JPH02209133A

JPH02209133A - Ｃｔ装置におけるデータ補正装置

Info

Publication number: JPH02209133A
Application number: JP1028230A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamashita; 貴司山下; Mitsuo Watanabe; 光男渡辺; Hiroyuki Okada; 裕之岡田; Keiji Shimizu; 啓司清水
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK; Research Development Corp of Japan
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK; Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1990-08-20
Anticipated expiration: 2009-03-02
Also published as: GB9001321D0; JPH0616099B2; US5023894A; GB2230927A; GB2230927B

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明はポジトロンＣＴ装置、Ｘ線ＣＴ装置などにおい
て、計測中に被検者に体動が生じたときにそのデータを
自動的に補正するためのＣＴ装置におけるデータ補正装
置に関するものである。

「従来の技術」ポジトロンＣＴ装置等による計測時間は通常数１０分か
ら数時間かかり、この間、被検者は同一姿勢を保たなけ
ればならなかった。もし、計測中に被検者に体動がある
とデータが乱され、この乱されたデータにより描出され
たイメージはぼけが生じたり、アーチファクトと呼ばれ
る不自然なノイズパターンが呪われる。

従来はこのような問題点を解決する方法として、長時間
にわたり被検者の体動を防ぐために被検者の測定部位を
同定する方法とＴＶカメラ等で被検者をモニタし、体動
があったとき測定者が元に戻す方法があった。

このうち、被検者を固定する方法には、被検者の体をベ
ツドにベルトで固定する方法とか、ｍ定部位の頭部をマ
スクを用いて固定する方法などがあった。

また、被検者をモニタする方法は、第７図に示すように
、ＴＶカメラで撮影した計８１！！開始時の被検者を静
止画像（実線状態）として表示し、計測中の被検者の体
動による画像をその上に合成して表示（点線状態）して
、その画像をモニタしている測定者が、または、被検者
自身がその画像を見ながら静止画像に一致するように元
に戻す方法である。

「発明が解決しようとする課題」被検者を長時間にわたり固定する方法では、被検者に苦
痛を強いることになり、特に被検者が疾病を有する場合
には長時間にわたり固定することは不可能であった。ま
た、固定するとはいっても完全ではないため、どうして
も被検者の体動は避けられず、描出されたイメージの劣
化現象が生じていた。さらに、大脳生理学的知見を得る
ための計測では被検者の固定による苦痛のため、平常時
の脳機能とは異ったデータを収集する。ことになる可能
性があるなどの問題もあった。

被検者をモニタする方法は、体動を生じさせないことを
目的とするものであるから１本質的な解決にはならず、
依然として被検者を固定することが必要であった。また
、体動が生じた場合、このときに得られたデータを用い
ることができない。

特に、体内アイソトープ分布の時間変化を［Ｍする場合
には、極めて重大な問題であった。

本発明は被検者に体動が生じてもその体動に応じてデー
タを自動的に補正する装置を提供することを目的とする
ものである。

「課題を解決するための手段」本発明はガントリのトンネル内に、被検者を保持するた
めの被検者保持装置を臨ませ、断層イメージを得るため
のＣＴ装置において、前記被検者の体動を検出する体動
センサと、この体動センサの体動データをアドレス補正
データに変換処理する体動データ処理部と、前記ガント
リでの断層データを処理する断層データ処理部と、この
断層データのアドレスを体動データのアドレスで補正す
るアドレス変換部と、データを記憶するメモリとを具備
してなるものである。

「作用」ベツドなどの被検者保持装置上の被検者は、ある程度の
自由度が与えられている。この状態でＣＴＶ＆置のガン
トリの検出器によりデータを収集する。同時に、ＴＶカ
メラなどのセンサによって被検者に取付けられたマーカ
をモニタして体動を常時検出する１体動があるとその大
きさ、方向、角度などのデータが、体動データ処理部へ
送られてアドレス補正のためのデータに変換される。そ
して、この体動アドレ゛スによりガントリからの断層デ
ータのアドレスをアドレス変換部で補正してメモリに記
憶する。このデータによって補正されたぼけ等のない良
質の断層イメージが画像として描出される。

なお、被検者は被検者保持装置上に固定されているが、
保持装置自体が体軸に近い回転軸を中心にして回動でき
るようにし、体動があったときに保持装置とともに少し
動くことができるようにして補正する場合と、被検者を
まったく固定せずに自由に動けるようにして補正する場
合とがある。

「実施例」本発明の実施例を図面について説明する。

第１実施例として、被検者は被検者保持装置上に固定さ
れているが、保持装置自体が体軸に近い回転軸を中心に
して回動できるようにし１体動があったときに保持装置
とともに少し動くことができるようにして補正する方法
を説明する。すなわち、被検者は完全に固定されている
場合に比し、ベツドやヘッドレストなどと一緒であって
も少しでも動ける場合は苦痛がかなり緩和されることに
よる。

第１図において、（１）はポジトロンＣＴ装置の場合の
ガントリで、このガントリ（１）は、γ線を検出するた
めのシンチレータ（２）と光電子増倍管（３）からなる
放射線検出器（４）を多数リング状に並べ、かつ多重に
積層してなるものである。このガントリ（１）の内側に
は背景雑音の低下、測定範囲の設定などのためシールド
コリメータ（５）とスライスコリメータ（６）が設けら
れている。このガントリ（１）のトンネル（７）内には
、ベツド、ベツドレストなどからなる被検者保持装置（
８）が進退自在に設けられ、被検者（９）が載せられて
固定される。

この被検者保持装置（８）には、被検者（９）の体軸に
近いところに、回転軸（１０）が設けられ、被検者（９
）はこの回転軸（１０）を中心にして被検者保持装置（
８）と一体にある程度の回転の自由度が与えられるよう
になっている。

また、前記被検者（９）の測定部位、例えば頭部には、
マーカ（１１）が取付けられ、このマーカ（１１）に臨
ませてＰＳＤ　（位置検出素子）やＴＶカメラなどの体
動センサ（１２）が設けられる。また、回転部に回転エ
ンコーダをとり付けて体動センサとして用いてもよい。

この体動センサ（１２）は検出されたデータをアドレス
補正データに変換処理する体動データ処理部（１３）を
介してアドレス変換部（１４）に結合されている。また
、前記ガントリ（１）の放射線検出器（４）・・・は断
層データを処理する断層データ処理部（１５）、２つの
相対向する放射線検出器（４）からの時間信号が同時に
きたものであるかを判定する同時計数部（１６）を介し
て前記アドレス変換部（１４）に結合されている。さら
にこのアドレス変換部（１４）はコンピュータ（２０）
内のメモリ（１７）、データ蓄積装置（１８）を介して
イメージ表示装置（１９）に結合されている。

前記アドレス変換部（１４）は第２図に示すように。

第１、第２．第３変換テーブルメモリ（２１）　（２２
）　（２３）と加減算器（２４）とで構成されている。

以上のような構成における作用を説明する。

ガントリ（１）の放射線検出器（４）・・・で被検者（
９）からのγ線を検出し、パルス信号として出力する。

断層データ処理部（１５）ではパルス信号に対して発生
した時間を同定し、時間信号を同時計数部（１６）に送
るとともに、エネルギ弁別によりγ線光子であることを
判定する。同時計数部（１６）では２つの放射線検出器
（４ｉ）（４ｊ）からの時間信号が同時にきたものであ
るかを判定し、同時にきた場合にはアドレス変換部（１
４）に送る。

また、ＴＶカメラなどの体動センサ（１２）で被検者（
９）の頭部のマーカ（１１）をモニタすることにより、
体動のデータとして回転角信号（Δ０）を得る。

この回転角信号（Δθ）は体動データ処理部（１３）に
てディジタルの電気信号に変換して前記アドレス変換部
（１４）に送る。

このアドレス変換部（１４）では体動に伴うアドレスの
補正を行う。ポジトロンＣＴ装置では、第３図に示すよ
うに被検者（９）から同時に１８０度反対方向に放出さ
れる２個のγ線を検出し、この検出した２個の放射線検
出器（４ｉ）（４ｊ）の中心を結ぶ直線としてデータを
得るが、イメージ再構成処理のため、通常これらのデー
タ（放射線検出器アドレス対データ）は、アドレス変換
部（１４）において極座標形式のデータに変換される。

すなわち、同時計数した対の放射線検出器（４ｉ）（４
ｊ）の各アドレスから第１、第２変換テーブルメモリ（
２１）　（２２）にて被検者（９）の回転軸（１Ｇ）を
中心として極座標（Ｔ、、＋３、）にまずアドレス変換
する。

ついで、第２の変換テーブルメモリ（２２）から角度座
ＩＩ（θ１）に、体動データ処理部（１３）からの被検
者（９）のずれ角（Δθ１）を加減算器（２４）で加算
または減算して体動後の角度座標（θ１±Δθ、）を得
る。

このとき（Ｔ１）は回転軸（１０）から等距離であり、
変化しない。

つぎに、第３の変換テーブルメモリ（２３）ではガント
リ中心点（０）を中心とする極座標（Ｔｏ、θ。）に変
換する。このようにしてアドレスの補正されたデータは
メモリ（１７）を介してデータ蓄積装置（１８）に蓄積
される。すべてのデータが揃うと、イメージ表示装置（
１９）で断層イメージが表示される。

つぎに、被検者（９）を被検者保持装置（８）に全く固
定せずに自由に動けるようにした場合の実施例を第４図
ないし第６図に基づき説明する。

被検者（９）の頭部等に３〜４点のマーカ（１１）を付
し、かつマーカ（１１）に臨ませて工ないし複数台のＴ
Ｖカメラ等からなる５軸動き検出用センサ（１２）・・
・を設置する。

このセンサ（１１）・・・にて体動の３次元的情報とし
て第５図に示すような位置情報ΔＸ、Δｙ、Δ２と回転
情報Δθ（Ｘ軸中心の回転角）、Δφ（ｙ軸中心の回転
角）を得る。

これらの体動データを体動データ処理部（１３）でディ
ジタル値に変換して出力する。

この体動データにより断層データのアドレス補正を行う
が、この補正方法にはつぎの２方法がある。

第１の方法（ヒストグラムモード）アドレス変換部（１３）に、体動の変位データを刻々と
与え、３次元データメモリへの断層データの書込みアド
レスを逐次補正する方法。

第２の方法（リストモード）体動による補正をしていない断層データと、体動の変動
データとを同時に記録し、全データの収°集を終了した
後、コンピュータにより演算し、各データを補正する方
法。

第１の方法では、３次元イメージデータの収集方法とし
て３次元イメージメモリ（１７）を用いる。

例えば第６図に示すように、ガントリ（１）内に３Ｄイ
メージメモリ（１７）を想定する。そして、同時計測し
た放射線検出器（４）　（４）を結ぶ直線で、３Ｄイメ
ージメモリ（１７）を通過する部分（画素）にデータを
書き込んでいく、これを繰返すことによって、この３Ｄ
イメージメモリ（１７）上に、データが蓄積されてゆき
、計測終了後にイメージを再構成する。

この３Ｄイメージメモリ（１７）への書込みはアドレス
補正がなければ第４図に示すように、断層データ処理部
（１５）におけるコインシデンス対放射線検出器アドレ
スから３Ｄイメージメモリ（１７）の中のどの画素にデ
ータを書込むかを３Ｄメモリアドレス発生器（１４）に
より指定し、これによって指定されたアドレスのメモリ
内容がインクリメンタ（２５）に読み込まれ、新しいデ
ータが付加される。

ここで、アドレス補正をする場合には、体動データ処理
部（１３）からの被検者（９）の体動データを用いて３
Ｄイメージメモリ（１７）への書込みアドレス補正をす
る。

第２の方法では同時計数した検出器アドレス対データと
体動変位データを各イベントごとにハードディスクに順
次記録し、計測終了後に、これらのデータを整理、計算
して補正する。

ｒ発明の効果」本発明は上述のように構成したので以下のような効果を
有する。

（１）被検者に対して苦痛を強いることなく長時間安定
したデータが得られる。

（２）体動による乱れのない良質の断層イメージが得ら
れる。

（３）長時間固定しておくことのできないような患者や
動物も計測できる。

（４）苦痛を与えることがないので脳の生理学的状態を
そのまま計測できる。

（５）運動などの体動を積極的に被検者に与えて、この
ときの様子を計測できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明によるＣＴ装置におけるデータ補正装置の実
施例を示すもので、第１図は第１実施例の説明図、第２
図はアドレス変換部のブロック図、第３図は座標変換の
説明図、第４回は第２実施例の説明図、第５図は座標軸
の説明図、第６図は３Ｄイメージメモリの説明図、第７
図は従来の体動モニタの説明図である。（１）・・・ガントリ、（２）・・・シンチレータ、（
３）・・・光電子増倍管、（４）・・・放射線検出器、
（５）・・・シールドコリメータ、（６）・・・スライ
スコリメータ、（７）・・・トンネル、（８）・・・被
検者保持装置、（９）・・・被検者、（１０）・・・回
転軸、（１１）・・・マーカ、（１２）・・・体動セン
サ、（１３）・・・体動データ処理部、（１４）・・・
アドレス変換部、（１５）・・・断層データ処理部、（
１６）・・・同時計数部、（１７）・・・メモリ、（１
８）・・・データ蓄積装置、（１９）・・・イメージ表
示装置、（２０）・・・コンピュータ、（２１）　（２
２）　（２３）・・・変換テーブルメモリ、（２４）・
・・加減算器、（２５）・・・インクリメータ。出願人　　浜松ホトニクス株式会社同　　新技術開発事業団

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガントリのトンネル内に、被検者を保持するため
の被検者保持装置を臨ませ、断層イメージを得るための
ＣＴ装置において、前記被検者の体動を検出する体動セ
ンサと、この体動センサの体動データをアドレス補正デ
ータに変換処理する体動データ処理部と、前記ガントリ
での断層データを処理する断層データ処理部と、この断
層データのアドレスを体動データのアドレスで補正する
アドレス変換部と、データを記憶するメモリとを具備し
てなることを特徴とするＣＴ装置におけるデータ補正装
置。
（２）被検者保持装置は回転軸を具備し、体動センサは
被検者の体動による回動角度を検出するものからなる請
求項（１）記載のＣＴ装置におけるデータ補正装置。
（３）体動センサは被検者の体動を３次元的に検出する
ものからなり、メモリは３次元イメージメモリからなり
、この３次元イメージメモリへのアクセスアドレスを、
３次元体動アドレスで補正してなる請求項（１）記載の
ＣＴ装置におけるデータ補正装置。
（４）アドレスの補正は各イベント毎に行い、補正後の
データをメモリに記録するようにした請求項（１）、（
２）または（３）記載のＣＴ装置におけるデータ補正装
置。
（５）各イベント毎の断層データと体動データのアドレ
スとを独立して記録し、全計測終了後にアドレスの補正
処理を行うようにした請求項（１）、（２）または（３
）記載のＣＴ装置におけるデータ補正装置。