JP2011220719A - 核医学診断装置、医用画像処理装置および医用画像診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】核医学診断装置は、ガンマ線を検出するガンマ線検出部と、ガンマ線検出部からの出力に基づいて第1の核種に対応する第1のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第1の計数分布データと、第2の核種に対応する第2のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第2の計数分布データとを発生する計数分布データ発生部と、被検体に関する放射線の減弱係数分布を記憶する記憶部と、減弱係数分布と第1の計数分布データとに基づいて、減弱補正が行われた第1の画像データを再構成する再構成部と、第1の画像データと減弱係数分布とに基づいて第2のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有する第1の核種に由来する第1の散乱線の計数分布を発生する散乱線計数分布発生部と、第1の散乱線の計数分布に基づいて第2の計数分布データに関して散乱補正を行う散乱補正部と、を具備する。
【選択図】図2
Description
(第1の実施形態)
本実施形態は、典型的には透過型(トランスミッション)コンピュータ断層撮影(Computed Tomography:以下CTと呼ぶ)装置と核医学診断装置とを有するSPECT/CT、被検体の減弱係数分布を記憶した核医学診断装置に適用可能である。しかし、医用画像診断装置として、SPECT/CTではなく、陽電子放出コンピュータ断層撮影(Positron Emission Computed Tomography:以下PETと呼ぶ)装置とX線CT装置との複合装置(以下PET/CTと呼ぶ)、または、被検体の減弱係数分布を記憶した核医学診断装置(SPECT装置またはPET装置)単体に本実施形態を適用することも可能である。また、被検体の減弱係数分布を得るためにガンマ線線源(例えばガンマ線発生部)とガンマ線検出部とを対向させて、核医学診断装置に組み込んだ装置であってもよい。ここでは、典型的なSPECT/CTを例に説明する。
混入散乱線補正機能とは、第1の核種に由来するガンマ線であって、第2のエネルギーウインドウに混入する散乱線に関する第1の散乱線の計数分布をモンテカルロシミュレーションによって推定し、当該第1の散乱線の計数分布を用いて、第2の計数分布データを補正する機能である。以下、混入散乱線補正機能に従う処理(以下混入散乱線補正処理と呼ぶ)を説明する。混入散乱線補正処理では、MCSのコードとして、EGS4を用いることとする。なお、MCSのコードとして、GEANT4などを用いることも可能である。
被検体に対するX線CTスキャンおよびSPECTスキャンに先立って、ユーザは、入力装置43にて患者情報の入力、発生されるX線の条件、検出されるX線およびガンマ線のデータ収集条件の設定や更新を行う。これらの設定や更新は、記憶部45に保存される。これらの入力/選択/設定が終了したならば、制御部47が、X線CTスキャンおよびSPECTスキャンを行う。X線CTスキャンにより多方向から収集された投影データに基づいて、被検体Pに関する減弱係数分布が再構成される(ステップSa1)。再構成された減弱係数分布に基づいて、MPR変換により断面減弱係数分布が発生される。
本変形例と第1の実施形態との相違点を以下で説明する。第1の実施形態では、MCSによって発生された第1の散乱線の計数分布に基づいて、第2の計数分布データに関して散乱補正が行われる。本変形例では、まず、再構成部23で、第1の散乱線の計数分布に基づいて第1の散乱線の画像データと、第2の計数分布データに基づいて第2の画像データとが再構成される。次に、散乱補正部27で、再構成された第1の散乱線の画像データに基づいて、第2の画像データに関して散乱補正が行われる。
本変形例における混入散乱線補正機能について、図3を参照しながら第1の実施形態と異なる機能について説明する。
本医用画像診断装置の第1の実施形態によれば、定量的な第1の画像データと減弱係数分布とに基づいたモンテカルロシミュレーションによって、第2のエネルギーウインドウに混入する第1の散乱線の計数分布を発生させる。続いて、第2の計数分布データから第1の散乱線の計数分布を減算することで、第2の計数分布データに混入する散乱線による計数を補正することができる。
第1の実施形態との相違は、第2の計数分布データに関する散乱補正の精度を示すパラメータ(以下散乱補正精度パラメータと呼ぶ)を計算することである。用いられるMCSのコードは、EGS4に限定されることはなく、例えばGEANT4などのEGS4以外のMCSのコードを用いることも可能である。以下に説明する第2の実施形態において、上述した第1の実施形態と同じ処理を行う構成要素については同符号を付してその詳細な説明は基本的に省略し、第1の実施形態と異なる処理を行う構成要素についてのみ説明する。なお、必要に応じて、第1の実施形態と重複する構成要素及び処理、図中の記号などを適宜説明する。
計数分布データ発生部17における波高弁別器には、第1のエネルギーウインドウと第2のエネルギーウインドウとの間に、散乱補正精度パラメータを計算するために第3のエネルギーウインドウが設定される。計数分布データ発生部17は、波高弁別器により設定された第3のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の計数の分布データ(以下第3の計数分布データと呼ぶ)を、微小角度ごとに発生する。
散乱補正精度パラメータ計算機能とは、第3の計数分布データと第2の散乱線の計数分布とに基づいて、散乱補正精度パラメータを計算する機能である。以下、散乱補正精度パラメータ計算機能に従う処理(以下補正精度パラメータ計算処理と呼ぶ)を説明する。補正精度パラメータ計算処理では、第1の実施形態と同じMCSのコード(EGS4)を使用するものとする。
第1の実施形態に関するフローチャートである図3と異なる処理であるステップSb3からステップSb5までの処理を以下で説明する。
本変形例と第1の実施形態との相違点を以下で説明する。第2の実施形態では、MCSによって発生された第2の散乱線の計数分布と実測による第3の計数分布データとに基づいて、散乱補正精度パラメータが計算される。本変形例では、まず、再構成部23で、第2の散乱線の計数分布に基づいて第2の散乱線の画像データと、第3の計数分布データに基づいて第3の画像データとが再構成される。次に、散乱補正精度計算部29で、再構成された第2の散乱線の画像データと第3の画像データに基づいて、散乱補正精度パラメータが計算される。
本変形例における散乱補正精度パラメータ計算機能について、図7を参照しながら第2の実施形態と異なる機能について説明する。
本医用画像診断装置の第2の実施形態によれば、定量的な第1の画像データと減弱係数分布とに基づいたモンテカルロシミュレーションによって、第3のエネルギーウインドウに混入する第2の散乱線の計数分布を発生させる。続いて、第3のエネルギーウインドウに対応する第3の計数分布データが発生される。第2の散乱線の計数分布と第3の計数分布データとに基づいて、散乱補正精度パラメータが計算される。
Claims (12)
- 被検体内から放出されるガンマ線を検出するガンマ線検出部と、
前記ガンマ線検出部を前記被検体の周りに回転自在に支持する支持機構と、
前記ガンマ線検出部からの出力に基づいて、第1の核種に対応する第1のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第1の計数分布データと、第2の核種に対応する第2のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第2の計数分布データとを発生する計数分布データ発生部と、
前記被検体に関する放射線の減弱係数分布を記憶する記憶部と、
前記記憶された減弱係数分布と前記第1の計数分布データとに基づいて、減弱補正が行われた第1の画像データを再構成する再構成部と、
前記再構成された第1の画像データと前記減弱係数分布とに基づいて、前記第2のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有する前記第1の核種に由来する第1の散乱線の計数分布を発生する散乱線計数分布発生部と、
前記発生された第1の散乱線の計数分布に基づいて、前記第2の計数分布データに関して散乱補正を行う散乱補正部と、
を具備することを特徴とする核医学診断装置。 - 前記再構成部は、前記第2の計数分布データに基づいて第2の画像データと、前記第1の散乱線の計数分布に基づいて第1の散乱線の画像データとを再構成し、
散乱補正部は、前記第1の散乱線の画像データに基づいて、前記第2の画像データに関して散乱補正を行うこと、
を特徴とする請求項1記載の核医学診断装置。 - 被検体内から放出されるガンマ線を検出するガンマ線検出部と、
前記ガンマ線検出部を前記被検体の周りに回転自在に支持する支持機構と、
前記ガンマ線検出部からの出力に基づいて、第1の核種に対応する第1のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第1の計数分布データと、前記第1のエネルギーウインドウと第2の核種に対応する第2のエネルギーウインドウとの間の第3のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第3の計数分布データとを発生する計数分布データ発生部と、
前記被検体に関する放射線の減弱係数分布を記憶する記憶部と、
前記記憶された減弱係数分布と前記第1の計数分布データとに基づいて、減弱補正が行われた第1の画像データを再構成する再構成部と、
前記再構成された第1の画像データと前記減弱係数分布とに基づいて、前記第3のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有する前記第1の核種に由来する第2の散乱線の計数分布を発生する散乱線計数分布発生部と、
前記第2の散乱線の計数分布と前記第3の計数分布データとに基づいて、散乱補正の精度を示すパラメータを計算する散乱補正精度計算部と、
を具備することを特徴とする核医学診断装置。 - 前記再構成部は、前記第3の計数分布データに基づいて第3の画像データと、前記第2の散乱線の計数分布に基づいて第2の散乱線の画像データとを再構成し、
散乱補正精度計算部は、前記第2の散乱線の画像データと前記第3の画像データとに基づいて、散乱補正の精度を示すパラメータを計算すること、
を特徴とする請求項3記載の核医学診断装置。 - 被検体に関する放射線の減弱係数分布と、第1の核種に対応する第1のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第1の計数分布データと、第2の核種に対応する第2のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第2の計数分布データとを記憶する記憶部と、
前記記憶された減弱係数分布と前記第1の計数分布データとに基づいて、減弱補正が行われた第1の画像データを再構成する再構成部と、
前記再構成された第1の画像データと前記減弱係数分布とに基づいて、前記第2のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有する前記第1の核種に由来する第1の散乱線の計数分布を発生する散乱線計数分布発生部と、
前記発生された第1の散乱線の計数分布に基づいて、前記第2の計数分布データに関して散乱補正を行う散乱補正部と、
を具備することを特徴とする医用画像処理装置。 - 前記再構成部は、前記第2の計数分布データに基づいて第2の画像データと、前記第1の散乱線の計数分布に基づいて第1の散乱線の画像データとを再構成し、
散乱補正部は、前記第1の散乱線の画像データに基づいて、前記第2の画像データに関して散乱補正を行うこと、
を特徴とする請求項5記載の医用画像処理装置。 - 被検体に関する放射線の減弱係数分布と、第1の核種に対応する第1のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第1の計数分布データと、前記第1のエネルギーウインドウと第2の核種に対応する第2のエネルギーウインドウとの間における第3のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第3の計数分布データとを記憶する記憶部と、
前記記憶された減弱係数分布と前記第1の計数分布データとに基づいて、減弱補正が行われた第1の画像データを再構成する再構成部と、
前記再構成された第1の画像データと前記減弱係数分布とに基づいて、前記第3のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有する前記第1の核種に由来する第2の散乱線の計数分布を発生する散乱線計数分布発生部と、
前記第2の散乱線の計数分布と前記第3の計数分布データとに基づいて、散乱補正の精度を示すパラメータを計算する散乱補正精度計算部と、
を具備することを特徴とする医用画像処理装置。 - 前記再構成部は、前記第3の計数分布データに基づいて第3の画像データと、前記第2の散乱線の計数分布に基づいて第2の散乱線の画像データとを再構成し、
散乱補正精度計算部は、前記第2の散乱線の画像データと前記第3の画像データとに基づいて、散乱補正の精度を示すパラメータを計算すること、
を特徴とする請求項7記載の医用画像処理装置。 - 透過型コンピュータ断層撮影装置と核医学診断装置とを有する医用画像診断装置において、
前記透過型コンピュータ断層撮影装置は、
放射線を発生する放射線発生部と、
前記放射線発生部から発生され、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出部と、
前記放射線検出部からの出力に基づいて、前記被検体に関する減弱係数分布を発生する減弱係数分布発生部とを具備し、
前記核医学診断装置は、
前記被検体内から放出されるガンマ線を検出するガンマ線検出部と、
前記ガンマ線検出部を前記被検体の周りに回転自在に支持する支持機構と、
前記ガンマ線検出部からの出力に基づいて、第1の核種に対応する第1のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第1の計数分布データと、第2の核種に対応する第2のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第2の計数分布データとを発生する計数分布データ発生部と、
前記減弱係数分布と前記第1の計数分布データとに基づいて、減弱補正が行われた第1の画像データを再構成する再構成部と、
前記再構成された第1の画像データと前記減弱係数分布とに基づいて、前記第2のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有する前記第1の核種に由来する第1の散乱線の計数分布を発生する散乱線計数分布発生部と、
前記発生された第1の散乱線の計数分布に基づいて、前記第2の計数分布データに関して散乱補正を行う散乱補正部と、
を具備することを特徴とする医用画像診断装置。 - 前記再構成部は、前記第2の計数分布データに基づいて第2の画像データと、前記第1の散乱線の計数分布に基づいて第1の散乱線の画像データとを再構成し、
散乱補正部は、前記第1の散乱線の画像データに基づいて、前記第2の画像データに関して散乱補正を行うこと、
を特徴とする請求項7記載の医用画像診断装置。 - 透過型コンピュータ断層撮影装置と核医学診断装置とを有する医用画像診断装置において、
前記透過型コンピュータ断層撮影装置は、
放射線を発生する放射線発生部と、
前記放射線発生部から発生され、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出部と、
前記放射線検出部からの出力に基づいて、前記被検体に関する減弱係数分布を発生する減弱係数分布発生部とを具備し、
前記核医学診断装置は、
前記被検体内から放出されるガンマ線を検出するガンマ線検出部と、
前記ガンマ線検出部を前記被検体の周りに回転自在に支持する支持機構と、
前記ガンマ線検出部からの出力に基づいて、第1の核種に対応する第1のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第1の計数分布データと、前記第1のエネルギーウインドウと第2の核種に対応する第2のエネルギーウインドウとの間の第3のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有するガンマ線の第3の計数分布データとを発生する計数分布データ発生部と、
前記減弱係数分布と前記第1の計数分布データとに基づいて、減弱補正が行われた第1の画像データを再構成する再構成部と、
前記再構成された第1の画像データと前記減弱係数分布とに基づいて、前記第3のエネルギーウインドウに含まれるエネルギーを有する前記第1の核種に由来する第2の散乱線の計数分布を発生する散乱線計数分布発生部と、
前記第2の散乱線の計数分布と前記第3の計数分布データとに基づいて、散乱補正の精度を示すパラメータを計算する散乱補正精度計算部と、
を具備することを特徴とする医用画像診断装置。 - 前記再構成部は、前記第3の計数分布データに基づいて第3の画像データと、前記第2の散乱線の計数分布に基づいて第2の散乱線の画像データとを再構成し、
散乱補正精度計算部は、前記第2の散乱線の画像データと前記第3の画像データとに基づいて、散乱補正の精度を示すパラメータを計算すること、
を特徴とする請求項11記載の医用画像診断装置。
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