WO2009116174A1 - ２次元位置マップ校正方法および放射線検出装置 - Google Patents

２次元位置マップ校正方法および放射線検出装置 Download PDF

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WO2009116174A1
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position map
boundary
addition
map
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允信 佐藤
賢志 山田
宣弥 橋爪
北村　圭司
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株式会社島津製作所
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    • 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
    • G01T1/164—Scintigraphy
    • G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
    • G01T1/1644—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using an array of optically separate scintillation elements permitting direct location of scintillations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
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    • G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
    • G01T1/1647—Processing of scintigraphic data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00—Details of radiation-measuring instruments
    • G01T7/005—Details of radiation-measuring instruments calibration techniques

Definitions

  • the present invention relates to a two-dimensional position map calibration method for calibrating a two-dimensional position map used when detecting radiation with a radiation detector comprising a plurality of scintillator elements and an optical sensor optically coupled thereto. And a radiation detection apparatus.
  • a PET (Positron Emission Tomography) apparatus As a nuclear medicine diagnostic apparatus, that is, an ECT (Emission Computed Tomography) apparatus, a PET (Positron Emission Tomography) apparatus will be described as an example.
  • the PET apparatus detects a plurality of gamma rays generated by annihilation of positrons, that is, positrons, and reconstructs a tomographic image of a subject only when the gamma rays are simultaneously detected by a plurality of detectors. It is configured.
  • a radiopharmaceutical containing a positron emitting nuclide is administered into a subject, and a 511 KeV pair annihilation gamma ray released from the administered subject consists of a group of a number of detection elements (for example, scintillators). Detect with a detector. And if ⁇ -rays are detected at the same time by two detectors within a certain period of time, they are counted as a pair of annihilation ⁇ -rays, and the point of occurrence of pair annihilation is on the straight line of the detected detector pair Is identified. By accumulating such coincidence information and performing reconstruction processing, a positron emitting nuclide distribution image (ie, a tomographic image) is obtained.
  • a positron emitting nuclide distribution image ie, a tomographic image
  • ⁇ To discriminate the incident position of ⁇ rays a two-dimensional position map created in advance is used.
  • the two-dimensional position map the number of light-emitting photons obtained by a photosensor represented by a photomultiplier tube (PMT: Photo Multiplier Tube) or the like (that is, equivalent to the count value (count value) of ⁇ rays) is incident on the scintillator.
  • PMT Photo Multiplier Tube
  • 2 is a two-dimensional map corresponding to the incident position of ⁇ rays.
  • FIG. 10 is a two-dimensional position map in the case of a DOI detector in which four layers of scintillators are stacked in the depth direction. The position indicated by a white circle (indicated by “ ⁇ ” in FIG.
  • the scintillator of “3rd Layer” indicates the scintillator of the fourth layer (indicated by “4th Layer” in FIG. 10) at the position indicated by the white square (shown by “ ⁇ ” in FIG. 10).
  • LUT Look Up Table
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a two-dimensional position map calibration method and a radiation detection apparatus capable of accurately and efficiently calibrating a two-dimensional position map even when there is distortion.
  • the purpose is to provide.
  • the present invention has the following configuration. That is, the two-dimensional position map calibration method of the present invention is a radiation detector composed of a plurality of scintillator elements arranged one-dimensionally, two-dimensionally or three-dimensionally, and an optical sensor optically coupled thereto. A lookup table is created from a two-dimensional position map that is used when detecting radiation, and the signal intensity obtained by the optical sensor is two-dimensionally represented in correspondence with the incident position of the radiation incident on the scintillator element.
  • a method for calibrating a two-dimensional position map comprising a first addition step of adding the signal intensities of a part of the two-dimensional position map, and drawing each boundary based on the addition result in the first addition step. Then, the two-dimensional position map is calibrated based on the signal strengths divided within the boundaries.
  • the first addition step of adding the signal intensities of a part of the two-dimensional position map is provided, and each boundary is drawn based on the addition result in the first addition step. Then, the two-dimensional position map is calibrated based on the signal strength divided within the boundaries. Since the signal strength of a part of the two-dimensional position map is added instead of the entire area of the two-dimensional position map, the two-dimensional position map can be calibrated efficiently.
  • a specific example of the two-dimensional position map calibration method of the present invention is as follows. That is, in the first addition step, the signal strengths of each part of the two-dimensional position map are added, respectively, and the above-described method compares the addition results of each part in the first addition step, and sets each boundary.
  • each boundary is not a boundary considering distortion, and the region divided within the boundary is not accurate. . Therefore, the signal strength at each boundary is added in the second addition step, and one reference region is set based on the addition result in the second addition step in the region setting step.
  • each delimitation reference point is determined based on each signal intensity in the reference region set in the region setting step.
  • each boundary is redrawn along each separation reference point determined in the separation reference point determination step.
  • the boundary drawing step, second addition step, region setting step, delimitation reference point determination step, and boundary redrawing step it is preferable to include the following correction step. That is, the signal strengths around the breakpoints to be corrected are compared while moving adjacently in order for each boundary redrawn in the boundary redrawing step with the region set in the region setting step as a reference. Thus, a correction step for correcting the position of the breakpoint to be corrected is provided, and each boundary is redrawn based on the correction result in the correction step. Due to the redrawing of the boundary, the boundary takes into account the distortion, and the region divided within the boundary becomes accurate, and even when there is distortion, the two-dimensional position map can be accurately calibrated.
  • the boundary points to be corrected are moved sequentially adjacent to each boundary redrawn in the boundary redrawing process.
  • the position of the breakpoint to be corrected is corrected.
  • the position of the breakpoint is corrected while moving adjacently in order for each boundary redrawn in the boundary redrawing process, using the area set in the area setting process as a reference.
  • the position of the breakpoint can be accurately corrected by using the signal intensity of. Therefore, each boundary is redrawn on the basis of the correction result in the correction process, and the region divided in the boundary becomes more accurate, and the two-dimensional position map can be calibrated more accurately.
  • a re-correction step for re-correcting the position of the break point by comparing each break point belonging to the boundary redrawn based on the correction result in the correction step is provided. Based on the re-correction result in the re-correction step It is even more preferable to redraw the boundaries and calibrate the two-dimensional position map based on the signal strengths delimited within the boundaries.
  • the position of the breakpoint is recorrected by comparing each breakpoint belonging to the boundary redrawn based on the correction result in the correction process. That is, discontinuity remains even if each boundary is redrawn based on the correction result in the previous correction step. Therefore, discontinuity or continuity is determined by comparing each breakpoint belonging to the boundary redrawn based on the correction result in the correction process, and in the case of discontinuity, the position of the breakpoint is determined. Correct again. In this way, the breakpoint position is re-corrected by comparing each breakpoint belonging to the boundary redrawn based on the correction result in the correction process, so that the breakpoint is made more accurate by eliminating discontinuities. Can be re-corrected. Accordingly, each boundary is redrawn based on the result of re-correction in the re-correction step, and the region divided within the boundary becomes even more accurate, and the two-dimensional position map is calibrated even more accurately. be able to.
  • each of the first addition step is performed in the boundary drawing step. It is preferable to compare the partial addition results to determine each minimum value and to draw each boundary along the position of the minimum value. By obtaining the minimum value, each boundary can be accurately drawn.
  • the respective signal strengths in the reference region set in the region setting step are compared to find each minimum value, and the position of these minimum values is determined as the delimiter reference point. It is preferable to determine as follows. By obtaining the minimum value, the delimitation reference point can be accurately determined.
  • the signal intensity of a part along at least one of the rows and columns constituting the two-dimensional position map is added, and the first Based on the addition result in the addition step, each boundary along at least one of the rows and columns is drawn, and the two-dimensional position map is calibrated based on the signal intensity divided within the boundaries.
  • the radiation detection apparatus of the present invention includes a radiation detector including a radiation detector composed of a plurality of scintillator elements arranged one-dimensionally, two-dimensionally or three-dimensionally, and an optical sensor optically coupled thereto.
  • a two-dimensional position map representing a two-dimensional position map in which the signal intensity obtained by the optical sensor is two-dimensionally associated with the incident position of the radiation incident on the scintillator element.
  • Storage means for storing a table in which each position is associated with each scintillator element; and arithmetic processing means for performing arithmetic processing for calibrating the two-dimensional position map, the calibrated two-dimensional position map;
  • the radiation detection position is identified by discriminating the incident position based on the detection result of the radiation, and the arithmetic processing means is a part of the two-dimensional position map.
  • a first addition step of adding the signal strengths of the two-dimensional positions, each boundary is drawn based on the addition result in the first addition step, and the two-dimensional position is based on the signal strength divided in the boundaries.
  • An arithmetic process for calibrating the map is performed.
  • the first addition step of adding the signal intensity of a part of the two-dimensional position map is provided, and each is based on the addition result in the first addition step.
  • the two-dimensional position map is calibrated based on the signal intensities demarcated within the boundaries. Since the signal strength of a part of the two-dimensional position map is added instead of the entire area of the two-dimensional position map, the two-dimensional position map can be calibrated efficiently.
  • each boundary is redrawn again along each separation reference point determined in the separation reference point determination step. Due to the redrawing of the boundary, the boundary takes into account the distortion, and the region partitioned within the boundary becomes accurate, and even when there is distortion, the two-dimensional position map can be accurately calibrated.
  • FIG. 1 is a side view and block diagram of a PET (Positron Emission Tomography) apparatus according to an embodiment. It is a schematic perspective view of a gamma ray detector.
  • A is a top view of a gamma ray detector
  • (b) is a side view of a gamma ray detector.
  • It is a flowchart which shows the arithmetic processing by a two-dimensional position map calibration part.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a lattice division calculation process of FIG. 4.
  • FIG. FIG. 6 is a plan view of a two-dimensional position map for explaining the lattice division of FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 5 is a plan view of a two-dimensional position map for explaining the breakpoint correction of FIG. 4.
  • FIG. 5 is a plan view of a two-dimensional position map for explaining the breakpoint fine correction in FIG. 4. It is a top view which shows the example of area
  • FIG. 1 is a side view and block diagram of a PET (Positron Emission Tomography) apparatus according to an embodiment
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a ⁇ -ray detector
  • FIG. 3A is a ⁇ -ray detector
  • FIG. 3B is a side view of the ⁇ -ray detector.
  • the PET apparatus includes a top plate 1 on which a subject M is placed as shown in FIG.
  • the top plate 1 is configured to move up and down and translate along the body axis Z of the subject M.
  • the subject M placed on the top 1 is scanned from the head to the abdomen and foot sequentially through the opening 2a of the gantry 2, which will be described later. Get the image. Note that there is no particular limitation on the scanned part and the scanning order of each part.
  • the PET apparatus includes a gantry 2 having an opening 2a and a ⁇ -ray detector 3.
  • the ⁇ -ray detector 3 is arranged in a ring shape so as to surround the body axis Z of the subject M, and is embedded in the gantry 2.
  • the ⁇ -ray detector 3 corresponds to the radiation detector in the present invention.
  • the PET apparatus includes a table driving unit 4, a controller 5, an input unit 6, an output unit 7, a memory unit 8, a position calculation circuit 9, a look-up table 10, a coincidence circuit 11, A configuration unit 12 and a two-dimensional position map calibration unit 13 are provided.
  • the top plate driving unit 6 is a mechanism for driving the top plate 1 so as to perform the above-described movement, and is configured by a motor or the like not shown.
  • the look-up table 10 corresponds to the storage means in the present invention
  • the two-dimensional position map calibration unit 13 corresponds to the arithmetic processing means in the present invention, and includes the gantry 2, the ⁇ -ray detector 3, the position calculation circuit 9, and the lookup.
  • the table 10, the coincidence counting circuit 11, and the two-dimensional position map calibration unit 13 constitute a radiation detection apparatus according to the present invention.
  • the controller 5 comprehensively controls each part constituting the PET apparatus according to the present embodiment.
  • the controller 5 includes a central processing unit (CPU).
  • the input unit 6 sends data and commands input by the operator to the controller 5.
  • the input unit 6 includes a pointing device represented by a mouse, a keyboard, a joystick, a trackball, a touch panel, and the like.
  • the output unit 7 includes a display unit represented by a monitor, a printer, and the like.
  • the memory unit 8 and the lookup table 10 are composed of storage media represented by ROM (Read-only Memory), RAM (Random-Access Memory), and the like.
  • the count value (count) simultaneously counted by the coincidence circuit 11 and the image processed by the reconstruction unit 12 are written and stored in the RAM, and are read from the RAM as necessary.
  • a scintillator block 31 (FIG. 2), which will be described later, has a count value (count value) corresponding to the signal intensity of an electrical signal obtained by a photomultiplier tube 33 (see FIGS. 2 and 3) described later.
  • a two-dimensional position map expressed in a two-dimensional manner corresponding to the incident position of the ⁇ -ray incident on the scintillator element in FIG. 3 corresponds to each position in the two-dimensional position map and each scintillator element.
  • the table is written and stored in the look-up table 10 and is read out from the look-up table 10 when the two-dimensional position map calibrating unit 13 calibrates, and the ⁇ -ray detection signal is associated with the crystal element by referring to the table.
  • the ROM stores in advance a program for performing various nuclear medicine diagnosis and arithmetic processing related to the flow of FIGS. 4 and 5 described later, and the controller 5 executes the program according to the program. Arithmetic processing relating to nuclear medicine diagnosis and the flow of FIGS. 4 and 5 is performed.
  • the reconstruction unit 12 and the two-dimensional position map calibration unit 13 are input by a program stored in a ROM of a storage medium represented by the memory unit 8 or the like described above, or by a pointing device represented by the input unit 6 or the like, for example. This is realized by the controller 5 executing the instruction.
  • the ⁇ -rays generated from the subject M to which the radiopharmaceutical is administered are converted into light by the scintillator block 31 (see FIGS. 2 and 3) of the ⁇ -ray detector 3, and the converted light is converted into the ⁇ -ray detector.
  • the photomultiplier tube 3 (PMT: Photo Multiplier Tube) 32 (see FIGS. 2 and 3) is multiplied and converted into an electric signal.
  • the electric signal is sent to the position calculation circuit 9 as image information (pixel value, that is, a count value simultaneously counted by the ⁇ -ray detector 3).
  • the position calculation circuit 9 refers to the look-up table 10 at the time of nuclear medicine diagnosis, and refers to the two-dimensional position map to determine which scintillator element of the scintillator block 31 (see FIGS. 2 and 3) has the counted value. It is determined whether it is incident at. Specifically, the center of gravity is calculated for each incident to obtain the incident position on the scintillator element. The obtained incident position and count value (image information) are sent to the coincidence counting circuit 11.
  • the coincidence circuit 11 checks the position of the scintillator block 31 (see FIG. 2 and FIG. 3) (more specifically, the incident position on the scintillator element) and the incident timing of the ⁇ -ray, and 2 on both sides of the subject M. Only when ⁇ rays are simultaneously incident on the two scintillator blocks 31, the sent image information is determined as appropriate data. When ⁇ rays are incident only on one scintillator block 31, the coincidence counting circuit 11 rejects.
  • the image information sent to the coincidence circuit 11 is sent to the reconstruction unit 12 as projection data.
  • the reconstruction unit 12 reconstructs the projection data to obtain an image of the subject M.
  • the image is sent to the output unit 7 via the controller 5. In this manner, nuclear medicine diagnosis is performed based on the image obtained by the reconstruction unit 12.
  • the ⁇ -ray detector 3 includes a scintillator block 31 composed of a plurality of scintillator elements, and a photomultiplier tube (hereinafter simply referred to as “PMT”) optically coupled to the scintillator block 31. ”Is abbreviated as“ ”.
  • Each scintillator element constituting the scintillator block 31 converts ⁇ rays into light by emitting light with the incidence of ⁇ rays. By this conversion, the scintillator element detects ⁇ rays. The light emitted from the scintillator element is sufficiently diffused by the scintillator block 31 and input to the PMT 32.
  • the PMT 32 multiplies the light converted by the scintillator block 31 and converts it into an electrical signal.
  • the electric signal is sent as image information (pixel value) to the position calculation circuit 9 (see FIG. 1) and further to the coincidence counting circuit 11 (see FIG. 1) as described above.
  • the scintillator elements constituting the scintillator block 31 correspond to the scintillator elements in the present invention
  • the photomultiplier tube (PMT) 32 corresponds to the photosensor in the present invention.
  • the size of each ⁇ -ray detector 3 is not limited to this.
  • a ⁇ -ray detector 3 including a scintillator block 31 in which scintillator elements are arranged in 32 ⁇ 32 ⁇ 4 layers and a PMT 32 having a 16 ⁇ 16 multi-anode is used.
  • the number of scintillator elements constituting the scintillator block 31 and the number of multi-anodes of the PMT 32 are not particularly limited.
  • FIGS. 4 is a flowchart showing the calculation processing by the two-dimensional position map calibrating unit
  • FIG. 5 is a flowchart showing the calculation processing of the grid division of FIG. 4
  • FIG. 6 is the grid division of FIG. 4
  • FIG. 7 is a plan view of a two-dimensional position map used for explanation
  • FIG. 7 is a plan view of a two-dimensional position map used for explanation of correction of breakpoints in FIG. 4
  • FIG. 8 is a description of breakpoint fine correction of FIG. It is a top view of the two-dimensional position map with which it uses for.
  • Step S10 Two-dimensional position map input A two-dimensional position map is input (see FIG. 10). Specifically, before performing an actual nuclear medicine diagnosis, a Na-22 radiation source is uniformly irradiated from above the ⁇ -ray detector 3 to obtain a two-dimensional position map, and then the region is divided. The entire map is labeled with scintillator element position numbers to create a table, which is written and stored in the lookup table 10.
  • the two-dimensional position map is an image of 1024 ⁇ 1024 pixels (pixels), and the look-up table (LUT) has the position numbers of the scintillator elements in an array of 1024 ⁇ 1024. That is, in the lookup table (LUT), each position (1024 ⁇ 1024 pixels) in the two-dimensional position map is associated with each scintillator element.
  • Step S20 Grid division When a two-dimensional position map is input in step 10, lattice division is performed.
  • Step S21 Determination of Count Range Specifically, in order to determine the count range, a count value of a part of the two-dimensional position map is added.
  • the count values of a part along both the rows and columns constituting the two-dimensional position map are added (referred to as “first addition”). That is, the sum of the count values is obtained from the two-dimensional position map along each coordinate axis direction. For example, as shown in FIG. 6A, the sum of the count values is obtained along the coordinate axis direction with respect to the row of the two-dimensional position map M.
  • the count value is added together when the count value overlaps.
  • a graph G 1 is created with the coordinate axis direction related to the column perpendicular to the coordinate axis direction related to the row as the horizontal axis and the sum (addition) of count values as the vertical axis. Then, it extracts a point which is a minimum value in the graph G 1. In this embodiment, this point is referred to as a “temporary break reference point”.
  • a parallel straight line is drawn along the coordinate axis (in this case, the coordinate axis related to a row) on the two-dimensional position map M, and the two-dimensional position map M is divided into a plurality of bands.
  • the straight line is the boundary B 1 in FIG. 6 (a).
  • each boundary B 1 the count values at each boundary B 1 are added (referred to as “second addition”).
  • every two bands adjacent to each other including the separated band by this boundary B 1 obtaining the sum of the count values of the pixels (pixels) included in the region of the two bands.
  • each one of the band delimited by this boundary B 1 may be the total sum of the count values of the pixels (pixels) included in the region of the one band.
  • count range When the sum of the count values of the pixels included in the two band regions is obtained, one reference region (referred to as “count range” in this embodiment) is set based on the addition result.
  • the sum of the count values of the pixels included in the two band regions is obtained, the sum of the count values as the addition result is compared with the sum of the count values in the other regions, and the sum is 1.
  • the second and second largest areas are determined as the count range.
  • the first and second largest areas are selected in case the first data itself is wrong. Of course, only the first largest area may be determined as the count range.
  • the end region on the two-dimensional position map M and the region having a wide band width that is highly influenced by distortion are excluded.
  • this step S21 corresponds to the first addition step in the present invention, the boundary drawing step in the present invention, the second addition step in the present invention, and the region setting step in the present invention.
  • Step S22 Determination of Separation Reference Point
  • each count value in the region T 1 (count range) which is the first and second largest region is determined.
  • Each minimum value is obtained by comparison, and the position of the minimum value is determined as a delimiter reference point.
  • a graph G 2 is created with the region T 1 along the row as the horizontal axis and the total value of the count values as the vertical axis. Then, it extracts a point which is a minimum value in the graph G 2 as a separator reference point.
  • the delimiting reference points, and FIG. 6 (c) the delimiting reference points D 1 to an enlarged portion of FIG. 6 (b).
  • This step S22 corresponds to a delimitation reference point determining step in the present invention.
  • Step S23 After determining the breakpoint reference points D 1 delimited grating creation step S22, respectively redrawn again each boundary B 1 a along the respective delimiting reference points D 1. Specifically, it redraws the boundaries along the columns is perpendicular to the boundary B 1 drawn along the rows. By this redrawing, a delimiter grid is created for the two-dimensional position map M, and the grid division including steps S21 to S23 is performed. The redrawn boundaries, and the boundary B 2 in FIG. 6 (c).
  • the total sum of the count values is obtained along the coordinate axis direction related to the row of the two-dimensional position map M, and the direction is perpendicular to the coordinate axis direction related to the row.
  • the coordinate axis direction about the column as a horizontal axis, to create a graph G 1 that the sum of the count value (sum) and the vertical axis, and extracts a point which is a minimum value in the graph G 1 (provisional delimiting reference points) the each temporary delimiting reference points, the two-dimensional position drawing a line parallel to the boundary B 1 along the coordinate axis relating on the map M, the count value at each pixel included in the area bounded by each of boundary B 1 the total sum, by setting the area T 1 along the rows, the area T 1 along the line as the horizontal axis, to create a graph G 2 of the total value on the vertical axis of the count value, in the graph G 2 Point that is the minimum value (separation reference point D
  • the sum of the count values is obtained along the coordinate axis direction related to the column of the two-dimensional position map M, and the total count value (addition) is performed with the coordinate axis direction related to the row being perpendicular to the coordinate axis direction related to that column as the horizontal axis.
  • a graph G 3 (not shown in FIG. 6) is created, a point (temporary delimitation reference point) having a minimum value in the graph G 3 is extracted, and each temporary delimitation reference point is A parallel boundary B 3 (not shown in FIG.
  • FIG. 6D A region T 2 along the column (see FIG. 6D) is set, and a graph G 4 (with the horizontal axis representing the region T 1 along the column and the vertical axis representing the total count value) (See Fig. 6 (d)) Points in the graph G 2 has a minimum value by extracting (delimiting reference points D 2 (in FIG. 6 not shown)), along each of the delimiting reference points D 2, and a boundary B 4 along a row ( By redrawing (see FIG. 6E), a delimiter grid is created along the row direction, and grid division is performed along the row direction.
  • grid division along the column direction (steps S21 to S23) and the grid division along the row direction (steps S21 to S23) may be performed in parallel, or the grid division along the column direction (step S21). To S23), grid division along the row direction (steps S21 to S23) may be performed. Conversely, after grid division along the row direction (steps S21 to S23), grid division along the column direction may be performed. Division (steps S21 to S23) may be performed.
  • this step S23 corresponds to the boundary redrawing step in the present invention.
  • Step S30 Correction of breakpoints
  • the regions T 1 and T 2 set in step S21 as a reference
  • the boundaries B 2 and B 4 redrawn in step S23 are sequentially adjacent and moved while being corrected.
  • the position of the breakpoint to be corrected is corrected by comparing the count values around the breakpoint.
  • the region where the regions T 1 and T 2 intersect each other is the correction start reference.
  • the modified start reference is also the delimiting reference points D 1, a reference point, which is also delimiting reference points D 2. From this correction start reference, correction is made in the direction of each coordinate axis along the direction of the arrow in FIG. 7A (breakpoint correction movement direction), and this correction is sequentially performed for each adjacent boundary B 2 , B 4 , in other words, adjacent By moving while moving for each breakpoint, all breakpoints are corrected.
  • the coordinate axis direction to be modified is a horizontal axis in the area surrounded by the breakpoints around the breakpoint to be modified, and the coordinate axis is
  • G 5 which the sum of the (added) as the vertical axis of the summed count value in the direction perpendicular against
  • This step S30 corresponds to a correction process in the present invention.
  • Step S40 Fine modification of breakpoint
  • the position of the breakpoint is recorrected by comparing each breakpoint belonging to the boundary redrawn based on the correction result in step S30. Since this re-correction is smaller than the correction in step S30, it is defined as “fine correction” in this specification.
  • the absolute value of the difference between the coordinates of the breakpoints adjacent to each other in the coordinate axis direction to be corrected (hereinafter abbreviated as “difference value”) is obtained, and one breakpoint having the largest coordinate increment is excluded. The average value of the difference values is obtained for the remaining break points.
  • a predetermined multiple for example, 4 times the average value of the difference values. If the sum of difference values between adjacent breakpoints is greater than or equal to a predetermined multiple of the average value of the difference values, it is determined that the breakpoints are discontinuous, and conversely, When the sum of the difference values between adjacent breakpoints is less than a predetermined multiple of the average value of the difference values, it is determined that the breakpoints are not protruding and maintain continuity. If it is determined that the position is discontinuous, the position of the breakpoint is finely corrected by using the average value of the coordinates of the breakpoints adjacent to each other as the coordinates after fine correction.
  • a predetermined multiple for example, 4 times
  • White circles indicate break points before fine correction
  • black circles indicate break points after fine correction.
  • the first white circle from the bottom and the second white circle from the bottom maintain continuity, but only the third white circle from the bottom protrudes, indicating that it is discontinuous. Therefore, by finely correcting the third white circle break point from the bottom, it can be re-corrected to the position of the black circle break point. Based on the breakpoints indicated by the black circles as the result of the re-correction, each boundary is redrawn as shown in FIG.
  • this step S40 corresponds to a re-correction process in the present invention.
  • Step S50 Lookup Table Creation
  • the two-dimensional position map calibration unit 13 reads out from the lookup table 10 and rewrites the two-dimensional position map. Create a lookup table by proofreading.
  • FIG. 9 shows a case where there is distortion in the arrangement of the scintillator element regions (in FIG. 9, there is distortion in the region closer to the left than the center). It is confirmed in FIG. 9 that even when there is such distortion, discrimination can be performed by calibrating the two-dimensional position map. Furthermore, by redrawing the boundary and performing correction and fine correction (re-correction), the boundary is redrawn in the distorted area, and the grid is divided by the redrawn boundary. This is also confirmed in FIG.
  • Radiation detection apparatus (gantry 2, ⁇ -ray detector 3, position calculation circuit 9, lookup table 10, coincidence counting circuit 11, and two-dimensional position map calibration provided in the PET apparatus according to the present embodiment having the above-described configuration. Section 13), the two-dimensional position map calibration section 13 adds a count value as the signal intensity of a part of the two-dimensional position map (a part along both the rows and columns in this embodiment) (Step S21)
  • the range is determined), and the boundaries B 1 and B 3 are respectively drawn based on the addition result in the step S21 (in this embodiment, the sum of count values in a part along the rows and columns).
  • the two-dimensional position map is calibrated based on the count values delimited within the boundaries B 1 and B 3 . Since the count value of a part of the two-dimensional position map is added instead of the entire area of the two-dimensional position map, the two-dimensional position map can be calibrated efficiently.
  • the count values of each part of the two-dimensional position map are added, respectively, and the addition result of each part (in this embodiment, the row draw comparing the sum of the count values) of a portion along the rows (each boundary B 1 the minimum value extracted) to the present embodiment, B 3, respectively, the count values at each boundary B 1, B 3 Based on the result of addition (in this embodiment, the sum of the count values of the pixels included in the two adjacent band areas including the band delimited by the boundaries B 1 and B 3 ).
  • One region T 1 , T 2 (in this embodiment, a count range) is set for each row and column.
  • each separation reference point is determined based on each count value in reference regions T 1 and T 2 (in this embodiment, the count range) set in step S21. D 1 and D 2 are determined. Further, the boundaries B 1 and B 3 are redrawn along the delimitation reference points D 1 and D 2 determined in step S22, respectively, and the redrawn boundaries are defined as B 2 and B 4 .
  • the results of addition of each part are compared (in this embodiment, the minimum value is extracted).
  • the boundaries B 1 and B 3 are respectively drawn, but not the boundary considering the distortion, and the region partitioned within the boundaries B 1 and B 3 is not accurate. Therefore, the count value at each of the boundaries B 1 and B 3 is added, and the addition result (in this embodiment, included in two adjacent band areas including the band delimited by the boundaries B 1 and B 3) .
  • the reference regions T 1 and T 2 (in this embodiment, the count range) are set for each row and column based on the sum of the count values of each pixel.
  • step S22 the delimitation reference points D 1 and D 2 are determined based on the count values in the reference areas T 1 and T 2 (in this embodiment, the count range) set in step S21. To do.
  • step S23 delimiter grid creation
  • the boundaries B 1 and B 3 are redrawn along the delimiter reference points D 1 and D 2 determined in step S22, respectively. Are redrawn as B 2 and B 4 .
  • step S30 correction of breakpoints
  • the correction is performed while moving adjacently in order for each of the boundaries B 2 and B 4 redrawn in step S23 with reference to the regions T 1 and T 2 (in this embodiment, the count range) set in step S21.
  • the position of the breakpoint to be corrected is corrected by comparing the count values around the breakpoint to be corrected.
  • modification result is that on the basis of the partial sum graph G 5 redrawn each boundary, and to calibrate the two-dimensional position map based on the count values, separated in their boundary.
  • the boundary takes into account distortion, and even when there is distortion, the two-dimensional position map can be accurately calibrated.
  • step S30 the boundary B redrawn in step S23. 2, while moving adjacent sequentially every B 4, by comparing the respective count values around the delimiting points to be corrected, to correct the position of the delimiting point to be corrected.
  • the boundaries T 2 and B 4 redrawn in step S 23 are sequentially adjacent to each other with the regions T 1 and T 2 (count range in the present embodiment) set in step S 21 as a reference. Since the position of the point is corrected, it is possible to correct the position of the breakpoint accurately by using the already corrected surrounding count values. Therefore, redrawn each boundary on the basis of the partial sum graph G 5 which is a modification results in the correction step, a region separated in their boundary also becomes made more accurate, 2-dimensional position map more accurately Can be calibrated.
  • step S40 breakpoint fine correction
  • the position of the breakpoint is corrected again by comparing each breakpoint belonging to the boundary redrawn based on the correction result in step S30.
  • Each boundary is redrawn based on the break points indicated by the black circles (represented by “ ⁇ ” in FIG. 8), which is the re-correction result, and a two-dimensional position map is created based on the count values divided within the boundaries. I am calibrating.
  • step S40 the position of the breakpoint is corrected again by comparing each breakpoint belonging to the boundary redrawn based on the correction result in step S30. That is, discontinuity remains even if each boundary is redrawn based on the correction result in step S30, which is the previous correction. Therefore, the discontinuity or continuity is determined by comparing each breakpoint belonging to the boundary redrawn based on the correction result in step S30, and in the case of discontinuity, the position of the breakpoint is determined. Correct again. In this way, the position of the breakpoint is re-corrected by comparing the breakpoints belonging to the boundary redrawn based on the correction result in step S30, so that the breakpoint can be made more accurate by eliminating discontinuity.
  • each boundary is redrawn based on the result of the re-correction in step S40, and the region divided in the boundary becomes even more accurate, and the two-dimensional position map is calibrated even more accurately. Can do.
  • the addition result of each part in the first addition (in this embodiment, the count value in the part along the row and column)
  • the respective minimum values are obtained by comparing the sums of the two, and the boundaries B 1 and B 3 are drawn along the positions of the minimum values. By obtaining the minimum value, each of the boundaries B 1 and B 3 can be accurately drawn.
  • the respective minimum values are obtained by comparing the respective count values in the reference areas T 1 and T 2 (in the present embodiment, the count range) set in step S21.
  • the positions of these local minimum values are determined as delimitation reference points D 1 and D 2 .
  • a count value of a part along at least one of the rows and columns (both in this embodiment) constituting the two-dimensional position map is added,
  • Each boundary B 1 , B 3 along at least one of the rows and columns (both in this embodiment) based on the addition result (in this embodiment, the sum of the count values in a part along the rows and columns) Are drawn, and the two-dimensional position map is calibrated based on the count values divided in the boundaries B 1 and B 3 .
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
  • the PET apparatus has been described as an example of the nuclear medicine diagnosis apparatus provided with the radiation detection apparatus.
  • the present invention detects tomographic images of a subject by detecting a single gamma ray. It can also be applied to a SPECT (Single-Photon-Emission-CT) apparatus that reconfigures the image.
  • SPECT Single-Photon-Emission-CT
  • the present invention can also be applied to a PET-CT apparatus that combines a PET apparatus and a CT apparatus. Further, the present invention can also be applied to radiation other than ⁇ (for example, ⁇ rays and ⁇ rays).
  • the DOI detector is composed of a plurality of scintillator elements arranged three-dimensionally, but is also applied to a radiation detector composed of a plurality of scintillator elements arranged two-dimensionally or three-dimensionally. can do.
  • a photomultiplier tube (PMT) has been described as an example of the photosensor.
  • any photosensor optically coupled to the scintillator element may be an avalanche photodiode or silicon photomultiplier. It is not particularly limited as exemplified by the prior.
  • the count value is adopted as the signal strength, but an electric signal having a continuous value may be adopted as the signal strength.
  • the minimum value is obtained to draw each boundary along the position of the minimum value, or the boundary is determined as the delimitation reference point.
  • the maximum value may be adopted.
  • the boundary of the two-dimensional position map corresponds to the portion of the minimum value, and therefore it is preferable to use the minimum value as in the embodiment. .
  • a part of the signal strength (count value in the embodiment) along both the rows and columns constituting the two-dimensional position map is added, and the row and column of the rows and columns are added based on the addition result.
  • each boundary along both is drawn and the two-dimensional position map is calibrated based on the signal strength (count value) divided within the boundary, it is not limited to both rows and columns.
  • the two-dimensional position map is calibrated based on the signal strength (count value) divided within the boundary, it may be applied only to rows or only to columns. Even when the breakpoint is corrected or re-corrected (finely corrected), it may be applied only to the region along the row, or may be applied only to the region along the column.

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Abstract

　この発明の放射線検出装置は、演算処理手段は、２次元位置マップの一部分の信号強度を加算する第１加算工程を備え、その第１加算工程での加算結果に基づいて各々の境界をそれぞれ描いて、それら境界内に区切られた信号強度に基づいて２次元位置マップを校正する。２次元位置マップの全領域でなく、２次元位置マップの一部分の信号強度を加算するので、その結果、入射位置を効率的に弁別することができ、放射線の検出位置を効率的に特定することができる。

Description

２次元位置マップ校正方法および放射線検出装置
　この発明は、複数のシンチレータ素子と、それらに光学的に結合された光センサとで構成された放射線検出器で放射線を検出する際に用いられる２次元位置マップを校正する２次元位置マップ校正方法および放射線検出装置に関する。
　核医学診断装置、すなわちＥＣＴ(Emission Computed Tomography)装置として、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置を例に採って説明する。ＰＥＴ装置は、陽電子（Positron）、すなわちポジトロンの消滅によって発生する複数本のγ線を検出して複数個の検出器でγ線を同時に検出したときのみ被検体の断層画像を再構成するように構成されている。
　具体的には、陽電子放出核種を含んだ放射性薬剤を被検体内に投与して、投与された被検体内から放出される511KeVの対消滅γ線を多数の検出素子（例えばシンチレータ）群からなる検出器で検出する。そして、２つの検出器で一定時間内にγ線を検出した場合に同時に検出したとして、それを一対の対消滅γ線として計数し、さらに対消滅発生地点を、検出した検出器対の直線上と特定する。このような同時計数情報を蓄積して再構成処理を行って、陽電子放出核種分布画像（すなわち断層画像）を得る。
　このとき、検出器におけるγ線の検出位置（γ線の入射位置）のみならず、より一層詳しいγ線の入射位置として、シンチレータにおけるγ線の入射位置を弁別することでγ線の検出精度を高めて、断層画像の画像分解能を向上させる。そこで、シンチレータの数を増やして弁別能力を高める。特に、近年、深さ方向にもシンチレータを積層することで、相互作用を起こした深さ方向の光源位置(DOI: Depth of Interaction)を弁別することができるＤＯＩ検出器が開発されている。
　γ線の入射位置を弁別するには、予め作成された２次元位置マップを用いる。２次元位置マップは、光電子増倍管(PMT: Photo Multiplier Tube)などに代表される光センサで得られた発光光子数（すなわちγ線のカウント値（計数値）に相当）をシンチレータに入射されたγ線の入射位置に対応させて２次元状に表したマップである。図１０では、深さ方向にシンチレータが４層積層されたＤＯＩ検出器の場合の２次元位置マップであり、白丸（図１０では「○」で図示）で示す位置は１層目（図１０では「1st Layer」で表記）のシンチレータ、白の菱形で示す位置は２層目（図１０では「2nd Layer」で表記）のシンチレータ、白の二重八角形で示す位置は３層目（図１０では「3rd Layer」で表記）のシンチレータ、白の方形（図１０では「□」で図示）で示す位置は４層目（図１０では「4th Layer」で表記）のシンチレータを示す。２次元位置マップの各位置と、各々のシンチレータとを対応させたルックアップテーブル（LUT: Look Up Table）を参照するとともに、２次元位置マップを参照することで、実際に入射されたγ線の入射位置を弁別することができる。
　ところで、ＤＯＩ検出器のように３次元に配置された複数のシンチレータを備えている場合には、２次元位置マップにおいて位置が重ならないように、隣接するシンチレータ間に光反射材や光透過材などを組み合わせて拡散するようにしている。さらに、弁別能力をより一層高めるために、統計的クラスタリング処理を行って、２次元位置マップを校正する手法が紹介されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５－４３１０４号公報
　しかしながら、ＤＯＩ検出器のシンチレータ素子が多数になるとともに、２次元位置マップ上のシンチレータ素子に対応する領域数が増える。したがって、上述した特許文献１では、統計的クラスタリング処理の推定に時間がかかってしまう。また、領域分割のために２次元位置マップ上でピーク検出を行った場合には、２次元位置マップの統計精度の問題によりピーク位置の検出精度が悪くなる。２次元位置マップ全体のカウント値を加算して格子状に区切って分割を行った場合には、２次元位置マップに歪みがあったときには領域分割を正しく行うことができない。さらに、領域分割を手動で行うと２次元位置マップ上の領域の数が膨大であるので、大変時間のかかる作業となってしまう。
　この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、歪みがあった場合でも２次元位置マップを正確に、効率的に校正することができる２次元位置マップ校正方法および放射線検出装置を提供することを目的とする。
　この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
　すなわち、この発明の２次元位置マップ校正方法は、１次元，２次元あるいは３次元に配置された複数のシンチレータ素子と、それらに光学的に結合された光センサとで構成された放射線検出器で放射線を検出する際に用いられる、前記光センサで得られた信号強度を前記シンチレータ素子に入射された前記放射線の入射位置に対応させて２次元状に表した２次元位置マップからルックアップテーブル作成する２次元位置マップ校正方法であって、前記２次元位置マップの一部分の前記信号強度を加算する第１加算工程を備え、その第１加算工程での加算結果に基づいて各々の境界をそれぞれ描いて、それら境界内に区切られた信号強度に基づいて前記２次元位置マップを校正することを特徴とするものである。
　この発明の２次元位置マップ校正方法によれば、２次元位置マップの一部分の信号強度を加算する第１加算工程を備え、その第１加算工程での加算結果に基づいて各々の境界をそれぞれ描いて、それら境界内に区切られた信号強度に基づいて２次元位置マップを校正する。２次元位置マップの全領域でなく、２次元位置マップの一部分の信号強度を加算するので、２次元位置マップを効率的に校正することができる。
　この発明の２次元位置マップ校正方法の具体的な一例は、下記のとおりである。すなわち、第１加算工程では、２次元位置マップの各々の一部分の信号強度をそれぞれ加算し、上述した方法は、第１加算工程での各々の一部分の加算結果を比較して各々の境界をそれぞれ描く境界描画工程と、各々の境界での信号強度を加算する第２加算工程と、その第２加算工程での加算結果に基づいて基準となる領域を１つ設定する領域設定工程と、その領域設定工程で設定された基準となる領域中の各々の信号強度に基づいて各々の区切り基準点を決定する区切り基準点決定工程と、その区切り基準点決定工程で決定された各々の区切り基準点に沿って各々の境界をそれぞれ再度描きなおす境界再描画工程とを備え、その境界再描画工程で描きなおされた境界内に区切られた信号強度に基づいて２次元位置マップを校正することである。
　先の境界描画工程では、第１加算工程での各々の一部分の加算結果を比較して各々の境界をそれぞれ描くが、歪みを考慮した境界でなく、その境界内に区切られた領域も正確でない。そこで、第２加算工程では各々の境界での信号強度を加算し、領域設定工程では、その第２加算工程での加算結果に基づいて基準となる領域を１つ設定する。そして、区切り基準点決定工程では、その領域設定工程で設定された基準となる領域中の各々の信号強度に基づいて各々の区切り基準点を決定する。後の境界再描画工程では、その区切り基準点決定工程で決定された各々の区切り基準点に沿って各々の境界をそれぞれ再度描きなおす。
　上述した境界描画工程と第２加算工程と領域設定工程と区切り基準点決定工程と境界再描画工程とを備えた場合には、下記のような修正工程を備えるのが好ましい。すなわち、領域設定工程で設定された領域を基準として、境界再描画工程で描きなおされた境界ごとに順に隣接して移動しながら、修正対象となる区切り点の周囲の各々の信号強度を比較することで、修正対象となる区切り点の位置を修正する修正工程を備え、その修正工程での修正結果に基づいて各々の境界を描きなおす。この境界の再描画により、境界は歪みを考慮されたものとなり、その境界内に区切られた領域も正確なものとなり、歪みがあった場合でも２次元位置マップを正確に校正することができる。
　領域設定工程で設定された領域から離れれば離れるほど歪みが大きくなるので、修正工程では、境界再描画工程で描きなおされた境界ごとに順に隣接して移動しながら、修正対象となる区切り点の周囲の各々の信号強度を比較することで、修正対象となる区切り点の位置を修正する。このように領域設定工程で設定された領域を基準として、境界再描画工程で描きなおされた境界ごとに順に隣接して移動しながら区切り点の位置を修正するので、既に修正された周囲の各々の信号強度を用いて区切り点の位置を正確に修正することができる。したがって、修正工程での修正結果に基づいて各々の境界を描きなおして、それら境界内に区切られた領域もより一層正確なものとなり、２次元位置マップをより一層正確に校正することができる。
　上述した修正工程を備えた場合には、下記のような再修正工程を備えるのがより一層好ましい。修正工程での修正結果に基づいて描きなおされた境界に属する各々の区切り点を比較することで区切り点の位置を再修正する再修正工程を備え、その再修正工程での再修正結果に基づいて各々の境界を描きなおして、それら境界内に区切られた信号強度に基づいて２次元位置マップを校正するのがより一層好ましい。
　再修正工程では、修正工程での修正結果に基づいて描きなおされた境界に属する各々の区切り点を比較することで区切り点の位置を再修正する。すなわち、先の修正工程での修正結果に基づいて各々の境界を描きなおしても不連続性が残る。そこで、修正工程での修正結果に基づいて描きなおされた境界に属する各々の区切り点を比較することで不連続性あるいは連続性を判定して、不連続性の場合には区切り点の位置を再修正する。このように修正工程での修正結果に基づいて描きなおされた境界に属する各々の区切り点を比較することで区切り点の位置を再修正するので、不連続性をなくして区切り点をより一層正確に再修正することができる。したがって、再修正工程での再修正結果に基づいて各々の境界を描きなおして、それら境界内に区切られた領域もさらにより一層正確なものとなり、２次元位置マップをさらにより一層正確に校正することができる。
　上述した境界描画工程と第２加算工程と領域設定工程と区切り基準点決定工程と境界再描画工程とを備えたこれらの発明の場合には、境界描画工程では、第１加算工程での各々の一部分の加算結果を比較して各々の極小値をそれぞれ求めて、それら極小値の位置に沿って各々の境界をそれぞれ描くのが好ましい。極小値を求めることで各々の境界をそれぞれ正確に描くことができる。
　同様に、区切り基準点決定工程では、領域設定工程で設定された基準となる領域中の各々の信号強度を比較して各々の極小値をそれぞれ求めて、それらの極小値の位置を区切り基準点として決定するのが好ましい。極小値を求めることで区切り基準点を正確に決定することができる。
　上述したこれらの発明の２次元位置マップ校正方法において、第１加算工程では、２次元位置マップを構成する行・列のいずれか少なくとも一方に沿った一部分の信号強度を加算して、その第１加算工程での加算結果に基づいて行・列のいずれか少なくとも一方に沿った各々の境界をそれぞれ描いて、それら境界内に区切られた信号強度に基づいて２次元位置マップを校正する。
　また、この発明の放射線検出装置は、１次元，２次元あるいは３次元に配置された複数のシンチレータ素子と、それらに光学的に結合された光センサとで構成された放射線検出器を備えた放射線検出装置であって、前記光センサで得られた信号強度を前記シンチレータ素子に入射された前記放射線の入射位置に対応させて２次元状に表した２次元位置マップについて、その２次元位置マップにおける各位置と各々のシンチレータ素子とを対応させたテーブルを記憶する記憶手段と、前記２次元位置マップを校正するための演算処理を行う演算処理手段とを備え、前記校正された２次元位置マップと放射線の検出結果とに基づいて前記入射位置を弁別することで放射線の検出位置を特定し、前記演算処理手段は、前記２次元位置マップの一部分の前記信号強度を加算する第１加算工程を備え、その第１加算工程での加算結果に基づいて各々の境界をそれぞれ描いて、それら境界内に区切られた信号強度に基づいて前記２次元位置マップを校正する演算処理を行うことを特徴とするものである。
　この発明に係る２次元位置マップ校正方法および放射線検出装置によれば、２次元位置マップの一部分の信号強度を加算する第１加算工程を備え、その第１加算工程での加算結果に基づいて各々の境界をそれぞれ描いて、それら境界内に区切られた信号強度に基づいて２次元位置マップを校正する。２次元位置マップの全領域でなく、２次元位置マップの一部分の信号強度を加算するので、２次元位置マップを効率的に校正することができる。
　さらに、第２加算工程では各々の境界での信号強度を加算し、領域設定工程では、その第２加算工程での加算結果に基づいて基準となる領域を１つ設定し、区切り基準点決定工程では、その領域設定工程で設定された基準となる領域中の各々の信号強度に基づいて各々の区切り基準点を決定する。そして、境界再描画工程では、その区切り基準点決定工程で決定された各々の区切り基準点に沿って各々の境界をそれぞれ再度描きなおす。この境界の再描画により、境界は歪みを考慮されたものとなり、その境界内に区切られた領域も正確なものとなり、歪みがあった場合でも２次元位置マップを正確に校正することができる。
実施例に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図である。 γ線検出器の概略斜視図である。 （ａ）はγ線検出器の平面図、（ｂ）はγ線検出器の側面図である。 ２次元位置マップ校正部による演算処理を示すフローチャートである。 図４の格子分割の演算処理を示すフローチャートである。 図４および図５の格子分割の説明に供する２次元位置マップの平面図である。 図４の区切り点修正の説明に供する２次元位置マップの平面図である。 図４の区切り点微修正の説明に供する２次元位置マップの平面図である。 校正結果である２次元位置マップの領域弁別例を示す平面図である。 深さ方向にシンチレータが４層積層されたＤＯＩ検出器の場合の２次元位置マップの平面図である。
符号の説明
　３　…　γ線検出器
　１０　…　ルックアップテーブル
　１３　…　２次元位置マップ校正部
　３１　…　シンチレータブロック
　３２　…　光電子増倍管（ＰＭＴ）
　Ｍ　…　２次元位置マップ
　以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。図１は、実施例に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図であり、図２は、γ線検出器の概略斜視図であり、図３（ａ）は、γ線検出器の平面図、図３（ｂ）は、γ線検出器の側面図である。
　本実施例に係るＰＥＴ装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１を備えている。この天板１は、上下に昇降移動、被検体Ｍの体軸Ｚに沿って平行移動するように構成されている。このように構成することで、天板１に載置された被検体Ｍは、後述するガントリ２の開口部２ａを通って、頭部から順に腹部、足部へと走査されて、被検体Ｍの画像を得る。なお、走査される部位や各部位の走査順序については特に限定されない。
　天板１の他に、本実施例に係るＰＥＴ装置は、開口部２ａを有したガントリ２と、γ線検出器３とを備えている。γ線検出器３は、被検体Ｍの体軸Ｚ周りを取り囲むようにしてリング状に配置されており、ガントリ２内に埋設されている。γ線検出器３は、この発明における放射線検出器に相当する。
　その他にも、本実施例に係るＰＥＴ装置は、天板駆動部４とコントローラ５と入力部６と出力部７とメモリ部８と位置演算回路９とルックアップテーブル１０と同時計数回路１１と再構成部１２と２次元位置マップ校正部１３とを備えている。天板駆動部６は、天板１の上述した移動を行うように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。ルックアップテーブル１０は、この発明における記憶手段に相当し、２次元位置マップ校正部１３は、この発明における演算処理手段に相当し、ガントリ２，γ線検出器３，位置演算回路９，ルックアップテーブル１０，同時計数回路１１および２次元位置マップ校正部１３で、この発明における放射線検出装置を構成する。
　コントローラ５は、本実施例に係るＰＥＴ装置を構成する各部分を統括制御する。コントローラ５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。
　入力部６は、オペレータが入力したデータや命令をコントローラ５に送り込む。入力部６は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。出力部７はモニタなどに代表される表示部やプリンタなどで構成されている。
　メモリ部８およびルックアップテーブル１０は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体で構成されている。本実施例では、同時計数回路１１で同時計数された計数値（カウント）や、再構成部１２で処理された画像などについてはＲＡＭに書き込んで記憶し、必要に応じてＲＡＭから読み出す。特に、本実施例では、後述する光電子増倍管３３（図２、図３を参照）で得られた電気信号の信号強度に相当するカウント値（計数値）を後述するシンチレータブロック３１（図２、図３を参照）のシンチレータ素子に入射されたγ線の入射位置に対応させて２次元状に表した２次元位置マップについて、その２次元位置マップにおける各位置と各々のシンチレータ素子とを対応させたテーブルとしてルックアップテーブル１０に書き込んで記憶し、２次元位置マップ校正部１３による２次元位置マップの校正時にルックアップテーブル１０から読み出し、テーブルを参照しγ線の検出信号を結晶素子に対応させる。ＲＯＭには、各種の核医学診断や後述する図４や図５のフローに関する演算処理を行うためのプログラム等を予め記憶しており、そのプログラムをコントローラ５が実行することでそのプログラムに応じた核医学診断や図４や図５のフローに関する演算処理をそれぞれ行う。
　再構成部１２と２次元位置マップ校正部１３とは、例えば上述したメモリ部８などに代表される記憶媒体のＲＯＭに記憶されたプログラムあるいは入力部６などに代表されるポインティングデバイスで入力された命令をコントローラ５が実行することで実現される。
　放射性薬剤が投与された被検体Ｍから発生したγ線をγ線検出器３のシンチレータブロック３１（図２、図３を参照）が光に変換して、変換されたその光をγ線検出器３の光電子増倍管(PMT: Photo Multiplier Tube)３２（図２、図３を参照）は増倍させて電気信号に変換する。その電気信号を画像情報（画素値、すなわちγ線検出器３で同時計数されたカウント値）として位置演算回路９に送り込む。
　位置演算回路９は、核医学診断時にルックアップテーブル１０を参照するとともに、２次元位置マップを参照して、計数されたカウント値がシンチレータブロック３１（図２、図３を参照）のどのシンチレータ素子で入射されたのかを判定する。具体的には、入射するたびに重心演算を行ってシンチレータ素子への入射位置を求める。求められた入射位置およびカウント値（画像情報）を同時計数回路１１に送り込む。
　具体的には、被検体Ｍに放射性薬剤を投与すると、ポジトロン放出型のＲＩのポジトロンが消滅することにより、２本のγ線が発生する。同時計数回路１１は、シンチレータブロック３１（図２、図３を参照）の位置（より詳しくはシンチレータ素子への入射位置）とγ線の入射タイミングとをチェックし、被検体Ｍの両側にある２つのシンチレータブロック３１でγ線が同時に入射したときのみ、送り込まれた画像情報を適正なデータと判定する。一方のシンチレータブロック３１のみにγ線が入射したときには、同時計数回路１１は棄却する。
　同時計数回路１１に送り込まれた画像情報を投影データとして再構成部１２に送り込む。再構成部１２は、その投影データを再構成して被検体Ｍの画像を求める。画像を、コントローラ５を介して出力部７に送り込む。このようにして、再構成部１２で得られた画像に基づいて核医学診断を行う。
　γ線検出器３は、図２、図３に示すように複数のシンチレータ素子からなるシンチレータブロック３１と、そのシンチレータブロック３１に対して光学的に結合された光電子増倍管（以下、単に「ＰＭＴ」と略記する）３２とを備えている。シンチレータブロック３１を構成する各シンチレータ素子は、γ線の入射に伴って発光することでγ線から光に変換する。この変換によってシンチレータ素子はγ線を検出する。シンチレータ素子において発光した光がシンチレータブロック３１で十分に拡散されて、ＰＭＴ３２に入力される。ＰＭＴ３２は、シンチレータブロック３１で変換された光を増倍させて電気信号に変換する。その電気信号は、上述したように画像情報（画素値）として位置演算回路９（図１を参照）、さらには同時計数回路１１（図１を参照）に送り込まれる。シンチレータブロック３１を構成するシンチレータ素子は、この発明におけるシンチレータ素子に相当し、光電子増倍管（ＰＭＴ）３２は、この発明における光センサに相当する。
　図３に示すように、シンチレータ素子の一辺をＬ１とするとともに、シンチレータ素子の高さをＬ２とし、シンチレータブロック３１の高さをＬ３とし、ＰＭＴ３２の横方向の幅をＬ４とし、ＰＭＴ３２の奥行き方向の幅をＬ５とし、ＰＭＴ３２の高さをＬ６とする。本実施例では、Ｌ１＝1.45mm，Ｌ２＝4.5mm，Ｌ３＝18mm，Ｌ４＝52mm，Ｌ５＝49.5mm，Ｌ６＝12.4mmのγ線検出器３を用いている。もちろん、γ線検出器３の各々のサイズは、これに限定されない。また、本実施例では、シンチレータ素子を32×32×4層並べたシンチレータブロック３１と、16×16のマルチアノードを有するＰＭＴ３２とを備えたγ線検出器３を用いている。シンチレータブロック３１を構成するシンチレータ素子の数やＰＭＴ３２のマルチアノードの数についても特に限定されない。
　次に、２次元位置マップ校正部１３による演算処理について、図４～図８を参照して説明する。図４は、２次元位置マップ校正部による演算処理を示すフローチャートであり、図５は、図４の格子分割の演算処理を示すフローチャートであり、図６は、図４および図５の格子分割の説明に供する２次元位置マップの平面図であり、図７は、図４の区切り点修正の説明に供する２次元位置マップの平面図であり、図８は、図４の区切り点微修正の説明に供する２次元位置マップの平面図である。
　（ステップＳ１０）２次元位置マップ入力
　２次元位置マップを入力する（図１０を参照）。具体的には、実際の核医学診断を行う前に、予め、Ｎａ－２２線源をγ線検出器３の上方から一様照射して２次元位置マップを得た後、領域分割を行い、マップ全体をシンチレータ素子の位置番号にラベリングしてテーブルを作成して、ルックアップテーブル１０に書き込んで記憶する。本実施例では、２次元位置マップは、1024×1024画素（ピクセル）の画像とし、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）は1024×1024の配列にシンチレータ素子の位置番号を有する。つまり、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）では、２次元位置マップにおける各位置（1024×1024画素）と各々のシンチレータ素子とを対応させている。
　（ステップＳ２０）格子分割
　ステップ１０で２次元位置マップを入力したら格子分割を行う。
　（ステップＳ２１）カウント範囲の決定
　具体的には、カウント範囲を決定するために、２次元位置マップの一部分のカウント値を加算する。本実施例では、２次元位置マップを構成する行・列の両方に沿った一部分のカウント値を加算（「第１加算」と呼ぶ）する。つまり、２次元位置マップを各座標軸方向に沿ってカウント値の総和をそれぞれ求める。例えば、図６（ａ）に示すように、２次元位置マップＭの行に関する座標軸方向に沿ってカウント値の総和をそれぞれ求める。このとき、領域分割が十分に行われないことによって、カウント値が重なる部分や、カウント値が２つの領域にまたがっている場合には、カウント値が重なるときにはともに加算し、カウント値が２つの領域にまたがっているときにはいずれかの一方に加算すればよい。また、カウント値が重なる部分や、カウント値が２つの領域にまたがっている場合には、歪みがあるケースあるいは２次元位置マップＭの端領域のケースであるので、好ましくは、それらの領域を除いて行・列の両方に沿った一部分のカウント値を加算してもよい。
　図６（ａ）に示すように、２次元位置マップＭの行に関する座標軸方向に沿ってカウント値の総和をそれぞれ求めたら、上述した一部分（この場合には行に沿った一部分）の加算結果を比較して各々の極小値をそれぞれ求めて、それら極小値の位置に沿って各々の境界をそれぞれ描く。本実施例では、２次元位置マップＭの行に関する座標軸方向に沿ってカウント値の総和をそれぞれ求めたら、加算結果であるカウント値の総和を比較して各々の極小値をそれぞれ求めて、それら極小値の位置に沿って、かつ行に沿った各々の境界をそれぞれ描く。具体的には、その行に関する座標軸方向に対して垂直方向である列に関する座標軸方向を横軸として、カウント値の総和（加算）を縦軸としたグラフＧ１を作成する。そして、そのグラフＧ１で極小値となっている点を抽出する。本実施例では、この点を「仮区切り基準点」とする。この各仮区切り基準点で、２次元位置マップＭ上の座標軸（この場合には行に関する座標軸）に沿って平行な直線を引き、２次元位置マップＭを複数個の帯に分割する。この直線を、図６（ａ）では境界Ｂ１とする。
　そして、各々の境界Ｂ１でのカウント値を加算（「第２加算」と呼ぶ）する。本実施例では、この境界Ｂ１によって区切られた帯を含んだ互いに隣接する２つの帯ごとに、その２つの帯の領域に含まれる各画素（ピクセル）のカウント値の総和を求める。なお、この境界Ｂ１によって区切られた１つの帯ごとに、その１つの帯の領域に含まれる各画素（ピクセル）のカウント値の総和を求めてもよい。
　２つの帯の領域に含まれる各画素のカウント値の総和を求めたら、その加算結果に基づいて基準となる領域（本実施例では「カウント範囲」と呼ぶ）を１つ設定する。本実施例では、２つの帯の領域に含まれる各画素のカウント値の総和を求めたら、加算結果であるカウント値の総和を他の領域におけるカウント値の総和と比較して、その総和が１番目，２番目に大きい領域を、カウント範囲として決定する。なお、１番目，２番目に大きい領域を選択したのは、１番目のデータ自身が間違っている場合に備えてである。もちろん、１番目に大きい領域のみをカウント範囲として決定してもよい。また、２次元位置マップＭ上の端領域や歪みの影響の高い帯幅が広い領域については除く。このカウント範囲を、図６（ｂ）では基準となる領域Ｔ１とする。
　以上の説明から明らかなように、このステップＳ２１は、この発明における第１加算工程，この発明における境界描画工程，この発明における第２加算工程およびこの発明における領域設定工程に相当する。
　（ステップＳ２２）区切り基準点の決定
　ステップＳ２１で基準となる領域Ｔ１（カウント範囲）を決定したら、１番目，２番目に大きい領域である領域Ｔ１（カウント範囲）中の各々のカウント値を比較して各々の極小値をそれぞれ求めて、それらの極小値の位置を区切り基準点として決定する。具体的には、基準となる領域Ｔ１（カウント範囲）を決定したら、行に沿った領域Ｔ１を横軸として、カウント値の合計値を縦軸としたグラフＧ２を作成する。そして、そのグラフＧ２で極小値となっている点を区切り基準点として抽出する。この区切り基準点を、図６（ｂ）の一部を拡大した図６（ｃ）では区切り基準点Ｄ１とする。このステップＳ２２は、この発明における区切り基準点決定工程に相当する。
　（ステップＳ２３）区切り格子作成
　ステップＳ２２で区切り点基準点Ｄ１を決定したら、各々の区切り基準点Ｄ１に沿って各々の境界Ｂ１をそれぞれ再度描きなおす。具体的には、行に沿って描画された境界Ｂ１に対して垂直方向である列に沿って境界を再描画する。この再描画によって２次元位置マップＭを区切り格子を作成して、ステップＳ２１～Ｓ２３からなる格子分割を行う。この再描画された境界を、図６（ｃ）では境界Ｂ２とする。
　このように、図６（ａ）～図６（ｃ）では、２次元位置マップＭの行に関する座標軸方向に沿ってカウント値の総和をそれぞれ求め、その行に関する座標軸方向に対して垂直方向である列に関する座標軸方向を横軸として、カウント値の総和（加算）を縦軸としたグラフＧ１を作成し、そのグラフＧ１で極小値となっている点（仮区切り基準点）を抽出して、この各仮区切り基準点で、２次元位置マップＭ上の行に関する座標軸に沿って平行な境界Ｂ１を描き、各々の境界Ｂ１によって区切られた領域に含まれる各画素でのカウント値の総和を求め、行に沿った領域Ｔ１を設定して、行に沿った領域Ｔ１を横軸として、カウント値の合計値を縦軸としたグラフＧ２を作成し、そのグラフＧ２で極小値となっている点（区切り基準点Ｄ１）を抽出して、各々の区切り基準点Ｄ１に沿って、かつ列に沿って境界Ｂ２を描きなおすことで、列方向に沿った区切り格子を作成して、列方向に沿って格子分割を行っている。同様に、行方向に沿って格子分割を行う場合にも同じ手順で行えばよい。
　すなわち、２次元位置マップＭの列に関する座標軸方向に沿ってカウント値の総和をそれぞれ求め、その列に関する座標軸方向に対して垂直方向である行に関する座標軸方向を横軸として、カウント値の総和（加算）を縦軸としたグラフＧ３（図６では図示省略）を作成し、そのグラフＧ３で極小値となっている点（仮区切り基準点）を抽出して、この各仮区切り基準点で、２次元位置マップＭ上の列に関する座標軸に沿って平行な境界Ｂ３（図６では図示省略）を描き、各々の境界Ｂ３によって区切られた領域に含まれる各画素でのカウント値の総和を求め、列に沿った領域Ｔ２（図６（ｄ）を参照）を設定して、列に沿った領域Ｔ１を横軸として、カウント値の合計値を縦軸としたグラフＧ４（図６（ｄ）を参照）を作成し、そのグラフＧ２で極小値となっている点（区切り基準点Ｄ２（図６では図示省略））を抽出して、各々の区切り基準点Ｄ２に沿って、かつ行に沿って境界Ｂ４（図６（ｅ）を参照）を描きなおすことで、行方向に沿った区切り格子を作成して、行方向に沿って格子分割を行う。
　なお、列方向に沿った格子分割（ステップＳ２１～Ｓ２３）と行方向に沿った格子分割（ステップＳ２１～Ｓ２３）とを並列的に行ってもよいし、列方向に沿った格子分割（ステップＳ２１～Ｓ２３）の後に、行方向に沿った格子分割（ステップＳ２１～Ｓ２３）を行ってもよいし、逆に行方向に沿った格子分割（ステップＳ２１～Ｓ２３）の後に、列方向に沿った格子分割（ステップＳ２１～Ｓ２３）を行ってもよい。
　以上の説明から明らかなように、このステップＳ２３は、この発明における境界再描画工程に相当する。
　（ステップＳ３０）区切り点修正
　ステップＳ２１で設定された領域Ｔ１，Ｔ２を基準として、ステップＳ２３で描きなおされた境界Ｂ２，Ｂ４ごとに順に隣接して移動しながら、修正対象となる区切り点の周囲の各々のカウント値を比較することで、修正対象となる区切り点の位置を修正する。本実施例の場合には、領域Ｔ１，Ｔ２が互いに交叉した領域が修正開始基準である。この修正開始基準は、区切り基準点Ｄ１でもあり、区切り基準点Ｄ２でもある基準点である。この修正開始基準から、図７（ａ）の矢印の方向（区切り点修正移動方向）に沿って各座標軸方向に修正し、この修正を順次隣接した境界Ｂ２，Ｂ４ごとに、言い換えれば隣接した区切り点ごとに移動しながら行うことで、全ての区切り点について修正を行う。
　例えば、図７（ｂ）に示すように、区切り点の修正では、修正対象となる区切り点の周囲８点の区切り点で囲まれた領域で、修正する座標軸方向を横軸とし、その座標軸に対して垂直な方向に加算されたカウント値の総和（加算）を縦軸とした部分総和グラフＧ５を求め、その修正結果である部分総和グラフＧ５に基づいて各々の境界を描きなおす。なお、黒丸（図７では「●」で表記）は、既に修正された区切り点、アスタリスク（図７では「＊」で表記）は、修正対象となる区切り点、白丸（図７では「○」で表記）は格子分割で求めた区切り点を示す。その部分総和グラフＧ５から求められる極小値の位置座標を区切り点の修正後の座標とすることで、区切り点の位置を修正する。このステップＳ３０は、この発明における修正工程に相当する。
　（ステップＳ４０）区切り点微修正
　ステップＳ３０での修正結果に基づいて描きなおされた境界に属する各々の区切り点を比較することで区切り点の位置を再修正する。この再修正では、ステップＳ３０での修正よりも小さいので、本明細書では「微修正」と定義する。本実施例では、修正対象の座標軸方向で互いに隣接する区切り点の座標の差分の絶対値（以下、「差分値」と略記する）を求め、最も座標の増分が大きい区切り点を１つ除いて残りの区切り点について差分値の平均値を求める。次に、各区切り点について、互いに隣接する区切り点との差分値の和がその差分値の平均値の所定倍（例えば４倍）以上であるか否かについて判定する。もし、互いに隣接する区切り点との差分値の和がその差分値の平均値の所定倍以上の場合には、その区切り点が突出した点で不連続性であるとして判定し、逆に、互いに隣接する区切り点との差分値の和がその差分値の平均値の所定倍未満の場合には、その区切り点は突出しておらず連続性を保っているとして判定する。そして、不連続性であると判定した場合には、互いに隣接する区切り点の座標の平均値を、微修正後の座標とすることで、区切り点の位置を微修正する。
　白丸（図８では「○」で表記）は微修正前の区切り点、黒丸（図８では「●」で表記）は微修正後の区切り点を示し、図８において上から１番目～３番目の白丸および下から１番目，２番目の白丸については連続性を保っているが、下から３番目の白丸だけ突出しており、不連続性であることがわかる。そこで、下から３番目の白丸の区切り点を微修正することで黒丸の区切り点の位置に再修正することができる。その再修正結果である黒丸で示した区切り点に基づいて、図８に示すように各々の境界を描きなおす。
　以上の説明から明らかなように、このステップＳ４０は、この発明における再修正工程に相当する。
　（ステップＳ５０）ルックアップテーブル作成
　以上のステップＳ１０～Ｓ４０（ステップＳ２１～Ｓ２３も含む）を行うことで、２次元位置マップ校正部１３はルックアップテーブル１０から読み出して、２次元位置マップを書き換えて校正することでルックアップテーブルを作成する。
　なお、図９に、校正結果である２次元位置マップの領域弁別例を示す平面図を示す。図９では、シンチレータ素子領域の配列に歪みがある（図９では中央よりも左寄りの領域で歪みがある）場合である。このように歪みがある場合でも、２次元位置マップを校正することで弁別できることが、図９でも確認されている。さらに、境界を描きなおして、修正や微修正（再修正）を行うことで、歪みのある領域で境界が描きなおされて、その描きなおされた境界によって区切られて格子分割が行われているのが、図９でも確認されている。
　上述の構成を備えた本実施例に係るＰＥＴ装置に備えられた放射線検出装置（ガントリ２，γ線検出器３，位置演算回路９，ルックアップテーブル１０，同時計数回路１１および２次元位置マップ校正部１３）によれば、２次元位置マップ校正部１３は、２次元位置マップの一部分（本実施例では行・列の両方に沿った一部分）の信号強度としてカウント値を加算するステップＳ２１（カウント範囲の決定）を行い、そのステップＳ２１での加算結果（本実施例では行・列に沿った一部分でのカウント値の総和）に基づいて各々の境界Ｂ１，Ｂ３をそれぞれ描いて、それら境界Ｂ１，Ｂ３内に区切られたカウント値に基づいて２次元位置マップを校正する。２次元位置マップの全領域でなく、２次元位置マップの一部分のカウント値を加算するので、２次元位置マップを効率的に校正することができる。
　本実施例では、２次元位置マップの各々の一部分（本実施例では行・列の両方に沿った一部分）のカウント値をそれぞれ加算し、その各々の一部分の加算結果（本実施例では行・列に沿った一部分でのカウント値の総和）を比較（本実施例では極小値を抽出）して各々の境界Ｂ１，Ｂ３をそれぞれ描き、各々の境界Ｂ１，Ｂ３でのカウント値を加算して、その加算結果（本実施例では境界Ｂ１，Ｂ３によって区切られた帯を含んだ互いに隣接する２つの帯の領域に含まれる各画素のカウント値の総和）に基づいて基準となる領域Ｔ１，Ｔ２（本実施例ではカウント範囲）を行・列にそれぞれ１つ設定する。そして、ステップＳ２２（区切り基準点の決定）では、ステップＳ２１で設定された基準となる領域Ｔ１，Ｔ２（本実施例ではカウント範囲）中の各々のカウント値に基づいて各々の区切り基準点Ｄ１，Ｄ２を決定する。さらに、ステップＳ２２で決定された各々の区切り基準点Ｄ１，Ｄ２に沿って各々の境界Ｂ１，Ｂ３をそれぞれ再度描きなおして、再描画された境界をＢ２，Ｂ４とする。
　先に描画された境界Ｂ１，Ｂ３では、各々の一部分の加算結果（本実施例では行・列に沿った一部分でのカウント値の総和）を比較（本実施例では極小値を抽出）して各々の境界Ｂ１，Ｂ３をそれぞれ描くが、歪みを考慮した境界でなく、その境界Ｂ１，Ｂ３内に区切られた領域も正確でない。そこで、各々の境界Ｂ１，Ｂ３でのカウント値を加算し、その加算結果（本実施例では境界Ｂ１，Ｂ３によって区切られた帯を含んだ互いに隣接する２つの帯の領域に含まれる各画素のカウント値の総和）に基づいて基準となる領域Ｔ１，Ｔ２（本実施例ではカウント範囲）を行・列にそれぞれ１つ設定する。そして、ステップＳ２２では、ステップＳ２１で設定された基準となる領域Ｔ１，Ｔ２（本実施例ではカウント範囲）中の各々のカウント値に基づいて各々の区切り基準点Ｄ１，Ｄ２を決定する。後のステップＳ２３（区切り格子作成）では、ステップＳ２２で決定された各々の区切り基準点Ｄ１，Ｄ２に沿って各々の境界Ｂ１，Ｂ３をそれぞれ再度描きなおして、再描画された境界をＢ２，Ｂ４とする再描画する。
　本実施例では、好ましくは、ステップＳ３０（区切り点の修正）を行っている。すなわち、ステップＳ２１で設定された領域Ｔ１，Ｔ２（本実施例ではカウント範囲）を基準として、ステップＳ２３で描きなおされた境界Ｂ２，Ｂ４ごとに順に隣接して移動しながら、修正対象となる区切り点の周囲の各々のカウント値を比較することで、修正対象となる区切り点の位置を修正する。その修正結果である部分総和グラフＧ５に基づいて各々の境界を描きなおして、それら境界内に区切られたカウント値に基づいて２次元位置マップを校正している。これにより境界は歪みを考慮されたものとなり、歪みがあった場合でも２次元位置マップを正確に校正することができる。
　ステップＳ２１で設定された領域Ｔ１，Ｔ２（本実施例ではカウント範囲）から離れれば離れるほど歪みが大きくなる（図９を参照）ので、ステップＳ３０では、ステップＳ２３で描きなおされた境界Ｂ２，Ｂ４ごとに順に隣接して移動しながら、修正対象となる区切り点の周囲の各々のカウント値を比較することで、修正対象となる区切り点の位置を修正する。このようにステップＳ２１で設定された領域Ｔ１，Ｔ２（本実施例ではカウント範囲）を基準として、ステップＳ２３で描きなおされた境界Ｂ２，Ｂ４ごとに順に隣接して移動しながら区切り点の位置を修正するので、既に修正された周囲の各々のカウント値を用いて区切り点の位置を正確に修正することができる。したがって、修正工程での修正結果である部分総和グラフＧ５に基づいて各々の境界を描きなおして、それら境界内に区切られた領域もより一層正確なものとなり、２次元位置マップをより一層正確に校正することができる。
　ステップＳ３０のように区切り点の位置を修正する場合には、好ましくは、上述したステップＳ４０（区切り点微修正）のような再修正を行う。ステップＳ３０での修正結果に基づいて描きなおされた境界に属する各々の区切り点を比較することで区切り点の位置を再修正する。その再修正結果である黒丸（図８では「●」で表記）で示した区切り点に基づいて各々の境界を描きなおして、それら境界内に区切られたカウント値に基づいて２次元位置マップを校正している。
　ステップＳ４０では、ステップＳ３０での修正結果に基づいて描きなおされた境界に属する各々の区切り点を比較することで区切り点の位置を再修正する。すなわち、先の修正であるステップＳ３０での修正結果に基づいて各々の境界を描きなおしても不連続性が残る。そこで、ステップＳ３０での修正結果に基づいて描きなおされた境界に属する各々の区切り点を比較することで不連続性あるいは連続性を判定して、不連続性の場合には区切り点の位置を再修正する。このようにステップＳ３０での修正結果に基づいて描きなおされた境界に属する各々の区切り点を比較することで区切り点の位置を再修正するので、不連続性をなくして区切り点をより一層正確に再修正することができる。したがって、ステップＳ４０での再修正結果に基づいて各々の境界を描きなおして、それら境界内に区切られた領域もさらにより一層正確なものとなり、２次元位置マップをさらにより一層正確に校正することができる。
　先の境界Ｂ１，Ｂ３を描画する際には、好ましくは、最初の加算（第１加算）での各々の一部分の加算結果（本実施例では行・列に沿った一部分でのカウント値の総和）を比較して各々の極小値をそれぞれ求めて、それら極小値の位置に沿って各々の境界Ｂ１，Ｂ３をそれぞれ描いている。極小値を求めることで各々の境界Ｂ１，Ｂ３をそれぞれ正確に描くことができる。
　同様に、ステップＳ２２では、好ましくは、ステップＳ２１で設定された基準となる領域Ｔ１，Ｔ２（本実施例ではカウント範囲）中の各々のカウント値を比較して各々の極小値をそれぞれ求めて、それらの極小値の位置を区切り基準点Ｄ１，Ｄ２として決定している。極小値を求めることで区切り基準点Ｄ１，Ｄ２を正確に決定することができる。
　本実施例では、最初の加算（第１加算）では、２次元位置マップを構成する行・列のいずれか少なくとも一方（本実施例では両方）に沿った一部分のカウント値を加算して、その加算結果（本実施例では行・列に沿った一部分でのカウント値の総和）に基づいて行・列のいずれか少なくとも一方（本実施例では両方）に沿った各々の境界Ｂ１，Ｂ３をそれぞれ描いて、それら境界Ｂ１，Ｂ３内に区切られたカウント値に基づいて２次元位置マップを校正している。
　この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
　（１）上述した実施例では、放射線検出装置を備えた核医学診断装置として、ＰＥＴ装置を例に採って説明したが、この発明は、単一のγ線を検出して被検体の断層画像を再構成するＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置などにも適用することができる。また、ＰＥＴ装置とＣＴ装置とを組み合わせたＰＥＴ－ＣＴ装置にも適用することができる。また、γ以外の放射線（例えばα線やβ線など）にも適用することができる。
　（２）上述した実施例では、３次元に配置された複数のシンチレータ素子からなるＤＯＩ検出器であったが、２次元あるいは３次元に配置された複数のシンチレータ素子からなる放射線検出器にも適用することができる。
　（３）上述した実施例では、光センサとして光電子増倍管（ＰＭＴ）を例に採って説明したが、シンチレータ素子に光学的に結合された光センサであれば、アバランシェフォトダイオードやシリコンフォトマルチプライアなどに例示されるように、特に限定されない。
　（４）上述した実施例では、信号強度としてカウント値を採用したが、連続的な値を有する電気信号を信号強度として採用してもよい。
　（５）上述した実施例では、極小値を求めることで、極小値の位置に沿って各々の境界をそれぞれ描いたり、あるいは区切り基準点として決定したが、極大値を採用してもよい。ただ、上述した実施例のように信号強度としてカウント値を採用した場合には、２次元位置マップの境界が極小値の部分に相当するので、実施例のように極小値を採用した方が好ましい。
　（６）上述した実施例では、２次元位置マップを構成する行・列の両方に沿った一部分の信号強度（実施例ではカウント値）を加算して、その加算結果に基づいて行・列の両方に沿った各々の境界をそれぞれ描いて、それら境界内に区切られた信号強度（カウント値）に基づいて２次元位置マップを校正したが、行・列の両方に限定されない。行・列のいずれか少なくとも一方に沿った一部分の信号強度（カウント値）を加算して、その加算結果に基づいて行・列のいずれか少なくとも一方に沿った各々の境界をそれぞれ描いて、それら境界内に区切られた信号強度（カウント値）に基づいて２次元位置マップを校正するのであれば、行のみに適用してもよいし、列のみに適用してもよい。区切り点の修正や再修正（微修正）を行う場合においても、行に沿った領域のみに適用してもよいし、列に沿った領域のみに適用してもよい。

Claims (8)

  1. 　１次元，２次元あるいは３次元に配置された複数のシンチレータ素子と、それらに光学的に結合された光センサとで構成された放射線検出器で放射線を検出する際に用いられる、前記光センサで得られた信号強度を前記シンチレータ素子に入射された前記放射線の入射位置に対応させて２次元状に表した２次元位置マップからルックアップテーブル作成する２次元位置マップ校正方法であって、前記２次元位置マップの一部分の前記信号強度を加算する第１加算工程を備え、その第１加算工程での加算結果に基づいて各々の境界をそれぞれ描いて、それら境界内に区切られた信号強度に基づいて前記２次元位置マップを校正することを特徴とする２次元位置マップ校正方法。
  2. 　請求項１に記載の２次元位置マップ校正方法において、前記第１加算工程では、前記２次元位置マップの各々の前記一部分の前記信号強度をそれぞれ加算し、前記方法は、前記第１加算工程での前記各々の一部分の加算結果を比較して各々の境界をそれぞれ描く境界描画工程と、前記各々の境界での信号強度を加算する第２加算工程と、その第２加算工程での加算結果に基づいて基準となる領域を１つ設定する領域設定工程と、その領域設定工程で設定された前記基準となる領域中の各々の信号強度に基づいて各々の区切り基準点を決定する区切り基準点決定工程と、その区切り基準点決定工程で決定された各々の区切り基準点に沿って各々の境界をそれぞれ再度描きなおす境界再描画工程とを備え、その境界再描画工程で描きなおされた境界内に区切られた信号強度に基づいて前記２次元位置マップを校正することを特徴とする２次元位置マップ校正方法。
  3. 　請求項２に記載の２次元位置マップ校正方法において、前記領域設定工程で設定された前記領域を基準として、前記境界再描画工程で描きなおされた前記境界ごとに順に隣接して移動しながら、修正対象となる区切り点の周囲の各々の信号強度を比較することで、前記修正対象となる区切り点の位置を修正する修正工程を備え、その修正工程での修正結果に基づいて各々の境界を描きなおして、それら境界内に区切られた信号強度に基づいて前記２次元位置マップを校正することを特徴とする２次元位置マップ校正方法。
  4. 　請求項３に記載の２次元位置マップ校正方法において、前記修正工程での修正結果に基づいて描きなおされた前記境界に属する各々の区切り点を比較することで区切り点の位置を再修正する再修正工程を備え、その再修正工程での再修正結果に基づいて各々の境界を描きなおして、それら境界内に区切られた信号強度に基づいて前記２次元位置マップを校正することを特徴とする２次元位置マップ校正方法。
  5. 　請求項２から請求項４のいずれかに記載の２次元位置マップ校正方法において、前記境界描画工程では、前記第１加算工程での前記各々の一部分の加算結果を比較して各々の極小値をそれぞれ求めて、それら極小値の位置に沿って前記各々の境界をそれぞれ描くことを特徴とする２次元位置マップ校正方法。
  6. 　請求項２から請求項５のいずれかに記載の２次元位置マップ校正方法において、前記区切り基準点決定工程では、前記領域設定工程で設定された前記基準となる領域中の各々の前記信号強度を比較して各々の極小値をそれぞれ求めて、それらの極小値の位置を前記区切り基準点として決定することを特徴とする２次元位置マップ校正方法。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれかに記載の２次元位置マップ校正方法において、前記第１加算工程では、前記２次元位置マップを構成する行・列のいずれか少なくとも一方に沿った一部分の前記信号強度を加算して、その第１加算工程での加算結果に基づいて前記行・列のいずれか少なくとも一方に沿った前記各々の境界をそれぞれ描いて、それら境界内に区切られた信号強度に基づいて前記２次元位置マップを校正することを特徴とする２次元位置マップ校正方法。
  8. 　１次元，２次元あるいは３次元に配置された複数のシンチレータ素子と、それらに光学的に結合された光センサとで構成された放射線検出器を備えた放射線検出装置であって、前記光センサで得られた信号強度を前記シンチレータ素子に入射された前記放射線の入射位置に対応させて２次元状に表した２次元位置マップについて、その２次元位置マップにおける各位置と各々のシンチレータ素子とを対応させたテーブルを記憶する記憶手段と、前記２次元位置マップを校正するための演算処理を行う演算処理手段とを備え、前記校正された２次元位置マップと放射線の検出結果とに基づいて前記入射位置を弁別することで放射線の検出位置を特定し、前記演算処理手段は、前記２次元位置マップの一部分の前記信号強度を加算する第１加算工程を備え、その第１加算工程での加算結果に基づいて各々の境界をそれぞれ描いて、それら境界内に区切られた信号強度に基づいて前記２次元位置マップを校正する演算処理を行うことを特徴とする放射線検出装置。
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