JP5259213B2

JP5259213B2 - 核医学診断装置、及び医用画像処理装置

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Publication number: JP5259213B2
Application number: JP2008045131A
Authority: JP
Inventors: 信篤本村
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2028-02-26
Also published as: JP2009201610A

Description

この発明は、被検体に投与した放射性同位物質（ｒａｄｉｏｉｓｏｔｏｐｏ：以下「ＲＩ」と称する場合がある）から放射されるガンマ線を、放射線検出器で検出することにより、被検体内におけるＲＩの分布を画像化する核医学診断装置に関する。また、この発明は、核医学診断装置によって取得された画像を処理する医用画像処理装置に関する。

一般的に、臨床診断には形態的な診断と機能的な診断とがある。Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置は、組織の形態を画像化するのに適した装置である。これに対して、核医学診断装置は、被検体に投与されたＲＩから放射されるガンマ線を体外で測定し、ＲＩの線量分布を画像化する装置である。この核医学診断装置は、病変の機能診断が可能である。この核医学診断装置には、陽電子放出型ＣＴ装置（ＰｏｓｉｔｒｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｙ：以下、「ＰＥＴ装置」と称する）と、単光子放出型ＣＴ装置（ＳｉｎｇｌｅＰｈｏｔｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｙ：以下、「ＳＰＥＣＴ装置」と称する）とがある。

核医学診断装置は、放射性薬剤が集積した部位をコントラスト良く抽出できるが、周辺臓器との位置関係を把握することが困難である。そこで、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置によって得られた形態画像と、核医学診断装置によって得られた機能画像とを重ね合わせて表示することで、画像診断の能力を向上させる方法が行われている（例えば特許文献１）。形態画像と機能画像とが重ね合わされた画像によると、診断対象の部位が正常か否かを判別することができ、さらに、放射性薬剤が集積した部位と周辺組織との位置関係を把握することができる。

形態画像と機能画像とを重ね合わせて表示するためには、２つの異なる画像の位置を合わせる必要がある。この位置合わせの方法として、ハードウェア的な方法とソフトウェア的な方法とがある。

ハードウェア的な方法は、２つの異なる撮影装置を一体化する方法である。例えば、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とを組み合わせた装置（以下、「ＰＥＴ−ＣＴ装置」と称する）や、ＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とを組み合わせた装置（以下、「ＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置」と称する）などを用いる。これらの装置は共通の寝台を利用しており、２つの撮影装置の位置関係に基づいて、核医学診断装置で撮影された機能画像と、Ｘ線ＣＴ装置で撮影された形態画像との位置を合わせて、機能画像と形態画像とを重ね合わせる。ＭＲＩ装置についても、寝台を共通して利用することで、機能画像と形態画像とを重ね合わせる。

一方、ソフトウェア的な方法は、画像処理技術によって、別々の撮影装置で取得された２つの画像の位置を合わせる方法である。画像処理技術には、操作者の目視により手作業で２つの画像の位置合わせを行う方法や、画像の一致状況を示す評価関数（ＭｕｔｕａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ法やＳｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ法など）によって、２つの画像の位置を自動的に合わせる方法などがある。

また、マーカを利用して２つの画像の位置を合わせる方法もある。例えば、被検者の体表上において、複数の箇所に点状の物体（マーカ）を貼り付ける。その状態で、異なる撮影装置で撮影することで画像を取得する。そして、２つの画像の位置を合わせるときには、このマーカを目印にして位置合わせを行う。

ところで、核医学診断装置はＲＩの線量分布を画像化するため、マーカには放射性同位物質（ＲＩ）を用いる必要があった。しかしながら、ＲＩをマーカとして使用する場合、そのマーカによって被検者が余計に被曝してしまう問題があり、また、ＲＩの管理が極めて煩雑である。そのため、ＲＩをマーカとして日常の臨床で使用することは困難である。従って、被検者に対する被曝のおそれがなく、管理が容易なマーカが望まれていた。

特開２００８−２２９３０号公報

この発明は上記の問題を解決するものであり、マーカとして放射性同位物質（ＲＩ）を用いずに、マーカの位置を検出することが可能な核医学診断装置、及び医用画像処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、被検体の成分と比べてガンマ線の減弱係数が大きく、ガンマ線を遮蔽するマーカが体表上の特定の位置に設けられた被検体を撮影対象として、前記被検体内に投与された放射性同位物質が放出するガンマ線を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された投影データをフィルター逆投影法によって再構成することにより、第１再構成画像データを生成する第１再構成手段と、前記第１再構成画像データに基づいて、前記マーカの位置を検出するマーカ検出手段と、を有することを特徴とする核医学診断装置である。
また、請求項１０に記載の発明は、被検体の成分と比べてガンマ線の減弱係数が大きく、ガンマ線を遮蔽するマーカが被検体の体表上の特定の位置に設けられた状態で、前記被検体内に投与された放射線同位物質が放出するガンマ線を検出することで取得された投影データを記憶する記憶手段と、前記投影データをフィルター逆投影法によって再構成することにより、第１再構成画像データを生成する第１再構成手段と、前記第１再構成画像データを構成する画素のうち、予め設定された閾値以下の画素値を有する画素を特定する特定手段と、前記特定された画素を基に前記マーカの位置を表す参照画像データを生成する画像生成手段と、前記投影データを再構成することで、プラスの画素値を有する画素で構成される第２再構成画像データを生成する第２再構成手段と、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置によって取得され、前記被検体の体表上の前記特定位置を含む部位の医用画像データを受け付けて、前記参照画像データに基づく参照画像と、前記医用画像データに基づく医用画像とを重ねて表示手段に表示させ、さらに、前記参照画像に表わされた前記特定位置と、前記医用画像に表わされた前記特定位置との位置関係に従って、前記第２再構成画像データに基づく第２再構成画像の位置と前記医用画像の位置とを合わせて前記表示手段に表示させる表示制御手段と、を有することを特徴とする医用画像処理装置である。

この発明によると、ガンマ線の減弱係数が大きく、ガンマ線を遮蔽するマーカが体表上に設けられた被検体を撮影し、その撮影で検出された投影データをフィルター逆投影法によって再構成することで、放射性同位物質をマーカに用いなくても、再構成された画像内においてマーカの位置を検出することが可能となる。そのことにより、核医学診断装置によって取得された画像と、他の撮影装置によって取得された画像との位置を合わせるときに、そのマーカを目印として用いることが可能となる。

この発明の実施形態に係る核医学診断装置について図１を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態に係る核医学診断装置を示すブロック図である。

この実施形態に係る核医学診断装置１は、架台２と、前処理部５と、記憶部６と、画像処理部１０と、表示制御部７と、ユーザインターフェース（ＵＩ）５０とを備えている。

架台２は、放射線検出器３を備えている。放射線検出器３は、被検体Ｐに投与された放射性同位物質（ＲＩ）から放出されるガンマ線を検出する。放射線検出器３は、例えばシンチレータを用いた２次元の検出部を有し、検出面に入射するガンマ線を投影データとして検出する。なお、放射線検出器３は、半導体セルを平面に配置した検出部を備えた構成であっても良い。

放射線検出器３の検出面には、コリメータ４が設けられている。放射線検出器３とコリメータ４とは一体となって、被検体Ｐの周囲を回転しながら、３６０度の方向からガンマ線を検出できるように支持されている。なお、この実施形態では、１つの放射線検出器３を用いているが、複数の放射線検出器を用いても良い。複数の放射線検出器を用いる場合は、３６０度の方向を、それぞれの放射線検出器で分担して担当し、全体として３６０度の方向からガンマ線を検出すれば良い。なお、核医学診断装置１をＳＰＥＣＴ装置として用いる場合に、放射線検出器３にコリメータ４を設置し、ＰＥＴ装置として用いる場合にはコリメータ４を設置しない。なお、放射線検出器３が、この発明の「検出手段」の１例に相当する。

この実施形態では、核医学診断装置１として、ＳＰＥＣＴ装置を例にとって説明する。なお、核医学診断装置１は、ＰＥＴ装置であっても良い。

放射線検出器３によって検出された投影データは、前処理部５に出力される。前処理部５は、投影データに、均一性補正処理、回転中心補正処理、又は前処理フィルタリングなどの処理を施し、その処理を施した投影データを画像処理部１０に出力する。また、前処理部５は、処理を施した投影データを記憶部６に記憶させる。なお、放射線検出器３によって検出された投影データを記憶部６に記憶させ、前処理部５は、記憶部６に記憶されている投影データに処理を施しても良い。

この実施形態では、核医学診断装置１によって取得された画像と、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置によって取得された画像との位置合わせを行うために、被検体Ｐの体表上の特定位置に部分的にマーカを設置して、それぞれの撮影装置で撮影を行う。なお、この実施形態では、説明の便宜上、核医学診断装置１によって取得された画像を「ＳＰＥＣＴ画像」と称し、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置によって取得された画像を「ＣＴ画像」と称する場合がある。また、核医学診断装置１による撮影で用いられるマーカをＳＰＣＥＴマーカと称し、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置による撮影で用いられるマーカをＣＴマーカと称する場合がある。なお、ＳＰＥＣＴマーカが、この発明の「マーカ」の１例に相当する。

核医学診断装置１による撮影で用いられるＳＰＥＣＴマーカには、被検体の成分と比べてガンマ線の減弱係数が大きく、ガンマ線を遮蔽する物質を用いる。例えば、鉛やタングステンを含む物質を用いる。フィルター逆投影法で生成された画像においては、ガンマ線の減弱係数が大きい物質はマイナスの画素値として反映される。このマイナスの画素値のみで画像を生成することで、ＳＰＥＣＴマーカの位置を判別することができる。すなわち、この実施形態では、ガンマ線の減弱係数が大きい物質（マーカ）を用いて撮影を行い、フィルター逆投影法によって再構成した場合に、その物質（マーカ）の位置に対応する画素の画素値がマイナスになることを利用して、マーカの位置を特定する。例えば、鉛の減弱係数は２０［ｃｍ^−１］程度であり、水（０．１５［ｃｍ^−１］）や骨（０．３［ｃｍ^−１］）と比べると、減弱係数の値は大きい。鉛やタングステンのように、減弱係数が大きい物質をマーカとして用いることで、マーカによってガンマ線が吸収されるため、画像上において、水や骨などの被検体の成分からマーカを区別して認識することが可能となる。

ここで、この実施形態に係る核医学診断装置１に用いるＳＰＥＣＴマーカの設置例について、図２を参照して説明する。図２は、この発明の実施形態に係るマーカの設置例を示す被検体の断面図である。例えば図２に示すように、鉛又はタングステンを含むＳＰＥＣＴマーカ６０を、被検体Ｐの体表上の特定位置に部分的に設置する。１例として、１０ｍｍ角×３ｍｍ厚の鉛片をＳＰＥＣＴマーカ６０として用いる。なお、ＳＰＥＣＴマーカ６０を複数の箇所に貼り付けても良い。また、ＳＰＥＣＴマーカ６０の大きさは、画像化したときに操作者によって認識できる大きさであれば良い。

被検体ＰにＳＰＥＣＴマーカ６０を設置した状態で、核医学診断装置１によって撮影を行う。放射線検出器３で検出された投影データは前処理部５に出力され、前処理部５によって上述した処理が施された後、画像処理部１０に出力される。また、前処理部５によって処理されたデータを記憶部６に記憶させる。

また、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置にて撮影を行うときも、被検体Ｐの体表上の特定位置に部分的にＣＴマーカを設置する。Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置で撮影するときには、撮影に影響を与えない物質で構成されるマーカを用いる。このＣＴマーカには、公知のマーカを用いれば良い。例えば、プラスチックなどのマーカを用いる。このＣＴマーカを、核医学診断装置１による撮影で設置したＳＰＥＣＴマーカ６０と同じ箇所に貼り付ける。例えば、ＳＰＥＣＴマーカ６０を貼り付けた箇所に目印をつけておき、その目印をつけた箇所にプラスチックなどのＣＴマーカを貼り付けて、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置によって撮影する。例えば、インクなどを用いて、ＳＰＥＣＴマーカ６０を貼り付けた箇所に目印をつけておけば良い。また、紫外線を照射することで見えるインクを用いて、ＳＰＥＣＴマーカ６０を貼り付けた箇所に目印をつけても良い。これにより、核医学診断装置１で撮影するときに設置するＳＰＥＣＴマーカ６０と、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置で撮影するときに設置するＣＴマーカとを、同じ箇所に設置して撮影することができる。

画像処理部１０は、再構成部２０とマーカ検出部３０とを備えている。再構成部２０は、第１再構成部２１と第２再構成部２２とを備え、投影データに再構成処理を施すことで再構成画像データ（ＳＰＥＣＴ画像データ）を生成する。また、マーカ検出部３０は、画素特定部３１と参照画像生成部３２とを備え、ＳＰＥＣＴマーカが表された画像データを生成する。なお、ＳＰＥＣＴマーカが表された画像データを、以下「参照画像データ」と称する場合がある。

第１再構成部２１は、投影データを受け付けて、フィルター逆投影法（ＦｉｌｔｅｒｅｄＢａｃｋＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎ：ＦＢＰ法）による再構成処理をその投影データに施すことで、再構成画像データ（ＳＰＥＣＴ画像データ）を生成する。なお、第１再構成部２１によって生成された再構成画像データを、以下「第１再構成画像データ」と称する場合がある。また、第１再構成部２１が、この発明の「第１再再構成手段」の１例に相当する。

減弱係数が大きい鉛やタングステンは、ガンマ線を吸収する吸収体として機能する。この実施形態では、鉛やタングステンをＳＰＥＣＴマーカとして用いて、そのＳＰＥＣＴマーカを被検体Ｐの体表上に設置して撮影を行うため、ＳＰＥＣＴマーカがガンマ線を吸収する。ＳＰＥＣＴマーカがガンマ線を吸収した分、放射線検出器３で検出されるガンマ線のカウント数が減少し、その減少が投影データに反映される。その投影データにフィルター逆投影法による再構成処理を施すことで、カウント数の減少が画素値に反映されて、ガンマ線を吸収するＳＰＥＣＴマーカの位置に対応する画素の画素値はマイナスの値になる。第１再構成部２１は、第１再構成画像データをマーカ検出部３０の画素特定部３１に出力する。

マーカ検出部３０は、第１再構成画像データを構成する画素のうち、予め設定された閾値以下の画素値を有する画素の位置をＳＰＥＣＴマーカの位置として検出する。例えば、マーカ検出部３０は、マイナスの画素値を有する画素の位置をＳＰＥＣＴマーカの位置として検出する。なお、マーカ検出部３０が、この発明の「マーカ検出手段」の１例に相当する。

具体的には、画素特定部３１は、第１再構成画像データを受け付けて、第１再構成画像データを構成する画素のうち、予め設定された閾値以下の画素値を有する画素を特定する。例えば、画素特定部３１は、第１再構成画像データを構成する画素のうち、マイナスの画素値を有する画素を特定する。なお、画素特定部３１が、この発明の「特定手段」の１例に相当する。

そして、参照画像生成部３２は、画素特定部３１によって特定された画素を表す画像データを生成する。具体的には、参照画像生成部３２は、第１再構成画像データを構成する画素のうち、閾値を超える画素値を有する画素の画素値を零に変更することで、参照画像データを生成する。１例として、参照画像生成部３２は、第１再構成画像データを構成する画素のうち、マイナスの画素値を有する画素の画素値の符号をプラスに変更する。さらに、参照画像生成部３２は、第１再構成画像データを構成する画素のうち、プラスの画素値を有する画素の画素値を零に変更する。このように、参照画像生成部３２は、第１再構成画像データを構成する画素のうち、マイナスの画素値を有する画素によって参照画像データを生成する。すなわち、参照画像生成部３２は、画素値が０以上になる画素値をすべて零に変更し、画素値がマイナスになる画素のみで参照画像データを生成する。上述したように、ＳＰＥＣＴマーカが設置された箇所に対応する画素の画素値はマイナスの値になるため、参照画像データにおいては、ＳＰＥＣＴマーカの位置に対応する画素の画素値はプラスの値に変更される。これにより、ＳＰＥＣＴマーカが参照画像に表されるため、参照画像によってＳＰＥＣＴマーカの位置を判別することが可能となる。なお、参照画像生成部３２が、この発明の「画像生成手段」の１例に相当する。

一方、第２再構成部２２は、投影データを受け付けて、その投影データに再構成処理を施すことで、画素値がプラスとなる画素で構成される再構成画像データ（ＳＰＥＣＴ画像データ）を生成する。なお、第２再構成部２２によって生成された再構成画像データを、以下「第２再構成画像データ」と称する場合がある。第２再構成部２２が実行する再構成処理は、例えば、フィルター逆投影法、ＯＳ−ＥＭ（ＯｒｄｅｒｅｄＳｕｂｓｅｔｓ−ＥｘｐｅｃｔａｔｉｏｎＭａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ）法、又は、ＭＬ−ＥＭ（ＭａｘｉｍｕｍＬｉｋｅｌｉｈｏｏｄ−ＥｘｐｅｃｔａｔｉｏｎＭａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ）法によって行えば良い。第２再構成部２２が実行する再構成処理は特に限定されず、いずれの方法で行っても良い。例えば、ＯＳ−ＥＭ法又はＭＬ−ＥＭ法によって再構成することで、マイナスの画素値を有する画素の画素値は零に変更され、プラスの画素値を有する画素で構成される再構成画像データが生成される。また、フィルター逆投影法によって再構成する場合は、マイナスの画素値を有する画素の画素値を零に変更することで、プラスの画素値を有する画素で構成される再構成画像データを生成する。そして、第２再構成部２２は、第２再構成画像データを表示制御部７に出力する。また、第２再構成画像データを、図示しない記憶部に記憶させても良い。なお、第２再構成部２２が、この発明の「第２再構成手段」の１例に相当する。

表示制御部７は、参照画像データに基づく参照画像を表示部５１に表示させる。また、表示制御部７は、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置にて取得されたＣＴ画像データを受け付けて、参照画像とＣＴ画像とを重ねて表示部５１に表示させる。そして、参照画像とＣＴ画像とによって画像の位置合わせを行う。このとき、表示制御部７は、共通の座標系を用いて参照画像とＣＴ画像とを重ねて表示部５１に表示させて、参照画像の位置とＣＴ画像の位置とを合わせる。

例えば、表示制御部７は、Ｘ線ＣＴ装置１００にて取得されたＣＴ画像データを受け付けて、参照画像とＣＴ画像とを重ねて表示部５１に表示させる。参照画像にはＳＰＥＣＴマーカが表され、ＣＴ画像にもＣＴマーカが表されているため、２つのマーカの位置を合わせることで、参照画像とＣＴ画像との位置を合わせることが可能となる。例えば、操作者は、参照画像に表わされたマーカの位置とＣＴ画像に表わされたマーカの位置とを見比べながら、操作部５２を用いて参照画像又はＣＴ画像の回転指示や移動指示を与える。操作部５２によって指示が与えられると、その指示に対応する信号がユーザインターフェース（ＵＩ）５０から表示制御部７に出力される。表示制御部７は、回転指示や移動指示に従って、参照画像又はＣＴ画像を画面上で回転させたり平行移動させたりして表示部５１に表示させる。

以上のように、この実施形態によると、放射性同位物質（ＲＩ）を用いずに、画像の位置合わせ用のマーカを実現することが可能となる。そのことにより、核医学診断装置にて取得された画像と、他の撮影装置にて取得された画像との位置合わせを行うことが可能となる。

参照画像を用いた位置合わせが終了すると、表示制御部７は、第２再構成画像データに基づくＳＰＥＣＴ画像と、ＣＴ画像とを重ねて表示部５１に表示させる。例えば、操作者は操作部５２を用いて位置合わせの終了指示を与えると、ユーザインターフェース（ＵＩ）５０からその指示に対応する信号が表示制御部７に出力される。表示制御部７は、終了指示に対応する信号を受けると、第２再構成画像データに基づくＳＰＥＣＴ画像と、ＣＴ画像とを表示部５１に表示させる。参照画像によってＣＴ画像との位置合わせが行われているため、表示制御部７は、参照画像とＣＴ画像との位置関係に従って、ＳＰＥＣＴ画像の位置とＣＴ画像の位置と合わせて、ＳＰＥＣＴ画像とＣＴ画像とを重ねて表示部５１に表示させる。すなわち、表示制御部７は、参照画像に表わされたＳＰＥＣＴマーカとＣＴ画像に表わされたＣＴマーカとの位置関係に従って、ＳＰＥＣＴ画像の位置とＣＴ画像の位置とを合わせて、ＳＰＥＣＴ画像とＣＴ画像とを重ねて表示部５１に表示させる。なお、表示制御部７が、この発明の「表示制御手段」の１例に相当する。

なお、Ｘ線ＣＴ装置１００には、公知のＸ線ＣＴ装置が用いられる。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線源とＸ線検出器とを被検体の周囲で回転させながらＸ線源からＸ線を曝射させるとともに、被検体を体軸方向に移動させて、いわゆるヘリカルスキャンを実行する。これにより、Ｘ線ＣＴ装置１００は投影データを検出する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１００は、投影データに基づいて被検体の各断面における断層像データ（ＣＴ画像データ）を再構成する。ＣＴ画像データは核医学診断装置１に出力される。そして、核医学診断装置１にて、ＳＰＥＣＴ画像とＣＴ画像とが重ね合わせて表示される。また、Ｘ線ＣＴ装置１００の代わりに、ＭＲＩ装置を用いても良い。

ここで、参照画像の１例を図３に示す。図３は、この発明の実施形態に係る核医学診断装置によって生成された画像の１例を示す図である。例えば、径が２０ｃｍの円柱状のファントムの表面に鉛板のＳＰＥＣＴマーカを１つ設置して、核医学診断装置１にて撮影を行った。このとき、Ｔｃ−９９ｍ水溶液をファントムの３／４まで満たした状態で撮影を行った。ＳＰＥＣＴ画像２００は、第２再構成部２２によって生成された画像であるため、プラスの画素値を有する画素によって構成されている。そのため、ＳＰＥＣＴ画像２００には水溶液の像２１０が表され、ＳＰＥＣＴマーカの像は表わされていない。

一方、参照画像３００は、第１再構成部２１とマーカ検出部３０とによって生成された画像であるため、元の画素値がマイナスになる画素によって構成されている。そのため、参照画像３００には、ＳＰＥＣＴマーカが設置された位置に、そのＳＰＥＣＴマーカの像３１０が表されている。このように、参照画像３００には、鉛板（ＳＰＥＣＴマーカ）が画像化されている。この像３１０を目印にして、ＣＴ画像との位置合わせを行うことができる。具体的には、ＳＰＥＣＴマーカの像３１０の位置と、ＣＴ画像に表わされたＣＴマーカの像の位置とを合わせることで、参照画像３００の位置とＣＴ画像の位置とを合わせることが可能となる。

また、参照画像の別の例を図４に示す。図４は、この発明の実施形態に係る核医学診断装置によって生成された画像の１例である。図４に示す例では、Ｔｃ−９９ｍ水溶液をファントムの１／３まで満たした状態で撮影を行った。ＳＰＥＣＴ画像４００は、第２再構成部２２によって生成された画像であるため、プラスの画素値を有する画素によって構成されている。そのため、ＳＰＥＣＴ画像４００には水溶液の像４１０が表され、ＳＰＥＣＴマーカの像は表わされていない。

一方、参照画像５００は、第１再構成部２１とマーカ検出部３０とによって生成された画像であるため、元の画素値がマイナスになる画素によって構成されている。そのため、参照画像５００には、ＳＰＥＣＴマーカが設置された位置に、そのＳＰＥＣＴマーカの像５１０が表されている。この像５１０を目印にして、ＣＴ画像との位置合わせを行うことができる。一方、参照画像５００には、水溶液の水面に対応する位置にアーチファクト５２０が表されている。ＳＰＥＣＴマーカを設置したおおよその位置が分かっていれば、操作者は、ＳＰＥＣＴマーカを表す像５１０とアーチファクト５２０とを区別して認識することができる。そのため、ＳＰＥＣＴマーカを表す像５１０を目印にして、ＳＰＥＣＴ画像の位置とＣＴ画像の位置とを合わせることができる。

なお、図３と図４とにおいては、鉛板をＳＰＥＣＴマーカの１例として説明したが、タングステンをＳＰＥＣＴマーカに用いても、鉛板と同じ効果を奏することができる。

また、ＳＰＥＣＴマーカの大きさは、第２再構成画像データの再構成に影響を与えない程度の大きさであれば良い。つまり、ＳＰＥＣＴマーカの大きさは、再構成による被検体内の組織の画像化に影響を与えない程度の大きさであれば良い。

画像処理部１０は、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置とを備えている。記憶装置には、画像処理部１０の機能を実行するための画像処理プログラムが記憶されている。その画像処理プログラムには、再構成部２０の機能を実行するための再構成プログラムと、マーカ検出部３０の機能を実行するためのマーカ検出プログラムとが含まれている。さらに、再構成プログラムには、第１再構成部２１の機能を実行するための第１再構成プログラムと、第２再構成部２２の機能を実行するための第２再構成プログラムとが含まれている。また、マーカ検出プログラムには、画素特定部３１の機能を実行するための画素特定プログラムと、参照画像生成部３２の機能を実行するための参照画素生成プログラムとが含まれている。

そして、ＣＰＵが第１再構成プログラムを実行することにより、フィルター逆投影法による再構成処理を実行する。また、ＣＰＵが第２再構成プログラムを実行することにより、所定の再構成処理を実行する。さらに、ＣＰＵが画素特定プログラムを実行することにより、第１再構成画像データを構成する画素のうち、マイナスの画素値を有する画素を特定する。また、ＣＰＵが参照画像生成プログラムを実行することにより、マイナスの画素値を有する画素の符号をプラスに変更する。これにより、参照画像データが生成される。

また、表示制御部７は、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置とを備えている。記憶装置には、表示制御部７の機能を実行するための表示制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵが表示制御プログラムを実行することにより、参照画像や再構成画像などの画像を表示部５１に表示させる。

以上のように、この実施形態に係る核医学診断装置１は、ガンマ線の減弱係数が大きいＳＰＥＣＴマーカを使用して撮影を行い、投影データをフィルター逆投影法によって再構成し、画素値がマイナスになる画素によって参照画像データを生成する。そのことにより、放射性同位物質をマーカに用いなくても、ＳＰＥＣＴマーカの位置を検出することが可能となる。その結果、核医学診断装置１によって取得されたＳＰＥＣＴ画像の位置と、ＣＴ装置又はＭＲＩ装置によって取得された画像の位置とを合わせるときに、ＳＰＥＣＴマーカを目印にして位置合わせを行うことが可能となる。また、ＳＰＥＣＴマーカとして放射性同位物質を用いる必要がないため、被験者が余計に被曝するおそれがない。さらに、鉛やタングステンを用いるため、ＳＰＥＣＴマーカの管理が容易になる。

（医用画像処理装置）
なお、変形例として、記憶部６と、画像処理部１０と、表示制御部７と、ユーザインターフェース（ＵＩ）５０とを備えた医用画像処理装置によって、核医学診断装置にて取得された画像の位置と、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置にて取得された画像の位置とを合わせても良い。例えば、医用画像処理装置は、外部の核医学診断装置によって取得された投影データを受け付けて記憶部６に記憶させる。さらに、医用画像処理装置は、外部のＸ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置によって取得されたＣＴ画像データを受け付けて記憶部６に記憶させる。そして、画像処理部１０によって、ＳＰＥＣＴマーカが表された参照画像データを生成し、表示制御部７は、参照画像とＣＴ画像とを表示部５１に表示させる。操作者は、参照画像に表わされたＳＰＥＣＴマーカの像の位置と、ＣＴ画像に表わされたＣＴマーカの像の位置とを合わせることで、２つの画像の位置合わせを行う。位置合わせが終了すると、表示制御部７は、第２再構成画像データに基づくＳＰＥＣＴ画像とＣＴ画像とを重ねて表示部５１に表示させる。このように、医用画像処理装置によっても、ＳＰＥＣＴ画像とＣＴ画像との位置合わせを行うことができる。

（動作）
次に、この発明の実施形態に係る処理について図５を参照して説明する。図５は、この発明の実施形態に係る処理の１例を示すフローチャートである。

（ステップＳ０１）
まず、被検体Ｐの体表上において、マーカを貼り付ける位置に目印を付ける。例えば、インクなどによって、マーカを貼り付ける位置に目印を付ける。

（ステップＳ０２）
次に、核医学診断装置１にて撮影を行うために、被検体Ｐの体表上に、ＳＰＥＣＴマーカを設置する。このとき、ステップＳ０１にて目印を付けた位置にＳＰＥＣＴマーカを貼り付ける。

（ステップＳ０３）
そして、被検体Ｐに放射性同位物質（ＲＩ）を投与して、核医学診断装置１にて撮影を行う。

（ステップＳ０４）
撮影によって取得された投影データは前処理部５によって所定の処理が施されて、画像処理部１０に出力される。また、前処理部５によって処理が施された投影データは、記憶部６に記憶される。第１再構成部２１は、投影データにフィルター逆投影法による再構成処理を施すことで、マーカの位置に対応する画素の画素値がマイナスとなる第１再構成画像データを生成する。そして、第１再構成部２１は、第１再構成画像データを画素特定部３１に出力する。

（ステップＳ０５）
画素特定部３１は、第１再構成部２１から出力された第１再構成画像データを受け付けて、第１再構成画像データを構成する画素のうち、マイナスの画素値を有する画素を特定する。そして、参照画像生成部３２は、マイナスの画素値を有する画素の符号をプラスに変更し、プラスの画素値を有する画素の画素値を零に変更することで、参照画像データを生成する。そして、参照画像生成部３２は、参照画像データを表示制御部７に出力する。

（ステップＳ０６）
一方、第２再構成部２２は、前処理部５によって処理が施された投影データを受け付けて、その投影データに再構成処理を施すことで、プラスの画素値を有する画素で構成された第２再構成画像データ（ＳＰＥＣＴ画像データ）を生成する。そして、第２再構成部２２は、第２再構成画像データを表示制御部７に出力する。

（ステップＳ０７）
一方、核医学診断装置１による撮影が終了した場合、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置にて撮影を行うために、被検体Ｐの体表上に、ＣＴマーカを設置する。このとき、ステップＳ０１にて目印を付けた位置にＣＴマーカを貼り付ける。

（ステップＳ０８、Ｓ０９）
そして、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置にて撮影を行い（ステップＳ０８）、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置にて再構成処理を行うことで、ＣＴ画像又はＭＲＩ画像（以下、「ＣＴ画像」と称する）を生成する（ステップＳ０９）。そして、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置で取得されたＣＴ画像データは、核医学診断装置１に出力される。

（ステップＳ１０）
表示制御部７は、参照画像データとＣＴ画像データとを受け付けて、参照画像に基づく参照画像とＣＴ画像データに基づくＣＴ画像とを表示部５１に表示させる。そして、操作者は操作部５２を用いて、参照画像に表わされたＳＰＥＣＴマーカの像の位置と、ＣＴ画像に表わされたＣＴマーカの像の位置とを合わせることで、参照画像の位置とＣＴ画像の位置とを合わせる。

（ステップＳ１１）
位置合わせが終了すると、表示制御部７は、第２再構成画像データに基づく第２再構成画像（ＳＰＥＣＴ画像）と、ＣＴ画像とを重ね合わせて表示部５１に表示させる。このとき、表示制御部７は、ステップＳ１０にて合わせた位置に従って、ＳＰＥＣＴ画像とＣＴ画像とを重ねて表示部５１に表示させる。

以上のように、鉛又はタングステンを含むＳＰＥＣＴマーカを用いて核医学診断装置１によって撮影し、フィルター逆投影法によって再構成処理を行って、マイナスの画素値を有する画素を画像化することで、ＳＰＥＣＴマーカの像を表す参照画像データを生成することが可能となる。これにより、放射性同位物質（ＲＩ）をマーカに用いなくても、ＳＰＥＣＴ画像の位置とＣＴ画像の位置とを合わせることが可能となる。

この発明の実施形態に係る核医学診断装置を示すブロック図である。この発明の実施形態に係るマーカの設置例を示す被検体の断面図である。この発明の実施形態に係る核医学診断装置によって生成された画像の１例を示す図である。この発明の実施形態に係る核医学診断装置によって生成された画像の１例を示す図である。この発明の実施形態に係る処理の１例を示すフローチャートである。

符号の説明

１核医学診断装置
２架台
３放射線検出器
４コリメータ
５前処理部
６記憶部
７表示制御部
１０画像処理部
２０再構成部
２１第１再構成部
２２第２再構成部
３０マーカ検出部
３１画素特定部
３２参照画像生成部
５０ユーザインターフェース（ＵＩ）
５１表示部
５２操作部

Claims

被検体の成分と比べてガンマ線の減弱係数が大きく、ガンマ線を遮蔽するマーカが体表上の特定の位置に設けられた被検体を撮影対象として、前記被検体内に投与された放射性同位物質が放出するガンマ線を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された投影データをフィルター逆投影法によって再構成することにより、第１再構成画像データを生成する第１再構成手段と、
前記第１再構成画像データに基づいて、前記マーカの位置を検出するマーカ検出手段と、
を有することを特徴とする核医学診断装置。
前記マーカ検出手段は、前記第１再構成画像データを構成する画素のうち、予め設定された閾値以下の画素値を有する画素の位置を前記マーカの位置として検出することを特徴とする請求項１に記載の核医学診断装置。
前記マーカ検出手段は、マイナスの画素値を有する画素の位置を前記マーカの位置として検出することを特徴とする請求項２に記載の核医学診断装置。
前記マーカ検出手段は、
前記第１再構成画像データを構成する画素のうち、予め設定された閾値以下の画素値を有する画素を特定する特定手段と、
前記特定された画素を基に前記マーカの位置を表す参照画像データを生成する画像生成手段と、
を有する請求項１に記載の核医学診断装置。
前記画像生成手段は、前記閾値を超える画素値を有する画素の画素値を零に変更することで前記参照画像データを生成することを特徴とする請求項４に記載の核医学診断装置。
前記特定手段は、マイナスの画素値を有する画素を特定し、
前記画像生成手段は、前記第１再構成画像データを構成する画素のうち、前記マイナスの画素値を有する画素の画素値の符号をプラスに変更し、前記第１再構成画像データを構成する画素のうち、プラスの画素値を有する画素の画素値を零に変更することで前記参照画像データを生成することを特徴とする請求項４に記載の核医学診断装置。
Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置によって取得され、前記被検体の体表上の前記特定位置を含む部位の医用画像データを受け付けて、前記参照画像データに基づく参照画像と、前記医用画像データに基づく医用画像とを重ねて表示手段に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の核医学診断装置。
前記検出手段によって検出された投影データを再構成することで、プラスの画素値を有する画素で構成される第２再構成画像データを生成する第２再構成手段を更に有し、
前記表示制御手段は、前記参照画像に表わされた前記特定位置と、前記医用画像に表わされた前記特定位置との位置関係に従って、前記第２再構成画像データに基づく第２再構成画像の位置と前記医用画像の位置とを合わせて前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項７に記載の核医学診断装置。
前記マーカは、鉛又はタングステンを含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の核医学診断装置。
被検体の成分と比べてガンマ線の減弱係数が大きく、ガンマ線を遮蔽するマーカが被検体の体表上の特定の位置に設けられた状態で、前記被検体内に投与された放射線同位物質が放出するガンマ線を検出することで取得された投影データを記憶する記憶手段と、
前記投影データをフィルター逆投影法によって再構成することにより、第１再構成画像データを生成する第１再構成手段と、
前記第１再構成画像データを構成する画素のうち、予め設定された閾値以下の画素値を有する画素を特定する特定手段と、
前記特定された画素を基に前記マーカの位置を表す参照画像データを生成する画像生成手段と、
前記投影データを再構成することで、プラスの画素値を有する画素で構成される第２再構成画像データを生成する第２再構成手段と、
Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩ装置によって取得され、前記被検体の体表上の前記特定位置を含む部位の医用画像データを受け付けて、前記参照画像データに基づく参照画像と、前記医用画像データに基づく医用画像とを重ねて表示手段に表示させ、さらに、前記参照画像に表わされた前記特定位置と、前記医用画像に表わされた前記特定位置との位置関係に従って、前記第２再構成画像データに基づく第２再構成画像の位置と前記医用画像の位置とを合わせて前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする医用画像処理装置。
前記特定手段は、前記第１再構成画像データを構成する画素のうち、前記画素値がマイナスになる画素を特定し、
前記画像生成手段は、前記第１再構成画像データを構成する画素のうち、前記マイナスの画素値を有する画素の画素値の符号をプラスに変更し、前記第１再構成画像データを構成する画素のうち、プラスの画素値を有する画素の画素値を零に変更することで前記参照画像データを生成することを特徴とする請求項１０に記載の医用画像処理装置。