JP5931660B2 - 画像処理方法及び核医学診断装置 - Google Patents
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Description
開示の技術は、例えばPET装置等の核医学診断装置等において診断画像等を作成する分野に関し、従来はノイズとして無視していた一対を構成する各検出器で同時に計数されていない信号を利用することによって検出器の感度を向上させる。
本実施形態における画像処理方法について、フローチャートを用いて説明する。図1は、本実施形態における画像処理を説明するためのフローチャートである。なお、図1では、画像処理についての概略的な説明を行い、具体的な説明については後述する。また、以下の説明では、既に測定対象(被検体)の内部に、検査用薬剤が導入されているものとする。
また、画像処理は、S08の処理により生成した最終画像を出力する(S09)。S09の処理では、最終画像をファイルに出力してもよく、表示手段等の画面に表示してもよい。これにより、本実施形態では、半導体検出器を用いた場合でも感度がよく、高分解能(高精度)な診断画像を取得することができる。
次に、本実施形態における放射線の検出例について図を用いて説明する。図2は、本実施形態における放射線の検出例について説明するための図である。図2(A)は、上述した第1画像を取得するための放射線の検出例(両側コインシデンス(一対の放射線検出))を示し、図2(B)は、上述した第2画像を取得するための放射線の検出例(片側2光子(多光子検出法を用いた単一の放射線検出))を示している。
ここで、図4は、本実施形態における補正画像を用いた最終画像の生成例を示す図である。図4に示すように、まず、上述した第1画像に相当する両側コインシデンス画像と、上述した第2画像に相当する片側2光子画像とを生成し、生成した2つの画像を、例えば画素単位、又は所定の画素数からなる画素領域単位で乗算することで、補正画像を取得する。
ここで、上述した多光子検出手法は、第1画像の取得にも適用することができる。図5は、多光子検出のバリエーションの一例を示す図である。図5の例では、両側コインシデンス検出が行われているか否かにより、第1画像用のデータとして利用するか、第2画像用のデータとして利用するかを判定する例を示している。
次に、上述した多光子検出を用いた画像用データ判定の具体例について、フローチャートを用いて説明する。図6は、多光子検出を用いた画像用データ判定処理の一例を示すフローチャートである。図6の例において、画像用データ判定処理は、両側の検出器で検出しているか否かを判断し(S11)、両側の検出器で検出している場合(S11において、YES)、片側1光子ずつのイベント(信号)を検出したか否かを判断する(S12)。
次に、上述した画像処理方法を実現する本実施形態における核医学診断装置について、図を用いて説明する。図7は、核医学診断装置の機能構成の一例を示す図である。図7に示す核医学診断装置20は、放射線測定手段21と、データ処理手段22と、記憶手段23と、画像表示手段24とを有する。
ここで、上述した最終画像生成手段44における最終画像の算出例について具体的に説明する。例えば、本実施形態において、両側コインシデンス画像のi番目の画素の画素値をxiとし、片側2光子画像のi番目の画素の画素値をyiとし、補正画像のi番目の画素の画素値をcyiとし、最終画像のi番目の画素の画素値をziとする。また、片側2光子画像の画素値の合計をsyiとし、補正画像の画素値の合計をscyiとする。
ここで、上述した核医学診断装置20は、例えば放射線測定手段21を除く各機能をコンピュータに実行させることができる実行プログラム(例えば、画像処理プログラム)を生成し、例えば汎用のPC、サーバ等にその実行プログラムをインストールすることにより、本発明における画像処理等を実現することができる。
ここで、本実施形態における最終画像における従来との比較例について説明する。比較例としては、GATE(Geant4 Application for Tamographic Emission)コードシミュレーション体系によるシミュレーションを行った。また、装置構成としては、両側の検出器間距離を60cmとし、線源を視野中心にして、直径約10cm、高さ約10cmの円筒形ファントム(測定対象)を用いて、核種を11C−1.85MBqとして、測定時間3分で光子の検出データを測定した。
なお、本実施形態における核医学診断装置20は、例えば陽子線や重粒子線等の荷電粒子線を被検体(例えば「患者」)に照射して被検体内の腫瘍(例えば「がん」)の治療を行う荷電粒子線治療装置等に設けられていてもよい。この場合、治療装置は、例えば治療前又は治療後の被検体(測定対象)を診断するための画像を上述した手法により取得することになる。
11 放射線検出器
12 投影面
20 核医学診断装置
21 放射線測定手段
22 データ処理手段
23 記憶手段
24 画像表示手段
31 信号処理手段
41 コインシデンス判定手段
42 第1画像再構成手段
43 第2画像再構成手段
44 最終画像生成手段
51 測定データ記憶手段
52 第1画像用データ記憶手段
53 第2画像用データ記憶手段
54 画像記憶手段
61 入力装置
62 出力装置
63 ドライブ装置
64 補助記憶装置
65 主記憶装置
66 CPU
67 ネットワーク接続装置
68 記録媒体
70 荷電粒子線治療装置
71 寝台
72 照射ノズル
73 ビーム輸送ライン
74 回転ガントリー
Claims (2)
- 測定対象より放出された放射線の検出結果に基づく測定データにより、前記測定対象に関するPETを用いた画像を取得する画像処理方法において、
前記測定対象内の陽電子から対象方向に1つの二光子放出過程によって放出される2つの光子を、前記測定対象内の陽電子を中心として両側に設けられた2つの放射線検出器により1つずつ検出し、検出した測定データから画像を再構成して第1画像を取得する第1画像再構成ステップと、
前記測定対象内の陽電子から単光子放出過程によって放出される1つの光子又は二光子以上の複数光子放出過程によって放出される複数の光子のうちの1つの光子を前記2つの放射線検出器のうちの一方で検出し、検出した測定データから画像を再構成して第2画像を取得する第2画像再構成ステップと、
前記第1画像再構成ステップにより得られる第1画像と、前記第2画像再構成ステップにより得られる第2画像とを用いて最終画像を生成する最終画像生成ステップとを有し、
前記第2画像再構成ステップは、
前記単光子放出過程によって放出される1つの光子又は前記二光子以上の複数光子放出過程によって放出される複数の光子のうちの1つの光子をコンプトン散乱における入射光子と散乱光子とのエネルギーの関係式を用いて検出し、
前記最終画像生成ステップは、
前記第1画像と前記第2画像とを画素単位で乗算することで補正画像を生成し、前記第1画像と、前記補正画像とを加算することで、最終画像を生成することを特徴とする画像処理方法。 - 測定対象より放出された放射線の検出結果に基づく測定データにより、前記測定対象に関するPETを用いた画像を取得する核医学診断装置において、
前記測定対象内の陽電子から対象方向に1つの二光子放出過程によって放出される2つの光子を、前記測定対象内の陽電子を中心として両側に設けられた2つの放射線検出器により1つずつ検出し、検出した測定データから画像を再構成して第1画像を取得する第1画像再構成手段と、
前記測定対象内の陽電子から単光子放出過程によって放出される1つの光子又は二光子以上の複数光子放出過程によって放出される複数の光子のうちの1つの光子を前記2つの放射線検出器のうちの一方で検出し、検出した測定データから画像を再構成して第2画像を取得する第2画像再構成手段と、
前記第1画像再構成手段により得られる第1画像と、前記第2画像再構成手段により得られる第2画像とを用いて最終画像を生成する最終画像生成手段とを有し、
前記第2画像再構成手段は、
前記単光子放出過程によって放出される1つの光子又は前記二光子以上の複数光子放出過程によって放出される複数の光子のうちの1つの光子をコンプトン散乱における入射光子と散乱光子とのエネルギーの関係式を用いて検出し、
前記最終画像生成手段は、
前記第1画像と前記第2画像とを画素単位で乗算することで補正画像を生成し、前記第1画像と、前記補正画像とを加算することで、最終画像を生成することを特徴とする核医学診断装置。
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