JP6633869B2 - 核医学診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、核医学診断装置に関する。

被検体の頭部や心臓などの限られた部位のＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）画像を生成する核医学診断装置が知られている。

この種の核医学診断装置では、被検体の体内の限られた部位からのガンマ線を検出できればよいため、ガンマ線を検出して画像化するガンマ線検出器を小型化でき、それに応じて装置全体の小型化も可能となる。

特開平３−２８５１９６号公報

しかしながら、小型のガンマ線検出器を備えた核医学診断装置では、被検体の身体全体のＳＰＥＣＴ画像を生成することはできないため、身体全体のＳＰＥＣＴ画像を生成するには、それ専用の大型の核医学診断装置を別途用意しなければならず、医療機関等の設備コストが嵩む要因となっている。

本発明の実施形態は、小型のガンマ線検出器を利用しつつ、視野を拡大したＳＰＥＣＴ画像を生成可能な核医学診断装置を提供するものである。

本実施形態によれば、被検体配置領域の周囲に配置され、被検体の体内から放射された特定の放射線を検出して画像化する３つ以上の放射線検出器と、
前記３つ以上の放射線検出器を連動させて前記被検体の周囲で回転させる回転駆動部と、
前記回転駆動部にて前記３つ以上の放射線検出器を回転させて前記３つ以上の放射線検出器にて生成された画像に基づいて、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）画像を生成する画像処理部と、を備え、
前記３つ以上の放射線検出器のうち少なくとも一つは、放射線検出面の法線方向から傾斜した方向からの放射線を検出するスラントホールコリメータを有し、残りの放射線検出器は、放射線検出面の法線方向からの放射線を検出するパラレルホールコリメータを有し、
隣接して配置された２つの前記放射線検出器における放射線検出領域同士は、一部が重複しており、
前記画像処理部は、
前記スラントホールコリメータを有する放射線検出器にて生成された画像のピクセル間隔を、前記パラレルホールコリメータを有する放射線検出器にて生成された画像のピクセル間隔に合わせて補正する前処理部と、
前記前処理部で補正された画像と、前記パラレルホールコリメータを有する放射線検出器にて生成された画像とを合成して前記ＳＰＥＣＴ画像を生成する画像合成部と、を有する核医学診断装置が提供される。

（ａ）は第１の実施形態の核医学診断装置１の概略構成を示す図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’断面図。 ３つのガンマ線検出器の配置を示す図。 第１の実施形態の核医学診断装置１の機能ブロック図。 第１の実施形態の再構成機能のアルゴリズムを説明するフローチャート。 図２のように各ガンマ検出器を配置した場合に生成される拡大視野画像を模式的に示す図。 領域Ｃ１、Ｃ２の部分画像を生成する画像合成機能のアルゴリズムを説明するフローチャート。 スラントホールコリメータ画像のピクセル間隔の圧縮を説明する図。 領域Ａ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２を示す図。 第４手法を説明するフローチャート。 図９に対応する領域Ａ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２を示す図。 第５手法を説明するフローチャート。 図１１に対応する領域Ａ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２を示す図。 第２の実施形態の核医学診断装置１の機能ブロック図。 第２の実施形態の３つのガンマ線検出器の配置例を示す図。 第３の実施形態の核医学診断装置１の機能ブロック図。 第３の実施形態の３つのガンマ線検出器の配置例を示す図。 第３の実施形態の処理回路２５における再合成機能のアルゴリズムを説明するフローチャート。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１（ａ）および図１（ｂ）は第１の実施形態の核医学診断装置１の概略構成を示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ’断面図である。本実施形態の核医学診断装置１は、被検体２のＳＰＥＣＴ画像を生成することが可能である。なお、本実施形態の核医学診断装置１は、ＳＰＥＣＴ画像以外の各種画像（例えば、ホールボディ画像）を生成することも可能であるが、以下では、ＳＰＥＣＴ画像を生成する例を説明する。

図１（ａ）に示す核医学診断装置１は、寝台３と、架台４と、コンソール５とを備えている。寝台３は、被検体２が横臥する天板６と、天板６を水平方向および垂直方向に移動させる寝台本体７とを有する。被検体２は、例えば人間である。被検体２には、事前に放射性薬剤が投与されて、体内の特定の部位に放射性同位体が分布しており、放射性同位体からガンマ線が放射されている。このように、本実施形態では、核医学診断装置１が検出する特定の放射線をガンマ線としている。

架台４は、中空部分に撮像空間８を有する中空円筒状の架台本体９と、撮像空間８内に配設される３つのガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂ（放射線検出器）とを有する。３つのガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂは、１２０度ずつ異なる角度で撮像空間８内に配設されている。これら３つのガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂは、連動して３６０度回転可能とされている。

各ガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂは、被検体２の体内から放射されたガンマ線を検出して画像化する。架台本体９の中空部分に被検体２が置かれるため、各ガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂは、被検体配置領域の周囲に配置されることになる。

３つのガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂのうち１つのガンマ線検出器１０は、ガンマ線検出面の法線方向からのガンマ線を検出するパラレルホールコリメータを有し、残りの２つのガンマ線検出器１１ａ，１１ｂは、ガンマ線検出面の法線方向から傾斜した方向からのガンマ線を検出するスラントホールコリメータを有する。

この他、ガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂは、コリメートされたガンマ線が入射すると瞬間的な閃光を発するシンチレータ（不図示）、ライトガイド（不図示）、シンチレータから射出された光を検出するための２次元に配列された複数の光電子増倍管（不図示）、およびシンチレータ用電子回路（不図示）などを有するシンチレーション型検出器、あるいはガンマ線を直接電気信号に変換する半導体検出器からなる。

図２は３つのガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂの配置を示す図である。各ガンマ線検出器のガンマ線検出面のサイズは、被検体２のサイズよりも小さい。よって、１つのガンマ線検出器では、被検体２の体内からのすべてのガンマ線を検出することはできない。図２は、パラレルホールコリメータを有するガンマ線検出器（第１ガンマ線検出器）１０を被検体２に対向配置し、スラントホールコリメータを有する２つのガンマ線検出器（第２ガンマ線検出器、第３ガンマ線検出器）１１ａ，１１ｂを、ガンマ線検出器１０から１２０度ずつずらして配置した例を示している。この場合、被検体２の長手方向の中心線（体軸）付近からのガンマ線は、パラレルホールコリメータを有するガンマ線検出器１０で検出される。また、被検体２の体内の周縁部周辺からのガンマ線は、スラントホールコリメータを有するガンマ線検出器１１ａ，１１ｂで検出される。

このように、本実施形態では、被検体２の体軸周辺からのガンマ線は主にパラレルホールコリメータを有するガンマ線検出器１０で検出し、被検体２の体内の周縁部付近からのガンマ線は主にスラントホールコリメータを有する２つのガンマ線検出器１１ａ，１１ｂで検出する。すなわち、ガンマ線検出器１０は、被検体２の周縁部周辺よりも体軸周辺からのガンマ線をより多く検出する。また、ガンマ線検出器１１ａ，１１ｂは、被検体２の体軸周辺よりも周縁部周辺からのガンマ線をより多く検出する。

図２では、スラントホールコリメータのガンマ線検出方向がパラレルホールコリメータの放射線検出方向に略平行になるように、スラントホールコリメータのスラント角度を角度調整している。スラント角度の調整は、スラントホールコリメータの設計時に行えばよい。

なお、図１では、３つのガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂを撮像空間８内に配設しているが、４つ以上のガンマ線検出器を配設してもよい。４つ以上のガンマ線検出器を設ける場合には、パラレルホールコリメータを有するガンマ線検出器と、スラントホールコリメータを有するガンマ線検出器とを、それぞれ少なくとも１つ設ける必要がある。

コンソール５は、核医学診断装置１の全体的な制御を行う他、各ガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂから出力される画像を用いてＳＰＥＣＴ画像を再構成する。コンソール５は、汎用のコンピュータと類似するハードウェア構成を有し、より具体的には、後述するように、プロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Read Access Memory）等のメモリ、ディスプレイ、キーボードやマウス等の入力回路、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子等の外部インタフェースなどを有する。

図３は第１の実施形態の核医学診断装置１の機能ブロック図である。寝台３は、天板駆動部２１を有する。架台４は、上述した３つのガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂと、これらガンマ線検出器を連動して１８０度あるいは３６０度回転させる回転駆動部２２とを有する。回転駆動部２２は、例えば、モータ（不図示）と、モータの回転軸の回転力にて３つのガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂを回転させる回転機構（不図示）とを有する。

コンソール５は、処理回路２５と、ディスプレイ２６と、入力回路２７と、記憶回路２８と、外部インタフェース２９とを有する。

処理回路２５は、再構成機能３１を実行する。再構成機能３１は、さらに前処理機能３２と画像合成機能３３とを有する。処理回路２５は、プログラムを記憶回路２８から読み出して実行することで、各プログラムに対応する各機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路２５は、処理回路２５内に示された各機能を有することになる。

プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特殊用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：Simple Programmable Logic Device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：Complex Programmable Logic Device）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）等の回路を意味する。

プロセッサは、記憶回路２８に保存された各プログラムを読み出して実行することで各機能を実現する。なお、記憶回路２８にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成してもよい。この場合、プロセッサは、回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで機能を実現する。

なお、本実施形態の各プログラムは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、処理回路２５の機能を実現するようにしてもよい。さらに、図３の処理回路２５内の各機能を一つのプロセッサで実現してもよい。

図４は第１の実施形態の再構成機能３１のアルゴリズムを説明するフローチャートである。処理回路２５は、記憶回路２８から再構成機能３１に対応する所定のプログラムを呼び出して実行する。これにより、処理回路２５は、図４の各ステップを実行して再構成機能３１を実現する。ステップＳ１は、パラレルホールコリメータを有するガンマ線検出器１０にて生成された画像（以下、パラレルホールコリメータ画像）を取得する。ここで取得する画像は、パラレルホールコリメータを有するガンマ線検出器１０を１８０度あるいは３６０度回転させながら取得した画像である。パラレルホールコリメータを有するガンマ線検出器１０は、そのガンマ線検出面の法線方向からのガンマ線を検出するため、後述する前処理機能３２にてピクセル間隔の補正を行う必要はない。よって、ステップＳ１で取得した画像は、そのまま、ステップＳ５の画像合成機能３３に送られる。

一方、ステップＳ１に並行して行われるステップＳ２は、スラントホールコリメータを有する２つのガンマ線検出器１１ａ，１１ｂにて生成された画像（以下、スラントホールコリメータ画像）を取得する。ここで取得する画像は、スラントホールコリメータを有する２つのガンマ線検出器を１８０度あるいは３６０度回転させながら取得した画像である。

次に、ステップＳ３は、ステップＳ２で取得した２つのスラントホールコリメータ画像のピクセル間隔を圧縮する前処理機能３２を実行する。この前処理の詳細について後述する。次に、ステップＳ４は、前処理機能３２を実行した後の画像のピクセル当たりのカウント値に補正係数αを乗じる画像合成機能３３を実行する。これにより、スラントホールコリメータ画像のピクセル当たりのカウント値を、パラレルホールコリメータ画像のピクセル当たりのカウント値に合わせることができる。

続いて、ステップＳ５は、ステップＳ１で取得したパラレルホールコリメータ画像と、ステップＳ４で生成した補正後のスラントホールコリメータ画像とを合成して所定過度の投影画像を生成する。この投影画像は、１つのガンマ線検出器で検出される画像よりも画像範囲の広い拡大視野画像である。１８０度あるいは３６０度に渡り所定の角度毎に生成した投影画像を、再構成処理することによりＳＰＥＣＴ画像を得る。

図５は図２のように各ガンマ検出器１０，１１ａ，１１ｂを配置した場合に生成される拡大視野画像を模式的に示す図である。図示のように、拡大視野画像は、５つの領域Ａ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２を有する。以下では、各領域の画像を部分画像と呼ぶ。

拡大視野画像内の中央の領域Ａの部分画像は、パラレルホールコリメータ画像である。すなわち、領域Ａには、図４のステップＳ１で取得したパラレルホールコリメータ画像がそのまま用いられる。

合成画像内の両側の領域Ｃ１、Ｃ２の部分画像は、前処理機能３２および画像合成機能３３で補正されたスラントホールコリメータ画像である。領域Ａと領域Ｃ１、Ｃ２の間にある領域Ｂ１、Ｂ２の部分画像は、後述するように、パラレルホールコリメータ画像でもよいし、パラレルホールコリメータ画像とスラントホールコリメータ画像とを合成した画像でもよい。

図６は領域Ｃ１、Ｃ２の部分画像を生成する画像合成機能３３のアルゴリズムを説明するフローチャートである。図６のフローチャートは、図４のステップＳ２〜Ｓ４をより詳細に示すものである。

ステップＳ１１は、ステップＳ２に対応しており、２つのガンマ線検出器１１ａ，１１ｂからそれぞれスラントホールコリメータ画像を取得する。ステップＳ１２は、ステップＳ３に対応しており、ステップＳ１１で取得した２つのスラントホールコリメータ画像のピクセル間隔をスラント角度に従って圧縮する。ここで、スラント角度とは、図７に示すように、パラレルホールコリメータを有するガンマ線検出器１０のガンマ線検出面の法線方向に対するスラントホールコリメータを有するガンマ線検出器１１ａ，１１ｂの放射線検出方向の為す角度である。

図７からわかるように、スラントホールコリメータの放射線の検出間隔は、スラント角度が大きいほど大きくなる。よって、ステップＳ１２では、スラント角度に応じて、放射線の検出間隔を圧縮する。より具体的には、スラント角度をθとすると、スラントホールコリメータ画像の横方向（図７のｘ方向）のピクセル間隔は、ステップＳ１２の処理にて、ｃｏｓθに圧縮される。これにより、図７に示すように、元の画像ｇ１の横方向（ｘ方向）が縮まって、画像ｇ２となる。

次に、ステップＳ１３は、ステップＳ３に対応しており、スラントホールコリメータ画像のピクセル当たりのカウント値に補正係数αを乗じて、パラレルホールコリメータ画像と同様のカウント値にする。

上述したように、スラント角度をθとすると、ピクセル間隔がｃｏｓθに圧縮されるため、画像全体のガンマ線のカウント数を一定に保持する場合、スラントホールコリメータ画像のピクセル当たりのカウント数は１／ｃｏｓθになる。

補正係数αを計算する手法として、以下の第１手法と第２手法がある。第１手法では、事前にパラレルホールコリメータを有するガンマ線検出器１０およびスラントホールコリメータを有するガンマ線検出器１１ａ，１１ｂに対して、所定量の均一なガンマ線を照射可能な面線源からガンマ線を照射して、各ガンマ線検出器１０、１１ａ，１１ｂにてガンマ線を検出し、その検出結果に基づいて、以下の（１）式により補正係数αを求める。各コリメータの感度は、一定時間のガンマ線の収集により得られた各コリメータ画像全体のカウントに比例する。

第２手法は、事前にはスラントホールコリメータの感度測定を行わない。各スラントホールコリメータ画像の領域Ｂにおけるガンマ線の総カウント数は論理的には同等になることを利用して、各スラントホールコリメータ画像の総カウント値から補正係数αを求める。

以上の処理により、領域Ｃ１、Ｃ２の部分画像を生成することができる。

一方、領域Ｂ１、Ｂ２の部分画像を生成する手法には、以下の第３手法、第４手法および第５手法がある。第３手法は、領域Ｂ１、Ｂ２の部分画像を、パラレルホールコリメータ画像にするものである。第３手法を採用した場合は、図８に示すように、領域Ａ、Ｂ１、Ｂ２はパラレルホールコリメータ画像となり、領域Ｃ１、Ｃ２のみがスラントホールコリメータ画像になる。

第４手法と第５手法は、パラレルホールコリメータ画像とスラントホールコリメータ画像をともに用いて領域Ｂ１、Ｂ２の部分画像を生成するものである。

第４手法は、図９のフローチャートの処理手順により、領域Ｂ１、Ｂ２の部分画像を生成する。ステップＳ２１は、パラレルホールコリメータ画像内の領域Ｂ１、Ｂ２の部分画像を取得する。それに並行して、ステップＳ２２は、２つのスラントホールコリメータ画像内の領域Ｂ１、Ｂ２の部分画像を取得する。次に、ステップＳ２３は、取得した各スラントホールコリメータ画像をスラント角度に応じて横方向（ｘ方向）に圧縮する。次に、ステップＳ２４は、上述したステップＳ１３と同様に、圧縮した２つのスラントホールコリメータ画像に補正係数αを乗じる。

次に、ステップＳ２５は、ステップＳ２１で取得したパラレルコリメータ画像の部分画像のピクセル当たりのカウント数を１／２倍にする。ステップＳ２５と並行して行われるステップＳ２６は、ステップＳ２４で補正係数αを乗じたスラントホールコリメータ画像の部分画像のピクセル当たりのカウント数を１／２倍にする。

次に、ステップＳ２７は、ステップＳ２５とステップＳ２６で得られたピクセル当たりのカウント数を加算する。これにより、拡大視野画像の領域Ｂの部分画像が生成される。

第４手法を採用すると、図１０に示すように、領域Ｂ１とＢ２は、パラレルホールコリメータ画像とスラントホールコリメータ画像が１／２ずつ用いられる。

第５手法は、図１１のフローチャートの処理手順により、領域Ｂ１、Ｂ２の部分画像を生成する。ステップＳ３１〜Ｓ３４は図９のステップＳ２１〜Ｓ２４と同様である。ステップＳ３５は、パラレルホールコリメータ画像の領域Ｂ１、Ｂ２の部分画像のピクセル当たりのカウント数を横方向（ｘ方向）の位置に応じて０倍から１倍する。すなわち、領域Ａに近いピクセル位置ほど、乗じる値を大きくする。

ステップＳ３５に並行して行われるステップＳ３６は、補正係数αを乗じた２つのスラントホールコリメータ画像の領域Ｂ１、Ｂ２の部分画像のピクセル当たりのカウント数を横方向（ｘ方向）の位置に応じて０倍から１倍する。すなわち、領域Ａに近いピクセル位置ほど、乗じる値を大きくする。すなわち、領域Ｃ１、Ｃ２に近いピクセル位置ほど、乗じる値を大きくする。

ステップＳ３７とＳ３８は、図９のステップＳ２７とＳ２８と同様の処理を行う。

第５手法を採用すると、図１２に示すように、領域Ｂ１、Ｂ２のうち、領域Ａに近づくほどパラレルホールコリメータ画像の割合を大きくし、領域Ｃ１、Ｃ２に近づくほどスラントホールコリメータ画像の割合を大きくして部分画像を生成する。

このように、第１の実施形態では、一つだけでは被検体２の身体全体のガンマ線を検出できない小型のガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂを設けて、そのうちの１つでパラレルホールコリメータ画像を生成し、残り２つでスラントホールコリメータ画像を生成し、スラントホールコリメータ画像についてはピクセル間隔の圧縮と補正係数αによる補正処理を行った上で、パラレルホールコリメータ画像と合成するため、視野を拡大した高品位のＳＰＥＣＴ画像を生成することができる。

特に、本実施形態では、パラレルホールコリメータ画像とスラントホールコリメータ画像とが一部重複するようにしており、重複部分については、パラレルホールコリメータ画像を用いて部分画像を生成したり、あるいはパラレルホールコリメータ画像とスラントホールコリメータ画像をともに用いて部分画像を生成するため、ＳＰＥＣＴ画像の全体にわたって、トランケーションをなくすことができ、かつ画質の向上が図れる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、２つのパラレルホールコリメータ画像と１つのスラントホールコリメータ画像とを合成してＳＰＥＣＴ画像を生成するものである。

図１３は第２の実施形態の核医学診断装置１の機能ブロック図である。図１３は、図３と比べて、架台４に設けられる３つのガンマ線検出器の種類が異なる他は、同様の構成になっている。図１３の３つのガンマ線検出器１０ａ，１０ｂ，１１の２つはパラレルホールコリメータを有するガンマ線検出器１０ａ，１０ｂであり、残り１つはスラントホールコリメータを有するガンマ線検出器１１である。

処理回路２５の再構成機能３１は、パラレルホールコリメータを有する２つのガンマ線検出器１０ａ，１０ｂで生成された２つのパラレルホールコリメータ画像と、スラントホールコリメータを有するガンマ線検出器１１で生成された１つのスラントホールコリメータ画像とを用いて、ＳＰＥＣＴ画像を生成する。

図１４は第２の実施形態の３つのガンマ線検出器１０ａ，１０ｂ，１１の配置例を示す図である。図１４の例では、パラレルホールコリメータを有するガンマ線検出器１０ａを被検体２に対向配置し、このガンマ線検出器１０ａから１２０度ずつの間隔で、パラレルホールコリメータを有する別個のガンマ線検出器１０ｂと、スラントホールコリメータを有するガンマ線検出器１１とを配置している。

図１４のように３つのガンマ線検出器１０ａ，１０ｂ，１１を配置して３６０度回転させることにより、パラレルホールコリメータを有する２つのガンマ線検出器１０ａ，１０ｂによって、主に被検体２の体軸周辺からのガンマ線を検出し、スラントホールコリメータを有するガンマ線検出器１１によって、主に被検体２の体内の周縁部周辺からのガンマ線を検出する。

本実施形態は、パラレルホールコリメータを有する２つのガンマ線検出器１０ａ，１０ｂを有するため、２つのパラレルホールコリメータ画像を生成できる。これらパラレルホールコリメータ画像を合成することで、被検体２の体軸周辺の画質を向上できる。

一方、被検体２の体内の周縁部からのガンマ線は、主にスラントホールコリメータを有するガンマ線検出器１１で検出する。スラントホールコリメータを有するガンマ線検出器１１は１つしか設けられていないため、スラントホールコリメータ画像の品質は第１の実施形態よりも劣る可能性がある。ただし、パラレルホールコリメータを有するガンマ線検出器１０ａ，１０ｂでも、被検体２の体内の周縁部からのガンマ線を検出できるため、スラントホールコリメータ画像とパラレルホールコリメータ画像とを合成することで、被検体２の体内の周縁部においても、画質向上が図れる。

このように、第２の実施形態では、２つのパラレルホールコリメータ画像と１つのスラントホールコリメータ画像とを合成してＳＰＥＣＴ画像を生成するため、特に被検体２の体軸周辺について高画質なＳＰＥＣＴ画像を生成できる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、スラントホールコリメータを有する複数のガンマ線検出器のみを用いてＳＰＥＣＴ画像を生成するものである。すなわち、第３の実施形態は、パラレルホールコリメータを有するガンマ線検出器を使用せずにＳＰＥＣＴ画像を生成する。

図１５は第３の実施形態の核医学診断装置１の機能ブロック図である。図１５は、図３と比べて、架台４に設けられる３つのガンマ線検出器１１ａ，１１ｂ，１１ｃの種類が異なる他は、同様の構成になっている。図１３の３つのガンマ線検出器１１ａ，１１ｂ，１１ｃはいずれも、スラントホールコリメータを有する。各ガンマ線検出器は、スラントホールコリメータ画像を生成する。

図１６は第３の実施形態の３つのガンマ線検出器１１ａ，１１ｂ，１１ｃの配置例を示す図である。いずれのガンマ線検出器も、被検体２の体内からガンマ線をスラント角に沿って検出する。

図１７は第３の実施形態の処理回路２５における再合成機能のアルゴリズムを説明するフローチャートである。ステップＳ４１は、３つのガンマ線検出器１１ａ，１１ｂ，１１ｃからそれぞれスラントホールコリメータ画像を取得する。次に、ステップＳ４２は、ステップＳ４１で取得した３つのスラントホールコリメータ画像のピクセル間隔をスラント角度に従って圧縮する。次に、ステップＳ４３は、スラント角度に応じて、各スラントホールコリメータ画像を補間処理して、ＳＰＥＣＴ画像を生成する。スラント角を最適化することで、パラレルホールコリメータがなくても、トランケーションのないＳＰＥＣＴ画像を生成できる。

このように、第３の実施形態では、スラントホールコリメータを有する複数のガンマ線検出器１１ａ，１１ｂ，１１ｃだけで、ＳＰＥＣＴ画像を生成することができる。

上述した第１〜第３の実施形態では、核医学診断装置１をＳＰＥＣＴ画像を生成するために使用する例を説明したが、ホールボディ画像などの他の画像を生成するために使用してもよい。例えば、被検体２のホールボディ画像を生成するには、例えば図２のように配置された３つのガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂを用いて、図２の位置でホールボディ画像を収集した後に、３つのガンマ線検出器１０，１１ａ，１１ｂを連動して１８０度回転させて、再度ホールボディ画像を収集し、２つのホールボディ画像の正面像同士と背面像を生成することで、被検体２の体軸に直交する横方向に広い視野のホールボディ画像を生成できる。

上述した第１〜第３実施形態における再構成機能３１は、特許請求の範囲における再構成部の一例である。また、各実施形態における再構成機能３１内の前処理機能３２と画像合成機能３３とはそれぞれ、特許請求の範囲における前処理部および画像合成部の一例である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 核医学診断装置、２ 被検体、３ 寝台、４ 架台、５ コンソール、６ 天板、７ 寝台本体、８ 撮像空間、９ 架台本体、１０，１０ａ，１０ｂ，１１，１１ａ，１１ｂ ガンマ線検出器、２１ 天板駆動部、２２ 回転駆動部、２５ 処理回路、２６ ディスプレイ、２７ 入力回路、２８ 記憶回路、２９ 外部インタフェース、３１ 再構成機能、３２ 前処理機能、３３ 画像合成機能

Claims (13)

1. 被検体配置領域の周囲に配置され、被検体の体内から放射された特定の放射線を検出して画像化する３つ以上の放射線検出器と、
   前記３つ以上の放射線検出器を連動させて前記被検体の周囲で回転させる回転駆動部と、
   前記回転駆動部にて前記３つ以上の放射線検出器を回転させて前記３つ以上の放射線検出器にて生成された画像に基づいて、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）画像を生成する画像処理部と、を備え、
   前記３つ以上の放射線検出器のうち少なくとも一つは、放射線検出面の法線方向から傾斜した方向からの放射線を検出するスラントホールコリメータを有し、残りの放射線検出器は、放射線検出面の法線方向からの放射線を検出するパラレルホールコリメータを有し、
   隣接して配置された２つの前記放射線検出器における放射線検出領域同士は、一部が重複しており、
   前記画像処理部は、
   前記スラントホールコリメータを有する放射線検出器にて生成された画像のピクセル間隔を、前記パラレルホールコリメータを有する放射線検出器にて生成された画像のピクセル間隔に合わせて補正する前処理部と、
   前記３つ以上の放射線検出器のうち、前記スラントホールコリメータを有する放射線検出器で生成された画像に補正係数を乗じた後に、前記パラレルホールコリメータを有する放射線検出器にて生成された画像とを合成して前記ＳＰＥＣＴ画像を生成する画像合成部と、を有する核医学診断装置。
2. 前記３つ以上の放射線検出器は、前記パラレルホールコリメータを有する第１放射線検出器と、それぞれ異なる前記スラントホールコリメータを有する第２放射線検出器および前記第３放射線検出器と、を有し、
   前記第２放射線検出器の放射線検出領域と、前記第１放射線検出器の放射線検出領域とは、一部が重複するように配置され、
   前記第３放射線検出器の放射線検出領域と、前記第１放射線検出器の放射線検出領域とは、一部が重複するように配置され、
   前記第２放射線検出器の放射線検出領域と、前記第３放射線検出器の放射線検出領域とは、重複しないように配置される請求項１に記載の核医学診断装置。
3. 前記第１放射線検出器は、前記被検体の体内の周縁部よりも、前記被検体の体軸周辺から放射された放射線をより多く検出し、
   前記第２放射線検出器および前記第３放射線検出器は、前記被検体の体軸周辺よりも、前記被検体の体内の周縁部周辺から放射された放射線をより多く検出する請求項２に記載の核医学診断装置。
4. 前記３つ以上の放射線検出器は、それぞれ異なる前記パラレルホールコリメータを有する第１放射線検出器および第２放射線検出器と、前記スラントホールコリメータを有する第３放射線検出器と、を有し、
   前記第１放射線検出器の放射線検出領域と、前記第２放射線検出器の放射線検出領域とは、一部が重複するように配置され、
   前記第１放射線検出器の放射線検出領域と、前記第３放射線検出器の放射線検出領域とは、一部が重複するように配置され、
   前記第２放射線検出器の放射線検出領域と、前記第３放射線検出器の放射線検出領域とは、一部が重複するように配置される請求項１に記載の核医学診断装置。
5. 前記第１放射線検出器および前記第２放射線検出器は、前記被検体の体内の周縁部よりも、前記被検体の体軸周辺から放射された放射線をより多く検出し、
   前記第３放射線検出器は、前記被検体の体軸周辺よりも、前記被検体の体内の周縁部周辺から放射された放射線をより多く検出する請求項４に記載の核医学診断装置。
6. 前記画像合成部は、隣接して配置された２つの前記放射線検出器における放射線検出領域のうち重複する領域については、前記パラレルホールコリメータを有する放射線検出器で生成された画像を選択する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
7. 前記画像合成部は、隣接して配置された２つの前記放射線検出器における放射線検出領域のうち重複する領域については、前記２つの放射線検出器で得られた２つの画像を合成する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
8. 前記画像合成部は、隣接して配置された２つの前記放射線検出器における放射線検出領域のうち重複する領域については、前記２つの放射線検出器で得られた２つの画像を平均化した画像を生成する請求項７に記載の核医学診断装置。
9. 前記画像合成部は、前記２つの放射線検出器のうち一方が前記パラレルホールコリメータを有し、他方が前記スラントホールコリメータを有する場合、前記重複する領域については、前記パラレルホールコリメータに近づく領域ほど前記パラレルホールコリメータを有する放射線検出器の重みが大きくなるように、前記２つの放射線検出器で得られた２つの画像を重み付けした画像を生成する請求項７に記載の核医学診断装置。
10. 前記３つ以上の放射線検出器のうち、少なくとも一つの放射線検出器が有する前記パラレルホールコリメータの放射線検出方向は、他の少なくとも１つの放射線検出器が有する前記スラントホールコリメータの放射線検出方向に平行である請求項１乃至９のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
11. 前記前処理部は、前記パラレルホールコリメータの感度、前記スラントホールコリメータの感度、および前記スラントホールコリメータにおける放射線検出方向に基づいて、前記補正係数を生成する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
12. 前記前処理部は、前記パラレルホールコリメータを有する放射線検出器による放射線の検出数と、前記スラントホールコリメータを有する放射線検出器による放射線の検出線とに基づいて、前記補正係数を生成する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
13. 被検体配置領域の周囲に配置され、被検体の体内から放射された特定の放射線を検出して画像化する３つ以上の放射線検出器と、
    前記３つ以上の放射線検出器を連動させて前記被検体の周囲で回転させる回転駆動部と、
    前記回転駆動部にて前記３つ以上の放射線検出器を回転させて前記３つ以上の放射線検出器にて生成された画像に基づいて、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）画像を生成する画像処理部と、を備え、
    前記３つ以上の放射線検出器はそれぞれ、放射線検出面の法線方向から傾斜した方向からの放射線を検出するスラントホールコリメータを有し、
    隣接して配置された２つの前記放射線検出器における放射線検出領域同士は、一部が重複しており、
    前記画像処理部は、
    前記３つ以上の放射線検出器のそれぞれにて得られた各画像を補正する前処理部と、
    前記前処理部で補正された各画像同士を合成して前記ＳＰＥＣＴ画像を生成する画像合成部と、を有する核医学診断装置。

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