JPH11507734A - 核医学検査中に得られるｓｐｅｃｔデータからシンチレーションカメラ検出器の回転中心を遡及的に決定する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 患者の２つの共役画像がＳＰＥＣＴ核医学検査中に得られる。この画像の中の共通の解剖学的特徴が識別される。この画像の中の共通の解剖学的特徴の位置の距離に基づいて検査中の検出器の回転中心（ＣＯＲ）が検査終了後に計算される。次にこのＣＯＲが画像再構成中に使用され、フィルタリングされた各々の画像をバックプロジェクションする位置を決定する。結果的に得られるＳＰＥＣＴデータは高品質を有する。というのも再構成された画像におけるＣＯＲアーチファクトは低減乃至は除去されるからである。

Description

【発明の詳細な説明】 核医学検査中に得られるＳＰＥＣＴデータからシンチレーションカメラ検出器の 回転中心を遡及的に決定する方法 本発明は核医学、とりわけ核医学ＳＰＥＣＴ検査に関する。その最も直接的な 意味において、本発明は平行多孔型コリメータを使用して実施されるＳＰＥＣＴ 検査に関する。 従来技術 核医学検査では放射性同位元素が患者に投与され、関心対象の器官（例えば心 臓）に集積される。次にこの放射性同位元素が放射性崩壊を起こし、その過程で γ線を放射する。Single Photon Emission Computed Tomography(ＳＰＥＣＴ)検 査では、コリメートされた検出器が少なくとも１８０°患者の身体軸の周囲を回 転し、放射されるγ線を検出する。これから例えば放射性同位元素が集積された 心臓内の位置を示す３次元画像を「再構成」できる。 全てのＳＰＥＣＴ再構成アルゴリズムは次の仮定に基づいている。すなわち、 （１つ又は複数のカメラ検出器内の電子装置によって決定されるような）シンチ レーションカメラシステムの座標は患者の物理的座標に充分に相応している、と いう仮定に基づいている。 もしこのような相応関係が厳密でないならば、再構成されるＳＰＥＣＴ画像の空 間分解能は低下する。もしこのような相応関係が欠如しているならば、リング状 の歪み（リングアーチファクト）が再構成画像に現れるだろう。 ＳＰＥＣＴ検査が集束コリメータ（例えばファンビーム、コーンビーム又はア スティグマティック（astigmatic）タイプのコリメータ）を使用して実施される 場合、他のパラメータも患者の物理的な位置に相応されなくてはならない。これ らのパラメータは例えば検出器の回転半径、コリメータの主光線のｘ及びｙ座標 、コリメータの焦点距離である。 シンチレーションカメラシステムの座標と患者の物理的な座標との密接な相応 関係を維持する１つの方法は、経験的にカメラの回転中心（ＣＯＲ）を決定し物 理的に患者を位置調整して必要な相応関係を得ることである。これは満足すべき 結果をもたらすが、カメラのＣＯＲが固定位置に維持されないので不便である。 ＣＯＲエラーは多くの原因（例えばシンチレーションカメラ検出器の光電検出器 のゲインのドリフト及びオフセット、カメラコリメーションの変化、カメラガン トリの湾曲）から発生し、時とともに変化する。それゆえ、周期的に（有利には 毎月）特別なＳＰＥＣＴ再較正ルーチン及び複数の放射能点源のライン（a line of radioactive point sources）を使用して、この カメラとともに使用される各コリメータに対するＣＯＲを再決定する必要がある 。 ＳＰＥＣＴ検査を実施しこの検査のＣＯＲを遡及的に決定できるような方法を 提供することは有利である。このように遡及的に決定されるＣＯＲは、シンチレ ーションカメラシステムの現在の状態をより正確に反映するだろう。そして今度 はこのことによって患者の身体座標系がより正確にシンチレーションカメラシス テムの座標系に相応し、ひいては低減されたアーチファクトレベルを有する高品 質のＳＰＥＣＴ画像をもたらすことができるだろう。 本発明の１つの課題は、ＳＰＥＣＴ検査中に得られる画像データからシンチレ ーションカメラ検出器の回転中心を遡及的に決定するための方法を提供すること である。 本発明のもう１つの課題は、一般的に核医学における画像再構成の公知の方法 を改善することである。 本発明によれば、シンチレーションカメラはＳＰＥＣＴ検査を実施するために 使用され、このＳＰＥＣＴ検査では検出器は患者の周囲を少なくとも１８０°回 転させられる。患者の１対の共役画像（すなわち、画像データの２つのセットで あり、この画像セットは患者を正反対の向かい合った方向から眺める検出器位置 で得られる。）が得られる。各々の画像において共通の解剖学的特徴が識別され 位置測定される。次に、こ の検査の回転中心がこれらの画像の共通の特徴の位置の間の距離に基づいて計算 される。 有利には、つまり有利な実施形態によれば、解剖学的特徴は患者の身体の輪郭 である。さらに有利には、つまり有利な実施形態によれば、識別及び位置測定の ステップは、患者の散乱分布画像を得てこの散乱分布画像にエッジ検出アルゴリ ズムを適用することによって実施される。 図面の説明 本発明を次に図面に基づいて詳しく説明する。 図１は患者に実施されるＳＰＥＣＴ検査の概略図である。 図２は本発明の有利な実施形態で使用されるアルゴリズムの数学的原理を示す 概略図である。 図３は本発明の有利な実施形態を示すフローチャートである。 実施例の詳細な説明 図１は患者２に対して行われているＳＰＥＣＴ検査を図示している。放射性同 位元素（図示せず）は患者２に投与され、この放射性同位元素は心臓４に集積さ れている。心臓４の中の放射性同位元素は放射性崩壊によって崩壊する。そして この過程でγ線（図示せず）を放射する。この放射線はコリメータ６（例えば平 行多孔型コリメータ）によってコリメートされ、検出器８によって検出される。 この検出器８からの情報出 力はコンピュータ１０に供給され、このコンピュータ１０が心臓４の画像（図示 せず）を再構成する。この画像はディスプレイ１２に映し出される。 ＳＰＥＣＴでは、検出器８は患者２の周囲を回転させられる。有利には回転中 心（ＣＯＲ）は心臓４に位置している。検出器８は少なくとも１８０°、有利に は３６０°患者２の周囲を回転させられる。検査の間検出器８は回転されて患者 ２の周囲の所定の位置（測定点）に達する。 従来では、検出器８のＣＯＲの較正作業は技術者ににとって時間がかかり、注 意力を要求する作業である。たとえ技術者が注意深くても、セットアップエラー は発生しうる。そしてこのようなエラーが原因でアーチファクトが再構成画像（ 図示せず）に現れてしまう。本発明によれば、このセットアップ作業はより容易 になる。というのも、検出器８のＣＯＲは遡及的に、すなわち検査が終了した後 で決定されるからである。 本発明は次の認識から出発する。すなわち、シンチレーションカメラ検出器が ＳＰＥＣＴ検査中に１８０°回転する場合、共役画像に現れる同一の解剖学的特 徴はこの検出器のＣＯＲから等距離にあるはずだ、という認識から出発する。 これは概略的に図２に図示されている。図２ではコリメートされた検出器８は ２つの正反対の向かい合った位置（θ＝０ラジアンの測定点及びθ＝πラジアン の測定点）に示されている。結果として患者２の身体の輪郭２０の２つの共役画 像が得られる。 身体の輪郭２０は、患者２の散乱分布画像を得ること及び検出器８から得られ る画像にエッジ検出アルゴリズムを適用することによって機械で識別される。検 出器８が測定点θ＝０ラジアンにある場合、身体輪郭２０の右エッジのｘ座標は ｘ_Rであり、身体輪郭２０の左エッジのｘ座標はｘ_Lである。検出器８が測定点θ ＝πラジアンにある場合、身体輪郭２０の右エッジのｘ座標はｘ′_Rであり、身 体輪郭２０の左エッジのｘ座標はｘ′_Lである。検出器８はＣＯＲ２２の周囲を 一定の半径で回転するから、結果的に身体の右エッジに対しては、 そして同様に身体の左エッジに対しては が得られる。 身体の輪郭２０は関心対象の特徴である必要はない。他の解剖学的特徴をコン ピュータで識別し代わりに使用してもよい。（米国特許第５３８１７９１号明細 書は、解剖学的特徴を核医学画像内でコンピュータ識別できる方法論を教示して いる。）さらに、関心対象 の特徴をコンピュータ識別するのは有利であるが、これは必要なことではない。 図３は、本発明の有利な実施形態をフローチャート形式で図示している。最初 に核医学ＳＰＥＣＴ検査が平行多孔型コリメータを使用して患者に対して実施さ れる。検査中に検出器は少なくとも１８０°、大きくて３６０°回転する。それ ゆえ、この検査の実施過程中に少なくとも１対の（そしてできればより多くの対 の）患者の共役画像が得られる。もし１対の患者の共役画像が得られる場合には 、これの特徴が識別され位置測定される。その後、この検査のＣＯＲが上述のよ うに計算される。 もし１つより多くの共役画像が得られるならば、全ての共役画像が処理されて 相応する解剖学的特徴を含んでいる全ての共役対が識別される。もし相応する特 徴を有する１つより多い共役対があるならば、特徴の位置は上述の方程式と同じ 多数の方程式を供給する。この多数の方程式はＣＯＲの重複決定を与える。様々 なＣＯＲ推定値を最適に重み付け及び平均化することによって、単一の共役対に 基づいて得られる最終結果よりも高い正確さを有する最終結果が得られる。 もし解剖学的特徴が患者の身体輪郭であるならば、この識別及び位置測定は患 者の散乱分布画像を得てエッジ検出アルゴリズムを使用することによって実施さ れる。 計算されたＣＯＲは、再構成においておのおのフィルタリングされた画像をバ ックプロジェクションする位置を決定するために使用される。ＣＯＲは最も現在 に近い情報に基づいて決定されるから、計算されたＣＯＲはできる限り現在に近 いものであり、システムドリフト又は古いデータからの影響をほとんど受けてい ない。結果的にＳＰＥＣＴ画像品質が改善される。 有利な実施形態を上述したが、本発明の適用範囲は請求項によってのみ限定さ れる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ＳＰＥＣＴ検査中に得られる画像データからシンチレーションカメラ検出器 の回転中心を遡及的に決定する方法であって、 前記ＳＰＥＣＴ検査中に前記検出器は少なくとも１８０°回転される、ＳＰ ＥＣＴ検査中に得られる画像データからシンチレーションカメラ検出器の回転中 心を遡及的に決定する方法は、 １対の共役画像を得るステップと、 前記画像の各々において共通の解剖学的特徴を識別し位置測定するステップ と、 前記画像の前記特徴の位置の間の距離に基づいて検査の回転中心を計算する ステップとを有する、ＳＰＥＣＴ検査中に得られる画像データからシンチレーシ ョンカメラ検出器の回転中心を遡及的に決定する方法。 ２．共通の解剖学的特徴は患者の身体の輪郭である、請求項１記載の方法。 ３．識別し位置測定するステップは、患者の散乱散乱分布画像を得るステップと エッジ検出アルゴリズムを前記散乱分布画像に適用するステップとを有する、請 求項１記載の方法。 ４．１対の共役画像を得るステップを集束コリメータを使用して実施する、請求 項１記載の方法。 ５．さらにフィルタリングされた画像データをバックプロジェクションするステ ップを有する、請求項４記載の方法。