JP4003978B2 - 陽電子放出断層撮影装置および陽電子放出断層撮影装置におけるエミッションデータの減弱補正の制御方法 - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
図1に示すように、第1実施形態の陽電子放出断層撮影装置1は、陽電子放出核種で標識した放射性薬剤を投与した被検体17からエミッションデータおよびトランスミッションデータを同時的に収集して、被検体17によるガンマ線の減弱を補正した被検体17の断層像を生成するためのものであり、ガントリ2と、信号処理装置7と、同時計数装置9と、断層像作成装置10と、被検体保持装置14とを具備している。
Ecom = 2E2/(mc2+2E) …(1)
核種 放射する主な 半減期
ガンマ線のエネルギー
===================================
コバルト57 122keV 271日
(57Co)
テクネチウム99m 141keV 6.02時間
(99mTc)
テルル123m 159keV 120日
(123mTe)
セリウム139 166keV 137.7日
(139Ce)
ガドリニウム153 100keV 242日
(153Gd)
アメリシウム241 57keV 458年
(241Am)
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
まず、第1のエネルギー窓W1に対するカウント値S1を抽出し(ステップP1)、第3のエネルギー窓W3に対するカウント値S3を抽出する(ステップP2)。
S2={(S1/W1)+(S3/W3)}×(W2/2)
図8に示すように、本発明による第2実施形態の陽電子放出断層撮影装置1Bは、陽電子放出断層撮影装置1の構成に加えて、記憶装置12にシングルデータ記憶部33をさらに具備している。
(1)減弱補正用線源21から放射される照射ガンマ線のエネルギーを、被検体に投与する放射性薬剤から放射される消滅ガンマ線のエネルギーである340keV以下にしたため、エミッションデータにトランスミッションデータが混入しない。このため、トランスミッションデータとエミッションデータを同時に収集しても、定量性が良好な高画質の診断画像を得ることができる。
(2)前記照射ガンマ線の全吸収ピークと、前記消滅ガンマ線の全吸収ピークとが離隔されたため、減弱補正用線源21の放射能が従来よりも弱くても済む。
(3)30keV以上340keV以下のガンマ線を放出する減弱補正用線源21を用いることによって、減弱補正用線源21から放出された低エネルギーのガンマ線および放射性薬剤に起因して発生した高エネルギー(511keV)のガンマ線は、共に、パルス計測モードで計測できるため、同じ回路で信号処理を実施できる。このような本実施形態では、簡易なシステムで精度の高い吸収補正を施すことができる。
(4)トランスミッションデータを収集するための減弱補正用線源21の放射能を弱くできるので、遮蔽容器等が小さくなり装置を小型化できるとともに、被検体17の放射線被曝を低減できる。
2 ガントリ
3 ケーシング
4 放射線検出器
5 放射線検出器支持板
6 孔部
7 信号処理装置
8 波高弁別装置
9 同時計数装置
10 断層像作成装置
11 コンピュータ
12 記憶装置
14 被検体保持装置
15 支持装置
16 ベッド
18 表示装置
21 減弱補正用線源
22 線源位置検出装置
23 線源位置情報処理装置
31 トランスミッションデータ記憶部
32 エミッションデータ記憶部
33 シングルデータ記憶部
51 全吸収ピーク
52 コンプトン端
53 コンプトンプラトー
W1 第1のエネルギー窓
W2 第2のエネルギー窓
W3 第3のエネルギー窓
Claims (12)
- 被検体内の陽電子放出核種に起因して生成される消滅ガンマ線を計測しエミッションデータを収集するエミッションデータ収集手段と、
前記被検体を減弱補正用線源で照射して透過ガンマ線を計測しトランスミッションデータを収集するトランスミッションデータ収集手段と、
前記エミッションデータに対し前記トランスミッションデータを用いて前記被検体による前記消滅ガンマ線の減弱を補正する減弱補正手段と、
を具備した陽電子放出断層撮影装置であって、
前記減弱補正用線源は、前記消滅ガンマ線に係るコンプトン端のエネルギー以下のエネルギーを有する照射ガンマ線を放射するものであり、
前記トランスミッションデータ収集手段は、
前記照射ガンマ線の全吸収ピークを含んで設定した第1のエネルギー窓内のカウント値を取得する第1のカウント値取得手段と、
前記第1のエネルギー窓より低いエネルギー領域に当該第1のエネルギー窓から離隔して設定した第2のエネルギー窓内のカウント値を取得する第2のカウント値取得手段と、
前記第1のエネルギー窓より高いエネルギー領域に当該第1のエネルギー窓から離隔して設定した第3のエネルギー窓内のカウント値を取得する第3のカウント値取得手段と、
前記第2のエネルギー窓内および前記第3のエネルギー窓内のカウント値を基に、前記第1のエネルギー窓内のバックグラウンド分を推算するバックグラウンド推算手段と、
前記第1のエネルギー窓内のカウント値から、前記バックグラウンド分を補正することにより、前記トランスミッションデータを補正するトランスミッションデータ演算手段と、
を具備したことを特徴とする陽電子放出断層撮影装置。 - 前記照射ガンマ線の主なエネルギーは、30keV以上340keV以下であることを特徴とする請求項1に記載の陽電子放出断層撮影装置。
- 前記減弱補正用線源は、コバルト57(57Co)、テクネチウム99m(99mTc)、テルル123m(123mTe)、セリウム139(139Ce)、ガドリニウム153(153Gd)またはアメリシウム241(241Am)のいずれかを含むことを特徴とした請求項1または請求項2に記載の陽電子放出断層撮影装置。
- 前記エミッションデータ収集手段または前記トランスミッションデータ収集手段は、前記消滅ガンマ線および前記透過ガンマ線を検出する半導体放射線検出器を具備したことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の陽電子放出断層撮影装置。
- 前記半導体放射線検出器は、CdTe(テルル化カドミウム)およびCdZnTe(テルル化カドミウム亜鉛)のいずれかを検出素子として含むことを特徴とする請求項4に記載の陽電子放出断層撮影装置。
- 前記バックグラウンド推算手段は、前記第1のエネルギー窓内のバックグラウンド分を線形補間または高次関数による補間によって推算することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の陽電子放出断層撮影装置。
- 前記トランスミッションデータ収集手段は、
前記照射ガンマ線の全吸収ピークの近傍に設定したエネルギー窓内のカウント値を取得する窓内カウント値取得手段と、
前記照射ガンマ線を遮蔽する照射ガンマ線遮蔽手段と、
前記照射ガンマ線を遮蔽した状態で前記エネルギー窓内でのバックグラウンド分を計数するバックグラウンド計数手段と、
前記エネルギー窓内のカウント値から、前記バックグラウンド分を補正することにより、前記トランスミッションデータを演算するトランスミッションデータ演算手段と、
を具備したことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の陽電子放出断層撮影装置。 - 陽電子放出断層撮影装置の制御手段が、計測空間部内の陽電子放出核種に起因する消滅ガンマ線を計測したエミッションデータと、前記計測空間部内を減弱補正用線源で照射して透過ガンマ線を計測したトランスミッションデータとを用いて前記計測空間部における前記消滅ガンマ線の減弱を補正するエミッションデータの減弱補正の制御方法であって、
前記減弱補正用線源は、前記消滅ガンマ線に係るコンプトン端のエネルギー以下のエネルギーを有する照射ガンマ線を放射するものであり、
前記制御手段が、前記照射ガンマ線の全吸収ピークを含んで設定した第1のエネルギー窓内のカウント値を取得する第1のカウント値取得プロセスと、
前記制御手段が、前記第1のエネルギー窓より低いエネルギー領域に当該第1のエネルギー窓から離隔して設定した第2のエネルギー窓内のカウント値を取得する第2のカウント値取得プロセスと、
前記制御手段が、前記第1のエネルギー窓より高いエネルギー領域に当該第1のエネルギー窓から離隔して設定した第3のエネルギー窓内のカウント値を取得する第3のカウント値取得プロセスと、
前記制御手段が、前記第2のエネルギー窓内および前記第3のエネルギー窓内のカウント値を基に、前記第1のエネルギー窓内のバックグラウンド分を推算するバックグラウンド推算プロセスと、
前記制御手段が、前記第1のエネルギー窓内のカウント値から、前記バックグラウンド分を補正することにより、前記トランスミッションデータを補正するトランスミッションデータ演算プロセスと、
を含むことを特徴とする陽電子放出断層撮影装置におけるエミッションデータの減弱補正の制御方法。 - 前記照射ガンマ線の主なエネルギーは、30keV以上340keV以下であることを特徴とする請求項8に記載の陽電子放出断層撮影装置におけるエミッションデータの減弱補正の制御方法。
- 前記減弱補正用線源は、コバルト57(57Co)、テクネチウム99m(99mTc)、テルル123m(123mTe)、セリウム139(139Ce)、ガドリニウム153(153Gd)またはアメリシウム241(241Am)のいずれかを含むことを特徴とした請求項8または請求項9に記載の陽電子放出断層撮影装置におけるエミッションデータの減弱補正の制御方法。
- 前記バックグラウンド推算プロセスでは、前記第1のエネルギー窓内のバックグラウンド分を線形補間または高次関数による補間によって推算することを特徴とする請求項8から請求項10のいずれかに記載の陽電子放出断層撮影装置におけるエミッションデータの減弱補正の制御方法。
- 前記制御手段が、前記照射ガンマ線の全吸収ピークの近傍に設定したエネルギー窓内のカウント値を取得する窓内カウント値取得プロセスと、
前記制御手段が、前記照射ガンマ線を遮蔽する照射ガンマ線遮蔽プロセスと、
前記制御手段が、前記照射ガンマ線を遮蔽した状態で前記エネルギー窓内でのバックグラウンド分を計数するバックグラウンド計数プロセスと、
前記制御手段が、前記エネルギー窓内のカウント値から、前記バックグラウンド分を補正することにより、前記トランスミッションデータを演算するトランスミッションデータ演算プロセスと、
を含むことを特徴とする請求項8から請求項10のいずれかに記載の陽電子放出断層撮影装置におけるエミッションデータの減弱補正の制御方法。
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