特許 6956522 医用画像診断装置および医用画像診断システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6956522

(24)【登録日】2021年10月7日

(45)【発行日】2021年11月2日

(54)【発明の名称】医用画像診断装置および医用画像診断システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20211021BHJP

   A61B 6/08 20060101ALI20211021BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 370B

   A61B6/03 360T

   A61B6/08 310

   A61B6/03 360M

【請求項の数】20

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2017-111303(P2017-111303)

(22)【出願日】2017年6月6日

(65)【公開番号】特開2017-217479(P2017-217479A)

(43)【公開日】2017年12月14日

【審査請求日】2020年4月13日

(31)【優先権主張番号】特願2016-112561(P2016-112561)

(32)【優先日】2016年6月6日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】特許業務法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山鼻 将央

【審査官】 遠藤 直恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３０４９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１８９７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５１１１４９２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７２７９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／０３

Ａ６１Ｂ ６／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体の撮影対象である撮像対象部位を設定する設定部と、
撮像対象部位と、その撮像対象部位とは異なる検知対象部位との複数の組の中から、前記設定された撮像対象部位の組に対応する検知対象部位を特定する特定部と、
前記設定された撮像対象部位を撮像し、医用画像データを生成する撮像部と、
を備え、
前記撮像部は、生体情報を検知する検知部から前記特定された検知対象部位における生体情報を取得し、前記特定された検知対象部位における運動により変化する前記生体情報に基づいて前記設定された撮像対象部位を撮像する、
医用画像診断装置。

【請求項2】

被検体の撮影対象である撮像対象部位を設定する設定部と、
撮像対象部位と、その撮像対象部位とは異なる検知対象部位との複数の組の中から、前記設定された撮像対象部位の組に対応する検知対象部位を特定する特定部と、
前記設定された撮像対象部位を複数の時相において撮像し、複数時相の医用画像データを生成する撮像部と、
生体情報を複数時相に亘って検知する検知部から前記特定された検知対象部位の複数時相の生体情報を取得し、互いに同じ時相に該当する前記複数時相の生体情報と前記複数時相の医用画像データとをそれぞれ関連付し、前記生体情報の変化が発生した時相に対応する時相の医用画像データを前記複数の医用画像データの中から選択する選択部と、
を備える医用画像診断装置。

【請求項3】

複数の撮像対象部位が複数の検知対象部位にそれぞれ対応付けられたテーブルを記憶する記憶部をさらに備え、
前記特定部は、前記テーブルに基づいて、前記設定された撮像対象部位に対応付けられた検知対象部位を特定する、
請求項１又は２に記載の医用画像診断装置。

【請求項4】

複数の検知対象部位が、前記検知部の複数の種別情報に対応付けられた第２のテーブルを記憶する記憶部をさらに備え、
前記特定部は、前記第２のテーブルに基づいて、前記特定された検知対象部位に対応付けられた、前記検知部の種別情報を特定する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。

【請求項5】

前記設定部は、前記検知部の種別として、光学カメラを特定した場合、前記検知部が前記光学カメラにより前記特定された検知対象部位の光学画像を取得するように前記検知部に指示する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。

【請求項6】

前記検知部をさらに備え、
前記検知部は、前記光学カメラにより取得した光学画像に基づいて、前記生体情報の変化を検知する、
請求項５に記載の医用画像診断装置。

【請求項7】

前記検知部をさらに備え、
前記検知部は、加速度センサにより取得した加速度情報に基づいて、前記生体情報の変化を検知する、
請求項４に記載の医用画像診断装置。

【請求項8】

前記検知部をさらに備え、
前記検知部は、筋電計により取得した筋電情報に基づいて、前記生体情報の変化を検知する、
請求項４に記載の医用画像診断装置。

【請求項9】

前記検知部をさらに備え、
前記検知部は、集音マイクにより取得した音声情報に基づいて、前記生体情報の変化を検知する、
請求項４に記載の医用画像診断装置。

【請求項10】

前記特定された検知対象部位を示す画像情報を表示する表示部をさらに備える、
請求項４に記載の医用画像診断装置。

【請求項11】

前記撮像部は、診断に関する被検体の状態を観察する範囲を観察範囲とし、前記観察範囲のうち有効な診断を行う範囲を診断範囲とし、前記検知部で検知された前記生体情報の変化に基づいて、前記診断範囲を前記観察範囲内において移動させる、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。

【請求項12】

前記撮像部は、前記設定された撮像対象部位を撮像し、
前記検知部は光学カメラであり、前記特定された検知対象部位として、前記設定された撮像対象部位とは異なる前記被検体の部位を少なくとも含む領域から、前記被検体の光学画像を取得する、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。

【請求項13】

前記光学カメラにより取得される光学画像の撮影領域は、前記設定された撮像対象部位を含まない、
請求項１２に記載の医用画像診断装置。

【請求項14】

前記光学カメラにより取得される光学画像の撮影領域は、前記設定された撮像対象部位を包含する、
請求項１２に記載の医用画像診断装置。

【請求項15】

前記検知部をさらに有し、
前記検知部は前記撮像部を支持する架台装置に配置される、
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。

【請求項16】

前記医用画像診断装置はＸ線ＣＴ装置である、
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。

【請求項17】

被検体の第１部位を撮像し、医用画像データを生成する撮像部を備え、
前記撮像部は、
前記被検体の複数の撮像対象部位が前記被検体の複数の検知対象部位にそれぞれ対応付けられたテーブルから、所定の撮像対象部位に対応する検知対象部位を特定し、
生体情報を検知する検知部から前記特定された検知対象部位における生体情報を取得し、
前記特定された検知対象部位における運動により変化する前記生体情報に基づいて前記所定の撮像対象部位を撮像する、
医用画像診断装置。

【請求項18】

被検体の複数の撮像対象部位が前記被検体の複数の検知対象部位にそれぞれ対応付けられたテーブルから、所定の撮像対象部位に対応する検知対象部位を特定し、
前記所定の撮像対象部位を複数の時相において撮像し、複数時相の医用画像データを生成する撮像部と、
生体情報を複数時相に亘って検知する検知部から前記特定された検知対象部位における複数時相の生体情報を取得し、互いに同じ時相に該当する前記複数時相の生体情報と前記複数時相の医用画像データとをそれぞれ関連付し、前記生体情報の変化が発生した時相に対応する時相の医用画像データを前記複数の医用画像データの中から選択する選択部と、
を備える医用画像診断装置。

【請求項19】

請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の医用画像診断装置と、
前記検知部と、
を有する医用画像診断システム。

【請求項20】

前記検知部は光学カメラであり、前記撮像部を支持する架台装置または前記医用画像診断装置が配置される場所の天井若しくは床に配置される、
請求項１９に記載の医用画像診断システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、医用画像診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置などの医用画像診断装置は、疾病の診断および治療や手術計画等をはじめとする多くの医療において重要な役割を果たしている。たとえば、Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線源を被検体（患者）周りで高速回転させ、被検体を透過したＸ線の強度に基づいて多数の投影データを生成する。Ｘ線ＣＴ装置は、これら投影データを再構成することにより、被検体の２次元画像や、３次元画像等の医用画像を得ている。

【0003】

読影は、Ｘ線ＣＴ装置で取得されたスライス画像に基づいて行われるが、たとえば、病変等の異常部位の全体における位置を確認する場合、全体を把握可能な画像が用いられる。そのため、従来技術では、スライス画像に基づいて発見された異常部位の位置関係や全体像を知るために、広い領域を撮像したスキャノ画像や、３次元画像を用いている。しかしながら、スキャノ画像の場合は本撮像に先駆けて実行されるためリアルタイム性に欠け、３次元画像を用いる場合は、広域性を確保するために検査対象となる領域よりも広い領域を撮像する必要があり、被ばく量が増加してしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１７２７９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、広域性およびリアルタイム性を担保しつつ、被ばく量を低減した撮像が可能な医用画像診断装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本実施形態に係る医用画像診断装置は、被検体の第１部位を撮像し、医用画像データを生成する撮像部を備え、前記撮像部は、前記第１部位とは異なる前記被検体の第２部位における生体情報を検知する検知部から前記生体情報を取得し、前記被検体の第２部位における運動により変化する前記生体情報に基づいて前記第１部位を撮像する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一例を示す概念的な構成図。

【図2】実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の光学カメラの配置の一例を示す概略構成図。

【図3】実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能構成例を示す機能ブロック図。

【図4】第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作の一例を示すフローチャート。

【図5】第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の光学カメラの角度情報を説明する概念図。

【図6】第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のインデックス画像を説明する概念図。

【図7】第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の第１の表示例を説明する図。

【図8】第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の第２の表示例を説明する図。

【図9】第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の第３の表示例を説明する図。

【図10】第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のカメラ画像の結合を説明する概念図。

【図11】第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における撮像を説明する第１の図。

【図12】第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における撮像を説明する第２の図。

【図13】第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における撮像を説明する図。

【図14】第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能構成例を示す機能ブロック図。

【図15】第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の動作の一例を示すフローチャート。

【図16】部位組合せ情報を説明する表。

【図17】センサ種別情報を説明する表。

【図18】生体情報に基づく運動の開始タイミングの判定方法の一例を説明する模式図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、Ｘ線ＣＴ装置を例として、医用画像診断装置の実施形態について説明する。

【0009】

図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置を示す構成例を示す図である。図１のＸ線ＣＴ装置１０は、スキャナ装置１１と、コンソール装置１２とを備える。

【0010】

スキャナ装置１１は、通常は検査室に設置され、たとえば被検体Ｑに関するＸ線の透過データを生成する。一方、コンソール装置１２は、通常は検査室に隣接する制御室に設置され、透過データに基づいて投影データを生成することで、再構成画像の生成および表示を行う。

【0011】

スキャナ装置１１は、架台装置２１と、寝台装置２２と、スキャンコントローラ２３と、操作パネル２４とを備える。

【0012】

架台装置２１は、ガントリとも呼ばれ、図示しない土台部に固定された固定架台３１と、回転架台３２とを備える。

【0013】

固定架台３１は、回転コントローラ４１を備える。回転コントローラ４１は、スキャンコントローラ２３からの指示に従って、回転架台３２を固定架台３１に対して回転させる。

【0014】

固定架台３１および回転架台３２は、スリップリング５１およびデータ伝送装置５２を備える。

【0015】

スリップリング５１は、回転架台３２内に同心円状に配置された環状の電路（金属製のリング）に対して、固定架台３１側のカーボンブラシやワイヤーブラシなどのブラシを側面から押し当てることで、スリップさせながら電気伝導を確保する転接続用のコネクタである。

【0016】

データ伝送装置５２は、回転架台３２側の送信回路と、固定架台３１側の受信回路とを備える。送信回路は、後述するデータ収集回路６６によって生成された生データを非接触で受信回路に送信する。受信回路は、送信回路から送信された生データを、後述するスキャンコントローラ２３に供給する。

【0017】

回転架台３２は、高電圧発生装置６１と、Ｘ線管６２と、コリメータコントローラ６３と、Ｘ線光学系６４と、Ｘ線検出器６５と、データ収集回路６６とを備える。回転架台３２は、回転フレームとも呼ばれる。回転架台３２は、後述の高電圧発生装置６１や、データ収集回路６６などを一体として保持する。すなわち、回転架台３２は、Ｘ線管６２とＸ線検出器６５とを対向させた状態で、一体として被検体Ｑの周りに回転できる。ここでは一例として、回転架台３２の回転中心軸と平行な方向をｚ方向、鉛直方向をｙ軸と定義する。

【0018】

高電圧発生装置６１は、スリップリング５１を介したスキャンコントローラ２３による制御信号によって、スキャンを実行するために必要な電力をＸ線管６２に供給する。

【0019】

Ｘ線管６２は、高電圧発生装置６１から供給された管電圧に応じて金属製のターゲットに電子線を衝突させることでＸ線を発生させ、Ｘ線をＸ線検出器６５に向かって照射する。Ｘ線管６２から照射されるＸ線によって、ファンビームＸ線やコーンビームＸ線が形成される。Ｘ線管６２には、スキャンコントローラ２３による制御によって、Ｘ線の照射に必要な電力が供給される。

【0020】

コリメータコントローラ６３は、スキャンコントローラ２３による制御に従って、Ｘ線光学系６４におけるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する。

【0021】

Ｘ線光学系６４は、Ｘ線ビームの線量、照射範囲、形状、および、線質などの照射条件を制御する各種の器具を含む。具体的には、Ｘ線光学系６４は、ウェッジフィルタおよびコリメータなどを含む。ウェッジフィルタは、Ｘ線管６２で発生されたＸ線のＸ線量を調整する。コリメータは、コリメータコントローラ６３による制御によって、線量が調整されたＸ線に対してＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。

【0022】

Ｘ線検出器６５は、たとえば、チャンネル方向に複数、および、列（スライス）方向に単数の検出素子を有する１次元アレイ型の検出器である。別の例としては、Ｘ線検出器６５は、マトリクス状、すなわち、チャンネル方向に複数、および、スライス方向に複数の検出素子を有する２次元アレイ型の検出器でもよい。Ｘ線検出器６５は、Ｘ線管６２から照射されたＸ線を検出する。

【0023】

２次元アレイ型の検出器は、マルチスライス型検出器とも呼ばれる。Ｘ線検出器６５がマルチスライス型検出器である場合、回転架台３２の１回転（又は半回転＋α）で列方向に幅を有する３次元領域のスキャンを実行することができる。このスキャンは、ボリュームスキャンと呼ばれる。

【0024】

データ収集回路６６は、複数のＤＡＳ（Data Acquisition System：データ収集システム）を有する。各ＤＡＳは、スキャンにおける管電圧の切り替えに同期してデータ収集を行う。各ＤＡＳは、Ｘ線検出器６５の各検出素子が検出する透過データの信号を増幅し、増幅された透過データの信号をデジタル信号である生データ（Raw Data）に変換する。各ＤＡＳは、投影データを、データ伝送装置５２を介してスキャンコントローラ２３に送信する。

【0025】

ｎ個の光学カメラ６７_１〜６７_ｎは、開口部Ａのフレームに固定され、開口部Ａの内側が撮像方向となるように設置される。なお、光学カメラ６７_ｎのｎは自然数とし、以下、単に光学カメラ６７と記載した場合には、光学カメラ６７_１〜６７_ｎ全体を意味するものとする。光学カメラ６７は、天板７１に載置された被検体Ｑを撮像できるように設置される。なお、光学カメラ６７は架台内に設置されていなくてもよく、被検体Ｑを撮像可能であれば、たとえば、検査室の天井や床などに設置されていてもよい。

【0026】

光学カメラ６７で取得されたデータは、スキャンコントローラ２３を介してコンソール装置１２で処理される。図示していないが、光学カメラ６７で取得されたデータが、データ伝送装置５２のように非接触でスキャンコントローラ２３に伝送されるようにＸ線ＣＴ装置１０を構成してもよい。

【0027】

なお、光学カメラ６７には、可視光を検出するカメラに加えて、赤外線を検出するカメラを含めてもよい。赤外線を検出するカメラは、たとえば、体温や血圧、血糖値などを測定することができる。

【0028】

スキャナ装置１１の寝台装置２２は、天板７１と、天板コントローラ７２とを備える。天板７１は、被検体Ｑを載置可能である。

【0029】

天板コントローラ７２は、スキャンコントローラ２３による制御に従って、天板７１をｙ方向に沿って昇降動させると共に、被検体Ｑが載置された天板７１を以下のようにｚ方向に沿って水平移動させる。すなわち、天板コントローラ７２は、回転架台３２の回転中心が含まれる開口部Ａに向けて天板７１被検体Ｑを挿入し、撮像終了後には開口部Ａから天板７１を退避させる。

【0030】

スキャンコントローラ２３は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリなどを備える。スキャンコントローラ２３は、操作パネル２４やコンソール装置１２から入力される指令に従って、回転コントローラ４１、高電圧発生装置６１、コリメータコントローラ６３や、寝台装置２２の天板コントローラ７２などの架台装置２１の各部を制御する。また、スキャンコントローラ２３は、コンソール装置１２の処理回路８１との通信に基づいて、データ収集回路６６や光学カメラ６７を制御しつつ、並行して投影データおよびカメラデータを収集し、それぞれのデータに対して収集時の時間情報を付与する。

【0031】

上記時間情報とは、データ収集回路６６と光学カメラ６７とが並行して被検体Ｑを撮像したときの撮像時刻または時相に関する同期情報である。データ収集回路６６から取得される投影データと、光学カメラ６７から取得されるカメラデータとに対して、同じ時間に撮像したことを示す時間情報がそれぞれ付与される。時間情報としては、たとえば、クロック情報、タイムスタンプ、カウンター情報など撮像時刻または時相に関する様々な情報が使用可能である。

【0032】

操作パネル２４は、架台装置２１の開口部Ａの両脇や前後などに設けられる。操作者は操作パネル２４から、被検体Ｑの様子を確認しながら各種指令や条件を入力する。具体的には、Ｘ線照射範囲を視認するための光を照射する図示しない投光器の消灯および点灯の指示や、天板７１の移動、停止、および自動送りの指令が操作パネル２４から入力される。

【0033】

Ｘ線ＣＴ装置１０のコンソール装置１２は、コンピュータをベースとして構成されており、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを介して外部装置と相互通信可能である。コンソール装置１２は、処理回路８１、記憶回路８２、入力回路８３、および、ディスプレイ８４などの基本的なハードウェアから構成される。処理回路８１は、共通信号伝送路としてのバスを介して、コンソール装置１２を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。なお、コンソール装置１２は、記憶媒体ドライブを具備する場合もある。

【0034】

処理回路８１は、専用のハードウェアで構成してもよいし、内蔵のプロセッサによるソフトウェア処理で各種機能を実現するように構成してもよい。ここでは一例として、プロセッサによるソフトウェア処理によって処理回路８１が各種機能を実現する場合について説明する。

【0035】

上記プロセッサとは、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、プログラマブル論理デバイスおよびフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）などの回路を意味する。上記プログラマブル論理デバイスとしては、たとえば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：Simple Programmable Logic Device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：Complex Programmable Logic Device）などが挙げられる。処理回路８１は、記憶回路８２に記憶されたプログラム、または、処理回路８１のプロセッサ内に直接組み込まれたプログラムを読み出し実行することで、後述する機能を実現する。

【0036】

また、処理回路８１は、単一のプロセッサによって構成されてもよいし、複数の独立したプロセッサの組合せによって構成されてもよい。後者の場合、複数のプロセッサにそれぞれ対応する複数の記憶回路８２が設けられると共に、各プロセッサにより実行されるプログラムが当該プロセッサに対応する記憶回路に記憶される構成でもよい。別の例としては、１個の記憶回路８２が複数のプロセッサの各機能に対応するプログラムを一括的に記憶する構成でもよい。

【0037】

記憶回路８２は、たとえば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスクなどによって構成される。記憶回路８２は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリおよびＤＶＤ（Digital Video Disk）などの可搬型メディアによって構成されてもよい。記憶回路８２は、処理回路８１において実行される各種プログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（Operating System）等も含まれる）、プログラムの実行に必要なデータ、および、画像データを記憶する。また、ＯＳを制御するための基礎的な操作を、入力回路８３によって実現させるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を含めることもできる。

【0038】

入力回路８３は、ポインティングデバイスなどの入力デバイスからの信号を入力する回路である。ここでは、入力デバイス自体も入力回路８３に含まれるものとする。操作者により入力デバイスが操作されると、入力回路８３はその操作に応じた入力信号を生成し、この入力信号を処理回路８１に出力する。なお、コンソール装置１２は、入力デバイスがディスプレイ８４と一体的に構成されたタッチパネルを備えてもよい。

【0039】

ディスプレイ８４は、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネルおよび有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等の表示デバイスである。ディスプレイ８４は、処理回路８１の制御に従って画像を表示する。

【0040】

コンソール装置１２には、スキャナ装置１１から投影データおよびカメラデータが入力される。コンソール装置１２は、これら投影データおよびカメラデータを記憶回路８２に保存する。また、投影データを再構成したり、カメラデータを処理したりして、同期情報に基づいた表示を生成し、ディスプレイ８４に表示させたりする。同期情報に基づいた表示の生成方法については、後述する。

【0041】

図２は、図１におけるＸ線ＣＴ装置１０の光学カメラ６７の配置の一例を示す概略構成図である。図２（ａ）は、架台装置２１を図１のｚ軸方向から観察した平面模式図である。図２（ａ）の例では、開口部Ａの内側を撮像方向として、開口部Ａの周りに８個の光学カメラ６７が取り付けられている。

【0042】

光学カメラ６７は、たとえば架台装置２１の内壁上において、すなわち、架台装置２１の開口部Ａの内面上において、ｘ-ｙ平面を１周するように所定間隔で環状に取り付けられている。すなわち、光学カメラ６７は、被検体Ｑを全方向から撮像することが可能となるように取り付けられている。図１で示した寝台装置２２を含むＸ線ＣＴ装置１０の場合、寝台より上の部分に光学カメラ６７を取り付けてもよい。

【0043】

図２（ｂ）は、図２（ａ）内に一点鎖線で示すＢ−Ｂ間の断面模式図である。上述したように、光学カメラ６７は、開口部Ａの内側を撮像方向として、回転架台３２のフレームに取り付けられている。なお、Ｘ線管６２やＸ線検出器６５は、回転架台３２のフレーム内部に設置され、回転可能に設けられているのに対して、光学カメラ６７は回転架台３２のフレームに固定され、回転しないように設置されている。

【0044】

図２（ｂ）に示すように、光学カメラ６７は、回転架台３２のＺ軸方向に、前後にそれぞれ取り付けられている。すなわち、図２では、８個の光学カメラ６７が開口部Ａに環状に、Ｚ軸方向に前後に取り付けられ、合計で１６個の光学カメラ６７が設置された例を示している。なお、Ｘ線ＣＴ装置１０が被検体Ｑを広域に撮像可能である限り、光学カメラ６７の個数および設置方法については、図２の態様に限定されるものではない。

【0045】

図３は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の機能構成例を示す機能ブロック図である。図３のＸ線ＣＴ装置１０のコンソール装置１２は、投影データ記憶回路８２１と、再構成画像記憶回路８２３と、カメラデータ記憶回路８２５と、処理データ記憶回路８２７とを備える。投影データ記憶回路８２１、再構成画像記憶回路８２３、カメラデータ記憶回路８２５および処理データ記憶回路８２７は、記憶回路８２における記憶領域としてそれぞれ構成されてもよいし、記憶回路８２とは別の記憶回路により構成されてもよい。

【0046】

一方、コンソール装置１２の処理回路は、画像再構成機能８１１と、データ処理機能８１３と、インデックス管理機能８１５とを有する。画像再構成機能８１１、データ処理機能８１３およびインデックス管理機能８１５は、記憶回路８２に格納されているプログラムを処理回路８１のプロセッサが実行することによって実現される機能である。

【0047】

投影データ記憶回路８２１は、データ収集回路６６により収集された投影データを記憶する。投影データはカメラデータと並行して収集され、それぞれ同じ時間情報が付与される。したがって、投影データ記憶回路８２１は、カメラデータと同じ時間情報を備えた投影データを記憶する。なお、投影データはＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）形式に準拠したデータであり、同期情報はＤＩＣＯＭ規格における付帯情報として保持されていてもよい。

【0048】

再構成画像記憶回路８２３は、投影データを再構成した再構成画像を記憶する。投影データが再構成される場合、投影データに含まれる時間情報は、再構成画像の画像データにも残される。

【0049】

カメラデータ記憶回路８２５は、光学カメラ６７により収集されたカメラデータを記憶する。カメラデータは投影データと並行して収集され、投影データと同じ時間情報が付与される。カメラデータ記憶回路８２５は、投影データと同じ時間情報を備えたカメラデータを記憶する。

【0050】

処理データ記憶回路８２７は、カメラデータに角度情報が付与された処理データを記憶する。また、処理データ記憶回路８２７は、複数のカメラデータに対して結合処理または分割処理を実行することで生成された処理データを記憶する。なお、カメラデータに含まれる時間情報や角度情報は、結合処理または分割処理が実行された処理データにも含まれる。角度情報については後述する。

【0051】

画像再構成機能８１１は、投影データを再構成して再構成データ（医用画像データ）を生成する。投影データがボリュームデータの場合、３次元データが再構成される。３次元の再構成データには、カメラデータに付与される角度情報に対応する角度情報が含まれてもよい。

【0052】

データ処理機能８１３は、カメラデータに角度情報を付与する。また、複数のカメラデータに対して結合処理または分割処理を行う。

【0053】

インデックス管理機能８１５は、再構成データおよびカメラデータのうち、選択された一方のデータに付与された同期情報に基づいて、同期情報が一致する他方のデータの表示画像を生成する。たとえば、カメラデータが選択された場合、インデックス管理機能８１５は、複数の方向で取得されたカメラデータのうち、一時相における画像をインデックス画像とし、インデックス画像を表示画像として生成する。インデックス画像の生成方法については後述する。

【0054】

以下の説明では、同期情報として時間情報または角度情報を使用する例を説明する。同期情報が一致する再構成画像とカメラデータとを表示する方法を第１の実施形態とする。また、第１の実施形態と同じ構成を備え、光学カメラ６７とＸ線とが異なる撮像範囲を撮像する場合を第２の実施形態とする。第１の実施形態の構成と同じ構成を備え、光学カメラ６７の撮像範囲をＸ線の撮像範囲が移動して撮像する場合を第３の実施形態とする。さらに、被検体が装着したセンサにより被検体の運動を検知し、運動中の部位を撮像する場合を第４の実施形態とする。

【0055】

（第１の実施形態）
図４は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。以下、適宜図５および図６を参照しつつ、図４のフローチャートのステップ番号に従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の動作を説明する。

【0056】

ステップＳＴ１０１では、スキャナ装置１１は、投影データとカメラデータとを並行して収集する。

【0057】

ステップＳＴ１０３では、収集された投影データとカメラデータとに対してそれぞれ、撮像された時相またはタイミングに対応する時間情報が同期情報として付与される。投影データに対しては、たとえば、データ収集回路６６により時間情報が付与されてもよいし、スキャンコントローラ２３により時間情報が付与されてもよい。また、カメラデータには、たとえば、スキャンコントローラ２３の制御の下、それぞれの光学カメラ６７により時間情報が付与されてもよいし、スキャンコントローラ２３により時間情報が付与されてもよい。時間情報が付与された投影データは、投影データ記憶回路８２１に格納される。同様に、時間情報が付与されたカメラデータは、カメラデータ記憶回路８２５に保存される。

【0058】

ステップＳＴ１０５では、画像再構成機能８１１は、時間情報が付与された投影データを再構成し、再構成データを生成する。なお、投影データがボリュームデータの場合、３次元画像の再構成データが生成される。この場合、画像再構成機能８１１は、３次元画像の再構成データに対して、さらに角度情報を同期情報として付与してもよい。

【0059】

ステップＳＴ１０７において、データ処理機能８１３は、カメラデータに光学カメラ６７の撮像方向を示す角度情報を付与する。

【0060】

図５は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の光学カメラの角度情報を説明する概念図である。図５（ａ）は、被検体Ｑの周りに光学カメラ６７がｘ−ｙ平面において４５°の間隔で設置された例を示す平面模式図である。光学カメラ６７は、たとえば、被検体Ｑの正面であるｙ軸方向、すなわち、鉛直方向を０°として、回転架台３２のフレームにＸ-Ｙ平面に沿って１周するように取り付けられている。なお、図２で示すように、光学カメラ６７は等間隔に複数設置されているが、煩雑となるので図５（ａ）では２つのみ示す。

【0061】

図５（ａ）の例では、カメラ番号１の光学カメラ６７_１の設置された角度は０°、カメラ番号２の光学カメラ６７_２の設置された角度は４５°である。このように４５°間隔で、ｚ方向に手前側、すなわちガントリの挿入口側に８個、ガントリ奥側に８個の光学カメラ６７が設置された場合、図５（ｂ）が示す角度情報により、それぞれの光学カメラ６７の位置を特定できる。

【0062】

図５（ｂ）は、左から順に、カメラ番号、カメラ角度、位置が示されている。カメラ番号が「１」のカメラ角度は「０°」、位置は「前」である。同様に、カメラ番号が「２」のカメラ角度は「４５°」、位置は「前」であり、カメラ番号が「１６」のカメラ角度は「３１５°」、位置は「後」である。このように、カメラデータには、対応するカメラ番号のカメラ角度と、前後の位置とを示す角度情報が同期情報として含まれる。

【0063】

このように角度情報は、光学カメラ６７の方向を示す同期情報である。この角度情報に対応する同期情報を３次元の再構成データに含めてもよい。３次元の再構成画像は３６０°の角度で画像を表示できる。一方、カメラ角度は、図５の例では４５°間隔である。カメラ角度と３次元の再構成画像の回転角度とを同期させるために、たとえば、カメラ角度が４５°のカメラデータに対して、再構成データの４５°から９０°の回転角度を対応させてもよい。なお、角度情報には、カメラ角度以外にも、たとえば光学カメラ６７の視野角などの情報が含まれていてもよく、視野角を同期情報として再構成データに包含させてもよい。

【0064】

以上が角度情報の説明であり、図４のフローチャートに戻って説明を続ける。

【0065】

ステップＳＴ１０９において、インデックス管理機能８１５は、指定された同期情報に対応するカメラデータのインデックス画像を生成する。具体的には、カメラデータの時間情報と角度情報のいずれかの同期情報が選択され、撮像時刻または撮像方向のいずれか一方に基づくカメラデータのインデックス画像が生成される。インデックス画像は、カメラデータおよび再構成データの時間または方向のいずれかにおける代表画像である。図４のフローチャートでは、カメラデータのインデックス画像に基づいて、再構成画像、すなわち、ＣＴ画像が表示される例について説明する。

【0066】

図６は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０のインデックス画像を説明する図である。カメラデータには、カメラ番号ごとに同期情報として、角度情報と時間情報とが含まれる。図６は、図５の説明と同様に、全部で１６個の光学カメラが設置されている場合の例を示している。図６の上部には、方向を示す矢印の下にカメラ番号が示されており、左からカメラ番号１、カメラ番号２、・・・カメラ番号１６のカメラデータが示されている。それぞれのカメラデータには、角度情報としてカメラ角度とカメラ位置とが含まれており、左から、「カメラ角度０°、位置 前」、「カメラ角度４５°、位置 前」、・・・および「カメラ角度３１５°、位置 後」を示している。

【0067】

同様に、図６の左部に示した矢印は、たとえば撮像開始からの経過時間あるいは時相を示しており、それぞれのカメラデータの経過時間がｔ０、ｔ１・・・と示されている。たとえば、同期情報としてｔ１が選択された場合、それぞれのカメラデータの時相ｔ１の画像がインデックス画像として、インデックス管理機能８１５により生成される。一方、同期情報として、カメラ番号２が選択された場合、カメラ番号２のカメラデータｔ０、ｔ１・・・がそれぞれインデックス画像として生成される。時間軸方向のインデックス画像は、たとえば、動画であってもよいし、所定の時間間隔でサンプリングされた画像であってもよい。

【0068】

以上がインデックス画像の説明である。図４のフローチャートに戻って説明を続ける。

【0069】

ステップＳＴ１１１において、ディスプレイ８４は、インデックス画像を表示する。

【0070】

ステップＳＴ１１３において、ユーザは、ディスプレイ８４に表示されたインデックス画像を選択する。

【0071】

ステップＳＴ１１５において、インデックス管理機能８１５は、ステップＳ１１３で選択されたインデックス画像に基づいて、このインデックス画像に対応するＣＴ画像を表示する。

【0072】

図７は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の第１の表示例を説明する図である。図７は、同期情報として、カメラ番号、すなわち、角度情報が選択され、角度情報に基づくインデックス画像により、ある時間のＣＴ画像が選択される場合を例としている。図７の上部には、選択方向として「カメラ番号１ カメラ角度０°」が示されている。このように、カメラ番号１、カメラ角度０°の角度情報が選択されたことを示している。この選択された角度情報に基づいて、各時相のインデックス画像が生成される。図７のインデックス画像表示領域に示すように、時相ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、…ｔｍのインデックス画像ＩＤ１〜ＩＤｍが表示されている。たとえば、表示されたインデックス画像から、時相ｔ１のインデックス画像ＩＤ２を選択すると、時相ｔ１に対応するＣＴ画像Ｖ１が表示される。

【0073】

選択された時相に対応するＣＴ画像は、再構成データの同期情報に基づいてインデックス管理機能８１５により検索される。すなわち、インデックス管理機能８１５は、選択されたインデックス画像ＩＤ２から角度情報と時間情報とを取得し、取得した時間情報により示される時相に対応するＣＴ画像を再構成データの中から選択する。

【0074】

具体的には、図７のインデックス画像は角度情報「カメラ角度０°」に基づき生成されており、その中からインデックス画像ＩＤ２が選択されると、選択されたインデックス画像ＩＤ２には時間情報として「時相ｔ１」という同期情報が含まれる。したがって、インデックス管理機能８１５は、選択されたインデックス画像ＩＤ２から、「カメラ角度０°」および「ｔ１」という同期情報を抽出し、再構成データの中から、「カメラ角度０°」および「ｔ１」という同期情報に対応するＣＴ画像を検索する。

【0075】

なお、図７の例では、それぞれのインデックス画像は静止画として示されているが、動画であってもよい。また、動画で取得されたカメラデータから、所定の時間間隔で静止画を抽出し、コマ送り動画として表示してもよい。

【0076】

また、図７の例では、カメラデータおよび再構成データの撮像範囲がほぼ同じ例を示したが、Ｘ線の撮像範囲は光学カメラ６７の撮像範囲より狭い範囲であってもよい。

【0077】

図７では、角度情報に基づいたカメラデータのインデックス画像から、ＣＴ画像を検索する例を説明した。以下で、時間情報の選択によりカメラデータから生成されたインデックス画像に基づいて、ある方向から撮像されたＣＴ画像を検索する例を説明する。

【0078】

図８は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の第２の表示例を説明する図である。図８の上部のインデックス画像表示領域には、ある時相、たとえば、時相ｔ２における、カメラデータごとのインデックス画像が、カメラ番号順に表示されている。このインデックス画像から、たとえば、図８の右下に示すようにインデックス画像ＩＤ３に対応するＣＴ画像Ｖ３が表示されてもよい。図７と同様に、図８上部で選択されたインデックス画像ＩＤ３に含まれる時間情報「ｔ２」と、角度情報「カメラ角度９０°」という同期情報に基づいて、再構成データの中から同期情報が一致するＣＴ画像Ｖ３が検索されて表示される。すなわち、インデックス管理機能８１５は、再構成データの中から、「カメラ角度９０°」および「ｔ２」という同期情報に該当する再構成データを検索し、検索された再構成データからＣＴ画像を生成する。

【0079】

また、インデックス画像は、「時相ｔ０」、すなわち、動画の始めの時相の画像に基づいて生成されてもよい。別の例として、表示されたインデックス画像から、カメラ角度が９０°のインデックス画像が選択された場合に、カメラ角度が９０°のカメラデータがカメラ画像Ｖ２に動画として表示されるように、Ｘ線ＣＴ装置１０を構成してもよい。さらに別の例として、カメラ画像Ｖ２に表示された動画に基づいて、ユーザが時相を再度選択した場合に、選択された時間に基づいてＣＴ画像Ｖ３が表示されるように、Ｘ線ＣＴ装置１０を構成してもよい。

【0080】

図７および図８では、カメラデータをインデックス画像とする例を示したが、再構成データをインデックス画像とすることもできる。

【0081】

図９は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の第３の表示例を説明する図である。図９は、インデックス画像としてＣＴ画像を用いる例を示している。図９の左下のＣＴ画像Ｖ４は、「選択時間ｔ２」のインデックス画像である。図９の左下のＣＴ画像Ｖ４は、３次元画像であり、操作により任意の角度で回転可能である。図９の例では、ＣＴ画像Ｖ４を反時計回りに４５°回転した場合を示している。すなわち、ＣＴ画像Ｖ４をインデックス画像とした場合、時間情報として時相ｔ２、角度情報として４５°の同期情報がインデックス管理機能８１５に送信される。インデックス管理機能８１５は、受信した同期情報に対応するカメラ画像Ｖ５を複数のカメラデータの中から検索する。

【0082】

なお、インデックス画像として表示されるＣＴ画像Ｖ４を時相ｔ０の画像とし、角度情報に対応するカメラ画像が選択されたのちに、ＣＴ画像Ｖ４とカメラ画像Ｖ５とを動画として同時に再生してもよい。すなわち、ＣＴ画像Ｖ４とカメラ画像Ｖ５とは、それぞれ同じ時相で撮像されたデータであるから、Ｘ線ＣＴ装置１０は、並行して収集された体内の様子と体外の様子とを、画面上で並列表示することができる。

【0083】

また、図９の例では、説明を簡単にするために、ＣＴ画像の角度情報を４５°としたが、それ以外の角度であってもよい。たとえば、４５°から９０°のＣＴ画像をカメラ角度が４５°のカメラデータに対応するように、再構成データの角度情報を設定してもよい。したがって、ＣＴ画像を６０°に回転させた場合も同様にカメラ角度が４５°のカメラデータが表示されるようにしてもよい。また、再構成画像の角度情報をカメラの視野角に応じて設定してもよい。たとえば、カメラ番号１の視野角が-４５°から+４５°のような場合、ＣＴ画像の３１５°（-４５°）から４５°をカメラ番号１に対応する角度情報として設定してもよい。すなわち、ＣＴ画像で３１５°（-４５°）から４５°の間が選択されると、カメラ番号１のカメラデータが表示されるようにＸ線ＣＴ装置１０の各部を構成してもよい。

【0084】

上述の例では、同期情報としてカメラ位置を使用せず説明したが、検索された前後のカメラデータを同時に表示してもよいし、一方のみを表示してもよい。また、カメラデータを合成した結合画像に基づいて、インデックス画像を生成してもよい。

【0085】

図１０は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のカメラ画像の結合を説明する概念図である。図１０（ａ）左図は、ｚ軸方向で前側にあるカメラＡおよびｚ軸方向で後側にあるカメラＢの撮像範囲をそれぞれ示している。図１０（ａ）右図は、それぞれのカメラで取得される画像を示している。データ処理機能８１３は、図１０（ａ）右図に示すカメラＡとカメラＢの画像を結合して図１０（ｂ）に示すような１つの結合画像を生成することができる。なお、合成される画像に対して、たとえば、歪み補正や座標変換などの画像処理が実行されることで、２つの画像が連続的に結合された１画像が生成される。ここでの「連続的に結合」とは、たとえば、２つの画像により示される被検体の同一領域が重複しないように、且つ、２つの画像に含まれる被検体領域の画像情報が全く欠落しないように２画像を合成する意味である。

【0086】

図１０の例では、前後のカメラ画像を結合する例を示したが、本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。たとえば、図５におけるカメラ番号１とカメラ番号２のように、隣接する２つの光学カメラ６７で取得されたカメラデータを結合して、１つの画像が生成されるようにＸ線ＣＴ装置１０を構成してもよい。また、１つのカメラデータを分割して２つ以上のカメラデータが生成されるように、Ｘ線ＣＴ装置１０を構成してもよい。さらに、３つのカメラデータから２つのカメラデータを生成するといった画像処理も可能である。なお、結合処理または分割処理されたカメラデータの角度情報は、処理前のカメラデータの角度情報をそのまま備えていてもよいし、新たに更新されてもよい。

【0087】

図１０の例では、２つ以上のカメラデータを結合して１つの２次元画像データを生成する場合を説明したが、生成される画像データは、２次元画像データには限定されない。たとえば、２つ以上のカメラデータを結合して生成される画像データは、３次元画像データであってもよい。具体的には、２つのカメラ間の設置角度が被検体Ｐを中心として互いに９０°であるカメラで取得されたカメラデータを用いれば、３次元画像データが生成できる。カメラデータから生成した３次元画像データを用いることで、光学カメラの撮像対象部位の回転運動やねじれといった３次元的な運動情報を取得することができる。

【0088】

上述の通り、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０によれば、Ｘ線撮像による投影データの生成と並行して、光学的な撮像によりカメラデータを生成することで、互いに同じ時相に該当する再構成データとカメラデータとを、多時相に亘って生成できる。すなわち、Ｘ線ＣＴ装置１０は、時相が同じ再構成画像とカメラ画像とを並列して表示することができる。

【0089】

また、光学カメラ６７はＸ線での撮像範囲より広い範囲を容易に撮像できるため、被ばく量を低減しつつ広域の情報を得ることができる。加えて、Ｘ線ＣＴ装置１０は、複数の光学カメラ６７を備えたことで、時間方向の画像検索に加えて、回転方向の画像検索が可能となる。たとえば、時間方向の画像検索は、カメラデータの動画を用いて行ったほうが簡便である。それに対して、回転方向に関しては、３次元の再構成画像を用いたほうが扱いやすい。第１の実施形態では、これらを兼ね備えた表示を可能とし、ユーザが検索しやすい方法で表示したい時間および方向のカメラ画像および再構成画像を検索することができる。

【0090】

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態と同じ構成を備え、光学カメラ６７とＸ線とが異なる撮像範囲を撮像する場合に関する。

【0091】

以下、第２の実施形態について、腕の撮像を例として説明する。肘関節をＸ線撮像する場合、指や手首を屈曲させたり、拳を握ったり開いたりする動作を被検体Ｑにさせることがある。関節を構成する骨には様々な筋肉が腱を介して接続しており、関節と離れた部位を動作させることで、異常部位を診断できる場合がある。このように、関節を診断する場合は、診断部位とは異なる部位を並行して観察する必要が生じる。

【0092】

図１１は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における撮像を説明する第１の図である。図１１は、被検体Ｑに手を握ったり開いたりする動作を行わせながら、肘関節をＸ線で撮像する場合を例示している。図１１に示すように、肘関節を有効な診断を行う「診断範囲」としてＸ線撮像の対象とする一方、診断に関する被検体Ｑの状態を観察する「観察範囲」を光学カメラ６７の撮像対象とする例を示している。このように、Ｘ線での撮像範囲と光学カメラ６７とで撮像範囲とが異なる状態で、Ｘ線での投影データの収集と光学カメラ６７でのカメラデータの収集とを並行して行ってもよい。

【0093】

図１２は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における撮像を説明する第２の図である。図１１と同様に、Ｘ線での撮像範囲と光学カメラ６７での撮像範囲とが異なるが、光学カメラ６７での撮像範囲が、Ｘ線での撮像範囲を包含するように設定される例を示している。たとえば、腕の屈伸動作をさせながら肘関節の撮像を行う場合、腕全体を光学カメラ６７の撮像範囲とし、肘関節部分が有効な診断を行うためのＸ線による撮像範囲となる。

【0094】

上述の説明は、肘関節を例として説明したが、その他の関節の撮像においても同様である。また、関節以外にも、動作に伴って症状が生じる診断、たとえば、頭部を動かしたときに生じるめまいの原因を特定する場合など、特定の動作を行ったときに症状が起こるような場合に、第２の実施形態の撮像方法が有効である。

【0095】

このように、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０によれば、被ばく量を低減しつつ、診断に必要な情報を容易に得ることができる。たとえば、撮像時において、被検体Ｑが無理な姿勢を維持したり、長時間痛みを我慢したりして撮像することを回避できる。光学カメラ６７で被検体Ｑの様子を観察しているので、たとえば、従来のように、撮像中に有効な診断が行える可能性のある姿勢を特定し、その姿勢のための動作を何度も被検体Ｑに行ってもらう必要がない。医師等は、読影時に再構成画像とカメラ画像とを同じ時間で停止させたり、スロー再生したりして、その前後の動きを動画で観察することで、被検体Ｑの体位を特定し、動作に異常がある箇所を集中して読影できる。

【0096】

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１の実施形態と同じ構成を備え、光学カメラ６７の撮像範囲をＸ線の撮像範囲が移動して撮像する場合に関する。第２の実施形態では、Ｘ線での撮像範囲を固定した状態で撮像する例を示したが、光学カメラ６７の撮像範囲内を、Ｘ線の撮像範囲を移動させるように、Ｘ線ＣＴ装置１０を構成してもよい。

【0097】

たとえば、嚥下障害などの病態を評価する場合、造影剤が含まれる食べ物等が、口腔内から咽頭を通り、食道を経て胃に移動するすべての様子を観察する必要がある。従来、このような観察を行う場合は、口から胃までの広範囲を連続してＸ線撮像を行う必要があり、被ばく量が問題となっていた。

【0098】

図１３は、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における撮像を説明する図である。図１３の観察範囲が示すように、光学カメラ６７での撮像範囲を、口を含む上半身全体とし、その観察範囲内をＸ線での撮像範囲である診断範囲が移動するように撮像を行ってもよい。

【0099】

上述の通り、嚥下を観察するためには、口腔、咽頭、食道、そして胃に至る範囲をすべて観察する必要がある。一方、造影された食べ物は口腔から咽頭、食道を伝い胃へと移動してく。Ｘ線撮像により観察すべき対象は、口腔から咽頭への食べ物の送り込みや、鼻腔への逆流の有無、食道の入口に食べ物が到達した際の食道の大きさなどである。すなわち、造影された食べ物が存在するタイミングで、食べ物が存在する部位をＸ線撮像で撮像できればよい。したがって、図１３に示すように、造影された食べ物の移動に応じてＸ線の撮像範囲である診断範囲を、光学カメラ６７での撮像範囲である観察範囲内を移動させて撮像することで、被ばく量を低減しつつ、嚥下における全体の様子を並行して観察することができる。

【0100】

図１３の例では、嚥下を例として説明したが、小腸のＸ線造影撮像などにおいても適用可能である。小腸のＸ線造影撮像においても、蠕動運動により造影剤が十二指腸、空腸、回腸へ移動する様子を観察する撮像である。したがって、図１３の場合と同様に、光学カメラ６７で撮像しつつ、Ｘ線の撮像の範囲を限定し、造影剤の移動に応じて撮像範囲を移動させて撮像できる。

【0101】

第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置によれば、診断する部位が移動するような場合に、移動する範囲全体を観察しつつ、診断する部位をＸ線撮像できるため、被ばく量を低減した検査ができる。

【0102】

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第１の実施形態と同じ構成を備え、被検体Ｐに装着されたセンサにより収集される生体情報に基づいて、診断部位の撮像を実行する場合に関する。

【0103】

図１４は、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の機能構成例を示す機能ブロック図である。図１４では、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の機能構成例を示す図３とは異なる構成のみを説明し、重複する構成についての説明は省略する。図１４のＸ線ＣＴ装置１０は、図３の構成に加えてセンサ６８を有する。

【0104】

センサ６８は、被検体Ｐに装着され、被検体Ｐの随意運動に関係する生体情報を収集する。ここで、随意運動とは、被検体Ｐの意思または意図に基づく運動のことである。また、ここでの被検体Ｐの意思又は意図に基づく運動とは、被検体Ｐの大脳皮質を介した骨格筋の制御による運動のことである。具体的には、四肢、腰や首の曲げ伸ばし、咀嚼や嚥下、跳躍、発声が随意運動に含まれる。なおここで、呼吸運動は、随意運動には含めないものとする。したがって、以下の説明において運動とは、呼吸運動を含めない随意運動のことである。

【0105】

被検体Ｐに装着されるセンサ６８には、筋電計、加速度センサ、ジャイロセンサ、モーションセンサ、圧力、振動、音を検知するセンサなどのセンサ種別が含まれる。また、被検体Ｐには装着されないが、光学カメラ６７を被検体Ｐの随意運動を検出するセンサとして利用してもよい。たとえば、カメラデータに基づいて生成された３Ｄ画像データに基づいて、被検体Ｐの運動を検出してもよい。

【0106】

コンソール装置１２の処理回路８１は、図３の構成に加えて、設定機能８１７および撮像タイミング決定機能８１９を有する。設定機能８１７および撮像タイミング決定機能８１９の各機能は記憶回路８２に格納されたプログラムを処理回路８１が実行することによって実現される機能である。

【0107】

設定機能８１７は、ユーザによる撮像対象部位の入力を受け付け、入力された撮像対象部位に対応付けされた検知対象部位を特定する。ここで、撮像対象部位とは、Ｘ線撮像の対象となる部位のことであり、検知対象部位とは、センサ６８による生体情報の収集対象となる撮像対象部位とは異なる部位のことである。以下の説明では、撮像対象部位のことを「第１部位」、検知対象部位のことを「第２部位」と称する。なお、第２部位は、第１部位とは異なる部位には限定されない。たとえば、第１部位と第２部位とは領域が一部重なっている状態、あるいは、包含関係にあってもよい。

【0108】

また、設定機能８１７は、第２の部位に基づいて被検体Ｐに取り付けるセンサ種別を特定する。設定機能８１７におけるセンサ種別の特定は、ユーザによる検知対象部位（第２部位）の入力に基づいて実行されてもよいし、ユーザが入力した撮像対象部位に基づいて特定された第２部位に基づいて特定されてもよい。

【0109】

なお、設定機能８１７における第１部位、第２部位およびセンサ種別は、後述の設定情報記憶回路８２９に記憶された部位組合せ情報およびセンサ種別情報に基づいて特定される。また、設定機能８１７は、第２部位に取り付けるセンサ種別やセンサの取付け位置をディスプレイ８４に表示し、検査技師等のユーザに提示してもよい。

【0110】

撮像タイミング決定機能８１９は、センサ６８からの生体情報を解析し、当該生体情報の変化に基づいて被検体Ｐの運動を検知し、検知した運動のタイミングに応じて第１部位の撮像タイミングを決定する。撮像タイミング決定機能８１９は、決定された撮像タイミングでスキャンコントローラ２３に撮像指示を送信する。

【0111】

なお、センサ６８で検出される生体情報には、第１の実施形態と同様に、時間情報が付与され、同じ時間に撮像されたＣＴ画像データと光学画像データと関連付けされて記憶回路８２に記憶されてもよい。

【0112】

コンソール装置１２の記憶回路８２は、図３の構成に加えて、設定情報記憶回路８２９を有する。設定情報記憶回路８２９は、記憶回路８２における記憶領域としてそれぞれ構成されてもよいし、記憶回路８２とは別の記憶回路により構成されてもよい。

【0113】

設定情報記憶回路８２９は、部位組合せ情報およびセンサ種別情報を有する。部位組合せ情報は、第１部位と第２部位との組をデータ単位とするテーブルである。即ち、部位組合せ情報は、撮像対象部位である第１部位と検知対象部位である第２部位との組合せを規定している。部位組合せ情報については後述の図１６で詳細に説明する。

【0114】

センサ種別情報は、第２部位と第２部位における生体情報を検知するセンサ種別とを関連付けた情報である。また、センサ種別情報は、センサの取付け位置やセンサにより検知される運動の種類、センサが運動を検知する際の閾値情報（タイミング情報）を含んでもよい。センサ種別情報については後述の図１７で詳細に説明する。

【0115】

図１５は、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図１６および図１７を参照しつつ、図１５に示すフローチャートのステップ番号に従って第４の実施形態のＸ線ＣＴ装置１０の動作を説明する。

【0116】

ステップＳＴ４０１において、ユーザは、入力回路８３を介して、撮像対象部位（第１部位）を入力する。

【0117】

ステップＳＴ４０３において、設定機能８１７は、撮像対象部位（第１部位）の入力を受け付け、設定情報記憶回路８２９に記憶された部位組合せ情報を参照し、第１部位に対応する検知対象部位（第２部位）を特定する。なお、第１部位に対応する第２部位が複数ある場合、設定機能８１７は、第２部位の候補をディスプレイ８４に表示し、第２部位をユーザに選択させてもよい。

【0118】

図１６は、部位組合せ情報を説明する表である。部位組合せ情報は、第１部位と第２部位との組合せを規定している。図１６の表の左側の列は、第１部位に該当する部位を示し、表の右側の列は、第２部位に該当する部位を示している。たとえば、表の第２行目において、左側の第１部位は、「肘関節」、右側の第２部位は、「上腕部」である。第３行目において、左側の第１部位は、「股関節」、右側の第２部位は、「大腿部」である。第４行目において、左側の第１部位は、「食道」、右側の第２部位は、「咽頭部」である。

【0119】

たとえば、ユーザが第１部位として「肘関節」を入力した場合、設定機能８１７は、「上腕部」が第２部位であることを特定する。

【0120】

以上が、部位組合せ情報の説明である。図１５に戻って、フローチャートの説明を続ける。

【0121】

ステップＳＴ４０５において、設定機能８１７は、設定情報記憶回路８２９に記憶されたセンサ種別情報を参照し検知対象部位（第２部位）におけるセンサ種別を特定する。なお、設定機能８１７は、ユーザが入力した第２部位に基づいてセンサ種別を特定してもよい。

【0122】

ステップＳＴ４０７において、設定機能８１７は、センサ種別および検知対象部位（第２部位）におけるセンサ取付け位置を表示する。

【0123】

図１７は、センサ種別情報を説明する表である。センサ種別情報は、第２部位と第２部位におけるセンサ種別との対応関係を規定している。図１７に示すセンサ種別テーブルの第１列目は、左から順に、第２部位（検知対象部位）、センサ種別、取付け位置、検知する運動、タイミング情報を示す。

【0124】

センサ種別は、光学カメラ６７を含むセンサ６８の種類のことである。取付け位置は、センサ６８を取り付ける被検体Ｐの部位のことである。なお、センサ取付け位置は、第２部位と同じであってもよいし、第２部位の一部であってもよい。検知する運動は、センサ６８が検出した生体情報に基づいて撮像タイミング決定機能８１９が判定可能な運動の種類のことである。タイミング情報は、運動の開始や運動中を示す生体情報の変化のことであり、たとえば、センサ６８の出力信号における閾値情報である。

【0125】

たとえば、センサ種別テーブルの第２列目において、第２部位が「上腕部」である場合、センサ種別は、「筋電計」、取付け位置は「上腕二頭筋」、検知する運動は、「肘関節の屈曲」、タイミング情報は、筋電計の数値が「ＸμＶ（マイクロボルト）／sec（秒）以上」である。タイミング情報は、生体情報である筋電計の数値がＸμＶ／sec以上となるタイミングで、肘関節の屈曲という運動が開始されることを示している。

【0126】

また、センサ種別テーブルの第３列目において、第２部位が「上腕部」である場合、センサ種別は、「筋電計」、取付け位置は「上腕三頭筋」、検知する運動は、「肘関節の伸展」、タイミング情報は、筋電計の数値が「ＹμＶ／sec以上」である。タイミング情報は、生体情報である筋電計の数値がＹμＶ／sec以上となるタイミングで、肘関節の伸展という運動が開始されることを示している。

【0127】

このように、第２部位やセンサ種別が同じであっても、検知する運動に応じてセンサの取付け位置が異なる場合がある。たとえば、検知する運動が「肘関節の屈曲」の場合は、センサの取付け位置は「上腕二頭筋」だが、検知する運動が「肘関節の伸展」の場合は、「上腕三頭筋」である。したがって、第２部位に関連付けされたセンサ種別、取付け位置および検知する運動を一覧でディスプレイ８４に表示し、ユーザが被検体Ｐの検査に適合する組合せを選択できるようにＸ線ＣＴ装置１０の各部を構成してもよい。

【0128】

なお、ユーザは、複数のセンサ種別またはセンサの取付け位置を選択してもよい。また、設定機能８１７は、被検体Ｐの撮像に関連する検査情報やカルテ情報などの他の被検体情報に基づいて、センサ種別、取付け位置および検知する運動を特定してもよい。

【0129】

このように、設定機能８１７において特定されたセンサ種別および取付け位置は、ディスプレイ８４に表示される。センサ６８は、Ｘ線ＣＴ装置１０に予め設置されている装置ではなく、検査ごとに検査技師等のユーザが準備しなければならない。また、同じセンサ６８を利用する場合であっても、検出する運動に応じてセンサ６８の取付け位置は様々であるため、センサ種別および取付け位置が検査技師等のユーザに提示されることで、ユーザは、センサ６８の準備や被検体Ｐへのセンサ６８の取付けを容易に行うことができる。

【0130】

以上が、センサ種別情報の説明である。図１５に戻って、フローチャートの説明を続ける。

【0131】

ステップＳＴ４０９において、被検体Ｐに装着されたセンサ６８において生体情報の収集が開始される。

【0132】

ステップＳＴ４１１において、撮像タイミング決定機能８１９は、センサ６８で収集された生体情報を解析し、検知する運動に応じたタイミング情報に基づいて生体情報の変化を判定し、被検体Ｐの運動を特定する。撮像タイミング決定機能８１９は、生体情報の変化に基づいて被検体Ｐの運動の開始タイミングを特定すると、スキャンコントローラ２３に撮像指示を送信する。

【0133】

ステップＳＴ４１３において、スキャンコントローラ２３は、被検体Ｐの第１部位の撮像を実行し、第１部位のＣＴ画像を取得する。

【0134】

以上が第４の実施形態におけるフローチャートの説明である。以下、図１８を用いて、被検体Ｐの運動の開始タイミングの判定方法を説明する。

【0135】

図１８は、生体情報に基づく運動の開始タイミングの判定方法の一例を説明する模式図である。図１８の左側は、被検体Ｐにおける様々なセンサ６８の取付け位置を示している。図１８の右側は、被検体Ｐの膝関節に取り付けられた加速度センサ６８ｇに基づいて、膝関節の稼働タイミングを特定する方法を説明する場合を示している。

【0136】

図１８の左側に示す被検体Ｐには、６８ａ〜６８ｈの８個の取付け位置が示されている。センサ６８ａは、被検体Ｐの頸部に取り付けられたセンサである。たとえば、被検体Ｐの嚥下を検知する場合、センサ６８ａは、音や振動を検知するセンサや集音マイクである。撮像タイミング決定機能８１９は、被検体Ｐが物を飲み込んだ時の振動や音を特定の周波数又は音の大きさに基づいて特定する。第３の実施形態で説明したように、撮像タイミング決定機能８１９が特定したタイミングをトリガとして、食べ物の移動に合わせて撮像部位を移動させてもよい。

【0137】

また、センサ６８ｂ、６８ｄ、６８ｅ、６８ｆ、６８ｇ、６８ｈは、腕部や脚部に取り付けられ、腕や足の運動を検知する筋電計やジャイロセンサまたは加速度センサなどのモーションセンサである。また、センサ６８ｃは、腰部に取り付けられ、腰部の屈曲を検知する筋電計である。

【0138】

なお、センサ６８の取付け位置は、図１８の態様には限定されない。たとえば、頸部の動きを観察する場合は、頭部にジャイロセンサや加速度センサなどのモーションセンサを取り付けてもよい。また、１つの第２部位に対して複数種類のセンサ６８を取り付けてもよいし、同一種別のセンサ６８を複数の異なる位置に取り付けてもよい。

【0139】

図１８の左側は、被検体Ｐの膝に取り付けられた加速度センサによって得られる生体情報の変化に基づいて被検体Ｐの膝の運動の開始タイミングを特定する場合を例示している。図１８の左側のグラフは、センサ６８ｇのセンサ出力を示している。たとえば、被検体Ｐが足を着地した時の膝関節の状態を撮像する場合、生体情報のグラフに示す矢印の位置が膝関節に一番加重がかかるタイミングとなる。撮像タイミング決定機能８１９は、センサ６８ｇで検知される生体情報を解析し、このタイミングを膝関節の稼働タイミングとして検出し、スキャンコントローラ２３に撮像指示を送信する。

【0140】

なお、足を着地した時の膝関節の状態を撮像する場合のセンサ６８の取付け位置は、膝関節には限定されない。第１の部位である膝関節とは異なる位置、例えば、足首に加速度センサなどのセンサ６８を取付けてもよい。

【0141】

また、撮像期間は、膝関節の稼働タイミングを中心とした所定の期間であってもよい。また、撮像タイミング決定機能８１９は、センサ６８の出力が所定の閾値以上である期間中、撮像を実行するようにスキャンコントローラ２３を制御してもよい。ここで、所定の閾値とは、たとえば、センサ種別テーブルのタイミング情報に規定されている閾値情報である。

【0142】

第４の実施形態では、センサ６８で検知された生体情報がＸ線ＣＴ装置１０に入力され、撮像タイミング決定機能８１９が生体情報を解析し、運動を検出する場合を説明した。しかしながら、撮像タイミング決定機能８１９が生体情報を解析し、運動を検出する態様には限定されない。たとえば、プロセッサやメモリを備えたセンサ６８が生体情報を解析して運動を検出し、検出された運動を通知する信号をＸ線ＣＴ装置１０に入力してもよい。

【0143】

このように、第４の実施形態では、被検体Ｐの医用画像に加えて被検体Ｐの生体情報を併せて収集でき、被検体Ｐの運動を多角的に解析することができる。また、生体情報の変化に基づいて撮像の開始タイミングを決定することができるため、撮像を自動化することができ、運動を検知してから撮像の実行までのタイムラグを減らすことができる。さらに、生体情報に基づいて撮像タイミングを決定することは、撮像時間の短縮にもつながり、被ばく量を低減することができる。

【0144】

また、第４の実施形態は、第１乃至第３の実施形態と組合せることもできる。即ち、光学カメラ６７で被検体Ｐの外観画像を収集しつつ、センサ６８で生体情報を取得し、所望の運動を撮像したＣＴ画像が取得されるよう、Ｘ線ＣＴ装置１０の各部を構成してもよい。また、この場合、ＣＴ画像データ、カメラデータおよび生体情報は、夫々同一の時間情報に基づいて関連付けされて記憶回路８２に保存される。

【0145】

上述の実施形態は、医用画像診断装置としてＸ線ＣＴ装置を用いる例を示したが、これに限定されるものではない。医用画像診断装置として、たとえば、ＭＲＩ装置も適用できる。Ｘ線ＣＴ装置に替えて、ＭＲＩ装置を適用する場合は、Ｘ線による撮像範囲に替えて、磁気共鳴信号による撮像範囲となる。また、医用画像診断装置として、ＣアームやΩアームを備えたＸ線アンギオ装置や歯科用Ｘ線ＣＴ装置などにも適用可能である。

【0146】

以上述べた少なくともひとつの実施形態の医用画像診断装置によれば、広域性およびリアルタイム性を担保しつつ、被ばく量が低減された撮像をすることが可能となる。

【0147】

請求項の用語と実施形態との対応関係は、たとえば以下の通りである。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。

【0148】

処理回路８１のインデックス管理機能８１５は、請求項記載の選択部の一例である。処理回路８１の設定機能８１７は、請求項記載の設定部の一例である。また、センサ６８及び光学カメラ６７は、請求項記載の検知部の一例である。記憶回路８２は、請求項記載の記憶部の一例である。スキャナ装置１１は、請求項記載の撮像部の一例である。ディスプレイ８４は、請求項記載の表示部の一例である。

【0149】

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。

【符号の説明】

【0150】

１０…Ｘ線ＣＴ装置
１１…スキャナ装置
１２…コンソール装置
６５…Ｘ線検出器
６７…光学カメラ
８１…処理回路
８２…記憶回路
８３…入力回路
８４…ディスプレイ
８２１…投影データ記憶回路
８２３…再構成画像記憶回路
８２５…カメラデータ記憶回路
８２７…処理データ記憶回路
８１１…画像再構成機能
８１３…データ処理機能
８１５…インデックス管理機能

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】