JP4775270B2 - 放射線同時計数処理方法および断層撮影装置 - Google Patents
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Description
ただし、上記(1)中のεui,εvjは検出器固有感度、duvrkは結晶干渉因子、fuvはリングペア感度、buvkはブロック形状因子、guvrは動径方向幾何学因子、kはブロック内の結晶相対位置、rは動径方向位置である。
すなわち、請求項1に記載の発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して得られたデータに対して演算処理を行う放射線同時計数処理方法であって、放射線検出器群を構成する複数の放射線検出器について、各々の放射線検出器の特性を示す感度補正係数を、経年的に変化しない不変の要素と、経年的に変化する変動の要素とに分解した場合に、(A)モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、前記不変の要素を求める要素導出工程と、(B)モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、同時計数投影データを求める同時計数投影データ導出工程と、(C)前記(B)の同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化する規格化工程と、(D)前記(C)の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を全体領域の加算データで除算する除算工程と、(E)前記(D)の除算工程で除算された値を前記変動の要素とし、その変動の要素と前記(A)の要素導出工程で求められた不変の要素との積で前記感度補正係数を放射線検出器ごとに求める感度補正係数導出工程と、(F)前記(E)の感度補正係数導出工程で求められた各々の放射線検出器ごとの感度補正係数を用いて、対象となる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データを放射線検出器ごとに補正する補正工程とを備えることを特徴とするものである。
図1は、実施例1に係るPET(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図である。
図3に示すように、円筒ファントムをモデルとした被検体Mから発生したγ線が、被検体Mを挟んで互いに対向位置にある2つのシンチレータブロック3aで同時に入射したときのみ、同時計数回路9がγ線を同時計数する。図3(a)は同時計数する検出器リング対から見た図であり、図3(b)はリング内検出器対から見た図である。図3(a)に示すように、同時計数する検出器リング対を(u,v)、図3(b)に示すように、同時計数するリング内検出器対を(i,j)とする。
検出器リング内を回転するライン線源から発生したγ線が、被検体Mを挟んで互いに対向位置にある2つのシンチレータブロック3aで同時に入射したときのみ、同時計数回路9がγ線を同時計数する。この計数データから、後述のステップ3により投影データを導出する。
ライン線源同時計数データにおいて、同時計数回路9に送り込まれた計数情報に基づいて、結晶干渉因子duvrk、リングペア感度fuv、ブロック形状因子buvk、動径方向幾何学因子guvrといった経年的に変化しない不変の要素を求める。これらの要素は幾何学的に決まる要素であるので経年的に変化しない。
ステップS3´と並行して、同時計数回路9に送り込まれた計数情報を投影データとする。具体的には、図5に示すように、縦軸をγ線の照射方向θとし、横軸を被検体Mの体軸Zに直交する面方向(すなわち径方向)とした投影データを作成する。
ステップS3で求められた投影データに対し、ステップ2で求めた不変の要素のみを考慮した感度補正を適用し、不変の要素が感度補正された投影データを作成する。
ステップS3´´で求められた投影データ上の円筒ファントムに相当する部分を、図5ではCMで図示するとともに、パスを、図5ではPで図示する。なお、投影データ上の円筒ファントムに相当する部分CMは、「ファン領域」とも呼ばれる。この投影データも補正元データとして、コントローラ5を介して、メモリ部6の補正元データメモリ部6bに書き込んで記憶する。投影データは、この発明における同時計数投影データに相当する。また、上述したステップS3は、この発明における(B)の同時計数投影データ導出工程に相当する。
ステップS3´´で求められた投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量(実施例では加算平均値)を、ステップS4で規格化された投影データ上の全体領域の加算データ(本実施例では加算平均値)で除算する。具体的には、ステップS4で所定のパスとして右下がりの傾き成分Eff2を有したパスPを指定した場合には、ステップS5で別の所定のパスとして左下がりの傾き成分Eff1を有したパスPを指定し、ステップS4で所定のパスとして左下がりの傾き成分Eff1を有したパスPを指定した場合には、ステップS5で別の所定のパスとして右下がりの傾き成分Eff2を有したパスPを指定する。そして、ステップS4で所定のパスとして右下がりの傾き成分Eff2を有したパスPを指定した場合には、左下がりの傾き成分Eff1を有した別の所定のパスPにある画素値の加算平均値(すなわち相加平均値)を、ステップS4で規格化された投影データ上の全体領域の加算データ(本実施例では加算平均値)で除算する。また、ステップS4で所定のパスとして左下がりの傾き成分Eff1を有したパスPを指定した場合には、右下がりの傾き成分Eff2を有した別の所定のパスPにある画素値の加算平均値(すなわち相加平均値)を、ステップS4で規格化された投影データ上の全体領域の加算データ(本実施例では加算平均値)で除算する。
ステップS5で求められた検出器固有感度εui,εvjとステップS3´で求められた結晶干渉因子duvrk、リングペア感度、fuv、ブロック形状因子buvk、動径方向幾何学因子guvrとの積で感度補正係数NCuivjをγ線検出器3ごとに求める。具体的には、検出器固有感度εui,εvjと、結晶干渉因子duvrk、リングペア感度、fuv、ブロック形状因子buvk、動径方向幾何学因子guvrとを上記(1)式に代入することで感度補正係数NCuivjを求める。この動径方向幾何学因子guvrも補正元データとして、コントローラ5を介して、メモリ部6の補正元データメモリ部6bに書き込んで記憶する。このステップS6は、この発明における(E)の感度補正係数導出工程に相当する。
対象となる被検体Mから発生したγ線が、被検体Mを挟んで互いに対向位置にある2つのシンチレータブロック3aで同時に入射したときのみ、同時計数回路9がγ線を同時計数する。
ステップS6で求められた各々のγ線検出器3ごとの感度補正係数NCuivjをメモリ部6の補正元データメモリ部6bから読み出して用いて、同時計数回路9から出力された同時計数データを、検出器対3ごとに補正する。この補正されたデータを投影データとして、再構成部10に送り込み、再構成部10がその投影データを再構成して、被検体Mの断層画像を求めて、コントローラ5を介して出力部9に送り込む。このステップS8は、この発明における(F)の補正工程に相当する。
5 … コントローラ
10 … 再構成部
NCuivj … 感度補正係数
εui,εvj … 検出器固有感度
duvrk … 結晶干渉因子
fuv … リングペア感度
buvk … ブロック形状因子
guvr … 動径方向幾何学因子
P … パス
M … 被検体
Claims (4)
- 放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して得られたデータに対して演算処理を行う放射線同時計数処理方法であって、放射線検出器群を構成する複数の放射線検出器について、各々の放射線検出器の特性を示す感度補正係数を、経年的に変化しない不変の要素と、経年的に変化する変動の要素とに分解した場合に、(A)モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、前記不変の要素を求める要素導出工程と、(B)モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、同時計数投影データを求める同時計数投影データ導出工程と、(C)前記(B)の同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化する規格化工程と、(D)前記(C)の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を全体領域の加算データで除算する除算工程と、(E)前記(D)の除算工程で除算された値を前記変動の要素とし、その変動の要素と前記(A)の要素導出工程で求められた不変の要素との積で前記感度補正係数を放射線検出器ごとに求める感度補正係数導出工程と、(F)前記(E)の感度補正係数導出工程で求められた各々の放射線検出器ごとの感度補正係数を用いて、対象となる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データを放射線検出器ごとに補正する補正工程とを備えることを特徴とする放射線同時計数処理方法。
- 請求項1に記載の放射線同時計数処理方法において、前記統計量は加算値あるいは加算平均値であって、前記(D)の除算工程では、前記(C)の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の加算値あるいは加算平均値を、全体領域の加算データで除算することを特徴とする放射線同時計数処理方法。
- 請求項1または請求項2に記載の放射線同時計数処理方法において、前記(B)の同時計数投影データ導出工程、(C)の規格化工程、(D)の除算工程、(E)の感度補正係数導出工程および(F)の補正工程を所定期間で繰り返し行うことを特徴とする放射線同時計数処理方法。
- 放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して断層画像を得る断層撮影装置であって、(a)複数の放射線検出器から構成された放射線検出器群と、(b)各々の放射線検出器の特性を示す感度補正係数を、経年的に変化しない不変の要素と、経年的に変化する変動の要素とに分解した場合に、(A)モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、前記不変の要素を求める要素導出工程と、(B)モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、同時計数投影データを求める同時計数投影データ導出工程と、(C)前記(B)の同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化する規格化工程と、(D)前記(C)の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を、全体領域の加算データで除算する除算工程と、(E)前記(D)の除算工程で除算された値を前記変動の要素とし、その変動の要素と前記(A)の要素導出工程で求められた不変の要素との積で前記感度補正係数を放射線検出器ごとに求める感度補正係数導出工程と、(F)前記(E)の感度補正係数導出工程で求められた各々の放射線検出器ごとの感度補正係数を用いて、対象となる被検体から発生した放射線を同時計数されて得られた出力データを放射線検出器ごとに補正する一連の演算処理を行う演算手段と、(c)その演算処理で補正された出力データに基づいて画像処理を行って断層画像を出力する画像処理手段とを備えることを特徴とする断層撮影装置。
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