JP3315513B2 - Positron emission CT system - Google Patents

Positron emission CT system

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JP3315513B2
JP3315513B2 JP4420694A JP4420694A JP3315513B2 JP 3315513 B2 JP3315513 B2 JP 3315513B2 JP 4420694 A JP4420694 A JP 4420694A JP 4420694 A JP4420694 A JP 4420694A JP 3315513 B2 JP3315513 B2 JP 3315513B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、放射性薬剤を用いて画
像データを収集するポジトロンエミッションCT装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positron emission CT apparatus for acquiring image data using a radiopharmaceutical.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポジトロンエミッションCT(PET)
は、アイソトープで標識された放射性薬剤を投与し、生
体内での分布をイメージングするものであり、ポジトロ
ンエミッションCTでは、リング状に配置されたγ線検
出器を用いて陽電子の対消滅により発生したγ線を同時
計数法によって検出する。検出器リングは複数層(4−
16層)設けられ、各リングに属する検出器間の同時計
数からそのスライスの画像(層内イメージ)を得ると共
に、隣接するリング間の同時計数から層間のイメージも
得られる。また、各検出器リング間にはスライスシール
ド(コリメータ)を設けることによって不必要なγ線や
生体内での散乱放射線を遮蔽し、検出器の不必要な計数
を低減することによって数え落としや偶発同時計数を低
減するようになっている。解像力は主に検出素子(BG
Oシンチレータ)の大きさで決まり、最近の装置の断面
解像力は3−5mm(半値幅)に達している。
2. Description of the Related Art Positron emission CT (PET)
Is to administer a radiopharmaceutical labeled with an isotope and to image its distribution in a living body.In positron emission CT, it is generated by pair annihilation of positrons using a γ-ray detector arranged in a ring. γ-rays are detected by coincidence counting. The detector ring has multiple layers (4-
16 layers), an image (intra-layer image) of the slice is obtained from coincidence between detectors belonging to each ring, and an image between layers is also obtained from coincidence between adjacent rings. In addition, by providing a slice shield (collimator) between each detector ring, unnecessary gamma rays and scattered radiation in the living body are shielded, and unnecessary counting of detectors is reduced, so that counting or accidental counting is performed. The coincidence count is reduced. The resolution is mainly determined by the detection element (BG
O scintillator), the cross-sectional resolution of recent devices has reached 3-5 mm (half width).

【0003】図5はポジトロンエミッションCT全体の
概略を示したもので、検出器リングを含む画像データ収
集装置310でγ線が検出され、信号処理回路315に
より対消滅により反対方向に放出されたものか否かが検
出される。信号処理回路315の同時計数により画像を
構築するためのデータがデータメモリ340に記憶され
一定時間積算される。コンピュータ350は、データメ
モリ340に記憶されたデータからイメージを構築し、
データ保存装置370に保存するとともに画像データ収
集装置310をはじめとしたシステム全体の制御を行
う。
FIG. 5 schematically shows the entire positron emission CT. A gamma ray is detected by an image data acquisition device 310 including a detector ring, and is emitted in the opposite direction by pair annihilation by a signal processing circuit 315. Is detected. Data for constructing an image by the coincidence counting of the signal processing circuit 315 is stored in the data memory 340 and integrated for a certain period of time. Computer 350 constructs an image from the data stored in data memory 340,
The image data is stored in the data storage device 370 and the entire system including the image data collection device 310 is controlled.

【0004】ポジトロンエミッションCTでは、一般
に、一定時間積算したデータはコンピュータ350等に
よって測定順に保管されていく。そのデータは、被測定
物の真の変化の度合いを表すと共に、必ず放射性薬剤の
時間に対する減衰情報を含んだものになっている。PE
Tデータは、一般に、スライス面内情報(X,Y)・軸
方向情報(Z)といった空間的な情報と時間情報(t)
の4つを合わせ持つ、4次元情報である。時間軸方向に
関して、このデータは、時間(t)における放射線のカ
ウント数(At)を、ある時刻から任意時間まで積分し
た値であり、フレームデータと呼ばれる。上述したよう
に、軸方向の解像度は検出素子の物理的な大きさに制約
を受けるため、よりZ軸方向の解像度を大きくして情報
の充実をはかる一手法として、Z−モーションスキャン
が挙げられる。
In the positron emission CT, generally, data accumulated for a certain period of time is stored in the order of measurement by a computer 350 or the like. The data represents the true degree of change of the object to be measured, and always includes attenuation information of the radiopharmaceutical with respect to time. PE
In general, T data is spatial information such as slice plane information (X, Y) and axial direction information (Z) and time information (t).
This is four-dimensional information having the above four combinations. In the time axis direction, this data is a value obtained by integrating the radiation count number (At) at time (t) from a certain time to an arbitrary time, and is called frame data. As described above, since the resolution in the axial direction is restricted by the physical size of the detection element, Z-motion scan is one method for increasing the resolution in the Z-axis direction and enriching information. .

【0005】Z軸方向に関して、PETのデータは、ス
ライスと呼ばれる2次元情報(いわゆる輪切りにした断
面図)で収集され、上述したように、この各スライスに
は、対向する検出器を結んだ面(ダイレクトプレーン)
と、隣接する検出器を結んだ面(クロスプレーン)の2
種類がある。この各スライスのZ軸方向における感度分
布を表したものが図6である。対向する検出器の中心同
志・または隣接する検出器の中心同志を結んだ面上に感
度のピークが現れ、ピーク同志の中心に感度の谷間が生
じる。これによって、図7(A)のようにいわゆる「見
ていない部分」が生じてしまう。そこで、図7(B)の
様にスライス幅の半ピッチ分だけ検出器を移動させてデ
ータを収集することで、スライスとスライスの間の情報
を得ることができる。これがZ−モーションスキャンで
ある。
In the Z-axis direction, PET data is collected as two-dimensional information called slices (so-called sliced cross-sectional views), and as described above, each slice has a surface connecting an opposing detector. (Direct plane)
And the plane (cross plane) connecting the adjacent detectors
There are types. FIG. 6 shows the sensitivity distribution in the Z-axis direction of each slice. A sensitivity peak appears on the plane connecting the centers of the opposing detectors or the centers of the adjacent detectors, and a valley of sensitivity is generated at the center of the peaks. As a result, a so-called “unviewed portion” occurs as shown in FIG. Therefore, information between slices can be obtained by moving the detector by a half pitch of the slice width and collecting data as shown in FIG. 7B. This is a Z-motion scan.

【0006】図8は、Z−モーション機構を有するPE
T装置の一例をそのプロセスフローとともに示したもの
である。検出器系(画像データ収集装置)310のリン
グ状に配列された検出器312によりγ線が捕えられ、
検出器312からのγ線検出信号は、コインシデンス回
路320により同時計数であるか判断される。この同時
計数データは、アドレス変換回路330により、検出器
対のアドレスからサイノグラムデータ(T−θMapと
も呼ばれる)のアドレスへと変換される。サイノグラム
データを一時格納するデータ収集メモリ340a・34
0bは複数用意され、FIFOバッファのような働きを
するものであり、アドレス変換回路330からのアドレ
スの値を読み出して格納した後、“1”を加算する。
FIG. 8 shows a PE having a Z-motion mechanism.
1 shows an example of a T device together with its process flow. Γ-rays are captured by detectors 312 arranged in a ring of a detector system (image data collection device) 310,
The coincidence circuit 320 determines whether the γ-ray detection signal from the detector 312 is coincidence counting. The coincidence count data is converted by the address conversion circuit 330 from the address of the detector pair to the address of sinogram data (also called T-θMap). Data collection memory 340a / 34 for temporarily storing sinogram data
A plurality of 0b are prepared and function like a FIFO buffer. After reading and storing the address value from the address conversion circuit 330, "1" is added.

【0007】Z−モーションモータ390は検出器系3
10を軸方向の位置A,Bに移動させるものであり、モ
ータ駆動回路380によってその駆動制御が行われる。
主コンピュータ350は、検出器系310に測定に関す
る命令を送ると共に、フレーム切替信号250を発生す
る。この信号によってサイノグラムデータを格納するメ
モリ340a・340bが切り替えられると共に、Z−
モーションモータ駆動回路380に送られて、Z−モー
ションモータ390による位置A,Bの走査の開始信号
として用いられる。
The Z-motion motor 390 has the detector system 3
10 is moved to axial positions A and B, and its drive is controlled by a motor drive circuit 380.
The main computer 350 sends a command for measurement to the detector system 310 and generates a frame switching signal 250. The signals 340a and 340b storing the sinogram data are switched by this signal, and the Z-
The signal is sent to the motion motor drive circuit 380 and used as a start signal for scanning the positions A and B by the Z-motion motor 390.

【0008】こうして、主コンピュータ350は、検出
器系310の軸方向の位置A,Bに応じてメモリ340
a・340bを切り替えて位置A,Bで測定されたサイ
ノグラムデータをメモリ340a・340bにそれぞれ
格納する一方、測定の終了した側のメモリ340a・3
40bから画像再構成装置360にフレームデータを転
送する。即ち、メモリ340a・340bの一方がサイ
ノグラムデータを格納しているときに、他方は格納され
たサイノグラムデータが読み出される。画像再構成装置
360はフレームデータの電算機処理を行って画像の再
構成を行うものであり、この処理によって得られた再構
成データはデータ保管装置370に保管される。尚、フ
レームの時間間隔が短い場合、画像再構成装置360
は、検出器系のデータ収集の際に画像再構成を行うこと
なくサイノグラムデータ形式のままデータが保管され、
データ収集後画像再構成を行う。
[0008] Thus, the main computer 350 stores the memory 340 in accordance with the axial positions A and B of the detector system 310.
a and 340b are switched to store the sinogram data measured at the positions A and B in the memories 340a and 340b, respectively, while the memories 340a and 340 on the side where the measurement has been completed.
The frame data is transferred from 40b to the image reconstruction device 360. That is, while one of the memories 340a and 340b stores sinogram data, the other reads the stored sinogram data. The image reconstructing device 360 performs computer processing of the frame data to reconstruct the image, and the reconstructed data obtained by this process is stored in the data storage device 370. If the time interval between frames is short, the image reconstruction device 360
Is stored in the form of sinogram data without image reconstruction during data acquisition of the detector system,
After data collection, image reconstruction is performed.

【0009】検出器系(画像データ収集装置)310の
実際の構成としては2種類あり、図9(A)の様に検出
器リングに取付けたボールネジなどの直動装置によっ
て、スライス幅の半ピッチ分だけ開いた位置A,Bの間
を検出器を移動することによって、Z−モーションを実
現するものがある。また、図9(B)の様に被験者固定
台に取付けたボールネジなどの直動装置によって、スラ
イス幅の半ピッチ分に相当する位置A,Bの分だけ被験
者を移動することによって、Z−モーションを実現する
ものがある。このようにPETは2種類あり、前者を採
用した例としては、浜松ホトニクス製SHR−2400
があり同社PETセンターにて稼動中である。後者を採
用した例としては、SHR−2000があり、これは動
物用PETとして販売され、また同社PETセンターに
て稼動中である。これらのような機構にて、体軸方向の
情報量を増やすことに成功している。
The actual configuration of the detector system (image data acquisition device) 310 is of two types. A linear motion device such as a ball screw attached to the detector ring as shown in FIG. Some implement a Z-motion by moving the detector between positions A and B that are open by minutes. Further, as shown in FIG. 9 (B), the subject is moved by positions A and B corresponding to a half pitch of the slice width by a linear motion device such as a ball screw attached to the subject fixing table, thereby achieving Z-motion. There is something that realizes. As described above, there are two types of PET. As an example in which the former is adopted, SHR-2400 manufactured by Hamamatsu Photonics is used.
And is in operation at its PET center. An example of adopting the latter is SHR-2000, which is sold as PET for animals and is in operation at its PET center. With such a mechanism, the amount of information in the body axis direction has been successfully increased.

【0010】Z−モーションを利用したPETの他の例
に、「特開昭63−115079」(文献1)に記載さ
れているように、サイノグラムデータを補正するための
補正回路を設けたものがある。この先行技術は、コンピ
ュータCPUを用いることなく、フレームデータに対し
て電気的な回路で減衰情報の補正を行うことを目的とし
たものである。CPUを介していない為その処理は非常
に高速であり、データ処理を行う前に減衰情報の補正が
終了しているため、処理時間の効率を上げることができ
る。また、「特開平2−40586」(文献2)に記載
されているように、画像データ収集装置よりも広い範囲
を観察したい場合、その範囲にまで画像データ収集装置
を軸方向に移動させ、より広い範囲で観察しようとする
ものがある。さらに、「特開平2−134589」(文
献3)に記載されているように、画像データ収集装置の
軸方向の移動の際、連続的にサイノグラムデータを収集
し、体軸方向の情報量を増やそうとするものもある。
Another example of PET using Z-motion is provided with a correction circuit for correcting sinogram data, as described in JP-A-63-115079 (Document 1). is there. This prior art aims at correcting attenuation information with an electric circuit for frame data without using a computer CPU. Since the processing is not performed via the CPU, the processing is very fast. Since the correction of the attenuation information has been completed before the data processing, the processing time can be more efficiently used. Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-40586 (Document 2), when it is desired to observe a wider range than the image data collection device, the image data collection device is moved in the axial direction to the range, and There is something to observe in a wide range. Furthermore, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-134589 (Document 3), sinogram data is continuously collected when the image data collecting device is moved in the axial direction, and the information amount in the body axis direction is increased. Some try to.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述のようなZ−モー
ションスキャン法の利点としては、見掛け上のイメージ
スライス数が増加し、これによって体軸方向の画像解析
が容易になるといった利点がある。これに対し、この方
法の欠点は、同一スライスの情報が時間的に連続してい
ない点が挙げられる。即ち、位置Aでのフレームデータ
は、位置Bでのフレームデータとは、異なる時刻で測定
されたものになっており、位置A,Bでのスライスの情
報はそれぞれ、異なる時刻においてカウント数(At)
を積分したものになっている。
An advantage of the Z-motion scanning method as described above is that the apparent number of image slices is increased, thereby facilitating image analysis in the body axis direction. On the other hand, the disadvantage of this method is that information of the same slice is not temporally continuous. That is, the frame data at the position A is measured at a different time from the frame data at the position B, and the information of the slices at the positions A and B respectively has the count number (At) at different times. )
Has been integrated.

【0012】図10はZ−モーションスキャンを実施し
て得られる画像データを、縦軸にスライス番号・横軸に
フレーム番号を用いて模式的に表したものである。な
お、検出器が原点(位置A)にある場合のスライス番号
を1・2・3…、Z−モーションによって検出器が移動
(位置B)した場合のスライス番号を1´・2´・3´
…と表している。右図に於ても判るように、軸方向の所
定の位置を奇数のフレーム、移動させた位置を偶数のフ
レームとして連続したフレームと考えれば、特定のスラ
イスに関してみれば、フレームデータは時間的に連続し
ておらず、斜線及び点で示した部分のデータが欠損して
いる。
FIG. 10 schematically shows image data obtained by performing a Z-motion scan, using a slice number on the vertical axis and a frame number on the horizontal axis. The slice numbers when the detector is at the origin (position A) are 1, 2, 3,..., And the slice numbers when the detector is moved by Z-motion (position B) are 1 ', 2', 3 '.
…. As can be seen from the right figure, when the predetermined position in the axial direction is considered as a continuous frame as an odd frame and the moved position is considered as a continuous frame as an even frame, the frame data is temporally related to a specific slice. The data is not continuous, and the data indicated by oblique lines and dots is missing.

【0013】図11は、PETデータの特定のスライス
(1・2・3…または1´・2´・3´…)に関して時
間軸方向の変化を模式的に表したものである。測定開始
時刻t0 からフレーム1のデータ収集終了(フレーム2
のデータ収集開始)時刻t1まで、及び、フレーム3の
データ収集開始(フレーム2のデータ収集終了)時刻t
2 からフレーム3のデータ収集終了時刻t3 までにおい
て位置Aでのデータ収集が行われ、フレーム2のデータ
収集開始時刻t1 からフレーム2のデータ収集終了時刻
2 までにおいて位置Bでのデータ収集が行われるもの
とすると、位置Aでのデータに関しては時刻t1 から時
刻t2 まで(近似すれば時刻t1 とt2の中間の時刻t
12での)におけるデータが欠落していることになる。
FIG. 11 schematically shows a change in a time axis direction with respect to a specific slice (1.2.3,... Or 1 ′, 2 ′, 3 ′) of the PET data. End of data collection of frame 1 from measurement start time t 0 (frame 2
Data collection start) until time t 1 , and frame 3 data collection start (frame 2 data collection end) time t
Data collection at the position A is performed from 2 to the data collection end time t 3 of the frame 3, and data collection at the position B is performed from the data collection start time t 1 of the frame 2 to the data collection end time t 2 of the frame 2. assuming that is done, the position from time t 1 with respect to data in the a to time t 2 (approximate them if time t 1 and t 2 of the intermediate time t
At 12 ) the data will be missing.

【0014】そこで、本発明の目的は、このデータの欠
落による体軸方向の情報量を増やしつつ時間情報の欠落
を改善することにある。
It is an object of the present invention to improve the lack of time information while increasing the amount of information in the body axis direction due to the missing data.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明のポジトロンエミ
ッションCT装置は、被測定物の周りにリング状に多層
配置された多数の検出器を軸方向に第1の位置から第2
の位置に往復移動させて被測定物内部からのγ線を検出
器で検出し、スライス状に被測定物内部の画像を構築す
るポジトロンエミッションCT装置であって、検出器で
検出された対のγ線が同時に放出されたかを検出するた
めのコインシデンス回路と、同時に放出された対のγ線
を検出した検出器対の位置からサイノグラムデータを生
成するためのアドレス変換回路と、第1の位置でサイノ
グラムデータを一定時間収集して得た第1のフレームデ
ータを格納するための第1のデータ収集メモリと、第2
の位置でサイノグラムデータを一定時間収集して得た第
2のフレームデータを格納するための第2のデータ収集
メモリと、第1のフレームデータから、第1の位置での
スライスに対応し、第1のフレームデータを得た時点に
対応する第1の補間データを作成するとともに、第2の
フレームデータを得た時点の被測定物内部の画像につい
て、第2の位置でのスライスに対応する被測定物内部の
画像を第1のフレームデータから構築し、かつ、第1の
位置でのスライスに対応する被測定物内部の画像を第1
の補間データから構築する演算手段とを備える。
According to the positron emission CT apparatus of the present invention, a large number of detectors arranged in a ring shape around an object to be measured are axially moved from a first position to a second position.
A positron emission CT apparatus that reciprocates to a position and detects gamma rays from inside the object to be measured by a detector, and constructs an image of the inside of the object to be measured in a slice shape. a coincidence circuit for detecting whether the γ-rays are simultaneously emitted, an address conversion circuit for generating sinogram data from the position of the detector pair that has detected the pair of γ-rays emitted simultaneously, and a first position. A first data acquisition memory for storing first frame data obtained by acquiring sinogram data for a predetermined time;
A second data acquisition memory for storing second frame data obtained by collecting sinogram data at a position for a certain period of time, and a first frame data corresponding to a slice at a first position. The first interpolation data corresponding to the time when the first frame data is obtained is created, and the image inside the DUT at the time when the second frame data is obtained is processed corresponding to the slice at the second position. An image inside the measured object is constructed from the first frame data, and an image inside the measured object corresponding to the slice at the first position is stored in the first frame data.
And arithmetic means for constructing from the interpolation data.

【0016】第1の補間データS2 は、時間的に前後す
る第1のフレームデータS1 ,S3の中間時に対応し、
フレームデータS1 ,S3 に対して、「S2 =k1 1
+k3 3 (但し、係数k1 及びk3 は、前記被測定物
内部の放射性核種及び時間によって決まる係数)」なる
関係を有することを特徴としても良い。
The first interpolation data S 2 corresponds to an intermediate time between the first frame data S 1 and S 3 which are temporally adjacent to each other,
For the frame data S 1 and S 3 , “S 2 = k 1 S 1
+ K 3 S 3 (however, the coefficients k 1 and k 3 are coefficients determined by the radionuclide and time inside the object to be measured) ”.

【0017】演算手段は、第2のフレームデータから、
第2の位置でのスライスに対応し、第1のフレームデー
タを得た時点に対応する第2の補間データをさらに作成
するとともに、第1のフレームデータを得た時点の前記
被測定物内部の画像について、第1の位置でのスライス
に対応する被測定物内部の画像を第1のフレームデータ
から構築し、かつ、第2の位置でのスライスに対応する
被測定物内部の画像を第2の補間データから構築するこ
とを特徴としても良い。
The calculating means calculates the second frame data from
A second interpolation data corresponding to the time point when the first frame data is obtained is further created corresponding to the slice at the second position, and the inside of the device under test at the time when the first frame data is obtained is obtained. For the image, an image inside the device under test corresponding to the slice at the first position is constructed from the first frame data, and an image inside the device under test corresponding to the slice at the second position is obtained from the second frame data. May be constructed from the interpolation data of

【0018】第1のフレームデータを格納するための第
3のデータ収集メモリと、第2のフレームデータを格納
するための第4のデータ収集メモリとをさらに備え、第
1乃至第4のデータ収集メモリには、第1及び第2の位
置でサイノグラムデータを収集して得た第1及び第2の
フレームデータが順に格納され、演算手段は、第2又は
第4のデータ収集メモリに第2のフレームデータを格納
している際に、第1又は第3のデータ収集メモリに格納
し終えた第1のフレームデータから、格納し終えた第2
又は第4のデータ収集メモリにある第2のフレームデー
タを得た時点に対応する第1の補間データを作成し、こ
の第1の補間データから、格納し終えた第2又は第4の
データ収集メモリにある第2のフレームデータを得た時
点に対応する被測定物内部の画像を構築するとともに、
演算手段は、第1又は第3のデータ収集メモリに第1の
フレームデータを格納している際に、第2又は第4のデ
ータ収集メモリに格納し終えた第2のフレームデータか
ら、格納し終えた第1又は第3のデータ収集メモリにあ
る第1のフレームデータを得た時点に対応する第2の補
間データを作成し、この第2の補間データから、格納し
終えた第1又は第3のデータ収集メモリにある第1のフ
レームデータを得た時点に対応する被測定物内部の画像
を構築することを特徴としても良い。
A third data collection memory for storing the first frame data and a fourth data collection memory for storing the second frame data are further provided, and the first to fourth data collection memories are provided. First and second frame data obtained by collecting sinogram data at the first and second positions are sequentially stored in the memory, and the calculating means stores the second or fourth data in the second or fourth data collection memory. When storing the frame data, the first or third frame data stored in the first or third data collection memory is used to determine the second stored frame data.
Alternatively, first interpolation data corresponding to the time point when the second frame data in the fourth data acquisition memory is obtained is created, and the second or fourth data acquisition that has been stored is completed from the first interpolation data. Constructs an image of the inside of the device under test at the time when the second frame data in the memory is obtained,
When the first frame data is stored in the first or third data collection memory, the calculation means starts storing the second frame data in the second or fourth data collection memory. The second interpolation data corresponding to the time when the first frame data in the completed first or third data acquisition memory is obtained is created, and the stored first or third data is stored from the second interpolation data. The method may be characterized in that an image of the inside of the device under test corresponding to the time when the first frame data in the data acquisition memory of No. 3 is obtained is constructed.

【0019】第1及び第2の補間データを格納するため
の補間データ用メモリをさらに有することを特徴として
も良い。
The image processing apparatus may further include an interpolation data memory for storing the first and second interpolation data.

【0020】[0020]

【作用】本発明のポジトロンエミッションCT装置で
は、被測定物内部において電子の対消滅によって対のγ
線が同時に放出され、この対のγ線が検出器対で検出さ
れると、コインシデンス回路で対のγ線が同時に放出さ
れたかが検出される。同時に放出されたγ線である場
合、電子の対消滅によって同時に放出されたものである
と判定され、アドレス変換回路でこれらのγ線を検出し
た検出器対の位置からサイノグラムデータが生成され、
このサイノグラムデータは第1及び第2の位置に応じて
収集されて第1又は第2のフレームデータとしてそれぞ
れ第1及び第2のデータ収集メモリに格納される。演算
手段で、第2のフレームデータを得た時点の被測定物内
部の画像について、第2の位置でのスライスに対応する
被測定物内部の画像が第2のフレームデータから得られ
るだけでなく、第1の位置でのスライスに対応する被測
定物内部の画像が第1の補間データから得られる。従っ
て、得られた被測定物内部の画像は、より分解能が大き
なものになる。
In the positron emission CT apparatus of the present invention, a pair of γ's is generated by annihilation of a pair of electrons inside the measured object.
When the pair of gamma rays are detected simultaneously by the detector pair, the coincidence circuit detects whether the pair of gamma rays are simultaneously emitted. If the γ-rays are emitted simultaneously, it is determined that the γ-rays have been emitted at the same time due to the annihilation of the pair of electrons.
The sinogram data is collected according to the first and second positions and stored as first or second frame data in the first and second data collection memories, respectively. With respect to the image inside the DUT at the time when the second frame data is obtained by the calculation means, not only the image inside the DUT corresponding to the slice at the second position can be obtained from the second frame data, , An image inside the DUT corresponding to the slice at the first position is obtained from the first interpolation data. Therefore, the obtained image of the inside of the measured object has a higher resolution.

【0021】ここで、演算手段が、第2のフレームデー
タから、第2の位置でのスライスに対応し、第1のフレ
ームデータを得た時点に対応する第2の補間データをさ
らに作成し、この第2の補間データをもちいて、第1の
フレームデータを得た時点の前記被測定物の画像につい
て、第2の位置でのスライスに対応する被測定物の画像
を第2の補間データから構築することにより、構築され
た被測定物の画像は、さらに、体軸方向の情報量を増や
すことができる。
Here, the calculating means further creates, from the second frame data, second interpolation data corresponding to the slice at the second position and corresponding to the time when the first frame data is obtained. Using the second interpolation data, for the image of the DUT at the time when the first frame data is obtained, the image of the DUT corresponding to the slice at the second position is obtained from the second interpolation data. By constructing, the constructed image of the measured object can further increase the information amount in the body axis direction.

【0022】第3及び第4のデータ収集メモリとをさら
に備え、第1乃至第4のデータ収集メモリにフレームデ
ータを順に格納するようにすることで、サイノグラムデ
ータを収集している間にすでに収集し終えた第1及び第
2のフレームデータから第1又は第2の補間データを作
成し被測定物内部の画像を構築できるので、より高速に
処理できるようになる。
The apparatus further comprises third and fourth data acquisition memories, wherein the frame data is sequentially stored in the first to fourth data acquisition memories. Since the first or second interpolated data can be created from the completed first and second frame data to construct an image of the inside of the device under test, processing can be performed at higher speed.

【0023】[0023]

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
前述の従来例と同一または同等のものについてはその説
明を簡略化し若しくは省略するものとする。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The description of the same or equivalent components as those of the above-described conventional example will be simplified or omitted.

【0024】本発明は、放射性薬剤を用いて画像データ
を収集する装置であり、保存された各フレームデータの
測定開始・終了時間に対して検索を行い、時間軸方向に
データ欠損が生じた場合、補間データを生成する。これ
によって、データの欠損を補間し、より連続したデータ
を得ようとするものである。
The present invention is an apparatus for collecting image data using a radiopharmaceutical. The apparatus searches for the measurement start / end time of each stored frame data, and searches for data loss in the time axis direction. And generate interpolation data. In this way, data loss is interpolated to obtain more continuous data.

【0025】図1は、本発明のポジトロンエミッション
CT装置のハードウェアを大まかに示したものであり、
前述の従来例と同様に、画像データ収集装置310,信
号処理回路315,コンピュータ350,データメモリ
340,データ保存装置370を有するのであるが、コ
ンピュータ350,データメモリ340で補間データを
生成する点が前述の従来例とは異なっている。
FIG. 1 schematically shows the hardware of the positron emission CT apparatus of the present invention.
As in the above-described conventional example, the image processing apparatus includes an image data collection device 310, a signal processing circuit 315, a computer 350, a data memory 340, and a data storage device 370. The computer 350 and the data memory 340 generate interpolation data. This is different from the conventional example described above.

【0026】大まかに説明すると、まず、コンピュータ
350はデータ収集装置310に経路355(制御ライ
ン)を通じて収集開始の命令を送る。データ収集装置3
10は、フレーム切り替え信号にしたがってガントリー
を往復移動させて位置A及びBそれぞれに対応するデー
タ収集を開始する。ここで、ガントリーが移動したとき
位置Bはスライスの丁度中央であり、位置A・B間の距
離は検出器リングの間隔の1/4になっている(スライ
ス間距離の半分=リング間距離の1/4)。
In brief, first, the computer 350 sends a data collection command to the data collection device 310 via a path 355 (control line). Data collection device 3
Numeral 10 reciprocates the gantry according to the frame switching signal to start data collection corresponding to each of the positions A and B. Here, when the gantry is moved, the position B is exactly at the center of the slice, and the distance between the positions A and B is 1/4 of the interval between the detector rings (half the distance between slices = the distance between rings). 1/4).

【0027】得られたデータは、信号処理回路315を
通してデータメモリ340に蓄えられた後、一定時間毎
に経路356(データバス)を通じて、データ保存装置
370に保存される。この保存されたデータに対し、別
途用意されたサブCPU352(これはマルチCPUの
場合である。マルチタスクの場合は他のプロセスにな
る)は経路359(データバス)からデータを読みだ
し、各フレームデータの時間情報(フレーム開始・終了
時刻)を検索する。その際、あるフレームデータの計測
終了時刻と次フレームデータの計測開始時刻が一致して
なかった場合、データの欠損が生じたものとして補間デ
ータを作成する。リアルタイム処理がかならずしも必要
ではなく、補間を行うのがデータ収集終了後でも問題な
い場合は、サブCPUを用いたマルチCPUではなく、
このサブCPUの処理をコンピュータ350の処理で代
用することが可能である。
After the obtained data is stored in the data memory 340 through the signal processing circuit 315, it is stored in the data storage device 370 through the path 356 (data bus) at regular intervals. In response to the stored data, a separately prepared sub CPU 352 (this is a case of a multi-CPU; in the case of a multi-task, becomes another process) reads data from a path 359 (data bus) and outputs each frame. Retrieve data time information (frame start / end time). At this time, if the measurement end time of one frame data does not match the measurement start time of the next frame data, interpolation data is created on the assumption that data loss has occurred. If real-time processing is not always necessary and interpolation is not a problem even after the end of data collection, instead of using multiple CPUs using sub CPUs,
The processing of the sub CPU can be substituted by the processing of the computer 350.

【0028】図2は、本発明のポジトロンエミッション
CT装置の構成例をその処理フローとともに示した図で
ある。前述の従来例に比べて、データ収集メモリ340
c・340d、データ補間用コンピュータ352、補間
データ用メモリ411が付加されている。ここで、検出
器が原点にある場合を位置A、検出器が移動した場合を
位置Bと表し、位置Aでのフレームデータ名にはa、位
置Bでのフレームデータ名にはbを添えて表示してお
り、主コンピュータ350からのフレーム切替信号25
0により切り替えることで、データ収集メモリ340a
・340cは位置Aでのフレームデータを、データ収集
メモリ340b・340dは位置Bでのフレームデータ
を格納する。フレームデータはメモリ340a,b,
c,dの順に格納され、データ収集メモリ340a・3
40cは位置Aでのフレームデータを時間的に交互に格
納し、データ収集メモリ340b・340dは位置Bで
のフレームデータを時間的に交互に格納するようになっ
ている。補間データ用メモリ411は、データ補間用コ
ンピュータ352での処理を行うのに用いられる。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a positron emission CT apparatus of the present invention together with its processing flow. Compared to the above-described conventional example, the data collection memory 340
c · 340d, a data interpolation computer 352, and an interpolation data memory 411 are added. Here, the case where the detector is at the origin is denoted as position A, and the case where the detector is moved is denoted as position B. The frame data name at position A is a and the frame data name at position B is b. The frame switching signal 25 from the main computer 350 is displayed.
0, the data collection memory 340a
340c stores the frame data at the position A, and the data collection memories 340b and 340d store the frame data at the position B. Frame data is stored in the memories 340a, b,
The data is stored in the order of c and d, and the data collection memory 340a
40c stores the frame data at the position A alternately with time, and the data collection memories 340b and 340d store the frame data at the position B alternately with time. The interpolation data memory 411 is used for performing processing in the data interpolation computer 352.

【0029】測定が開始されると、検出器系310のリ
ング状に配列された検出器312により捕えられたγ線
検出信号は、コインシデンス回路320により同時計数
であるか判断される。この同時計数データは、アドレス
変換回路330により、検出器対のアドレスからサイノ
グラムデータ(T−θMapとも呼ばれる)のアドレス
へと変換される。各フレームデータはフレーム切替信号
250に応じてデータ収集メモリ340a・340b・
340c・340dの順に一時蓄積され、主コンピュー
タ350は従来通りこれらのデータを読み込む。
When the measurement is started, the coincidence circuit 320 determines whether or not the γ-ray detection signal captured by the detectors 312 arranged in a ring of the detector system 310 is coincidence counting. The coincidence count data is converted by the address conversion circuit 330 from the address of the detector pair to the address of sinogram data (also called T-θMap). Each frame data is stored in the data collection memories 340a, 340b,
The data is temporarily stored in the order of 340c and 340d, and the main computer 350 reads these data as before.

【0030】一方、データ補間用コンピュータ352
は、主コンピュータ350より得たフレーム切替信号2
50を用いて、データ収集メモリの使用状態を検知し、
データ収集メモリ340a・340b・340c・34
0dのうちフレーム切替信号250で選択されていない
ものから補間データ作成用のデータを決定する。その
後、選択されていないものに格納されたデータを用い
て、データ補間用コンピュータ352は、後述する補間
計算によって補間データの作成を行う。
On the other hand, the data interpolation computer 352
Is the frame switching signal 2 obtained from the main computer 350
50, use state of the data collection memory is detected,
Data collection memory 340a / 340b / 340c / 34
Data for creating interpolation data is determined from among 0d that are not selected by the frame switching signal 250. After that, using the data stored in the non-selected one, the data interpolation computer 352 creates interpolation data by interpolation calculation described later.

【0031】表1は、フレーム1から各フレームについ
て、そのときの検出器の位置A・Bとそのフレームデー
タが格納されるメモリ340a・340b・340c・
340dを示したものであり、格納されたデータをフレ
ーム番号に検出器の位置A・Bの小文字を付けて示した
ものである。フレーム1からフレーム3までは、順にそ
のフレームデータ1a,2b,3aがメモリ340a・
340b・340cに格納された後、それぞれ画像再構
成装置360で画像が構成されデータ保管装置370に
格納される。
Table 1 shows, for each frame from frame 1, the detector positions A and B at that time and the memories 340a, 340b, 340c and 340c in which the frame data is stored.
340d is shown, and the stored data is shown by adding a lowercase letter of the position A or B of the detector to the frame number. From frame 1 to frame 3, the frame data 1a, 2b, 3a are stored in the memory 340a.
After being stored in 340b and 340c, the image is composed by the image reconstruction device 360 and stored in the data storage device 370, respectively.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】そして、フレーム4の計測を行っていると
きに、フレーム1及びフレーム3のフレームデータ1
a,3aを用いてフレーム2の補間データ2aが作成さ
れ補間データ用メモリ411に格納される。主コンピュ
ータ350によって補間データ2aが読み出され、画像
再構成装置360でこのフレーム2の補間データ2a及
びフレームデータ2bを用いてフレーム2の画像が構成
されデータ保管装置370に格納される。補間データ2
aはフレーム2の図10の「´」のないスライス1,
2,3…の画像の構成に用いられる。即ち、検出器が位
置Aにあるフレーム1及びフレーム3のフレームデータ
を用いて、フレーム2の時刻の検出器の位置Aのスライ
スについての画像(「´」のないスライス)について補
間を行うことになる。
When the measurement of frame 4 is performed, the frame data 1 of frame 1 and frame 3
Interpolation data 2a of frame 2 is created using a and 3a, and stored in the interpolation data memory 411. The interpolation data 2a is read out by the main computer 350, an image of the frame 2 is formed by the image reconstruction device 360 using the interpolation data 2a and the frame data 2b of the frame 2, and is stored in the data storage device 370. Interpolation data 2
a is slice 1 of frame 2 without “′” in FIG.
Are used for the configuration of the images of 2, 3,... That is, using the frame data of frame 1 and frame 3 where the detector is at position A, interpolation is performed on an image (slice without “′”) of the slice at position A of the detector at the time of frame 2. Become.

【0034】フレーム5以降も同様にして、検出器が位
置Aにある時のフレームデータ2つを用いて、これらの
中間の検出器が位置Bにある時のフレームについて、位
置Aの各スライスの画像について補間を行う。2つ前の
時点のフレームに対する補間データを3つ手前及び1つ
手前のフレームデータを用いて作成し、2つ前の時点の
フレームに対応する画像が構成されデータ保管装置37
0に格納される。
Similarly, after frame 5, the two frames of data when the detector is at position A are used, and the frame when the intermediate detector is at position B is used for each slice at position A. Interpolate the image. Interpolation data for the frame at the immediately preceding time point is created using the frame data of the immediately preceding and the immediately preceding frame, and an image corresponding to the frame of the immediately preceding time point is configured.
0 is stored.

【0035】補間データを用いて図10の欠けた部分の
画像が画像再構成装置360で構成されデータ保管装置
370に格納され、図10の画像全部が構成される。こ
うして、2つ前のフレームにおける画像の補間が行わ
れ、各スライスを時間方向(図10のフレーム方向)に
みれば、各スライスのフレームデータが補間されること
になって、時間分解能が向上することになる。各フレー
ムをZ軸方向(図10のスライス方向)にみれば、各フ
レームについてスライスが補間されることになり(体軸
方向の)空間分解能が向上することになる。
Using the interpolation data, the image of the missing part in FIG. 10 is constituted by the image reconstructing device 360 and stored in the data storage device 370, and the entire image of FIG. 10 is constituted. In this manner, the interpolation of the image in the previous two frames is performed. When each slice is viewed in the time direction (the frame direction in FIG. 10), the frame data of each slice is interpolated, and the time resolution is improved. Will be. When each frame is viewed in the Z-axis direction (slice direction in FIG. 10), the slice is interpolated for each frame, and the spatial resolution (in the body axis direction) is improved.

【0036】図3は、PETデータを時間軸方向で表し
たものである。単位時間当たりに得られる放射線のカウ
ント数は、(a)に示すように計測の経過時間に対する
理論減衰量f(t)と、(b)に示すように計測の経過
時間に対する生理学的変化分g(t)とを重畳した値f
(t)*g(t)である(同図(c))。得られたイメ
ージデータは図3(c)網かけ部で示した様に、フレー
ム時間での積分値となる。そのため、あるフレームデー
タが欠損している場合には、そのフレーム時間に対する
f(t)*g(t)を求めることになり、本発明では、
f(t)を理論減衰曲線より、g(t)を欠損している
フレームの前後より推定し、次のようにして補間を行っ
ている。
FIG. 3 shows PET data in the time axis direction. The number of radiation counts obtained per unit time is represented by the theoretical attenuation f (t) with respect to the elapsed time of measurement as shown in (a) and the physiological change g with respect to the elapsed time of measurement as shown in (b). (T) is superimposed on the value f
(T) * g (t) ((c) in the figure). The obtained image data is an integrated value at the frame time as shown by the shaded portion in FIG. Therefore, when a certain frame data is missing, f (t) * g (t) for the frame time is obtained.
f (t) is estimated from the theoretical attenuation curve from before and after the frame in which g (t) is missing, and interpolation is performed as follows.

【0037】ここで、図4の様に、測定開始時刻t0
らフレーム1のデータ収集終了(フレーム2のデータ収
集開始)時刻t1 まで、及び、フレーム3のデータ収集
開始(フレーム2のデータ収集終了)時刻t2 からフレ
ーム3のデータ収集終了時刻t3 までにおいて位置Aで
のデータ収集が行われ、フレーム2のデータ収集開始時
刻t1 からフレーム2のデータ収集終了時刻t2 までに
おいて位置Bでのデータ収集が行われるものとすると、
補間を行わなければ、位置Aでのデータに関しては時刻
1 から時刻t2 までにおけるデータが欠落しているこ
とになる。即ち、従来例では、時刻t1 とt2 の中間に
近似した時刻t12における位置Aでのフレーム2のデー
タが欠落し、この位置での画像が欠落していることにな
る。
Here, as shown in FIG. 4, from the measurement start time t 0 to the end of frame 1 data collection (start of frame 2 data collection) time t 1 , and from the start of frame 3 data collection (data of frame 2) Data collection at the position A is performed from the time t 2 to the data collection end time t 3 of the frame 3, and the position is collected from the data collection start time t 1 of the frame 2 to the data collection end time t 2 of the frame 2. Assuming that data is collected at B,
Without interpolation, the data at the time t 1 to time t 2 is missing for data at position A. That is, in the conventional example, and the data of the frame 2 is missing at position A at time t 1 and the time t 12 approximating the middle of t 2, so that the image at this position is missing.

【0038】生体変化分が線形であれば、時刻t12は時
刻t1 と時刻t2 間の任意時間に設定可能である。しか
し、実際には非線形(時間に対する関数)であるため、
時刻t12は時刻t1 と時刻t2 の中間点に設定して近似
するのが妥当である。そこで、この実施例では、図4に
示すように、検出器が位置Bにある時刻t12を境に、前
側をフレーム1・後側をフレーム3よりフレーム2のサ
イノグラムデータを補間・再生する。
[0038] If the biological variation is linear, the time t 12 can be set at an arbitrary time between time t 1 and time t 2. However, because it is actually non-linear (a function of time),
Time t 12 is it is reasonable to approximate set to the midpoint of the time t 1 and time t 2. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the detector is the boundary of the time t 12 in the position B, and interpolating and reproducing sinogram data of the frame 2 from the frame 3 of the frame 1 and rear side front.

【0039】ここで、フレーム1とフレーム3の測定イ
メージを、式を書き易くするために、フレームデータS
1 ・フレームデータS3 とすると、これらは、単位時間
当たりに得られる放射線のカウント数を、フレーム1,
フレーム3とにおいてフレーム時間内積分したものであ
る。従って、補間すべきフレームデータS2 はフレーム
データS1 ・フレームデータS3 にある係数を乗じたも
ので表すことで近似することが可能で、この実施例では
式(1)のようにして補間が行われる(他のフレームに
ついても同様)。
Here, the measured images of frame 1 and frame 3 are converted to frame data S in order to make it easy to write equations.
Assuming that 1 · frame data S 3 , these indicate the number of radiation counts obtained per unit time as frames 1, 2.
The frame 3 and the frame 3 are integrated within the frame time. Therefore, the frame data S 2 to be interpolated can be approximated by expressing the frame data S 1 and the frame data S 3 by multiplying them by a certain coefficient. In this embodiment, the interpolation is performed as shown in Expression (1). (The same applies to other frames).

【0040】[0040]

【数1】 (Equation 1)

【0041】この係数k1 ,k2 は次のようにして決め
ている。
The coefficients k 1 and k 2 are determined as follows.

【0042】まず、フレームデータS1 は、次の式
(2)で表される(但し、λ=ln(2)/Half time (半減
期))。
First, the frame data S 1 is represented by the following equation (2) (where λ = ln (2) / Half time (half-life)).

【0043】[0043]

【数2】 (Equation 2)

【0044】従って、S1 より求められた時刻t0 にお
けるアクティビティ(Activity)A01は式(3)で表され
る。
Accordingly, the activity (Activity) A 01 at time t 0 obtained from S 1 is expressed by the following equation (3).

【0045】[0045]

【数3】 (Equation 3)

【0046】次に、フレーム2のうち時刻t1 から時刻
12に相当する部分S2aは式(4)の上段で表され、こ
れに式(3)を代入すると、データS2aはデータS1
用いて表し得る。
Next, the portion S 2a of the frame 2 corresponding to the time t 1 to the time t 12 is expressed in the upper part of the equation (4), and when the equation (3) is substituted into this, the data S 2a becomes Can be represented using 1 .

【0047】[0047]

【数4】 (Equation 4)

【0048】これより、係数k1 は式(5)で表され
る。
Thus, the coefficient k 1 is expressed by equation (5).

【0049】[0049]

【数5】 (Equation 5)

【0050】同様に、フレームデータS3 は、次の式
(6)で表され、これよりS3 より求められた時刻t0
におけるアクティビティ(Activity)A03 は式(7)で
表される。
Similarly, the frame data S 3 is expressed by the following equation (6), and the time t 0 obtained from S 3 based on the expression (6).
Activity (Activity) A 03 is expressed by Equation (7) in the.

【0051】[0051]

【数6】 (Equation 6)

【0052】[0052]

【数7】 (Equation 7)

【0053】フレーム2のうち時刻t12から時刻t2
相当する部分S2bは式(8)の上段で表され、これに式
(7)を代入すると、データS2bはデータS3 を用いて
表し得る。これより、係数k3 は式(9)で表される。
The portion S 2b of the frame 2 corresponding to the period from the time t 12 to the time t 2 is represented by the upper part of the equation (8), and when the equation (7) is substituted into this, the data S 2b uses the data S 3 Can be expressed as From this, the coefficient k 3 is expressed by Equation (9).

【0054】[0054]

【数8】 (Equation 8)

【0055】[0055]

【数9】 (Equation 9)

【0056】補間すべきフレームデータS2 はデータS
2aとデータS2bとの代数和であるから、データS2 は式
(10)で表される。
The frame data S 2 to be interpolated is the data S
Since this is the algebraic sum of 2a and data S 2b , data S 2 is represented by equation (10).

【0057】[0057]

【数10】 (Equation 10)

【0058】この様に、係数k1 ,k3 といった補間の
際に乗じる係数は、半減期及び時間によって異なった値
を採り、表1に示す補間元データに式(10)を用いて
得た係数を乗じて同表最下欄に示すデータの補間を行
う。この係数は、測定前に予め算出し補間の際に参照す
るようになっており、こうしておくことで、高速に処理
できる。表2は、核種15Oを用い、フレームデータを収
集する間隔を10秒及び100秒にした場合について、
係数k1 ,k3 の例を示したものである。
As described above, the coefficients k 1 and k 3 to be multiplied at the time of interpolation take different values depending on the half-life and time, and are obtained by using the equation (10) as the interpolation source data shown in Table 1. Interpolate the data shown in the bottom column of the table by multiplying by a coefficient. This coefficient is calculated in advance before the measurement and referred to during interpolation, so that high-speed processing can be performed. Table 2 shows that the nuclide 15 O was used, and the frame data collection intervals were 10 seconds and 100 seconds.
It shows an example of the coefficients k 1 and k 3 .

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】位置Aでは偶数番目のデータが、位置Bで
は奇数番目のデータが従来では欠損していたのを、本発
明では、その部分を補間してより軸方向の分解能の高い
画像を得るようにしており、この補間の処理の際に主コ
ンピュータ350を含む主計測系に負担をかけることが
無い為、高速補間が実現可能である。
In the present invention, even-numbered data at position A and odd-numbered data at position B have been lost in the past. In the present invention, however, the portion is interpolated to obtain an image with higher axial resolution. Since the main measurement system including the main computer 350 is not burdened during the interpolation processing, high-speed interpolation can be realized.

【0061】公報「特開平2−134589」記載の発
明では、その実現手段として、補間を必要とする範囲内
をリング形検出器を連続的に移動させ、移動中に連続し
てデータを収集している。その補間の手段として、機械
的な走査を利用しており、複雑な計算を必要としない
が、移動しながらデータを収集する為、移動距離に相当
する分、Z軸方向の空間分解能が低下する。また、この
スキャンについては公報では「実質的な同一時間データ
収集を行なった」とあるが、本来の同一時間でデータを
収集しているわけではない。また、Z−モーション機構
自身が機械的に複雑である。
In the invention described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 2-134589, as a means for realizing this, the ring type detector is continuously moved within a range requiring interpolation, and data is continuously collected during the movement. ing. As a means for the interpolation, mechanical scanning is used, and complicated calculations are not required. However, since data is collected while moving, the spatial resolution in the Z-axis direction is reduced by an amount corresponding to the moving distance. . In this publication, the gazette states that "data was collected substantially at the same time", but data is not collected at the same time. Also, the Z-motion mechanism itself is mechanically complex.

【0062】これに対し、本発明では、実現手段とし
て、補間を必要とするフレームデータの前後のデータを
用いて、補間データを作成するものであり、移動しなが
らデータを収集する訳ではないので、Z軸方向の空間分
解能が低下しない。また、補間の処理は主測定系と独立
して動作するため、主測定系に負担をかけない。さら
に、Z−モーション機構は単純なステップ動作が出来る
ものであれば良い。
On the other hand, in the present invention, interpolation data is created by using data before and after frame data requiring interpolation as an implementation means, and data is not collected while moving. , The spatial resolution in the Z-axis direction does not decrease. Further, since the interpolation process operates independently of the main measurement system, no load is imposed on the main measurement system. Further, the Z-motion mechanism may be any mechanism that can perform a simple step operation.

【0063】なお、上述の実施例では、開始(又は終
了)フレームデータ(例えば、フレーム1)を補間した
い場合、「前又は後のデータ」(例えば、フレーム0)
が存在しない為、他の補間法と併用する必要がある。こ
のような場合、保存を必要としない予備スキャンを自動
で行なう、或いは、測定終了後に複数のフレームデータ
を用いた補間を自動で行なう機能を追加する、といった
方法でカバーすることができる。この場合、補間コンピ
ュータ上のプログラム追加だけで対応可能である。
In the above-described embodiment, when it is desired to interpolate the start (or end) frame data (for example, frame 1), the "previous or subsequent data" (for example, frame 0)
Since it does not exist, it is necessary to use it together with another interpolation method. In such a case, the method can be covered by automatically performing a preliminary scan that does not require storage, or adding a function of automatically performing interpolation using a plurality of frame data after measurement is completed. In this case, it is possible to cope only by adding a program on the interpolation computer.

【0064】また、本実施例では、補間を行っても、定
量性の喪失・S/N比の劣化は少なく、フレームデータ
を生のまま保管するため、欠損補間を測定終了後でも行
える。また、何らかの理由でデータ欠損が発生した場合
でも、欠損部分を即座に補間が可能である。さらに、Z
−モーションの様に、連続して同一部分の画像データが
得られないことが判明している場合でも、連続したデー
タを疑似的に補間することができる。そして、補間に必
要なパラメータが、使用核種の半減期・基になるデータ
のフレーム開始および終了時間のみで良いため、演算が
容易である。
In this embodiment, even if interpolation is performed, loss of quantitativeness and deterioration of the S / N ratio are small and the frame data is stored as it is, so that loss interpolation can be performed even after the measurement is completed. Further, even if data loss occurs for some reason, the missing portion can be immediately interpolated. Furthermore, Z
Even if it is known that the same part of the image data cannot be obtained successively as in the case of motion, the continuous data can be pseudo-interpolated. The parameters required for the interpolation are only the half-life of the nuclide used and the frame start and end times of the data on which the nuclide is based, so that the calculation is easy.

【0065】本発明は前述の実施例に限らず様々な変形
が可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified.

【0066】ここでは、欠損フレームの前後のフレーム
データを用いた計算方法を例として挙げているが、補間
方法自身は他にもいくつかある。複数のフレームデータ
を用いた最小乗法や、高次の近似式を用いて生体変化分
g(t)を直接算出する方法などが挙げられるが、上述
の実施例では、「高速に」かつ「容易に」算出する意味
で、線形近似をした簡便な補間法を述べてある。また、
この簡便な補間法では、欠損フレームの「両側」にデー
タが存在しないと補間ができない(例:図1における斜
線部分のデータ)のが欠点であるが、このような場合は
別の補間法(例:スライス1及びスライス2よりスライ
ス1´を補間する等)を用いて欠損フレームの補間が可
能である。その補間法としては、前後のフレームを用い
てg(t)成分を近似する補間法、複数のフレームデー
タを用いた最小自乗法による補間法、高次の近似式を用
いて生体変化分g(t)を直接算出することによる補間
法、単純補間法との併用、全データに対して各種補間法
を併用する等が挙げられる。
Here, the calculation method using the frame data before and after the lost frame is taken as an example, but there are some other interpolation methods themselves. Examples include a least square method using a plurality of frame data, and a method of directly calculating a biometric change g (t) using a higher-order approximation formula. In the above-described embodiment, “fast” and “easy” A simple interpolation method with linear approximation is described in the sense of calculating. Also,
This simple interpolation method has a drawback in that interpolation cannot be performed unless data exists on both sides of the lost frame (for example, data in a hatched portion in FIG. 1). In such a case, another interpolation method ( For example, interpolation of a lost frame can be performed using slice 1 and slice 2 to interpolate slice 1 ′. As the interpolation method, an interpolation method for approximating the g (t) component using the previous and next frames, an interpolation method using a least square method using a plurality of frame data, and a biological change g ( An interpolation method by directly calculating t), a combination with a simple interpolation method, a combination of various interpolation methods with all data, and the like.

【0067】本発明の動作原理を図2で説明している
が、さらにいくつかの発展形が考えられる。
While the principle of operation of the present invention is illustrated in FIG. 2, several further developments are possible.

【0068】まず、データ収集メモリを4つとして示し
たが、より多く複数枚にすることによって、2つのフレ
ームデータによる補間だけでなく、複数のフレームデー
タによる補間計算が可能になる。
First, four data collection memories are shown. However, by using a plurality of data acquisition memories, not only interpolation using two frame data but also interpolation calculation using a plurality of frame data becomes possible.

【0069】また、補間データ用メモリを複数枚持つよ
うにすることによって、計測時間中に主コンピュータに
アクセスする必要が無くなるため、フレーム時間が短い
場合に対応できるようになる。
By providing a plurality of interpolation data memories, it is not necessary to access the main computer during the measurement time, so that it is possible to cope with a case where the frame time is short.

【0070】さらに、データ収集メモリ及び補間データ
用メモリをより多く複数枚にすることによって、(シス
テムとしては複雑かつ高価なものになるが)フレーム時
間および補間法の選択肢が広がる。
Further, by increasing the number of data acquisition memories and interpolation data memories to a plurality, the frame time and the interpolation method are widened (although the system becomes complicated and expensive).

【0071】[0071]

【発明の効果】以上の通り本発明によれば、第1,2の
フレームデータを得た時点の被測定物内部の画像につい
て、第1,2の位置でのスライスに対応する被測定物内
部の画像が第1,2のフレームデータから得られるだけ
でなく、第1の位置でのスライスに対応する被測定物内
部の画像が第2,1の補間データから得られるので、得
られた被測定物内部の画像は、より分解能が大きなもの
になる。
As described above, according to the present invention, with respect to the image inside the DUT at the time when the first and second frame data are obtained, the inside of the DUT corresponding to the slice at the first and second positions is obtained. Is obtained not only from the first and second frame data, but also the image inside the DUT corresponding to the slice at the first position is obtained from the second and first interpolation data. The image inside the object has a higher resolution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例のハードウェア構成の概略を示
す図。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a hardware configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例のシステムブロック図。FIG. 2 is a system block diagram of an embodiment of the present invention.

【図3】PETデータを時間軸方向に示した図。FIG. 3 is a diagram showing PET data in a time axis direction.

【図4】補間手法を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining an interpolation method.

【図5】従来のポジトロンエミッションCT全体の概略
を示した図。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the entirety of a conventional positron emission CT.

【図6】各スライスのZ軸方向における感度分布を表し
た図。
FIG. 6 is a diagram illustrating a sensitivity distribution in a Z-axis direction of each slice.

【図7】Z−モーションスキャンをした場合としない場
合について、各スライスのZ軸方向における感度分布を
表した図。
FIG. 7 is a diagram illustrating a sensitivity distribution in a Z-axis direction of each slice when a Z-motion scan is performed and not performed.

【図8】Z−モーション機構を有するPET装置の一例
をそのプロセスフローとともに示した図。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a PET apparatus having a Z-motion mechanism together with its process flow.

【図9】画像データ収集装置の実際の構成を表した図。FIG. 9 is a diagram illustrating an actual configuration of an image data collection device.

【図10】Z−モーションスキャンを実施して得られる
画像データを、縦軸にスライス番号・横軸にフレーム番
号を用いて模式的に表した図。
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating image data obtained by performing a Z-motion scan, using a slice number on a vertical axis and a frame number on a horizontal axis.

【図11】PETデータの特定のスライス(1・2・3
…または1´・2´・3´…)に関して時間軸方向の変
化を模式的に表した図。
FIG. 11 shows a specific slice (1.2.3) of PET data.
.. Or 1 ′, 2 ′, 3 ′,...) In the time axis direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

310…検出器系、320…コインシデンス回路、33
0…アドレス変換回路、340a〜340d…データ収
集メモリ、350…主コンピュータ、352…データ補
間用コンピュータ、369…画像再構成装置、411…
データ補間用メモリ。
310: detector system, 320: coincidence circuit, 33
0: Address conversion circuit, 340a to 340d: Data acquisition memory, 350: Main computer, 352: Data interpolation computer, 369: Image reconstruction device, 411
Memory for data interpolation.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−134589(JP,A) 特開 平2−40586(JP,A) 特開 昭63−238487(JP,A) 特開 平5−11054(JP,A) 特開 昭61−159178(JP,A) 特開 昭63−115079(JP,A) 実開 昭61−181385(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01T 1/161 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-134589 (JP, A) JP-A-2-40586 (JP, A) JP-A-63-238487 (JP, A) JP-A-5-205 11054 (JP, A) JP-A-61-159178 (JP, A) JP-A-63-115079 (JP, A) Japanese Utility Model Application No. Sho 61-181385 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. 7 , DB name) G01T 1/161

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被測定物の周りにリング状に多層配置さ
れた多数の検出器を軸方向に第1の位置から第2の位置
に往復移動させて前記被測定物内部からのγ線を前記検
出器で検出し、スライス状に前記被測定物内部の画像を
構築するポジトロンエミッションCT装置であって、 前記検出器で検出された対のγ線が同時に放出されたか
を検出するためのコインシデンス回路と、 前記同時に放出された対のγ線を検出した前記検出器対
の位置からサイノグラムデータを生成するためのアドレ
ス変換回路と、 前記第1の位置でサイノグラムデータを一定時間収集し
て得た第1のフレームデータを格納するための第1のデ
ータ収集メモリと、 前記第2の位置でサイノグラムデータを一定時間収集し
て得た第2のフレームデータを格納するための第2のデ
ータ収集メモリと、 前記第1のフレームデータから、前記第1の位置でのス
ライスに対応し、前記第2のフレームデータを得た時点
に対応する第1の補間データを作成するとともに、前記
第2のフレームデータを得た時点の前記被測定物内部の
画像について、前記第2の位置でのスライスに対応する
前記被測定物内部の画像を前記第2のフレームデータか
ら構築し、かつ、前記第1の位置でのスライスに対応す
る前記被測定物内部の画像を前記第1の補間データから
構築する演算手段と を備えるポジトロンエミッションCT装置。
1. A large number of detectors arranged in a ring shape around an object to be measured are reciprocated in an axial direction from a first position to a second position to detect γ-rays from inside the object. What is claimed is: 1. A positron emission CT apparatus configured to detect an image of the inside of an object to be measured in a slice shape by detecting with the detector, wherein coincidence for detecting whether a pair of γ-rays detected by the detector are simultaneously emitted. A circuit; an address conversion circuit for generating sinogram data from a position of the detector pair that has detected the pair of gamma rays emitted at the same time; and acquiring the sinogram data at the first position for a certain period of time. A first data acquisition memory for storing first frame data; and a second data acquisition memory for storing second frame data obtained by acquiring sinogram data at the second position for a predetermined time. Data acquisition memory, and, from the first frame data, create first interpolation data corresponding to a slice at the first position and corresponding to a time point when the second frame data is obtained; For an image inside the device under test at the time when the second frame data is obtained, an image inside the device under test corresponding to the slice at the second position is constructed from the second frame data, and Calculating means for constructing an image of the inside of the device under test corresponding to the slice at the first position from the first interpolation data.
【請求項2】 前記第1の補間データS2は、時間的に
前後する前記第1のフレームデータS1,S3の中間時に
対応し、前記フレームデータS1,S3に対して、 S2=k11+k33 (但し、係数k1及びk3は、前記被測定物内部の放射性
核種及び時間によって決まる係数) なる関係を有することを特徴とする請求項1記載のポジ
トロンエミッションCT装置。
Wherein said first interpolation data S 2 corresponds to the intermediate time of the first frame data S 1, S 3 that chronologically successive, relative to the frame data S 1, S 3, S 2. The positron according to claim 1, wherein: 2 = k 1 S 1 + k 3 S 3 (where coefficients k 1 and k 3 are coefficients determined by radionuclide and time inside the object). Emission CT device.
【請求項3】 前記演算手段は、前記第2のフレームデ
ータから、前記第2の位置でのスライスに対応し、前記
第1のフレームデータを得た時点に対応する第2の補間
データをさらに作成するとともに、前記第1のフレーム
データを得た時点の前記被測定物内部の画像について、
前記第1の位置でのスライスに対応する前記被測定物内
部の画像を前記第1のフレームデータから構築し、か
つ、前記第2の位置でのスライスに対応する前記被測定
物内部の画像を前記第2の補間データから構築すること
を特徴とする請求項1記載のポジトロンエミッションC
T装置。
3. The arithmetic unit further includes, from the second frame data, second interpolation data corresponding to a slice at the second position and corresponding to a time point when the first frame data is obtained. While creating, for the image inside the DUT at the time of obtaining the first frame data,
An image inside the device under test corresponding to the slice at the first position is constructed from the first frame data, and an image inside the device under test corresponding to the slice at the second position is obtained. The positron emission C according to claim 1, wherein the positron emission C is constructed from the second interpolation data.
T device.
【請求項4】 前記第1のフレームデータを格納するた
めの第3のデータ収集メモリと、 前記第2のフレームデータを格納するための第4のデー
タ収集メモリとをさらに備え、 前記第1乃至第4のデータ収集メモリには、前記第1及
び第2の位置でサイノグラムデータを収集して得た前記
第1及び第2のフレームデータが順に格納され、 前記演算手段は、前記第2又は第4のデータ収集メモリ
に第2のフレームデータを格納している際に、前記第1
又は第3のデータ収集メモリに格納し終えた前記第1の
フレームデータから、格納し終えた前記第2又は第4の
データ収集メモリにある前記第2のフレームデータを得
た時点に対応する第1の補間データを作成し、この第1
の補間データから、前記格納し終えた第2又は第4のデ
ータ収集メモリにある第2のフレームデータを得た時点
に対応する前記被測定物内部の画像を構築するととも
に、 前記演算手段は、前記第1又は第3のデータ収集メモリ
に第1のフレームデータを格納している際に、前記第2
又は第4のデータ収集メモリに格納し終えた前記第2の
フレームデータから、格納し終えた前記第1又は第3の
データ収集メモリにある前記第1のフレームデータを得
た時点に対応する第2の補間データを作成し、この第2
の補間データから、前記格納し終えた第1又は第3のデ
ータ収集メモリにある第1のフレームデータを得た時点
に対応する前記被測定物内部の画像を構築する ことを特徴とする請求項3記載のポジトロンエミッショ
ンCT装置。
4. The apparatus further comprises: a third data collection memory for storing the first frame data; and a fourth data collection memory for storing the second frame data. The fourth data acquisition memory sequentially stores the first and second frame data obtained by acquiring sinogram data at the first and second locations, When the second frame data is stored in the data collection memory of No. 4,
Alternatively, from the first frame data stored in the third data collection memory, the second frame data corresponding to the time when the second frame data stored in the second or fourth data collection memory is obtained. 1 is created, and the first
And constructing an image inside the device under test corresponding to a point in time when the second frame data stored in the second or fourth data acquisition memory that has been stored is obtained from the interpolation data of When the first frame data is stored in the first or third data collection memory, the second
Alternatively, from the second frame data stored in the fourth data collection memory, the first frame data corresponding to the time point when the stored first frame data in the first or third data collection memory is obtained. 2 interpolation data, and the second
The image of the inside of the device under test corresponding to the time when the first frame data stored in the stored first or third data acquisition memory is obtained from the interpolated data of (1) or (2). 4. The positron emission CT apparatus according to 3.
【請求項5】 前記第1及び第2の補間データを格納す
るための補間データ用メモリをさらに有することを特徴
とする請求項3記載のポジトロンエミッションCT装
置。
5. The positron emission CT apparatus according to claim 3, further comprising an interpolation data memory for storing said first and second interpolation data.
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