JP2509507B2 - 核医学イメ―ジング装置 - Google Patents

核医学イメ―ジング装置

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JP2509507B2
JP2509507B2 JP28047592A JP28047592A JP2509507B2 JP 2509507 B2 JP2509507 B2 JP 2509507B2 JP 28047592 A JP28047592 A JP 28047592A JP 28047592 A JP28047592 A JP 28047592A JP 2509507 B2 JP2509507 B2 JP 2509507B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、核医学イメージング
装置に関し、とくに検出器を静止させてスタティック撮
影を行なったり、検出器を回転させてSPECT(シン
グルフォトンエミッションコンピュータトモグラフィ)
撮影を行なったりするのに用いられるシンチレーション
カメラの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】核医学イメージング装置では、被検体内
に投与した放射性物質から放出される放射線を被検体外
で検出するので、その放射線が外部に放出される前に被
検体内組織によりコンプトン散乱や吸収を生じ、これを
補正することが必要である。この補正に関しては、従来
より、種々の提案がなされている(たとえば特開昭62
−218886号公報、特願昭60−298164号な
どを参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は定量性が劣るとか、計算処理量が膨大になるとかの問
題がある。すなわち、特開昭62−218886号公報
では、リアルタイムで散乱線除去補正を行なうためにエ
ネルギ重み関数を位置によらず一定として近似している
ので、定量性が劣っている。また、特願昭60−298
164号は、位置(画素)ごとにエネルギスペクトルの
情報を用いて散乱線除去補正係数やエネルギ重み関数を
変化させているので定量性は優れているが、SPECT
のようなマトリクス64×64程度が限界でスタティッ
ク撮影のようにマトリクス512×512では統計誤差
が大きく、計算処理量も膨大となり、実用的でない。
【0004】この発明は、上記に鑑み、計算処理量が少
なく且つ統計誤差も少なく、しかも定量性も良好な散乱
線除去補正を行なうことができるように改善した、核医
学イメージング装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による核医学イメージング装置では、第1
のメモリで細かいマトリクスについて所定のエネルギウ
インドウ内に入る画像データを収集し、第2のメモリで
は、粗いマトリクスについてエネルギの各々ごとの3次
元画像データを収集する。第2のメモリでエネルギスペ
クトル情報が各画素について得られるので、これに基づ
いて各画素ごとにエネルギ重み付け散乱線除去補正処理
を行い、補正後のデータと、第2のメモリに蓄積された
補正前のデータのうちの、上記エネルギウインドウに入
るデータとの比率を算出して補正係数を求め、さらに補
間計算によって第1のメモリについての細かいマトリク
スの各画素についての補正係数を求め、これを第1のメ
モリの画像データに作用させて、第1のメモリの画像デ
ータの散乱線除去補正を行う。
【0006】
【作用】第2のメモリでは、2次元位置信号およびエネ
ルギ信号によって指定される3次元アドレスの各々でデ
ータ収集するため3次元の画像データを収集できるが、
この2次元位置信号は粗いものとなっている。そのため
各画素ごとに得られるエネルギスペクトル情報は統計誤
差の少ないものとなる。そしてこれに基づいて各画素ご
とにエネルギ重み付け散乱線除去補正処理を行い、補正
後のデータと、第2のメモリに蓄積された補正前のデー
タのうちの、上記エネルギウインドウに入るデータとの
比率を算出して補正係数を求めることによって、第2の
メモリの粗いマトリクスの各画素について補正係数を求
めることができる。この補正係数は、補間計算されるこ
とによって第1のメモリの細かいマトリクスの画素の各
々について求められる。この補正係数は、第1のメモリ
に収集したエネルギウインドウのデータについてのもの
であるため、この補正係数を作用させることにより、第
1のメモリの画像データの散乱線除去補正ができる。粗
いマトリクスについてエネルギ重み付け散乱線除去補正
処理を行っているので、計算量が少なくて済む。また補
正後のデータと補正前のデータとの比の算出、およびそ
の比を補間計算することにより細かいマトリクスでの補
正係数を求め、この補正係数を第2のメモリの画像デー
タに作用させているので、計算が簡単である。
【0007】
【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図1に示すよう
に、この発明の一実施例にかかる核医学イメージング装
置では、放射線検出器1から出力される、放射線の入射
位置を表わす2次元の位置信号X、Y及びエネルギ信号
ZがそれぞれA/D変換器2、3、4を経てデジタル信
号Dig.X、Dig.Y、Dig.Zに変換された
後、ラッチ回路5、6、7を経てマルチプレクサ8、1
0に送られる。マルチプレクサ8は、Dig.X、Di
g.Yを切り換え選択してアドレス信号として画像収集
メモリ9に送る。また、マルチプレクサ10には、Di
g.X、Dig.Yのそれぞれの上位ビットと、Di
g.Zのフルビットが送られてきており、これらが切り
換え選択されて画像収集メモリ11のアドレス信号とし
て出力される。Dig.Zは主波高分析器16にも送ら
れる。
【0008】検出器1は予備波高分析器(図示しない)
を内蔵しており、それにより判別されて得たアンブラン
ク信号をタイミング制御回路15に送ってこれをトリガ
する。タイミング制御回路15は、トリガされるごとに
つまり放射線入射のイベントごとに、適切なタイミング
信号a、b、cを発生し、これらをA/D変換器2、
3、4、ラッチ回路5、6、7及び主波高分析器16に
それぞれ送る。
【0009】主波高分析器16は、デジタルエネルギ信
号Dig.Zが光電ピークの20%ウインドウに入って
いるかどうかを分析し、入っているときに信号c’を発
生し、これを画像収集メモリ9に送る。画像収集メモリ
9では、この信号c’が入力されたときに、そのときマ
ルチプレクサ8からのDig.X、Dig.Yで指定さ
れるアドレスにおいて+1を加算する。こうして、画像
収集メモリ9で、エネルギが光電ピークの20%に入っ
ているイベントについての、たとえば図2で示したよう
な512×512のマトリクスの2次元画像データの収
集が行なわれる。
【0010】一方、画像収集メモリ11では、すべての
エネルギ範囲について3次元的画像データの収集が行な
われる。すなわち、アドレス信号として入力されるDi
g.X、Dig.Yの上記ビットで指定されるとともに
Dig.Zで指定される3次元アドレス空間の各々がイ
ベント毎に+1加算される。ここで、アンブランク信号
を発生したすべてのイベントにつき、この+1加算がな
され、検出器1に内蔵された予備波高分析器は単にスレ
ッショルドレベル以下のものを除外する程度の広いウイ
ンドウを有しているため、広いエネルギ範囲にわたり、
エネルギごとのデータ収集がなされることになる。これ
により、画像収集メモリ11では、たとえば図3で示す
ように、64×64の画素の各々についての256段階
のエネルギの各々でのイベント数の計数がなされる。こ
うして、たとえば画素(x1,y1)について図4のA
で示すようなエネルギスペクトルが収集され、画素(x
2,y2)について図4のBで示すようなエネルギスペ
クトルが収集される。このエネルギスペクトルから、画
素(x2,y2)は画素(x1,y1)に比較して散乱
線が多い、つまり散乱体が厚いことがわかる。
【0011】これらメモリ9、11で収集されたデータ
は、画像処理メモリ12に転送され、このメモリ12と
画像処理回路13とにより、エネルギ重み付け散乱線除
去補正処理などの画像処理(後処理)が行なわれる。マ
ルチプレクサ8、10、画像収集メモリ9、11、画像
処理メモリ12、画像処理回路13、主波高分析器16
はCPU14により制御される。
【0012】このエネルギ重み付け散乱線除去処理は、
つぎのようにして行われる。ここでは単純なエネルギ重
み付け散乱線除去補正処理を行うこととしている。ま
ず、画像収集メモリ11の64×64の画素単位でつぎ
の数式1で示す処理を行うことによって、この各画素に
ついての重み付け散乱線除去処理を行う。
【数1】 ここで、Cc(x,y)は画素(x,y)に関する補正
後のカウント数、Ci(x,y)は画素(x,y)に関
するエネルギDig.Z=i[ch]のカウント数、K
i(r)はエネルギDig.Z=i[ch]に関する重
みである。ただし重みKi(r)は、各画素(x,y)
のエネルギスペクトル情報から得られるパラメータr
(たとえば光電ピーク領域とコンプトン散乱領域のカウ
ント比)の関数である。この関数Ki(r)自体はファ
ントムなどであらかじめ求めて画像処理回路13などに
保持させておき、パラメータrを実際の各画素のエネル
ギスペクトル情報から求め、このパラメータrを代入す
ることによって重みを求める。その計算は画像処理回路
13とCPU14とにより行う。こうして求めた重み関
数の例を図5に示す。図5のAは、図4のAのようなエ
ネルギスペクトルとなる画素(x1,y1)についての
重みKi(r1)であり、図5のBは、図4のBのよう
なエネルギスペクトルとなる画素(x2,y2)につい
ての重みKi(r2)である。エネルギスペクトル情報
のパラメータr1,r2が異なっているため、異なった
ものとなっている。そのパラメータrが同じであれば、
異なる画素でも同じ重みとなる。
【0013】つぎに、この画像収集メモリ11のデータ
から、散乱線除去補正を行わない20%ウインドウのカ
ウント数Co(x,y)を各画素単位で、つぎの数式2
を用いて求める。
【数2】 そして、つぎに補正係数p(x,y)を、補正後のカウ
ント数Ccと未補正の20%ウインドウのカウント数C
oとの比率により、 p(x,y)=Cc(x,y)/Co(x,y) のように求める。この補正係数は64×64の画素につ
いてしか求めていないため、2次元補間により512×
512の各画素について補正係数を求める。
【0014】この2次元補間計算は、たとえば図6に示
すように周囲の4点の補正係数を用いて行う。すなわ
ち、点(xo+m、yo+n)の補正係数p(xo+
m、yo+n)は、つぎの式で求める。 p(xo+m,yo+n)=qo+q1・m+q2・n+q3・m・n ただし、qo=p(xo,yo) q1=p(xo+1,yo)−p(xo,yo) q2=p(xo,yo+1)−p(xo,yo) q3=p(xo+1,yo+1)−p(xo+1,yo)−p(xo,yo+1)+p(x
o,yo) である。
【0015】こうして512×512の各画素について
の補正係数が求められたら、画像収集メモリ9の512
×512の各画素のデータに対してこの補正係数を乗算
する。つまり、補正前の画素(xo+m、yo+n)に
関する20%ウインドウのカウント数をDo(xo+
m、yo+n)、補正後の画素(xo+m、yo+n)
に関するカウント数をDc(xo+m、yo+n)とす
ると、 Dc(xo+m,yo+n)=p(xo+m,yo+n)・Do(xo+m,yo+n) の計算を行う。
【0016】なお、上記の実施例に限らず、この発明の
主旨を逸脱しない範囲で種々に変更可能であって、たと
えば上記以外のマトリクスサイズとすることもでき、ま
た、ラッチ回路7とマルチプレクサ10との間に減算
器、乗算器または非線形変換テーブルメモリなどを挿入
してもよい。さらに、上記の単純なエネルギ重み付け散
乱線除去補正処理の代わりに、領域重み付け散乱線除去
補正処理(つまり2次元空間フィルタを用いた補正)を
行うよう構成することもできる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の核医学
イメージング装置によれば、位置つまり画素ごとにエネ
ルギスペクトル情報に基づいてエネルギ重み付け関数を
変えてエネルギ重み付け散乱線除去補正を行っているた
め、定量性に優れる。また、SPECT撮影はもちろ
ん、スタティック撮影(512×512のマトリクスサ
イズの画像撮影)や全身スキャン撮影(256×102
4または512×2048などのマトリクスサイズの画
像撮影)に関しても、定量性の優れたエネルギ重み付け
散乱線除去補正を行うことができて良好な画質が得られ
る。さらに、粗いマトリクスの画素ごとにエネルギスペ
クトル情報を収集しているので、統計誤差を少なくでき
る。また粗いマトリクスの画素ごとにエネルギ重み付け
散乱線除去補正処理を行うので、計算処理量が少なくて
済む。このエネルギスペクトル情報に基づいていったん
散乱線除去補正を行い、その結果と補正前のデータとの
比から補正係数を求め、これを補間して細かいマトリク
スの画素に作用させて補正するようにしているので、計
算量を少なくできる。さらに、補正後のデータと未補正
のデータの両方が得られる。また、後処理のため、補正
のパラメータを変更して補正処理を行い、それらの結果
を比較検討することも容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例のブロック図。
【図2】画像収集メモリ9の概念図。
【図3】画像収集メモリ11の概念図。
【図4】エネルギスペクトル例を示すグラフ。
【図5】重み関数例を示すグラフ。
【図6】補間計算を説明するための図。
【符号の説明】
1 検出器 2、3、4 A/D変換器 5、6、7 ラッチ回路 8、10 マルチプレクサ 9、11 画像収集メモリ 12 画像処理メモリ 13 画像処理回路 14 CPU 15 タイミング制御回路 16 主波高分析器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射放射線の位置を表す2次元位置信号
    とエネルギを表すエネルギ信号とを生じる放射線検出器
    と、上記2次元位置信号のそれぞれのデジタル値でアド
    レスして2次元画像データを収集する第1のメモリと、
    上記2次元位置信号のそれぞれのデジタル値の上位ビッ
    トとエネルギ信号のデジタル値とでアドレスして3次元
    画像データを収集する第2のメモリと、上記エネルギ信
    号が所定のウインドウに入っていることを判定して上記
    第1のメモリでのデータ収集を行わせる波高分析器と、
    第2のメモリのデータに対してエネルギ重み付け散乱線
    除去補正処理を行い、補正後のデータと、第2のメモリ
    に蓄えられた補正前のデータのうちの上記ウインドウ内
    データとの比率を各画素ごとに算出することによって第
    2のメモリの各画素に関する補正係数を求めるととも
    に、この補正係数から補間計算によって第1のメモリの
    各画素についての補正係数を求めて第1のメモリのデー
    タに作用させて第1のメモリに収集された画像データを
    補正する画像処理装置とを備えることを特徴とする核医
    学イメージング装置。
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US08/124,860 US5466939A (en) 1992-09-24 1993-09-22 Nuclear medicine imaging apparatus
EP93115415A EP0589467B1 (en) 1992-09-24 1993-09-23 Nuclear medicine imaging apparatus
DE69323257T DE69323257T2 (de) 1992-09-24 1993-09-23 Nuklearmedizinische Bildwiedergabe - Einrichtung

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JP5431866B2 (ja) * 2009-10-22 2014-03-05 住友重機械工業株式会社 検出結果補正方法、その検出結果補正方法を用いた放射線検出装置、その検出結果補正方法を実行するためのプログラム、及びそのプログラムを記録する記録媒体
CN102933983B (zh) * 2010-06-10 2015-05-27 株式会社岛津制作所 二维位置图校正方法

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