醫用圖像診斷裝置以及圖像校正方法

專利名稱：醫用圖像診斷裝置以及圖像校正方法
技術領域：
本發明涉及伽馬攝影機(Gammacamera)、SPECT (single photonemission computed tomography 單光子發身寸計算機斷層顯像)或PET (positron emission tomography 正電子發射體層顯像)等核醫學診斷裝置、或者組合了 SPECT/PET與X射線 CT (computedtomography 計算機斷層顯像)的SPECT-CT或PET-CT等復合型醫用圖像診斷
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背景技術：
在SPECT或PET中，得到給予被檢體的放射性藥物的體內分布作為斷層圖像。作 為SPECT/PET的測定對象的伽馬射線在體內由于康普頓(Compton)散射或光電效應而被 減弱。因此，為了測定出放射性藥物的正確的體內分布，需要校正由該減弱引起的伽馬射 線的減少。該校正被稱為減弱校正。減弱校正，是為了校正由伽馬射線的減弱引起的計數 (count)下降而校正SPECT/PET圖像的處理。在減弱校正中，需要伽馬射線的減弱系數的體內分布。作為得到該減弱系數分布 的方法之一，有利用對相同的測定對象得到的CT圖像的方法。在該利用CT圖像的方法中， 需要CT圖像的切片位置與SPECT/PET圖像的切片位置一致。為了得到該位置的一致，有在 同一裝置中攝影SPECT/PET圖像與CT圖像的SPECT-CT裝置、或者PET-CT裝置。另外，也 有在各自的裝置中攝影CT圖像和SPECT/PET圖像，并通過軟件對兩個圖像進行位置對準的 方法。但是，不論使用哪種方法都無法避免在SPECT/PET圖像與CT圖像中由呼吸狀態 的不同引起臟器位置的不一致的現象。這是因為，對于SPECT/PET的攝影來說，由于攝影 時間長、且位置分辨率比較低，所以在自由呼吸下進行，但是對于CT的攝影來說，攝影時間 短、且為了得到比較高的位置分辨率，在停止呼吸下進行。即，由于該呼吸狀態的不同，在 SPECT/PET圖像與CT圖像中，即使對被檢體的同一區域進行攝影，因呼吸而移動的臟器的 位置也會變化。例如，如圖6示出由呼吸狀態引起的肝臟位置的變化。為了解決該問題，以往采取了以下方法。(1)與SPECT/PET圖像相同地，在自由呼吸下攝影CT圖像的方法。(2)與CT圖像相同地，在停止呼吸下攝影SPECT/PET圖像的方法(例如，參照日本 特開2005-195407號公報)。(3)通過呼吸同步收集進行攝影的方法。根據上述⑴至(3)的各種方法，CT圖像以及SPECT/PET圖像在哪一方法中都在 相同呼吸狀態下被攝影，因此不會發生兩圖像間的臟器位置的不一致。然而，在上述(1)方法中，由于CT圖像的畫質惡化，因此不能得到診斷使用所充分的CT畫質，在上述(2)方法 中，SPECT/CT圖像的攝影變得繁雜，在上述(3)方法中，攝影時間變長。

發明內容
本發明的目的在于提供一種醫用圖像診斷裝置以及圖像校正方法，能夠在適當的 條件下分別攝影CT圖像與核醫學診斷圖像，并且減輕由兩圖像間的臟器的位置不一致引 起的減弱校正的誤差。基于本發明的第1方式的醫用圖像診斷裝置，包括檢測單元，檢測出透過了被檢體的X射線；第1重建單元，根據上述檢測單元中的上述X射線的檢測狀況，重建對于上述被檢 體的CT圖像；測定單元，根據放射性藥物放射的放射線測定上述放射性藥物在上述被檢體內的 分布；第2重建單元，重建表示由上述測定單元測定出的上述分布的核醫學診斷圖像；判定單元，分別根據上述CT圖像以及上述核醫學診斷圖像判定上述被檢體內的 規定的解剖學部位的位置；計算單元，分別根據上述CT圖像以及上述核醫學診斷圖像計算出由上述判定單 元判定出的位置之間的偏移量；抽取單元，從上述CT圖像中抽取上述解剖學部位的輪廓；修正單元，為了減少上述偏移量，在上述CT圖像中移動由上述抽取單元抽取出的 上述輪廓的內部區域來修正上述CT圖像；以及校正單元，根據由上述修正單元修正的CT圖像，對上述核醫學診斷圖像校正上述 放射線的減弱。在下面的描述中將提出本發明的其它目的和優點，部分內容可以從說明書的描述 中變得明顯，或者通過實施本發明可以明確上述內容。通過下文中詳細指出的手段和組合 可以實現和得到本發明的目的和優點。


結合在這里并構成說明書的一部分的附圖描述本發明當前優選的實施方式，并且 與上述的概要說明以及下面的對優選實施方式的詳細描述一同用來說明本發明的原理。圖1為表示本發明的第1實施方式的醫用圖像診斷裝置的結構的圖。圖2A為表示圖1中的PET圖像處理部7b的處理過程的流程圖。圖2B為表示圖1中的CT圖像處理部7a的處理過程的流程圖。圖3為在PET圖像中重疊示出了表示肝臟的上邊緣的線的圖。圖4為在CT圖像中重疊示出了表示肝臟的上邊緣的線的圖。圖5為表示修正CT圖像中的肝臟位置的情況的圖。圖6為表示由呼吸狀態引起的肝臟位置的變化的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。圖1為表示本實施方式的醫用圖像診斷裝置100的結構的圖。醫用圖像診斷裝置 100包含CT架臺1、高電壓產生部2、PET架臺3、床4、架臺移動機構5、機構控制部6、圖像 生成部7、顯示部8、操作部9以及系統控制部10。CT架臺1具有包含X射線管、X射線檢測器、旋轉環、數據收集部、旋轉機構以及傾 斜機構等的周知的內部構造。另外，CT架臺1具有箱體，該箱體在其中央形成有大致圓筒 狀的開口部(以下，稱為CT開口部)。X射線管以及X射線檢測器是以夾著CT開口部并互 相相對的狀態被旋轉環所保持。X射線管向X射線檢測器照射X射線。X射線檢測器檢測 出照射來的X射線并轉換為電信號。數據收集部收集從X射線檢測器輸出的電信號并加以 處理。旋轉機構以CT開口部的軸心為旋轉軸使旋轉環旋轉。傾斜機構改變旋轉環的旋轉 軸的方向。高電壓產生部2包含高電壓產生器2a以及X射線控制部2b。高電壓產生器2a產 生為了對從X射線的陰極產生的熱電子進行加速而在陽極與陰極之間施加的高電壓。X射 線控制部2b根據來自系統控制部10的指示信號控制高電壓產生器2a，以調整X射線管中 的管電流、管電壓、照射時間等X射線照射條件。PET架臺3具有包含伽馬射線檢測器以及信號處理部的周知的內部構造。另外， PET架臺3具有箱體，該箱體在其中央形成有大致圓筒狀的開口部(以下，稱為PET開口 部)。伽馬射線檢測器在配置在PET開口部的外周的環上排列有多個。伽馬射線檢測器將 從給予被檢體的體內的放射性藥物放射的伽馬射線轉換為光信號，進而將該光信號轉換為 電信號并輸出。信號處理部處理從伽馬射線檢測器輸出的電信號。另外，CT架臺1與PET架臺3被配置成CT開口部與PET開口部并排為同一直線狀。床4包含床板4a與床板移動機構。在床板4a上，載置被檢體。床板4a的長度方 向與CT開口部和PET開口部的排列方向一致。床板4a的與其長度方向垂直的剖面的剖面 形狀形成為如下形狀，即能夠與被載置的被檢體一起進入CT開口部的內側以及PET開口部 的內側的形狀。床板移動機構對床板4a進行升降。架臺移動機構5在沿著床板4a的長度方向的方向上往返移動CT架臺1以及PET 架臺3。機構控制部6對CT架臺1的旋轉機構以及傾斜機構、床4的床板移動機構及架臺 移動機構5的動作進行控制。圖像生成部7包含CT圖像處理部7a、PET圖像處理部7b以及圖像處理部7c。CT圖像處理部7a處理由CT架臺1的數據收集部收集到的數據，重建CT圖像。CT 圖像處理部7a還具備用于生成用于在減弱校正中使用的CT圖像(以下，稱為校正用CT圖 像)的處理功能。PET圖像處理部7b處理從PET架臺3的信號處理部輸出的數據，重建PET圖像。 PET圖像處理部7b還具備根據由CT圖像處理部7a生成的校正用CT圖像進行用于重建PET 圖像的減弱校正的處理功能。圖像處理部7c將PET圖像處理部7b生成的PET圖像疊加到CT圖像處理部7a生 成的CT圖像而進行合成處理，生成合成圖像。該合成圖像被反饋到PET圖像處理部7b。圖像生成部7將CT圖像以及PET圖像輸出到顯示部8。CT圖像處理部7a，作為用于生成校正用CT圖像的處理功能，具備以下各種功能。 其功能之一是，分別根據CT圖像以及PET圖像判定被檢體內的肝臟的位置。上述功能之一 是，計算分別根據CT圖像以及PET圖像判定的位置之間的偏移量。上述功能之一是，從CT 圖像中抽取被檢體的肝臟的輪廓。并且，上述功能的另一個是，為了減少偏移量，在CT圖像 中移動所抽取出的輪廓的內部區域來修正CT圖像，由此生成校正用CT圖像。顯示部8具備液晶或CRT (陰極射線管)等監視器，顯示在圖像生成部7中處理的 圖像數據。操作部9是具備鍵盤、軌跡球、操縱桿、鼠標等輸入裝置、顯示面板、進而各種開關 等的交互式接口，進行年齡、性別、體格、檢查部位、檢查方法、過去的診斷履歷等被檢體信 息或攝影對象部位(對象臟器)的輸入、CT架臺1的傾斜、床板4a、PET架臺3、或者基于床 4的移動的攝影位置等各種攝影條件的設定、各種指令的輸入。系統控制部10是例如包含未圖示的CPU和存儲電路而構成的。系統控制部10具 備如下功能，即對各部進行控制以進行從以往就有的同種裝置所具備的各種動作。其功能 例如是進行用于得到CT圖像以及PET圖像的周知的控制的功能。其次，針對如上構成的醫用圖像診斷裝置100的動作進行說明。醫用圖像診斷裝置100能夠進行與已有的PET/CT裝置同樣的動作。除此之外，醫 用圖像診斷裝置100在對包含由被檢體的呼吸而被檢體內的位置變化的解剖學部位的區 域進行攝影時，進行以下所說明的特征性動作。另外，PET的位置分辨率為約1cm，因此設上 述解剖學部位為由呼吸而位置較大地變動的部位。另外，假設上述解剖學部位是隨著伴隨 呼吸的位置的變化而其形狀不發生變化的部位。進而，設上述解剖學部位為即使在PET中 也被圖像化的部位。在此，將上述解剖學部位設為肝臟。首先，分別進行在CT架臺1中的CT攝影與在PET架臺3中的PET攝影。其中，在 該CT攝影以及PET攝影中哪個攝影先進行都可以。并且，CT攝影是在停止呼吸下進行，另 外，PET攝影是在自由呼吸下進行。圖2A為表示圖1中的PET圖像處理部7b的處理過程的流程圖。另外，圖2B為表 示圖1中的CT圖像處理部7a的處理過程的流程圖。在步驟Sal中，PET圖像處理部7b從PET架臺3中獲取通過PET攝影收集到的數 據(以下，稱為PET收集數據)。在步驟Sa2中，PET圖像處理部7b根據上述獲取的PET收 集數據重建PET圖像。另外，在該重建處理中，不進行減弱校正。在步驟Sa3中，PET圖像處理部7b根據上述重建的PET圖像，檢測出肝臟的位置 (以下，稱為PET肝臟位置)。這可以根據PET圖像使用閾值法等周知的方法由PET圖像處 理部7b自動進行，也可以根據基于操作者目視的輪廓描繪等進行。圖3為在PET圖像21上重疊示出了表示肝臟的上邊緣的線22的圖。PET肝臟位 置，例如作為這樣的線22的位置被檢測出。在步驟S4a中，PET圖像處理部7b將上述檢測 出的PET肝臟位置通知給CT圖像處理部7a。另外，在步驟Sbl中，CT圖像處理部7a從CT架臺1中獲取通過CT攝影收集到的 數據(以下，稱為CT收集數據)。在步驟Sb2中，CT圖像處理部7b根據上述獲取的CT收 集數據重建CT圖像。
在步驟Sb3中，CT圖像處理部7a根據上述重建的CT圖像，檢測出肝臟的位置(以 下，稱為CT肝臟位置)。這可以根據CT圖像使用閾值法等周知的方法由CT圖像處理部7a 自動進行，也可以根據基于操作者的目視的輪廓描繪等進行。圖4為在CT圖像31上重疊示出了表示肝臟的上邊緣的線32的圖。CT肝臟位置， 例如作為這樣的線32的位置被檢測出。在步驟Sb4中，CT圖像處理部7a獲取如上那樣從PET圖像處理部7b通知到的 PET肝臟位置。在步驟Sb5中，CT圖像處理部7a計算出CT肝臟位置與PET肝臟位置的偏 移量。在步驟Sb6中，CT圖像處理部7a修正CT圖像中的肝臟的位置以補償上述那樣計算 出的偏移量。即，CT圖像處理部7a抽取CT圖像中的肝臟的區域，在CT圖像中使該區域內 的圖像移動上述偏移量。圖5為表示該修正的情況的圖。在步驟Sb7中，CT圖像處理部7a向PET圖像處理部7b、圖像處理部7c以及顯示 部8輸出進行了上述修正后的CT圖像(以下，稱為修正CT圖像)。然后，由此，CT圖像處 理部7a結束圖2的處理。在步驟Sa4中，在向CT圖像處理部7a通知PET肝臟位置之后，PET圖像處理部7b 等待如上述那樣從CT圖像處理部7a輸出修正CT圖像，如果修正CT圖像被輸出，則在步驟 Sa5中獲取該修正CT圖像。在步驟Sa6中，PET圖像處理部7b根據上述修正CT圖像，對在步驟Sa2中重建的 PET圖像進行減弱校正。或者，對在步驟Sal中獲取的PET收集數據實施減弱校正之后，根 據該校正后的數據重新重建PET圖像。在步驟Sa7中，PET圖像處理部7b向圖像處理部7c以及顯示部8輸出進行了上 述那樣的校正的PET圖像(校正完的PET圖像)。然后，由此，PET圖像處理部7b結束圖2 的處理。這樣，根據本實施方式，根據對由呼吸狀態的不同而在CT圖像與PET圖像之間發 生的肝臟位置的偏移進行了修正后的CT圖像進行PET圖像的減弱校正。因此，可以減輕由 上述肝臟位置的偏移弓I起的校正誤差。特別是，在對心臟實施PET檢查(心臟PET檢查)、或SPECT檢查(心臟SPECT檢 查)時，由于心臟與肝臟的位置較近，因此由肝臟的位置偏移引起的誤差的影響較大。根據 上述實施方式，在這種情況下也能夠得到適當實施了減弱校正的SPECT/PET圖像。對于該實施方式，能夠進行以下種種變形實施。即使在代替PET而使用SPECT或SPECT/PET的情況下，本發明同樣也能夠適用。可以采用不移動CT架臺1以及PET架臺3而移動床4以及床板4a的構成，也可 以采用移動CT架臺1以及PET架臺3和床4以及床板4a雙方的構成。本領域技術人員容易想到其它優點和修改方式。因此，本發明就其更寬的方面而 言不限于這里示出和說明的具體細節和代表性的實施方式。因此，在不背離由所附的權利 要求書以及其等同物限定的一般發明概念的精神和范圍的情況下，可以進行各種修改。
權利要求
一種醫用圖像診斷裝置，其特征在于，包括檢測單元，檢測出透過了被檢體的X射線；第1重建單元，根據上述檢測單元中的上述X射線的檢測狀況，重建對于上述被檢體的CT圖像；測定單元，根據放射性藥物放射的放射線測定上述放射性藥物在上述被檢體內的分布；第2重建單元，重建表示由上述測定單元測定出的上述分布的核醫學診斷圖像；判定單元，分別根據上述CT圖像以及上述核醫學診斷圖像判定上述被檢體內的規定的解剖學部位的位置；計算單元，分別根據上述CT圖像以及上述核醫學診斷圖像計算出由上述判定單元判定出的位置之間的偏移量；抽取單元，從上述CT圖像中抽取上述解剖學部位的輪廓；修正單元，為了減少上述偏移量，在上述CT圖像中移動由上述抽取單元抽取出的上述輪廓的內部區域來修正上述CT圖像；以及校正單元，根據由上述修正單元修正的CT圖像，對上述核醫學診斷圖像校正上述放射線的減弱。
2.根據權利要求1所述的醫用圖像診斷裝置，其特征在于上述校正單元根據上述修正的CT圖像，進行對上述核醫學診斷圖像的減弱校正。
3.根據權利要求1所述的醫用圖像診斷裝置，其特征在于 上述解剖學部位為肝臟。
4.一種適用于醫用圖像診斷裝置的圖像校正方法，其特征在于 上述醫用圖像診斷裝置具備檢測單元，檢測出透過了被檢體的X射線；第1重建單元，根據上述檢測單元中的上述X射線的檢測狀況，重建對于上述被檢體的 CT圖像；測定單元，根據放射性藥物放射的放射線測定上述放射性藥物在上述被檢體內的分 布；以及第2重建單元，重建表示由上述測定單元測定出的上述分布的核醫學診斷圖像， 該圖像校正方法包括如下步驟分別根據上述CT圖像以及上述核醫學診斷圖像判定上述被檢體內的規定的解剖學部 位的位置；分別根據上述CT圖像以及上述核醫學診斷圖像計算出由上述判定單元判定的位置之 間的偏移量；從上述CT圖像中抽取上述解剖學部位的輪廓；為了減少上述偏移量，在上述CT圖像中移動由上述抽取單元抽取出的上述輪廓的內 部區域來修正上述CT圖像；以及根據由上述修正單元修正的CT圖像，對上述核醫學診斷圖像校正上述放射線的減弱。
5.根據權利要求4所述的圖像校正方法，其特征在于在上述校正中，根據上述修正的CT圖像進行對上述核醫學診斷圖像的減弱校正。
6.根據權利要求4所述的圖像校正方法，其特征在于 上述解剖學部位為肝臟。
全文摘要
本發明提供一種醫用圖像診斷裝置以及圖像校正方法。CT圖像處理部(7a)以及PET圖像處理部(7b)，分別根據CT圖像以及PET圖像檢測出肝臟的位置。CT圖像處理部(7a)計算出這兩個位置的偏移量。CT圖像處理部(7a)從CT圖像中抽取肝臟的輪廓，為了減少上述偏移量，在CT圖像中移動該抽取出的輪廓的內部區域來修正CT圖像。PET圖像處理部(7b)根據上述修正的CT圖像進行減弱校正。
文檔編號A61B6/03GK101856237SQ201010116519
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月10日 優先權日2009年2月10日
發明者山田泰誠, 本村信篤 申請人:株式會社東芝;東芝醫療系統株式會社