JP4049208B2

JP4049208B2 - ガンマカメラを較正するためのシステムおよび方法

Info

Publication number: JP4049208B2
Application number: JP50069398A
Authority: JP
Inventors: ジャンセン，フロリバータス・フィリップス・エイチ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: US5689116A; WO1997046894A1; IL123130A; JPH11510907A; IL123130A0

Description

発明の分野
本発明は一般にガンマカメラに関するものであり、更に詳しくはディジタル・ガンマカメラの較正に関するものである。
発明の背景
ガンマカメラは典型的には人体内の種々の腺および器官内の異常部位を突き止めて表示するために使用される。更に詳しく述べると、ガンマカメラを使用する際、ガンマ線放出性トレーサ物質が患者に投与され、トレーサ物質は検出すべき異常部位によって他の組織よりもずっと多く吸収される。ガンマカメラは患者内のこのようなトレーサ物質の分布を表すデータまたは画像を作成する。
通常のガンマカメラは、患者から放出された放射線すなわちガンマ線に応答するシンチレーション結晶または検出器を含む。典型的には、光電子増倍管の配列がシンチレーション結晶に隣接して配置される。動作においては、患者から放出されたガンマ線がシンチレーション結晶に作用して、ガンマ線が作用するシンチレーション結晶内の結晶格子構造の位置で光事象が生じる。光電子増倍管は、この光事象に応答して、個々のアナログ出力を生じる。ディジタル・ガンマカメラでは、アナログ光電子増倍管出力がアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）に供給され、そこでアナログ出力がディジタル信号に変換される。
画像を作成するために、シンチレーション結晶中の光事象の分布の表現が蓄積レジスタのマトリクスを利用することによって作成され、該蓄積レジスタのマトリクスの要素がシンチレーション結晶の要素区域と１対１で対応する。シンチレーション結晶の要素区域は座標によって識別される。シンチレーション結晶内に光事象が生じる度毎に、光事象の座標が識別され、該識別された光事象の座標に対応する蓄積レジスタ・マトリクス内のレジスタが増数（インクレメント）される。マトリクス内の所与のレジスタの内容はシンチレーション結晶の要素区域中で所定の期間内に生じた光事象の数を表す。従って、レジスタ内に蓄積された数は、シンチレーション結晶の要素区域に対応する表示装置の画素の輝度を設定するために使用される。放射場の分布は表示の輝度分布によって表示される。
ガンマカメラは、典型的には、良好な直線性および解像度を得るために較正される。較正は、典型的には、ガンマカメラの製造中、またはガンマカメラの取付け直後、或いはガンマカメラの寿命にわたって定期的に行われる。その上、較正は、ガンマカメラの検出器ヘッドの補修の度にほぼ毎回行われる。
ガンマカメラを定期的に較正する必要があり、且つこのような較正がしばしば現場で行われるのにも拘わらず、ガンマカメラを較正するための公知の方法は時間がかかり、またカメラ・システムと熟練したオペレータとの間にかなりの対話型作業が要求される。例えば、公知の１つの較正方法では、較正を完了するのに熟練したオペレータが２日かかる。勿論、このような較正の間、ガンマカメラを正規の画像作成のために使用することは出来ず、このような２日の稼動停止は顧客へのサービスおよびコストの両方に悪影響を及ぼす。
較正の正確さに関しては、公知の１つの較正方法は、少なくとも光事象の位置すなわち座標をエネルギに無関係に決定しようとしている。光事象の位置を光事象のエネルギに無関係に決定するためには、ガンマカメラにおける光拡散関数、すなわち発生源の位置の関数として各々の光電子増倍管で見た光の量、を知らなければならない。光拡散関数を求めるために、ＸＹ段上に装着したコリメートした点源が検出器の面に沿って特定の点位置まで動かされる。各々の位置で光電子増倍管からデータが求められる。次いで、各々の光電子増倍管からのディジタル化された情報によりヒストグラムが作成され、その結果からガンマカメラの光分布関数が導き出される。
上記の較正方法を現場で実施するには、特殊な高価なハードウエアが必要になる。その上、このような較正方法は較正を完了するのにオペレータによるかなりの対話作業および時間を必要とする。
従って、ガンマカメラを較正するのに必要な時間を短縮し、しかもガンマカメラの全エネルギ範囲にわたって較正を行えるようにすることが望ましい。また、ガンマカメラの較正をより一層効率よく且つ低コストで行うことも望ましい。
発明の概要
これらのおよび他の目的はここに説明するディジタル・ガンマカメラを較正する方法によって達成される。一態様の較正方法では、オフセット調節測定値を求め、次いでこのようなオフセット測定値を使用してＰＭＴ信号からオフセットを取り除き、そして各々のＰＭＴについて利得調節を行う初期ステップを含む。該方法は更に、一態様では、デフォールト光分布関数を作成し、このような光分布関数を使用して、孔あきファントムの「あふれ照射（ｆｌｏｏｄ）」から多数の画像を作成することを含む。更に具体的に述べると、孔あきファントムは較正すべきガンマカメラの前に配置され、また放射線源がガンマカメラのシンチレーション結晶をあふれ照射するようにする。実際の光分布関数が、測定したオフセットおよびＰＭＴ利得を使用することによってＰＭＴ信号から決定される。実際の光分布関数を決定した結果として、各々のＰＭＴについて且つ悉くの放射線源距離について信号強度および関連するノイズが判る。この判明した情報は光分布関数の完全な写像（ｍａｐｐｉｎｇ）を構成する。
本発明の方法はまた、光分布関数の決定後に、位置決定アルゴリズムを改善し、次いで残留歪みを測定して補正するステップを含む。更に具体的に述べると、位置計算のための実際の光分布関数を使用して、孔あきファントムを介してあふれ照射を行うことにより残留歪みを決定する。このあふれ照射から、空間補正マップを作成することが出来る。
空間補正マップを決定するために使用される同じデータが、位置の関数としてエネルギ欠乏を表すエネルギ・マップを作成するために別個に記憶される。エネルギ・マップは、エネルギ信号を補正して、あふれ照射の一様性およびシステムのエネルギ分解能を改善するために使用することが出来る。また品質制御画像を作成することも出来る。具体的に述べると、孔あきファントムを介して別のあふれ照射を行うことにより、歪みが除去されていること及びエネルギ・マップが画像全体にわたって平坦であることを確かめることが出来る。
上記の方法はガンマカメラを較正するのに必要な時間を低減する。この方法はまたガンマカメラをより一層効率よく且つより一層低いコストで較正することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
図１は、ガンマカメラの断面図である。
図２は、本発明の一実施態様に従ってガンマカメラを較正するプロセスのステップを示す流れ図である。
図３は、ガンマカメラ検出器をあふれ照射する放射線源を示すブロック図である。
図４は、本発明の一実施態様に従って実際の光分布関数を決定するための方法を示す流れ図である。
図５は、ファントムをあふれ照射することによって再構成された画像の描写図である。
図６Ａ−Ｆは、信号強度対事象の図である。
図７は、デルタ補正を例示する図である。
図面についての詳しい説明
図１はガンマカメラ１０の断面図であり、ガンマカメラ１０は、ハウジング１４を持つ検出器ヘッド１２を含む。ハウジング１４は、検出器ヘッド１２の内部を背景放射線から遮蔽すると共に検出器ヘッド１２の視野の外側にある全体的に１６で示す患者の身体内の放射線から遮蔽するために鉛や鋼のような遮蔽材料で構成されている。検出器ヘッド１２は更に、コリメータ１８およびシンチレーション結晶２０を含む。コリメータ１８は患者１６からの放射能分布のガンマ線像をシンチレーション結晶２０へ伝送する。ガンマ線を受けたとき、光事象または入射が生じ、これによりシンチレーション結晶２０が光子を放出する。個々のガンマ線を吸収したことによりシンチレーション結晶２０中のシンチレーション点で放出された光子は、透明な光ガイド２２を通過して、密に詰め込まれた光電子増倍管（ＰＭＴ）２４の配列に送られる。光電子増倍管２４の出力からの電気パルス中の全電荷は、各々の光電子増倍管２４の光電陰極で受け取った光子の平均数に比例する。これらのパルスは、ガンマ線からシンチレーション結晶２０内に吸収したエネルギとシンチレーション点すなわち事象の位置の両方についての情報を含んでいる。これらのパルスは次いで増幅されて、アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）２６に供給される。一実施態様では、光電子増倍管２４からの信号はＡＤＣ２６に供給される前に加算される。ＡＤＣ２６はＰＭＴアナログ出力をディジタル信号に変換し、該ディジタル信号は回路２８によって処理される。
具体的に述べると、ガンマカメラ１０は出力線３０上に信号を生じさせ、これらの信号は処理装置に伝送され、そこで例えば陰極線管で表示するための画像が作成される。線３０上の出力信号また、典型的には、コンピュータ（図示していない）のメモリに記憶される。
ガンマカメラ１０の空間解像度は、光電子増倍管２４内における光電子の発生、加速および増倍の際の統計的分布に依存する。統計的分布は各々の光電子増倍管２４から出力電圧パルスの大きさに幾分かの幅を生じさせる。このパルスの大きさは、シンチレーション結晶２０で受けたエネルギの量に正比例し、且つシンチレーション事象とその光電子増倍管（ＰＭＴ）２４との間の距離に左右される。勿論、ガンマカメラ１０の構成部品内の非直線性が最終の画像の直線性および解像度に影響を及ぼす。
カメラの非直線性を補償するためにガンマカメラ１０を較正する方法５０が、図２の流れ図に示されている。方法５０に従ってガンマカメラの較正を行う際に、オフセット調節測定値５４が求められる。このような調節は、何ら放射線源が存在しない状態でＡＤＣ２６をランダムにトリガ（すなわち作動）することにより行うことが出来る。何ら放射線源が存在しないときに発生される信号は、典型的には低入射計数速度を示し、これは背景放射線の通常のレベルを表す。このような条件下でＡＤＣ２６から得られた読みのヒストグラムは、典型的には真のゼロの読みで鋭いピークを示す。この情報を使用して、オフセットを決定することが出来る。オフセットは、各々の測定値からオフセットをディジタル的に減算することによってディジタル的に補償するか、またはディジタル化の前に各々の信号からＤＡＣで発生された電圧を電子的に減算することによって電子的に補償し、或いは他の公知の方法によって補償することが出来る。
カメラのオフセット調節５４を行った後、各々のＰＭＴ２４について利得調節５６が行われる。利得調節５６は公知の技術を使用して行うことが出来る。画像形成は光分布関数を使用して実行できるのみであるので、また画像形成はＰＭＴ利得調節行うために必要であるので、デフォールト光分布関数が最初に使用される。例えば、１つの公知の利得調節方法では、デフォールト光分布関数は個々のＰＭＴに対して作成され、またデフォールト光分布関数は点源測定値から近似される。点源測定は各々の特定の種類のカメラに対して一度だけ行えばよく、同じ種類の全てのカメラに使用することが出来る。点源測定値からよりもむしろ、デフォールト関数はカメラの幾何形状のシミュレーションから導き出すことが出来る。いずれの場合でも、デフォールト関数の使用によって導入された誤差はその後の処理によって補正される。
上述のようにしてデフォールト分布関数が作成されたとき、このデフォールト関数を使用して、多数のあふれ照射が行われる。更に具体的に述べると、ファントムがカメラ１０の前に配置され、放射線源がカメラの結晶２０をあふれ照射するようにされる。放射線源の平均エネルギ・ピークより低い事象に基づいた１つの画像が作成されるように１つのエネルギ窓が画成され、また放射線源の平均エネルギ・ピークより高い事象に基づいた別の１つの画像が作成されるように別の１つのエネルギ窓が画成される。これらの画像は上記ピークより低い計数値と上記ピークより高い計数値との相対的な分布を示し、これによって平均より高い利得を持つＰＭＴと平均より低い利得を持つＰＭＴとを識別することが可能になる。この情報は次いで個々のＰＭＴの利得調節５６を行うために使用することが出来る。
次いで、実際の光分布関数がオフセットおよびＰＭＴ利得を使用してステップ５８で決定される。実際の関数を決定するやり方は後で詳しく説明する。実際の光分布関数の決定の結果として、各々のＰＭＴ２４に対して、並びに悉くの放射線源の距離および向きに対して、信号強度および関連するノイズが判明する。この判明した情報は光分布関数の完全な写像を構成する。
光分布関数５８を決定した後、位置決定アルゴリズムがステップ６０で公知の方法に従って改善される。光分布関数５８は良好な解像度および直線性を与えるはずであるが、便宜のために任意の近似がなされた場合（例えば、ルックアップ・テーブルの大きさを減じるために、各々のＰＭＴ２４の応答が同じであると仮定された場合）、未だ幾分かの残留歪みが存在し得る。これらの残留歪みは光分布関数の改善により除くことが出来る。
更に詳しく述べると、位置決定アルゴリズムがステップ６０で改善された後、残留歪みがステップ６２で測定されて補正される。位置計算のために実際の光分布関数使用して、孔あきファントムを介してあふれ照射を行うことにより残留歪みを決定することが出来る。このあふれ照射から、空間補正マップを作成することが出来る。
空間補正マップを決定するために使用される同じデータが、位置の関数としてエネルギ欠乏を表すエネルギ・マップを作成するために別個に記憶され得る。エネルギ・マップは、エネルギ信号を補正して、あふれ照射の一様性およびシステムのエネルギ分解能を改善するために使用することが出来る。
次いで、品質制御画像６６が作成される。具体的に述べると、孔あきファントムを介して別のあふれ照射を行って、歪みが除去され且つエネルギ・マップが画全体にわたって平坦であることを確かめることが出来る。
上記の較正方法５０はメインテナンス操作の度毎に繰り返し行える。方法５０を実施するのにオペレータの介在が要求されないので、このような方法はオペレータの介在を必要としない。更に、一実施態様では、方法５０は較正のためにただ１つの孔あきファントムおよび放射線源を必要とするに過ぎない。従って、高価でやっかいなロボットの使用が排除される。
上記の方法５０は個々のＰＭＴ２４からの信号に基づくものである。しかし、光分布関数を決定する際に、選ばれたＰＭＴ２４からの信号の組合せを使用できることを理解されたい。例えば、方法５０は種々のＰＭＴ２４からの信号の線形組合せの出力が放射線源の位置までの距離につれてどのように変化するかを決定するために使用することが出来る。
以下に、方法５０の光分布関数決定ステップ５８の実行について詳しく説明する。本発明は光分布関数決定ステップ５８を対象とするものであり、方法５０の他のステップは当業者に良く知られているものである。ステップ５８に関して、更に詳しく述べると、図３はガンマカメラ１０をあふれ照射する放射線源１００を示すブロック図である。放射線源１００は、コバルト（Ｃｏ−５７）、テクネチウム（Ｔｃ−９９）またはその他の単一ピーク同位体であってよく、ガンマカメラ１０の前に配置される。ファントム１０２がガンマカメラ１０と放射線源１００との間に配置される。ファントム１０２は、規則的なパターンで間隔をおいて配置された円形の孔１０４を持つ孔あきファントムとして図示されている。孔１０４は、勿論、様々な他の形状を有していてよく、孔の配列または線の配列とすることが出来る。ファントム１０２はまた、例えば２つの直交方向の線を持つ２つの別個のファントムで構成することも出来る。その代わりに、ファントム１０２は、異なる行および列のＰＭＴ２４に対して同一であると仮定される一般的な光分布関数を作成するための一次元のファントムとすることが出来る。機能的には、ファントム１０２は収集したデータと画像の部分との関連付けを容易にする。一実施態様では、ファントム１０２は厚さがほぼ３ｍｍの鉛の板に、６角形配列の直径１ｍｍの孔１０４を設けた孔あきファントムである。孔１０４はそれらが個別に解像されるように間隔をあけてある。個別の解像度はガンマカメラ１０の固有の空間解像度の２倍、例えば約８ｍｍで生じる。ガンマカメラ１０は表示装置１０８を含むコンピュータ１０６に接続される。ファントム１０２の画像が表示装置１０８上に表示される。
図３に示された装置では、実際の光分布関数が図４の流れ図に示したプロセス１５０に従って決定される。最初に、近似光分布関数（ＬＤＦ）１５２が利用される。近似ＬＤＦを使用して、孔あきファントムの画像が、放射線源１００でファントム１０２をあふれ照射することによって得られる。推定されたＬＤＦが使用されているので、孔あきファントムの画像は歪みを持つが、個々の孔を解像できるはずである。得られた像データがコンピュータ１０６のメモリ１５４に記憶される。
像データが得られた後、像中の個々の孔の位置がステップ１５６で決定され、ファントム１０２中の各々の孔１０４と像中の各々の孔との間の対応性が確立される。この対応性を確立させるため、ファントム１０２中の孔の間隔が不規則であって、このような間隔がガンマカメラ１０の視野の縁付近でより広くなっていれば有益である。しかし、孔の間隔は余り大きくなり過ぎないようにしなければならない。というのは、このような間隔により歪みの測定のための情報が不完全になるからである。
位置決定ステップ１５６の後、ステップ１５８で各々の孔に対して「ヒット（ｈｉｔ）」区域が決定される。具体的に述べると、ヒット区域を決定する際、ファントム１０２中の特定の孔１０４を通過した放射線に対応する画像中の画素が識別される。放射線が特定の画素をヒットしたときに該放射線が通過した各々の孔１０４を示すヒット・マップが作成される。その中の事象をどの孔１０４にも帰属させることの出来ない区域、すなわち「不確かな」区域が、「ヒット」を決定する目的のために除かれる。各々の有効なヒットに対して、その光事象から対応するＰＭＴ２４までの距離がステップ１６０で計算される。
次いで、より多くの事象がファントム１０２を用いて取得される。付加的な放射線源データが得られない場合、未処理のＰＭＴデータを使用して、多くの事象が作成される。どの場合でも、各々の個々の光事象に対して、該事象に対応するファントム中の１つの孔１０４が識別される。次いで、各々のＰＭＴ２４（または各々のＰＭＴ群）に対して対応する孔１０４の相対位置が判っていると、各々のＰＭＴ２４に対して放射線源−ＰＭＴ距離が決定可能であるので、各々のＰＭＴ２４で受けた信号強度のヒストグラムがステップ１６２で作成されて、悉くのＰＭＴ２４および悉くの距離に対して統計が作成される。次いで、このヒストグラムを使用して、実際の光分布関数５８が作成される。
図５は、ファントムをあふれ照射することによって再構成された画像を描写した図である。図示の画像は貧弱な直線性を有し、近似ＬＤＦを使用して作成された画像を表している。直線性は良くないが、孔は区別することができ、従ってこの画像を使用してルックアップ・マスクを作成することが出来る。詳しく述べると、各円は「ヒット」区域に対応し、ブランク区域中の事象は除かれている。ヒット区域の形状は使用されるファントムに応じて異なり、例えば、ヒット区域は線、円などの任意の形状であってよい。
図６Ａ−Ｆは、信号強度対事象の図すなわちヒストグラムである。各々の図において、水平軸は各々のＰＭＴで受けた信号強度に対応し、垂直軸はその信号強度内の事象の数に対応する。図６Ａは、１つのＰＭＴ２４から０ｍｍの所で生じる事象に対する信号強度である。図６Ｂは、１つのＰＭＴ２４から１０ｍｍの所で生じる事象に対する信号強度である。図６Ｃは、１つのＰＭＴ２４から２０ｍｍの所で生じる事象に対する信号強度である。図６Ｄは、１つのＰＭＴ２４から３０ｍｍの所で生じる事象に対する信号強度である。図６Ｅは、１つのＰＭＴ２４から４０ｍｍの所で生じる事象に対する信号強度である。図６Ｆは、１つのＰＭＴ２４から５０ｍｍの所で生じる事象に対する信号強度である。ヒストグラム・データは実際の光分布関数の完全な写像を構成する。
上述の方法１５０を含む方法５０は、単一エネルギ動作に有効である。このような方法５０および１５０はまた、ガンマカメラ１０の全エネルギ範囲にわたって一様なあふれ照射を得るために使用することが出来る。公知のように、ガンマカメラ１０光分布は、結晶２０中での放射線の平均相互作用深さがエネルギにつれて変わるので、すなわち一般に放射線はエネルギは高くなると結晶２０内へより深く侵入するので、エネルギの関数として僅かに変化する。このような変化を考慮しないと、より高いエネルギでの画像が一般にホットな管中心部を持つように現れる。これは、平均して、放射線が１つのＰＭＴ２４に対してより接近して相互作用して、より尖った光拡散関数を生じるからである。
更に詳しく述べると、前に説明したように、光分布が結晶の深さの関数として変化する挙動は影響が極めて小さく、またそれは検出器にわたって不変である結晶の阻止能、並びに検出器にわたって不変である光ガイド２２の厚さおよびＰＭＴ２４の大きさの関数である。従って、光分布関数における変化は一度測定すれば充分である。一度このような変化を測定すれば、該変化は任意の測定された分布関数のデルタすなわち差として適用して、悉くのエネルギに対する正しい関数を得ることが出来る。
更に、ガンマカメラを１つのエネルギで完全に調整し補正したとき、調整を行ったエネルギ以外の他のエネルギでのあふれ照射画像において非一様性が差別的な位置決定誤差すなわち歪みによって生じる。他のエネルギ・レベルで光分布関数を求めることに関して、次のステップが実行される。すなわち、ガンマカメラ１０を１つのエネルギで完全に補正した後、ファントム１０２を取り除く。次いで、ガンマカメラ１０を異なるエネルギの同位体であふれ照射する。関心のある各々のエネルギ・レベルについて、一様性のあふれ照射を実行する。一様性の分布の積分から残留歪みを決定する。次いで、一連の仮想のヒット区域をあふれ照射画像の中に作る。すなわち、ファントムが存在しなくても、仮想のヒット区域を指定する。各々のヒット区域について、各々のＰＭＴ２４までの実際の距離を、前に決定した変位誤差によって補正した画像距離に基づいて計算する。次いで、前に述べたように一連の事象を処理して、任意の又は仮想のヒット区域の各々の中のヒットに基づいて新しい信号の大きさのヒストグラムを作成する。次いで、このデータを使用して関心のある新しいエネルギにおける光分布関数を作成する。関心のある各々のエネルギ・レベルに対して上記のステップを実行した後、特定のエネルギで事象が生じたとき様々な光分布関数を使用することが出来る。詳しく述べると、任意の特定のエネルギの場合、前に述べたように決定された複数の光分布関数について補間の操作を行って該特定のエネルギに対する光分布関数を作成することが出来る。
歪みに関しては、一次元の歪みの場合、差別的非一様性を積分することによって非一様性から位置決定変位を導き出すことが出来る。このような一次元歪みはＰＭＴを直交格子に沿って整列させたガンマカメラにおいて生じる。二次元歪みを考慮しなければならない場合、一様性の局部勾配を決定することによって二次元歪みに対する良好な近似を計算することが出来る。この勾配は変位誤差にほぼ比例する。
一次元または二次元歪みのいずれの場合も、関心のある各々のエネルギであふれ照射を行うことにより変位誤差を決定することが可能である。このようなあふれ照射から得られた画像データを使用して、各々のエネルギに対して有効な二次空間補正マップ、デルタ・テーブルを作成し、或いは各々のＰＭＴ２４に対して所定の距離に対する位置決定に誤差がある場合に光分布関数における誤差を決定することが出来る。
デルタ・テーブルの作成に関して説明すると、デルタ・テーブルは、ベースライン・エネルギ（典型的には、１４０ｋｅＶ）でファントムを使用して得られた元の空間補正と組み合わせることが出来る。デルタ補正は別個の構成要素として維持され、ガンマカメラ１０を再び較正する必要がある時はいつでも、このデルタ補正を使用して他のエネルギの各々に対して補正が行われる。デルタ補正は、異なるエネルギにおける補正されたあふれ照射の間の差を記述し、これらの差は所定のガンマカメラ１０に対して一定である。
デルタ補正について、更に詳しく述べると、あふれ照射の残留歪みが決定された後、デルタ補正は非一様性の積分によって計算することが出来る。１つのエネルギで完全に補正されたガンマカメラの場合、この１つのエネルギでの空間補正をここでは「基本補正」と呼ぶ。また、基本補正と別のエネルギで必要とされる空間補正との差をここでは「デルタ補正」と呼び、基本補正にデルタ補正を適用することによって行われる補正をここでは「二次補正」と呼ぶ。
デルタ補正を作成し、それを基本補正に適用するために、次のステップが実行される。すなわち、歪みを計算すべき方向に沿った像の平均密度（Ｉav）を計算する。線に沿った各々の点について、平均からの分数偏差ｆ＝（Ｉ−Ｉav）／Ｉavを計算する。典型的な画像統計を持つ許容可能なあふれ照射一様性を得るためにこの関数の平滑化が必要である。平滑化アルゴリズムは、最も高い空間周波数アーティファクトをこの方法で除去できるものを選ぶ。次いで、線に沿った積分ｆｄｘを計算する。これは、良好な一様性を得るために線に沿った各々の点で必要とされる付加的な変位である。積分定数は、ゼロに等しい変位の任意の点に設定することによって与えられ、例えば、画像の中心は動くべきでないことを規定する。
次いで、新しい空間補正を下記のステップによって決定することができる。
１．未補正の画像中の各々の点について、正しい画像中のどの点をそれに対して写像するか決定し、２．上記の決定された点において（ＸおよびＹ方向の両方向において補間を適切に使用して）付加的な変位を定め、３．この付加的な変位を元の補正項に加算し、そして４．未補正の画像空間内の悉くの点に対して上記ステップを繰り返す。
上述の方法は、より高いエネルギに対して有効な新しい空間補正を提供する。基本補正の更新が必要な場合（例えば、ガンマカメラの最高性能を維持するために定期的に行う場合）、新しいデルタ補正を求めることなく新しい二次補正を作成することが可能である。すなわち、基本補正と二次補正との間の差は検出器の寿命にわたって一定に留まると考えられる。このような差が一定に留まらない場合は、別のデルタ補正を求めることが出来る。
上述のデルタ補正を更に理解し易くするために、図７を参照して、一次元の場合における計算を説明する。詳しく述べると、図７において、最上列の箱は未補正の画像の画素を表し、すなわち空間補正値をルックアップするための開始点を表す。補正した画像への写像はこの座標系におけるルックアップに基づいて実行される。２番目の列の箱は基本画像すなわち補正した画像の画素を表す。この座標系でデルタ補正値が求められ、従ってこの系においては値をルックアップする必要がある。３番目の列の箱は二次補正した画像の画素を表す。デルタ補正が基本補正に適用されて、最終的な二次補正が得られる。基本補正とデルタ補正との和として示されているベクトルが二次補正を与え、これは元の未補正の画像の画素に写像される。
図７に例示された補正の、二次元における、数式を以下に示す。すなわち、元の事象が（Ｘ，Ｙ)で生じたとすると、基本補正はその事象を次式にしたがって
（Ｘ’，Ｙ’）へ変位させる。
（Ｘ’，Ｙ’）＝（Ｘ，Ｙ）＋基本補正（Ｘ，Ｙ）
（Ｘ’，Ｙ’）空間内でデルタ補正をルックアップすることにより、真の位置
（Ｘ″，Ｙ″）を求めることが出来る。
（Ｘ″，Ｙ″）＝（Ｘ’，Ｙ’）＋デルタ（Ｘ’，Ｙ’）
最後に、二次補正は、二次（Ｘ，Ｙ）＝（Ｘ″−Ｘ，Ｙ″−Ｙ）
として表される。
位置決定アルゴリズムに関して説明すると、このようなアルゴリズムは、各々の事象に使用するために全てのＰＭＴ信号の和から決定された近似エネルギに基づいた適切な曲線を選択する。これは全エネルギ範囲にわたって空間整合を最適化し、あふれ照射を全てのエネルギにおいて一様にする。ＰＭＴ配置形状をアルゴリズムに取り入れる利点は、補正を適用する前に異なるエネルギ・レベルにわたってあふれ照射が同じに見えるようにすることであり、これはただ１組のエネルギ補正を扱うことを容易にする。詳しく述べると、未補正の位置でエネルギ補正テーブルが入れられるので、エネルギ間の整合に誤差があれば、誤った補正値が戻されることになる。このような誤った補正値は、補償されなければ、多数のエネルギ補正を惹起する恐れがある。
上述の較正方法は、ガンマカメラを較正するのに必要な時間を短縮し、しかもガンマカメラの全エネルギ範囲にわたって較正を行えるようにする。また、このような方法により、ガンマカメラの較正がより一層効率よく且つより一層低いコストで行える。
上記の本発明の種々の実施態様の説明から、本発明の目的が達成されたことは明らかであろう。本発明について詳しく例示し説明したが、それらは例として示したものであって、本発明を限定する物ではないことを理解されたい。例えば、ここに説明したガンマカメラはディジタル・カメラである。他の多くのカメラを使用することが可能である。従って、本発明の精神および範囲は請求の範囲の記載によって定められるべきである。

Claims

放射線に応答して、該放射線が作用する位置で光事象を生じるシンチレーション結晶（２０）と、光事象に応答して、個別の電気信号出力を発生する光電子増倍管（２４）の配列と、前記光電子増倍管の配列からの電気信号出力をディジタル信号へ変換する複数のアナログ−ディジタル変換器（２６）を含んでいるガンマカメラ（１０）を較正するためのシステムにおいて、
放射線源（１００）、
複数の孔を有し、前記ガンマカメラの前で、前記ガンマカメラと前記放射線源との間に配置されたファントム（１０２）、および
前記ガンマカメラに結合されたコンピュータ（１０６）であって、前記ファントムをあふれ照射することにより画像データを求め、
複数の所定のエネルギ・レベルで行われたあふれ照射により収集された画像データから変位誤差を決定するプログラムを含んでいるコンピュータ（１０６）、を有している較正システム。
前記コンピュータが更に、前記ガンマカメラのオフセット調節測定値を求め（５２）、前記ガンマカメラ光電子増倍管配列の光電子増倍管について利得調節を実行（５６）するプログラムを含んでいる請求項１記載の較正システム。
前記コンピュータが更に、前記複数の所定のエネルギ・レベルのうちの１のエネルギ・レベルで行われたあふれ照射により収集された前記画像データから作成された画像中の残留歪みを測定（６２）するプログラムを含んでいる請求項１記載の較正システム。
前記コンピュータが更に、空間補正マップを作成し（６２）、各位置の関数としてエネルギ欠乏を表すエネルギ・マップを作成し（６４）、品質制御画像を作成（６６）するプログラムを含んでいる請求項３記載の較正システム。
前記コンピュータが更に、前記画像データにおいて個々の孔の位置を決定し（１５６）、前記画像データにおける孔の位置を前記ファントム中の孔に対応させ（１５８）、ヒット区域の孔を決定し、前記ガンマカメラの各々の光電子増倍管によって受けた信号強度のヒストグラムを作成（１６２）するプログラムを含んでいる請求項１記載の較正システム。
前記コンピュータが更に、前記複数の所定のエネルギ・レベルの各々に対して有効な二次補正マップを作成するプログラムを含んでいる請求項１記載の較正システム。
前記二次補正マップは、複数の所定のエネルギ・レベルのうちの１のエネルギ・レベルで行われたあふれ照射により収集された前記画像データの歪みを補正する基本補正テーブルと、異なるエネルギにおける補正されたあふれ照射の間の差を記述したデルタ・テーブルが組み合わされることにより作成される請求項６記載の較正システム。