JPH08126638A - 医用画像診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被検体が置かれた寝台を移動して、被検体の
特定の部位を医用画像診断装置の検出部に位置合わせす
る際に、迅速且つ操作性よく行って、良好な断層画像を
得る。 【構成】 寝台２に寝かせられた被検体の断層画像を得
ようとする部位を、点光源を備えた指示器６で指し示
し、この点光源をビデオカメラ７により画像として取込
む。コンピュータ８２には、予めビデオカメラの画像の
座標系と装置の座標系とを対応付けるデータが記憶され
ており、取込んだ画像から点光源の装置上の座標を計算
し、被検体の部位が検出部に一致するまでの寝台の移動
量を求める。この移動量を移動量記憶手段８３に記憶す
る。一方、寝台２が移動した量は寝台移動量測定手段９
によって測定され、演算手段８４は移動量測定手段９の
移動量の値と記憶手段８３の値とを比較し、その差が零
となるまで寝台を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線ＣＴ、ポジトロン
ＣＴ、ＭＲＩ等の医用画像診断装置に関し、特にこれら
装置の検出部への被検体の移動を容易ならしめた医用画
像診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ、ポジトロンＣＴ、ＭＲＩ等の
医用画像診断装置は、Ｘ線ＣＴでは被検体を透過するＸ
線を計測し、ポジトロンＣＴでは被検体に投与した放射
性同位元素のγ線を計測し、さらにＭＲＩでは核磁気共
鳴現象によって被検体から生じる核磁気共鳴信号を計測
し、これら計測された放射線や高周波磁場などの信号を
もとに画像化するものであり、このためこれら被検体か
らの信号を計測するための検出部と検出部からのデータ
を処理し画像化するための画像処理装置を備えている。
そして検出部は通常ガントリと呼ばれるＦＲＰ等からな
るカバーに内蔵され、このガントリ内に寝台に寝かせら
れた被検体を移動して計測するようになっている。

【０００３】このような医用画像診断装置では、被検体
の計測しようとする部位が検出部に位置していることが
必要であり、ガントリ内に挿入された状態での位置合わ
せは困難であるため、通常寝台をガントリに移動させる
に先立って被検体と装置との位置合わせを行い、その位
置から所定量移動させることにより、被検体の特定部位
が検出部に位置するようにしている。

【０００４】例えば従来のポジトロンＣＴ装置は、図７
に示すように放射線を検出する複数の検出器リングを内
蔵するガントリ１の前面側に、被検体に光を当てて寝台
２の移動開始位置を指定する投光器３が備えられてお
り、更に寝台２の移動量を測定して、この測定値を得る
移動量測定手段と、移動量測定手段に初期値を入力する
初期値入力手段と、移動量測定手段の値を表示する数値
表示器と、初期値入力手段等を操作者の入力によって制
御する操作卓とを備えている。

【０００５】このようなポジトロンＣＴ装置では次のよ
うに被検体を検出部に位置付ける。即ち、まず被検体を
寝台２に寝かせた状態で、被検体の特定の部位に投光器
３の光が当たるように、寝台２を移動する。尚、これに
先立って例えば超音波診断装置の探触子を被検体に当て
て被検体の特定の部位のおよその位置を知っておく場合
もある。次に投光器３の光を被検体４に当てて、初期値
入力手段によって移動量測定手段に初期値を入力する。
この際、寝台の高さ方向の位置を例えば経験的に決めら
れた位置に設定し、特定部位が検出器リングの上下方向
の中央に位置するようにする。

【０００６】次いで被検体を載せた寝台を検出器リング
の中心軸方向（水平方向）に移動する。この寝台の移動
量は数値表示器に表示されるので、操作者はこの数値を
確認しながら、この値が投光器３の水平軸上の位置から
検出器リングの水平軸上の位置までの距離と一致するま
で、即ち被検体の特定の部位が検出器リングの位置にく
るまで、寝台の移動して、位置合わせをする。しかる後
に被検体の断層画像を作成する。

【０００７】このような検出器リングと被検体の特定部
位との位置合わせは、Ｘ線ＣＴにおいてもほぼ同様にな
されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、寝台をまず投光器のある初期位置に位置付
けること、さらにその移動量を確認しながら寝台の移動
を行うことが必要であり、被検体の部位と検出リングの
位置合わせに時間を要し、操作性が良くないという問題
がある。

【０００９】特にポジトロンＣＴでは、被検体に投与す
る放射性医薬品として半減期の短い核種（例えば¹⁵Ｏは
約２分、¹³Ｎは約１０分、¹¹Ｃは約２０分）を用いるた
めに、上記位置合わせに時間を要すると、検出器リング
は充分な放射線量を得られず、結果的に良好な断層画像
が作成できないという問題がある。また例えば¹⁵Ｏを用
いたＨ₂ ¹⁵Ｏ（水）、¹⁵Ｏ₂（酸素ガス）のような短半減
期の放射性薬品は被検体を寝台の上で待機させた状態で
製造し、直ちに投与するようにしているので、寝台上で
の被検体の拘束時間が長くならざるを得ないため、待機
及び計測以外にかかる時間が極力短いことが望まれる。

【００１０】本発明の目的は、被検体の部位を検出部に
迅速に位置合わせすることができ、操作性のよい医用画
像診断装置を提供することである。また本発明の目的
は、寝台移動の工程を減らし操作性を向上することであ
る。更に本発明の目的は、特にポジトロンＣＴにおいて
検出器リングに被検体の部位を迅速に位置合わせするこ
とによって、検出器リングに充分な放射線量を与えて、
結果的に良好な断層画像を作成することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の医用画像診断装置は、被検体からの電磁波、放射線
等の信号を検出する検出部を内蔵するガントリと、被検
体を支持し、ガントリの検出部に被検体を移動可能な寝
台と、寝台を移動する寝台駆動手段と、検出部からの検
出データを処理して被検体の所定部位の断層画像を作成
する画像形成手段とを備えた医用画像診断装置におい
て、寝台に置かれた被検体の特定部位を指し示すための
点光源を内蔵する指示器と、検出部を含む座標系に対し
固定的な位置に配置され、指示器から発する光を撮影す
るビデオカメラと、ビデオカメラの撮影した画像を処理
して点光源の画像上の座標を計算し、計算された座標に
基づき被検体の特定部位が検出部に到達するまでの寝台
の移動量を求める計算機とを備え、寝台駆動手段は計算
機の求めた移動量に基づき寝台を移動し、これによって
被検体の特定部位を検出部に位置付けるものである。

【００１２】好適な態様において寝台駆動手段は、寝台
を上下方向及び水平方向に移動させることが可能であ
る。更に本発明の１態様において、医用画像診断装置は
寝台が移動した量を測定する移動量測定手段を備え、計
算機は点光源の座標に基づき求めた移動量を記憶する記
憶手段と、この記憶手段に記憶された移動量と移動量測
定手段が測定した測定量とを比較する演算手段とを備
え、演算手段の出力によって寝台駆動手段を駆動する。

【００１３】

【作用】操作者は、寝台に寝かされた被検体の特定の部
位を指示器で指し示し、指示器に内蔵されている点光源
から発する光をビデオカメラで撮影する。この点光源の
画像上の座標は、ビデオカメラが検出部を含む座標系に
対し固定的な位置にあることから、この座標系との関連
で位置付けられる。従って、計算機は点光源の画像上の
座標に基づき、被検体の特定の部位から検出部までの寝
台の移動量を計算することができる。そしてこの求めら
れた移動量に従って寝台を移動させるので、寝台の移動
の位置合わせを迅速に行うことができる。特に医用画像
診断装置がポジトロンＣＴの場合には、位置合わせが迅
速であることにより検出部である検出器リングにおいて
被検体から充分な放射線量を得ることができるので、良
好な断層画像を得ることができる。

【００１４】また、寝台を移動するためには、被検体の
特定の部位を指示器で指し示すという操作だけでよいの
で、寝台の移動の操作性を向上することができる。寝台
を上下（高さ）方向及び水平方向に共に移動可能とする
ことにより、水平方向のみならず上下方向についても１
回の指示器による操作のみで位置決めすることができ
る。これにより寝台に被検体が載りやすい低い位置で被
検体を寝かせた後、高さ方向の調整を別個にすることな
く、検査部への位置付けを行うことができる。

【００１５】更に実際の寝台が移動した量と求められた
移動量とを比較し、その差があるときに寝台を駆動する
ことにより、容易な制御により自動位置合わせが実現で
きる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の医用画像診断装置をポジトロ
ンＣＴに適用した１実施例について説明する。図１は本
発明に係るポジトロンＣＴの全体構成を示す図で、図７
に示す従来の装置と同じ構成要素については同じ番号を
付してある。このポジトロンＣＴは、γ線を検出する複
数の検出器リング（図示せず）を内蔵するガントリ１
と、被検体を支持し、ガントリ１内の検出器リングの位
置に被検体を移動可能な寝台２と、検出器リングから得
た検出データを処理して断層画像を作成する画像形成部
４と、検出器リングを含むガントリ内の機構と寝台とを
操作者の入力によって制御する操作卓５とを具備し、更
に寝台上に被検体の特定の部位を指し示す指示器６、指
示器６に内蔵された点光源の画像を撮影するビデオカメ
ラ７及びビデオカメラ７からの画像に基づき寝台を駆動
するための計算機（コンピュータ）を含む制御系８が設
けられている。尚、図ではガントリ１前面に従来の装置
と同様に水平方向に光を当てる左右の投光器３及び上側
から光を当てる投光器３が示されているが、これら投光
器３は補助的なものであり、省くことも可能である。

【００１７】検出器リングは光電子増倍管（ＰＭＴ）と
シンチレータを組合せた検出器を円筒の軸方向に１ない
し数層配列したものを円周方向にリング状に配列したも
ので、例えば所定の回転運動やウォブリング運動が付与
されて、或いは静止した状態で走査される。この検出器
リングの走査は操作卓５により操作され、一方、検出器
リングが検出したγ線は所定のサンプリング間隔で計測
され、その線量に対応したＰＭＴ出力として画像形成部
４により入力され断層像を得る。このような検出器リン
グはガントリ１のほぼ中央部に配置され、このリング内
に被検体が挿入される。

【００１８】寝台２は、被検体を寝かせる上板２１と、
上板２１を水平方向、つまりガントリ内へ移動させる水
平駆動機構２２と、上板２１を上下に駆動する上下駆動
機構２３とを備え、これら水平駆動機構２２及び上下駆
動機構２３は操作卓５からの入力によって操作者が制御
することができるとともに、後に詳述するように制御系
８の出力によっても制御される。また寝台２の近傍に
は、寝台２が移動した量を測定する移動量測定手段９が
設置されており、寝台２の上下方向の移動量、水平方向
の移動量を検知し測定する。このような測定手段９とし
てはロータリーエンコーダなどの公知の位置センサや距
離センサなどを用いることができる。

【００１９】指示器６は、例えば図２に示すようにライ
トペンのような形状を有し、その先端にＬＥＤ等の発光
素子６１及びスイッチ６２が備えられ、コード６３を介
して制御系８のコンピュータに接続されている。スイッ
チ６２は、指示器６による特定部位の指示が完了したこ
とをコンピュータに通知するものである。このような指
示器６は、図３に示すように操作者が手で持って被検体
１０の特定部位に接近或いは当接させることによりその
位置を指し示す。従って操作者が操作しやすい形状であ
れば、指示器６の形状は特に図示するものに限定されな
い。

【００２０】ビデオカメラ７は、例えば図４に示すよう
に寝台２を横から見る位置に設置する。好適にはビデオ
カメラ７の高さは、検出器リングの中心軸と同じ高さで
且つその向きは検出リングの中心軸に垂直であるように
する。このビデオカメラ７による画像の座標は、図５に
示す装置の座標系、即ち検出器リングの中心を原点Ｏ、
中心軸をＸ軸、原点を通るＸ軸に垂直な上下方向の軸を
Ｙ軸とする座標系との関係が予め求められている。この
ためには、例えばこのＸ−Ｙ座標系における座標値のわ
かっている位置に点光源を置いてビデオカメラで画像取
り込み、画像上の座標を求める。これを数点について行
い、画像上の座標とＸ−Ｙ座標の対応関係をテーブル化
する。或いは画像上の座標値とＸ−Ｙ座標上の座標値と
の変換式を予め求めておくこともできる。このようなテ
ーブル或いは変換式は、制御系８のコンピュータ内のメ
モリに記憶されており、コンピュータにおいて画像上の
座標からＸ−Ｙ座標へ座標変換する際に用いられる。

【００２１】制御系８は、図１に示すようにビデオカメ
ラ７から画像を取り込む画像入力手段８１と、画像を処
理して点光源の画像上の座標を計算して、座標から指示
器により指示された被検体の特定部位が検出器リングの
位置に到達するまでの寝台の移動量を求めるコンピュー
タ８２と、演算された移動量を記憶する移動量記憶手段
８３と、記憶手段８３の値と寝台移動量測定手段９で測
定した測定値とを比較する演算手段８４とを備えてお
り、演算手段８４の出力に従って寝台駆動手段である上
下駆動機構２３及び水平駆動機構２２を駆動し、寝台上
の被検体の特定部位を検出器リングの位置に位置付け
る。

【００２２】以上の構成における寝台の移動について説
明する。特定の放射性薬品を寝台上の被検体に投与した
後、室内の照明を暗くした状態で、指示器６のＬＥＤ６
１を点灯し、その先端を被検体１０の指定部位に当て
る。次に、指示器６の胴体に付いているスイッチ６２を
押し、被検体の部位の指定が完了したことをコンピュー
タ８２に通知する。

【００２３】一方、ビデオカメラ７から画像は画像入力
手段８１に取り込まれる。コンピュータ８２は、指示器
６のスイッチ６２の入力により、画像入力手段８１から
画像を読み込み、点光源像の画像上の座標が求める。こ
のために、まず取込まれた画像に対して閾値処理を行
い、点光のみが画像に残るようにする。次に、画像のな
かで最大値である画素ｉcの座標を求める。例えば最大
値の画素のある行の画素値の分布が図６に示すような分
布であるとすると、次式によりその重心を求め、これを
点光源像の行方向（ｘ方向）の中心点とする。

【００２４】

【数１】

【００２５】同様の方法で、列方向（ｙ方向）の重心を
求め、これを点光源像の列方向の中心点とする。このよ
うに点光源像の画像上の座標が求めた後、これを装置の
Ｘ−Ｙ座標系の値（Ｘｐ，Ｙｐ）に変換し、被検体の指
定部位が検出器リングの位置まで移動するのに必要なＸ
方向の移動量を求める。既に述べたように画像上の座標
とＸ−Ｙ座標系の対応関係は、予めテーブル或いは変換
式としてコンピュータ内のメモリに格納されているの
で、座標変換できる。このＸ−Ｙ座標における値Ｘpは
検出器リング中心から指示器６で指し示した部位までの
Ｘ方向の距離を表すので、寝台のＸ方向の移動量が求め
られたことになる。

【００２６】ただし、Ｙ方向の寝台移動量については次
のような補正を行う。即ち図３のように被検体の上面を
指示器６で指した場合、上面の位置（Ｙｐ）が検出器リ
ングの中心と一致するように寝台を−ＹｐだけＹ方向に
移動すると、被検体１０に厚みがあるため、被検体の中
心が検出器リングの中心の高さに合わないことになる。
従って、被検体１０の上面と寝台２の上面の中間が検出
器リングの中心の高さに一致するようするためには、こ
の被検体の厚さの分を補正する必要がある。

【００２７】即ち、寝台を移動する前の高さをＹａとす
ると、点光源のＹ座標（Ｙｐ）とＹａとの差が被検体の
厚さである。したがって、寝台のＹ方向の移動量は、 −Ｙｐ＋（Ｙｐ−Ｙａ）／２ で求められる。以上のように求めた寝台のＸ方向とＹ方
向の移動量は、コンピュータ８２から移動量記憶手段８
３へ入力される。

【００２８】この状態で操作卓５から寝台移動開始を指
示する。この指示により、寝台移動量測定手段はリセッ
トされ、寝台は移動可能な状態になる。演算手段８４
は、まずＹ方向について移動量記憶手段８３に記憶され
た値と移動量測定手段９の測定値の差をとり、差が零に
なるまで寝台２の上下駆動機構２３に移動指示を出し続
ける。差が零になった時点で移動指示が止まり、寝台の
Ｙ方向の移動が止まる。次いで演算手段８４は、Ｘ方向
についても同様に移動量記憶手段８３に記憶された値と
移動量測定手段９の値の差をとり、差が零になるまで水
平駆動機構２２を介して寝台２をＸ方向に移動する。こ
れにより被検体の指定部位が検出器リングの中心に位置
付けられる。

【００２９】このように移動量記憶手段８３と演算手段
８４と移動量測定手段９は、Ｘ方向とＹ方向を別々に処
理する。このため２系統設けてもよいが、移動量記憶手
段８３及び移動量測定手段９からの演算手段８４への入
力を切り替えてシリアルに処理するようにすることもで
きる。以上説明したように このような構成のポジトロ
ンＣＴ装置において、操作者は、最初に被検体の特定の
部位を指示器６によって指し示しスイッチ６２をオンす
る動作のみで、迅速に被検体の部位と検出器リングの位
置を合わせて、被検体の断層像を得ることができる。

【００３０】尚、以上の実施例ではＸ方向及びＹ方向の
いずれについても制御系８により自動的に位置合わせす
る場合について説明したが、Ｙ方向は従来のように操作
卓５からの入力によって操作し、Ｘ方向のみを制御する
ようにしてもよい。また図示する実施例において指示器
６は単独の機器として示したが、例えばポジトロンＣＴ
に先立って超音波画像診断装置の探触子による部位の特
定を行う場合には、この探触子に指示器７を取付けて探
触子による検査の終了と同時に点光源の画像化を行うよ
うに構成することも可能である。

【００３１】更に本発明の範囲内において、検出器リン
グ、寝台等の構成を任意に変更することができる。本発
明は以上例示したポジトロンＣＴ装置のみならず、ガン
トリの所定位置に寝台に寝かされた被検体を移動させる
画像診断装置であれば、Ｘ線ＣＴ、ＭＲＩ装置等の医用
画像診断装置にも適用することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の医用画像
診断装置は、指示器の指し示す被検体の特定位置を画像
化することによって装置の座標に位置付け、これにより
被検体の寝かされた寝台を移動するようにしたので、投
光器を使用することなく寝台の移動の位置合わせを迅速
に行うことができ、操作性がよく、また被検体の拘束時
間を短縮することができる。特に半減期の短い放射性同
位元素を用いるポジトロンＣＴにおいては、短時間で被
検体の特定部位を検出器リングの位置に合わせることが
できるので、良好な断層画像を得られるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用されるポジトロンＣＴ装置の構
成図。

【図２】 指示器の全体図。

【図３】 指示器の使用状態を示す図。

【図４】 ポジトロンＣＴ装置とビデオカメラの位置関
係を表す図。

【図５】 検出器リングの中心点を原点をするＸ−Ｙ座
標系を表す図。

【図６】 点光源画像の画素値分布とその中心位置を検
出する方法を表す図。

【図７】 従来のポジトロンＣＴ装置の構成図。

【符号の説明】

１・・・・・・ガントリ ２・・・・・・寝台 ４・・・・・・画像形成部 ５・・・・・・操作卓 ６・・・・・・指示器 ７・・・・・・ビデオカメラ ８１・・・・・・画像入力手段 ８２・・・・・・コンピュータ ８３・・・・・・移動量記憶手段 ８４・・・・・・演算手段 ９・・・・・・移動量測定手段 １０・・・・・・被検体 ２２・・・・・・水平駆動機構（寝台駆動機構） ２３・・・・・・上下駆動機構（寝台駆動機構）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体からの電磁波、放射線等の信号を
   検出する検出部を内蔵するガントリと、前記被検体を支
   持し、前記ガントリの検出部に被検体を移動可能な寝台
   と、前記寝台を移動する寝台駆動手段と、前記検出部か
   らの検出データを処理して被検体の所定部位の断層画像
   を作成する画像形成手段とを備えた医用画像診断装置に
   おいて、 前記寝台に置かれた被検体の特定部位を指し示すための
   点光源を内蔵した指示器と、前記検出部を含む座標系に
   対し固定的な位置に設置され、前記指示器から発する光
   を撮影するビデオカメラと、前記ビデオカメラの撮影し
   た画像を処理して前記点光源の画像上の座標を計算し、
   前記座標に基づき前記被検体の特定部位が前記検出部に
   到達するまでの前記寝台の移動量を求める計算機とを備
   え、前記寝台駆動手段は前記計算機の求めた移動量に基
   づき寝台を移動することを特徴とする医用画像診断装
   置。
2. 【請求項２】 前記寝台駆動手段は、前記寝台を少なく
   とも上下方向及び水平方向に移動可能であるとを特徴と
   する請求項１記載の医用画像診断装置。
3. 【請求項３】 更に前記寝台が移動した量を測定する移
   動量測定手段を備え、前記計算機は、前記点光源の座標
   に基づき求めた前記移動量を記憶する記憶手段と、該記
   憶手段に記憶された移動量と前記移動量測定手段が測定
   した測定量とを比較する演算手段とを備え、前記演算手
   段の出力によって前記寝台駆動手段を駆動することを特
   徴とする請求項１又は２記載の医用画像診断装置。