパートプラン更新機能６０は、体位推定機能５８による推定結果に基づいて、推奨エキスパートプランの挿入方向と被検体Ｐの挿入方向とが異なるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。挿入方向が異なると判定した場合、最終エキスパートプラン更新機能６０は、体位推定機能５８により推定された被検体Ｐの最終的な体位に基づいてエキスパートプランを更新して（ステップＳ１１２）、ステップＳ１１４に処理を進める。挿入方向が同一であると判定した場合、最終エキスパートプラン更新機能６０は、体位推定機能５８による推定結果に基づいて、推奨エキスパートプランの体位と被検体Ｐの体位とが異なるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。体位が異なると判定した場合、最終エキスパートプラン更新機能６０は、体位推定機能５８により推定された被検体Ｐの最終的な体位に基づいてエキスパートプランを更新して（ステップＳ１１６）、ステップＳ１１８に処理を進める。体位が同一であると判定した場合、最終エキスパートプラン更新機能６０は、推奨エキスパートプラン設定機能５９の設定したエキスパートプランをそのまま用いると決定して、制御装置１８にスキャノ撮影（ステップＳ１１８）と、本撮影（ステップＳ１２０）を行わせる。以上、本フローチャートの説明を終了する。

以上、説明した第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置１によれば、推奨エキスパートプラン設定機能５９により設定されたエキスパートプランの体位情報の体位を被検体Ｐが取れない場合や、エキスパートプランの体位情報とは異なる体位を被検体Ｐに誤って取らせて撮影が開始された場合であっても、最終エキスパートプラン更新機能６０によりエキスパートプランが被検体Ｐの最終的な体位に応じて更新されるため、撮影者がエキスパートプランの変更入力を行わなくても、好適なエキスパートプランをより容易に設定することができる。また、第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置１によれば、最終エキスパートプラン更新機能６０により更新されたエキスパートプランに基づいて、撮影部位、撮影方向などの情報が４１－７および本撮影画像４１－８にラベリングされるため、上述のような場合であっても実際の被検体Ｐの体位情報に応じたラベリングが実現される。

（変形例）
以下、実施形態の変形例について説明する。図１０は変形例のＸ線ＣＴ装置１Ａの構成図である。図１０に示すＸ線ＣＴ装置１Ａは、図１のＸ線ＣＴ装置１と比較して、寝台装置３０Ａが独立した装置である点と、寝台装置３０Ａが体位推定装置３５を有する点が異なる。また、コンソール装置４０Ａのエキスパートプラン設定機能５９Ａは、第１の実施形態の推奨エキスパートプラン設定機能５９および最終エキスパートプラン更新機能６０の機能を兼ね備えたものである。

なお、変形例のＸ線ＣＴ装置１Ａは、例えば、急患を撮影する頻度の高いＸ線ＣＴ装置であるものとして説明するが、使用場面がこれに限定されるものではない。

寝台装置３０Ａの体位推定装置３５は、例えば、取得機能３５－１と、推定機能３５－２と、出力機能３５－３とを備える。なお、推定機能３５－２は、第１の実施形態の体位推定機能５８と同様の機能である。

取得機能３５－１は、被検体Ｐの体位を推定するための情報を取得する。体位を推定するための情報とは、カメラ１９により撮像された光学画像４１－３であってもよいし、寝台装置３０に圧力センサが備わっている場合にはその圧力センサによる検出結果であってもよい。また、取得機能３５－１は、寝台装置３０が被検体Ｐの体重、身長などを計測する機能を有する場合、その計測結果を併せて取得してもよい。取得機能３５－１は、取得した情報を推定機能３５－２に出力する。取得機能３５－１は、「体位情報取得部」の一例である。

推定機能３５－２は、取得機能３５－１により出力された体位を推定するための情報に基づいて、被検体Ｐの体位を推定する。出力機能３５－３は、推定機能３５－２による推定結果をエキスパートプランの更新のための情報としてコンソール装置４０Ａに出力する。推定機能３５－２は、「推定部」の一例であり、出力機能３５－３は、「出力部」の一例である。

コンソール装置４０Ａのエキスパートプラン設定機能５９Ａは、寝台装置３０Ａから取得した被検体Ｐの体位の推定結果に基づいて、エキスパートプランを設定または更新する。

エキスパートプラン設定機能５９Ａは、撮影者により撮影前のエキスパートプランが選択されていない場合、寝台装置３０Ａにより出力されたエキスパートプランを設定するための推定結果に基づいてエキスパートプランを設定する。エキスパートプラン設定機能５９Ａは、撮影者により撮影前のエキスパートプランが選択された場合、寝台装置３０Ａにより出力されたエキスパートプランを設定するための推定結果に基づいてエキスパートプランを更新する。

上述のように、変形例のＸ線ＣＴ装置１Ａは、撮影前のエキスパートプランの選択に十分な時間を割くことができない場合であっても、寝台装置３０Ａより出力された被検体Ｐの体位を推定するための情報に基づいて、エキスパートプラン設定機能５９Ａがエキスパートプランを更新することにより、好適な最終スキャン範囲ＦＣＡを設定することができる。

また、エキスパートプラン設定機能５９Ａがエキスパートプランを設定することにより、スキャノ画像４１－７および本撮影画像４１－８に、誤った体位情報がラベリングされることを抑止することができる。

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを格納するストレージと、
プロセッサと、を備え、
撮影対象の被検体の情報に基づいたエキスパートプランを設定し、
前記被検体の寝台天板上における体位情報を取得し、
前記体位情報に基づいて、前記エキスパートプランのスキャン範囲に関する条件を更新する、
ように構成されている、医用画像診断装置。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、撮影対象の被検体Ｐの情報である被検体情報４１－１に基づいてエキスパートプランをエキスパートプラン４１－９から選択して設定する推奨エキスパートプラン設定機能５９と、カメラ１９により撮像された光学画像４１－３や、寝台装置３０の有するセンサの検出結果などの被検体Ｐの体位に関する情報を取得する体位推定情報取得機能５７と、体位推定情報取得機能５７により取得された被検体Ｐの体位情報に基づいて、エキスパートプランのスキャン範囲に関する条件を更新する最終エキスパートプラン更新機能６０と、を備えることにより、好適なエキスパートプランをより容易に設定することができる。

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、種々の軽減、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、１Ａ…Ｘ線ＣＴ装置、１０…架台装置、１１…Ｘ線管、１２…ウェッジ、１３…コリメータ、１４…Ｘ線高電圧装置、１５…Ｘ線検出器、１６…データ収集システム、１７…回転フレーム、１８…制御装置、１９…カメラ、３０、３０Ａ…寝台装置、３１…基台、３２…寝台駆動装置、３３…天板、３４…支持フレーム、３５…体位推定装置、３５－１…取得機能、３５－２…推定機能、３５－３…出力機能、４０、４０Ａ…コンソール装置、５０…処理回路、５１…システム制御機能、５２…前処理機能、５３…再構成処理機能、５４…画像処理機能、５５、…スキャン制御機能、５５－１…スキャノ画像取得機能、５５－２…スキャン範囲設定機能、５５－３…スキャン実行機能、５６…表示制御機能、５７…体位推定情報取得機能、５８…体位推定機能、５９…推奨エキスパートプラン設定機能、５９Ａ…エキスパートプラン設定機能、６０…最終エキスパートプラン更新機能

Claims (6)

1. 撮影対象の被検体の情報に基づいて、前記被検体のエキスパートプランとして推奨する推奨エキスパートプランを設定する設定部と、
   前記推奨エキスパートプランとともに、前記被検体の撮像部位を示す画像を表示部に表示させる表示制御部と、
   前記推奨エキスパートプラン及び操作者によるスキャン範囲の調整に基づいて、前記スキャン範囲を設定するスキャン範囲設定部と、
   前記被検体の寝台天板上における体位情報を取得する取得部と、
   前記体位情報に基づいて、前記推奨エキスパートプランを最終エキスパートプランに更新し、前記最終エキスパートプランに基づいて、前記スキャン範囲を最終スキャン範囲に更新する更新部と、
   を備える医用画像診断装置。
2. 前記エキスパートプランには、前記被検体の体位および前記被検体の撮影方向が含まれる、
   請求項１に記載の医用画像診断装置。
3. 前記取得部により取得された前記体位情報に基づいて、前記被検体の前記寝台天板上での体位を推定する体位推定部をさらに備え、
   前記更新部は、前記体位推定部により推定された前記体位と、前記推奨エキスパートプランの前記体位とが異なる場合、前記体位推定部により推定された前記体位に基づいて前記スキャン範囲に関する条件を更新する、
   請求項１または２に記載の医用画像診断装置。
4. 前記体位推定部は推定した前記体位に基づいて前記被検体の撮影方向をさらに推定し、
   前記更新部は、前記体位推定部により推定された前記被検体の撮影方向と前記推奨エキスパートプランの前記撮影方向とが異なる場合、前記体位推定部により推定された前記撮影方向に基づいて前記スキャン範囲に関する条件を更新する、
   請求項３に記載の医用画像診断装置。
5. コンピュータが、
   撮影対象の被検体の情報に基づいて、前記被検体のエキスパートプランとして推奨する推奨エキスパートプランを設定し、
   前記推奨エキスパートプランとともに、前記被検体の撮像部位を示す画像を表示部に表示させ、
   前記推奨エキスパートプラン及び操作者によるスキャン範囲の調整に基づいて、前記スキャン範囲を設定し、
   前記推奨エキスパートプランを表示部に表示させ、
   前記被検体の寝台天板上における体位情報を取得し、
   前記体位情報に基づいて、前記推奨エキスパートプランを最終エキスパートプランに更新し、前記最終エキスパートプランに基づいて、前記スキャン範囲を最終スキャン範囲に更新する、
   医用画像診断方法。
6. 被検体の体位情報を取得する体位情報取得部と、
   前記体位情報に基づいて、前記被検体の体位を推定する推定部と、
   撮影対象の被検体の情報に基づいて設定し、前記被検体のエキスパートプランとして推奨する推奨エキスパートプランとともに、前記被検体の撮像部位を示す画像を表示部に表示させ、前記体位情報に基づいて、前記推奨エキスパートプランを最終エキスパートプランに更新し、前記最終エキスパートプラン及び操作者によるスキャン範囲の調整に基づいて、前記スキャン範囲を最終スキャン範囲に更新するための情報として、前記推定部による推定結果を医用画像診断装置に出力する出力部と、
   を備える、寝台装置。

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