JP2010169542A - Tomographic image information generation method of positron emission tomographic device, and positron emission tomographic device - Google Patents

Tomographic image information generation method of positron emission tomographic device, and positron emission tomographic device Download PDF

Info

Publication number
JP2010169542A
JP2010169542A JP2009012466A JP2009012466A JP2010169542A JP 2010169542 A JP2010169542 A JP 2010169542A JP 2009012466 A JP2009012466 A JP 2009012466A JP 2009012466 A JP2009012466 A JP 2009012466A JP 2010169542 A JP2010169542 A JP 2010169542A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radiation
information
image
image information
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009012466A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Matsuzaki
和喜 松崎
Keiji Kobashi
啓司 小橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2009012466A priority Critical patent/JP2010169542A/en
Publication of JP2010169542A publication Critical patent/JP2010169542A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positron emission tomographic (PET) device capable of acquiring clearer emission image information in a short time, wherein an influence of a body motion of portions easily affected by the body motion, and a portion having especially useful information among them, is corrected. <P>SOLUTION: A first γ-ray generated in a body caused by a PET drug, and a second γ-ray radiated from a γ-ray source and transmitted through the body are detected by a radiation detector. Each emission image information (E-image information) E<SB>0</SB>, E<SB>1</SB>, E<SB>2</SB>in each body motion topological section 0, 1, 2 classifying a concerned domain and a breathing period is generated by using each information acquired from the detected first γ-ray. Each transmission image information (T-image information) T<SB>0</SB>, T<SB>1</SB>, T<SB>2</SB>in each body motion topological section 0, 1, 2 acquired from the detected second γ-ray is generated. Each relative displacement [F<SB>10</SB>], [F<SB>20</SB>] determined by superposing on the T-image information T<SB>0</SB>, other T-image information T<SB>1</SB>, T<SB>2</SB>is calculated. Each E-image information E<SB>1</SB>, E<SB>2</SB>is superposed on the E-image information E<SB>0</SB>by using the relative displacement. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、陽電子放出断層撮影(ポジトロン エミッション トモグラフィ;Positron Emission Tomography、以下、PETという)装置の断層画像情報作成方法及び陽電子放出断層撮影装置に係り、特に、ゲート撮影を行うのに好適な陽電子放出断層撮影装置の断層画像情報作成方法及び陽電子放出断層撮影装置に関する。   The present invention relates to a tomographic image information generation method and a positron emission tomography apparatus for a positron emission tomography (Positron Emission Tomography, hereinafter referred to as PET) apparatus, and more particularly, a positron suitable for performing gate imaging. The present invention relates to a method for creating tomographic image information of an emission tomography apparatus and a positron emission tomography apparatus.

呼吸などの周期的な体動に伴う画像情報のボケを補償する方法として、ゲート撮像と呼ばれる方法が知られている。ゲート撮像とは、複数の体動周期分にわたって計測したE計測のデータを各体動位相のデータごとに区分けし、区分けしたこれらのデータを用いて各体動位相区間ごとのE画像情報をそれぞれ再構成する方法である。例えば呼吸動に対するゲート撮像においては、非特許文献1に記載されているように息の温度の微小な変化を捉えるなどによって呼吸の位相区間情報を得て、この位相区間情報を基にE計測で得られたデータを体動位相区間ごとに区分けする。   A method called gate imaging is known as a method for compensating for blurring of image information accompanying periodic body movement such as respiration. Gate imaging means that E measurement data measured over a plurality of body motion periods is divided into data of each body motion phase, and E image information for each body motion phase section is respectively divided using these divided data. It is a method of reconfiguration. For example, in gate imaging for respiratory motion, as described in Non-Patent Document 1, respiratory phase interval information is obtained by capturing minute changes in the temperature of the breath, and E measurement is performed based on this phase interval information. The obtained data is divided into body motion phase sections.

The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No.2の214頁〜219頁The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No.2, pages 214-219

E計測時において前述したようにゲート撮像を行うことによって、周期的な体動に伴う影響を原理的には補償することが可能である。しかしながら、それぞれの体動位相ごとに十分な統計精度のデータを得るためには、必要な計測時間が長くなる。長時間のPET検査は被検者(多くの場合は疾患を持つ患者である)にとって苦痛であるので、PET検査は通常20〜30分程度で終了する。この場合には、各々の体動位相に対してはたかだか数分以下の計測データしか取得されない(非特許文献1参照)。このため、それぞれのデータを再構成して得られるE画像情報は統計ノイズを多分に含むことになる。統計ノイズを抑制するために画像化プロセスでフィルタリングを施した場合には画像情報にボケが生じてしまう。区分けする体動位相の数を少なくとることによって単一体動位相当りの統計精度を向上させることはできる。しかしながら、一つの体動位相時間内での体動が大きくなり、そもそも体動を補償する効果を得難い。すなわち、単なるゲート撮像では短時間で有効な体動補償は事実上行うことができず、(1)E画像情報がボケること及び(2)E画像情報の定量性が低下することの問題が根本的に解決されない。   By performing gate imaging as described above during E measurement, it is possible in principle to compensate for the effects associated with periodic body movements. However, in order to obtain data with sufficient statistical accuracy for each body motion phase, the measurement time required is long. Since a long PET examination is painful for the subject (often a patient with a disease), the PET examination is usually completed in about 20 to 30 minutes. In this case, only measurement data of several minutes or less is acquired for each body motion phase (see Non-Patent Document 1). For this reason, the E image information obtained by reconstructing the respective data will probably contain statistical noise. When filtering is performed in the imaging process to suppress statistical noise, the image information is blurred. The statistical accuracy per single body motion phase can be improved by reducing the number of body motion phases to be divided. However, the body motion within one body motion phase time increases, and it is difficult to obtain the effect of compensating the body motion in the first place. That is, effective body motion compensation cannot be effectively performed in a short time with simple gate imaging, and there are problems of (1) blurring of E image information and (2) deterioration of quantitativeness of E image information. It is not fundamentally resolved.

非特許文献1は、(1)及び(2)の問題に対し、ゲート計測にて得たE画像情報を、ある決まった位相の画像情報に非線形的に変形して重ね合わせ、画素値を重畳することによって統計精度を向上させることが可能であると述べている。しかし、非特許文献3は、E画像情報を変形して互いに重ね合わせることの困難性を認識していない。X線CTにより再構成される画像情報、及びT画像情報などの形態画像と異なり、E画像情報は体内の構造を描出することを意図していないため体動位相ごとのE画像情報を変形して互いに重ね合わせることは極めて困難である。本発明の目的は、体動の影響を受ける部位を対象とした、より鮮明なエミッション画像情報を短時間に得ることができる陽電子放出断層撮影装置の断層画像情報作成方法及び陽電子放出断層撮影装置を提供することにある。   Non-Patent Document 1 solves the problems (1) and (2) by non-linearly transforming and superimposing E image information obtained by gate measurement into image information of a certain phase and superimposing pixel values. It is stated that it is possible to improve the statistical accuracy. However, Non-Patent Document 3 does not recognize the difficulty of deforming and superimposing E image information. Unlike morphological images such as image information reconstructed by X-ray CT and T image information, E image information is not intended to depict the structure of the body, so E image information for each body motion phase is transformed. It is extremely difficult to overlap each other. An object of the present invention is to provide a tomographic image information creation method and a positron emission tomography apparatus for a positron emission tomography apparatus capable of obtaining clearer emission image information in a short time for a part affected by body movement. It is to provide.

被検者を載せる寝台と、前記寝台のまわりに配置され、検出放射線のエネルギーに応じた信号を出力する複数の放射線検出器と、前記寝台のまわりで回転させられ、前記被検者から放出される第一放射線と異なるエネルギーを持つ第二放射線を前記被検者に照射する第二放射線発生手段と、前記被検者の体動位相情報を取得する手段と、前記第一放射線及び第二放射線に基づいて画像を作成する処理装置とを有し、
前記処理装置は、前記体動位相情報から各時刻における体動位相を区分する位相区間情報処理手段と、第一放射線情報と前記位相区間情報から各位相区間別に第一放射線断層画像を作成する第一画像作成手段と、前記位相区間別の第一放射線断層画像において関心領域を設定する手段と、前記関心領域内画像および前記位相区間別の第一放射線断層画像から体動位相区間の間の相対変位情報を求める相対変位情報演算手段と、第二放射線情報と前記位相区間情報から各位相区間別に第二放射線断層画像を作成する第二画像作成手段と、前記位相区間別の第二放射線断層画像から体動位相区間の間の相対変位情報を求める相対変位情報演算手段と、前記第一放射線断層画像から求めた体動位相区間の間の相対変位情報及び前記第二放射線断層画像から求めた体動位相区間の間の相対変位情報を用いて前記位相区間別の第一放射線断層画像から一つの位相区間画像への写像を演算する第一放射線断層画像写像演算手段と、前記各位相区間からの写像である複数の第一放射線断層画像を加算する画像加算手段とを備えたことを特徴とする陽電子放出型断層撮影装置。
A bed on which the subject is placed, a plurality of radiation detectors arranged around the bed and outputting a signal corresponding to the energy of the detected radiation, and rotated around the bed and emitted from the subject Second radiation generating means for irradiating the subject with second radiation having energy different from the first radiation, means for obtaining body motion phase information of the subject, the first radiation and the second radiation And a processing device for creating an image based on
The processing device includes a phase section information processing unit that classifies a body motion phase at each time from the body motion phase information, and creates a first radiation tomographic image for each phase section from the first radiation information and the phase section information. One image creating means; means for setting a region of interest in the first radiation tomographic image for each phase interval; and a relative relationship between the intra-region of interest image and the first radiation tomographic image for each phase interval from the body motion phase interval Relative displacement information calculating means for obtaining displacement information, second image creating means for creating a second radiation tomographic image for each phase section from the second radiation information and the phase section information, and a second radiation tomographic image for each phase section Relative displacement information calculation means for obtaining relative displacement information between the body motion phase section and the relative displacement information between the body motion phase section obtained from the first radiation tomographic image and the second radiation tomography image First radiation tomographic image mapping calculating means for calculating a mapping from the first radiation tomographic image for each phase interval to one phase interval image using relative displacement information between body motion phase intervals obtained from A positron emission tomography apparatus comprising: an image addition unit that adds a plurality of first radiation tomographic images that are maps from a phase section.

本発明によれば、体動の影響を受ける部位およびその中でも特に有用な情報を持つ部位の体動の影響を補正した、より鮮明なエミッション画像情報を短時間に得ることができる。   According to the present invention, clearer emission image information in which the influence of body movement of a part affected by body movement and a part having particularly useful information among them is corrected can be obtained in a short time.

呼吸動補償方法の概要。Outline of respiratory motion compensation method. E画像情報に関心領域を用いた相対変位情報取得方法の概要。The outline | summary of the relative displacement information acquisition method which used the region of interest for E image information. 図1に示す陽電子放出断層撮影装置の詳細構成図。The detailed block diagram of the positron emission tomography apparatus shown in FIG. 図2に示す陽電子放出断層撮影装置の詳細構成図。The detailed block diagram of the positron emission tomography apparatus shown in FIG.

以下、本発明の一実施の形態である陽電子放出型断層撮影装置について、適宜図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a positron emission tomography apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.

PET装置は、近年、主として医療分野における腫瘍診断の目的で重用されている。PET装置は、被検体である被検者に注入された放射線薬剤に由来して被検者の体内から放出される放射線(γ線)を計測し、その計測データから被検者体内の放射性薬剤の分布を画像化する。このようなPET装置は、代謝機能や生理機能の診断に用いられる。放射線計測技術を応用した、非侵襲的に被検者体内の画像を得る放射線画像診断装置の代表的なものにX線CT装置がある。   In recent years, PET apparatuses have been heavily used mainly for the purpose of tumor diagnosis in the medical field. The PET device measures radiation (γ rays) derived from the radiopharmaceutical injected into the subject who is the subject and released from the subject's body, and the radiopharmaceutical in the subject's body is measured from the measurement data. The distribution of is imaged. Such a PET apparatus is used for diagnosis of metabolic function and physiological function. An X-ray CT apparatus is a representative example of a radiological image diagnosis apparatus that applies a radiation measurement technique and obtains an image inside a subject in a non-invasive manner.

PET装置を用いた悪性腫瘍などの診断は、以下のようにして行われる。まず、陽電子放出核種(15O,13N,11C,18Fなど)で標識した、体内の特定の部位に特異的に集積する放射性薬剤(以下、PET薬剤と呼ぶ)が被検者に投与される。被検者の体内のPET薬剤から放出された陽電子は、付近の細胞内の電子と結合して陽電子消滅する。この消滅時に、511KeVのエネルギーを有する一対のγ線(以下、対γ線と呼ぶ)が放出される。対γ線のそれぞれは互いにほぼ正反対の方向に放出されるため、双方のγ線を同時計測することにより陽電子消滅イベントが体内のどの直線上で起こったかを特定することができる。これらのγ線は、放射線検出器によって検出される。統計的に十分な数の対γ線を検出した後、フィルタード・バック・プロジェクション法(IEEE Transactions on Nuclear Science, NS−21巻の228頁〜229頁参照)などの画像再構成アルゴリズムを用いることによって、対γ線の発生頻度分布、すなわちPET薬剤の被検者体内での分布を画像化することができる。この体内のPET薬剤に起因して生じるγ線の計測をエミッション計測(以下、E計測という)、及びエミッション計測で得られたγ線検出信号を基に再構成された画像情報をエミッション画像情報(以下、E画像情報という)と呼ぶ。E画像情報は、一般的には単にPET画像と呼ばれるが、本明細書では後述のトランスミッション画像情報(以下、T画像情報という)と区別するためE画像情報と呼ぶ。またE計測から再構成までの一連のプロセスをまとめてエミッション撮像と呼ぶ。 Diagnosis of a malignant tumor or the like using a PET apparatus is performed as follows. First dose, labeled with positron emitting nuclide (such as 15 O, 13 N, 11 C , 18 F), radiopharmaceutical accumulated specifically in the particular site in the body (hereinafter, referred to as PET agent) is the subject Is done. The positrons released from the PET drug in the body of the subject combine with the electrons in nearby cells and disappear. At the time of annihilation, a pair of γ rays having energy of 511 KeV (hereinafter referred to as pair γ rays) are emitted. Since each pair of γ-rays is emitted in directions almost opposite to each other, it is possible to determine on which straight line in the body the positron annihilation event has occurred by simultaneously measuring both γ-rays. These gamma rays are detected by a radiation detector. After detecting a statistically sufficient number of pairs of γ-rays, an image reconstruction algorithm such as a filtered back projection method (see IEEE Transactions on Nuclear Science, NS-21, pages 228 to 229) should be used. Thus, the occurrence frequency distribution of γ rays, that is, the distribution of the PET drug in the subject can be imaged. The measurement of γ-rays caused by the PET drug in the body is emission measurement (hereinafter referred to as E measurement), and the image information reconstructed based on the γ-ray detection signal obtained by the emission measurement is emission image information ( Hereinafter referred to as E image information). The E image information is generally simply referred to as a PET image, but is referred to as E image information in this specification in order to distinguish it from transmission image information (hereinafter referred to as T image information) described later. A series of processes from E measurement to reconstruction is collectively referred to as emission imaging.

このようなPET装置を用いた検査においては、例えば糖(グルコース)の類似体であるFDG(Fluoro-2-deoxyglucose)と呼ばれるPET薬剤を被検者に投与した場合には、正常部位に比べて糖代謝の大きい悪性腫瘍(がん)にPET薬剤が集積する。このため、悪性腫瘍の位置及び形状についての診断が可能になる。   In an examination using such a PET apparatus, for example, when a PET drug called FDG (Fluoro-2-deoxyglucose), which is an analog of sugar (glucose), is administered to a subject, it is compared with a normal site. PET drugs accumulate in malignant tumors (cancer) with large glucose metabolism. For this reason, it becomes possible to diagnose the position and shape of the malignant tumor.

ところで、定量性を要求するPET検査ではE計測とは別に、PET装置に設けられたトランスミッション線源であるγ線源を用いたトランスミッションと呼ばれる計測(トランスミッション計測、以下T計測という)も行われる。PET計測におけるγ線の減弱とは、放射性薬剤由来のγ線が被検者の体外に出るまでに体内の物質と相互作用を及ぼす結果、画像化に有効な同時計測データとして検出されない現象のことを指す。このγ線の減弱分を補正するプロセスは、減弱補正と呼ばれ、現在では大部分のPET検査で実施されている。   By the way, in PET inspection requiring quantitativeness, measurement called transmission (transmission measurement, hereinafter referred to as T measurement) using a γ-ray source which is a transmission source provided in the PET apparatus is performed separately from E measurement. The attenuation of γ rays in PET measurement is a phenomenon that is not detected as simultaneous measurement data effective for imaging as a result of interaction with substances in the body before γ rays derived from radiopharmaceuticals go out of the subject's body. Point to. This process of correcting the attenuation of γ rays is called attenuation correction and is currently performed in most PET examinations.

減弱補正は通常、T計測で得られるデータを用いて行う。すなわち、γ線源をベッド上に乗っている被検者の周囲で旋回させて、γ線源から放出されるγ線(放射線)を被検者に照射する。このγ線が被検者を透過する様々な方向でのそれぞれの放射線透過率を求める。E計測にて得られたデータが、これらの放射線透過率のデータを用いて補正される。γ線源には通常68Ge−68Gaや137Csなどの放射性同位体(Radio-Isotope;以下「RI」と呼ぶ)が用いられる。γ線源の替りに、X線源を用いることも可能である。なお、必要に応じて、T計測によって得られたデータを基に被検者の断層画像情報が再構成される。この断層画像情報は、形態画像情報であり、以下においてT画像情報と呼ばれる。T画像情報は被検者の体内の放射線減弱の分布を表すものである。必要ならばその画像情報を基に再度投影方向ごとの減弱率を求め、これらの減弱率を減弱補正に用いることもできる。 The attenuation correction is usually performed using data obtained by T measurement. That is, the subject is irradiated with γ-rays (radiation) emitted from the γ-ray source by turning the γ-ray source around the subject on the bed. The respective radiation transmittances in various directions through which the γ rays pass through the subject are obtained. Data obtained by the E measurement is corrected using these radiation transmittance data. A radioisotope (Radio-Isotope; hereinafter referred to as “RI”) such as 68 Ge— 68 Ga or 137 Cs is usually used as the γ-ray source. It is also possible to use an X-ray source instead of the γ-ray source. If necessary, the tomographic image information of the subject is reconstructed based on the data obtained by T measurement. This tomographic image information is morphological image information and is hereinafter referred to as T image information. The T image information represents the distribution of radiation attenuation in the body of the subject. If necessary, the attenuation rate for each projection direction can be obtained again based on the image information, and these attenuation rates can be used for attenuation correction.

近年では、PET装置にX線CT装置を並列に配置して組み合わせた複合PET/CT装置が普及している。これら複合PET/CT装置ではX線CT装置にて得られた断層画像情報を利用して減弱補正を行っている。環状に配置した複数の放射線検出器の内側でX線源を旋回させる構造のPET装置も、X線源から放出されて、被検者を透過したX線の検出信号を用いて再構成された断層画像情報を利用して減弱補正を行っている。   In recent years, a combined PET / CT apparatus in which an X-ray CT apparatus is arranged in parallel with a PET apparatus has become widespread. In these composite PET / CT apparatuses, attenuation correction is performed using tomographic image information obtained by an X-ray CT apparatus. A PET apparatus having a structure in which the X-ray source is swiveled inside a plurality of radiation detectors arranged in an annular shape is also reconfigured using the X-ray detection signal emitted from the X-ray source and transmitted through the subject. Attenuation correction is performed using tomographic image information.

E画像情報の画質を低下させる大きな要因として、被検者の動き(以下、体動)の影響が挙げられる。体動には、不随意な呼吸及び心臓の鼓動に伴う周期的な動き、及び随意な姿勢変化がある。PET検査は、計測時間が、通常、数分から数十分と長く掛かるため、被検者にストレスを与えることなく体動を抑制することは難しい。特に呼吸による動き(以下、呼吸動)は安静呼吸時でも2〜3cmにも及ぶため、肺野に近い部位のPET検査では体動がE画像情報に与える影響は大きい。   As a major factor that degrades the image quality of E image information, there is an influence of the movement of the subject (hereinafter referred to as body movement). Body movement includes involuntary breathing and periodic movements associated with the heartbeat, and voluntary posture changes. In the PET examination, the measurement time usually takes as long as several minutes to several tens of minutes. Therefore, it is difficult to suppress body movement without applying stress to the subject. In particular, the movement due to breathing (hereinafter referred to as breathing motion) reaches 2 to 3 cm even during resting breathing, so the influence of body motion on E image information is large in a PET examination near the lung field.

呼吸などの周期的な体動に伴う画像情報のボケを補償する方法として、ゲート撮像と呼ばれる方法が知られている。ゲート撮像とは、複数の体動周期分にわたって計測したE計測のデータを各体動位相のデータごとに区分けし、区分けしたこれらのデータを用いて各体動位相区間ごとのE画像情報をそれぞれ再構成する方法である。例えば呼吸動に対するゲート撮像においては、非特許文献1に記載されているように息の温度の微小な変化を捉える、あるいはThe Journal of Nuclear Medicine, Vol. 43, No.7の876頁〜881頁に記載されているように胸部体表面の動きを赤外線ステレオカメラで追跡するなどによって呼吸の位相区間情報を得て、この位相区間情報を基にE計測で得られたデータを体動位相区間ごとに区分けする。   A method called gate imaging is known as a method for compensating for blurring of image information accompanying periodic body movement such as respiration. Gate imaging means that E measurement data measured over a plurality of body motion periods is divided into data of each body motion phase, and E image information for each body motion phase section is respectively divided using these divided data. It is a method of reconfiguration. For example, in gate imaging for respiratory motion, as described in Non-Patent Document 1, a slight change in the temperature of breath is captured, or pages 876-881 of The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 43, No. 7. Respiratory phase interval information is obtained, for example, by tracking the movement of the chest body surface with an infrared stereo camera as described in, and data obtained by E measurement based on this phase interval information is obtained for each body movement phase interval. Divide into

呼吸動を補償する他の方法として、複合PET/CT装置を用いる方法がある(The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No.8の1287頁〜1292頁参照)。The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No.8の1287頁〜1292頁では、複合PET/CT装置においてX線CT撮像をシネモードで行って各呼吸位相ごとのT画像情報を得て、ゲート計測したE画像情報のそれぞれの位相画像情報を作成する際に、対応する呼吸位相のX線CT画像を用いて減弱補正している。なお、IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 18, No.8の712頁〜720頁は2つの画像情報の非線形の重ね合わせ技術(Non-rigid image registration法)を、IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 21, No.5の450頁〜461頁は参照点と画素値を用いた位置合わせ技術を開示している。   As another method for compensating for respiratory motion, there is a method using a combined PET / CT apparatus (see pages 1287 to 1292 of The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No. 8). On pages 1287 to 1292 of The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No. 8, X-ray CT imaging is performed in a cine mode in a combined PET / CT apparatus to obtain T image information for each respiratory phase, and gate measurement When creating each phase image information of the E image information, attenuation correction is performed using an X-ray CT image of the corresponding respiratory phase. Note that pages 712 to 720 of IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 18, No. 8 show a non-linear image registration method (non-rigid image registration method) of two image information, and IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 21, No. 5, pages 450 to 461 disclose alignment techniques using reference points and pixel values.

呼吸動がE画像情報に与える影響として、以下の3つがある。
(1)E画像情報がボケる。
(2)E画像情報の定量性が低下する。
(3)肺野周辺で、息止め撮像したX線CT画像とPET画像の重ね合わせ時の位置がずれる。
There are the following three effects of respiratory motion on E image information.
(1) E image information is blurred.
(2) The quantitativeness of E image information is reduced.
(3) Around the lung field, the position when the X-ray CT image obtained by breath-holding imaging and the PET image are superimposed is shifted.

これらのうち(1)及び(2)は、PET装置の空間分解能が飛躍的に高まった現在、画質を損ねる大きな要因である。(3)については、近年登場した複合PET/CT装置(The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No.1の4S頁〜14S頁参照)によって画像情報の重ね合わせが身近になった現在においても、放射線治療及び生体検査など、悪性腫瘍の位置をより精度良く特定する必要がある分野を中心に解決を望む声が高い。   Among these, (1) and (2) are the major factors that impair the image quality at the present time when the spatial resolution of the PET apparatus has dramatically increased. As for (3), superimposition of image information has become familiar with the composite PET / CT apparatus that has recently appeared (see pages 4S-14S of The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No. 1). In addition, there is a high demand for solutions mainly in fields that require the location of malignant tumors with higher accuracy, such as radiotherapy and biopsy.

(1)の問題は、臓器及び悪性腫瘍、あるいは他の疾病部位の領域が不鮮明になることで、放射線治療計画、及び治療の効果の評価をしばしば困難にする。また、小さくかつ比較的集積度の高くない悪性腫瘍も、体動がない場合には表示されたE画像情報内に鮮明に見える。しかし、体動がある場合には、その悪性腫瘍は、E画像情報に含まれる統計ノイズに埋もれてしまい、存在の認識すら困難になる。   The problem of (1) often makes it difficult to evaluate the radiation treatment plan and the effect of the treatment because the area of the organ and malignant tumor or other diseased region becomes unclear. In addition, a malignant tumor that is small and does not have a relatively high degree of accumulation is clearly visible in the displayed E image information when there is no body movement. However, when there is a body motion, the malignant tumor is buried in the statistical noise included in the E image information, and it is difficult to even recognize its presence.

(2)の問題は、例えば動きの大きい悪性腫瘍では一般に集積度が低く見積もられることである。E画像情報において、体動変位の大きな位置におけるある画素に示される集積度は、周辺部位の時間平均的な集積度になるため、結果として集積度が実際の値からはずれてくる。このため、上記のように集積度が低くなり、腫瘍の診断を不正確にすることがある。   The problem of (2) is that, for example, in malignant tumors with large movements, the accumulation degree is generally estimated to be low. In the E image information, the integration degree shown in a certain pixel at a position where the body movement displacement is large becomes the time-average integration degree of the peripheral part, and as a result, the integration degree deviates from the actual value. For this reason, as described above, the accumulation degree is lowered, and the diagnosis of the tumor may be inaccurate.

(3)の問題は、自然に呼吸をしたまま数分間撮像して得られるE画像情報と、息止めして短時間に撮像されるX線CT画像を重ね合わせた時に起こる問題である。この重ね合わせ画像情報は診断上有用であるが、肺野周辺では最大で1cm程度まで画像上にずれがあるように見えてしまう。これは、呼吸に対する取り扱いがPET検査と通常のX線CT検査では異なるために位置的な対応が必ずしもとれないからである。PET/CT装置においてもこの問題は指摘されており、解決が望まれている。   The problem (3) is a problem that occurs when E image information obtained by imaging for a few minutes while breathing naturally and an X-ray CT image that is captured in a short time by holding the breath. This superimposed image information is useful for diagnosis, but it appears that there is a shift on the image up to about 1 cm around the lung field. This is because the handling of respiration is different between the PET examination and the normal X-ray CT examination, so that the positional correspondence is not necessarily taken. This problem is pointed out also in the PET / CT apparatus, and a solution is desired.

E計測時において前述したようにゲート撮像を行うことによって、周期的な体動に伴う影響を原理的には補償することが可能である。しかしながら、それぞれの体動位相ごとに十分な統計精度のデータを得るためには、必要な計測時間が長くなる。長時間のPET検査は被検者(多くの場合は疾患を持つ患者である)にとって苦痛であるので、PET検査は通常20〜30分程度で終了する。この場合には、各々の体動位相に対してはたかだか数分以下の計測データしか取得されない(The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No.2の214頁〜219頁参照)。このため、それぞれのデータを再構成して得られるE画像情報は統計ノイズを多分に含むことになる。統計ノイズを抑制するために画像化プロセスでフィルタリングを施した場合には画像情報にボケが生じてしまう。区分けする体動位相の数を少なくとることによって単一体動位相当りの統計精度を向上させることはできる。しかしながら、一つの体動位相時間内での体動が大きくなり、そもそも体動を補償する効果を得難い。すなわち、単なるゲート撮像では短時間で有効な体動補償は事実上行うことができず、(1)及び(2)の問題が根本的に解決されない。   By performing gate imaging as described above during E measurement, it is possible in principle to compensate for the effects associated with periodic body movements. However, in order to obtain data with sufficient statistical accuracy for each body motion phase, the measurement time required is long. Since a long PET examination is painful for the subject (often a patient with a disease), the PET examination is usually completed in about 20 to 30 minutes. In this case, only measurement data of several minutes or less is acquired for each body movement phase (see pages 214 to 219 of The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No. 2). For this reason, the E image information obtained by reconstructing the respective data will probably contain statistical noise. When filtering is performed in the imaging process to suppress statistical noise, the image information is blurred. The statistical accuracy per single body motion phase can be improved by reducing the number of body motion phases to be divided. However, the body motion within one body motion phase time increases, and it is difficult to obtain the effect of compensating the body motion in the first place. In other words, effective body motion compensation cannot be performed in a short time with simple gate imaging, and the problems (1) and (2) are not fundamentally solved.

The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No.2の214頁〜219頁は、(1)及び(2)の問題に対し、ゲート計測にて得たE画像情報を、ある決まった位相の画像情報に非線形的に変形して重ね合わせ、画素値を重畳することによって統計精度を向上させることが可能であると述べている。しかし、The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No.2の214頁〜219頁は、具体的な方法には触れていない。X線CTにより再構成される画像情報、及びT画像情報などの形態画像と異なり、E画像情報は体内の構造を描出することを意図していない。このため体動位相ごとのE画像情報を変形して互いに重ね合わせることは極めて困難である。   The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No. 2, pages 214 to 219 shows the E image information obtained by gate measurement for the problems (1) and (2). It states that statistical accuracy can be improved by nonlinearly deforming and superimposing information and superimposing pixel values. However, pages 214 to 219 of The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No. 2 do not mention a specific method. Unlike morphological images such as image information reconstructed by X-ray CT and T image information, E image information is not intended to depict the internal structure. For this reason, it is very difficult to deform and superimpose E image information for each body motion phase.

E計測において呼吸動の影響を取り除く方法として、被検者に所定期間の間で呼吸を止めてもらった状態で撮像する方法(息止め撮像)がある。これは、被検者が呼吸を止めている間に計測したデータを用いて画像を再構成する方法である。被検者が一度に呼吸を止められるのはたかだか30秒程度であるため、必要に応じて何度か息止め撮像を繰り返し、そうして得られた複数の画像を重ね合わせることで統計精度を補う。この方法によれば、原理的には(1)〜(3)の問題は解決できる。しかしPET検査を受ける被検者に息止めを強いることになるので、被検者に大きな苦痛を与えることになり、現実的ではない。   As a method of removing the influence of respiratory motion in E measurement, there is a method of taking an image (breath-holding imaging) in a state where the subject has stopped breathing for a predetermined period. This is a method for reconstructing an image using data measured while the subject stopped breathing. The subject can stop breathing at a time for at most 30 seconds, so repeat the breath-holding imaging as many times as necessary, and superimpose multiple images so that statistical accuracy is improved. compensate. According to this method, the problems (1) to (3) can be solved in principle. However, since the subject who is subjected to the PET examination is forced to hold his / her breath, it will cause great pain to the subject and is not realistic.

The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No.8の1287頁〜1292頁に記載された複合PET/CT装置から得られる体動周期毎のCT画像情報やトランスミッション撮像から得られる体動周期毎のT画像情報から、輪郭情報からIEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 18, No.8の712頁〜720頁に示したNon-rigid image registration法を用いて複数の体動周期分を補正し、E画像情報を得る方法が考えられる。しかし上記複合PET/CT装置は、それぞれのガントリが被検者に対して2つ並んで撮像するため、目的撮像領域を同時に撮像することはできない。またトランスミッション画像上では、例えば浸潤性の腫瘍など画像上に情報として現れない部位が存在すると、その部位自身の位置合わせができず、別の部位を基準にした位置合わせを行うことになり、十分な位置合わせができない。このため上記方法では、体動の影響を除いた質の良いE画像情報を得るのに十分な方法とは言えない。   The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No. 8, pages 1287 to 1292. The CT image information for each body motion cycle obtained from the combined PET / CT apparatus described in pages 1287 to 1292 and the body motion cycle obtained from transmission imaging. From the T image information, the contour information is corrected using the non-rigid image registration method shown in pages 712 to 720 of IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. A method for obtaining image information is conceivable. However, since the composite PET / CT apparatus images two gantry images side by side with respect to the subject, the target imaging region cannot be imaged simultaneously. On the transmission image, for example, if there is a part that does not appear as information on the image, such as an invasive tumor, the part itself cannot be aligned. Cannot be aligned properly. For this reason, the above method is not a sufficient method for obtaining high-quality E image information excluding the influence of body movement.

肺野周辺のPET検査においては体動、特に呼吸動の影響を取り除くことが質の良いE画像情報を得るために不可欠である。そのために以上に述べた種々のアプローチが考えられているが、いずれも根本的な解決に至っていない。   In the PET examination around the lung field, it is indispensable to remove the influence of body movement, particularly respiratory movement, in order to obtain high quality E image information. For this purpose, various approaches described above have been considered, but none of them has led to a fundamental solution.

被検者における周期的体動(呼吸動または心臓の拍動)の体動位相区間ごとに統計精度の高い計測データを得るためには、長時間に亘るPET検査が必要になる。このため、一般的な被検者が苦痛を生じることなく耐えられる計測時間内で、その計測データを得ることは困難である。そこで、本発明者らは、より短い時間のエミッション計測におけるゲート撮像(以下、Eゲート計測という)によって得られた各体動位相区間ごとのE画像情報をある一つの体動位相区間のその画像情報に重ね合わせ、それぞれの画素値を重畳することで統計精度が向上させられることに着目した。これは、The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No.2の214頁〜219頁に記述されているように、E画像情報をゲート撮像し、それぞれの体動位相区間の画像情報をある一つの体動位相区間の画像情報に非線形的に歪ませながら変形させて重ね合わせ、対応する画素の画素値を足し合わせることで、統計精度の高い、呼吸動を補償した画像情報が得られるであろうとの示唆がなされているが、形態情報の乏しいE画像情報のみを手掛かりに非線形の画像情報の重ね合わせを行うことは一般には不可能である。また、短い時間でのゲート撮像で得られるデータに基づいて得ることができる体動位相区間ごとのE画像情報は、統計精度が不足している。このため、体動位相区間ごとのE画像情報の間で直接的にE画像情報の非線形の重ね合わせを行うことは極めて難しい。   In order to obtain measurement data with high statistical accuracy for each body motion phase interval of periodic body motion (respiratory motion or heart beat) in a subject, a PET test for a long time is required. For this reason, it is difficult to obtain the measurement data within a measurement time that a general subject can withstand without causing pain. Therefore, the present inventors obtain E image information for each body motion phase section obtained by gate imaging (hereinafter referred to as E gate measurement) in emission measurement in a shorter time, and that image of a certain body motion phase section. We focused on the fact that statistical accuracy can be improved by superimposing information and superimposing each pixel value. As described in pages 214 to 219 of The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 45, No. 2, the E image information is gated and the image information of each body motion phase section is stored in a certain way. It is possible to obtain image information with high statistical accuracy and compensated for breathing motion by adding the pixel values of the corresponding pixels by deforming and superimposing the image information in one body motion phase interval while nonlinearly distorting them. Although it has been suggested to do so, it is generally impossible to superimpose non-linear image information using only E image information with poor morphological information as a clue. Further, the E image information for each body motion phase section that can be obtained based on data obtained by gate imaging in a short time is insufficient in statistical accuracy. For this reason, it is extremely difficult to perform nonlinear superimposition of E image information directly between E image information for each body motion phase section.

一方、Eゲート計測と並行してトランスミッション計測におけるゲート撮像(以下、Tゲート計測という)を行って各体動位相区間ごとのT画像情報を再構成する。この結果、体動位相区間ごとのT画像情報同士を非線形に重ね合わせて得られたトランスミッション重ね合わせ画像情報(以下、T重ね合わせ画像情報という)を利用して、間接的に、それらの体動位相区間ごとのE画像情報同士を非線形に重ね合わせることにより、エミッション重ね合わせ画像情報(以下、E重ね合わせ画像情報という)を得ることは可能である。   On the other hand, in parallel with E gate measurement, gate imaging in transmission measurement (hereinafter referred to as T gate measurement) is performed to reconstruct T image information for each body motion phase section. As a result, by using transmission superimposed image information (hereinafter referred to as T superimposed image information) obtained by nonlinearly superimposing T image information for each body motion phase section, these body motions are indirectly detected. It is possible to obtain emission superimposed image information (hereinafter referred to as E superimposed image information) by nonlinearly superimposing E image information for each phase interval.

また周期的体動が保障されている場合においては、PET/CT装置のCT装置を用いて、上記Tゲート計測と同様に各体動位相区間ごとのCT画像情報を収集する。さらに体動位相区間ごとのCT画像情報から相対変位情報を得て、それらからE画像情報同士を非線形に重ね合わせることにより、E重ね合わせ画像情報を得ることは可能である。   When periodic body movement is guaranteed, CT image information for each body movement phase section is collected using the CT apparatus of the PET / CT apparatus in the same manner as the T-gate measurement. Furthermore, it is possible to obtain E superimposed image information by obtaining relative displacement information from CT image information for each body motion phase section and superimposing E image information non-linearly from them.

しかしながら、T画像情報やCT画像情報に含まれず、E画像情報にのみ含まれる情報も重ね合わせ画像情報も有効に利用することで、より効果的なE重ね合わせ画像が得られると考えた。つまり、浸潤性の腫瘍などはT画像情報やCT画像情報においては、正常部位と同様に見えてしまうため認識することはできないが、E画像情報上では、FDGが集積した部位は正常部位と比較して高く見えるため、各体動位相区間ごとでもその高い部位の動きから相対変位情報を得ることは可能である。この相対変位情報を、上記T画像情報やCT画像情報と組み合わせてE重ね合わせ画像情報をえることで、より鮮明なE画像情報を短時間に得ることができる。   However, it was considered that a more effective E-superimposed image can be obtained by effectively using information that is not included in the T image information and CT image information but only included in the E image information and the superimposed image information. In other words, an invasive tumor or the like cannot be recognized in T image information or CT image information because it looks the same as a normal part, but on the E image information, a part where FDG is accumulated is compared with a normal part. Therefore, it is possible to obtain relative displacement information from the movement of the high part even in each body motion phase section. By combining this relative displacement information with the T image information and CT image information to obtain E superimposed image information, clearer E image information can be obtained in a short time.

発明者らが見出した上記の新たな方法の基本概念を、図1,図2を用いて以下に詳細に説明する。図1には、理解を得やすくするために、体動周期である呼吸周期を3つの体動位相区間に分けた場合を一例として示している。図1において、Bは背骨、Cは悪性腫瘍及びLは肺を表す。   The basic concept of the new method found by the inventors will be described in detail below with reference to FIGS. FIG. 1 shows, as an example, a case where a respiratory cycle, which is a body motion cycle, is divided into three body motion phase sections for easy understanding. In FIG. 1, B represents the spine, C represents the malignant tumor, and L represents the lung.

図1の上段のT0,T1及びT2は、それぞれ、体動位相区間0,1及び2に対応したT画像情報である。これらの画像情報は、トランスミッション計測におけるゲート撮像で得られた情報を再構成することで得られる。図1の下段のE0,E1及びE2は、それぞれ、体動位相区間0,1及び2に対応したE画像情報である。これらの画像情報は、Eゲート計測で得られた情報を再構成することで得られる。T画像情報T0,T1,T2は形態画像情報であるので骨や臓器などの輪郭が明瞭に表れるのに対し、E画像情報E0,E1,E2は機能画像情報であるため輪郭が不明瞭であるかまたはそもそも表れない。図1ではT画像情報の輪郭を実線で、E画像情報の輪郭を破線で示した。 T 0 , T 1 and T 2 in the upper part of FIG. 1 are T image information corresponding to body motion phase sections 0, 1 and 2, respectively. Such image information can be obtained by reconstructing information obtained by gate imaging in transmission measurement. E 0 , E 1 and E 2 in the lower part of FIG. 1 are E image information corresponding to body motion phase sections 0, 1 and 2, respectively. These pieces of image information can be obtained by reconstructing information obtained by E-gate measurement. Since the T image information T 0 , T 1 , T 2 is morphological image information, the contours of bones and organs appear clearly, whereas the E image information E 0 , E 1 , E 2 is functional image information. The outline is unclear or does not appear in the first place. In FIG. 1, the outline of the T image information is indicated by a solid line, and the outline of the E image information is indicated by a broken line.

γ線源として、陽電子消滅によって被験者の体内で発生するγ線のエネルギーと異なるエネルギーのγ線を放出する線源を使用し、半導体放射線検出器などのエネルギー分解能の良い放射線検出器を用いる。放射線検出器から出力される放射線検出信号をエネルギーに基づいて弁別するので、E計測とT計測を並行して行うことができる。これらの計測によって得られ弁別されたそれぞれのデータ(第1パケット情報及び第2パケット情報)を、知られているゲート撮像と同様に取得した体動位相情報に基づいて体動位相区間ごとに区分けする。区分けされた各データを用いて、体動位相区間ごとのE画像情報及びT画像情報をそれぞれ再構成する。これによって、T画像情報T0,T1,T2及びE画像情報E0,E1,E2を得ることができる。また完全な同時撮像を行うことはできないが、周期的な体動であれば、PET/CT装置のCT装置にて得られた輪郭情報が鮮明かつ高分解能な画像をT画像情報T0,T1,T2の代わりに用いることも可能である。 As the γ-ray source, a radiation source that emits γ-rays having an energy different from that of γ-rays generated in the body of the subject by positron annihilation is used, and a radiation detector with good energy resolution such as a semiconductor radiation detector is used. Since the radiation detection signal output from the radiation detector is discriminated based on energy, E measurement and T measurement can be performed in parallel. Each data (first packet information and second packet information) obtained and discriminated by these measurements is divided into body motion phase sections based on body motion phase information acquired in the same manner as known gate imaging. To do. The E image information and the T image information for each body motion phase section are reconstructed using the divided data. Thus, T image information T 0 , T 1 , T 2 and E image information E 0 , E 1 , E 2 can be obtained. In addition, complete simultaneous imaging cannot be performed, but if the body motion is periodic, an image with clear and high-resolution contour information obtained by the CT apparatus of the PET / CT apparatus is displayed as T image information T 0 , T It can be used in place of 1 and T 2 .

Eゲート計測、及びTゲート計測またはCTゲート計測により体動位相区間ごとに得られたそれぞれのE画像情報及びT画像情報は、同じ被検者の同一部位(例えば体動により影響を受ける部位)に対してそれらの計測を並行して(同時に)行った場合に得られる画像情報である。並行して行われるE計測とT計測の間では、本質的に被検者の形態の差はない。すなわち、Eゲート計測での2つの体動位相区間で対応した2つのE画像情報の間の空間的な相対変位は、Tゲート計測でのそれらの体動位相空間で対応した2つのT画像情報の間のそれと同一になる。例えば、Eゲート計測における体動位相区間0(参照位相区間)のE画像情報E0と体動位相区間1のE画像情報E1の間での空間的相対変位[F10]は、参照位相区間のT画像情報T0と体動位相区間1のT画像情報T1の間でのその変位と同一である。このため、Tゲート計測での2つの体動位相区間の間でその相対変位の情報(例えば、[F10]および[F20])を求め、この相対変位の情報をその2つの体動位相空間における2つのE画像情報に適用することによって、一方の体動位相区間のE画像情報を、他方の体動位相区間(例えば、参照位相空間)のE画像情報に非線形に重ね合わせることができるのである。この結果、非線形に重ね合わせたエミッション重ね合わせ画像情報を得ることができる。 Each E image information and T image information obtained for each body motion phase section by E gate measurement, T gate measurement, or CT gate measurement is the same part of the same subject (for example, part affected by body motion). Is image information obtained when these measurements are performed in parallel (simultaneously). There is essentially no difference in the form of the subject between E and T measurements performed in parallel. That is, the spatial relative displacement between the two E image information corresponding in the two body motion phase sections in the E gate measurement is the two T image information corresponding in the body motion phase space in the T gate measurement. Will be identical to that between. For example, the spatial relative displacement between the E image information E 1 E image information E 0 and motion phases 1 motion phase 0 (see phase section) in the E gate measurement [F 10], see phase it is the same as the displacement between T image information T 0 and the body movement of the phase interval 1 T image information T 1 of the section. Therefore, information on the relative displacement (for example, [F 10 ] and [F 20 ]) is obtained between the two body motion phase sections in the T-gate measurement, and the information on the relative displacement is obtained as the two body motion phases. By applying to two pieces of E image information in space, E image information of one body motion phase section can be non-linearly superimposed on E image information of the other body motion phase section (for example, reference phase space). It is. As a result, non-linearly superimposed emission superimposed image information can be obtained.

なお、T画像情報は体輪郭,肺野及び骨などの形態情報を取得できるので、例えばIEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 18, No.8の712頁〜720頁に記載されている非線形の重ね合わせ技術を用いることによって、それぞれの体動位相区間のT画像情報を非線形的に歪ませながら参照位相区間の画像に重ね合わせることができる。   Since T image information can acquire morphological information such as body contours, lung fields and bones, nonlinear overlays described in pages 712 to 720 of IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 18, No. 8, for example. By using the matching technique, it is possible to superimpose the T image information of each body motion phase section on the image of the reference phase section while nonlinearly distorting the T image information.

しかし、図2のようにT画像情報中で悪性腫瘍(図中C)が認識できない場合、上記位置合わせ情報は、体輪郭,肺輪郭,骨など認識できる部位を用いて行わなくてはならず、その結果得られる相対変位量は必ずしもE画像情報内の悪性腫瘍の相対変位量と一致するとは限らない。むしろE画像情報内にランドマーク的に認識できる悪性腫瘍部からの変位量を算出した方が正確な情報を得られることもある。そこで悪性腫瘍を含む、ある領域内でSME(Square Mean Error)の最小化手法や相互情報量の最大化手法を用いて、悪性腫瘍部位の変位量を算出することが可能である。これらから求めた変位量を、たとえばIEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 21, No.5の450頁〜461頁に記載されている非線形の重ね合わせ技術を用いて相対変位量を求め、さらにT画像情報から得られる形態情報からIEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 18, No.8の712頁〜720頁に記載されている非線形の重ね合わせ技術を用いて相対変位量を求め、これら二つの情報に重み(β)を考慮して全体の変位量を求めることにより、上記と同様E重ね合わせ画像を得ることができる。   However, when a malignant tumor (C in the figure) cannot be recognized in the T image information as shown in FIG. 2, the alignment information must be performed using recognizable parts such as a body contour, a lung contour, and a bone. The resulting relative displacement amount does not necessarily match the relative displacement amount of the malignant tumor in the E image information. Rather, more accurate information may be obtained by calculating the amount of displacement from the malignant tumor that can be recognized as a landmark in the E image information. Therefore, it is possible to calculate the displacement amount of the malignant tumor site by using a SME (Square Mean Error) minimizing method or a mutual information maximizing method within a certain region including the malignant tumor. The displacement obtained from these is obtained, for example, by using a non-linear superposition technique described in pages 450 to 461 of IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 21, No. 5, and further the T image. From the morphological information obtained from the information, the relative displacement amount is obtained by using the non-linear superposition technique described in pages 712 to 720 of IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol. 18, No.8. By obtaining the total displacement amount in consideration of the weight (β), an E-superimposed image can be obtained as described above.

本発明の好適な一実施例である陽電子放出断層撮影装置(PET装置)を、図3を用いて説明する。図3は、図1に示す陽電子放出断層撮影装置の詳細構成図である。図3に、本実施例のPET装置,データ処理およびデータのフローを示している。PETもしくはPET/CT装置1からE画像データおよびT画像データもしくはCT画像データを得るプロセスは、一般的なPET装置もしくはPET/CT装置と同様である。   A positron emission tomography apparatus (PET apparatus) which is a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a detailed block diagram of the positron emission tomography apparatus shown in FIG. FIG. 3 shows the PET apparatus, data processing, and data flow of this embodiment. The process of obtaining E image data and T image data or CT image data from the PET or PET / CT apparatus 1 is the same as that of a general PET apparatus or PET / CT apparatus.

PET装置1は、被検体が寝る寝台2,放射線を検出する検出器リング3,寝台のまわりを回転して放射線を放射する外部線源4,被検体の体動を検知する呼吸モニタ装置5,検出器からの放射線を検出した信号を処理し画像を生成する処理装置6,処理装置6で生成した画像を表示する画像表示装置7を有する。処理装置6は、CPU,メモリ,ハードディスクを有し、放射線検出器からの放射線検出信号から画像を生成するために、複数の演算プログラムモジュールをメモリへ読み込み、CPUで演算処理する。尚、演算プログラムモジュールは回路モジュールとしても良い。   The PET apparatus 1 includes a bed on which the subject sleeps, a detector ring 3 that detects radiation, an external source 4 that rotates around the bed and emits radiation, and a respiratory monitor device 5 that detects body movement of the subject. It has a processing device 6 that processes a signal that detects radiation from a detector and generates an image, and an image display device 7 that displays an image generated by the processing device 6. The processing device 6 has a CPU, a memory, and a hard disk. In order to generate an image from the radiation detection signal from the radiation detector, the processing device 6 reads a plurality of operation program modules into the memory and performs an operation process by the CPU. The arithmetic program module may be a circuit module.

処理装置6は、位相区間情報処理演算モジュール8,Tゲート画像作成演算モジュール9,Eゲート画像作成演算モジュール10,Tゲート画像間相対変位情報演算モジュール11,Eゲート画像写像演算モジュール12,画像加算モジュール14を有する。   The processing device 6 includes a phase section information processing calculation module 8, a T-gate image creation calculation module 9, an E-gate image creation calculation module 10, a T-gate image relative displacement information calculation module 11, an E-gate image mapping calculation module 12, and an image addition. It has a module 14.

位相区間情報処理演算モジュール8は、検出器リング3からT画像情報とE画像情報の放射線検出信号を受信し、呼吸モニタ装置5から体動位相情報を受信し、T画像情報とE画像情報の放射線検出信号を各時刻(ゲート時刻)における体動位相に区分する。E画像情報を異なる体動位相区間で重ね合わせるには、E画像情報とT画像情報に同じ体動位相情報を対応付けておく必要がある。   The phase interval information processing operation module 8 receives the radiation detection signal of T image information and E image information from the detector ring 3, receives body motion phase information from the respiration monitor device 5, and receives the T image information and E image information. The radiation detection signal is divided into body motion phases at each time (gate time). In order to superimpose E image information in different body motion phase sections, it is necessary to associate the same body motion phase information with E image information and T image information.

Tゲート画像作成演算モジュール9は、位相区間情報処理演算モジュール8から受信した体動位相に区分されたT画像情報T0,T1,T2から、各体動位相区間の画像を作成する。尚、Tゲート画像に限られずCTゲート画像でも良い。 The T gate image creation computation module 9 creates an image of each body motion phase section from the T image information T 0 , T 1 , T 2 divided into the body motion phases received from the phase section information processing computation module 8. The CT gate image may be used instead of the T gate image.

Eゲート画像作成演算モジュール10は、位相区間情報処理演算モジュール8から受信した体動位相に区分されたE画像情報E0,E1,E2から、各体動位相区間の画像を作成する。 The E-gate image creation computation module 10 creates an image of each body motion phase section from the E image information E 0 , E 1 , E 2 divided into body motion phases received from the phase section information processing computation module 8.

Tゲート画像間相対変位情報演算モジュール11は、Tゲート画像作成演算モジュール9からの各体動位相区間の画像に基づいて、ある一つの基準となる体動位相区間である参照位相区間と他の体動位相区間の相対変位を表す変換行列[F10],[F20]を演算する。このプロセスを図1では被検者の息を吐いた状態に対応する呼吸位相区間を参照位相区間とし、その区間でのT画像情報を参照画像情報T0としている。この参照画像情報T0に他の呼吸位相区間(位相区間jとする)のT画像情報Tjを空間的に重ね合わせたとき、参照画像情報T0に重ね合わせられたT画像情報Tjは(1)式のような写像として表すことができる(説明のため区分する位相数は3としてある)。 The relative displacement information calculation module 11 between T-gate images is based on the image of each body movement phase section from the T-gate image creation calculation module 9 and a reference phase section which is a certain body movement phase section and other reference phase sections. Conversion matrices [F 10 ] and [F 20 ] representing the relative displacement in the body motion phase section are calculated. In FIG. 1, the respiration phase interval corresponding to the state in which the subject exhales is set as a reference phase interval, and T image information in the interval is set as reference image information T 0 in FIG. When the T image information T j of this reference image information T 0 other respiratory phase interval (a phase interval j) was spatially superimposed reference image information T 0 T image information T j that is superimposed on the (1) It can be expressed as a map like the equation (the number of phases to be divided is 3 for the sake of explanation).

jo=[Fjo]・Tj(j=1,2) ……(1)
ここで[Fj0]は呼吸位相jに対応するT画像情報Tjから参照画像情報T0への相対変位を表す変換行列である。左辺のTj0は、位相jのT画像情報Tjを参照位相空間の被写体(参照画像情報T0)の形態上にマッピングして得られたT画像情報である。これらのT画像情報はそれぞれベクトルとして表現している。なお、空間的なマッピングを表す変換行列を画像重ね合わせプロセスから抽出・保存することは容易である。
T jo = [F jo ] · T j (j = 1, 2) (1)
Here, [F j0 ] is a transformation matrix representing a relative displacement from the T image information T j corresponding to the respiratory phase j to the reference image information T 0 . T j0 on the left side is T image information obtained by mapping the T image information T j of the phase j on the form of the subject (reference image information T 0 ) in the reference phase space. Each of these T image information is expressed as a vector. Note that it is easy to extract and save a transformation matrix representing a spatial mapping from the image superposition process.

Eゲート画像写像演算モジュール12は、Tゲート画像間相対変位情報演算モジュール11から受信した、呼吸位相に対応するT画像情報Tjから参照画像情報T0への相対変位を表す変換行列[Fjo]と、Eゲート画像作成演算モジュール10から受信した各位相区間のEゲート画像を用いて参照位相区間の参照画像情報E0への重ね合わせ(写像)を演算する。つまり、PET装置1で得られた呼吸位相jに対応するE画像情報Ejの参照画像情報E0への重ね合わせ(写像)は、E画像情報Ejに対し、上記のT画像情報の重ね合わせから得られた変換行列Fj0を用いて行われる。参照画像情報E0に重ね合わせられたE画像情報Ejは(2)式で表される写像である。参照画像情報E0は参照位相区間に対応するE画像情報である。 The E-gate image mapping calculation module 12 receives a conversion matrix [F jo that represents the relative displacement from the T image information T j corresponding to the respiratory phase to the reference image information T 0 received from the T-gate relative relative displacement information calculation module 11. ] And the E gate image of each phase interval received from the E gate image creation calculation module 10 are used to calculate the superposition (mapping) of the reference phase interval on the reference image information E 0 . In other words, superposition (mapping) of the reference image information E 0 of E image information E j corresponding to respiratory phase j obtained in PET apparatus 1, compared E image information E j, superposed above the T image information This is performed using the transformation matrix F j0 obtained from the combination . The E image information E j superimposed on the reference image information E 0 is a mapping represented by the equation (2). The reference image information E 0 is E image information corresponding to the reference phase section.

j0=[Fj0]・Ej(j=1,2) ……(2)
画像加算モジュール14は、Eゲート画像写像演算モジュール12から受信した各位相区間からの写像である複数の第一放射線断層画像を一つの位相区間画像に重畳する。
E j0 = [F j0 ] · E j (j = 1, 2) (2)
The image addition module 14 superimposes a plurality of first radiation tomographic images, which are maps from each phase interval received from the E-gate image mapping operation module 12, on one phase interval image.

以上に述べた、2つの体動位相区間での該当するT画像情報間の相対変位を基に、それらの体動位相区間での該当するE画像情報を非線形に重ね合わせることによって、上記した課題を改善することができる。   Based on the relative displacement between the corresponding T image information in the two body motion phase sections described above, the corresponding E image information in the body motion phase section is superimposed non-linearly, and thus the above-described problem Can be improved.

本実施例は、ある1つの体動位相区間(例えば参照位相区間)のT画像情報に他の体動位相区間のT画像情報を重ね合わせることによって得られる相対変位情報、すなわち、変換行列情報を用いて、その1つの体動位相区間のE画像情報に上記の他の体動位相区間のE画像情報を重ね合わせるので、全計測時間分の情報からE画像情報を作成することができる。このため、体動(例えば呼吸動)の影響を受ける部位を対象としたより鮮明なE画像情報(最終E重ね合わせ画像情報)を、通常のゲート撮像より大幅に短い時間で得ることができる。本実施例によって得られるより鮮明なE画像情報(最終E重ね合わせ画像情報)によれば、体動の影響を受ける部位に存在する腫瘍の診断を精度良く行うことができる。   In this embodiment, relative displacement information obtained by superimposing T image information of another body motion phase section on T image information of one body motion phase section (for example, a reference phase section), that is, conversion matrix information is obtained. Since the E image information of the other body motion phase section is superimposed on the E image information of the one body motion phase section, the E image information can be created from the information for the entire measurement time. For this reason, clearer E image information (final E superimposed image information) targeted for a part affected by body movement (for example, respiratory movement) can be obtained in a significantly shorter time than normal gate imaging. According to the clearer E image information (final E superimposed image information) obtained by the present embodiment, it is possible to accurately diagnose a tumor present in a region affected by body movement.

上述したように、被検者を載せる寝台と、寝台のまわりに配置され、検出放射線のエネルギーに応じた信号を出力する複数の放射線検出器と、寝台のまわりで回転させられ、被検者から放出される第一放射線と異なるエネルギーを持つ第二放射線を被検者に照射する第二放射線発生手段と、被検者の体動位相情報を取得する手段と、第一放射線及び第二放射線に基づいて画像を作成する処理装置とを有し、処理装置は、体動位相情報から各時刻における体動位相を区分する位相区間情報処理手段と、第一放射線情報と位相区間情報から各位相区間別に第一放射線断層画像を作成する第一画像作成手段と、第二放射線情報と位相区間情報から各位相区間別に第二放射線断層画像を作成する第二画像作成手段と、位相区間別の第二放射線断層画像から体動位相区間の間の相対変位情報を求める相対変位情報演算手段と、相対変位情報を用いて位相区間別の第一放射線断層画像から一つの位相区間画像への写像を演算する第一放射線画像写像演算手段と、各位相区間からの写像である複数の第一放射線画像を加算する画像加算手段を備えた陽電子放出型断層撮影装置により、体動の影響を受ける部位を対象とした、より鮮明なエミッション画像情報を短時間に得ることができる。   As described above, a bed on which the subject is placed, a plurality of radiation detectors arranged around the bed and outputting a signal corresponding to the energy of the detected radiation, and rotated around the bed, from the subject A second radiation generating means for irradiating the subject with a second radiation having an energy different from the emitted first radiation, a means for obtaining the body motion phase information of the subject, and the first radiation and the second radiation. A processing device for creating an image based on the phase information processing means for dividing the body motion phase at each time from the body motion phase information, and each phase section from the first radiation information and the phase interval information. Separately, a first image creating means for creating a first radiation tomographic image, a second image creating means for creating a second radiation tomographic image for each phase section from the second radiation information and phase section information, and a second for each phase section Radiation tomographic image Relative displacement information calculating means for obtaining relative displacement information between body motion phase sections, and first radiation for calculating a mapping from the first radiation tomographic image for each phase section to one phase section image using the relative displacement information. By using a positron emission tomography apparatus equipped with an image mapping calculation means and an image addition means for adding a plurality of first radiation images that are maps from each phase interval, the region affected by body motion is targeted. Clear emission image information can be obtained in a short time.

また、上述の様に、処理装置は、前記体動位相情報から各時刻における体動位相を区分し、第一放射線情報と位相区間情報から各位相区間別に第一放射線断層画像を作成し、第二放射線情報と位相区間情報から各位相区間別に第二放射線断層画像を作成し、位相区間別の第二放射線断層画像から体動位相区間の間の相対変位情報を演算し、相対変位情報を用いて位相区間別の第一放射線断層画像から一つの位相区間画像への写像を演算し、各位相区間からの写像である複数の第一放射線断層画像を加算することを特徴とする陽電子放出型断層撮影装置の断層画像情報作成方法により、体動の影響を受ける部位を対象とした、より鮮明なエミッション画像情報を短時間に得ることができる。   Further, as described above, the processing device classifies the body motion phase at each time from the body motion phase information, creates a first radiation tomographic image for each phase section from the first radiation information and the phase section information, Create a second radiation tomographic image for each phase interval from the two radiation information and phase interval information, calculate the relative displacement information between the body motion phase interval from the second radiation tomographic image for each phase interval, and use the relative displacement information A positron emission tomography characterized by calculating a mapping from a first radiation tomographic image for each phase interval to a single phase interval image and adding a plurality of first radiation tomographic images that are mapping from each phase interval According to the tomographic image information creation method of the imaging apparatus, clearer emission image information for a part affected by body motion can be obtained in a short time.

本発明の好適な一実施例である陽電子放出断層撮影装置(PET装置)を、図4を用いて説明する。図4は、図2に示す陽電子放出断層撮影装置の詳細構成図である。図4において、図3と同じ構成の説明は省略する。   A positron emission tomography apparatus (PET apparatus) which is a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a detailed configuration diagram of the positron emission tomography apparatus shown in FIG. 4, the description of the same configuration as in FIG. 3 is omitted.

処理装置6は、図3の構成の他、Eゲート画像ROI内相対変位情報演算モジュール13を有する。ROI(Region of Interest)は関心領域であり、腫瘍部位などを含むE画像情報の一部の領域である。   In addition to the configuration of FIG. 3, the processing device 6 includes an E-gate image ROI relative displacement information calculation module 13. ROI (Region of Interest) is a region of interest and is a partial region of E image information including a tumor site and the like.

Eゲート画像ROI内相対変位情報演算モジュール13は、画像表示装置7で表示されたE画像から抽出された関心領域情報を受信し、各体動位相区間0,1,2の相対位置情報である変換行列[F10e,[F20eを演算する。詳述すると、E画像情報に関心領域を用いて相対変位情報を得る場合には、E画像情報を一旦画像表示装置7に送られる。画像表示装置7に表示された画像上で腫瘍部位などを含む関心領域情報を入力する。E画像情報および前記関心領域情報をもとにEゲート画像ROI内相対変位情報演算モジュール13にて相対変位を得る。このプロセスを図2では、T画像情報から得られる呼吸位相jに対応するT画像情報Tjから参照画像情報T0への相対変位を表す変換行列[Fj0tとE画像情報から得られる呼吸位相jに対応するE画像情報の関心領域内情報Eroijから参照画像情報Eroi0への相対変位を表す変換行列[Fj0eから、E画像情報から得られる呼吸位相jに対応するE画像情報の関心領域内情報Eroijから参照画像情報Eroi0への相対変位を表す変換行列[Fj0eは(3)式で表される写像である。 The E-gate image ROI relative displacement information calculation module 13 receives the region-of-interest information extracted from the E image displayed on the image display device 7, and is the relative position information of the body motion phase sections 0, 1, and 2. The transformation matrices [F 10 ] e and [F 20 ] e are calculated. More specifically, when obtaining the relative displacement information using the region of interest for the E image information, the E image information is once sent to the image display device 7. Region-of-interest information including a tumor site and the like is input on the image displayed on the image display device 7. Based on the E image information and the region of interest information, a relative displacement is obtained by the relative displacement information calculation module 13 in the E gate image ROI. In FIG. 2, this process is obtained from the transformation matrix [F j0 ] t representing the relative displacement from the T image information T j corresponding to the respiratory phase j obtained from the T image information to the reference image information T 0 and the E image information. From the transformation matrix [F j0 ] e representing the relative displacement from the in-region information E roij of the E image information corresponding to the respiratory phase j to the reference image information E roi0 , E corresponding to the respiratory phase j obtained from the E image information The transformation matrix [F j0 ] e representing the relative displacement from the in-region information E roij of the image information to the reference image information E roi0 is a mapping represented by the equation (3).

[Fj0]=(1−β)・[Fj0t+β・[Fj0e(j=1,2) ……(3)
ここでβは、重み係数であり、変換行列にどの程度E画像情報の変位情報を考慮するかを表す係数である。この係数は、例えばE画像情報に含まれる統計誤差を含んでいるかどうかで決めることができる。E画像情報および前記関心領域情報を用いることで、体動の影響を受ける部位およびその中でも特に有用な情報を持つ部位の体動の影響を補正した、より鮮明なエミッション画像情報を短時間に得ることができる。
[F j0 ] = (1−β) · [F j0 ] t + β · [F j0 ] e (j = 1, 2) (3)
Here, β is a weighting coefficient, and is a coefficient representing how much displacement information of E image information is considered in the transformation matrix. This coefficient can be determined by whether or not it includes a statistical error included in the E image information, for example. By using E image information and the region-of-interest information, clearer emission image information in which the influence of body movement of a part affected by body movement and a part having particularly useful information among them is corrected is obtained in a short time. be able to.

以上のようにして参照位相区間以外の全ての体動位相区間の各E画像情報を画像加算モジュール14にて参照位相区間の参照E画像情報に重ね合わせした後、それぞれのE画像情報の各画素値を参照E画像情報の画素値に足し込む。この処理によって、参照位相区間における被検者の形態に対する、統計精度の高いE画像情報E0′を得ることができる。これは(3)式で表される。 As described above, after each E image information of all body motion phase sections other than the reference phase section is superimposed on the reference E image information of the reference phase section by the image addition module 14, each pixel of each E image information is superposed. The value is added to the pixel value of the reference E image information. By this processing, it is possible to obtain E image information E 0 ′ with high statistical accuracy for the form of the subject in the reference phase section. This is expressed by equation (3).

0′=(E0+E10+E20)/3 ……(4)
(4)式のE10は、(2)式でjを1にしたときの計算値であり、E20は、(2)式でjを2にしたときの計算値である。
E 0 ′ = (E 0 + E 10 + E 20 ) / 3 (4)
(4) E 10 of a calculation value when the 1 j in equation (2), E 20 is the calculated value when the 2 j in equation (2).

上述の様に、処理装置は、位相区間別の第一放射線断層画像において関心領域を設定する手段を備え、関心領域内画像および位相区間別の第一放射線画像から体動位相区間の間の相対変位情報を求める相対変位情報演算手段を有する。また、処理装置は、第二放射線断層画像から求めた体動位相区間の間の相対変位情報と、第一放射線断層画像から求めた体動位相区間の間の相対変位情報との重み付けを行う係数を設定する設定手段を有する。   As described above, the processing apparatus includes means for setting a region of interest in the first radiation tomographic image for each phase interval, and the relative between the intra-region of interest image and the first radiation image for each phase interval from the body motion phase interval. Relative displacement information calculation means for obtaining displacement information is provided. In addition, the processing apparatus weights the relative displacement information between the body motion phase sections obtained from the second radiation tomographic image and the relative displacement information between the body motion phase sections obtained from the first radiation tomographic image. Has setting means for setting.

本実施例により、体動の影響を受ける部位およびその中でも特に有用な情報を持つ部位を対象とした、より鮮明なエミッション画像情報を短時間に得ることができる。   According to the present embodiment, it is possible to obtain clearer emission image information in a short time for a part affected by body movement and a part having particularly useful information among them.

以上述べた各実施例は、呼吸動に対応したゲート計測を対象としたものであるが、心臓の拍動に対応したゲート計測にも適用することができる。また、PET装置は環状の検出器の他、寝台を平板の検出器が挟んだオープンタイプのPET装置でも良い。   Each embodiment described above is intended for gate measurement corresponding to respiratory motion, but can also be applied to gate measurement corresponding to heart pulsation. The PET apparatus may be an open type PET apparatus in which a flat plate detector is sandwiched between a bed and a circular detector.

1 PET装置またはPET/CT装置
2 寝台
3 検出器リング
4 外部線源
5 呼吸モニタ装置
6 処理装置
7 画像表示装置
8 位相区間情報処理演算モジュール
9 Tゲート画像作成演算モジュール
10 Eゲート画像作成演算モジュール
11 Tゲート画像間相対変位情報演算モジュール
12 Eゲート画像写像演算モジュール
13 Eゲート画像ROI内相対変位情報演算モジュール
14 画像加算モジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 PET apparatus or PET / CT apparatus 2 Bed 3 Detector ring 4 External radiation source 5 Respiration monitor apparatus 6 Processing apparatus 7 Image display apparatus 8 Phase section information processing calculation module 9 T gate image creation calculation module 10 E gate image creation calculation module 11 T-gate relative image displacement calculation module 12 E-gate image mapping calculation module 13 E-gate image ROI relative displacement information calculation module 14 Image addition module

Claims (4)

被検者を載せる寝台と、前記寝台のまわりに配置され、検出放射線のエネルギーに応じた信号を出力する複数の放射線検出器と、前記寝台のまわりで回転させられ、前記被検者から放出される第一放射線と異なるエネルギーを持つ第二放射線を前記被検者に照射する第二放射線発生手段と、前記被検者の体動位相情報を取得する手段と、前記第一放射線及び第二放射線に基づいて画像を作成する処理装置とを有し、
前記処理装置は、前記体動位相情報から各時刻における体動位相を区分する位相区間情報処理手段と、第一放射線情報と前記位相区間情報から各位相区間別に第一放射線断層画像を作成する第一画像作成手段と、前記位相区間別の第一放射線断層画像において関心領域を設定する手段と、前記関心領域内画像および前記位相区間別の第一放射線断層画像から体動位相区間の間の相対変位情報を求める相対変位情報演算手段と、第二放射線情報と前記位相区間情報から各位相区間別に第二放射線断層画像を作成する第二画像作成手段と、前記位相区間別の第二放射線断層画像から体動位相区間の間の相対変位情報を求める相対変位情報演算手段と、前記第一放射線断層画像から求めた体動位相区間の間の相対変位情報及び前記第二放射線断層画像から求めた体動位相区間の間の相対変位情報を用いて前記位相区間別の第一放射線断層画像から一つの位相区間画像への写像を演算する第一放射線断層画像写像演算手段と、前記各位相区間からの写像である複数の第一放射線断層画像を加算する画像加算手段とを備えたことを特徴とする陽電子放出型断層撮影装置。
A bed on which the subject is placed, a plurality of radiation detectors arranged around the bed and outputting a signal corresponding to the energy of the detected radiation, and rotated around the bed and emitted from the subject Second radiation generating means for irradiating the subject with second radiation having energy different from the first radiation, means for obtaining body motion phase information of the subject, the first radiation and the second radiation And a processing device for creating an image based on
The processing device includes a phase section information processing unit that classifies a body motion phase at each time from the body motion phase information, and creates a first radiation tomographic image for each phase section from the first radiation information and the phase section information. One image creating means; means for setting a region of interest in the first radiation tomographic image for each phase interval; and a relative relationship between the intra-region of interest image and the first radiation tomographic image for each phase interval from the body motion phase interval Relative displacement information calculating means for obtaining displacement information, second image creating means for creating a second radiation tomographic image for each phase section from the second radiation information and the phase section information, and a second radiation tomographic image for each phase section Relative displacement information calculation means for obtaining relative displacement information between the body motion phase section and the relative displacement information between the body motion phase section obtained from the first radiation tomographic image and the second radiation tomography image First radiation tomographic image mapping calculating means for calculating a mapping from the first radiation tomographic image for each phase interval to one phase interval image using relative displacement information between body motion phase intervals obtained from A positron emission tomography apparatus comprising: an image addition unit that adds a plurality of first radiation tomographic images that are maps from a phase section.
前記処理装置は、第二放射線断層画像から求めた体動位相区間の間の相対変位情報と、第一放射線断層画像から求めた体動位相区間の間の相対変位情報との重み付けを行う係数を設定する設定手段を有することを特徴とする請求項2に記載の陽電子放出型断層撮影装置。   The processing device calculates a coefficient for weighting the relative displacement information between the body motion phase sections obtained from the second radiation tomographic image and the relative displacement information between the body motion phase sections obtained from the first radiation tomographic image. The positron emission tomography apparatus according to claim 2, further comprising setting means for setting. 被検者を載せる寝台と、前記寝台のまわりに配置され、検出放射線のエネルギーに応じた信号を出力する複数の放射線検出器と、前記寝台のまわりで回転させられ、前記被検者から放出される第一放射線と異なるエネルギーを持つ第二放射線を前記被検者に照射する第二放射線発生手段と、前記被検者の体動位相情報を取得する手段と、前記第一放射線及び第二放射線に基づいて画像を作成する処理装置とを有する陽電子放出型断層撮影装置の断層画像情報作成方法において、
前記処理装置は、前記体動位相情報から各時刻における体動位相を区分し、第一放射線情報と前記位相区間情報から各位相区間別に第一放射線断層画像を作成し、前記位相区間別の第一放射線断層画像において関心領域を設定し、前記関心領域内画像および前記位相区間別の第一放射線断層画像から体動位相区間の間の相対変位情報を演算し、第二放射線情報と前記位相区間情報から各位相区間別に第二放射線断層画像を作成し、前記位相区間別の第二放射線断層画像から体動位相区間の間の相対変位情報を演算し、前記第一放射線断層画像から求めた体動位相区間の間の相対変位情報及び前記第二放射線断層画像から求めた体動位相区間の間の相対変位情報を用いて前記位相区間別の第一放射線断層画像から一つの位相区間画像への写像を演算し、前記各位相区間からの写像である複数の第一放射線断層画像を加算することを特徴とする断層画像情報作成方法。
A bed on which the subject is placed, a plurality of radiation detectors arranged around the bed and outputting a signal corresponding to the energy of the detected radiation, and rotated around the bed and emitted from the subject Second radiation generating means for irradiating the subject with second radiation having energy different from the first radiation, means for obtaining body motion phase information of the subject, the first radiation and the second radiation In the tomographic image information creating method of a positron emission tomography apparatus having a processing device for creating an image based on
The processing device classifies the body motion phase at each time from the body motion phase information, creates a first radiation tomographic image for each phase section from the first radiation information and the phase section information, A region of interest is set in one radiation tomographic image, relative displacement information between the body motion phase interval is calculated from the image in the region of interest and the first radiation tomographic image for each phase interval, and the second radiation information and the phase interval A second radiation tomographic image is created for each phase section from the information, the relative displacement information between the body motion phase sections is calculated from the second radiation tomographic image for each phase section, and the body determined from the first radiation tomographic image Using the relative displacement information during the dynamic phase interval and the relative displacement information during the body motion phase interval obtained from the second radiation tomographic image, the first radiation tomographic image for each phase interval to one phase interval image Mapping Calculated by the tomographic image information preparation method comprising adding a plurality of first radiological image is a mapping from each of the phase sections.
前記処理装置は、第二放射線断層画像から求めた体動位相区間の間の相対変位情報と、第一放射線断層画像から求めた体動位相区間の間の相対変位情報との重み付けを行う係数を設定することを特徴とする請求項3に記載の断層画像情報作成方法。   The processing device calculates a coefficient for weighting the relative displacement information between the body motion phase sections obtained from the second radiation tomographic image and the relative displacement information between the body motion phase sections obtained from the first radiation tomographic image. The tomographic image information creation method according to claim 3, wherein setting is performed.
JP2009012466A 2009-01-23 2009-01-23 Tomographic image information generation method of positron emission tomographic device, and positron emission tomographic device Pending JP2010169542A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009012466A JP2010169542A (en) 2009-01-23 2009-01-23 Tomographic image information generation method of positron emission tomographic device, and positron emission tomographic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009012466A JP2010169542A (en) 2009-01-23 2009-01-23 Tomographic image information generation method of positron emission tomographic device, and positron emission tomographic device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010169542A true JP2010169542A (en) 2010-08-05

Family

ID=42701830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009012466A Pending JP2010169542A (en) 2009-01-23 2009-01-23 Tomographic image information generation method of positron emission tomographic device, and positron emission tomographic device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010169542A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017086903A (en) * 2015-11-02 2017-05-25 東芝メディカルシステムズ株式会社 Medical image diagnostic system, morphological image diagnostic apparatus, and nuclear medicine image diagnostic apparatus
JP2017167965A (en) * 2016-03-17 2017-09-21 東芝メディカルシステムズ株式会社 Image processor and medical information management system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017086903A (en) * 2015-11-02 2017-05-25 東芝メディカルシステムズ株式会社 Medical image diagnostic system, morphological image diagnostic apparatus, and nuclear medicine image diagnostic apparatus
JP2017167965A (en) * 2016-03-17 2017-09-21 東芝メディカルシステムズ株式会社 Image processor and medical information management system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4604101B2 (en) Image information creation method, tomographic image information creation method of tomography apparatus, and tomography apparatus
Nehmeh et al. Respiratory motion in positron emission tomography/computed tomography: a review
JP5676486B2 (en) Model-based field expansion in nuclear imaging
O’Connor et al. Single-photon emission computed tomography/computed tomography: basic instrumentation and innovations
US9451926B2 (en) Respiratory motion correction with internal-external motion correlation, and associated systems and methods
US20090245457A1 (en) Image generation method and device for emission computed tomography
EP2389661B1 (en) Nuclear image reconstruction
US20110148928A1 (en) System and method to correct motion in gated-pet images using non-rigid registration
Fleming et al. Standardization of techniques for using single-photon emission computed tomography (SPECT) for aerosol deposition assessment of orally inhaled products
Sun et al. Techniques for respiration-induced artifacts reductions in thoracic PET/CT
JP2008036284A (en) Medical image composition method and its apparatus
JP4997575B2 (en) Attenuation coefficient map creation apparatus, attenuation coefficient map creation method and program
Koshino et al. Breath-hold CT attenuation correction for quantitative cardiac SPECT
CN110063739B (en) SPECT and PET image correction method and device and electronic equipment
JP2010169542A (en) Tomographic image information generation method of positron emission tomographic device, and positron emission tomographic device
Bitarafan et al. Respiratory motion detection and correction in ECG-gated SPECT: a new approach
US11246552B2 (en) Attenuation correction of PET data of moving object
Koshino et al. Development of motion correction technique for cardiac 15 O-water PET study using an optical motion tracking system
Bailey Imaging the airways in 2006
JP5011250B2 (en) Radiation imaging apparatus and image information creation method
JP4719812B2 (en) Image information creation method, tomographic image information creation method of tomography apparatus, and tomography apparatus
Redgate CAMIRA: Correction Advances for Myocardial Imaging using Registration Algorithms
McQuaid Characterisation and correction of respiratory-motion artefacts in cardiac PET-CT
McGoron et al. Computer phantom study of brain PET glucose metabolism imaging using a rotating SPECT/PET camera
Lamare et al. Correction of respiratory motion in dual gated cardiac imaging in PET/CT