KR100991640B1 - 핵의학 진단장치, 형태단층촬영 진단장치, 핵의학용 데이터연산처리방법 및 형태단층화상 연산처리방법 - Google Patents

핵의학 진단장치, 형태단층촬영 진단장치, 핵의학용 데이터연산처리방법 및 형태단층화상 연산처리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100991640B1
KR100991640B1 KR1020080134903A KR20080134903A KR100991640B1 KR 100991640 B1 KR100991640 B1 KR 100991640B1 KR 1020080134903 A KR1020080134903 A KR 1020080134903A KR 20080134903 A KR20080134903 A KR 20080134903A KR 100991640 B1 KR100991640 B1 KR 100991640B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
data
radiation
subject
transmission data
absorption
Prior art date
Application number
KR1020080134903A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090073040A (ko
Inventor
테츠로 미즈타
케이시 기타무라
Original Assignee
가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2008329410A external-priority patent/JP5126049B2/ja
Application filed by 가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼 filed Critical 가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼
Publication of KR20090073040A publication Critical patent/KR20090073040A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100991640B1 publication Critical patent/KR100991640B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/1615—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting using both transmission and emission sources simultaneously
    • G01T1/1617—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting using both transmission and emission sources simultaneously with scintillation detectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computerised tomographs
    • A61B6/037—Emission tomography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/1611—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting using both transmission and emission sources sequentially
    • G01T1/1612—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting using both transmission and emission sources sequentially with scintillation detectors

Abstract

피검사체가 없는 상태에서 Lu－176 등으로 대표되는 자기방사능에 의해서 블랭크 데이터를 수집하고(S1), 피검사체(M)가 있는 상태에서 자기방사능에 의해서 트랜스미션 데이터를 수집하여(S2), 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한γ선에 의해서 에미션 데이터를 수집한다(S3). 블랭크 데이터 및 트랜스미션 데이터에 근거해 흡수보정 데이터를 구하여(S4~S7), 그 흡수보정 데이터를 이용해 에미션 데이터의 흡수보정을 실시한다(S8). 이러한 자기방사능으로 얻어진 백그라운드 데이터는 원래는 기각(폐기)되지만, 그 백그라운드 데이터를 역으로 이용하여, 흡수보정 데이터에 제공하는 것으로, 안정한 흡수보정을 실시할 수 있다.
Figure R1020080134903
핵의학, 진단, 단층촬영, ECT, PET

Description

핵의학 진단장치, 형태단층촬영 진단장치, 핵의학용 데이터 연산처리방법 및 형태단층화상 연산처리방법{Nuclear medical diagnostic device, form tomography diagnostic device, data arithmetic processing method for nuclear medicine, and form tomogram image processing method}
본 발명은 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거해 피검사체의 핵의학용 데이터 혹은 형태단층화상을 구하는 핵의학 진단장치, 형태단층촬영 진단장치, 핵의학용 데이터 연산처리방법 및 형태단층화상 연산처리방법에 관한 것이다.
전술한 핵의학 진단장치, 즉 ECT(Emission Computed Tomography) 장치로서, PET(Positron Emission Tomography) 장치를 예로 채택하여 설명한다.
PET 장치는, 양전자(Positron), 즉 양전자의 소멸에 의해서 발생하는 복수본의 γ선을 검출하여 복수 개의 검출기로 γ선을 동시에 검출한 때에만 피검사체의 단층화상을 재구성하도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 양전자 방출 핵종을 포함한 방사성 약제를 피검사체 내부에 투여하고, 투여된 피검사체 내부로부터 방출되는 511KeV의 대향하는 소멸γ선을 다 수의 검출소자(예를 들면, 신틸레이터(scintillator)) 무리로 이루어지는 검출기로 검출한다. 그리고, 2개의 검출기로 일정 시간내에 γ선을 검출한 경우에 동시에 검출한 것으로 하여, 그것을 한 쌍의 대응하는 소멸 γ선으로서 계수하고, 또한 대응하는 소멸 발생 지점을, 검출한 검출기에 대한 직선상으로 특정한다. 이와 같은 동시계수 정보를 축적해서 재구성 처리를 행하여, 양전자 방출핵종 분포화상(즉, 단층화상)을 얻는다(예를 들면, 일본 특개평 7－113873호 공보, 일본특개 2000－28727호 공보 참조).
핵의학 진단에 있어서의 정량성의 유지, 화질의 유지를 위해서는, 전술한 동시계수 정보의 데이터(「에미션(emission) 데이터」라고도 불린다)를 흡수보정하는 것이 필수이다. PET 장치에서의 동시계수 데이터의 유전체 흡수는, γ선이 피검사체를 통과하는 패스(pass)(경로)에 의존하고, γ선의 발생점(양전자의 대응하는 소멸 발생 지점)에 의존하지 않는다. 따라서, 통상은, 방사성 약제와 동종의 방사선(이 경우γ선)을 조사시키는 외부 선원을 이용한다. 그리고, 외부 선원으로부터 조사되어 피검사체를 투과한 γ선에 근거한 형태 정보(「트랜스미션(transmission) 데이터」라고도 불린다)로서, 투과율의 역수, 혹은 흡수계수 맵(map)으로부터 얻어진흡수보정치를 에미션 투영데이터에 곱하는 것으로 흡수보정할 수 있다. 최근에는, 외부 선원 대신에 PET 장치와 일체화한 X선 CT장치(PET－CT장치)로부터 얻어진형태 정보를 흡수계수 맵으로 변환하고, 흡수보정에 이용하는 수법도 채용되고 있다.
그렇지만, 외부 선원 등의 실장 등이 곤란한 경우에, 또한 피검사체 내부를 균일흡수체로서 가정할 수 있는 경우에는, 에미션 데이터나 화상으로부터 피검사체의 윤곽을 추정하고, 내부를 균일한 흡수체로 가정하여 흡수보정하는 수법도 채용되고 있다(예를 들면, 北村圭司, 石川亮宏, 水田哲郞, 山谷泰賀「jPET-D4에 있어서의 각종 데이터 보정법의 개발」, 평성(平成) 17년도 차세대 PET 장치 개발연구보고서, p.47－51참조).
한편으로, 근년, 특히 고분해능 PET용 개발에 있어서는, 검출기를 구성하는 신틸레이터(scintillator)로서, 신틸레이터에서 방사선으로부터 광으로 변환될 때의 발광량의 많음, 발광 감쇠시간의 짧음,γ선 저지능의 높음이라고 하는 특성의 밸런스의 양호함으로부터 Lu－176을 포함한 신틸레이터(LSO, LYSO, LGSO 등)가 이용되도록 되고 있다. 이러한 특성은, 각각 고분해능화(신틸레이터의 소형화)가 가능, 고계수율 특성화(이벤트처리의 고속화), 고감도화(γ선을 검출하는 확률이 높다)라고 하는 PET 장치의 성능을 좌우하는 근본이 된다.
그렇지만, Lu－176이라고 하는 원소는, 그것이 방사성 물질이어서, β붕괴 (99.9%, 최대 596KeV)에 이어, 3개의 γ붕괴(300KeV, 94%, 202KeV, 78%, 88 KeV, 15%)가 동시에 일어나므로, 이러한 방사선 가운데, 임의의 복수(2개 이상)의 방사선이 동시계수되는 경우가 존재한다. 이 동시계수는,「우발 동시계수」로서 공제할 수 없다. 그러나, PET 수집에서는 산란 성분 등의 저에너지 백그라운드 (background)를 없애기 위해서, 통상에서는, 에너지 하한 문턱치(300~400KeV)를 설정하고 있다(예를 들면, Andrew L. et al;“On the imaging of very weak sources in an LSO PET Scanner”, IEEE MIC 2007, Conf Rec, MO7-5, S Yamamoto et al, “ Investigation of single, random, and true counts from natural radioactivity in LSO-based clinical PET”, Ann Nucl Med, vol.19, pp109-114, 2005참조). 그리고, 검출 대상으로 하고 있는 양전자(즉 방사성약제)로부터의 γ선(511KeV) 이외를 제거하고 있다. Lu－176의 자기방사능에 대해서는, 이 에너지 문턱치를 400KeV 정도로 설정하는 것으로 거의 무시할 수 있는 레벨로 억제하는 것이 가능하다고 보고되고 있다. 이와 같이, Lu－176의 자기방사능은 백그라운드 노이즈될 수 있으므로, 그 성분을 억제하는 것이 종래의 주된 과제로 되고 있다.
한편, 동시계수 시에는 그 자기방사능을 억제할 필요가 있지만, 그 자기방사능을 이용한 검출기(광전자 증배관(PMT:Photo Multiplier Tube)이나 상기회로도 포함한다)의 일상 점검을 실시하는 수법 등도 제안되고 있다(Christof Knoess et al, "Development of Daily Quality Check Procedure for the High-Resolution Research Tomograph (HRRT) Using Natural LSO Background Radioactivity" IEEE Trans. Nucl. Sci., vol.49, No.5, P2074, 2002참조).
전술한 것과 같은 선원이나 X선 CT 화상을 이용한 종래의 흡수보정법은 고정밀도가 또한 유효하다. 그렇지만, 감도·공간분해능의 향상을 목적으로 검출기를 피검사체에 근접하는 경우, 콜리메이트(collimate)된 외부 선원이나 그것을 회전 시키는 기구(선원회전기구) 등을 실장하기 위한 공간이 확보 가능하지 않은 경우가 있다. 또한, 유방암 검출을 위한 맘모그램(mammogram)에 적용한 맘모 PET 장치의 경우에는, 피검사체의 신체(유방)와 검출기를 가능한 한 근접시킬 필요가 있다. 이러한 경우에 피검사체 내부를 균일한 흡수체로서 간주할 수 있는 경우에는, 전술한 것처럼 에미션 데이터나 화상으로부터 피검사체의 윤곽을 추출하고, 내부를 동일한 흡수체로 간주하는 것으로 흡수보정을 실시하는 수법이 채용된다. 그러나, 피검사체의 변연부(edge)의 방사능 집적이 극히 적은 경우 등은 윤곽을 추출하지 못하고 윤곽 추출의 정밀도가 열화(劣化)한다. 또한, 피검사체의 변연부의 분포에 극단적인 치우침이 있는 경우도, 윤곽 추출의 정밀도가 열화하는 가능성이 있다. 이와 같이 방사성 약제의 집적 상황에 따라서는 안정한 윤곽 정보를 얻지 못하고 , 안정한 흡수보정을 실시할 수 없다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안한 것으로서, 안정한 흡수보정을 실시할 수 있고, 핵의학용 데이터처리·진단 혹은 형태정보의 파악에 이용가능한 형태단층화상을 획득할 수 있는 핵의학 진단장치, 형태단층촬영 진단장치, 핵의학용 데이터 연산처리방법 및 형태단층화상 연산처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 있어서의 핵의학 진단장치, 형태단층촬영 진단장치, 핵의학용 데이터 연산처리방법 및 형태단층화상 연산처리방법은, 이러한 목적을 달성하기 위해서, 다음과 같은 구성을 채용한다.
즉, 본 발명에 있어서의 핵의학 진단장치는, 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거하여 피검사체의 핵의학용 데이터를 구하는 핵의학 진단장치에 있어서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다：
복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단；
상기 피검사체가 없는 상태에서, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 블랭크 (blank) 데이터로서 수집하는 블랭크 데이터 수집수단；
상기 피검사체가 있는 상태에서, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 트랜스미션 (transmission) 데이터로서 수집하는 트랜스미션 데이터 수집수단；
상기 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선을 상기 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 에미션(emission) 데이터로서 수집하는 에미션 데이터 수집수단；
상기 블랭크 데이터 수집수단으로 수집된 블랭크 데이터 및 상기 트랜스미션 데이터 수집수단으로 수집된 트랜스미션 데이터가 적어도 어느 쪽 한편의 데이터에 근거하여 피검사체의 흡수보정 데이터를 구하는 흡수보정 데이터 산출수단；
상기 흡수보정 데이터를 이용해 상기 에미션 데이터 수집수단으로 수집된 에미션 데이터의 흡수보정을 실시해서, 흡수보정된 데이터를 상기 핵의학용 데이터로서 최종적으로 구하는 흡수보정수단.
본 발명의 핵의학 진단장치에 의하면, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원 소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단을 구비한다. 피검사체가 없는 상태에서, 전술한 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 블랭크 데이터 수집수단은 블랭크 데이터로서 수집한다. 한편, 피검사체가 있는 상태에서, 전술한 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 트랜스미션 데이터 수집수단은 트랜스미션 데이터로서 수집한다. 또한, 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선을 전술한 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 에미션 데이터 수집수단은 에미션 데이터로서 수집한다. 전술한 블랭크 데이터 수집수단으로 수집된 블랭크 데이터 및 전술한 트랜스미션 데이터 수집수단으로 수집된 트랜스미션 데이터가 적어도 어느 쪽 한 편의 데이터에 근거해 피검사체의 유무에 의한 방사선의 흡수의 정도(투과도 포함한다)를 알 수 있어, 피검사체의 흡수보정 데이터를 흡수보정 데이터 산출수단은 구하는 것이 가능하게 된다. 그 흡수보정 데이터를 이용해 전술한 에미션 데이터 수집수단으로 수집된 에미션 데이터의 흡수보정을 흡수보정 수단은 수행하여, 흡수보정된 데이터를 핵의학용 데이터로서 최종적으로 구한다. 이와 같이, Lu－176 등으로 대표되는 자기방사능(복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소)에 의해서 얻어진 백그라운드 데이터는 원래는 기각(폐기)되지만, 그 백그라운드 데이터를 역으로 이용하여, 흡수보정 데이터에 제공한다. 이와 같이 흡수보정 데이터에 제공하는 것 으로, 외부 선원 등을 필요 이상으로 실장할 필요가 없고 방사선 검출수단을 피검사체에 근접시킬 수 있어, 에미션 데이터로부터 얻어진형태 정보를 필요 이상으로 사용할 필요가 없고, 안정한 흡수보정을 실시할 수 있다.
또한, 자기방사능(복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소)을 포함하여 구성된 방사선 검출수단을 이용해 블랭크 데이터를 수집하는 경우에는, 본 발명에 있어서의 형태단층촬영 진단장치는, 다음과 같은 구성을 채용해도 좋다.
즉, 본 발명에 있어서의 형태단층촬영 진단장치는, 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거해 피검사체의 형태단층화상을 구하는 형태단층촬영 진단장치에 있어서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다：
복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단；
상기 피검사체가 없는 상태에서, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 블랭크 데이터로서 수집하는 블랭크 데이터 수집수단；
상기 피검사체가 있는 상태에서, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 트랜스미션 데이터로서 수집하는 트랜스미션 데이터 수집수단；
상기 블랭크 데이터 수집수단으로 수집된 블랭크 데이터 및 상기 트랜스미션 데이터 수집수단으로 수집된 트랜스미션 데이터에 근거해 피검사체의 투시상을 획득하는 투시상 획득수단；
상기 투시상을 재구성하여 피검사체의 형태단층화상을 획득하는 형태단층화상 획득수단.
본 발명의 형태단층촬영 진단장치에 의하면, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단을 구비한다. 피검사체가 없는 상태에서, 전술한 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 블랭크 데이터 수집수단은 블랭크 데이터로서 수집한다. 한편, 피검사체가 있는 상태에서, 전술한 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 트랜스미션 데이터 수집수단은 트랜스미션 데이터로서 수집한다. 전술한 블랭크 데이터 수집수단으로 수집된 블랭크 데이터 및 전술한 트랜스미션 데이터 수집수단으로 수집된 트랜스미션 데이터에 근거해 피검사체의 유무에 의한 방사선의 흡수의 정도(투과도 포함한다)를 알 수 있어, 피검사체의 투시상을 투시상 획득수단은 획득하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 그 투시상을 재구성하여 형태단층화상을 획득 한다. 이와 같이, Lu－176 등으로 대표되는 자기방사능(복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소)에 의해서 얻어진 백그라운드 데이터는 원래는 기각(폐기)되지만, 그 백그라운드 데이터를 역으로 이용하여, 핵의학용 데이터처리·진단, 혹은 형태정보 의 파악에 이용가능한 형태단층화상을 획득할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 핵의학용 데이터 연산처리방법은, 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거하는 피검사체의 핵의학용 데이터에 대해서 연산처리를 실시하는 핵의학용 데이터 연산처리방법에 있어서, 상기 방법은 이하의 공정을 포함한다：
(1) 상기 피검사체가 없는 상태에서, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단 자신으로, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 블랭크 데이터로서 수집하는 공정；
(2) 상기 피검사체가 있는 상태에서, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 트랜스미션 데이터로서 수집하는 공정；
(3) 상기 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선을 상기 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 에미션 데이터로서 수집하는 공정；
(4) 상기 블랭크 데이터 및 상기 트랜스미션 데이터의 적어도 어느 쪽 한편의 데이터에 근거해 피검사체의 흡수보정 데이터를 구하는 공정；
(5) 상기 흡수보정 데이터를 이용해 상기 에미션 데이터의 흡수보정을 실시하는 공정；
흡수보정된 데이터를 상기 핵의학용 데이터로서 최종적으로 구하는 상기 (1)~(5)의 공정의 연산처리를 실시한다.
본 발명의 핵의학용 데이터 연산처리방법에 의하면, 피검사체가 없는 상태에서, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단 자신으로, 전술한 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 상기 (1)의 공정에서는 블랭크 데이터로서 수집한다. 한편, 피검사체가 있는 상태에서, 전술한 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 상기 (2)의 공정에서는 트랜스미션 데이터로서 수집한다. 또한, 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선을 전술한 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 상기 (3)의 공정에서는 에미션 데이터로서 수집한다. 전술한 블랭크 데이터 및 전술한 트랜스미션 데이터의 적어도 어느 쪽 한편의 데이터에 근거해 피검사체의 유무에 의한 방사선의 흡수의 정도(투과도 포함한다)를 알 수 있어, 피검사체의 흡수보정 데이터를 상기 (4)의 공정에서 구하는 것이 가능하게 된다. 그 흡수보정 데이터를 이용해 상기 (5)의 공정에서는 에미션 데이터의 흡수보정을 실시해서, 흡수보정된 데이터를 핵의학용 데이터로서 최종적으로 구한다. 이러한 상기 (1)~(5)의 공정의 연산처리를 핵의학용 데이터에 대해서 실시하게 된다. 이와 같이, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소에 의해서 얻어진 백그라운드 데이터를 역으로 이용하여, 흡수 보정 데이터에 제공하는 것으로, 안정한 흡수보정을 실시할 수 있다.
또한, 자기방사능(복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소)을 포함하여 구성된 방사선 검출수단을 이용해 블랭크 데이터를 수집하는 경우에는, 본 발명에 있어서의 형태단층화상 연산처리방법은, 다음과 같은 구성을 채용해도 좋다.
즉, 본 발명에 있어서의 형태단층화상 연산처리방법은, 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거하는 피검사체의 형태단층화상에 대해서 연산처리를 실시하는 형태단층화상 연산처리방법에 있어서, 상기 방법은 이하의 공정을 포함한다：
(1) 상기 피검사체가 없는 상태에서, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단 자신으로, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 블랭크 데이터로서 수집하는 공정；
(2) 상기 피검사체가 있는 상태에서, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 트랜스미션 데이터로서 수집하는 공정；
(6) 상기 블랭크 데이터 및 상기 트랜스미션 데이터에 근거해 피검사체의 투시상을 획득하는 공정；
상기 획득된 피검사체의 투시상을 재구성하여 상기 형태단층화상을 구하는 상기(1),(2),(6)의 공정의 연산처리를 실시한다.
본 발명의 형태단층화상 연산처리방법에 의하면, 피검사체가 없는 상태에서, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단 자신으로, 전술한 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 상기 (1)의 공정에서는 블랭크 데이터로서 수집한다. 한편, 피검사체가 있는 상태에서, 전술한 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 상기 (2)의 공정에서는 트랜스미션 데이터로서 수집한다. 전술한 블랭크 데이터 및 전술한 트랜스미션 데이터에 근거해 피검사체의 유무에 의한 방사선의 흡수의 정도(투과도 포함한다)를 알 수 있어, 피검사체의 투시상을 상기 (6)의 공정에서는 획득하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 그 투시 상을 재구성하여 형태단층화상을 획득한다. 이러한 (1),(2),(6)의 공정의 연산처리를 실시하게 된다. 이와 같이, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소에 의해서 얻어진 백그라운드 데이터를 역으로 이용하여, 핵의학용 데이터처리·진단, 혹은 형태 정보의 파악에 이용가능한 형태단층화상을 획득할 수 있다.
전술한 발명에 있어서, 블랭크 데이터 및 트랜스미션 데이터가 적어도 어느 쪽 한편의 데이터에 근거해 흡수보정 데이터를 구하는 구체적인 일례로서는, 트랜스미션 데이터만으로부터 피검사체의 윤곽을 추출하여 피검사체의 흡수계수 맵(map)을 작성하는 것으로 흡수보정 데이터를 구하는 것이나, 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터로부터 피검사체의 윤곽을 추출하여 피검사체의 흡수계수 맵을 작 성하는 것으로 흡수보정 데이터를 구하는 것을 들 수 있다. 물론, 다른 구체적인 일례로서 전술한 흡수계수 맵을 작성하지 않고, 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터와의 비로부터 얻어진 피검사체의 투과율의 역수를 구하는 것으로 흡수보정 데이터를 구하는 것도 가능하다.
또한, 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터로부터 피검사체의 윤곽을 추출해 피검사체의 흡수계수 맵을 작성하는 것으로 흡수보정 데이터를 구하는 일례에서는, 구체적으로는, 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터와의 비, 혹은 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터와의 차분으로부터 피검사체의 윤곽을 추출한다.
트랜스미션 데이터만으로부터 피검사체의 윤곽을 추출해 피검사체의 흡수계수 맵을 작성하는 것으로 흡수보정 데이터를 구하는 일례에서는, 흡수계수 맵은, 내부를 균일한 흡수체로 간주한 맵이어도 좋고, 흡수계수 맵은, 내부를 복수의 흡수계수 세그먼트로부터 구성되는 흡수체로 간주한 맵이어도 좋다. 후자의 맵의 경우에는, 트랜스미션 데이터만으로부터 피검사체의 윤곽 및 전술한 흡수계수 세그먼트의 기초가 되는 내부 형상정보를 추출하게 된다.
동일하게, 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터로부터 피검사체의 윤곽을 추출해 피검사체의 흡수계수 맵을 작성하는 것으로 흡수보정 데이터를 구하는 일례에서도, 흡수계수 맵은, 내부를 균일한 흡수체로 간주한 맵이어도 좋고, 흡수계수 맵은, 내부를 복수의 흡수계수 세그먼트로부터 구성되는 흡수체로 간주한 맵이어도 좋다. 후자의 맵의 경우에는, 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터로부터 피검사체의 윤곽 및 전술한 흡수계수 세그먼트의 기초가 되는 내부 형상정보를 추출하게 된 다.
이와 같이, 후자의 맵의 경우에는, 실제의 피검사체에 입각해서, 보다 정확한 흡수계수 맵을 작성할 수 있어 보다 정확한 흡수보정을 실시할 수 있다.
또한, 흡수계수 맵은 단독으로 한정되지 않고, 종래의 윤곽 추출 수법과 조합하여 윤곽 추출의 정밀도를 향상시키면 좋다. 예를 들면, 피검사체의 윤곽을, 전술한 트랜스미션 데이터와 전술한 블랭크 데이터 외에, 에미션 데이터도 이용해 추출해도 좋다.
더욱, 전술한 (2)의 공정에서의 트랜스미션 데이터 수집과 (3)의 공정에서의 에미션 데이터 수집을 따로 따로 수행해도 좋고, 동시에 수행해도 좋다.
전자의 경우에는, (2)의 공정으로 동시계수된 동시계수 데이터와 (3)의 공정으로 동시계수된 동시계수 데이터는 서로 다른 데이터이다. 후자의 경우에는, (2)의 공정으로 동시계수된 동시계수 데이터와, (3)의 공정으로 동시계수된 동시계수 데이터는 1개의 촬영으로 획득된 데이터이고, (2)의 공정에서의 트랜스미션 데이터 수집 및 (3)의 공정에서의 에미션 데이터 수집을 위하여, 트랜스미션 데이터 수집용의 동시계수 데이터와 에미션 데이터 수집용의 동시계수 데이터로 분리하면 좋다.
구체적인 분리수법으로서는, 방사선을 계수할 때에 방사선으로부터의 에너지에 근거하여, 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리해도 좋고, 방사선을 동시계수 할 때의 시간차 정보에 근거하여, 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리해도 좋으며, 전술한 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단과 전술한 원소를 포함하지 않 고 구성된 방사선 검출수단을 조합한 경우에, 이러한 조합의 방사선 검출수단으로 각각 얻어진공간 정보에 근거하여, 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리해도 좋다.
공간 정보에 근거하여, 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리하는 경우에는, 구체적으로는 아래와 같이 실시한다. 즉, 전술한 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단과, 전술한 원소를 포함하지 않고 구성된 방사선 검출수단을, 피검사체의 몸축 주위를 둘러싸도록 링 형상으로 배치하여 구성된 링형 방사선 검출기구를 피검사체의 몸축 주위에 회전 구동시키면서 방사선을 동시계수하는 것으로, 동시계수된 2개의 방사선 검출수단을 묶는 선인 LOR(Line Of Response) 가운데, 전술한 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단으로부터 방출된 방사선에 근거하는 트랜스미션 데이터와 전술한 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단에 관한 LOR이며 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거하는 에미션 데이터가 혼재한 공간 정보를 수집하는 것과 동시에, LOR 가운데, 전술한 원소를 포함하지 않고 구성된 방사선 검출수단에만 관한 LOR이며 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거하는 에미션 데이터만의 공간 정보를 수집한다. 그리고, 수집된 에미션 데이터와 트랜스미션 데이터가 혼재한 공간 정보로부터, 수집된 에미션 데이터만의 공간 정보를 공제하는 것으로, 링형 방사선 검출기구를 피검사체의 몸축 주위에 회전 구동시키면서 방사선을 동시계수하는 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리할 수 있다.
본 발명과 관계되는 핵의학 진단장치, 형태단층촬영 진단장치, 핵의학용 데이터 연산처리방법 및 형태단층화상 연산처리방법에 의하면, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소에 의해서 얻어진 백그라운드 데이터를 역으로 이용하여, 흡수보정 데이터에 제공하는 것으로, 안정한 흡수보정을 실시할 수 있다. 또한, 백그라운드 데이터를 역으로 이용하여, 핵의학용 데이터처리·진단, 혹은 형태 정보의 파악에 이용 가능한 형태단층화상을 획득할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 근거하여 상세히 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 실시예 1에 관계되는 맘모 PET(Positron Emission Tomography) 장치의 측면도 및 블록도이고, 도 2는 실시예 1에 관계되는 맘모 PET 장치로 이용되는 검출기판 주변의 블록도 및 검출기판의 개략도이며, 도 3은 검출기판 중의 방사선 검출기의 구체적 구성을 나타내는 개략적인 측면도이고, 도 4는 방사선 검출기를 구성하는 신틸레이터의 각 모양도이다. 또한, 후술하는 실시예 2, 3도 포함하여, 본 실시예 1에서는 핵의학 진단장치로서 PET 장치를 예로 채택하여 설명한다. 본 실시예 1에서는, 유방암 검출을 위한 맘모그람에 적용한 맘모 PET 장치를 예로 채택하여 설명한다.
본 실시예 1에 관계되는 맘모 PET 장치는, 도 1 및 도 2(a)의 블록도에 나타내듯이, 검출기부(1)와, 지지기구(2)와, 콘트롤러(3)와, 입력부(4)와, 출력부(5)와, 동시계수회로(6)와, 투영데이터 산출부(7)와, 블랭크 데이터 수집부(8)와, 트 랜스미션 데이터 수집부(9)와, 흡수보정 데이터 산출부(10)와, 흡수보정부(11)와, 재구성부(12)와, 메모리부(13)를 구비하고 있다. 검출기부(1)는 피검사체(M)를 사이에 두고 서로 대향한 2개의 검출기판 1A, 1B로 구성되어 있다. 각각의 검출기판 1A, 1B는 도 2(b)의 개략도에 나타내듯이, 방사선 검출기(1a)를, 노치(1C)에 맞추어 복수개로 병설하여 구성되어 있다. 방사선 검출기(1a)는 본 발명에 있어서의 방사선 검출수단에 상당한다.
방사선 검출기(1a)는, 도 3에 나타내듯이, 검출소자인 신틸레이터를 복수 조합하여 구성된 신틸레이터 블록(21)과, 신틸레이터 블록(21)에 광학적으로 결합된 광도파로(22)와, 광도파로(22)에 광학적으로 결합된 광전자 증배관(PMT:Photo Multiplier Tube)(23)을 구비하여 구성되어 있다. 신틸레이터 블록(21) 중의 각 신틸레이터는 입사된 γ선에 의해서 발광하여 광으로 변환하는 것으로 γ선을 검출한다. 또한, 방사선 검출기(1a)는 γ선 뿐만 아니라 β선도 검출한다.
후술하는 실시예 2, 3도 포함하여, 본 실시예 1에서는 각 신틸레이터는, 복수의 방사선(γ선 외에 β선 등도 포함한다)을 동시에 방출하는 원소를 포함하여 구성되어 있다. 본 명세서 중에 있어서의「…원소를 포함하여 구성되어 있다」라는 것은, 예를 들면, 도 4(a)에 나타내듯이, 각 신틸레이터 21A(그림 중의 우상 사선의 해칭을 참조) 전체가, Lu－176 등으로 대표되는 자기방사능(복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소) 혹은 자기방사능이 첨가된 물질(예를 들면, Lu를 포함한 GSO)로 구성되어 있는 경우나, 도 4(b)에 나타내듯이, 신틸레이터 21B는, 예를 들면 GSO 등으로 대표되는 자기방사능이 아닌 물질로 구성되어 자기방사능 혹은 자기방 사능이 첨가된 물질로 이루어지는 박막 상태의 테이프가 신틸레이터 21B에 붙일 수 있는 신틸레이터 21C(그림 중의 우상 사선의 해칭을 참조), 혹은 자기방사능 또는 자기방사능이 첨가된 물질로 이루어지는 도포 약제가 신틸레이터 21B(그림 중의 우상 사선의 해칭을 참조)에 도포된 신틸레이터 21C의 경우도 포함된다.
이러한 자기방사능(복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소)을 포함하여 구성된 신틸레이터로 방사선 검출기(1a)(도 2(b), 도 3을 참조)를 구성하는 경우, 전술한 것처럼 β붕괴(99.9%, 최대 596 KeV)에 이어, 3개의 γ붕괴(300KeV,94%, 202 KeV,78%, 88KeV,15%)가 동시에 일어난다. 그 결과, 이러한 방사선 가운데, 임의의 복수(2개 이상)의 방사선이 신틸레이터로부터 방출되고, 이러한 것들 중의 한편을(그 방사선을 방출한) 방사선 검출기(1a) 자신으로 검출하여 계수하는 것과 동시에, 타편을 다른 방사선 검출기(1a)(즉, 그 방사선을 방출하고 있지 않는 방사선 검출기 1a)가 검출하여 계수한다. 방출된 방사선이 β선의 경우에는, 방출한 신틸레이터 자신, 부근의 신틸레이터 혹은 부근의 방사선 검출기로 검출된다. 또한, 방출된 방사선이 γ선의 경우에는, 방출한 신틸레이터를 가진 방사선 검출기(1a) 자신 혹은 다른 방사선 검출기(1a)(부근의 방사선 검출기도 포함한다)로 검출되어 계수된다.
이하,γ선에 대해 설명한다. 전술한 것처럼, 신틸레이터로 γ선은 발광하여 광으로 변환된다. 광도파로(22)는, 신틸레이터 블록(21)에 의해서 변환된 광을 광전자 증배관(23)에 안내한다. 광전자 증배관(23)은, 광도파로(22)로 안내된 광을 광전변환하여 전기신호로 출력하여, 도 1, 도 2(a)에 나타내듯이 동시계수회로(6) 에 전송한다.
다음에, 도 1의 설명으로 돌아와서, 지지기구(2)는 피검사체(M)의 신체(예를 들면 유방)를 사이에 두고 서로 대향한 검출기판(1A, 1B)를 지각하는 것으로, 검출기판(1A, 1B)은 서로 대향하여 구성된다. 콘트롤러(3)는 본 실시예 1에 관계되는 맘모 PET 장치를 구성하는 각 부분을 통괄 제어한다. 콘트롤러(3)는 중앙연산처리장치(CPU) 등으로 구성되어 있다.
입력부(4)는 오퍼레이터(operator)가 입력한 데이터나 명령을 콘트롤러(3)로 전송한다. 입력부(4)는 마우스나 키보드나 조이스틱이나 트랙볼이나 접촉패널 등으로 대표되는 포인팅 장치로 구성되어 있다. 출력부(5)는 모니터 등으로 대표되는 표시부나 프린터 등으로 구성되어 있다.
메모리부(13)는 ROM(Read-only Memory)나 RAM(Random-Access Memory) 등으로 대표되는 기억매체로 구성되어 있다. 본 실시예 1에서는, 투영데이터 산출부(7)로 구해진 투영데이터나 재구성부(12)에서 재구성된 단층화상이나, 블랭크 데이터 수집부(8)로 수집된 블랭크 데이터나, 트랜스미션 데이터 수집부(9)로 수집된 트랜스미션 데이터나, 흡수보정 데이터 산출부(10)로 구해진 흡수보정 데이터나, 흡수보정부(11)로 흡수보정된 투영데이터 등에 대해서는 RAM에 기입하여 기억하고, 필요에 따라 RAM으로부터 읽어 낸다. ROM에는 각종의 핵의학 진단을 행하기 위한 프로그램 등을 미리 기억시켜 두고, 그 프로그램을 콘트롤러(3)가 실행하는 것으로 그 프로그램에 적합한 핵의학 진단을 각각 실시한다.
투영데이터 산출부(7)와 블랭크 데이터 수집부(8)와 트랜스미션 데이터 수집 부(9)와 흡수보정 데이터 산출부(10)와 흡수보정부(11)와 재구성부(12)는, 예를 들면 전술한 메모리부(13) 등으로 대표되는 기억매체의 ROM에 기억된 프로그램 혹은 입력부(4) 등으로 대표되는 포인팅 장치로 입력된 명령을 콘트롤러(3)가 실행하는 것으로 실현된다.
방사성 약제, 즉 방사성 동위 원소(RI)가 투여된 피검사체(M)로부터 발생한γ선을 신틸레이터 블록(21)(도 2(a)를 참조)가 광으로 변환하고, 변환된 그 광을 광전자 증배관(23)(도 2(a)를 참조)이 광전변환하여 전기신호로 출력한다. 그 전기신호를 영상정보(화소)로서 동시계수회로(6)로 전송한다.
구체적으로는, 피검사체(M)에 방사성 약제를 투여하면, 양전자 방출형의 RI의 양전자가 소멸하는 것으로써, 2개의 γ선이 발생한다. 동시계수회로(6)는, 신틸레이터 블록(21)(도 2(a)를 참조)의 위치와 γ선의 입사 타이밍을 체크해, 피검사체(M)를 사이에 두고 서로 대향 위치에 있는 2개의 신틸레이터 블록(21)으로 γ선이 동시에 입사했을 때만, 전송된 영상정보를 적정한 데이터로 판정한다. 한편의 신틸레이터 블록(21)에만 γ선이 입사했을 때에는, 동시계수회로(6)는 양전자의 소멸에 의해 생긴 γ선이 아니라 노이즈로서 취급해, 그 때에 전송한 영상정보도 노이즈로 판정하여 그것을 기각(폐기)한다.
전술한 자기방사능을 포함하여 구성된 신틸레이터 블록(21)을 가진 방사선 검출기(1a)의 경우에는, 전술한 방사성 약제로부터의 γ선 외에, 자기방사능을 포함하여 구성된 신틸레이터 블록(21)으로부터 방출된 γ선도 방사선 검출기(1a)의 신틸레이터 블록(21)에 입사된다. 이러한 γ선이 피검사체(M)를 사이에 두고 서로 대향 위치에 있는 2개의 신틸레이터 블록(21)으로 동시에 입사한 경우도 「동시계수 데이터」로서 동시계수회로(6)는 취급한다. 이 자기방사능에 의해서 얻어진 데이터(즉, 자기방사능을 포함하여 구성된 신틸레이터 블록(21)으로부터 방출된 γ선이 입사하는 것에 의해서 동시계수회로(6)에서 계수된 데이터)는 백그라운드 데이터이지만, 이 백그라운드 데이터도 후술하는 실시예 2, 3도 포함하여 본 실시예 1에서는 이용한다.
동시계수회로(6)는 검출된 γ선 가운데 방사성 약제로부터의 성분에 대해서는 투영데이터 산출부(7)로 전송한다. 또한, 검출된 γ선 가운데 자기방사능 성분에 대해서는 트랜스미션 데이터 수집부(9)에 전송한다. 또한, 검출된 γ선 가운데 피검사체가 없는 상태에서 자기방사능에 의해서 얻어진 데이터에 대해서는, 블랭크 데이터 수집부(8)로 전송한다. 투영데이터 산출부(7)는, 동시계수회로(6)로부터 전송한 영상정보를 투영데이터로서 구하고 그 투영데이터를 흡수보정부(11)로 전송한다. 투영데이터 산출부(7)로 구해진 투영데이터는「에미션 데이터」라고도 불린다. 투영데이터 산출부(7)는, 본 발명에 있어서의 에미션 데이터 수집수단에 상당한다.
블랭크 데이터 수집부(8)는, 피검사체가 없는 상태에서 자기방사능에 의해서 얻어진 데이터를 블랭크 데이터로서 수집한다. 트랜스미션 데이터 수집부(9)는 피검사체가 있는 상태에서 자기방사능에 의해서 얻어진 데이터를 트랜스미션 데이터로서 수집한다. 블랭크 데이터 수집부(8)에서 수집된 블랭크 데이터 및 트랜스미션 데이터 수집부(9)에서 수집된 트랜스미션 데이터를 흡수보정 데이터 산출부(10)로 전송한다. 블랭크 데이터 수집부(8)는 본 발명에 있어서의 블랭크 데이터 수집수단 에 상당하고, 트랜스미션 데이터 수집부(9)는 본 발명에 있어서의 트랜스미션 데이터 수집수단에 상당한다.
블랭크 데이터 수집부(8)에서 수집된 블랭크 데이터 및 트랜스미션 데이터 수집부(9)에서 수집된 트랜스미션 데이터에 근거하여, 흡수보정 데이터 산출부(10)는 피검사체(M)의 흡수보정 데이터를 구한다. 후술하는 실시예 2도 포함하여, 본 실시예 1에서는, 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터와의 비(比)로부터 피검사체(M)의 윤곽을 추출하여 피검사체(M)의 흡수계수 맵을 작성하는 것으로 흡수보정 데이터를 구한다. 이와 같이 구해진 흡수보정 데이터를 흡수보정부(11)로 전송한다. 투영데이터 산출부(7)에서 구해진 투영데이터로, 흡수보정 데이터 산출부(10)에서 구해진 흡수보정 데이터를 동작시켜, 피검사체(M)의 체내에서의 γ선의 흡수를 고려한 투영데이터에 보정한다. 흡수보정된 투영데이터를 재구성부(12)로 전송한다. 흡수보정 데이터 산출부(10)는 본 발명에 있어서의 흡수보정 데이터 산출수단에 상당하고, 흡수보정부(11)는 본 발명에 있어서의 흡수보정 수단에 상당한다.
보정 후의 투영데이터를 재구성부(12)에 전송한다. 재구성부(12)가 그 투영데이터를 재구성하고, 피검사체(M)의 체내에서의 γ선의 흡수를 고려한 단층화상을 구한다. 이와 같이, 흡수보정부(11), 재구성부(12)를 구비하는 것으로, 흡수보정 데이터에 근거해 투영데이터를 보정하는 것과 동시에, 단층화상을 보정한다. 보정된 단층화상을, 콘트롤러(3)를 개입시켜 출력부(5)나 메모리부(13) 등으로 전송한다.
다음에, 각 데이터에 대한 연산처리방법에 대해서, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 도 5는 실시예 1에 관계되는 연산처리방법을 포함한 일련의 핵의학 진단의 흐름을 나타낸 플로우 차트이고, 도 6은γ선의 에너지에 대한 흡수계수를 모식화한 그래프이다. 본 실시예 1에서는 피검사체(M)에 투여된 방사성 핵종으로부터의 γ선과 신틸레이터로부터 발생하는 γ선의 구별에는, 후술하는 "광자에너지로의 변별수법"을 예로 채택하여 설명한다.
(스텝 S1) 블랭크 데이터 수집
피검사체가 없는 상태에서, 자기방사능을 포함하여 구성된 신틸레이터 블록(21)을 가진 방사선 검출기(1a)를 복수 배치한 상태에서, 에너지 하한치를 예를 들면 200KeV로 설정하여, 신틸레이터 블록(21)으로부터 방출된 자기방사능 γ선 (307KeV, 202KeV, 88KeV)을 효율 좋게 수집할 수 있다. 소정 시간(예를 들면 10시간)에 걸쳐서 자기방사능을 포함하여 구성된 신틸레이터 블록(21)으로부터 방출된γ선을 계수한다. 이 때, 방출된 γ선 중 한편을, 자기방사능을 포함하여 구성된 신틸레이터 블록(21)(즉 방출한 신틸레이터)을 가진 방사선 검출기(1a) 자신이 계수하는 것과 동시에, 타편을 다른 방사선 검출기(1a)가 계수한다. 이와 같이 계수하는 것으로, 동시계수회로(6)에서 동시계수된 동시계수 데이터를, 방사성 약제로부터의 γ선이 아니고, 피검사체가 없는 상태에서 자기방사능에 의해서 얻어진 백그라운드 데이터인 것으로, 블랭크 데이터 수집부(8)는 블랭크 데이터로서 수집한다. 이 스텝 S1은 본 발명에 있어서의 (1)의 공정에 상당한다.
(스텝 S2) 트랜스미션 데이터 수집
다음에, 피검사체(M)가 있는 상태에서, 자기방사능을 포함하여 구성된 신틸 레이터 블록(21)을 가진 방사선 검출기(1a)를 복수 배치한 상태에서, 소정 시간에 걸쳐서 자기방사능을 포함하여 구성된 신틸레이터 블록(21)으로부터 방출된 γ선을 계수한다. 이 때, 본 실시예 1에서는 에너지 하한치를 예를 들면 200 KeV로 설정하는 것으로, 신틸레이터 블록(21)으로부터 방출된 자기방사능 γ선(307KeV, 202 KeV, 88KeV)을 효율좋게 수집할 수 있다. 자기방사능 γ선은, 방출된 γ선 중 하나 혹은 β선을, 자기방사능을 포함하여 구성된 신틸레이터 블록(21)(즉 방출한 신틸레이터)을 가진 방사선 검출기(1a) 자신이 계수하는 것과 동시에, 피검사체(M)를 투과하여 다른 방사선 검출기(1a)에 도달한 다른 γ선을 방사선 검출기(1a)가 계수한다. 이와 같이 계수하는 것으로, 동시계수회로(6)에서 동시계수된 동시계수 데이터를, 피검사체(M)가 있는 상태에서 자기방사능에 의해서 얻어진 백그라운드 데이터인 것으로, 트랜스미션 데이터 수집부(9)는 트랜스미션 데이터로서 수집한다. 이 스텝 S2는 본 발명에 있어서의 (2)의 공정에 상당한다. 피검사체(M)에는 방사성물질이 투여되어 있지 않을 때가 바람직하지만, 투여된 상태에서도 에너지 폭을 최적화하는 것으로, 자기방사능에 의한 백그라운드 성분의 기여율이 높은 데이터를 얻을 수 있다.
(스텝 S3) 에미션 데이터 수집
에미션 데이터 수집은 피검사체(M)로부터 방출된 γ선을 동시계수하는 것에 의해 실시한다. γ선의 에너지는 511 keV이므로, 이 에너지 범위를 커버하는 에너지 폭으로 수집한다. 트랜스미션 데이터 수집, 즉 스텝 S2와 동시 혹은 독립 병행하여 실시한다. 차례는 어느 쪽이어도 상관없다. 따라서, 스텝 S2의 뒤에 스텝 S3 를 실시해도 좋고, 스텝 S2의 전에 스텝 S3를 실시해도 좋고, 스텝 S2와 동시 혹은 독립 병행해 스텝 S3를 실시해도 좋다.
스텝 S2와 같이, 피검사체(M)가 있는 상태에서, 그 피검사체(M)에 방사성 약제를 투여하고, 자기방사능을 포함하여 구성된 신틸레이터 블록(21)을 가진 방사선 검출기(1a)를 복수 배치한 상태에서 계수한다. 에너지 문턱치를 400 keV로 설정하는 것으로 자기방사능으로부터의 γ선(백그라운드 데이터)을 거의 무시할 수 있는 레벨로 억제할 수 있다. 이와 같이 계수하는 것으로, 동시계수회로(6)에서 동시계수된 동시계수 데이터를 방사성 약제로부터의 γ선인 것으로, 투영데이터 산출부(7)는 에미션 데이터로서 수집한다. 이 스텝 S3는 본 발명에 있어서의 (3)의 공정에 상당한다.
(스텝 S4) 카운트 비 사이노그램(sinogram)
스텝 S1에 있어서 블랭크 데이터 수집부(8)에서 수집된 블랭크 데이터(B) 및 스텝 S2에 있어서 트랜스미션 데이터 수집부(9)에서 수집된 트랜스미션 데이터(T)와의 비를 사이노그램으로 전개하여 흡수보정 데이터 산출부(10)는 구한다. 구체적으로는, 사이노그램 위의 각각의 화소마다 블랭크 데이터(B)를 트랜스미션 데이터(T)로 나눗셈한다.
(스텝 S5) 윤곽 사이노그램(sinogram)
이와 같이 사이노그램으로 전개되어 나눗셈된 사이노그램은, 방사선 약제의 집적 상황에 의존하지 않고 피검사체(M)의 변연부(edge)에 있어서도 윤곽 정보를 안정하게 얻을 수 있다(윤곽 사이노그램).
(스텝 S6) 윤곽 화상의 추출
이 윤곽 사이노그램을 사이노그램 이외의 투영데이터(투영데이터 산출부(7)에서 구해진 투영데이터와 같은 차원)에 전개하여, 흡수보정 데이터 산출부(10)는 피검사체(M)의 윤곽 화상을 추출한다.
(스텝 S7) 흡수계수 맵(map)의 작성
블랭크 데이터(B)를 트랜스미션 데이터(T)로 나눗셈한 값은 피검사체(M)의 투과율이므로, 대수를 취해 화상 재구성하는 것으로 흡수보정 데이터 산출부(10)는 흡수계수 맵을 작성한다. 스텝 S7에서는 내부를 균일한 흡수체로 간주해 흡수계수 맵을 작성하고 있다.
또한, 스텝 S7에서는 흡수계수 맵의 기초가 되는 블랭크 데이터 및 트랜스미션 데이터는 307KeV 등의 에너지의 γ선에 의하는 것이므로, 흡수계수 맵도 307 KeV의 γ선에 대한 데이터이다. 이 307KeV 때의 흡수계수 맵으로부터 윤곽을 추출 하여, 511keV γ선에 대한 이론 흡수계수를 할당해 후술하는 스텝 S8로 흡수보정을 실시해도 좋고, 흡수보정의 대상이 되는 에미션 데이터가 511KeV의 동시계수 데이터이므로, 이것에 맞추어서 흡수계수 맵을 307KeV에서 511KeV로 변환해도 좋다. 예를 들면, 도 6에 나타내듯이,γ선의 에너지 E에 대한 흡수계수μ(예를 들면, 물의 흡수계수)의 그래프, 혹은 γ선의 에너지와 흡수계수와의 대응 관계를 나타낸 룩업 테이블(lookup table)을 미리 작성하고, 그 그래프 혹은 룩업 테이블을 참조하여, 307KeV 때의 흡수계수를 511KeV 때의 흡수계수로 변환하고 나서 511KeV 때의 흡수계수 맵을 작성하고, 이 511KeV 때의 흡수계수 맵을 이용해 후술하는 스텝 S8로 흡 수보정을 실시해도 좋다. 스텝 S4∼S7은 본 발명에 있어서의 (4)의 공정에 상당한다.
또한, 이 흡수보정 데이터를 구하는 스텝, 즉 스텝 S4∼S7에 대해서는, 에미션 데이터의 수집, 즉 스텝 S3와 동시 혹은 독립 병행하여 실시한다. 차례는 어느 쪽부터라도 상관없다. 따라서, 스텝 S3의 뒤에 스텝 S4~S7를 실시해도 좋고, 스텝 S3의 전에 스텝 S4~S7를 실시해도 좋고, 스텝 S3와 동시 혹은 독립 병행하여 스텝 S4~S7를 실시해도 좋다.
이상을 정리하면, 스텝 S2((2)의 공정)의 후에 스텝 S3((3)의 공정)를 실시했을 경우에는, (A) 스텝 S3((3)의 공정)의 후, (B) 스텝 S2((2)의 공정)의 다음에 또한 스텝 S3((3)의 공정)보다 전 또는 (C) 스텝 S3((3)의 공정)와 동시 혹은 독립 병행하고, 스텝 S4~S7((4)의 공정)을 실시한다. 또한, 스텝 S2((2)의 공정)의 전 또는 스텝 S2((2)의 공정)와 동시 혹은 독립 병행해 스텝 S3((3)의 공정)를 실시했을 경우에는, 스텝 S2((2)의 공정)의 후, 스텝 S4~S7((4)의 공정)을 실시한다.
(스텝 S8) 흡수보정·재구성
스텝 S4~S7에 있어서 흡수보정 데이터 산출부(10)에서 구해진 흡수보정 데이터(본 실시예 1에서는 흡수계수 맵)를 이용하여, 스텝 S3에 있어서 투영데이터 산출부(7)에서 구해진 에미션 데이터의 흡수보정을 실시한다. 이 흡수보정된 투영데이터(즉 에미션 데이터)에 대해서 재구성부(12)에서 재구성하고, 그 단층화상을 핵의학용 데이터로서 최종적으로 구한다. 흡수보정 시에는, 정상화(normalize) 처리나 산란보정 등등의 통상에 있어서 이용되는 흡수보정 이외의 처리를 병행하여 수 행해도 좋다. 이 스텝 S8은 본 발명에 있어서의 (5)의 공정에 상당한다.
상술의 구성을 구비한 본 실시예 1에 관계되는 맘모 PET 장치에 의하면, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소(자기방사능, 예를 들면 Lu－176)를 포함하여 구성된 방사선 검출기(1a)를 구비한다. 피검사체가 없는 상태에서, 전술한 원소에 의해서 방출된 γ선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출기(1a) 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출기(1a)로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 스텝 S1에서는 블랭크 데이터 수집부(8)는 블랭크 데이터로서 수집한다. 한편, 피검사체(M)가 있는 상태에서, 전술한 원소에 의해서 방출된 γ선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출기(1a) 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출기(1a)로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 스텝 S2에서는 트랜스미션 데이터 수집부(9)는 트랜스미션 데이터로서 수집한다. 또한, 방사성 약제가 투여된 피검사체(M)로부터 발생한 γ선을 전술한 방사선 검출기(1a)로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 스텝 S3에서는 투영데이터 산출부(7)는 에미션 데이터로서 수집한다.
전술한 스텝 S1에 있어서 블랭크 데이터 수집부(8)로 수집된 블랭크 데이터 및 전술한 스텝 S2에 있어서 트랜스미션 데이터 수집부(9)로 수집된 트랜스미션 데이터에 근거해 피검사체(M)의 유무에 의한 γ선의 흡수의 정도(투과도 포함한다)를 알 수 있어, 피검사체(M)의 흡수보정 데이터(본 실시예 1에서는 흡수계수 맵)를 스텝 S4~S7에서는 흡수보정 데이터 산출부(10)는 구하는 것이 가능하게 된다. 그 흡수보정 데이터(본 실시예 1에서는 흡수계수 맵)를 이용해 전술한 투영데이터 산출 부(7)로 수집된 에미션 데이터의 흡수보정을 스텝 S8에서는 흡수보정부(11)는 수행하여, 흡수보정된 데이터(본 실시예 1에서는 단층화상)를 핵의학용 데이터로서 최종적으로 구한다. 이러한 스텝 S1~S8의 연산처리를 핵의학용 데이터에 대해서 실시하게 된다.
이와 같이, Lu－176 등으로 대표되는 자기방사능(복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소)에 의해서 얻어진 백그라운드 데이터는 원래는 기각(폐기)되지만, 그 백그라운드 데이터를 역으로 이용하여, 흡수보정 데이터에 제공한다. 이와 같이 흡수보정 데이터에 제공하는 것으로, 외부 선원 등을 필요 이상으로 실장할 필요가 없고 방사선 검출기(1a)로 대표되는 방사선 검출수단을 피검사체(M)에 근접시킬 수 있어 에미션 데이터로부터 얻어진형태 정보를 필요 이상으로 사용할 필요가 없고, 안정한 흡수보정을 실시할 수 있다.
본 실시예 1에서는 블랭크 데이터 및 트랜스미션 데이터에 근거해 흡수보정 데이터를 구하는 구체적인 일례로서, 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터와의 비(T/B)로부터 피검사체(M)의 윤곽을 추출하여 피검사체(M)의 흡수계수 맵을 작성하는 것으로 흡수보정 데이터를 구하고 있다. 본 실시예 1에서는 흡수계수 맵은 내부를 균일한 흡수체로 간주한 맵이다.
본 실시예 1에서는 스텝 S2에서의 트랜스미션 데이터 수집과 스텝 S3에서의 에미션 데이터 수집을 따로 따로 수행하고 있다. 즉, 본 발명에 있어서의 (2)의 공정에서의 트랜스미션 데이터 수집과, (3)의 공정에서의 에미션 데이터 수집을 따로 따로 수행하고 있다. 본 실시예 1의 경우에는, (2)의 공정으로 동시계수된 동시계 수 데이터와, (3)의 공정으로 동시계수된 동시계수 데이터는 서로 다른 데이터이다.
또한, 본 실시예 1에서는 외부 선원을 설정하지 않고 흡수보정을 실시할 수 있으므로, 피검사체(M)에 대해서 방사선 검출기(1a)를 근접시킬 수 있고, 맘모 PET 장치와 같이 장치를 소형화시켜 장치 감도를 향상시킬 수 있다고 하는 효과도 있다. 외부 선원을 사용하지 않는 것으로부터, 선원의 구입이나 교환이 불필요해져, 운행비용이나 유지보수 비용을 저감시킬 수 있다고 하는 효과도 있다.
(실시예 2)
다음에, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 2를 설명한다.
도 7은 실시예 2와 관계되는 PET(Positron Emission Tomography) 장치의 측면도 및 블록도이고, 도 8은 실시예 2와 관계되는 PET 장치로 이용되는 링형 방사선 검출기구의 개략도이다. 본 실시예 2에서는 전술한 실시예 1과 같이, 핵의학 진단장치로서 PET 장치를 예로 채택하여 설명한다. 본 실시예 2에서는 외부 선원을 제외한 구조로, 가능한 한 피검사체(M)에 대해서 근접시켜 소형화를 실현시킨 링형 방사선 검출기구(1D)를 구비한 PET 장치를 예로 채택하여 설명한다.
본 실시예 2에 관계되는 PET 장치는, 도 7에 나타내듯이, 전술한 실시예 1과 동일한 콘트롤러(3)와, 입력부(4)와, 출력부(5)와, 동시계수회로(6)와, 투영데이터 산출부(7)와, 블랭크 데이터 수집부(8)와, 트랜스미션 데이터 수집부(9)와, 흡수보정 데이터 산출부(10)와, 흡수보정부(11)와, 재구성부(12)와, 메모리부(13)를 구비하고 있다. 동시계수회로(6)를 제외하고는, PET 장치에 구비할 수 있는 상술의 각 구성부에 대해서는, 전술한 실시예 1과 동일하므로, 그 설명을 생략한다. 본 실시예 2에서는 PET 장치는, 실시예 1의 검출기부(1) 대신에 링형 방사선 검출기구(1D)로 피검사체(M)의 몸축 주위에 링형 방사선 검출기구(1D)를 회전 구동시키는 회전구동기구(14)를 구비하고 있다. 링형 방사선 검출기구(1D)는 본 발명에 있어서의 링형 방사선 검출기구에 상당하고, 회전구동기구(14)는 본 발명에 있어서의 회전구동기구에 상당한다.
링형 방사선 검출기구(1D)는, 도 8에 나타내듯이, 피검사체(M)의 몸축 주위를 둘러싸도록 복수의 방사선 검출기(1a)를 링 상태로 배치하여 구성되어 있다. 링형 방사선 검출기구(1D)는 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소(자기방사능, 예를 들면 Lu－176)를 포함하여 구성된 방사선 검출기(1a)를 적어도 구비하고 있으면 좋다. 예를 들면, 도 8(a)에 나타내듯이, 자기방사능을 포함하여 구성된 방사선 검출기(1a)(그림중의 우상 사선의 해칭을 참조)를 전부 구비하여도 좋고, 도 8(b)에 나타내듯이, 자기방사능을 포함하여 구성된 방사선 검출기(1a)(그림중의 우상 사선의 해칭을 참조)를 일부만 구비하여, GSO 등으로 대표되는 자기방사능이 아닌 물질로 구성된 방사선 검출기(1a)를 구비하여도 좋다. 도 8(b)에 나타내는 구조는, 후술하는 공간 정보에 근거해 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리하는 경우에 유용하다. 방사선 검출기(1a)의 구체적인 구성에 대해서는, 전술한 도 3과 동일한 구조이므로, 그 설명을 생략한다. 방사선 검출기(1a)는 본 발명에 있어서의 방사선 검출수단에 상당한다.
통상의 핵의학 진단에서는 투여된 약제가 피검사체(M)의 체내에 분포할 때까 지의 시간을 어느 정도 설정하고, 충분히 분포하고 나서 측정(수집)을 개시하는 경우가 있다. 따라서, 흡수보정용의 트랜스미션 데이터 수집은 분포가 안정한 상태에서 수행하여 투여후 트랜스미션에서 실시하는 것이 바람직하다. 따라서, 트랜스미션 데이터 수집과 통상의 에미션 데이터 수집을 동시에 실시하는 것이 시간 단축을 감안하여 보다 바람직하다. 그래서, 본 실시예 2에서는 본 발명에 있어서의 (2)의 공정으로 동시계수된 동시계수 데이터와, (3)의 공정으로 동시계수된 동시계수 데이터는 1개의 촬영으로 획득된 데이터이고, (2)의 공정에서의 트랜스미션 데이터 수집 및 (3)의 공정에서의 에미션 데이터 수집을 위해서, 트랜스미션 데이터 수집용의 동시계수 데이터와 에미션 데이터 수집용의 동시계수 데이터로 분리하고 있다.
그래서, 본 실시예 2에서는 동시계수회로(6)는 피검사체(M)가 있는 상태에서 동시계수된 동시계수 데이터를 트랜스미션 데이터 수집 용과 에미션 데이터 수집 용으로 분리한다. 구체적인 분리 수법에 대해서는 후술한다. 회전구동기구(14)는 도시를 생략한 모터 등으로 구성되어 있다.
다음에, 각 데이터에 대한 연산처리방법에 대해서, 도 9∼도 12를 참조하여 설명한다. 도 9는 실시예 2에 관계되는 연산처리방법을 포함한 일련의 핵의학 진단의 흐름을 나타낸 플로우 차트이고, 도 10은 에너지로의 분리의 설명으로 제공하는 모식도이며, 도 11은 시간차로의 분리의 설명으로 제공하는 모식도이고, 도 12는 공간에서의 분리의 설명으로 제공하는 모식도이다.
(스텝 S1) 블랭크 데이터 수집
스텝 S1은 전술한 실시예 1과 동일하므로, 그 설명을 생략한다. 이 스텝 S1은 본 발명에 있어서의 (1)의 공정에 상당한다.
(스텝 T2) 트랜스미션 데이터·에미션 데이터 수집
피검사체(M)가 있는 상태에서, 그 피검사체(M)에 방사성 약제를 투여하고, 자기방사능을 포함하여 구성된 신틸레이터 블록(21)을 가진 방사선 검출기(1a)를 복수 배치한 상태에서, 자기방사능을 포함하여 구성된 신틸레이터 블록(21)으로부터 방출된 γ선을 계수한다. 이 때, 방출된 γ선 중 한편을 자기방사능을 포함하여 구성된 신틸레이터 블록(21)(즉 방출한 신틸레이터)을 가진 방사선 검출기(1a) 자신이 계수하는 것과 동시에, 타편을 다른 방사선 검출기(1a)가 계수한다. 이와 같이 계수하는 것으로, 동시계수회로(6)에서 동시계수된 동시계수 데이터를, 피검사체(M)가 있는 상태에서 방사성 약제로부터의 γ선의 데이터(즉 에미션 데이터)와 자기방사능에 의해서 얻어진 백그라운드 데이터(즉 트랜스미션 데이터)가 혼재한 상태(「E＋T」라고 표기한다)이다라고 하여, 트랜스미션 데이터·에미션 데이터를 수집한다. 이 스텝 T2는 본 발명에 있어서의 (2)의 공정 및 (3)의 공정에 상당한다.
(스텝 T3) 분리
이와 같이, 본 발명에 있어서의 (2)의 공정으로 동시계수된 동시계수 데이터와 (3)의 공정으로 동시계수된 동시계수 데이터는 1개의 촬영으로 획득된 데이터이고, (2)의 공정에서의 트랜스미션 데이터 수집 및 (3)의 공정에서의 에미션 데이터 수집을 위해서, 트랜스미션 데이터 수집용의 동시계수 데이터와 에미션 데이터 수 집용의 동시계수 데이터로 동시계수회로(6)는 분리하게 된다. 분리의 구체적인 수법으로서는 이하와 같은 수법이 있다.
(A) 광자에너지로의 변별 수법
γ선을 계수할 때에 γ선으로부터 광자에 변환될 때의 광자에너지에 근거하여, 전술한 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 변별하여 분리한다. Lu－176 등의 광자 에너지와는 다른 γ선을 검출하여 데이터를 수집하는 경우에는, 전술한 것처럼 에너지 윈도우를 2종류 이상(예를 들면 350KeV 이하, 400KeV 이상) 설정하는 것으로, 도 10에 나타내듯이, 약제 투여후의 피검사체(M)에 대해서도, 400KeV 이상의 에너지 윈도우에서는 에미션 데이터(그림중에서는「Emission」을 참조)와 350KeV 이하에서는 트랜스미션 데이터(그림중에서는「Lu-Coin」를 참조)로 분리해 각각 수집할 수 있다. 또한, 350KeV 이하에서는 방사선 검출기 안의 산란성분이나, 도 10중의 점선의 그래프에 나타내듯이, 에미션 데이터가 혼입하는 경우가 있지만, 윤곽을 추출하는 수법이면 큰 문제가 될 수 없다고 생각할 수 있다.
(B) 시간차 정보(TOF: Time Of Flight)로의 변별 수법
γ선을 동시계수할 때의 시간차 정보(TOF)에 근거하여, 전술한 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 변별하여 분리한다. 소멸 γ선이 동시계수 되었을 때의 시간차를 정확하게 측정하면, 그 시간차로부터 γ선의 방사 위치(양전자의 대응하는 소멸 발생 지점)를 요구할 수 있다. 이 원리에 근거하는 PET 장치를 시간차 정보(혹은 비행시간)(TOF)형 PET라고 한다. 도 11에 나타내듯이, 소멸γ선(소멸 광자)의 시간차를, T1[sec]와 T2[sec]와의 차분의 절대값｜T1－T2｜으로서, γ선(광자)의 속도 를 c[cm/sec]로서, 동시계수하는 대상이 되는 두 방사선 검출기(1a) 간의 거리를 D[m]로서, 방사선 검출기(1a) 간의 거리로 결정되는 (시간)범위를 Δtmax[sec]로 하면, 이러한 범위는 D[m]= Δtmax[sec]×c[cm/sec]로 나타내진다. 피검사체(M)로부터 발생한 소멸 광자의 시간차｜T1－T2｜는, 도 11(a)에 나타내듯이, 이러한 범위 내(｜T1－T2｜＜Δtmax를 참조)로 되고, 에미션 데이터(「emission」을 참조)와 변별하는 것이 가능하다. 한편, 방사선 검출기(1a)내로부터 발생한(즉 자기방사능으로부터 방출된) 소멸 광자의 시간차｜T1－T2｜는, 도 11(b)에 나타내듯이, 반드시 방사선 검출기(1a) 간의 거리로 결정되는 시간차(Δtmax-Diff≤｜T1－T2｜≤Δtmax+Diff)로 되고, 트랜스미션 데이터(「Lu-Coin」를 참조)와 변별할 수 있다. 이 시간차나 발생 위치정보로 2종류의 γ선을 구별하는 것이 가능하게 된다. 또한, 우발 동시계수는 양자에게 포함되지만, 지연동시계수법 등의 수법으로 각각 제거하는 것이 가능하다.
(C) 공간 정보로의 변별 수법
도 8(b)에 나타내듯이, 자기방사능을 포함하여 구성된 방사선 검출기(1a)(그림중의 우상 사선의 해칭을 참조)로 자기방사능을 포함하지 않고 구성된(예를 들면 GSO로 구성된) 방사선 검출기(1a)를 조합한 경우에, 이러한 조합의 방사선 검출기(1a)로 각각 얻어진공간 정보에 근거하여, 전술한 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 변별하여 분리한다. 도 8(b)에 나타내는 구조에 있어서 동시계수된 방사선 검출기(1a)를 묶는 선(LOR: Line Of Response)을 일점쇄선으로 도시한 그림은 도 12에 나타내는 대로이다.
도 12(a)에 나타낸 바와 같이, 자기방사능을 포함하여 구성된 방사선 검출기(1a) (그림중의 우상 사선의 해칭을 참조)로부터 방출된 γ선의 LOR에서는, 예를 들면 부호 A1로 첨부된 방사선 검출기(1a)에 주목하면, 자기방사능으로부터 방출된 γ선에 근거하는 트랜스미션 데이터(T)와 피검사체(M)로부터 발생한 γ선에 근거하는 에미션 데이터(R)가 혼재한다(그림중의「E＋T」를 참조). 따라서, 도 12(b)에 나타내듯이, 회전구동기구(14)(도 7을 참조)에 의해서 링형 방사선 검출기구(1D)를 피검사체(M)의 몸축 주위에 회전 구동시키면서 γ선을 동시계수하는 것으로, 에미션 데이터와 트랜스미션 데이터가 수집된다.
한편, 도 12(c)에 나타내듯이, 자기방사능을 포함하여 구성된 방사선 검출기(1a)(그림중의 우상 사선의 해칭을 참조)에 따라서, 피검사체(M)로부터 발생한 γ선의 LOR이 있는 경우에는, 각 투영 방향으로부터 얻어진 데이터에는 자기방사능으로부터 방출된 γ선이 계수되지 않고(예를 들면 부호 B1로 첨부된 방사선 검출기(1a)에 주목), 트랜스미션 데이터가 포함되지 않았다. 따라서, 각 투영 방향으로부터 얻어진 데이터는 에미션 데이터(R) 뿐이다(그림중의「E」를 참조).따라서, 도 12(d)에 나타내듯이, 회전구동기구(14)(도 7을 참조)에 의해서 링형 방사선 검출기구(1D)를 피검사체(M)의 몸축 주위에 회전 구동시키면서 γ선을 동시계수하는 것으로, 에미션 데이터만이 수집된다.
도 12(a) 및 도 12(b)에 나타내는 LOR에서는 에미션 데이터와 트랜스미션 데이터가 혼재하지만, 도 12(c) 및 도 12(d)에 나타내는 LOR에서는 에미션 데이터만이 수집된다. 따라서, 에미션 데이터와 트랜스미션 데이터의 혼재 데이터로부터 에 미션 데이터만을 공제하는 것으로, 에미션 데이터와 트랜스미션 데이터를 분리할 수 있다.
(스텝 S4) 카운트 비 사이노그램
스텝 S4는 전술한 실시예 1과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
(스텝 S5) 윤곽 사이노그램
스텝 S5는 전술한 실시예 1과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
(스텝 S6) 윤곽 화상의 추출
스텝 S6는 전술한 실시예 1과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
(스텝 S7) 흡수계수 맵의 작성
스텝 S7은 전술한 실시예 1과 동일하므로, 그 설명을 생략한다. 스텝 S4∼S7는 본 발명에 있어서의 (4)의 공정에 상당한다.
(스텝 S8) 흡수보정·재구성
스텝 S8은 전술한 실시예 1과 동일하므로, 그 설명을 생략한다. 이 스텝 S8은 본 발명에 있어서의 (5)의 공정에 상당한다.
상술의 구성을 구비한 본 실시예 2에 관계되는 PET 장치에 의하면, 전술한 실시예 1과 동일하게, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소에 의해서 얻어진 백그라운드 데이터를 역으로 이용하여, 흡수보정 데이터에 제공하는 것으로, 안정한 흡수보정을 실시할 수 있다. 또한, 본 실시예 2에서는 전술한 실시예 1과 동일하게, 외부 선원을 설정하지 않고 흡수보정을 실시할 수 있으므로, 피검사체(M)에 대해서 방사선 검출기(1a)를 근접시킬 수 있고, 도 7에 나타내는 PET 장치와 같이 장 치를 소형화시켜 장치 감도를 향상 시킬 수 있다고 하는 효과도 있다.
본 실시예 2에서는 공간 정보로 변별하는 경우에는, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소(자기방사능, 예를 들면 Lu－176)를 포함하여 구성된 방사선 검출기(1a)로 자기방사능을 포함하지 않고 구성된 방사선 검출기(1a)를, 피검사체(M)의 몸축 주위를 둘러싸도록 링 상태로 배치하여 구성된 링형 방사선 검출기구(1D)를 피검사체(M)의 몸축 주위에 회전 구동시키면서 방사선을 동시계수하는 것으로, 동시계수된 2개의 방사선 검출기(1a)를 묶는 선인 LOR(Line Of Response) 가운데, 전술한 자기방사능을 포함하여 구성된 방사선 검출기(1a)로부터 방출된 γ선에 근거하는 트랜스미션 데이터와, 전술한 자기방사능을 포함하여 구성된 방사선 검출기(1a)에 관한 LOR이며 피검사체(M)로부터 발생한 γ선에 근거하는 에미션 데이터가 혼재한 공간 정보를 수집하는 것과 동시에, LOR 가운데 전술한 자기방사능을 포함하지 않고 구성된 방사선 검출기(1a)에만 관한 LOR이며 피검사체(M)로부터 발생한 γ선에 근거하는 에미션 데이터만의 공간 정보를 수집한다. 그리고, 수집된 에미션 데이터와 트랜스미션 데이터가 혼재한 공간 정보로부터, 수집된 에미션 데이터만의 공간 정보를 공제하는 것으로, 링형 방사선 검출기구(1D)를 피검사체(M)의 몸축 주위에 회전 구동시키면서 방사선을 동시계수하는 1개의 촬영(스텝 T2의 트랜스미션 데이터·에미션 데이터 수집)으로 획득된 데이터를 분리할 수 있다.
(실시예 3)
다음에, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 3을 설명한다.
도 13은 실시예 3에 관계되는 맘모 PET(Positron Emission Tomography) 장치 의 측면도 및 블록도이고, 도 14는 실시예 3에 관계되는 PET(Positron Emission Tomography) 장치의 측면도 및 블록도이다. 본 실시예 3에서는 전술한 실시예 1, 2와 동일하게, 형태단층촬영 진단장치로서 PET 장치를 예로 채택하여 설명한다. 본 실시예 3에서는 실시예 1의 맘모 PET 장치에 적용한 측면도 및 블록도를 도 13으로 설명하는 것과 동시에, 실시예 2의 링형 방사선 검출기구(1D)를 구비한 PET 장치에 적용한 측면도 및 블록도를 도 14로 설명한다.
본 실시예 3에서는 실시예 1, 2와 서로 다른 점은, 핵의학 진단의 목적에 머물지 않고, 형태단층화상을 얻는 것 자체를 실시하는 점이다. 투영데이터 산출부(7)를 제외하고는, PET 장치에 구비할 수 있는 상술의 각 구성부에 대해서는, 전술한 실시예 1, 2와 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
본 실시예 3에서는, 투영데이터 산출부(7)는 블랭크 데이터 수집부(8)로 수집된 블랭크 데이터 및 트랜스미션 데이터 수집부(9)로 수집된 트랜스미션 데이터에 근거해 피검사체(M)의 투시상을 획득한다. 즉, 본 실시예 3에서는 자기방사능으로 얻어진 백그라운드 데이터는, 실시예 1, 2와 같이 흡수보정에 제공되지 않고, 투시상 자신 또는 형태단층화상에 제공된다. 본 실시예 3에서는 화소마다의 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터의 비로부터 화소마다 피검사체(M)의 투과율을 투시상으로서 요구할 수 있어, 그 투시상을 재구성부(12)가 재구성하는 것으로 피검사체(M)의 형태단층화상(흡수계수분포상)을 획득한다. 투영데이터 산출부(7)는, 본 발명에 있어서의 투시상 획득수단에 상당하고, 재구성부(12)는 본 발명에 있어서의 형태단층화상 획득수단에 상당한다.
다음에, 각 데이터에 대한 연산처리방법에 대해서, 도 15를 참조하여 설명한다. 도 15는 실시예 3에 관계되는 연산처리방법을 포함한 일련의 형태단층촬영 진단의 흐름을 나타낸 플로우 차트이다.
(스텝 S1) 블랭크 데이터 수집
스텝 S1은 전술한 실시예 1, 2와 동일하므로, 그 설명을 생략한다. 이 스텝 S1은 본 발명에 있어서의 (1)의 공정에 상당한다.
(스텝 S2) 트랜스미션 데이터 수집
스텝 S2는 전술한 실시예 1과 동일하므로, 그 설명을 생략한다. 이 스텝 S2는 본 발명에 있어서의 (2)의 공정에 상당한다.
(스텝 U3) 투시상 획득
스텝 S1에 있어서 블랭크 데이터 수집부(8)로 수집된 블랭크 데이터 및 스텝 S2에 있어서 트랜스미션 데이터 수집부(9)로 수집된 트랜스미션 데이터와의 비로부터, 투영데이터 산출부(7)는 화소마다 피검사체(M)의 투과율을 투시상으로서 구한다. 이 스텝 U3는 본 발명에 있어서의 (6)의 공정에 상당한다.
(스텝 U4) 재구성
스텝 U3에 있어서 투영데이터 산출부(7)에서 구해진 투시상(즉 투영데이터)에 대해서 재구성부(12)에서 재구성하고, 그 단층화상을 형태단층화상으로서 구한다. 전술한 실시예 1, 2와 같이 흡수보정에 이용할지에 대해서는 고려하지 않는다.
상술의 구성을 구비한 본 실시예 3에 관계되는 PET 장치에 의하면, 블랭크 데이터 수집부(8)로 수집된 블랭크 데이터 및 트랜스미션 데이터 수집부(9)로 수집 된 트랜스미션 데이터에 근거해 피검사체(M)의 유무에 의한 γ선의 흡수의 정도(투과도 포함한다)를 알 수 있어, 피검사체(M)의 투시상을 투영데이터 산출부(7)는 획득하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 그 투시상을 재구성하여 형태단층화상을 획득한다. 이와 같이, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소(자기방사능)에 의해서 얻어진 백그라운드 데이터를 역으로 이용하여, 핵의학용 데이터처리·진단, 혹은 형태 정보의 파악에 이용 가능한 형태단층화상을 획득할 수 있다. 이 형태 정보의 획득의 목적은 핵의학 진단에만 한정되지 않는다.
본 발명은, 상기 실시형태에 한정될 것은 없고, 아래와 같이 변형 실시할 수 있다.
(1) 전술한 각 실시예에서는 외부 선원을 설정하지 않았지만, PET 장치와 X선 CT장치를 구비한 PET－CT 장치와 같이 피검사체의 외부로부터 방사성 약제와 이종의 방사선(X선 CT장치의 경우에는 X선)을 조사시키는 형태나, 방사성 약제와 동종의 방사선을 외부로부터 조사시키는 형태의 장치와 같이, 피검사체에 외부 선원을 설정한 장치에 적용해도 좋다. 여기서의 외부 선원은 방사성 약제와 동종의 방사선을 조사시키는 형태뿐만 아니라, X선 CT 장치 등과 같이 피검사체의 외부로부터 방사성 약제와 이종의 방사선(X선 CT 장치의 경우에는 X선)을 조사시키는 형태(X선 CT 장치의 경우에는 X선 조사 수단)도 포함된다.
(2) 전술한 실시예 1, 2에서는 피검사체의 윤곽을 추출하여 피검사체의 흡수계수 맵을 작성할 때에, 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터의 비로부터 피검사체의 윤곽을 추출했지만, 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터의 차분으로부터 피검사 체의 윤곽을 추출하는 것도 가능하다. 또한, 블랭크 데이터를 이용하지 않고 트랜스미션 데이터만으로부터 피검사체의 윤곽을 추출하는 것도 가능하다. 또한, 흡수계수 맵은 종래의 윤곽 추출 수법을 조합하지 않고서 단독으로 있었지만, 종래의 윤곽 추출 수법과 조합하여 윤곽 추출의 정밀도를 향상시키면 좋다. 예를 들면, 피검사체의 윤곽을 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터 외에, 에미션 데이터도 이용하여 추출해도 좋다. 또한, 해당 에미션 데이터와 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터와의 비(또는 차분)로부터 얻어진흡수보정 데이터를 비교하여, 몇 개의 데이터를 보다 정밀한 데이터로서 선택하고, 그 선택된 데이터를 이용하여 흡수보정을 실시해도 좋다.
(3) 전술한 실시예 1, 2에서는 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터의 비로부터 피검사체의 윤곽을 추출하여 피검사체의 흡수계수 맵을 작성하는 것으로 흡수보정 데이터를 구했지만, 전술한 흡수계수 맵을 작성하지 않고, 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터의 비로부터 얻어진 피검사체의 투과율의 역수를 구하는 것으로 흡수보정 데이터를 구하는 것도 가능하다.
(4) 전술한 실시예 1, 2에서는 흡수계수 맵은 내부를 균일한 흡수체로 간주한 맵이었지만, 흡수계수 맵은 내부를 복수의 흡수계수 세그먼트로부터 구성되는 흡수체로 간주한 맵이어도 좋다. 이 경우에는, 트랜스미션 데이터와 블랭크 데이터의 비(또는 차분)로부터 피검사체의 윤곽 및 전술한 흡수계수 세그먼트의 기초가 되는 내부 형상정보를 추출하게 된다. 또한, 트랜스미션 데이터만으로부터 피검사체의 윤곽을 추출하여 피검사체의 흡수계수 맵을 작성하는 경우에는, 트랜스미션 데이터만으로부터 피검사체의 윤곽 및 전술한 흡수계수 세그먼트의 기초가 되는 내부 형상정보를 추출하게 된다. 이와 같이, 변형예 (4)의 경우에는 실제의 피검사체에 입각해서 보다 정확한 흡수계수 맵을 작성할 수 있어, 보다 정확한 흡수보정을 실시할 수 있다.
본 발명은 그 사상 또는 본질로부터 일탈하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으며, 따라서, 발명의 범위를 나타내는 것으로서 이상의 설명이 아니고, 부가된 클레임을 참조해야 한다.
도 1 은 실시예 1에 관계되는 맘모 PET(Positron Emission Tomography) 장치의 측면도 및 블록도,
도 2의 (a)는 실시예 1에 관계되는 맘모 PET 장치로 이용되는 검출기판 주변의 블록도이고, (b)는 검출기판의 개략도,
도 3은 검출기 판중의 방사선 검출기의 구체적 구성을 나타내는 개략적인 측면도,
도 4의 (a), (b)는 방사선 검출기를 구성하는 신틸레이터의 각 모양도,
도 5는 실시예 1에 관계되는 연산처리방법을 포함한 일련의 핵의학 진단의 흐름을 나타낸 플로우 차트,
도 6은 γ선의 에너지에 대한 흡수계수를 모식화한 그래프,
도 7은 실시예 2와 관계되는 PET 장치의 측면도 및 블록도,
도 8의 (a), (b)는 실시예 2와 관계되는 PET 장치로 이용되는 링형 방사선 검출기구의 개략도,
도 9는 실시예 2와 관계되는 연산처리방법을 포함한 일련의 핵의학 진단의 흐름을 나타낸 플로우 차트,
도 10은 에너지로의 분리의 설명에 제공하는 모식도,
도 11의 (a), (b)는 시간차로의 분리의 설명에 제공하는 모식도,
도 12의 (a)~(d)는 공간에서의 분리의 설명에 제공하는 모식도,
도 13은 실시예 3에 관계되는 맘모 PET 장치의 측면도 및 블록도,
도 14는 실시예 3에 관계되는 PET 장치의 측면도 및 블록도,
도 15는 실시예 3에 관계되는 연산처리방법을 포함한 일련의 형태단층촬영 진단의 흐름을 나타낸 플로우 차트이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 검출기부 2: 지지기구
3: 콘트롤러 4: 입력부
5: 출력부 6: 동시계수회로
7: 투영데이터 산출부 8: 블랭크 데이터 수집부
9: 트랜스미션 데이터 수집부 10: 흡수보정 데이터 산출부
11: 흡수보정부 12: 재구성부
13: 메모리부 14: 회전구동기구

Claims (34)

  1. 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거해 피검사체의 핵의학용 데이터를 구하는 핵의학 진단장치에 있어서,
    복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단；
    상기 피검사체가 없는 상태에서, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 블랭크 데이터로서 수집하는 블랭크 데이터 수집수단；
    상기 피검사체가 있는 상태에서, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 트랜스미션 데이터로서 수집하는 트랜스미션 데이터 수집수단；
    상기 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선을 상기 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 에미션 데이터로서 수집하는 에미션 데이터 수집수단；
    상기 블랭크 데이터 수집수단으로 수집된 블랭크 데이터 및 상기 트랜스미션 데이터 수집수단으로 수집된 트랜스미션 데이터가 적어도 어느 쪽 한편의 데이터에 근거해 피검사체의 흡수보정 데이터를 구하는 흡수보정 데이터 산출수단； 및
    상기 흡수보정 데이터를 이용해 상기 에미션 데이터 수집수단으로 수집된 에미션 데이터의 흡수보정을 실시해서, 흡수보정된 데이터를 상기 핵의학용 데이터로서 최종적으로 구하는 흡수보정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  2. 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거해 피검사체의 형태단층화상을 구하는 형태단층촬영 진단장치에 있어서,
    복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단；
    상기 피검사체가 없는 상태에서, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 블랭크 데이터로서 수집하는 블랭크 데이터 수집수단；
    상기 피검사체가 있는 상태에서, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 트랜스미션 데이터로서 수집하는 트랜스미션 데이터 수집수단；
    상기 블랭크 데이터 수집수단으로 수집된 블랭크 데이터 및 상기 트랜스미션 데이터 수집수단으로 수집된 트랜스미션 데이터에 근거해 피검사체의 투시상을 획득하는 투시상 획득수단；및
    상기 투시상을 재구성하여 피검사체의 형태단층화상을 획득하는 형태단층화상 획득수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 형태단층촬영 진단장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흡수보정 데이터 산출수단은 상기 트랜스미션 데이터만으로부터 상기 피검사체의 윤곽을 추출하여 피검사체의 흡수계수 맵을 작성하는 것으로 상기 흡수보정 데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡수보정 데이터 산출수단은 상기 트랜스미션 데이터와 상기 블랭크 데이터로부터 상기 피검사체의 윤곽을 추출하여 피검사체의 흡수계수 맵을 작성하는 것으로 상기 흡수보정 데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 흡수보정 데이터 산출수단은 상기 트랜스미션 데이터와 상기 블랭크 데이터의 비, 혹은 상기 트랜스미션 데이터와 상기 블랭크 데이터의 차분으로부터 상기 피검사체의 윤곽을 추출하는 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 흡수계수 맵은 내부를 균일한 흡수체로 간주한 맵인 것을 특징으로 하 는 핵의학 진단장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 흡수계수 맵은 내부를 균일한 흡수체로 간주한 맵인 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 흡수계수 맵은 내부를 복수의 흡수계수 세그먼트로부터 구성되는 흡수체로 간주한 맵이고, 상기 흡수보정 데이터 산출수단은 상기 트랜스미션 데이터만으로부터 상기 피검사체의 윤곽 및 상기 흡수계수 세그먼트의 기초가 되는 내부 형상정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 흡수계수 맵은 내부를 복수의 흡수계수 세그먼트로부터 구성되는 흡수체로 간주한 맵이고, 상기 흡수보정 데이터 산출수단은 상기 트랜스미션 데이터와 상기 블랭크 데이터로부터 상기 피검사체의 윤곽 및 상기 흡수계수 세그먼트의 기초가 되는 내부 형상정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 흡수보정 데이터 산출수단은 상기 트랜스미션 데이터와 상기 블랭크 데 이터 외에, 에미션 데이터도 이용해 상기 피검사체의 윤곽을 추출하여 피검사체의 흡수계수 맵을 작성하는 것으로 상기 흡수보정 데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 흡수보정 데이터 산출수단은 상기 트랜스미션 데이터와 상기 블랭크 데이터의 비로부터 얻어진상기 피검사체의 투과율의 역수를 구하는 것으로 상기 흡수보정 데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 트랜스미션 데이터 수집수단으로 동시계수된 동시계수 데이터와 상기 에미션 데이터 수집수단으로 동시계수된 동시계수 데이터는 서로 다른 데이터인 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 트랜스미션 데이터 수집수단으로 동시계수된 동시계수 데이터와 상기 에미션 데이터 수집수단으로 동시계수된 동시계수 데이터는 1개의 촬영으로 획득된 데이터이고, 상기 트랜스미션 데이터 수집수단에서의 상기 트랜스미션 데이터 수집 및 상기 에미션 데이터 수집수단에서의 상기 에미션 데이터 수집을 위해서, 트랜스미션 데이터 수집용의 동시계수 데이터와 에미션 데이터 수집용의 동시계수 데이터 로 분리하는 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 방사선을 계수할 때에 방사선으로부터의 에너지에 근거하여 상기 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리하는 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 방사선을 동시계수할 때의 시간차 정보에 근거하여 상기 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리하는 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 원소를 포함하여 구성된 상기 방사선 검출수단과 상기 원소를 포함하지 않고 구성된 방사선 검출수단을 조합한 경우에, 이러한 조합의 방사선 검출수단으로 각각 얻어진 공간 정보에 근거하여, 상기 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리하는 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 핵의학 진단장치는,
    상기 원소를 포함하여 구성된 상기 방사선 검출수단과 상기 원소를 포함하지 않고 구성된 방사선 검출수단을, 상기 피검사체의 몸축 주위를 둘러싸도록 링 상태 로 배치하여 구성된 링형 방사선 검출기구；
    상기 피검사체의 몸축 주위에 상기 링형 방사선 검출기구를 회전 구동시키는 회전구동기구를 구비하며,
    상기 회전구동기구에 의해서 상기 링형 방사선 검출기구를 피검사체의 몸축 주위에 회전 구동시키면서 방사선을 동시계수하는 것으로, 동시계수된 2개의 방사선 검출수단을 묶는 선인 LOR 가운데, 상기 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단으로부터 방출된 방사선에 근거하는 상기 트랜스미션 데이터와 상기 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단에 관한 상기 LOR이며 상기 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거하는 상기 에미션 데이터가 혼재한 상기 공간 정보를 수집하는 것과 동시에,
    상기 LOR 가운데, 상기 원소를 포함하지 않고 구성된 방사선 검출수단에만 관한 상기 LOR이며 상기 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거하는 상기 에미션 데이터만의 상기 공간 정보를 수집하여,
    수집된 에미션 데이터와 트랜스미션 데이터가 혼재한 상기 공간 정보로부터, 수집된 에미션 데이터만의 상기 공간 정보를 공제하는 것으로, 상기 회전구동기구에 의해서 상기 링형 방사선 검출기구를 피검사체의 몸축 주위에 회전 구동시키면서 방사선을 동시계수하는 상기 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리하는 것을 특징으로 하는 핵의학 진단장치.
  18. 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거하는 피검사체의 핵의학용 데이터에 대해서 연산처리를 실시하는 핵의학용 데이터 연산처리방법에 있어서,
    (1) 상기 피검사체가 없는 상태에서, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단 자신으로, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 블랭크 데이터로서 수집하는 공정；
    (2) 상기 피검사체가 있는 상태에서, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 트랜스미션 데이터로서 수집하는 공정；
    (3) 상기 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선을 상기 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 에미션 데이터로서 수집하는 공정；
    (4) 상기 블랭크 데이터 및 상기 트랜스미션 데이터가 적어도 어느 쪽 한편의 데이터에 근거해 피검사체의 흡수보정 데이터를 구하는 공정；
    (5) 상기 흡수보정 데이터를 이용해 상기 에미션 데이터의 흡수보정을 실시하는 공정；을 포함하며,
    상기 흡수보정된 데이터를 상기 핵의학용 데이터로서 최종적으로 구하는 상기(1)~(5)의 공정의 연산처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  19. 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거하는 피검사체의 형태단층화상에 대해서 연산처리를 실시하는 형태단층화상 연산처리방법에 있어서,
    (1) 상기 피검사체가 없는 상태에서, 복수의 방사선을 동시에 방출하는 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단 자신으로, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 블랭크 데이터로서 수집하는 공정；
    (2) 상기 피검사체가 있는 상태에서, 상기 원소에 의해서 방출된 방사선 중 한편을 그 원소를 포함한 방사선 검출수단 자신으로 계수하는 것과 동시에 타편을 다른 방사선 검출수단으로 계수하는 것으로, 동시계수된 동시계수 데이터를 트랜스미션 데이터로서 수집하는 공정；
    (6) 상기 블랭크 데이터 및 상기 트랜스미션 데이터에 근거해 피검사체의 투시상을 획득하는 공정；을 포함하며,
    상기 획득된 피검사체의 투시상을 재구성하여 상기 형태단층화상을 구하는 상기(1),(2),(6)의 공정의 연산처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 형태단층화상 연산처리방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 (4)의 공정에서는 상기 트랜스미션 데이터만으로부터 상기 피검사체의 윤곽을 추출하여 피검사체의 흡수계수 맵을 작성하는 것으로 상기 흡수보정 데이터 를 구하는 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 (4)의 공정에서는 상기 트랜스미션 데이터와 상기 블랭크 데이터로부터 상기 피검사체의 윤곽을 추출하여 피검사체의 흡수계수 맵을 작성하는 것으로 상기 흡수보정 데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 (4)의 공정에서는 상기 트랜스미션 데이터와 상기 블랭크 데이터의 비, 혹은 상기 트랜스미션 데이터와 상기 블랭크 데이터의 차분으로부터 상기 피검사체의 윤곽을 추출하는 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 흡수계수 맵은 내부를 균일한 흡수체로 간주한 맵인 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 흡수계수 맵은 내부를 균일한 흡수체로 간주한 맵인 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 흡수계수 맵은 내부를 복수의 흡수계수 세그먼트로부터 구성되는 흡수체로 간주한 맵이고, 상기 (4)의 공정에서는 상기 트랜스미션 데이터만으로부터 상기 피검사체의 윤곽 및 상기 흡수계수 세그먼트의 기초가 되는 내부 형상정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 흡수계수 맵은 내부를 복수의 흡수계수 세그먼트로부터 구성되는 흡수체로 간주한 맵이고, 상기 (4)의 공정에서는 상기 트랜스미션 데이터와 상기 블랭크 데이터로부터 상기 피검사체의 윤곽 및 상기 흡수계수 세그먼트의 기초가 되는 내부 형상정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 (4)의 공정에서는 상기 트랜스미션 데이터와 상기 블랭크 데이터 외에, 에미션 데이터도 이용해 상기 피검사체의 윤곽을 추출하여 피검사체의 흡수계수 맵을 작성하는 것으로 상기 흡수보정 데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  28. 제18항에 있어서,
    상기 (4)의 공정에서는 상기 트랜스미션 데이터와 상기 블랭크 데이터의 비 로부터 얻어진상기 피검사체의 투과율의 역수를 구하는 것으로 상기 흡수보정 데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  29. 제18항에 있어서,
    상기 (2)의 공정으로 동시계수된 동시계수 데이터와 상기 (3)의 공정으로 동시계수된 동시계수 데이터는 서로 다른 데이터인 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  30. 제18항에 있어서,
    상기 (2)의 공정으로 동시계수된 동시계수 데이터와 상기 (3)의 공정으로 동시계수된 동시계수 데이터는 1개의 촬영으로 획득된 데이터이고, 상기 (2)의 공정에서의 상기 트랜스미션 데이터 수집 및 상기 (3)의 공정에서의 상기 에미션 데이터 수집을 위해서, 트랜스미션 데이터 수집용의 동시계수 데이터와 에미션 데이터 수집용의 동시계수 데이터로 분리하는 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 방사선을 계수할 때에 방사선으로부터의 에너지에 근거하여, 상기 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리하는 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 방사선을 동시계수할 때의 시간차 정보에 근거하여, 상기 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리하는 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 원소를 포함하여 구성된 상기 방사선 검출수단과 상기 원소를 포함하지 않고 구성된 방사선 검출수단을 조합한 경우에, 이러한 조합의 방사선 검출수단으로 각각 얻어진공간 정보에 근거하여, 상기 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리하는 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 핵의학용 데이터 연산처리방법은,
    상기 원소를 포함하여 구성된 상기 방사선 검출수단과 상기 원소를 포함하지 않고 구성된 방사선 검출수단을, 상기 피검사체의 몸축 주위를 둘러싸도록 링 상태로 배치하여 구성된 링형 방사선 검출기구를 피검사체의 몸축 주위에 회전 구동시키면서 방사선을 동시계수하는 것으로, 동시계수된 2개의 방사선 검출수단을 묶는 선인 LOR 가운데, 상기 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단으로부터 방출된 방사선에 근거하는 상기 트랜스미션 데이터와 상기 원소를 포함하여 구성된 방사선 검출수단에 관한 상기 LOR이며 상기 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거하는 상기 에미션 데이터가 혼재한 상기 공간 정보를 수집하는 것과 동시에, 상기 LOR 가운데 상기 원소를 포함하지 않고 구성된 방사선 검출수단에만 관한 상기 LOR이며 상기 방사성 약제가 투여된 피검사체로부터 발생한 방사선에 근거하는 상기 에미션 데이터만의 상기 공간 정보를 수집하는 공정；
    수집된 에미션 데이터와 트랜스미션 데이터가 혼재한 상기 공간 정보로부터, 수집된 에미션 데이터만의 상기 공간 정보를 공제하는 것으로, 상기 링형 방사선 검출기구를 피검사체의 몸축 주위에 회전 구동시키면서 방사선을 동시계수하는 상기 1개의 촬영으로 획득된 데이터를 분리하는 것을 특징으로 하는 핵의학용 데이터 연산처리방법.
KR1020080134903A 2007-12-28 2008-12-26 핵의학 진단장치, 형태단층촬영 진단장치, 핵의학용 데이터연산처리방법 및 형태단층화상 연산처리방법 KR100991640B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2007-338768 2007-12-28
JP2007338768 2007-12-28
JPJP-P-2008-329410 2008-12-25
JP2008329410A JP5126049B2 (ja) 2007-12-28 2008-12-25 核医学診断装置、形態断層撮影診断装置、核医学用データ演算処理方法および形態断層画像演算処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090073040A KR20090073040A (ko) 2009-07-02
KR100991640B1 true KR100991640B1 (ko) 2010-11-04

Family

ID=40798520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080134903A KR100991640B1 (ko) 2007-12-28 2008-12-26 핵의학 진단장치, 형태단층촬영 진단장치, 핵의학용 데이터연산처리방법 및 형태단층화상 연산처리방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8059880B2 (ko)
KR (1) KR100991640B1 (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8188736B2 (en) 2007-01-11 2012-05-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. PET/MR scanners for simultaneous PET and MR imaging
CN101855564B (zh) * 2007-11-09 2014-08-20 皇家飞利浦电子股份有限公司 Mr-pet周期运动门控和校正
US8017915B2 (en) * 2008-03-14 2011-09-13 Reflexion Medical, Inc. Method and apparatus for emission guided radiation therapy
US9134441B2 (en) * 2008-03-26 2015-09-15 Shimadzu Corporation Tomographic equipment, imaging system provided therewith, and imaging data acquisition method
CN103650095B (zh) 2011-03-31 2016-12-07 反射医疗公司 用于在发射引导的放射治疗中使用的系统和方法
JP5526435B2 (ja) * 2011-08-03 2014-06-18 独立行政法人理化学研究所 Ｐｅｔ装置およびそのイメージング方法
US20140217294A1 (en) * 2013-02-05 2014-08-07 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Method for Using LSO Background Radiation as a Transmission Source Using Time of Flight Information
US9507033B2 (en) 2013-02-05 2016-11-29 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Method and apparatus for compensating for scattering of emission gamma photons for PET imaging
US20150123003A1 (en) * 2013-11-06 2015-05-07 University Of Kentucky Research Foundation High resolution absorption imaging using annihilation radiation from an external positron source
US20170168192A1 (en) * 2015-12-14 2017-06-15 Baker Hughes Incorporated Scintillation materials optimization in spectrometric detectors for downhole nuclear logging with pulsed neutron generator based tools
WO2017156316A1 (en) 2016-03-09 2017-09-14 Reflexion Medical, Inc. Fluence map generation methods for radiotherapy
US10695586B2 (en) 2016-11-15 2020-06-30 Reflexion Medical, Inc. System for emission-guided high-energy photon delivery
WO2018093849A1 (en) 2016-11-15 2018-05-24 Reflexion Medical, Inc. Methods for radiation delivery in emission-guided radiotherapy
WO2018099772A1 (en) * 2016-11-29 2018-06-07 Koninklijke Philips N.V. Interactive targeted ultrafast reconstruction in emission and transmission tomography
WO2018183748A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 Reflexion Medical, Inc. Radiation therapy systems and methods with tumor tracking
EP3641884B8 (en) 2017-06-22 2024-01-03 RefleXion Medical, Inc. Methods for calculating bounded dose-volume histograms (dvh) for evaluating a treatment plan
CN114699655A (zh) 2017-07-11 2022-07-05 反射医疗公司 用于pet检测器余辉管理的方法
JP7315961B2 (ja) 2017-08-09 2023-07-27 リフレクション メディカル， インコーポレイテッド 放出誘導放射線療法における異常検出のためのシステムおよび方法
JP6918388B2 (ja) 2017-09-22 2021-08-11 リフレクション メディカル， インコーポレイテッド シャトルモード放射線送達のためのシステムおよび方法
US11369806B2 (en) 2017-11-14 2022-06-28 Reflexion Medical, Inc. Systems and methods for patient monitoring for radiotherapy
WO2019160958A1 (en) 2018-02-13 2019-08-22 Reflexion Medical, Inc. Beam station treatment planning and radiation delivery methods

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002323567A (ja) 2001-04-26 2002-11-08 Shimadzu Corp Ｅｃｔ装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2535762B2 (ja) 1993-10-14 1996-09-18 東北大学長 陽電子断層撮影装置におけるγ線吸収体による散乱同時計数測定法及び陽電子断層撮影装置
JP3243460B2 (ja) 1999-07-06 2002-01-07 浜松ホトニクス株式会社 ポジトロンｃｔ装置
JP4639734B2 (ja) * 2004-09-30 2011-02-23 富士ゼロックス株式会社 スライドコンテンツ処理装置およびプログラム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002323567A (ja) 2001-04-26 2002-11-08 Shimadzu Corp Ｅｃｔ装置

Also Published As

Publication number Publication date
US8059880B2 (en) 2011-11-15
KR20090073040A (ko) 2009-07-02
US20090169082A1 (en) 2009-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100991640B1 (ko) 핵의학 진단장치, 형태단층촬영 진단장치, 핵의학용 데이터연산처리방법 및 형태단층화상 연산처리방법
JP5771197B2 (ja) 定量化能力が改善されたｐｅｔ検出器システム
JP6854805B2 (ja) ハイブリッドｐｅｔ／ｃｔイメージング検出器
CA2252993C (en) Detector assembly for multi-modality scanners
US6297506B1 (en) System and method for reducing pile-up errors in multi-crystal gamma ray detector applications
Knoll Single-photon emission computed tomography
JP5126049B2 (ja) 核医学診断装置、形態断層撮影診断装置、核医学用データ演算処理方法および形態断層画像演算処理方法
US9014330B2 (en) Radiation diagnostic apparatus and control method
EP1345528A2 (en) Systems and methods for cardiovascular imaging, cardiovascular functional analysis, and detecting coronary artery disease
US8625868B2 (en) Radiation diagnostic apparatus and image reconstructing method
US20130009066A1 (en) Block Detector With Variable Microcell Size For Optimal Light Collection
JP4737292B2 (ja) 核医学診断装置
KR20110091599A (ko) 핵의학 진단장치 및 그것에 이용되는 진단시스템
US8384015B2 (en) Calibration source and methods for calibrating a nuclear medicine imaging system
JP5024182B2 (ja) 断層撮影装置
JP2535762B2 (ja) 陽電子断層撮影装置におけるγ線吸収体による散乱同時計数測定法及び陽電子断層撮影装置
JP2006284346A (ja) 放射線断層撮影装置
US8785869B2 (en) System and method for providing emission mammography
JP2010243395A (ja) Ｘ線・ガンマ線撮像装置
JP3851575B2 (ja) Ｐｅｔ検査装置
JP4003978B2 (ja) 陽電子放出断層撮影装置および陽電子放出断層撮影装置におけるエミッションデータの減弱補正の制御方法
EP3639745B1 (en) Dual image system suitable for oncological diagnoses and real time guided biopsies
JP2000249766A (ja) 核医学診断装置
JP4082324B2 (ja) 陽電子放出型ｃｔ装置
JP4383610B2 (ja) 核医学診断装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131001

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141007

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151001

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee