JPH0572553B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は、ポジトロンCT装置に関し、特に、
γ線の数え落しを精度良く補正できるポジトロン
CT装置に関する。

(ロ) 従来技術 ポジトロンCT装置は、患者体内に投与する放
射性医薬品としてポジトロン（陽電子）放出性核
種を用いるエミツシヨンCT装置である。ポジト
ロンが消滅するとき２本のγ線が180゜方向に同時
放出されるので、これらを２個の検出器で同時検
出すれば、その２個の検出器を結ぶ直線上にポジ
トロンが存在していることになる。このような、
その上に放射性物質が存在する直線に関する情報
を多数収集して、これらの情報をＸ線CT装置
（コンピユータ断層撮影装置）で用いたと同様な
画像再構成技法を用いてデータ処理すれば、放射
性物質の濃度分布画像が得られる。

ところで、このポジトロンCT装置では、極く
短時間の時間間隔で２つの事象が生じた場合など
にγ線を数え落すなど、ハードウエア上の制約か
ら数え落しが避けられない。

そこで、この数え落しを補正することが必要で
あるが、最も単純には、あらかじめ被検体とは別
個に一定のフアントムを用意し、これを測定して
実際にどれ位の割合で数え落しが生じるかを実測
し、その割合に基づき被検体をその後に測定した
ときの測定値を補正することが考えられる。すな
わち、真の同時計数のみが有用なデータであるか
ら、一定のフアントムについて真の同時計数率を
実測し、第２図のＢで示すような放射性物質の濃
度に関する真の同時計数率のデータを得る。数え
落しのない理想状態では濃度に対する真の同時計
数率は第２図のＡのようになることが知られてい
るので、このＡの線とＢの線との差より、計数率
の実測値に対する数え落しの割合の対応表を作つ
ておく。そして被検体の測定時に得られる真の計
数率の測定値を、この対応表を用いて補正するの
である。なお、ここで、真の同時計数というの
は、１つのポジトロンが消滅するときに生じる２
本のγ線を同時計数することであり、偶発的な同
時計数に対する言葉として用いている。偶発的な
同時計数とは、１つのポジトロンが消滅するとき
に同時に生じるものでない。関係ない別個の２本
のγ線が偶然同時に入射することによつて、同時
計数が起ることを指す。

しかし、実際に行なつてみると、この真の同時
計数率のデータに関しては、ポジトロンCT装置
固有の数え落しに加えて、被検体やフアントムの
大きさ、形状、およびコリメータの形状などによ
つて影響されたものしか得られない。そのため、
上記のようにフアントムで測定した真の同時計数
率に関するデータから求めた数え落し割合によ
り、被検体の測定値を補正する場合には、フアン
トム測定時と被検体測定時とでその条件（大きさ
やコリメータ等）を同じにしなければ、正しく補
正できない。被検体測定時にコリメータを交換し
たときは、他のコリメータを用いてフアントムで
得た数え落し割合により補正しても正しい補正が
できない。

(ハ) 目的 この発明は、被検体やコリメータとは無関係な
装置固有の数え落しを正確に補正できるポジトロ
ン装置を提供することを目的とする。

(ニ) 構成 この発明によるポジトロンCT装置では、リン
グ型に配列された多数の検出器と、これらの検出
器の各々の間での真の同時計数データを収集する
手段と、これらの検出器の各々の間での偶発的な
同時計数データを収集する手段とが備えられ、あ
らかじめフアントムを測定することによつて偶発
的な同時計数データおよび偶発的な同時計数デー
タの各々に対応する数え落し補正係数を得てお
き、被検体測定時に真の同時計数データと偶発的
な同時計数データとを得、その偶発的な同時計数
データに対応する補正係数を上記の補正係数から
求め、この補正係数を上記の真の同時計数データ
に適用して数え落し補正を行ない、この補正後の
真の同時計数データを用いて画像再構成するよう
にしている。

(ホ) 実施例 この発明は、本発明者によつてなされた多くの
実験の結果、偶発的な同時計数率に関する数え落
し割合は被検体やコリメータなどによらず一定の
値となることを発見したことに端緒を持つてい
る。このことから、偶発的な同時計数率に関する
数え落し割合が被検体やコリメータなどによらず
一定の値となるのは、その値がそのポジトロン
CT装置が固有に持つている数え落し特性に依存
しているからであると考えられる。すなわち、真
の同時計数データも偶発的な同時計数データもポ
ジトロンCT装置によつて測定されたものである
から、ともにそのポジトロンCT装置が固有に持
つている数え落し特性に影響されているのである
が、補正後の値として想定するものは、真の同時
計数データと偶発的な同時計数データとでは異な
る。つまり、真の同時計数データに関しては、被
検体径が大きいと消滅γ線の一方が被検体内で吸
収される確率が増え、被検体径が小さいと減少す
るというような事情あるいはコリメータに依存す
る要素などを考慮したうえでのものとなる。つま
り、フアントム等を用いて別の手段で真の同時計
数に関する理想値として測定した値は、これらす
べての要素を含んだものとなつている。そのため
この理想値と実際にポジトロンCT装置で得たデ
ータとを比較しても、被検体径やコリメータなど
の条件が違えば意味がない。これに対して、偶発
的な同時計数は実際に検出器に入射したγ線のみ
を対象としているので、これについての理想値と
実際にポジトロンCT装置で得たデータとを比較
するなら、その装置固有の数え落し特性が分か
り、これから求めた偶発的な同時計数に関しての
数え落し補正係数はその装置固有のものであると
いうことになるのである。そこで、偶発的な同時
計数率に関する数え落し補正係数が得られれば、
その補正係数は、偶発的な同時計数のデータを補
正するものとしてどのような被検体やコリメータ
の場合でも通用できるばかりでなく、真の同時計
数のデータの数え落し補正用としてもどのような
被検体やコリメータの場合でも使用できることに
なる。そのため、あらかじめ偶発的な同時計数率
について数え落し補正係数を求めておき、被検体
の測定により真の同時計数のデータを得た場合、
単に、そのときの偶発的な同時計数のデータがど
のようなものであるかを調べてこれに対応する補
正係数を探し出してこの補正係数の真の同時係数
のデータに適用するだけで、どのような被検体や
コリメータの場合であつても精度の高い数え落し
補正が行なえる。

第１図において、多数の検出器１１，１２，…
がリング型に配列され、そのなかにフアントムや
被検体が置かれるようになつており、多数の検出
器１１，１２，…の各々の間での真の同時計数と
偶発的な同時計数とが検出されるようになつてい
る。たとえば、検出器１１と検出器１ｎとに同時
にγ線が入射したとすると、検出器１１，１ｎの
各出力はパルス整形回路２１，２ｎを経てAND
回路３に送られる。このAND回路３の出力は、
ともかく検出器１１，１ｎで同時入射が生じたこ
と（これをオンタイムの同時計数という）を示し
ており、このなかには真の同時計数と偶発的な同
時計数とが含まれる。真の同時係数の場合には、
一方を遅延回路で遅延させてAND回路４に送れ
ば、このAND回路４からは出力が生じないが、
偶発的な場合には遅らせたとしても他のパルスと
の同時性が生じ、AND回路４から出力が生じる。
AND回路４の出力はオフタイムの同時計数と言
うことができ、このオフタイムの同時計数は偶発
的な同時計数に対応している。オンタイムの同時
計数からオフタイムの同時計数を差し引けば真の
同時計数が求められることになる。こうして多数
の検出器１１，１２，…の各々の結ぶ多数の直線
の各々について、真の同時計数に関するデータが
データ収集装置６で測定され、CPU７で画像再
構成のためのアルゴリズム処理がなされる。

そこで、まず、フアントムに関して偶発的な同
時計数率を測定する。この場合フアントム径は任
意でよい。すると、第２図のＤで示すようなデー
タが得られる。このデータには数え落しが含まれ
ているため、数え落しのない理想状態のデータを
示すＣとは差が生じる。この差が数え落しに対応
するため、この差により偶発的な同時計数率の実
測値に関する数え落しの割合を求め、これを補正
係数とし、この補正係数を偶発的な同時計数率の
実測値の各々につき求める。あるいは、この補正
係数の変化に最も良く近似するような曲線を計算
して求めてもよい。

つぎに、被検体の測定を行なう。このとき、真
の同時計数率とともに偶発的な同時計数率をも求
める。すなわち、第１図のAND回路４から得ら
れるオフタイムの出力を計数し、その計数値を記
憶する。そして、このオフタイムの計数率に対応
する上記の補正係数を求め、この補正係数を真の
同時計数率の実測値に掛ける。こうして真の同時
計数率の実測値の正確な数え落し補正が行なわれ
ることになる。

こうした数え落し補正を受けた真の同時計数率
のデータをCPU７で画像再構成のためのアルゴ
リズムで処理することにより、被検体内部の放射
性物質の濃度分布画像が再構成できる。

実際に実験してみると、上記のようにして数え
落しの補正を行なうと、補正前に30Kcpsにおい
て５％程度あつた数え落しが100Kcpsまで１％程
度とすることができた。また、この数え落し補正
の精度は、フアントム径やコリメータ形状にほと
んど影響されないことも実験的に確認できた。

なお、あらかじめ求めた補正係数を用いての数
え落し補正は、被検体測定時に真の同時計数につ
いてのデータを収集するとともにオフタイムの同
時計数データを収集し、このオフタイムのデータ
に対応する補正係数を求めておいて、この補正係
数で画像再構成時に真の同時計数データを補正す
るという具体的な手順をとつて行なつてもよい
し、他の手順で行なうようにしてもよい。また、
具体的な回路構成についても種々に考え得るもの
である。

(ヘ) 効果 この発明によれば、被検体やコリメータ等とは
無関係な装置固有の数え落し特性にのみ依存して
いる偶発同時計数のデータに着目して補正をなす
ものであるから、適当なフアントムを用いて偶発
同時計数データを測定して各計数率ごとに補正係
数を求めておけば、この補正係数は、被補正デー
タがどのような被検体径やコリメータの種類で測
定されたものであつても適用でき、これによつ
て、被検体やコリメータ等とは無関係な装置固有
の数え落しを、特別なハードウエアを用いずに、
精度高く補正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロツク図、第
２図は放射性物質の濃度に対する計数率の関係を
示すグラフである。 １１，１２，１ｎ……検出器、２１，２ｎ……
パルス整形回路、３，４……AND回路、５……
遅延回路、６……データ収集装置、７……CPU。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ リング型に配列された多数の検出器と、これ
   らの検出器の各々の間での真の同時計数データを
   収集する手段と、これらの検出器の各々の間での
   偶発的な同時計数データを収集する手段と、あら
   かじめフアントムを測定することによつて偶発的
   な同時計数データおよび偶発的な同時計数データ
   の各々に対応する数え落し補正係数を得ておく手
   段と、被検体を測定することによつて真の同時計
   数データと偶発的な同時計数データとを得、その
   偶発的な同時計数データに対応する補正係数を上
   記の補正係数から求め、この補正係数を上記の真
   の同時計数データに適用して数え落し補正を行な
   う手段と、この補正後の真の同時計数データを用
   いて画像再構成する手段とを有してなるポジトロ
   ンCT装置。