JP5920930B2 - ガンマカメラ、spect装置、pet装置およびガンマ線計測画像生成方法 - Google Patents
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Description
ここでは、まず、散乱ガンマ線によるノイズを推定する方法の比較例として、従来から一般的によく用いられているTEW法について説明する。図1は、TEW法による散乱ガンマ線ノイズの推定方法を模式的に示した図である。
図3は、本発明の第1の実施形態に係るガンマカメラの構成の例を示した図である。図3に示すように、ガンマカメラ1は、多数の半導体ガンマ線検出器12がアレイ状に配置されて構成されたピクセル型ガンマ線検出器を収納した検出器ヘッド10と、半導体ガンマ線検出器12で検出された検出信号から計測対象物5のガンマ線計測画像を生成する情報処理装置20と、を含んで構成される。
なお、本実施形態では、NT(X)やNS(X)は、計数画像EX内の各画素の計数量とするが、説明が煩雑になるのを避けるために、NT(X)、NS(X)およびEXの各画素を示す添え字は省略した。ただし、このことが本発明を限定するものではなく、前記したように以降の演算処理の範囲は任意である。
そして、式(5)または式(7)を演算することは、副計測窓散乱線計数量推定部41(図5参照)の処理に相当し、式(6)または式(8)を演算することは、主計測窓直達線計数量推定部42の処理に相当する。
第2の実施形態では、複数の異なるエネルギーピークを有するガンマ線を計測する場合について、99mTc(141keV)および123I(159keV、529keV)の2核種同時撮像を例にとって説明する。図8は、2核種同時撮像の場合のエネルギースペクトルの例、および、そのとき設定される計測エネルギー窓の例を示した図である。
図12は、SPECT装置の概略構成の例を示した図である。図12に示すように、SPECT装置80は、1つ以上の検出器ヘッド81と、検出器ヘッド81を搭載して被写体84の周囲を回転するガントリ82と、被写体84の周囲を回転する検出器ヘッド81により複数の方向から撮像された被写体84の計数画像用いて、被写体84の断層撮像画像を再構成する制御コンピュータ83と、を含んで構成される。
図13は、PET装置の概略構成の例を示した図である。図13に示すように、PET装置90は、複数の検出器ヘッド91と、その複数の検出器ヘッド91が被写体94を全周360度にわたって取り囲むように設けられたガントリ92と、複数の検出器ヘッド91のそれぞれから得られる検出信号に基づき、予め定められた時間窓内に検出される2つのガンマ線を同時計数する同時計測装置96と、その同時計測装置96で計測される2つのガンマ線の同時計数量を用いて、被写体94の断層撮像画像を再構成する制御コンピュータ93と、を含んで構成される。
5 計測対象物
6 ガンマ線
10,10a 検出器ヘッド
11 コリメータ
12 半導体ガンマ線検出器
13 シンチレータ
14 光検出器
15 信号増幅器
16 パケット情報生成装置
17 通信ケーブル
20,20a,20b 情報処理装置
25 画像表示装置
30 エネルギースペクトル生成部
31 スペクトル記憶部
32 検出器応答記憶部
33 エネルギー窓別計数画像生成部
36 主計測計数画像記憶部
37 第1副計測計数画像記憶部
38 第2副計測計数画像記憶部
39 直達ガンマ線画像記憶部
40,40a,40b 散乱ガンマ線除去演算部
41 副計測窓散乱線計数量推定部
42 主計測窓直達線計数量推定部
43 逐次近似処理制御部
44 解析解演算部
45 クロストーク補正部
66 主計測B計数画像記憶部
67 第1副計測B計数画像記憶部
68 第2副計測B計数画像記憶部
80 SPECT装置
81 検出器ヘッド
82 ガントリ
83 制御コンピュータ
84 被写体
85 画像表示装置
90 PET装置
91 検出器ヘッド
92 ガントリ
93 制御コンピュータ
94 被写体
95 画像表示装置
96 同時計測装置
Claims (10)
- ピクセル型のガンマ線検出器と、計測対象物から放出されるガンマ線が前記計測対象物から前記ガンマ線検出器までの間に存在する物質によって散乱されずに入射したときに得られるエネルギースペクトルを検出器応答データとして予め記憶した記憶装置および画像表示装置を有する情報処理装置と、を備え、
前記情報処理装置は、
計測対象物から放出されるガンマ線に対し設定された主計測エネルギー窓および前記主計測エネルギー窓とは異なる副計測エネルギー窓のそれぞれにより計測される前記ガンマ線の計数量に基づき、主計測計数画像および副計測計数画像を生成する第1の処理部と、
前記検出器応答データと前記主計測計数画像とから、前記副計測計数画像に含まれる直達ガンマ線の計数量を推定し、前記副計測計数画像から前記推定した直達ガンマ線の計数量を差し引いて、前記副計測計数画像に含まれる、前記計測対象物から前記ガンマ線検出器までの間に存在する物質によって散乱されたガンマ線である散乱ガンマ線の計数量を推定する第2の処理部と、
前記第2の処理部で推定した前記副計測計数画像に含まれる前記散乱ガンマ線の計数量に基づいて前記主計測計数画像に含まれる直達ガンマ線の計数量を推定する第3の処理部と、
前記第3の処理部で推定された直達ガンマ線の計数量に基づき、ガンマ線計測画像を生成し、前記画像表示装置に表示する第4の処理部と、
を有すること
を特徴とするガンマカメラ。 - 前記情報処理装置は、
前記計測対象物から放出されるガンマ線が第1のピークエネルギーを有する第1のガンマ線と前記第1のピークエネルギーよりも低い第2のピークエネルギーを有する第2のガンマ線とを含み、前記第2のガンマ線についてのガンマ線計測画像を生成する場合には、
前記第1の処理部の処理を実行後、前記第1の処理部で生成された前記主計測計数画像および前記副計測計数画像から、前記記憶装置に記憶されている前記第1のガンマ線についての検出器応答データにより求められる前記主計測エネルギー窓および前記副計測エネルギー窓に対応する計数量を差し引いた値を、それぞれ、前記第1の処理部で生成された前記主計測計数画像および前記副計測計数画像とみなして、前記第2の処理部ないし前記第4の処理部の処理を実行すること
を特徴とする請求項1に記載のガンマカメラ。 - ピクセル型のガンマ線検出器と、計測対象物から放出されるガンマ線が前記計測対象物から前記ガンマ線検出器までの間に存在する物質によって散乱されずに入射したときに得られるエネルギースペクトルを検出器応答データとして予め記憶した記憶装置および画像表示装置を有する情報処理装置と、を備え、
前記情報処理装置は、
計測対象物から放出されるガンマ線に対し設定された主計測エネルギー窓および前記主計測エネルギー窓とは異なる副計測エネルギー窓のそれぞれにより計測される前記ガンマ線の計数量に基づき、主計測計数画像および副計測計数画像を生成する第1の処理部と、
前記記憶装置に記憶されている前記検出器応答データについて、前記主計測エネルギー窓に含まれる計数量に対する前記副計測エネルギー窓に含まれる計数量の比を検出器応答比として算出する第2の処理部と、
前記副計測計数画像に含まれる、前記計測対象物から前記ガンマ線検出器までの間に存在する物質によって散乱されたガンマ線である散乱ガンマ線の計数量を推定する第3の処理部と、
前記主計測計数画像に含まれる直達ガンマ線の計数量を推定する第4の処理部と、
前記第4の処理部で推定された直達ガンマ線の計数量が収束したか否かを判定し、収束したと判定されるまで、前記第3の処理部の処理および前記第4の処理部の処理を繰り返し実行させる第5の処理部と、
前記第5の処理部における収束判定で収束したと判定された場合には、前記第4の処理部で推定された直達ガンマ線の計数量に基づくガンマ線計測画像を生成し、前記画像表示装置に表示すると第6の処理部と、
を有し、
前記第3の処理部は、前記繰り返しの初回の処理では、前記第1の処理部で得られた前記副計測計数画像から前記主計測計数画像に前記検出器応答比を乗じた値を差し引いた値を、前記副計測計数画像に含まれる前記散乱ガンマ線の計数量として推定し、前記繰り返しの2回目以降の処理では、前記第1の処理部で得られた前記副計測計数画像から、前記第4の処理部で推定された前記主計測計数画像に含まれる直達ガンマ線の計数量に前記検出器応答比を乗じた値を差し引いた値を、前記副計測計数画像に含まれる前記散乱ガンマ線の計数量として推定し、
前記第4の処理部は、前記第3の処理部で推定された前記副計測計数画像に含まれる前記散乱ガンマ線の計数量に基づいて前記主計測計数画像に含まれる前記散乱ガンマ線の計数量を推定し、前記第1の処理部で得られた前記主計測計数画像から、前記推定した前記主計測計数画像に含まれる前記散乱ガンマ線の計数量を差し引いて、前記主計測計数画像に含まれる直達ガンマ線の計数量を推定すること
を特徴とするガンマカメラ。 - 前記情報処理装置は、
前記計測対象物から放出されるガンマ線が第1のピークエネルギーを有する第1のガンマ線と前記第1のピークエネルギーよりも低い第2のピークエネルギーを有する第2のガンマ線とを含み、前記第2のガンマ線についてのガンマ線計測画像を生成する場合には、
前記第1の処理部の処理を実行後、前記第1の処理部で生成された前記主計測計数画像および前記副計測計数画像から、前記記憶装置に記憶されている前記第1のガンマ線についての検出器応答データにより求められる前記主計測エネルギー窓および前記副計測エネルギー窓に対応する計数量を差し引いた値を、それぞれ、前記第1の処理部で生成された前記主計測計数画像および前記副計測計数画像とみなして、前記第2の処理部ないし前記第6の処理部の処理を実行すること
を特徴とする請求項3に記載のガンマカメラ。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかの1項に記載のガンマカメラを搭載したことを特徴とするSPECT装置。
- 請求項1ないし請求項4のいずれかの1項に記載のガンマカメラを搭載したことを特徴とするPET装置。
- ピクセル型のガンマ線検出器と、計測対象物から放出されるガンマ線が前記計測対象物から前記ガンマ線検出器までの間に存在する物質によって散乱されずに入射したときに得られるエネルギースペクトルを検出器応答データとして予め記憶した記憶装置および画像表示装置を有する情報処理装置と、を備えたガンマカメラにおいて、
前記情報処理装置は、
計測対象物から放出されるガンマ線に対し設定された主計測エネルギー窓および前記主計測エネルギー窓とは異なる副計測エネルギー窓のそれぞれにより計測される前記ガンマ線の計数量に基づき、主計測計数画像および副計測計数画像を生成する第1の処理と、
前記検出器応答データと前記主計測計数画像とから、前記副計測計数画像に含まれる直達ガンマ線の計数量を推定し、前記副計測計数画像から前記推定した直達ガンマ線の計数量を差し引いて、前記副計測計数画像に含まれる、前記計測対象物から前記ガンマ線検出器までの間に存在する物質によって散乱されたガンマ線である散乱ガンマ線の計数量を推定する第2の処理と、
前記第2の処理で推定した前記副計測計数画像に含まれる前記散乱ガンマ線の計数量に基づいて前記主計測計数画像に含まれる直達ガンマ線の計数量を推定する第3の処理と、
前記第3の処理で推定された直達ガンマ線の計数量に基づき、ガンマ線計測画像を生成し、前記画像表示装置に表示する第4の処理と、
を実行すること
を特徴とするガンマ線計測画像生成方法。 - 前記計測対象物から放出されるガンマ線が第1のピークエネルギーを有する第1のガンマ線と前記第1のピークエネルギーよりも低い第2のピークエネルギーを有する第2のガンマ線とを含み、前記第2のガンマ線についてのガンマ線計測画像を生成する場合には、
前記情報処理装置は、
前記第1の処理を実行後、前記第1の処理で生成された前記主計測計数画像および前記副計測計数画像から、前記記憶装置に記憶されている前記第1のガンマ線についての検出器応答データにより求められる前記主計測エネルギー窓および前記副計測エネルギー窓に対応する計数量を差し引いた値を、それぞれ、前記第1の処理で生成された前記主計測計数画像および前記副計測計数画像とみなして、前記第2ないし前記第4の処理を実行すること
を特徴とする請求項7に記載のガンマ線計測画像生成方法。 - ピクセル型のガンマ線検出器と、計測対象物から放出されるガンマ線が前記計測対象物から前記ガンマ線検出器までの間に存在する物質によって散乱されずに入射したときに得られるエネルギースペクトルを検出器応答データとして予め記憶した記憶装置および画像表示装置を有する情報処理装置と、を備えたガンマカメラにおいて、
前記情報処理装置は、
計測対象物から放出されるガンマ線に対し設定された主計測エネルギー窓および前記主計測エネルギー窓とは異なる副計測エネルギー窓のそれぞれにより計測される前記ガンマ線の計数量に基づき、主計測計数画像および副計測計数画像を生成する第1の処理と、
前記記憶装置に記憶されている前記検出器応答データについて、前記主計測エネルギー窓に含まれる計数量に対する前記副計測エネルギー窓に含まれる計数量の比を検出器応答比として算出する第2の処理と、
前記副計測計数画像に含まれる、前記計測対象物から前記ガンマ線検出器までの間に存在する物質によって散乱されたガンマ線である散乱ガンマ線の計数量を推定する第3の処理と、
前記主計測計数画像に含まれる直達ガンマ線の計数量を推定する第4の処理と、
前記第4の処理で推定された直達ガンマ線の計数量が収束したか否かを判定し、収束したと判定されるまで、前記第3の処理および前記第4の処理を繰り返し実行させる第5の処理と、
前記第5の処理における収束判定で収束したと判定された場合には、前記第4の処理で推定された直達ガンマ線の計数量に基づくガンマ線計測画像を生成し、前記画像表示装置に表示すると第6の処理と、
を実行し、
前記第3の処理における前記繰り返しの初回の処理では、前記第1の処理で得られた前記副計測計数画像から前記主計測計数画像に前記検出器応答比を乗じた値を差し引いた値を、前記副計測計数画像に含まれる前記散乱ガンマ線の計数量として推定し、前記繰り返しの2回目以降の処理では、前記第1の処理で得られた前記副計測計数画像から、前記第4の処理で推定された前記主計測計数画像に含まれる直達ガンマ線の計数量に前記検出器応答比を乗じた値を差し引いた値を、前記副計測計数画像に含まれる前記散乱ガンマ線の計数量として推定し、
前記第4の処理では、前記第3の処理で推定された前記副計測計数画像に含まれる前記散乱ガンマ線の計数量に基づいて前記主計測計数画像に含まれる前記散乱ガンマ線の計数量を推定し、前記第1の処理で得られた前記主計測計数画像から、前記推定した前記主計測計数画像に含まれる前記散乱ガンマ線の計数量を差し引いて、前記主計測計数画像に含まれる直達ガンマ線の計数量を推定すること
を特徴とするガンマ線計測画像生成方法。 - 前記計測対象物から放出されるガンマ線が第1のピークエネルギーを有する第1のガンマ線と前記第1のピークエネルギーよりも低い第2のピークエネルギーを有する第2のガンマ線とを含み、前記第2のガンマ線についてのガンマ線計測画像を生成する場合には、
前記情報処理装置は、
前記第1の処理を実行後、前記第1の処理で生成された前記主計測計数画像および前記副計測計数画像から、前記記憶装置に記憶されている前記第1のガンマ線についての検出器応答データにより求められる前記主計測エネルギー窓および前記副計測エネルギー窓に対応する計数量を差し引いた値を、それぞれ、前記第1の処理で生成された前記主計測計数画像および前記副計測計数画像とみなして、前記第2ないし前記第6の処理を実行すること
を特徴とする請求項9に記載のガンマ線計測画像生成方法。
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