JP4993144B2 - Pet検出器の光量出力を補正する方法 - Google Patents
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Description
そこで、各シンチレータ結晶の光量出力をエネルギーの次元に変換する。この補正係数はエネルギー補正係数と呼ばれ、放射線入射位置毎に算出されたエネルギー補正係数がエネルギー補正ルックアップテーブルに保持される。
したがって、従来法による補正精度はあまり高くなく、よって、従来法を用いてDOI検出器のエネルギー出力の補正を行うと、高いエネルギー分解能が得られないという問題を生じていた。また、DOI検出器の場合は更にシンチレータ結晶の個数が多くなっているので、DOI検出器以外の通常のPET検出器と比べてルックアップテーブルを作る手間が増大していた。
(1)基準線源から前記PET検出器の検出面に放射線を照射し、前記光電子増倍管からの光量に関する出力信号を収集するステップと、
(2)収集した前記出力信号に基づき放射線の入射位置を求めるための2次元位置マップを作成し、放射線と相互作用したシンチレータ結晶を識別するステップと、
(3)前記放射線と相互作用したシンチレータ結晶毎の光量に関する情報を蓄積した光量スペクトルを取得するステップと、
(4)前記光量スペクトルのピークチャンネルを小数点以下まで求め、その光量ピークが前記基準線源からの放射線に固有のエネルギーに対応するとして、光量出力をエネルギー出力に変換するためのエネルギー補正係数を算出し、前記エネルギー補正係数に基づいてエネルギー補正ルックアップテーブルを作成するステップと、を有することを特徴とする方法を構成したものである。
(1)基準線源から前記PET検出器の検出面に放射線を照射し、前記光電子増倍管からの光量に関する出力信号を収集するステップと、
(2)収集した前記出力信号に基づき前記放射線の入射位置を求めるための2次元位置マップを作成し、放射線と相互作用したシンチレータ結晶を識別するステップと,
(3)前記放射線と相互作用したシンチレータ結晶毎の光量に関する情報を蓄積した光量スペクトルを取得するステップと、
(4)前記光量スペクトルのピークチャンネルを小数点以下まで求め、その光量ピークが前記基準線源からの放射線に固有のエネルギーに対応するとして、光量出力をエネルギー出力に変換するための第1のエネルギー補正係数を算出し、前記第1のエネルギー補正係数に基づいて第1のエネルギー補正ルックアップテーブルを作成するステップと、
(5)前記ステップ(1)〜(2)を順次実行した後、収集した前記PET検出器の前記出力信号に前記第1のエネルギー補正ルックアップテーブルを適用して、前記放射線と相互作用したシンチレータ結晶毎のエネルギースペクトルを取得するステップと、
(6)前記ステップ(5)で取得した、前記放射線と相互作用したシンチレータ結晶毎のエネルギースペクトルのエネルギーピークを小数点以下まで求め、前記エネルギーピークを前記基準線源からの放射線に固有のエネルギーピークに揃えるための第2のエネルギー補正係数を算出し、前記第2のエネルギー補正係数に基づいて第2のエネルギー補正ルックアップテーブルを作成するステップと、
(7)前記第2のエネルギー補正ルックアップテーブルから前記第1のエネルギー補正ルックアップテーブルに対する補正係数を求め、求めた補正係数を前記第1のエネルギー補正ルックアップテーブルに掛けることによって、前記第1のエネルギー補正ルックアップテーブルを補正するステップと、を有することを特徴とする方法を構成したものである。
光量に関する出力が7ビットとすると、光量スペクトルはチャンネル毎に計数値がプロットされたものであるから、光量スペクトルのスケールは0〜127チャンネルとなる。ところが、従来法のように、光量スペクトルのピーク位置をチャンネルのスケールで算出すると、エネルギー補正係数は最大でチャンネルの数に対応する128通り(7ビット)の数値しかとることができない。その結果、エネルギー補正係数の算出精度、よってエネルギー出力の補正精度に限界が生じる。
したがって、本発明の方法では、光量スペクトルのピーク位置を7ビット(0〜127)のスケールではなく、小数点以下まで算出し、エネルギー補正係数を、例えば10ビットの数値範囲で算出することによって、光量出力の補正精度を上げた。
そして、エネルギー補正係数ECを
EC=64[ch]/ピーク位置[ch]
×(512[keV]/γ線のエネルギー[keV]) (1)
によって求める。
また、上述の実施例では、本発明の方法をDOI検出器に適用したが、DOI検出器以外のPET検出器(シンチレータ結晶の2次元的配列からなるシンチレータアレイを1段有するシンチレータブロックと、シンチレータブロックに光結合された少なくとも1本の光電子増倍管とから構成される)にも適用することができ、それによって、PET検出器の光量出力の補正精度を上げることができる。
エネルギースペクトルのピークは、第1のエネルギー補正係数の精度が低かったり、経時変化によってシンチレータの光量出力に変化があったりした場合は511keVにならない。そこで、例えば、ピークを中心とする3点を通る2次関数を求め、この2次関数の極大値を求めることによってピーク位置が算出される。
そして、第2のエネルギー補正係数EC”が
EC”=511[keV]/ピークエネルギー[keV] (3)
で求められ、それに基づいて第2のエネルギー補正ルックアップテーブルECLUT”が作成される。
ECLUT=ECLUT’×ECLUT” (4)
とすることで、第1のエネルギー補正ルックアップテーブルECLUT’が補正され、より精度の高いエネルギー補正ルックアップテーブルECLUTが作成される(ステップ7)。
こうして、先に取得されたエネルギー補正ルックアップテーブルを適用して収集されたエネルギースペクトルを分析し、補正しきれなかった部分を補正するためのエネルギー補正ルックアップテーブルを算出し、それを用いて先のエネルギー補正ルックアップテーブルを再補正するようにすれば、より精度の高いエネルギー補正ルックアップテーブルを作成することができ、また、位置ルックアップテーブルを再作成せずに済むので、より高速にエネルギー補正ルックアップテーブルを作成することができる。
条件(1):ECLUT’を適用してエネルギースペクトルを収集した。
条件(2):ECLUTを適用してエネルギースペクトルを収集した。
G−G検出器1およびG−G検出器2のそれぞれを構成する1つのシンチレータ結晶(γ線入射位置)について収集したエネルギースペクトルを図5のグラフに示し、L−G検出器1およびL−G検出器2のそれぞれの1つのシンチレータ結晶(γ線入射位置)について収集したエネルギースペクトルを図6のグラフに示す。図5および図6中、各検出器の欄において、上段のグラフは、当該検出器の2つのシンチレータアレイの層のうち、下側のシンチレータアレイの層(以下、「DOI0」と呼ぶ。)のエネルギースペクトルを示し、下段のグラフは、上側のシンチレータアレイの層(以下、「DOI1」と呼ぶ。)のエネルギースペクトルを示す。また、各エネルギースペクトルのチャンネル数は7ビットであり、そのピーク位置は10ビットのスケールで求めてある。
また、表中、平均値は、それぞれ、シンチレータアレイの層毎に、それを構成する全シンチレータ結晶(9×10個)について算出した平均値であり、EWはピーク位置の補正後に設定したエネルギーウィンドウを表し、ΔEWを次式に従って算出した。
ΔEW=Δ|ピーク位置−63.875[ch]|×8[keV/ch]
+Δエネルギー分解能[%]×511[keV] (5)
ここで、Δは、条件(1)の下で得られたデータと条件(2)の下で得られたデータとの差を表す。
2 シンチレータブロック
3 光電子増倍管
Claims (2)
- シンチレータ結晶の2次元的配列からなるシンチレータアレイを1段または複数段有するシンチレータブロックと、前記シンチレータブロックに光結合された少なくとも1本の光電子増倍管とから構成されたPET検出器の光量出力を補正する方法であって、
(1)基準線源から前記PET検出器の検出面に放射線を照射し、前記光電子増倍管からの光量に関する出力信号を収集するステップと、
(2)収集した前記出力信号に基づき放射線の入射位置を求めるための2次元位置マップを作成し、放射線と相互作用したシンチレータ結晶を識別するステップと、
(3)前記放射線と相互作用したシンチレータ結晶毎の光量に関する情報を蓄積した光量スペクトルを取得するステップと、
(4)前記光量スペクトルのピークチャンネルを小数点以下まで求め、その光量ピークが前記基準線源からの放射線に固有のエネルギーに対応するとして、光量出力をエネルギー出力に変換するためのエネルギー補正係数を算出し、前記エネルギー補正係数に基づいてエネルギー補正ルックアップテーブルを作成するステップと、を有することを特徴とする方法。 - シンチレータ結晶の2次元的配列からなるシンチレータアレイを1段または複数段有するシンチレータブロックと、前記シンチレータブロックに光結合された少なくとも1本の光電子増倍管とから構成されたPET検出器の光量出力を補正する方法であって、
(1)基準線源から前記PET検出器の検出面に放射線を照射し、前記光電子増倍管からの光量に関する出力信号を収集するステップと、
(2)収集した前記出力信号に基づき前記放射線の入射位置を求めるための2次元位置マップを作成し、放射線と相互作用したシンチレータ結晶を識別するステップと,
(3)前記放射線と相互作用したシンチレータ結晶毎の光量に関する情報を蓄積した光量スペクトルを取得するステップと、
(4)前記光量スペクトルのピークチャンネルを小数点以下まで求め、その光量ピークが前記基準線源からの放射線に固有のエネルギーに対応するとして、光量出力をエネルギー出力に変換するための第1のエネルギー補正係数を算出し、前記第1のエネルギー補正係数に基づいて第1のエネルギー補正ルックアップテーブルを作成するステップと、
(5)前記ステップ(1)〜(2)を順次実行した後、収集した前記PET検出器の前記出力信号に前記第1のエネルギー補正ルックアップテーブルを適用して、前記放射線と相互作用したシンチレータ結晶毎のエネルギースペクトルを取得するステップと、
(6)前記ステップ(5)で取得した、前記放射線と相互作用したシンチレータ結晶毎のエネルギースペクトルのエネルギーピークを小数点以下まで求め、前記エネルギーピークを前記基準線源からの放射線に固有のエネルギーピークに揃えるための第2のエネルギー補正係数を算出し、前記第2のエネルギー補正係数に基づいて第2のエネルギー補正ルックアップテーブルを作成するステップと、
(7)前記第2のエネルギー補正ルックアップテーブルから前記第1のエネルギー補正ルックアップテーブルに対する補正係数を求め、求めた補正係数を前記第1のエネルギー補正ルックアップテーブルに掛けることによって、前記第1のエネルギー補正ルックアップテーブルを補正するステップと、を有することを特徴とする方法。
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