JPH0412290A - シングルフォトンｅｃｔ装置 - Google Patents

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】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は、被検体に投与した放射性同位元素（ＲＩ）
から放出されるγ線を検出して被検体のＲＩ分布像を再
構成するＳ　Ｐ　Ｅ　ＣＴ　−５ｉｎｇｌｅ　Ｐｈｏｔ
ｏｎ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ＣＴ−装置に係り、特に、被
検体内でのγ線の吸収を補正して、正確なＲＩ分布像を
得るための技術に関する。

Ｂ、従来技術 ５ＰＥＣＴ装置は、被検体内に投与したＲＩから放出さ
れるγ線を、被検体の周囲に配置した検出器または、被
検体の周囲を回転走査する検出器で検出し、ＲＩ分布像
を被検体の断層像として再構成する装置である。

ところが、ＲＩから放出されたγ線は、被検体外に出る
までに体内で吸収される。したがって、被検体内の中心
部から放出されるγ線はどその吸収の割合は多く、体表
面近くから放出されるγ線はど吸収の割合は少ない。こ
のような、被検体内におけるγ線の吸収を補正し、検出
されたＲＩ分布データの定量化を図ることが、正確な断
層像を再構成する上で重要視されている。

γ線の吸収補正は、吸収体である被検体の体表輪郭を抽
出し、輪郭から中心部までの距離を算出する。算出した
距離をＲＩ分布像のピクセル数に換算し、各ピクセルに
おける吸収係数を設定して補正を行うものである。すな
わち、吸収補正を精度よく行うためには、被検体の体表
輪郭を正確に抽出する必要がある。

第４図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）を参照して、従来の
体表輪郭の抽出について説明する。

まず、被検体Ｍの周囲に配置された検出器（図示せず）
によって、全周囲方向からのＲＩ分布データ（被検体Ｍ
内から放出されるγ線の検出カウント数Ｋ）を収集する
。（８１図には、各周囲方向におけるγ線のカウント数
Ｋを分布図形式で示しており、これらは被検体Ｍ中のＲ
Ｉ分布のθ方向のプロジェクションデータ（投影データ
）に相当する。

収集したカウント数Ｋに対して、あるしきい値Ｋｓｌ（
を設定し、しきい値ＫＳＭを切る２点をエツジとして求
める。求めた各周囲方向におけるエツジ部分を「ＩＪ、
他の部分をｒＱＪＯ値とし、２値化されたプロジェクシ
ョンデータに対してハックプロジェクション処理（逆投
影）を施す。全周囲方向のエツジを逆投影すると、（ｂ
Ｊ図に示すように被検体Ｍの体表面をかすめる接線の集
合（「Ｉ」の値をとるピクセルの集合）が得られ、その
内部には「０」の値をとるピクセルの集合（図中、「０
」領域）があられれる。次に、「１」の値をとるピクセ
ルを追跡処理し、輪郭線を抽出する（（Ｃ）図参照）。

このようにして、得られた輪郭線データを用いて前述の
ような吸収補正処理が行われる。

Ｃ９発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来技術には次のような問題点
がある。

すなわち、吸収補正処理を行うのに、ＲＩ分布データか
ら被検体の体表輪郭を抽出しているため、被検体内に欠
陥部位がある場合（例えば、被検体の頭部を撮像時にお
いて、頭部の片半球に血流がない場合や、機能を果たさ
なくなった臓器が撮像面上に存在する場合など）では、
その欠陥部位にＲＩが蓄積されないため、その部位から
のＲＩ分布データを得ることができない。したがって、
体表面が存在するにもかかわらず、上述した欠陥部位が
欠けた状態になって正確な体表輪郭を抽出することがで
きず、精度のよい吸収補正が行えないという問題点があ
る。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、被検体内での欠陥部位の存在にかかわらず、正確
な被検体の体表輪郭データを得ることができるシングル
フォトンＥＣＴ装置を提供することを目的としている。

９３課題を解決するための手段 この発明は、上記目的を達成するために次のような構成
を備えている。

即ち、この発明は、被検体に投与した放射性同位元素か
ら放出されるγ線を検出して被検体のＲＩ分布像を再構
成するシングルフォトンＥＣＴ装置において、被検体の
横断面の延長面上の周囲全周にわたる環状部から、被検
体の体表面までの距離を測定する距離センサと、前記距
離センサからの空間距離データを体表輪郭データとして
記憶する記憶手段と、この記憶手段内に記憶されている
体表輪郭データを読み出して、被検体の中心位置から体
表面までの距離を算出する演算部と、前記算出された距
離データと予め設定された吸収係数とを用いて、被検体
内における放射線の吸収補正を行う吸収補正処理手段と
を備えたことを特徴としている。

８９作用 この発明によれば、次のようにしてγ線の吸収補正が行
われる。

まず、距離センサは被検体の横断面の延長面上の周囲全
周にわたる環状部から、被検体の体表面までの距離を測
定する。測定した空間距離データは体表輪郭データを記
憶手段内に格納する。

演算手段は、記憶手段内の体表輪郭データを読み出して
、被検体の中心位置から体表面までの距離を算出し、そ
れを距離データとして吸収補正処理手段に送出する。吸
収補正処理手段は、与えられた距離データと、予め設定
されている吸収係数とから、被検体内の各部位における
γ線の吸収補正を行う。

従来のように、被検体内のＲＩ分布データからではなく
、被検体の周囲空間に配置した距離センサで計測した空
間距離データによる体表輪郭データに基づく距離データ
から、被検体内におけるγ線の吸収補正処理を行う。

Ｆ、実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例に係る５ＰＥＣＴ装置の
概略構成を示した断面図である。

図中、符号１は５ＰＥＣＴ装置のガントりであり、被検
体Ｍを装置内部に対して挿抜するための貫通孔２が形成
されている。ガントリ１の内部には、被検体Ｍに投与さ
れたＲＩから放出されるγ線を検出する検出器リング３
が貫通孔２の周囲に環状に配置され、検出器リング３の
内部には同心状にコリメータ４が配置されている。

第２図に検出器リング３とコリメータ４の側面図を示し
ている。コリメータ４は、γ線の入射方向を整えるため
の複数個の放射線透過孔５で構成されており、放射線透
過孔５内を通過したγ線を検出器リング３へ導く。検出
器リング３内には、コリメータ４からのγ線をうけて発
光するシンチレータ６が周方向全周にわたって並設され
ており、その発光回数をγ線のカウント数として、発光
点位置をγ線発生の位置データとして、後述する画像再
構成部２５に送出するように構成されている。

なお、γ線の検出を行うものとして、上記のようなリン
グ状の検出器３を備えたちの以外に、ガンマカメラ（前
述のコリメータおよびシンチレータを備えたカメラ）を
被検体Ｍの周囲に沿って回転走査させるものであっても
よい。

第１図に戻って、検出器リング３の前側（被検体Ｍが挿
入される側で、図面上では右側）には、環状のベース７
が配設されている。このベース７は、ガントリ１の貫通
孔２を形成している筒状の壁面部に固定されており、さ
らに、ベース７の前側の側面部には、距離センサとして
の複数個の赤外線センサＳが、その全周面にわたって取
り付けられている。

この赤外線センサＳは、貫通孔２内に挿入された被検体
Ｍの体表面までの距離をその全周面にわたって測定する
もので、被検体Ｍの体表面に向けて赤外光を投射するＬ
ＥＤ、体表面で反射された赤外光を受光する受光素子な
どで構成されており、投射時から受光素子への反射光の
到達時までの時間から被検体Ｍの体表面までの距離デー
タを測定するものである。

なお、第１図中、符号９は、被検体Ｍを乗せて貫通孔２
内へ進退移動するベツドであり、基台１５の上部に支持
されている。基台１５の内部には、ベツド９を進退移動
させるための移動機構が備えられている。この移動機構
は、ベツド９の長手方向の底面部に取り付けられたラッ
ク１０と、このラック１０と噛み合うように基台１５内
に設置されているピニオンギヤ１１、ピニオンギヤ１１
を回動させるモータ１４、モータ１４の出力軸に取り付
けられ、チエ−ン１２を介してモータ１４の駆動力をピ
ニオンギヤ１１に伝達する出力ギヤ１３などで構成され
ている。

符号１６は、ヘッド９の移動を検出する移動検出器であ
り、例えば、ヘッド９が移動する毎に検出信号を出力す
るものである。

第３図に、赤外線センサＳが測定した空間距離データの
各種処理を行うブロック構成図を示している。この図に
示すように、データ処理ブロックは、個々の赤外線セン
サＳ、〜Ｓ７からの空間距離データと、移動検出器１６
からの検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
２０、赤外線センサＳの空間距離データを体表輪郭デー
タとして記憶する収集データメモリ２４、収集データメ
モリ２４へのアクセスを行う制御部２２と読み出した距
離データの演算を行う演算部２３とで構成されるＣＰＵ
２１、検出器リング３が検出したＲＩ分布データから被
検体Ｍの断層像を再構成する画像再構成部２５、断層像
の再構成過程でγ線の吸収補正を行う吸収補正処理部゛
２６、再構成された断層像を表示するモニタ２７などで
構成されている。

次に、上述した構成の５ＰＥＣＴ装置の動作について説
明する。

まず、ベツド９上に仰臥した被検体ＭにＲＩを投与する
。この例では被検体Ｍの頭部の断層像を撮像する場合を
想定し、ＲＩは被検体Ｍの脳部位に蓄積されるものとす
る。

ベツド９を支持する基台１５内に設置されたモータ１４
を駆動して、ベツド９を水平移動させ、被検体Ｍをガン
トリ１の貫通孔２内に挿入する。被検体Ｍの頭部端が赤
外線センサＳの測定領域（赤外線センサＳで囲まれた領
域で、第１図中、符号Ａで示した位置）に到達したとこ
ろで、ベツド９の移動を一旦停止させる。この時点で、
図示しない操作卓からＣＰ　Ｕ２１に体表輪郭データ収
集開始を示す信号を送出する。ＣＰ　０２１内の制御部
２２はその信号により、収集データメモリ２４の書き込
みアドレス値をＡ　Ｉ　１　””　Ａ　Ｉ　Ｎに設定す
る。

次に、個々の赤外線センサＳ１〜Ｓ、、から被検体Ｍの
体表面に向けて赤外光を投射し、被検体Ｍの体表面まで
の空間距離データＤ、−Ｄ、を測定する。この空間距離
データＤ１〜Ｄ７は被検体Ｍの体表面の全周囲方向にわ
たる空間距離データとして測定される。測定された各空
間距離データはＡ／Ｄ変換器２０でデジタル量に変換さ
れた後、ＣＰＵ２］を介して収集データメモリ２４に取
り込まれる。このとき、制御部２２によって、収集デー
タメモリ２４の書き込みアドレス値はＡ　Ｉ＋　＝　Ａ
　＋　ｕに設定されているので、空間距離データＤ、〜
Ｄゎはそのアドレスに記憶される。

この収集データメモリ２４のＭ方向のアドレス値Ａ１１
〜Ａ　Ｍ　１は、被検体Ｍの断層像の撮像間隔である各
スライス幅（被検体Ｍの体軸方向の放射線透過孔５の間
隔に相当するもので、第１図中、符号ΔＸで示している
）に対応しており、Ｎ方向のアドレス値は個々の赤外線
センサＳ１〜Ｓ８に対応している。

したがって、アドレスＡ　１１〜Ａ１□に記憶される空
間距離データＤ、−Ｄ、ｌは、第１のスライス面におけ
る体表輪郭データである。

次に、第２のスライス面における体表輪郭デー夕を収集
するために、モータ１４を駆動してベツド９をΔＸに相
当する距離だけ進行させる。このときの移動検出器Ｉ６
から出力される検出信号は、Ａ／Ｄ変換器２０でデジタ
ル信号に変換された後、ＣＰＵ２１に送出される。制御
部２２は、移動検出信号が入力されると、収集データメ
モリ２４への書き込みアドレス値をＡ２．〜Ａ２Ｎに設
定する。そして、上述と同様にして、赤外線センサＳが
空間距離データＤ１〜Ｄ９を測定すると、その空間距離
データは、第２のスライス面における体表輪郭データと
して、収集データメモリ２４のアドレス値Ａ２Ｉ〜Ａ２
Ｎに記憶される。

このようにして、ヘッド９をΔＸだけ移動させる毎に、
収集データメモリ２４の書き込みアドレス値がカウント
アツプされ、各スライス面に対応したアドレスに、赤外
線センサＳの測定空間距離ブタが体表輪郭データとして
記憶される。

このように、ＲＩ分布データからではなく、赤外線セン
サＳの測定空間距離データにより、体表輪郭データを収
集するので、被検体Ｍ内の欠陥部位の存在にかかわらず
、正確な体表輪郭データが収集される。

全てのスライス面における体表輪郭データの収集が完了
すると、ヘッド９を更に進行させて被検体Ｍの頭部を検
出器リング３の撮像領域内にセットする。ここで、ＲＩ
から放出されるγ線が検出され、各スライス面毎のＲＩ
分布データが得られる。

画像再構成部２５は、各スライス面毎のＲＩ分布データ
から、各断層像を再構成するが、この過程で、吸収補正
処理が行われる。

第１のスライス面から検出されたＲＩ分布データを再構
成するときには、制御部２２は収集データメモリ２４の
アドレスＡ　１　ｌ”−Ａ　Ｉ　Ｎに格納されている体
表輪郭データを読み出して、演算部２３に送る。

演算部２３は既知である被検体Ｍの中心位置から赤外線
センサＳまでの距離と、読み出された各距離データＤ、
〜Ｄゎとの差分を算出し、算出した値すなわち、体表輪
郭から中心部までの距離データを吸収補正処理部２６に
送出する。

吸収補正処理部２６は、与えられた距離データをＲＩ分
布像のピクセル数に換算し、各ビクセルにおける吸収係
数を設定して、γ線の吸収補正を行う。

この吸収補正処理を各スライス面毎に施すことにより、
正確な断層像が得られる。

なお、上述した実施例では、距離センサとして、被検体
Ｍの全周囲空間にわたって、環状のベース７に赤外線セ
ンサＳを配列した構成としたが、これは、環状のガイド
に沿わせて１個の赤外線センサＳを被検体Ｍの周囲方向
に回転させ、全周囲方向における空間距離データを収集
するようにしてもよく、これらの環状のベース７や環状
のガイドなどをして環状部と称する。

また、距離センサとして赤外線センサＳを採用している
が、これは超音波センサを用いて、同様に反射波の到達
時間から被検体Ｍの体表面までの距離を測定するように
してもよい。

Ｇ１発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明に係るシング
ルフォトンＥＣＴ装置は、被検体の横断面の延長面上の
周囲全周にわたる環状部から、被検体の体表面までの距
離を測定する距離センサよって、被検体の体表輪郭デー
タを収集するようにしたので、被検体内の欠陥部位の存
在にかかわらず、正確な体表輪郭データを収集すること
ができる。したがって、収集された正確な体表輪郭デー
タに基づいて吸収補正を行うことができ、正確なＲＩ分
布像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、この発明の一実施例に係り、第
１図は５ＰＥＣＴ装置の概略構成を示した断面図、第２
図はγ線検出部の概略構成を示した側面図、第３図は距
離センサの測定信号処理の概略ブロック図である。 また、第４図は従来技術に係る体表輪郭データの抽出操
作を説明する図である。 Ｍ・・・被検体　　　７・・・環状のベース（環状部）
２３・・・演算部 ２４・・・収集データメモリ（記憶手段）２６・・・吸
収補正処理部 Ｓ・・・赤外線センサ（距離センサ） 特許出願人　株式会社　島津製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体に投与した放射線同位元素から放出される
   γ線を検出して被検体のＲＩ分布像を再構成するシング
   ルフォトンＥＣＴ装置において、被検体の横断面の延長
   面上の周囲全周にわたる環状部から、被検体の体表面ま
   での距離を測定する距離センサと、前記距離センサから
   の空間距離データを体表輪郭データとして記憶する記憶
   手段と、この記憶手段内に記憶されている体表輪郭デー
   タを読み出して、被検体の中心位置から体表面までの距
   離を算出する演算部と、前記算出された距離データと予
   め設定された吸収係数とを用いて、被検体内における放
   射線の吸収補正を行う吸収補正処理手段とを備えたこと
   を特徴とするシングルフォトンＥＣＴ装置。