JPH08313637A - ガンマカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エネルギー補正を高精度に行うと共に、エネル
ギー分解能の低下の影響を排除する。 【構成】従来の方法で得られたエネルギー補正係数の全
部に、全エネルギースペクトラムの実際のピーク値に対
する所定チャンネルの値の比を乗算したエネルギー補正
係数を設定して、各ピクセルでの実際のエネルギースペ
クトラムのピーク値が所定チャンネルとなるようにし、
撮影した収集データからＸ方向及びＹ方向のカウント値
のピーク値を検索して、そのピーク値により囲まれた領
域をエネルギー補正領域と指定し、このエネルギー補正
領域に限定してエネルギー補正処理及びスムージング処
理を行うもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、放射性同位体によっ
て標識された放射性医薬品を体内に投与し、体内の特定
の臓器又は組織に吸収された医薬品から放出された放射
線を一定時間検出して放射性同位体分布を撮影( 検出 )
するガンマカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】放射性同位体によって標識された放射性
医薬品が体内に投与されると、その放射性医薬品の性質
によって定まる特定の臓器や組織に吸収され集中する性
質を利用し、ガンマカメラは体内から放射された放射線
( γ線 )を一定時間検出して、放射性同位体の分布を撮
影( 検出 )することにより、臓器の形状や機能、病巣の
有無、代謝機能などの診断に使用されている。

【０００３】図７に示すように、アンガー型ガンマカメ
ラ１は、被測定物として例えば患者の体内から放射され
た放射線を、鉛材からなるコリメータ２を介して、所定
の厚さのシンチレータ３に入射させ、放射線がシンチレ
ータ３内を通過する間にそのエネルギーが光子のエネル
ギーに変換する。この変換した光子を複数本の光電子増
倍管４によって測定し、放射線の位置計算することによ
り画像を作成するものである。

【０００４】この複数本の光電子増倍管４の感度の個体
差やその調整具合により、一般的に同一のエネルギーの
放射線が入射しても光電子増倍管４の出力が厳密に同一
の検出値とはならない。

【０００５】また、この光電子増倍管４の議論に関連し
て、デジタルガンマカメラにおいて撮影したイメージを
２５６×２５６等のピクセルに分割し、これらの各ピク
セルに均一に同一エネルギーの放射線を放射する線源を
使用して撮影した場合でも、一般的に各ピクセルで得ら
れたエネルギースペクトル( 各エネルギーの値における
カウント数 )のピーク値が厳密には同一とはならない。

【０００６】このため、従来のガンマカメラでは、各ピ
クセルに均一に同一エネルギーの放射線を放射する線源
を使用して撮影した場合に、全イメージ領域の各ピクセ
ルでの出力信号から得たエネルギースペクトルのピーク
値が同一になるように( 所定チャンネル( 各ピクセルで
独立してそれぞれエネルギー値に対応して設定される指
標数値 )になるように )エネルギー補正している。

【０００７】このエネルギー補正は、各ピクセルに入射
した全ての放射線のエネルギーの平均値が、入射した放
射線のエネルギーの中心値( マックスウエル分布におけ
るエネルギースペクトルのピーク値 )になるように、全
ての有効視野の領域で補正している。

【０００８】例えば、エネルギー補正は以下に説明する
ようにして行われる。すなわち、２５６×２５６のピク
セルのうち、座標(i,j) で指定されるピクセルのエネル
ギースペクトラムから、各エネルギー値( チャンネル値
)Ｚ(i,j)kとこのエネルギー値Ｚ(i,j)kに対応するカウ
ント数Ｍ(i,j)kとが得られる。なお、「 k」は全エネル
ギー領域における各エネルギー値に付加された番号であ
る。例えばＺ(i,j)1は、座標(i,j) のピクセルにおける
１番目のエネルギー値( 最下限のエネルギー値 )を示
し、この１番目のエネルギー値のカウント数は、Ｍ(i,
j)1となる。

【０００９】そこで、各エネルギー値Ｚ(i,j)kにその対
応するカウント数Ｍ(i,j)kを乗算し、この乗算したもの
の和(kについて) を全エネルギー領域にわたって算出す
る。すなわち、和Σ( Ｚ(i,j)k・Ｍ(i,j)k )を算出す
る。

【００１０】次に、カウント数Ｍ(i,j)kの和Σ( Ｍ(i,
j)k )を算出し、上述したエネルギー和Σ( Ｚ(i,j)k・
Ｍ(i,j)k )をカウント和Σ( Ｍ(i,j)k )で除算して、座
標(i,j) のピクセルにおける平均エネルギーＺav(i,j)
を算出する。すなわち、 Ｚav(i,j) ＝［Σ( Ｚ(i,j)k・Ｍ(i,j)k )］／［Σ( Ｍ
(i,j)k )］ を算出する。

【００１１】次に、いま入射したエネルギーの中心値と
してのエネルギーピーク値を所定チャンネルとしての１
０００ｃｈに設定するので、１０００を上述した平均エ
ネルギーで除算して、座標(i,j) のピクセルにおける補
正係数Ｚgp(i,j) を算出する。すなわち、 Ｚgp(i,j) ＝１０００／Ｚav(i,j) この補正係数Ｚgp(i,j) を全てのピクセル毎に計算・設
定するようになっていた。

【００１２】また、このエネルギー補正ではこの得られ
た補正係数Ｚgp(i,j) について、スムージング処理を行
うことが知られている。このスムージング処理は、例え
ば図８に示すような３×３のマトリックスサイズ又は図
９に示すような５×５のマトリックスサイズで行われ
る。

【００１３】すなわち、イメージ中から３×３ピクセル
又は５×５ピクセルを抽出し、図８又は図９に示すマト
リックス中の数値をそれらの各ピクセルの補正係数Ｚgp
(i,j) に乗算して合計し、この合計した数値をマトリッ
クス中の数値の合計で除算した値が抽出した３×３ピク
セル又は５×５ピクセルの中央のピクセルのスムージン
グ処理された補正係数Ｚgp(i,j) として実際に設定され
る。このように各ピクセルの補正係数Ｚgp(i,j) は周辺
のピクセルの補正係数との間でスムージング処理がなさ
れる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な従来のガンマカメラでのエネルギー補正では、入射し
た放射線に散乱線が全く存在しないときは入射した全て
の放射線のエネルギーピーク値は測定したエネルギース
ペクトラムのピーク値と等しいが、散乱線が存在すると
きは入射した全ての放射線のピーク値はエネルギースペ
クトラムのピーク値と比較して大きくなる。

【００１５】例えば、測定された放射線のエネルギース
ペクトラムが、図１０( ａ )に示すような散乱線のない
理想的なマックスウェル分布で得られれば、高精度にそ
のエネルギーピークが１０００ｃｈになるが、図１０(
ｂ )に示すように散乱線がある分布になるとそのエネル
ギーピークは１０００ｃｈにはならない。

【００１６】また、ガンマカメラの有効視野の境界( 縁
)の近傍領域では、放射線が入射してシンチレータ中に
発生した光( 光子 )が側面で反射することにより、光電
子増倍管での収集カウント数が高くなり、エネルギー分
解能が低下するという問題があった。

【００１７】この有効視野の境界の近傍領域の外側の領
域では、シンチレータ中に発生した光の乱反射のため、
エネルギー分解能が低下し、かつエネルギーが低く測定
される。従来のガンマカメラでは、上述した有効視野の
境界の近傍領域及びこの近傍領域の外側の領域に対して
もエネルギー補正を行っていたため、外側領域の補正係
数が正しい値を得られず、スムージングの影響で有効視
野の内側の領域の補正係数も、エネルギー補正が高精度
にできず、エネルギー分解能が低下するという問題があ
った。

【００１８】そこでこの発明は、エネルギー補正を高精
度に行うと共に、エネルギー分解能の低下の影響を排除
することができるガンマカメラを提供することを目的と
する。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
被測定対象からの放射線を検出する放射線検出手段と、
エネルギー値の概知の単一核種の線源を使用した撮影
で、放射線検出手段により得られるイメージを複数個の
ピクセルに分割し、このピクセル毎にエネルギー平均値
を算出し、所定チャンネル値をエネルギー平均値で除算
して補正係数を算出するピクセル補正係数算出手段と、
ピクセル毎にピクセル補正係数算出手段により算出され
た補正係数を使用して収集されたイメージの全領域にわ
たるエネルギースペクトラムにおけるエネルギーピーク
のチャンネル値で所定チャンネル値を除算してデータ全
体を補正するための全体補正係数を算出する全体補正係
数算出手段と、この全体補正係数算出手段により算出さ
れた全体補正係数をピクセル補正係数算出手段により算
出された補正係数に乗算し、この乗算により得られた最
終の補正係数をピクセル毎に設定する補正係数設定手段
と、被測定対象の撮影で収集されたデータを補正係数設
定手段により設定された最終の補正係数で補正する補正
手段とを設けたものである。

【００２０】請求項２記載の発明は、被測定対象からの
放射線を検出する放射線検出手段と、放射線検出手段に
より得られるイメージを複数個のピクセルに分割し、こ
の各ピクセルに対して同一エネルギーの放射線を均等に
放射する線源を使用した撮影で、最も高いカウント数が
存在するピクセルを検索する境界検出手段と、この境界
検出手段により検出されたピクセルより内側の領域に限
定してエネルギー補正を行う内側領域補正手段とを設け
たものである。

【００２１】

【作用】請求項１記載の発明においては、同一エネルギ
ーの放射線を均等に放射する線源を使用した撮影( 放射
線の検出 )で、ピクセル補正係数算出手段により、ピク
セル毎に補正係数が算出される。

【００２２】全体補正係数算出手段により、その算出さ
れた補正係数により補正されたエネルギースペクトラム
におけるエネルギーピークとなったチャンネル値に基い
て補正係数を補正するための全体補正係数が算出され
る。

【００２３】補正係数設定手段により、ピクセル補正係
数算出手段により算出された各補正係数に全体補正係数
をそ乗算し、この乗算により得られた最終の補正係数
が、ピクセル毎に設定される。補正手段は、ピクセル毎
に、設定された最終の補正係数により、被測定対象の撮
影で収集されたデータを補正する。

【００２４】請求項２記載の発明においては、境界検出
手段により、各ピクセルに対して同一エネルギーの放射
線を均等に放射する線源を使用した撮影で、最も高いカ
ウント数が存在するピクセルが検索される。内側領域補
正手段は、その検索されたピクセルより内側の領域に限
定してエネルギー補正を行う。

【００２５】

【実施例】この発明の第１実施例を図１乃至図３を参照
して説明する。図１は、ガンマカメラの要部構成を示す
ブロック図である。１１は、制御部本体を構成する制御
部であり、図示しないがＣＰＵ(centralprocessing uni
t)、ＲＯＭ(read only memory)、ＲＡＭ(random access
memory)等から構成されている。被測定物から放射され
るγ線は、鉛材等から形成されたコリメータ１２を介し
て検出器１３へ入射される。検出器１３は、シンチレー
タ１４及び複数個の光電子増倍管から構成された光電子
増倍管部１５を備え、γ線はシンチレータ１４に入射さ
れ、そのエネルギーが光子エネルギーに変換される。こ
の光子エネルギーは光電子増倍管部１５により検出され
る。なお、前記シンチレータ１４は、一般的にはＮａＩ
( ヨウ化ナトリウム結晶 )を使用したものが多いが、他
の種類のシンチレータでも良い。

【００２６】非線形回路部１６は、前記光電子増倍管部
１５の光電子増倍管と一致する個数の非線形回路から構
成されており、前記光電子増倍管部１５の各光電子増倍
管から出力された信号は、それぞれ非線形回路を通して
演算部１７へ出力される。

【００２７】この演算部１７では、チャンネル設定部１
８で設定されたエネルギー値とチャンネル値とを対応づ
けるチャンネル設定に基いて、同時に得られた複数の信
号の波高値をチャンネル値に変換して( 量子化して )、
各光電子増倍管での検出状態からγ線の発生位置及びそ
のエネルギーの大きさを算出する。そして、このγ線の
発生数をそのエネルギー値( チャンネル値 )毎にカウン
トする。

【００２８】前記検出器１３及び前記コリメータ１２
は、ＳＰＥＣＴ撮影の場合等において被測定物( 人 )の
周囲を回転するので、それらを回転駆動するための検出
器支持機構部１９が設けられている。

【００２９】また、前記制御部１１には、各種データを
記憶するためのメモリ２０が設けられ、このメモリ２０
には、さらに前記非線形回路部１６の各非線形回路の出
力特性を調整する係数が各核種毎に設定される非線形回
路設定エリア２１が形成されている。さらに、前記制御
部１１には操作部２２及び撮影( 検出 )した画像を表示
するための表示部２３が接続されている。

【００３０】このような構成の第１実施例においては、
図２に示すエネルギー補正係数設定処理が制御部１１に
より行われる。まず、ステップ１( ＳＴ１ )の処理とし
て、使用する予めエネルギーの数値が概知の単一核種の
線源に応じて非線形回路設定エリア２１から該当する係
数を読取り、この読取った係数に基いて非線形回路部１
６の各非線形回路を設定し、その単一核種の線源を使用
して、ファントムを撮影して直線性補正を行うためのデ
ータの収集を行う。

【００３１】ステップ２( ＳＴ２ )の処理として、収集
されたデータから構成されるイメージを２５６×２５６
のピクセルに分割する。ステップ３( ＳＴ３ )の処理と
して、これらのピクセル毎にエネルギー補正係数( 以下
１次補正係数と称する )Ｚgp(i,j) を算出する。なお、
このエネルギー補正係数の算出方法については従来の技
術と同様なので、ここではその説明は省略する。

【００３２】ステップ４( ＳＴ４ )の処理として、収集
されたデータにその算出された１次補正係数を乗算して
エネルギースペクトラムを求め、このエネルギースペク
トラムにおけるピークのｃｈ値( Ｐ )を求める。

【００３３】ステップ５( ＳＴ５ )の処理として、この
得られたエネルギーピーク値( Ｐ )から収集された全て
のデータに対するエネルギー補正係数( 以下、全体補正
係数と称する )Ｚを算出する。この全体補正係数Ｚは、
例えば、エネルギースペクトラムのピーク値として設定
した所定チャンネルを１０００チャンネルとすると、Ｚ
＝１０００／Ｐ上式によって算出される。

【００３４】ステップ６( ＳＴ６ )の処理として、この
全体補正係数Ｚをピクセル毎に算出した１次補正係数Ｚ
gp(i,j) に乗算してエネルギー補正係数Ｚgp2(i,j)を算
出し、このエネルギー補正係数Ｚgp2(i,j)を該当するピ
クセル毎に設定する。このステップ６の処理を終了する
と、このエネルギー補正係数設定処理を終了するように
なっている。なお、エネルギー補正係数Ｚgp2(i,j)を該
当するピクセル毎に設定した後、さらに従来の技術で説
明したように、そのエネルギー補正係数Ｚgp2(i,j)に対
してスムージング処理を行っても良いものである。

【００３５】このエネルギー補正係数設定処理を終了す
ると、このエネルギー補正されたデータから構成される
イメージに対して直線性補正が行われ、この直線性補正
の終了後、被測定対象に対する撮影( 検出 )が行われ
る。

【００３６】図３は、制御部１１により行われるエネル
ギー補正処理の流れを示す図である。 まず、ステップ
１１( ＳＴ１１ )の処理として、被測定対象を撮影す
る。ステップ１２( ＳＴ１２ )の処理として、その被測
定対象の撮影により得られた収集データを２５６×２５
６のピクセルに分割する。ステップ１３( ＳＴ１３ )の
処理として、この分割したピクセル毎に設定されている
エネルギー補正係数Ｚgp2(i,j)を収集されたデータに乗
算して、エネルギー補正を行う。

【００３７】このエネルギー補正が全てのピクセルにつ
いて終了すると、このエネルギー補正処理を終了するよ
うになっている。このエネルギー補正処理によりエネル
ギー補正された、被測定対象の収集データの各ピクセル
のエネルギースペクトラムのピーク値は、例えば１次補
正係数を算出するところで設定した所定チャンネル１０
００ｃｈとなる。

【００３８】このように第１実施例によれば、エネルギ
ースペクトラムのピーク値を求めて、このピーク値によ
り導かれた全体補正係数Ｚにより各ピクセルのエネルギ
ー補正係数を補正しているので、散乱線が発生した場合
でも、各ピクセルのエネルギースペクトラムのピーク値
が全て所定のチャンネルの１０００ｃｈとすることがで
きるので、エネルギー補正の精度を向上させることがで
き、画質の安定性を得ることができる。

【００３９】この発明の第２実施例を図４乃至図６を参
照して説明する。なお、この第２実施例と前述した第１
実施例のガンマカメラとほとんど同一構成であり、同一
部材には同一符号を付してその説明は省略する。

【００４０】図４は、制御部１１により行われるエネル
ギー補正領域指定処理の流れを示す図である。まず、ス
テップ２１( ＳＴ２１ )の処理として、使用する予めエ
ネルギーの数値が概知の単一核種の線源に応じて非線形
回路設定エリア２１から該当する係数を読取り、この読
取った係数に基いて非線形回路部１６の各非線形回路を
設定し、均一に放射線を放射するその単一核種の線源を
使用して、ファントムを撮影して直線性補正を行うため
のデータの収集を行う。

【００４１】ステップ２２( ＳＴ２２ )の処理として、
収集されたデータを２５６×２５６のピクセルに分割す
る。ステップ２３( ＳＴ２３ )の処理として、各ピクセ
ルのエネルギースペクトラムのピーク値( カウント数 )
について、２５６×２５６のピクセル全体を走査して、
走査線毎にそのカウント数がピークとなるピクセルを検
索する。

【００４２】ステップ２４( ＳＴ２４ )の処理として、
その走査により検索されたピクセルから形成される境界
ＣＰで囲まれた内領域を、エネルギー補正領域Ｇとして
指定する。例えば図５に示すように、カウント数がピー
クとなるピクセルが検索されて、境界ＣＰが求められ、
この境界ＣＰの内領域がエネルギー補正領域Ｇとして指
定される。

【００４３】なお、図５中の左側のグラフは、Ｙ方向に
走査した場合のある走査線Ａにおける、各ピクセルのエ
ネルギースペクトラムのピーク値のカウント数の変化を
示すグラフである。図５中の下側のグラフは、Ｘ方向に
走査した場合のある走査線Ｂにおける、各ピクセルのエ
ネルギースペクトラムのピーク値のカウント数の変化を
示すグラフである。

【００４４】ステップ２５( ＳＴ２５ )の処理として、
その指定されたエネルギー補正領域Ｇのピクセル毎に、
エネルギー補正係数を算出して設定する。このエネルギ
ー補正係数の算出は、前述した第１実施例のエネルギー
補正係数設定処理におけるエネルギー補正係数Ｚgp2(i,
j)の算出方法を適用しても良いし、また、従来のエネル
ギー補正係数Ｚgp(i,j) の算出方法を適用しても良いも
のである。

【００４５】ステップ２６( ＳＴ２６ )の処理として、
その指定されたエネルギー補正領域Ｇ内でスムージング
処理を行う。なお、このスムージング処理については、
そのスムージング対象が全視野ではなくエネルギー補正
領域に限定されている点を除いて従来の技術と同様なの
で、ここではその説明は省略する。

【００４６】このステップ２６の処理を終了すると、こ
のエネルギー補正領域指定処理を終了するようになって
いる。このエネルギー補正領域指定処理を終了すると、
被測定対象に対する撮影( 検出 )が行われる。

【００４７】図６は、制御部１１により行われるエネル
ギー補正処理の流れを示す図である。 まず、ステップ
３１( ＳＴ３１ )の処理として、被測定対象を撮影す
る。ステップ３２( ＳＴ３２ )の処理として、その被測
定対象により得られた収集データを２５６×２５６のピ
クセルに分割する。

【００４８】ステップ３３( ＳＴ３３ )の処理として、
エネルギー補正領域Ｇ内のその分割したピクセル毎に設
定されているエネルギー補正係数Ｚgp2(i,j)( 又はＺgp
(i,j))によりエネルギー補正を行う。このステップ３３
の処理を終了すると、このエネルギー補正処理を終了す
るようになっている。

【００４９】このように第２実施例によれば、ガンマカ
メラの有効視野の境界（縁）の近傍領域のエネルギー分
解能が低下する領域( 異常に高いカウント値が得られる
領域)を検出して、その領域を含まないようにエネルギ
ー補正領域を指定し、このエネルギー補正領域において
エネルギー補正処理を行うことにより、ガンマカメラの
有効視野の境界（縁）の近傍領域のエネルギー分解能が
低下する領域による影響を排除することができ、さらに
スムージング処理を行っても、高精度なエネルギー補正
を行うことができ、その結果、エネルギー補正領域にお
いては、ガンマカメラの測定値のエネルギー分解能及び
均一性・直線性を向上させることができる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
エネルギー補正を高精度に行うと共に、エネルギー分解
能の低下の影響を排除することができるガンマカメラを
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例のガンマカメラの要部構
成を示すブロック図。

【図２】同実施例のガンマカメラで行われるエネルギー
補正係数設定処理の流れを示す図。

【図３】同実施例のガンマカメラで行われるエネルギー
補正処理の流れを示す図。

【図４】この発明の第２実施例のガンマカメラで行われ
るエネルギー補正係数設定処理の流れを示す図。

【図５】同実施例のガンマカメラの有効視野におけるカ
ウント特性とエネルギー補正領域を示す図。

【図６】同実施例のガンマカメラで行われるエネルギー
補正処理の流れを示す図。

【図７】アンガー形ガンマカメラの検出器の要部構成を
示す図。

【図８】スムージング処理で使用される３×３マトリッ
クスを示す図。

【図９】スムージング処理で使用される５×５マトリッ
クスを示す図。

【図１０】散乱線のないエネルギースペクトラム及び散
乱線のあるエネルギースペクトラムを示す図。

【符号の説明】

１１…制御部、 １４…シンチレータ、 １５…光電子増倍管。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定対象からの放射線を検出する放射
   線検出手段と、 エネルギー値の概知の単一核種の線源を使用した撮影
   で、放射線検出手段により得られるイメージを複数個の
   ピクセルに分割し、このピクセル毎にエネルギー平均値
   を算出し、所定チャンネル値を前記エネルギー平均値で
   除算して補正係数を算出するピクセル補正係数算出手段
   と、 前記ピクセル毎に前記ピクセル補正係数算出手段により
   算出された補正係数を使用して収集されたイメージの全
   領域にわたるエネルギースペクトラムにおけるエネルギ
   ーピークのチャンネル値で前記所定チャンネル値を除算
   して補正係数を補正するための全体補正係数を算出する
   全体補正係数算出手段と、 この全体補正係数算出手段により算出された全体補正係
   数を前記ピクセル補正係数算出手段により算出された各
   補正係数に乗算し、この乗算により得られた最終の補正
   係数をピクセル毎に設定する補正係数設定手段と、 被測定対象の撮影で収集されたデータを前記補正係数設
   定手段により設定された前記最終の補正係数で補正する
   補正手段とを設けたことを特徴とするガンマカメラ。
2. 【請求項２】 被測定対象からの放射線を検出する放射
   線検出手段と、 放射線検出手段により得られるイメージを複数個のピク
   セルに分割し、この各ピクセルに対して同一エネルギー
   の放射線を均等に放射する線源を使用した撮影で、最も
   高いカウント数が存在するピクセルを検索する境界検出
   手段と、 この境界検出手段により検出されたピクセルより内側の
   領域に限定してエネルギー補正を行う内側領域補正手段
   とを設けたことを特徴とするガンマカメラ。
3. 【請求項３】 請求項２記載のガンマカメラにおいて、
   内側領域補正手段により行われるエネルギー補正は、ス
   ムーシング処理を含むことを特徴とするガンマカメラ。