JP2009222406A - 核医学診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良質の画像データを取得でき、検査精度の向上を図ることができる核医学診断装置を提供する。
【解決手段】複数のガンマカメラ１３，１４を被検体Ｐの周囲で回転させて被検体Ｐからの検出データを収集し、この検出データより画像データを形成するものであって、予めファントムＦを用いて収集したガンマカメラ１３，１４の検出データのずれに応じた補正データを補正データ生成５で生成し、この補正データによりカメラ１３，１４より検出される検出データを補正し画像データを再構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一つの架台に複数の２次元放射線検出部としてガンマカメラを搭載したＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置に代表される核医学診断装置に関するものである。

最近、核医学診断装置としてＳＰＥＣＴ装置が注目されている。かかるＳＰＥＣＴ装置は、ガンマカメラを搭載し、生体に投与した放射線同位元素（ＲＩ：Radio Isotope）から放出されるガンマ線をガンマカメラにより検出し、被検体内でのＲＩの分布画像を取得するようにしている。

ところで、このようなＳＰＥＣＴ装置では、データ収集に多大な時間がかかることが知られている。このため、最近では、データ収集時間を短縮するため、一つの架台に複数のガンマカメラを搭載したものが用いられるようになっている。

特許文献１には、一つの寝台に対しガンマ線を検出するための２個のガンマカメラが設けられ、これらガンマカメラを寝台上の被検体の身長方向の軸（体軸）と平行な回転軸を中心に回転させて被検体内部から放出されるガンマ線を検出するものが開示されている。

このようなＳＰＥＣＴ装置では、ガンマカメラ個々についてエネルギースペクトラムを収集し、自動又は手動によりフォトピークを決定しウインドウの幅を指定することで最適なエネルギースペクトラムを設定し、また、ガンマカメラ個々について、回転中心部にポイントソースを置いてＳＰＥＣＴ収集を行い、そのときの回転中心からのずれをフーリェ近似して回転角度ごとの回転中心のずれ量及び補正量を求め、この補正量を用いて回転中心のずれを補正するなどしている。
特開２００５−１６４３３４号公報

しかし、これらのエネルギースペクトラム設定及び回転中心の補正はガンマカメラ個々について行われるもので、複数のガンマカメラ相互間の差異について考慮されていない。このため、ガンマカメラ個々のエネルギースペクトラムのずれ、ガンマカメラを回転させる回転駆動機構の機械的なずれ及びデータ収集感度の違いなど、ガンマカメラ間で性能や機械的なバラツキが存在すると、これらが原因で個々のガンマカメラが被検体内の同一対象から放出されるガンマ線を検出しても、取得されるＲＩの分布画像に歪が生じ、良質の画像を得るのが難しく検査精度も低下するという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、良質の画像データを取得でき、検査精度の向上を図ることができる核医学診断装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる核医学診断装置は、
複数の２次元放射線検出部を有し、これら２次元放射線検出部を被検体の周囲で回転させて前記被検体からの検出データを収集し、該検出データより画像データを形成する核医学診断装置において、
前記複数の２次元放射線検出部間の検出データのずれに応じた補正データを生成する補正データ生成手段と、
前記補正データ生成手段より生成される補正データにより前記２次元放射線検出部の検出データを補正する制御手段と、
を具備したことを特徴としている。

本発明によれば、良質の画像データを取得でき、検査精度の向上を図ることができる核医学診断装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる核医学診断装置としてＳＰＥＣＴ装置のＳＰＥＣＴ収集部の概略構成を示している。図１において、１はＳＰＥＣＴ収集部で、このＳＰＥＣＴ収集部１は、開口部１１ａが設けられた回転架台(ガントリ)１１を有している。この回転架台１１は、開口部１１ａに対し被検体Ｐが載置される寝台１２が不図示の駆動部の駆動により挿脱される。回転架台１１には、複数の２次元放射線検出部、ここでは２個のガンマカメラ１３、１４が開口部１１ａを挟んで対向して配置されている。また、回転架台１１は、不図示の架台駆動部によりガンマカメラ１３、１４を結ぶ直線の中間点に位置する回転軸を中心にして回転される。

図２（ａ）は、このようなＳＰＥＣＴ収集部１を有するＳＰＥＣＴ装置の概略構成を示している。

この場合、ＳＰＥＣＴ収集部１の各ガンマカメラ１３（１４）には、コリメータ１３ａ（１４ａ）と二次元検出器１３ｂ（１４ｂ）が設けられている。コリメータ１３ａ（１４ａ）は、鉛などの放射線遮蔽材を用いたもので、ＲＩ（ガンマ線）の入射面に対し垂直に複数の孔部が設けられている。二次元検出器１３ｂ（１４ｂ）は、コリメータ１３ａ（１４ａ）を通過したガンマ線を光信号に変換するシンチレータ及びシンチレータの光信号を増幅して電気信号（検出データ）に変換する光電子増倍管を有している。

ＳＰＥＣＴ収集部１には、前処理部２が接続されている。この前処理部２は、各ガンマカメラ１３のそれぞれの検出データ（投影データ）に対して、回転中心の補正、均一性の補正、散乱線補正などを実行する。

前処理部２には、制御部３が接続されている。この制御部３は、本発明の動作や処理を実行するためのプログラムにしたがって装置全体を制御するもので、画像形成処理部４、補正データ生成部５、記憶部６、操作部７及び表示部８が接続されている。

画像形成処理部４は、前処理部２で前処理された２次元の投影データに対し、例えば３次元逆投影法などの公知の演算手段を実行し、３次元の画像データを形成する。

補正データ生成部５は、ガンマカメラ１３、１４間の補正データを生成するもので、エネルギースペクトラム検出手段５１、重心検出手段５２、感度検出手段５３を有している。エネルギースペクトラム検出手段５１は、各ガンマカメラ１３、１４の検出データによりエネルギースペクトラムを形成し、これらエネルギースペクトラムに対して設定されるウインドウの設定データと、この設定データに応じた補正データを検出する。また、トータルカウントの計数率も求める。重心検出手段５２は、回転架台１１によりガンマカメラ１３、１４を回転させたときの所定角度ごとに取得される画像データの重心の変化とトータルカウントを求め、このときの重心の変化に応じた変化曲線の傾向が同じで、体軸（被検体の身長方向の軸）方向にずれているならば重心の体軸方向の平均値を求め、この結果からガンマカメラ１３、１４間の体軸方向のずれ量と補正データを検出する。感度検出手段５３は、時間経過とともに取得される各ガンマカメラ１３、１４ごとのトータルカウントの変化を検出し、このときの変化に応じた変化曲線の傾向が同じならば各ガンマカメラ１３、１４ごとにトータルカウントの平均値を求め、この結果からガンマカメラ１３、１４間の感度のずれ量と補正データを検出する。

記憶部６は、ＳＰＥＣＴ収集により取得された被検体Ｐに関する検出データを記憶するとともに、補正データ生成部５のエネルギースペクトラム検出手段５１、重心検出手段５２、感度検出手段５３で検出されたエネルギースペクトラム、ウインドウ設定データ、計数率、重心のずれ量、感度のずれ量などのガンマカメラ間補正データを記憶する。また、記憶部６は、これらエネルギースペクトラム、ウインドウ設定データ、重心のずれ量、感度のずれ量及びそれぞれの補正データを、収集される核種及びガンマカメラ１３、１４に用いられるコリメータなどの検出条件に対応させて管理するデータ管理手段（データベース）も有している。

操作部７は、各種のデータ設定やデータ入力のための操作を行うもので、キーボート、マウスなどが用いられる。表示部８は、操作画面やデータ設定画面などの各種画面も表示する他、画像形成処理部４で形成された画像データに基づく画像や、補正データ生成部５で生成されたエネルギースペクトラム、重心の変化曲線、感度の変化曲線なども表示する。

次に、このように構成される実施の形態の作用を説明する。

この場合、通常のＳＰＥＣＴ収集では、寝台１２に被検体Ｐ（予め放射線同位元素が投与されている。）が載置された状態で、回転架台１１が回転すると、この回転架台１１の所定の回転角度ごとに被検体Ｐより放出されるガンマ線がガンマカメラ１３，１４により検出される。これら検出データ（投影データ）は前処理部２に入力され、それぞれの検出データに対して、回転中心の補正、均一性の補正、散乱線補正などの前処理が行われ、画像形成処理部４に入力される。そして画像形成処理部４により前処理された２次元の投影データに対し、例えば３次元逆投影法などの公知の演算手段により３次元の画像データが形成され、記憶部６に記憶されるとともに、画像データの画像が表示部８に表示される。

次に、ガンマカメラ１３，１４間の補正データを収集する場合を説明する。

この場合、図２（ｂ）に示すように寝台１２を取外し、被検体ＰとしてファントムＦを有するファントムホルダ１０を設ける。この場合、ファントムＦには、円筒状の容器に放射性溶液を充填し、放射線としてガンマ線を放出するものが用いられる。また、ファントムホルダ１０は、ファントムＦの中心軸ｐ１が回転架台１１の回転中心軸ｐ２に正確に一致するようにファントムＦを固定する。

の状態から、操作部７からの指示を待って、ファントムＦより放出されるガンマ線をガンマカメラ１３，１４により検出し、これらガンマカメラ１３，１４より検出される検出データ（ファントムデータ）を前処理部２で前処理した後、補正データ生成部５に入力する。

補正データ生成部５では、まず、エネルギースペクトラム検出手段５１によりガンマカメラ１３，１４のファイトムデータよりそれぞれエネルギースペクトラムを形成する。この場合、例えば、ガンマカメラ１３のファントムデータにより図３（ａ）に示すエネルギースペクトラムＡ１が、ガンマカメラ１４のファントムデータにより同図（ｂ）に示すエネルギースペクトラムＢ１が得られたとする。この状態で、これらエネルギースペクトラムＡ１、Ｂ１の間にずれがあると、このときのずれ量を求め、このずれ量が所定以上のとき、それぞれのエネルギースペクトラムＡ１、Ｂ１に対しフォトピークが同じになる位置を決定してウインドウの幅を設定する。図示例では、エネルギースペクトラムＡ１に対しウインドウＷを設定し、ガンマカメラ１３，１４より検出されるファントムデータが同一条件で検出されるようにする。このときのウインドウの設定データを補正データとして検出する。

次に、重心検出手段５２によりガンマカメラ１３，１４の回転中心のずれを検出する。この場合、回転架台１１を所定角度ずつステップ的に回転させ、それぞれの回転位置でガンマカメラ１３，１４によりファントムデータを検出する。そして、これらファントムデータによりファントムＦの画像データを生成し、これら各回転位置に対応する画像データについて不図示の演算手段により重心（カウント重心）を求める。この場合、散乱光の影響を小さくするため、演算領域を絞るようなことも考えられる。

図４は、ガンマカメラ１３，１４の回転位置に対するそれぞれの画像データの重心の変化を示すもので、同図（ａ）はガンマカメラ１３の重心変化曲線Ａ２、同図（ｂ）はガンマカメラ１４の重心変化曲線Ｂ２をそれぞれ示している。なお、図示ｐ２は、上述した回転架台１１の回転中心軸である。この場合、図示のように、それぞれの重心変化曲線Ａ２、Ｂ２の傾向が同じで、回転中心軸ｐ２方向にずれているなら、それぞれの重心の回転中心軸ｐ２方向の平均値を求め、これをガンマカメラ１３，１４間の回転中心軸ｐ２方向のずれ量とし、このずれ量に基づく補正データを検出する。

この場合、ガンマカメラ１３，１４をファントムＦ周囲で回転させることにより取得された図４に示す重心変化曲線Ａ２、Ｂ２を表示部８に表示させるようにすれば、回転架台１１の回転中心軸ｐ２に対するガンマカメラ１３，１４のそれぞれの回転中心のずれの状態を表示画面上で目視により比較することもできる。 次に、感度検出手段５３によりガンマカメラ１３，１４の感度の違い、つまりずれを検出する。この場合、ガンマカメラ１３，１４によりファントムＦから放射されるガンマ線を時間経過ごとに検出し、各時間ごとのトータルカウントの変化を調べる。

図５は、ガンマカメラ１３，１４の時間（分）に対するトータルカウントの変化を示すもので、同図（ａ）はガンマカメラ１３のトータルカウント変化曲線Ａ３、同図（ｂ）はガンマカメラ１４のトータルカウント変化曲線Ｂ３をそれぞれ示している。

この場合も、図示のように、それぞれのトータルカウント変化曲線Ａ３、Ｂ３の傾向が同じならば、ガンマカメラ１３，１４に感度に違いがあると判断し、ガンマカメラ１３，１４ごとにトータルカウントの平均値を求め、これをガンマカメラ１３，１４間の感度ずれ量とし、このずれ量に基づく補正データを検出する。

このようにして補正データ生成部５のエネルギースペクトラム検出手段５１で検出されたエネルギースペクトラム、ウインドウ設定データ、計数率、重心検出手段５２で検出された重心のずれ量と補正データ及び感度検出手段５３で検出された感度のずれ量と補正データは、それぞれガンマカメラ間補正データとして記憶部６に記憶される。また、これらガンマカメラ間補正データは、記憶部６のデータ管理手段（データベース）にも、収集核種及びコリメータ名などの検出条件に対応させて記憶される。

その後、ＳＰＥＣＴ収集により取得された被検体Ｐの検出データに、記憶部６に記憶されたガンマカメラ間補正データを付加し、補正された画像データを再構成する。

この場合、表示部８上に、補正データを使用するかの問い合わせが表示される。ユーザが操作部７より、補正データの使用を指示すると、記憶部６に記憶された被検体Ｐに関する検出データが記憶部６より読み出される。また、検出データの読み出しとともに、この検出データの検出条件である収集核種やコリメータなどに対応する、重心の補正データ、感度の補正データなどのガンマカメラ間補正データが記憶部６のデータ管理手段（データベース）から読み出される。このガンマカメラ間補正データは、被検体Ｐの検出データに付加され、画像形成処理部４により補正された画像データが再構成され表示部８に表示される。

この場合、記憶部６に複数の異なる被検体Ｐに関する検出データが記憶されている場合、これらの検出データを順番に、或いは所望する検出データのみを読み出し、それぞれの検出データごとに上述の補正処理を実行することにより、再構成されたそれぞれの画像データを表示部８に表示させることができる。 したがって、このようにすれば、複数のガンマカメラ１３，１４を被検体Ｐの周囲で回転させて被検体Ｐからの検出データを収集し、この検出データより画像データを形成するもので、予めファントムＦを用いて収集したガンマカメラ１３，１４の検出データのずれに応じた重心の補正データ、感度の補正データなどのガンマカメラ間補正データを補正データ生成５で生成し、これらのガンマカメラ間補正データによりガンマカメラ１３，１４より検出される検出データを補正して画像データを再構成するようにした。これにより、ガンマカメラ１３，１４間で性能や機械的なバラツキが存在していても、被検体Ｐ内の同一対象から放出されるガンマ線を検出して取得される画像データに歪が生じることがない、常に良質の画像を取得することができ、かかる良質の画像を診断などに用いることにより、精度の高い検査を実現することができる。

また、補正データ生成部５で生成されたウインドウ設定データ、重心の補正データ、感度の補正データなどのガンマカメラ間補正データは、収集核種やコリメータなどの検出条件に対応させて記憶部６のデータ管理手段（データベース）に記憶されており、記憶部６に記憶された複数の異なる被検体Ｐに関する検出データを順番に、或いは所望する検出データのみを読み出し、それぞれの検出データごとに上述の補正処理を実行し画像データを再構成するようにできるので、検査効率を飛躍的に向上させることもできる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、回転架台１１に２個のガンマカメラ１３，１４を設けるようにしたが、３個以上のガンマカメラを設けたものについても同様に実施できる。この場合、基準となるガンマカメラを設定しておく必要がある。また、上述した実施の形態では、表示部８上に補正データを使用するかの問い合わせを表示し、補正データの使用の指示を待ってＳＰＥＣＴ収集による検出データに補正データを付加するようにしたが、補正データの使用の問い合わせをすることなく、ＳＰＥＣＴ収集された検出データに補正データを付加するようにしてもよい。

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。

本発明の第１の実施の形態にかかる核医学診断装置としてＳＰＥＣＴ装置のＳＰＥＣＴ収集部の概略構成を示す図。 第１の実施の形態のＳＰＥＣＴ装置の概略構成を示す図。 第１の実施の形態のエネルギースペクトラム補正手段で形成されるエネルギースペクトラムの一例を示す図。 第１の実施の形態の重心検出手段で取得される重心変化曲線の一例を示す図。 第１の実施の形態の感度検出手段で取得される感度変化曲線の一例を示す図。

符号の説明

Ｐ…被検体、Ｆ…ファントム
１…ＳＰＥＣＴ収集部、１１ａ…開口部
１１…回転架台、１２…寝台
１３．１４…ガンマカメラ、１３ａ、１４ａ…コリメータ
１３ｂ、１４ｂ…二次元検出器、２…前処理部
３…制御部、４…画像形成処理部
５…補正データ生成部、５１…エネルギースペクトラム検出手段
５２…重心検出手段、５３…感度検出手段
６…記憶部、７…操作部、８…表示部

Claims (8)

1. 複数の２次元放射線検出部を有し、これら２次元放射線検出部を被検体の周囲で回転させて前記被検体からの検出データを収集し、該検出データより画像データを形成する核医学診断装置において、
   前記複数の２次元放射線検出部間の検出データのずれに応じた補正データを生成する補正データ生成手段と、
   前記補正データ生成手段より生成される補正データにより前記２次元放射線検出部の検出データを補正する制御手段と、
   を具備したことを特徴とする核医学診断装置。
2. 補正データ生成手段は、前記複数の２次元放射線検出部の検出データより形成されるエネルギースペクトラムのずれを検出するエネルギースペクトラム検出手段、前記複数の２次元放射線検出部の検出データより形成される画像データの重心のずれを検出する重心検出手段、及び前記複数の２次元放射線検出部の検出データのトータルカウントのずれを検出する感度検出手段の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１記載の核医学診断装置。
3. 前記エネルギースペクトラム検出手段は、前記複数の２次元放射線検出部の検出データよりそれぞれ形成されるエネルギースペクトラムのずれに対し設定されるウインドウの設定データと該設定データに応じた補正データを検出することを特徴と請求項２記載の核医学診断装置。
4. 前記重心検出手段は、前記複数の２次元放射線検出部を前記被検体周囲で回転させたとき所定角度ごとに取得されるそれぞれの画像データの重心の変化曲線のずれと、該ずれに基づいた補正データを検出することを特徴とする請求項２記載の核医学診断装置。
5. 前記感度検出手段は、時間経過とともに取得される前記複数の２次元放射線検出部の検出データそれぞれのトータルカウントの変化曲線のずれと、該ずれに基づいた補正データを検出することを特徴とする請求項２記載の核医学診断装置。
6. 前記補正データ生成手段の前記エネルギースペクトラム検出手段、前記重心検出手段及び前記感度検出手段で検出される各種デーを前記２次元放射線検出部での検出条件に対応させて管理するデータ管理手段をさらに有することを特徴とする請求項２記載の核医学診断装置。
7. 前記複数の２次元放射線検出部を前記被検体周囲で回転させることで取得される前記複数の２次元放射線検出部の検出データに基づいて前記複数の２次元放射線検出部のそれぞれの回転中心を比較可能に表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１記載の核医学診断装置。
8. 前記２次元放射線検出器は、ガンマカメラからなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一記載の核医学診断装置。

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