CN1637436A - 核医学诊断装置以及核医学诊断的数据收集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的核医学诊断装置通过伽马照相机作为投影数据检测投入到被检测体内的原子核素放出的放射线，根据该投影数据得到表示该被检测体内的原子核素的分布的图像。该装置具备：使上述放射线检测器围绕上述被检测体旋转的旋转单元；识别因被检测体停止呼吸产生的呼吸停止和进行呼吸的呼吸识别单元；根据上述呼吸识别单元的识别结果，可以识别地存储由上述放射线检测器收集到的放射线检测数据的数据存储单元；根据上述呼吸识别单元的上述识别结果，根据被存储在上述数据存储单元中的上述放射线检测数据生成图像的图像生成单元。
Description
技术领域
本发明涉及用伽马(γ)照相机检测从向被检测体投放的原子核素(放射性同位素：RI)中放出的放射线，从该检测信息中图像化RI分布的核医学诊断装置以及核医学诊断的数据收集方法。
背景技术
随着近年硬件以及软件的技术进步，作为医学设备的核医学诊断装置也产生了大的进步。
该核医学诊断装置具备被称为伽马照相机的测定单元，在被检测体的核医学检查的实施中使用。如上所述，向被检测体内投放用放射性同位素(以下，称为RI)标识的药剂，通过用伽马照相机图像化其体内的RI分布来实施核医学检查。在核医学检查的主要方法中，有平面法(从一定方向摄影被拍摄体的静止图像)、SPECT法(Singlephoton emission computed tomography：单光子发射计算机断层成像技术(SPECT)；摄影被检测体的断层图像)。
在核医学检查的情况下，为了收集其数据，通常需要数分钟～数十分钟的时间。因此，在数据收集时间的全过程中，不能在被检测体的1次呼吸停止状态下收集数据。即，即使在被检测体进行呼吸的过程中也必须收集数据，因而，收集图像受到被检测体呼吸引起的身体运动的影响。因而，必将导致图像的位置分辨率和对比度等的画质的劣化。
为了降低或者避免因呼吸引起的身体运动的影像，已知在以下杂志中揭示了与在从被检测体检测出的呼吸曲线上设定的数据收集用相位(呼吸相位)同步地收集数据的方法，例如，菅一能及其它“呼吸同步肺换气·血流SECT检查的初期经验”，杂志“核医学”日本核医学会，2002年11月号(第39卷，第4号)，2002年11月20日发行，第590页，以及菅一能及其它“采用自动重叠软件的肺换气·血流SPECT”，杂志“核医学”日本核医学会，2002年11月号(第39卷，第4号)，2002年11月20日发行，第590页。在该数据收集法的情况下，如果更细致地划分供数据收集用的呼吸相位，则可以把因呼吸引起的身体运动的影像降低到相当小的程度。
进而，在日本国专利特开2001-346773号中揭示了用呼吸检测装置检测被检测体的呼吸运动，根据检测出的呼吸运动在身体运动小的呼吸停止期间控制摄影装置进行数据收集那样的技术。
但是，当所述的与呼吸同步的数据收集的情况下，基本上由于相当于1个相位的收集统计降低，所以统计噪声等干扰很大，存在由此引起图像劣化的问题。与此相反，当粗略分割呼吸相位的情况下，虽然可以减轻因收集统计的下降引起的画质劣化，但抑制因呼吸引起的身体运动的效果差，招致相反的状况。
进而，用呼吸同步监视器进行上述的与呼吸同步的数据收集，但还指出了该呼吸同步监视器不能可靠地检测被检测体的呼吸状态的问题。当不能进行这种可靠的呼吸状态检测的情况下，招致数据收集时间的延长和收集统计的减少，存在可以检测的患者人数下降和上述画质劣化显著的情况。
进而，当与呼吸同步的数据收集的情况下，因为到底是在1个数据收集用的呼吸相位的整个时间中的被检测体的平均身体运动下的摄影，所以在和被检测体停止呼吸的状态下的数据收集比较时，由于大量存在因呼吸引起的身体运动的影响，所以画质是不满意的。
另一方面，作为另一问题点，如果可以只在被检测体的呼吸停止期间收集数据，并且只用在呼吸停止期间收集到的数据生成图像，则可以抑制因被检测体的身体运动引起的位置分辨率和对比度的劣化，与此相反，也因为在进行呼吸期间不收集数据，所以可以举出采样数下降而图像的平滑度，即灵敏度劣化的问题。
因此，根据临床目的，希望开发出用于摄像具有更良好的位置分辨率以及灵敏度的图像的技术。
发明内容
本发明就是改善与上述被检测体的身体运动和画质有关的以往技术存在的问题的发明，其目的在于提供一种在1次呼吸停止期间不能完全收集完成的核医学的数据收集中，在被检测体几乎没有负担的状态下一边休止呼吸一边排除因伴随被检测体的呼吸的身体移动而对画质劣化的影响，可以得到高画质的诊断图像的核医学诊断装置以及核医学诊断数据收集方法。
另外，本发明就是为了应对以往的问题而提出的，其目的在于在1次呼吸停止期间不能完全收集完成的核医学的数据收集中，提供一种在对被检测体几乎没有负担的状态下一边实施呼吸停止，一边根据临床目的可以以更良好的位置分辨率以及灵敏度摄影图像的核医学诊断装置以及核医学诊断数据收集方法。
为了实现上述的目的，如果采用本发明的1个形式，则可以提供通过放射线检测器作为投影数据检测投放到被检测体内的原子核素放出的放射线，根据该投影数据得到表示该被检测体内的原子核素分布的图像的核医学诊断装置。该核医学诊断装置的特征在于具备：使放射线检测器在上述被检测体周围旋转的旋转单元；识别因上述被检测体的呼吸停止引起的呼吸停止和进行呼吸的呼吸识别单元；以能够根据上述呼吸识别单元的识别结果识别地形式存储由上述放射线检测器收集到的放射线检测数据的数据存储单元；根据上述呼吸识别单元的上述识别结果，从被存储在上述数据存储单元中的上述放射线检测数据中生成上述图像的图像生成单元。
另外，如果采用本发明的另一形式，则可以提供通过放射线检测器作为投影数据检测投放到被检测体内的原子核素放出的放射线，根据该投影数据得到表示该被检测体内的原子核素分布的图像的核医学诊断装置。该核医学诊断装置的特征在于具备：使上述放射线检测器在上述被检测体周围旋转的旋转单元；在因上述被检测体的呼吸停止引起的呼吸停止状态和进行呼吸状态下，分别使用由上述放射线检测器收集到的放射线检测数据生成上述图像的图像生成单元。
另外，如果采用本发明的另一形式，则可以提供通过放射线检测器作为投影数据检测投放到被检测体内的原子核素放出的放射线的核医学诊断的数据收集方法。该数据收集方法的特征在于：取得识别因上述被检测体的呼吸停止引起的呼吸停止状态和进行呼吸状态的识别信息并存储，使得可以根据上述识别信息识别是在呼吸停止状态下得到的投影数据，还是在进行呼吸状态下得到的投影数据。
另外，如果采用另一形式，则可以提供通过放射线检测器作为投影数据检测投放到被检测体内的原子核素放出的放射线的核医学诊断的数据收集方法。该数据收集方法的特征在于：存储在因被检测体的呼吸停止引起的呼吸停止状态以及进行呼吸状态下分别由上述放射线检测器收集的上述投影数据，使得可以识别是在呼吸停止状态下得到的投影数据，还是在进行呼吸状态下得到的投影数据，使用在呼吸停止状态下得到的投影数据以及在进行呼吸状态下得到的投影数据双方生成图像数据。
如果采用这样的本发明的核医学诊断装置及其数据收集方法，则在1次呼吸停止期间不能完全收集完成的核医学的数据收集中，可以在被检测体几乎没有负担的状态下实施呼吸停止，同时排除因伴随被检测体呼吸的身体运动而对画质劣化的影像得到高画质的诊断图像。
另外，在1次呼吸停止期间不能完全收集完成的核医学的数据收集中，可以在使被检测体几乎没有负担的状态下实施呼吸停止，同时根据临床目的以更良好的位置分辨率以及灵敏度摄影图像。
附图说明
图1是展示本发明实施例1的核医学诊断装置的概略功能框图。
图2是展示在实施例1中执行的适用了“间歇数据收集法”的平面法的数据收集控制概要的流程图。
图3是说明图2所示的平面法的数据收集控制的呼吸停止以及进行呼吸的概念的图。
图4是展示在实施例1的变形例子中执行的适用了“间歇数据收集法”的SPECT法的数据收集控制概要的流程图。
图5是展示本发明实施例2的核医学诊断装置的概略的功能框图。
图6是展示在实施例2中执行的适用了“间歇数据收集法”的平面法的数据收集控制概要的流程图。
图7是说明该平面法的数据收集控制的呼吸停止以及进行呼吸的概念的图。
图8是展示在实施例2的变形例子中执行的适用了“间歇数据收集法”的SPECT法的数据收集控制概要的流程图。
图9是展示在实施例3中执行的适用了“间歇数据收集法”的SPECT法的数据收集控制概要的流程图。
图10是展示在实施例3中执行的适用了“间歇数据收集法”的SPECT法的数据收集控制概要的流程图。
图11是展示在图10所示的数据收集中用于断层像的再构成的数据收集的图。
图12是展示本发明的实施例4的核医学诊断装置概略的功能框图。
图13是图12所示的实施例4的核医学诊断装置的断层像的再构成步骤的一例的流程图。
图14是由图12所示的实施例4的核医学诊断装置再构成的断层像的显示例子的图。
图15是简略展示由图12所示的实施例4的核医学诊断装置再构成的断层像的位置分辨率和灵敏度的关系的图。
图16是展示同时显示由图12所示的实施例4的核医学诊断装置再构成的多个断层像的例子的图。
图17是展示由图12所示的实施例4的核医学诊断装置再构成的断层像的另一显示例子的图。
具体实施方式
以下，说明本发明的核医学诊断装置以及核医学诊断的数据收集方法的实施例。
1.实施例1
参照图1～图4说明本发明的实施例1的核医学诊断装置以及核医学诊断的数据收集方法。
图1展示本实施例的核医学诊断装置1的概略构成。该核医学诊断装置1具备：配备了患者等被检测体P通常以仰面状态横卧的顶板11A的床11；内置在该床11中的床驱动器12；与床11相邻配置的架台10；被保持在该架台10上的伽马照相机13；被配置在架台10内并且可以驱动伽马照相机13移动的照相机驱动器14；扬声器15和控制处理装置16。
控制处理装置16具备数据收集器21、数据处理器22、照相机控制器23、床控制器24、系统控制器25、显示器26、操作人员操作的输入器27、作为存储图像数据的数据存储单元的数据存储装置28以及声音信息产生器29。这些单元21～29被连接成经由内部总线30可以相互通信。
伽马照相机13二维地检测从被注入到被检体P内的原子核素(放射性同位素：RI)放出的放射线的伽马(γ)线分布，把其检测结果发送到数据收集器21。该伽马照相机13例如具有使用了闪烁器的2维检测单元，检测入射到检测面的γ线。该伽马照相机13的构成也可以具备把半导体单元排列成2维阵列状的检测单元。
数据收集器21对从伽马照相机13发送来的检测信号实施适宜的处理，生成2维象素区域(检测面)的数字量的投影数据，把该投影数据发送到数据处理器22。
数据处理器22在平面法时，生成从某一定的摄影方向(位置)看时的投影像。另一方面，当实施SPECT法的情况下，数据处理器22对在各摄影方向(位置)上检测出的投影数据，除了进行前处理(伽马照相机的旋转中心的修正、均匀性的修正等)外，还实施被称为滤波器修正投影法的基于窦腔X线照像数据的制成、回旋、背投影以及减弱修正的一连串处理，从多摄影方向的投影数据中再构成作为断层像的SPECT像。
照相机控制器23以系统控制器25的控制为基础，向需要控制伽马照相机13的空间性移动的照相机驱动器14付与控制信号。由此，伽马照相机13通过照相机驱动器14的驱动，可以自由改变其摄像方向以及位置。即，照相机驱动器14具有使作为放射线检测器的伽马照相机13围绕被检测体P旋转的旋转单元的功能。
另外，床控制器24以系统控制器25的控制为基础动作，可以经由床驱动器12控制顶板的位置。显示器26在可以显示在数据处理器22中生成的投影像和SPECT像的同时，还可以显示操作人员经由输入器27输入的操作信息。为了操作人员输入必要的操作信息而使用输入器27。因此，显示器26、输入器27以及后述的系统控制器25形成用户接口。
声音信息产生器29根据来自系统控制器25的指示自动地生成“在下一哔的声音时请停止呼吸”，“请呼吸”等声音信息数据，并把该数据发送到安装在架台12上的扬声器15。因此，因为扬声器15输出这种声音信息，所以在扬声器15附近的被检测体P听到该声音信息，进行后述的数据收集时的呼吸停止。
系统控制器25根据操作人员的指令信息、装置各单元的驱动信息控制装置全体，根据伽马照相机13的检测信号生成用于核医学诊断的图像(投影像、CT像)，此外还执行用于本发明特征的数据收集的控制。
该数据收集是考虑了在平面法下需要数分钟，在SPECT法下也需要数十分钟的数据收集时间的长度的方法。即，因为在这样长的收集时间期间，让被检测体P连续地停止呼吸是不可能的，所以是让用户暂时并且间歇性地不过长时间地停止呼吸(呼吸停止)，只在这些暂时的呼吸停止状态下进行用于核医学诊断的数据收集，即，伽马线的检测的方法。本发明者等把该数据收集法称为“间隙数据收集法”。如果采用该“间歇数据收集法”，则在某一定长期间在呼吸停止(暂时性呼吸停止)的状态下收集数据，在下一一定长度或者任意长度的期间进行呼吸并收集数据。在该收集数据中，只抽出在暂时性呼吸停止的各时间段收集到的数据而生成图像(即，在进行呼吸的各时间段收集到的数据在图像再生时不被采用)。
图2展示作为本实施例的数据收集法，在平面法中适用了“间歇数据收集法”时的处理概要。进而，在本实施例中由系统控制器25执行该图2所示的适用于平面法的“间歇数据收集法”的处理，但也可以在数据收集控制专用的控制器中执行。
参照图2～3说明适用于平面法的“间歇数据收集法”的动作。
当从操作人员指示了平面法的情况下，系统控制器25顺序执行图2所示的处理。即，经由照相机控制器23驱动伽马照相机驱动器14，使伽马照相机13相对被检测体P的希望的诊断部位的摄影方向(以及，距离体表的位置)位于被指示的规定的摄影方向(位置)(步骤S1)。这时，根据需要，经由床控制器24驱动顶板驱动器12，定位顶板11A的位置(长度方向的位置等)。
以下，系统控制器25驱动声音信息产生器29，从扬声器15自动地发出例如“在下一哔的声音时请停止呼吸”这一信息(步骤S2)。由此，被检测体P呼应在呼吸停止指令后听到的“哔”的声音，暂时停止呼吸。进而，在实际的诊断前也可以练习该呼吸停止使得能够与信息一致。
即，系统控制器25、声音信息产生器29以及扬声器15形成指示被检测体P呼吸停止期间的指令单元，由系统控制器25、数据收集器21形成与由指令单元指示的呼吸停止期间同步地取得由作为放射线检测器的伽马照相机13检测出的投影数据的取得单元。进而，由这些指令单元和取得单元形成识别被检测体P的呼吸停止状态和进行呼吸状态的呼吸识别单元。而后，由于在该呼吸识别单元中自动地发出呼吸停止指令信息，因而可以识别呼吸停止状态和进行呼吸状态。
系统控制器25接着向数据收集器21发送指令，在呼吸停止开始后记录的收集数据上进行标记(步骤S3)。数据收集器21平时处理从伽马照相机13发送来的检测信号并形成投影数据，但如果有呼吸停止开始指令，则与之同步地对在该指令后处理的投影数据例如实施标志等的标记处理并存储在数据记录装置28中。由此，在数据记录装置28中，将在呼吸停止状态下收集处理的投影像数据和在未呼吸停止下(在进行呼吸的状态下)收集并处理的投影像数据区别开来。
即，数据收集器21例如用标记在投影数据上附加用于识别是在呼吸停止状态下得到的投影数据还是在进行呼吸状态下得到的投影数据的识别信息，并写入数据记录装置28。
进而，理想的是采用标记的数据收集在从呼吸停止的信息开始延迟规定时间(例如1秒钟左右)后执行，在被检测体P确实停止呼吸的状态下进行。
以下，系统控制器25在被检测体P可以大致没问题地持续停止呼吸的时间(例如10秒钟左右)内依据标记的收集数据的记录结束时，则驱动声音信息产生器29，从扬声器15自动地发出例如“请呼吸”这一信息(步骤S4)。由此，被检测体P呼应该信息，暂时中断呼吸停止。
此后，系统控制器25判断采用平面法的数据收集是否已结束(步骤S5)。例如根据停止呼吸的暂时性呼吸停止的总时间是否到达规定时间，或者呼吸停止的次数是否达到规定值等的指标进行该判断。当数据收集结束的情况下(步骤S5，是)，结束数据收集，而当数据收集还没有结束的情况下(步骤S5的，不)，在待机规定时间td(例如10～15秒左右)后(步骤S6)，再此多次重复上述的步骤S2～S5的处理。因而，在这样的规定时间td期间，允许被检测体P自由呼吸。
在该重复期间，当判断为数据收集结束的情况下(步骤S5，是)，系统控制器25把该情况的通知输出到数据处理器22(步骤S7)，与此对应，数据处理器22读出在数据记录装置28中标记存储的投影数据相互进行象素相加，生成最终的投影像的数据。在用显示器26显示该投影像的数据的同时，存储在数据存储装置28中。
即，数据处理器22具有作为图像生成单元的功能，在根据通过标记附加的投影数据的识别信息取舍选择应该在最终的投影像的数据生成中使用的投影像数据后，只根据在呼吸停止状态下得到的投影像数据生成最终的投影像数据。
因而，如果采用本实施例，则如图3的模式所示，通常数分钟左右的摄影时间的基本平面法的摄影在能够暂时停止呼吸的短时间(例如10秒钟左右)下重复多次呼吸停止(参照图3的(1)、(3)、...(m))，在其合计时间期间进行必要的数据收集，可以在每个象素上加上在各呼吸停止期间得到的投影像的数据得到最终的投影像。
这样被检测体P可以在交替的呼吸停止期间和自由呼吸期间调整呼吸状态，也可以没有问题地进行下一呼吸停止的暂时性呼吸停止。因为该呼吸停止收集自身，还因为由于该没有问题的呼吸停止而被检测体的身体运动少，所以最终得到的投影像的位置分辨率和对比度都高，并且因为还可以确保收集统计所以干扰也少，因而与以往相比，可以显著地得到高画质的投影像，即可以得到来自一定方向的被检测体P的静止图像。依据平面法的摄影通常需要数分钟左右，当在本实施例的情况下，摄影时间虽然比它还长，但可以得到高画质的投影像这一优点可以抵消摄影时间延长这一缺陷。况且，还可以大幅度减少重新摄影的可能性，最终被检测体的负担也减少，容易接受诊断。
进而，对被检测体的呼吸停止的开始以及中断的时刻的指示不是必须基于上述产生自动声音(或自动声音)的构成，也可以是操作人员一边观察被检测体P的状态一边经由麦克风等进行声音指示，另外，也可以采用显示板的文字显示，或者采用光的闪烁的指示。即，在扬声器的基础上，或者代替扬声器，也可以用麦克风和显示板等任意的构成要素形成呼吸识别单元。
2.实施例1的变形例
图4展示实施例1的变形例。该图4所示的流程图展示了展开图2所示的处理的适用于SPECT法的“间歇数据收集法”的处理。在该图4中，对执行与上述图2的各步骤相同或者同等的处理的步骤使用同一符号。
在适用于该SPECT法的“间歇数据收集法”中，通过系统控制器25最初使伽马照相机13向着初始摄影方向(位置)(步骤S1’)，指示呼吸停止开始(步骤S2)，在时间t1期间，进行收集数据的基于标记的识别信息的记录(步骤S3)，接着，指示呼吸停止的中断(步骤S4)。进而，判断在现在的摄影方向(位置)的收集是否结束(步骤S5)，当还未结束的情况下，在规定时间t2的自由呼吸后在停止呼吸的暂时性呼吸停止的同时进行数据收集(步骤S6，步骤S2～S5)。
重复进行，如果1个摄影方向(位置)的数据收集结束，则系统控制器25判断预先设定的全部的摄影方向(位置)的数据收集是否结束(步骤Sa)。当该判断是NO，即还存在需要收集的摄影方向(位置)的情况下，系统控制器25向照相机控制器23发出指令，使伽马照相机13旋转到下一摄影方向(位置)。此后，在只等待了规定时间t3后，处理返回步骤S2。由此，在该新的摄影方向(位置)上，执行上述分为数次的在暂时性呼吸停止状态下的数据收集。
如果这样在全部摄影方向(位置)上的数据收集结束(步骤Sa，是)，则向数据处理器22发送数据收集结束通知。由此，数据处理器22从数据记录装置28中读出附加识别信息记录的图像数据，执行在各摄影方向(位置)上的多次的呼吸停止期间的投影数据的相互加算，和使用了多个摄影方向(位置)的投影数据的SPECT像的再构成。由此，可以把“间歇数据收集法”适用于SPECT法，和上述一样，可以得到可靠地排除了因被检测体P的身体运动引起的画质劣化的高画质的SPECT像。
进而，适用了上述“间歇数据收集法”的平面法以及SPECT法也可以与实施被称为正电子ECT(positron emission computedtomography：正电子发射计算机断层成像技术(PET))的断层摄影法的核医学诊断装置及其数据收集方法同样地实施。
3.实施例2
以下，参照图5～7说明本发明的实施例2。
该实施例2的核医学诊断装置采用以下结构：把与作为信号发生单元的一例的操作开关等发出的信号应答的收集数据分在不同区域中记录。
即，包含操作开关在内，由系统控制器25、数据收集器21以及数据记录装置28形成用来识别是呼吸停止状态还是进行呼吸状态的呼吸识别单元，记录有收集数据的数据记录装置28的区域成为用于识别是呼吸停止状态还是进行呼吸状态的识别信息。
进而，对于其它构成以及作用，因为与实施例1的核医学诊断装置一样所以省略说明。
实施例2的核医学诊断装置的操作开关例如是通断开关，在本实施例的情况下，如用图5的参照符号31所示那样，被配置在被检测体P的跟前。因此，被检测体P自己操作该操作开关31，可以在开始以及中断呼吸停止时分别按下。进而，该操作开关31也可以由操作人员一边指示被检测体P停止呼吸一边操作。
另外，在数据存储装置28中具有存储数据收集器21收集到的投影数据的存储器M，该存储器M被分割为存储区域A以及存储区域B。该核医学诊断装置的其它硬件方面的构成除了系统控制器25进行图6大致所示的处理外，与上述图1一样。
图6展示适用了本发明的“间歇数据收集法”的平面法的处理。
如果采用该方法，则系统控制器25使伽马照相机向着规定的摄影方向(以及距离被检测体表面的规定位置)(步骤S21)，读入来自操作开关31的开关信号(步骤S22)。判断是否输出该开关信号，即是否操作操作开关31(步骤S23)。在操作时，判断是否是被检测体P为了开始自身呼吸停止而进行的呼吸停止开始操作(步骤S24)。
在该判断表示呼吸停止开始操作时(步骤S24，是)，系统控制器25控制数据收集器21以及数据记录装置28，把在呼吸停止后收集的投影数据记录到数据记录装置28的存储器M的存储区域A(步骤S25)。相反，在步骤S24的判断为“否”时，因为被检测体P的操作表示呼吸停止的中断，所以系统控制器25控制数据收集器21以及数据记录装置28，把在呼吸停止中断后收集的投影数据记录到数据记录装置28的存储器M的存储区域B(步骤S26)。
另一方面，在步骤S23中当是“否”时，即在判断为未操作操作开关31时，进一步例如根据标志处理判断是否已开始呼吸停止(步骤S27)。在该判断是“是”时，进行上述的步骤S25的收集数据的记录。另一方面，在步骤S27判断为“否”时，进一步判断呼吸停止是否是已中断的状态(步骤S28)。在该判断是“是”时，进行所述的步骤S26的收集数据的记录。在步骤S28中在判断为“否”时，因为是未进行任何开关操作的状态，所以处理返回步骤S22。
到这样的摄影方向(位置)上的预定量的数据收集结束为止重复执行以上的数据记录处理(步骤S29)。
图7模式化展示适用了上述“间歇数据收集法”的平面法的数据收集的概念。在进行该数据收集的期间，被检测体P以自己的意思按下操作开关31，同时开始呼吸停止，并且再次按下操作开关31，中断呼吸停止。通过重复该操作，因为暂时性呼吸停止时的收集数据被存储在存储区域A中，所以使用该存储区域A的投影数据由作为图像生成单元的数据处理器22生成投影像(图7(1)、(3)、...(m))。
这样，如果采用本实施例，则与上述的实施例1一样，除了可以可靠地排除因身体运动引起的画质劣化的主要原因而得到高画质的投影像，还因为被检测体P还可以按照自己的意思停止呼吸，所以可以显著减轻被检测体的呼吸停止的负担。另外，因为根据开关信号从最初开始分为呼吸停止状态的收集数据和进行呼吸状态的收集数据并存储，所以在投影像生成时不需要核对标记等的处理等，还可以得到更简化生成处理的优点。
4.实施例2的变形例子
图8展示实施例2的变形例子。该图8所示的流程图展示了展开图6所示的处理的适用于SPECT法的“间歇数据收集法”的处理。在该图8中，对执行与上述图6的各步骤相同或者同等的处理的步骤适用同一符号。
在适用于该SPEGT法的“间歇数据收集法”中，由系统控制器25最初使伽马照相机13向着初始摄影方向(位置)(步骤S21’)，其后，进行与图6时一样的处理(步骤S22～S29)。进而，由系统控制器25判断在全部的摄影方向(位置)上的数据收集是否结束(步骤S30)。在该判断是“否”时，使伽马照相机13在空间上移动到下一摄影方向(位置)，重复同样的数据收集(步骤S31)。
因此，在全部的摄影方向(位置)上的数据收集完成时，由数据处理器22再构成断层像。因而，执行了具有和平面法同样的效果的采用了“间歇数据收集法”的SPECT法。
进而，适用了上述“间隙数据收集法”的平面法以及SPECT法也可以和被称为正电子ECT(positron emission computed tomography：PET)的断层摄影法的核医学诊断装置及其数据收集方法同样地实施。
5.实施例3
以下，参照图9～11说明本发明的实施例3。
该实施例3的核医学诊断装置与采用“间歇数据收集法”的SPECT法的构成有关。特别是该实施例的特征在于：伽马照相机13以步进状围绕被检测体P旋转，在多个摄影方向(位置)的各自上进行摄影时，交替重复呼吸停止动作的暂时性呼吸停止和进行呼吸。此时，比通常的SPECT法还细2倍地设定多个摄影方向(位置)(例如，每一步长为3度，收集时间为10～15秒钟)，重复该收集(例如，重复次数是60次)。图9展示该处理的概要。进而，有关本实施例的核医学诊断装置的硬件构成与图1所示的一样。
系统控制器25如图9所示，最初使伽马照相机13朝向初始摄影方向(位置)(步骤S41)，由具有呼吸停止控制单元功能的系统控制器25、声音信息产生器29以及扬声器15例如自动地用声音指示呼吸停止开始(步骤S42)，在时间t1期间，进行收集数据的基于标记的识别信息的记录(步骤S43)。以下，例如用自动声音指示呼吸停止的中断(步骤S44)。即，在现在的摄影方向(位置)上的数据收集是在被检测体P进行呼吸停止，处于暂时呼吸停止的状态下收集数据。
进而，判断在全部摄影方向(位置)上的数据收集是否结束(步骤S45)，当还未结束的情况下，系统控制器25使伽马照相机13移动到下一摄影方向(位置)(步骤S46)。
在该新移动的摄影方向(位置)上，这次在未发出呼吸停止开始以及呼吸停止中断指令的状态下，只进行数据收集的记录(步骤S47)。因此，在该摄影方向(位置)上的数据收集在被检测体P进行自由呼吸的状态下完成。此后，再次判断在全部的摄影方向(位置)上的数据收集是否结束(步骤S48)，当判断为“否”的情况下，返回上述的步骤S41，伽马照相机13被变更到下一摄影方向(位置)，在该摄影方向(位置)上同样地进行数据收集。
另一方面，在步骤S45或者S48中当判断为“是”，即在全部的摄影方向(位置)上的数据收集完成的情况下，系统控制器25进一步判断相对一连串的全部摄影方向(位置)的数据收集次数是否达到了规定的重复次数(例如60次)(步骤S49)。当该判断是“否”的情况下，即还未达到规定的重复次数的情况下，返回最初的步骤S41重复处理。如果在步骤S49中是“是”，则结束数据收集，由作为图像生成单元的数据处理器22再构成断层像。
因此，采用该“间歇数据收集法”的SPECT法如图10模式化所示，在每隔一摄影方向(位置)上进行“呼吸停止”，同时在该“呼吸停止”的状态以及“进行呼吸”的状态的各自下收集数据。因而，如图11模式化所示，根据识别信息抽出在其中的“呼吸停止”状态下收集到的数据，使用该收集数据再构成断层像。因此，被检测体P在规则变更的摄影方向(位置)的每隔一个上，只要与例如自动声音一同在可以忍受的时间执行呼吸停止即可，可以进行更可靠的呼吸停止，可以防止因身体运动引起的再构成图像的画质劣化。
进而，适用了该“间歇数据收集法”的SPECT法可以和被称为正电子ECT(positron emission computed tomography：PET)的断层摄影法的核医学诊断装置及其数据收集方法同样地实施。
另外，对被检测体的呼吸停止的开始以及中断的时间的指示不必须依赖上述的自动声音发生(或者自动声音)的构成，也可以是操作者一边观察被检测体P的状态一边经由麦克风等指示声音，另外，也可以采用显示板的文字显示，和采用光的闪烁的指示。即，在扬声器的基础上，或者代替扬声器，可以用麦克风和显示板等任意构成要素形成呼吸识别单元。
6.实施例4
以下，参照图12～图17说明本发明的实施例4。
实施例4的核医学诊断装置在基于在被检测体P的呼吸停止状态以及进行呼吸状态各自下可以识别地得到的投影数据的采用数据处理器22的断层像和投影像的再构成方法，或者生成方法以及显示器26的断层像的显示方法方面，与实施例1～实施例3及其变形例子中的核医学诊断装置不同。
其它的构成以及作用因为与实施例1～实施例3及其变形例子中的核医学诊断装置实质上相同，所以只用数据处理器22以及相关联的构成要素的功能框图图示，同时在同一构成上附加相同符号并省略说明。另外，在此，说明再构成断层像时的情况，而生成摄影像的情况也相同。
图12是展示本发明实施例4的核医学诊断装置概略的功能框图。
采用实施例4的核医学诊断装置的数据处理器22通过把程序读入运算器的动作，而具有作为数据比率设定单元40、图像生成单元41以及图像显示方法设定单元42的功能。但是，数据比率设定单元40、图像生成单元41以及图像显示方法设定单元42的全部或者一部分也可以用电路构成。
在数据记录装置28中可以识别地保存在被检测体P的呼吸停止状态以及进行呼吸状态各自下得到的投影数据。例如，数据记录装置28具备分为存储区域A以及存储区域B的存储器M，在存储区域A中保存在呼吸停止状态下得到的投影数据，另一方面，在存储区域B中保存在进行呼吸状态下得到的投影数据。但是，如图1所示的实施例1中的核医学诊断装置那样，也可以代替分割存储器M，通过标记在投影数据上附加识别信息。
图像生成单元41具有使用在呼吸停止状态以及进行呼吸状态的双方下分别得到的投影数据再构成断层像的功能。此时，在断层像的再构成中可以不使用在进行呼吸状态下得到的投影数据的全部，而在通过数据比率设定单元40预先设定的比率下在断层像的再构成中使用。
进而，在断层像的再构成时，在呼吸停止状态下得到的投影数据上加算在进行呼吸状态下得到的投影数据，而一旦生成了断层像后，也可以在呼吸停止状态下得到的断层像上加算在进行呼吸状态下得到的断层像。
数据比率设定单元40具有在进行呼吸状态下得到的投影数据中，设定图像生成单元41在断层像的再构成中使用的投影数据的比例并指示给图像生成单元41的功能。在断层像的再构成中使用的投影数据的比例可以是用户任意从输入器27向数据比率设定单元40指示的信息。另外，为了设定在断层像的再构成中使用的投影数据的比例，把所需要的信息从数据比率设定单元40发送到显示器26显示。
图像显示方法设定单元42具有以下功能：当由图像生成单元41以不同的投影数据的比例再构成多张断层像的情况下，根据来自输入器27的指示确定切换显示或者并列显示各断层像，根据已确定的图像显示方法把断层像发送到显示器26，以规定的显示方法显示。
以下，说明实施例4的核医学诊断装置的断层像的再构成步骤。
图13是展示采用图12所示的实施例4的核医学诊断装置的断层像再构成步骤一例的流程图。
首先，预先在数据记录装置28的存储器M中能够识别地把在被检测体P的呼吸停止状态以及进行呼吸状态各自下得到的投影数据分别保存在存储区域A以及存储区域B上。
而后，在步骤S50中，在进行呼吸状态下得到的投影数据中，设定需要在断层像的再构成中使用的投影数据的比例。即，首先把在设定投影数据的比例时从输入器26接收指示的信息从数据比率设定单元40发送到显示器26。因此，在显示器26上例如显示滚动条。
其结果，通过用户操作鼠标等输入器26使滚动条移动，可以在0％到100％的范围中任意设定需要在断层像的再构成中使用的投影数据的比例。进而，输入器26的操作信息被给予数据比率设定单元40，设定投影数据的比例。而后，被设定的投影数据的比例从数据比率设定单元40发送到图像生成单元41。
以下，在步骤S51中，图像生成单元41根据从数据比率设定单元40接收到的投影数据的比例，读入被保存在数据记录装置28的存储器M中的呼吸停止状态以及进行呼吸状态的投影数据，再构成断层像。例如，当在进行呼吸状态下得到的投影数据中，在断层像的再构成中需要使用的投影数据的比例被设定在50％的情况下，从数据记录装置28中分别读入50％进行呼吸状态的投影数据，100％呼吸停止状态的投影数据，再构成断层像。
以下，在步骤S52中，从输入器27将需要显示再构成的断层像的指令发送到图像显示方法设定单元42。因此，设定了显示方法使得显示使用已指定的比例的投影数据再构成的单一断层像。
以下，在步骤S53中，图像显示方法设定单元42根据已设定的图像显示方法从图像生成单元41接收断层像，并发送到显示器26进行显示。
图14是展示由图12所示的实施例4的核医学诊断装置再构成的断层像的显示例子的图。
如图14所示，在进行呼吸状态下得到的投影数据中，通过采用输入器27的滚动条50的操作，可以设定需要在断层像的再构成中使用的投影数据的比例。而后，在断层像的再构成中使用已设定的比例的投影数据并显示在显示器26上。
另外，在显示器26中，通过GUI(图形用户界面)技术显示通常显示的各种键和滚动条。即，例如把用于设定图像显示阵列的键设置为A、B、C、D这4种，还可以用All Area键的选择显示全区域的图像。另外，除了用于设定显示的象素值的比例的上限值和下限值的滚动条外，还设置用于滚动显示帧的键和彩色尺度的设定部分。
通过这样调整在断层像的再构成中使用的投影数据的比例，可以根据临床目的把断层像的灵敏度和位置分辨率设定为所希望的灵敏度以及位置分解率。
图15是简略展示由图12所示的实施例4的核医学诊断装置再构成的断层像的位置分解率和灵敏度的关系图。
在图15中横轴表示断层像的灵敏度，纵轴表示断层像的位置分辨率。
如果假设只使用在呼吸停止期间收集到的数据生成图像，则可以抑制因被检测体的身体运动引起的位置分辨率和对比度的劣化，相反因为不能在进行呼吸期间收集数据，所以采样数下降，招致图像的平滑性，即，灵敏度劣化的结果。因而，如图15的实线所示，图像的位置分辨率和灵敏度处于交替的关系，如果从断层像生成用的投影数据中除去被检测体的进行呼吸期间中的投影数据，则断层像的位置分辨率提高，另一方面，如果把在被检测体的进行呼吸期间中的投影数据作为断层像生成用的数据使用，则断层像的灵敏度提高。
在上述实施例1～实施例3以及它们的变形例子中的核医学诊断装置中，主要着眼于提高位置分辨率，在断层像的再构成中只使用在呼吸停止状态下的投影数据。但是，根据临床目的，当然也有提高灵敏度比提高断层像的位置分辨率和对比度更重要的情况。
另外，核医学诊断装置通常从60个方向～90个方向进行摄影，根据作为检测器的伽马照相机13的个数确定所需要的摄影次数。例如，当使用2个伽马照相机13从60个方向进行摄影的情况下，需要60/2＝30次的摄影，但在从1个方向的射影上大致需要10～20秒左右。
因此，如果只把在呼吸停止状态下的投影数据用于断层像的再构成，则当在断层像的再构成用中不使用在呼吸停止后的20秒左右期间收集到的数据，伽马照相机13的个数特别少的情况下，摄影时间的损失增加，数据的收集统计降低，有可能引起灵敏度的下降。
在这种情况下，为了维持所需要的位置分解率，增加某一程度的采样数抑制灵敏度劣化，也有理想的是把进行呼吸状态下的投影数据用于断层像的再构成中的情况。
因而，用户可以通过输入器27的操作，为了使断层像成为所希望的灵敏度而设定在进行呼吸状态下的投影数据的比率。其结果，根据临床需要，不仅可以以更良好的位置分辨率以及灵敏度得到断层像，而且可以有效利用在进行呼吸状态下得到的投影数据。
进而，进行呼吸状态下的投影数据的比率可以在步骤S50中循环任意地设定并更新断层像的显示。
另外，在步骤S52中，还可以变更断层像的显示方法。例如，设定不同的投影数据的比例并再构成多个断层像，通过从输入器27向图像显示方法设定单元42发出指示，还可以并列显示各断层像。
图16是同时显示由图12所示的实施例4的核医学诊断装置再构成的多个断层像的例子的图。
例如如图16所示，也可以把进行呼吸状态下的投影数据的比例设置为0％，只使用呼吸停止状态下的投影数据再构成第1断层像60，另一方面，把进行呼吸状态下的投影数据的比例设置为80％，使用呼吸停止状态以及进行呼吸状态双方的投影数据再构成第2断层像61，在显示器26上并列显示两者。
如果这样用不同的灵敏度以及位置分辨率并列显示断层像，则更容易诊断。
另外，投影数据的比例的设定方法是任意的，除了滚动条50外，例如还可以作为数值设定。进而，其构成也可以是设定不同的投影数据比例再构成多个断层像，并切换显示。
图17是展示由图12所示的实施例4的核医学诊断装置再构成的断层像的另一显示例子的图。
例如，如图17所示，还可以只使用在呼吸停止状态下得到的投影数据，提高位置分辨率再构成断层像，另一方面作为数值设定在进行呼吸状态下得到的投影数据的比例再构成抑制了灵敏度劣化的断层像，通过用来选择显示在显示器26上的断层像的键70，还可以切换断层像的显示。这种情况下，从输入器27向图像显示方法设定单元42发送键70的选择信息，把选择出的断层像从图像显示方法设定单元42发送到显示器26显示。
如果采用这样的断层像的显示方法，则可以用更少的处理短时间地只再构成必要程度高的断层像并显示在显示器26上。
以上的本发明并不限定于上述各实施例和其变形例，在不脱离权利要求范围所述的本发明的主旨的范围内，用以往公知的构成可以进一步变形或者展开为适宜的形式。另外，通过相互组合各实施例和其变形例子中的核医学诊断装置的全部或者一部分的构成要素，还可以构成多功能。
Claims (19)
1、一种核医学诊断装置，是通过放射线检测器作为投影数据检测投入到被检测体内的原子核素放出的放射线，根据该投影数据得到表示该被检测体内的原子核素分布的图像的核医学诊断装置，其特征在于包括：
使上述放射线检测器围绕上述被检测体旋转的旋转单元；
识别因上述被检测体的呼吸停止引起的停止呼吸和进行呼吸的呼吸识别单元；
根据上述呼吸识别单元的识别结果可以识别地存储由上述放射线检测器收集到的放射线检测数据的数据存储单元；
根据上述呼吸识别单元的上述识别结果，从被存储在上述数据存储单元中的上述放射线检测数据中生成上述图像的图像生成单元。
2、根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于：
上述呼吸识别单元具备：指示上述呼吸停止的期间的指示单元；与由该指示单元指示的上述呼吸停止期间同步地，取得上述放射线检测器检测出的上述投影数据的取得单元。
3、根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于：
上述呼吸识别单元具备：指示上述呼吸停止的期间的指示单元；与由该指示单元指示的上述呼吸停止期间同步地，取得上述放射线检测器检测出的上述投影数据的取得单元；相互加算由上述取得单元只在上述呼吸停止期间取得的上述投影数据的加法单元。
4、根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于：
上述呼吸识别单元具备：产生表示上述呼吸停止的开始以及结束的信号的信号产生单元；与该信号产生单元产生的信号对应地，取得上述放射线检测器检测出的上述投影数据的取得单元。
5、根据权利要求4所述的核医学诊断装置，其特征在于：
上述信号产生单元是上述被检测体操作的开关。
6、根据权利要求4所述的核医学诊断装置，其特征在于：
上述信号产生单元是上述被检测体操作的开关，上述数据存储单元与上述信号产生单元产生了表示上述呼吸停止的开始以及结束的信号的期间和此外的期间对应地，使存储区域差别地记录上述投影数据。
7、根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于：
其构成是在一定的摄影方向的位置上固定上述放射线检测器，并使该放射线检测器检测上述投影数据。
8、根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于：
其构成是一边使上述放射线检测器顺序在多个摄影方向的位置上移动，一边在该各摄影方向的位置上使该放射线检测器检测上述投影数据。
9、根据权利要求8所述的核医学诊断装置，其特征在于：
上述核医学诊断装置是执行被称为单光子发射计算机断层成像技术或者正电子发射计算机断层成像技术的断层摄影法的装置。
10、根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于：
其构成是一边使上述放射线检测器顺序移动到多个摄影方向的位置各自上，一边在该各摄影方向的位置上使该放射线检测器检测上述投影数据，并且，
上述呼吸识别单元构成为具有在上述多个摄影方向的每个位置上使上述被检测体交替重复执行呼吸停止和该呼吸停止的中止的呼吸停止控制单元，并且只在该呼吸停止控制单元控制的呼吸停止期间中收集由上述放射线检测器取得的上述投影数据并提供给上述图像的生成。
11、根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于：
上述图像生成单元的构成是只使用在呼吸停止状态下得到的上述放射线检测数据生成第1图像，另一方面，使用分别在呼吸停止状态和进行呼吸状态双方下得到的上述放射线检测数据生成第2图像。
12、根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于：
上述图像生成单元的构成是只使用在呼吸停止状态下得到的上述放射线检测数据生成第1图像，另一方面，使用分别在呼吸停止状态和进行呼吸状态双方下得到的上述放射线检测数据生成第2图像，并且具备把上述第1图像以及上述第2图像同时显示在显示器上的图像显示方法设定单元。
13、根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于：
设置在进行呼吸状态下得到的上述放射线检测数据中，设定在图像生成中使用的上述放射线检测数据的比例的数据比率设定单元，上述图像生成单元的构成是使用由上述数据比率设定单元设定的比例的上述放射线检测数据生成图像。
14、一种核医学诊断装置，是通过放射线检测器作为投影数据检测投入到被检测体内的原子核素放出的放射线，根据该投影数据得到表示该被检测体内的原子核素分布的图像的核医学诊断装置，其特征在于包括：
使上述放射线检测器在上述被检测体周围旋转的旋转单元；
使用在因上述被检测体的呼吸停止产生的呼吸停止状态以及进行呼吸状态下分别由上述放射线检测器收集的放射线检测数据生成上述图像的图像生成单元。
15、根据权利要求14所述的核医学诊断装置，其特征在于：
上述图像生成单元的构成是只使用在呼吸停止状态下得到的上述放射线检测数据生成第1图像，另一方面，使用分别在呼吸停止状态和进行呼吸状态的双方下得到的上述放射线检测数据生成第2图像。
16、根据权利要求14所述的核医学诊断装置，其特征在于：
上述图像生成单元的构成是只使用在呼吸停止状态下得到的上述放射线检测数据生成第1图像，另一方面，使用分别在呼吸停止状态和进行呼吸状态的双方下得到的上述放射线检测数据生成第2图像，并且具备把上述第1图像以及上述第2图像同时显示在显示器上的图像显示方法设定单元。
17、根据权利要求14所述的核医学诊断装置，其特征在于：
设置在进行呼吸状态下得到的上述放射线检测数据中，设定在图像生成中使用的上述放射线检测数据的比例的数据比率设定单元，上述图像生成单元构成为使用由上述数据比率设定单元设定的比例的上述放射线检测数据生成图像。
18、一种核医学诊断的数据收集方法，是通过放射线检测器作为投影数据检测投入到被检测体内的原子核素放出的放射线的核医学诊断的数据收集方法，其特征在于：
取得用来识别因上述被检测体的呼吸停止产生的呼吸停止状态和进行呼吸状态的识别信息，存储上述识别信息使得可以根据上述识别信息识别出是在呼吸停止状态下得到的投影数据还是在进行呼吸状态下得到的投影数据。
19、一种核医学诊断的数据收集方法，是通过放射线检测器作为投影数据检测投入到被检测体内的原子核素放出的放射线的核医学诊断的数据收集方法，其特征在于：
存储在因被检测体的呼吸停止产生的呼吸停止状态以及进行呼吸状态下分别用上述放射线检测器收集到的上述投影数据，使得可以识别出是在呼吸停止状态下得到的投影数据还是在进行呼吸状态下得到的投影数据，使用在呼吸停止状态下得到的投影数据以及在进行呼吸状态下得到的投影数据的双方生成图像。
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