JPH10206545A - Positron ct(computed tomograph) - Google Patents

Positron ct(computed tomograph)

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JPH10206545A
JPH10206545A JP779297A JP779297A JPH10206545A JP H10206545 A JPH10206545 A JP H10206545A JP 779297 A JP779297 A JP 779297A JP 779297 A JP779297 A JP 779297A JP H10206545 A JPH10206545 A JP H10206545A
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area
subject
photon
coincidence
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真介 森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the reconstitution image of high resolution at a high S/N rate in a subject or a region of interest by increasing no volume of a memory accumulating projection data or reducing it while the projection data are accumulated for dispersion correction even in a simultaneous counting line not passing through the area which the subject occupies. SOLUTION: It is judged by an area judgement part 50 whether or not a simultaneous counting line mutually connecting a pair of photon detectors simultaneously detecting a photon pair generated with electron and position pair extinction out of the photon detectors constituting a ring 20 passes a subject 10. In a case where it is judged by the region judgement part 50 that the simultaneous counting line passes through the subject 10, a constant value is accumulated and added in the projection data accumulation area 60A of high sampling density. In another case where it is not judged, another constant value is accumulated and added in the projection data accumulation area 60B of low sampling density, and the projection data are accumulated in a t-θ memory 60.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体に投入され
たRI線源により発生する電子・陽電子対消滅に伴って
放出される光子対を検出することにより、その被写体内
の物質分布を測定するポジトロンCT装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention measures a substance distribution in a subject by detecting a photon pair emitted by the annihilation of an electron / positron pair generated by an RI source applied to the subject. The present invention relates to a positron CT apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポジトロンCT装置(Positron Emissio
n Computed-Tomography ; 以下、「PET」という)
は、生体や疾病患の研究あるいは臨床検査等に応用さ
れ、体内に投入された陽電子放出核種(以下、「RI線
源」という)の分布を画像化し、生体機能を見るための
装置である。
2. Description of the Related Art Positron Emissio
n Computed-Tomography; hereinafter "PET")
Is a device that is applied to the research or clinical examination of living bodies and diseases, and that images the distribution of positron-emitting nuclides (hereinafter, referred to as “RI radiation sources”) injected into the body to view biological functions.

【0003】RI線源は、神経伝達に関与するドーパミ
ンや体内でのグルコース代謝に関係するFDG(18F−
フルオロデオキシグルコース)等の生体内物質、或い
は、例えば新規開発中の薬剤に、部分的に付加されて用
いられる。PETは、このような物質の生体内での分
布、消費量あるいは時間的変化の様子を見ることができ
る。また、PETは、脳血流量や酸素消費量などの生体
の基礎代謝を測定することもできる。
[0003] RI-ray source, FDG related to glucose metabolism in dopamine and the body that are involved in neurotransmission (18 F-
It is used by being partially added to an in-vivo substance such as fluorodeoxyglucose) or a drug under development, for example. PET makes it possible to observe the distribution, consumption, or temporal change of such a substance in a living body. PET can also measure basic metabolism of a living body such as cerebral blood flow and oxygen consumption.

【0004】このようなPETの検出部は、リング状に
配置された多数の光子検出器(以下、「リング」とい
う)からなり、そのリング内の測定空間に、RI線源を
注入あるいは吸入された人体などの被写体が置かれる。
被写体内のRI線源から放出された陽電子は、直ちに近
くの電子と結合して、それぞれ511keVのエネルギ
を持つ1対の光子(ガンマ線)が互いに反対方向に放出
される。そこで、リングを構成する光子検出器により検
出された光子のうち、511keVのエネルギを有する
1対の光子を弁別し同時計数することにより、電子・陽
電子対消滅がどの直線(以下、「同時計数ライン」とい
う)上で発生したかを特定することができる。PET
は、このような同時計数情報(投影データ)をメモリに
蓄積して画像再構成処理を行って、RI線源の分布画像
を作成する。
[0004] The detection section of such a PET comprises a large number of photon detectors (hereinafter, referred to as "rings") arranged in a ring shape, and an RI radiation source is injected or sucked into a measurement space in the ring. A subject such as a human body is placed.
Positrons emitted from the RI source in the subject are immediately combined with nearby electrons, and a pair of photons (gamma rays) each having an energy of 511 keV are emitted in opposite directions. Therefore, a pair of photons having an energy of 511 keV among the photons detected by the photon detectors constituting the ring are discriminated and coincidentally counted, so that the electron-positron pair annihilation can be determined by any straight line (hereinafter, referred to as the coincidence line ") Can be specified. PET
Accumulates such coincidence counting information (projection data) in a memory and performs image reconstruction processing to create a distribution image of an RI source.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このようなPETにあ
っては、高解像度の再構成画像を得るために、リングを
構成する光子検出器の個数を増やすことが望まれてい
る。また、2次元タイプのPET(2D−PET)で
は、RI線源から放出されてあらゆる方向に飛行する光
子対のうち、リング面に沿った方向に飛行する光子対の
みを検出するため、RI線源から放出される光子対を捕
捉する確率が小さく、統計ノイズが大きく検出感度が低
いという問題があることから、検出感度を向上させるた
めに3次元タイプのPET(3D−PET)が用いられ
るようになってきている。
In such a PET, it is desired to increase the number of photon detectors forming a ring in order to obtain a high-resolution reconstructed image. In a two-dimensional PET (2D-PET), among the photon pairs emitted from the RI source and flying in all directions, only the photon pairs flying in the direction along the ring surface are detected. Since there is a problem that the probability of capturing the photon pairs emitted from the source is small, the statistical noise is large, and the detection sensitivity is low, a three-dimensional type PET (3D-PET) is used to improve the detection sensitivity. It is becoming.

【0006】このように、リングを構成する光子検出器
の個数は増加傾向にあり、したがって、光子対を検出し
得る光子検出対の組み合わせの数も増加傾向にあること
から、単位時間当たりの同時計数が増加するとともに、
蓄積すべき投影データも更に大量となり、メモリに蓄積
された投影データを画像再構成部に転送する時間は更に
長くなる。
As described above, the number of photon detectors constituting a ring tends to increase, and the number of combinations of photon detection pairs capable of detecting a photon pair also tends to increase. As the count increases,
The amount of projection data to be stored is further increased, and the time required to transfer the projection data stored in the memory to the image reconstruction unit is further increased.

【0007】さらに、被写体である人体やその他の動物
に苦痛やストレスを与えることなく通常の生理状態を維
持するために、被写体を固定せずに或程度の体動を許容
して計測を行うフリー・ムービング計測が行われている
が、このフリー・ムービング計測によっても、被写体か
ら発生した光子対を検出し得る光子検出器対の組み合わ
せの数が増えるので、蓄積すべき投影データは増大し、
画像再構成部への転送時間は長くなる。被写体の体動を
許容する範囲が大きいほど、蓄積すべき投影データは増
大する。
Further, in order to maintain a normal physiological state without giving a pain or stress to a human body or other animal as a subject, free measurement is performed by allowing a certain amount of body movement without fixing the subject. Although the moving measurement is performed, the number of combinations of the photon detector pairs that can detect the photon pairs generated from the subject also increases by the free moving measurement, so the projection data to be stored increases.
The transfer time to the image reconstruction unit becomes longer. The larger the range in which the body movement of the subject is allowed, the larger the projection data to be stored.

【0008】ところで、PETによる計測には、1回の
計測中の全ての投影データを同一の記憶領域へ収納する
スタティック計測と、計測時間を複数のフレームに分割
してフレーム毎の投影データをそれぞれ対応する記憶領
域へ収納するダイナミック計測(多フレーム計測)とが
あるが、最近では、例えば脳血流計測のような生体機能
の時間的変化を測定する為にダイナミック計測が行われ
ることが多い。このダイナミック計測においては、生体
機能の時間的変化の様子をより詳しく観測したり計算誤
差を減らしたりするために、フレーム時間を短縮化し、
より短い時間間隔で計測を行うことが望まれている。し
かしながら、上述のとおり、蓄積すべき投影データが大
量であり、その大量の投影データをメモリから画像再構
成部へ転送するのに長時間を要することから、フレーム
時間の短縮化は困難である。
By the way, the PET measurement involves a static measurement in which all the projection data during one measurement is stored in the same storage area, and the measurement time is divided into a plurality of frames and the projection data for each frame is divided into a plurality of frames. There is dynamic measurement (multi-frame measurement) stored in a corresponding storage area, but recently, dynamic measurement is often performed to measure temporal changes in biological functions, such as cerebral blood flow measurement. In this dynamic measurement, in order to observe the state of the temporal change of the biological function in more detail and reduce the calculation error, the frame time was shortened,
It is desired to measure at shorter time intervals. However, as described above, there is a large amount of projection data to be accumulated, and it takes a long time to transfer the large amount of projection data from the memory to the image reconstruction unit. Therefore, it is difficult to reduce the frame time.

【0009】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、投影データを蓄積するメモリの容量を
増やすことなく或いは減らして、高解像度の再構成画像
を得ることができ、また、ダイナミック計測においてフ
レーム時間を短縮化することができるポジトロンCT装
置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to obtain a high-resolution reconstructed image without increasing or reducing the capacity of a memory for storing projection data. It is another object of the present invention to provide a positron CT apparatus capable of reducing a frame time in dynamic measurement.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係るポジトロン
CT装置は、(1) 入射した光子のエネルギに応じた光子
検出信号をそれぞれ出力する複数個の光子検出器が測定
空間を囲んで配列されたリングと、(2) 光子検出信号を
入力し、測定空間における電子・陽電子対消滅によって
発生する光子対をエネルギ弁別して、光子対のそれぞれ
の光子を検出した光子検出器対を示す検出器識別信号を
出力する同時計数回路と、(3) 検出器識別信号が示す光
子検出器対を互いに結ぶ同時計数ラインについて測定空
間に設定された極座標系で表現した座標値を出力する座
標変換手段と、(4) 同時計数ラインの測定空間内におけ
る通過領域を判定する領域判定手段と、(5) 座標変換手
段から出力される座標値に対する番地の対応関係の粗密
が互いに異なる2以上の所定数の投影データ蓄積領域を
有し、領域判定手段により判定された通過領域に応じて
所定数の投影データ蓄積領域のうちの何れかにおいて、
座標変換手段から出力された座標値に対応する番地に一
定値を累積加算して、投影データを蓄積する投影データ
蓄積手段と、(6) 投影データ蓄積手段の所定数の投影デ
ータ蓄積領域それぞれに蓄積された投影データに基づい
て、測定空間における電子・陽電子対消滅の発生頻度の
空間分布を算出し画像再構成を行う画像再構成手段と、
を備えることを特徴とする。
The positron CT apparatus according to the present invention comprises: (1) a plurality of photon detectors each of which outputs a photon detection signal corresponding to the energy of an incident photon are arranged around a measurement space; (2) Photon detection signal is input, photon pairs generated by annihilation of electron and positron pairs in the measurement space are subjected to energy discrimination, and photon detector pairs that detect each photon of the photon pair are detected. A coincidence circuit that outputs a signal, and (3) a coordinate conversion unit that outputs a coordinate value expressed in a polar coordinate system set in a measurement space with respect to a coincidence line connecting the photon detector pairs indicated by the detector identification signal, (4) area determination means for determining the passing area of the coincidence counting line in the measurement space; and (5) two or more areas having different densities corresponding to the address values corresponding to the coordinate values output from the coordinate conversion means. Has a projection data storage area of the constant, in any of the predetermined number of projection data storage area according to the determined passage region by region judging means,
A projection data storage unit that accumulates a fixed value to an address corresponding to the coordinate value output from the coordinate conversion unit and stores projection data, and (6) a predetermined number of projection data storage areas of the projection data storage unit. Image reconstruction means for calculating a spatial distribution of the frequency of occurrence of electron-positron annihilation in the measurement space based on the accumulated projection data and performing image reconstruction,
It is characterized by having.

【0011】このポジトロンCT装置によれば、リング
を構成する複数個の光子検出器のうちの何れかに光子が
入射すると、その入射した光子のエネルギに応じた光子
検出信号がその光子検出器から出力され、光子検出信号
は同時計数回路に入力する。その光子検出信号に基づい
て、同時計数回路により、測定空間における電子・陽電
子対消滅によって発生する光子対がエネルギ弁別され
て、光子対のそれぞれの光子を検出した光子検出器対を
示す検出器識別信号が出力される。この検出器識別信号
に基づいて、座標変換手段により、検出器識別信号が示
す光子検出器対を互いに結ぶ同時計数ラインについて測
定空間に設定された極座標系で表現した座標値が出力さ
れる。この同時計数ラインの測定空間内における通過領
域が領域判定手段により判定され、その判定結果に応じ
て、投影データ蓄積手段の2以上の所定数の投影データ
蓄積領域の何れかに、座標変換手段から出力された座標
値に対応する番地に一定値が累積加算されて、投影デー
タが蓄積される。そして、投影データ蓄積手段の所定数
の投影データ蓄積領域それぞれに蓄積された投影データ
に基づいて、画像再構成手段により、測定空間における
電子・陽電子対消滅の発生頻度の空間分布が算出され再
構成画像が得られる。
According to this positron CT apparatus, when a photon enters one of a plurality of photon detectors constituting a ring, a photon detection signal corresponding to the energy of the incident photon is output from the photon detector. The output photon detection signal is input to the coincidence circuit. Based on the photon detection signal, the coincidence circuit discriminates the energy of the photon pair generated by the annihilation of the electron / positron pair in the measurement space, and identifies the photon detector pair that has detected each photon of the photon pair. A signal is output. Based on the detector identification signal, the coordinate conversion means outputs coordinate values expressed in a polar coordinate system set in the measurement space for a coincidence line connecting the photon detector pairs indicated by the detector identification signal. The passing area of the coincidence line in the measurement space is determined by the area determining means, and according to the determination result, any one of the two or more predetermined number of projection data accumulating areas of the projection data accumulating means is transferred from the coordinate converting means. A certain value is cumulatively added to an address corresponding to the output coordinate value, and projection data is accumulated. Then, based on the projection data accumulated in each of the predetermined number of projection data accumulation areas of the projection data accumulation means, the image reconstructing means calculates the spatial distribution of the occurrence frequency of electron-positron annihilation in the measurement space, and reconstructs the image. An image is obtained.

【0012】ここで、投影データ蓄積手段の所定数の投
影データ蓄積領域は、座標変換手段から出力される座標
値に対する番地の対応関係の粗密が互いに異なるものと
したので、全ての座標値に対する番地の対応関係が一様
に密である場合と比較して、投影データ蓄積手段から画
像再構成手段に転送されるべき投影データの量は少な
い。また、画像再構成手段により得られる再構成画像の
うち、当該対応関係が密な投影データ蓄積領域に蓄積さ
れた投影データに基づく部分は高解像度のものが得られ
る。
Here, the predetermined number of projection data storage areas of the projection data storage means are different from each other in the correspondence of the addresses to the coordinate values output from the coordinate conversion means. The amount of projection data to be transferred from the projection data storage means to the image reconstruction means is smaller than in the case where the correspondence is uniformly dense. In the reconstructed image obtained by the image reconstructing means, a portion based on the projection data stored in the projection data storage area having a close correspondence is obtained with a high resolution.

【0013】また、さらに、画像再構成手段により画像
再構成された空間分布の画像に基づいて散乱補正を行う
散乱補正手段を更に備えることを特徴とすることとして
もよい。この場合、画像再構成手段により得られた再構
成画像は、散乱補正手段により散乱補正がなされて高S
/N比のものとなる。
Further, the image processing apparatus may further include a scatter correction means for performing scatter correction based on the spatial distribution image reconstructed by the image reconstruction means. In this case, the reconstructed image obtained by the image reconstructing means is subjected to the scattering correction by the
/ N ratio.

【0014】また、さらに、測定空間に置かれた被写体
の輪郭を検出する輪郭検出手段を更に備え、領域判定手
段は、輪郭検出手段により検出された輪郭に基づいて通
過領域を判定することを特徴とすることとしてもよい。
この場合、測定空間に置かれた被写体の輪郭は輪郭検出
手段により検出され、この輪郭に基づいて同時計数ライ
ンの測定空間内における通過領域が領域判定手段により
判定され、その結果に応じて、投影データ蓄積手段の所
定数の投影データ蓄積領域の何れかに一定値が累積加算
される。
Further, the apparatus further comprises a contour detecting means for detecting a contour of a subject placed in the measurement space, and the area determining means determines a passing area based on the contour detected by the contour detecting means. It is good also as.
In this case, the contour of the subject placed in the measurement space is detected by the contour detection means, and the passing area of the coincidence line in the measurement space is determined by the area determination means based on the contour, and the projection is performed according to the result. A certain value is cumulatively added to any one of the predetermined number of projection data storage areas of the data storage means.

【0015】また、さらに、領域判定手段は、検出器識
別信号が示す光子検出器対を互いに結ぶ同時計数ライン
が測定空間内の所定領域を通過するか否かを判定し、投
影データ蓄積手段は、所定数の投影データ蓄積領域のう
ち、同時計数ラインが所定領域を通過すると判定された
ときに一定値が累積加算される投影データ蓄積領域の対
応関係が、その他の投影データ蓄積領域の対応関係より
も密である、ことを特徴とすることとしてもよい。この
場合、検出器識別信号が示す光子検出器対を互いに結ぶ
同時計数ラインが測定空間内の所定領域を通過するか否
かが領域判定手段により判定され、同時計数ラインが所
定領域を通過すると判定されたときには、投影データ蓄
積手段の所定数の投影データ蓄積領域のうちの密な対応
関係を有する投影データ蓄積領域に一定値が累積加算さ
れ、そうでないときには、粗な対応関係を有する投影デ
ータ蓄積領域に一定値が累積加算されて、投影データが
蓄積される。そして、再構成画像のうち所定領域につい
ては高解像度の画像が得られる。
Further, the area determining means determines whether or not a coincidence line connecting the photon detector pairs indicated by the detector identification signal passes through a predetermined area in the measurement space. Of the predetermined number of projection data storage areas, the correspondence of the projection data storage area to which a certain value is cumulatively added when it is determined that the coincidence line passes through the predetermined area is the correspondence of the other projection data storage areas. It may be characterized as being denser. In this case, the area determination means determines whether or not the coincidence line connecting the photon detector pairs indicated by the detector identification signal passes through a predetermined area in the measurement space, and determines that the coincidence line passes through the predetermined area. If this is the case, a certain value is cumulatively added to the projection data storage area having a dense correspondence among the predetermined number of projection data storage areas of the projection data storage means. A certain value is cumulatively added to the area, and projection data is accumulated. Then, a high-resolution image is obtained for a predetermined area in the reconstructed image.

【0016】また、さらに、領域判定手段は所定領域に
関して自在に設定可能であることを特徴とすることとし
てもよい。この場合、測定空間に置かれる被写体や注目
領域に応じて、同時計数ラインが通過するか否かを判定
する際の基準となる所定領域が領域判定手段で適切に設
定される。
Further, the area determination means may be freely set with respect to the predetermined area. In this case, a predetermined area serving as a reference when judging whether or not the coincidence counting line passes is appropriately set by the area determining means in accordance with the subject and the attention area placed in the measurement space.

【0017】また、さらに、領域判定手段は、測定空間
内に置かれた被写体が占める領域または被写体内の注目
領域の何れかを所定領域とすることを特徴とすることと
してもよい。この場合、再構成画像のうち被写体が占め
る領域または被写体内の注目領域について高解像度のも
のが得られる。
Further, the area determination means may be characterized in that either the area occupied by the object placed in the measurement space or the attention area in the object is set as the predetermined area. In this case, a high resolution image is obtained for the region occupied by the subject or the attention region in the subject in the reconstructed image.

【0018】また、さらに、領域判定手段は、測定空間
内に置かれた被写体が占める領域または被写体内の注目
領域の何れかの周辺に一定幅領域を加えた領域を所定領
域とすることを特徴とすることとしてもよい。この場
合、再構成画像のうち被写体が占める領域または被写体
内の注目領域の全領域について高解像度のものが得られ
る。
Further, the area determining means sets a predetermined area to be an area obtained by adding a fixed width area around any one of an area occupied by an object placed in the measurement space or an attention area in the object. It is good also as. In this case, a high-resolution image can be obtained for the region occupied by the subject or the entire region of interest in the subject in the reconstructed image.

【0019】また、さらに、領域判定手段は、測定空間
内に置かれた被写体が占める領域または被写体内の注目
領域の何れかを含む球形状の領域を所定領域とすること
を特徴とすることとしてもよい。この場合、領域判定手
段において同時計数ラインが所定領域を通過するか否か
の判定が容易になる。
Further, the area determining means is characterized in that a spherical area including any one of an area occupied by the object placed in the measurement space and an attention area in the object is set as the predetermined area. Is also good. In this case, it is easy for the area determining means to determine whether or not the coincidence line passes through the predetermined area.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0021】初めに、本発明に係る実施形態を説明する
前に、再構成画像のS/N比劣化の1要因となる散乱同
時計数および散乱補正について説明する。
First, before describing the embodiment according to the present invention, the simultaneous scatter count and the scatter correction which are one factor of the S / N ratio deterioration of the reconstructed image will be described.

【0022】散乱同時計数とは、電子・陽電子対消滅事
象により放出され一方または双方が散乱された光子対
(散乱線)が1対の光子検出器により同時検出される現
象である。この散乱同時計数の現象は、電子・陽電子対
消滅位置について誤った情報を与えることになるので、
除去することが必要である。2D−PETの場合には、
スライス間コリメータが散乱線の検出を或程度除去して
いたが、3D−PETの場合では、スライス間コリメー
タが取り外されるので、検出される散乱線が2D−PE
Tの場合に比べて10倍以上多く、他の方法で散乱同時
計数を除去する必要がある。
The scattering coincidence counting is a phenomenon in which a pair of photons (scattered rays) emitted by the electron-positron annihilation event and one or both of them are scattered are simultaneously detected by a pair of photon detectors. This phenomenon of coincidence of scattering gives wrong information about the annihilation position of the electron-positron pair.
It is necessary to remove it. In the case of 2D-PET,
Although the inter-slice collimator removed the detection of scattered radiation to some extent, in the case of 3D-PET, since the inter-slice collimator was removed, the detected scattered radiation was 2D-PE.
More than 10 times more than in the case of T, it is necessary to remove the scatter coincidence by another method.

【0023】スライス間コリメータに依らずに散乱同時
計数を除去する方法として、光子が当初持っていたエネ
ルギ(511keV)が散乱により減少することを利用
して、散乱されておらず511keVのエネルギを有す
る光子対をエネルギ弁別することで、散乱同時計数を除
去することが考えられる。しかし、この方法では、散乱
同時計数を或程度除去することができるものの、完全に
除去することはできない。
As a method for removing the scatter coincidence without using the interslice collimator, utilizing the fact that the energy (511 keV) originally possessed by the photon is reduced by scattering, the photon has an energy of 511 keV without being scattered. It is conceivable to eliminate scattering coincidence by energy discrimination of photon pairs. However, this method can eliminate scatter coincidence to some extent, but cannot completely eliminate it.

【0024】また、散乱補正を行う方法も考えられる。
図7は、散乱同時計数の説明図である。図7(a)は、
被写体10およびリング20とともに、測定空間11に
設定された極座標系における或θ’方向の投影データ
(エミッション・データE(t,θ’))の分布をも示
しており、図7(b)は、t−θメモリ60に蓄積され
る投影データ(エミッション・データE(t,θ))の
分布を模式的に示している。この図7(a)に示すよう
に、リング20内の測定空間11にRI線源が投与され
た被写体10を置いてエミッション計測を行って蓄積さ
れた投影データのうち、被写体10が占める領域を通過
する同時計数ラインについての投影データ(図7(a)
中の投影データ分布の範囲A)には、真の同時計数に加
えて散乱同時計数が蓄積され、被写体10が占める領域
を通過しない同時計数ラインについての投影データ(図
7(a)中の投影データ分布の範囲B)には、散乱同時
計数のみが蓄積される。
A method of performing scattering correction is also conceivable.
FIG. 7 is an explanatory diagram of scatter coincidence counting. FIG. 7 (a)
FIG. 7B shows the distribution of projection data (emission data E (t, θ ′)) in a certain θ ′ direction in the polar coordinate system set in the measurement space 11 together with the subject 10 and the ring 20. , The distribution of projection data (emission data E (t, θ)) stored in the t-θ memory 60 is schematically shown. As shown in FIG. 7A, the area occupied by the subject 10 in the projection data accumulated by performing the emission measurement with the subject 10 to which the RI source is administered placed in the measurement space 11 in the ring 20 is shown. Projection data for passing coincidence lines (FIG. 7A)
In the projection data distribution range A), the scattering coincidence count is accumulated in addition to the true coincidence count, and the projection data for the coincidence line that does not pass through the area occupied by the subject 10 (the projection data in FIG. 7A). In the range B) of the data distribution, only the scattering coincidence count is accumulated.

【0025】すなわち、同時検出された全ての同時計数
ラインについてその方位θおよび原点からの距離tの値
ごとに投影データを蓄積するt−θメモリ60の投影デ
ータ蓄積領域は、図7(b)に示すように、被写体10
が占める領域を通過する同時計数ラインについての投影
データが記憶されている領域(図7(b)中の投影デー
タの領域A)と、被写体10が占める領域を通過しない
同時計数ラインについての投影データが記憶されている
領域(図7(b)中の投影データの領域B)とに、分け
ることができる。散乱補正は、以上のことを利用して、
被写体10が占める領域を通過しない同時計数ラインに
ついての投影データに基づいて全体の投影データに含ま
れる散乱データを推定し、その推定された散乱データを
全体の投影データから差し引くことで、真の同時計数に
係る投影データを求めるものである。
That is, the projection data accumulation area of the t-θ memory 60 for accumulating projection data for each value of the azimuth θ and the distance t from the origin for all coincidence lines detected simultaneously is shown in FIG. As shown in FIG.
7 (b), and the projection data of the coincidence counting line that does not pass through the area occupied by the subject 10 (the area A of the projection data in FIG. 7B). (The area B of the projection data in FIG. 7B). Scatter correction, using the above,
By estimating the scattering data included in the entire projection data based on the projection data for the coincidence counting line that does not pass through the area occupied by the subject 10, and subtracting the estimated scattering data from the entire projection data, the true simultaneous This is for obtaining projection data relating to counting.

【0026】この散乱補正において重要となるのは、被
写体10が占める領域を通過しない同時計数ラインにつ
いての投影データに基づいて、全体の投影データに含ま
れる散乱データを精度良く推定することである。この推
定手法としては、物理法則に基づく解析法、実測レスポ
ンスに基づく解析法、単純な直線近似による方法、およ
び、これらの折衷的な方法がある。何れの推定手法を採
用するにしても、散乱補正の成否は、被写体が占める領
域を通過しない同時計数ラインについての投影データの
量と質とに依存している。
What is important in the scattering correction is to accurately estimate the scattering data included in the entire projection data based on the projection data on the coincidence line that does not pass through the area occupied by the subject 10. As the estimation method, there are an analysis method based on the laws of physics, an analysis method based on an actually measured response, a method based on simple linear approximation, and an eclectic method of these. Regardless of which estimation method is used, the success or failure of the scattering correction depends on the quantity and quality of projection data for coincidence lines that do not pass through the area occupied by the subject.

【0027】なお、リングを構成する光子検出器が検出
する測定空間内の領域を、被写体が占める領域およびそ
の周辺の限られた領域に限定して、投影データを蓄積す
るメモリの容量を低減する技術が知られている(特開昭
58−6499号公報、特開平2−87092号公
報)。しかし、この技術では、被写体が占める領域を通
過しない同時計数ラインについての投影データに基づい
て全体の投影データに含まれる散乱データを推定するこ
とができないか、あるいは、その推定精度が悪く、それ
故に散乱同時計数を除去することができない。
The area in the measurement space detected by the photon detector constituting the ring is limited to the area occupied by the subject and a limited area around the area, thereby reducing the capacity of the memory for storing projection data. Techniques are known (JP-A-58-6499, JP-A-2-87092). However, in this technique, it is impossible to estimate the scattering data included in the entire projection data based on the projection data for the coincidence line that does not pass through the area occupied by the subject, or the estimation accuracy is poor, and therefore, The scatter coincidence cannot be eliminated.

【0028】以上のように、被写体が占める領域を通過
しない同時計数ラインについての投影データは、散乱補
正を行うには必要不可欠なものである。したがって、測
定空間に置かれた被写体が占める領域を通過する同時計
数ラインについての投影データだけでなく、被写体が占
める領域を通過しない同時計数ラインについての投影デ
ータをも、蓄積しなければならない。
As described above, the projection data for the coincidence line that does not pass through the area occupied by the subject is indispensable for performing the scattering correction. Therefore, it is necessary to accumulate not only projection data for coincidence counting lines passing through the area occupied by the subject placed in the measurement space, but also projection data about coincidence counting lines not passing through the area occupied by the subject.

【0029】ところが、被写体における電子・陽電子対
消滅発生分布を高解像度で測定しようとするPETであ
っても、被写体が占める領域を通過する同時計数ライン
についての投影データのサンプリング密度と比べて、被
写体が占める領域を通過しない同時計数ラインについて
の投影データのサンプリング密度は、同程度に密である
必要はなく、粗であっても構わない。何故なら、複雑な
工程で散乱された光子についての投影データには統計雑
音が重畳されているため、これを高密度でサンプリング
しても無意味であり、また、統計雑音がないものとすれ
ば散乱データは空間的に滑らかに変化するものであるか
らである。さらに、被写体が占める領域内であっても、
その被写体のうちの注目領域(例えば、視覚刺激による
脳賦活実験の際における視覚野)を通過する同時計数ラ
インについての投影データのサンプリング密度と比べ
て、注目領域を通過しない同時計数ラインについての投
影データのサンプリング密度は、同程度に密である必要
はなく、粗であっても構わない。
However, even with PET in which the distribution of electron-positron annihilation occurrence in a subject is to be measured at a high resolution, compared with the sampling density of the projection data for the coincidence line passing through the area occupied by the subject, The sampling density of the projection data for the coincidence line that does not pass through the area occupied by the data need not be as dense as the same, but may be coarse. Because statistical noise is superimposed on the projection data of photons scattered in a complicated process, it is meaningless to sample this at a high density, and if there is no statistical noise, This is because the scattering data changes spatially smoothly. Furthermore, even within the area occupied by the subject,
Compared to the sampling density of projection data for coincidence lines passing through a region of interest (for example, a visual cortex in a brain activation experiment by visual stimulation) of the subject, projections on coincidence lines not passing through the region of interest are compared. The data sampling density does not need to be as dense as it is, and may be coarse.

【0030】本発明は、このような考察に基づいてなさ
れたものであり、被写体が占める領域を通過しない同時
計数ラインについても投影データを散乱補正のために蓄
積しながらも、メモリの容量を増やすことなく或いは減
らして、被写体または注目領域について高S/N比で高
解像度の再構成画像を得ることができるポジトロンCT
装置を提供するものである。
The present invention has been made based on such considerations, and increases the memory capacity while accumulating projection data for scattering correction even for coincidence lines that do not pass through the area occupied by the subject. A positron CT capable of obtaining a high-resolution reconstructed image at a high S / N ratio for a subject or a region of interest without or with a reduced number
An apparatus is provided.

【0031】(第1の実施形態)次に、第1の実施形態
について説明する。図1は、第1の実施形態に係るポジ
トロンCT装置の構成図である。
(First Embodiment) Next, a first embodiment will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a positron CT apparatus according to the first embodiment.

【0032】本実施形態に係るPETは2D−PETで
あって、この図では、スライス間コリメータにより互い
に隔てられているリングの1層分をリング20として表
している。このリング20は、被写体10が置かれる測
定空間11を内部に含み、入射した光子を検出する多数
の光子検出器Dk (k=1,2,3,…,n)が中心軸の周囲にリ
ング状に配列されており、これらの光子検出器は、測定
空間11の方向に受光面が向けられて、測定空間11か
ら飛来して入射した光子を検出する。これら光子検出器
k (k=1,2,3,…,n)それぞれと同時計数回路30との
間には信号線が設けられおり、光子を検出した光子検出
器から同時計数回路30へ、その検出された光子のエネ
ルギに応じた光子検出信号が送られる。
The PET according to the present embodiment is a 2D-PET. In this figure, one layer of the rings separated from each other by the inter-slice collimator is represented as a ring 20. The ring 20 includes a measurement space 11 in which the subject 10 is placed, and a number of photon detectors D k (k = 1, 2, 3,..., N) for detecting incident photons are provided around a central axis. These photon detectors are arranged in a ring shape, and the photon detectors face the light receiving surface in the direction of the measurement space 11, and detect photons that fly and enter from the measurement space 11. A signal line is provided between each of the photon detectors D k (k = 1, 2, 3,..., N) and the coincidence counting circuit 30. A photon detection signal corresponding to the detected photon energy is sent.

【0033】光子検出器Dk (k=1,2,3,…,n)それぞれ
から出力された光子検出信号を入力する同時計数回路3
0は、リング20内の2つの光子検出器Di およびDj
が電子・陽電子対消滅に伴って発生する所定のエネルギ
(511keV)を有する光子対を同時検出したことを
エネルギ弁別して認識し、その時のこれら2つの光子検
出器Di およびDj それぞれを示す検出器識別信号Iお
よびJを出力する。
A coincidence circuit 3 for inputting photon detection signals output from the photon detectors D k (k = 1, 2, 3,..., N)
0 represents two photon detectors D i and D j in ring 20
There recognized by energy discriminating that simultaneously detected the photon pair having a predetermined energy (511 keV) generated with the electron-positron pair annihilation, detecting respectively indicating two-photon detectors D i and D j at that time The device identification signals I and J are output.

【0034】同時計数回路30から出力された検出器識
別信号対(I,J)を入力するt−θ変換部(座標変換
手段)40は、検出器識別信号対(I,J)が示す光子
対を検出した2つの光子検出器Di およびDj を互いに
結ぶ同時計数ラインについて、測定空間11内に設定さ
れたt−θ極座標系で表した座標値(T,θ’)に変換
し出力する。ここで、Tは、この同時計数ラインとt−
θ極座標系の原点との間の距離を表し、θ’は、この同
時計数ラインの方位を表すものである。
The t-θ converter (coordinate conversion means) 40 which receives the detector identification signal pair (I, J) output from the coincidence counting circuit 30 outputs a photon indicated by the detector identification signal pair (I, J). for coincidence line connecting the two photon detectors D i and D j having detected pair with each other, coordinate values expressed in the set t-theta polar coordinates within the measurement space 11 (T, θ ') is converted to an output I do. Here, T is the coincidence counting line and t-
represents the distance from the origin of the θ polar coordinate system, and θ ′ represents the direction of the coincidence line.

【0035】この座標値(T,θ’)を入力する領域判
定部50は、座標値(T,θ’)が表す同時計数ライン
が測定空間11内において通過する領域を判定する。例
えば、測定空間11内に置かれた被写体10をその同時
計数ラインが通過するか否かを判定する。あるいは、被
写体10のうちの注目領域(例えば、人の頭部を被写体
10として視覚刺激による脳賦活実験の際における視覚
野)10Aをその同時計数ラインが通過するか否かを判
定してもよい。領域判定部50は、検出器識別信号対
(I,J)に基づいて通過領域を判定してもよい。な
お、領域判定部50は、同時計数ラインが被写体10を
通過するか否かを判定するに際して、被写体10の輪郭
を予め検出し記憶しておく必要があるが、その具体的な
方法については後述する。
The area determining unit 50 for inputting the coordinate values (T, θ ′) determines an area through which the coincidence line represented by the coordinate values (T, θ ′) passes in the measurement space 11. For example, it is determined whether or not the coincidence line passes the subject 10 placed in the measurement space 11. Alternatively, it may be determined whether or not the coincidence line passes through the attention area 10A of the subject 10 (for example, a visual cortex in a brain activation experiment using a visual stimulus with the human head as the subject 10). . The area determination unit 50 may determine the passing area based on the detector identification signal pair (I, J). When determining whether or not the coincidence counting line passes through the subject 10, the region determining unit 50 needs to detect and store the contour of the subject 10 in advance. The specific method will be described later. I do.

【0036】投影データを蓄積するt−θメモリ(投影
データ蓄積手段)60は、互いに重なることのない番地
空間である2以上(本実施形態では2つ)の投影データ
蓄積領域60Aおよび60Bを有し、その投影データ蓄
積領域60Aおよび60Bの何れかに、座標値(T,
θ’)に対応する番地に一定値を累積加算して、測定空
間11で発生した光子対についての投影データを蓄積す
る。ここで、投影データ蓄積領域60Aは、投影データ
蓄積領域60Bと比べて、座標値(T,θ’)に対する
番地の対応関係(サンプリング密度)が密、すなわち、
t−θ平面上の単位面積当たりの番地の数が多い。この
投影データ蓄積領域60Aおよび60Bの間における座
標値(t,θ)に対する番地の対応関係の粗密差は、t
座標およびθ座標の双方について設けられてもよいし、
これらのうちの何れか一方について設けられてもよい。
なお、図1に示すt−θメモリ60では、投影データ蓄
積領域60Aおよび60Bそれぞれについてt−θ平面
上における投影データの分布を模式的に示している。
The t-θ memory (projection data storage means) 60 for storing projection data has two or more (two in the present embodiment) projection data storage areas 60A and 60B which are address spaces which do not overlap each other. The coordinate values (T, T) are stored in any of the projection data storage areas 60A and 60B.
A constant value is cumulatively added to the address corresponding to θ ′), and projection data for the photon pair generated in the measurement space 11 is accumulated. Here, in the projection data storage area 60A, the correspondence (sampling density) of the address to the coordinate value (T, θ ′) is higher than that in the projection data storage area 60B, that is,
The number of addresses per unit area on the t-θ plane is large. The difference between the density of the correspondence of the address to the coordinate value (t, θ) between the projection data storage areas 60A and 60B is t
May be provided for both coordinates and θ coordinates,
Any one of these may be provided.
In the t-θ memory 60 shown in FIG. 1, the distribution of the projection data on the t-θ plane is schematically shown for each of the projection data storage areas 60A and 60B.

【0037】一方の投影データ蓄積領域60Aは、同時
計数ラインが測定空間11内の所定領域(被写体10が
占める領域、或いは、被写体10内の注目領域)を通過
すると領域判定部50により判定されたときに、t−θ
変換部40から出力された座標値(T,θ’)に対応す
る番地に一定値を累積加算して投影データEA を蓄積す
る。他方の投影データ蓄積領域60Bは、同時計数ライ
ンがその所定領域を通過しないと領域判定部50により
判定されたときに、t−θ変換部40から出力された座
標値(T,θ’)に対応する番地に一定値を累積加算し
て投影データEB を蓄積する。なお、投影データ蓄積領
域60Bは、同時計数ラインがその所定領域を通過する
と領域判定部50により判定されたときにも、t−θ変
換部40から出力された座標値(T,θ’)に対応する
番地に一定値を累積加算してもよい。
The projection data storage area 60A is determined by the area determination section 50 when the coincidence line passes through a predetermined area in the measurement space 11 (an area occupied by the subject 10 or an attention area in the subject 10). Sometimes t-θ
Coordinate value output from the conversion unit 40 (T, θ ') to cumulatively adding a constant value to the address corresponding to accumulate projection data E A. The other projection data storage area 60B stores the coordinate value (T, θ ′) output from the t-θ conversion section 40 when the area determination section 50 determines that the coincidence line does not pass through the predetermined area. cumulative addition to storing projection data E B a constant value to a corresponding address. The projection data storage area 60B stores the coordinate value (T, θ ′) output from the t-θ conversion section 40 even when the area determination section 50 determines that the coincidence line passes through the predetermined area. A fixed value may be cumulatively added to the corresponding address.

【0038】したがって、投影データ蓄積領域60Aに
は、測定空間11内の所定領域における電子・陽電子対
消滅に伴って発生した光子対の真の同時計数および散乱
同時計数に関する投影データEA が高いサンプリング密
度で蓄積される。一方、投影データ蓄積領域60Bに
は、散乱同時計数に関する投影データEB が低いサンプ
リング密度で蓄積される。
[0038] Thus, the projection data storage area 60A, a true coincidence photon pairs generated in accordance with the electron-positron pair annihilation in the predetermined region and the projection data E A relates scattered coincidence is high in the measurement space 11 sampling Accumulates in density. On the other hand, the projection data storage area 60B, the projection data E B are accumulated at a lower sampling density for scattering coincidence.

【0039】このt−θメモリ60の投影データ蓄積領
域60Aおよび60Bそれぞれに蓄積された投影データ
A およびEB は、画像再構成部(例えば、ホストコン
ピュータ)70に転送される。ここで、t−θメモリ6
0から画像再構成部70へ転送される投影データは、測
定空間11内の所定領域を通過する同時計数ラインにつ
いて投影データ蓄積領域60Aに蓄積された投影データ
A 、および、測定空間11内のその所定領域を通過し
ない同時計数ラインについて投影データ蓄積領域60B
に蓄積された投影データEB である。前者の投影データ
A は、高サンプリング密度ではあるがt−θ平面内の
狭い領域のものであり、後者の投影データEB は、低サ
ンプリング密度で蓄積されたものである。
[0039] The t-theta memory 60 projection data E A and E B are accumulated in the respective projection data storage area 60A and 60B of can be transferred image reconstruction unit (e.g., host computer) 70. Here, the t-θ memory 6
The projection data transferred from 0 to the image reconstruction unit 70 includes the projection data E A stored in the projection data storage area 60A for the coincidence line passing through the predetermined area in the measurement space 11, and the projection data E A in the measurement space 11. For the coincidence line that does not pass through the predetermined area, the projection data storage area 60B
It has been a projection data E B accumulate. The former of projection data E A, there is a high sampling density but is of a narrow region in the t-theta plane, the latter projection data E B are those stored at low sampling density.

【0040】そして、画像再構成部70は、t−θメモ
リ60から転送された投影データEA およびEB に基づ
いて、測定空間11における電子・陽電子対消滅の発生
頻度の空間分布を算出し画像再構成を行う。すなわち、
投影データEA のサンプリング密度と同一のサンプリン
グ密度となるように投影データEB を補間し、この補間
された投影データEB と投影データEA とに基づいて画
像再構成をする。画像表示部80は、画像再構成部70
により再構成された画像を表示する。
[0040] Then, the image reconstruction unit 70, t-theta based from the memory 60 to the transferred projection data E A and E B, to calculate the spatial distribution of the incidence of the electron-positron pair annihilation in the measurement space 11 Perform image reconstruction. That is,
Interpolating the projection data E B to be the same sampling density and sampling density of the projection data E A, the image reconstruction based on the interpolated projection data E B and the projection data E A. The image display unit 80 includes an image reconstruction unit 70
To display the reconstructed image.

【0041】本実施形態に係るPETは以下のように作
用する。すなわち、RI線源が投与された被写体10が
リング20内の測定空間11に置かれると、その被写体
10内部で電子・陽電子対消滅に伴って光子対が放出さ
れる。その光子対のうちリング面に沿って飛行した光子
対が、リング20を構成する多数の光子検出器Dk (k=
1,2,3,…,n)のうちの何れか2つの光子検出器Di およ
びDj により検出されると、光子を検出した旨を示す光
子検出信号が、その2つの光子検出器Di およびDj
れぞれから出力され、同時計数回路30に入力する。
The PET according to the present embodiment operates as follows. That is, when the subject 10 to which the RI source is administered is placed in the measurement space 11 in the ring 20, photon pairs are emitted inside the subject 10 as the electron-positron pairs disappear. Among the photon pairs, the photon pairs that have flown along the ring surface are a number of photon detectors D k (k =
1, 2, 3,..., N), a photon detection signal indicating that a photon has been detected is generated by the two photon detectors D i and D j. Output from each of i and D j and input to the coincidence circuit 30.

【0042】これら光子検出信号を入力する同時計数回
路30により、所定のエネルギ(511keV)を有す
る光子対が同時に検出されたものであるか否かが判定さ
れ、同時計数であると判定された場合には、その光子対
を検出した2つの光子検出器Di およびDj それぞれを
示す検出器識別信号対(I,J)が出力される。そし
て、この検出器識別信号対(I,J)を入力するt−θ
変換部40により、検出器識別信号対(I,J)が示す
同時計数ラインについて測定空間11内に設定されたt
−θ極座標系で表した座標値(T,θ’)に変換され、
この座標値(T,θ’)が出力される。
The coincidence counting circuit 30 for inputting these photon detection signals determines whether or not the photon pairs having a predetermined energy (511 keV) are detected at the same time. the, the two-photon detectors photon pairs detected D i and D j detector identification signal-indicating each (I, J) is output. Then, the detector identification signal pair (I, J) is input to t-θ.
The conversion unit 40 sets t in the measurement space 11 for the coincidence line indicated by the detector identification signal pair (I, J).
Converted into coordinate values (T, θ ′) expressed in a −θ polar coordinate system,
This coordinate value (T, θ ′) is output.

【0043】この座標値(T,θ’)は領域判定部50
に入力する。この座標値(T,θ’)に基づいて、光子
対を検出した2つの光子検出器Di およびDj を互いに
結ぶ同時計数ラインが被写体10を通過するか否かが、
この領域判定部50により判定される。もし、同時計数
ラインが被写体10を通過すると判定された場合には、
t−θメモリ60の投影データ蓄積領域60Aの座標値
(T,θ’)に対応する番地に一定値が累積加算されて
投影データEA が蓄積される。逆に、同時計数ラインが
被写体10を通過しないと判定された場合には、t−θ
メモリ60の投影データ蓄積領域60Bの座標値(T,
θ’)に対応する番地に一定値が累積加算されて投影デ
ータEB が蓄積される。
The coordinate values (T, θ ') are stored in the area determination section 50.
To enter. The coordinate values (T, θ ') based on whether the coincidence line connecting the two photon detectors D i and D j having detected a photon pair with each other passes through the subject 10,
The determination is made by the area determination unit 50. If it is determined that the coincidence line passes through the subject 10,
coordinate values of the projection data storage area 60A of the t-theta memory 60 (T, θ ') a constant value to the address corresponding to the projection data E A is the cumulative addition is stored. Conversely, if it is determined that the coincidence line does not pass through the subject 10, t-θ
The coordinate values (T,
theta 'constant value to the address corresponding to) the projection data E B are cumulatively added is accumulated.

【0044】このt−θメモリ60の投影データ蓄積領
域60Aおよび60Bそれぞれに蓄積された投影データ
A およびEB は、画像再構成部70に転送され、この
転送された投影データEA およびEB に基づいて、この
画像再構成部70により、測定空間11における電子・
陽電子対消滅の発生頻度の空間分布が算出され画像再構
成される。そして、その再構成画像は、画像表示部80
により表示される。
[0044] The t-theta projection data E A and E B are accumulated in the respective projection data storage area 60A and 60B of the memory 60 is transferred to the image reconstruction unit 70, the transferred projection data E A and E Based on B , the image reconstruction unit 70 allows the
The spatial distribution of the positron pair annihilation frequency is calculated and the image is reconstructed. Then, the reconstructed image is displayed on the image display unit 80.
Is displayed.

【0045】次に、画像再構成部70により再構成され
た画像に基づいてなされる散乱補正について説明する。
この散乱補正における演算処理は、例えば、画像再構成
をも行うホストコンピュータにより行われる処理であ
る。図2は、散乱補正のフローチャートである。
Next, the scattering correction performed based on the image reconstructed by the image reconstruction unit 70 will be described.
The arithmetic processing in the scattering correction is, for example, processing performed by a host computer that also performs image reconstruction. FIG. 2 is a flowchart of the scattering correction.

【0046】先ず、ステップS1で、点応答関数を獲得
する。この点応答関数は以下のようにして求める。すな
わち、被写体10と略同一形状の容器の中に水を満たし
たものを、測定空間11内の被写体10が置かれるべき
位置に置き、また、RI線源をリング20の中心位置に
置いて、被写体10を測定するときと同様に測定してt
−θメモリ60に投影データを蓄積する。このとき、領
域判定部50は、t−θメモリ60の投影データ蓄積領
域60Aのt−θ平面上の全領域に亘って投影データを
蓄積させる。そして、この投影データに基づいて再構成
画像部70により画像再構成する。このようにして得ら
れた再構成画像を点応答関数という。
First, in step S1, a point response function is obtained. This point response function is obtained as follows. That is, a container filled with water in a container having substantially the same shape as the subject 10 is placed at a position where the subject 10 is to be placed in the measurement space 11, and the RI source is placed at the center position of the ring 20. Measurement is performed in the same manner as when measuring the subject 10 and t
The projection data is stored in the -θ memory 60. At this time, the area determination unit 50 stores the projection data over the entire area on the t-θ plane of the projection data storage area 60A of the t-θ memory 60. Then, an image is reconstructed by the reconstructed image unit 70 based on the projection data. The reconstructed image obtained in this way is called a point response function.

【0047】ステップS1に続くステップS2では、こ
の点応答関数と画像再構成部70により得られた再構成
画像G0とのコンボリューションを計算し、ステップS
3では、ステップS2で得られたコンボリューション結
果に基づいて投影データE1を逆算して求め、ステップ
S4では、実投影データE0(画像再構成部70により
補間された投影データEB および投影データEA )か
ら、ステップS3で得られた投影データE1を減算す
る。このステップS4における減算の結果として得られ
るものは、散乱データを含まない真の投影データに誤差
が加えられたものである。
In step S2 following step S1, a convolution of this point response function with the reconstructed image G0 obtained by the image reconstruction unit 70 is calculated.
In 3, calculates back projection data E1 on the basis of the convolution result obtained in step S2, in step S4, the projection data is interpolated by the actual projection data E0 (image reconstructing unit 70 E B and the projection data E A ) is subtracted from the projection data E1 obtained in step S3. What is obtained as a result of the subtraction in step S4 is obtained by adding an error to the true projection data not including the scattering data.

【0048】ステップS4に続くステップS5では、ス
テップS4の減算結果である投影データに基づいて画像
再構成して再構成画像G1を算出し、ステップS6で
は、ステップS5で得られた再構成画像G1と再構成画
像G0との誤差を、被写体10が占める領域以外の領域
において求める。そして、ステップS7では、この誤差
が基準値ε未満であるか否かを判定する。誤差が基準値
ε未満であると判定された場合には散乱補正の処理は終
了し、そうでない場合には、ステップS8に進む。ステ
ップS8では、ステップS5で算出された再構成画像G
1を新たに再構成画像G0とし、再びステップS2に戻
る。
In step S5 following step S4, the reconstructed image G1 is calculated by reconstructing the image based on the projection data as the subtraction result in step S4. In step S6, the reconstructed image G1 obtained in step S5 is calculated. And the error between the reconstructed image G0 and the region other than the region occupied by the subject 10. Then, in a step S7, it is determined whether or not this error is smaller than the reference value ε. If it is determined that the error is smaller than the reference value ε, the scattering correction process ends, and if not, the process proceeds to step S8. In step S8, the reconstructed image G calculated in step S5
1 is newly set as a reconstructed image G0, and the process returns to step S2.

【0049】このように、ステップS2乃至S8からな
るループ処理は、誤差が基準値ε未満になるまで繰り返
される。ただし、このループ処理における2回目以降の
処理においては、ステップS2およびS6それぞれで参
照される再構成画像G0は、その前の処理におけるステ
ップS5で算出された再構成画像G1である。そして、
ステップS7で誤差が基準値ε未満であると判定されて
散乱補正の処理が終了した時点において、再構成画像G
0(或いはG1)は、散乱データが除去された真の投影
データに基づいて画像再構成されたものとなる。この散
乱補正がなされた再構成画像も画像表示部80に表示さ
れる。
As described above, the loop processing consisting of steps S2 to S8 is repeated until the error becomes smaller than the reference value ε. However, in the second and subsequent processes in this loop process, the reconstructed image G0 referred to in each of steps S2 and S6 is the reconstructed image G1 calculated in step S5 in the preceding process. And
When the error is determined to be less than the reference value ε in step S7 and the scattering correction process is completed, the reconstructed image G
0 (or G1) is a result of image reconstruction based on true projection data from which scattering data has been removed. The reconstructed image subjected to the scattering correction is also displayed on the image display unit 80.

【0050】なお、再構成画像のS/N比を劣化させる
要因として、上述した散乱同時計数の他に、被写体10
における光子吸収や、リング20を構成する多数の光子
検出器間の感度の不均一がある。したがって、散乱補正
に加えて、トランスミッション計測やブランク測定を行
って吸収補正および感度補正を行うのも好適である。
In addition to the above-mentioned scattering coincidence, the S / N ratio of the reconstructed image is degraded.
And the sensitivity among the many photon detectors constituting the ring 20 is not uniform. Therefore, it is also preferable to perform transmission measurement and blank measurement to perform absorption correction and sensitivity correction in addition to scattering correction.

【0051】次に、被写体10の輪郭検出の方法につい
て説明する。被写体10の輪郭を検出する方法として、
光学式3Dスキャナを利用するのも好適である。また、
トランスミッション計測で得られるトランスミッション
・データを利用して被写体10の輪郭を検出する方法も
好適である。以下では後者について説明する。図3は、
トランスミッション・データを利用した被写体10の輪
郭の検出方法の説明図である。図3(a)は、被写体1
0、校正用RI線源12およびリング20とともに、測
定空間11に設定された極座標系における或θ’方向の
投影データ(トランスミッション・データT(t,
θ’))の分布をも示しており、図3(b)は、t−θ
メモリ60に蓄積される投影データ(トランスミッショ
ン・データT(t,θ))の分布を模式的に示してい
る。
Next, a method of detecting the contour of the subject 10 will be described. As a method of detecting the contour of the subject 10,
It is also preferable to use an optical 3D scanner. Also,
A method of detecting the contour of the subject 10 using transmission data obtained by transmission measurement is also suitable. Hereinafter, the latter will be described. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a method of detecting a contour of a subject 10 using transmission data. FIG. 3A shows the subject 1
0, along with the calibration RI source 12 and the ring 20, projection data (transmission data T (t, t) in a certain θ ′ direction in the polar coordinate system set in the measurement space 11.
θ ′)), and FIG. 3B shows the distribution of t−θ.
3 schematically shows a distribution of projection data (transmission data T (t, θ)) stored in a memory 60.

【0052】トランスミッション計測とは、エミッショ
ン計測(RI線源を投与された被写体10から発生する
光子対の測定)時と同じ位置にRI線源が投与されてい
ない被写体10を置き、リング20の中心軸を中心とし
て被写体10の周囲で校正用RI線源12を回転させて
行う計測を言う。また、トランスミッション・データと
は、このトランスミッション計測によりt−θメモリ6
0に蓄積された投影データを言い、被写体10における
光子吸収を補正する際に用いられるデータである。
Transmission measurement refers to placing the subject 10 to which the RI source has not been applied at the same position as the emission measurement (measurement of the photon pair generated from the subject 10 to which the RI source has been applied), The measurement is performed by rotating the calibration RI source 12 around the subject 10 about an axis. Further, the transmission data is a t-θ memory 6 based on the transmission measurement.
The projection data stored in 0 is data used for correcting photon absorption in the subject 10.

【0053】このトランスミッション・データは、この
図に示すように、被写体10が占める領域を通過しない
同時計数ラインについての投影データ(図3中の範囲
B)は、被写体10が占める領域を通過する同時計数ラ
インについての投影データ(図3中の範囲A)と比較し
て、値が大きく且つ略一様である。したがって、このこ
とを利用して被写体10の輪郭を検出することができ
る。領域判定部50は、このようにして求められた被写
体10の輪郭をθ値を変数とする関数ts(θ) およびt
e(θ) として記憶しておいて、エミッション計測時にt
−θ変換部40から出力された座標値(T,θ’)が ts(θ') ≦ T ≦ te(θ') … (1) なる関係式を満たすか否かに応じて、被写体10が占め
る領域を同時計数ラインが通過するか否かを判定する。
As shown in the figure, the transmission data is projection data (a range B in FIG. 3) for a coincidence counting line that does not pass through the area occupied by the subject 10. The value is large and substantially uniform as compared with the projection data (range A in FIG. 3) for the counting line. Therefore, the contour of the subject 10 can be detected using this fact. The area determination unit 50 determines the contours of the subject 10 obtained in this manner by using the functions t s (θ) and t
e (θ) and store it at the time of emission measurement.
-Θ coordinate values output from the conversion unit 40 (T, θ ') is t s (θ' depending on whether they meet a) ≦ T ≦ t e (θ ') ... (1) relational expression, the subject It is determined whether or not the coincidence line passes through the area occupied by 10.

【0054】以上のように、本実施形態に係るPETに
おいては、被写体10が占める領域を通過しない同時計
数ラインについては低サンプリング密度で投影データを
蓄積することにしたので、t−θメモリ60から画像再
構成部70へ転送されるべき投影データの量は少なく、
したがって、転送時間も短い。例えば、被写体10の径
が測定空間11の径に対して1/3であり、投影データ
蓄積領域60Aのサンプリング密度が従来と同等であ
り、また、投影データ蓄積領域60Bのサンプリング密
度が投影データ蓄積領域60Aのサンプリング密度に対
して1/16であると仮定すれば、本実施形態に係るP
ETにおいて転送されるべき投影データの量および転送
時間は、従来のPETの場合と比較して、 1/3 + 1/16・(1−1/3) = 3/8 … (2) になる。また、リング構成が多層であって且つ被写体1
0が小さい場合(例えば被写体10がラット等の小型動
物である場合)には、被写体10の径が測定空間11の
径に対して更に小さくなるだけでなく、リングの端の層
ほど投影データ蓄積領域60Aにより高サンプリング密
度で蓄積されるべき投影データの量を少なくすることが
できるので、更に、転送すべき投影データ量は減少し、
転送時間は短縮される。
As described above, in the PET according to the present embodiment, projection data is stored at a low sampling density for coincidence lines that do not pass through the area occupied by the subject 10. The amount of projection data to be transferred to the image reconstruction unit 70 is small,
Therefore, the transfer time is short. For example, the diameter of the subject 10 is 1/3 of the diameter of the measurement space 11, the sampling density of the projection data storage area 60A is equivalent to the conventional one, and the sampling density of the projection data storage area 60B is Assuming that the sampling density is 1/16 with respect to the sampling density of the region 60A, P
The amount of the projection data to be transferred in the ET and the transfer time are 1/3 + 1/16. (1-1 / 3) = 3/8... (2) as compared with the case of the conventional PET. . Further, the ring configuration is multi-layer and the subject 1
When 0 is small (for example, when the subject 10 is a small animal such as a rat), not only the diameter of the subject 10 becomes smaller than the diameter of the measurement space 11 but also the projection data accumulation becomes larger at the end layer of the ring. Since the area 60A can reduce the amount of projection data to be stored at a high sampling density, the amount of projection data to be transferred is further reduced,
Transfer time is reduced.

【0055】また、本実施形態に係るPETにおいて
は、被写体10が占める領域を通過しない同時計数ライ
ンについても投影データを蓄積することにしたので、散
乱補正を精度よく行うこともできる。したがって、本実
施形態に係るPETにおいても、従来のPETの如く全
てのt−θ平面上で高サンプリング密度で投影データを
蓄積する場合に得られる再構成画像と同等の高分解能の
再構成画像が得られる。
In the PET according to the present embodiment, projection data is also accumulated for coincidence lines that do not pass through the area occupied by the subject 10, so that scattering correction can be performed with high accuracy. Therefore, also in the PET according to the present embodiment, a high-resolution reconstructed image equivalent to the reconstructed image obtained when accumulating projection data at a high sampling density on all t-θ planes as in the conventional PET is obtained. can get.

【0056】(第2の実施形態)次に、第2の実施形態
について説明する。図4は、第2の実施形態に係るポジ
トロンCT装置の構成図である。本実施形態に係るPE
Tは、第1の実施形態に係るPETと比較して、領域判
定部50およびt−θメモリ60それぞれに替えて、領
域判定部51およびt−θメモリ61それぞれが設けら
れている点で異なる。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described. FIG. 4 is a configuration diagram of a positron CT apparatus according to the second embodiment. PE according to the present embodiment
T is different from PET according to the first embodiment in that a region determining unit 51 and a t-θ memory 61 are provided instead of the region determining unit 50 and the t-θ memory 60, respectively. .

【0057】この領域判定部51は、第1の実施形態に
おける領域判定部50と同様に、t−θ変換部40から
出力された座標値(T,θ’)を入力し、この座標値
(T,θ’)が表す同時計数ラインが測定空間11内に
おいて通過する領域を判定する。しかし、本実施形態に
おける領域判定部51は、座標値(T,θ’)のうちT
値のみに基づいて、このT値が tmin ≦ T ≦ tmax … (3) なる関係式を満たすか否かを判定する。
The area determination section 51 receives the coordinate values (T, θ ′) output from the t-θ conversion section 40, and inputs the coordinate values (T, θ ′), similarly to the area determination section 50 in the first embodiment. The region through which the coincidence line represented by (T, θ ′) passes in the measurement space 11 is determined. However, the area determination unit 51 in the present embodiment determines that the coordinate value (T, θ ′)
It is determined whether or not the T value satisfies the relational expression of t min ≦ T ≦ t max (3) based on only the value.

【0058】ここで、tmin 値およびtmax 値は、双方
ともθ値に依存しない一定値であって、被写体10が占
める領域を通過する同時計数ラインについてt−θ変換
部40から出力されるT値が必ず(3)式を満たすよう
に定められた値である。すなわち、このtmin 値および
max 値それぞれは、被写体10のt−θ平面上で表さ
れた輪郭に基づいて、その輪郭線のt座標値の最小値
(或いは、それ以下)および最大値(或いは、それ以
上)それぞれとして定められる。このことは、被写体1
0が占める領域を含む球形状の領域を同時計数ラインが
通過するか否かを領域判定部51が判定することを意味
している。なお、領域判定部51は、検出器識別信号対
(I,J)に基づいて通過領域を判定してもよい。
Here, the t min value and the t max value are both constant values that do not depend on the θ value, and are output from the t-θ conversion unit 40 for the coincidence line passing through the area occupied by the subject 10. The T value is a value determined so as to always satisfy the expression (3). That is, based on the contour of the subject 10 on the t-θ plane, the t min value and the t max value are respectively the minimum (or less) and maximum value (or less) of the t coordinate value of the contour. Or more). This means that subject 1
This means that the area determination unit 51 determines whether or not the coincidence line passes through a spherical area including the area occupied by 0. In addition, the area determination unit 51 may determine the passing area based on the detector identification signal pair (I, J).

【0059】また、投影データを蓄積するt−θメモリ
(投影データ蓄積手段)61は、互いに重なることのな
い番地空間である2以上(本実施形態でも2つ)の投影
データ蓄積領域61Aおよび61Bを有し、その投影デ
ータ蓄積領域61Aおよび61Bの何れかに、座標値
(T,θ’)に対応する番地に一定値を累積加算して、
測定空間11で発生した光子対についての投影データを
蓄積する。ここで、投影データ蓄積領域61Aは、投影
データ蓄積領域61Bと比べて、座標値(T,θ’)に
対する番地の対応関係(サンプリング密度)が密、すな
わち、t−θ平面上の単位面積当たりの番地の数が多
い。この投影データ蓄積領域61Aおよび61Bの間に
おける座標値(t,θ)に対する番地の対応関係の粗密
差は、t座標およびθ座標の双方について設けられても
よいし、これらのうちの何れか一方について設けられて
もよい。なお、図4に示すt−θメモリ61では、投影
データ蓄積領域61Aおよび61Bそれぞれについてt
−θ平面上における投影データの分布を模式的に示して
いる。
The t-θ memory (projection data storage means) 61 for storing projection data includes two or more (two in this embodiment) projection data storage areas 61A and 61B which are address spaces which do not overlap each other. And a constant value is cumulatively added to an address corresponding to the coordinate value (T, θ ′) to one of the projection data storage areas 61A and 61B,
The projection data on the photon pairs generated in the measurement space 11 is stored. Here, the projection data storage area 61A has a denser correspondence (sampling density) of addresses to coordinate values (T, θ ′) than the projection data storage area 61B, that is, per unit area on the t-θ plane. There are many addresses. The coarse / dense difference in the correspondence of the address to the coordinate value (t, θ) between the projection data storage areas 61A and 61B may be provided for both the t coordinate and the θ coordinate, or any one of them. May be provided. Note that, in the t-θ memory 61 shown in FIG.
4 schematically shows a distribution of projection data on a −θ plane.

【0060】一方の投影データ蓄積領域61Aは、同時
計数ラインが(3)式を満たすと領域判定部51により
判定されたときに、t−θ変換部40から出力された座
標値(T,θ’)に対応する番地に一定値を累積加算し
て投影データEA を蓄積する。他方の投影データ蓄積領
域61Bは、同時計数ラインが(3)式を満たさないと
領域判定部51により判定されたときに、t−θ変換部
40から出力された座標値(T,θ’)に対応する番地
に一定値を累積加算して投影データEB を蓄積する。な
お、投影データ蓄積領域61Bは、同時計数ラインが
(3)式を満たすと領域判定部51により判定されたと
きにも、t−θ変換部40から出力された座標値(T,
θ’)に対応する番地に一定値を累積加算してもよい。
One projection data storage area 61A has a coordinate value (T, θ) output from the t-θ conversion section 40 when the area determination section 51 determines that the coincidence line satisfies the expression (3). ') to cumulatively adding a constant value to the address corresponding to accumulate projection data E a. The other projection data accumulation area 61B has the coordinate value (T, θ ′) output from the t-θ conversion section 40 when the area determination section 51 determines that the coincidence line does not satisfy Expression (3). cumulative addition to storing projection data E B a constant value to the address corresponding to the. The projection data accumulation area 61B has the coordinate values (T, T) output from the t-θ conversion section 40 even when the area determination section 51 determines that the coincidence line satisfies the expression (3).
A constant value may be cumulatively added to the address corresponding to θ ′).

【0061】したがって、本実施形態に係るPETで
も、投影データ蓄積領域61Aには、測定空間11内の
所定領域における電子・陽電子対消滅に伴って発生した
光子対の真の同時計数および散乱同時計数に関する投影
データEA が高いサンプリング密度で蓄積される。一
方、投影データ蓄積領域61Bには、散乱同時計数に関
する投影データEB が低いサンプリング密度で蓄積され
る。
Therefore, even in the PET according to the present embodiment, the true coincidence count and the scatter coincidence count of the photon pairs generated due to the annihilation of the electron / positron pair in the predetermined area in the measurement space 11 are also stored in the projection data accumulation area 61A. projection data E A relates are accumulated at a higher sampling density. On the other hand, the projection data storage area 61B, the projection data E B are accumulated at a lower sampling density for scattering coincidence.

【0062】本実施形態に係るPETの作用は、第1の
実施形態の場合と略同様である。ただし、第1の実施形
態では、t−θ変換部40から出力された座標値(T,
θ’)により表される同時計数ラインが被写体10を通
過するか否かが領域判定部50により判定され、その結
果に応じてt−θメモリ60の2つの投影データ蓄積領
域60Aおよび60Bの何れかに一定値が累積加算され
て投影データが蓄積されるのに対し、本実施形態では、
t−θ変換部40から出力された座標値(T,θ’)の
うちのT値が(3)式を満たすか否かが領域判定部51
により判定され、その結果に応じてt−θメモリ61の
2つの投影データ蓄積領域61Aおよび61Bの何れか
に一定値が累積加算されて投影データが蓄積される点で
異なる。
The operation of the PET according to this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. However, in the first embodiment, the coordinate values (T,
Whether or not the coincidence line represented by θ ′) passes through the subject 10 is determined by the area determination unit 50, and which of the two projection data storage areas 60A and 60B of the t-θ memory 60 is determined according to the result. While a certain value is cumulatively added to the crab to accumulate projection data, in the present embodiment,
The region determination unit 51 determines whether the T value of the coordinate values (T, θ ′) output from the t-θ conversion unit 40 satisfies Expression (3).
And a certain value is cumulatively added to one of the two projection data storage areas 61A and 61B of the t-θ memory 61 in accordance with the result, and the projection data is stored.

【0063】したがって、本実施形態でも、従来のPE
Tに比べて、t−θメモリ61から画像再構成部70へ
転送すべき投影データの量は少なく、転送時間も短い。
また、高精度の散乱補正を行うこともできる。なお、第
1の実施形態と比較すれば、本実施形態は、領域判定部
51における判定の内容が簡単であるが、その反面、高
サンプリング密度領域である投影データ蓄積領域61A
に蓄積される投影データ量が多い。しかし、リング20
のスライス面に平行に被写体10を切断したときの断面
形状が略円形状である場合であって、また、被写体10
の中心がリング20の中心軸上に位置するように被写体
10が置かれる場合には、本実施形態と第1の実施形態
との間の効果上の差異は僅かである。
Therefore, in this embodiment, the conventional PE
Compared with T, the amount of projection data to be transferred from the t-θ memory 61 to the image reconstruction unit 70 is smaller, and the transfer time is shorter.
Also, highly accurate scattering correction can be performed. Compared with the first embodiment, in the present embodiment, the content of the determination in the area determination unit 51 is simple, but on the other hand, the projection data accumulation area 61A which is a high sampling density area.
Is large in projection data amount. However, ring 20
Is a substantially circular cross section when the subject 10 is cut in parallel to the slice plane of the subject 10.
When the subject 10 is placed such that the center of the circle is located on the center axis of the ring 20, the difference in effect between the present embodiment and the first embodiment is small.

【0064】(第3の実施形態)次に、第3の実施形態
について説明する。図5は、第3の実施形態に係るポジ
トロンCT装置の構成図である。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described. FIG. 5 is a configuration diagram of a positron CT apparatus according to the third embodiment.

【0065】本実施形態に係るPETは3D−PETで
あって、リング22は、被写体10が置かれる測定空間
11を内部に含み、入射した光子を検出する多数の光子
検出器が中心軸の周囲にリング状かつ中心軸方向に多層
状に配列されて構成され、スライス間コリメータが取り
外されている。これらの光子検出器は、測定空間11の
方向に受光面が向けられて、測定空間11から飛来して
入射した光子を検出する。これら光子検出器それぞれと
同時計数回路32との間には信号線が設けられおり、光
子を検出した光子検出器から同時計数回路32へ、その
検出された光子のエネルギに応じた光子検出信号が送ら
れる。
The PET according to this embodiment is a 3D-PET, and the ring 22 includes a measurement space 11 in which the subject 10 is placed, and a number of photon detectors for detecting incident photons are provided around a central axis. Are arranged in a ring shape and in a multilayer shape in the direction of the central axis, and the inter-slice collimator is removed. In these photon detectors, the light receiving surface is directed in the direction of the measurement space 11, and detects photons that fly and enter from the measurement space 11. A signal line is provided between each of the photon detectors and the coincidence counting circuit 32, and a photon detection signal corresponding to the energy of the detected photon is sent from the photon detector that has detected the photon to the coincidence counting circuit 32. Sent.

【0066】光子検出器それぞれから出力された光子検
出信号を入力する同時計数回路32は、リング22内の
2つの光子検出器Di およびDj が電子・陽電子対消滅
に伴って発生する所定のエネルギ(511keV)を有
する光子対を同時検出したことをエネルギ弁別して認識
し、その時のこれら2つの光子検出器Di およびDj
れぞれを示す検出器識別信号IおよびJ、ならびに、そ
の2つの光子検出器Di およびDj それぞれが属する2
つの単層リング間の差信号RD(Ring Difference )を
出力する。
[0066] coincidence circuit 32 for inputting a photon detection signals output from the photon detector is of a predetermined two-photon detectors D i and D j in the ring 22 is generated due to electron-positron pair annihilation energy recognized by energy discriminating that simultaneously detected the photon pair having (511 keV), the two-photon detectors D i and D j detector identification signals I and J indicate the respective time thereof, as well as two photons that 2, each detector D i and D j belongs
A difference signal RD (Ring Difference) between the two single-layer rings is output.

【0067】同時計数回路32から出力された検出器識
別信号対(I,J)およびリング間差信号RDを入力す
るx−y−θ−φ変換部(座標変換手段)42は、検出
器識別信号対(I,J)が示す光子対を検出した2つの
光子検出器Di およびDj を互いに結ぶ同時計数ライン
について、測定空間11内に設定されたx−y−θ−φ
極座標系で表した座標値(x,y,θ,φ)に変換し出
力する。ここで、θおよびφは、その同時計数ラインの
方位(図中の破線矢印)を表し、xおよびyは、その同
時計数ラインに垂直な投射平面(Projection Plane)上
の直交座標系による位置を表す。
An xy-θ-φ converter (coordinate conversion means) 42 for inputting the detector identification signal pair (I, J) and the ring difference signal RD output from the coincidence circuit 32 outputs a detector identification signal. signal-to (I, J) for coincidence line connecting together two photon detectors D i and D j having detected a photon pair indicated, x-y-θ-φ which is set within the measurement space 11
It is converted into coordinate values (x, y, θ, φ) expressed in a polar coordinate system and output. Here, θ and φ represent the azimuth of the coincidence line (broken arrow in the figure), and x and y represent the position in the orthogonal coordinate system on the projection plane perpendicular to the coincidence line. Represent.

【0068】この座標値(x,y,θ,φ)を入力する
領域判定部52は、座標値(x,y,θ,φ)が表す同
時計数ラインが測定空間11内において通過する領域を
判定する。例えば、測定空間11内に置かれた被写体1
0をその同時計数ラインが通過するか否かを判定する。
あるいは、被写体10のうちの注目領域をその同時計数
ラインが通過するか否かを判定してもよい。領域判定部
52は、検出器識別信号対(I,J)およびリング間差
信号RDに基づいて通過領域を判定してもよい。
The area determining unit 52 for inputting the coordinate values (x, y, θ, φ) determines the area through which the coincidence line represented by the coordinate values (x, y, θ, φ) passes in the measurement space 11. judge. For example, the subject 1 placed in the measurement space 11
It is determined whether or not the coincidence counting line passes 0.
Alternatively, it may be determined whether or not the coincidence line passes through the attention area of the subject 10. The area determination unit 52 may determine the passing area based on the detector identification signal pair (I, J) and the ring difference signal RD.

【0069】なお、本実施形態においては、同時計数ラ
インが被写体10を通過するか否かを判定するに際し
て、第1の実施形態の場合と同様にして被写体10の輪
郭を検出しておき、領域判定部52は、被写体10の輪
郭を各(θ,φ)方位それぞれについてx−y平面上の
曲線として記憶しておいて、x−y−θ−φ変換部42
から出力された座標値(x,y,θ,φ)が示す点がそ
の曲線の内側に有るか否かに応じて、被写体10が占め
る領域を同時計数ラインが通過するか否かを判定する。
In this embodiment, when determining whether or not the coincidence line passes through the subject 10, the contour of the subject 10 is detected in the same manner as in the first embodiment, and The determination unit 52 stores the contour of the subject 10 as a curve on the xy plane for each (θ, φ) direction, and then stores the contour in the xy-θ-φ conversion unit 42.
It is determined whether or not the coincidence line passes through the area occupied by the subject 10 depending on whether or not the point indicated by the coordinate value (x, y, θ, φ) output from is inside the curve. .

【0070】投影データを蓄積するx−y−θ−φメモ
リ(投影データ蓄積手段)62は、互いに重なることの
ない番地空間である2以上(本実施形態でも2つ)の投
影データ蓄積領域62Aおよび62Bを有し、その投影
データ蓄積領域62Aおよび62Bの何れかに、座標値
(x,y,θ,φ)に対応する番地に一定値を累積加算
して、測定空間11で発生した光子対についての投影デ
ータを蓄積する。ここで、投影データ蓄積領域62A
は、投影データ蓄積領域62Bと比べて、座標値(x,
y,θ,φ)に対する番地の対応関係(サンプリング密
度)が密、すなわち、x−y−θ−φ空間上の単位容積
当たりの番地の数が多い。この投影データ蓄積領域62
Aおよび62Bの間における座標値(x,y,θ,φ)
に対する番地の対応関係の粗密差は、x座標、y座標、
θ座標およびφ座標の全てについて設けられてもよい
し、これらのうちの幾つかについて設けられてもよい。
なお、図5に示すx−y−θ−φメモリ62では、投影
データ蓄積領域62Aおよび62Bそれぞれについて、
或る1つの(θ,φ)方位におけるx−y平面上の投影
データの分布を模式的に示しているが、実際には、各
(θ,φ)方位それぞれについてx−y平面上に投影デ
ータが蓄積される。
The xy-θ-φ memory (projection data storage means) 62 for storing projection data has two or more (two in this embodiment) projection data storage areas 62A which are address spaces which do not overlap each other. And a constant value cumulatively added to an address corresponding to the coordinate value (x, y, θ, φ) to one of the projection data storage areas 62A and 62B, and the photon generated in the measurement space 11 is obtained. Accumulate projection data for pairs. Here, the projection data storage area 62A
Are coordinate values (x,
The correspondence (sampling density) of addresses to (y, θ, φ) is dense, that is, the number of addresses per unit volume in the xy-θ-φ space is large. This projection data storage area 62
Coordinate values (x, y, θ, φ) between A and 62B
The density difference of the correspondence of the address to
It may be provided for all of the θ coordinates and φ coordinates, or may be provided for some of them.
In the xy-θ-φ memory 62 shown in FIG. 5, the projection data storage areas 62A and 62B
Although the distribution of projection data on the xy plane in a certain (θ, φ) direction is schematically shown, actually, each (θ, φ) direction is projected on the xy plane. Data is accumulated.

【0071】一方の投影データ蓄積領域62Aは、同時
計数ラインが測定空間11内の所定領域(被写体10が
占める領域、或いは、被写体10内の注目領域)を通過
すると領域判定部52により判定されたときに、x−y
−θ−φ変換部42から出力された座標値(x,y,
θ,φ)に対応する番地に一定値を累積加算して投影デ
ータEA を蓄積する。他方の投影データ蓄積領域62B
は、同時計数ラインがその所定領域を通過しないと領域
判定部52により判定されたときに、x−y−θ−φ変
換部42から出力された座標値(x,y,θ,φ)に対
応する番地に一定値を累積加算して投影データEB を蓄
積する。なお、投影データ蓄積領域62Bは、同時計数
ラインがその所定領域を通過すると領域判定部52によ
り判定されたときにも、x−y−θ−φ変換部42から
出力された座標値(x,y,θ,φ)に対応する番地に
一定値を累積加算してもよい。
One of the projection data accumulation areas 62A is determined by the area determination section 52 when the coincidence line passes through a predetermined area in the measurement space 11 (an area occupied by the subject 10 or an attention area in the subject 10). Sometimes xy
The coordinate values (x, y,
theta, and cumulatively adding the constant value to the address corresponding to phi) for storing projection data E A. The other projection data storage area 62B
Is the coordinate value (x, y, θ, φ) output from the xy-θ-φ conversion unit 42 when the area determination unit 52 determines that the coincidence line does not pass through the predetermined area. cumulative addition to storing projection data E B a constant value to a corresponding address. The projection data accumulation area 62B stores the coordinate values (x, x, y) output from the xy-θ-φ conversion section 42 even when the area determination section 52 determines that the coincidence line passes through the predetermined area. (y, θ, φ) may be cumulatively added to a fixed value.

【0072】したがって、投影データ蓄積領域62Aに
は、測定空間11内の所定領域における電子・陽電子対
消滅に伴って発生した光子対の真の同時計数および散乱
同時計数に関する投影データEA が高いサンプリング密
度で蓄積される。一方、投影データ蓄積領域62Bに
は、散乱同時計数に関する投影データEB が低いサンプ
リング密度で蓄積される。
[0072] Thus, the projection data storage area 62A, a true coincidence photon pairs generated in accordance with the electron-positron pair annihilation in the predetermined region and the projection data E A relates scattered coincidence is high in the measurement space 11 sampling Accumulates in density. On the other hand, the projection data storage area 62B, the projection data E B are accumulated at a lower sampling density for scattering coincidence.

【0073】このx−y−θ−φメモリ62の投影デー
タ蓄積領域62Aおよび62Bそれぞれに蓄積された投
影データEA およびEB は、画像再構成部(例えば、ホ
ストコンピュータ)72に転送される。ここで、x−y
−θ−φメモリ62から画像再構成部72へ転送される
投影データは、測定空間11内の所定領域を通過する同
時計数ラインについて投影データ蓄積領域62Aに蓄積
された投影データEA、および、測定空間11内の所定
領域を通過しない同時計数ラインについて投影データ蓄
積領域62Bに蓄積された投影データEB である。前者
の投影データEA は、高サンプリング密度ではあるがx
−y−θ−φ空間内の狭い領域のものであり、後者の投
影データEB は、低サンプリング密度で蓄積されたもの
である。
[0073] The x-y-θ-φ projection data E A and E B are accumulated in the respective projection data storage area 62A and 62B of the memory 62 is transferred image reconstruction unit (e.g., host computer) 72 . Where xy
The projection data transferred from the −θ-φ memory 62 to the image reconstruction unit 72 includes projection data E A stored in the projection data storage area 62A for coincidence lines passing through a predetermined area in the measurement space 11, and a projection data E B stored in the projection data storage area 62B for coincidence lines not passing through the predetermined region in the measuring space 11. The former of projection data E A, there is a high sampling density but x
-Y-theta-phi are those of a narrow region in space, the latter projection data E B are those stored at low sampling density.

【0074】そして、画像再構成部72は、x−y−θ
−φメモリ62から転送された投影データEA およびE
B に基づいて、測定空間11における電子・陽電子対消
滅の発生頻度の空間分布を算出し画像再構成を行う。す
なわち、投影データEA のサンプリング密度と同一のサ
ンプリング密度となるように投影データEB を補間し、
この補間された投影データEB と投影データEA とに基
づいて画像再構成をする。画像表示部82は、画像再構
成部72により再構成された画像を表示する。
Then, the image reconstructing section 72 calculates the xy-θ
The projection data E A and E transferred from the memory 62
Based on B , the spatial distribution of the occurrence frequency of electron-positron annihilation in the measurement space 11 is calculated, and image reconstruction is performed. That is, by interpolating the projection data E B to be the same sampling density and sampling density of the projection data E A,
This is an image reconstruction based on the interpolated projection data E B and the projection data E A. The image display unit 82 displays the image reconstructed by the image reconstruction unit 72.

【0075】本実施形態に係るPETは以下のように作
用する。すなわち、RI線源が投与された被写体10が
リング22内の測定空間11に置かれると、その被写体
10内部で電子・陽電子対消滅に伴って光子対が放出さ
れる。その光子対がリング22を構成する多数の光子検
出器のうちの何れか2つの光子検出器Di およびDj
より検出されると、光子を検出した旨を示す光子検出信
号が、その2つの光子検出器Di およびDj それぞれか
ら出力され、同時計数回路32に入力する。
The PET according to the present embodiment operates as follows. That is, when the subject 10 to which the RI source is administered is placed in the measurement space 11 in the ring 22, photon pairs are emitted inside the subject 10 as the electron-positron pairs disappear. When the photon pair is detected by either of two photon detectors D i and D j of the multiple photon detectors constituting the ring 22, the photon detection signal indicating that detected photons are two that respectively output from the photon detector D i and D j, is input to the coincidence circuit 32.

【0076】これら光子検出信号を入力する同時計数回
路32により、所定のエネルギ(511keV)を有す
る光子対が同時に検出されたものであるか否かが判定さ
れ、同時計数であると判定された場合には、その光子対
を検出した2つの光子検出器Di およびDj それぞれを
示す検出器識別信号対(I,J)ならびにリング間差信
号RDが出力される。そして、この検出器識別信号対
(I,J)およびリング間差信号RDを入力するx−y
−θ−φ変換部42により、検出器識別信号対(I,
J)およびリング間差信号RDが示す同時計数ラインに
ついて測定空間11内に設定されたx−y−θ−φ極座
標系で表した座標値(x,y,θ,φ)に変換され、こ
の座標値(x,y,θ,φ)が出力される。
The coincidence counting circuit 32 for inputting these photon detection signals determines whether or not the photon pairs having a predetermined energy (511 keV) are detected at the same time. the, the two-photon detectors that detected the photon pair D i and D j detector identification signal-indicating each (I, J) and the inter-ring difference signal RD is output. Then, this detector identification signal pair (I, J) and the inter-ring difference signal RD are input as xy.
The -θ-φ conversion unit 42 detects the detector identification signal pair (I,
J) and the coincidence line indicated by the ring-to-ring difference signal RD are converted into coordinate values (x, y, θ, φ) expressed in the xy-θ-φ polar coordinate system set in the measurement space 11. The coordinate values (x, y, θ, φ) are output.

【0077】この座標値(x,y,θ,φ)は領域判定
部52に入力する。この座標値(x,y,θ,φ)に基
づいて、光子対を検出した2つの光子検出器Di および
jを互いに結ぶ同時計数ラインが被写体10を通過す
るか否かが、この領域判定部52により判定される。も
し、同時計数ラインが被写体10を通過すると判定され
た場合には、x−y−θ−φメモリ62の投影データ蓄
積領域62Aの座標値(x,y,θ,φ)に対応する番
地に一定値が累積加算されて投影データEA が蓄積され
る。逆に、同時計数ラインが被写体10を通過しないと
判定された場合には、x−y−θ−φメモリ62の投影
データ蓄積領域62Bの座標値(x,y,θ,φ)に対
応する番地に一定値が累積加算されて投影データEB
蓄積される。
The coordinate values (x, y, θ, φ) are input to the area determination section 52. The coordinate values (x, y, θ, φ ) based on whether the coincidence line connecting the two photon detectors D i and D j having detected a photon pair with each other passes through the subject 10, this region The determination is performed by the determination unit 52. If it is determined that the coincidence line passes through the subject 10, the xy-θ-φ memory 62 stores the address corresponding to the coordinate value (x, y, θ, φ) of the projection data storage area 62A. projection data E A is stored constant value is cumulatively added. Conversely, if it is determined that the coincidence line does not pass through the subject 10, it corresponds to the coordinate value (x, y, θ, φ) of the projection data storage area 62B of the xy-θ-φ memory 62. projection data E B is stored constant value at the address is cumulatively added.

【0078】このx−y−θ−φメモリ62の投影デー
タ蓄積領域62Aおよび62Bそれぞれに蓄積された投
影データEA およびEB は、画像再構成部72に転送さ
れ、この転送された投影データEA およびEB に基づい
て、この画像再構成部72により、測定空間11におけ
る電子・陽電子対消滅の発生頻度の空間分布が算出され
画像再構成される。そして、その再構成画像は、画像表
示部82により表示される。
[0078] The x-y-θ-φ projection data E A and E B are accumulated in the respective projection data storage area 62A and 62B of the memory 62 is transferred to the image reconstruction unit 72, the transferred projection data Based on E A and E B , the image reconstruction unit 72 calculates the spatial distribution of the occurrence frequency of the annihilation of the electron-positron pair in the measurement space 11 and reconstructs the image. Then, the reconstructed image is displayed by the image display unit 82.

【0079】以上のように、本実施形態に係るPETに
おいても、第1の実施形態の場合と同様に、被写体10
が占める領域を通過しない同時計数ラインについては低
サンプリング密度で投影データを蓄積することにしたの
で、x−y−θ−φメモリ62から画像再構成部72へ
転送されるべき投影データの量は少なく、したがって、
転送時間も短い。特に、本実施形態では3D−PETで
あり、蓄積される投影データは2D−PETの場合に比
べて格段に多いので、投影データ量の削減および投影デ
ータ転送時間の短縮の効果は大きい。
As described above, in the PET according to the present embodiment, similarly to the case of the first embodiment, the subject 10
Since the projection data is stored at a low sampling density for the coincidence line that does not pass through the area occupied by, the amount of projection data to be transferred from the xy-θ-φ memory 62 to the image reconstruction unit 72 is Less, therefore
Transfer time is short. In particular, in the present embodiment, 3D-PET is used, and the projection data to be stored is much larger than in 2D-PET. Therefore, the effect of reducing the amount of projection data and shortening the transfer time of projection data is great.

【0080】すなわち、例えば被写体10がラット等の
小型動物である場合のように、被写体10のリング軸方
向の大きさがリングの厚みよりも小さく、且つ、被写体
10の径が測定空間11の径に対して小さい場合には、
高サンプリング密度で蓄積すべき投影データは、図5の
投影データ蓄積領域62Aに模式的に示したように、各
(θ,φ)方位それぞれについてx−y平面上の中央の
一定領域にのみ蓄積される。したがって、第1の実施形
態の場合と比較して、投影データ蓄積領域62Aにより
高サンプリング密度で蓄積されるべき投影データの量の
割合は少なく、投影データ量の削減および投影データ転
送時間の短縮の効果は大きい。一般に、3D−PETの
リングの軸方向の厚みは2D−PETのリングの厚みよ
りも厚いので、この効果は更に大きい。
That is, as in the case where the subject 10 is a small animal such as a rat, the size of the subject 10 in the ring axis direction is smaller than the thickness of the ring, and the diameter of the subject 10 is smaller than the diameter of the measurement space 11. Is smaller than
Projection data to be accumulated at a high sampling density is accumulated only in a certain central area on the xy plane for each (θ, φ) direction, as schematically shown in the projection data accumulation area 62A of FIG. Is done. Therefore, compared to the case of the first embodiment, the ratio of the amount of projection data to be stored at a high sampling density in the projection data storage area 62A is small, and the reduction of the projection data amount and the reduction of the projection data transfer time are achieved. The effect is great. Generally, this effect is even greater because the axial thickness of the 3D-PET ring is greater than the thickness of the 2D-PET ring.

【0081】また、本実施形態に係るPETにおいて
も、被写体10が占める領域を通過しない同時計数ライ
ンについても投影データを蓄積することにしたので、散
乱補正を精度よく行うこともできる。したがって、本実
施形態に係るPETにおいても、従来のPETの如く全
てのx−y−θ−φ空間上で高サンプリング密度で投影
データを蓄積する場合に得られる再構成画像と同等の高
分解能の再構成画像が得られる。
In the PET according to the present embodiment, projection data is also accumulated for coincidence lines that do not pass through the area occupied by the subject 10, so that scattering correction can be performed with high accuracy. Therefore, even in the PET according to the present embodiment, high resolution equivalent to a reconstructed image obtained when projection data is accumulated at a high sampling density on all xy-θ-φ spaces like conventional PET is obtained. A reconstructed image is obtained.

【0082】(第4の実施形態)次に、第4の実施形態
について説明する。図6は、第4の実施形態に係るポジ
トロンCT装置におけるリングの構成図である。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 6 is a configuration diagram of a ring in the positron CT apparatus according to the fourth embodiment.

【0083】本実施形態に係るPETの全体構成は、第
3の実施形態の場合と同様である。ただし、本実施形態
では、PETのリング22内の測定空間11に置かれる
被写体10は、被験者(人や他の動物)の頭部であり、
このPETにより観察しようとしている注目領域10A
は、その頭部の後頭部にある視覚野である。すなわち、
本実施形態は、注目領域(視覚野)10Aについて脳賦
活実験を行うものである。
The overall structure of the PET according to this embodiment is the same as that of the third embodiment. However, in the present embodiment, the subject 10 placed in the measurement space 11 in the PET ring 22 is the head of a subject (a person or another animal),
Attention area 10A to be observed by this PET
Is the visual cortex in the back of the head. That is,
In the present embodiment, a brain activation experiment is performed for a region of interest (visual area) 10A.

【0084】例えば、○や×等の簡単な図形や風景・模
様等を被写体(被験者)10に見せながら、PETによ
り、注目領域(視覚野)10Aを測定して投影データを
蓄積し、その投影データに基づいて再構成画像を得る。
一方、被写体(被験者)10に何も見せることなく、P
ETにより、注目領域(視覚野)10Aを測定して投影
データを蓄積し、その投影データに基づいて再構成画像
を得る。そして、これらの2つの再構成画像の間で減算
を行って、その減算結果に基づいて、被写体(被験者)
10の脳内の何処の領域が視覚刺激により賦活化される
かを特定する。このような実験あるいは検査を脳賦活実
験という。
For example, while showing a simple figure such as や or ×, a scenery, a pattern, etc. to the subject (subject) 10, the area of interest (visual area) 10 A is measured by PET, and projection data is accumulated. Obtain a reconstructed image based on the data.
On the other hand, without showing anything to the subject (subject) 10, P
The ET measures the area of interest (visual area) 10A, accumulates projection data, and obtains a reconstructed image based on the projection data. Then, subtraction is performed between these two reconstructed images, and a subject (subject) is determined based on the subtraction result.
The regions in the 10 brains that are activated by the visual stimulus are specified. Such an experiment or test is called a brain activation experiment.

【0085】この脳賦活実験では、被写体(被験者)1
0に与える視覚刺激の内容によっては、或いは、被写体
(被験者)10によっては、注目領域(視覚野)10A
が強く賦活されている時間が数十m秒から数秒程度と短
い場合が多い。また、繰り返して測定する場合には、被
写体(被験者)10が視覚刺激に馴れて、脳賦活が弱く
なることもある。したがって、PETによる測定時間の
短縮化が強く望まれている。
In this brain activation experiment, the subject (subject) 1
0 (the visual cortex) 10A depending on the content of the visual stimulus given to the subject 0 or the subject (subject) 10
In many cases, the time during which the metal is strongly activated is as short as several tens of milliseconds to several seconds. In the case of repeatedly measuring, the subject (subject) 10 may become accustomed to the visual stimulus, and the brain activation may be weakened. Therefore, shortening of the measurement time by PET is strongly desired.

【0086】一方、投影データに基づいて画像再構成す
るには、注目領域(視覚野)10Aだけでなく被写体
(被験者)10を通過する同時計数ラインについて投影
データを蓄積する必要があり、また、散乱補正を行うた
めには、被写体(被験者)10が占める領域を通過しな
い同時計数ラインについても投影データを蓄積する必要
がある。
On the other hand, in order to reconstruct an image based on the projection data, it is necessary to accumulate projection data not only for the region of interest (visual area) 10A but also for coincidence counting lines passing through the subject (subject) 10. In order to perform the scattering correction, it is necessary to accumulate projection data even for coincidence lines that do not pass through the area occupied by the subject (subject) 10.

【0087】したがって、検査として脳賦活実験を行う
場合のように、脳内のどの領域が賦活化されるか予め判
っている場合には、領域判定部52は、注目領域(視覚
野)10Aが占める領域を同時計数ラインが通過するか
否かを判定し、投影データ蓄積領域62Aは、注目領域
(視覚野)10Aが占める領域を通過する同時計数ライ
ンについての投影データを高サンプリング密度で蓄積
し、投影データ蓄積領域62Bは、注目領域(視覚野)
10Aが占める領域を通過しない同時計数ラインについ
ても投影データを低サンプリング密度で蓄積すればよ
い。このようにして蓄積された投影データに基づいて画
像再構成すれば、投影データの総量を減少させることが
できる一方で、得られる再構成画像は、散乱補正がなさ
れて高S/N比のものであって、注目領域(視覚野)1
0Aについては高解像度となる。
Therefore, when it is known in advance which region in the brain is to be activated, as in the case where a brain activation experiment is performed as a test, the region judging section 52 determines that the region of interest (visual area) 10A is It is determined whether or not the coincidence line passes through the area occupied, and the projection data accumulation area 62A accumulates projection data of the coincidence line passing through the area occupied by the attention area (visual area) 10A at a high sampling density. , The projection data storage area 62B is a region of interest (visual area).
Projection data may be accumulated at a low sampling density for coincidence lines that do not pass through the area occupied by 10A. If the image is reconstructed based on the projection data accumulated in this way, the total amount of projection data can be reduced. On the other hand, the obtained reconstructed image has a high S / N ratio after the scattering correction is performed. And attention area (visual area) 1
For 0A, the resolution is high.

【0088】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、第1および
第3の実施形態それぞれにおいて、領域判定部は、被写
体が占める領域または被写体内の注目領域を同時計数ラ
インが通過するか否かを判定したが、これに限られるも
のではない。再構成画像における高解像度領域および低
解像度領域は、領域判定部により同時計数ラインの通過
領域を判定する際の境界で急に変化するものではなく、
その境界の両側の一定幅領域に亘って次第に変化するも
のである。そこで、領域判定部により同時計数ラインの
通過領域を判定する際の境界を、被写体または注目領域
の輪郭線よりも一定幅だけ拡げたものとし、この拡げら
れた境界の内部領域を通過する同時計数ラインについて
のみ高サンプリング密度で投影データを蓄積し、この拡
げられた境界の内部領域を通過しない同時計数ラインに
ついて低サンプリング密度で投影データを蓄積して、こ
の投影データに基づいて画像再構成すれば、被写体また
は注目領域の全体に亘って高解像度の再構成画像が得ら
れる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in each of the first and third embodiments, the region determination unit determines whether the coincidence line passes through the region occupied by the subject or the region of interest in the subject, but is not limited to this. . The high-resolution area and the low-resolution area in the reconstructed image do not suddenly change at the boundary when the area determination unit determines the passing area of the coincidence line,
It gradually changes over a constant width area on both sides of the boundary. Therefore, it is assumed that the boundary at the time of judging the passing area of the coincidence line by the area judging unit is extended by a fixed width from the contour of the subject or the area of interest, and the coincidence counting that passes through the internal area of the extended boundary is performed. By accumulating projection data at a high sampling density only for lines, accumulating projection data at a low sampling density for coincidence counting lines that do not pass through the inner region of the expanded boundary, and reconstructing an image based on this projection data Thus, a high-resolution reconstructed image can be obtained over the entire subject or attention area.

【0089】また、第3および第4の実施形態で説明し
た3D−PETの場合であっても、第2の実施形態の場
合と同様に、領域判定部は、被写体が占める領域または
注目領域を同時計数ラインが通過するか否かではなく、
被写体が占める領域または注目領域を含む球形状の領域
を同時計数ラインが通過するか否かを判定してもよい。
Also, in the case of 3D-PET described in the third and fourth embodiments, as in the case of the second embodiment, the region determining section determines the region occupied by the subject or the region of interest. Not whether or not the coincidence line passes,
It may be determined whether or not the coincidence line passes through a spherical area including the area occupied by the subject or the area of interest.

【0090】また、領域判定部は、同時計数ラインが通
過するか否かの判断基準となる測定空間内の領域を自在
に設定可能であるのが好適である。この場合、被写体に
依って形状や大きさが異なる場合や、また、同一の被写
体であっても置かれる位置や注目領域が異なる場合に
は、それに応じて、投影データを高サンプリング密度で
蓄積すべき領域を適切に設定することができる。
It is preferable that the area judging section can freely set an area in the measurement space, which is a criterion for judging whether or not the coincidence line passes. In this case, when the shape and size are different depending on the subject, or when the same subject is placed at a different position or attention area, the projection data is stored at a high sampling density accordingly. The area to be set can be set appropriately.

【0091】また、t−θメモリ(または、x−y−θ
−φメモリ)に互いに粗密の異なる3つの投影データ蓄
積領域を設け、同時計数ラインが注目領域を通過するか
否かおよび被写体領域を通過するか否かを領域判定部に
より判定して、注目領域を通過する同時計数ラインにつ
いての投影データを最高密度の投影データ蓄積領域に蓄
積し、注目領域を通過しないが被写体領域を通過する同
時計数ラインについての投影データを中間密度の投影デ
ータ蓄積領域に蓄積し、被写体領域を通過しない同時計
数ラインについての投影データを最低密度の投影データ
蓄積領域に蓄積するのも好適である。この場合に得られ
る再構成画像は、散乱補正がなされて高S/N比のもの
であって、注目領域については高解像度となり、注目領
域以外の被写体の領域については中解像度となり、被写
体領域以外については低解像度となる。
The t-θ memory (or xy-θ)
-Φ memory) is provided with three projection data storage areas having different densities from each other, and the area determination unit determines whether the coincidence line passes through the attention area and whether it passes through the subject area. The projection data for the coincidence lines passing through is stored in the highest-density projection data storage area, and the projection data for the coincidence lines that do not pass through the attention area but pass through the subject area is stored in the medium-density projection data storage area. However, it is also preferable to store the projection data for the coincidence line that does not pass through the subject area in the projection data accumulation area having the lowest density. The reconstructed image obtained in this case has a high S / N ratio after the scattering correction has been performed, and has a high resolution for the region of interest, a medium resolution for the region of the subject other than the region of interest, and a non-subject region. Becomes low resolution.

【0092】[0092]

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり本発明によ
れば、リングを構成する多数の光子検出器のうちの何れ
かの1対の光子検出器により、リング内の測定空間内で
電子・陽電子対消滅に伴って発生した光子対が検出され
ると、その1対の光子検出器を互いに結ぶ同時計数ライ
ンについて極座標系で表した座標値が座標変換手段(t
−θ変換部、x−y−θ−φ変換部)から出力され、ま
た、リング内の測定空間内におけるその同時計数ライン
の通過領域が領域判定手段により判定される。この判定
結果に応じて、投影データ蓄積手段(t−θメモリ、x
−y−θ−φメモリ)の2以上の所定数の投影データ蓄
積領域の何れかに、座標変換手段から出力された座標値
に対応する番地に一定値が累積加算されて、投影データ
が蓄積される。そして、投影データ蓄積手段の所定数の
投影データ蓄積領域それぞれに蓄積された投影データに
基づいて、画像再構成手段により、測定空間における電
子・陽電子対消滅の発生頻度の空間分布が算出され再構
成画像が得られる。
As described above in detail, according to the present invention, any one of a large number of photon detectors constituting a ring makes it possible to generate electrons and electrons in a measurement space in the ring. When a photon pair generated due to the annihilation of the positron pair is detected, a coordinate value expressed in a polar coordinate system with respect to a coincidence line connecting the pair of photon detectors is represented by coordinate conversion means (t).
-Θ converter, xy-θ-φ converter), and the area through which the coincidence line passes in the measurement space in the ring is determined by the area determination means. In accordance with this determination result, the projection data storage means (t-θ memory, x
-Y-θ-φ memory), a predetermined value is cumulatively added to an address corresponding to the coordinate value output from the coordinate conversion means in any one of two or more predetermined numbers of projection data storage areas, and the projection data is stored. Is done. Then, based on the projection data accumulated in each of the predetermined number of projection data accumulation areas of the projection data accumulation means, the image reconstructing means calculates the spatial distribution of the occurrence frequency of electron-positron annihilation in the measurement space, and reconstructs the image. An image is obtained.

【0093】ここで、投影データ蓄積手段の所定数の投
影データ蓄積領域は、同時計数ラインの位置および方位
を示す座標値に対する番地の対応関係の粗密が互いに異
なるものとしたので、全ての座標値に対する番地の対応
関係が一様に密である従来の場合と比較して、投影デー
タ蓄積手段から画像再構成手段に転送されるべき投影デ
ータの量は少なく、且つ、その転送に要する時間は短
い。したがって、ダイナミック計測においてフレーム時
間を短縮化することができる。また、従来の場合に比べ
て投影データ量を削減するにも拘わらず、画像再構成手
段により得られる再構成画像のうち、当該対応関係が密
な投影データ蓄積領域に蓄積された投影データに基づく
部分(被写体像または注目領域の部分)については、高
解像度のものが得られ、また、散乱補正を行えば、従来
の場合と同程度の高S/N比の再構成画像を得ることが
できる。
Here, the predetermined number of projection data storage areas of the projection data storage means are different from each other in the correspondence of the addresses to the coordinate values indicating the position and orientation of the coincidence line, so that all the coordinate values are different. The amount of projection data to be transferred from the projection data storage unit to the image reconstructing unit is small, and the time required for the transfer is short, as compared with the conventional case where the correspondence of addresses to the image data is uniformly dense. . Therefore, the frame time can be reduced in the dynamic measurement. In addition, despite the fact that the amount of projection data is reduced as compared with the conventional case, among the reconstructed images obtained by the image reconstructing means, the correspondence is based on the projection data accumulated in the dense projection data accumulation area. A high resolution image can be obtained for the portion (subject image or attention area), and a reconstructed image having a high S / N ratio comparable to that of the related art can be obtained by performing scattering correction. .

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

【図1】第1の実施形態に係るポジトロンCT装置の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a positron CT apparatus according to a first embodiment.

【図2】散乱補正のフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of a scattering correction.

【図3】被写体の輪郭の検出方法の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a method of detecting a contour of a subject.

【図4】第2の実施形態に係るポジトロンCT装置の構
成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a positron CT apparatus according to a second embodiment.

【図5】第3の実施形態に係るポジトロンCT装置の構
成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a positron CT apparatus according to a third embodiment.

【図6】第4の実施形態に係るポジトロンCT装置にお
けるリングの構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a ring in a positron CT apparatus according to a fourth embodiment.

【図7】散乱同時計数の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of scattering coincidence counting.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…被写体、10A…注目領域、11…測定空間、1
2…校正用RI線源、20,22…リング、30,32
…同時計数回路、40…t−θ変換部、42…x−y−
θ−φ変換部、50,51,52…領域判定部、60…
t−θメモリ、60A,60B…投影データ蓄積領域、
61…t−θメモリ、61A,61B…投影データ蓄積
領域、62…x−y−θ−φメモリ、62A,62B…
投影データ蓄積領域、70,72…画像再構成部、8
0,82…画像表示部。
10 subject, 10A attention area, 11 measurement space, 1
2 ... RI source for calibration, 20,22 ... Ring, 30,32
... Simultaneous counting circuit, 40 ... t-.theta. Converter, 42 ... xy-
.theta .-. phi. converter, 50, 51, 52... area determination unit, 60.
t-θ memory, 60A, 60B ... projection data storage area,
61: t-θ memory, 61A, 61B: projection data storage area, 62: xy-θ-φ memory, 62A, 62B ...
Projection data storage area, 70, 72... Image reconstruction unit, 8
0, 82: Image display unit.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射した光子のエネルギに応じた光子検
出信号をそれぞれ出力する複数個の光子検出器が測定空
間を囲んで配列されたリングと、 前記光子検出信号を入力し、前記測定空間における電子
・陽電子対消滅によって発生する光子対をエネルギ弁別
して、前記光子対のそれぞれの光子を検出した光子検出
器対を示す検出器識別信号を出力する同時計数回路と、 前記検出器識別信号が示す光子検出器対を互いに結ぶ同
時計数ラインについて前記測定空間に設定された極座標
系で表現した座標値を出力する座標変換手段と、 前記同時計数ラインの前記測定空間内における通過領域
を判定する領域判定手段と、 前記座標変換手段から出力される座標値に対する番地の
対応関係の粗密が互いに異なる2以上の所定数の投影デ
ータ蓄積領域を有し、前記領域判定手段により判定され
た前記通過領域に応じて前記所定数の投影データ蓄積領
域のうちの何れかにおいて、前記座標変換手段から出力
された前記座標値に対応する番地に一定値を累積加算し
て、投影データを蓄積する投影データ蓄積手段と、 前記投影データ蓄積手段の前記所定数の投影データ蓄積
領域それぞれに蓄積された前記投影データに基づいて、
前記測定空間における電子・陽電子対消滅の発生頻度の
空間分布を算出し画像再構成を行う画像再構成手段と、 を備えることを特徴とするポジトロンCT装置。
1. A ring in which a plurality of photon detectors each outputting a photon detection signal corresponding to the energy of an incident photon are arranged so as to surround a measurement space; A coincidence circuit that energy-discriminates photon pairs generated by annihilation of electron / positron pairs and outputs a detector identification signal indicating a photon detector pair that has detected each photon of the photon pair; Coordinate conversion means for outputting a coordinate value expressed in a polar coordinate system set in the measurement space for a coincidence line connecting the photon detector pairs to each other; and an area determination for judging a passing area of the coincidence line in the measurement space. Means, and two or more predetermined number of projection data storage areas having different densities of correspondence of addresses to coordinate values output from the coordinate conversion means. Then, in any one of the predetermined number of projection data accumulation areas according to the pass area determined by the area determination means, a fixed value is assigned to an address corresponding to the coordinate value output from the coordinate conversion means. Projection data accumulation means for accumulating and adding projection data, based on the projection data accumulated in each of the predetermined number of projection data accumulation areas of the projection data accumulation means,
A positron CT apparatus, comprising: image reconstruction means for calculating a spatial distribution of the frequency of occurrence of electron-positron pair annihilation in the measurement space and performing image reconstruction.
【請求項2】 前記画像再構成手段により画像再構成さ
れた前記空間分布の画像に基づいて散乱補正を行う散乱
補正手段を更に備える、ことを特徴とする請求項1記載
のポジトロンCT装置。
2. The positron CT apparatus according to claim 1, further comprising a scatter correction unit that performs scatter correction based on the image of the spatial distribution reconstructed by the image reconstruction unit.
【請求項3】 前記測定空間に置かれた被写体の輪郭を
検出する輪郭検出手段を更に備え、 前記領域判定手段は、前記輪郭検出手段により検出され
た前記輪郭に基づいて前記通過領域を判定する、 ことを特徴とする請求項1記載のポジトロンCT装置。
3. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising: a contour detecting unit configured to detect a contour of the subject placed in the measurement space, wherein the area determining unit determines the passing area based on the contour detected by the contour detecting unit. The positron CT apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記領域判定手段は、前記検出器識別信
号が示す光子検出器対を互いに結ぶ同時計数ラインが前
記測定空間内の所定領域を通過するか否かを判定し、 前記投影データ蓄積手段は、前記所定数の投影データ蓄
積領域のうち、前記同時計数ラインが前記所定領域を通
過すると判定されたときに前記一定値が累積加算される
投影データ蓄積領域の前記対応関係が、その他の投影デ
ータ蓄積領域の前記対応関係よりも密である、 ことを特徴とする請求項1記載のポジトロンCT装置。
4. The area determination means determines whether a coincidence counting line connecting the photon detector pairs indicated by the detector identification signal passes through a predetermined area in the measurement space. The means may include, among the predetermined number of projection data accumulation areas, the correspondence of the projection data accumulation areas to which the fixed value is cumulatively added when it is determined that the coincidence line passes through the predetermined area, 2. The positron CT apparatus according to claim 1, wherein the density is higher than the correspondence of the projection data storage areas. 3.
【請求項5】 前記領域判定手段は、前記所定領域に関
して自在に設定可能である、ことを特徴とする請求項4
記載のポジトロンCT装置。
5. The apparatus according to claim 4, wherein the area determining means can freely set the predetermined area.
The positron CT apparatus according to the above.
【請求項6】 前記領域判定手段は、前記測定空間内に
置かれた被写体が占める領域または前記被写体内の注目
領域の何れかを前記所定領域とする、ことを特徴とする
請求項4記載のポジトロンCT装置。
6. The apparatus according to claim 4, wherein the area determination unit sets any one of an area occupied by the subject placed in the measurement space or a region of interest in the subject as the predetermined area. Positron CT device.
【請求項7】 前記領域判定手段は、前記測定空間内に
置かれた被写体が占める領域または前記被写体内の注目
領域の何れかの周辺に一定幅領域を加えた領域を前記所
定領域とする、ことを特徴とする請求項4記載のポジト
ロンCT装置。
7. The area determining unit determines a predetermined area as an area obtained by adding a fixed width area to an area occupied by an object placed in the measurement space or a periphery of an attention area in the object. 5. The positron CT apparatus according to claim 4, wherein:
【請求項8】 前記領域判定手段は、前記測定空間内に
置かれた被写体が占める領域または前記被写体内の注目
領域の何れかを含む球形状の領域を前記所定領域とす
る、ことを特徴とする請求項4記載のポジトロンCT装
置。
8. The method according to claim 1, wherein the predetermined area is a spherical area including any one of an area occupied by a subject placed in the measurement space and an area of interest in the subject. The positron CT apparatus according to claim 4, wherein
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