JPH08215186A - 医用画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｘ線ＣＴ装置としても核医学診断装置として
も用いることができる医用画像処理装置を提供する。 【構成】 この医用画像処理装置は、被検体１０１の回
りを放射線検出器を回転させて放射線を検出して放射線
画像データを収集し、画像データから画像再構成によっ
て被検体内部の像を構成する医用画像処理装置であっ
て、被検体１０１にＸ線を曝射するためのＸ線源４１０
と、被検体１０１をはさむようにＸ線源４１０と対向し
て設けられた２次元放射線検出器４２０と、２次元放射
線検出器４２０に入射する放射線の方向を制限すること
によって、２次元放射線検出器４２０の焦点をＸ線源４
１０または被検体１０１にするコリメータ４７０と、を
備える。

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装置として
も、核医学診断装置としても用いることができる医用画
像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置は多数の方向からＸ線を曝
射して被検体の断層像を得るための装置であり、図６
は、その代表的な構成を示したものである。図に示すよ
うに、ガントリー２００には、Ｘ線を被検体１０１に照
射するためのＸ線管２１０、被検体１０１を透過したＸ
線を平面上に配置された多数のセンサーで検出するＸ線
検出器２２０、点光源から放射されたようにＸ線の方向
をそろえるためのコリメータ・ウェッジフィルタ２１５
が配置され、これらは、被検体１０１を軸として回転す
るようになっている。Ｘ線検出器２２０の出力には、デ
ータ収集装置（ＤＡＳ）とよばれる装置２３０が接続さ
れ、ＤＡＳ２３０にはコンピュータ装置２４０が接続さ
れている。

【０００３】断層像の撮影はつぎのようにして行われ
る。まずＸ線管２１０、コリメータ・ウェッジフィルタ
２１５、Ｘ線検出器２２０を少しずつ位置をずらして回
転させながらＸ線管２１０からＸ線を被検体１０１に照
射し、透過したＸ線をＸ線検出器２２０で検出する。そ
して、データ収集装置２３０でＸ線検出器２２０の各セ
ンサーの検出信号をデジタル値に変換し、コンピュータ
装置２４０でこのデータを収集する。コンピュータ装置
２４０では、前処理、コンボリューション、バックプロ
ジェクションなどの演算を行ってモニタ２５０にＸ線Ｃ
Ｔ像を表示するようになっている。

【０００４】核医学診断装置は被検体にラジオアイソト
ープを飲ませて放射されるγ線から被検体内の画像を検
出するための装置であり、図７はその代表的な構成を示
したものである。

【０００５】図に示すように、ガントリー２００に、被
検体１０１を焦点としてγ線を検出するための検出器３
２０が配置され、この検出器３２０は、多数のシンチレ
ータを有し、被検体１０１を軸として回転するようにな
っている。検出器３２０の出力には、コンピュータ装置
２４０に接続するためのインターフェイス装置３３０が
接続され、この装置３３０は検出器３２０の出力を波高
分析すると共にＡ／Ｄ変換してコンピュータ装置３４０
に与えるようになっている。コンピュータ装置３４０
は、デジタル化された検出器３２０の出力から画像を再
構成してγ線の断層像をモニタ３５０に表示するように
なっている。

【０００６】この装置でのデータ収集は、検出器３２０
を少しずつ位置をずらして検出器３２０の焦点を軸に回
転させて行われる。検出器３２０の出力の波高からγ線
が検出され、これをＡ／Ｄ変換してコンピュータ装置３
４０でデータ収集し、画像の再構成が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記Ｘ線ＣＴ装置及び
核医学診断装置は、放射線を用いる別々のモダリティで
あるので、Ｘ線ＣＴ像による診断と核医学診断の両方を
行う場合、それぞれの装置を必要とし、それぞれ放射線
を防護するためにシールドルームを必要としている。そ
して、同じ被検体の同じ部位について画像を得ようとす
る場合、別々の装置で撮影したものを用いることにな
り、まったく同じもの得ることはできない。なるべく同
じものを得ようとしても位置合わせが難しく、重ね合わ
せ得るような画像を得るのが困難である。そこで、本発
明は、Ｘ線ＣＴ装置としても核医学診断装置としても用
いることができる医用画像処理装置を提供する事をその
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項１の発明にかかる医用画像処理装置は、
被検体の回りを放射線検出器を回転させて放射線を検出
して放射線画像データを収集し、画像データから画像再
構成によって被検体内部の像を構成する医用画像処理装
置であって、被検体にＸ線を曝射するためのＸ線源と、
被検体をはさむようにＸ線源と対向して設けられた２次
元放射線検出器と、２次元放射線検出器に入射する放射
線の方向を制限することによって、２次元放射線検出器
の焦点をＸ線源または被検体にするコリメータと、を備
える。

【０００９】本願請求項２の発明にかかる医用画像処理
装置は、上記請求項１の構成に加えて、画像データから
画像再構成するための画像再構成ユニットを有し、この
画像再構成ユニットは、２次元放射線検出器の焦点がＸ
線源である場合、画像データからＸ線ＣＴ像を構成する
Ｘ線画像再構成アルゴリズムと、２次元放射線検出器の
焦点が被検体である場合、画像データからγ線像を構成
するγ線画像再構成アルゴリズムとを有することを特徴
とする。

【００１０】本願請求項３の発明にかかる医用画像処理
装置は、上記請求項１の構成に加えて、コリメータは、
２次元放射線検出器の被検体側の面に平行に複数配置さ
れた第１のコリメータブレードと、この第１のコリメー
タブレードに対し垂直方向に複数配置された第２のコリ
メータブレードと、第１のコリメータブレードの傾きを
かえるための第１のモータと、第２のコリメータブレー
ドの傾きをかえるための第２のモータとを含んで構成さ
れていることを特徴とする。

【００１１】

【作用】本願請求項１の発明にかかる医用画像処理装置
によれば、上記コリメータによって２次元放射線検出器
に入射する放射線の方向が制限され、２次元放射線検出
器の焦点をＸ線源にすることによって、２次元放射線検
出器はＸ線ＣＴの画像データを収集できるようになり、
２次元放射線検出器の焦点を被検体にすることによって
γ線像のデータを収集できるようになる。この様に、Ｘ
線ＣＴ及びγ線の両方の画像データを収集できるため、
Ｘ線ＣＴ装置としても、核医学診断装置としても用いる
ことができる。

【００１２】本願請求項２の発明にかかる医用画像処理
装置によれば、画像再構成ユニットが、Ｘ線画像再構成
アルゴリズム及びγ線画像再構成アルゴリズムの両方を
有することから、装置の構成を簡素化できる。

【００１３】本願請求項３の発明にかかる医用画像処理
装置によれば、第１及び第２のモータで第１及び第２の
コリメータブレードの傾きをかえるようにしていること
から、２次元放射線検出器の焦点を正確に制御すること
ができる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例に係る医用画像処理装置のシス
テム構成を示したものである。

【００１５】ガントリー４００の中央部には、被検体１
０１をいれるための穴が設けられており、被検体１０１
を挟んでＸ線管４１０と、検出器４２０及びコリメータ
４７０が配置され、これらは被検体１０１を中心に回転
するようになっている。

【００１６】Ｘ線管４１０は、Ｘ線を被検体１０１に曝
射するためのＸ線源であり、コントローラ４６０からの
制御に応じて曝射を行うようになっている。検出器４２
０は、被検体１０１を透過したＸ線及び放射線を２次元
で検出するためのものであり、マトリクス状に配置され
た多数のセンサーで構成されている。

【００１７】図２は、その検出器４２０の構成例を示し
たものであり、図の垂直方向に多数の穴がマトリクス状
に設けられたコリメータ４２１、その穴に対応して設け
られたシンチレータ４２２、半導体センサー４２３を重
ねるように配置した構造になっている。コリメータ４２
１は、横方向からの放射線の入射を防ぐためものであ
り、図の上方からの放射線をシンチレータ４２２に導く
ようになっている。シンチレータ４２２は放射線の入射
により蛍光を発するもので、ＮａＩやＣｓＩなどの結晶
が用いられる。半導体センサー４２３は、シンチレータ
４２２の発光を２次元で検出するためのものであり、各
画素ごとにフォトダイオードを２次元状に配置したもの
や、受光面の大きいＣＣＤセンサーなどで構成される。
検出器４２０は、Ｘ線については各画素ごとにその強度
に応じた信号を出力し、γ線については、シンチレータ
４２２の発光を蓄積し積算値に応じた信号をγ線強度と
して出力するか、フォトダイオードの場合波高値からγ
線を検出し、これをデータ処理ユニット４３０で積算し
γ線強度に変換するようにすることもできる。

【００１８】検出器４２０は、コリメータ４７０によっ
て入射する放射線の方向が制限されることによって、焦
点が可変になっている。図３は、コリメータ４７０の構
成例を示したものである。Ｘ線管４１０側の方向をｚ方
向とすると、コリメータ４７０は、ｘ方向に平行に配置
された多数のコリメータブレード４７４と、これと垂直
のｙ方向に平行に配置された多数のコリメータブレード
４７２とで構成され、これらコリメータブレードはモー
タ４７８、４７６によって角度が変わるようになってい
る。

【００１９】図４は、その様子を示したものであり、
（ａ）のようにコリメータブレードがＸ線管４１０を中
心とした方向をになる角度、（ｂ）のように被検体１０
１を中心とした方向になる角度にコリメータブレードが
傾くようになっている。（ａ）のように傾いた場合、検
出器４２０は、Ｘ線管４１０を中心とした方向の放射線
のみを検出することになり、検出器４２０の焦点はＸ線
管４１０となる。（ｂ）のように傾いた場合、検出器４
２０は、被検体１０１を中心とした方向の放射線のみを
検出することになり、検出器４２０の焦点は被検体１０
１の中央付近となる。モータ４７８、４７６にはサーボ
モータまたはステップモータが用いられ、コリメータブ
レードの傾き角がコントローラによって正確に制御され
るようになっている。

【００２０】検出器４２０の出力には、データ収集ユニ
ット４３０が接続され、データ収集ユニット４３０は、
検出器４２０の出力をＡ／Ｄ変換してデジタル値にし、
この放射線画像データを収集して画像再構成ユニット４
４０に与える。

【００２１】画像再構成ユニット４４０は、コンピュー
タシステムを用いて構成され、検出器４２０で検出し収
集された放射線画像データから画像を再構成するための
装置であり、モニター４５０はその画像を表示するため
の装置である。画像再構成ユニット４４０は、画像再構
成のアルゴリズムとして、図５に示すように、Ｘ線画像
再構成アルゴリズムとγ線画像再構成アルゴリズムとを
有する。このアルゴリズムは前述の従来例と同等のもの
であり、その切り替えは、Ｘ線ＣＴモードと核医学診断
モードのいずれかの動作モードに応じて行われる。上記
動作モードの選択はコントローラ４６０に伝達される。

【００２２】コントローラ４６０は、上記動作モードに
応じてコリメータブレードの角度を設定するようにモー
タ４７８、４７６の回転角を制御すると共に、Ｘ線ＣＴ
モードのときにＸ線を被検体１０１に曝射するようにＸ
線管４１０を制御する。このコントローラ４６０もコン
ピュータシステムを用いて構成されている。次に、図１
の医用画像処理装置の動作を図５のアルゴリズムと共に
説明する。

【００２３】まず、コンソールからＸ線ＣＴモードと核
医学診断モードとのいずれかの動作モードを選択して設
定入力する（図５符号４４０ａ）。次に、画像再構成ユ
ニット４４０からコントローラ４６０に動作モードが伝
達され、コントローラ４６０によってコリメータブレー
ドの角度が設定される（図５符号４４０ｂ）。コリメー
タブレードの角度は、Ｘ線ＣＴモードの場合、図４
（ａ）のようにＸ線管４１０が検出器４２０の焦点とな
るように制御され、核医学診断モードの場合、（ｂ）の
ように被検体１０１が検出器４２０の焦点となるように
制御される。そして、動作モードに応じたアルゴリズム
に分岐する（図５符号４６０ｃ）。

【００２４】Ｘ線ＣＴモードの場合、コントローラ４６
０によってＸ線管４１０からＸ線が被検体１０１に曝射
され、Ｘ線管４１０、検出器４２０及びコリメータ４７
０が被検体１０１を軸に少しずつ位置をずらして回転す
る。位置を変える度に、透過したＸ線像の強度が画素ご
とに検出器４２０で検出され、データ収集ユニット４３
０でデジタル値にされてデータ収集される（図５符号４
６２ｄ）。収集されたＸ線画像データは、画像再構成ユ
ニット４４０においてＸ線画像再構成アルゴリズムで処
理され、被検体１０１内部を示すＸ線ＣＴ像が構成され
る（図５符号４６２ｅ）。そしてこのＸ線ＣＴ像はモニ
ター４５０で表示される（図５符号４６２ｆ）。

【００２５】核医学診断モードの場合、Ｘ線管４１０か
らのＸ線の曝射は行われずにＸ線管４１０、検出器４２
０及びコリメータ４７０が被検体１０１を軸に少しずつ
位置をずらして回転する。位置を変える度に、被検体１
０１からのγ線の強度が画素ごとに検出器４２０で検出
され、データ収集ユニット４３０でデジタル値にされて
データ収集される（図５符号４６４ｄ）。収集されたγ
線画像データは、画像再構成ユニット４４０においてγ
線画像再構成アルゴリズムで処理され、被検体１０１内
部を示すγ線像が構成される（図５符号４６４ｅ）。そ
してこのγ線像はモニター４５０で表示される（図５符
号４６０ｆ）。

【００２６】この様に、コリメータ４７０によって検出
器４２０の焦点をかえるようにしていることから、Ｘ線
ＣＴの画像データも、核医学診断のための画像データも
収集できるガントリー４００になっているため、図１の
医用画像処理装置は、Ｘ線ＣＴ装置としても核医学診断
装置としても用いることができる。そして同一の被検体
１０１について同一の装置を用いて画像データを収集す
ることから、Ｘ線ＣＴ像及びγ線像を同一部位、同一位
置に関して得ることができる。これらは、重ね合わせ得
るので、診断しやすいようになる。

【００２７】さらに、画像再構成ユニット４４０は、Ｘ
線画像再構成アルゴリズムとγ線画像再構成アルゴリズ
ムとを有し、動作モードに応じて切り替えるようにして
いることから装置構成が簡素化し、コンパクトなものに
なる。

【００２８】従来、Ｘ線ＣＴ装置及び核医学診断装置そ
れぞれにシールドルームを必要であり、設備が巨大にな
っていたが、本発明では、これらを一つにまとめ得るの
で、コンパクトなものにできる。また、検査の時間も短
くし得る。

【００２９】

【発明の効果】以上の通り、本願請求項１の発明にかか
る医用画像処理装置によれば、２次元放射線検出器の焦
点をＸ線源または被検体のいずれかにすることによっ
て、Ｘ線ＣＴ及びγ線の両方の画像データを収集できる
ため、Ｘ線ＣＴ装置としても、核医学診断装置としても
用いることができる。

【００３０】本願請求項２の発明にかかる医用画像処理
装置によれば、画像再構成ユニットが、Ｘ線画像再構成
アルゴリズム及びγ線画像再構成アルゴリズムの両方を
有することから、装置の構成を簡素化できる。

【００３１】本願請求項３の発明にかかる医用画像処理
装置によれば、第１及び第２のモータで第１及び第２の
コリメータブレードの傾きをかえるようにしていること
から、２次元放射線検出器の焦点を正確に制御すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る医用画像処理装置のシス
テム構成図。

【図２】検出器の構成例を示した図。

【図３】コリメータの構成例を示した図。

【図４】コリメータの傾きを示した図。

【図５】画像再構成のアルゴリズムを示した図。

【図６】代表的なＸ線ＣＴ装置を示す図。

【図７】代表的な核医学診断装置を示す図。

【符号の説明】

４１０ Ｘ線管、 ４２０ ２次元放射線検出器、 ４
７０ コリメータ ４４０ 画像再構成ユニット ４６２ｅ Ｘ線画像再構
成アルゴリズム ４６４ｅ γ線画像再構成アルゴリズム ４７２，４７４ コリメータブレード ４７６，４７８
モータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の回りを放射線検出器を回転させ
   て放射線を検出して放射線画像データを収集し、前記画
   像データから画像再構成によって被検体内部の像を構成
   する医用画像処理装置であって、 前記被検体にＸ線を曝射するためのＸ線源と、 前記被検体をはさむように前記Ｘ線源と対向して設けら
   れた２次元放射線検出器と、 前記２次元放射線検出器に入射する放射線の方向を制限
   することによって、前記２次元放射線検出器の焦点を前
   記Ｘ線源または前記被検体にするコリメータと、 を備える医用画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記画像データから画像再構成するため
   の画像再構成ユニットを有し、 この画像再構成ユニットは、前記２次元放射線検出器の
   焦点が前記Ｘ線源である場合、前記画像データからＸ線
   ＣＴ像を構成するＸ線画像再構成アルゴリズムと、前記
   ２次元放射線検出器の焦点が前記被検体である場合、前
   記画像データからγ線像を構成するγ線画像再構成アル
   ゴリズムとを有することを特徴とする請求項１記載の医
   用画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記コリメータは、前記２次元放射線検
   出器の前記被検体側の面に平行に複数配置された第１の
   コリメータブレードと、この第１のコリメータブレード
   に対し垂直方向に複数配置された第２のコリメータブレ
   ードと、前記第１のコリメータブレードの傾きをかえる
   ための第１のモータと、前記第２のコリメータブレード
   の傾きをかえるための第２のモータとを含んで構成され
   ていることを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装
   置。