JP2003279652A - 核医学診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被検体内に投与した放射性同位元素からランダ
ムに放出されるガンマ線のエネルギ情報を全て検出し、
位置決め情報と合わせて画像を生成することにより高精
度な画像処理を可能とする核医学診断装置を提供する。 【解決手段】 核棟医学診断装置１は、ガンマ線検出部
２と、ＡＤＣ３と、Ｒ波トリガ発生部４と、時間信号発
生部５と、リストモード収集インターフェース６と、メ
モリ７と、磁気ディスク８と、位置信号検出器９と、エ
ネルギ信号検出器１０とからなり、リストモード収集イ
ンターフェース６内部に備わっている位置信号検出器９
は、ガンマ線の位置信号を検出する検出器のことであ
り、エネルギ信号検出器１０は、ガンマ線のエネルギ信
号を検出する検出器のことである。位置信号検出器９か
ら検出される位置信号とエネルギ信号検出器１０から検
出されるエネルギ信号との全ての信号を抽出し、画像デ
ータを生成し格納装置に格納する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、被検体内に投与し
た放射性同位元素（radioisotope）からランダムに放出
されるガンマ線を検出する核医学診断装置に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の核医学診断装置は、特定
角度で入射するガンマ線だけを通過させるコリメータの
後方に例えばヨウ化ナトリウム（NaI）を発光物質とし
たシンチレータを装着し、そしてこのシンチレータに複
数本の光電子増倍管を稠密に配列したカメラ本体で、ガ
ンマ線の入射毎にその入射位置信号（XY信号）を測定
し、このXY信号をリニアリティ補正を行う補償回路を介
してXY信号に特定される画像メモリの画素を1カウント
ずつ計数し、これを一定期間継続することでガンマ線の
分布画像を得ていた。また、ガンマ線のエネルギに比例
するエネルギ信号（Z信号）を測定し、このZ信号が予め
設定されたエネルギ範囲（ウインドウ）に入るものを選
択することで特定核種のデータを収集する装置もある
が、こういった装置は検出すべき核種をエネルギ弁別用
ウインドウにて予め特定するものであって、全てのガン
マ線のエネルギを検出するものではなかった。 【０００３】ところで核医学診断装置には、ガンマ線の
カウントデータ毎に位置情報を付帯させて収集するリス
トモード収集方法がある。このリストモード収集はデー
タ量は大きくなるが、収集後において、同時に収集する
時間信号やＲ波信号により自由に処理条件を設定し画像
データを再現できる特徴をもっている。例えば、ダイナ
ミックデータの表示速度を自由に任意に設定したり、Ｒ
波間を正確に等分して心電図同期データを作成するなど
を可能とする。このリストモード収集方法を、図５の構
成図を用いて説明する。核医学診断装置１１は、ガンマ
線検出部１２と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）１３と、
Ｒ波トリガ発生部１４と、時間信号発生部１５と、リス
トモード収集インターフェース１６と、メモリ１７と、
磁気ディスク１８と、位置信号検出器１９とからなり、
ガンマ線検出部１２は、被検体内に投与された放射性同
位元素からランダムに放出されるガンマ線を検出し、そ
の検出されたガンマ線の情報をＡＤＣ１３に送る。ＡＤ
Ｃ１３は、送られたガンマ線情報をデジタル信号に変換
し、リストモード収集インターフェース１６に送る。同
様に、Ｒ波トリガ発生部１４により、Ｒ波を照射するこ
とにより生じるＲ波信号が送られ、時間信号発生部１５
により予め設定された時間信号が送られる。リストモー
ド収集インターフェース１６は、送られるガンマ線情報
やＲ波信号そして時間信号をデータ処理し、メモリ１７
はその処理されたデータを一時的に記憶する。そして、
磁気ディスク１８により処理されたデータは長期間保存
される。また、リストモード収集インターフェース１６
内部に備わっている位置信号検出器１９は、ガンマ線の
入射位置を検出する検出器である。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術においては以下のような解決すべき課題が存在して
いる。臓器機能の定量的な検査には、多核種の放射性医
薬品を被検体に投与し、核種毎の分布状況を比較検討す
ることが有効とされている。この場合、従来の核医学診
断装置ではウインドウの設定を核種毎に変えながら核種
毎に分布画他を取得していた。また、ガンマ線のエネル
ギ情報には、散乱線成分、クロストーク、光電ピークの
重なりなど診断に有効な多くの情報が含まれているにも
関わらず全ての情報を正確に抽出することが出来なかっ
た。さらに、リストモード収集したデータでは多核種同
時収集したデータのエネルギ分離ができないとか、ＴＥ
Ｗ（Triple EnergY Window）などの散乱線補正ができ
ない等の問題があった。そこで本発明は、上述の課題に
鑑みてなされたものであり、被検体内に投与した放射性
同位元素からランダムに放出されるガンマ線のエネルギ
情報を全て検出し、入射位置情報と合わせて画像を生成
することにより高精度な画像処理を可能とする核医学診
断装置を提供することを目的とする。 【０００５】 【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記載の本発明によれば、被検体内に投与した
放射性同位元素から放出されるガンマ線を検出し診断に
供する核医学診断装置において、前記被検体から発生す
るガンマ線の検出データ毎にその発生位置情報を付帯さ
せて収集する収集手段と、この収集手段が収集する検出
データ毎にそのガンマ線が有するエネルギ値をさらに付
帯させるエネルギ値付帯手段とこれら発生位置情報およ
びエネルギ値が各々付帯された検出データを格納する格
納手段と、この格納手段に格納された多数の検出データ
に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と
を備えることを特徴とする核医学診断装置をもって解決
手段とする。 【０００６】 【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態によ
る核医学診断装置の構成を説明した概略図である。核医
学診断装置１は、ガンマ線検出部２と、ＡＤＣ３と、Ｒ
波トリガ４と、時間信号発生部５と、リストモード収集
インターフェース６と、メモリ７と、磁気ディスク８
と、位置信号検出器９と、エネルギ信号検出器１０とか
らなり、ガンマ線検出部２は、被検体内に投与された放
射性同位元素からランダムに放出されるガンマ線を検出
し、その検出されたガンマ線情報をＡＤＣ３に送る。Ａ
ＤＣ３は、送られたガンマ線情報をデジタル信号に変換
し、リストモード収集インターフェース６に送る。同様
に、Ｒ波トリガ発生部４により、Ｒ波を検出することに
より生じるＲ波信号が送られ、時間信号5により、予め
設定された時間に対応する時間信号が送られる。リスト
モード収集インターフェース６は、送られるガンマ線情
報やR波信号そして時間信号をデータ処理し、メモリ７
はその処理されたデータを一時的に記憶する。そして、
磁気ディスク８により処理されたデータは長期間保存さ
れる。またリストモード収集インターフェース６の内部
に備わっている位置信号検出器９は、ガンマ線の入射位
置を検出する検出器であり、エネルギ信号検出器１０
は、ガンマ線のエネルギ信号を検出する検出器のことで
ある。 【０００７】なお、ここでのガンマ線カウントデータ
は、XY座標からなる位置信号にエネルギ信号をZ信号と
して付帯させたものである。位置信号とエネルギ信号の
順番が逆であってもかまわない。また、位置信号は１６
ビットで構成されている場合には、エネルギ信号を持つ
と３２ビットになるが、Ｒ波信号や時間信号はそのまま
使用することができる。或いは処理の都合上３２ビット
にしても構わない。また、エネルギ値を持つことによ
り、位置とエネルギに関した情報として自由にデータを
再構成できる。例えば、リストモード収集データによる
多核種のデータを分離する場合には、エネルギ信号（Z
信号）が、収集核種のピーク値のウインドウ幅に合う範
囲内のデータを見つけて、そのデータをフォーマットし
て画像データを作成する。Z信号の範囲が重複しなけれ
ば、複数個設定可能である。また、リストモード収集デ
ータによる散乱線デ−タの収集を行う場合には、エネル
ギ信号（Z信号）を、メインウインドウとサブウインド
ウの範囲に分ける。または一定間隔のウインドウ範囲を
設定する。Z信号が処理範囲内の画像を作成する。メイ
ンウインドウとサブウインドウの範囲を指定すればＴＥ
Ｗ法（Triple EnergY Window）などの散乱線補正を行
い、一定間隔のデータを作成すれば、画素毎のエネルギ
分布のカーブデータから散乱線成分を推定して散乱線補
正を行う。更に、特定の位置または時間データにおいて
特定のエネルギ分布を持つデータを抽出または除去する
エネルギ信号（Z信号）だけでなく、位置指定範囲や時
間指定範囲め投定を加えることにより特定の範囲のデー
タを抽出または除去することができる。また、エネルギ
値の単位はKeVまたはチャンネルである。 【０００８】図２は、本発明の実施の形態による核医学
診断装置により収集されたエネルギ信号の分別方法を説
明する構成図である。エネルギ信号につきＲ波心電図同
期収集データで、エネルギ信号（Z信号）がZ１〜Z２の
範囲とZ３〜Z４の範囲のデータのみフォーマットして２
組の心電図同期収集画像データを作成する例である。予
め設定された時間毎に発生される時間信号ｔ１、ｔ２、
ｔ３、ｔ４、・・・と、ガンマ線から放出されるエネル
ギ値と入射位置とをX、Y、Zのそれぞれの座標に対応さ
せ、その座標に対応した信号をデータとして置き換えた
XYZデータXYZ１、XYZ２、XYZ３、・・・と、Ｒ波心電図
同期収集画像データを作成するため必要とされるＲ波信
号Ｒ１、Ｒ２、・・・とからなり、Ｒ波心電図同期収集
画像データを作成するために必要とされるＲ波信号の周
期に合わせて、ガンマ線から放出されるエネルギ値毎に
入射位置をX、Yのそれぞれの座標に対応したXYZデータ
として指定フレーム毎にプロットしていく。具体的に
は、Ｒ波心電図同期収集画像データを作成するために必
要とされるＲ波信号の周期に合わせて、ガンマ線から放
出されるエネルギ値と入射位置をX、Yのそれぞれの座標
に対応したXYZデータとして収集する。収集されたXYZデ
ータの内、エネルギ信号（Z信号）の範囲が、Z１〜Z２
の範囲のものと、Z３〜Z４の範囲のものとに分別する。
そしてZ信号がZ１〜Z２の範囲に該当するものは、メモ
リ７Ａの対応する座標位置へ、またZ信号がZ３〜Z４の
範囲に該当するものは、メモリ７Ｂの対応する座標位置
へ、それぞれ指定フレーム毎にプロットしていく。これ
により、エネルギ値が、Z１〜Z２の範囲内のデータとZ
３〜Z４の範囲内のデータとの２核種の心電図同期収集
画像データを作成することができる。これにより、複数
種類の放射性同位元素の投与による計測が可能となる。 【０００９】図３は、本発明の実施の形態による核医学
診断装置のエネルギの収集方法を説明したフローチャー
トである。ステップＳ１１では、ガンマ線検出器２によ
り被検体内に投与された放射性同位元素からランダムに
放出されるガンマ線の検出を行う。次にステップＳ１２
では、ＡＤＣ３により被検体から放出されるガンマ線を
ディジタル信号に変換する。またステップＳ１３では、
ZＬＣ装置やオプトチューン装置により、ディジタル信
号に変換されたガンマ線をエネルギ信号／入射角の位置
信号のそれぞれを、X、Y、Zの座標に対応するXYZデータ
として抽出する。これはシンチレータを使用した場合で
あるが、半導体検出器の場合でもこの処理はできる。ス
テップＳ１４では、心電計により出力されるＲ波を検出
し、次にステップＳ１５では、所定の期間毎のデータを
測定するために入力されている時間信号が出力され、ま
たステップＳ１６では、ステップＳ１３により送られた
ガンマ線をX、Y、Zの座標に対応させたXYZデータと、ス
テップＳ１４により送られる心電計により放出されるＲ
波と、ステップＳ１５により送られる時間信号とをエネ
ルギ信号取り込み付きリストモード収集インタフェース
６により取り込む。そしてステップＳ１７では、ステッ
プＳ１６で取り込まれた情報を磁気ディスク８に格納す
る。なお、リストモード収集インタフェース６に取り込
まれた情報に基づき、メモリ７上で画像を形成しモニタ
Ｍに表示しても良い。 【００１０】図４は、本発明の実施の形態による核医学
診断装置を用いたリストモード処理を示すフローチャー
トである。ステップＳ２１では、エネルギ信号取り込み
付きリストモード収集インタフェース６より取り込まれ
た情報に基づいて診断結果を得るための処理条件を設定
する。次にステップＳ２２では、予め設定された処理条
件に従い、ガンマ線から検出される位置信号とエネルギ
信号とをX、Y、Zの座標に対応させたXYZデータと、Ｒ波
トリガ発生部（心電計）４により出力されるＲ波信号
と、所定の期間毎のデータを測定するために入力されて
いる時間信号とをリストモードデータ入力インタフェー
ス６により入力する。ステップＳ２３では、Ｒ波トリガ
発生部４より出力されるＲ波が検出される。次にステッ
プＳ２４では、所定の期間毎のデータを測定するために
入力されている時間信号が識別され検出される。またス
テップＳ２５では、エネルギ信号分離によりガンマ線の
エネルギ値（Z信号）に対応する情報が検出される。こ
れらの処理によりエネルギ信号、位置信号、Ｒ波信号、
時間信号の信号要素が抽出される。 【００１１】ステップＳ２６では、ステップＳ２２での
予め設定された処理条件がある時間を設定してその期間
に相当するエネルギ信号及び位置信号を抽出する条件で
ある場合には、その条件に相当するエネルギ信号及び位
置信号が選択されて、各フレーム毎にプロットされ画像
データが生成される。ステップＳ２７では、ステップＳ
２２での予め設定された処理条件がエネルギ信号の範囲
を設定し、その範囲内に相当するエネルギ信号を抽出す
る条件である場合には、その条件に相当するエネルギ信
号及び位置信号が選択されて、各フレーム毎にプロット
され画像データが生成される。ステップＳ２８では、ス
テップＳ２２での予め設定された処理条件が位置信号の
範囲を設定し、その範囲内に相当する位置信号を抽出す
る条件である場合には、その条件に相当するエネルギ信
号及び位置信号が選択されて、各フレーム毎にプロット
され画像データが生成される。なお、ここでは予め設定
された条件は、時間信号、エネルギ信号、位置信号に基
づいたものであるが、その他の条件が設定されたもので
あっても構わない。 【００１２】ステップＳ２９では、ステップＳ２６から
ステップＳ２８までの処理により生成された画像データ
をデータ保存装置に格納する。以上説明した本発明の実
施の形態によれば、被検体内に投与した放射性同位元素
からランダムに放出されるガンマ線のエネルギ情報を全
て検出し、位置決め情報と合わせて画像を生成すること
により高精度な画像処理を可能とする核医学診断装置を
提供することができる。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紀載されたもので
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。 【００１３】 【発明の効果】本発明によれば、被検体内に投与した放
射性同位元素からランダムに放出されるガンマ線のエネ
ルギ情報を全て検出し、位置決め情報と合わせて画像を
生成することにより高精度な画像処理を可能とする核医
学診断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診断装置の構
成を説明した概略図である。 【図２】本発明の実施の形態による核医学診断装置によ
り収集されたエネルギ信号の一分別方法を説明する構成
図である。 【図３】本発明の実施の形態による核医学診断装置のエ
ネルギの収集方法を説明したフローチャートである。 【図４】本発明の実施の形態による核医学診断装置を用
いたリストモード処理を示すフローチャートである。 【図５】従来の核医学診断装置について説明する構成図
である。 【符号の説明】 １…核医学診断装置、２・・・ガンマ線検出部、３…Ａ
ＤＣ、４‥・Ｒ波トリガ発生部、５…時間信号発生部、
６・・・リストモード収集インターフェース、７…メモ
リ、８…磁気ディスク、９‥・位置信号検出器、１０…
エネルギ信号検出器、１１・‥核医学診断装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】被検体内に投与した放射性同位元素から放
   出されるガンマ線を検出し診断に供する核医学診断装置
   において、 前記被検体から発生するガンマ線の検出データ毎にその
   発生位置情報を付帯させて収集する収集手段と、この収
   集手段が収集する検出データ毎にそのガンマ線が有する
   エネルギ値をさらに付帯させるエネルギ値付帯手段とこ
   れら発生位置情報およびエネルギ値が各々付帯された検
   出データを格納する格納手段と、この格納手段に格納さ
   れた多数の検出データに基づいて画像データを生成する
   画像データ生成手段とを備えることを特徴とする核医学
   診断装置。