JP3381384B2 - 核医学イメージング装置の補正方法 - Google Patents
核医学イメージング装置の補正方法Info
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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、核医学診断装置に関
し、とくにシンチレーションカメラやこのカメラ等を用
いて構成されるＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission C
omputed Tomograph）装置などの核医学イメージング装
置において２核種の画像データを同時収集する場合の補
正方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】核医学イメージング装置は、ＲＩ（放射
性同位元素）を被検者に投与し、特定の臓器等に集積し
たとき、その体内から体外に放出される放射線を検出し
てエミッションデータを収集して画像を得るものであ
る。この核医学イメージング装置において、２つの核種
のＲＩを被検体に与えて２核種の画像データを同時に収
集することがある。たとえば、201Ｔｌと123Ｉ（あるい
は99mＴｃ）とによる２核種の画像データを同時収集し
て診断に役立てる。201ＴｌＣｌは心筋血流を反映する
ことが知られている。また、123Ｉ−ＢＭＩＰＰは心筋
の脂肪酸代謝を反映し、123Ｉ−ＭＩＢＧは心筋の神経
機能を反映し、99mＴｃ−ＰＹＰは心筋梗塞部に集積す
ることがそれぞれ知られている。そこで、これらの画像
データの同時収集により心筋血流画像と心筋脂肪代謝画
像（あるいは神経機能画像、心筋梗塞部の画像）とが同
時に得られるので、医学的な診断に役立つこと大であ
る。 【０００３】ところで、このように２核種同時収集する
場合、それぞれの核種間でのクロストークを補正する必
要がある。これについて、中嶋憲一、他「201Ｔｌと123
Ｉによる２核種同時収集の限界」核医学、２６巻９号、
ページ１２２３−１２２６（１９８９）には、エネルギ
ーウインドウを２箇所設定してデータを収集し、一方の
データに対して所定の係数を乗じた後これを他方のデー
タから差し引くことにより、２核種クロストーク補正を
行なう通常の方法が記載されている。また、畠山六郎
「Tripple-energy windowを用いたcross talk補正に関
する検討」核医学技術、vol.12、No.１、ページ２０−
２８（１９９２）には、２核種のそれぞれの光電ピーク
に対応して２つのエネルギーウインドウを設定してそれ
ぞれ画像データを収集するとともに、それ以外にも１つ
のエネルギーウインドウを設定して画像データを収集
し、このデータで前２者のデータを補正することが記載
されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エネル
ギーウインドウを２箇所設定して画像データを収集し、
通常の２核種クロストーク補正を行なう方法では、上記
の文献でも指摘されているように、低エネルギー核種の
画像データに含まれている高エネルギー核種のガンマ線
の散乱線データを、高エネルギー核種の画像データを用
いて取り除くことは困難である。つまり、高エネルギー
核種から発生したガンマ線がコンプトン散乱を生じると
き線源が周囲に拡散するのに対し、高エネルギー側のウ
インドウで収集した画像データはこのように位置的に拡
散した線源から得られたものではない。高エネルギー核
種のコンプトン散乱による画像データは、高エネルギー
核種自体の画像データとの位置的な関連が薄い。そのた
め、高エネルギー側のウインドウで収集した画像データ
をそのまま用いてこれに所定の係数を乗じたものを低エ
ネルギー側のウインドウで収集した画像データから差し
引いても、低エネルギー核種についての画像データに及
ぼした高エネルギー核種のコンプトン散乱の影響を有効
に除去できないからである。 【０００５】また、２核種のそれぞれの光電ピークに対
応して２つのエネルギーウインドウを設定してそれぞれ
画像データを収集するとともに、それ以外にも１つのエ
ネルギーウインドウを設定して画像データを収集して
も、この最後の画像データを前２者の画像データから差
し引くだけでは、高エネルギー核種についての画像デー
タを有効に補正することはできず、高エネルギー核種に
ついての画像はあまり改善されない、という問題があ
る。 【０００６】この発明は、上記に鑑み、簡単な補正手順
により、２核種の各画像を改善することができ、画像デ
ータの定量性も向上させることができる、核医学イメー
ジング装置の補正方法を提供することを目的とする。 【０００７】 【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の補正方法
においては、低エネルギー側から高エネルギー側へと第
１、第２、第３のエネルギーウインドウを設定し、第
１、第３のエネルギーウインドウは低エネルギー核種お
よび高エネルギー核種のそれぞれの光電ピークに対応さ
せるとともに、第２のエネルギーウインドウは上記の各
光電ピークからはずれ、かつそれらの間で、しかも第１
のエネルギーウインドウにその高エネルギー側で実質的
に接近させ、これら第１、第２、第３のエネルギーウイ
ンドウのそれぞれに入る事象を検出して第１、第２、第
３の画像データを各々収集し、第２の画像データに所定
の散乱線補正係数を乗じた画像データを、第１の画像デ
ータから差し引くことにより、第１の画像データを補正
し、この補正後の第１の画像データに所定のクロストー
ク率を乗じた画像データを、第３の画像データから差し
引くことにより第３の画像データを補正することが特徴
となっている。 【０００８】ここで、上記の第１、第２、第３の画像デ
ータは、補正前にフィルター処理するようにしてもよ
い。 【０００９】また、上記の第２の画像データのみを補正
に用いる前にフィルター処理し、第１、第３の画像デー
タについては補正後にフィルター処理するようにしても
よい。 【００１０】さらに、上記の第１、第２、第３の画像デ
ータを、各角度方向から収集し、各角度方向からの第
１、第２、第３の画像データを第１、第２、第３の投影
データとして用い、これら各角度方向からの第１、第
２、第３の投影データを用いて第１、第３の投影データ
についての上記の補正を行い、この補正後の第１、第３
の投影データを用いて画像再構成して２核種についての
ＳＰＥＣＴ画像を得るようにしてもよい。 【００１１】 【作用】第２の画像データは、低エネルギー核種および
高エネルギー核種のそれぞれの光電ピークからはずれ、
かつそれらの間で、しかも第１のエネルギーウインドウ
に高エネルギー側で実質的に接近させた第２のエネルギ
ーウインドウに関して収集されたものであるから、低エ
ネルギーの核種についてのデータは含まれていず、しか
も、これらよりも高エネルギー側の放射線による散乱線
の影響を第１の画像データと同じように受けている。そ
こで、第２の画像データに所定の散乱線補正係数を乗じ
た画像データを、第１の画像データから差し引けば、第
１の画像データに含まれる散乱線の影響を除くことがで
きる。一方、第３の画像データには、高エネルギーの核
種についてのデータとそれ以外のデータが含まれてお
り、このそれ以外のデータと言うのは、低エネルギー核
種から直接発生した、その光電ピークに対応するエネル
ギー以外のエネルギーの放射線によるもの（低エネルギ
ー核種から発生した第３エネルギーウインドウに入るよ
うなエネルギーの放射線によるもの）である。したがっ
て、主にコンプトン散乱線データである第２の画像デー
タを、第１の画像データから差し引いてもこのクロスト
ークデータの補正はできず、上記のようにして散乱線の
影響の除去された第１の画像データそのものに所定の係
数を乗じたものを、第３の画像データから差し引くこと
により有効に除去できる。 【００１２】第１、第２、第３の画像データをフィルタ
ー処理すれば、これらの画像データに含まれている統計
誤差が低減できる。 【００１３】とくに、第２の画像データは散乱線の成分
のみからなるので、補正に用いる前にフィルター処理し
て統計誤差を低減させておけば、第１、第３の画像デー
タの補正効果が大きい。 【００１４】２核種のＳＰＥＣＴ画像を得る場合には上
記の第１、第２、第３の画像データを、各角度方向から
収集し、各角度方向からの第１、第２、第３の画像デー
タを第１、第２、第３の投影データとして用いることに
なるが、その場合、これら各角度方向からの第１、第
２、第３の投影データを用いて第１、第３の投影データ
についての上記の補正を行い、この補正後の第１、第３
の投影データを用いて画像再構成すれば、２核種につい
ての再構成画像の画質を向上させることができるととも
に定量性を高めることができる。 【００１５】 【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において、被
検体１０には２核種のＲＩが投与されており、被検体１
０の内部の各組織に集積したこれらＲＩからの放射線が
シンチレーションカメラ１１によって入射するように、
被検体１０に対してシンチレーションカメラ１１が配置
される。このシンチレーションカメラ１１に放射線が入
射すると、その事象ごとに２次元の入射位置を表わす位
置信号Ｘ，Ｙと、その入射放射線のエネルギーに対応す
る波高を有するパルスよりなるエネルギー信号Ｚと、事
象が生じたことを表わすアンブランク信号とがインター
フェイス回路１２を経て出力される。 【００１６】エネルギー信号Ｚはエネルギーアナライザ
１３に入力され、そのパルス波高が弁別される。このエ
ネルギーアナライザ１３では、図２に示すように、エネ
ルギーの低い方から高い方に順に、３つのエネルギーウ
インドウＷ１，Ｗ２，Ｗ３が設定されており、入力され
たエネルギー信号Ｚの波高がこの３つのエネルギーウイ
ンドウのどれかに入るものであるとすると、そのどれに
入ったかが判別され、どれに入ったかを識別する信号が
データ収集装置１４に出力される。 【００１７】上記の被検体１０に投与する２核種のＲＩ
としては、たとえば、201Ｔｌと99mＴｃとの組み合わ
せ、あるいは201Ｔｌと123Ｉとの組み合わせを用いる。
201Ｔｌは７０ｋｅＶ付近で光電ピークを有する蛍光Ｘ
線を発生し、99mＴｃは１４０ｋｅＶ付近で光電ピーク
を有するガンマ線を発生し、123Ｉは１５９ｋｅＶ付近
で光電ピークを有するガンマ線を発生する。そこで、前
者の組み合わせの場合、低い方のエネルギーウインドウ
Ｗ１は低エネルギー側の核種の光電ピークである７０ｋ
ｅＶ付近の１５％ほどに、２番目のエネルギーウインド
ウＷ２はウインドウＷ１に対して高エネルギー側に隣接
した９０ｋｅＶ付近の１０％ほどに、３番目のエネルギ
ーウインドウＷ３は高エネルギー側の核種の光電ピーク
である１４０ｋｅＶ付近の１５％ほどに、それぞれ設定
する。後者の組み合わせの場合は、ウインドウＷ１は７
０ｋｅＶ付近の１５％ほどに、ウインドウＷ２は９０ｋ
ｅＶ付近の１０％ほどに、ウインドウＷ３は高エネルギ
ー側の核種の光電ピークである１５９ｋｅＶ付近の１５
％ほどに、それぞれ設定する。 【００１８】データ収集装置１４には、位置信号Ｘ，Ｙ
がインターフェイス回路１２を経て送られてきており、
上記の３つのエネルギーウインドウＷ１，Ｗ２，Ｗ３の
それぞれに入る波高を持つエネルギー信号Ｚを生じる事
象が、位置ごとにカウントされる。これにより、データ
収集装置１４においては、エネルギーウインドウＷ１に
関する位置（ｘ，ｙ）ごとのカウント値つまり画像デー
タＣ１（ｘ，ｙ）と、エネルギーウインドウＷ２に関す
る位置（ｘ，ｙ）ごとのカウント値つまり画像データＣ
２（ｘ，ｙ）と、エネルギーウインドウＷ３に関する位
置（ｘ，ｙ）ごとのカウント値つまり画像データＣ３
（ｘ，ｙ）とが収集されることになる。 【００１９】このような原画像データＣ１（ｘ，ｙ）、
Ｃ２（ｘ，ｙ）、Ｃ３（ｘ，ｙ）は補正演算装置１５に
送られ、まずこれらの各々についてプレフィルター処理
が行なわれる。このプレフィルター処理後の各画像デー
タを、Ｃ１ｆ（ｘ，ｙ）、Ｃ２ｆ（ｘ，ｙ）、Ｃ３ｆ
（ｘ，ｙ）と表現する。ここで、プレフィルター処理は
２次元の画像フィルター処理によって統計雑音を低減さ
せるものであり、原画像データＣ１（ｘ，ｙ）、Ｃ３
（ｘ，ｙ）については、メッツフィルターまたはローパ
スフィルターなどを使用し、原画像データＣ２（ｘ，
ｙ）については、散乱線成分のみでカウントが少ないた
め、とくにカットオフ周波数を０．１サイクル／ピクセ
ル程度に低くしたローパスフィルターを使用して画像の
スムージングを行なう。 【００２０】このようなプレフィルター処理の後、補正
操作の第１ステップとして、低エネルギー側核種の画像
データから散乱線を除去する補正をつぎのように行な
う。 Ｃ１ｆｃ（ｘ，ｙ）＝Ｃ１ｆ（ｘ，ｙ）−｛Ｃ２ｆ
（ｘ，ｙ）×ｋ｝ ここで、ｋは散乱線補正係数であり、上記の演算によ
り、補正後のカウント値Ｃ１ｆｃ（ｘ，ｙ）が位置
（ｘ，ｙ）ごとに得られる。 【００２１】低エネルギー側のウインドウＷ１に関して
収集したカウント値Ｃ１（ｘ，ｙ）は、高エネルギー側
核種からの放射線の散乱線成分をも含んでいるが、この
高エネルギー側核種からの放射線の散乱線成分は、ウイ
ンドウＷ１に隣接しているウインドウＷ２でもウインド
ウＷ１と同様にカウントされているはずである。そし
て、ウインドウＷ２は低エネルギー側核種の光電ピーク
をはずれるように設定されているため、ウインドウＷ２
でのカウント値Ｃ２（ｘ，ｙ）は上記の散乱線成分のみ
と考えられる。そこで、上記のようにＣ２ｆ（ｘ，ｙ）
に散乱線補正係数ｋを乗じたものを、Ｃ１ｆ（ｘ，ｙ）
から差し引けば、低エネルギー側のウインドウＷ１に関
して収集したカウント値Ｃ１（ｘ，ｙ）から散乱線成分
の影響を取り除いたカウント値Ｃ１ｆｃ（ｘ，ｙ）が得
られることになる。 【００２２】補正操作の第２ステップとして、高エネル
ギー側の核種の画像データからクロストーク成分を除去
する補正演算をつぎのようにして行なう。 Ｃ３ｆｃ（ｘ，ｙ）＝Ｃ３ｆ（ｘ，ｙ）−｛Ｃ１ｆｃ
（ｘ，ｙ）×ｈ｝ ここで、ｈは低エネルギー側核種から高エネルギー側核
種のデータに対するクロストーク率を表わす。 【００２３】すなわち、低エネルギー側核種は、その光
電ピーク付近の放射線のみを放出しているわけではな
く、光電ピークよりも高いエネルギー領域でも放射線を
発生している。たとえば、201Ｔｌは７０ｋｅＶ付近で
光電ピークを有する蛍光Ｘ線を発生するが、この他に１
６７ｋｅＶ付近にピークを持つガンマ線を発生する。こ
の後者のガンマ線が放出される割合は、光電ピーク付近
の放出量の１０％以下であるが、この１６７ｋｅＶ付近
のピークの一部が１４０ｋｅＶまたは１５９ｋｅＶ付近
に設定されたエネルギーウインドウＷ３に含まれること
により、このウインドウＷ３に関して収集したカウント
値Ｃ３（ｘ，ｙ）には、この低エネルギー側核種からの
ガンマ線のカウント値が含まれてしまう。このようなク
ロストーク量は低エネルギー側核種の光電ピーク付近で
収集されたカウント値Ｃ１ｆｃ（ｘ，ｙ）に対して一定
割合となっており、これが上記のｈで表わされる。そこ
で、上記のような補正演算を行なうことにより、低エネ
ルギー側核種から高エネルギー側核種のデータに対する
クロストークが除去されたカウント値Ｃ３ｆｃ（ｘ，
ｙ）が得られる。 【００２４】こうして補正後の低エネルギー側核種につ
いての画像データＣ１ｆｃ（ｘ，ｙ）と高エネルギー側
核種についての画像Ｃ３ｆｃ（ｘ，ｙ）が得られる。未
補正の画像データとしてはＣ１ｆ（ｘ，ｙ）とＣ３ｆ
（ｘ，ｙ）とを使用する。ＳＰＥＣＴ画像を得るには、
これらの画像データを、シンチレーションカメラ１１を
被検体１０に対して回転させることにより各角度方向か
ら得て、これらの画像データから被検体１０の特定の断
層面上の並ぶデータを取り出し、これを投影データとし
て扱い、逆投影することによりその断層面上の各核種の
濃度分布画像を再構成する。 【００２５】なお、ウインドウＷ１に関する画像データ
Ｃ１（ｘ，ｙ）とウインドウＷ３に関する画像データＣ
３（ｘ，ｙ）とについては、プレフィルター処理を行な
わないで、ウインドウＷ２に関する画像データＣ２
（ｘ，ｙ）についてのみプレフィルター処理を行なって
から、上記の第１ステップと第２ステップの補正操作を
行ない、その後、補正されたウインドウＷ１に関する画
像データとウインドウＷ３に関する画像データについて
それぞれプレフィルター処理を行なうようにしてもよ
い。また、ＳＰＥＣＴ画像を得る場合以外は、ウインド
ウＷ１に関する画像データＣ１（ｘ，ｙ）とウインドウ
Ｗ３に関する画像データＣ３（ｘ，ｙ）とについては、
かならずしも、プレフィルター処理を行なう必要はな
い。さらにＳＰＥＣＴ画像を得る場合、プレフィルター
処理を行なわず、画像再構成後に３次元ポストフィルタ
ー処理を行なう方法も採用できる。 【００２６】 【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明の核医学イメージング装置の補正方法によれば、
第１ステップと第２ステップという簡単な補正手順によ
り、２核種の各画像を改善することができ、画像データ
の定量性も向上させることができる。
し、とくにシンチレーションカメラやこのカメラ等を用
いて構成されるＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission C
omputed Tomograph）装置などの核医学イメージング装
置において２核種の画像データを同時収集する場合の補
正方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】核医学イメージング装置は、ＲＩ（放射
性同位元素）を被検者に投与し、特定の臓器等に集積し
たとき、その体内から体外に放出される放射線を検出し
てエミッションデータを収集して画像を得るものであ
る。この核医学イメージング装置において、２つの核種
のＲＩを被検体に与えて２核種の画像データを同時に収
集することがある。たとえば、201Ｔｌと123Ｉ（あるい
は99mＴｃ）とによる２核種の画像データを同時収集し
て診断に役立てる。201ＴｌＣｌは心筋血流を反映する
ことが知られている。また、123Ｉ−ＢＭＩＰＰは心筋
の脂肪酸代謝を反映し、123Ｉ−ＭＩＢＧは心筋の神経
機能を反映し、99mＴｃ−ＰＹＰは心筋梗塞部に集積す
ることがそれぞれ知られている。そこで、これらの画像
データの同時収集により心筋血流画像と心筋脂肪代謝画
像（あるいは神経機能画像、心筋梗塞部の画像）とが同
時に得られるので、医学的な診断に役立つこと大であ
る。 【０００３】ところで、このように２核種同時収集する
場合、それぞれの核種間でのクロストークを補正する必
要がある。これについて、中嶋憲一、他「201Ｔｌと123
Ｉによる２核種同時収集の限界」核医学、２６巻９号、
ページ１２２３−１２２６（１９８９）には、エネルギ
ーウインドウを２箇所設定してデータを収集し、一方の
データに対して所定の係数を乗じた後これを他方のデー
タから差し引くことにより、２核種クロストーク補正を
行なう通常の方法が記載されている。また、畠山六郎
「Tripple-energy windowを用いたcross talk補正に関
する検討」核医学技術、vol.12、No.１、ページ２０−
２８（１９９２）には、２核種のそれぞれの光電ピーク
に対応して２つのエネルギーウインドウを設定してそれ
ぞれ画像データを収集するとともに、それ以外にも１つ
のエネルギーウインドウを設定して画像データを収集
し、このデータで前２者のデータを補正することが記載
されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エネル
ギーウインドウを２箇所設定して画像データを収集し、
通常の２核種クロストーク補正を行なう方法では、上記
の文献でも指摘されているように、低エネルギー核種の
画像データに含まれている高エネルギー核種のガンマ線
の散乱線データを、高エネルギー核種の画像データを用
いて取り除くことは困難である。つまり、高エネルギー
核種から発生したガンマ線がコンプトン散乱を生じると
き線源が周囲に拡散するのに対し、高エネルギー側のウ
インドウで収集した画像データはこのように位置的に拡
散した線源から得られたものではない。高エネルギー核
種のコンプトン散乱による画像データは、高エネルギー
核種自体の画像データとの位置的な関連が薄い。そのた
め、高エネルギー側のウインドウで収集した画像データ
をそのまま用いてこれに所定の係数を乗じたものを低エ
ネルギー側のウインドウで収集した画像データから差し
引いても、低エネルギー核種についての画像データに及
ぼした高エネルギー核種のコンプトン散乱の影響を有効
に除去できないからである。 【０００５】また、２核種のそれぞれの光電ピークに対
応して２つのエネルギーウインドウを設定してそれぞれ
画像データを収集するとともに、それ以外にも１つのエ
ネルギーウインドウを設定して画像データを収集して
も、この最後の画像データを前２者の画像データから差
し引くだけでは、高エネルギー核種についての画像デー
タを有効に補正することはできず、高エネルギー核種に
ついての画像はあまり改善されない、という問題があ
る。 【０００６】この発明は、上記に鑑み、簡単な補正手順
により、２核種の各画像を改善することができ、画像デ
ータの定量性も向上させることができる、核医学イメー
ジング装置の補正方法を提供することを目的とする。 【０００７】 【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の補正方法
においては、低エネルギー側から高エネルギー側へと第
１、第２、第３のエネルギーウインドウを設定し、第
１、第３のエネルギーウインドウは低エネルギー核種お
よび高エネルギー核種のそれぞれの光電ピークに対応さ
せるとともに、第２のエネルギーウインドウは上記の各
光電ピークからはずれ、かつそれらの間で、しかも第１
のエネルギーウインドウにその高エネルギー側で実質的
に接近させ、これら第１、第２、第３のエネルギーウイ
ンドウのそれぞれに入る事象を検出して第１、第２、第
３の画像データを各々収集し、第２の画像データに所定
の散乱線補正係数を乗じた画像データを、第１の画像デ
ータから差し引くことにより、第１の画像データを補正
し、この補正後の第１の画像データに所定のクロストー
ク率を乗じた画像データを、第３の画像データから差し
引くことにより第３の画像データを補正することが特徴
となっている。 【０００８】ここで、上記の第１、第２、第３の画像デ
ータは、補正前にフィルター処理するようにしてもよ
い。 【０００９】また、上記の第２の画像データのみを補正
に用いる前にフィルター処理し、第１、第３の画像デー
タについては補正後にフィルター処理するようにしても
よい。 【００１０】さらに、上記の第１、第２、第３の画像デ
ータを、各角度方向から収集し、各角度方向からの第
１、第２、第３の画像データを第１、第２、第３の投影
データとして用い、これら各角度方向からの第１、第
２、第３の投影データを用いて第１、第３の投影データ
についての上記の補正を行い、この補正後の第１、第３
の投影データを用いて画像再構成して２核種についての
ＳＰＥＣＴ画像を得るようにしてもよい。 【００１１】 【作用】第２の画像データは、低エネルギー核種および
高エネルギー核種のそれぞれの光電ピークからはずれ、
かつそれらの間で、しかも第１のエネルギーウインドウ
に高エネルギー側で実質的に接近させた第２のエネルギ
ーウインドウに関して収集されたものであるから、低エ
ネルギーの核種についてのデータは含まれていず、しか
も、これらよりも高エネルギー側の放射線による散乱線
の影響を第１の画像データと同じように受けている。そ
こで、第２の画像データに所定の散乱線補正係数を乗じ
た画像データを、第１の画像データから差し引けば、第
１の画像データに含まれる散乱線の影響を除くことがで
きる。一方、第３の画像データには、高エネルギーの核
種についてのデータとそれ以外のデータが含まれてお
り、このそれ以外のデータと言うのは、低エネルギー核
種から直接発生した、その光電ピークに対応するエネル
ギー以外のエネルギーの放射線によるもの（低エネルギ
ー核種から発生した第３エネルギーウインドウに入るよ
うなエネルギーの放射線によるもの）である。したがっ
て、主にコンプトン散乱線データである第２の画像デー
タを、第１の画像データから差し引いてもこのクロスト
ークデータの補正はできず、上記のようにして散乱線の
影響の除去された第１の画像データそのものに所定の係
数を乗じたものを、第３の画像データから差し引くこと
により有効に除去できる。 【００１２】第１、第２、第３の画像データをフィルタ
ー処理すれば、これらの画像データに含まれている統計
誤差が低減できる。 【００１３】とくに、第２の画像データは散乱線の成分
のみからなるので、補正に用いる前にフィルター処理し
て統計誤差を低減させておけば、第１、第３の画像デー
タの補正効果が大きい。 【００１４】２核種のＳＰＥＣＴ画像を得る場合には上
記の第１、第２、第３の画像データを、各角度方向から
収集し、各角度方向からの第１、第２、第３の画像デー
タを第１、第２、第３の投影データとして用いることに
なるが、その場合、これら各角度方向からの第１、第
２、第３の投影データを用いて第１、第３の投影データ
についての上記の補正を行い、この補正後の第１、第３
の投影データを用いて画像再構成すれば、２核種につい
ての再構成画像の画質を向上させることができるととも
に定量性を高めることができる。 【００１５】 【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において、被
検体１０には２核種のＲＩが投与されており、被検体１
０の内部の各組織に集積したこれらＲＩからの放射線が
シンチレーションカメラ１１によって入射するように、
被検体１０に対してシンチレーションカメラ１１が配置
される。このシンチレーションカメラ１１に放射線が入
射すると、その事象ごとに２次元の入射位置を表わす位
置信号Ｘ，Ｙと、その入射放射線のエネルギーに対応す
る波高を有するパルスよりなるエネルギー信号Ｚと、事
象が生じたことを表わすアンブランク信号とがインター
フェイス回路１２を経て出力される。 【００１６】エネルギー信号Ｚはエネルギーアナライザ
１３に入力され、そのパルス波高が弁別される。このエ
ネルギーアナライザ１３では、図２に示すように、エネ
ルギーの低い方から高い方に順に、３つのエネルギーウ
インドウＷ１，Ｗ２，Ｗ３が設定されており、入力され
たエネルギー信号Ｚの波高がこの３つのエネルギーウイ
ンドウのどれかに入るものであるとすると、そのどれに
入ったかが判別され、どれに入ったかを識別する信号が
データ収集装置１４に出力される。 【００１７】上記の被検体１０に投与する２核種のＲＩ
としては、たとえば、201Ｔｌと99mＴｃとの組み合わ
せ、あるいは201Ｔｌと123Ｉとの組み合わせを用いる。
201Ｔｌは７０ｋｅＶ付近で光電ピークを有する蛍光Ｘ
線を発生し、99mＴｃは１４０ｋｅＶ付近で光電ピーク
を有するガンマ線を発生し、123Ｉは１５９ｋｅＶ付近
で光電ピークを有するガンマ線を発生する。そこで、前
者の組み合わせの場合、低い方のエネルギーウインドウ
Ｗ１は低エネルギー側の核種の光電ピークである７０ｋ
ｅＶ付近の１５％ほどに、２番目のエネルギーウインド
ウＷ２はウインドウＷ１に対して高エネルギー側に隣接
した９０ｋｅＶ付近の１０％ほどに、３番目のエネルギ
ーウインドウＷ３は高エネルギー側の核種の光電ピーク
である１４０ｋｅＶ付近の１５％ほどに、それぞれ設定
する。後者の組み合わせの場合は、ウインドウＷ１は７
０ｋｅＶ付近の１５％ほどに、ウインドウＷ２は９０ｋ
ｅＶ付近の１０％ほどに、ウインドウＷ３は高エネルギ
ー側の核種の光電ピークである１５９ｋｅＶ付近の１５
％ほどに、それぞれ設定する。 【００１８】データ収集装置１４には、位置信号Ｘ，Ｙ
がインターフェイス回路１２を経て送られてきており、
上記の３つのエネルギーウインドウＷ１，Ｗ２，Ｗ３の
それぞれに入る波高を持つエネルギー信号Ｚを生じる事
象が、位置ごとにカウントされる。これにより、データ
収集装置１４においては、エネルギーウインドウＷ１に
関する位置（ｘ，ｙ）ごとのカウント値つまり画像デー
タＣ１（ｘ，ｙ）と、エネルギーウインドウＷ２に関す
る位置（ｘ，ｙ）ごとのカウント値つまり画像データＣ
２（ｘ，ｙ）と、エネルギーウインドウＷ３に関する位
置（ｘ，ｙ）ごとのカウント値つまり画像データＣ３
（ｘ，ｙ）とが収集されることになる。 【００１９】このような原画像データＣ１（ｘ，ｙ）、
Ｃ２（ｘ，ｙ）、Ｃ３（ｘ，ｙ）は補正演算装置１５に
送られ、まずこれらの各々についてプレフィルター処理
が行なわれる。このプレフィルター処理後の各画像デー
タを、Ｃ１ｆ（ｘ，ｙ）、Ｃ２ｆ（ｘ，ｙ）、Ｃ３ｆ
（ｘ，ｙ）と表現する。ここで、プレフィルター処理は
２次元の画像フィルター処理によって統計雑音を低減さ
せるものであり、原画像データＣ１（ｘ，ｙ）、Ｃ３
（ｘ，ｙ）については、メッツフィルターまたはローパ
スフィルターなどを使用し、原画像データＣ２（ｘ，
ｙ）については、散乱線成分のみでカウントが少ないた
め、とくにカットオフ周波数を０．１サイクル／ピクセ
ル程度に低くしたローパスフィルターを使用して画像の
スムージングを行なう。 【００２０】このようなプレフィルター処理の後、補正
操作の第１ステップとして、低エネルギー側核種の画像
データから散乱線を除去する補正をつぎのように行な
う。 Ｃ１ｆｃ（ｘ，ｙ）＝Ｃ１ｆ（ｘ，ｙ）−｛Ｃ２ｆ
（ｘ，ｙ）×ｋ｝ ここで、ｋは散乱線補正係数であり、上記の演算によ
り、補正後のカウント値Ｃ１ｆｃ（ｘ，ｙ）が位置
（ｘ，ｙ）ごとに得られる。 【００２１】低エネルギー側のウインドウＷ１に関して
収集したカウント値Ｃ１（ｘ，ｙ）は、高エネルギー側
核種からの放射線の散乱線成分をも含んでいるが、この
高エネルギー側核種からの放射線の散乱線成分は、ウイ
ンドウＷ１に隣接しているウインドウＷ２でもウインド
ウＷ１と同様にカウントされているはずである。そし
て、ウインドウＷ２は低エネルギー側核種の光電ピーク
をはずれるように設定されているため、ウインドウＷ２
でのカウント値Ｃ２（ｘ，ｙ）は上記の散乱線成分のみ
と考えられる。そこで、上記のようにＣ２ｆ（ｘ，ｙ）
に散乱線補正係数ｋを乗じたものを、Ｃ１ｆ（ｘ，ｙ）
から差し引けば、低エネルギー側のウインドウＷ１に関
して収集したカウント値Ｃ１（ｘ，ｙ）から散乱線成分
の影響を取り除いたカウント値Ｃ１ｆｃ（ｘ，ｙ）が得
られることになる。 【００２２】補正操作の第２ステップとして、高エネル
ギー側の核種の画像データからクロストーク成分を除去
する補正演算をつぎのようにして行なう。 Ｃ３ｆｃ（ｘ，ｙ）＝Ｃ３ｆ（ｘ，ｙ）−｛Ｃ１ｆｃ
（ｘ，ｙ）×ｈ｝ ここで、ｈは低エネルギー側核種から高エネルギー側核
種のデータに対するクロストーク率を表わす。 【００２３】すなわち、低エネルギー側核種は、その光
電ピーク付近の放射線のみを放出しているわけではな
く、光電ピークよりも高いエネルギー領域でも放射線を
発生している。たとえば、201Ｔｌは７０ｋｅＶ付近で
光電ピークを有する蛍光Ｘ線を発生するが、この他に１
６７ｋｅＶ付近にピークを持つガンマ線を発生する。こ
の後者のガンマ線が放出される割合は、光電ピーク付近
の放出量の１０％以下であるが、この１６７ｋｅＶ付近
のピークの一部が１４０ｋｅＶまたは１５９ｋｅＶ付近
に設定されたエネルギーウインドウＷ３に含まれること
により、このウインドウＷ３に関して収集したカウント
値Ｃ３（ｘ，ｙ）には、この低エネルギー側核種からの
ガンマ線のカウント値が含まれてしまう。このようなク
ロストーク量は低エネルギー側核種の光電ピーク付近で
収集されたカウント値Ｃ１ｆｃ（ｘ，ｙ）に対して一定
割合となっており、これが上記のｈで表わされる。そこ
で、上記のような補正演算を行なうことにより、低エネ
ルギー側核種から高エネルギー側核種のデータに対する
クロストークが除去されたカウント値Ｃ３ｆｃ（ｘ，
ｙ）が得られる。 【００２４】こうして補正後の低エネルギー側核種につ
いての画像データＣ１ｆｃ（ｘ，ｙ）と高エネルギー側
核種についての画像Ｃ３ｆｃ（ｘ，ｙ）が得られる。未
補正の画像データとしてはＣ１ｆ（ｘ，ｙ）とＣ３ｆ
（ｘ，ｙ）とを使用する。ＳＰＥＣＴ画像を得るには、
これらの画像データを、シンチレーションカメラ１１を
被検体１０に対して回転させることにより各角度方向か
ら得て、これらの画像データから被検体１０の特定の断
層面上の並ぶデータを取り出し、これを投影データとし
て扱い、逆投影することによりその断層面上の各核種の
濃度分布画像を再構成する。 【００２５】なお、ウインドウＷ１に関する画像データ
Ｃ１（ｘ，ｙ）とウインドウＷ３に関する画像データＣ
３（ｘ，ｙ）とについては、プレフィルター処理を行な
わないで、ウインドウＷ２に関する画像データＣ２
（ｘ，ｙ）についてのみプレフィルター処理を行なって
から、上記の第１ステップと第２ステップの補正操作を
行ない、その後、補正されたウインドウＷ１に関する画
像データとウインドウＷ３に関する画像データについて
それぞれプレフィルター処理を行なうようにしてもよ
い。また、ＳＰＥＣＴ画像を得る場合以外は、ウインド
ウＷ１に関する画像データＣ１（ｘ，ｙ）とウインドウ
Ｗ３に関する画像データＣ３（ｘ，ｙ）とについては、
かならずしも、プレフィルター処理を行なう必要はな
い。さらにＳＰＥＣＴ画像を得る場合、プレフィルター
処理を行なわず、画像再構成後に３次元ポストフィルタ
ー処理を行なう方法も採用できる。 【００２６】 【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明の核医学イメージング装置の補正方法によれば、
第１ステップと第２ステップという簡単な補正手順によ
り、２核種の各画像を改善することができ、画像データ
の定量性も向上させることができる。
【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】エネルギースペクトルを示すグラフ。
【符号の説明】
１０ 被検体
１１ シンチレーションカメラ
１２ インターフェイス回路
１３ エネルギーアナライザ
１４ データ収集装置
１５ 補正演算装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 畠山六郎、他，Ｄｕａｌ Ｅｎｅｒｇ
ｙ ＳＰＥＣＴにおけるＳｃａｔｔｅｒ
ｅｄ Ｐｈｏｔｏｎｓ除去について，日
本放射線技術学会雑誌，日本，社団法人
日本放射線技術学会，第46巻、第８号,
ｐ1029
中嶋憲一、他，201Ｔｌと123Ｉによる
２核種同時収集の限界，核医学，日本,
日本核医学会，第26巻、第９号，ｐ1223
−1226
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01T 1/164
G01T 1/161
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 低エネルギー側から高エネルギー側へと
第１、第２、第３のエネルギーウインドウを設定し、第
１、第３のエネルギーウインドウは低エネルギー核種お
よび高エネルギー核種のそれぞれの光電ピークに対応さ
せるとともに、第２のエネルギーウインドウは上記の各
光電ピークからはずれ、かつそれらの間で、しかも第１
のエネルギーウインドウにその高エネルギー側で実質的
に接近させ、これら第１、第２、第３のエネルギーウイ
ンドウのそれぞれに入る事象を検出して第１、第２、第
３の画像データを各々収集し、第２の画像データに所定
の散乱線補正係数を乗じた画像データを、第１の画像デ
ータから差し引くことにより、第１の画像データを補正
し、この補正後の第１の画像データに所定のクロストー
ク率を乗じた画像データを、第３の画像データから差し
引くことにより第３の画像データを補正することを特徴
とする核医学イメージング装置の補正方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11476694A JP3381384B2 (ja) | 1994-04-30 | 1994-04-30 | 核医学イメージング装置の補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11476694A JP3381384B2 (ja) | 1994-04-30 | 1994-04-30 | 核医学イメージング装置の補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07301674A JPH07301674A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3381384B2 true JP3381384B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=14646157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11476694A Expired - Fee Related JP3381384B2 (ja) | 1994-04-30 | 1994-04-30 | 核医学イメージング装置の補正方法 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3381384B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
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| JP4972474B2 (ja) * | 2007-06-15 | 2012-07-11 | 株式会社日立製作所 | 核医学診断装置、画像処理方法およびガンマカメラ |
| JP5611640B2 (ja) * | 2010-04-05 | 2014-10-22 | 株式会社東芝 | 核医学診断装置、医用画像処理装置および医用画像診断装置 |
| JP5526435B2 (ja) * | 2011-08-03 | 2014-06-18 | 独立行政法人理化学研究所 | Ｐｅｔ装置およびそのイメージング方法 |
| JP2016142718A (ja) | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 株式会社東芝 | 放射線検出装置、放射線検出方法、およびプログラム |
-
1994
- 1994-04-30 JP JP11476694A patent/JP3381384B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
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|---|
| 中嶋憲一、他，２０１Ｔｌと１２３Ｉによる２核種同時収集の限界，核医学，日本，日本核医学会，第２６巻、第９号，ｐ１２２３−１２２６ |
| 畠山六郎、他，Ｄｕａｌ Ｅｎｅｒｇｙ ＳＰＥＣＴにおけるＳｃａｔｔｅｒｅｄ Ｐｈｏｔｏｎｓ除去について，日本放射線技術学会雑誌，日本，社団法人日本放射線技術学会，第４６巻、第８号，ｐ１０２９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07301674A (ja) | 1995-11-14 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |