(57)【要約】【課題】  被検体の体動に伴なう投影データの生成やり直しを効率よく行なう。【解決手段】  放射性同位元素を投与した被検体１５０から逐次放射される１対のγ線をデータ検出部１の検出器モジュール１２を用いて検出する。次いで、データ処理部２及び入射方向算出部３は、得られた検出信号に基づいてγ線検出位置とγ線入射方向を算出し、投影データ生成部４は、前記検出信号のカウント値に基づくモニタリング用投影データをγ線検出位置及びγ線入射方向に対応させて生成する。そして、投影データモニタリング部５は、隣接する２つのモニタリング期間の各々において生成されたモニタリング用投影データのカウント値を比較することにより被検体１５０の体動指数を算出し、この体動指数が所定の閾値を超えた場合、システム制御部１１はモニタリング用投影データの生成をやり直すための警告信号を発生し表示部７に表示する。【選択図】  図１
2007107995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性同位元素を投与した被検体の所定部位から放射されるγ線を検出し、その検出したデータに基づいて被検体内部における前記放射線同位元素の分布画像を生成する核医学イメージング装置において、
γ線のカウント値を位置に対応付けて記憶する手段と、
第１の時間区間に収集されたデータのカウント値と、前記第１の時間区間より後の第２の時間区間に収集されたデータのカウント値の差分を、位置ごとに求め、その差分に基づいて、データの再収集を行うか否にかかる制御を行う制御手段を備えることを特徴とする核医学イメージング装置。
【請求項２】
放射性同位元素を投与した被検体の所定部位から放射されるγ線を検出するデータ検出手段と、
このデータ検出手段におけるγ線検出位置を算出する検出位置算出手段と、
前記データ検出手段におけるγ線入射方向を算出する入射方向算出手段と、
前記データ検出手段によって逐次得られる検出信号のカウント値を前記γ線検出位置及び前記γ線入射方向に対応させて保存し複数枚のモニタリング用投影データを時系列的に生成する投影データ生成手段と、
前記モニタリング用投影データのカウント値の時間的変化をモニタリングする投影データモニタリング手段と、
この投影データモニタリング手段のモニタリング結果に基づいて前記被検体の所定部位に対するモニタリング用投影データを生成し直すための制御を行なう投影データ生成制御手段と、
生成し直して得られた複数のモニタリング用投影データに基づく投影データを再構成処理して画像データを生成する画像データ生成手段を
備えたことを特徴とする核医学イメージング装置。
【請求項３】
前記投影データ生成手段は、所定のモニタリング時間を有した複数のモニタリンク期間の各々において逐次検出される前記検出信号のカウント値に基づいて複数のモニタリング用投影データを時系列的に生成することを特徴とする請求項２記載の核医学イメージング装置。
【請求項４】
前記投影データモニタリング手段は、前記投影データ生成手段が時系列的に生成した前記モニタリング用投影データにおけるカウント値の時間的変化に基づいて前記モニタリング用投影データを生成し直すための指示信号を発生することを特徴とする請求項３記載の核医学イメージング装置。
【請求項５】
前記投影データモニタリング手段は、前記モニタリング用投影データにおけるカウント値の時間的変化に基づいて前記被検体の体動の影響を示す体動指数を算出し、この体動指数が所定の閾値を超えたならば前記指示信号を発生することを特徴とする請求項４記載の核医学イメージング装置。
【請求項６】
入力手段を備え、前記投影データ生成制御手段は、前記指示信号に基づいて前記入力手段から入力されるコマンド信号に従って、前記モニタリング用投影データを生成し直すための制御を行なうことを特徴とする請求項４記載の核医学イメージング装置。
【請求項７】
前記投影データ生成制御手段は、前記指示信号に基づいて前記モニタリング用投影データを生成し直すための制御を行なうことを特徴とする請求項４記載の核医学イメージング装置。
【請求項８】
前記投影データ生成手段は、生成し直して得られた前記複数のモニタリング用投影データを合成して前記投影データを生成することを特徴とする請求項２記載の核医学イメージング装置。
【請求項９】
データ検出手段が、放射性同位元素を投与した被検体の所定部位から放射されるγ線を検出するステップと、
検出位置算出手段及び入射方向算出手段が、前記データ検出手段におけるγ線検出位置及びγ線入射方向を算出するステップと、
投影データ生成手段が、前記データ検出手段によって得られた検出信号のカウント値を前記γ線検出位置及び前記γ線入射方向に対応させて所定時間保存し複数のモニタリング用投影データを時系列的に生成するステップと、
投影データモニタリング手段が、前記モニタリング用投影データのカウント値の時間的変化をモニタリングするステップと、
投影データ生成制御手段が、前記投影データモニタリング手段のモニタリング結果に基づいて前記被検体の所定部位におけるモニタリング用投影データを生成し直すステップと、
前記投影データ生成手段が、生成し直して得られた複数のモニタリング用投影データに基づいて投影データを生成するステップと、
画像データ生成手段が、前記投影データを再構成処理して画像データを生成するステップを
有することを特徴とする画像データ生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性同位元素によって標識された薬剤を投与した被検体から放出されるγ線を検出することにより、被検体内における放射性同位元素の分布を画像化する核医学イメージング装置及び画像データ表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置、ＭＲＩ装置、Ｘ線ＣＴ装置及び核医学イメージング装置などを用いた医用画像診断は、コンピュータ技術の発展に伴って急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。
【０００３】
上述のＸ線診断装置やＸ線ＣＴ装置は、臓器や腫瘍等の輪郭を描出することによって診断を行なう、所謂形態学診断を目的としているのに対し、核医学イメージング装置は、生体組織に選択的に取り込まれた同位元素又はその標識化合物から放射されるγ線を体外から計測し、その線量分布を画像化することにより被検体に対する機能診断を可能としている。
【０００４】
この核医学イメージング装置として、ガンマカメラ、シングルフォトンエミッションＣＴ装置（ＳＰＥＣＴ装置）、ポジトロンエミッションＣＴ装置（ＰＥＴ装置）等が臨床の場で使用されている。
【０００５】
ガンマカメラは、被検体内から放出されるγ線を、この被検体に対向させて配置した平面検出器によって測定することにより、この平面検出器に投影された放射性同位元素の分布を２次元画像として表示する装置であり、平面検出器の前面に装着されたコリメータによってγ線の入射方向を特定している。
【０００６】
又、ＳＰＥＣＴ装置は、被検体の周囲でガンマカメラと同様の平面検出器を移動あるいは複数の平面検出器を配置し、この被検体に対し複数の方向から検出したγ線情報に基づきＸ線ＣＴ装置と同様の再構成処理を行なって画像データを生成している。
【０００７】
一方、ＰＥＴ装置は、陽電子（ポジトロン）を放出する核種によって標識した薬剤を被検体に投与し、この陽電子が電子と結合し消滅する際に、略反対方向に放出する５１１ｋｅＶの一対のγ線を、例えば、被検体の周囲に配置したリング状の検出器によって検出し、このγ線情報を再構成処理することにより画像データの生成を行なっている。
【０００８】
上述のＳＰＥＣＴ装置に設けられた２次元検出器、あるいは、ＰＥＴ装置に設けられたリング状検出器を構成する複数の検出器モジュールの各々は、例えば、γ線を光に変換するシンチレータとこの光を増幅して電気信号に変換する光電子増倍管（ＰＭＴ）を備え、これらの検出器モジュールにより所定時間内に検出されたγ線のカウント値を投影データとして画像再構成処理が行なわれる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−９０４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
核医学イメージング装置による画像データの生成を担当する医師や検査技師（以下では、操作者と呼ぶ。）は、被検体の広範囲な診断領域における投影データの収集を終了した後これらの投影データを再構成処理して画像データを生成していた。この場合、既に述べたように再構成処理に用いられる投影データとして、上述の検出器が所定期間（以下、データ収集期間と呼ぶ。）にて検出したγ線のカウント値が用いられる。そして、被検体の体軸方向の所定診断部位に対するデータ収集時間は通常２分程度であり、従って、この検出器を体軸方向に所定間隔で、例えば、１０ステップ移動させて広範囲の診断領域に対し投影データを生成する場合には２０分以上のデータ収集時間が必要となる。
【００１０】
このように、被検体の広範囲な診断対象領域に対する投影データの生成には多くの時間が費やされ、データ収集時間中に被検体が移動（体動）した場合には、これらの投影データに基づいて生成された画像データに被検体の体動に起因した画質劣化が発生するという問題点を有していた。そして、操作者は、得られた画像データの観測において被検体の体動に起因する著しい画質劣化を認めた場合には、投影データの生成及びこの投影データに基づく再構成処理を最初からやり直さなくてはならなかった。
【００１１】
このため、画像データの生成に多くの時間を要し、検査効率を低下させるのみならず操作者や被検体に多大な負担を課していた。又、半減期の比較的短い放射性同位元素を使用した場合には、投影データの収集をやり直す際に放射性同位元素を再度投与する必要があるため被検体に対する被曝量が増大するという大きな問題点があった。
【００１２】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、放射性同位元素を投与した被検体から放射されるγ線のカウント値に基づいて投影データを生成する際、所定時間内に計測されたカウント値の変化をモニタリングすることによって被検体の体動を検知し、許容できない体動が発生した場合には投影データの生成を早期にやり直すことが可能な核医学イメージング装置及び画像データ生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の核医学イメージング装置は、放射性同位元素を投与した被検体の所定部位から放射されるγ線を検出し、その検出したデータに基づいて被検体内部における前記放射線同位元素の分布画像を生成する核医学イメージング装置において、γ線のカウント値を位置に対応付けて記憶する手段と、第１の時間区間に収集されたデータのカウント値と、前記第１の時間区間より後の第２の時間区間に収集されたデータのカウント値の差分を、位置ごとに求め、その差分に基づいて、データの再収集を行うか否にかかる制御を行う制御手段を備えることを特徴としている。
【００１４】
又、請求項２に係る本発明の核医学イメージング装置は、放射性同位元素を投与した被検体の所定部位から放射されるγ線を検出するデータ検出手段と、このデータ検出手段におけるγ線検出位置を算出する検出位置算出手段と、前記データ検出手段におけるγ線入射方向を算出する入射方向算出手段と、前記データ検出手段によって逐次得られる検出信号のカウント値を前記γ線検出位置及び前記γ線入射方向に対応させて保存し複数枚のモニタリング用投影データを時系列的に生成する投影データ生成手段と、前記モニタリング用投影データのカウント値の時間的変化をモニタリングする投影データモニタリング手段と、この投影データモニタリング手段のモニタリング結果に基づいて前記被検体の所定部位に対するモニタリング用投影データを生成し直すための制御を行なう投影データ生成制御手段と、生成し直して得られた複数のモニタリング用投影データに基づく投影データを再構成処理して画像データを生成する画像データ生成手段を備えたことを特徴としている。
【００１５】
一方、請求項９に係る本発明の画像データ生成方法は、データ検出手段が、放射性同位元素を投与した被検体の所定部位から放射されるγ線を検出するステップと、検出位置算出手段及び入射方向算出手段が、前記データ検出手段におけるγ線検出位置及びγ線入射方向を算出するステップと、投影データ生成手段が、前記データ検出手段によって得られた検出信号のカウント値を前記γ線検出位置及び前記γ線入射方向に対応させて所定時間保存し複数のモニタリング用投影データを時系列的に生成するステップと、投影データモニタリング手段が、前記モニタリング用投影データのカウント値の時間的変化をモニタリングするステップと、投影データ生成制御手段が、前記投影データモニタリング手段のモニタリング結果に基づいて前記被検体の所定部位におけるモニタリング用投影データを生成し直すステップと、前記投影データ生成手段が、生成し直して得られた複数のモニタリング用投影データに基づいて投影データを生成するステップと、画像データ生成手段が、前記投影データを再構成処理して画像データを生成するステップを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、放射性同位元素を投与した被検体から放射されるγ線のカウント値に基づいて投影データを生成する際、所定時間内に計測されたカウント値の変化をモニタリングすることにより被検体の体動を検知し、許容できない体動が発生した場合には投影データの生成を早期にやり直す。このため、検査効率が向上すると共に被検体や操作者の負担が軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照して本発明の実施例を説明する。尚、以下の実施例では、核医学イメージング装置としてＰＥＴ装置を用いた場合について述べるが、ＳＰＥＣＴ装置等の他の核医学イメージング装置であってもよく、又、Ｘ線ＣＴ装置と複合化されたＰＥＴ装置であっても構わない。
【実施例】
【００１８】
以下に述べる本発明の核医学イメージング装置では、放射性同位元素を投与した被検体の診断部位から逐次放射される１対のγ線をリング状のデータ検出部に設けられた複数の検出器モジュールを用いて所定のモニタリング期間にて検出し、得られたγ線のカウント値に基づくモニタリング用投影データ（以下では、モニタリングデータと呼ぶ。）を検出器モジュールにおけるγ線検出位置及びγ線入射方向に対応させて生成する。
【００１９】
更に、前記モニタリング期間におけるγ線の検出とモニタリングデータの生成を同一診断部位に対し連続して複数回繰り返し、隣接したモニタリング期間にて得られたモニタリングデータのカウント値を比較することによって被検体の体動の大きさを示す指数（以下では、体動指数と呼ぶ。）を算出する。そして、体動指数が予め設定された閾値より大きな値を呈した場合には、警告信号を装置の表示部にて表示し、この警告信号に基づいて操作者が入力するコマンド信号に従いγ線の検出とモニタリングデータの生成をやり直す。
【００２０】
一方、警告信号の表示が無い場合、あるいは、前記コマンド信号の入力が無い場合には、上述のモニタリング期間におけるモニタリングデータの収集を所定のデータ収集期間にて複数回行なう。そして、複数のモニタリング期間の各々において得られたモニタリングデータのカウント値を各検出器モジュールのγ線検出位置及びγ線入射方向単位で積算して投影データを生成し、この投影データを再構成処理して画像データを生成する。
【００２１】
（装置の構成）
本発明の実施例における核医学イメージング装置の構成につき図１乃至図５を用いて説明する。尚、図１は、本実施例における核医学イメージング装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、この核医学イメージング装置に設けられた検出器モジュールの構成を説明するための図である。
【００２２】
図１に示す核医学イメージング装置１００は、被検体１５０の周囲に配置され、放射性同位元素（ＲＩ）を投与した前記被検体１５０から放射される１対のγ線を検出するリング状のデータ検出部１と、検出されたγ線とノイズとの弁別やγ線の検出位置及び検出時刻を設定するデータ処理部２と、同時検出した１対のγ線の検出信号を抽出し、これらのγ線検出位置に基づいてγ線入射方向を算出する入射方向算出部３と、所定期間におけるγ線のカウント値をγ線検出位置及びγ線入射方向に対応させて順次保存しモニタリングデータ及び投影データを生成する投影データ生成部４と、隣接したモニタリング期間の各々において生成されたモニタリングデータのカウント値を比較することにより体動指数を算出する投影データモニタリング部５を備えている。
【００２３】
更に、核医学イメージング装置１００は、投影データ生成部４が生成した投影データを再構成処理して画像データを生成する画像データ生成部６と、生成された画像データを表示する表示部７と、被検体１５０を載置する天板８と、データ検出部１が取り付けられた図示しないガントリあるいは天板８を被検体１５０の体軸方向に移動する天板／ガントリ移動機構部９と、投影データ生成条件の設定や各種コマンド信号の入力等を行なう入力部１０と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１１を備えている。
【００２４】
データ検出部１は、複数の検出器モジュール１２−１乃至１２−Ｎｍがリング状に配設され、被検体１５０から放射されたγ線はこれらの検出器モジュール１２−１乃至１２−Ｎｍによって一旦可視光に変換された後電気信号（検出信号）に変換される。このとき、天板８に載置された被検体１５０は、検出器モジュール１２−１乃至１２−Ｎｍの中心部に挿入され、診断部位から放射されるγ線の検出が行なわれる。
【００２５】
図２は、リング状配列方向に配設された検出器モジュール１２−１乃至１２−Ｎｍの中の１つの検出器モジュール１２の具体的な構成を示したものであり、この検出器モジュール１２は、リング状配列方向にＮａ１個、体軸方向にＮａ２個短冊状に配設され、被検体１５０から放射されるγ線を検出して可視光に変換するシンチレータ１２１と、リング状配列方向にＮｂ１個、体軸方向にＮｂ２個配設され、シンチレータ１２１によって変換された可視光を電気信号に変換すると共に変換した微弱な電気信号を増幅する光電子増倍管１２２と、シンチレータ１２１から出力された可視光を光電子増倍管１２２に伝達するライトガイド１２３を有している。
【００２６】
尚、図２では、説明を簡単にするために検出器モジュール１２のリング状配列方向に対するシンチレータ数Ｎａ１を８個、光電子増倍管数Ｎｂ１を４個とし、体軸方向に対するシンチレータ数Ｎａ２を３個、光電子増倍管数Ｎｂ２を６個とした場合について示しているがこれらに限定されるものではない。
【００２７】
シンチレータ１２１は、ビスマスジャーマネイド（ＢＧＯ：（Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２））、タリウム活性化ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ（Ｔｌ））、フッ化バリウム（ＢａＦ２）等の材料が用いられ、特に、ＰＥＴ装置には、単位体積当たりのγ線光電吸収率が高いビスマスジャーマネイドや応答速度の速いフッ化バリウムが好適である。
【００２８】
光電子増倍管１２２は、例えば、数百個からなる光子を１０７〜１０１０個の電子に増幅し、増倍管の出力段である陽極にその電子を収集して電気信号に変換するものであり光電陰極と電子増倍器を備えている。光電陰極には、その波長特性がシンチレータ１２１の発光波長に略均しい多アルカリ物質、あるいは酸素やセシウムで活性化したバイアルカリ物質が用いられ、入射光子数に対する発生光電子数は通常２０％乃至３０％である。一方、電子増倍器は、２次電子放出現象に基づき、電子の伝搬経路に沿って配置された多段の電極と増幅された電子を収集する陽極とから構成されている。そして、管電圧が２００Ｖ乃至３００Ｖの場合の１段当たりの増幅率は約５倍であるため、上述の１０７の増幅率を得るためには１０段程度の電極が設けられる。
【００２９】
ライトガイド１２３は、シンチレータ１２１と光電子増倍管１２２を光学的にカップリングするためのものであり、シンチレータ１２１から出力された可視光を効率よく光電子増倍管１２２に伝達するために光透過性に優れたプラスチック材が用いられる。
【００３０】
図１に戻って、データ処理部２は、上述の検出器モジュール１２−１乃至１２−Ｎｍの各々に接続されているデータ処理ユニット２１−１乃至２１−Ｎｍを備えているが、ここでは被検体１５０に投与された放射性同位元素Ｓから放射される１対のγ線が検出器モジュール１２−ａ及び１２−ｂによって検出される場合を想定し、これらの検出器モジュール１２−ａ及び１２−ｂに接続されているデータ処理ユニット２１−a及び２１−ｂのみを示している。
【００３１】
データ処理部２のデータ処理ユニット２１−ａは、上述の検出器モジュール１２−ａが備えたＮｂ３個（Ｎｂ３＝Ｎｂ１×Ｎｂ２）の光電子増倍管１２２から供給されるＮｂ３チャンネルの検出信号を加算合成する信号合成部２２と、信号合成部２２において合成された検出信号を用いてγ線の放射に起因する検出信号とノイズとの弁別を行なう波高弁別部２３と、信号合成部２２から出力された合成後の検出信号を矩形波に整形する波形整形部２４と、例えば、矩形波のフロントエッジに基づいてγ線検出時刻を計測すると共に波高弁別部２３において弁別された検出信号に対し前記γ線検出時刻を設定（付加）する検出時刻設定部２５を備えている。
【００３２】
更に、データ処理ユニット２１−ａは、光電子増倍管１２２から供給されたＮｂ３チャンネルの検出信号に基づいて検出器モジュール１２−ａにおけるγ線検出位置を算出する検出位置算出部２６と、検出時刻設定部２５においてγ線検出時刻が設定された検出信号に対しγ線検出位置を設定（付加）する検出位置設定部２７を備えている。
【００３３】
次に、データ処理部２の信号合成部２２及び検出位置算出部２６につき図３を用いて説明する。但し、ここではリング状配列方向に配設された光電子増倍管１２２から供給される検出信号に対する上記ユニットの機能について述べる。
【００３４】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、いずれもＮａ１＝２７個のシンチレータ１２１とＮｂ１＝７個の光電子増倍管１２２がライトガイド１２３を介して光学的に接続されている検出器モジュール１２−ａを示している。そして、図示しない被検体１５０から放射されたγ線が図３（ａ）に示すシンチレータ１２１の中心部において検出された場合、ｘ＝０のシンチレータ１２１から発生した可視光はライドガイド１２３を介して、例えばｘ＝０、ｘ＝±１、ｘ＝±２の光電子増倍管１２２において電気信号に変換されてデータ処理部２のデータ処理ユニット２１−ａにおける信号合成部２２及び検出位置算出部２６に供給される。
【００３５】
この場合、光電子増倍管１２２から出力される検出信号の感度（振幅）はライドガイド１２３を伝搬する可視光の伝搬長に依存し、伝搬長が長いほど感度は小さくなる。従ってｘ＝０の光電子増倍管１２２による検出信号の振幅をａ０、ｘ＝±１及びｘ＝±２の光電子増倍管１２２による検出信号の振幅をａ１及びａ２とすれば、ａ０＞ａ１＞ａ２となる。
【００３６】
このとき、信号合成部２２から出力される合成後の検出信号の振幅Ｓｇは次式（１）によって求めることができる。
【数１】
2007107995.tif 000003
【００３７】
一方、検出位置算出部２６において前記検出信号の位置ｘ＝−３乃至３に対応した重み付け関数を、例えば、図３（ａ）に示すように［−３、−２、−１，０，１，２、３］に設定することにより、γ線検出位置Ｘｄ＝０（シンチレータ１２１の中心部）は次式（２）から算出することができる。
【数２】
2007107995.tif 000004
【００３８】
一方、図３（ｂ）に示すようにｘ＝１のシンチレータ１２１においてγ線が検出された場合、シンチレータ１２１から発生した可視光はライドガイド１２３を介して、例えばｘ＝−１乃至３に配設された光電子増倍管１２２において電気信号に変換されてデータ処理部２における信号合成部２２及び検出位置算出部２６に供給される。
【００３９】
このとき、信号合成部２２から出力される合成後の検出信号の振幅Ｓｇは既出の式（１）によって得られ、検出位置算出部２６では、γ線検出位置Ｘｄ＝１が次式（３）によって算出される。
【数３】
2007107995.tif 000005
【００４０】
以上述べたように、隣接する複数の光電子増倍管１２２から得られた検出信号に基づいてγ線検出位置を正確に算出することが可能となる。尚、上述の説明では、リング状配列方向に配設された検出器モジュール１２のシンチレータ１２１及び光電子増倍管１２２を用いてリング状配列方向に対するγ線検出位置を算出する場合について述べたが、体軸方向に対する検出位置も、この体軸方向に配設されたシンチレータ１２１及び光電子増倍管１２２から得られる検出信号に基づいて算出することができる。
【００４１】
再び図１に戻って、データ処理ユニット２１−ａの波高弁別部２３は、図示しない記憶回路と比較回路を備え、前記記憶回路には、検出信号とノイズとの弁別を行なう際の閾値αが予め保管されている。又、前記比較回路は、閾値αと信号合成部２２から供給された検出信号の波高値との比較を行なう。そして、閾値αより大きな波高値を有する検出信号のみを本来のγ線放射に起因して検出された検出信号と判断する。
【００４２】
次に、波形整形部２４は、信号合成部２２から出力された合成後の検出信号を増幅して矩形波を生成する。そして、検出時刻設定部２５は、前記矩形波の例えばフロントエッジの発生タイミングに基づいてγ線検出時刻を計測し、更に、波高値弁別部２３が弁別した検出信号に対し前記γ線検出時刻を設定する。
【００４３】
一方、検出位置設定部２７は、検出時刻設定部２５においてγ線検出時刻の情報が付加された検出信号に対し検出位置算出部２６が算出したγ線検出位置を設定する。即ち、検出位置設定部２７から出力される検出信号には、γ線検出時刻とγ線検出位置が付帯情報として付加される。尚、上述のデータ処理ユニット２１−ａでは、γ線検出時刻の情報が付加された検出信号に対してγ線検出位置の情報を付加する場合について述べたが、γ線検出位置の情報を付加した検出信号に対してγ線検出時刻の情報を付加してもよく、又、これらの情報の付加を同一のユニットで略同時に行なっても構わない。
【００４４】
以上、データ処理ユニット２１−ａが備えた各ユニットについて説明したが、検出器モジュール１２−ｂに接続されたデータ処理ユニット２１−ｂが備えた信号合成部２２、波高弁別部２３、波形整形部２４、検出時刻設定部２５、検出位置算出部２６及び検出位置設定部２７の各ユニットも同様の構成と機能を有している。
【００４５】
次に、入射方向算出部３は、データ処理ユニット２１−１乃至２１−Ｎｍに備えられた検出位置設定部２７の各々から供給される検出信号の付帯情報であるγ線検出時刻に基づき、予め設定された同時検出時間τ０にて計測された検出信号（例えば、検出器モジュール１２−ａ及び検査モジュール１２−ｂから供給された放射性同位元素Ｓに基づく検出信号）を抽出し、これらの検出信号に付加されているγ線検出位置の情報に基づいてγ線入射方向を算出する。
【００４６】
投影データ生成部４は、図示しない記憶回路を備え、入射方向算出部３から供給される検出信号のカウント値をγ線検出位置及びγ線入射方向に対応させて前記記憶回路に保存する。そして、検出器モジュール１２−ａと検出器モジュール１２−ｂによるγ線の検出が行なわれる度に、検出信号のカウント値が前記記憶回路にて積算される。
【００４７】
一方、他の検出器モジュール１２において１対のγ線が検出された場合は、γ線検出位置とγ線入射方向を上述と同様な方法によって設定し、検出信号のカウント値をγ線検出位置及びγ線入射方向に対応させて前記記憶回路に順次保存する。即ち、投影データ生成部４における記憶回路には、複数のγ線検出位置及びγ線入射方向に対応した検出信号のカウント値がモニタリング時間τｆの間積算されてモニタリングデータが生成される。
【００４８】
更に、投影データ生成部４は、所定のデータ収集時間τｘ（τｘ＞τｆ）の間に得られた複数のモニタリングデータを合成して投影データを生成する。
【００４９】
次に、投影データモニタリング部５は、図示しない記憶回路と演算回路を備え、前記記憶回路には閾値βが予め保管されている。又、前記演算回路は、時間的に隣接して設定された２つのモニタリング期間の各々において得られたモニタリングデータのカウント値Ｃを比較することによって被検体の体動の影響を示す体動指数ΔＣｘを算出する。そして、この体動指数ΔＣｘが閾値βを越えた場合には警告信号を発生するための指示信号をシステム制御部１１に供給する。
【００５０】
この場合、投影データモニタリング部５は、２つのモニタリングデータにおけるカウント値の差異をγ線検出位置及びγ線入射方向に対して算出し体動指数ΔＣｘを求める。例えば、図４（ｂ）に示すようにｚ＝Ｚｃを中心として体軸方向（ｚ軸）に垂直な１つあるいは複数の断面にて生成された２次元のモニタリングデータのカウント値Ｃ（Ｐｉ、θｊ、Ｚｎ，Ｔｍ）及びＣ（Ｐｉ、θｊ、Ｚｎ，Ｔｍ−１）に対する体動指数ΔＣｘ（Ｔｍ，Ｔｍ−１）は、次式（４）によって算出することができる。
【数４】
2007107995.tif 000006
【００５１】
但し、Ｐｉは検出器モジュール１２におけるγ線検出位置、θｊは検出器モジュール１２におけるシンチレータ表面の法線に対するγ線入射角度（図４（ａ）参照）、Ｚｎはモニタリングデータのｚ座標（図４（ｂ）参照）を示す。又、Ｔｍ及びＴｍ−１はモニタリンク期間［Ｔｍ−（Ｔｍ＋１）］及び［（Ｔｍ−１）−Ｔｍ］（（Ｔｍ＋１）−Ｔｍ＝Ｔｍ−（Ｔｍ−１）＝τｆ）であるが、これらの詳細は図７において説明する。
【００５２】
次に、図１の画像データ生成部６は、図示しない演算回路と記憶回路を備え、データ収集時間τｘにおいて投影データ生成部４が生成した投影データを用いて画像データを生成する。即ち、前記演算回路は、投影データにおけるγ線検出位置やγ線入射方向の情報とカウント値に基づき、例えば、Ｘ線ＣＴ装置における再構成処理で一般に用いられている逆投影処理を行ない、更に、必要に応じて平滑化処理や補間処理等の信号処理を行なって画像データを生成する。そして、得られた画像データは前記記憶回路に一旦保存される。
【００５３】
表示部７は、図示しない表示データ生成回路と変換回路とモニタを備え、前記表示データ生成回路は、画像データ生成部６によって生成された画像データを読み出し、所定の表示フォーマットに変換して表示データを生成する。そして、前記変換回路は、この表示データに対しＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行ない、得られた映像信号をモニタに表示する。又、投影データモニタリング部５における体動指数ΔＣｘと閾値βとの比較結果に基づいてシステム制御部１１が供給する警告信号を表示する。
【００５４】
次に、天板８は、図示しない寝台の上面にスライド可能に取り付けられ、被検体１５０を載置した状態でその体軸方向に所定距離移動させ、データ検出部１を診断部位に設定する。又、天板／ガントリ移動機構部９は、システム制御部１１から供給される制御信号に従い、天板８あるいはデータ検出部１を備えたガントリを所望の方向あるいは位置に移動させてデータ検出部１を診断部位に設定する。
【００５５】
この天板８あるいはデータ検出部１を所定の間隔で移動させながら画像データを生成することによって被検体１５０の広範囲な診断領域に対する検査を短時間で行なうことが可能となる。尚、以下では、データ検出部１を移動させることによって広範囲な画像データを収集する場合について述べるが、天板８を移動させてもよい。
【００５６】
図５に、被検体１５０の体軸方向（ｚ）におけるデータ検出部１の移動方法を示す。上述のモニタリングデータ及び投影データの生成では、体軸方向に垂直な１つの平面内に配列されたリング状の検出器モジュール１２を用い１断面分の投影データを生成する場合について述べたが、図２において既に述べたようにデータ検出部１に設けられた検出器モジュール１２−１乃至１２−Ｎｍは、体軸方向に対してもＮａ２個のシンチレータ１２１とＮｂ２個の光電子増倍管１２２を備えている。このため、体軸方向に垂直な複数枚の２次元画像データあるいは３次元的な画像データ（ボリュームデータ）の生成を可能とするモニタリングデータや投影データの生成を短時間で行なうことができる。
【００５７】
即ち、図５において検出器モジュール１２の中心が体軸方向のｚ＝Ｚｃ１に初期設定された場合、ｚ＝Ｚｃ１を中心にΔＺｘの範囲（図２におけるシンチレータ１２１及び光電子増倍管１２２の配列範囲）におけるモニタリングデータ及び投影データの生成が略同時に行なわれる。
【００５８】
又、この場合、検出器モジュール１２によって検出される１対のγ線は、体軸方向に垂直な面内に限定されず、傾斜した面内における検出も可能なため３次元投影データを生成することも可能となる。
【００５９】
次いで、天板／ガントリ移動機構部９は、検出器モジュール１２の中心を予め設定された移動間隔ΔＺでｚ＝Ｚｃ２乃至ＺｃＭに順次移動させ、これらの位置を中心とした範囲ΔＺｘにおいてモニタリングデータ及び投影データの生成を行なう。このようにして被検体１５０に対しデータ検出部１を体軸方向に移動することにより広範囲な診断部位における画像データを連続的に生成することが可能となる。但し、体軸方向における画像データの欠落を防止するために、移動間隔ΔＺは通常ΔＺ＜ΔＺｘに設定される。
【００６０】
一方、入力部１０は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウス等の入力デバイスや表示パネルあるいは各種スイッチを備えたインタラクティブなインターフェースであり、被検体情報の入力、データ収集時間τｘ、モニタリングデータ収集時間τｆ、データ検出部１の体軸方向移動範囲等の投影データ生成条件の設定、被検体１５０に対するデータ検出部１の初期位置（ｚ＝Ｚｃ１）の設定、投影データ生成の開始あるいはやり直しを行なうためのコマンド信号の入力等を行なう。
【００６１】
そして、システム制御部１１は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、入力部１０から供給された入力情報や設定情報を前記記憶回路に一旦保存した後、これらの情報に基づいて上述の各ユニットを統括的に制御し、画像データの生成と表示を行なう。又、投影データモニタリング部５によって算出された体動指数ΔＣｘが閾値βを越えた場合、表示部７に対して警告信号を供給する。
【００６２】
（画像データの生成手順）
次に、本実施例における画像データの生成手順につき図６のフローチャートを用いて説明する。
【００６３】
画像データの生成に先立って、操作者は、被検体１５０に対し１１Ｃ、１３Ｎ，１５Ｏ，１８Ｆ等の陽電子（ポジトロン）放出核種で標識された化合物を放射性同位元素（ＲＩ）として投与し（図６のステップＳ１）。投与から所定時間が経過したならば被検体１５０を寝台に設けられた天板８に載置する（図６のステップＳ２）。
【００６４】
次いで、操作者は、入力部１０において被検体情報の入力、モニタリング時間τｆ、データ収集時間τｘ、データ検出部１の体軸方向移動範囲等の投影データ生成条件の設定を行なった後、体軸方向におけるデータ検出部１の中心を被検体１５０の最初の診断位置（図４のｚ＝Ｚｃ１）に設定する（図６のステップＳ３）。そして、入力部１０にて入力あるいは設定された情報は、システム制御部１１の記憶回路に保存される。
【００６５】
上述の初期設定が終了したならば、操作者は、入力部１０にて投影データの生成開始コマンドを入力し（図６のステップＳ４）、このコマンド信号がシステム制御部１１に供給されることによりｚ＝Ｚｃ１における投影データの生成が開始される。
【００６６】
即ち、被検体１５０の周囲に配設されたデータ検出部１の検出器モジュール１２−１乃至１２−Ｎｍの各々は、被検体１５０の体内に投与された放射性同位元素から逐次放射される１対のγ線を検出してＮｂ３チャンネルの電気信号（検出信号）に変換し、データ処理部２のデータ処理ユニット２１−１乃至１２−Ｎｍにおける信号合成部２２及び検出位置算出部２６に供給する。
【００６７】
信号合成部２２は、検出器モジュール１２−１乃至１２−Ｎｍから供給されたＮｂ３チャンネルの検出信号を加算合成し、合成後の検出信号を波高弁別部２３及び波形整形部２４に供給する。そして、波高弁別部２３は、供給された検出信号と予め設定された閾値αとの比較を行なってノイズとの弁別を行ない、波形整形部２４は、前記検出信号を矩形波に整形する。
【００６８】
次に、検出時刻設定部２５は、波形整形部２４から供給された矩形波のフロントエッジのタイミングに基づいてデータ検出部１におけるγ線検出時刻を計測し、更に、波高弁別部２３においてノイズとの弁別が行なわれた検出信号に対し前記γ線検出時刻の情報を付加する。
【００６９】
一方、検出器モジュール１２−１乃至１２−ＮｍからＮｂ３チャンネルの検出信号を受信した検出位置算出部２６は、図３に示した方法によってデータ検出部１におけるγ線検出位置を算出する。又、検出位置設定部２７は、検出位置算出部２６から供給されたγ線検出位置の情報を検出時刻設定部２５から出力された検出信号に付加し、γ線検出時刻とγ線検出位置の情報を有した検出信号を入射方向算出部３に供給する。
【００７０】
検出器モジュール１２−１乃至１２−Ｎｍの各々に対応したデータ処理ユニット２１−１乃至２１−Ｎｍより上述の検出信号が供給された入射方向算出部３は、これらの検出信号の付帯情報であるγ線検出時刻の情報に基づき所定の同時検出時間τ０の間の検出信号を抽出し、これらの検出信号に付加されているγ線検出位置の情報に基づいてγ線入射方向を算出する。
【００７１】
次いで、投影データ生成部４は、所定のモニタリング時間τｆ（τ０≪τｆ）を有した第１のモニタリング期間[Ｔ１−Ｔ２]（Ｔ２−Ｔ１＝τｆ）を設定し、この第１のモニタリング期間において入射方向算出部３を介し逐次供給される検出信号のカウント値を、これらの検出信号の付帯情報であるγ線検出位置及びγ線入射方向に対応させて自己の記憶回路に保存し第１のモニタリングデータを生成する（（図６のステップＳ５）。
【００７２】
第１のモニタリングデータの生成が終了したならば、第１のモニタリング期間に後続する第２のモニタリング期間［Ｔ２−Ｔ３］（Ｔ３−Ｔ２＝τｆ）においても上述と同様の手順によって第２のモニタリングデータを生成する。
【００７３】
次に、投影データモニタリング部５は、第１のモニタリングデータと第２のモニタリングデータにおけるカウント値を、例えば式（４）に代入して被検体の体動の影響を示す体動指数ΔＣｘを算出する（図６のステップＳ６）。
【００７４】
そして、得られた体動指数ΔＣｘが予め設定された閾値βを超えた場合にはその比較結果をシステム制御部１１に供給し、システム制御部１１は、前記比較結果に基づいて警告信号を生成し表示部７に表示する（図６のステップＳ７）。
【００７５】
この警告信号を観察した操作者は、投影データの生成をやり直すか否かを判断し、やり直す場合には入力部１０にて投影データの生成やり直しコマンドを入力する（図６のステップＳ８）。そして、このコマンド信号を受信したシステム制御部１１は、核医学イメージング装置１００の各ユニットを制御して、第１のモニタリング期間［Ｔ１−Ｔ２］以降のモニタリングデータの生成を再度行なう。
【００７６】
一方、操作者による投影データの生成やり直しコマンドが入力されない場合、あるいは、図６のステップＳ６において算出された体動指数ΔＣｘが閾値βより小さい場合には、前記第２のモニタリングデータの生成に引き続いて第３のモニタリング期間［Ｔ３−Ｔ４］における第３のモニタリングデータの生成を行なう。そして、第３のモニタリングデータのカウント値と前記第２のモニタリングデータのカウント値に基づいて算出された体動指数ΔＣｘと閾値βとが比較され、この比較結果に基づいて警告信号の表示が行なわれる（図６のステップＳ５乃至Ｓ７）。
【００７７】
このような手順を所定の第Nのモニタリング期間［ＴN−Ｔ（N＋１）］におけるモニタリングデータの生成まで繰り返し、その途中で上述の理由により投影データの生成やり直しコマンドが操作者によって入力された場合には第１のモニタリング期間［Ｔ１−Ｔ２］に戻ってモニタリングデータの生成を再度行なう（図６のステップＳ５乃至Ｓ８）。
【００７８】
一方、生成やり直しコマンドの入力が無いまま第１のモニタリングデータ乃至第Nのモニタリングデータの生成が完了したならば、投影データ生成部４は、これらのモニタリングデータを合成して投影データを生成し画像データ生成部６に供給する。この場合、データ収集時間τｘ（τｘ＝Nτｆ）にて生成された投影データと等価な投影データが生成される。
【００７９】
そして、画像データ生成部６は、前記投影データに対して再構成処理を行なって画像データを生成し表示部７に表示する（図６のステップＳ９）。
【００８０】
尚、図２に示したように体軸方向において複数のシンチレータ１２１及び光電子増倍管１２２が配列された場合には、ｚ＝Ｚｃ１の近傍において体軸に垂直な複数の画像データを生成することも可能である。
【００８１】
図７は、第１乃至第Ｎのモニタリングデータが生成される第１のモニタリング期間［Ｔ１−Ｔ２］、第２のモニタリング期間［Ｔ２−Ｔ３］、・・・、第Ｎのモニタリング期間［ＴＮ−Ｔ（Ｎ＋１）］を示したものであり、各々のモニタリング期間の大きさは初期設定されたモニタリング時間τｆによって決定される。そして、これらのモニタリング期間において、同時検出時間τ０を有する複数の計測期間が略連続的に設定され、これらの計測期間の各々において同一のポシトロン核種から放出される１対のγ線に起因する検出信号が抽出される。
【００８２】
尚、上述の同時検出時間τ０、モニタリング時間τｆ及びデータ収集時間τｘの典型的な値は夫々５ｎ秒乃至１０ｎ秒、２秒、及び２分であり、１つの投影データが生成される間に約６０のモニタリングデータの生成を行なうことができる。
【００８３】
そして、上述の手順によってｚ＝Ｚｃ１における画像データの生成と表示が終了したならば、データ検出部１を体軸方向に所定間隔ΔＺで移動させることによりｚ＝Ｚｃ２乃至ＺｃＭにおける画像データの生成と表示が行なわれる。但し、データ検出部１の移動ステップ数Ｍは通常約１０である。
【００８４】
以上述べた本発明の実施例によれば、放射性同位元素を投与した被検体から放射されるγ線のカウント値に基づいて投影データを生成する際、所定時間内に計測された前記カウント値の変化をモニタリングすることにより被検体の体動を検知することができ、許容できない体動が発生した場合には投影データの生成を早期にやり直すことが可能となる。このため、検査効率が向上すると共に被検体や操作者の負担が軽減される。
【００８５】
特に、半減期の比較的短い放射性同位元素を投与した被検体において許容できない体動が発生した場合でも、投影データの生成やり直しに要する時間が短縮されるため再投与に伴なう被曝量の増大の可能性が低減する。
【００８６】
又、本実施例では上述の投影データの生成期間内に連続したモニタリング期間を複数設定し、隣接したモニタリング期間において生成されたモニタリングデータのカウント値を逐次比較することにより被検体の体動の影響を適時に検知することができる。
【００８７】
更に、本実施例によれば、隣接したモニタリング期間から得られたモニタリングデータのカウント値に基づいて算出した体動指数により被検体の体動の影響を定量化しているため、操作者は投影データの生成やり直しに対する判断を過去の経験に依存することなく客観的かつ正確に行なうことが可能となる。
【００８８】
又、画像データの生成を目的とした再構成処理に用いる投影データは、複数のモニタリング期間において生成されたモニタリングデータを合成して生成することができるため、投影データを効率よく生成することができる。
【００８９】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上述の実施例に限定されるものでは無く、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例における式（４）では、体軸方向に垂直な１つあるいは複数の画像データを生成する際の体動指数ΔＣｘの算出について示したが、３次元的なボリュームデータを生成する際の体動指数ΔＣｘは次式（５）によって算出することができる。但し図８に示すように、Ｚｎ１及びＺｎ２は１対のγ線が検出される検出器モジュール１２−ａ及び１２−ｂのｚ座標を示しており、Ｚｎ１≠Ｚｎ２は、これらの検出器モジュール１２−ａ及び１２−ｂが体軸に垂直な同一平面上に存在していないことを意味する。
【数５】
2007107995.tif 000007
【００９０】
一方、上述の実施例では、被検体１５０の広範囲な診断領域に対して画像データを生成する際、データ検出部１をガントリと共に体軸方向に移動する場合について述べたが、データ検出部１の替わりに被検体１５０を載置した天板８を逆方向に移動させてもよい。
【００９１】
又、体動指数ΔＣｘが閾値βを超えた場合、表示部７に表示される警告信号を観察した操作者が入力するコマンド信号に基づいて投影データの生成やり直しが行なわれる場合について述べたが、投影データの生成やり直しを、体動指数ΔＣｘと閾値βとの比較結果に基づいて自動的に行なってもよい。又、上記投影データのやり直しは、常にｚ＝Ｚｃ１から行なう場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、許容できない体動が発生した位置でのみ行なってもよい。
【００９２】
更に、警告信号の表示は表示部７のモニタに限定されるものではなく、入力部１０の表示パネルであってもよく、別途設けられた音声出力部からの音声によって操作者に報知してもよい。
【００９３】
又、閾値α、閾値β、同時検出時間τ０及びデータ検出部１の体軸方向移動間隔ΔＺは、所定ユニットが備えた記憶回路にて予め保管されている場合について述べたが、データ収集時間τｘやモニタリング時間τｆ等と同様に入力部１０にて初期設定してもよい。
【００９４】
一方、投影データの再構成処理による画像データの生成は、ｚ＝Ｚｃ１乃至ＺｃＭの各位置における全ての投影データの生成が終了した時点で纏めて行なってもよいが、上記各位置における投影データが生成され次第行なってもよい。又、式（４）及び式（５）では範囲ΔＺｘにおいて得られた投影データの全てを用いて体動指数ΔＣｘを算出したが、体軸方向に垂直な１つあるいは複数の断面における任意の投影データを用いて算出してもよい。
【００９５】
一方、γ線検出位置やγ線入射方向の算出は、検出モジュール１２において短冊状に配設されたシンチレータ１２１の各々に対して行なうことが望ましいが、グルーピングされたシンチレータ１２１に対して行なってもよい。
【００９６】
更に、体動指数ΔＣｘを算出する際のモニタリング期間は厳密に隣接している必要は無く、例えば、モニタリング期間［Ｔ１−Ｔ２］とモニタリング期間［Ｔ３−Ｔ４］（Ｔ２≠Ｔ３）において得られた投影データの比較であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施例における核医学イメージング装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例における検出器モジュールの構成を説明するための図。
【図３】同実施例のデータ処理部における信号合成部及び検出位置算出部の機能を説明するための図。
【図４】同実施例における体動指数の算出方法を説明するための図。
【図５】同実施例におけるデータ検出部の被検体体軸方向への移動を示す図。
【図６】本発明の実施例における画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図７】同実施例における第１乃至第Ｎのモニタリング期間とこれらのモニタリング期間の各々において設定された複数の同時検出時間を示す図。
【図８】同実施例における体動指数算出方法の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００９８】
１…データ検出部
２…データ処理部
３…入射方向算出部
４…投影データ生成部
５…投影データモニタリング部
６…画像データ生成部
７…表示部
８…天板
９…天板・ガントリ移動機構部
１０…入力部
１１…システム制御部
１２…検出器モジュール
２１…データ処理ユニット
２２…信号合成部
２３…波高弁別部
２４…波形整形部
２５…検出時刻設定部
２６…検出位置算出部
２７…検出位置設定部
１００…核医学イメージング装置
１２１…シンチレータ
１２２…光電子増倍管
１２３…ライトガイド
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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