JP2020067289A - Medical apparatus and learning data acquisition method - Google Patents

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Abstract

To acquire information on linearity correction on the basis of a nuclear medicine image acquired without using a phantom collimator.SOLUTION: A medical apparatus includes an acquisition unit and a processing unit. The acquisition unit acquires a first image acquired without using a collimator in a nuclear medicine diagnostic apparatus and information regarding an arrangement of optical sensors. The processing unit outputs information regarding linearity correction for a learnt model that outputs information about the linearity correction on the basis of the first image and the information about the arrangement of optical sensors by entering the first image and the information about the arrangement of optical sensors.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明の実施形態は、医用装置および学習用データ取得方法に関する。   Embodiments of the present invention relate to a medical device and a learning data acquisition method.

SPECT(Single Photon Emission computed Tomography)装置などの核医学診断装置は、放射性同位元素(Radio Isotope、以下RIという)を含む薬品(血流マーカ、トレーサ)が生体内の特定組織や臓器に選択的に取り込まれる性質を利用して、生体内に分布したRIから放射されるガンマ線を、生体外に配設されたガンマ線検出器を有するガンマカメラで検出する。核医学診断装置は、ガンマ線検出器によって検出したガンマ線の線量分布を画像化した核医学画像を生成することで、体内臓器などの機能画像を提供することができる。   In nuclear medicine diagnostic equipment such as SPECT (Single Photon Emission computed Tomography) equipment, drugs (blood flow markers, tracers) containing radioisotopes (hereinafter referred to as RI) are selectively applied to specific tissues or organs in the living body. Utilizing the property of being taken in, gamma rays emitted from RI distributed in the living body are detected by a gamma camera having a gamma ray detector arranged outside the living body. The nuclear medicine diagnostic apparatus can provide a functional image of a body organ or the like by generating a nuclear medicine image in which a dose distribution of gamma rays detected by a gamma ray detector is imaged.

ガンマ線検出器としては、たとえばアンガー型の検出器を用いることができる。アンガー型検出器が出力するガンマ線の入射位置情報は、細密に配置された光電子増倍管(PhotoMultiplier Tube、以下PMTという)の出力を重み付けした加算することで得られる。しかし、PMTの感度にはPMTの直下と周辺で差異があること、また、PMTの感度には製造上のばらつきや経時変化があることなどから、アンガー型検出器が出力する位置情報には歪が多く、直線性が担保できない。このため、一般に、アンガー型検出器の製造時や据付時、保守点検時などに、アンガー型検出器が出力する位置情報の直線性補正に関する情報としてたとえば直線性補正ベクトルなどが作成され、この直線性補正ベクトルを利用して位置情報の直線性補正が行われている。   As the gamma ray detector, for example, an Anger type detector can be used. The incident position information of the gamma rays output from the Anger detector is obtained by weighted addition of the outputs of the photomultiplier tubes (Photo Multiplier Tubes, hereinafter referred to as PMTs) that are finely arranged. However, there is a difference in the sensitivity of the PMT between directly below and around the PMT, and because the sensitivity of the PMT has manufacturing variations and changes over time, the position information output by the Anger detector is distorted. However, the linearity cannot be guaranteed. Therefore, in general, for example, a linearity correction vector is created as information about linearity correction of the position information output by the Anger type detector during manufacturing, installation, maintenance, etc. of the Anger type detector. The linearity correction of the position information is performed using the property correction vector.

この種の直線性補正ベクトルを作成するために用いられる画像としては、スリット状あるいはドット状の孔を開けた鉛板(以下、ファントムコリメータという)を検出器の検出面に固定して遠方よりガンマ線を照射することで、ファントムコリメータのガンマ線透過孔の位置に対応するカウントだけが蓄積した画像(以下、ファントム画像という)が利用されている。ファントム画像とファントムコリメータのガンマ線透過孔の理想位置とを比較することで、直線性補正ベクトルを作成することができる。   An image used to create this type of linearity correction vector is a gamma ray from a distance when a lead plate with slit-shaped or dot-shaped holes (hereinafter referred to as phantom collimator) is fixed to the detection surface of the detector. An image in which only the counts corresponding to the positions of the gamma ray transmission holes of the phantom collimator are accumulated by irradiating (hereinafter, referred to as phantom image) is used. The linearity correction vector can be created by comparing the phantom image and the ideal position of the gamma ray transmission hole of the phantom collimator.

ところが、ファントムコリメータを用いたファントム画像収集は、精度よく直線性補正ベクトルの作成ができるだけの十分なカウントを蓄積するために、長い収集時間を必要としてしまう。また、収集時間を短縮しようと高い線量の線源を扱う場合、作業者の被ばくのリスクが増大してしまう。また、ファントムコリメータは数kg〜十数kgの重量物であるため、ファントムコリメータを用いたファントム画像収集には、重量物であるファントムコリメータの着脱作業が必要となり煩雑であるほか、この着脱作業においてシンチレータを破損させてしまうなど他の部材に損傷を与えるリスクがある。   However, the phantom image acquisition using the phantom collimator requires a long acquisition time in order to accumulate enough counts to accurately create the linearity correction vector. Further, when a high-dose radiation source is used in order to shorten the collection time, the risk of exposure of workers increases. In addition, since the phantom collimator is a heavy object of several kg to several tens of kg, the phantom image acquisition using the phantom collimator requires the work of attaching and detaching the phantom collimator, which is a heavy item, and is complicated. There is a risk of damaging other parts such as damage to the scintillator.

特開2011−137814号公報JP, 2011-137814, A

本発明が解決しようとする課題は、ファントムコリメータを用いずに取得された核医学画像に基づいて直線性補正に関する情報を取得することである。   The problem to be solved by the present invention is to acquire information regarding linearity correction based on a nuclear medicine image acquired without using a phantom collimator.

実施形態に係る医用装置は、取得部と、処理部とを備える。取得部は、核医学診断装置におけるコリメータを用いずに取得される第1の画像と、光センサの配置に関する情報とを取得する。処理部は、第1の画像と光センサの配置に関する情報とに基づいて直線性補正に関する情報を出力する学習済みモデルに対して、第1の画像と光センサの配置に関する情報とを入力することで直線性補正に関する情報を出力する。光センサとしては、たとえばPMTを用いることができる。   The medical device according to the embodiment includes an acquisition unit and a processing unit. The acquisition unit acquires the first image acquired without using the collimator in the nuclear medicine diagnostic apparatus and the information regarding the arrangement of the optical sensors. The processing unit inputs the first image and the information regarding the arrangement of the photosensors to the learned model that outputs the information regarding the linearity correction based on the first image and the information regarding the arrangement of the photosensors. To output information about linearity correction. As the optical sensor, for example, PMT can be used.

第1の実施形態に係る医用装置の一構成例を示すブロック図。The block diagram which shows one structural example of the medical device which concerns on 1st Embodiment. (a)は水平スリットファントムコリメータの一例を示す説明図、(b)は水平スリットファントム画像の一例を示す説明図。(A) is explanatory drawing which shows an example of a horizontal slit phantom collimator, (b) is explanatory drawing which shows an example of a horizontal slit phantom image. (a)は垂直スリットファントムコリメータの一例を示す説明図、(b)は垂直スリットファントム画像の一例を示す説明図。(A) is explanatory drawing which shows an example of a vertical slit phantom collimator, (b) is explanatory drawing which shows an example of a vertical slit phantom image. (a)はPMTの配置位置情報の一例を示す説明図、(b)は全面照射画像の一例を示す説明図。(A) is explanatory drawing which shows an example of the arrangement | positioning position information of PMT, (b) is explanatory drawing which shows an example of a whole surface irradiation image. 学習用データ生成機能により学習用直線性補正ベクトルが生成される際のデータフローの一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of a data flow when a learning linearity correction vector is produced | generated by the learning data production | generation function. 直線性補正ベクトル生成機能の学習時におけるデータフローの一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the data flow at the time of learning of a linearity correction vector generation function. 直線性補正ベクトル生成機能の運用時におけるデータフローの一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the data flow at the time of operation of a linearity correction vector generation function. (a)はPMTの感度および応答関数に関する情報を入力データとして更に用いる場合の直線性補正ベクトル生成機能の学習時におけるデータフローの一例を示す説明図、(b)は運用時におけるデータフローの一例を示す説明図。(A) is an explanatory view showing an example of a data flow at the time of learning the linearity correction vector generation function in the case of further using information on the sensitivity and response function of the PMT as input data, and (b) is an example of a data flow at the time of operation FIG. 学習用データ生成機能によりシンチレータの感度の放射線入射位置依存性およびエッジ効果の影響の少なくとも一方の影響を考慮した学習用第2直線性補正ベクトルが生成される際のデータフローの一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of a data flow when the 2nd linearity correction vector for learning which considers at least one influence of the radiation incident position dependence of the sensitivity of a scintillator, and the influence of an edge effect is produced | generated by the learning data generation function. . 第2の実施形態に係る医用装置を含むSPECT装置の一構成例を示すブロック図。The block diagram which shows one structural example of the SPECT apparatus containing the medical device which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る処理回路のプロセッサによる実現機能例を示す概略的なブロック図。FIG. 9 is a schematic block diagram showing an example of functions implemented by a processor of the processing circuit according to the second embodiment.

以下、図面を参照しながら、医用装置および学習用データ取得方法の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of a medical device and a learning data acquisition method will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る医用装置10の一構成例を示すブロック図である。医用装置10は、少なくとも記憶回路13および処理回路15を有する。図1には、医用装置10がさらに、入力インターフェース11、ディスプレイ12、ネットワーク接続回路14を備える場合の例を示した。医用装置10は、たとえば可搬型のパーソナルコンピュータなどにより構成することができる。また、医用装置10はSPECT装置のコンソール装置に組み込まれてもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a medical device 10 according to the first embodiment. The medical device 10 has at least a storage circuit 13 and a processing circuit 15. FIG. 1 shows an example in which the medical device 10 further includes an input interface 11, a display 12, and a network connection circuit 14. The medical device 10 can be configured by, for example, a portable personal computer or the like. Further, the medical device 10 may be incorporated in the console device of the SPECT device.

入力インターフェース11は、たとえばトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、テンキーなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を処理回路15に出力する。ディスプレイ12は、たとえば液晶ディスプレイやOLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成される。   The input interface 11 is composed of a general input device such as a trackball, a switch button, a mouse, a keyboard, and a numeric keypad, and outputs an operation input signal corresponding to a user's operation to the processing circuit 15. The display 12 is composed of a general display output device such as a liquid crystal display or an OLED (Organic Light Emitting Diode) display.

記憶回路13は、たとえば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、処理回路15が利用するプログラムやパラメータデータやその他のデータを記憶する。なお、記憶回路13の記録媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は、ネットワーク100を介した通信によりダウンロードされてもよいし、光ディスクなどの可搬型記憶媒体を介して記憶回路13に与えられてもよい。   The storage circuit 13 has a configuration including a recording medium readable by a processor, such as a RAM (Random Access Memory), a semiconductor memory device such as a flash memory, a hard disk, an optical disc, and the like, and is used by the processing circuit 15. And parameter data and other data. Part or all of the programs and data in the recording medium of the storage circuit 13 may be downloaded by communication via the network 100, or may be provided to the storage circuit 13 via a portable storage medium such as an optical disk. May be.

ネットワーク接続回路14は、ネットワーク100の形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続回路14は、この各種プロトコルに従ってネットワーク100を介して他の電気機器と接続する。ネットワーク100は、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、病院基幹LAN(Local Area Network)などの無線/有線LANやインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。   The network connection circuit 14 implements various information communication protocols according to the form of the network 100. The network connection circuit 14 connects to other electric devices via the network 100 according to the various protocols. The network 100 refers to all information communication networks that use telecommunications technology, and includes wireless / wired LANs such as hospital backbone LANs (Local Area Networks) and Internet networks, as well as telephone communication line networks, optical fiber communication networks, and cable communications. Includes networks and satellite communication networks.

医用装置10は、核医学診断装置101および画像サーバ102とネットワーク100を介して互いにデータ送受信可能に接続される。核医学診断装置101は、たとえばアンガー型検出器を備えたSPECT装置である。   The medical apparatus 10 is connected to the nuclear medicine diagnostic apparatus 101 and the image server 102 via the network 100 so that data can be transmitted and received between them. The nuclear medicine diagnostic apparatus 101 is, for example, a SPECT apparatus including an Anger type detector.

処理回路15は、医用装置10を統括制御する機能を実現する。また、処理回路15は、記憶回路13に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、ファントムコリメータを用いずに取得された核医学画像に基づいて直線性補正に関する情報を出力するための処理を実行するプロセッサである。   The processing circuit 15 realizes a function of integrally controlling the medical device 10. Further, the processing circuit 15 reads the program stored in the storage circuit 13 and executes the program to perform processing for outputting information regarding linearity correction based on the nuclear medicine image acquired without using the phantom collimator. The processor to execute.

図1に示すように、処理回路15のプロセッサは、学習用データ生成機能21、取得機能22、および直線性補正ベクトル生成機能23を実現する。これらの各機能は、それぞれプログラムの形態で記憶回路13に記憶されている。   As shown in FIG. 1, the processor of the processing circuit 15 realizes a learning data generation function 21, an acquisition function 22, and a linearity correction vector generation function 23. Each of these functions is stored in the storage circuit 13 in the form of a program.

学習用データ生成機能21は、ファントムコリメータを用いて取得されたファントム画像と、ファントムコリメータの理想位置情報と、にもとづいて、直線性補正に関する情報を生成する。以下の説明では、直線性補正に関する情報が直線性補正ベクトルである場合の例について示す。   The learning data generation function 21 generates information about linearity correction based on the phantom image acquired using the phantom collimator and the ideal position information of the phantom collimator. In the following description, an example in which the information regarding linearity correction is a linearity correction vector is shown.

学習用データ生成機能21が生成した直線性補正ベクトルは、本実施形態に係る学習済みモデルの学習時に教師データとして利用される。   The linearity correction vector generated by the learning data generation function 21 is used as teacher data when learning the learned model according to this embodiment.

取得機能22は、直線性補正に関する情報を生成したいアンガー型検出器で、コリメータを用いずにシンチレータの全面にガンマ線を遠方より照射して取得された画像(以下、全面照射画像という)を取得する。全面照射画像は、核医学診断装置101または画像サーバ102から取得される。取得機能22は、取得部の一例である。   The acquisition function 22 is an Anger type detector that wants to generate information regarding linearity correction, and acquires an image (hereinafter referred to as a total irradiation image) acquired by irradiating gamma rays from a distance on the entire surface of the scintillator without using a collimator. . The overall irradiation image is acquired from the nuclear medicine diagnostic device 101 or the image server 102. The acquisition function 22 is an example of an acquisition unit.

直線性補正ベクトル生成機能23は、全面照射画像と光センサの配置に関する情報とに基づいて直線性補正に関する情報を出力する学習済みモデルに対して、直線性補正に関する情報を生成したいアンガー型検出器で取得された全面照射画像と直線性補正に関する情報を生成したいアンガー型検出器の光センサの配置に関する情報とを入力することで、直線性補正に関する情報を生成したいアンガー型検出器の直線性補正に関する情報を出力する。直線性補正ベクトル生成機能23は処理部の一例である。以下の説明では、アンガー型検出器が、光センサとしてPMTのアレイを有するとともに、光センサの前面に設けられる蛍光体としてシンチレータを有する場合の例を示す。
次に、直線性補正について説明する。
The linearity correction vector generation function 23 is an Anger-type detector that wants to generate information on linearity correction for a learned model that outputs information on linearity correction based on the overall irradiation image and information on the arrangement of photosensors. By inputting the overall irradiation image acquired in step 3 and the information about the placement of the optical sensor of the Anger type detector for which you want to generate information about linearity correction, you can generate the information about linearity correction for linearity correction of the Anger type detector. Output information about. The linearity correction vector generation function 23 is an example of a processing unit. In the following description, an example is shown in which the Anger detector has an array of PMTs as a photosensor and a scintillator as a phosphor provided in front of the photosensor.
Next, the linearity correction will be described.

図2(a)は水平スリットファントムコリメータ31の一例を示す説明図であり、(b)は水平スリットファントム画像32の一例を示す説明図である。水平スリットファントム画像32は、水平スリットファントムコリメータ31を用いて取得される。また、図3(a)は垂直スリットファントムコリメータ33の一例を示す説明図であり、(b)は垂直スリットファントム画像34の一例を示す説明図である。垂直スリットファントム画像34は、垂直スリットファントムコリメータ33を用いて取得される。また、図4(a)はPMT35aの配置位置情報35の一例を示す説明図であり、(b)は全面照射画像36の一例を示す説明図である。   2A is an explanatory diagram showing an example of the horizontal slit phantom collimator 31, and FIG. 2B is an explanatory diagram showing an example of the horizontal slit phantom image 32. The horizontal slit phantom image 32 is acquired using the horizontal slit phantom collimator 31. 3A is an explanatory diagram showing an example of the vertical slit phantom collimator 33, and FIG. 3B is an explanatory diagram showing an example of the vertical slit phantom image 34. The vertical slit phantom image 34 is acquired using the vertical slit phantom collimator 33. 4A is an explanatory diagram showing an example of the arrangement position information 35 of the PMT 35a, and FIG. 4B is an explanatory diagram showing an example of the entire surface irradiation image 36.

アンガー型検出器は、ヨウ化ナトリウム(NaI)等から形成される単結晶シンチレータを有する。ガンマ線がシンチレータに入射すると、PMTのアレイがシンチレータの発光を検出して信号を出力する。アンガー型検出器は、この信号にもとづいてガンマ線の入射位置を検出する。しかし、PMTの出力信号は、PMTの配置位置(図4(a)参照)の影響により、直線歪みを有する。このため、検出される入射位置は、実際の位置とは異なってしまう。   The Anger detector has a single crystal scintillator formed of sodium iodide (NaI) or the like. When a gamma ray enters the scintillator, the array of PMTs detects the light emitted from the scintillator and outputs a signal. The Anger type detector detects the incident position of the gamma ray based on this signal. However, the output signal of the PMT has a linear distortion due to the influence of the arrangement position of the PMT (see FIG. 4A). For this reason, the detected incident position is different from the actual position.

たとえば、図2(b)および図3(b)に示すように、水平スリットファントム画像32および垂直スリットファントム画像34において描出されるスリット像は直線ではなく歪みを含む。歪みが大きくスリットどうしの間隔が狭い場所は、スリットどうしの間隔が広い場所よりもカウント量の密度が高くなる。   For example, as shown in FIGS. 2B and 3B, the slit images depicted in the horizontal slit phantom image 32 and the vertical slit phantom image 34 include distortion instead of straight lines. In a place where the distortion is large and the gap between the slits is narrow, the density of the count amount is higher than in a place where the gap between the slits is wide.

従来、水平スリットファントム画像32および垂直スリットファントム画像34と、対応する水平スリットファントムコリメータ31および垂直スリットファントムコリメータ33の理想位置情報(実際にスリットの位置情報)とを比較することで、あるいはドット状のファントムコリメータを用いた画像とドットファントムコリメータの理想位置情報とを比較することで、直線性補正ベクトルを作成する方法が知られている。しかし、ファントムコリメータを用いて直線性補正ベクトルを用いる方法には、上述の通り、画像収集時間、作業者の被ばくリスク、重量物の煩雑な着脱作業、部材へ損傷を与えるリスクなどがある。   Conventionally, by comparing the horizontal slit phantom image 32 and the vertical slit phantom image 34 with the ideal position information (actually, the slit position information) of the corresponding horizontal slit phantom collimator 31 and vertical slit phantom collimator 33, or by dot shape There is known a method of creating a linearity correction vector by comparing an image using the phantom collimator of No. 1 with the ideal position information of the dot phantom collimator. However, the method of using the linearity correction vector using the phantom collimator has the image acquisition time, the risk of exposure of the operator, the complicated attachment / detachment work of heavy objects, and the risk of damaging members as described above.

一方、図4(b)に示すように、全面照射画像(コリメータを用いずにシンチレータの全面にガンマ線を遠方より照射して取得される画像)35は、各PMT35aの中心から外側に向けての感度差とPMT35aの配置位置情報35を反映した凸凹が描出された画像であるとともに、当然ながら直線歪みに係る情報を含んだ画像である。そこで、本実施形態に係る処理回路15は、直線性補正に関する情報を生成したいアンガー型検出器で取得された全面照射画像と、直線性補正に関する情報を生成したいアンガー型検出器の光センサの配置に関する情報とにもとづいて、直線性補正に関する情報を生成したいアンガー型検出器の直線性補正に関する情報を生成する。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, the entire surface irradiation image (an image obtained by irradiating the entire surface of the scintillator with gamma rays from a distance without using a collimator) 35 is projected from the center of each PMT 35a to the outside. This is an image in which irregularities reflecting the sensitivity difference and the arrangement position information 35 of the PMT 35a are drawn, and of course, an image including information related to linear distortion. Therefore, the processing circuit 15 according to the present embodiment arranges the overall irradiation image acquired by the Anger type detector for which information on linearity correction is to be generated and the optical sensor of the Anger type detector for which information on linearity correction is to be generated. Based on the information regarding the linearity correction, the information regarding the linearity correction of the Anger type detector for which the information regarding linearity correction is desired to be generated is generated.

つづいて、学習用データ生成機能21の動作について説明する。   Next, the operation of the learning data generation function 21 will be described.

図5は、学習用データ生成機能21により学習用直線性補正ベクトル43が生成される際のデータフローの一例を示す説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a data flow when the learning linearity correction vector 43 is generated by the learning data generation function 21.

学習用データ生成機能21は、ファントム画像41とファントムコリメータの理想位置情報42とにもとづいて、学習用直線性補正ベクトル43を生成する。ファントム画像にもとづく直線性補正ベクトルの生成処理方法としては従来各種のものが知られており、学習用データ生成機能21はこれらのうち任意のものを使用することが可能である。   The learning data generating function 21 generates a learning linearity correction vector 43 based on the phantom image 41 and the phantom collimator ideal position information 42. Various methods are conventionally known as a method of generating a linearity correction vector based on a phantom image, and the learning data generation function 21 can use any of these methods.

つづいて、直線性補正ベクトル生成機能23の動作について説明する。   Next, the operation of the linearity correction vector generation function 23 will be described.

直線性補正ベクトル生成機能23の処理は、機械学習を用いて行われるとよい。以下の説明では、直線性補正ベクトル生成機能23がニューラルネットワーク231を含み、深層学習を用いて全面照射画像に基づいて直線性補正ベクトルを出力する場合の例を示す。   The processing of the linearity correction vector generation function 23 may be performed using machine learning. In the following description, an example in which the linearity correction vector generation function 23 includes the neural network 231 and outputs the linearity correction vector based on the overall irradiation image using deep learning is shown.

図6は、直線性補正ベクトル生成機能23の学習時におけるデータフローの一例を示す説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a data flow during learning of the linearity correction vector generation function 23.

直線性補正ベクトル生成機能23は、トレーニングデータを多数入力されて学習を行うことにより、パラメータデータ232を逐次的に更新する。   The linearity correction vector generation function 23 receives a large amount of training data and performs learning to sequentially update the parameter data 232.

トレーニングデータは、トレーニング入力データ群51を構成する全面照射画像(図4(b)参照)とPMT配置位置情報(図4(a)参照)の組み511、512、513、・・・、と、この組みに対応する学習用直線性補正ベクトル611、612、613、・・・、により構成された教師データ群61と、の組みからなる。   The training data includes sets 511, 512, 513, ... Of the entire surface irradiation image (see FIG. 4B) and the PMT placement position information (see FIG. 4A) that form the training input data group 51. , And a teacher data group 61 composed of learning linearity correction vectors 611, 612, 613, ... Corresponding to this group.

学習用直線性補正ベクトル611、612、613、・・・、は、学習用データ生成機能21により生成される。たとえば、学習用直線性補正ベクトル611として図5に示した学習用直線性補正ベクトル43を用いる場合、全面照射画像とPMT配置位置情報の組み511における全面照射画像は、ファントム画像41を取得する際に用いたアンガー型検出器に対してコリメータを用いずにシンチレータの全面にガンマ線を遠方より照射して取得された画像であり、PMT配置位置情報は当該アンガー型検出器の情報である。   The learning linearity correction vectors 611, 612, 613, ... Are generated by the learning data generation function 21. For example, when the learning linearity correction vector 43 shown in FIG. 5 is used as the learning linearity correction vector 611, the entire surface irradiation image in the set 511 of the entire surface irradiation image and the PMT arrangement position information is obtained when the phantom image 41 is acquired. It is an image acquired by irradiating the entire surface of the scintillator with gamma rays from a distance without using a collimator for the Anger type detector used in the above, and the PMT placement position information is information of the Anger type detector.

直線性補正ベクトル生成機能23は、トレーニングデータが与えられるごとに、全面照射画像とPMT配置位置情報の組み511、512、513、・・・、をニューラルネットワーク231で処理した結果が学習用直線性補正ベクトル611、612、613、・・・、に近づくようにパラメータデータ232を更新していく、いわゆる学習を行う。一般に、パラメータデータ232の変化割合が閾値以内に収束すると、学習は終了と判断される。以下、学習後のパラメータデータ232を特に学習済みパラメータデータ232tという。   The linearity correction vector generation function 23 processes the set of the entire irradiation image and PMT placement position information 511, 512, 513, ... With the neural network 231 every time the training data is given, and the result is the learning linearity. The parameter data 232 is updated so as to approach the correction vectors 611, 612, 613 ,. Generally, when the rate of change of the parameter data 232 converges within the threshold value, the learning is determined to be completed. Hereinafter, the parameter data 232 after learning is particularly referred to as learned parameter data 232t.

図7は、直線性補正ベクトル生成機能23の運用時におけるデータフローの一例を示す説明図である。運用時には、直線性補正ベクトル生成機能23は、直線性補正に関する情報を生成したいアンガー型検出器で取得された全面照射画像71と直線性補正に関する情報を生成したいアンガー型検出器のPMT配置位置情報72とを入力され、学習済みモデル230を用いて直線性補正に関する情報を生成したいアンガー型検出器の直線性補正ベクトル81を出力する。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a data flow during operation of the linearity correction vector generation function 23. In operation, the linearity correction vector generation function 23 uses the overall irradiation image 71 acquired by the Anger type detector for which information about linearity correction is to be generated and the PMT placement position information of the Anger type detector for which information about linearity correction is desired to be generated. 72 is input, and the linearity correction vector 81 of the Anger type detector for which the information about linearity correction is to be generated is output using the learned model 230.

なお、ニューラルネットワーク231と学習済みパラメータデータ232tは、学習済みモデル230を構成する。ニューラルネットワーク231は、プログラムの形態で記憶回路13に記憶される。学習済みパラメータデータ232tは、医用装置10の記憶回路13に記憶されてもよいし、ネットワーク100を介して医用装置10と接続された記憶媒体に記憶されてもよい。学習済みモデル230(ニューラルネットワーク231と学習済みパラメータデータ232t)が医用装置10の記憶回路13に記憶される場合、処理回路15のプロセッサにより実現される、処理部の一例としての直線性補正ベクトル生成機能23は、医用装置10の記憶回路13から学習済みモデル230を読み出して実行することで、全面照射画像71とPMT配置位置情報72とに基づいて直線性補正ベクトル81を出力する。   The neural network 231 and the learned parameter data 232t constitute the learned model 230. The neural network 231 is stored in the storage circuit 13 in the form of a program. The learned parameter data 232t may be stored in the storage circuit 13 of the medical device 10 or may be stored in a storage medium connected to the medical device 10 via the network 100. When the learned model 230 (neural network 231 and learned parameter data 232t) is stored in the storage circuit 13 of the medical device 10, linearity correction vector generation as an example of a processing unit realized by the processor of the processing circuit 15 is generated. The function 23 reads the learned model 230 from the storage circuit 13 of the medical device 10 and executes it to output the linearity correction vector 81 based on the overall irradiation image 71 and the PMT placement position information 72.

また、学習済みモデル230は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などの集積回路によって構築されてもよい。   Further, the learned model 230 may be constructed by an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) and an FPGA (Field Programmable Gate Array).

医用装置10は、アンガー型検出器の直線性補正に関する情報を生成するとき、当該アンガー型検出器の全面照射画像71を取得すればよく、ファントムコリメータを着脱する必要はない。全面照射画像71は、シンチレータの全面にガンマ線を遠方より照射して取得された画像であるため、ファントム画像に比べてガンマ線の収集効率が極めて高く、画像収集に要する時間を大幅に短縮することができる。   When the medical device 10 generates the information regarding the linearity correction of the Anger type detector, the medical device 10 only needs to acquire the entire irradiation image 71 of the Anger type detector, and does not need to attach or detach the phantom collimator. Since the entire surface irradiation image 71 is an image acquired by irradiating the entire surface of the scintillator with gamma rays from a distance, the collection efficiency of gamma rays is extremely high as compared with the phantom image, and the time required for image acquisition can be significantly shortened. it can.

また、全面照射画像71の画像収集時は、コリメータを用いないためにガンマ線の収集効率が高く、低線量の線源を用いることができるため、作業者の被ばくリスクを大幅に低減することができる。なお、線源は、アンガー型検出器に対向する所定位置に設置される。線源としては、たとえば直径、長さともに数cmのガラスやプラスチックのケースにTc−99mなどのRIの溶液を数cc程度入れたものを用いることができる。   Further, at the time of collecting the image of the entire surface irradiation image 71, the collimator is not used, so that the gamma ray collection efficiency is high and a low-dose radiation source can be used, so that the risk of exposure of the operator can be greatly reduced. . The radiation source is installed at a predetermined position facing the Anger detector. As the radiation source, for example, a glass or plastic case having a diameter and length of several cm and containing RI solution such as Tc-99m of several cc can be used.

また、重量物であるファントムコリメータの着脱作業が一切不要となるため、この着脱作業において他の部材に損傷を与えるリスクを未然に防ぐことができる。   Further, since the work of attaching and detaching the phantom collimator, which is a heavy object, is not necessary at all, it is possible to prevent the risk of damaging other members during the attaching and detaching work.

図8(a)はPMTの感度および応答関数に関する情報を入力データとして更に用いる場合の直線性補正ベクトル生成機能23の学習時におけるデータフローの一例を示す説明図であり、(b)は運用時におけるデータフローの一例を示す説明図である。   FIG. 8A is an explanatory diagram showing an example of a data flow at the time of learning of the linearity correction vector generation function 23 when the information regarding the sensitivity and response function of the PMT is further used as input data, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a data flow in FIG.

入力データとしてPMTの感度および応答関数に関する情報を用いる場合、学習時には、トレーニング入力データとしての全面照射画像と、PMT配置位置情報と、PMTの感度および応答関数に関する情報との組み521、522、523、・・・、をトレーニング入力データ群52としてニューラルネットワーク231に入力する(図8(a)参照)。教師データ群61は図6に示す例と同一のものを用いることができる。   When information about the sensitivity and response function of the PMT is used as input data, at the time of learning, a set 521, 522, 523 of a full-face irradiation image as training input data, PMT placement position information, and information about the sensitivity and response function of the PMT. , Are input to the neural network 231 as the training input data group 52 (see FIG. 8A). As the teacher data group 61, the same one as the example shown in FIG. 6 can be used.

また、運用時には、直線性補正ベクトル生成機能23は、記憶回路13から読み出した学習済みモデル230に対して、全面照射画像71とPMT配置位置情報72ととともに、直線性補正に関する情報を生成したいアンガー型検出器のPMTの感度および応答関数に関する情報73を入力することで、当該アンガー型検出器の直線性補正ベクトル81を出力する(図8(b)参照)。   Further, during operation, the linearity correction vector generation function 23 desires to generate information regarding linearity correction for the learned model 230 read from the storage circuit 13, together with the overall irradiation image 71 and the PMT placement position information 72. By inputting the information 73 regarding the sensitivity and response function of the PMT of the die detector, the linearity correction vector 81 of the Anger detector is output (see FIG. 8B).

直線性補正ベクトル生成機能23は、入力データとしてPMTの感度および応答関数をさらに用いることで、全面照射画像71とPMT配置位置情報72のみを入力データとする場合に比べて、より推定精度の高い直線性補正ベクトル81を出力することができる。   The linearity correction vector generation function 23 further uses the sensitivity and response function of the PMT as input data, so that the estimation accuracy is higher than in the case where only the overall irradiation image 71 and the PMT placement position information 72 are input data. The linearity correction vector 81 can be output.

ところで、シンチレータは、所定の面積を有するものであり、全ての放射線入射位置において放射線の感度を均一とすることは難しい。全面照射画像には、シンチレータの感度の放射線入射位置依存性の影響が含まれている。また、全面照射画像には、エッジ効果の影響もまた含まれている。エッジ効果は、検出器の周辺部において、シンチレータの端面によるシンチレーション光の反射や、検出器周辺で構造上PMTの周期性が失われてしまうことが原因となり、直線性が詰まったようになる現象をいう(図2(b)、図3(b)参照)。   By the way, since the scintillator has a predetermined area, it is difficult to make the radiation sensitivity uniform at all radiation incidence positions. The overall irradiation image contains the influence of the radiation incident position dependency of the sensitivity of the scintillator. In addition, the effect of the edge effect is also included in the overall irradiation image. The edge effect is a phenomenon in which linearity is blocked due to reflection of scintillation light by the end surface of the scintillator in the peripheral portion of the detector and loss of periodicity of the PMT structurally around the detector. (Refer to FIG. 2 (b) and FIG. 3 (b)).

そこで、学習用データの教師データとして用いる直線性補正ベクトルは、シンチレータの感度の放射線入射位置依存性およびエッジ効果の影響の少なくとも一方の影響を考慮した直線性補正ベクトル(以下、学習用第2直線性補正ベクトル43aという)ものとするとよい。   Therefore, the linearity correction vector used as the teacher data of the learning data is a linearity correction vector that considers at least one of the radiation incident position dependence of the sensitivity of the scintillator and the influence of the edge effect (hereinafter, the second learning straight line). (Referred to as the sex correction vector 43a).

図9は、学習用データ生成機能21によりシンチレータの感度の放射線入射位置依存性およびエッジ効果の影響の少なくとも一方の影響を考慮した学習用第2直線性補正ベクトル43aが生成される際のデータフローの一例を示す説明図である。   FIG. 9 is a data flow when the learning data generation function 21 generates the learning second linearity correction vector 43a in consideration of at least one of the radiation incident position dependency of the sensitivity of the scintillator and the influence of the edge effect. It is explanatory drawing which shows an example.

この場合、学習用データ生成機能21は、ファントムコリメータを用いて取得されたファントム画像41と、ファントムコリメータの理想位置情報42に加えて、さらに、シンチレータの全面にガンマ線を遠方より照射して取得された全面照射画像511aにもとづいて直線性第2補正ベクトルを生成する。全面照射画像には、シンチレータの感度の放射線入射位置依存性とエッジ効果との少なくとも一方の影響が含まれている。このため、全面照射画像を用いて生成された学習用第2直線性補正ベクトル43aは、シンチレータの感度の放射線入射位置依存性とエッジ効果との少なくとも一方の影響が考慮されたものとすることができる。   In this case, the learning data generation function 21 is acquired by irradiating the entire surface of the scintillator with gamma rays from a distance, in addition to the phantom image 41 acquired using the phantom collimator and the ideal position information 42 of the phantom collimator. The linearity second correction vector is generated based on the entire irradiation image 511a. The overall irradiation image contains at least one of the effect of the radiation incident position dependency of the sensitivity of the scintillator and the edge effect. Therefore, the learning second linearity correction vector 43a generated using the entire irradiation image may take into consideration at least one of the radiation incident position dependency of the sensitivity of the scintillator and the edge effect. it can.

図6または図8(a)に示す学習時において、こうして生成した学習用第2直線性補正ベクトル43aを教師データとして用いることで、学習済みモデル230の運用時において、直線性補正ベクトル生成機能23は、シンチレータの感度の放射線入射位置依存性とエッジ効果との少なくとも一方の影響を考慮した直線性補正ベクトル81を出力することができる。   When the learning second linearity correction vector 43a thus generated is used as teacher data during the learning shown in FIG. 6 or FIG. 8A, the linearity correction vector generation function 23 is used during operation of the learned model 230. Can output the linearity correction vector 81 considering the influence of at least one of the radiation incident position dependency of the sensitivity of the scintillator and the edge effect.

(第2の実施形態)
図10は、第2の実施形態に係る医用装置を含むSPECT装置301の一構成例を示すブロック図である。また、図11は、第2実施形態に係る処理回路335のプロセッサによる実現機能例を示す概略的なブロック図である。
(Second embodiment)
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of a SPECT device 301 including the medical device according to the second embodiment. Further, FIG. 11 is a schematic block diagram showing an example of a function implemented by the processor of the processing circuit 335 according to the second embodiment.

SPECT装置301は、スキャナ装置302と、医用装置10の一例としてのコンソール303とを備える。この第2実施形態に示すSPECT装置301は、自身で収集した全面照射画像71を利用可能な点で第1実施形態に示す医用装置10と異なる。他の構成および作用については図1に示す医用装置10と同様である。   The SPECT device 301 includes a scanner device 302 and a console 303 as an example of the medical device 10. The SPECT device 301 shown in the second embodiment is different from the medical device 10 shown in the first embodiment in that it is possible to use the overall irradiation image 71 collected by itself. Other configurations and operations are similar to those of the medical device 10 shown in FIG.

図10には、SPECT装置301として2検出器型のガンマ線検出器回転型のSPECT装置を用いる場合の一例について示した。なお、ガンマ線検出器回転型SPECT装置としては、ガンマ線検出器が1つまたは3以上のものであってもよい。   FIG. 10 shows an example in which a two-detector gamma ray detector rotating type SPECT apparatus is used as the SPECT apparatus 301. The gamma ray detector rotating type SPECT apparatus may have one or three or more gamma ray detectors.

スキャナ装置302は、ガンマ線検出器311および312と、ガンマ線検出器311および312のそれぞれに着脱自在に設けられた2つのコリメータ313および314と、回転架台315と、固定架台316と、回転駆動装置321と、データ収集回路322と、寝台装置323とを有する。   The scanner device 302 includes gamma ray detectors 311 and 312, two collimators 313 and 314 detachably attached to the gamma ray detectors 311 and 312, a rotary mount 315, a fixed mount 316, and a rotary drive device 321. And a data collection circuit 322 and a bed device 323.

ガンマ線検出器311および312は、回転架台315に保持される。回転架台315が回転駆動装置321を介して所定の回転軸rの周り(z軸(体軸)周り)に回転することにより、2つのガンマ線検出器311および312は一体として回転軸rの周りを回転する。回転架台315は、固定架台316に対して回転可能に支持された回転板を有する。ガンマ線検出器311および312は、この回転架台315の回転板に保持される。固定架台316は、土台に固定された筐体で構成される。回転架台315および固定架台316は、たとえば架台カバーにより覆われる。回転架台315、固定架台316、およびこれらを覆う架台カバーの中央部分には、撮像領域を内包する開口が設けられる。   The gamma ray detectors 311 and 312 are held on the rotary mount 315. The rotary gantry 315 rotates about a predetermined rotation axis r (around the z axis (body axis)) via the rotation drive device 321, so that the two gamma ray detectors 311 and 312 integrally rotate around the rotation axis r. Rotate. The rotary base 315 has a rotary plate rotatably supported by the fixed base 316. The gamma ray detectors 311 and 312 are held on the rotary plate of the rotary mount 315. The fixed base 316 is composed of a housing fixed to the base. The rotary mount 315 and the fixed mount 316 are covered with, for example, a mount cover. An opening that encloses an imaging region is provided in the central portion of the rotary mount 315, the fixed mount 316, and the mount cover that covers these.

ガンマ線検出器311は、アンガー型検出器であり、被検体(たとえば患者)Pに投与されたTl−201やTc−99mなどのRI(放射性同位元素)から放射されるガンマ線を検出する。なお、ガンマ線検出器312はガンマ線検出器311と同様の構成および作用を有するため、説明を省略する。   The gamma ray detector 311 is an Anger type detector, and detects gamma rays emitted from RI (radioactive isotope) such as Tl-201 or Tc-99m administered to the subject (eg, patient) P. Since the gamma ray detector 312 has the same configuration and operation as the gamma ray detector 311, the description thereof will be omitted.

ガンマ線検出器311は、ガンマ線の入射角度を規定するためのコリメータ313と、コリメータ313によってコリメートされたガンマ線が入射すると瞬間的な閃光を発するシンチレータと、ライトガイドと、シンチレータから射出された光を検出する2次元に配列された複数のPMT(光電子増倍管)と、シンチレータ用電子回路などを有する。   The gamma ray detector 311 detects a collimator 313 for defining an incident angle of the gamma ray, a scintillator that emits a momentary flash when the gamma ray collimated by the collimator 313 is incident, a light guide, and light emitted from the scintillator. It has a plurality of PMTs (photomultiplier tubes) arranged in two dimensions, a scintillator electronic circuit, and the like.

コリメータ313は、全面照射画像71の収集時には、取り外される。   The collimator 313 is removed when the whole-face irradiation image 71 is collected.

シンチレータは、たとえばタリウム活性化ヨウ化ナトリウムNaI(Tl)により構成される。シンチレータ用電子回路は、ガンマ線が入射する事象(イベント)が発生するごとに、複数のPMTの出力にもとづいて複数のPMTにより構成される検出面内におけるガンマ線の入射位置情報、入射強度情報および入射時刻情報を生成しコンソール303の処理回路335に出力する。この位置情報は、検出面内の2次元座標の情報であってもよいし、あらかじめ検出面を複数の分割領域(1次セル)に仮想的に分割しておき(たとえば128×128個に分割しておき)、どの1次セルに入射があったかを示す情報であってもよい。   The scintillator is composed of, for example, thallium-activated sodium iodide NaI (Tl). The electronic circuit for a scintillator, when an event (event) that a gamma ray is incident occurs, based on the outputs of the plurality of PMTs, the incident position information, the incident intensity information, and the incident intensity information of the gamma rays in the detection plane formed by the plurality of PMTs The time information is generated and output to the processing circuit 335 of the console 303. This position information may be information of two-dimensional coordinates in the detection surface, or the detection surface may be virtually divided into a plurality of divided areas (primary cells) in advance (for example, divided into 128 × 128 pieces). Alternatively, the information may be information indicating which primary cell has been incident.

回転駆動装置321は、回転架台315を所定の回転軸rの周りに高速回転させるためのモータなどの回転手段、回転手段の回転を制御するための電子部品、および回転手段の回転を回転架台315に伝達するローラなどの伝達手段などを有する。回転駆動装置321は、データ収集回路322を介して処理回路335に制御されて、回転架台315を所定の回転軸rの周りに回転させる。たとえば、処理回路335は、回転架台315を介してガンマ線検出器311および312を被検体Pの周りに連続にあるいはステップ的に回転させることにより複数方向からの被検体のSPECT投影データを収集することができる。   The rotation driving device 321 includes a rotating means such as a motor for rotating the rotating base 315 at a high speed around a predetermined rotation axis r, an electronic component for controlling the rotation of the rotating means, and a rotating base 315 for rotating the rotating means. It has a transmission means such as a roller for transmitting to. The rotation driving device 321 is controlled by the processing circuit 335 via the data collection circuit 322 to rotate the rotary mount 315 around a predetermined rotation axis r. For example, the processing circuit 335 collects SPECT projection data of the subject from a plurality of directions by rotating the gamma ray detectors 311 and 312 around the subject P continuously or stepwise via the rotary mount 315. You can

データ収集回路322は、たとえばプリント回路基板により構成され、処理回路335により制御されて、ガンマ線検出器311および312、回転駆動装置321および天板駆動装置325を制御することにより、被検体Pの撮像を実行する。   The data acquisition circuit 322 is composed of, for example, a printed circuit board, and is controlled by the processing circuit 335 to control the gamma ray detectors 311 and 312, the rotation driving device 321, and the top driving device 325, thereby imaging the subject P. To execute.

データ収集回路322は、ガンマ線検出器311および312のそれぞれの出力をたとえばリストモードで収集し、収集した投影データをコンソール303に出力する。リストモードでは、ガンマ線の検出位置情報、強度情報、ガンマ線検出器311および312と被検体Pとの相対位置を示す情報(ガンマ線検出器311および312の位置や角度など)、およびガンマ線の検出時刻がガンマ線の入射イベントごとに収集される。   The data acquisition circuit 322 acquires the respective outputs of the gamma ray detectors 311 and 312 in the list mode, for example, and outputs the acquired projection data to the console 303. In the list mode, gamma ray detection position information, intensity information, information indicating the relative position between the gamma ray detectors 311 and 312 and the subject P (positions and angles of the gamma ray detectors 311 and 312, etc.), and gamma ray detection time are displayed. Collected for each gamma ray incident event.

寝台装置323は、天板324と、天板駆動装置325とを有する。被検体Pは、天板324に載置される。天板駆動装置325は、データ収集回路322を介して処理回路335に制御されて、天板324を移動させる。具体的には、天板駆動装置325は、天板324をz軸方向やy軸方向に沿って移動させる駆動源としてのモータ、およびこのモータを制御するための電子部品などを有する。また、天板駆動装置325は、天板324を昇降させる駆動源としてのモータ、およびこのモータを制御するための電子部品などを有する。   The bed device 323 includes a top plate 324 and a top plate drive device 325. The subject P is placed on the top plate 324. The top driving device 325 moves the top 324 under the control of the processing circuit 335 via the data collecting circuit 322. Specifically, the top driving device 325 has a motor as a drive source for moving the top 324 along the z-axis direction and the y-axis direction, an electronic component for controlling the motor, and the like. The top driving device 325 has a motor as a drive source for moving the top 324 up and down, an electronic component for controlling the motor, and the like.

一方、医用装置10の一例としてのコンソール303は、たとえば一般的なパーソナルコンピュータやワークステーションなどにより構成され、入力インターフェース331、ディスプレイ332、記憶回路333、ネットワーク接続回路334および処理回路335を有する。なお、コンソール303は独立して設けられずともよく、たとえばコンソール303の構成331−335の一部が固定架台316に分散して設けられてもよい。   On the other hand, the console 303 as an example of the medical device 10 is configured by, for example, a general personal computer or a workstation, and has an input interface 331, a display 332, a storage circuit 333, a network connection circuit 334, and a processing circuit 335. Note that the console 303 does not have to be provided independently, and for example, a part of the components 331 to 335 of the console 303 may be provided dispersedly on the fixed base 316.

入力インターフェース331、ディスプレイ332、記憶回路333、およびネットワーク接続回路334は、第1実施形態に係る医用装置10の入力インターフェース11、ディスプレイ12、記憶回路13、およびネットワーク接続回路14と同様の構成および作用を有するため、説明を省略する。   The input interface 331, the display 332, the storage circuit 333, and the network connection circuit 334 have the same configuration and operation as the input interface 11, the display 12, the storage circuit 13, and the network connection circuit 14 of the medical device 10 according to the first embodiment. Therefore, the description is omitted.

医用装置10の一例としてのコンソール303の処理回路335のプロセッサは、図11に示すように、取得機能351および直線性補正ベクトル生成機能352を実現する。これらの各機能は、それぞれプログラムの形態で記憶回路333に記憶されている。   The processor of the processing circuit 335 of the console 303 as an example of the medical device 10 realizes an acquisition function 351 and a linearity correction vector generation function 352 as shown in FIG. Each of these functions is stored in the storage circuit 333 in the form of a program.

以下、ガンマ線検出器311および312のうち、ガンマ線検出器311の直線性補正ベクトルを生成する場合を例に説明する。   Hereinafter, a case where the linearity correction vector of the gamma ray detector 311 among the gamma ray detectors 311 and 312 is generated will be described as an example.

この場合、取得機能351は、ガンマ線検出器311のコリメータ313が取り外された状態で、ガンマ線検出器311で取得された全面照射画像71を取得する。取得機能351は、取得部の一例である。   In this case, the acquisition function 351 acquires the overall irradiation image 71 acquired by the gamma ray detector 311 with the collimator 313 of the gamma ray detector 311 removed. The acquisition function 351 is an example of an acquisition unit.

直線性補正ベクトル生成機能352は、全面照射画像71とガンマ線検出器311のPMT配置位置情報72とを入力され、学習済みモデル230を用いてガンマ線検出器311の直線性補正ベクトル81を出力する。直線性補正ベクトル生成機能352は、処理部の一例である。   The linearity correction vector generation function 352 receives the overall irradiation image 71 and the PMT placement position information 72 of the gamma ray detector 311 and outputs the linearity correction vector 81 of the gamma ray detector 311 using the learned model 230. The linearity correction vector generation function 352 is an example of a processing unit.

第3実施形態に係るSPECT装置301によっても、第1実施形態に係る医用装置10と同様に、直線性補正ベクトルの生成時に改めてファントム画像を収集する必要はなく、全面照射画像71とPMT配置位置情報72とを学習済みモデル230に入力することで直線性補正ベクトル81を出力することができる。   With the SPECT apparatus 301 according to the third embodiment, as with the medical apparatus 10 according to the first embodiment, there is no need to collect phantom images again when generating the linearity correction vector, and the full-face irradiation image 71 and the PMT arrangement position are arranged. The linearity correction vector 81 can be output by inputting the information 72 and the learned model 230.

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、ファントムコリメータを用いずに取得された核医学画像に基づいて直線性補正に関する情報を取得することができる。   According to at least one embodiment described above, it is possible to acquire information regarding linearity correction based on a nuclear medicine image acquired without using a phantom collimator.

なお、上記実施形態において、「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、または、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(たとえば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、およびFPGA)等の回路を意味するものとする。プロセッサは、記憶媒体に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。   In the above-described embodiment, the word “processor” means, for example, a dedicated or general-purpose CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), or an application-specific integrated circuit (ASIC), A circuit such as a programmable logic device (for example, a Simple Programmable Logic Device (SPLD), a Complex Programmable Logic Device (CPLD), and an FPGA) is meant. The processor realizes various functions by reading and executing a program stored in a storage medium.

また、上記実施形態では処理回路の単一のプロセッサが各機能を実現する場合の例について示したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、1つの記憶媒体が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。   Further, in the above embodiment, an example in which a single processor of the processing circuit realizes each function has been described. However, a processing circuit is configured by combining a plurality of independent processors, and each processor realizes each function. Good. When a plurality of processors are provided, the storage medium for storing the program may be provided individually for each processor, or one storage medium may collectively store the programs corresponding to the functions of all the processors. Good.

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.

10 医用装置
15 処理回路
21 学習用データ生成機能
22 取得機能
23 直線性補正ベクトル生成機能
31 水平スリットファントムコリメータ
32 水平スリットファントム画像
33 垂直スリットファントムコリメータ
34 垂直スリットファントム画像
36 全面照射画像
41 ファントム画像
42 ファントム理想位置情報
43 学習用直線性補正ベクトル
43a 学習用第2直線性補正ベクトル
61 教師データ群
71 全面照射画像
72 PMT配置位置情報
73 PMTの感度および応答関数に関する情報
81 直線性補正ベクトル
101 核医学診断装置
230 学習済みモデル
301 SPECT装置
303 コンソール
311、312 ガンマ線検出器
335 処理回路
351 取得機能
352 直線性補正ベクトル生成機能
511a 全面照射画像
10 Medical Device 15 Processing Circuit 21 Learning Data Generation Function 22 Acquisition Function 23 Linearity Correction Vector Generation Function 31 Horizontal Slit Phantom Collimator 32 Horizontal Slit Phantom Image 33 Vertical Slit Phantom Collimator 34 Vertical Slit Phantom Image 36 Full Illumination Image 41 Phantom Image 42 Phantom ideal position information 43 Learning linearity correction vector 43a Learning second linearity correction vector 61 Teacher data group 71 Whole irradiation image 72 PMT placement position information 73 PMT sensitivity and response function information 81 Linearity correction vector 101 Nuclear medicine Diagnostic device 230 Trained model 301 SPECT device 303 Console 311 and 312 Gamma ray detector 335 Processing circuit 351 Acquisition function 352 Linearity correction vector generation function 511a Whole surface irradiation image

Claims (7)

核医学診断装置におけるコリメータを用いずに取得される第1の画像と、光センサの配置に関する情報とを取得する取得部と、
前記第1の画像と前記光センサの配置に関する情報とに基づいて直線性補正に関する情報を出力する学習済みモデルに対して、前記第1の画像と前記光センサの配置に関する情報とを入力することで前記直線性補正に関する情報を出力する処理部と、
を備えた医用装置。
An acquisition unit that acquires a first image that is acquired without using a collimator in the nuclear medicine diagnostic apparatus and information about the arrangement of the optical sensor;
Inputting the first image and the information about the arrangement of the photosensors to a learned model that outputs information about the linearity correction based on the first image and the information about the arrangement of the photosensors. And a processing unit that outputs information related to the linearity correction,
Medical device equipped with.
前記学習済みモデルは、
前記光センサの感度および応答関数に関する情報にさらに基づいて前記直線性補正に関する情報を出力し、
前記取得部は、
前記光センサの感度および応答関数に関する情報をさらに取得し、
前記処理部は、
前記学習済みモデルに対して前記第1の画像と前記光センサの配置に関する情報と前記光センサの感度および応答関数に関する情報とを入力することで、前記直線性補正に関する情報を出力する、
請求項1記載の医用装置。
The trained model is
Outputting information about the linearity correction further based on information about the sensitivity and response function of the optical sensor,
The acquisition unit is
Further obtaining information about the sensitivity and response function of the light sensor,
The processing unit is
By inputting the first image, the information about the arrangement of the photosensors, and the information about the sensitivity and response function of the photosensors to the learned model, the information about the linearity correction is output.
The medical device according to claim 1.
前記学習済みモデルは、
前記核医学診断装置におけるファントムコリメータを用いて取得されたファントム画像と、前記ファントムコリメータの理想位置情報と、にもとづいて生成された直線性補正に関する情報を教師データとして学習を行う、
請求項1または2に記載の医用装置。
The trained model is
Phantom images acquired by using a phantom collimator in the nuclear medicine diagnosis device, ideal position information of the phantom collimator, and learning based on the linearity correction information generated based on the teacher data,
The medical device according to claim 1 or 2.
前記学習済みモデルが出力する前記直線性補正に関する情報は、
前記光センサの前面に設けられた蛍光体の感度の放射線入射位置依存性とエッジ効果との少なくとも一方を考慮した情報である、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の医用装置。
The information regarding the linearity correction output by the learned model is
It is information considering at least one of the radiation incident position dependency of the sensitivity of the phosphor provided on the front surface of the optical sensor and the edge effect,
The medical device according to any one of claims 1 to 3.
前記学習済みモデルは、
前記核医学診断装置におけるファントムコリメータを用いて取得されたファントム画像と、前記ファントムコリメータの理想位置情報と、前記核医学診断装置におけるコリメータを用いずに取得された画像と、にもとづいて生成された、前記蛍光体の感度の放射線入射位置依存性と前記エッジ効果との少なくとも一方を考慮した直線性補正に関する情報を教師データとして学習を行う、
請求項4記載の医用装置。
The trained model is
A phantom image acquired by using a phantom collimator in the nuclear medicine diagnostic device, ideal position information of the phantom collimator, and an image acquired without using the collimator in the nuclear medicine diagnostic device, and generated based on , Learning is performed by using, as teacher data, information relating to linearity correction in which at least one of the dependency of the sensitivity of the phosphor on the radiation incident position and the edge effect is taken into consideration.
The medical device according to claim 4.
核医学診断装置におけるコリメータを用いずに取得された画像と光センサの配置に関する情報とに基づいて直線性補正に関する情報を出力する学習済みモデルの学習用データの取得方法であって、
前記核医学診断装置におけるファントムコリメータを用いて取得されたファントム画像と、前記ファントムコリメータの理想位置情報と、にもとづいて生成された直線性補正に関する情報を前記学習用データの教師データとして取得するステップと、
前記核医学診断装置におけるコリメータを用いずに取得された画像と、光センサの配置に関する情報とを前記学習用データの入力データとして取得するステップと、
を有する学習用データの取得方法。
A method for acquiring learning data of a learned model that outputs information related to linearity correction based on an image acquired without using a collimator in a nuclear medicine diagnostic device and information related to the arrangement of optical sensors,
Phantom image acquired by using a phantom collimator in the nuclear medicine diagnostic device, ideal position information of the phantom collimator, and information regarding linearity correction generated based on the step of acquiring as training data of the learning data When,
An image acquired without using a collimator in the nuclear medicine diagnostic device, and a step of acquiring information regarding the arrangement of optical sensors as input data of the learning data,
A method for acquiring learning data having.
前記直線性補正に関する情報を前記教師データとして取得するステップは、
前記ファントム画像と、前記ファントムコリメータの理想位置情報と、前記核医学診断装置におけるコリメータを用いずに取得された画像と、にもとづいて生成された、前記光センサの前面に設けられた蛍光体の感度の放射線入射位置依存性とエッジ効果との少なくとも一方を考慮した直線性補正に関する情報を前記教師データとして取得するステップである、
請求項6記載の学習用データの取得方法。
The step of acquiring the information regarding the linearity correction as the teacher data,
The phantom image, ideal position information of the phantom collimator, an image obtained without using a collimator in the nuclear medicine diagnostic device, and generated based on, of the phosphor provided in front of the optical sensor A step of acquiring, as the teacher data, information relating to linearity correction in consideration of at least one of the radiation incident position dependency of sensitivity and the edge effect,
The method for acquiring learning data according to claim 6.
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