JPH0711569B2 - PET device - Google Patents

PET device

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JPH0711569B2
JPH0711569B2 JP2615787A JP2615787A JPH0711569B2 JP H0711569 B2 JPH0711569 B2 JP H0711569B2 JP 2615787 A JP2615787 A JP 2615787A JP 2615787 A JP2615787 A JP 2615787A JP H0711569 B2 JPH0711569 B2 JP H0711569B2
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JP
Japan
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slice
data
cross
layer
layers
Prior art date
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JP2615787A
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誠一 山本
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この発明は、PET装置、すなわちポジトロン放出性核種
のRI(放射性同位元素)を用いたECT装置(エミッショ
ン型コンピュータ・トモグラフィ装置)に関する。
The present invention relates to a PET apparatus, that is, an ECT apparatus (emission type computer tomography apparatus) using RI (radioisotope) of a positron-emitting nuclide.

【従来の技術】[Prior art]

PET装置では、放射線検出器をリング状に配列した中
に、ポジトロン放出性核種のRIが投与された被検者を入
れ、この被検者の体内RIからの放射線を検出する。ポジ
トロンが消滅するときに180゜方向に2つのγ線が放出
されるので、これらがリング状の検出器に同時に入射す
る。そこで、この同時計数を行えば、その2つの入射位
置を結ぶ線上にRIが存在すると判断できる。こうしてRI
の位置情報を収集していって、コンピュータにより画像
再構成アルコリズムで処理することによって1つのスラ
イス内でのRI分布像(断層像)を再構成することができ
る。 通常のPET装置では、第4図に示すようにリング状に配
した検出器1を中心軸方向に何層にも重ねるようにして
それらの各層の間はセプタ(コリメータ)2で仕切って
多数のスライスを同時に撮影するようにしている。同一
層(例えば第1層)内の検出器1の間で同時計数するこ
とに加えて他の層にまたがって検出器1の間(例えば第
1層と第2層の検出器1の間)で同時計数することが普
通に行われている。前者の場合、点線で示すような中心
軸に直角なスライス(これをダイレクトスライスとい
う)に関するデータを得ることができ、後者の場合、2
点鎖線で示すような中心軸に対して傾斜したスライス
(これをクロススライスという)に関するデータを得る
ことができ、ダイレクトスライス及びその間に位置して
いるクロススライスの同時撮影ができ、同時撮影できる
スライス数を増加できるからである。 さらに同時撮影できるスライス数を増加するため、第5
図のように検出器1のスライス厚さ(中心軸方向の幅)
Dを薄くして多層に配置することも行われている。この
場合、1スライス当りの感度は1/D2に比例するため、検
出器1の幅Dが狭くなることにより感度が非常に低下す
る問題が生じる。そこで、第6図に示すように、矢印イ
のスライスの画像を得たい場合、第2層に関するダイレ
クトスライス(点線)の収集データに、第1層及び第3
層に関するクロススライス(2点鎖線)の収集データを
加えて感度を増し、画像再構成することが考えられてい
る。また、第6図矢印ロのスライスの画像を得る場合に
は、第5層と第6層に関するクロススライスの収集デー
タと第4層と第7層に関するクロススライスの収集デー
タとを加えて感度を増加する。
In a PET apparatus, a radiation-detector is arranged in a ring shape, and a subject to which RI of a positron-emitting nuclide has been administered is placed in the radiation detector, and radiation from the RI in the body of the subject is detected. When the positron disappears, two γ-rays are emitted in the 180 ° direction so that they are incident on the ring-shaped detector at the same time. Therefore, if this simultaneous counting is performed, it can be determined that RI exists on the line connecting the two incident positions. Thus RI
The RI distribution image (tomographic image) in one slice can be reconstructed by collecting the position information of the above and processing it by the image reconstruction algorithm by the computer. In a typical PET device, as shown in FIG. 4, a detector 1 arranged in a ring shape is stacked in multiple layers in the direction of the central axis, and each layer is separated by a septa (collimator) 2 to form a large number of layers. I try to shoot slices at the same time. In addition to performing coincidence between the detectors 1 in the same layer (for example, the first layer), the detector 1 is also spread over the other layers (for example, between the detector 1 of the first layer and the second layer). It is common to perform simultaneous counting in. In the former case, data on a slice perpendicular to the central axis (this is called a direct slice) as shown by a dotted line can be obtained, and in the latter case, 2
It is possible to obtain data on slices that are inclined with respect to the central axis (this is called cross slice) as shown by the dotted line, and it is possible to simultaneously shoot direct slices and cross slices located between them, and slices that can be simultaneously shot. This is because the number can be increased. In order to increase the number of slices that can be taken simultaneously,
Slice thickness of detector 1 (width in the central axis direction) as shown
It is also practiced to make D thin and to arrange it in multiple layers. In this case, since the sensitivity per slice is proportional to 1 / D 2 , there is a problem in that the width D of the detector 1 becomes narrow and the sensitivity is extremely lowered. Therefore, as shown in FIG. 6, when it is desired to obtain an image of the slice indicated by arrow a, the collected data of the direct slice (dotted line) regarding the second layer includes the first layer and the third layer.
It has been considered to add cross-slice (dashed-dotted line) collection data for layers to increase sensitivity and image reconstruction. Further, in the case of obtaining the slice image of arrow B in FIG. 6, the sensitivity is obtained by adding the cross-slice acquisition data regarding the fifth and sixth layers and the cross-slice acquisition data regarding the fourth and seventh layers. To increase.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、このようにクロススライスに関して収集
したデータを用いる場合、スライス厚さ方向(中心軸方
向)の応答(分解能)が特に視野周辺部で悪化するとい
う問題がある。 すなわち、第6図の矢印イで示すスライスを例にして説
明すると、第1層と第3層に関するクロススライスは、
中心軸付近ではスライス厚さ方向につき合致しているが
中心軸を離れるにしたがって離れてくる。そこで、第2
層に関するダイレクトスライスのデータに第1層と第3
層に関するクロススライスのデータを加えた場合のスラ
イス厚さ方向の応答はA〜Cのようになり、中心軸付近
では良好であるが、中心軸からはなれ、視野の周辺部に
いくにしたがって悪化することになる。 この発明は、クロススライスに関して収集したデータの
スライス厚さ方向の分解能の悪さをカバーするよう改善
したPET装置を提供することを目的とする。
However, when using the data collected on the cross slice in this way, there is a problem that the response (resolution) in the slice thickness direction (center axis direction) deteriorates particularly in the peripheral portion of the visual field. That is, when the slice indicated by the arrow A in FIG. 6 is taken as an example, the cross slices relating to the first layer and the third layer are:
In the vicinity of the central axis, the slice thicknesses agree with each other, but the distances increase with distance from the central axis. Therefore, the second
The first slice and the third are added to the data of the direct slice regarding the layers.
The response in the slice thickness direction when the cross-slice data regarding layers is added is as shown by A to C, which is good near the central axis, but deviates from the central axis, and deteriorates toward the peripheral part of the visual field. It will be. It is an object of the present invention to provide a PET device improved so as to cover poor resolution in the slice thickness direction of data acquired regarding cross slices.

【問題点を解決するための手段】[Means for solving problems]

この発明によるPET装置は、リング状に配置され且つこ
のリング状配置を複数層に重ねたように配置される放射
線検出手段と、上記の各層内の検出手段の間での同時計
数を行う手段と、これからダイレクトスライスに関する
データを収集する手段と、上記の各層にまたがる検出手
段の間での同時計数を行う手段と、これからクロススラ
イスに関するデータを収集する手段と、クロススライス
に関して収集したデータに、その中心軸からの距離が大
きくなるほど小さくなる重み係数をかける手段と、収集
したデータを処理して画像再構成する手段とからなる。
The PET apparatus according to the present invention is a radiation detection means arranged in a ring shape and arranged so that the ring-shaped arrangement is laminated in a plurality of layers, and means for performing simultaneous counting between the detection means in each layer described above. , Means for collecting data on direct slices from now on, means for performing coincidence counting between the detecting means across the above layers, means for collecting data on cross slices from now on, and data collected on cross slices, It comprises means for applying a weighting coefficient that becomes smaller as the distance from the central axis increases, and means for processing the collected data to reconstruct the image.

【作用】[Action]

クロススライスに関して収集したデータのスライス厚さ
方向の分野能は、視野の周辺部にいくにしたがって悪化
してくるが、そのデータに、中心軸からの距離が大きく
なるほど小さくなる重み係数をかけている。その結果、
中心軸付近のスライス厚さ方向の分解能のよいデータは
有効に画像再構成に用いられ、逆に、スライス厚さ方向
の分解能の悪い視野周辺部のデータは再構成画像に対す
る寄与度が低くされる。そのため、このように加工され
たデータを用いて再構成される画像は、視野周辺部での
スライス厚さ方向の分解能の低下の少ない画像となる。
The field performance in the slice thickness direction of the data collected for the cross slice becomes worse toward the periphery of the visual field, but the data is multiplied by a weighting coefficient that becomes smaller as the distance from the central axis increases. . as a result,
Data with good resolution in the slice thickness direction near the central axis is effectively used for image reconstruction, and conversely, data in the peripheral part of the visual field with poor resolution in the slice thickness direction has a low contribution to the reconstructed image. Therefore, the image reconstructed using the data processed in this manner is an image in which the resolution in the slice thickness direction in the peripheral portion of the visual field is not significantly reduced.

【実 施 例】【Example】

第1図において、リング状に並べられた検出器1が中心
軸方向に7層に重なるようにして積層されている。この
リングの中に図示しない被検者が挿入される。この被検
者にはRIが投与されており、体内のRIから放出された放
射線がセプタ2によってコリメートされて各層の検出器
1に入射する。 この実施例では、矢印イで示すスライスにつき画像を得
るものとする。第2層内の検出器1の間での同時計数が
同時計数回路3によって検出され、データメモリ5に第
2層のダイレクトスライスのデータが収集される。ま
た、同時計数回路4は、第1層と第3層の検出器1の間
での放射線同時入射を検出し、データメモリ6は第1層
と第3層に関するクロススライスのデータを収集する。
こうして、ダイレクトスライス、クロススライスのデー
タが例えば第2図A、第3図Aのようにサイノグラム
(投影データを投影角度毎に並べたもの)の形でメモリ
5、6に格納されることになる。これらのデータはメモ
リ5、6から読み出されて乗算器7、8において、重み
係数がそれぞれ乗ぜられる。この重み係数は、ダイレク
トスライス、クロススライスの区別に応じて、及びどの
ようなクロススライスかに応じて予め重み係数メモリ9
に格納されている。ダイレクトスライスの場合は、周辺
部にいくにしたがってスライス厚さ方向の分解能が低下
するということがないので、重み係数は第2図Bのよう
に直径方向において均一に「1」とされる。これに対し
て、クロススライスの場合は中心部ではスライス厚さ方
向の分解能がよいのに周辺部にいくにしたがって悪くな
るので、その度合に応じ、第3図Bのように中心付近で
は「1」、中心から離れるにしたがって漸次「0」にな
る関数となる。この重み係数のカーブは、例えば第1層
と第4層のクロススライスのように中心軸に対する傾き
が大きくなるほど尖鋭度が増加する。 このようにして重み係数の乗ぜられたデータが加算器10
によって加算され、画像再構成演算装置11に送られて、
画像再構成のための演算処理が行われる。したがって、
画像を再構成するについて、スライス厚さ方向の応答の
よいデータは有効に用いられ、逆に悪いデータは用いら
れる度合が少なくされることになる。そこで、結果的に
得られる画像は、ダイレクトスライスのデータにクロス
スライスのデータを加えたことによって視野の中心付近
で感度上昇したものとなり、視野周辺部におけるスライ
ス厚さ方向の分解能の低下を極力防止したものとなる。 この実施例は、ある種のダイレクトスライスデータにそ
の層に隣接した2つの層のクロススライスデータを加算
する場合に本発明を適用したものであるが、さらにその
隣の2つの層のクロススライスデータを加算する場合で
も同様に適用できるし、また、第6図の矢印ロで示すス
ライスの撮影を行う場合のように複数のクロススライス
データを加算する場合にも適用できる。また、重み係数
のカーブは撮影の各場合ごとに変化させるようにしても
よい。さらに、収集したデータに対するこのような操作
は、ハードウェアによってもソフトウェアによっても可
能である。
In FIG. 1, detectors 1 arranged in a ring shape are laminated so as to overlap seven layers in the central axis direction. A subject (not shown) is inserted into this ring. RI is administered to this subject, and the radiation emitted from the RI in the body is collimated by the septa 2 and enters the detector 1 of each layer. In this embodiment, it is assumed that an image is obtained for each slice indicated by arrow a. The coincidence counting between the detectors 1 in the second layer is detected by the coincidence counting circuit 3, and the data of the second layer direct slice is collected in the data memory 5. Further, the coincidence counting circuit 4 detects the simultaneous incidence of radiation between the detectors 1 of the first layer and the third layer, and the data memory 6 collects the cross slice data regarding the first layer and the third layer.
Thus, the data of the direct slice and the cross slice are stored in the memories 5 and 6 in the form of a sinogram (projection data is arranged for each projection angle) as shown in FIGS. 2A and 3A, for example. . These data are read from the memories 5 and 6 and multiplied by the weighting factors in the multipliers 7 and 8, respectively. The weighting coefficient is stored in advance in the weighting coefficient memory 9 according to the distinction between the direct slice and the cross slice and according to what kind of cross slice.
It is stored in. In the case of the direct slice, the resolution in the slice thickness direction does not decrease toward the peripheral portion, and therefore the weighting factor is uniformly set to "1" in the diameter direction as shown in FIG. 2B. On the other hand, in the case of the cross slice, the resolution in the slice thickness direction is good in the central part, but becomes worse as it goes to the peripheral part. Therefore, depending on the degree, as shown in FIG. ], The function gradually becomes “0” as the distance from the center increases. The sharpness of the curve of the weighting coefficient increases as the inclination with respect to the central axis increases, as in the cross slice of the first layer and the fourth layer. The data multiplied by the weighting coefficient in this way is added by the adder 10
Is added by and sent to the image reconstruction arithmetic unit 11,
Arithmetic processing for image reconstruction is performed. Therefore,
When the image is reconstructed, data having a good response in the slice thickness direction is effectively used, and conversely, bad data is less frequently used. Therefore, the resulting image has increased sensitivity near the center of the visual field due to the addition of the cross slice data to the direct slice data, and prevents deterioration of the resolution in the slice thickness direction at the peripheral part of the visual field as much as possible. It will be what you did. In this embodiment, the present invention is applied to the case where the cross slice data of two layers adjacent to the layer is added to a certain type of direct slice data, but the cross slice data of two layers next to the layer is further added. Can be similarly applied to the case of adding, and also applicable to the case of adding a plurality of cross slice data as in the case of photographing a slice shown by an arrow B in FIG. Further, the curve of the weighting factor may be changed for each case of photographing. Further, such operations on the collected data can be performed by hardware or software.

【発明の効果】【The invention's effect】

この発明のPET装置によれば、クロススライスに関して
収集したデータのスライス厚さ方向の分解能が視野周辺
で低下することをカバーするよう改善しているので、こ
のようなクロススライスデータをダイレクトスライスデ
ータに加えるなどして感度を高めた場合でも、スライス
厚さ方向の応答の悪さを最小限に抑えることができる。
According to the PET device of the present invention, the resolution in the slice thickness direction of the data collected regarding the cross slice is improved so as to cover the decrease in the periphery of the visual field, and thus such cross slice data is converted to direct slice data. Even if the sensitivity is increased by adding it, the poor response in the slice thickness direction can be minimized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図A,B
及び第3図A,Bは収集したデータとそれに作用させる重
み係数との関係を説明するためのもので第2図A、第3
図Aは収集されたデータを表す図、第2図B、第3図B
は重み係数を表すグラフ、第4図、第5図は従来例の模
式図、第6図は問題点を指摘するための模式図である。 1……検出器、2……セプタ、3、4……同時計数回
路、5、6……データメモリ、7、8……乗算器、9…
…重み係数メモリ、10……加算器、11……画像再構成演
算装置。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B.
Also, FIGS. 3A and 3B are for explaining the relationship between the collected data and the weighting factors to be applied to them, and FIGS.
Fig. A is a diagram showing collected data, Fig. 2B, Fig. 3B
Is a graph showing a weighting coefficient, FIGS. 4 and 5 are schematic diagrams of a conventional example, and FIG. 6 is a schematic diagram for pointing out a problem. 1 ... Detector, 2 ... Septa, 3, 4 ... Simultaneous counting circuit, 5, 6 ... Data memory, 7, 8 ... Multiplier, 9 ...
… Weight coefficient memory, 10 …… Adder, 11 …… Image reconstruction arithmetic unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】リング状に配置され且つこのリング状配置
を複数層に重ねたように配置される放射線検出手段と、
上記の各層内の検出手段の間での同時計数を行う手段
と、これからダイレクトスライスに関するデータを収集
する手段と、上記の各層にまたがる検出手段の間での同
時計数を行う手段と、これからクロススライスに関する
データを収集する手段と、クロススライスに関して収集
したデータに、その中心軸からの距離が大きくなるほど
小さくなる重み係数をかける手段と、収集したデータを
処理して画像再構成する手段とからなるPET装置。
1. Radiation detection means arranged in a ring shape and arranged so that the ring-shaped arrangement is laminated in a plurality of layers,
Means for performing coincidence counting between the detection means in each of the above layers, means for collecting data regarding direct slices from this, means for performing coincidence counting between the detection means across the above layers, and a cross slice from this A PET consisting of a means for collecting data concerning the cross slice, a means for applying a weighting factor to the data collected for the cross slice that becomes smaller as the distance from the central axis increases, and a means for processing the collected data to reconstruct an image. apparatus.
JP2615787A 1987-02-05 1987-02-05 PET device Expired - Lifetime JPH0711569B2 (en)

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JPS63193086A JPS63193086A (en) 1988-08-10
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