JP2653443B2

JP2653443B2 - ガンマカメラ感度補正装置

Info

Publication number: JP2653443B2
Application number: JP62234416A
Authority: JP
Inventors: 隆市原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-09-18
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1997-09-17
Anticipated expiration: 2012-09-17
Also published as: JPS6475986A; EP0309165A2; DE3878117T2; EP0309165B1; DE3878117D1; EP0309165A3; US4904870A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、被検体にラジオアイソトープ（以下RIと称
する）を投与し、特定の臓器若しくは疾患部に選択的に
集まるRI検出し、集積像として映像化するガンマカメラ
感度補を行うガンマカメラ感度補正装置に関する。

（従来の技術）第５図はガンマカメラの主要部を示している。同図に
おいて、15はRIよりの放射線（γ線）を検出する検出器
であり、シンチレータ17,ライトガイド18,光電子倍増管
19,前置増幅管20を有して成る。γ線は光学カメラのよ
うにレンズで屈折させ収束することができないので、検
出器15の前段にコリメータ16を配置している。コリメー
タ16は鉛板に多数の並行孔を設けたものが基本となる。
これによって被検体と同じ大きさの像がシンチレータ17
面に作られる。

シンチレータ17には、透明な物質（ルサイト等）で作
られたライトガイド18を介して光電子増倍管（PMT）19
が六角稠密状に配列されている。PMT19は直径２インチ
又は３インチのものが多く用いられ、19本,37本或いは6
1本六角形に配列されている。γ線がシンチレータ17に
入射するとそのエネルギーが吸収され、その点で蛍光を
発する。この光はライトガイド18を介して各PMT19に入
射し光電変換され、入射光に比例した出力パルスが各PM
T19から出力される。あるPMTの真下で光ればそのPMTか
ら最も大きな出力が、或いは３つのPMTの中間で光れば
そのPMT3本から均等な出力が得られる。このように各PM
T19からの出力パルスによって発光点即ちγ線入射位置
を求めるのである。シンチレータ17の中心を原点とする
直交座標系XYを考え、加算器21において、各PMT19の出
力にその位置座標に応じた係数（重み付けという）を乗
じて加算し、X⁺,X^-,Y⁺,Y^-の各方向について信号を得
る。

一方、全てのPMT19の出力に一定の係数を乗じて加算
すると、この信号はシンチレータの全発光量に即ちγ線
のエネルギーに比例するのでこれをエネルギー信号又は
Ｚ信号と呼ぶ。このＺ信号は増幅器22で増幅された後、
パルス波高分析器25に入力され、予め設定された必要な
エネルギーのγ線のみが選別される。X⁺,X^-,Y⁺,Y^-の位
置信号とＺ信号は、それぞれ増幅された後選別された場
合のみ波形伸張回路23に入力され、その出力は引算及び
割算回路24によりの信号を得る。Ｚで割るのは像の大きさがγ線によって
変らないようにするためである。このX,Y信号はブラウ
ン管オッシロスコープ（CRT）27の偏向入力に加えら
れ、一方、パルス波高分析器25の出力は輝点発生回路26
に加えられて、γ線が入射する毎にCRT27上で輝点とな
って表示される。この輝点をレンズを通じてポラロイド
フィルムやＸ線フィルム上に記録蓄積することにより、
２次元イメージを得ることができる。又、X,Yに対応し
たICメモリ上に入射γ線の頻度を記録蓄積し、これをデ
ータ処理して機能診断像を得ることができる。第６図は
この機能診断像を得るようにした場合を示している。

位置信号X,YはA/Dコンバータ2,3を介して補正テーブ
ル５及び直線性補正部６に入力される。補正テーブル５
より、X,Y信号に対応した補正値ai（X,Y）,bi（X,Y）,c
i（X,Y）,di（X,Y）；（但しｉ＝1,2,…）が出力され、
これが直線性補正部６に取り込まれる。この直線性補正
部６では、Ｘ′＝a₁X＋b₁Y＋C₁XY＋d₁ Ｙ′＝a₂X＋b₂Y＋C₂XY＋d₂ なる演算実行により、Ｘ′,Y′が求められる。また、Ｚ
信号は補正部７に取り込まれ、Ｚ′＝ｅ（X,Y）・Ｚなる演算により補正される。補正出力Ｚ′は後段に配置
されたウィンド回路９に取り込まれ、取り込まれたＺ′
が所定のエネルギ値であれば、画像データメモリ10の対
応アドレスの画素値が＋１される。画像データメモリ10
の記憶内容はライン11を介して、又、Z,X,Yの値はライ
ン12,13を介してメインCPU（中央処理装置）８に取り込
まれ、ここで補正係数の計算，書き換えが行われる。更
に、画像データメモリ10の記憶内容はメインCPU8におい
て補正係数ｆ（i,j）により感度補正され、またシング
ルフォトンエミッションCT（以下、「ECT」という）等
のように厳しい均一等が要求される収集モード時にはメ
インCPU8において画像データＮ（i,j）が、Ｎ′（i,j）＝ｆ（i,j）×Ｎ（i,j）（i,j）は（X,Y）に対応するメモリアドレスにより感度補正される。

ところで、光電子増倍管19の出力波高はシチンレータ
17,ライトガイド18の光学的カップリング或いは光電子
増倍管19の特性変化等により経時変化するためにＺ補正
部７の補正データを定期的にその状況に合ったデータに
書き直す必要があった。

更に、コリメータ16は鉛等のようにγ線遮蔽能力が大
きい金属で形成されており、機械加工上の精度により、
また場所（X,Y）によりγ線の通過する割合に差を生ず
る。このため、ECTを行う場合には、ガンマカメラの感
度の均一性のバラツキにより再構成像にリング状アーチ
ファクトを生じ、或いは前述の経時変化により補正デー
タを書き換え時にはアーチファクトを生じないが、時間
が経過するとアーチファクトが生じてくるという問題が
あった。ECTの収集のための感度の均一性補正は、検出
器15（シチンレータ＋ライトガイド＋光電子増倍管）＋
電気系＋コリメータ16の均一性データから補正テーブル
（マトリクス）を作り、この係数を画像データメモリ10
内のデータに掛算することにより（コリメータ＋検出
器）としての感度補正を行うものであった。この場合、
検出器15の感度が経時変化することにより、システム全
体の感度が変化しているように見られていた。従来補正
データを得るためには、乃至の手順を要している。

コリメータを取り外してＺ補正部７の補正係数を求
める。

Ｘ−Ｙ補正（直線性補正）のためのファントムを検
出器に取り付けて、直線性補間部６の補正係数を求め
る。

上記，のあと、コリメータ16を検出器15に取り
付け、一様な面線源を用いて（コリメータ＋検出器）で
の均一性データを収集し、均一性補正マトリクスを求め
る。

（発明が解決しようとする問題点）ここで、上記のコリメータ付検出器の感度補正のた
めのデータ収集は通常２乃至３時間要し、しかも複数種
類のコリメータが存在することからこのデータ収集を頻
繁に行うのは困難である。しかし、だからといってこの
データ収集を省略すれば上記のアーチファクトを生じる
のは必至である。

そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、その目
的とするところは、感度補正用の均一性補正マトリクス
を速やかに得ることができるガンマカメラ感度補正装置
を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、コリメータを取り付けた検出器により、被
検体に投与されたラジオアイソトープからのγ線を検出
し、この検出器からの出力に基いてXY位置信号の補正と
Ｚ信号の補正を行ってラジオアイソトープ集積像を求め
るものであって、前記コリメータ固有の感度データを予
め記憶するコリメータ固有感憶手段と、前記コリメータ
を外した状態で新たに収集されたところの検出器固有の
均一性データについて先に収集されたデータと最新のデ
ータとの変動量を求め、この変動量が大きい場合に異常
を知らせる診断手段と、前記コリメータを外した状態で
新たに収集されたところの検出器固有の均一性データと
前記コリメータ固有感度記憶手段の記憶データとに基い
て、前記検出器にコリメータを取り付けた状態での均一
性データを推定する均一性データ推定手段と、推定され
たい均一性データよりラジオアイソトープ集積像補正用
の均一性補正係数を求める補正係数演算手段と、前記均
一性補正係数を前記ラジオアイソトープ集積像に乗じる
ことにより、均一補正を行う補正手段とを有するとを特
長とするものである。

（作用）コリメータ固有の補正係数は経時変化しないことから
このコリメータ固有の感度データを予め記憶手段に記憶
しておく。そして、コリメータを外した状態で新たに収
集されたところの検出器固有の均一性データと上記のコ
リメータ固有の感度データとに基づいて、検出器にコリ
メータを取り付けた状態での均一性データを推定し、こ
の推定データより補正係数を求める。このようにすれ
ば、均一性補正マトリクス作成においてコリメータを外
した状態での検出器固有の均一性データを収集すればよ
く、このデータ収集は小さな線源でしかも短時間で行い
得るから、上記の均一性マトリクスを短時間で作成する
ことができる。

また、前記コリメータを外した状態で新たに収集され
た均一性データと先に収集されたデータとを比較して変
動量を求め異常を知らせる診断（自己診断）手段を設け
ることにより、ガンマカメラの異常を知ることができ
る。

（実施例）以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

第１図は本発明に係るガンマカメラ感度補正装置の一
実施例を示している。

同図に示すように本実施例装置30は、コリメータ固有
感度演算手段31,コリメータ固有感度記憶手段32,自己診
断手段33,均一性データ推定手段34,補正係数演算手段3
5,補正係数記憶手段36,感度補正手段37を有する。

コリメータ固有感度演算手段31は、検出器15にコリメ
ータ16（第５図参照）が取り付けられた状態で収集され
た均一性データＦ（i,j）と、コリメータ16を外した状
態で収集された均一性データＵ（i,j）とからコリメー
タ固有の感度データUcol（i,j）を（１）式の演算実行
により求めるものである。

Ucol（i,j）＝Ｆ（i,j）/U（i,j） …（１）このコリメータ固有感度演算手段31により求められた
データUcol（i,j）は、後段に配置されたコリメータ固
有感度記憶手段32に書き込まれ、この記憶手段32内にコ
リメータ固有の感度補正テーブルが形成されるようにな
っている。

自己診断手段33は、コリメータ付検出器の均一性補正
マトリクス作成に際して新たに収集されたデータＵ（i,
j）と先に収集された同上データとの差を求め、この差
の大きさにより、均一性補正マトリクス作成が適当であ
るか否かの判別等を行うもので、この判別において適当
と判断された場合にデータＵ（i,j）が均一性データ推
定手段３に送出されるようになっている。

この均一性推定手段34は、新たに収集されたデータＵ
（i,j）と、前記コリメータ固有感度記憶手段32内のデ
ータUcol（i,j）とに基づいて、検出器15にコリメータ1
6を取り付けた状態（即ちコリメータ付検出器）での均
一性データを推定するものである。この均一性データを
Ｆ′（i,j）と表した場合に、このＦ′（i,j）は（２）
式の演算実行によって推定される。

Ｆ′（i,j）＝Ｕ（i,j）・Ucol（i,j） …（２）そしてこの均一性データ推定手段34によって推定され
たデータＦ′（i,j）は、後段に配置された補正係数演
算手段35に送出されるようになっている。

この補正係数演算手段35は、取り込まれた推定データ
Ｆ′（i,j）に基づいて、RI集積像補正用の均一性補正
係数を求めるものである。この均一性補正係数をｆ（i,
j）と表した場合に、このｆ（i,j）は（３）式の演算実
行によって求められる。

ここでｘ・ｙはRI集積像１フレームの全画素数を意味
する。そして求められた補正係数ｆ（x,y）は、後段に
配置された補正係数記憶手段36に書き込まれ、この補正
係数記憶手段36内に補正テーブルが形成される。このテ
ーブルがコリメータ付検出器の均一性補正マトリクスで
ある。

また感度補正手段37は、この均一性補正マトリクスを
用いて（コリメータ＋検出器）としての感度補正を行う
ものであり、この感度補正は、画像データメモリ10内の
画像データ即ちRI集積像データ補正係数記憶手段37内の
補正係数とを掛算することによって行われる。尚、この
画像データメモリ10は第６図において同一符号で示すの
に相当する。

上記のコリメータ固有感度演算手段31,自己診断手段3
3,均一データ推定手段34,補正係数演算手段36,感度補正
手段37は、CPU（中央処理装置）によって機能的に実現
される。

次に上記のように構成された実施例装置の作用につい
て第２図乃至第４図のフローチャートに従って説明す
る。

本実施例装置における均一性補正マトリクス（補正係
数記憶手段36内の補正テーブル）を作成する際には，コ
リメータ固有感度記憶手段32内にコリメータ16固有の感
度補正テーブルが既に形成されている。この感度補正テ
ーブルは、コリメータ固有感度演算手段31によって求め
られる。即ち第２図に示すように、ガンマカメラにおい
て検出器15にコリメータ16を取り付けた状態での均一性
データＦ（i,j）が収集され（S1）、次に当該コリメー
タ16を外した状態での均一性データＵ（i,j）が収集さ
れると（S2）、このＦ（i,j）とＵ（i,j）とがコリメー
タ固有感度演算手段31に取り込まれ、ここで前記（１）
式の演算実行によりUcol（i,j）が求められる。尚、当
該コリメータのUcol（i,j）により感度補正テーブルが
既に形成されている場合には（例えば当該コリメータ出
荷に際して、Ucol（i,j）の感度補正テーブルを形成し
た記録媒体をメーカ側で用意する場合が考えられる）、
ステップS1乃至S3の実行は不要となる。

均一性補正マトリクスは次のように作成される。尚、
説明の便宜上、ここでは自己診断に関するステップを省
略する。

先ず、ガンマカメラにおいて検出器15にコリメータ16
を取り付けない状態で検出器15固有の均一性データＵ
（i,j）を収集する（S4）。このデータＵ（i,j）は均一
性データ推定手段34に取り込まれ、この均一性データ推
定手段34により検出器15にコリメータ16を取り付けた状
態での均一性データＦ′（i,j）が推定される。（S
5）。この推定は前記（２）式の演算実行による。次
に、このＦ′（i,j）が補正係数演算手段35に送出され
ると、この演算手段35により前記（３）式の演算が実行
され均一性補正係数ｆ（i,j）が求められる（S6）。そ
して求められた数ｆ（i,j）は補正係数記憶手段36に書
き込まれ、これにより均一性補正マトリクスが形成され
る。

以上の均一性補正マトリクス作成においては、コリメ
ータ固有の感度データを既知のものとして取扱ってお
り、コリメータ16を外した状態での検出器固有の均一性
データＵ（i,j）の収集のみとなる。この検出器固有の
均一性データ収集は、コリメータ16を取り付けていない
ことから小さな線源でよく、しかも短時間（10乃至上20
分程度）で終えることができる。従って、従来均一性補
正マトリクス作成のためのデータ収集（コリメータを取
り付けた状態でのデータ収集）に２乃至３時間要してい
たのに比して、大幅にデータ収集時間を短縮することが
できる。このようにデータ収集時間が短ければ、均一性
マトリクス作成（補正係数記憶手段36の補正テーブル書
き換え）を頻繁に行うことができ、このようにすること
で、感度補正手段37での感度補正を高精度で行うことが
できる。例えば毎日の臨床検査前に、本実施例装置の均
一性マトリクス作成を行うことが可能であり、これによ
りガンマカメラの安定度を高めることができる。

次に、自己診断手段33により自己診断を行う場合につ
いて説明する。第４図はこの場合の流れを示している。

先ず、コリメータ16を取り付けない状態で検出器15固
有の均一性データＵ（i,j）を収集する（S7）。次にこ
のデータＵ（i,j）と、先に収集された同上データＵ
（i,j）であって最新のものとの差分（即ち変動）SBを
求め（S8）、この差分SBが、統計変動を考慮して予め設
定した値ｍより大きいか否かの判別を行う（S9）。この
判別において、NO（SB＞ｍが成立しない）と判断された
場合には、Ｕ（i,j）を収集し（S13）、Ｆ′（i,j）を
推定し（S14）、ｆ（i,j）を求める（S15）。このステ
ップS13,S14,S15は第３図のステップS4,S5,S6に相当す
る。また、前記ステップS9の判別においてYES（SB＞ｍ
が成立する）と判断された場合には、今度は、前記差分
SBが、補正限界値として予め設定された値Ｍより大きい
か否かの判別を行う（S10）。この判別においてNO（SB
＞Ｍが成立しない）と判断された場合には、それは未だ
補正可能であるから、Ｚ補正部７（第６図参照）のＺ補
正データを再計算しＺ補正テーブルを再形成した後に
（S11）、ステップS13の実行に移るようにする。また、
前記ステップS10の判別においてYES（SB＞Ｍが成立す
る）と判断された場合には、それはガンマカメラの異常
と考えられるから補正不能メッセージを出力し、サービ
スマン等のサービスを要求する。（S12）。この際、異
常内容を自己判断するようにするとよい。

以上のステップのうちS8乃至S12は自己診断手段33に
よって行われる。

このように自己診断を行うことにより、ガンマカメラ
の日常の点検及び自己修復を適確に行い得る。

以上本発明の一実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施
が可能であることは言うまでもない。

［発明の効果］以上詳述した本発明によれば、感度補正用の均一性補
正マトリクスを速やかに得ることができるガンマカメラ
感度補正装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例装置のブロック図、第２図乃至
第４図は同上装置の作用を説明するためのフローチャー
ト、第５図はガンマカメラの主要部を示すブロック図、
第６図は機能診断像を得るようにしたガンマカメラの主
要部を示すブロック図である。 30……ガンマカメラ感度補正装置、 32……コリメータ固有感度記憶手段、 34……均一性データ推定手段、 35……補正係数演算手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コリメータを取り付けた検出器により、被
検体に投与されたラジオアイソトープからのγ線を検出
し、この検出器からの出力に基いてXY位置信号の補正とＺ信
号の補正を行ってラジオアイソトープ集積像を求めるも
のであって、前記コリメータ固有の感度データを予め記憶するコリメ
ータ固有感度記憶手段と、前記コリメータを外した状態で新たに収集されたところ
の検出器固有の均一性データについて先に収集されたデ
ータと最新のデータとの変動量を求め、この変動量が大
きい場合に異常を知らせる診断手段と、前記コリメータを外した状態で新たに収集されたところ
の検出器固有の均一性データと前記コリメータ固有感度
記憶手段の記憶データとに基いて、前記検出器にコリメ
ータを取り付けた状態での均一性データを推定する均一
性データ手段と、推定された均一性データよりラジオアイソトープ集積像
補正用の均一性補正係数を求める補正係数演算手段と、前記均一性補正係数を前記ラジオアイソトープ集積像に
乗じることにより、均一補正を行う補正手段とを有する
ことを特徴とするガンマカメラ感度補正装置。