JP2550540B2 - Positron ECT device - Google Patents
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Description
この発明は、ポジトロン放出性放射性同位元素を被検
者の体内に投与し、体内から放射される放射線の同時計
数データを収集してこれをコンピュータ処理することに
より画像を作成するポジトロンECT装置に関する。The present invention relates to a positron ECT apparatus which administers a positron-emitting radioisotope into the body of a subject, collects coincidence counting data of radiation emitted from the body, and processes the data to compute an image.
ポジトロンECT装置では、放射線が2つの検出器に同
時に入射してこれらから検出信号が同時に生じたことを
コインシデンス回路でとらえ、検出器の組み合わせ毎の
同時計数データ(カウント)を収集する。その信号処理
時間内はデッドタイムとなっていてつぎの放射線が入射
しても計数されない。そのため計数率が高くなると放射
線がその処理時間内に重なって入射することが相対的に
増加するため、デッドタイムによる数え落しが多くな
る。そこで、従来からこのデッドタイム補正が行われて
いる。 従来のデッドタイム補正は次のようにデータ収集が終
った後に行われている。第2図はデータ収集を行う被検
者の頭部の断面を示すものであるが、この断面において
領域Aについての計数データの変化が第3図のようであ
ったとする。このとき、スタートからエンドまでの時間
をn個の時間に区分すると、各時間区分における計数デ
ータがf1,f2,…,fnであっとする。データ収集が終った
時点では、これらを総て加算したデータ、 f1+f2+…fn が得られているので、これに補正計数Cをかけて、 C{f1+f2+…fn} …(1) の演算を行ってデッドタイム補正を行うのである。 ところで、本来は、各時間区分における計数率に対応
したデッドタイム補正係数c1,c2,…,cnを求めて、これ
らを各時間区分毎のデータにそれぞれかけて、 f1・c1+f2・c2+…fn・cn …(2) の演算を行うことにより正しいデッドタイム補正が行え
る。そこで、 C{f1+f2+…fn}=f1・c1+f2・c2+…fn・cn となるCの値を求めて、上記の(1)式のデットタイム
補正を行う必要がある。In the positron ECT apparatus, the coincidence circuit detects that radiation is simultaneously incident on two detectors and detection signals are simultaneously generated from the two detectors, and collects coincidence count data (count) for each combination of detectors. The signal processing time is a dead time and is not counted even if the next radiation enters. Therefore, as the count rate increases, the number of radiations that are overlapped and incident within the processing time relatively increases, and counting due to dead time increases. Therefore, this dead time correction has been conventionally performed. The conventional dead time correction is performed after the data collection is completed as follows. FIG. 2 shows a cross section of the head of the subject who collects data, and it is assumed that the change in the count data for the region A in this cross section is as shown in FIG. At this time, when the time from the start to the end is divided into n times, it is assumed that the count data in each time division is f1, f2, ..., Fn. At the end of the data collection, the data obtained by adding all of these, f1 + f2 + ... fn, is obtained, so this is multiplied by the correction count C and the calculation of C {f1 + f2 + ... fn} ... (1) is performed. The dead time is corrected. By the way, originally, the dead time correction coefficients c1, c2, ..., Cn corresponding to the count rate in each time segment are obtained, and these are multiplied by the data for each time segment to obtain f1 · c1 + f2 · c2 +… fn · Correct dead time can be corrected by calculating cn (2). Therefore, it is necessary to obtain the value of C such that C {f1 + f2 + ... fn} = f1.c1 + f2.c2 + ... fn.cn and perform the dead time correction of the above equation (1).
しかし、Cの値は領域によって異なるので画面の全て
の領域に共通に用いることはできない。分かりやすいよ
うに第4図のようにR,Lの2つの領域を考え、各々の領
域における計数データの変化が第5図のようであったと
仮定する。時間区分は3区分とし、Rの領域では順に2
0、30、100の計数データが得られ、Lの領域では50、5
0、50と一定していたとする。この場合、データ収集が
終って全てのデータが加算された後では、R,Lとも150で
ある。そこで、従来のような(1)式の補正では、いか
なる補正係数Cの値を用いたとしても、補正後もR,Lの
データは等しい値となる。 一方(2)式によりデットタイム補正してみると、各
時間区分におけるデッドタイム補正係数が順に1.1,1.2,
2.0である場合、 R:20×1.1+30×1.2+100×2.0=258 L:50×1.1+50×1.2+50×2.0=215 となり、これが正しい補正後のデータであり、領域Rと
Lとで異なる値となる。 そこで従来のように(1)式で補正を行おうとすれ
ば、全画面内の全ての領域について補正係数Cをそれぞ
れ求めなければ正しい補正は行われなくなってしまう。
しかし、このように全ての領域について補正係数Cを求
めることは実際には不可能といわざるを得ない。結局、
従来のようにデータ収集終了後にデッドタイム補正する
のでは正しい補正結果は得られない。 この発明は、デッドタイム補正を正確に行うことがで
きるポジトロンECT装置を提供することを目的とする。However, since the value of C differs depending on the area, it cannot be commonly used for all areas of the screen. For the sake of clarity, consider two regions, R and L, as shown in FIG. 4, and assume that the change in the count data in each region is as shown in FIG. There are 3 time divisions and 2 in order in the R area.
Count data of 0, 30, and 100 are obtained, and in the region of L, 50, 5
Suppose that it was constant at 0 and 50. In this case, both R and L are 150 after the data collection is completed and all the data are added. Therefore, in the conventional correction of the formula (1), the data of R and L are equal even after the correction, no matter what value of the correction coefficient C is used. On the other hand, when the dead time is corrected by the equation (2), the dead time correction coefficient in each time segment is 1.1, 1.2,
If it is 2.0, R: 20 × 1.1 + 30 × 1.2 + 100 × 2.0 = 258 L: 50 × 1.1 + 50 × 1.2 + 50 × 2.0 = 215, which is the correct data after correction, and different values for regions R and L. Becomes Therefore, if the correction is performed by the formula (1) as in the conventional case, the correct correction cannot be performed unless the correction coefficient C is calculated for each of all the areas in the entire screen.
However, it must be said that it is actually impossible to obtain the correction coefficient C for all areas in this way. After all,
Correct correction results cannot be obtained by performing dead time correction after the end of data collection as in the past. An object of the present invention is to provide a positron ECT device capable of accurately performing dead time correction.
この発明によるポジトロンECT装置においては、リン
グ状に配列された多数の放射線検出器と、これら検出器
の2つずつの組み合わせ毎に同時に検出信号が生じたこ
とをとらえるコインシデンス回路と、該コインシデンス
回路の出力が入力され、検出器の組み合わせ毎の同時計
数データを単位時間毎に収集するバッファメモリと、該
バッファメモリから単位時間毎に読み出される、検出器
の組み合わせ毎の同時計数データに対して、その単位時
間毎の計数率に対応したデッドタイム補正係数を作用さ
せて補正するデッドタイム補正回路と、この単位時間毎
に補正された、検出器の組み合わせ毎の同時計数データ
を検出器の組み合わせ毎に加算するデータ収集メモリ
と、収集されたデータを処理し上記検出器のリング状配
列が位置している平面における断層像を再構成する画像
再構成装置とを備えることが特徴となっている。In the positron ECT device according to the present invention, a large number of radiation detectors arranged in a ring shape, a coincidence circuit that detects that a detection signal is simultaneously generated for each combination of two detectors, and a coin coincidence circuit A buffer memory that receives the output and collects the coincidence count data for each combination of detectors for each unit time, and the coincidence count data for each combination of the detectors that is read from the buffer memory for each unit time, A dead time correction circuit that corrects by applying a dead time correction coefficient corresponding to the count rate for each unit time, and the simultaneous count data for each detector combination corrected for each unit time for each detector combination A data acquisition memory for summing and a plane on which the ring array of detectors that process the collected data are located. It is the distinctive feature that takes and an image reconstruction device for reconstructing a tomographic image.
バッファメモリを設けて、検出器の組み合わせ毎の同
時計数データを単位時間毎に収集する。そして、デッド
タイム補正回路により、バッファメモリから単位時間毎
に読み出される、検出器の組み合わせ毎の同時計数デー
タに対して、その単位時間毎の計数率に対応したデッド
タイム補正計数を作用させ、これによりデッドタイム補
正する。したがって、上記(2)式によるデッドタイム
補正が、検出器の組み合わせ毎の同時計数データに対し
てなされたことになる。 こうして、検出器の組み合わせ毎の同時計数データ
が、単位時間毎にリアルタイムでデッドタイム補正され
ながら、データ収集メモリにおいて収集される。検出器
の組み合わせ毎の同時計数データについて、デッドタイ
ム補正がなされるので、より正確な補正を行なうことが
できる。A buffer memory is provided to collect coincidence count data for each combination of detectors for each unit time. Then, the dead-time correction circuit causes the dead-time correction count corresponding to the count rate for each unit time to act on the coincidence count data for each combination of detectors read out from the buffer memory for each unit time. The dead time is corrected by. Therefore, the dead time correction according to the equation (2) is performed on the coincidence count data for each detector combination. In this way, the coincidence count data for each combination of detectors is collected in the data collection memory while the dead time is corrected in real time for each unit time. Since the dead time correction is performed on the coincidence counting data for each combination of the detectors, more accurate correction can be performed.
第1図において、被検者10の周囲に多数の放射線検出
器11がリング状に配列されて検出器系1が構成されてい
る。この放射線検出器11は、たとえば、シンチレータと
光電子増倍管とを組み合わせたものからなる。被検者11
の体内にはポジトロン放出性該種の放射性同位元素が投
与されており、このポジトロンが消滅するときに2本の
γ線を180゜方向に放出する。この2本のγ線は各々別
の検出器11に入射して検出され、その検出信号が同時に
コインシデンス回路2に送られ、同時計数される。この
コインシデンス回路2は、2つの検出器11から同時に検
出信号が入力されたときに、その2つの検出器11の組み
合わせについて同時計数信号を出力する。 そのため、検出器11の組み合わせ毎に同時計数信号が
出力されることになる。この検出器11の組み合わせとい
うのは、かなりの数になる。その各々の組み合わせ毎
に、同時計数信号がバッファメモリ3において一旦蓄え
られる。単位時間の蓄積の後、この検出器11の組み合わ
せ毎の同時計数データはバッファメモリ3から読み出さ
れる。アドレッシングメモリ5は、検出器11の組み合わ
せのそれぞれに対応したアドレス指定信号を発生する。
データ収集メモリ6では、このアドレス指定信号で指定
されたアドレスにおいて、バッファメモリ3から単位時
間毎に読み出された検出器11の組み合わせ毎の同時計数
データが単位時間毎に加算されていく。 ここで、データ収集メモリ6は各アドレスにおいて、
検出器11の組み合わせ毎の同時計数データ(同時計数信
号のカウント)を得るということは、位置信号毎にカウ
ントを得ることを意味する。すなわち、ある2つの検出
器11から同時に検出信号が生じたことがとらえられたこ
とは、その2つの検出器11を結ぶ線上でポジトロンが消
滅したことが分かったということである。この2つの検
出器11を結ぶ線というのはリング状に配列された多数の
検出器11の各々の組み合わせ毎にあり、それらはポジト
ロンの位置を示すものとなる。そのため、ポジトロンの
位置信号毎にカウントが得られることになる。 バッファメモリ3には、ポジトロンの位置信号毎に単
位時間毎のデータ(同時計数信号のカウント)が収集さ
れることになる。そして、このバッファメモリ3の出力
にはデットタイム補正回路4から出力されるその単位時
間における計数率に対応して補正係数が作用させられ
る。すなわち、デッドタイム補正回路4において、その
単位時間における計数率からそれに対応したデッドタイ
ム補正計数が求められ、この補正係数が単位時間毎に収
集されたデータに乗算される。これが単位時間毎にリア
ルタイムで行われ、補正後に各データがデータ収集メモ
リ6の該当するアドレスにおいて収集されて加算されて
いくので、上記(2)式の演算が各々の位置信号毎に行
われたことになる。 データ収集メモリ6において収集されたデータは、デ
ッドタイム補正の済んだものであるが、このデータは画
像再構成装置7に送られ、逆投影法などの画像再構成ア
ルゴリズムにしたがったデータ処理が行われる。すなわ
ち、上記の位置信号により定まる線上にデータ(カウン
ト)の投影を行なう。これにより、被検者10の、検出器
11のリング状配列が位置している平面における断層像が
再構成される。この断層像はディスプレー装置8におい
て表示される。In FIG. 1, a large number of radiation detectors 11 are arranged in a ring shape around a subject 10 to form a detector system 1. The radiation detector 11 is composed of, for example, a combination of a scintillator and a photomultiplier tube. Subject 11
A positron-releasing radioisotope of the species is administered into the body, and when the positron disappears, it emits two γ rays in the 180 ° direction. The two γ-rays are respectively incident on and detected by different detectors 11, and the detection signals thereof are simultaneously sent to the coincidence circuit 2 and simultaneously counted. The coincidence circuit 2 outputs a coincidence counting signal for a combination of the two detectors 11 when the detection signals are simultaneously input from the two detectors 11. Therefore, the coincidence counting signal is output for each combination of the detectors 11. There are a considerable number of combinations of the detectors 11. The coincidence counting signal is temporarily stored in the buffer memory 3 for each combination. After accumulating the unit time, the coincidence count data for each combination of the detectors 11 is read from the buffer memory 3. The addressing memory 5 generates addressing signals corresponding to each of the detector 11 combinations.
In the data collection memory 6, the coincidence count data for each combination of the detectors 11 read out from the buffer memory 3 every unit time is added every unit time at the address designated by this address designation signal. Here, the data collection memory 6 is
Obtaining coincidence count data (count of coincidence count signals) for each combination of detectors 11 means obtaining a count for each position signal. That is, the fact that the detection signals were simultaneously generated from a certain two detectors 11 means that the positron disappeared on the line connecting the two detectors 11. The line connecting the two detectors 11 is for each combination of a large number of detectors 11 arranged in a ring shape, and they indicate the position of the positron. Therefore, a count can be obtained for each position signal of the positron. In the buffer memory 3, data (count of simultaneous counting signals) for each unit time is collected for each position signal of the positron. A correction coefficient is applied to the output of the buffer memory 3 corresponding to the count rate per unit time output from the dead time correction circuit 4. That is, in the dead time correction circuit 4, the dead time correction count corresponding to the count rate in the unit time is obtained, and this correction coefficient is multiplied by the data collected every unit time. This is performed in real time for each unit time, and after correction, each data is collected at the corresponding address of the data collection memory 6 and added, so the calculation of the above formula (2) is performed for each position signal. It will be. Although the data collected in the data collection memory 6 has been subjected to dead time correction, this data is sent to the image reconstruction device 7 and processed according to an image reconstruction algorithm such as the back projection method. Be seen. That is, the data (count) is projected on the line determined by the position signal. As a result, the detector of the subject 10
A tomographic image in the plane where the 11 ring-shaped arrays are located is reconstructed. This tomographic image is displayed on the display device 8.
この発明のポジトロンECT装置によれば、検出器の組
み合わせ毎の同時計数データをそれぞれ単位時間の計数
率に対応した補正計数でリアルタイムで補正することに
よりデッドタイム補正を行なっているので、被検者の断
層面における位置に応じた計数率の相違および各位置毎
の計数率の時間的変化などに影響されないで、より正確
なデッドタイム補正を行うことができる。According to the positron ECT device of the present invention, the dead time correction is performed by correcting the coincidence count data for each combination of detectors in real time with the correction count corresponding to the count rate of the unit time. More accurate dead time correction can be performed without being affected by the difference in the count rate depending on the position on the tomographic plane and the temporal change in the count rate at each position.
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図ない
し第5図は従来のデッドタイム補正の不都合を説明する
ためのもので、第2図及び第4図は断層像を示す図、第
3図及び第5図は計数データの時間的変化を示すグラフ
である。 1……検出器系、2……コインシデンス回路、3……バ
ッファメモリ、4……デッドタイム補正回路、5……ア
ドレッシングメモリ、6……データ収集メモリ、7……
画像再構成装置、8……ディスプレー装置、10……被検
者、11……検出器。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 5 are for explaining the inconvenience of the conventional dead time correction, and FIGS. 2 and 4 are tomographic images. , FIG. 3 and FIG. 5 are graphs showing the time change of the count data. 1 ... Detector system, 2 ... Coincidence circuit, 3 ... Buffer memory, 4 ... Dead time correction circuit, 5 ... Addressing memory, 6 ... Data collection memory, 7 ...
Image reconstruction device, 8 ... Display device, 10 ... Subject, 11 ... Detector.
Claims (1)
と、これら検出器の2つずつの組み合わせ毎に同時に検
出信号が生じたことをとらえるコインシデンス回路と、
該コインシデンス回路の出力が入力され、検出器の組み
合わせ毎の同時計数データを単位時間毎に収集するバッ
ファメモリと、該バッファメモリから単位時間毎に読み
出される、検出器の組み合わせ毎の同時計数データに対
して、その単位時間毎の計数率に対応したデッドタイム
補正係数を作用させて補正するデッドタイム補正回路
と、この単位時間毎に補正された、検出器の組み合わせ
毎の同時係数データを検出器の組み合わせ毎に加算する
データ収集メモリと、収集されたデータを処理し上記検
出器のリング状配列が位置している平面における断層像
を再構成する画像再構成装置とを備えることを特徴とす
るポジトロンECT装置。1. A large number of radiation detectors arranged in a ring shape, and a coincidence circuit for detecting that a detection signal is simultaneously generated for each combination of two detectors.
An output of the coincidence circuit is input, and a buffer memory that collects coincidence counting data for each combination of detectors for each unit time, and a coincidence counting data for each combination of detectors that is read from the buffer memory for each unit time On the other hand, a dead time correction circuit that applies and corrects a dead time correction coefficient corresponding to the count rate for each unit time, and the simultaneous coefficient data for each combination of detectors that is corrected for each unit time is detected by the detector. A data collection memory that adds the data for each combination, and an image reconstruction device that processes the collected data and reconstructs a tomographic image on a plane in which the ring-shaped array of the detectors is located. Positron ECT device.
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1986
- 1986-10-31 JP JP61261723A patent/JP2550540B2/en not_active Expired - Fee Related
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