JP2002006043A - 核医学検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像精度を落とさずに検査時間の短縮を実現
し、３６０度分のデータが作成でき、画像の精度や減弱
補正における定量性を保つことも可能な核医学検査装置
を提供する。 【解決手段】 架台１０に備わるガンマカメラ１の角速
度を回転角度位置に応じて所定速度に制御する。これに
よりガンマ線の収集時間が角度毎に異ならせることが可
能になり、関心領域では長く、他の部位では適宜に短く
する。総合的な収集時間を短くでき、収集時間の差は補
正処理により補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】核医学検査装置において、検
査時間の短縮および画像精度の向上や定量性の確保に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より行われている被検体に対する医
用画像診断の方法の一つに核医学検査装置を適用して被
検体である患者の関心領域の画像を得ることが行われて
いる。この核医学検査装置では、まず被検体に放射性同
位物質を投与し、この放射性同位物質から放射される放
射線（ガンマ線）をガンマカメラなどの検出器で検出す
る。

【０００３】被検体に投与される放射性同位物質は極め
て短時間で減衰し消滅するため、被検体に与える影響は
ほとんど無視し得る範囲である。この放射性同位物質は
その種類によって、それぞれ集まる臓器や組織が異な
る。この性質を利用して検査対象となる関心領域や組織
に集まる性質の放射性同位物質を投与し、減衰するまで
の短い時間にガンマカメラなどでガンマ線を検出し撮影
を行う。

【０００４】こうした原理に基づく核医学検査装置の一
つに心臓ＳＰＥＣＴ検査装置（ＳＰＥＣＴ：Ｓｉｎｇｌ
ｅ-Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅ
ｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が知られており、この心臓Ｓ
ＰＥＣＴ検査装置によれば被検体の心臓の断層画像を得
ることができる。被検体に対して関心領域の心臓が通る
断面が画像として得られるように、被検体を寝かせこの
被検体の胴体（胸部）の周囲をガンマカメラが回転す
る。

【０００５】ガンマカメラの回転動作は３６０°につい
て行われ、断層面内から放出されるガンマ線を、該断層
面を含む平面内で検出して特定方向について投影データ
を得る。この投影データを３６０°について行うことで
放射性同位物質の分布像を再構成するためのデータ群を
得ている。

【０００６】また、心臓ＳＰＥＣＴ検査の検査時間を短
縮するために投影データの収集時間を短くすることも行
われている。この収集時間を短縮する手段の一つとして
ガンマカメラを１８０°だけ回転させて心臓ＳＰＥＣＴ
検査を行う。この１８０°収集による心臓ＳＰＥＣＴ検
査は３６０°にて収集した投影データと比較すると画像
精度に差が生じるものの、検査時間の短縮の手法として
実施されている。

【０００７】他に、ガンマカメラを所定角度毎にステッ
プ状に連続した一時停止による回転を行い、それぞれの
ステップ角度にて一定の時間でもって投影データの検出
を行う。この方法をステップ収集と呼ぶ。また、一定の
速度でガンマカメラを回転させて連続的に投影データの
収集を行う。この連続した一時停止を伴わないガンマカ
メラによる投影データの収集は連続収集と呼ばれる。い
ずれの収集方式によっても、ガンマカメラが一回転する
期間での動作自体は一定であり、たとえば特定の場所や
角度位置、タイミングなどで投影データの収集時間や速
度の変化に係る制御は行わない。

【０００８】また、ステップ収集および連続収集のそれ
ぞれの収集方式において、それぞれガンマカメラを３６
０°の範囲で被検体の周囲を回転させる方式と、１８０
°の範囲で回転させる方式の２通りがある。このうち、
１８０°の範囲で回転させる方式では、たとえば関心領
域が被検体の中心から離れた部位である場合に、この関
心領域が存在する側の１８０°の範囲でガンマカメラを
回転させる。

【０００９】図３には核医学検査装置１４の外観を示し
ており、被検体１５が臥位にて載置された寝台１７と、
架台１６が示されている。寝台１７に載置された被検体
は臥位の姿勢のまま架台１６の中に移動される。架台１
６の内部では図示しないガンマカメラが被検体１５の胴
体の体軸を中心として回転運動可能に配置されている。
被検体１５から放射するガンマ線をこのガンマカメラに
て検出して投影データの収集を行う。こうして収集され
た投影データに基いて所定のデータ処理を行い、断層画
像として構築し表示する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の核医学検査装置の構成においては、以下の様な解
決すべき課題があった。

【００１１】従来より行われているステップ収集では投
影データの収集のために所定の回転角度位置にて一旦停
止するが、この回転角度位置（ステップ角度）毎につい
て投影データの収集時間を変えることができなかった。

【００１２】また連続収集では投影データの収集が等速
度の回転運動においてしか実施できないため、たとえば
撮影する画像の精度を上げるために投影データの収集時
間を長くしたり、またあるいは遅い回転速度でガンマカ
メラを回転させるといったことが行われているが、いず
れの方法でも時間がかかってしまう。

【００１３】また、投影データの収集時間を短縮する方
法として、ガンマカメラを１８０°だけ回転させてＳＰ
ＥＣＴ検査を行う１８０度収集が行われる。しかしなが
ら、１８０°の範囲にて収集した投影データと３６０°
に渡って収集した投影データとを比較すると、前者の１
８０°収集は対向側のノイズによる影響が少なくなる反
面、画像の歪や画像毎の収集カウントに差が生じ、ひい
ては吸収補正などの信号処理が難しくなる。

【００１４】本発明は、画像精度を落とさずに検査時間
の短縮を実現し、３６０度分のデータが作成でき、画像
の精度や減弱補正における定量性を保つことも可能な核
医学検査装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の本発明においては、被検体に投与
された放射性同位物質から放出されるガンマ線をガンマ
カメラにより検出して断層像を撮像する核医学検査装置
において、前記ガンマカメラを所定軌道でもって前記被
検体の周囲にて回転させるための駆動手段と、前記ガン
マカメラの角速度を角度位置毎に制御可能な角速度制御
手段とを備え、前記被検体の撮像部位と前記ガンマカメ
ラとの相対位置に応じた前記角速度の制御をもってガン
マ線の検出を行うことを特徴とする核医学検査装置をも
って解決手段とする。

【００１６】また、請求項２に記載の本発明において
は、前記ガンマ線の検出における角速度毎の収集時間に
応じた収集時間補正を行う補正手段を備えることを特徴
とする請求項１に記載の核医学検査装置をもって解決手
段とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１には、本発明の実施の形態に
係る核医学検査装置の構成を説明するための概略図が示
されている。この核医学検査装置の構成は患者などの被
検体７が臥位にて撮像されるための架台１０と、ガンマ
線を検出するためのガンマカメラ１と、検出されたガン
マ線の検出信号を収集するデータ収集部２と、収集され
た検出信号を信号処理するデータ処理部３と、架台１０
の可動部分の制御を行う架台制御部４と、撮像された断
層画像を表示するディスプレイ５と、架台１０の内部に
配置されガンマカメラ１に回転運動の駆動力を供給する
ドライブモータ６とからなる。

【００１８】架台１０には被検体７から放射されるガン
マ線を検出するためのガンマカメラ１が配置されてお
り、このガンマカメラ１は所定の円周軌道上にて回転運
動する回転機構に保持されている。このガンマカメラ１
を円周軌道上にて回転運動させるための駆動力はドライ
ブモータ６にて供給される。このドライブモータ６はた
とえばステッパモータを用いることで、正確な駆動角度
の制御が比較的容易に行われる。

【００１９】このドライブモータ６の駆動制御は架台制
御部４にて行われる。架台制御部４ではドライブモータ
６から出力される図示しないロータリエンコーダからの
位置検出情報を受け、この位置検出情報に基づいてドラ
イブモータ６に駆動力を供給している。軌道９にて円周
軌道が規制されたガンマカメラ１はドライブモータ６に
て所定の動作角度でもって円周上を移動する。

【００２０】データ収集部２はガンマカメラ１から出力
されたガンマ線の検出データを収集する。このデータ収
集部２にて収集された検出データはデータ処理部３に送
られ、ここで後述するデータ処理が行われた後にディス
プレイ５にて断層画像として表示される。

【００２１】図２には図１にて示したデータ処理部３の
内部構成を説明するための概略図が示されている。デー
タ収集部２より出力された検出データはＳＰＥＣＴ収集
装置１１に入力される。このＳＰＥＣＴ収集装置１１で
は可変時間および可変速度での検出データの収集を行
う。こうして収集された検出データは一旦データ保存が
される。

【００２２】ここで行われる検出データの収集は、ガン
マカメラ１の基準位置からの角度をたとえばＤ１〜Ｄｎ
として識別し、この識別された角度に夫々対応して検出
した投影データを夫々Ｐ（１）〜Ｐ（ｎ）とする。この
それぞれの投影データ（検出データ）に対応して、各投
影データに掛かった収集時間を夫々Ｔ１〜Ｔｎとする。
なお、ｎは投影数を表わし、撮影条件や設定により設定
される値である。こうして投影データと共に収集角度と
収集時間情報を残し記憶される。

【００２３】たとえばガンマカメラ１にてステップ収集
を行う時、図１中のｅ→ｈ付近を収集する時には収集時
間を長く行い、ｊ→ａの収集時間は短く行う。たとえば
ａ→ｅでは７秒、ｅ→ｈでは１０秒、ｈ→ｊでは７秒、
ｊ→ａでは５秒の収集を行うことにより、３６０°同じ
時間間隔で収集した場合より時間短縮になる。収集後に
各ステップ（角度）で収集した投影データに対し、ステ
ップ毎の収集時間が同じになるような補正係数を乗じ
る。この例では、以下のような重みを乗じる。

【００２４】 ａ→ｅ、ｈ→ｊでは、１０／７≒１．４３ ｅ→ｈでは、１０／１０≒１．００ ｊ→ａでは、１０／５≒２．００ このようにして各投影データの擬似的な収集時間を同じ
にすることにより、画像の精度を落とさずに済む。連続
収集についても同様にｅ→ｈ付近のカメラ回転速度を遅
くし、ｊ→ａ付近のカメラ回転速度を速くして収集を行
うことにより撮像時間の短縮になる。

【００２５】次に、可変時間／可変速度／データ補正装
置１２にて、既に行われた収集時間（Ｔ１〜Ｔｎ）の最
大値を探す。探し出された最大値をＴｍａｘとする。こ
の最大値のＴｍａｘを基準にして収集時間の補正が行わ
れる。この補正は以下の式にて行われ、Ｐ’（ｘ）＝Ｐ
（ｘ）・Ｔｍａｘ／Ｔｘにて求められる。ここでＰ’
（ｘ）は、補正後の投影データであり、Ｐ（ｘ）は収集
した投影データであり、Ｔｍａｘは最大の収集時間であ
り、Ｔｘは収集時間を表わす。

【００２６】こうして収集時間の補正が行われた後、再
構成装置１３にて投影データに前処理が行われる。この
前処理は、ガンマカメラ１の回転中心の補正と、均一性
の補正、前処理フィルタの補正である。これらの補正は
ＳＰＥＣＴ像において、ガンマ線の被検体内での吸収程
度が被検体内で不均一であることに起因して、ガンマ線
の分布量が定量性を欠いたものになっている。この対応
策として前述のような様々な補正が行われる。

【００２７】次に、投影データに対してサイノグラムデ
ータの作成、コンボリューション、バックプロジェクシ
ョン、減弱補正が一連に行われる。これら一連の信号処
理は多方向の投影データからＣＴ画像を再構成するため
に用いられる一般的な信号処理である。この信号処理は
フィルタ補正逆投影法と呼ばれるもので、投影データを
フーリエ空間でフィルタ処理をして「画像ボケ」を修正
し、逆投影により画像を再構成する方法である。フィル
タ処理のフィルタ関数により画質が変わるために、その
選択は臨床的な経験により決定される。再構成装置１３
では、特にコンボリューションによりフィルタ逆投影を
実空間で行い、すなわち用いられるフィルタ関数をフー
リエ逆変換して得られる重み関数を投影データにコンボ
リューション演算を行ってから、逆投影を行う。こうし
て一連の画像処理が施された後、再構成画像の保存が行
われる。

【００２８】以上説明した本発明の実施の形態によれ
ば、従来は一定の収集時間やガンマカメラ回転速度で収
集を行っていたが、着目する部分とそうでない部分を区
別し、収集時間やカメラ回転速度を可変にすることによ
り、画像精度を落とさずに検査時間の短縮を実現でき
る。

【００２９】また、収集後に補正係数を乗じて、擬似的
な収集時間や回転速度を同じにすることにより３６０°
分の投影データが作成でき、画像の精度や減弱補正によ
る定量性を保つことができる。

【００３０】また、ステップ収集の場合、ステップ角度
毎の収集時間を変えることができれば、関心領域の部位
付近のみ時間をかけて収集すれば良いので、検査時間の
短縮になる。また、連続収集の場合、ガンマカメラの回
転速度を変えることができ、関心領域の部位のみ速度を
遅くして収集すれば良いので、検査時間の短縮になる。

【００３１】なお、以上説明した実施の形態は、本発明
の理解を容易にするために記載されたものであって、本
発明を限定するために記載されたものではない。したが
って、上記の実施の形態に開示された各要素は、本発明
の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む
趣旨である。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、画像精度を落とさずに
検査時間の短縮を実現し、３６０度分のデータが作成で
き、画像の精度や減弱補正における定量性を保つことも
可能な核医学検査装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による核医学検査装置の構
成を説明するための概略図を示す。

【図２】本発明の実施の形態によるデータ処理部の構成
を説明するための図を示す。

【図３】本発明の実施の形態による制御パラメータの範
囲値の一つの例を示す。

【符号の説明】

１…ガンマカメラ、２…データ収集部、３…データ処理
部、４…架台制御部、５…ディスプレイ、６…ドライブ
モータ、７…被検体、８…心臓、９…軌道、１０…架
台、１１…ＳＰＥＣＴ収集装置、１２…可変時間／可変
速度／データ補正装置、１３…再構成装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に投与された放射性同位物質から
   放出されるガンマ線をガンマカメラにより検出して断層
   像を撮像する核医学検査装置において、 前記ガンマカメラを所定軌道でもって前記被検体の周囲
   にて回転させるための駆動手段と、 前記ガンマカメラの角速度を角度位置毎に制御可能な角
   速度制御手段とを備え、 前記被検体の撮像部位と前記ガンマカメラとの相対位置
   に応じた前記角速度の制御をもってガンマ線の検出を行
   うことを特徴とする核医学検査装置。
2. 【請求項２】 前記ガンマ線の検出における角速度毎の
   収集時間に応じた収集時間補正を行う補正手段を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の核医学検査装置。