(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024124758
(43)【公開日】2024-09-13
(54)【発明の名称】核医学診断装置、制御方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01T 1/161 20060101AFI20240906BHJP
A61B 6/03 20060101ALI20240906BHJP
【ＦＩ】
G01T1/161 A
A61B6/03 330B
A61B6/03 377
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023032653
(22)【出願日】2023-03-03
(71)【出願人】
【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】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】潟山 一樹
(72)【発明者】
【氏名】山田 泰誠
【テーマコード（参考）】
4C093
4C188
【Ｆターム（参考）】
4C093AA22
4C093AA30
4C093CA34
4C093FA06
4C093FA18
4C093FA53
4C093FF16
4C188EE02
4C188FF07
4C188GG19
4C188GG21
4C188KK09
4C188KK15
4C188KK35
4C188LL08
(57)【要約】
【課題】ＣＴ撮影時における被検体の被爆線量低減とＣＴ画像の画質の維持とを可能とすること。
【解決手段】本実施形態に係る核医学診断装置は、収集部と、推定部と、決定部とを備える。収集部は、核医学データを収集する。推定部は、核医学データに基づいて、被検体の形状を推定する。決定部は、推定された形状に基づいて、ＣＴスキャンにおける管電流を決定する。
【選択図】図１
【解決手段】本実施形態に係る核医学診断装置は、収集部と、推定部と、決定部とを備える。収集部は、核医学データを収集する。推定部は、核医学データに基づいて、被検体の形状を推定する。決定部は、推定された形状に基づいて、ＣＴスキャンにおける管電流を決定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
核医学データを収集する収集部と、
前記核医学データに基づいて、被検体の形状を推定する推定部と、
前記形状に基づいて、ＣＴスキャンにおける管電流を決定する決定部と、
を備える核医学診断装置。
前記核医学データに基づいて、被検体の形状を推定する推定部と、
前記形状に基づいて、ＣＴスキャンにおける管電流を決定する決定部と、
を備える核医学診断装置。
【請求項2】
前記推定部は、前記核医学データを再構成することで得られた核医学再構成データに基づいて、前記形状を推定する、
請求項１に記載の核医学診断装置。
請求項１に記載の核医学診断装置。
【請求項3】
前記推定部は、前記核医学データをＴＯＦの時間差情報に基づきプロットした核医学プロットデータから前記形状を推定する、
請求項１に記載の核医学診断装置。
請求項１に記載の核医学診断装置。
【請求項4】
前記推定部は、前記被検体が載置される寝台の当該被検体の体軸方向の位置毎に、当該被検体の体厚を推定し、
前記決定部は、前記被検体の撮影部位と、推定された前記体厚とに基づいて、前記管電流を決定する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の核医学診断装置。
前記決定部は、前記被検体の撮影部位と、推定された前記体厚とに基づいて、前記管電流を決定する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項5】
前記被検体のＣＴ撮影の撮影位置を決めるためのスキャノ撮影で得られた位置決め画像を取得する取得部を更に備え、
前記決定部は、前記形状と、前記位置決め画像とに基づいて、前記ＣＴスキャンにおける前記管電流を決定する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の核医学診断装置。
前記決定部は、前記形状と、前記位置決め画像とに基づいて、前記ＣＴスキャンにおける前記管電流を決定する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項6】
前記推定部は、前記位置決め画像に撮影を行っていない方向がある場合、前記核医学データに基づいて、当該位置決め画像の当該方向における前記被検体の体輪郭を抽出するための情報を補間し、抽出した前記体輪郭から前記形状を推定する、
請求項５に記載の核医学診断装置。
請求項５に記載の核医学診断装置。
【請求項7】
前記収集部は、本スキャンの収集よりも短時間で前記核医学データの収集を行う、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の核医学診断装置。
請求項１乃至３の何れか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項8】
核医学診断装置の制御方法であって、
核医学データを収集する収集ステップと、
前記核医学データに基づいて、被検体の形状を推定する推定ステップと、
前記形状に基づいて、ＣＴスキャンにおける管電流を決定する決定ステップと、
を含む核医学診断装置の制御方法。
核医学データを収集する収集ステップと、
前記核医学データに基づいて、被検体の形状を推定する推定ステップと、
前記形状に基づいて、ＣＴスキャンにおける管電流を決定する決定ステップと、
を含む核医学診断装置の制御方法。
【請求項9】
コンピュータに、
核医学データを収集する収集ステップと、
前記核医学データに基づいて、被検体の形状を推定する推定ステップと、
前記形状に基づいて、ＣＴスキャンにおける管電流を決定する決定ステップと、
を実行させるプログラム。
核医学データを収集する収集ステップと、
前記核医学データに基づいて、被検体の形状を推定する推定ステップと、
前記形状に基づいて、ＣＴスキャンにおける管電流を決定する決定ステップと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書及び図面に開示の実施形態は、核医学診断装置、制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置やＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置等のＸ線診断装置が用いられている。また、ＰＥＴ装置とＣＴ装置とを一体的に備えたＸ線診断装置（以下、ＰＥＴ－ＣＴ装置）が存在している。
【0003】
係るＰＥＴ－ＣＴ装置では、ＣＴ撮影において、被検体の被爆線量の低減とＣＴ画像の画質の維持とを目的として、ＣＴ撮影時の管電流を被検体の体厚に応じて変調させるＡＥＣ（Auto Exposure Control）機能が使用されることがある。
【0004】
ところで、ＡＥＣ機能を使用するためには、管電流算出の基となるデータが必要である。このため、従来はスキャノ等の位置決めＣＴ撮影を実施して管電流算出の基となるデータを取得していた。ただし、位置決めＣＴ撮影前は体厚を求めることができないため、位置決めＣＴ撮影については、固定の管電流で実施されることが一般的である。
【0005】
固定の管電流で位置決めＣＴ撮影を行うと、体厚が薄い部分も厚い部分も同じ管電流で被検体にＸ線の照射が行われることになる。このため、位置決めＣＴ撮影では、被検体の被爆量を低減させることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第４３８７６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、ＣＴ撮影における被検体の被爆線量低減とＣＴ画像の画質の維持とを可能とする核医学診断装置、制御方法及びプログラムを提供することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態に係る核医学診断装置は、収集部と、推定部と、決定部とを備える。収集部は、核医学データを収集する。推定部は、核医学データに基づいて、被検体の形状を推定する。決定部は、推定された形状に基づいて、ＣＴスキャンにおける管電流を決定する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る核医学診断装置、制御方法及びプログラムの実施形態を説明する。
【0011】
図１は、本実施形態に係るＰＥＴ－ＣＴ装置１の構成を示す図である。ＰＥＴ－ＣＴ装置１は、核医学診断装置の一例である。図１に示すように、ＰＥＴ－ＣＴ装置１は、ＰＥＴガントリ１０、ＣＴガントリ３０、寝台５０及びコンソール７０を有する。典型的には、ＰＥＴガントリ１０、ＣＴガントリ３０、及び寝台５０は、共通の検査室に設置される。コンソール７０は、検査室に隣接する制御室に設置される。
【0012】
ＰＥＴガントリ１０は、被検体ＰをＰＥＴスキャンするための撮影装置である。ＣＴガントリ３０は、被検体ＰをＣＴスキャンするための撮影装置である。寝台５０は、撮影対象の被検体Ｐを載置する天板５３を移動自在に支持する。コンソール７０は、ＰＥＴガントリ１０、ＣＴガントリ３０及び寝台５０などを制御するコンピュータである。
【0013】
ＰＥＴガントリ１０は、例えば、複数のＰＥＴ検出器リング、信号処理回路１３、同時計数回路１５、及びリング移動機構１６を有する。図１では、１つのＰＥＴ検出器リング１１が示されているが、実際のＰＥＴガントリ１０には、被検体Ｐを載置する天板５３が挿入されるボア２０内の中心軸方向（Ｚ方向）に沿って天板５３に対して相対的に移動可能な複数のＰＥＴ検出器リングが搭載される。
【0014】
信号処理回路１３及び同時計数回路１５は、例えば、複数のＰＥＴ検出器リング各々に対して設けられる。リング移動機構１６は、複数のＰＥＴ検出器リング各々を、ボア２０の中心軸方向（Ｚ方向）に沿って移動可能に支持する。なお、ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０とは、同一の筐体に収められてもよい。
【0015】
ＰＥＴ検出器リング１１は、中心軸Ｚ回りの円周上に配列された複数のガンマ線検出器１７を有する。ガンマ線検出器１７は、ＰＥＴ検出器とも称される。ＰＥＴ検出器リング１１の開口部には、画像視野（ＦＯＶ：Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ）が設定される。画像視野に被検体Ｐの撮影部位が含まれるように、被検体Ｐが位置決めされる。
【0016】
被検体Ｐには陽電子放出核種により標識された薬剤が投与される。陽電子放出核種から放出された陽電子は周囲の電子と対消滅する。対消滅により、一対の対消滅ガンマ線が発生される。ガンマ線検出器１７は、被検体Ｐの体内から放出された対消滅ガンマ線を検出する。ガンマ線検出器１７は、検出された対消滅ガンマ線の光量に応じた電気信号を生成する。
【0017】
例えば、ガンマ線検出器１７は、複数のシンチレータと複数の光電子増倍管とを有する。シンチレータは、被検体Ｐ内の放射性同位元素に由来する対消滅ガンマ線を受けて、シンチレーション光を発生する。光電子増倍管は、シンチレーション光の光量に応じた電気信号を発生する。発生された電気信号は、信号処理回路１３に供給される。
【0018】
信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７から出力された電気信号に基づいてシングルイベントデータを生成する。具体的には、信号処理回路１３は、当該電気信号に対して、例えば、検出時刻計測処理、位置計算処理、及びエネルギー計算処理を施す。
【0019】
信号処理回路１３は、検出時刻計測処理、位置計算処理、及びエネルギー計算処理を実行可能に構成された特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）により実現される。
【0020】
検出時刻計測処理において信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７によるガンマ線の検出時刻を計測する。具体的には、信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７からの電気信号の波高値をモニタリングし、波高値が予め設定された閾値を超える時刻を検出時刻として計測する。
【0021】
換言すれば、信号処理回路１３は、波高値が閾値を超えたことを検知することにより、電気的に対消滅ガンマ線を検出する。位置計算処理において信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７からの電気信号に基づいて、対消滅ガンマ線の入射位置を計算する。対消滅ガンマ線の入射位置は、対消滅ガンマ線が入射したシンチレータの位置座標に対応する。エネルギー計算処理において信号処理回路１３は、ガンマ線検出器１７からの電気信号に基づいて、検出した対消滅ガンマ線のエネルギー値を計算する。
【0022】
シングルイベントに関する検出時刻のデータと位置座標のデータとエネルギー値のデータとは関連付けられる。シングルイベントに関するエネルギー値のデータと位置座標のデータと検出時刻のデータとの組合せは、シングルイベントデータと呼ばれている。シングルイベントデータは、対消滅ガンマ線が検出される毎に次々に生成される。生成されたシングルイベントデータは、同時計数回路１５に供給される。
【0023】
同時計数回路１５は、信号処理回路１３からのシングルイベントデータに対して、同時計数処理を施す。ハードウェア資源としては、同時計数回路１５は、同時計数処理を実行可能に構成されたＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現される。
【0024】
同時計数処理において同時計数回路１５は、繰り返し供給されるシングルイベントデータの中から、予め定められた時間枠内に収まる２つのシングルイベントに関するシングルイベントデータを繰り返し特定する。この対のシングルイベントは、同一の対消滅点から発生された対消滅ガンマ線に由来すると推定される。対のシングルイベントは、まとめて同時計数イベントと呼ばれる。
【0025】
この対消滅ガンマ線を検出した対のガンマ線検出器１７（より詳細にはシンチレータ）を結ぶ線は、ＬＯＲ（Ｌｉｎｅ Ｏｆ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）と呼ばれる。ＬＯＲを構成する対のイベントに関するイベントデータは、同時計数イベントデータと呼ばれる。同時計数イベントデータとシングルイベントデータとは、コンソール７０に伝送される。
【0026】
また、同時計数イベントデータは、ＰＥＴ画像を再構成する際に使用される。以下、同時計数イベントデータをＰＥＴ生データともいう。ＰＥＴ生データは、核医学データの一例である。
【0027】
なお、上記構成において信号処理回路１３と同時計数回路１５とは、ＰＥＴガントリ１０に含まれるとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、同時計数回路１５、又は信号処理回路１３と同時計数回路１５との双方が、ＰＥＴガントリ１０とは別体の装置に含まれてもよい。また、同時計数回路１５は、ＰＥＴガントリ１０に搭載される複数の信号処理回路１３に対して一つ設けられてもよいし、ＰＥＴガントリ１０に搭載される複数の信号処理回路１３を複数のグループに区分し、各グループに対して一つ設けられてもよい。
【0028】
リング移動機構１６は、複数のＰＥＴ検出器リングを、後述の処理回路７３における撮影制御機能７３３による制御の下で、ボア２０の中心軸方向（Ｚ方向）に沿って移動させる。リング移動機構１６は、例えば、複数のＰＥＴ検出器リングを、ボア２０の中心軸方向（Ｚ方向）に沿って移動可能に支持するリング支持機構と、リング支持機構において複数のＰＥＴ検出器リングを移動させる移動機構と、当該移動部を駆動させる駆動機構とを有する。
【0029】
リング支持機構は、例えば、ボア２０の中心軸方向（Ｚ方向）に沿ってＰＥＴガントリ１０に配置された直動軸受により実現される。リング支持機構の実現手段は、直動軸受けに限定されず、既知の各種軸受け等が適宜利用可能である。直動軸受けのレールは、ボア２０の中心軸方向（Ｚ方向）に沿って、ＰＥＴガントリ１０における固定フレームに設けられる。また、直動軸受けにおいて、レール上を走行するブロックは、複数のＰＥＴ検出器リング各々をリング状に保つ支持フレームを搭載する。
【0030】
移動機構は、複数のＰＥＴ検出器リングに対応する複数のラックアンドピニオンにより実現される。移動機構の実現手段は、ラックアンドピニオンに限定されず、ボールねじなど既知の装置が適宜利用可能である。複数のラックアンドピニオンにおける複数のラックギアは、ボア２０の中心軸方向（Ｚ方向）に沿って配置され、複数のＰＥＴ検出器リングに対応する複数の保持フレームにそれぞれ接続される。
【0031】
複数のピニオンギアは、複数のラックギアにそれぞれ勘合する。ピニオンギアには、例えば、ピニオンギアの回転数を計測するロータリーエンコーダが設けられてもよい。このとき、ロータリーエンコーダからに出力は、処理回路７３へ出力される。
【0032】
駆動機構は、例えばモータにより実現される。モータの回転軸は、例えば、各種のギアを介してピニオンギアに接続される。なお、ピニオンギアにロータリーエンコーダが設けられていない場合、モータの回転軸又は各種ギアには、例えば、当該回転軸の回転数を計測するロータリーエンコーダが設けられてもよい。
【0033】
このとき、ロータリーエンコーダからに出力は、処理回路７３へ出力される。モータは、撮影制御機能７３３による制御信号に従って、駆動する。モータの回転によりピニオンギアが回転することで、ボア２０の中心軸方向（Ｚ方向）に沿ってラックギアが移動する。ラックギアの移動により複数のＰＥＴ検出器リングは、ボア２０の中心軸方向（Ｚ方向）に沿って移動する。
【0034】
図１に示すように、ＣＴガントリ３０は、ＣＴ撮影機構を有する。ＣＴ撮影機構は、被検体Ｐに対してＣＴスキャンを行う。なお、ＣＴ撮影機構は、Ｘ線によるスキャノ撮影等の位置決め撮影を、被検体Ｐに対して行ってもよい。ＣＴ撮影機構は、Ｘ線管３１、Ｘ線検出器３２、回転フレーム３３、Ｘ線高電圧装置３４、ＣＴ制御装置３５、ウェッジ３６、コリメータ３７及びＤＡＳ３８を有する。
【0035】
Ｘ線管３１は、Ｘ線を発生する。具体的には、Ｘ線管３１は、熱電子を発生する陰極と、陰極から飛翔する熱電子を受けてＸ線を発生する陽極とを保持する真空管を有する。Ｘ線管３１は、高圧ケーブルを介してＸ線高電圧装置３４に接続されている。
【0036】
陰極と陽極との間には、Ｘ線高電圧装置３４により管電圧が印加される。管電圧の印加により陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔する。陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔することにより、管電流が流れる。Ｘ線高電圧装置３４からの高電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔し、熱電子が陽極に衝突する。これにより、Ｘ線が発生される。
【0037】
Ｘ線検出器３２は、Ｘ線管３１から発生され被検体Ｐを通過したＸ線を検出する。Ｘ線検出器３２は、検出されたＸ線の線量に対応した電気信号を、ＤＡＳ３８へ出力する。Ｘ線検出器３２は、チャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列がスライス方向（列方向、ｒｏｗ方向ともいう）に複数配列された構造を有する。
【0038】
Ｘ線検出器３２は、例えば、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは、入射Ｘ線量に応じた光量の光を出力する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射面側に配置される。グリッドは、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。
【0039】
光センサアレイは、シンチレータから出力された光を、当該光の光量に応じた電気信号に変換する。光センサとしては、例えば、フォトダイオード又は光電子増倍管が用いられる。なお、Ｘ線検出器３２は、入射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（半導体検出器）により実現されてもよい。
【0040】
回転フレーム３３は、Ｘ線管３１とＸ線検出器３２とを回転軸Ｚ回りに回転可能に支持する円環状のフレームである。具体的には、回転フレーム３３は、Ｘ線管３１とＸ線検出器３２とを対向支持する。回転フレーム３３は、固定フレーム（図示せず）に回転軸Ｚ回りに回転可能に支持される。
【0041】
ＣＴ制御装置３５による制御のもとで回転フレーム３３が回転軸Ｚ回りに回転する。これにより、Ｘ線管３１とＸ線検出器３２とは、回転軸Ｚ回りに回転する。回転フレーム３３は、ＣＴ制御装置３５の駆動機構からの動力を受けて、回転軸Ｚ回りに一定の角速度で回転する。回転フレーム３３の開口部には、画像視野（ＦＯＶ）が設定される。
【0042】
なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム３３の回転軸又は寝台５０の天板５３の長手方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向、Ｚ方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向と定義する。
【0043】
Ｘ線高電圧装置３４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有する。また、Ｘ線高電圧装置３４は、Ｘ線管３１に印加する高電圧及びＸ線管３１に供給するフィラメント電流を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管３１が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。
【0044】
高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。Ｘ線高電圧装置３４は、ＣＴガントリ３０内の回転フレーム３３に設けられてもよいし、ＣＴガントリ３０内の固定フレーム（図示しない）に設けられても構わない。
【0045】
ウェッジ３６は、被検体Ｐに照射されるＸ線の線量を調節する。具体的には、ウェッジ３６は、Ｘ線管３１から被検体Ｐへ照射されるＸ線の線量が予め定められた分布になるように、Ｘ線を減衰する。例えば、ウェッジ３６としては、ウェッジフィルタ（ｗｅｄｇｅ ｆｉｌｔｅｒ）やボウタイフィルタ（ｂｏｗ－ｔｉｅ ｆｉｌｔｅｒ）などのアルミニウム等の金属板が用いられる。
【0046】
コリメータ３７は、ウェッジ３６を透過したＸ線の照射範囲を限定する。コリメータ３７は、Ｘ線を遮蔽する複数の鉛板をスライド可能に支持し、複数の鉛板により形成されるスリットの形態を調節する。
【0047】
ＤＡＳ（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：データ収集システム）３８は、Ｘ線検出器３２により検出されたＸ線の線量に応じた電気信号を、Ｘ線検出器３２から読み出す。ＤＡＳ３８は、読み出した電気信号を可変の増幅率で増幅する。次いで、ＤＡＳ３８は、増幅された電気信号をビュー期間に亘り積分することで、当該ビュー期間に亘るＸ線の線量に応じたデジタル値を有するＣＴ生データ（例えば、サイノグラム）を収集する。
【0048】
ＤＡＳ３８は、例えば、ＣＴ生データを生成可能な回路素子を搭載したＡＳＩＣにより実現される。ＣＴ生データは、非接触データ伝送装置等を介してコンソール７０に伝送される。
【0049】
ＣＴ制御装置３５は、コンソール７０の処理回路７３の撮影制御機能７３３により、ＣＴスキャンを実行するために、Ｘ線高電圧装置３４やＤＡＳ３８などを制御する。
【0050】
ＣＴ制御装置３５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央処理装置）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ－Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：マイクロプロセッサ）等のプロセッサとＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリとを有する。また、ＣＴ制御装置３５は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤなどにより実現されてもよい。
【0051】
なお、ＣＴガントリ３０は、Ｘ線発生部とＸ線検出部とが一体として被検体Ｐの周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ－Ｔｙｐｅ（第３世代ＣＴ）、リング状にアレイされた多数のＸ線検出素子が固定され、Ｘ線発生部のみが被検体Ｐの周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ－Ｔｙｐｅ（第４世代ＣＴ）等の様々なタイプがあり、何れのタイプでも一実施形態へ適用可能である。
【0052】
図１に示すように、寝台５０は、スキャン対象の被検体Ｐを載置し、載置された被検体を移動させる。寝台５０は、ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０とで共有される。
【0053】
寝台５０は、基台５１、支持フレーム５２、天板５３及び寝台駆動装置５４を備える。基台５１は、床面に設置される。基台５１は、支持フレーム５２を、床面に対して垂直方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する筐体である。支持フレーム５２は、基台５１の上部に設けられるフレームである。支持フレーム５２は、天板５３を中心軸Ｚに沿ってスライド可能に支持する。天板５３は、被検体Ｐが載置される柔軟性を有する板である。
【0054】
寝台駆動装置５４は、寝台５０の筐体内に収容される。寝台駆動装置５４は、被検体Ｐが載置された支持フレーム５２と天板５３とを移動させるための動力を発生するモータ又はアクチュエータである。寝台駆動装置５４は、コンソール７０等による制御に従い作動する。
【0055】
ＰＥＴガントリ１０とＣＴガントリ３０とは、ＰＥＴガントリ１０の開口の中心軸ＺとＣＴガントリ３０の開口の中心軸Ｚとが略一致するように配置される。天板５３の長軸がＰＥＴガントリ１０及びＣＴガントリ３０の開口の中心軸Ｚに平行するように寝台５０が配置される。
【0056】
ＣＴガントリ３０及びＰＥＴガントリ１０は、例えば、寝台５０に近い方からＣＴガントリ３０及びＰＥＴガントリ１０の順番に設置される。以下では、ＰＥＴガントリ１０でＰＥＴスキャンを行った後、ＣＴガントリ３０でＣＴスキャンを行う例を説明するが、ＣＴスキャンとＰＥＴスキャンとの実行順序は逆順であってもよい。
【0057】
コンソール７０は、ＰＥＴデータメモリ７１、ＣＴデータメモリ７２、処理回路７３、ディスプレイ７４、メモリ７５及び入力インタフェース７６を有する。例えば、ＰＥＴデータメモリ７１、ＣＴデータメモリ７２、処理回路７３、ディスプレイ７４、メモリ７５及び入力インタフェース７６間のデータ通信は、バス（ｂｕｓ）を介して行われる。
【0058】
ＰＥＴデータメモリ７１は、ＰＥＴガントリ１０から伝送されたシングルイベントデータ及びＰＥＴ生データを記憶する記憶装置である。ＰＥＴデータメモリ７１は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。
【0059】
ＣＴデータメモリ７２は、ＣＴガントリ３０から伝送されたＣＴ生データを記憶する記憶装置である。ＣＴデータメモリ７２は、ＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。
【0060】
処理回路７３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路７３は、当該メモリから読み出した各種プログラムの実行により、再構成機能７３１、画像処理機能７３２、撮影制御機能７３３、推定機能７３４、決定機能７３５、及び表示制御機能７３６を実現する。すなわち、処理回路７３は、メモリからプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサに相当する。
【0061】
換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路７３は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。なお、再構成機能７３１、画像処理機能７３２、撮影制御機能７３３、推定機能７３４、決定機能７３５、及び表示制御機能７３６は、一の基板の処理回路７３により実装されてもよいし、複数の基板の処理回路７３により分散して実装されてもよい。
【0062】
ここで、撮影制御機能７３３は、収集部の一例である。また、推定機能７３４は、推定部の一例である。決定機能７３５は、決定部の一例である。
【0063】
再構成機能７３１は、ＰＥＴ生データに基づいて、被検体Ｐに投与された陽電子放出核種の分布を示すＰＥＴ画像を再構成する。ＰＥＴ画像は、核医学データの一例である。また、再構成機能７３１は、ＣＴ生データに基づいて、被検体Ｐに関するＣＴ値の空間分布を表現するＣＴ画像を再構成する。
【0064】
画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法や逐次近似再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられればよい。また、処理回路７３は、ＰＥＴイベントデータに基づいてＰＥＴに関する位置決め画像を生成したり、ＣＴ生データに基づいてＣＴに関する位置決め画像（以下、ＣＴ位置決め画像ともいう）を生成したりすることも可能である。
【0065】
また、例えば、再構成機能７３１は、後述するＡＥＣ機能用ＰＥＴスキャンで収集されたＰＥＴ生データに基づいて、後述するＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像を再構成する。ＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像は、核医学再構成データの一例である。
【0066】
画像処理機能７３２は、再構成機能７３１により再構成されたＰＥＴ画像及びＣＴ画像に種々の画像処理を施す。例えば、画像処理機能７３２は、ＰＥＴ画像及びＣＴ画像にボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画素値投影処理、ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ－Ｐｌａｎｅｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）処理、ＣＰＲ（Ｃｕｒｖｅｄ ＭＰＲ）処理等の３次元画像処理を施して表示画像を生成する。
【0067】
撮影制御機能７３３は、ＰＥＴ撮影を行うために、ＰＥＴガントリ１０と寝台５０とを同期的に制御する。また、撮影制御機能７３３は、ＣＴ撮影を行うために、ＣＴガントリ３０と寝台５０とを同期的に制御する。ＰＥＴ撮影とＣＴ撮影とを連続して行う場合、撮影制御機能７３３は、ＰＥＴガントリ１０、ＣＴガントリ３０及び寝台５０を同期的に制御する。
【0068】
なお、撮影制御機能７３３は、ＰＥＴ撮影やＣＴ撮影を行う際、寝台５０をステップアンドシュート方式で移動してもよいし、寝台５０をシーケンシャルに移動してもよい。
【0069】
また、撮影制御機能７３３は、ＰＥＴガントリ１０による位置決めスキャン（以下、ＰＥＴ位置決めスキャンと呼ぶ）やＣＴガントリ３０による位置決めスキャン（以下、ＣＴ位置決めスキャンと呼ぶ）を実行可能である。
【0070】
ＰＥＴ位置決めスキャンは、ＰＥＴ撮影の撮影位置を決めるためのＰＥＴスキャンである。ＰＥＴ位置決めスキャンは、被検体Ｐに投与した薬剤の集積状態を確認するための本スキャンと比較して、撮影時間を抑えたスキャンである。
【0071】
ＣＴ位置決めスキャンは、ＣＴ撮影の撮影位置を決めるためのＣＴスキャンである。ＣＴ位置決めスキャンは、被検体Ｐの状態を確認するための本スキャンと比較して、Ｘ線の被爆量及び撮影時間を抑えたスキャンである。
【0072】
ＰＥＴ位置決めスキャンのために、撮影制御機能７３３は、ＰＥＴガントリ１０と寝台５０とを同期的に制御する。ＣＴ位置決めスキャンのために処理回路７３は、ＣＴガントリ３０と寝台５０とを同期的に制御する。
【0073】
また、撮影制御機能７３３は、ＰＥＴガントリ１０によるＡＥＣ機能用ＰＥＴスキャンを実行可能である。撮影制御機能７３３は、ＡＥＣ機能用ＰＥＴスキャンのために、ＰＥＴガントリ１０と寝台５０とを同期的に制御する。
【0074】
ここで、ＡＥＣ機能は、被検体Ｐの体厚に応じてＣＴスキャンにおけるＸ線管３１に印加する管電圧を制御する機能である。例えば、ＡＥＣ機能により、予め設定されたＣＴ画像の画質を維持できる範囲で、被検体Ｐの体厚が厚い部分には管電流が高く設定され、被検体Ｐの体厚が薄い部分には管電流が低く設定される。撮影制御機能７３３は、設定された管電流でＸ線を照射できるようＸ線管３１に印加する管電圧を制御してＣＴスキャンを実行する。
【0075】
ところで、被検体Ｐの体厚が厚い部分は、ＣＴ撮影において、Ｘ線の曝射量が少ないと、画像が白くなってＣＴ画像の画質が低下することがある。一方、被検体Ｐの体厚が薄い部分は、曝射量が多いと、画像が黒くなってＣＴ画像の画質が低下することがある。このため、被検体Ｐの体厚の薄い場所については、Ｘ線の曝射量を少なくしてもＣＴ画像の画質を低下させずに済む場合がある。
【0076】
つまり、ＡＥＣ機能は、被検体Ｐの体厚に応じて、Ｘ線の曝射量に関連する管電流を調整することで、生成されるＣＴ画像の画質を保った上で、被検体Ｐの被爆量を低下させる機能であるとも言える。
【0077】
したがって、ＡＥＣ機能の実行により、生成されるＣＴ画像の画質を維持できる範囲内で、被検体Ｐの体厚に応じたＸ線の強度での被検体ＰのＣＴスキャンが行われることになる。このため、本実施形態に係るＰＥＴ－ＣＴ装置１は、ＡＥＣ機能を実行することで、生成されるＣＴ画像の画質を維持した上で、被検体Ｐの被爆量を低減することができる。
【0078】
ＡＥＣ機能用ＰＥＴスキャンは、ＣＴスキャン前に被検体Ｐの形状を推定するために行われるＰＥＴスキャンである。ＡＥＣ機能用ＰＥＴスキャンは、被検体Ｐに投与された薬剤の集積状態を確認するためのＰＥＴスキャン（以下、本スキャンともいう）よりも短時間のスキャンである。本実施形態では、撮影制御機能７３３は、ＣＴ位置決めスキャンの前にＡＥＣ機能用ＰＥＴスキャンを実行する。
【0079】
ところで、従来のＰＥＴ－ＣＴ装置では、被検体Ｐの体厚の情報を得るために、ＣＴ位置決めスキャンが行われることがあった。ＣＴ位置決めスキャンの前には被検体Ｐの体厚の情報が不明のため、ＣＴ位置決めスキャンでは、ＡＥＣ機能を実行することができず、固定の管電流でＸ線の曝射が行われることになる。つまり、被検体Ｐの体厚が薄く、Ｘ線の被爆量を低減できる可能性がある部分についても、体厚が厚い部分と同じ量のＸ線が曝射されることになってしまう。
【0080】
本実施形態では、ＣＴ位置決めスキャンの前にＡＥＣ機能用ＰＥＴスキャンを実行するため、ＣＴ位置決めスキャンの実行時もＡＥＣ機能の実行が可能である。このため、本実施形態に係るＰＥＴ－ＣＴ装置１は、生成されるＣＴ画像の画質を維持した上で、被検体Ｐの被爆量を低減することができる。
【0081】
また、従来のＰＥＴ－ＣＴ装置では、事前に被検体Ｐに薬剤が投与されているにも関わらず、ＣＴ撮影では、当該薬剤の情報が活用されていなかった。本実施形態に係るＰＥＴ－ＣＴ装置１では、当該薬剤の被検体Ｐの体内における分布を表す情報を、被検体Ｐの形状を推定するために利用している。つまり、本実施形態に係るＰＥＴ－ＣＴ装置１は、事前に被検体Ｐに投与された薬剤の情報をＣＴ撮影において有効に活用することができる。
【0082】
以下、ＡＥＣ機能用ＰＥＴスキャン及びＣＴ位置決めスキャンを行う場合を例に撮影制御機能７３３の動作を説明する。この場合、まず、撮影制御機能７３３は、ＰＥＴガントリ１０を被検体ＰのＣＴ位置決めスキャンを行う位置へ移動させる。次いで、撮影制御機能７３３は、ＰＥＴガントリ１０と寝台５０とを同期的に制御して被検体ＰのＡＥＣ機能用ＰＥＴスキャンを実行する。
【0083】
次いで、撮影制御機能７３３は、ＣＴガントリ３０を被検体ＰのＣＴ位置決めスキャンを行う位置へ移動させる。そして、撮影制御機能７３３は、ＣＴガントリ３０と寝台５０とを同期的に制御して被検体ＰのＣＴ位置決めスキャンを実行する。
【0084】
なお、撮影制御機能７３３が、ＰＥＴガントリ１０及びＣＴガントリ３０を被検体ＰのＣＴ位置決めスキャンを行う位置へ移動させる方法については、種々の方法を用いることができる。
【0085】
例えば、撮影制御機能７３３は、寝台５０及び寝台５０の天板５３に載置された被検体Ｐを撮影可能なカメラが撮影した画像等に基づいて、自動的にＰＥＴガントリ１０及びＣＴガントリ３０を移動させてもよい。また、例えば、ユーザにＰＥＴガントリ１０及びＣＴガントリ３０を被検体ＰのＣＴ位置決めスキャンを行う位置へ移動させるよう報知を行い、ユーザの指示に従ってＰＥＴガントリ１０及びＣＴガントリ３０を移動させてもよい。
【0086】
推定機能７３４は、ＡＥＣ機能用ＰＥＴスキャンで得られたＰＥＴ生データに基づいて、被検体Ｐの形状を推定する。
【0087】
例えば、推定機能７３４は、再構成機能７３１により再構成されたＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像に基づいて、被検体Ｐの体輪郭を抽出する。また、推定機能７３４は、被検体Ｐが載置された寝台５０の被検体Ｐの体軸方向（Ｚ軸方向）における位置毎に、被検体Ｐの体厚を推定する。
【0088】
以下、被検体Ｐの体厚を推定する処理について、図２及び図３を用いて説明する。図２及び図３は、ＰＥＴ画像から体輪郭を抽出する処理の一例を説明する図である。図２は、ＰＥＴ生データに基づいて再構成された被検体Ｐの側面方向のＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像ＰＩ１の一例である。ＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像ＰＩ１は、被検体Ｐに事前に投与された１８Ｆ-ＦＤＧ等の薬剤の被検体Ｐの体内における分布を表している。
【0089】
被検体Ｐにがん等の疾患がある場合、薬剤は、疾患部位に集積されるが、このような場合でも、全ての薬剤が疾患部位に集積されることはなく、薬剤は被検体Ｐの全身に分布している状態になると考えられる。推定機能７３４は、被検体Ｐの体内の薬剤が存在している部分の外縁を被検体Ｐの体輪郭として抽出することで、被検体Ｐの形状を推定する。
【0090】
図２の例では、推定機能７３４は、被検体Ｐの体輪郭Ｏ１を抽出している。この場合、推定機能７３４は、抽出した被検体Ｐの体輪郭Ｏ１で表される形状を、被検体Ｐの側方から見た形状（以下、側方形状ともいう）として推定する。
【0091】
また、推定機能７３４は、推定した被検体Ｐの側方形状に基づき、被検体ＰのＹ軸方向の体厚を寝台位置毎に推定する。例えば、推定機能７３４は、被検体Ｐが載置された天板５３でのＺ軸方向の位置毎に、被検体ＰのＹ軸方向の体厚を推定する。
【0092】
ここで、被検体Ｐは、寝台５０の天板５３に載置されることから、被検体ＰのＺ軸方向の位置を表す座標（以下、Ｚ座標ともいう）は、Ｚ軸方向における、天板５３の基準位置と、ボア２０の基準位置とに基づいて、ボア２０内の座標系における被検体ＰのＺ方向の位置を、天板５３の座標系のＺ方向の位置に変換した位置を表す。つまり、被検体ＰのＺ座標は、被検体Ｐが載置された寝台５０の天板５３のＺ軸方向の位置を表していることになる。
【0093】
なお、天板５３の基準位置は、例えば、天板５３の先端位置等である。また、ボア２０の基準位置は、例えば、ＰＥＴガントリ１０のボア２０の中心位置等である。
【0094】
したがって、推定機能７３４は、被検体ＰのＺ座標毎に、推定した被検体Ｐの側方形状から、Ｙ軸方向の被検体Ｐの厚みを算出することで、寝台位置毎にＹ軸方向の被検体Ｐの体厚を推定できる。
【0095】
図２では、推定機能７３４が、寝台位置Ｚ１における被検体ＰのＹ軸方向の体厚をＴＹ１、寝台位置Ｚ２における被検体ＰのＹ軸方向の体厚をＴＹ２と推定した例を示している。
【0096】
図３は、ＰＥＴ生データに基づいて再構成された被検体Ｐの正面方向のＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像ＰＩ２の一例である。図２の例と同様に、推定機能７３４は、抽出した被検体Ｐの体輪郭Ｏ２で表される形状を、被検体Ｐの正面（又は背面）から見た形状（以下、正面形状ともいう）として推定する。また、推定機能７３４は、推定した被検体Ｐの正面形状から、Ｘ軸方向の被検体ＰのＸ軸方向の体厚を寝台位置毎に推定する。
【0097】
一例として、図３では、推定機能７３４は、Ｚ３で表される寝台位置におけるＸ軸方向における被検体Ｐの体厚をＴＸ１、Ｚ４で表される寝台位置におけるＸ軸方向における被検体Ｐの体厚をＴＸ２と推定する。
【0098】
ここで、被検体Ｐの体輪郭の抽出方法としては、深層畳み込みネットワーク（以下、ＤＣＮともいう）等の学習済モデルを用いる手法が挙げられる。この場合の学習済モデルは、ＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像を入力すると、被検体Ｐの体輪郭の推定結果を出力するように機能付けられた学習済モデルである。例えば、この場合の学習済モデルは、ＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像を入力側教師データ、当該画像に表された被検体Ｐの体輪郭を出力側教師データとした学習用データセットを用いて、両者の関係を機械学習したものである。
【0099】
なお、被検体Ｐの体輪郭の抽出に用いる手法は、ＤＣＮを用いた手法に限定されない。例えば、推定機能７３４は、ＤＣＮ以外の公知の各種機械学習アルゴリズムで学習された学習済モデルを用いて、被検体Ｐの体輪郭を抽出することが可能である。
【0100】
なお、図２及び図３では、推定機能７３４は、側面方向及び正面方向の被検体ＰのＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像に基づき、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における被検体Ｐの体厚の推定を行う例を示したが、体厚推定に用いるＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像はこれに限らないものとする。
【0101】
例えば、推定機能７３４は、側面方向及び正面方向以外の複数の角度から被検体Ｐをスキャンして得られたＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像に基づき被検体Ｐの体厚の推定を行ってもよい。また、例えば、推定機能７３４は、３次元的なデータとして再構成されたＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像に基づき被検体Ｐの体厚の推定を行ってもよい。
【0102】
図１に戻り、説明を続ける。決定機能７３５は、推定機能７３４により推定された被検体Ｐの形状に基づいて、ＣＴスキャンにおける管電流を決定する。換言すると、決定機能７３５は、撮影制御機能７３３がＡＥＣ機能による管電流を制御したＣＴスキャンを実行するための管電流を、推定された被検体Ｐの形状に基づいて決定する。例えば、決定機能７３５は、推定機能７３４により推定された寝台位置毎の被検体Ｐの体厚に基づいて、寝台位置毎のＣＴ位置決めスキャンにおける管電流を決定する。
【0103】
一例として、決定機能７３５は、予め設定された画質の位置決めＣＴ画像の生成を実現できる範囲で、被検体Ｐの体厚が厚い寝台位置については管電流を高く、体厚が薄い寝台位置については管電流を低く設定する。
【0104】
以下、管電流を決定する処理について、図４及び図５を用いて説明する。図４及び図５は、抽出した体輪郭から管電流を決定する処理の一例を示す図である。図４は、寝台位置と、Ｙ軸方向にＸ線を照射する場合おける管電流の大きさとの関係の一例を表すグラフＧ１である。
【0105】
図４のグラフＧ１の縦軸は、寝台位置、つまり、寝台５０の天板５３のＺ座標を表している。図４の縦軸の位置は、図２のＺ座標に対応している。また、図４のグラフの横軸は、管電流の大きさを表している。グラフＧ１は、寝台位置毎に決定機能７３５が決定したＹ軸方向にＸ線を照射する場合における管電流をプロットしたものである。
【0106】
一例として、図２に示すように、寝台位置Ｚ１は、周囲と比較して被検体ＰのＹ軸方向の体厚が薄くなっている。このため、図４に示すように、決定機能７３５は、寝台位置Ｚ１のＹ軸方向における管電流を周囲よりも低いｍＡ１に設定している。また、同様に、寝台位置Ｚ２は、寝台位置Ｚ１よりも被検体ＰのＹ軸方向における体厚が厚くなっている。このため、決定機能７３５は、寝台位置Ｚ２のＹ軸方向における管電流をｍＡ１よりも高いｍＡ２に設定している。
【0107】
また、図５は、寝台位置と、Ｘ軸方向にＸ線を照射する場合おける管電流の大きさとの関係の一例を表すグラフＧ２である。
【0108】
図５のグラフＧ２の縦軸及び横軸は、図４のグラフＧ１と同様に、寝台位置を、横軸は、管電流の大きさを表している。グラフＧ２は、寝台位置毎に決定機能７３５が決定したＸ軸方向にＸ線を照射する場合における管電流をプロットしたものである。
【0109】
一例として、図３に示すように、寝台位置Ｚ３は、周囲と比較して被検体ＰのＸ軸方向における体厚が薄くなっている。このため、図５に示すように、決定機能７３５は、寝台位置Ｚ３のＸ軸方向における管電流を周囲よりも低いｍＡ３に設定している。また、同様に、寝台位置Ｚ４は、寝台位置Ｚ３よりも被検体ＰのＸ軸方向における体厚が厚くなっている。このため、決定機能７３５は、寝台位置Ｚ４のＸ軸方向における管電流をｍＡ３よりも高いｍＡ４に設定している。
【0110】
なお、図３及び図４の例では、決定機能７３５は、Ｘ軸方向においてＸ線を照射する場合の管電流と、Ｙ軸方向においてＸ線を照射する場合の管電流とを決定する例を示したが、管電流の決定処理はこれに限らないものとする。
【0111】
例えば、決定機能７３５は、側面方向及び正面方向以外の複数の角度から被検体Ｐをスキャンして得られたＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像に基づき推定された被検体Ｐの体厚からＸ軸方向及びＹ軸方向以外の方向にＸ線を照射する場合の管電流を決定してもよい。
【0112】
また、例えば、決定機能７３５は、３次元的なデータとして再構成されたＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像に基づき推定された被検体Ｐの体厚から複数方向にＸ線を照射する場合の各方向の管電流を決定してもよい。
【0113】
以下、決定機能７３５で決定された管電流に従ってＣＴ位置決めスキャンを行う場合の撮影制御機能７３３の動作について説明する。撮影制御機能７３３は、被検体ＰのＣＴ位置決めスキャンの開始位置にＣＴガントリ３０を移動させる。撮影制御機能７３３は、当該開始位置における天板５３のＺ軸方向の位置に対応する管電流で被検体ＰにＸ線を照射する。
【0114】
具体的には、撮影制御機能７３３は、Ｘ軸方向にＸ線を照射する場合は、天板５３のＺ軸方向の位置に対応する、Ｘ軸方向にＸ線を照射する場合の管電流になるよう、Ｘ線管３１に印加する管電圧を制御して被検体ＰにＸ線を照射する。同様に、撮影制御機能７３３は、Ｙ軸方向にＸ線を照射する場合は、天板５３のＺ軸方向の位置に対応する、Ｙ軸方向にＸ線を照射する場合の管電流になるよう、Ｘ線管３１に印加する管電圧を制御して被検体ＰにＸ線を照射する。
【0115】
なお、Ｘ軸方向及びＹ軸方向以外にＸ線を照射する場合、撮影制御機能７３３は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向のうち、Ｘ線を照射する方向に近い方向の管電流を用いて被検体ＰにＸ線を照射してもよい。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向以外についても管電流を決定している場合は、夫々の方向について夫々の方向に対応する管電流を用いて被検体ＰにＸ線を照射してもよい。
【0116】
また、撮影制御機能７３３は、ＣＴガントリ３０を徐々に天板５３のＺ軸方向へ移動させながら、天板５３のＺ軸方向の位置に対応する管電流で上記のように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にＸ線を照射する。
【0117】
このように、撮影制御機能７３３は、生成されるＣＴ画像の画質を維持できる範囲内で、Ｘ線を照射する方向における被検体Ｐの体厚に応じて、体厚が薄い部分は管電流が低くなるように、体厚が厚い部分は管電流が高くなるように管電流を調整してＸ線を照射する。これにより、撮影制御機能７３３は、生成されるＣＴ画像の画質を維持した上で、被検体Ｐの被爆量を低下させることができる。
【0118】
図１に戻り、説明を続ける。表示制御機能７３６は、各種情報を表示装置に表示させる制御を行う。例えば、表示制御機能７３６は、再構成機能７３１により再構成され、画像処理機能７３２によって画像処理が施されたＰＥＴ画像やＣＴ画像を後述のディスプレイ７４に表示させる。
【0119】
また、例えば、表示制御機能７３６は、推定機能７３４による被検体Ｐの体輪郭の抽出結果をディスプレイ７４に表示させてもよい。この場合、処理回路７３は、後述の入力インタフェース７６を介してユーザから被検体Ｐの体輪郭の補正指示を受付けてもよい。これにより、自動的に抽出された被検体Ｐの体輪郭に誤りがあったような場合でも、被検体Ｐの体厚に応じた管電流の調整を行うことができる。
【0120】
ディスプレイ７４は、処理回路７３における表示制御機能７３６の制御のもとで、種々の情報を表示する。
【0121】
ディスプレイ７４としては、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。
【0122】
また、ディスプレイ７４は、デスクトップ型でもよいし、コンソール７０と無線通信可能なタブレット端末等で構成されてもよい。
【0123】
メモリ７５は、種々の情報を記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、メモリ７５は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭドライブやＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）ドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であってもよい。
【0124】
メモリ７５は、例えば、再構成機能７３１、画像処理機能７３２、撮影制御機能７３３、推定機能７３４、決定機能７３５、表示制御機能７３６等の実行に関する各種プログラム及び各種データなどを記憶する。また、メモリ７５は、例えば、再構成機能７３１が再構成したＣＴ画像やＰＥＴ画像等を記憶する。
【0125】
入力インタフェース７６は、ユーザからの各種の入力操作（例えば、ＣＴスキャン及びＰＥＴスキャンの実行指示、撮影範囲の選択など）を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路７３に出力する。
【0126】
例えば、入力インタフェース７６としては、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等が適宜、使用可能となっている。なお、本実施形態において、入力インタフェース７６は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等の物理的な操作部品を備えるものに限られない。
【0127】
例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路７３へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース７６の例に含まれる。また、入力インタフェース７６は、コンソール７０と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。
【0128】
【0129】
まず、撮影制御機能７３３は、ＣＴスキャン用のＰＥＴ生データの収集を行う（ステップＳ１０１）。例えば、撮影制御機能７３３は、ＰＥＴガントリ１０を被検体ＰのＣＴ位置決めスキャンを行う位置へ移動させる。次いで、撮影制御機能７３３は、ＰＥＴガントリ１０と寝台５０とを同期的に制御し、被検体Ｐに対してＡＥＣ機能用ＰＥＴスキャンを実行する。
【0130】
また、再構成機能７３１は、収集されたＰＥＴ生データに基づいて、ＰＥＴ画像の再構成処理を実行する（ステップＳ１０２）。例えば、再構成機能７３１は、ステップＳ１０１で収集されたＰＥＴ生データに基づいて、被検体Ｐの側面方向及び正面方向のＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像を再構成する。
【0131】
次いで、推定機能７３４は、再構成されたＰＥＴ画像に基づいて、寝台位置毎の被検体Ｐの体厚を推定する（ステップＳ１０３）。例えば、推定機能７３４は、ステップＳ１０２で再構成された側面方向及び正面方向のＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像に基づいて、被検体Ｐの側面方向の体輪郭及び正面方向の体輪郭を抽出する。また、推定機能７３４は、抽出した被検体Ｐの側面方向の体輪郭及び正面方向の体輪郭に基づいて、寝台位置毎にＸ軸方向における被検体Ｐの体厚及びＹ軸方向における被検体Ｐの体厚を推定する。
【0132】
次いで、決定機能７３５は、推定された被検体Ｐの体厚に基づいて、管電流を決定する（ステップＳ１０４）。例えば、決定機能７３５は、ステップＳ１０３で推定された、寝台位置毎のＸ軸方向における被検体Ｐの体厚及びＹ軸方向における被検体Ｐの体厚に基づいて、Ｘ軸方向にＸ線を照射する場合の管電流及びＹ軸方向にＸ線を照射する場合の管電流を決定する。
【0133】
一例として、決定機能７３５は、予め指定された画質の位置決めＣＴ画像が生成できる範囲内で、被検体Ｐの体厚が厚い部分は、管電流を高く、被検体Ｐの体厚が薄い部分は管電流が低くなるように、管電流を決定する。
【0134】
次いで、撮影制御機能７３３は、決定された管電流で被検体ＰのＣＴスキャンを実行する（ステップＳ１０５）。例えば、撮影制御機能７３３は、ＣＴ位置決めスキャンを行う位置にＣＴガントリ３０を移動させる。次いで、撮影制御機能７３３は、ステップＳ１０４で決定された管電流を用いて、被検体Ｐの位置決めスキャンを実行する。
【0135】
以上に述べた本実施形態に係るＰＥＴ－ＣＴ装置１は、収集したＰＥＴ生データに基づいて、被検体Ｐの形状を推定し、当該形状に基づいて、ＣＴスキャンにおける管電流を決定する。
【0136】
これにより、本実施形態に係るＰＥＴ－ＣＴ装置１は、収集したＰＥＴ生データに基づいて推定した被検体Ｐの体厚に応じた強度でＸ線の照射を行うことができる。例えば、被検体Ｐの体厚が薄い部分は、低い管電流でＸ線の照射が行われることになるため、被検体Ｐの被爆量を低減させることができる。また、所定の画質を維持できる範囲でＸ線の強度を調整することで、生成されるＣＴ画像の画質を保った上で、被検体Ｐの被爆量を低減させることが可能である。
【0137】
また、収集したＰＥＴ生データに基づいて、被検体Ｐの体厚を推定することで、例えば、被検体Ｐの体厚を把握するためのスキャノ撮影を行わなくても、生成されるＣＴ画像の画質を保った上で、被検体Ｐの被爆量を低減させることができる。したがって、例えば、ＣＴ位置決めスキャンを行う場合にも、位置決めＣＴ画像の画質を保った上で、被検体Ｐの被爆量を低減させることが可能である。
【0138】
また、本実施形態に係るＰＥＴ－ＣＴ装置１は、収集したＰＥＴ生データに基づいて推定した被検体Ｐの体厚に応じた強度でＸ線の照射を行う。このため、本実施形態に係るＰＥＴ－ＣＴ装置１は、ＣＴスキャンにおける管電流の決定処理に、被検体Ｐに事前投与された薬剤の情報を活用することができる。
【0139】
なお、上述した実施形態は、ＰＥＴ－ＣＴ装置１が有する構成又は機能の一部を変更することで、適宜に変形して実施することも可能である。そこで、以下では、上述した実施形態に係るいくつかの変形例を他の実施形態として説明する。なお、以下では、上述した実施形態と異なる点を主に説明することとし、既に説明した内容と共通する点については詳細な説明を省略する。また、以下で説明する変形例は、個別に実施されてもよいし、適宜組み合わせて実施されてもよい。
【0140】
（変形例１）
上述の実施形態では、推定機能７３４が収集されたＰＥＴ生データに基づいて、再構成したＰＥＴ画像から被検体Ｐの形状を推定する形態について説明した。しかしながら、推定機能７３４は、ＴＯＦ（Time Of Flight）情報に基づいてプロットしたプロットデータから被検体Ｐの形状を推定してもよい。
上述の実施形態では、推定機能７３４が収集されたＰＥＴ生データに基づいて、再構成したＰＥＴ画像から被検体Ｐの形状を推定する形態について説明した。しかしながら、推定機能７３４は、ＴＯＦ（Time Of Flight）情報に基づいてプロットしたプロットデータから被検体Ｐの形状を推定してもよい。
【0141】
ここで、ＴＯＦ情報とは、消滅ガンマ線の飛行時間差を検出した情報である。ＴＯＦ情報から同時計数されたガンマ線検出器１７間のライン上のＰＥＴ－ＣＴ装置１の時間分解能で規定される範囲内で陽電子の消滅が発生した位置を特定することができる。
【0142】
したがって、ＰＥＴ－ＣＴ装置１の時間分解能を上げることで、消滅ガンマ線の飛行時間差の検出結果をプロットしたプロットデータから被検体Ｐの体輪郭を抽出することができる。なお、この場合のプロットデータは、核医学プロットデータの一例である。
【0143】
本変形例によれば、ＡＥＣ機能用ＰＥＴ画像の再構成処理が不要になるため、処理回路７３の処理負担を軽減することができる。
【0144】
（変形例２）
上述の実施形態では、ＰＥＴ画像から推定した被検体Ｐの体厚に基づいて決定された管電流を用いて行ったＣＴスキャンにより生成されるＣＴ画像を、ＣＴ撮影時の位置決めに用いる形態について説明した。しかしながら、当該ＣＴ画像をＰＥＴ撮影における減弱補正用の画像として用いてもよい。
上述の実施形態では、ＰＥＴ画像から推定した被検体Ｐの体厚に基づいて決定された管電流を用いて行ったＣＴスキャンにより生成されるＣＴ画像を、ＣＴ撮影時の位置決めに用いる形態について説明した。しかしながら、当該ＣＴ画像をＰＥＴ撮影における減弱補正用の画像として用いてもよい。
【0145】
本変形例によれば、例えば、１回のＣＴ位置決めスキャンを行えば、ＣＴ撮影における位置決めと、ＰＥＴ撮影における減弱補正との両方を実行することができるため、画像検査に係る被検体Ｐの負担を軽減することができる。
【0146】
（変形例３）
上述の実施形態では、ＣＴスキャン前に実行したＰＥＴスキャンで収集したＰＥＴ生データをＣＴ位置決めスキャンにおける管電流の決定処理に用いる形態について説明した。しかしながら、当該ＰＥＴ生データを、位置決めＣＴ画像と組み合わせて、ＣＴの本スキャンにおける管電流の決定処理に用いてもよい。
上述の実施形態では、ＣＴスキャン前に実行したＰＥＴスキャンで収集したＰＥＴ生データをＣＴ位置決めスキャンにおける管電流の決定処理に用いる形態について説明した。しかしながら、当該ＰＥＴ生データを、位置決めＣＴ画像と組み合わせて、ＣＴの本スキャンにおける管電流の決定処理に用いてもよい。
【0147】
例えば、位置決めＣＴ画像が１又は２方向のＣＴ画像のみの場合、位置決めＣＴ画像は、ＣＴ位置決めスキャンを行った方向についてのみ被検体Ｐの体輪郭を抽出するための情報を有している。つまり、この場合、位置決めＣＴ画像は、ＣＴ位置決めスキャンを行っていない方向については、当該方向における被検体Ｐの体輪郭を抽出するための情報を有していない。
【0148】
そこで、推定機能７３４は、ＣＴ位置決めスキャンを行っていない方向について、当該方向における被検体Ｐの体輪郭を抽出するための情報をＰＥＴ生データで補間する。この場合、推定機能７３４は、位置決めＣＴ画像とＰＥＴ生データとを組み合わせた情報に基づいて、被検体Ｐの体輪郭を推定する。
【0149】
そして、推定機能７３４は、推定した被検体Ｐの体輪郭から多方向における被検体Ｐの体厚を推定する。また、決定機能７３５は、このように推定された被検体Ｐの体厚からＣＴの本スキャンにおける寝台位置毎の管電流を決定する。
【0150】
これにより、位置決めＣＴ画像から算出した被検体Ｐの体厚のみを用いて、ＣＴの本スキャンの管電流を決定する処理を行った場合よりも、高精度に被検体Ｐの体厚を推定できる。このため、本変形例によれば、ＣＴの本スキャンにおいて、ＣＴ画像の画質を維持した上で、より被検体Ｐの被爆量を低減することが可能である。
【0151】
なお、推定機能７３４は、補間時に位置決めＣＴ画像と同一方向のＰＥＴ生データを用いて、位置決めＣＴ画像から算出した被検体Ｐの体厚とＰＥＴ生データから推定した被検体Ｐの体厚とを比較検証してもよい。
【0152】
例えば、位置決めＣＴ画像から算出した被検体Ｐの体厚とＰＥＴ生データから推定した被検体Ｐの体厚との乖離する場合（例えば、両者の差が閾値を超える場合等）、推定機能７３４は、予め定めた優先順位に従って、何れか一方の被検体Ｐの体厚を被検体Ｐの体厚として推定してもよい。また、推定機能７３４は、両者の平均値を算出して、当該平均値を被検体Ｐの体厚として推定してもよい。
【0153】
（変形例４）
上述の実施形態のＰＥＴ－ＣＴ装置１は、カメラや３次元計測デバイスを更に備えていていてもよい。ここで、３次元計測デバイスは、例えば、ステージ上の対象物に接触子を当て、縦、横、高さから三次元の座標を取得し、対象物の寸法・位置関係・輪郭形状・幾何公差などを測定可能な測定機等である。なお、本変形例に係るＰＥＴ－ＣＴ装置１は、カメラのみを備えていてもよいし、３次元計測デバイスのみを備えていてもよい。
上述の実施形態のＰＥＴ－ＣＴ装置１は、カメラや３次元計測デバイスを更に備えていていてもよい。ここで、３次元計測デバイスは、例えば、ステージ上の対象物に接触子を当て、縦、横、高さから三次元の座標を取得し、対象物の寸法・位置関係・輪郭形状・幾何公差などを測定可能な測定機等である。なお、本変形例に係るＰＥＴ－ＣＴ装置１は、カメラのみを備えていてもよいし、３次元計測デバイスのみを備えていてもよい。
【0154】
本変形例では、推定機能７３４は、カメラや３次元計測デバイスから取得できる情報とＰＥＴ生データとを組み合わせて、被検体Ｐの体厚を推定する。例えば、推定機能７３４は、薬剤の集積が多い部位では、ＰＥＴ生データを用いて被検体Ｐの体厚を推定し、薬剤の集積が少ない部位では、カメラや３次元計測デバイスから得た外見的情報を用いて被検体Ｐの体厚を算出する。
【0155】
本変形例によれば、位置決めＣＴ画像を用いなくても、ＣＴの本スキャンにおいて、ＣＴ画像の画質を維持した上で、被検体Ｐの被爆量を低減することが可能である。
【0156】
（変形例５）
上述の実施形態では、核医学診断装置が、ＰＥＴ－ＣＴ装置である形態について説明したが、核医学診断装置は、ＰＥＴ－ＣＴ装置に限定されない。核医学診断装置は、例えば、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）－ＣＴ装置等であってもよい。
上述の実施形態では、核医学診断装置が、ＰＥＴ－ＣＴ装置である形態について説明したが、核医学診断装置は、ＰＥＴ－ＣＴ装置に限定されない。核医学診断装置は、例えば、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）－ＣＴ装置等であってもよい。
【0157】
本変形例によれば、ＳＰＥＣＴ－ＣＴ装置等においても、位置決め画像の有無に関わらず、ＣＴ撮影時における被検体の被爆線量とＣＴ画像の画質とを最適化させることができる。
【0158】
なお、上述した実施形態では、ＰＥＴ－ＣＴ装置１が備える機能構成を、処理回路７３によって実現する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、本明細書における機能構成は、ハードウェアのみ、又は、ハードウェアとソフトウェアとの混合によって同機能を実現するものであっても構わない。
【0159】
また、上述した説明で用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、或いは、ＡＳＩＣ、プログラマブル論理デバイス（例えば、ＳＰＬＤ、ＣＰＬＤ、及びＦＰＧＡ）等の回路を意味する。プロセッサは、メモリ７５に保存されたプログラムを読み出して実行することで、機能を実現する。
【0160】
なお、メモリ７５にプログラムを保存する代わりに、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。この場合は、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て実行することで機能を実現する。また、本実施形態のプロセッサは、単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて一つのプロセッサとして構成され、その機能を実現するようにしてもよい。
【0161】
ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、ＲＯＭや記憶回路等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）－ＲＯＭ、ＦＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄｉｓｋ）、ＣＤ－Ｒ（Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されて提供されてもよい。
【0162】
また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、上述した各機能部を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵが、ＲＯＭ等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。
【0163】
以上説明した少なくとも一つの実施形態等によれば、ＣＴ撮影時における被検体の被爆線量低減とＣＴ画像の画質の維持とを可能とする核医学診断装置、核医学診断装置の制御方法及びプログラムを提供することができる。
【0164】
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。これらの実施形態は、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、組み合わせを行うことができる。これらの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】
【0165】
１ ＰＥＴ－ＣＴ装置
１０ ＰＥＴガントリ
３０ ＣＴガントリ
５０ 寝台
７０ コンソール
７３ 処理回路
７３１ 再構成機能
７３２ 画像処理機能
７３３ 撮影制御機能
７３４ 推定機能
７３５ 決定機能
７３６ 表示制御機能
１０ ＰＥＴガントリ
３０ ＣＴガントリ
５０ 寝台
７０ コンソール
７３ 処理回路
７３１ 再構成機能
７３２ 画像処理機能
７３３ 撮影制御機能
７３４ 推定機能
７３５ 決定機能
７３６ 表示制御機能
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】