JP2014137279A - Nuclear medicine diagnosis device - Google Patents

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渉 竹内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove scattered radiation noise intruding due to insufficient energy resolution in a nuclear medicine diagnosis device, and to enable a radiation detector that has not been used in a conventional nuclear medicine diagnosis device because of insufficient energy resolution to be used in the nuclear medicine diagnosis device.SOLUTION: The nuclear medicine diagnosis device includes both a radiation detector used mainly for measurement and a radiation detector whose energy measurement accuracy is higher than that of the former radiation detector. Thus, the information amount used by a scattered radiation correction operation of removing the scattered radiation noise is increased, thereby improving the correction accuracy.

Description

本発明は、核医学診断装置によって計測された画像の散乱線ノイズ除去方法に関する。   The present invention relates to a method for removing scattered radiation noise from an image measured by a nuclear medicine diagnostic apparatus.

特許文献1は、有機シンチレータと無機シンチレータで同一時間に計測されたγ線信号を同期計測して、一つのガンマ線信号として束ねることにより、高S/N比を実現している。   In Patent Document 1, a high S / N ratio is realized by synchronously measuring γ-ray signals measured at the same time by an organic scintillator and an inorganic scintillator and bundling them as one gamma-ray signal.

WO2009/157526WO2009 / 157526

特許文献1では、2種類のシンチレータの信号を合わせて、同期計測による検出ウィンドウを用いて2種類のシンチレータの同時計測信号からノイズを除去しているが、同時計測を用いた方法以外については考慮されていない。   In Patent Literature 1, two types of scintillator signals are combined and noise is removed from the simultaneous measurement signals of the two types of scintillators using a detection window by synchronous measurement. However, other than the method using the simultaneous measurement is considered. It has not been.

本発明は第1検出器と第2検出器との信号間で同期計測は行わず独立して扱い、エネルギー分解能が十分ではないため混入してしまう散乱線ノイズを除去する。また、エネルギー分解能が十分ではないため従来核医学診断装置に使用されなかった放射線検出器を核医学診断装置に使用可能にする。   In the present invention, synchronous measurement is not performed between the signals of the first detector and the second detector, and they are handled independently, and the scattered radiation noise that is mixed because the energy resolution is not sufficient is removed. In addition, since the energy resolution is not sufficient, a radiation detector that has not been used in a conventional nuclear medicine diagnostic apparatus can be used in the nuclear medicine diagnostic apparatus.

本発明は、核医学診断装置にて、主として計測に用いる第1種放射線検出器と、当該第1種放射線検出器よりエネルギー計測精度の高い第2種放射線検出器とを併用し、前記第1種放射線検出器と前記第2種放射線検出器との信号間で同期計測は行わず独立して扱い、散乱線ノイズ除去のための散乱線補正演算にて第2種放射線検出器の計測データを使用することを特徴とする。   In the nuclear medicine diagnostic apparatus, the first type radiation detector mainly used for measurement and the second type radiation detector having higher energy measurement accuracy than the first type radiation detector are used in combination. Synchronous measurement is not performed between the signals of the seed radiation detector and the second type radiation detector, and they are handled independently, and the measurement data of the second type radiation detector is obtained by the scattered radiation correction calculation for removing scattered radiation noise. It is characterized by using.

本発明の核医学診断装置では、エネルギー分解能が十分ではないため混入してしまう散乱線ノイズを、用いた複数種の検出器のうち、第1種放射線検出器と第2種放射線検出器との信号間で同期計測は行わず独立して扱い、相対的にエネルギー分解能の高い検出器で計測された情報をもとに補正可能となる。また、それによりエネルギー分解能が十分ではないため従来、核医学診断装置に使用されなかった放射線検出器を核医学診断装置に使用可能にする。   In the nuclear medicine diagnostic apparatus according to the present invention, the scattered radiation noise that is mixed because the energy resolution is not sufficient, among the multiple types of detectors used, between the first type radiation detector and the second type radiation detector. Synchronous measurement is not performed between signals, but they are handled independently, and correction can be made based on information measured by a detector having a relatively high energy resolution. In addition, since the energy resolution is not sufficient, a radiation detector that has not been conventionally used in a nuclear medicine diagnostic apparatus can be used in the nuclear medicine diagnostic apparatus.

散乱線混入の概要図Outline diagram of scattered radiation 核医学撮像システムNuclear medicine imaging system 第1実施形態および第2実施形態概要図Overview of the first and second embodiments 検出器ユニット内部構成例1Detector unit internal configuration example 1 検出器ユニット内部構成例2Detector unit internal configuration example 2 検出器ユニット内部構成例3Detector unit internal configuration example 3 第3実施形態概要図Outline diagram of the third embodiment 検出器配置例Example of detector arrangement エネルギースペクトル例Energy spectrum example 第4実施形態概要図Fourth embodiment outline diagram 第5実施形態概要図および第6実施形態概要図Overview diagram of the fifth embodiment and overview diagram of the sixth embodiment 検出器ヘッド内部構成例1Detector head internal configuration example 1 検出器ヘッド内部構成例2Detector head internal configuration example 2 検出器ヘッド内部構成例3Detector head internal configuration example 3 第7実施形態概要図Overview of the seventh embodiment 第8実施形態概要図Overview of the eighth embodiment

以下、図面を用いて実施例を説明する。   Embodiments will be described below with reference to the drawings.

陽電子放出断層撮影装置(Positron Emission Tomography:PET)及び単一光子放射断層撮影装置(Single Photon Emission Computed Tomograpy:SPECT)等の核医学診断装置は、被検者に注入された放射性薬剤に由来して被検者の体内から放出されるガンマ線を放射線検出器で検出し、検出されたガンマ線検出信号を基に得られた計測情報を用いて被検者の体内における放射性薬剤の分布を断層画像化する。得られた断層画像情報は代謝機能及び生理機能の診断に用いられる。   Nuclear medicine diagnostic devices such as positron emission tomography (PET) and single photon emission tomography (SPECT) are derived from radioactive drugs injected into a subject. A gamma ray emitted from the subject's body is detected by a radiation detector, and the distribution of the radiopharmaceutical in the subject's body is tomographically imaged using measurement information obtained based on the detected gamma ray detection signal. . The obtained tomographic image information is used for diagnosis of metabolic function and physiological function.

PET装置を用いた検査(PET検査)は、陽電子放出核種(15O、13N、11C、18F等)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)を被検者に投与し、PET薬剤の被検者の体内での分布を調べるものである。被検者に投与されたPET薬剤から放出された陽電子は、体内の付近の電子と結合して陽電子消滅し、511KeVのエネルギーを有する一対のガンマ線(以下、対ガンマ線と呼ぶ)を放出する。対ガンマ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、双方のガンマ線をそれぞれの放射線検出器で計測し、これらの検出器から出力されるそれぞれのガンマ線検出信号を基に得られる各情報を用いて同時計測することによって、陽電子消滅イベントがどの直線上で起こったかを特定することができる。このようにして統計的に十分な数の対ガンマ線を検出した後、OS-EM法などの画像再構成アルゴリズムを用いて、対ガンマ線の発生頻度分布、すなわちPET薬剤の被検者の体内での分布を断層画像化することができる。 Examination using a PET device (PET examination) is a radiopharmaceutical (hereinafter referred to as PET) that is labeled with a positron emitting nuclide ( 15 O, 13 N, 11 C, 18 F, etc.) and specifically accumulates at a specific site in the body. (Referred to as drug) is administered to the subject, and the distribution of the PET drug in the body of the subject is examined. The positrons emitted from the PET drug administered to the subject combine with electrons in the vicinity of the body to annihilate positrons and emit a pair of gamma rays having energy of 511 KeV (hereinafter referred to as anti-gamma rays). Since each gamma ray is emitted in almost opposite directions, both gamma rays are measured by the respective radiation detectors, and the information obtained based on the respective gamma ray detection signals output from these detectors is obtained. By using and simultaneously measuring, it is possible to specify on which straight line the positron annihilation event occurred. After detecting a statistically sufficient number of anti-gamma rays in this way, using an image reconstruction algorithm such as OS-EM method, the frequency distribution of anti-gamma rays, that is, the PET drug in the body of the subject. The distribution can be tomographically imaged.

上記した体内のPET薬剤に起因して生じるガンマ線の計測をエミッション計測、及びエミッション計測で得られたガンマ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と呼ぶ。エミッション計測では、理想的には他の物質との干渉無く検出器に入射する直達ガンマ線対が時間窓内にそれぞれ検出されることにより同時計数される。しかし、ガンマ線が被検体等の物質とコンプトン散乱などの相互作用を起こし、その進行方向が屈折して計測される散乱線が誤検出されてしまう場合が存在する(図1)。散乱線は屈折する際にエネルギーを落とすため、検出器への入射エネルギーは低下するが、同一時間窓、同一エネルギー窓内に入ってくるものは図1の破線のように誤ったLORとなる。このような散乱線ノイズはエネルギー分解能が有限な幅を持つ以上、原理的にエミッション計測時に得られるデータへの混入は避けられない。そのため、散乱線を適切に推定し計測データから減算するといった散乱線補正が一般的に用いられている。   The above-described measurement of gamma rays caused by PET in the body is called emission measurement, and image information reconstructed based on the gamma ray detection signal obtained by the emission measurement is called an emission image. In the emission measurement, ideally, a direct gamma ray pair incident on the detector without interference with other substances is detected simultaneously in the time window, and is simultaneously counted. However, there is a case where the gamma ray causes an interaction such as Compton scattering with a substance such as an object, and the traveling direction is refracted and the scattered ray measured is erroneously detected (FIG. 1). Since the scattered rays drop energy when they are refracted, the incident energy to the detector is reduced, but what enters the same time window and the same energy window becomes an erroneous LOR as shown by the broken line in FIG. Since such scattered radiation noise has a finite energy resolution, it is inevitable that it is mixed in data obtained during emission measurement in principle. For this reason, a scattered radiation correction is generally used in which the scattered radiation is appropriately estimated and subtracted from the measurement data.

前述のように、散乱線は被写体内外の物質と相互作用することによりエネルギーが本来の511keVよりも低い。そのため、検出器のエネルギー窓の設定を511keVより低い部分について狭めることで散乱線の混入を抑制することは可能である。そのため、PET装置に適した放射線検出器としては、感度、時間分解能、エネルギー分解能がそれぞれ高いレベルで求められる。近年主流となっている放射線検出器にはLu2SiO5:Ce(LSO)、LuYSiO5:Ce(LYSO)などがあり、前述の性能を高いレベルで満たしてはいるが価格が高価になるといった問題がある。一方、前述の3つの主要な性能のうち1つないし2つを満足するものは多く、例えばBi4Ge3O12(BGO)は感度が高いが時間分解能、エネルギー分解能が低く、ヨウ化ナトリウム(NaI)はエネルギー分解能は高いが、感度が低い。また、カドミウムテルル(CdTe)などの半導体検出器もエネルギー分解能は高いが、感度や時間分解能が低い。以上のようにそれぞれ長短のある放射線検出器を組み合わせることが可能となれば安価な検出器をも用いたPET装置が実現可能になるばかりではなく、従来では適用候補から外れていた検出器の利用が可能となるが、その方法は知られていない。 As described above, the scattered rays interact with substances inside and outside the subject, so that the energy is lower than the original 511 keV. Therefore, it is possible to suppress mixing of scattered radiation by narrowing the setting of the energy window of the detector for a portion lower than 511 keV. For this reason, a radiation detector suitable for a PET apparatus is required to have high levels of sensitivity, time resolution, and energy resolution. Radiation detectors that have become mainstream in recent years include Lu 2 SiO 5 : Ce (LSO), LuYSiO 5 : Ce (LYSO), etc., which satisfy the above-mentioned performance at a high level but are expensive. There's a problem. On the other hand, many of the above three main performances satisfy one or two. For example, Bi 4 Ge 3 O 12 (BGO) has high sensitivity but low time resolution and low energy resolution, and sodium iodide ( NaI) has high energy resolution but low sensitivity. Semiconductor detectors such as cadmium telluride (CdTe) also have high energy resolution but low sensitivity and time resolution. As described above, if it becomes possible to combine long and short radiation detectors, not only will it be possible to realize a PET apparatus that also uses an inexpensive detector, but the use of detectors that have been excluded from application candidates in the past. Is possible, but the method is not known.

他方、SPECT装置を用いた検査(SPECT検査)は、ガンマ線放出核種(99mTc、133I、111In、201Tl等)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、SPECT薬剤と呼ぶ)を被検者に投与し、SPECT薬剤の被検者の体内での分布を調べるものである。被検者に投与されたSPECT薬剤からは核種毎に決まったエネルギーのガンマ線が放出される。このガンマ線は鉛やタングステンなどの放射線遮蔽材により形成されたコリメータを介し飛来方向を制限した上で放射線検出器により検出される。コリメータと放射線検出器の位置、姿勢を例えば回転するなど変化させ被験者を複数の投影方向から撮像し、OS-EM法などの画像再構成アルゴリズムを用いて、ガンマ線の発生頻度分布、すなわちSPECT薬剤の被検者の体内での分布を断層画像化することができる。 On the other hand, a test using a SPECT apparatus (SPECT test) is a radiopharmaceutical (hereinafter referred to as “specific radiopharmaceutical”) that is labeled with a gamma-ray emitting nuclide ( 99m Tc, 133 I, 111 In, 201 Tl, etc.), , SPECT drug) is administered to the subject and the distribution of the SPECT drug in the body of the subject is examined. The SPECT drug administered to the subject emits gamma rays with energy determined for each nuclide. The gamma rays are detected by a radiation detector after restricting the direction of flight through a collimator formed of a radiation shielding material such as lead or tungsten. The position and orientation of the collimator and radiation detector are changed, for example, rotated, and the subject is imaged from a plurality of projection directions. Using an image reconstruction algorithm such as the OS-EM method, the frequency distribution of gamma rays, that is, the SPECT drug A tomographic image of the distribution in the body of the subject can be obtained.

SPECT撮像においてもPET撮像と同様に、ガンマ線が被検体等の物質とコンプトン散乱などの相互作用を起こし、その進行方向が屈折して計測される散乱線が誤検出されてしまう場合が存在する。そのためSPECT撮像においてもPET撮像と同様に、散乱線を適切に推定し計測データから減算するといった散乱線補正が一般的に用いられている。   In SPECT imaging as well as PET imaging, there are cases where gamma rays interact with substances such as the subject such as Compton scattering, and the scattered rays measured by refraction of the traveling direction are erroneously detected. For this reason, in the case of SPECT imaging, similarly to PET imaging, scattered radiation correction in which scattered radiation is appropriately estimated and subtracted from measurement data is generally used.

SPECT装置に適した放射線検出器としては、感度、エネルギー分解能がそれぞれ高いレベルで求められる。近年、SPECT装置で主流となっている放射線検出器にはヨウ化ナトリウム(NaI)、テルル化カドミウム(CdTe)、テルル化カドミウム亜鉛(CZT)などがあり、前述の性能を満たしてはいるが、特にエネルギー分解能の高い半導体検出器は価格が高価になるといった問題がある。PET装置と同様に、それぞれ長短のある放射線検出器を組み合わせることが可能となれば安価な検出器をも用いたSPECT装置が実現可能になるばかりではなく、従来では適用候補から外れていた検出器の利用が可能となるが、その方法は知られていない。   A radiation detector suitable for the SPECT apparatus is required to have high sensitivity and high energy resolution. In recent years, radiation detectors that have become mainstream in SPECT apparatuses include sodium iodide (NaI), cadmium telluride (CdTe), cadmium zinc telluride (CZT), and the like. In particular, a semiconductor detector with high energy resolution has a problem that the price is high. Similar to the PET apparatus, if it becomes possible to combine long and short radiation detectors, not only can a SPECT apparatus using an inexpensive detector be realized, but also a detector that has been excluded from the application candidates in the past. Can be used, but the method is not known.

本発明は、ガンマ線検出器として第1種放射線検出器および第1種放射線検出器よりもエネルギー計測精度の高い第2種放射線検出器の2種類の検出器を用い、第1種放射線検出器と第2種放射線検出器が略同一の範囲を計測するように配置され、第2種放射線検出器によって計測された第2種計測データを元に、第1種放射線検出器によって計測された第1種計測データに含まれる被写体やベッド、検出器など による散乱ガンマ線を除去する散乱線補正演算装置とを備えた核医学診断装置とすることにより、エネルギー分解能が十分ではないため混入してしまう散乱線ノイズを、用いた複数種の検出器のうち、第1種放射線検出器と第2種放射線検出器との信号間で同期計測は行わず独立して扱い、相対的にエネルギー分解能の高い検出器で計測された情報をもとに補正可能となる。また、それによりエネルギー分解能が十分ではないため従来、核医学診断装置に使用されなかった放射線検出器を核医学診断装置に使用可能にする。   The present invention uses two types of detectors, a first type radiation detector and a second type radiation detector having higher energy measurement accuracy than the first type radiation detector, as a gamma ray detector. The second type radiation detector is arranged so as to measure substantially the same range, and the first type measured by the first type radiation detector based on the second type measurement data measured by the second type radiation detector. Scattered radiation that mixes in because the energy resolution is not sufficient by using a nuclear medicine diagnostic device with a scattered radiation correction arithmetic unit that removes scattered gamma rays from subjects, beds, detectors, etc. contained in species measurement data Among the plural types of detectors used, noise is treated independently without performing synchronous measurement between the signals of the first type radiation detector and the second type radiation detector, and the detector has a relatively high energy resolution. Correction can be made based on the information measured in step (b). In addition, since the energy resolution is not sufficient, a radiation detector that has not been conventionally used in a nuclear medicine diagnostic apparatus can be used in the nuclear medicine diagnostic apparatus.

≪第1実施形態≫
以下、本発明の一実施の形態であるBi4Ge3O12(BGO)シンチレータを第1種放射線検出器11に、第1種放射線検出器11よりエネルギー分解能の高いカドミウムテルル(CdTe)半導体検出器を第2種放射線検出器12に用いた陽電子放出断層撮影装置8(PET装置)について、適宜図面を参照しながら説明する。本実施例では第1種放射線検出器11にはBGOを用いたが、Lu2SiO5:Ce(LSO)、LuYSiO5:Ce(LYSO)、Gd2SiO5:Ce(GSO) 、PbWO4(PWO)、LaBr3:Ce(LaBr)などを用いる事も可能である。また、第2種放射線検出器12には、ガリウムヒ素(GaAs)、沃化鉛(PbI2)、臭化タリウム(TlBr)、カドミウムテルル亜鉛(CZT)などを用いることも可能である。図2にPETシステム概要図を、図3にPET装置8の構成要素の関連を示す。PETシステム1はPETカメラ8、データ処理装置3、表示装置22、寝台20からなる。PETカメラ8は、ガントリ6の周上に複数の検出器ユニット10が配置され、信号弁別装置30、第1同時計数装置31、第2同時計数装置32、散乱線補正演算装置40などからなり、寝台20などでPET装置8の視野R内の適当な位置に配置された撮像対象7を計測する。また、検出器ユニット10は図4のように第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12が近接して設置され、加えて光検出器13、信号増幅装置14、パケット情報生成装置15からなる。第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12の総体積は主計測となる第1放射線検出器を優先するため、第1放射線検出器の方が大きく、図4の例では4対1である。ただし、この総体積の比は第1種放射線検出器および第2種放射線検出器に用いる素材の測定対象ガンマ線に対する感度比を考慮し定められるため、本実施例の比によらず任意の比を用いることが可能である。本発明の主体は第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12などの検出器構成と、計測データに基づいた散乱線補正演算装置40の機能にあるため、検出器とパケット情報生成装置15間の接続回路や電源など電子回路の詳細、またシンチレータを検出器に用いる際に一般的に使用されるライトガイドや、半導体検出器から電気信号を取り出すための電極などの説明および図示は省略する。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a Bi 4 Ge 3 O 12 (BGO) scintillator according to an embodiment of the present invention is used as a first type radiation detector 11 and a cadmium tellurium (CdTe) semiconductor detection having higher energy resolution than the first type radiation detector 11. A positron emission tomography apparatus 8 (PET apparatus) using the detector for the second type radiation detector 12 will be described with reference to the drawings as appropriate. In this embodiment, BGO is used for the first type radiation detector 11, but Lu 2 SiO 5 : Ce (LSO), LuYSiO 5 : Ce (LYSO), Gd 2 SiO 5 : Ce (GSO) 2, PbWO 4 ( PWO), LaBr 3 : Ce (LaBr), or the like can also be used. The second type radiation detector 12 may be made of gallium arsenide (GaAs), lead iodide (PbI 2 ), thallium bromide (TlBr), cadmium tellurium zinc (CZT), or the like. FIG. 2 shows a schematic diagram of the PET system, and FIG. 3 shows the relationship among the components of the PET apparatus 8. The PET system 1 includes a PET camera 8, a data processing device 3, a display device 22, and a bed 20. The PET camera 8 includes a plurality of detector units 10 arranged on the circumference of the gantry 6, and includes a signal discriminating device 30, a first coincidence device 31, a second coincidence device 32, a scattered ray correction arithmetic device 40, and the like. The imaging object 7 arranged at an appropriate position in the visual field R of the PET apparatus 8 is measured by the bed 20 or the like. Further, as shown in FIG. 4, the detector unit 10 is provided with a first type radiation detector 11 and a second type radiation detector 12 in proximity to each other, and in addition, a photodetector 13, a signal amplifying device 14, and a packet information generating device. Consist of 15. The total volume of the first type radiation detector 11 and the second type radiation detector 12 gives priority to the first radiation detector which is the main measurement, so the first radiation detector is larger, and in the example of FIG. 1. However, since the ratio of the total volume is determined in consideration of the sensitivity ratio of the material used for the first type radiation detector and the second type radiation detector to the measurement target gamma ray, an arbitrary ratio is used regardless of the ratio of the present embodiment. It is possible to use. Since the subject of the present invention is the detector configuration such as the first type radiation detector 11 and the second type radiation detector 12 and the function of the scattered radiation correction arithmetic unit 40 based on the measurement data, the detector and packet information generation Details of electronic circuits such as the connection circuit between the devices 15 and the power supply, as well as explanations and illustrations of light guides generally used when scintillators are used as detectors, electrodes for taking out electrical signals from semiconductor detectors, etc. Omitted.

撮像対象7から放出されたガンマ線は検出器ユニット10内の第1種放射線検出器11または第2種放射線検出器12などで光電効果やコンプトン効果などに基づき、シンチレータ型検出器では光信号として光検出器13で、半導体型検出器では電気信号として計測される。計測された信号は信号増幅装置14によって増幅され、パケット情報生成装置15により、検出器チャネル番号、計測エネルギー、計測時刻、検出器の種類などを付加されたパケット情報(List-Data)となり、データ処理装置30へと送られる。データ処理装置30では、まず信号弁別装置30により第1種放射線検出器11または第2種放射線検出器12のどちらで検出された信号かを判定し、それぞれに対応した同時計数装置に送られる。すなわち、第1種放射線検出器11の検出情報は第1同時計数装置31に、第2種放射線検出器12の検出情報は第2同時計数装置32にそれぞれ送られ、検出器種類毎に予め指定された時間窓内のパケット情報を組み合わせて同時計数情報を生成する。この同時計数情報を検出器番号すなわち検出器位置の組合せにより定まるLine of Response(LOR)毎に計数することで、サイノグラムと呼ばれるPET装置で一般的な計測データ記録フォーマットにて計測データが記録装置35に記録される。ところで、第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12とではエネルギー分解能が異なる為、それぞれの検出器における最適なエネルギー窓は異なり、本実施例の場合は、第1放射線検出器11では350-650keV、第2放射線検出器12では490-540keVとなる。そのため、被写体7内で散乱したことによりエネルギーを落とした散乱ガンマ線の混入量は第2放射線検出器12にて計測された第2種計測データの方が少なくなる。   The gamma rays emitted from the imaging object 7 are light as an optical signal in the scintillator type detector based on the photoelectric effect or the Compton effect in the first type radiation detector 11 or the second type radiation detector 12 in the detector unit 10. In the detector 13, it is measured as an electric signal in the semiconductor type detector. The measured signal is amplified by the signal amplifying device 14, and the packet information generating device 15 becomes packet information (List-Data) to which the detector channel number, measurement energy, measurement time, detector type, and the like are added. It is sent to the processing device 30. In the data processing device 30, first, the signal discriminating device 30 determines whether the signal is detected by the first type radiation detector 11 or the second type radiation detector 12, and the signal is sent to the corresponding coincidence device. That is, the detection information of the first type radiation detector 11 is sent to the first coincidence counting device 31, and the detection information of the second type radiation detector 12 is sent to the second coincidence counting device 32, and is designated in advance for each detector type. The coincidence counting information is generated by combining the packet information within the time window. By counting this coincidence information for each Line of Response (LOR) determined by the combination of the detector number, that is, the detector position, the measurement data is recorded in the recording device 35 in a general measurement data recording format in a PET device called a sinogram. To be recorded. By the way, since the energy resolution is different between the first type radiation detector 11 and the second type radiation detector 12, the optimum energy window in each detector is different, and in the case of the present embodiment, the first radiation detector 11 is different. Is 350-650 keV, and the second radiation detector 12 is 490-540 keV. Therefore, the amount of scattered gamma rays that have been reduced in energy due to scattering in the subject 7 is smaller in the second type measurement data measured by the second radiation detector 12.

散乱線補正演算装置40では、第2種計測データの方が第1種計測データよりも散乱線混入量が低いことを利用して散乱線補正を行う。第2種放射線検出器12は第1種放射線検出器11に比較しエネルギー分解能が高く、より狭いエネルギー窓を設定している為、第2種計測データは第1種計測データよりも散乱線混入量が低い。そのため、Single Scatter Simulation(SSS)など一般的に知られている散乱線補正法で精度良く第2種計測データの散乱線補正が可能である。一方、このようにして得られた散乱線補正済み第2種計測データは、第2種放射線検出器12の体積は第1種放射線検出器11に比較して少ないこと、またエネルギー窓が狭いため感度が低いことなどから、散乱線は除去されているが統計誤差は大きい。この散乱補正済み第2種計測データを第1種計測データより減算することで、第1種計測データ内に含まれる散乱線分布が推定可能である(数式1)。数式1のαは第1種計測データと第2種計測データとの感度比を調整する係数である。ところで、図4のように第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12は位置が異なるためそれぞれの計測データが示すLORの位置ずれやLOR数には差異がある。しかし、散乱線分布は一般に空間的に滑らか分布となるため、線形近似などで位置調整を行うことが可能である。次に、数式1の様に求めた散乱線分布に対してローパスフィルタなどで統計ノイズを除去する。最後に統計ノイズ除去後の推定散乱線分布を第1種計測データより減算することで、第1種計測データ内に含まれる散乱線の補正が実施される(数式2)。数式2のfはローパスフィルタのカーネルである。数式2の記号*はconvolution(重畳)を意味する。第2種計測データは散乱線が少なくこのままでも使用可能なデータとなりうるが、これにローパスフィルタをかけると画像の空間分解能が低下してしまう。本実施例の方法では、分布が滑らかであると考えられる散乱線分布を先に推定し、推定後の散乱線分布にローパスフィルタをかけることで、統計誤差を抑制しつつ画像の分解能低下を防いでいる。この方法は例えば単一の検出器にて2つのエネルギー窓を設定して2種の計測データより散乱線補正を行う方法と同様に実施できるが、本発明では各エネルギー窓に対応する検出器の素材が異なるため、散乱線の少ないことが望まれる計測データにはエネルギー分解能の高い検出器、散乱線は多くとも感度の高い事が望まれる計測データには感度の高い検出器が使用可能となり、計測画像の精度向上が期待される。
以上の様に補正された画像は記録装置35に記録され、情報出力装置21を介して表示装置22にて表示される。尚、検出器ユニット10内の第1放射線検出器11と第2放射線検出器12との配置は図4に限らず、図5や図6のように配置する事も可能である。また特に図5のように配置すると、第1放射線検出器11が第2放射線検出器12に対するコリメータの役割を果たすため、第2種計測データの散乱線混入量はより低下する。また、本実施例では第1放射線検出器11にシンチレータ検出器を、第2放射線検出器12に半導体検出器を用いたが、第2放射線検出器12が第1放射線検出器11よりもエネルギー分解能が高い組合せであれば検出器双方に半導体またはシンチレータを用いても構わない。
(数1)
sScatter=sSEW-α×sPEW
(数2)
sTrue=sSEW-sScatter*f
In the scattered radiation correction arithmetic unit 40, the scattered radiation correction is performed using the fact that the second type measurement data has a lower amount of scattered radiation mixed than the first type measurement data. Since the second type radiation detector 12 has higher energy resolution than the first type radiation detector 11 and has a narrower energy window, the second type measurement data is mixed with scattered radiation than the first type measurement data. The amount is low. Therefore, it is possible to correct the scattered radiation of the second type measurement data with high accuracy by a generally known scattered radiation correction method such as Single Scatter Simulation (SSS). On the other hand, the scattered radiation corrected second type measurement data obtained in this way has a smaller volume of the second type radiation detector 12 than the first type radiation detector 11 and a narrow energy window. Scattered rays are removed due to low sensitivity, but statistical errors are large. By subtracting the scattering-corrected second type measurement data from the first type measurement data, the scattered radiation distribution included in the first type measurement data can be estimated (Formula 1). Α in Equation 1 is a coefficient for adjusting the sensitivity ratio between the first type measurement data and the second type measurement data. Incidentally, as shown in FIG. 4, since the first type radiation detector 11 and the second type radiation detector 12 are different in position, there are differences in the LOR positional deviation and the number of LORs indicated by the respective measurement data. However, since the scattered radiation distribution is generally spatially smooth, the position can be adjusted by linear approximation or the like. Next, statistical noise is removed from the scattered radiation distribution obtained as in Equation 1 using a low-pass filter or the like. Finally, the estimated scattered radiation distribution after removal of statistical noise is subtracted from the first type measurement data, thereby correcting the scattered radiation contained in the first type measurement data (Formula 2). In Equation 2, f is a kernel of the low-pass filter. The symbol * in Equation 2 means convolution. Although the second type measurement data has few scattered rays and can be used as it is, the spatial resolution of the image is lowered when a low pass filter is applied thereto. In the method of this embodiment, the scattered radiation distribution that is considered to be smooth is estimated first, and the estimated scattered radiation distribution is subjected to a low-pass filter to prevent a reduction in image resolution while suppressing statistical errors. It is out. This method can be performed in the same manner as the method of setting two energy windows with a single detector and correcting scattered radiation from two types of measurement data. However, in the present invention, the detector corresponding to each energy window is used. Because the materials are different, a detector with high energy resolution can be used for measurement data that requires less scattered radiation, and a detector with high sensitivity can be used for measurement data that requires at most high sensitivity for scattered radiation. It is expected to improve the accuracy of measurement images.
The image corrected as described above is recorded in the recording device 35 and displayed on the display device 22 via the information output device 21. In addition, arrangement | positioning with the 1st radiation detector 11 and the 2nd radiation detector 12 in the detector unit 10 is not restricted to FIG. 4, It is also possible to arrange | position like FIG.5 and FIG.6. In particular, when arranged as shown in FIG. 5, the first radiation detector 11 serves as a collimator for the second radiation detector 12, so that the amount of scattered radiation mixed in the second type measurement data is further reduced. In this embodiment, a scintillator detector is used for the first radiation detector 11 and a semiconductor detector is used for the second radiation detector 12. However, the second radiation detector 12 has an energy resolution higher than that of the first radiation detector 11. If the combination is high, a semiconductor or a scintillator may be used for both detectors.
(Equation 1)
sScatter = sSEW-α × sPEW
(Equation 2)
sTrue = sSEW-sScatter * f

尚、特許文献1(WO2009/157526)では、有機シンチレータの時間分解能の高さを利用しているが(Time of Flight撮像)、本実施例では半導体の時間分解能が低いため、基本的にTOFを行わない。よって、特許文献1と本実施例には検出器を2種用いる事以外、共通点は無い。また、有機シンチレータはPETのガンマ線(511keV)の様な高いエネルギーのガンマ線に対する感度が一般に低く、有機と無機のシンチレータの信号を合算して一つの検出データとしている。また、この感度の低さから有機シンチレータ単体では本発明で用いる処理を公知例の構成に適用することも難しい。   In Patent Document 1 (WO2009 / 157526), the high time resolution of the organic scintillator is used (Time of Flight imaging). However, since the time resolution of the semiconductor is low in this embodiment, the TOF is basically changed. Not performed. Therefore, there is no common point in patent document 1 and a present Example other than using two types of detectors. Organic scintillators are generally low in sensitivity to high-energy gamma rays such as PET gamma rays (511 keV), and the signals of organic and inorganic scintillators are added together to form a single piece of detection data. In addition, due to this low sensitivity, it is difficult to apply the processing used in the present invention to the configuration of the known example with a single organic scintillator.

上述した実施例のように、ガンマ線検出器として第1種放射線検出器および第1種放射線検出器よりもエネルギー計測精度の高い第2種放射線検出器の2種類の検出器を用い、第1種放射線検出器と第2種放射線検出器が略同一の範囲を計測するように配置され、前記第1種放射線検出器と前記第2種放射線検出器との信号間で同期計測は行わず独立して扱い、第2種放射線検出器によって計測された第2種計測データを元に、第1種放射線検出器によって計測された第1種計測データに含まれる散乱ガンマ線を除去する散乱線補正演算装置とを備えた核医学診断装置により、エネルギー分解能が十分ではないため混入してしまう散乱線ノイズを、用いた複数種の検出器のうち、第1種放射線検出器と第2種放射線検出器との信号間で同期計測は行わず独立して扱い、相対的にエネルギー分解能の高い検出器で計測された情報をもとに補正可能となる。本実施例では、従来エネルギー分解能が十分ではないため核医学診断装置に使用されなかった放射線検出器を、核医学診断装置に使用可能にする。   As in the embodiment described above, two types of detectors, the first type radiation detector and the second type radiation detector having higher energy measurement accuracy than the first type radiation detector, are used as the gamma ray detector. The radiation detector and the second type radiation detector are arranged so as to measure substantially the same range, and independent measurement is not performed between the signals of the first type radiation detector and the second type radiation detector. Scattered ray correction arithmetic device that removes scattered gamma rays contained in the first type measurement data measured by the first type radiation detector based on the second type measurement data measured by the second type radiation detector The first-type radiation detector and the second-type radiation detector among the plurality of types of detectors used to detect scattered radiation noise that is mixed due to insufficient energy resolution by the nuclear medicine diagnostic apparatus comprising: Synchronizer between signals Independently handled without becomes possible correction on the basis of the information measured by relatively high energy resolution detectors. In the present embodiment, a radiation detector that has not been used in a nuclear medicine diagnostic apparatus because of insufficient energy resolution can be used in the nuclear medicine diagnostic apparatus.

尚、第1種放射線検出器と第2種放射線検出器が略同一の範囲を計測するように配置する際の略同一の範囲は、エネルギー分解能が十分ではないため混入してしまう散乱線ノイズを、用いた複数種の検出器のうち、第1種放射線検出器と第2種放射線検出器との信号間で同期計測は行わず独立して扱い、相対的にエネルギー分解能の高い検出器で計測された情報をもとに補正するために必要な範囲であればよく、補正対象でない部分で計測対象が一致していなくとも補正対象部分で計測対象が一致していれば良い。   Note that the substantially same range when the first type radiation detector and the second type radiation detector are arranged so as to measure substantially the same range is caused by scattered radiation noise that is mixed because the energy resolution is not sufficient. Of the multiple types of detectors used, the signals of the first type radiation detector and the second type radiation detector are not subjected to synchronous measurement, but are handled independently and measured with a detector having a relatively high energy resolution. It suffices if it is within a range necessary for correction based on the information that has been corrected, and it is only necessary that the measurement target matches the correction target portion even if the measurement target does not match the non-correction target portion.

≪第2実施形態≫
本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態のシステム構成要素は第1実施形態と同一(図3)であるが、散乱線補正演算部40での散乱線補正演算方法のみ異なり、以下の様になる。
<< Second Embodiment >>
A second embodiment of the present invention will be described. The system components of the second embodiment are the same as those of the first embodiment (FIG. 3), but only the scattered radiation correction calculation method in the scattered radiation correction calculation unit 40 is different as follows.

散乱線補正演算装置40では、第2種計測データの方が第1種計測データよりも散乱線混入量が低いことを利用して散乱線補正を行う。第2種放射線検出器12は第1種放射線検出器11に比較しエネルギー分解能が高く、より狭いエネルギー窓を設定している為、第2種計測データは第1種計測データよりも散乱線混入量が低い。ところで、Single Scatter Simulation(SSS)など一般的に知られているシミュレーションに基づく散乱線補正法では、計測画像を初期画像として、初期画像中の線源強度分布の各点からその強度に比例した量のガンマ線を計算上放出し、被写体内での散乱確率および散乱角をシミュレートすることで散乱線分布を推定する。しかし、初期画像には散乱線が混入しているため、実際の放射線強度分布とは異なる。そこで従来は前記シミュレーションを複数回反復的に実施し実際の放射線強度分布を推定している。本案では、この初期画像に散乱線混入の少ない第2種計測データを用いる。この様にすることで、シミュレーションの反復回数を従来より減らしても精度の高い散乱線補正が可能となる。一般に、シミュレーション演算は計算過程にて考慮する物理現象の範囲や、計算に用いる画像の解像度などにより精度や計算時間が決まる。精度向上のためには高い解像度でより細かな物理現象を組み込んだシミュレーションが必要となり、計算時間が長くなる。本実施例では前述のように、シミュレーションの反復回数を減らせるため、計算時間が同一でも、単回のシミュレーション精度の向上が可能である。   In the scattered radiation correction arithmetic unit 40, the scattered radiation correction is performed using the fact that the second type measurement data has a lower amount of scattered radiation mixed than the first type measurement data. Since the second type radiation detector 12 has higher energy resolution than the first type radiation detector 11 and has a narrower energy window, the second type measurement data is mixed with scattered radiation than the first type measurement data. The amount is low. By the way, in a scattered radiation correction method based on a generally known simulation such as Single Scatter Simulation (SSS), an amount proportional to the intensity from each point of the source intensity distribution in the initial image using the measurement image as an initial image. The gamma ray is calculated and the scattered radiation distribution is estimated by simulating the scattering probability and the scattering angle in the subject. However, since the initial image contains scattered radiation, it differs from the actual radiation intensity distribution. Therefore, conventionally, the simulation is repeatedly performed a plurality of times to estimate the actual radiation intensity distribution. In the present plan, second type measurement data with less scattered radiation is used for this initial image. By doing so, it is possible to perform highly accurate scattered ray correction even if the number of simulation iterations is reduced as compared with the prior art. In general, the accuracy and calculation time of a simulation calculation are determined by the range of physical phenomena considered in the calculation process, the resolution of an image used for the calculation, and the like. In order to improve the accuracy, a simulation incorporating a finer physical phenomenon with a high resolution is required, and the calculation time becomes longer. In this embodiment, as described above, since the number of simulation iterations can be reduced, even if the calculation time is the same, it is possible to improve the accuracy of a single simulation.

≪第3実施形態≫
本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態の陽電子放出断層撮影カメラ8(PETカメラ)は、第1実施形態と概ね同一であるが、第2種放射線検出器12で計測された第2種計測データの扱い、および散乱補正演算装置40での散乱補正方法が異なる。
«Third embodiment»
A third embodiment of the present invention will be described. The positron emission tomography camera 8 (PET camera) of the third embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, but handles the second type measurement data measured by the second type radiation detector 12 and scatter correction. The scattering correction method in the arithmetic unit 40 is different.

本実施例では第1種放射線検出器11にBi4Ge3O12(BGO)シンチレータを、第2種放射線検出器12に第1種放射線検出器11よりエネルギー分解能の高いカドミウムテルル(CdTe)半導体検出器を用いた。第1種放射線検出器11にはLu2SiO5:Ce(LSO)、LuYSiO5:Ce(LYSO)、Gd2SiO5:Ce(GSO) 、PbWO4(PWO)、LaBr3:Ce(LaBr)などを用いる事も可能であり、第2種放射線検出器12には、ガリウムヒ素(GaAs)、沃化鉛(PbI2)、臭化タリウム(TlBr)、カドミウムテルル亜鉛(CZT)などを用いることも可能である。図2にPETシステム概要図を、図7にPET装置8の構成要素の関連を示す。PETシステム1はPETカメラ8、データ処理装置3、表示装置22、寝台20からなる。PETカメラ8は、ガントリ6の周上に複数の検出器ユニット10が配置され、信号弁別装置30、第1同時計数装置31、エネルギースペクトル生成装置33、散乱フラクション推定装置34、散乱線補正演算装置40などからなり、寝台20などでPET装置8の視野R内の適当な位置に配置された撮像対象7を計測する。また、検出器ユニット10は図4のように第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12が近接して設置され、加えて光検出器13、信号増幅装置14、パケット情報生成装置15からなる。第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12の総体積は主計測となる第1放射線検出器を優先するため、第1放射線検出器の方が大きく、図4の例では4対1である。この総体積の比は第1種放射線検出器および第2種放射線検出器に用いる素材の測定対象ガンマ線に対する感度比を考慮し定められるため、本実施例の比によらず任意の比を用いることが可能である。本発明の主体は第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12などの検出器構成と、計測データに基づいた散乱線補正演算装置40の機能にあるため、検出器とパケット情報生成装置15間の接続回路や電源など電子回路の詳細、またシンチレータを検出器に用いる際に一般的に使用されるライトガイドや、半導体検出器から電気信号を取り出すための電極などの説明および図示は省略する。 In this embodiment, a Bi 4 Ge 3 O 12 (BGO) scintillator is used for the first type radiation detector 11, and a cadmium tellurium (CdTe) semiconductor having a higher energy resolution than the first type radiation detector 11 for the second type radiation detector 12. A detector was used. The first type radiation detector 11 includes Lu 2 SiO 5 : Ce (LSO), LuYSiO 5 : Ce (LYSO), Gd 2 SiO 5 : Ce (GSO), PbWO 4 (PWO), LaBr 3 : Ce (LaBr). It is also possible to use gallium arsenide (GaAs), lead iodide (PbI 2 ), thallium bromide (TlBr), cadmium tellurium zinc (CZT), etc. Is also possible. FIG. 2 shows a schematic diagram of the PET system, and FIG. 7 shows the relationship among the components of the PET apparatus 8. The PET system 1 includes a PET camera 8, a data processing device 3, a display device 22, and a bed 20. In the PET camera 8, a plurality of detector units 10 are arranged on the circumference of the gantry 6, and a signal discriminating device 30, a first coincidence device 31, an energy spectrum generating device 33, a scattered fraction estimating device 34, and a scattered ray correction calculating device. 40, and the imaging target 7 arranged at an appropriate position in the visual field R of the PET apparatus 8 is measured by the bed 20 or the like. Further, as shown in FIG. 4, the detector unit 10 is provided with a first type radiation detector 11 and a second type radiation detector 12 in proximity to each other, and in addition, a photodetector 13, a signal amplifying device 14, and a packet information generating device. Consist of 15. The total volume of the first type radiation detector 11 and the second type radiation detector 12 gives priority to the first radiation detector which is the main measurement, so the first radiation detector is larger, and in the example of FIG. 1. Since the ratio of the total volume is determined in consideration of the sensitivity ratio of the material used for the first type radiation detector and the second type radiation detector to the measurement target gamma ray, an arbitrary ratio should be used regardless of the ratio of this embodiment. Is possible. Since the subject of the present invention is the detector configuration such as the first type radiation detector 11 and the second type radiation detector 12 and the function of the scattered radiation correction arithmetic unit 40 based on the measurement data, the detector and packet information generation Details of electronic circuits such as the connection circuit between the devices 15 and the power supply, as well as explanations and illustrations of light guides generally used when scintillators are used as detectors, electrodes for taking out electrical signals from semiconductor detectors, etc. Omitted.

撮像対象7から放出されたガンマ線は検出器ユニット10内の第1種放射線検出器11または第2種放射線検出器12などで光電効果やコンプトン効果などに基づき、シンチレータ型検出器では光信号として光検出器13で、半導体型検出器では電気信号として計測される。計測された信号は信号増幅装置14によって増幅され、パケット情報生成装置15により、検出器チャネル番号、計測エネルギー、計測時刻、検出器の種類などを付加されたパケット情報(List-Data)となり、データ処理装置30へと送られる。データ処理装置30では、まず信号弁別装置30により第1種放射線検出器11または第2種放射線検出器12のどちらで検出された信号かを判定し、第1種放射線検出器11のデータであれば第1同時計数装置31に、第2種放射線検出器12のデータであればエネルギースペクトル生成装置33に送られる。第1同時計数装置31では予め指定された時間窓内のパケット情報を組み合わせて同時計数情報を生成する。この同時計数情報を検出器番号すなわち検出器位置の組合せにより定まるLine of Response(LOR)毎に計数することで、サイノグラムと呼ばれるPET装置で一般的な計測データ記録フォーマットにて計測データが記録装置35に記録される。また、エネルギースペクトル生成装置33では各第2種放射線検出器12にて検出されたガンマ線のエネルギースペクトルを生成し、記録装置35にて記録される。   The gamma rays emitted from the imaging object 7 are light as an optical signal in the scintillator type detector based on the photoelectric effect or the Compton effect in the first type radiation detector 11 or the second type radiation detector 12 in the detector unit 10. In the detector 13, it is measured as an electric signal in the semiconductor type detector. The measured signal is amplified by the signal amplifying device 14, and the packet information generating device 15 becomes packet information (List-Data) to which the detector channel number, measurement energy, measurement time, detector type, and the like are added. It is sent to the processing device 30. In the data processing device 30, first, the signal discrimination device 30 determines whether the signal is detected by the first type radiation detector 11 or the second type radiation detector 12, and the data of the first type radiation detector 11 can be obtained. For example, the data of the second type radiation detector 12 is sent to the first coincidence device 31 to the energy spectrum generator 33. The first coincidence device 31 generates coincidence information by combining packet information within a time window designated in advance. By counting this coincidence information for each Line of Response (LOR) determined by the combination of the detector number, that is, the detector position, the measurement data is recorded in the recording device 35 in a general measurement data recording format in a PET device called a sinogram. To be recorded. In addition, the energy spectrum generation device 33 generates an energy spectrum of gamma rays detected by the respective second type radiation detectors 12 and records it in the recording device 35.

ところで、計測された信号内の散乱線の混入割合すなわち散乱線フラクションは、被検体内の薬剤分布や被検体の物質密度分布(体格など)により変化するため、正確な散乱線補正のためには、撮像毎に補正すべき散乱線量を知ることが必要である。散乱体の無い点線源に対して予め第2放射線検出器12にて実測したエネルギースペクトルを直達ガンマ線の応答特性とし、この応答特性から外れたデータは散乱線と考えられる。図9に点線源と散乱体があるファントムのエネルギースペクトルを示す。図9の2つのスペクトルを比較すると、全吸収ピーク近傍ではほぼ合致しているが、それ以外の範囲では分布に差がある。そこで、この差を散乱線混入分とし、散乱線混入量を全体の計数で割ったものを散乱フラクション(Scatter Fraction:SF)とする。   By the way, the mixing ratio of scattered radiation in the measured signal, that is, the scattered radiation fraction, changes depending on the drug distribution in the subject and the substance density distribution (physique etc.) of the subject. It is necessary to know the scattered dose to be corrected for each imaging. The energy spectrum actually measured by the second radiation detector 12 with respect to a point source having no scatterer is used as a direct gamma-ray response characteristic, and data deviating from this response characteristic is considered to be scattered radiation. FIG. 9 shows an energy spectrum of a phantom having a dotted line source and a scatterer. When the two spectra in FIG. 9 are compared, they are almost the same in the vicinity of the total absorption peak, but there is a difference in the distribution in the other ranges. Therefore, this difference is used as the amount of mixed scattered radiation, and the scattering fraction (SF) is obtained by dividing the amount of mixed scattered radiation by the total count.

散乱フラクション推定装置34では、上述の方法でエネルギースペクトル生成装置33にて生成したエネルギースペクトルから散乱フラクションを推定する。尚、この散乱フラクションの推定は、各第2放射線検出器12について、単一の検出器について求めても、または近接する複数の検出器をまとめた上で求めてもよい。以上のようにして求めた第2種放射線検出器12での散乱フラクションをもとに、第1種放射線検出器11での同時計数によるLOR毎の散乱フラクションを求めるため、以下の処理を行う。まず、任意の第1種放射線検出器11に近接した第2種放射線検出器12の1つないし複数の平均散乱フラクションを算出し、それを当該第1種放射線検出器11の散乱フラクションとする。その後、該LORをなす第1種放射線検出器対(検出器Aと検出器Bとする)のそれぞれの散乱フラクション、すなわち検出器Aでの散乱フラクションSFAと検出器Bでの散乱フラクションSFBをもとに数式3を用いて該LORのSFLORを求める。
(数3)
SFLOR= 1-(1- SFA)(1- SFB) = SFA + SFB - SFA x SFB
In the scattering fraction estimation apparatus 34, a scattering fraction is estimated from the energy spectrum produced | generated in the energy spectrum production | generation apparatus 33 with the above-mentioned method. In addition, estimation of this scattering fraction may be calculated | required about each 2nd radiation detector 12 about a single detector, or may be calculated | required after combining the several detector which adjoins. In order to obtain the scattering fraction for each LOR by the simultaneous counting in the first type radiation detector 11 based on the scattering fraction in the second type radiation detector 12 obtained as described above, the following processing is performed. First, one or a plurality of average scattering fractions of the second type radiation detector 12 in the vicinity of an arbitrary first type radiation detector 11 are calculated and set as the scattering fraction of the first type radiation detector 11. Thereafter, the respective scattering fractions of the first type radiation detector pair (detector A and detector B) forming the LOR, that is, the scattering fraction SF A at the detector A and the scattering fraction SF B at the detector B Based on the above, the SF LOR of the LOR is obtained using Equation 3.
(Equation 3)
SF LOR = 1- (1- SF A ) (1- SF B ) = SF A + SF B -SF A x SF B

散乱線補正演算装置40では、前記SFLORを第1種計測データの各LORで計測されたカウント数にかけることで、除去すべき散乱線カウント数を求め、減算することにより補正を行う。尚、散乱線補正演算装置40の処理としては上記によらず、Single Scatter Simulation(SSS)などのシミュレーション散乱補正において、推定した散乱線分布を第1種計測データより減算する際に、計測サイノグラムの撮像対象周辺部のプロファイルと推定散乱線分布のプロファイルとが合致するように散乱線分布の強度を調整するTail−Fittingの代わりに、前記SFLORから推定された除去すべき散乱線カウントと推定散乱線分布のカウントが合致するように調整することも可能である。 In the scattered radiation correction calculation device 40, the SF LOR is multiplied by the count number measured by each LOR of the first type measurement data, thereby obtaining and subtracting the scattered radiation count number to be removed. Note that the processing of the scattered radiation correction calculation device 40 is not based on the above, and when subtracting the estimated scattered radiation distribution from the first type measurement data in simulation scatter correction such as Single Scatter Simulation (SSS), Instead of tail-fitting that adjusts the intensity of the scattered radiation distribution so that the profile of the periphery of the imaging target matches the profile of the estimated scattered radiation distribution, the scattered radiation count to be removed and the estimated scattering estimated from the SF LOR It is also possible to adjust the line distribution count to match.

以上の様に補正された画像は記録装置35に記録され、情報出力装置21を介して表示装置22にて表示される。尚、検出器ユニット10内の第1放射線検出器11と第2放射線検出器12との配置は図4に限らず、図6や図8のように配置する事も可能である。また、本実施例では第1放射線検出器11にシンチレータ検出器を、第2放射線検出器12に半導体検出器を用いたが、第2放射線検出器12が第1放射線検出器11よりもエネルギー分解能が高く、かつ第2放射線検出器12のエネルギースペクトルの安定性が高いような組合せであれば検出器双方に半導体またはシンチレータを用いても構わない。   The image corrected as described above is recorded in the recording device 35 and displayed on the display device 22 via the information output device 21. In addition, arrangement | positioning with the 1st radiation detector 11 and the 2nd radiation detector 12 in the detector unit 10 is not restricted to FIG. 4, It is also possible to arrange | position like FIG.6 and FIG.8. In this embodiment, a scintillator detector is used for the first radiation detector 11 and a semiconductor detector is used for the second radiation detector 12. However, the second radiation detector 12 has an energy resolution higher than that of the first radiation detector 11. As long as the combination is high and the energy spectrum stability of the second radiation detector 12 is high, a semiconductor or a scintillator may be used for both detectors.

≪第4実施形態≫
本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態のシステム構成要素は第3実施形態と概ね同一(図10)であるが、散乱線補正演算部40の代わりに最尤推定画像再構成装置41を用いる。
<< Fourth Embodiment >>
A fourth embodiment of the present invention will be described. Although the system components of the fourth embodiment are substantially the same as those of the third embodiment (FIG. 10), a maximum likelihood estimated image reconstruction device 41 is used instead of the scattered radiation correction calculation unit 40.

第3実施形態と同様に、散乱フラクション推定装置34ではエネルギースペクトル生成装置33にて生成したエネルギースペクトルから散乱フラクションを推定する。尚、この散乱フラクションの推定までは第3実施形態と同一である。求めた第2種放射線検出器12での散乱フラクションをもとに、第1種放射線検出器11での同時計数によるLOR毎の散乱フラクションを求めるため、以下の処理を行う。まず、任意の第1種放射線検出器11に近接した第2種放射線検出器12の1つないし複数の平均散乱フラクションを算出し、それを当該第1種放射線検出器11の散乱フラクションとする。その後、該LORをなす第1種放射線検出器対(検出器Aと検出器Bとする)のそれぞれの散乱フラクション、すなわち検出器Aでの散乱フラクションSFAと検出器Bでの散乱フラクションSFBをもとに数式3を用いて該LORのSFLORを求める。最尤推定画像再構成装置41では、第1種計測データの各LORの計数のうち、(1-SFLOR)が真同時計数であるとして重みづけを行い、最尤推定画像再構成を行う。この方法に対して、本実施例では複数種類の放射線検出器を用い、エネルギー分解能に優れた第2種放射線検出器12により計測されたエネルギースペクトルを用いている。前述のように、PET装置に適した放射線検出器としては、感度、時間分解能、エネルギー分解能がそれぞれ高いレベルで求められるような検出器を用いることを想定しているが、本発明では、前述の3つの主要な性能のうち1つないし2つを満足するものの組み合わせでも実施可能であり、安価な検出器をも用いたPET装置が実現可能になるばかりではなく、従来では適用候補から外れていた検出器の利用が可能となる。 Similar to the third embodiment, the scattering fraction estimation device 34 estimates the scattering fraction from the energy spectrum generated by the energy spectrum generation device 33. The process up to the estimation of the scattering fraction is the same as that of the third embodiment. In order to obtain the scattering fraction for each LOR by the simultaneous counting in the first type radiation detector 11 based on the obtained scattering fraction in the second type radiation detector 12, the following processing is performed. First, one or a plurality of average scattering fractions of the second type radiation detector 12 in the vicinity of an arbitrary first type radiation detector 11 are calculated and set as the scattering fraction of the first type radiation detector 11. Thereafter, the respective scattering fractions of the first type radiation detector pair (detector A and detector B) forming the LOR, that is, the scattering fraction SF A at the detector A and the scattering fraction SF B at the detector B Based on the above, the SF LOR of the LOR is obtained using Equation 3. The maximum likelihood estimated image reconstruction apparatus 41 performs weighting by assuming that (1-SF LOR ) is a true coincidence count among the LOR counts of the first type measurement data, and performs maximum likelihood estimated image reconstruction. In contrast to this method, in this embodiment, a plurality of types of radiation detectors are used, and the energy spectrum measured by the second type radiation detector 12 having excellent energy resolution is used. As described above, as a radiation detector suitable for the PET apparatus, it is assumed that a detector that requires high levels of sensitivity, time resolution, and energy resolution is used. A combination of three main performances satisfying one or two can be implemented, and not only a PET apparatus using an inexpensive detector can be realized, but also has been excluded from application candidates in the past. The detector can be used.

<<第5実施形態>>
以下、本発明の一実施の形態であるヨウ化ナトリウム(NaI)シンチレータを第1種放射線検出器11に、第1種放射線検出器11よりエネルギー分解能の高いカドミウムテルル(CdTe)半導体検出器を第2種放射線検出器12に用いた単一光子放出断層撮影装置9(SPECT装置)について、適宜図面を参照しながら説明する。本実施例では第1種放射線検出器11にはNaIを用いたが、第1実施例にて述べたような他のシンチレータを用いる事も可能である。また、第2種放射線検出器12には、ガリウムヒ素(GaAs)、沃化鉛(PbI2)、臭化タリウム(TlBr)、カドミウムテルル亜鉛(CZT)などを用いることも可能である。図2にシステム概要図を、図11にSPECT装置9の構成要素の関連を示す。SPECTシステム1は核医学カメラ2(本例ではSPECTカメラ9)、データ処理装置3、表示装置22、寝台20からなる。SPECTカメラ9には単一または複数の検出器ヘッド16備わり、図示しないが回転機構により検出器ヘッド16が撮像視野Rの周上を180度または360度回転する。尚、この回転角度は角度方向の分解能の要求によって決まる為、任意である。データ処理装置3は信号弁別装置30、第1計数装置38、第2計数装置39、散乱線補正演算装置40などからなり、寝台20などでSPECT装置9の視野R内の適当な位置に配置された撮像対象7を計測する。また、検出器ヘッド16は図4のように第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12が近接して設置され、加えて光検出器13、信号増幅装置14、パケット情報生成装置15、コリメータ17からなる。第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12の総体積は主計測となる第1放射線検出器を優先するため、第1放射線検出器の方が大きく、図4の例では4対1である。ただし、この総体積の比は第1種放射線検出器および第2種放射線検出器に用いる素材の測定対象ガンマ線に対する感度比を考慮し定められるため、本実施例の比によらず任意の比を用いることが可能であり、第2放射線検出器12の方が第1放射線検出器11より総体積比が大きくとも構わない。本発明の主体は第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12などの検出器構成と、計測データに基づいた散乱線補正演算装置40の機能にあるため、検出器とパケット情報生成装置15間の接続回路や電源など電子回路の詳細、またシンチレータを検出器に用いる際に一般的に使用されるライトガイドや、半導体検出器から電気信号を取り出すための電極などの説明および図示は省略する。
<< Fifth Embodiment >>
Hereinafter, a sodium iodide (NaI) scintillator according to an embodiment of the present invention is used as a first type radiation detector 11 and a cadmium tellurium (CdTe) semiconductor detector having a higher energy resolution than the first type radiation detector 11 is used. A single photon emission tomography apparatus 9 (SPECT apparatus) used for the two-type radiation detector 12 will be described with reference to the drawings as appropriate. In this embodiment, NaI is used for the first type radiation detector 11, but other scintillators as described in the first embodiment can also be used. The second type radiation detector 12 may be made of gallium arsenide (GaAs), lead iodide (PbI 2 ), thallium bromide (TlBr), cadmium tellurium zinc (CZT), or the like. FIG. 2 shows a system outline diagram, and FIG. 11 shows the relationship among the components of the SPECT apparatus 9. The SPECT system 1 includes a nuclear medicine camera 2 (SPECT camera 9 in this example), a data processing device 3, a display device 22, and a bed 20. The SPECT camera 9 includes a single or a plurality of detector heads 16, and the detector head 16 rotates 180 degrees or 360 degrees around the imaging field of view R by a rotation mechanism (not shown). Note that this rotation angle is arbitrary because it depends on the resolution requirement in the angular direction. The data processing device 3 includes a signal discriminating device 30, a first counting device 38, a second counting device 39, a scattered radiation correction calculating device 40, and the like, and is arranged at an appropriate position in the visual field R of the SPECT device 9 by the bed 20 or the like. The imaged object 7 is measured. Further, as shown in FIG. 4, the detector head 16 is provided with the first type radiation detector 11 and the second type radiation detector 12 in proximity to each other, and in addition, the photodetector 13, the signal amplifying device 14, and the packet information generating device. 15 and a collimator 17. The total volume of the first type radiation detector 11 and the second type radiation detector 12 gives priority to the first radiation detector which is the main measurement, so the first radiation detector is larger, and in the example of FIG. 1. However, since the ratio of the total volume is determined in consideration of the sensitivity ratio of the material used for the first type radiation detector and the second type radiation detector to the measurement target gamma ray, an arbitrary ratio is used regardless of the ratio of the present embodiment. The total volume ratio of the second radiation detector 12 may be larger than that of the first radiation detector 11. Since the subject of the present invention is the detector configuration such as the first type radiation detector 11 and the second type radiation detector 12 and the function of the scattered radiation correction arithmetic unit 40 based on the measurement data, the detector and packet information generation Details of electronic circuits such as the connection circuit between the devices 15 and the power supply, as well as explanations and illustrations of light guides generally used when scintillators are used as detectors, electrodes for taking out electrical signals from semiconductor detectors, etc. Omitted.

撮像対象7から放出されたガンマ線は検出器ヘッド16内の第1種放射線検出器11または第2種放射線検出器12などで光電効果やコンプトン効果などに基づき、シンチレータ型検出器では光信号として光検出器13で、半導体型検出器では電気信号として計測される。計測された信号は信号増幅装置14によって増幅され、パケット情報生成装置15により、検出器チャネル番号、計測エネルギー、計測時刻、検出器の種類、検出器ヘッドの回転角度や回転半径などを付加されたパケット情報(List-Data)となり、データ処理装置30へと送られる。データ処理装置30では、まず信号弁別装置30により第1種放射線検出器11または第2種放射線検出器12のどちらで検出された信号かを判定し、それぞれに対応した計数装置に送られる。すなわち、第1種放射線検出器11の検出情報は第1計数装置38に、第2種放射線検出器12の検出情報は第2計数装置39にそれぞれ送られる。第1計数装置38および第2計数装置39では検出器番号すなわち検出器位置と検出器ヘッドの回転角度や回転半径ごとに投影データとして記録装置35に記録される。この投影データは検出器ヘッドの回転角度や回転半径の組合せにより定まるLine of Response(LOR)毎に編集することで、サイノグラムと呼ばれるPETやSPECT装置で一般的な計測データ記録フォーマットに変換して記録しても構わない。ところで、第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12とではエネルギー分解能が異なる為、それぞれの検出器における最適なエネルギー窓は異なる。本実施例にて例えば99mTcを撮像する場合は、第1放射線検出器11では120-170keV、第2放射線検出器12では130-160keVのようになる。そのため、被写体7内で散乱したことによりエネルギーを落とした散乱ガンマ線の混入量は第2放射線検出器12にて計測された第2種計測データの方が少なくなる。 The gamma rays emitted from the imaging object 7 are light as an optical signal in the scintillator type detector based on the photoelectric effect or the Compton effect in the first type radiation detector 11 or the second type radiation detector 12 in the detector head 16. In the detector 13, it is measured as an electric signal in the semiconductor type detector. The measured signal is amplified by the signal amplifying device 14, and the packet information generating device 15 adds the detector channel number, measurement energy, measurement time, detector type, detector head rotation angle, rotation radius, and the like. Packet information (List-Data) is sent to the data processing device 30. In the data processing device 30, first, the signal discriminating device 30 determines whether the signal is detected by the first type radiation detector 11 or the second type radiation detector 12, and the signal is sent to the corresponding counting device. That is, the detection information of the first type radiation detector 11 is sent to the first counting device 38, and the detection information of the second type radiation detector 12 is sent to the second counting device 39. In the first counting device 38 and the second counting device 39, the detector number, that is, the detector position and the rotation angle and rotation radius of the detector head are recorded as projection data in the recording device 35. This projection data is edited for each line of response (LOR) determined by the combination of the rotation angle and rotation radius of the detector head, and converted into a general measurement data recording format by a PET or SPECT apparatus called a sinogram and recorded. It doesn't matter. By the way, since the energy resolution is different between the first-type radiation detector 11 and the second-type radiation detector 12, the optimum energy window in each detector is different. For example, when 99m Tc is imaged in the present embodiment, the first radiation detector 11 has 120-170 keV, and the second radiation detector 12 has 130-160 keV. Therefore, the amount of scattered gamma rays that have been reduced in energy due to scattering in the subject 7 is smaller in the second type measurement data measured by the second radiation detector 12.

散乱線補正演算装置40では、第2種計測データの方が第1種計測データよりも散乱線混入量が低いことを利用して散乱線補正を行う。第2種放射線検出器12は第1種放射線検出器11に比較しエネルギー分解能が高く、より狭いエネルギー窓を設定している為、第2種計測データは第1種計測データよりも散乱線混入量が低い。この第2種計測データを第1種計測データより減算することで、第1種計測データ内に含まれる散乱線分布が推定可能である(数式1)。数式1のαは第1種計測データと第2種計測データとの感度比を調整する係数である。図12のように第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12は位置が異なるためそれぞれの計測データが示すLORの位置ずれやLOR数には差異がある。しかし、散乱線分布は一般に空間的に滑らか分布となること、検出器ヘッドが回転することなどから線形近似などで位置調整を行うことが可能である。次に、数式1の様に求めた散乱線分布に対してローパスフィルタなどで統計ノイズを除去する。最後に統計ノイズ除去後の推定散乱線分布を第1種計測データより減算することで、第1種計測データ内に含まれる散乱線の補正が実施される(数式2)。数式2のfはローパスフィルタのカーネルである。第2種計測データは散乱線が少なくこのままでも使用可能なデータとなりうるが、これにローパスフィルタをかけると画像の空間分解能が低下してしまう。本実施例の方法では、分布が滑らかであると考えられる散乱線分布を先に推定し、推定後の散乱線分布にローパスフィルタをかけることで、統計誤差を抑制しつつ画像の分解能低下を防いでいる。この方法は例えば、PETにて単一の検出器にて2つのエネルギー窓を設定して2種の計測データより散乱線補正を行う方法と同様に実施できるが、本発明では各エネルギー窓に対応する検出器の素材が異なるため、散乱線の少ないことが望まれる計測データにはエネルギー分解能の高い検出器、散乱線は多くとも感度の高い事が望まれる計測データには感度の高い検出器が使用可能となり、計測画像の精度向上が期待される。
以上の様に補正された画像は記録装置35に記録され、情報出力装置21を介して表示装置22にて表示される。尚、検出器ヘッド16内の第1放射線検出器11と第2放射線検出器12との配置は図12に限らず、検出器ヘッド16が複数ある場合は図13と図14のように第1種放射線検出器および第2種放射線検出器のみからなる検出器ヘッドを任意の比率で組み合わせること、すなわち例えば検出器ヘッドが2つのSPECTカメラの場合、片方は図13、他方は図14のようにすることも可能である。また、本実施例では第1放射線検出器11にシンチレータ検出器を、第2放射線検出器12に半導体検出器を用いたが、第2放射線検出器12が第1放射線検出器11よりもエネルギー分解能が高い組合せであれば検出器双方に半導体またはシンチレータを用いても構わない。コリメータについても本実施例で図示したような平行コリメータに限らず、ファンビームやピンホール、マルチピンホールなどのコリメータ形状でも構わない。さらに、本実施例では回転撮像としたが、検出器を揺らすように動かすことや、平行移動させるなどの撮像方法でも構わない。
In the scattered radiation correction arithmetic unit 40, the scattered radiation correction is performed using the fact that the second type measurement data has a lower amount of scattered radiation mixed than the first type measurement data. Since the second type radiation detector 12 has higher energy resolution than the first type radiation detector 11 and has a narrower energy window, the second type measurement data is mixed with scattered radiation than the first type measurement data. The amount is low. By subtracting the second type measurement data from the first type measurement data, the scattered radiation distribution included in the first type measurement data can be estimated (Formula 1). Α in Equation 1 is a coefficient for adjusting the sensitivity ratio between the first type measurement data and the second type measurement data. As shown in FIG. 12, the first type radiation detector 11 and the second type radiation detector 12 have different positions, and therefore there are differences in the LOR positional deviation and the number of LORs indicated by the respective measurement data. However, since the scattered radiation distribution is generally spatially smooth and the detector head rotates, it is possible to adjust the position by linear approximation or the like. Next, statistical noise is removed from the scattered radiation distribution obtained as in Equation 1 using a low-pass filter or the like. Finally, the estimated scattered radiation distribution after removal of statistical noise is subtracted from the first type measurement data, thereby correcting the scattered radiation contained in the first type measurement data (Formula 2). In Equation 2, f is a kernel of the low-pass filter. Although the second type measurement data has few scattered rays and can be used as it is, the spatial resolution of the image is lowered when a low pass filter is applied thereto. In the method of this embodiment, the scattered radiation distribution that is considered to be smooth is estimated first, and the estimated scattered radiation distribution is subjected to a low-pass filter to prevent a reduction in image resolution while suppressing statistical errors. It is out. For example, this method can be implemented in the same manner as the method in which two energy windows are set with a single detector in PET and the scattered radiation correction is performed from two types of measurement data. In the present invention, each energy window is supported. Because the materials of the detectors to be used are different, a detector with high energy resolution is required for measurement data that requires a small amount of scattered radiation, and a detector with high sensitivity is required for measurement data that requires at most high sensitivity for scattered radiation. It can be used, and the accuracy of measurement images is expected to improve.
The image corrected as described above is recorded in the recording device 35 and displayed on the display device 22 via the information output device 21. The arrangement of the first radiation detector 11 and the second radiation detector 12 in the detector head 16 is not limited to FIG. 12, and when there are a plurality of detector heads 16, the first radiation detector 11 as shown in FIGS. 13 and 14. Combining detector heads consisting of only the seed radiation detector and the second kind radiation detector in an arbitrary ratio, that is, for example, when the detector head is two SPECT cameras, one is as shown in FIG. 13 and the other is as shown in FIG. It is also possible to do. In this embodiment, a scintillator detector is used for the first radiation detector 11 and a semiconductor detector is used for the second radiation detector 12. However, the second radiation detector 12 has an energy resolution higher than that of the first radiation detector 11. If the combination is high, a semiconductor or a scintillator may be used for both detectors. The collimator is not limited to the parallel collimator as illustrated in the present embodiment, and may be a collimator shape such as a fan beam, a pinhole, or a multi-pinhole. Furthermore, although the rotation imaging is used in the present embodiment, an imaging method such as moving the detector so as to be shaken or moving in parallel may be used.

<<第6実施形態>>
本発明の第6実施形態について説明する。第6実施形態のシステム構成要素は第5実施形態と同一(図11)であるが、散乱線補正演算部40での散乱線補正演算方法のみ異なり、以下の様になる。
<< Sixth Embodiment >>
A sixth embodiment of the present invention will be described. The system components of the sixth embodiment are the same as those of the fifth embodiment (FIG. 11), but only the scattered radiation correction calculation method in the scattered radiation correction calculation unit 40 is different and is as follows.

散乱線補正演算装置40では、第2種計測データの方が第1種計測データよりも散乱線混入量が低いことを利用して散乱線補正を行う。第2種放射線検出器12は第1種放射線検出器11に比較しエネルギー分解能が高く、より狭いエネルギー窓を設定している為、第2種計測データは第1種計測データよりも散乱線混入量が低い。ところで、Single Scatter Simulation(SSS)など一般的に知られているシミュレーションに基づく散乱線補正法では、計測画像を初期画像として、初期画像中の線源強度分布の各点からその強度に比例した量のガンマ線を計算上放出し、被写体内での散乱確率および散乱角をシミュレートすることで散乱線分布を推定する。しかし、初期画像には散乱線が混入しているため、実際の放射線強度分布とは異なる。そこで従来は前記シミュレーションを複数回反復的に実施し実際の放射線強度分布を推定している。本案では、この初期画像に散乱線混入の少ない第2種計測データを用いる。この様にすることで、シミュレーションの反復回数を従来より減らしても精度の高い散乱線補正が可能となる。一般に、シミュレーション演算は計算過程にて考慮する物理現象の範囲や、計算に用いる画像の解像度などにより精度や計算時間が決まる。精度向上のためには高い解像度でより細かな物理現象を組み込んだシミュレーションが必要となり、計算時間が長くなる。本実施例では前述のように、シミュレーションの反復回数を減らせるため、計算時間が同一でも、単回のシミュレーション精度の向上が可能である。   In the scattered radiation correction arithmetic unit 40, the scattered radiation correction is performed using the fact that the second type measurement data has a lower amount of scattered radiation mixed than the first type measurement data. Since the second type radiation detector 12 has higher energy resolution than the first type radiation detector 11 and has a narrower energy window, the second type measurement data is mixed with scattered radiation than the first type measurement data. The amount is low. By the way, in a scattered radiation correction method based on a generally known simulation such as Single Scatter Simulation (SSS), an amount proportional to the intensity from each point of the source intensity distribution in the initial image using the measurement image as an initial image. The gamma ray is calculated and the scattered radiation distribution is estimated by simulating the scattering probability and the scattering angle in the subject. However, since the initial image contains scattered radiation, it differs from the actual radiation intensity distribution. Therefore, conventionally, the simulation is repeatedly performed a plurality of times to estimate the actual radiation intensity distribution. In the present plan, second type measurement data with less scattered radiation is used for this initial image. By doing so, it is possible to perform highly accurate scattered ray correction even if the number of simulation iterations is reduced as compared with the prior art. In general, the accuracy and calculation time of a simulation calculation are determined by the range of physical phenomena considered in the calculation process, the resolution of an image used for the calculation, and the like. In order to improve the accuracy, a simulation incorporating a finer physical phenomenon with a high resolution is required, and the calculation time becomes longer. In this embodiment, as described above, since the number of simulation iterations can be reduced, even if the calculation time is the same, it is possible to improve the accuracy of a single simulation.

<<第7実施形態>>
本発明の第7実施形態について説明する。第7実施形態の単一光子放出断層撮影カメラ9(SPECTカメラ)は、第5実施形態と概ね同一であるが、第2種放射線検出器12で計測された第2種計測データの扱い、および散乱補正演算装置40での散乱補正方法が異なり、図15のようになる。
<< Seventh embodiment >>
A seventh embodiment of the present invention will be described. The single photon emission tomography camera 9 (SPECT camera) of the seventh embodiment is substantially the same as that of the fifth embodiment, but handles the second type measurement data measured by the second type radiation detector 12, and The scattering correction method in the scattering correction arithmetic unit 40 is different, and is as shown in FIG.

第1種放射線検出器11にヨウ化ナトリウム(NaI)シンチレータを、第1種放射線検出器11よりエネルギー分解能の高い第2種放射線検出器12にカドミウムテルル(CdTe)半導体検出器を用いた。本実施例では第1種放射線検出器11にはNaIを用いたが、第1実施例にて述べたような他のシンチレータを用いる事も可能である。また、第2種放射線検出器12には、ガリウムヒ素(GaAs)、沃化鉛(PbI2)、臭化タリウム(TlBr)、カドミウムテルル亜鉛(CZT)などを用いることも可能である。図2にシステム概要図を、図15にSPECT装置9の構成要素の関連を示す。SPECTシステム1は核医学カメラ2(本例ではSPECTカメラ9)、データ処理装置3、表示装置22、寝台20からなる。SPECTカメラ9には単一または複数の検出器ヘッド16備わり、図示しないが回転機構により検出器ヘッド16が撮像視野Rの周上を180度または360度回転する。尚、この回転角度は角度方向の分解能の要求によって決まる為、任意である。データ処理装置3は信号弁別装置30、第1計数装置38、第2計数装置39、散乱線補正演算装置40などからなり、寝台20などでSPECT装置9の視野R内の適当な位置に配置された撮像対象7を計測する。また、検出器ヘッド16は図4のように第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12が近接して設置され、加えて光検出器13、信号増幅装置14、パケット情報生成装置15、コリメータ17からなる。第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12の総体積は主計測となる第1放射線検出器を優先するため、第1放射線検出器の方が大きく、図4の例では4対1である。ただし、この総体積の比は第1種放射線検出器および第2種放射線検出器に用いる素材の測定対象ガンマ線に対する感度比を考慮し定められるため、本実施例の比によらず任意の比を用いることが可能であり、第2放射線検出器12の方が第1放射線検出器11より総体積比が大きくとも構わない。本発明の主体は第1種放射線検出器11と第2種放射線検出器12などの検出器構成と、計測データに基づいた散乱線補正演算装置40の機能にあるため、検出器とパケット情報生成装置15間の接続回路や電源など電子回路の詳細、またシンチレータを検出器に用いる際に一般的に使用されるライトガイドや、半導体検出器から電気信号を取り出すための電極などの説明および図示は省略する。 A sodium iodide (NaI) scintillator was used as the first type radiation detector 11, and a cadmium tellurium (CdTe) semiconductor detector was used as the second type radiation detector 12 having higher energy resolution than the first type radiation detector 11. In this embodiment, NaI is used for the first type radiation detector 11, but other scintillators as described in the first embodiment can also be used. The second type radiation detector 12 may be made of gallium arsenide (GaAs), lead iodide (PbI 2 ), thallium bromide (TlBr), cadmium tellurium zinc (CZT), or the like. FIG. 2 shows a system outline diagram, and FIG. 15 shows the relationship among the components of the SPECT apparatus 9. The SPECT system 1 includes a nuclear medicine camera 2 (SPECT camera 9 in this example), a data processing device 3, a display device 22, and a bed 20. The SPECT camera 9 includes a single or a plurality of detector heads 16, and the detector head 16 rotates 180 degrees or 360 degrees around the imaging field of view R by a rotation mechanism (not shown). Note that this rotation angle is arbitrary because it depends on the resolution requirement in the angular direction. The data processing device 3 includes a signal discriminating device 30, a first counting device 38, a second counting device 39, a scattered radiation correction calculating device 40, and the like, and is arranged at an appropriate position in the visual field R of the SPECT device 9 by the bed 20 or the like. The imaged object 7 is measured. Further, as shown in FIG. 4, the detector head 16 is provided with the first type radiation detector 11 and the second type radiation detector 12 in proximity to each other, and in addition, the photodetector 13, the signal amplifying device 14, and the packet information generating device. 15 and a collimator 17. The total volume of the first type radiation detector 11 and the second type radiation detector 12 gives priority to the first radiation detector which is the main measurement, so the first radiation detector is larger, and in the example of FIG. 1. However, since the ratio of the total volume is determined in consideration of the sensitivity ratio of the material used for the first type radiation detector and the second type radiation detector to the measurement target gamma ray, an arbitrary ratio is used regardless of the ratio of the present embodiment. The total volume ratio of the second radiation detector 12 may be larger than that of the first radiation detector 11. Since the subject of the present invention is the detector configuration such as the first type radiation detector 11 and the second type radiation detector 12 and the function of the scattered radiation correction arithmetic unit 40 based on the measurement data, the detector and packet information generation Details of electronic circuits such as the connection circuit between the devices 15 and the power supply, as well as explanations and illustrations of light guides generally used when scintillators are used as detectors, electrodes for taking out electrical signals from semiconductor detectors, etc. Omitted.

撮像対象7から放出されたガンマ線は検出器ヘッド16内の第1種放射線検出器11または第2種放射線検出器12などで光電効果やコンプトン効果などに基づき、シンチレータ型検出器では光信号として光検出器13で、半導体型検出器では電気信号として計測される。計測された信号は信号増幅装置14によって増幅され、パケット情報生成装置15により、検出器チャネル番号、計測エネルギー、計測時刻、検出器の種類、検出器ヘッドの回転角度や回転半径などを付加されたパケット情報(List-Data)となり、データ処理装置30へと送られる。データ処理装置30では、まず信号弁別装置30により第1種放射線検出器11または第2種放射線検出器12のどちらで検出された信号かを判定し、第1種放射線検出器11のデータであれば第1計数装置38に、第2種放射線検出器12のデータであればエネルギースペクトル生成装置33に送られる。第1計数装置38では検出器番号すなわち検出器位置と検出器ヘッドの回転角度や回転半径ごとに投影データとして記録装置35に記録される。この投影データは検出器ヘッドの回転角度や回転半径の組合せにより定まるLine of Response(LOR)毎に編集することで、サイノグラムと呼ばれるPETやSPECT装置で一般的な計測データ記録フォーマットに変換して記録しても構わない。また、エネルギースペクトル生成装置33では各第2種放射線検出器12にて検出されたガンマ線のエネルギースペクトルを生成し、記録装置35にて記録される。   The gamma rays emitted from the imaging object 7 are light as an optical signal in the scintillator type detector based on the photoelectric effect or the Compton effect in the first type radiation detector 11 or the second type radiation detector 12 in the detector head 16. In the detector 13, it is measured as an electric signal in the semiconductor type detector. The measured signal is amplified by the signal amplifying device 14, and the packet information generating device 15 adds the detector channel number, measurement energy, measurement time, detector type, detector head rotation angle, rotation radius, and the like. Packet information (List-Data) is sent to the data processing device 30. In the data processing device 30, first, the signal discrimination device 30 determines whether the signal is detected by the first type radiation detector 11 or the second type radiation detector 12, and the data of the first type radiation detector 11 can be obtained. For example, the data of the second type radiation detector 12 is sent to the first counting device 38 to the energy spectrum generating device 33. In the first counting device 38, the detector number, that is, the detector position and the rotation angle and rotation radius of the detector head are recorded in the recording device 35 as projection data. This projection data is edited for each line of response (LOR) determined by the combination of the rotation angle and rotation radius of the detector head, and converted into a general measurement data recording format by a PET or SPECT apparatus called a sinogram and recorded. It doesn't matter. In addition, the energy spectrum generation device 33 generates an energy spectrum of gamma rays detected by the respective second type radiation detectors 12 and records it in the recording device 35.

以上の計測データをもとに、散乱線補正演算装置40にて散乱線補正を行うが、その方法は第3実施形態と同一である。すなわち、まず散乱フラクション推定装置34にて散乱体の無い点線源に対して予め第2放射線検出器12にてあらかじめ計測したエネルギースペクトルと、被写体7の撮像時に上述の方法でエネルギースペクトル生成装置33にて生成されたエネルギースペクトルとの比較を行うことで散乱フラクションを求める。尚、この散乱フラクションの推定は、各第2放射線検出器12について、単一の検出器について求めても、または近接する複数の検出器をまとめた上で求めてもよい。その後、任意の第1種放射線検出器11に近接した第2種放射線検出器12の1つないし複数の平均散乱フラクションを算出し、それを当該第1種放射線検出器11の推定散乱フラクションSFESTとする。 The scattered radiation correction is performed by the scattered radiation correction arithmetic unit 40 based on the above measurement data, and the method is the same as that of the third embodiment. That is, first, the energy spectrum previously measured by the second radiation detector 12 with respect to the point source without the scatterer by the scattering fraction estimation device 34 and the energy spectrum generation device 33 by the above-described method when the subject 7 is imaged. The scattering fraction is obtained by comparing with the generated energy spectrum. In addition, estimation of this scattering fraction may be calculated | required about each 2nd radiation detector 12 about a single detector, or may be calculated | required after combining the several detector which adjoins. Thereafter, one or a plurality of average scattering fractions of the second type radiation detector 12 proximate to the arbitrary first type radiation detector 11 are calculated, and are calculated as the estimated scattering fraction SF EST of the first type radiation detector 11. And

散乱線補正演算装置40では、前記SFESTを第1種計測データの記録単位(チャネルまたはLOR)で計測されたカウント数にかけることで、除去すべき散乱線カウント数を求め、減算することにより補正を行う。尚、散乱線補正演算装置40の処理としては上記によらず、Single Scatter Simulation(SSS)などのシミュレーション散乱補正において、推定した散乱線分布を第1種計測データより減算する際に、計測サイノグラムの撮像対象周辺部のプロファイルと推定散乱線分布のプロファイルとが合致するように散乱線分布の強度を調整するTail−Fittingの代わりに、前記SFESTから推定された除去すべき散乱線カウントと推定散乱線分布のカウントが合致するように調整することも可能である。 In the scattered radiation correction calculation device 40, the SF EST is multiplied by the count number measured in the recording unit (channel or LOR) of the first type measurement data, thereby obtaining and subtracting the scattered radiation count number to be removed. Make corrections. Note that the processing of the scattered radiation correction calculation device 40 is not based on the above, and when subtracting the estimated scattered radiation distribution from the first type measurement data in simulation scatter correction such as Single Scatter Simulation (SSS), Instead of tail-fitting that adjusts the intensity of the scattered radiation distribution so that the profile of the periphery of the imaging target matches the profile of the estimated scattered radiation distribution, the scattered radiation count to be removed and the estimated scattering estimated from the SF EST are used. It is also possible to adjust the line distribution count to match.

以上の様に補正された画像は記録装置35に記録され、情報出力装置21を介して表示装置22にて表示される。尚、検出器ヘッド16内の第1放射線検出器11と第2放射線検出器12との配置は図12に限らず、検出器ヘッド16が複数ある場合は図13と図14のように第1種放射線検出器および第2種放射線検出器のみからなる検出器ヘッドを任意の比率で組み合わせること、すなわち例えば検出器ヘッドが2つのSPECTカメラの場合、片方は図13、他方は図14のようにすることも可能である。また、本実施例では第1放射線検出器11にシンチレータ検出器を、第2放射線検出器12に半導体検出器を用いたが、第2放射線検出器12が第1放射線検出器11よりもエネルギー分解能が高い組合せであれば検出器双方に半導体またはシンチレータを用いても構わない。コリメータについても本実施例で図示したような平行コリメータに限らず、ファンビームやピンホール、マルチピンホールなどのコリメータ形状でも構わない。さらに、本実施例では回転撮像としたが、検出器を揺らすように動かすことや、平行移動させるなどの撮像方法でも構わない。   The image corrected as described above is recorded in the recording device 35 and displayed on the display device 22 via the information output device 21. The arrangement of the first radiation detector 11 and the second radiation detector 12 in the detector head 16 is not limited to FIG. 12, and when there are a plurality of detector heads 16, the first radiation detector 11 as shown in FIGS. 13 and 14. Combining detector heads consisting of only the seed radiation detector and the second kind radiation detector in an arbitrary ratio, that is, for example, when the detector head is two SPECT cameras, one is as shown in FIG. 13 and the other is as shown in FIG. It is also possible to do. In this embodiment, a scintillator detector is used for the first radiation detector 11 and a semiconductor detector is used for the second radiation detector 12. However, the second radiation detector 12 has an energy resolution higher than that of the first radiation detector 11. If the combination is high, a semiconductor or a scintillator may be used for both detectors. The collimator is not limited to the parallel collimator as illustrated in the present embodiment, and may be a collimator shape such as a fan beam, a pinhole, or a multi-pinhole. Furthermore, although the rotation imaging is used in the present embodiment, an imaging method such as moving the detector so as to be shaken or moving in parallel may be used.

<<第8実施形態>>
本発明の第8実施形態について説明する。第8実施形態のシステム構成要素は第3実施形態と概ね同一(図16)であるが、散乱線補正演算部40の代わりに最尤推定画像再構成装置41を用いる。本実施例では第7実施形態と同様に、散乱フラクション推定装置34ではエネルギースペクトル生成装置33にて生成したエネルギースペクトルから散乱フラクションを推定する。この散乱フラクションの推定、すなわち第1種計測データの記録単位(チャネルまたはLOR)の推定散乱フラクションSFESTを求めるところまでは第7実施形態と同一である。
<< Eighth Embodiment >>
An eighth embodiment of the present invention will be described. The system components of the eighth embodiment are substantially the same as those of the third embodiment (FIG. 16), but a maximum likelihood estimated image reconstruction device 41 is used instead of the scattered radiation correction calculation unit 40. In this example, as in the seventh embodiment, the scattering fraction estimation device 34 estimates the scattering fraction from the energy spectrum generated by the energy spectrum generation device 33. The process up to the estimation of the scattering fraction, that is, the estimated scattering fraction SF EST of the recording unit (channel or LOR) of the first type measurement data is the same as in the seventh embodiment.

求めた推定散乱フラクションSFESTをもとに、最尤推定画像再構成装置41では、第1種計測データの記録単位(チャネルまたはLOR)の計数のうち、(1-SFEST)が真の計数であるとして重みづけを行い、最尤推定画像再構成を行う。この方法は、PET用の方法をSPECT画像再構成に応用することで実現可能である。最尤推定画像再構成の方法に対して、本実施例では複数種類の放射線検出器を用い、エネルギー分解能に優れた第2種放射線検出器12により計測されたエネルギースペクトルを用いている。前述のように、SPECT装置に適した放射線検出器としては、感度とエネルギー分解能がそれぞれ高いレベルで求められるが、本発明では、前述の2つの主要な性能のうち1つないし2つを満足するものの組み合わせでも実施可能であり、安価な検出器をも用いたSPECT装置が実現可能になるばかりではなく、従来では適用候補から外れていた検出器の利用が可能となる。 Based on the obtained estimated scattering fraction SF EST , the maximum likelihood estimated image reconstruction device 41 has a true count (1-SF EST ) among the counts of the recording units (channel or LOR) of the first type measurement data. Is weighted and maximum likelihood estimation image reconstruction is performed. This method can be realized by applying the PET method to SPECT image reconstruction. In contrast to the maximum likelihood estimation image reconstruction method, in this embodiment, a plurality of types of radiation detectors are used, and the energy spectrum measured by the second type radiation detector 12 having excellent energy resolution is used. As described above, a radiation detector suitable for a SPECT apparatus is required to have high sensitivity and energy resolution, but the present invention satisfies one or two of the two main performances described above. It is possible to implement a combination of components, and not only a SPECT apparatus using an inexpensive detector can be realized, but also a detector that has been conventionally excluded from application candidates can be used.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、コンピュータのプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル、測定情報、算出情報等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。よって、各処理、各構成は、処理部、処理ユニット、プログラムモジュールなどとして各機能を実現可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. In addition, each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by a computer processor. Information such as programs, tables, files, measurement information, and calculation information for realizing each function is stored in a recording device such as a memory, a hard disk, or an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD. Can be put in. Therefore, each process and each configuration can realize each function as a processing unit, a processing unit, a program module, and the like.
Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.

1 核医学撮像システム
2 核医学カメラ
3 データ処理装置
4 散乱線補正演算装置
5 撮像対象
6 ガントリ
7 撮像対象
8 陽電子放出断層撮像カメラ(PETカメラ)
9 単一光子放出断層撮像カメラ(SPECTカメラ)
10 検出器ユニット
11 第1種放射線検出器
12 第2種放射線検出器
13 光検出器
14 信号増幅装置
15 パケット情報生成装置
16 検出器ヘッド
17 コリメータ
20 寝台
21 情報出力装置
22 表示装置
23 ガンマ線
24 放射線検出器
30 信号弁別装置
31 第1同時計数装置
32 第2同時計数装置
33 エネルギースペクトル生成装置
34 散乱フラクション推定装置
35 記憶装置
36 第1計測画像作成装置
37 第2計測画像作成装置
38 第1計数装置
39 第2計数装置
40 散乱線補正演算装置
41 最尤推定画像再構成装置
1 Nuclear medicine imaging system
2 Nuclear medicine camera
3 Data processing device
4 Scattered ray correction calculation device
5 Imaging targets
6 Gantry 7 Imaging object 8 Positron emission tomographic imaging camera (PET camera)
9 Single photon emission tomography camera (SPECT camera)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Detector unit 11 1st type radiation detector 12 2nd type radiation detector 13 Optical detector 14 Signal amplifier 14 Packet information production | generation apparatus 16 Detector head 17 Collimator 20 Bed 21 Information output device 22 Display apparatus 23 Gamma ray 24 Radiation Detector 30 Signal discriminating device 31 First coincidence device 32 Second coincidence device 33 Energy spectrum generation device 34 Scattered fraction estimation device 35 Storage device 36 First measurement image creation device 37 Second measurement image creation device 38 First count device 39 Second counting device 40 Scattered ray correction computing device 41 Maximum likelihood estimation image reconstruction device

Claims (12)

ガンマ線検出器として第1種放射線検出器および第1種放射線検出器よりもエネルギー計測精度の高い第2種放射線検出器の2種類の検出器を用い、第1種放射線検出器と第2種放射線検出器が略同一の範囲を計測するように配置され、前記第1種放射線検出器と前記第2種放射線検出器との信号間で同期計測は行わず独立して扱い、第2種放射線検出器によって計測された第2種計測データを元に、第1種放射線検出器によって計測された第1種計測データに含まれる散乱ガンマ線を除去する散乱線補正演算装置とを備えた核医学診断装置。   The first type radiation detector and the second type radiation are used as the gamma ray detector, the first type radiation detector and the second type radiation detector having higher energy measurement accuracy than the first type radiation detector. The detectors are arranged to measure substantially the same range, and the signals of the first type radiation detector and the second type radiation detector are handled independently without performing synchronous measurement, and the second type radiation detection is performed. A nuclear medicine diagnostic apparatus comprising: a scattered radiation correction arithmetic device that removes scattered gamma rays included in the first type measurement data measured by the first type radiation detector based on the second type measurement data measured by the instrument . 請求項1について、該第1種放射線検出器にシンチレータを用い、該第2種放射線検出器に半導体検出器を用いた核医学診断装置。   The nuclear medicine diagnosis apparatus according to claim 1, wherein a scintillator is used for the first type radiation detector and a semiconductor detector is used for the second type radiation detector. 請求項1について、該第1種放射線検出器、および該第2種放射線検出器にシンチレータを用いた核医学診断装置。   The nuclear medicine diagnosis apparatus according to claim 1, wherein a scintillator is used for the first type radiation detector and the second type radiation detector. 請求項1について、該第1種放射線検出器、および該第2種放射線検出器に半導体検出器を用いた核医学診断装置。   The nuclear medicine diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a semiconductor detector is used for the first type radiation detector and the second type radiation detector. 請求項1または請求項2または請求項3または請求項4のいずれか1項の核医学診断装置において、該第1種放射線検出器、および該第2種放射線検出器にて同時計数計測を行う陽電子放出断層撮影装置。   5. The nuclear medicine diagnostic apparatus according to claim 1, or claim 2, or claim 3 or claim 4, wherein the first type radiation detector and the second type radiation detector perform simultaneous counting measurement. Positron emission tomography system. 請求項1または請求項2または請求項3または請求項4のいずれか1項の核医学診断装置において、該第1種放射線検出器にて同時計数計測を行い、該第2種放射線検出器では検出したガンマ線のエネルギー情報を記録しエネルギースペクトルを作成する陽電子放出断層撮影装置。   In the nuclear medicine diagnostic apparatus according to claim 1, or claim 2, or claim 3 or claim 4, the first type radiation detector performs coincidence measurement, and the second type radiation detector A positron emission tomography system that records energy information of detected gamma rays and creates an energy spectrum. 請求項1または請求項2または請求項3または請求項4のいずれか1項の核医学診断装置において、該第1種放射線検出器、および該第2種放射線検出器の位置やコリメータの位置または姿勢を変化させながら撮像を行う単一光子放射断層撮影装置。   5. The nuclear medicine diagnostic apparatus according to claim 1 or claim 2 or claim 3 or claim 4, wherein the position of the first type radiation detector and the second type radiation detector or the position of the collimator or Single-photon emission tomography device that captures images while changing posture. 請求項1または請求項2または請求項3または請求項4のいずれか1項の核医学診断装置において、該第1種放射線検出器、および該第2種放射線検出器の位置やコリメータの位置または姿勢を変化させながら該第1種放射線検出器にて撮像を行い、該第2種放射線検出器では検出したガンマ線のエネルギー情報を記録しエネルギースペクトルを作成する単一光子放射断層撮影装置。   5. The nuclear medicine diagnostic apparatus according to claim 1 or claim 2 or claim 3 or claim 4, wherein the position of the first type radiation detector and the second type radiation detector or the position of the collimator or A single photon emission tomography apparatus that performs imaging with the first type radiation detector while changing the posture, records energy information of detected gamma rays in the second type radiation detector, and creates an energy spectrum. 請求項5または請求項7のいずれか1項の核医学診断装置の該散乱線補正演算装置において、該第1種計測データとして該第1種放射線検出器での計測結果から得られるサイノグラムまたは画像を用い、該第2種計測データとして第2種放射線検出器での計測結果から得られるサイノグラムまたは画像のうち前記第1種計測データと同一形式のものを用い、前記第1種計測データと前記第2種計測データとの計測感度を調整した後、前記第1種計測データから前記第2種計測データを減算すること事により散乱線分布を推定し、推定した散乱線分布の統計雑音をフィルタにより除去した後、該第1種計測データからノイズ除去後の推定散乱線分布を減算することにより散乱線補正を行う核医学診断装置。   In the scattered radiation correction arithmetic unit of the nuclear medicine diagnostic apparatus according to any one of claims 5 and 7, a sinogram or an image obtained from a measurement result of the first type radiation detector as the first type measurement data. Using the same type as the first type measurement data among the sinogram or the image obtained from the measurement result of the second type radiation detector as the second type measurement data, and using the first type measurement data and the After adjusting the measurement sensitivity with the second type measurement data, the scattered radiation distribution is estimated by subtracting the second type measurement data from the first type measurement data, and the statistical noise of the estimated scattered radiation distribution is filtered. A nuclear medicine diagnostic apparatus that corrects scattered radiation by subtracting the estimated scattered radiation distribution after noise removal from the first-type measurement data after removing by the above. 請求項5または請求項7のいずれか1項の核医学診断装置の該散乱線補正演算装置において、該第1種計測データに含まれる散乱線分布をシミュレーションにより推定する際に、該第2種計測データより得られる第2種計測画像を初期値として用い、前記第1種計測データから推定散乱線分布を減算することにより散乱線補正を行う核医学診断装置。   In the scattered radiation correction arithmetic unit of the nuclear medicine diagnosis apparatus according to any one of claims 5 and 7, when the scattered radiation distribution included in the first type measurement data is estimated by simulation, the second type A nuclear medicine diagnostic apparatus that performs scattered ray correction by subtracting an estimated scattered ray distribution from the first type measurement data using a second type measurement image obtained from measurement data as an initial value. 請求項5または請求項6または請求項7または請求項8のいずれか1項の核医学診断装置の該散乱線補正演算装置において、該第1種放射線検出器と該第2種放射線検出器を略近接して配置し、該第2種計測データより得られる第2種計測エネルギースペクトルを元に近接する第1種計測検出器にて計測されたガンマ線計数のうち散乱線による計数が占める割合である散乱線割合を推定し、該第1種計測データに含まれる散乱線分布をシミュレーションにより推定する際に前記散乱線割合を用いることを特徴とする核医学診断装置。   The scattered radiation correction arithmetic unit of the nuclear medicine diagnostic apparatus according to claim 5 or claim 6 or claim 7 or claim 8, wherein the first-type radiation detector and the second-type radiation detector are The ratio of scattered rays to the gamma ray counts measured by the first type measurement detectors that are arranged close to each other and based on the second type measurement energy spectrum obtained from the second type measurement data. A nuclear medicine diagnostic apparatus characterized in that a certain scattered radiation ratio is estimated, and the scattered radiation ratio is used when estimating a scattered radiation distribution included in the first type measurement data by simulation. 請求項5または請求項6または請求項7または請求項8のいずれか1項の核医学診断装置の該散乱線補正演算装置において、該第1種放射線検出器と該第2種放射線検出器を略近接して配置し、該第2種計測データより得られる第2種計測エネルギースペクトルを元に近接する第1種計測検出器にて計測されたガンマ線計数のうち散乱線による計数が占める割合である散乱線割合を推定し、該第1種計測データより断層像を最尤推定画像再構成法により画像再構成する際に、前記散乱線割合を用いることを特徴とする核医学診断装置。   The scattered radiation correction arithmetic unit of the nuclear medicine diagnostic apparatus according to claim 5 or claim 6 or claim 7 or claim 8, wherein the first-type radiation detector and the second-type radiation detector are The ratio of scattered rays to the gamma ray counts measured by the first type measurement detectors that are arranged close to each other and based on the second type measurement energy spectrum obtained from the second type measurement data. An apparatus for nuclear medicine diagnosis characterized by estimating a certain scattered ray ratio and using the scattered ray ratio when reconstructing a tomographic image from the first type measurement data by a maximum likelihood estimation image reconstruction method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110477937A (en) * 2019-08-26 2019-11-22 上海联影医疗科技有限公司 Scattering estimation parameter determination method, device, equipment and medium

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