(57)【要約】【課題】陽電子放出断層システムの規格化のための方法及びシステムを提供する。【解決手段】陽電子放出断層システム（１００）の規格化のための方法及びシステムを提供する。本方法は、少なくとも１つのセプタ（１１０）を有する陽電子放出断層システムから３次元規格化スキャン・データを収集する工程と、この少なくとも１つのセプタの構成にその一部で基づいてダウンサンプリング係数を決定する工程と、を含む。本方法はさらに、このダウンサンプリング係数を用いて３次元規格化スキャン・データを修正する工程を含む。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのセプタ（１１０）を有する陽電子放出断層システム（１００）に対する規格化の方法であって、
少なくとも１つのセプタを有する陽電子放出断層システムから３次元規格化スキャン・データを収集する工程（３０２）と、
前記少なくとも１つのセプタの構成にその一部で基づいてダウンサンプリング係数を決定する工程（３０４）と、
前記３次元規格化スキャン・データを前記ダウンサンプリング係数を用いて修正する工程（３０６）と、
を含む方法。
【請求項２】
ｒがデータ・サイノグラムの半径方向次元であり、θが垂直中心軸によって規定される面に対する応答線の角度であり、φが垂直軸によって規定される応答線の角度であり、かつｚが陽電子放出断層システム（１００）内の２つの検出器リング間の距離であるとした幾何学係数ｇ（ｒ，θ，φ，ｚ）を前記ダウンサンプリングに基づいて決定する工程（３０４）をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ｒがデータ・サイノグラムの半径方向次元であり、Ｍがデータ組内のサイノグラムの総数であり、かつΦが収集したビューの総数のうちのダウンサンプリング組込み係数であるとしたダウンサンプリング済み規格化データ・アレイＮ（ｒ，Ｍ，Φ）まで前記３次元スキャン・データをダウンサンプリングする工程（３０６）をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ダウンサンプリング係数は、前記陽電子放出断層システム（１００）のアキシャル位置及びアキシャル角度に少なくともその一部で基づいて規定されている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ダウンサンプリング係数は、前記陽電子放出断層システム（１００）のトランスアキシャル角度及びアキシャル角度からなる組に少なくともその一部で基づいて規定されている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つのセプタ（１１０）を有する陽電子放出断層システム（１００）に関する規格化係数を決定するための方法であって、
少なくとも１つのセプタを有する陽電子放出断層システムによって実施される幾何学スキャンから３次元収集スキャン・データを取得する工程（３０２）と、
前記３次元収集スキャン・データをダウンサンプリングし、ｒがデータ・サイノグラムの半径方向次元であり、Ｍがデータ組内のサイノグラムの総数であり、かつΦが収集したビューの総数のうちのダウンサンプリング組込み係数であるとした規格化データアレイＮ（ｒ，Ｍ，Φ）になるまで該３次元収集スキャン・データをダウンサンプリングさせるようなダウンサンプリング工程（３０４）と、
ｒがデータ・サイノグラムの半径方向次元であり、θが垂直中心軸によって規定される面に対する応答線の角度であり、φが垂直軸によって規定される応答線の角度であり、かつｚが陽電子放出断層システム内の２つの検出器リング間の距離であるとした幾何学係数ｇ（ｒ，θ，φ，ｚ）を前記ダウンサンプリングに基づいて決定する工程（３０４）と、
前記幾何学係数に基づいて３次元規格化データアレイ係数を決定する工程（３０６）と、
を含む方法。
【請求項７】
前記取得の工程（３０２）は、前記幾何学スキャンからのすべての同時発生応答線を含む３次元応答線データを前記幾何学スキャンから収集する工程を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記取得の工程（３０２）はさらに、シミュレーション、複数の計測値、モデル化、及び解析計算のうちの少なくとも１つから３次元収集スキャン・データを決定する工程を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つのセプタ（１１０）を有する、３次元スキャンを実行するための陽電子放出断層スキャナ（２０２）と、
前記陽電子放出断層スキャナの規格化を制御するための制御装置（２０３）であって、前記少なくとも１つのセプタの構成にその一部で基づいて前記陽電子放出断層スキャナから受け取った３次元スキャン・データをダウンサンプリングするように構成された制御装置と、
を備える陽電子放出断層システム（１００）。
【請求項１０】
ｒがデータ・サイノグラムの半径方向次元であり、Ｍがデータ組内のサイノグラムの総数であり、かつΦが収集したビューの総数のうちのダウンサンプリング組込み係数であるとした規格化データアレイＮ（ｒ，Ｍ，Φ）になるまで前記３次元スキャン・データがダウンサンプリングされている、請求項９に記載の陽電子放出断層システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には陽電子放出断層（ＰＥＴ）システムにおける画像再構成に関する。さらに詳細には、本発明は、画像再構成で利用される規格化係数の決定に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の身体の（例えば、その一部分の）医用イメージングでは、様々な技法や様式が使用されることがある。ＰＥＴイメージングは、人体の内部臓器の検査を可能とさせるような非侵襲的な核医学イメージング技法の１つである。ＰＥＴイメージングによって、医師は患者の身体全体を同時に観察することができる。ＰＥＴイメージングは、他の方法では得ることができない人体の多くの機能に関する画像を生成させる。
【０００３】
ＰＥＴイメージングでは、陽電子を放出するアイソトープが患者の身体内に注入される。これらのアイソトープのことを放射性医薬品（ｒａｄｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ）と呼んでおり、これらは寿命の短い不安定なアイソトープである。これらのアイソトープは、身体内に注入されると崩壊し陽電子と呼ぶ正に帯電した粒子を放出する。放出された後これらの陽電子が電子と出合うと、これらは消滅して１対の光子に変換される。この２つの光子は概ね反対方向に放出される。ＰＥＴスキャナは、典型的には、こうした消滅の事象を検出するために患者の身体の周りに共軸性の幾つかのリング状の検出器を含んでいる。
【０００４】
この検出器は、結晶またはシンチレータを含んでおり、これに衝突する光子またはガンマ線のシンチレーションを検知している。この検出器に接続した同時発生検出回路は、その光子のうち患者の相対する側にある２つの検出器によって同時に検出された光子だけを記録する。典型的なスキャンの間に数億回の事象が検出されかつ記録され、リング内の各検出器対を結んだ線に沿った消滅事象の個数が示される。次いで、集められたデータを使用して画像が再構成される。
【０００５】
既存のＰＥＴスキャナは、２次元（２Ｄ）データ収集か３次元（３Ｄ）データ収集のいずれかに基づいている。２Ｄ収集ＰＥＴスキャナの場合には、スキャナの中心軸に直交する面に沿ったデータだけが集められる。単一の面からだけデータを集めるために、２ＤのＰＥＴスキャナの検出器リングは短いセプタまたは検出器遮蔽によって分離されている。
【０００６】
３ＤのＰＥＴスキャナの場合では、検出器リング間のセプタが除去されている。サンプル・ボリューム全体にわたってデータが集められ、次いでこれが撮像空間を通る実際の軌道に基づいて再構成される。これらの軌道は１つの具体的な面内に存在することや、該面内に存在しないことがある。
【０００７】
スキャン中に集められたデータは不整合性を含むことがある。これらの不整合性は、イメージング・システムの様々な要因あるいは動作特性に起因することがあり、これらのうちの１つはＰＥＴスキャナの検出器リング間に遮蔽またはセプタが存在することである。したがって、集められたデータは、画像の再構成のためにこれらのデータを使用する前に規格化（ｎｏｒｍａｌｉｚｅ）される。スキャン・データの規格化に関する周知の方法によれば、補正係数は、（ｉ）同時発生を形成する２つの検出器の単一結晶効率（ｓｉｎｇｌｅ−ｃｒｙｓｔａｌ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ）と（ｉｉ）幾何学係数との積である。
【０００８】
システム内の各応答線（ｌｉｎｅ  ｏｆ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ：ＬＯＲ）間における検出効率の差を考慮に入れるためには、幾つかの規格化方法が使用されている。既存の規格化方法はＬＯＲ半径及びトランスアキシャル角度を考慮に入れているが、検出器応答線のアキシャル角度は考慮に入れていないのが一般的である。少なくとも１つの周知の方法では、その幾何学係数を、検出器リングと平行な単一の面内におけるＬＯＲ半径とＬＯＲ角度の関数であると仮定している。２Ｄスキャンでは、データはすべてこの面内にあり、アキシャル角度はゼロである。３ＤのＰＥＴスキャナでは、セプタがないため、システムの応答は一般にアキシャル角度と無関係となる。しかし３Ｄシステムにセプタを追加すると、これが成り立たなくなる。したがって、かなりのアキシャル角度効果が存在することになる。
【非特許文献１】Ｃｈｅｓｌｅｒ及びＳｔｅａｒｎｓ、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．，Ｖｏｌ．３７（２），７６８〜７７２頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
スキャン・データの規格化のためのこれら周知の方法は幾つかの欠点を有している。例えば２Ｄスキャンの場合では、セプタの位置決めにおける誤差が１ミリメートル（ｍｍ）以下の僅かなものであっても、スキャン・データにかなりの不正確性を生じさせる可能性がある。多くの用途において、こうした位置決め誤差が生じる可能性がある。さらに、セプタを取り除いた３Ｄ収集の場合では、システムはより多くの数の不正同時発生事象や散乱光子を記録する。このため画像内のノイズが増加し、したがって画質が低下する。３ＤのＰＥＴスキャナの検出器リング間にセプタを導入すると、アキシャル方向にかなり大きな幾何学係数が存在する。周知の画像再構成法におけるこの大きな幾何学係数は補償されていない。
【００１０】
したがって、周知の画像再構成法は、３ＤのＰＥＴスキャナの場合の規格化に関してセプタの存在を考慮に入れることができていない。さらに、周知の規格化方法はアキシャル方向に生じる幾何学係数を補償していない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
例示的な一実施形態では、少なくとも１つのセプタを有する陽電子放出断層システムの規格化のための方法を提供する。本方法は、少なくとも１つのセプタを有する陽電子放出断層システムから３次元規格化スキャン・データを収集する工程と、この少なくとも１つのセプタの構成にその一部で基づいてダウンサンプリング係数を決定する工程と、を含む。本方法はさらに、このダウンサンプリング係数を用いて３次元規格化スキャン・データを修正する工程を含む。
【００１２】
別の例示的な実施形態では、陽電子放出断層システムを提供する。本システムは、少なくとも１つのセプタを有する、３次元スキャンを実行するための陽電子放出断層スキャナを含む。本システムはさらに、陽電子放出断層スキャナの規格化を制御するための制御装置であって、その少なくとも１つのセプタの構成にその一部で基づいてこの陽電子放出断層スキャナから受け取った３次元スキャン・データをダウンサンプリングするように構成された制御装置を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、ＰＥＴシステム１００（図２参照）の複数の検出器リング５０の例示的な一実施形態を表した概要図である。ＰＥＴシステム１００は、その各々が複数の検出器から形成されている幾つかの検出器リング５０を含むことがある。本発明の一実施形態では、そのＰＥＴシステムは、２４個の共軸性の検出器リングを含んでいる。検出器１０２及び１０４は検出器リング５０の相対する側にある検出器リング５０上に位置決めされている。検出器１０６及び１０８は、異なる検出器リング５０上に位置決めされている。本発明の一実施形態では、各検出器リングはセプタ１１０によって分離されている。セプタ１１０は、リングまたはトロイドの形状とした環状のディスクである。別の実施形態では、セプタ１１０は、各検出器リング５０の後に交互に存在させている。セプタ１１０は、任意の数の検出器リング５０ごとに配置させることがある。セプタ１１０は、ある特定の検出器リング５０の面だけで光子またはガンマ線を伝播させ、かつ面と交差する光子を部分的に遮蔽することができる。例示的な一実施形態では、セプタ１１０のそれぞれは、厚さが０．８ｍｍであり、かつ高さが２０ｍｍである。こうしたセプタ１１０を用いて動作させる３ＤのＰＥＴシステム１００のことを本明細書では、２．５次元（２．５Ｄ）の動作モードで動作すると呼ぶことにする。本発明の様々な実施形態は、例えば、まばらなセプタや収束性のセプタ（例えば、アキシャル方向の中心からの距離によって規定される様々な長さをもつセプタ）など異なる寸法のセプタ１１０や異なるタイプのセプタを有するＰＥＴシステムと連携させて実現することができることに留意すべきである。さらに、本発明の様々な実施形態は、異なるモードで動作するＰＥＴシステムと連携させて実現することができる。
【００１４】
光子またはガンマ線がそれに沿って伝播する線は、単一の検出器リング５０の面内に来ることや該面内に来ないことがある。例えば、点１１２の位置で陽電子が電子に出合って消滅することがある。生じた光子対は、応答線（ＬＯＲ）１１４に沿った単一の検出器リング５０の面内を伝播することや、あるいはＬＯＲ１１６に沿った交差面内を伝播することがある。交差面ＬＯＲ１１６を移動する光子は、セプタ１１０の高さ（例えば、その短い側の高さ）のためにセプタ１１０によって遮蔽される。動作時において、ＬＯＲ１１４は単一の検出器リング５０によって検出されており、一方ＬＯＲ１１６は２つの異なる検出器リング５０によって検出されている。
【００１５】
図２は、ＰＥＴシステム１００の例示的な一実施形態のブロック図である。ＰＥＴシステム１００は、ＰＥＴスキャナ２０２と、規格化及び画像再構成を制御するための制御装置２０３と、を含んでいる。規格化及び画像再構成を制御するための制御装置２０３はさらに、オペレータ・ワークステーション２０４と、データ収集処理装置２０６と、画像再構成処理装置２０８と、を含んでいる。ＰＥＴスキャナ２０２、オペレータ・ワークステーション２０４、データ収集処理装置２０６及び画像再構成処理装置２０８は通信リンク２１０（例えば、シリアル通信リンクやワイヤレスリンク）を介して相互接続させている。ＰＥＴスキャナ２０２は、ガントリとも呼ばれており、スキャン・データを収集しそのスキャン・データをデータ収集処理装置２０６に送っている。ＰＥＴスキャナ２０２の動作は、オペレータ・ワークステーション２０４から制御を受けている。データ収集処理装置２０６が収集したデータは、画像となるように画像再構成処理装置２０８によって再構成されている。
【００１６】
ＰＥＴスキャナ２０２は複数の検出器リングを支持している。こうした検出器リングの１つである検出器リング２１２を図２に示している。検出器リング２１２は中央開口を含んでおり、この内部において、例えば検出器リング２１２の中心軸と一致させたモータ式テーブルを用いて患者２１４を位置決めすることができる。モータ式テーブルは、オペレータ・ワークステーション２０４から受け取った１つまたは複数のコマンドに応答して検出器リング２１２の中央開口の内部まで患者２１４を移動させている。ＰＥＴスキャナ制御装置２１６は、ガントリ制御装置とも呼ばれており、ＰＥＴスキャナ２０２の内部に設けられている（例えば、装着されている）。ＰＥＴスキャナ制御装置２１６は通信リンク２１０を介してオペレータ・ワークステーション２０４から受け取ったコマンドに応答する。したがって、ＰＥＴスキャナ２０２の動作は、ＰＥＴスキャナ制御装置２１６を介してオペレータ・ワークステーション２０４から制御を受ける。
【００１７】
検出器リング２１２は、複数の検出器ユニットを含んでいる。例示的な一実施形態では、各検出器リングは７０個の検出器を備えている。例えば、検出器リング２１２は検出器１０２（図１参照）と、検出器１０４（図１参照）と、幾つかの別の検出器と、を含んでいる。検出器１０２は、これ以外の検出器と同様に、複数の光電子増倍管（例えば、４個の増倍管）の前側に配置させたマトリックス状に配列させた１組のシンチレータ結晶を含んでいる。例示的な一実施形態では、各検出器は６個の結晶を備えている。光子が検出器上のある結晶に衝突すると、この結晶上にシンチレーションを発生させる。各光電子増倍管は、シンチレーション事象が生じると、線２１８上にアナログ信号を発生させる。ＰＥＴスキャナ２０２内にはこれらのアナログ信号を受け取るために１組の収集回路２２０を設けている。収集回路２２０は、その事象の３Ｄ位置及びその事象の総エネルギーを示すディジタル信号を生成している。収集回路２２０はさらに、シンチレーション事象が生じた時間または時点を示す事象検出パルスを生成させている。これらのディジタル信号は、通信リンク（例えば、ケーブル）を介してデータ収集処理装置２０６内の事象ロケータ回路２２２に送られている。データ収集処理装置２０６は、事象ロケータ２２２と、収集ＣＰＵ２２４と、同時発生検出器２２６と、を含んでいる。データ収集処理装置２０６は、収集回路２２０が生成させた信号を周期的にサンプリングしている。収集ＣＰＵ２２４は、バックプレーン・バス２２８及び通信リンク２１０上の通信を制御している。事象ロケータ回路２２２は、有効な各事象に関する情報を処理し、検出したこの事象を示すディジタル数の組を提供している。具体的には、この情報は、その事象が生じた時刻と、その事象を検出したシンチレーション結晶の位置と、を示している。事象データ・パケットはバックプレーン・バス２２８を介して同時発生検出器２２６に伝達される。同時発生検出器２２６は、事象ロケータ回路２２２から事象データ・パケットを受け取ると共に、検出したこの事象のうちの任意の２つが同時発生であるか否かを判定する。この同時発生は多数の要因によって判定される。第１の要因は、各事象データ・パケットの時間マーカーが互いから所定の時間期間（例えば、６．２５ナノ秒）以内でなければならないことである。第２の要因は、その同時発生事象を検出する２つの検出器を結んだ直線によって形成されるＬＯＲが、ＰＥＴスキャナ２０２内の撮像域を通過しているべきであることである。対にすることができない事象は棄却される。同時発生事象対は、同時発生データ・パケットとして位置特定されて記録され、このパケットは通信リンクを介して画像再構成処理装置２０８内のソータ２３０に送られる。
【００１８】
画像再構成処理装置２０８は、ソータ２３０と、メモリ・モジュール２３２と、画像ＣＰＵ２３４と、画像処理装置２３６と、バックプレーン・バス２３８と、を含んでいる。ソータ２３０は、各投影レイに沿って生じたすべての事象をカウントし、これらの事象を３Ｄデータになるように編成させている。この３Ｄデータまたはサイノグラムは、例示的な一実施形態では、データアレイ２４０として編成させている。データアレイ２４０はメモリ・モジュール２３２内に格納される。バックプレーン・バス２３８は、画像ＣＰＵ２３４を通じて通信リンク２１０にリンクされている。画像ＣＰＵ２３４は、バックプレーン・バス２３８を介した通信を制御している。バックプレーン・バス２３８にはさらに、アレイ処理装置２３６も接続されている。アレイ処理装置２３６は、入力としてデータアレイ２４０を受け取ると共に、画像アレイ２４２の形で画像を再構成させている。得られた画像アレイ２４２はメモリ・モジュール２３２内に格納される。
【００１９】
画像アレイ２４２内に格納した画像は、画像ＣＰＵ２３４によってオペレータ・ワークステーション２０４に伝達される。オペレータ・ワークステーション２０４は、ＣＰＵ２４４と、表示デバイス２４６と、入力デバイス２４８と、を含んでいる。ＣＰＵ２４４は通信リンク２１０につながっていると共に、入力デバイス２４８から入力（例えば、ユーザ・コマンド）を受け取っている。入力デバイス２４８は例えば、キーボード、マウス、またはタッチ・スクリーン・パネルとすることがある。入力デバイス２４８及び付属の制御パネル・スイッチを通じて、オペレータは、ＰＥＴスキャナ２０２の較正及び構成、並びにスキャンのための患者２１４の位置決めを制御することができる。同様に、オペレータは、得られた画像の表示デバイス２４６上における表示を制御することができ、かつワークステーションＣＰＵ２４４が実行するプログラムを使用した画像強調を実施することができる。
【００２０】
図３は、本発明の例示的な一実施形態による画像再構成に関する規格化係数を決定するための方法を表した流れ図である。この方法は、例えばデータアレイ２４０に対して処理装置２３６により、その画像再構成処理の一部として実行させることがある。具体的には、３０２において、「ｒ」、「θ」、「φ」及び「ｚ」が図１及び図２に示したのと同じ次元であるとした３Ｄ規格化スキャンデータＳ（ｒ，θ，φ，ｚ）が取得される。「ｒ」はＬＯＲに関する検出器リング５０の中心軸からの垂直距離であり、「θ」は垂直中心軸によって規定される面上においてＬＯＲがＰＥＴスキャナの中心軸を通過する垂直線とで成す角度であり、「φ」はＬＯＲが垂直線とで成す角度であり、「ｚ」は検出器リング５０の軸の方向で事象を検出する２つの検出器間の距離である。このデータは、ロッド線源（ｒｏｄ  ｓｏｕｒｃｅ）を用いて規格化スキャンを実施することによって取得することがある。このロッド線源は、そのスキャナと共軸性の軌道に沿って回転させ、様々な検出器からの読み値を計測している。このデータはさらに、解析モデルを用いた直接計算によって取得されることがある。さらに、このデータは、スキャンのモンテカルロ・シミュレーションによるか、解析モデルとシミュレーションの組み合わせによって予測されることがある。
【００２１】
３０４では、規格化スキャン・データがダウンサンプリングされると共に、幾何学係数ｇ（ｒ，θ，φ，ｚ）が計算される。規格化スキャン・データは、「ｒ」がデータ・サイノグラムの半径方向の次元であるとした｛ｒ，θ，φ，ｚ｝データ組になるまでダウンサンプリングされる。例えばｒは、ＧＥ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓにより製造されている３Ｄ画像収集ＰＥＴスキャナであるＧＥ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ＳＴ（商標）スキャナでは、２４９に等しい。このスキャナにより収集される角度の総数は２１０である。規格化スキャン・データのダウンサンプリングは、検出器幾何学形状の対称性を利用するために実施される。本発明の例示的な一実施形態では、リング１つあたり４２０個の結晶を、それぞれ６つの結晶からなる７０個のブロックになるようにして形成させている。リング内においてこれらの結晶は、検出器リングの周りに７０回の対称性が得られるようにして配列されている。幾何学係数は、この対称性全体にわたって同様の方式の挙動となることが予期される。したがって、ダウンサンプリングされたサイノグラムの角度次元の値は６となる。
【００２２】
ダウンサンプリングされた幾何学スキャン・データはさらに、｛ｒ，Ｍ，Φ｝データ組で表すこともある。「Ｍ」はサイノグラムの総数である。例えば、具体的なあるスキャナが２４個の検出器リングを含んでいる場合、検出器リング対の組み合わせの総数は５７６（２４×２４）となる。一実施形態では、「Ｍ」は隣同士のリングすなわち隣接するリングの場合に２重に算入された組み合わせを除外しており、この場合、上記のケースのパラメータＭの値は５５３（５７６−２３）に等しくなる。パラメータ「Ｍ」はしたがって、｛ｒ，θ，φ，ｚ｝データ組のパラメータ「ｚ」とパラメータ「θ」を算入したものとなる。「Φ」は収集したビューの総数のダウンサンプリング組込み係数である。したがってこの例では、｛２４９，５５３，６｝のダウンサンプリング組が取得される。
【００２３】
次いでこのデータ組を用いて幾何学係数ｇ（ｒ，θ，φ，ｚ）が計算される。本発明の一実施形態では、φの各６個の値にわたる規格化スキャン・データＳ（ｒ，θ，φ，ｚ）の平均値を計算し、幾何学係数ｇ（ｒ，θ，φ，ｚ）を得ている。規格化スキャン・データＳ（ｒ，θ，φ，ｚ）から幾何学係数ｇ（ｒ，θ，φ，ｚ）の値を計算するためには、別の方法が使用されることもある。
【００２４】
３０６では、幾何学係数ｇ（ｒ，θ，φ，ｚ）及び結晶効率係数を用いて３Ｄ規格化データアレイが決定される。結晶効率係数を計算するには、３Ｄファントーム収集スキャン・データが収集される。本発明の一実施形態では、ファントームのみをカバー範囲とするように投影面幅の範囲を制限することによってファントーム・スキャンが実施される。このファントーム・スキャンから、ファントーム・スキャン・データＳ（ｕ，ｖ，φ，θ）が取得される。ここで、「φ」及び「θ」はある具体的なＬＯＲに関する投影面を規定しており、また「ｕ」及び「ｖ」はこの投影面内のデカルト座標を規定している。ファントーム・スキャン・データの「ｕ」と「ｖ」の座標は、当該のＰＥＴスキャナの幾何学形状に従った幾何学係数のそれぞれ「ｒ」と「ｚ」の座標に関連付けされる。次いで、ファントーム・スキャンＳ（ｕ，ｖ，φ，θ）データを幾何学係数ｇ（ｒ，θ，φ，ｚ）で割り算し、サイノグラムＳ’（ｕ，ｖ，φ，θ）が作成される。平均サイノグラム横列Ｓ’（ｕ）は、サイノグラムＳ’（ｕ，ｖ，φ，θ）の横列の算術平均または幾何学平均から決定される。さらに、サイノグラムＳ’（ｕ，ｖ，φ，θ）をこの平均サイノグラムＳ’（ｕ）で割り算し、サイノグラムＳ”（ｕ，ｖ，φ，θ）が作成される。次いで、Ｓ”（ｕ，ｖ，φ，θ）に関して結晶平均化スキームを実行し、各結晶（Ｘ，Ｚ）が関与した事象の数を表している結晶効率アレイｅ（Ｘ，Ｚ）を作成することができる。この効率アレイｅ（Ｘ，Ｚ）は、すべてのｅ（Ｘ，Ｚ）にわたるその平均値が１．０となるようにスケール調整される。結晶平均化スキームはよく知られており、また例えばＣｈｅｓｌｅｒ及びＳｔｅａｒｎｓによるＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．，Ｖｏｌ．３７（２），７６８〜７７２頁に記載されている。しかる後に、３Ｄ規格化データアレイが生成されている。規格化データアレイＮ（ｕ，ｖ，θ，φ）は１／［ｇ（ｒ，θ，φ，ｚ）ｅ（Ｘ１，Ｚ１）ｅ（Ｘ２，Ｚ２）］で定義される。
【００２５】
この規格化データアレイＮ（ｕ，ｖ，θ，φ）は、例えば患者スキャンを実行した後でスキャンで得られたデータを規格化するために使用される。詳細には、計測したスキャン・データを規格化するためには、計測したスキャン・データにこの規格化データアレイＮ（ｕ，ｖ，θ，φ）を掛け算している。３Ｄ画像再構成処理の一部として別の補正方法が実施されることもある。これらの補正方法には、単一の検出器が同時に２つの同時発生を処理できないことに起因するデッドタイム係数の補正のための方法が含まれる。さらに、患者の身体内部における散乱性でランダムな同時発生や光子の減衰を考慮に入れるためのアーチファクト補正の方法が実施される。
【００２６】
規格化アレイを作成する際に使用するための本明細書に記載した規格化データアレイ法の様々な実施形態は、そのセプタ及び結晶がこれらの所望の位置に正確に配置されていないことがあることを考慮に入れている。さらに開示した様々な実施形態は、単一の検出器リング内部における感度の変動に関して、並びに異なる検出器リング間の相対的交差面感度に関して補償している。これらの様々な実施形態は、漁網様（ｆｉｓｈｎｅｔ）アーチファクトやモジュール間隔の変動などの影響も考慮に入れている。このため、作成される規格化データアレイＮ（ｕ，ｖ，θ，φ）によって、改良された画像の再構成が容易となる。
【００２７】
さらに、検出器リング間にセプタを含んだＰＥＴスキャナでは、アキシャルのすなわち「ｚ」の次元に由来する幾何学係数が重要となることがある。本発明の様々な実施形態はこの幾何学係数を補償しており、これによりまた改良された画像の再構成が容易となる。
【００２８】
図４及び図５は、ＰＥＴ画像の再構成に関する本発明の一実施形態による３Ｄ規格化を実行することの効果を表している。画像４０２は、３Ｄ規格化を使用せずに再構成させた例示的なファントーム画像である。一方画像５０２は、開示した方法に従って３Ｄ規格化を使用して再構成されている。画像４０２及び５０２は、直径が２０センチメートル（ｃｍ）で長さが２０ｃｍの均一ファントームをＰＥＴスキャナ内に配置して用いることによって取得したものである。
【００２９】
この幾何学係数は時間の経過に伴って大きく変化することがないため、幾何学係数を決定するための２Ｄ規格化スキャンは比較的低い頻度で実施することが可能であることに留意すべきである。例えば、この規格化スキャンは３ヶ月ごとに１度の割合で実施することや、ある具体的なスキャナに関して（または、ある具体的なスキャナ設計に関しては）１回のみの実施とすることがある。３Ｄファントーム収集スキャン並びにこのファントーム収集スキャンに基づいた更新３Ｄ規格化データアレイＮ（ｕ，ｖ，θ，φ）の作成は、単一の結晶効率のより急速な変化を評価するためには、より頻繁に実施されるのが典型的である。
【００３０】
特定の様々な実施形態に関して本発明を記載してきたが、当業者であれば本発明が本特許請求の範囲の精神及び趣旨の域内の修正を伴って実施できることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の例示的な一実施形態によるＰＥＴシステムの複数の検出器リングを表した概要図である。
【図２】本発明の例示的な一実施形態によるＰＥＴシステムのブロック図である。
【図３】本発明の例示的な一実施形態に従って画像再構成のための規格化係数を決定する方法を表した流れ図である。
【図４】ＰＥＴ画像の再構成に対する３Ｄ規格化スキームの影響を表している例示的画像である。
【図５】ＰＥＴ画像の再構成に対する３Ｄ規格化スキームの影響を表している例示的画像である。
【符号の説明】
【００３２】
５０  検出器リング
１００  ＰＥＴシステム
１０２  検出器
１０４  検出器
１０６  検出器
１０８  検出器
１１０  セプタ
１１４  応答線（ＬＯＲ）
１１６  応答線（ＬＯＲ）
２０２  ＰＥＴスキャナ
２０３  制御装置
２０４  オペレータ・ワークステーション
２０６  データ収集処理装置
２０８  画像再構成処理装置
２１０  通信リンク
２１２  検出器リング
２１４  患者
２１６  ＰＥＴスキャナ制御装置
２２０  収集回路
２２２  事象ロケータ
２２４  収集ＣＰＵ
２２６  同時発生検出器
２２８  バックプレーン・バス
２３０  ソータ
２３２  メモリ・モジュール
２３４  画像ＣＰＵ
２３６  画像処理装置
２３８  バックプレーン・バス
２４０  データアレイ
２４２  画像アレイ
２４４  ワークステーションＣＰＵ
２４６  表示デバイス
２４８  入力デバイス
４０２  ３Ｄ規格化を使用しない再構成画像
５０２  ３Ｄ規格化を使用した再構成画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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