CN101978288A - 二维位置图校准方法以及放射线检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种二维位置图校准方法以及放射线检测装置。在本发明的放射线检测装置中，计算处理单元具有将二维位置图的一部分的信号强度相加的第1加法计算工序，根据该第1加法计算工序的加法计算结果，分别描绘各个边界，根据被划分到这些边界内的信号强度，来校准二维位置图。由于不是针对二维位置图的整个区域，而是将二维位置图的一部分的信号强度相加，因此，其结果是，能有效地辨别入射位置，并能有效地确定放射线的检测位置。

Description

二维位置图校准方法以及放射线检测装置
技术领域
本发明涉及在利用由多个闪烁器元件和与它们光学性耦合的光传感器构成的放射线检测器来检测放射线时所使用的校准二维位置图的二维位置图校准方法以及放射线检测装置。
背景技术
作为核医学诊断装置、即ECT(Emission Computed Tomography)装置，以PET(Position Emission Tomography)装置为例进行说明。PET装置的构成为：只有当检测出由于阳电子(Positron)即正电子的湮没而生成的多条γ射线，并且多个检测器同时检测出γ射线时，才重构受检对象体的断层图像。
具体而言，将包含有释放正电子的核素的放射性药剂投入到检测对象体内，利用由多个检测元件(例如，闪烁器)组构成的检测器检测从被投入的受检对象体内释放出的511KeV的对湮没γ射线。然后，设为当两个检测器在一定时间内检测出γ射线时是同时检测出的，并将其作为一对的对湮没γ射线进行计数，然后，将对湮没发生地点确定为检测出的检测器对的直线上。积累上述同时计数的信息，进行重构处理，获得释放正电子的核素的分布图像(即断层图像)。
此时，不仅通过辨别检测器中的γ射线的检测位置(γ射线的入射位置)，而且通过辨别作为更详细的γ射线的入射位置的闪烁器中的γ射线的检测位置，可提高γ射线的检测准确度以及断层图像的图像分辨率。因此，增加闪烁器的数量来提高辨别能力。特别是近年来，已经研制出了一种DOI(DOI：Depth of Interaction)检测器，其可通过在深度方向上层叠闪烁器，来辨别引起相互作用的深度方向的光源位置。
为了辨别γ射线的入射位置，使用事先制成的二维位置图。二维位置图是指：将通过以光电倍增管(PMT：Photo Multiplier Tube)等为代表的光传感器获得的发光光子数(即，相当于γ射线的计数值(计数值))与入射到闪烁器中的γ射线的入射位置相对应地表示为二维状的图。图10为在深度方向上层叠了4层闪烁器的DOI检测器的情况下的二维位置图，用白圈(在图10中用“○”表示)表示的位置为第1层(在图10中记载为“1st layer”)的闪烁器；用白色的菱形表示的位置为第2层(在图10中记载为“2nd layer”)的闪烁器；用白色的双重八角形表示的位置为第3层(在图10中记载为“3rd layer”)的闪烁器；用白色方块(在图10中用“□”表示)的位置为第4层(在图10中记载为“4th layer”)的闪烁器。通过参照将二维位置图的各位置与各闪烁器对应的查找表(LUT：Look Up Table)，并参照二维位置图，可辨别实际上所入射的γ射线的入射位置。
但是，当具有如DOI检测器那样三维配置的多个闪烁器的情况下，为了在二维位置图中位置不会重叠，在相邻的闪烁器之间组合光反射材料或透光材料等进行漫射。而且，作为进一步提高辨别能力的方法，可进行统计性的集群处理，校准二维位置图(例如，参照专利文献1)。
【专利文献1】：JP特开2005-43104号公报
然而，在DOI检测器的闪烁器元件的数量增加的同时，与二维位置图上的闪烁器元件对应的区域数也增加。因此，在上述专利文献1中，统计性的集群处理的推定需要花较长时间。另外，当为了进行区域分割而在二维位置图上进行了峰值检测的情况下，由于二维位置图的统计准确度的问题，峰值位置的检测准确度变差。在将整个二维位置图的计数值相加，并划分成格子状进行分割的情况下，当二维位置图中有失真时，不能正确地进行区域分割。而且，如果通过手动进行区域分割，则由于二维位置图上的区域数量庞大，因此，会成为相当花费时间的操作。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而实现的发明，其目的是：提供一种即使在具有失真的情况下，也可以正确并且有效地校准二维位置图的二维位置图校准方法以及放射线检测装置。
为了达到上述目的，本发明采用以下的构成。
即，本发明的二维位置图校准方法是在利用由配置成一维、二维或三维的多个闪烁器元件和与这些闪烁器元件光学性耦合的光传感器构成的放射线检测器来检测放射线时所使用、且根据二维位置图来制成查找表的二维位置图校准方法，上述二维位置图是以使由上述光传感器所获得的信号强度与入射到上述闪烁器元件中的上述放射线的入射位置相对应的方式表示为二维状的图，上述二维位置图校准方法具有对上述二维位置图的一部分的上述信号强度进行相加计算的第1加法计算工序，且根据该第1加法计算工序的加法计算结果，来描绘各个边界，根据被划分到这些边界内的信号强度，来校准上述二维位置图。
根据本发明的二维位置图校准方法，具有对二维位置图的一部分的信号强度进行相加计算的第1加法计算工序，且根据该第1加法计算工序的加法计算结果，描绘各个边界，根据被划分到这些边界内的信号强度，来校准二维位置图。由于不是针对二维位置图的整个区域，而是对二维位置图的一部分的信号强度进行相加计算，因此，可有效地校准二维位置图。
本发明的二维位置图校准方法的一个具体例子如下所述。即，在第1加法计算工序中，将二维位置图的各个一部分的信号强度分别相加，上述二维位置图校准方法具有：边界描绘工序，对第1加法计算工序中的各个一部分的加法计算结果进行比较，分别描绘各个边界；第2加法计算工序，将各个边界的信号强度相加；区域设定工序，根据上述第2加法计算工序的加法计算结果，设定1个作为基准的区域；划分基准点决定工序，根据在上述区域设定工序所设定的成为基准的区域中的各个信号强度，决定各个划分基准点；以及边界重绘工序，沿着在上述划分基准点决定工序中决定的各个划分基准点，对各个边界分别进行重新描绘，上述二维位置图校准方法根据被划分到在上述边界重绘工序中所重新描绘的边界内的信号强度，来校准二维位置图。
在上述边界描绘工序中，虽然对第1加法计算工序的各个一部分的加法计算结果进行比较，分别描绘各个边界，但是，不是考虑到失真的边界，且被划分到其边界内的区域也不正确。因此，在第2加法计算工序中，将各个边界的信号强度相加，在区域设定工序中，根据该第2加法计算工序的加法计算结果，设定1个作为基准的区域。然后，在划分基准点决定工序中，根据在该区域设定工序中设定的成为基准的区域中的各个信号强度，决定各个划分基准点。在之后的边界重绘工序中，沿着在该划分基准点决定工序中决定的各个划分基准点，对各个边界分别进行重新描绘。
在具有上述边界描绘工序、第2加法计算工序、区域设定工序、划分基准点决定工序、和边界重绘工序的情况下，优选具有以下的修正工序。该修正工序以在区域设定工序中设定的区域为基准，一边针对每个在边界重绘工序中所重新描绘的边界，按顺序相邻地进行移动，一边比较成为修正对象的划分点的周围的各个信号强度，由此对成为修正对象的划分点的位置进行修正。上述二维位置图校准方法根据该修正工序的修正结果，对各个边界进行重新描绘。通过进行该边界重绘，边界成为已经考虑了失真的边界，且被划分到该边界内的区域也成为正确的区域，即使在有失真的情况下，也可正确地校准二维位置图。
由于离在区域设定工序中设定的区域越远，失真变得越大，因此，在修正工序中，一边针对每个在边界重绘工序所重新描绘的边界，按顺序相邻地进行移动，一边比较成为修正对象的划分点的周围的各个信号强度，由此对成为修正对象的划分点的位置进行修正。如上所述，由于以在区域设定工序中设定的区域为基准，一边针对每个在边界重绘工序所重新描绘的边界，按顺序相邻地进行移动，一边修正划分点的位置，因此，可使用已经被修正的周围的各个信号强度，正确地修正划分点的位置。因此，根据修正工序的修正结果来重新描绘各个边界，被划分到这些边界内的区域也成为更正确的区域，可更加正确地校准二维位置图。
在具有上述修正工序的情况下，更优选具有下述的再次修正工序。在该再次修正工序中，通过将属于根据修正工序的修正结果而重新描绘后的边界的各个划分点进行比较，来再次修正划分点的位置。更加优选的是，根据该再次修正工序的再次修正结果，来重新描绘各个边界，并根据被划分到这些边界内的信号强度，来校准二维位置图。
在再次修正工序中，通过对属于根据修正工序的修正结果而重新描绘后的边界的各个划分点进行比较，对划分点的位置进行再次修正。即，即使根据之前的修正工序的修正结果对各个边界进行重新描绘，也会留有不连续性。因此，通过对属于根据修正工序的修正结果而重新描绘后的边界的各个划分点进行比较，来判断不连续性或连续性，当不连续的情况下，再次修正划分点的位置。如上所述，由于通过对属于根据修正工序的修正结果而重新描绘后的边界的各个划分点进行比较，来进行划分点的位置的再次修正，因此，可消除不连续性，更加正确地再次修正划分点。因此，根据再次修正工序的再次修正结果来重新描绘各个边界，被划分到这些边界内的区域也成为更加正确的区域，可更加正确地校准二维位置图。
当本发明的技术方案具有上述边界描绘工序、第2加法计算工序、区域设定工序、划分基准点决定工序以及边界重绘工序的情况下，优选的是：在边界描绘工序中，对第1加法计算工序中的各个一部分的加法计算结果进行比较，分别求出各个极小值，沿着这些极小值的位置分别描绘各个边界。通过求出极小值，可分别正确地描绘各个边界。
同样，优选的是：在划分基准点决定工序中，对在区域设定工序所设定的成为基准的区域中的各个信号强度进行比较，分别求出各个极小值，将这些极小值的位置定为划分基准点。通过求出极小值，可正确地决定划分基准点。
在上述这些技术方案中的二维位置图校准方法中，在第1加法计算工序中，将沿着构成二维位置图的行·列的至少一方的一部分的信号强度相加，并根据该第1加法计算工序的加法计算结果，分别描绘沿着行·列的至少一方的各个边界，根据被划分到这些边界内的信号强度，来校准二维位置图。
另外，本发明的放射线检测装置是具有由配置成一维、二维或三维的多个闪烁器元件和与这些闪烁器元件光学性耦合的光传感器构成的放射线检测器的放射线检测装置，该放射线检测装置针对以使由上述光传感器所获得的信号强度与入射到上述闪烁器元件中的上述放射线的入射位置相对应的方式表示为二维状的二维位置图，具有：存储单元，其存储使该二维位置图中的各位置与各个闪烁器相对应的表；及计算处理单元，其进行用于校准上述二维位置图的计算处理，上述放射线检测装置通过根据上述被校准的二维位置图和放射线的检测结果，辨别上述入射位置，由此确定放射线的检测位置，上述计算处理单元具有对上述二维位置图的一部分的上述信号强度进行相加计算的第1加法计算工序，上述放射线检测装置根据该第1加法计算工序的加法计算结果，分别描绘各个边界，进行根据被划分到这些边界内的信号强度来校准上述二维位置图的计算处理。
(发明效果)
本发明的二维位置图校准方法以及放射线检测装置，具有将二维位置图的一部分的信号强度相加的第1加法计算工序，并根据该第1加法计算工序的加法计算结果，分别描绘各个边界，根据被划分到这些边界内的信号强度来校准二维位置图。由于不是针对二维位置图的整个区域，而是对二维位置图的一部分的信号强度进行相加计算，因此，可有效地校准二维位置图。
并且，在第2加法计算工序中，将各个边界的信号强度相加；在区域设定工序中，根据该第2加法计算工序的加法计算结果，设定1个成为基准的区域；在划分基准点决定工序中，根据在该区域设定工序中所设定的成为基准的区域中的各个信号强度，决定各个划分基准点。然后，在边界重工序中，沿着在该划分基准点决定工序中所决定的各个划分基准点，分别重新描绘各个边界。由于进行该边界的重新描绘，边界成为考虑了失真的边界，且被划分到该边界内的区域也成为正确的区域，即使在有失真的情况下，也可正确地校准二维位置图。
附图说明
【图1】实施例中的PET(Position Emission Tomography)装置的侧视图以及框图。
【图2】γ射线检测器的概要立体图。
【图3】(a)γ射线检测器的俯视图；(b)γ射线检测器的侧视图。
【图4】表示二维位置图校准部进行的计算处理的流程图。
【图5】表示图4的格子分割的计算处理的流程图。
【图6】用于说明图4以及图5的格子分割的二维位置图的俯视图。
【图7】用于说明图4的划分点修正的二维位置图的俯视图。
【图8】用于说明图4的划分点微修正的二维位置图的俯视图。
【图9】表示作为校准结果的二维位置图的区域辨别例的俯视图。
【图10】在深度方向上层叠了4层闪烁器的DOI检测器的情况下的二维位置图的俯视图。
图中：
3…γ射线检测器
10…查找表
13…二维位置图校准部
31…闪烁器块
32…光电倍增管(PMT)
M…二维位置图
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。图1是实施例中的PET(Position Emission Tomography)装置的侧视图以及框图；图2是γ射线检测器的概要立体图；图3(a)是γ射线检测器的俯视图；图3(b)是γ射线检测器的侧视图。
如图1所示，本实施例中的PET装置具有承载受检对象体M的检测床1。该检测床1可以上下升降移动，也可以沿着受检对象体M的体轴Z平行地移动。由于具有这种结构，承载于检测床1上的受检对象体M通过后面要提到的机架2的开口部2a，被从头部开始按顺序扫描至腹部、足部，从而获得受检对象体M的图像。另外，对于被扫描的部位或各部位的扫描顺序，并不进行特别限定。
除了检测床1之外，本实施例中的PET装置还包括具有开口部2a的机架2和γ射线检测器3。γ射线检测器3被设置成将受检对象体M的体轴Z的周围包围住的环状，并且埋设在机架2的内部。γ射线检测器3相当于本发明中的放射线检测器。
除此之外，本实施方式中的PET装置还具有：检测床驱动部4、控制器5、输入部6、输出部7、存储部8、位置计算电路9、查找表10、同时计数电路11、重构部12以及二维位置图校准部13。检测床驱动部6是驱动检测床1进行上述移动的机构，由图中没有进行表示的电动机等构成。查找表10相当于本发明中的存储单元；二维位置图校准部13相当于本发明中的计算处理单元；由机架2、γ射线检测器3、位置计算电路9、查找表10、同时计数电路11以及二维位置图校准部13构成了本发明中的放射线检测装置。
控制器5对构成本实施例中的PET装置的各部分进行统一控制。控制器5由中央计算处理装置(CPU)等构成。
输入部6将操作者输入的数据或指令发送给控制器5。输入部6由以鼠标、或键盘、或操作杆、或轨迹球、或触摸屏等为代表的指示(pointing)设备构成。输出部7由以显示器等为代表的显示部或打印机等构成。
存储部8以及查找表10由以ROM(Read-only Memory)或RAM(Random-Access Memory)等为代表的存储介质构成。在本实施例中，利用同时计数电路11而同时计数的计数值(计数)或利用重构部12处理的图像等被写入RAM，并被存储，根据需要从RAM中读出。特别是，在本实施例中，二维位置图是：使相当于用后面要提到的光电倍增管33(参照图2和图3)所获得的电信号的信号强度的计数值(计数值)与被入射到后面要提到的闪烁器块31(参照图2和图3)的闪烁器元件中的γ射线的入射位置相对应，而表示为二维状的图，关于该二维位置图，作为使该二维位置图中的各位置与各个闪烁器元件相对应的表，而写入查找表10中，并存储，在通过二维位置图校准部13进行二维位置图的校准时，从查找表10中读出，并参照表，使γ射线的检测信号与结晶元件相对应。在ROM中，事先存储用于进行与各种核医学诊断或后面要提到的图4或图5的流程相关的计算处理的程序等，通过由控制器5执行该程序，分别进行与该程序相对应的与核医学诊断或图4或图5的流程相关的计算处理。
重构部12和二维位置图校准部13是通过控制器5执行：存储在以例如上述存储部8等为代表的存储介质的ROM中的程序、或者用以输入部6等为代表的指示装置输入的指令来实现的。
γ射线检测器3的闪烁器块31(参照图2和图3)将从被投入了放射性药剂的受检对象体M产生的γ射线转换为光，γ射线检测器3的光电倍增管(PMT：Photo Multiplier Tube)32(参照图2和图3)将被转换后的该光进行倍增，而转换为电信号。该电信号被作为图像信息(像素值，即：被γ射线检测器3同时计数后的计数值)发送到位置计算电路9。
在核医学诊断时，位置计算电路9参照查找表10，并且参照二维位置图，来判断被计数后的计数值是用闪烁器块31(参照图2和图3)的哪个闪烁器元件入射的。具体而言，每次入射时都进行重心计算，求出向闪烁器元件入射的入射位置。所求出的入射位置以及计数值(图像信息)被发送到同时计数电路11。
具体而言，如果将放射性药剂投入受检对象体M体内，则由于释放正电子型的RI的正电子湮没而生成2条γ射线。同时计数电路11检查闪烁器块31(参照图2和图3)的位置(更详细地讲，向闪烁器元件入射的入射位置)和γ射线的入射时机，仅在当用位于受检对象体M的两侧的2个闪烁器块31同时入射了γ射线时，判断为被发送来的图像信息是适当的数据。当γ射线仅入射到一方的闪烁器块31时，放弃同时计数电路11。
将被发送到同时计数电路11的图像信息作为投影数据发送给重构部12。重构部12重构该投影数据，求出受检对象体M的图像。通过控制器5将图像发送给输出部7。由此，根据在重构部12获得的图像进行核医学诊断。
如图2和图3所示，γ射线检测器3具有：由多个闪烁器元件构成的闪烁器块31和对该闪烁器块31进行了光学性耦合的光电倍增管(以下，简称“PMT”)32。构成闪烁器块31的各闪烁器元件伴随着γ射线的入射而发光，由此从γ射线转换为光。通过该转换，闪烁器元件检测出γ射线。在闪烁器元件中发光的光被闪烁器块31充分漫射，并被输入到PMT32。PMT32将在闪烁器块31转换后的光进行倍增，而转换为电信号。如上所述，该电信号被作为图像信息(像素值)发送给位置计算电路9(参照图1)，并进一步发送给同时计数电路11(参照图1)。构成闪烁器块31的闪烁器元件相当于本发明中的闪烁器元件，光电倍增管(PMT)32相当于本发明中的光传感器。
如图3所示，将闪烁器元件的一边设为L1，同时，将闪烁器元件的高度设为L2，将闪烁器块31的高度设为L3，将PMT32的横向宽度设为L4，将PMT32的纵深方向的宽度设为L5，将PMT32的高度设为L6。在本实施例中，使用L1＝1.45mm、L2＝4.5mm、L3＝18mm、L4＝52mm、L5＝49.5mm、及L6＝12.4mm的γ射线检测器3。当然，γ射线检测器3的各个尺寸不局限于此。另外，在本实施例中，使用具有将闪烁器元件排列为32×32×4层的闪烁器块31和具有16×16的多阳极的PMT32的γ射线检测器3。关于构成闪烁器块31的闪烁器元件的数量或PMT32的多阳极数量，并不进行特别限定。
接下来，参照附图4～8，对二维位置图校准部13进行的计算处理进行说明。图4是表示二维位置图校准部所进行的计算处理的流程图；图5是表示图4的格子分割的计算处理的流程图；图6是用于说明图4以及图5的格子分割的二维位置图的俯视图；图7是用于说明图4的划分点修正的二维位置图的俯视图；图8是用于说明图4的划分点微修正的二维位置图的俯视图。
(步骤S10)二维位置图输入
输入二维位置图(参照图10)。具体而言，在进行实际的核医学诊断之前，事先从γ射线检测器3的上方均匀地照射Na-22射线源，获得二维位置图，然后，进行区域分割，将整个图标注为闪烁器元件的位置编号，制成表，写入查找表10中并存储。在本实施方式中，二维位置图为像素1024×1024(pixel)的图像，查找表(LUT)在1024×1024的排列中具有闪烁器元件的位置编号。即，在查找表(LUT)中，二维位置图中的各位置(1024×1024像素)与各个闪烁器元件相对应。
(步骤S20)格子分割
在步骤10输入了二维位置图后，就进行格子分割。
(步骤S21)计数范围的决定
具体而言，为了决定计数范围，将二维位置图的一部分的计数值相加。在本实施例中，将沿着构成二维位置图的行·列两者的一部分的计数值相加(称为“第1加法计算”)。即，沿着二维位置图的各坐标轴方向，分别求出计数值的合计。例如，如图6(a)所示，沿着与二维位置图M的行相关的坐标轴方向，分别求出计数值的合计。此时，由于没有充分地进行区域分割，因此，在计数值有重叠的部分、或计数值跨越2个区域的情况下，当计数值重叠时，一起相加；而当计数值跨越2个区域时，则将任意一方相加即可。另外，在计数值有重叠的部分、或计算值跨越2个区域的情况下，由于具有存在失真的情况或是二维位置图M的端区域的情况，因此，优选的是，可去掉这些区域，将沿着行·列两者的一部分的计数值相加。
如图6(a)所示，沿着与二维位置图M的行相关的坐标轴方向，分别求出计数值的合计之后，对上述一部分(在该情况下，沿着行的一部分)的相加结果进行比较，分别求出各个极小值，沿着这些极小值的位置，分别描绘各个边界。在本实施例中，沿着与二维位置图M的行相关的坐标轴方向，分别求出计算值的合计之后，对作为相加结果的计数值的合计进行比较，分别求出各个极小值，沿着这些极小值的位置，并且沿着行分别描绘各个边界。具体而言，制成将作为相对于该行的坐标轴方向为垂直方向的列的坐标轴方向作为横轴，且将计数值的合计(相加)作为纵轴的曲线图G1。然后，在该曲线图G1中，提取成为极小值的点。在本实施例中，将该点作为“临时划分基准点”。根据该各个临时划分基准点，沿着二维位置图M上的坐标轴(在该情况下，是关于行的坐标轴)，引出平行的直线，将二维位置图M分割成多条带。在图6(a)中，将该直线作为边界B1。
然后，将各个边界B1的计数值相加(称为“第2加法计算”)。在本实施例中，针对包括由边界B1划分的带且彼此相邻的每2条带，求出包含在该2条带的区域中的各像素(pixel)的计数值的合计。并且，也可针对由该边界B1划分的每1条带，求出在该1条带的区域中所包含的各像素(pixel)的计数值的合计。
求出2条带的区域中所包含的各像素的计数值的合计之后，根据该加法计算结果，设定1个成为基准的区域(在本实施例中称为“计数范围”)。在本实施例中，求出2条带的区域中所包含的各像素的计数值的合计之后，将作为加法计算结果的计数值的合计与其他区域中的计数值的合计进行比较，将其合计为第1大、第2大的区域决定为计数范围。并且，之所以选择第1大和第2大的区域是以备第1个数据本身出现错误时所用。当然，也可以只将第1大的区域决定为计数范围。另外，将二维位置图M上的端区域或失真的影响大的带宽很宽的区域排除在外。在图6(b)中，将该计数范围设为成为基准的区域T1。
通过以上说明可以明确，该步骤S21相当于本发明中的第1加法计算工序；本发明中的边界描绘工序；本发明中的第2加法计算工序以及本发明中的区域设定工序。
(步骤S22)划分基准点的决定
在步骤S21决定了成为基准的区域T1(计数范围)之后，对作为第1大和第2大的区域的区域T1(计数范围)中的各个计数值进行比较，分别求出各个极小值，将这些极小值的位置作为划分基准点进行决定。具体而言，决定了成为基准的区域T1(计数范围)之后，制成以沿着行的区域T1为横轴，且以计数值的合计值为纵轴的曲线图G2。然后，在该曲线图G2中，将成为极小值的点作为划分基准点来提取。在将图6(b)的一部分扩大后的图6(c)中，将该划分基准点设为划分基准点D1。该步骤S22相当于本发明中的划分基准点决定工序。
(步骤S23)制成划分格子
在步骤S22中决定了划分基准点D1之后，沿着各个划分基准点D1，分别重新描绘各个边界B1。具体而言，沿着相对于沿着行所描绘的边界B1为垂直方向的列，来重新描绘边界。通过该重新描绘，将二维位置图M划分，制成格子，进行包括步骤S21～S23的格子分割。在图6(c)中，将该重新描绘后的边界设为边界B2。
如上所述，在图6(a)～图6(c)中，沿着与二维位置图M的行相关的坐标轴方向，分别求出计数值的合计。制成将相对于该行的坐标轴方向为垂直方向的列的坐标轴方向设为横轴，且将计数值的合计(相加)作为纵轴的曲线图G1，从该曲线图G1中提取成为极小值的点(临时划分基准点)，利用该各临时划分基准点，沿着二维位置图M上的行的坐标轴，描绘平行的边界B1，求出在由各个边界B1所划分的区域中包含的各像素的计数值的合计，设定沿着行的区域T1，制成以沿着行的区域T1为横轴，且以计数值的合计值为纵轴的曲线图G2，从该曲线图G2中提取成为极小值的点(划分基准点D1)，沿着各个划分基准点D1，并且沿着列，来重新描绘边界B2，由此，制成沿着列方向的划分格子，沿着列方向进行格子分割。同样，沿着行方向进行格子分割的情况也可以按相同的步骤进行。
即，沿着与二维位置图M的列相关的坐标轴方向，分别求出计数值的合计，制成将相对于该列的坐标轴方向为垂直方向的行的坐标轴方向设为横轴，且将计算值的合计(相加)作为纵轴的曲线图G3(在图6中省略图示)，从该曲线图G3中提取成为极小值的点(临时划分基准点)，通过该各临时划分基准点，沿着二维位置图M上的列的坐标轴，描绘平行的边界B3(在图6中省略图示)，求出在通过各个边界B3所划分的区域中包含的各像素的计数值的合计，设定沿着列的区域T2(参照图6(d))，制成以沿着列的区域T1为横轴，且以计数值的合计值为纵轴的曲线图G4(参照图6(d))，从该曲线图G2中提取成为极小值的点(划分基准点D2(在图6中省略图示))，沿着各个划分基准点D2，并且沿着行，重新描绘边界B4(参照图6(e))，由此，制成沿着行方向的划分格子，然后，沿着行方向进行格子分割。
并且，可以并列地进行沿着列方向的格子分割(步骤S21～S23)和沿着行方向的格子分割(步骤S21～S23)；也可以在沿着列方向的格子分割(步骤S21～S23)之后，进行沿着行方向的格子分割(步骤S21～S23)；相反地，也可以进行沿着行方向的格子分割(步骤S21～S23)之后，进行沿着列方向的格子分割(步骤S21～S23)。
通过以上说明可以明确，该步骤S23相当于本发明中的边界重绘工序。
(步骤S30)划分点修正
将在步骤S21设定的区域T1、T2作为基准，一边针对在步骤S23重新描绘的每个边界B2、B4按顺序相邻地移动，一边比较成为修正对象的划分点的周围的各个计数值，由此，修正成为修正对象的划分点的位置。在本实施例的情况下，区域T1、T2相互交叉的区域为修正开始基准。该修正开始基准是既可以为划分基准点D1，也可以为划分基准点D2的基准点。从该修正开始基准开始，沿着图7(a)的箭头的方向(划分点修正移动方向)，在各坐标轴方向上修正，并且一边针对依次相邻的边界B2、B4，换言之，针对相邻的划分点分别进行移动，一边进行该修正，由此，对所有的划分点进行修正。
例如，如图7(b)所示，在划分点的修正中，在以成为修正对象的划分点的周围8个点的划分点围起的区域，求出将要修正的坐标轴方向作为横轴，且将在与该坐标轴为垂直的方向上相加的计数值的合计(加法计算)作为纵轴的部分合计曲线图G5，根据作为该修正结果的部分合计曲线图G5，重新描绘各个边界。并且，黑圈(在图7中表示为“●”)表示已经修正的划分点；星号(在图7中表示为“＊”)表示成为修正对象的划分点；白圈(在图7中表示为“○”)表示通过格子分割求出的划分点。通过将从该部分合计曲线图G5求出的极小值的位置坐标作为划分点的修正后的坐标，来修正划分点的位置。该步骤S30相当于本发明中的修正工序。
(步骤S40)划分点微修正
通过对属于根据在步骤S30的修正结果而已重新描绘的边界的各个划分点进行比较，来再次修正划分点的位置。在该再次修正中，由于比步骤S30的修正小，因此，在本说明书中定义为“微修正”。在本实施例中，求出在修正对象的坐标轴方向上彼此相邻的划分点的坐标的差分的绝对值(以下简称“差分值”)，且去掉1个坐标的增量最大的划分点，求出剩余的划分点的差分值的平均值。接下来，针对各划分点，判断与彼此相邻的划分点的差分值之和是否为该差分值的平均值的规定的倍数(例如4倍)以上。如果，当与彼此相邻的划分点的差分值之和是该差分值的平均值的规定的倍数以上时，则判断为：该划分点为突出的点，并具有不连续性；相反，当与彼此相邻的划分点的差分值之和低于该差分值的平均值的规定的倍数时，则判断为：该划分点不突出，并且具有连续性。此外，当判断为具有不连续性的情况下，通过将彼此相邻的划分点的坐标的平均值作为微修正后的坐标，从而对划分点的位置进行微修正。
白圈(在图8中表示为“○”)表示微修正前的划分点；黑圈(在图8中表示为“●”)表示微修正后的划分点。从图8可知，自上开始第1～第3个白圈以及自下开始第1个、第2个白圈具有连续性，而只有自下开始第3个白圈突出，并具有不连续性。因此，通过微修正自下开始第3个白圈的划分点，能够在黑圈的划分点的位置进行再次修正。根据用作为该再次修正的结果的黑圈所示的划分点，如图8所示重新描绘各个边界。
通过以上的说明可以明确的是，该步骤S40相当于本发明中的再次修正工序。
(步骤S50)制成查找表
通过进行以上的步骤S10～S40(也包括步骤S21～S23)，二维位置图校准部13从查找表10中读出，改写二维位置图，并进行校准，由此，制成查找表。
并且，在图9中示出表示作为校准结果的二维位置图的区域辨别例。图9为闪烁器元件区域的排列中存在失真(图9中，在自中央靠左边的区域中存在失真)的情形。即使在这种具有失真的情况下，也可通过校准二维位置图来进行辨别的这一情形，通过图9也得到了证实。而且，通过图9还可以确认的是：通过重新描绘边界，进行修正或微修正(再次修正)，从而在具有失真的区域中，将边界进行重新描绘，利用该重新描绘后的边界进行划分，并进行格子分割。
根据具有上述构成的本实施例中的PET装置中所具有的放射线检测装置(机架2、γ射线检测器3、位置计算电路9、查找表10、同时计数电路11以及二维位置图校准部13)，二维位置图校准部13进行将计数值作为二维位置图的一部分(在本实施例中，沿着行·列两者的一部分)的信号强度相加的步骤S21(计数范围的决定)，并根据该步骤S21的加法计算结果(在本实施例中，沿着行·列的一部分的计数值的合计)，分别描绘各个边界B1、B3，根据在这些边界B1、B3内划分的计数值，来校准二维位置图。由于不是针对二维位置图的整个区域，而是将二维位置图的一部分的计数值相加，因此，可有效地校准二维位置图。
在本实施例中，分别将二维位置图的各个一部分(在本实施例中，沿着行·列两者的一部分)的计数值相加，将该各个一部分的加法计算结果
(在本实施例中，沿着行·列的一部分的计数值的合计)进行比较(在本实施例中提取极小值)，分别描绘各个边界B1、B3，将各个边界B1、B3的计数值相加，并根据该加法计算结果(在本实施例中，包括用边界B1、B3划分的带且彼此相邻的2条带的区域中所包含的各像素的计数值的合计)，在行·列中分别设定成为基准的区域T1、T2(在本实施例中为计数范围)。然后，在步骤S22(划分基准点的决定)中，根据在步骤S21设定的成为基准的区域T1、T2(在本实施例中为计数范围)中的各个计数值，来决定各个划分基准点D1、D2。然后，沿着在步骤S22所决定的各个划分基准点D1、D2，分别再次重新描绘各个边界B1、B2，将重新描绘后的边界设为B2、B4。
在先描绘的边界B1、B3中，将各个一部分的加法计算结果(在本实施例中，为沿着行·列的一部分的计算值的合计)进行比较(在本实施例中提取极小值)，分别描绘各个边界B1、B3，但并不是考虑到失真的边界，且在该边界B1、B3内划分的区域也不正确。因此，将各个边界B1、B3的计数值相加，根据该加法计算结果(在本实施例中，是在包括由边界B1、B3划分的带且彼此相邻的2个带的区域中所包含的各像素的计数值的合计)，将成为基准的区域T1、T2(在本实施例中为计数范围)分别设定为1个行·列。然后，在步骤S22中，根据在步骤S21设定的成为基准的区域T1、T2(在本实施例中为计数范围)中的各个计数值，来决定各个划分基准点D1、D2。在之后的步骤S23(划分格子制作)中，沿着在步骤S22决定的各个划分基准点D1、D2，分别再次重新描绘各个边界B1、B3，将重新描绘后的边界作为B2、B4进行重绘。
在本实施例中，优选进行步骤S30(划分点的修正)。即，以在步骤S21设定的区域T1、T2(在本实施例中为计数范围)为基准，一边针对在步骤S23重新描绘后的每个边界B2、B4按顺序相邻地移动，一边比较成为修正对象的划分点的周围的各个计数值，由此，修正成为修正对象的划分点的位置。根据作为该修正结果的部分合计曲线图G5，来重新描绘各个边界，根据被划分到这些边界内的计数值，来校准二维位置图。由此，边界成为考虑了失真的边界，即使在存在失真的情况下，也可正确地校准二维位置图。
离在步骤S21设定的区域T1、T2(在本实施例中为计数范围)越远，失真变得越大(参照图9)，因此，在步骤S30中，一边针对在步骤S23重新描绘的边界B2、B4分别按顺序相邻地移动，一边比较成为修正对象的划分点的周围的各个计数值，由此，修正成为修正对象的划分点的位置。如上所述，以在步骤S21设定的区域T1、T2(在本实施例中为计数范围)为基准，一边针对在步骤S23重新描绘后的每个边界B2、B4按顺序相邻地移动，一边修正划分点的位置，因此，可使用已修正的周围的各个计数值来正确地修正划分点的位置。因此，根据作为修正工序的修正结果的部分合计曲线图G5，来重新描绘各个边界，使得被划分到这些边界内的区域也更正确，可更正确地校准二维位置图。
在如步骤S30所示修正划分点的位置的情况下，优选进行上述步骤S40(划分点微修正)那样的再次修正。通过对属于根据步骤S30的修正结果而重新描绘后的边界的各个划分点进行比较，来再次修正划分点的位置。根据用作为该再次修正结果的黑圈(在图8中用“●”表示)所示的划分点，来重新描绘各个边界，根据被划分到这些边界内的计数值来校准二维位置图。
在步骤S40中，通过对属于根据步骤S30的修正结果而重新描绘后的边界的各个划分点进行比较，来再次修正划分点的位置。即，即使根据作为之前的修正的步骤S30的修正结果来重新描绘各个边界，也会留有不连续性。因此，通过对属于根据步骤S30的修正结果而重新描绘后的边界的各个划分点进行比较，来判断不连续性或连续性，在不连续性的情况下，再次修正划分点的位置。如上所述，由于通过对属于根据步骤S30的修正结果而重新描绘后的边界的各个划分点进行比较，来对划分点的位置进行再次修正，因此，可消除不连续性，更正确地再次修正划分点。因此，通过根据步骤S40的再次修正结果来对各个边界进行重新描绘，使得被划分到这些边界内的区域也更正确，可更加正确地校准二维位置图。
在对之前的B1、B3进行描绘时，优选对最初的相加计算(第1加法计算)的各个一部分的加法计算结果(在本实施例中为沿着行·列的一部分的计数值的合计)进行比较，求出各个极小值，沿着这些极小值的位置，分别描绘各个边界B1、B3。通过求出极小值，可分别正确地描绘出各个边界B1、B3。
同样，在步骤S22中，优选对在步骤S21设定的成为基准的区域T1、T2(在本实施例中为计数范围)中的各个计数值进行比较，求出各个极小值，并将这些极小值的位置决定为基准点D1、D2。通过求出极小值，可正确地决定划分基准点D1、D2。
在本实施例中，在最初的相加计算(第1加法计算)中，将沿着构成二维位置图的行·列中的至少一者(在本实施例中为两者)的一部分的计数值相加，根据该加法计算结果(在本实施例中为沿着行·列的一部分的计数值的合计)，分别描绘沿着行·列中的至少一者(在本实施例中为两者)的各个边界B1、B3，根据在这些边界B1、B3内划分的计算值，来校准二维位置图。
本发明不局限于上述实施方式，也可以通过以下的变形例实施。
(1)在上述实施例中，作为具有放射线检测装置的核医学诊断装置，以PET装置为例进行了说明，但是，本发明也可适用于通过检测出单一的γ射线来重构受检对象体的断层图像的SPECT(Single Photon Emission CT)装置等。另外，也可适用于组合了PET装置和CT装置的PET-CT装置。另外，也可适用于γ射线之外的放射线(例如α射线或β射线等)。
(2)虽然在上述实施例中是由配置成三维的多个闪烁器元件构成的DOI检测器，但是，在由配置成二维或三维的多个闪烁器元件构成的放射线检测器中也可使用。
(3)在上述实施例中，作为光传感器，以光电倍增管(PMT)为例进行了说明，但只要是与闪烁器元件光学性耦合的光传感器，也可以是雪崩二极管或硅光电倍增器等，并没有特殊限定。
(4)在上述实施例中，虽然采用了计数值作为信号强度，但是也可采用具有连续性的值的电信号作为信号强度。
(5)在上述实施例中，虽然通过求出极小值，沿着极小值的位置分别描绘各个边界，或者决定为划分基准点，但是也可以采用极大值。不过，如上述实施例所示，当采用计数值作为信号强度的情况下，由于二维位置图的边界相当于极小值的部分，因此，优选如实施例那样采用极小值。
(6)在上述实施例中，将沿着构成二维位置图的行·列的两者的一部分的信号强度(在实施例中为计数值)相加，根据该加法计算结果，分别描绘沿着行·列这两者的各个边界，根据被划分到这些边界内的信号强度(计数值)来校准二维位置图，但是，并不限于行·列这两者。如果是将沿着行·列中的至少一者的一部分的信号强度(计数值)相加，根据该加法计算结果，分别描绘沿着行·列中的至少一者的各个边界，根据被划分到这些边界内的信号强度(计数值)来校准二维位置图，则既可以只适用于行中，也可以只适用于列中。即使在进行划分点的修正或再次修正(微修正)的情况下，也既可以只适用于沿着行的区域，也可以只适用于沿着列的区域。

Claims (8)

1.一种二维位置图校准方法，是在利用由配置成一维、二维或三维的多个闪烁器元件和与这些闪烁器元件光学性耦合的光传感器构成的放射线检测器来检测放射线时所使用、且根据二维位置图来制成查找表的二维位置图校准方法，上述二维位置图是以使由上述光传感器所获得的信号强度与入射到上述闪烁器元件中的上述放射线的入射位置相对应的方式表示为二维状的图，上述二维位置图校准方法的特征为，
具有对上述二维位置图的一部分的上述信号强度进行相加计算的第1加法计算工序，且根据该第1加法计算工序的加法计算结果，来描绘各个边界，根据被划分到这些边界内的信号强度，来校准上述二维位置图。
2.根据权利要求1所述的二维位置图校准方法，其特征为，
在上述第1加法计算工序中，将上述二维位置图的各个上述一部分的上述信号强度分别相加，
上述二维位置图校准方法具有：
边界描绘工序，对上述第1加法计算工序中的各个上述一部分的加法计算结果进行比较，分别描绘各个边界；
第2加法计算工序，将各个上述边界的信号强度相加；
区域设定工序，根据上述第2加法计算工序的加法计算结果，设定1个成为基准的区域；
划分基准点决定工序，根据在上述区域设定工序所设定的成为上述基准的区域中的各个信号强度，决定各个划分基准点；以及
边界重绘工序，沿着在上述划分基准点决定工序中决定的各个划分基准点，对各个边界分别进行再次重新描绘，
上述二维位置图校准方法根据被划分到在上述边界重绘工序中所重新描绘的边界内的信号强度，来校准上述二维位置图。
3.根据权利要求2所述的二维位置图校准方法，其特征为，
上述二维位置图校准方法具有修正工序，该修正工序以在上述区域设定工序中设定的上述区域为基准，一边针对每个在上述边界重绘工序中所重新描绘的上述边界，按顺序相邻地进行移动，一边比较成为修正对象的划分点的周围的各个信号强度，由此对成为上述修正对象的划分点的位置进行修正，
上述二维位置图校准方法根据上述修正工序的修正结果，对各个边界进行重新描绘，并根据被划分到这些边界内的信号强度，来校准上述二维位置图。
4.根据权利要求3所述的二维位置图校准方法，其特征为，
上述二维位置图校准方法具有再次修正工序，该再次修正工序通过将属于根据上述修正工序的修正结果而重新描绘后的上述边界的各个划分点进行比较，来再次修正划分点的位置，
上述二维位置图校准方法根据该再次修正工序的再次修正结果，来重新描绘各个边界，并根据被划分到这些边界内的信号强度，来校准上述二维位置图。
5.根据权利要求2～4中的任意一项所述的二维位置图校准方法，其特征为，
在上述边界描绘工序中，对上述第1加法计算工序中的各个上述一部分的加法计算结果进行比较，分别求出各个极小值，沿着这些极小值的位置分别描绘各个上述边界。
6.根据权利要求2～5中的任意一项所述的二维位置图校准方法，其特征为，
在上述划分基准点决定工序中，对在上述区域设定工序所设定的成为上述基准的区域中的各个上述信号强度进行比较，分别求出各个极小值，将这些极小值的位置决定为上述划分基准点。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的二维位置图校准方法，其特征为，
在上述第1加法计算工序中，将沿着构成上述二维位置图的行·列的至少一方的一部分的上述信号强度相加，并根据该第1加法计算工序的加法计算结果，分别描绘沿着上述行·列的至少一方的各个上述边界，根据被划分到这些边界内的信号强度，来校准上述二维位置图。
8.一种放射线检测装置，是具有由配置成一维、二维或三维的多个闪烁器元件和与这些闪烁器元件光学性耦合的光传感器构成的放射线检测器的放射线检测装置，该放射线检测装置的特征为，
针对以使由上述光传感器所获得的信号强度与入射到上述闪烁器元件中的上述放射线的入射位置相对应的方式表示为二维状的二维位置图，具有：
存储单元，其存储使该二维位置图中的各位置与各个闪烁器元件相对应的表；和
计算处理单元，其进行用于校准上述二维位置图的计算处理，
上述放射线检测装置根据上述被校准的二维位置图和放射线的检测结果，辨别上述入射位置，由此确定放射线的检测位置，上述计算处理单元具有对上述二维位置图的一部分的上述信号强度进行相加计算的第1加法计算工序，上述放射线检测装置根据该第1加法计算工序的加法计算结果，分别描绘各个边界，进行根据被划分到这些边界内的信号强度来校准上述二维位置图的计算处理。
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