JP2011153975A - Nuclear medicine diagnosis device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置に関する。 The present invention relates to a nuclear medicine diagnostic apparatus for obtaining nuclear medicine data of a subject based on radiation generated from the subject to which a radiopharmaceutical is administered.
上述した核医学診断装置、すなわちECT(Emission Computed Tomography)装置として、PET(Positron Emission Tomography)装置を例に採って説明する。PET装置は、陽電子(Positron)、すなわちポジトロンの消滅によって発生する複数本のγ線を検出して複数個の検出器でγ線を同時に検出したときのみ被検体の断層画像を再構成するように構成されている。 As the above-described nuclear medicine diagnosis apparatus, that is, an ECT (Emission Computed Tomography) apparatus, a PET (Positron Emission Tomography) apparatus will be described as an example. The PET apparatus detects a plurality of gamma rays generated by annihilation of positrons, that is, positrons, and reconstructs a tomographic image of a subject only when the gamma rays are simultaneously detected by a plurality of detectors. It is configured.
具体的には、陽電子放出核種を含んだ放射性薬剤を被検体内に投与して、投与された被検体内から放出される511KeVの対消滅γ線を多数の検出素子(例えばシンチレータ)群からなる検出器で検出する。そして、2つの検出器で一定時間内にγ線を検出した場合に同時に検出したとして、それを一対の対消滅γ線として計数し、さらに対消滅発生地点を、検出した検出器対の直線上と特定する。このような同時計数情報を蓄積して再構成処理を行って、陽電子放出核種分布画像(すなわち断層画像)を得る。 Specifically, a radiopharmaceutical containing a positron emitting nuclide is administered into a subject, and a 511 KeV pair annihilation gamma ray released from the administered subject consists of a group of a number of detection elements (for example, scintillators). Detect with a detector. And if γ-rays are detected at the same time by two detectors within a certain period of time, they are counted as a pair of annihilation γ-rays, and the point of occurrence of pair annihilation is on the straight line of the detected detector pair Is identified. By accumulating such coincidence information and performing reconstruction processing, a positron emitting nuclide distribution image (ie, a tomographic image) is obtained.
γ線を同時に検出(同時計数)するには同時計数回路に各γ線を入力して、入力されたγ線の時間差が所定のタイムウィンドウ内に収まっているか否かで判断される。実際の同時計数回路では、一般的に4ns〜20ns(ns=10−9s)程度の非常に短いタイムウィンドウ内に検出されたγ線を「同時」とみなしている。したがって、互いに異なる2点で発生したγ線のそれぞれ一方を同時計数する可能性が生じてしまう。これを『偶発同時計数(random coincidence)』という。一方、一対のγ線の一方あるいは双方が被検体内でコンプトン散乱を起こした後に同時計数された場合、これを『散乱同時計数(scatter coincidence)』という。また、本来であれば一対のγ線の双方が同時計数された場合、これを『真の同時計数(true coincidence)』という。 In order to detect γ rays at the same time (simultaneous counting), each γ ray is input to the coincidence circuit, and it is determined whether or not the time difference between the input γ rays falls within a predetermined time window. In an actual coincidence circuit, γ rays detected within a very short time window of about 4 ns to 20 ns (ns = 10 −9 s) are generally regarded as “simultaneous”. Therefore, there is a possibility that one of γ rays generated at two different points is counted simultaneously. This is called “random coincidence”. On the other hand, when one or both of the pair of γ-rays are simultaneously counted after causing Compton scattering in the subject, this is called “scatter coincidence”. In addition, when both of a pair of γ rays are counted simultaneously, this is called “true coincidence”.
核医学診断において画像の定量性を確保するには、上述の散乱同時計数の正確な補正(例えば全同時計数データからの減算処理)が必要である。散乱成分は、実際の放射能分布の周辺に平坦に拡がりをもった形状で検出されるので、測定データ(真の同時計数+散乱同時計数の画像もしくはサイノグラム)に低域通過フィルタ(LPF: Low Pass Filter)を作用させて散乱成分を求める手法(これを「手法1」と呼ぶ)や、散乱を含む画像と吸収体の分布とを考慮して計測時の散乱をシミュレーションする手法(これを「手法2」と呼ぶ)が一般的に用いられている。
In order to ensure the quantitativeness of the image in the nuclear medicine diagnosis, the above-described accurate correction of the scattering coincidence count (for example, subtraction processing from all coincidence count data) is necessary. Scattering components are detected in a shape with a flat spread around the actual radioactivity distribution, so a low-pass filter (LPF: Low) is added to the measurement data (true coincidence + scattering coincidence image or sinogram). A method of obtaining a scattering component by applying a Pass Filter (this method is referred to as “
また、複数のエネルギウィンドウが設定可能な装置においては、そのエネルギ情報に基づいて2つ以上の同時計数データを構築し、微小角散乱成分のみを含む同時計数データ(すなわち散乱線の少ない同時計数データ)と統計精度の高い全同時計数データとを構築して、全同時計数データの散乱補正を行う手法(これを「手法3」と呼ぶ)を実施している。これら3つの手法のうち、エネルギ情報を用いた手法3が、最も高い定量性を維持することができる(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。
In an apparatus in which a plurality of energy windows can be set, two or more coincidence data is constructed based on the energy information, and coincidence data including only a small angle scattering component (that is, coincidence data with few scattered rays). ) And total coincidence data with high statistical accuracy are constructed, and a method of performing scatter correction of all coincidence data (this is referred to as “
従来手法として述べた上述の手法3では、所定のしきい値(例えば500KeV、511KeVあるいは600KeV)よりも高いエネルギウィンドウ(UEW: Upper Energy Window)同士で同時計数された同時計数データ(特許文献1の図4、非特許文献のFig.1を参照)について簡易的なデコンボリューション(deconvolution)法で散乱成分(特許文献1の図5の「散乱線」を参照)を推定して、その散乱成分を減算することで真の同時計数のUEWデータを求める。そして、所定の範囲(例えば下限値は300KeV〜400KeV、上限値は600KeV〜800KeV)において全エネルギ(SEW: Standard Energy Window)で同時計数された全同時計数データ(特許文献1の図4、非特許文献のFig.1を参照)から、真の同時計数のUEWデータを増幅させたデータを減算することで、散乱成分のみのSEWデータを推定する。さらに、ノイズ除去のための平滑化処理(smoothing)を、推定されたSEWデータに適用し、散乱成分のみのSEWデータを最終的に求めた後、全同時計数データから最終的に求められた散乱成分のみのSEWデータを減算することで、散乱成分を含まない真の同時計数データを求めることができる。このようにして、同時計数データの散乱補正を行う(特許文献1の図5、非特許文献のFig.2を参照)。
In the above-described
しかし、UEWを設定するエネルギウィンドウのしきい値(上述したように、例えば500KeV、511KeVあるいは600KeV)を光電ピーク付近に設定するので、検出器出力を示す光電ピークチャンネルが少しでも変動すると、UEWのカウント(計数値)が増減し、画素値の変動を引き起こしてしまう。検出器の出力は、検出器の動作温度や検出素子特性の変化、回路上のバイアスによって変化し得るが、これらを根本的に対策することは困難を要する。 However, since the threshold value of the energy window for setting the UEW (as described above, for example, 500 KeV, 511 KeV, or 600 KeV) is set near the photoelectric peak, if the photoelectric peak channel indicating the detector output changes even slightly, the UEW The count (count value) increases or decreases, causing fluctuations in the pixel value. The output of the detector can change depending on the operating temperature of the detector, the change in the characteristics of the detection element, and the bias on the circuit. However, it is difficult to fundamentally take these measures.
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、エネルギ情報に準じた情報を用いて散乱補正を行う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。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a nuclear medicine diagnostic apparatus that can perform scattering correction using information according to energy information.
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、この発明に係る核医学診断装置は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置であって、
前記放射線を検出する放射線検出手段と、
その放射線検出手段で放射線が同時に検出されたか否かを判定して、同時に検出された放射線を同時計数データとして出力する同時計数手段と、
その同時計数手段で出力された同時計数データを、前記放射線検出手段への放射線が入射する検出深さを示す情報である検出深さ情報に基づいて、全同時計数データと、所定の深さを有した前記放射線検出手段の検出層が深い放射線同士の同時計数データとに分類する第1同時計数分類手段と、
その第1同時計数分類手段で分類された前記検出層が深い放射線同士の同時計数データに基づいて、同時計数データの散乱補正を行う散乱補正手段と
を備えることを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the nuclear medicine diagnostic apparatus according to the present invention is a nuclear medicine diagnostic apparatus for obtaining nuclear medical data of a subject based on radiation generated from the subject to which a radiopharmaceutical is administered,
Radiation detecting means for detecting the radiation;
A coincidence counting means for determining whether or not radiation is simultaneously detected by the radiation detection means, and outputting the simultaneously detected radiation as coincidence counting data;
The coincidence count data output by the coincidence counting unit is obtained by combining all coincidence count data and a predetermined depth based on detection depth information which is information indicating a detection depth at which radiation enters the radiation detection unit. A first coincidence classification unit that classifies the radiation detection unit of the radiation detection unit into deep coincidence count data;
The detection layer classified by the first coincidence classification unit includes scatter correction means for performing scatter correction of coincidence data based on coincidence data between deep radiation.
[作用・効果]放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線が放射線検出手段に入射されたときに、入射エネルギの低い散乱成分は、そのエネルギの低さから浅い検出深さで相互作用を起こしやすい。一方、入射エネルギが高い放射線の方がエネルギの低い放射線よりも透過特性が高いので、検出深さの深い領域で相互作用を起こしやすく、その領域で検出されたデータは高エネルギである確率が高いと予測される。そこで、この発明に係る核医学診断装置によれば、従来のエネルギ情報の代わりに、放射線検出手段への放射線が入射する検出深さを示す情報である検出深さ情報に基づいて、同時計数手段で出力された同時計数データを、全同時計数データと、所定の深さを有した放射線検出手段の検出層が深い放射線同士の同時計数データとに第1同時計数分類手段は分類する。その第1同時計数分類手段で分類された検出層が深い放射線同士の同時計数データに基づいて、同時計数データの散乱補正を散乱補正手段が行うことで、エネルギ情報に準じた検出深さ情報を用いて散乱補正を行うことができる。また、エネルギ情報における光電ピーク位置の変動による影響を回避することができる。
[Action / Effect] When radiation generated from a subject to which a radiopharmaceutical is administered is incident on the radiation detection means, the scattering component with low incident energy interacts with the detection depth shallow from the low energy. Easy to wake up. On the other hand, radiation with a high incident energy has higher transmission characteristics than radiation with a low energy, so that interaction is likely to occur in a region with a deep detection depth, and the data detected in that region has a high probability of being high energy. It is predicted. Therefore, according to the nuclear medicine diagnosis apparatus according to the present invention, instead of the conventional energy information, the coincidence counting unit is based on detection depth information which is information indicating a detection depth at which radiation enters the radiation detection unit. The first coincidence classification means classifies the coincidence count data output in
上述した発明において、検出深さ情報の他にエネルギ情報も用いて散乱補正を行ってもよい。すなわち、同時計数手段で出力された同時計数データを、放射線のエネルギ情報に基づいて、全同時計数データと、所定値よりも高いエネルギウィンドウを有する同時計数データとに分類する第2同時計数分類手段を備え、散乱補正手段は、第2同時計数分類手段で分類された高いエネルギウィンドウを有する同時計数データに基づいて、同時計数データの散乱補正を行ってもよい。 In the above-described invention, the scattering correction may be performed using energy information in addition to the detection depth information. That is, the second coincidence classification unit that classifies the coincidence data output by the coincidence unit into total coincidence data and coincidence data having an energy window higher than a predetermined value based on the energy information of radiation. And the scatter correction unit may perform scatter correction of the coincidence data based on the coincidence data having a high energy window classified by the second coincidence classification unit.
また、検出深さ情報の他にエネルギ情報も用いて散乱補正を行う場合には、以下のように分類および散乱補正を行うのが好ましい。すなわち、第2同時計数分類手段は、第1同時計数分類手段で分類された検出層が深い放射線同士の同時計数データを、検出層が深い放射線同士の全同時計数データと、検出層が深い放射線同士で、かつ高いエネルギウィンドウを有する同時計数データとに分類し、散乱補正手段は、第2同時計数分類手段で分類された検出層が深い放射線同士で、かつ高いエネルギウィンドウを有する同時計数データに基づいて、検出層が深い放射線同士の同時計数データの散乱補正を行った後に、その散乱補正後の検出層が深い放射線同士の同時計数データに基づいて、同時計数データの散乱補正を行うのが好ましい。 In addition, when performing scatter correction using energy information in addition to detection depth information, it is preferable to perform classification and scatter correction as follows. In other words, the second coincidence classification means outputs coincidence data between radiations with deep detection layers classified by the first coincidence classification means, total coincidence data between radiations with deep detection layers, and radiation with deep detection layers. Are classified into coincidence data having a high energy window, and the scatter correction means converts the radiation into the coincidence data having a high energy window between radiations having a deep detection layer classified by the second coincidence classification means. Based on the coincidence data of the deep counting radiation, the detection layer after the scattering correction is performed based on the coincidence counting data of the deep radiation. preferable.
上述したこれらの発明において、放射線検出手段を、放射線が入射する深さ方向に複数の層で積層して構成し、入射順に第1層、第2層、…としたときに、第2層以降でともに検出された放射線の同時計数データを、第1同時計数分類手段は、検出層が深い放射線同士の同時計数データとして分類するのが好ましい。 In these inventions described above, the radiation detection means is configured by laminating a plurality of layers in the depth direction in which the radiation is incident, and when the first layer, the second layer,. It is preferable that the first coincidence classification means classifies the coincidence data of the radiation detected together in the above as coincidence data of the radiation having a deep detection layer.
放射線が放射線検出手段に入射されたときに、入射エネルギの低い散乱成分は、浅い第1層で相互作用を起こしやすく、入射エネルギが高い放射線の方は、第2層以降の深い領域で相互作用を起こしやすい。したがって、第2層以降でともに検出された放射線の同時計数データを、検出層が深い放射線同士の同時計数データとして分類する。このように分類することで、検出層が深い放射線同士の同時計数データが高エネルギである確率が高くなる。 When radiation is incident on the radiation detection means, the scattering component with low incident energy tends to interact with the shallow first layer, and the radiation with high incident energy interacts with the deep region after the second layer. It is easy to cause. Therefore, the coincidence data of the radiation detected together in the second and subsequent layers is classified as coincidence data of the radiation having a deep detection layer. By classifying in this way, the probability that the coincidence count data between radiations with deep detection layers is high energy is increased.
検出層が深い放射線同士の同時計数データが高エネルギである確率をより向上させるためには、最も深い層でともに検出された放射線の同時計数データを、第1同時計数分類手段は、検出層が深い放射線同士の同時計数データとして分類するのがより好ましい。 In order to further improve the probability that the coincidence data between the radiations having deep detection layers has high energy, the coincidence data of the radiation detected together in the deepest layer is converted into the first coincidence classification means by the detection layer. It is more preferable to classify as deep coincidence count data.
この発明に係る核医学診断装置によれば、放射線検出手段への放射線が入射する検出深さを示す情報である検出深さ情報に基づいて、同時計数手段で出力された同時計数データを、全同時計数データと、所定の深さを有した放射線検出手段の検出層が深い放射線同士の同時計数データとに第1同時計数分類手段は分類する。その第1同時計数分類手段で分類された検出層が深い放射線同士の同時計数データに基づいて、同時計数データの散乱補正を散乱補正手段が行うことで、エネルギ情報に準じた検出深さ情報を用いて散乱補正を行うことができる。 According to the nuclear medicine diagnostic apparatus according to the present invention, the coincidence counting data output by the coincidence counting unit is all based on the detection depth information that is information indicating the detection depth at which radiation enters the radiation detecting unit. The first coincidence classification unit classifies the coincidence data into coincidence data between radiations having a predetermined depth and a deep detection layer of the radiation detection unit. Based on the coincidence data between the radiations having deep detection layers classified by the first coincidence classification unit, the scattering correction unit performs scattering correction of the coincidence data, so that the detection depth information according to the energy information is obtained. Can be used to perform scattering correction.
以下、図面を参照してこの発明の実施例1を説明する。
図1は、実施例1に係るPET装置の側面図であり、図2は、実施例1に係るPET装置のブロック図である。後述する実施例2も含めて、本実施例1では、核医学診断装置として、PET (Positron Emission Tomography) 装置を例に採って説明する。
FIG. 1 is a side view of the PET apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is a block diagram of the PET apparatus according to the first embodiment. In Example 1, including Example 2 described later, a PET (Positron Emission Tomography) apparatus will be described as an example of a nuclear medicine diagnosis apparatus.
後述する実施例2も含めて、図1に示すように、本実施例1に係るPET装置1は、水平姿勢の被検体Mを載置する天板2を備えている。この天板2は、上下に昇降移動、被検体Mの体軸に沿って平行移動するように構成されている。PET装置1は、天板2に載置された被検体Mを診断するPET検出部3を備えている。PET装置1は、この発明における核医学診断装置に相当する。
As shown in FIG. 1 including Example 2 described later, the
PET検出部3は、開口部31aを有したガントリ31と被検体Mから発生したγ線を検出するγ線検出器32とを備えている。γ線検出器32は、被検体Mの体軸周りを取り囲むようにしてリング状に配置されており、ガントリ31内に埋設されている。γ線検出器32は、シンチレータブロック32aとライトガイド32bと光電子増倍管(PMT)32c(図3を参照)とを備えている。シンチレータブロック32aは、複数個のシンチレータからなる。放射性薬剤が投与された被検体Mから発生したγ線をシンチレータブロック32aが光に変換して、変換されたその光をライトガイド32bが案内して、光電子増倍管32cが光電変換して電気信号に出力する。γ線検出器32は、この発明における放射線検出手段に相当する。γ線検出器32の具体的な構成については、図3で後述する。
The
続いて、PET装置1のブロック図について説明する。図2に示すように、PET装置1は、上述した天板2やPET検出部3の他に、コンソール4を備えている。PET検出部3は、上述したガントリ31やγ線検出器32の他に、増幅器33とAD変換器34と同時計数回路35とを備えている。同時計数回路35は、この発明における同時計数手段に相当する。
Subsequently, a block diagram of the
コンソール4は、検出深さ情報弁別部41と散乱補正部43と画像再構成部44とメモリ部45と入力部46と出力部47とコントローラ48とを備えている。検出深さ情報弁別部41は、この発明における第1同時計数分類手段に相当し、散乱補正部43は、この発明における散乱補正手段に相当する。
The
増幅器33は、γ線検出器32で検出されて出力された電気信号を増幅させる。AD変換器34は、増幅器33で増幅された電気信号のアナログ値をディジタル値に変換してディジタル出力する。
The
同時計数回路34は、γ線がγ線検出器32で同時に検出(すなわち同時計数)されたか否かを判定する。同時計数回路51で同時計数された同時計数データ(エミッションデータ)をコンソール4の検出深さ情報弁別部41に送り込む。
The
検出深さ情報弁別部41は、同時計数データ(本実施例1ではサイノグラムのコロナル断面)を検出深さ情報に基づいて各データ(本明細書では「Depthデータ」、「Allデータ」と呼ぶことにする、図4、図5〜図7の「Depth」、「All」を参照)を弁別して分類する。ここで、検出深さ情報とは、γ線検出器32へのγ線が入射する検出深さ(図3中のrを参照)を示す情報であり、後述する実施例2も含めて、本実施例1では、γ線検出器32のシンチレータブロック32a(図3を参照)の層毎の情報である。
The detection depth
散乱補正部43は、検出深さ情報弁別部41で分類されたγ線検出器32の検出層が深いγ線同士の同時計数データ(ここではサイノグラムのコロナル断面)に基づいて、同時計数データの散乱補正を行う。散乱補正部43は、散乱補正後の同時計数データを画像再構成部44に送り込む。画像再構成部44は、散乱補正後の同時計数データを再構成して断層画像を生成する。
The
メモリ部45は、コントローラ48を介して、PET検出部3で得られた各々のデータや検出深さ情報弁別部41で分類されたデータや散乱補正部43で散乱補正が行われたデータや画像再構成部44で再構成された断層画像などのデータを書き込んで記憶し、適宜必要に応じて読み出して、コントローラ48を介して、各々のデータを出力部47に送り込んで出力する。メモリ部45は、ROM(Read-only Memory)やRAM(Random-Access Memory)などに代表される記憶媒体で構成されている。
The
後述する実施例2も含めて、本実施例1では、メモリ部45は、散乱補正部43での一連の散乱補正処理において後述するDepthデータを増幅させるための増幅率を予め記憶する増幅率メモリ部を備えている。散乱補正部43で増幅率を用いてDepthデータを増幅させるときには、増幅率メモリ部に記憶された増幅率を読み出して行う。
In the first embodiment, including the second embodiment described later, the
入力部46は、オペレータが入力したデータや命令をコントローラ48に送り込む。入力部46は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。出力部47は、モニタなどに代表される表示部やプリンタなどで構成されている。
The
コントローラ48は、後述する実施例2も含めて、本実施例1に係るPET装置1を構成する各部分を統括制御する。コントローラ48は、中央演算処理装置(CPU)などで構成されている。PET検出部3で得られた各々のデータや検出深さ情報弁別部41で分類されたデータや散乱補正部43で散乱補正が行われたデータや画像再構成部44で再構成された断層画像などのデータを、コントローラ48を介して、メモリ部45に書き込んで記憶、あるいは出力部47に送り込んで出力する。出力部47が表示部の場合には出力表示し、出力部47がプリンタの場合には出力印刷する。
The
放射性薬剤が投与された被検体Mから発生したγ線をγ線検出器32のうち該当するγ線検出器32のシンチレータブロック32a(図3を参照)が光に変換して、変換されたその光をγ線検出器32の光電子増倍管32c(図3を参照)が光電変換して電気信号に出力する。その電気信号を画像情報(画素値)として同時計数回路35とともに増幅器33に送り込む。
The γ-rays generated from the subject M to which the radiopharmaceutical is administered are converted into light by the
具体的には、被検体Mに放射性薬剤を投与すると、ポジトロン放出型のRIのポジトロンが消滅することにより、2本のγ線が発生する。同時計数回路35は、γ線検出器32のシンチレータブロック32a(図3を参照)の位置とγ線の入射タイミングとをチェックし、被検体Mを挟んで互いに対向位置にある2つのシンチレータブロック32aでγ線が同時に入射したとき(すなわち同時計数したとき)のみ、送り込まれた画像情報を適正なデータと判定する。一方のシンチレータブロック32aのみにγ線が入射したときには、同時計数回路35は、ポジトロンの消滅により生じたγ線ではなくノイズとして扱い、そのときに送り込まれた画像情報もノイズと判定してそれを棄却する。
Specifically, when a radiopharmaceutical is administered to the subject M, two γ rays are generated due to the disappearance of the positron of the positron emission type RI. The
同時計数回路35に送り込まれた画像情報を同時計数データ(エミッションデータ)として、検出深さ情報弁別部41に送り込む。検出深さ情報弁別部41は、検出深さ情報に基づいて、同時計数データを、全同時計数データであるAllデータと、所定の深さ(本実施例1では2層目)を有した検出層が深いγ線同士の同時計数データであるDepthデータとに分類して、散乱補正部42に送り込む。散乱補正部42は、検出深さ情報弁別部41で分類されたDepthデータに基づいて、同時計数データの散乱補正を行い、散乱補正後の同時計数データを画像再構成部44に送り込み、送り込まれた散乱補正後の同時計数データを画像再構成部44は再構成して断層画像を生成する。
The image information sent to the
次に、本実施例1に係るγ線検出器32の具体的な構成について、図3を参照して説明する。図3は、γ線検出器の具体的構成の概略図である。
Next, a specific configuration of the γ-
γ線検出器32は、深さ方向に減衰時間が互いに異なる検出素子であるシンチレータを複数組み合わせて構成されたシンチレータブロック32aと、シンチレータブロック32aに光学的に結合されたライトガイド32bと、ライトガイド32bに光学的に結合された光電子増倍管32cとを備えて構成されている。シンチレータブロック32a中の各シンチレータは、入射されたγ線によって発光して光に変換することでγ線を検出する。なお、シンチレータブロック32aについては、必ずしも深さ方向(図3ではr)に減衰時間が互いに異なるシンチレータを組み合わせる必要はない。また、深さ方向に2層のシンチレータを組み合わせたが、単層のシンチレータでシンチレータブロック32aを構成してもよい。
The γ-
次に、検出深さ情報弁別部41での弁別・分類および散乱補正部43での散乱補正について、図4〜図7を参照して説明する。図4は、実施例1に係る検出深さ情報弁別部での弁別・分類を模式的に示した図であり、図5〜図7は、実施例1に係る散乱補正部での散乱補正に関する処理の流れを示すフローチャートである。
Next, discrimination / classification in the detection depth
図3に示すように、γ線検出器32を、γ線が入射する深さ方向(図3ではr)に複数の層(図3、図4では2層)で積層して構成する。入射順から第1層、第2層、…としたときに、図4に示すように、第2層以降でともに検出されたγ線の同時計数データを、検出深さ情報弁別部41は、検出層が深いγ線同士の同時計数データとして弁別して分類する。より好ましくは、最も深い層でともに検出されたγ線の同時計数データを、検出深さ情報弁別部41は、検出層が深いγ線同士の同時計数データとして弁別して分類する。
As shown in FIG. 3, the γ-
後述する実施例2も含めて、本実施例1では、図3、図4に示すように、γ線検出器32は、深さ方向に2層のシンチレータブロック32a(図3を参照)を組み合わせて構成されており、図4の点線に示すように、第2層でともに検出されたγ線の同時計数データを、検出層が深いγ線同士の同時計数データであるDepthデータに分類する。なお、図4の実線は、少なくとも第1層で検出されたγ線の同時計数データである。図4の点線や図4の実線も含めて、全同時計数データをAllデータとする。
In Example 1, including Example 2 described later, as shown in FIGS. 3 and 4, the γ-
本実施例1では、深さ方向に減衰時間が互いに異なるシンチレータを複数組み合わせてγ線検出器32を構成することで深さ方向を弁別したが、これに限定されない。γ線検出器32毎に個別に読み出しが行えるのであれば、各γ線検出器32を深さ方向に組み立ててもよい。また、深さ方向に同じ物質で形成されたシンチレータを複数組み合わせてγ線検出器32を構成してもよい。また、γ線検出器32の反射材の入れ方を工夫することで重心演算された2次元ポジションマップ上の位置で深さ方向を弁別してもよい。
In the first embodiment, the γ-
図4〜図7に示すように、同時計数データとしてサイノグラムのコロナル断面を例に採って説明する。なお、サイノグラムに限定されないし、コロナル断面以外の断面(例えばアキシャル断面、サジタル断面)であってもよい。 As shown in FIGS. 4 to 7, a sinogram coronal section will be described as an example of coincidence counting data. In addition, it is not limited to a sinogram, A cross section other than the coronal cross section (for example, an axial cross section, a sagittal cross section) may be used.
後述する実施例2も含めて、本実施例1では、偶発同時計数については既に除去されているものとして以下を説明する。偶発同時計数を除去するためには、時間差をつけて同時計数する遅延同時計数や、検出器ブロックもしくは検出素子ごとに用意されたカウンタで計数されたシングル計数から推定された同時計数を用いて偶発同時計数を除去する補正を行えばよい。偶発同時計数の除去後は、各同時計数データは、真の同時計数、散乱同時計数の2つの成分となるので、全同時計数データAllを、図6に示すように「All(T+S)」とも表し、検出層が深いγ線同士の同時計数データDepthを、図5に示すように「Depth(T+S)」とも表すことにする。各データ中の括弧内のTは真の同時計数の成分を表し、Sは散乱同時計数の成分(すなわち散乱成分)を表す。 In the first embodiment including the second embodiment described later, the following will be described assuming that the coincidence coincidence has already been removed. In order to eliminate coincidence coincidence, there is a coincidence using delayed coincidence counting with a time difference, or coincidence estimated from a single count counted by a counter provided for each detector block or detection element. Correction for removing the coincidence may be performed. After the coincidence coincidence is removed, each coincidence count data becomes two components of a true coincidence count and a scattering coincidence count. Therefore, all coincidence count data All is also referred to as “All (T + S)” as shown in FIG. The coincidence count data Depth between γ rays with deep detection layers is also expressed as “Depth (T + S)” as shown in FIG. T in parentheses in each data represents a true coincidence component, and S represents a scattering coincidence component (ie, a scattering component).
散乱補正部43は、検出深さ情報弁別部41で分類されたDepthデータに基づいて、図5のステップS1〜S3、図6のステップS4〜S6の散乱補正を行い、図7に示すように、散乱補正後の同時計数データAll(T)を出力する。
The
先ず、検出深さ情報弁別部41で分類された検出層が深いγ線同士の同時計数データDepth(=Depth(T+S))についてデコンボリューション(deconvolution)法により散乱成分を求めて除去する(図5中のステップS1の「deconvolution」を参照)。具体的には、2次元フーリエ変換、低域通過フィルタ(LPF)および2次元逆フーリエ変換によるデコンボリューションフィルタを適用することで散乱成分Depth(S)を推定する。サイノグラムのコロナル断面に対して2次元フーリエ変換を行うことで空間周波数領域に展開する。散乱成分は低周波領域で現れるので、2次元フーリエ変換後のデータに対して低域通過フィルタ(LPF)を作用させることで、低周波領域である散乱成分のみを通過させる。2次元逆フーリエ変換を行うことで、元のコロナル断面に戻して、元の同時計数データDepth(T+S)の他に、散乱成分Depth(S)を求めて推定する。
First, with respect to coincidence count data Depth (= Depth (T + S)) of γ-rays with deep detection layers classified by the detection depth
次に、推定された散乱成分Depth(S)を元の同時計数データDepth(T+S)から減算する(図5中のステップS2の「Depth(T)=Depth(T+S)−Depth(S)」を参照)ことで、散乱成分Depth(S)が除去されたDepth(T)を求める。この散乱成分Depth(S)が除去されたDepth(T)に対して増幅率fを適用して、All(T)と同じ感度に増幅されたf×Depth(T)を作成する(図5中のステップS3の「f*Depth(T)」を参照)。 Next, the estimated scattering component Depth (S) is subtracted from the original coincidence data Depth (T + S) (“Depth (T) = Depth (T + S) −Depth (S)” in step S2 in FIG. 5). Thus, Depth (T) from which the scattering component Depth (S) is removed is obtained. By applying the amplification factor f to Depth (T) from which the scattering component Depth (S) has been removed, f × Depth (T) amplified to the same sensitivity as All (T) is created (in FIG. 5). (See “f * Depth (T)” in step S3).
増幅率fについては、放射性薬剤を内部に注入した試験用の円筒形ファントムを用意して、事前に求める。先ず、被検体Mと同様に、円筒形ファントムについて、全同時計数データAll(=All(T+S))のサイノグラムと検出層が深いγ線同士の同時計数データDepth(=Depth(T+S))のサイノグラムとにそれぞれ分類する。増幅率fを変化させながら、All(T+S)−f×Depth(T)で与えられる擬似散乱成分サイノグラムを求める。この擬似散乱成分サイノグラムに高域通過フィルタ(HPF: High Pass Filter)を作用させて、パワースペクトルを最小とする増幅率fを最適な増幅率とする処理を行う。この処理は、散乱成分が低周波成分のみからなり、高周波成分を含まないという先見情報に基づいている。このような処理で求められた増幅率fを、メモリ部45の増幅率メモリ部に予め書き込んで記憶し、散乱補正部43で増幅率を用いてDepth(T)を増幅させるときには、増幅率メモリ部に記憶された増幅率を読み出して行う。
The amplification factor f is obtained in advance by preparing a test cylindrical phantom into which a radiopharmaceutical is injected. First, as with the subject M, for the cylindrical phantom, a sinogram of all coincidence data All (= All (T + S)) and a coincidence data Depth (= Depth (T + S)) of γ rays with deep detection layers. And classify each. While changing the amplification factor f, a pseudo-scattering component sinogram given by All (T + S) −f × Depth (T) is obtained. A high pass filter (HPF: High Pass Filter) is applied to the pseudo-scattering component sinogram to perform the process of setting the amplification factor f that minimizes the power spectrum to the optimum amplification factor. This process is based on foreseeing information that the scattering component consists of only the low frequency component and does not contain the high frequency component. When the amplification factor f obtained by such processing is written and stored in advance in the amplification factor memory unit of the
All(T)と同じ感度に増幅されたf×Depth(T)を全同時計数データAll(T+S)から減算する(図6中のステップS4の「All(S‘)=All(T+S)−f×Depth(T)」を参照)ことで、All(T)と同じ感度に増幅されたf×Depth(T)が除去されたAll(S‘)を求める。ノイズ除去処理のために、All(S‘)に対して平滑化処理(smoothing)を行って(図6中のステップS5の「smoothing」を参照)、平滑化処理後のAll(S)を求める。 F × Depth (T) amplified to the same sensitivity as All (T) is subtracted from the total coincidence data All (T + S) (“All (S ′) = All (T + S) −f in step S4 in FIG. 6). (Refer to x Depth (T))) to obtain All (S ') from which f x Depth (T) amplified to the same sensitivity as All (T) is removed. For noise removal processing, smoothing (smoothing) is performed on All (S ′) (see “smoothing” in step S5 in FIG. 6) to obtain All (S) after the smoothing processing. .
そして、All(S)を最終散乱成分として、全同時計数データAll(T+S)から減算する(図6中のステップS6中の「All(T)=All(T+S)−All(S)」を参照)ことで、最終散乱成分としてAll(S)が除去された同時計数データAll(T)、すなわち最終的な散乱補正後の同時計数データAll(T)を、図7に示すように求める。このようにして、散乱成分を含まない真の同時計数データAll(T)が求まる。散乱補正後の同時計数データAll(T)を画像再構成部44に送り込み、送り込まれた散乱補正後の同時計数データを画像再構成部44は再構成して断層画像を生成する。
Then, using All (S) as the final scattering component, the total coincidence data All (T + S) is subtracted (see “All (T) = All (T + S) −All (S)” in step S6 in FIG. 6). Thus, the coincidence count data All (T) from which All (S) has been removed as the final scattering component, that is, the coincidence count data All (T) after the final scattering correction is obtained as shown in FIG. In this way, true coincidence data All (T) that does not include a scattering component is obtained. The coincidence count data All (T) after the scatter correction is sent to the
放射性薬剤が投与された被検体Mから発生したγ線がγ線検出器32に入射されたときに、入射エネルギの低い散乱成分は、そのエネルギの低さから浅い検出深さで相互作用を起こしやすい。一方、入射エネルギが高いγ線の方がエネルギの低いγ線よりも透過特性が高いので、検出深さの深い領域で相互作用を起こしやすく、その領域で検出されたデータは高エネルギである確率が高いと予測される。そこで、上述の構成を備えた本実施例1に係るPET装置1によれば、従来のエネルギ情報の代わりに、γ線検出器32へのγ線が入射する検出深さを示す情報である検出深さ情報に基づいて、同時計数回路35で出力された同時計数データを、全同時計数データと、所定の深さを有したγ線検出器32の検出層が深いγ線同士の同時計数データとに検出深さ情報弁別部41は分類する。その検出深さ情報弁別部41で分類された検出層が深いγ線同士の同時計数データに基づいて、同時計数データの散乱補正を散乱補正部43が行うことで、エネルギ情報に準じた検出深さ情報を用いて散乱補正を行うことができる。また、エネルギ情報における光電ピーク位置の変動による影響を回避することができる。
When γ-rays generated from the subject M to which the radiopharmaceutical is administered are incident on the γ-
本実施例1では、γ線検出器32を、γ線が入射する深さ方向(図3ではr)に複数の層(図3、図4では2層)で積層して構成し、入射順に第1層、第2層、…としたときに、好ましくは、第2層以降でともに検出されたγ線の同時計数データを、検出深さ情報弁別部41は、検出層が深いγ線同士の同時計数データとして弁別して分類する。
In the first embodiment, the γ-
γ線がγ線検出器32に入射されたときに、入射エネルギの低い散乱成分は、浅い第1層で相互作用を起こしやすく、入射エネルギが高い放射線の方は、第2層以降の深い領域で相互作用を起こしやすい。したがって、第2層以降でともに検出されたγ線の同時計数データを、検出層が深いγ線同士の同時計数データとして分類する。このように分類することで、検出層が深いγ線同士の同時計数データが高エネルギである確率が高くなる。
When γ-rays are incident on the γ-
検出層が深いγ線同士の同時計数データが高エネルギである確率をより向上させるためには、より好ましくは、最も深い層でともに検出されたγ線の同時計数データを、検出深さ情報弁別部41は、検出層が深いγ線同士の同時計数データとして弁別して分類する。
In order to further improve the probability that coincidence data between γ-rays with deep detection layers has high energy, more preferably, coincidence data with γ-rays detected together in the deepest layer is discriminated from detection depth information. The
次に、図面を参照してこの発明の実施例2を説明する。
図8は、実施例2に係るPET装置のブロック図である。なお、PET装置1の概略については、実施例1の図1と同様の構成である。上述の実施例1と共通する箇所については同じ符号を付して、その箇所の説明については省略する。
Next,
FIG. 8 is a block diagram of the PET apparatus according to the second embodiment. In addition, about the outline of
本実施例2に係るPET装置1では、図8に示すように、コンソール4は、実施例1と同様に検出深さ情報弁別部41と散乱補正部43と画像再構成部44とメモリ部45と入力部46と出力部47とコントローラ48とを備えている他に、エネルギ弁別部42を備えている。エネルギ弁別部42は、この発明における第2同時計数分類手段に相当する。
In the
エネルギ弁別部42は、同時計数データ(本実施例2でもサイノグラムのコロナル断面)をγ線のエネルギ情報に基づいて各データ(本実施例2ではUEWデータ、SEWデータ)を弁別して分類する。ここで、全同時計数データをSEWデータ、所定値(図9ではUfrom)よりも高いエネルギウィンドウを有する同時計数データをUEWデータとする。
The
散乱補正部43は、エネルギ弁別部42で分類された高いエネルギウィンドウを有する同時計数データであるUEWデータに基づいて、同時計数データの散乱補正を行う。実施例1と同様に、散乱補正部43は、散乱補正後の同時計数データを画像再構成部44に送り込む。画像再構成部44は、散乱補正後の同時計数データを再構成して断層画像を生成する。
The
本実施例2では、エネルギ弁別部42は、検出深さ情報弁別部41で分類された検出層が深いγ線同士の同時計数データDepthを、検出層が深いγ線同士の全同時計数データSEWと、検出層が深いγ線同士で、かつ高いエネルギウィンドウを有する同時計数データUEWとに分類する。そして、散乱補正部43は、エネルギ弁別部42で分類された検出層が深いγ線同士で、かつ高いエネルギウィンドウを有する同時計数データUEWに基づいて、検出層が深いγ線同士の同時計数データDepthの散乱補正を行った後に、その散乱補正後の検出層が深いγ線同士の同時計数データに基づいて、同時計数データの散乱補正を行う。
In the second embodiment, the
次に、エネルギ弁別部42での弁別・分類および散乱補正部43での散乱補正について、図9〜図13を参照して説明する。図9(a)は、エネルギに対するγ線の計数値を表したエネルギスペクトルであり、図9(b)は、同時計数の対象となる各γ線のエネルギ分布であり、図10は、実施例2に係る検出深さ情報弁別部・エネルギ弁別部での弁別・分類を模式的に示した図であり、図11〜図13は、実施例2に係る散乱補正部での散乱補正に関する処理の流れを示すフローチャートである。
Next, the discrimination / classification in the
図9(a)に示すように、横軸をエネルギ、縦軸をγ線の計数値とすると、エネルギに対するγ線の計数値を表したエネルギスペクトルとなる。また、図9(b)に示すように、同時計数の対象となる各γ線のエネルギのうち、横軸を一方のγ線のエネルギ(図9(b)では「Energy of photon 1」で表記)、縦軸を他方のγ線のエネルギ(図9(b)では「Energy of photon 2」で表記)とすると、同時計数の対象となる各γ線のエネルギ分布となる。
As shown in FIG. 9A, when the horizontal axis is energy and the vertical axis is the count value of γ rays, the energy spectrum represents the count value of γ rays with respect to energy. In addition, as shown in FIG. 9B, among the γ-ray energies to be counted simultaneously, the horizontal axis represents the energy of one γ-ray (in FIG. 9B, “Energy of
図9(a)に示すように、511keVのγ線のエネルギをピークとした分布をしている。SfromからStoまでの全体のエネルギウィンドウ(図9ではSEW)と、所定のしきい値(図9ではUfrom)からStoまでのエネルギウィンドウ(図9ではUEW)を設定すると、図9(b)のようになる。下限値となるSfromでは300KeV〜400KeVに設定され、上限値となるStoでは600KeV〜800KeVに設定され、Ufromとなる所定のしきい値としては、ピークの近傍となる500KeV、511KeVあるいは好ましくはピークよりも高いエネルギ600KeV(図9(b)では550KeV)に設定される。所定のしきい値よりも高いエネルギウィンドウとして、ピーク近傍あるいはピークよりも高いエネルギを設定することで、図9(a)のエネルギスペクトルからも明らかなように、γ線の散乱成分がある程度少なくなるエネルギウィンドウを選択することができる。 As shown in FIG. 9A, the distribution has a peak at the energy of γ-rays of 511 keV. The overall energy windows from S from to S-to (in FIG. 9 SEW), setting the energy windows to S-to (in FIG. 9 UEW) from a predetermined threshold value (in FIG. 9 U from), 9 As shown in (b). Is set to S from the 300KeV~400KeV the lower limit value is set to the S-to the 600KeV~800KeV becomes the upper limit value, the predetermined threshold value as a U from, 500 KeV to be near the peak, 511 KeV or preferably Is set to an energy 600 KeV higher than the peak (550 KeV in FIG. 9B). By setting energy near the peak or higher than the peak as the energy window higher than the predetermined threshold, the γ-ray scattering component is reduced to some extent, as is apparent from the energy spectrum of FIG. An energy window can be selected.
このようなエネルギウィンドウに基づいて、エネルギ弁別部42は、全同時計数データSEWと、高いエネルギウィンドウを有する同時計数データUEWとに分類する。上述したように、本実施例2では、図10に示すように、全同時計数データAllを、検出深さ情報弁別部41は、全同時計数データAllと検出層が深いγ線同士の同時計数データDepthとに分類し、検出深さ情報弁別部41で分類された検出層が深いγ線同士の同時計数データDepthを、検出層が深いγ線同士の全同時計数データSEWと、検出層が深いγ線同士で、かつ高いエネルギウィンドウを有する同時計数データUEWとに分類する。
Based on such an energy window, the
本実施例2でも、上述した実施例1と同様に、偶発同時計数については既に除去されているものとして以下を説明する。上述した実施例1と同様に、全同時計数データAllを、「All(T+S)」とも表し、検出層が深いγ線同士の同時計数データDepthを、「Depth(T+S)」とも表すことにする。さらに、検出層が深いγ線同士の全同時計数データSEWを、「SEW(T+S)」とも表し、検出層が深いγ線同士で、かつ高いエネルギウィンドウを有する同時計数データUEWを、「UEW(T+S)」とも表すことにする。各データ中の括弧内のTは真の同時計数の成分を表し、Sは散乱同時計数の成分(すなわち散乱成分)を表す。また、本実施例2では、特に断りがない限り、検出層が深いγ線同士の全同時計数データSEWを、「全同時計数データSEW」と略し、検出層が深いγ線同士で、かつ高いエネルギウィンドウを有する同時計数データUEWを、「高いエネルギウィンドウを有する同時計数データUEW」と略して、以下を説明する。 In the second embodiment, as in the first embodiment described above, the following will be described assuming that the coincidence coincidence has already been removed. Similar to the first embodiment, the total coincidence data All is also represented as “All (T + S)”, and the coincidence data Depth between the γ-rays having deep detection layers is also represented as “Depth (T + S)”. . Further, the total coincidence data SEW between the γ rays with the deep detection layer is also expressed as “SEW (T + S)”, and the coincidence data UEW with the high energy window between the deep γ rays with the detection layer is expressed as “UEW ( T + S) ”. T in parentheses in each data represents a true coincidence component, and S represents a scattering coincidence component (ie, a scattering component). In Example 2, unless otherwise noted, the total coincidence data SEW between the deep γ rays in the detection layer is abbreviated as “total coincidence data SEW”, and the detection layer is deep between the γ rays and high. The coincidence counting data UEW having an energy window is abbreviated as “simultaneous counting data UEW having a high energy window” and will be described below.
散乱補正部43は、高いエネルギウィンドウを有する同時計数データUEWに基づいて、図11のステップT1〜T3、図12のステップT4〜T6の同時計数データDepthの散乱補正を行った後に、その散乱補正後の検出層が深いγ線同士の同時計数データDepthに基づいて、図13のステップS1〜S6の同時計数データの散乱補正を行い、図13に示すように、散乱補正後の同時計数データAll(T)を出力する。
Based on the coincidence count data UEW having a high energy window, the
先ず、検出深さ情報弁別部41で分類された同時計数データDepth(=Depth(T+S))を、検出層が深いγ線同士の全同時計数データSEW(=SEW(T+S))とする。さらに、その全同時計数データSEWからエネルギ弁別部42で分類された高いエネルギウィンドウを有する同時計数データUEW(=UEW(T+S))についてデコンボリューション(deconvolution)法により散乱成分を求めて除去する(図11中のステップT1の「deconvolution」を参照)。デコンボリューション法については、実施例1と同様であるので、その説明を省略する。デコンボリューション法によって、元の同時計数データUEW(T+S)の他に、散乱成分UEW(S)を求めて推定する。
First, the coincidence count data Depth (= Depth (T + S)) classified by the detection depth
次に、推定された散乱成分UEW(S)を元の同時計数データUEW(T+S)から減算する(図11中のステップT2の「UEW(T)=UEW(T+S)−UEW(S)」を参照)ことで、散乱成分UEW(S)が除去されたUEW(T)を求める。この散乱成分UEW(S)が除去されたUEW(T)に対して増幅率fを適用して、SEW(T)と同じ感度に増幅されたf×UEW(T)を作成する(図11中のステップT3の「f*UEW(T)」を参照)。 Next, the estimated scattering component UEW (S) is subtracted from the original coincidence data UEW (T + S) (“UEW (T) = UEW (T + S) −UEW (S)” in step T2 in FIG. 11). Thus, UEW (T) from which the scattering component UEW (S) has been removed is obtained. The amplification factor f is applied to UEW (T) from which the scattering component UEW (S) has been removed to create f × UEW (T) amplified to the same sensitivity as SEW (T) (in FIG. 11). (See “f * UEW (T)” in step T3).
SEW(T)と同じ感度に増幅されたf×UEW(T)を全同時計数データSEW(T+S)から減算する(図12中のステップT4の「SEW(S‘)=SEW(T+S)−f×UEW(T)」を参照)ことで、SEW(T)と同じ感度に増幅されたf×UEW(T)が除去されたSEW(S‘)を求める。ノイズ除去処理のために、SEW(S‘)に対して平滑化処理(smoothing)を行って(図12中のステップT5の「smoothing」を参照)、平滑化処理後のSEW(S)を求める。 F × UEW (T) amplified to the same sensitivity as SEW (T) is subtracted from the total coincidence data SEW (T + S) (“SEW (S ′) = SEW (T + S) −f in step T4 in FIG. 12). SEW (S ′) from which f × UEW (T) amplified to the same sensitivity as SEW (T) is removed is obtained. For noise removal processing, smoothing processing (smoothing) is performed on SEW (S ′) (see “smoothing” in step T5 in FIG. 12) to obtain SEW (S) after smoothing processing. .
そして、SEW(S)を散乱成分として、全同時計数データSEW(T+S)から減算する(図12中のステップT6中の「SEW(T)=SEW(T+S)−SEW(S)」を参照)ことで、散乱成分としてSEW(S)が除去された同時計数データSEW(T)、すなわち散乱補正後の同時計数データSEW(T)を、図13に示すように求める。本実施例2の図11、図12のフローまでは、実施例1の図5、図6のフローにおけるAllを本実施例2でSEWに置き換えて、Depthを本実施例2でUEWに置き換えた内容となっているのは明らかである。 Then, SEW (S) is subtracted from the total coincidence data SEW (T + S) as a scattering component (see “SEW (T) = SEW (T + S) −SEW (S)” in step T6 in FIG. 12). Thus, coincidence count data SEW (T) from which SEW (S) has been removed as the scattering component, that is, coincidence count data SEW (T) after scattering correction is obtained as shown in FIG. 11 and FIG. 12 of the second embodiment, All in the flow of FIG. 5 and FIG. 6 of the first embodiment is replaced with SEW in the second embodiment, and Depth is replaced with UEW in the second embodiment. The content is clear.
次に、この同時計数データSEW(T)は、検出層が深いγ線同士の同時計数データであるので、検出層が深いγ線同士の同時計数データDepth(=Depth(T+S))として、実施例1と同様の処理(ステップS1〜S6)を行う。ステップS1〜S6は、図5、図6のステップS1〜S6と同様であるので、その説明を省略する。そして、最終的に散乱成分を含まない真の同時計数データAll(T)が求まる。散乱補正後の同時計数データAll(T)を画像再構成部44に送り込み、送り込まれた散乱補正後の同時計数データを画像再構成部44は再構成して断層画像を生成する。
Next, since the coincidence data SEW (T) is coincidence data between deep γ rays in the detection layer, the coincidence data Depth (= Depth (T + S)) between the deep γ rays in the detection layer is implemented. Processing similar to that in Example 1 (steps S1 to S6) is performed. Steps S1 to S6 are the same as steps S1 to S6 in FIGS. Finally, true coincidence data All (T) that does not include a scattering component is obtained. The coincidence count data All (T) after the scatter correction is sent to the
このように、本実施例2では、検出深さ情報の他にエネルギ情報も用いて散乱補正を行っている。すなわち、同時計数回路35で出力された同時計数データを、γ線のエネルギ情報に基づいて、全同時計数データと、所定値よりも高いエネルギウィンドウを有する同時計数データとに分類するエネルギ弁別部42を備え、散乱補正部43は、エネルギ弁別部42で分類された高いエネルギウィンドウを有する同時計数データに基づいて、同時計数データの散乱補正を行っている。
As described above, in the second embodiment, the scattering correction is performed using the energy information in addition to the detection depth information. That is, the
また、本実施例2のように検出深さ情報の他にエネルギ情報も用いて散乱補正を行う場合には、上述のように分類および散乱補正を行っている。すなわち、エネルギ弁別部42は、検出深さ情報弁別部41で分類された検出層が深いγ線同士の同時計数データを、検出層が深いγ線同士の全同時計数データと、検出層が深いγ線同士で、かつ高いエネルギウィンドウを有する同時計数データとに分類している。そして、散乱補正部43は、エネルギ弁別部42で分類された検出層が深いγ線同士で、かつ高いエネルギウィンドウを有する同時計数データに基づいて、検出層が深いγ線同士の同時計数データの散乱補正を行った後に、その散乱補正後の検出層が深いγ線同士の同時計数データに基づいて、同時計数データの散乱補正を行っている。
Further, in the case of performing scatter correction using energy information in addition to the detected depth information as in the second embodiment, classification and scatter correction are performed as described above. That is, the
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.
(1)上述した各実施例では、PET装置単体を例に採って説明したが、PET装置とトランスミッション装置とを組み合わせた装置や、PET装置とX線CT装置とを組み合わせた装置や、PET装置とMR装置とを組み合わせた装置などに例示されるように、PET装置と他の装置を組み合わせた組み合わせ型PET装置に適用してもよい。 (1) In each of the above-described embodiments, the PET apparatus alone has been described as an example. However, an apparatus that combines a PET apparatus and a transmission apparatus, an apparatus that combines a PET apparatus and an X-ray CT apparatus, and a PET apparatus. As exemplified in a device combining a MR device and an MR device, the present invention may be applied to a combined PET device combining a PET device and another device.
(2)上述した各実施例では、放射線としてγ線を例に採って説明したが、γ線以外(α線やβ線)の放射線を用いた核医学診断に用いることもできる。 (2) In each of the above-described embodiments, γ rays have been taken as an example of radiation, but it can also be used for nuclear medicine diagnosis using radiation other than γ rays (α rays and β rays).
(3)上述した各実施例では、散乱補正として、デコンボリューション法や増幅率fでの増幅や平滑化処理法を組み合わせたが、これに限定されない。 (3) In each of the above-described embodiments, the deconvolution method, the amplification with the amplification factor f, and the smoothing processing method are combined as the scattering correction. However, the present invention is not limited to this.
1 … PET装置
32 … γ線検出器
35 … 同時計数回路
41 … 検出深さ情報弁別部
42 … エネルギ弁別部
43 … 散乱補正部
M … 被検体
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記放射線を検出する放射線検出手段と、
その放射線検出手段で放射線が同時に検出されたか否かを判定して、同時に検出された放射線を同時計数データとして出力する同時計数手段と、
その同時計数手段で出力された同時計数データを、前記放射線検出手段への放射線が入射する検出深さを示す情報である検出深さ情報に基づいて、全同時計数データと、所定の深さを有した前記放射線検出手段の検出層が深い放射線同士の同時計数データとに分類する第1同時計数分類手段と、
その第1同時計数分類手段で分類された前記検出層が深い放射線同士の同時計数データに基づいて、同時計数データの散乱補正を行う散乱補正手段と
を備えることを特徴とする核医学診断装置。 A nuclear medicine diagnostic apparatus for obtaining nuclear medical data of a subject based on radiation generated from the subject to which a radiopharmaceutical is administered,
Radiation detecting means for detecting the radiation;
A coincidence counting means for determining whether or not radiation is simultaneously detected by the radiation detection means, and outputting the simultaneously detected radiation as coincidence counting data;
The coincidence count data output by the coincidence counting unit is obtained by combining all coincidence count data and a predetermined depth based on detection depth information which is information indicating a detection depth at which radiation enters the radiation detection unit. A first coincidence classification unit that classifies the radiation detection unit of the radiation detection unit into deep coincidence count data;
A nuclear medicine diagnosis apparatus comprising: a scatter correction unit that scatter-corrects coincidence data based on coincidence data between radiations having deep detection layers classified by the first coincidence classification unit.
前記同時計数手段で出力された前記同時計数データを、前記放射線のエネルギ情報に基づいて、全同時計数データと、所定値よりも高いエネルギウィンドウを有する同時計数データとに分類する第2同時計数分類手段を備え、
前記散乱補正手段は、前記第2同時計数分類手段で分類された前記高いエネルギウィンドウを有する同時計数データに基づいて、同時計数データの散乱補正を行うことを特徴とする核医学診断装置。 The nuclear medicine diagnosis apparatus according to claim 1,
Second coincidence classification for classifying the coincidence data output by the coincidence means into total coincidence data and coincidence data having an energy window higher than a predetermined value based on the energy information of the radiation. With means,
The nuclear medicine diagnosis apparatus, wherein the scatter correction unit performs scatter correction of the coincidence data based on the coincidence data having the high energy window classified by the second coincidence classification unit.
前記第2同時計数分類手段は、前記第1同時計数分類手段で分類された前記検出層が深い放射線同士の同時計数データを、検出層が深い放射線同士の全同時計数データと、検出層が深い放射線同士で、かつ前記高いエネルギウィンドウを有する同時計数データとに分類し、
前記散乱補正手段は、前記第2同時計数分類手段で分類された前記検出層が深い放射線同士で、かつ前記高いエネルギウィンドウを有する同時計数データに基づいて、前記検出層が深い放射線同士の同時計数データの散乱補正を行った後に、その散乱補正後の前記検出層が深い放射線同士の同時計数データに基づいて、同時計数データの散乱補正を行うことを特徴とする核医学診断装置。 The nuclear medicine diagnosis apparatus according to claim 2,
The second coincidence classification unit includes coincidence data between radiations with deep detection layers classified by the first coincidence classification unit, total coincidence data between radiations with deep detection layers, and deep detection layers. Classifying the radiation data and the coincidence data having the high energy window,
The scattering correction unit is configured to perform simultaneous counting of radiations having a deep detection layer based on coincidence data in which the detection layers classified by the second coincidence classification unit are deep radiations and have a high energy window. A nuclear medicine diagnostic apparatus characterized in that after performing scatter correction of data, scatter correction of coincidence data is performed based on coincidence data between radiations in which the detection layer after the scatter correction is deep.
前記放射線検出手段を、前記放射線が入射する深さ方向に複数の層で積層して構成し、
入射順に第1層、第2層、…としたときに、第2層以降でともに検出された放射線の同時計数データを、前記第1同時計数分類手段は、前記検出層が深い放射線同士の同時計数データとして分類することを特徴とする核医学診断装置。 In the nuclear medicine diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The radiation detection means is configured by laminating a plurality of layers in a depth direction where the radiation is incident,
When the first layer, the second layer,... Are arranged in the order of incidence, the first coincidence classification means uses the simultaneous coincidence data of the radiation detected in the second and subsequent layers. A nuclear medicine diagnostic apparatus characterized by being classified as counting data.
最も深い層でともに検出された放射線の同時計数データを、前記第1同時計数分類手段は、前記検出層が深い放射線同士の同時計数データとして分類することを特徴とする核医学診断装置。 In the nuclear medicine diagnostic apparatus according to claim 4,
The nuclear medicine diagnosis apparatus characterized in that the first coincidence classification means classifies the coincidence data of the radiation detected in the deepest layer as coincidence data of the deep radiation in the detection layer.
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