(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に注入した放射性同位元素から放射されるガンマ線を検出する検出手段を有し、前記ガンマ線を同時計数し、該ガンマ線同時計数から前記被検体の断層像を再構成して表示するポジトロン断層撮像装置において、
計測領域内のガンマ線数の内、前記被検体が存在しない外側領域のガンマ線数を用いて前記被検体の存在する内側領域の散乱ガンマ線数を推定し散乱線を補正する散乱補正手段を有し、前記散乱補正手段は、横軸に前記検出手段の一端側からの距離、縦軸に同時計測した検出手段対がなす角度として前記ガンマ線数を再配列したサイノグラムを生成するサイノグラム生成手段と、前記角度毎に横軸を前記距離、縦軸を前記検出手段のスライス方向とするプラナー画像を生成するプラナー画像生成手段を備え、前記プラナー画像上で指定された前記内側領域と前記外側領域との境界位置に基づいて前記散乱線の補正を行うことを特徴とするポジトロン断層撮像装置。
【請求項２】
前記プラナー画像上に前記境界位置に直線のマーカを表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のポジトロン断層撮像装置。
【請求項３】
前記二次元的投影像の投影位置を指定する指定手段を備えることを特徴とする請求項１記載のポジトロン断層撮像装置。
【請求項４】
前記二次元的投影像は、前記被検体の体軸位置あるいは前記検出手段の中心軸を基準として表示させることを特徴とする請求項１記載のポジトロン断層撮像装置。
【請求項５】
前記プラナー画像を、前記角度毎に切り替えるスライダーを備えたことを特徴とする請求項１記載のポジトロン断層撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポジトロン断層撮像装置に関し、特に、散乱線補正のための領域設定に好適な表示形態に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のポジトロン断層撮像装置は、被検体内に注入したポジトロン核種を含有する放射性同位元素が放射した消滅ガンマ線（以下、「ガンマ線」と記す）を検出するために、被検体を取り巻くように検出器を円環状配列した検出器群（リング検出器）と、該検出器で検出された２つの信号入力が所定の分解能よりも短い時間間隔で入力されたものであるか否かを監視する同時計数手段と、該同時計数手段によって所定の分解能よりも短い時間間隔で入力された、すなわち同時計数であると判定されたされた信号入力のみを計数（収集）する収集手段と、発生したガンマ線対の少なくとも一方の消滅ガンマ線が被検体内で散乱された後に、方向の一致しない検出器に入射してしまうことによる散乱同時計数を補正する散乱補正手段と、被検体によるガンマ線の吸収に伴う計測濃度の低下を補正する吸収補正手段と、同時計数と判定された同時計数事象をそのまま対向する検出器間を結ぶ直線像として順次バックプロジェクション処理（再構成演算）し断層像を再構成する再構成手段と、該再構成像を表示させる表示手段とから構成されていた。ただし、この再構成手段では、断層像に生じるボケを低減させるために、適当なフィルタ関数を用いた重畳積分を行う等の再構成演算を行っていた。ただし、このときの同時計数事象は、収集手段に接続される格納手段に各スライス毎の計数値を計数データとして格納されていた。
【０００３】
このとき、従来の散乱線補正では、検者の散乱補正指示あるいは断層像の表示指示に基づいて、まず、再構成手段が散乱線補正前の計数データを読み出し、該計数データを検出器群の撮像領域の一端側からの距離ｔと回転角θとに配列したサイノグラムから再構成演算によって断層像を再構成し、表示手段に表示させる。次に、被検体が存在する領域である内側領域とその外側部分である外側領域との境界位置を特定するために、検者が各スライスごとの断層像の内で最も被検体領域が大きくなる断層像に基づいて、一方の側の外側領域（Ｌｏｗｅｒ  Ｂｏｕｎｄａｒｙ）と、他方の側の外側領域（Ｕｐｐｅｒ  Ｂｏｕｎｄａｒｙ）とを特定するための境界位置を指定し入力する。次に、散乱補正手段が２つの境界位置情報に基づいて、サイノグラムの回転角θ毎に、外側領域の計数値から最小自乗法等によって、内側領域における散乱線等に伴う同時計数値を推定した後に、その分を減算し、散乱線補正を行っていた。次に、再度、再構成手段が散乱線補正後のサイノグラムから断層像を再構成していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
従来のポジトロン断層撮像装置では、前述するように、検者が内側領域と外側領域とを特定する断層像を再構成するための再構成演算と、散乱線補正後のサイノグラムから断層像を再構成するための再構成演算とが必要であった。
【０００５】
すなわち、従来のポジトロン断層撮像装置では、散乱線補正を含む周知の補正処理後の断層像を得るためには、一般的にその演算量が多く処理に多大な時間を要する再構成演算を２度行う必要があり、散乱線補正後の断層像の再構成に至るまでに多くの時間を要するという問題があった。
【０００６】
また、従来の散乱線補正に伴う境界の領域指定では、前述するように、各スライスごとに断層像を１枚づつ表示させ、検者が選択した画像に基づいて、境界位置を指定する、あるいは、表示領域内に同時に複数枚の断層像を縮小表示させ、検者が選択した画像を１枚の断層像として拡大表示させた後に、表示された断層像に基づいて検者が境界位置を指定する必要があり、操作性が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、断層像の表示に要する時間を短縮することが可能なポジトロン断層撮像装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、散乱線補正に伴う領域指定の操作性を向上させることが可能なポジトロン断層撮像装置を提供することにある。
【０００９】
本発明のその他の目的は、検者の診断効率を向上することが可能なポジトロン断層撮像装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１２】
（１）被検体に注入した放射性同位元素から放射されるガンマ線を検出する検出手段を有し、前記ガンマ線を同時計数し、該ガンマ線同時計数から前記被検体の断層像を再構成して表示するポジトロン断層撮像装置において、計測領域内のガンマ線数の内、前記被検体が存在しない領域のガンマ線数から前記被検体の存在する領域の散乱ガンマ線数を計測し散乱線を補正する散乱補正手段を有し、前記散乱補正手段は、同時計数されたガンマ線数から形成した二次元的投影像と共に、前記内側領域と外側領域との境界位置を指定させるマーカを同一表示領域に表示させた。
【００１３】
（２）前述した（１）に記載のポジトロン断層撮像装置において、前記投影手段は、前記二次元的投影像の投影位置を指定する指定手段を具備する。
【００１４】
（３）前述した（２）に記載のポジトロン断層撮像装置において、前記二次元的投影像は、前記被検体の体軸位置あるいは前記ガンマ線の検出手段の中心軸を基準として表示させることを特徴とするポジトロン断層撮像装置。
【００１５】
前述した（１）〜（３）の手段によれば、同時計数されたガンマ線数から形成した二次元的投影像と共に、内側領域と外側領域との境界位置を指定させるマーカを同一表示領域に表示させることによって、他の補正処理に比較して多くの時間あるいは処理能力を必要とするガンマ線数から断層像を再構成する再構成演算を行うことなく境界位置の指定を行うことができるので、散乱補正に要する時間を短縮することができる。すなわち、散乱線補正を含む各種の補正後のガンマ線数に基づいた断層像を得るまでに要する時間を短縮させることができる。
したがって、検者の診断効率を向上することができる。
【００１６】
このとき、二次元的投影像の回転角すなわち投影方向を指定する指定手段を設けると共に、その表示位置を被検体の体軸位置あるいは前記ガンマ線の検出手段の中心軸を基準とさせることによって、内側領域が最も広い二次元的投影像を容易に選択（表示）することができるので、散乱線補正に伴う領域指定の操作性を向上させることができる。
したがって、検者の診断効率をさらに向上することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、発明の実施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明する。
なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
《全体構成》
図１は本発明の一実施の形態のポジトロン断層撮像装置の概略構成を示すブロック図であり、１０１は検出器群（検出手段）、１０２は検出器信号出力手段、１０３は同時計数手段、１０４は収集手段、１０５は散乱補正手段、１０６は吸収補正手段、１０７は再構成手段、１０８は表示手段、１０９は寝台、１１０はインターフェース、１１１は操作卓を示す。なお、本実施の形態においては、ポジトロン断層撮影に関する部分の構成については、従来のポジトロン断層撮像装置と同じ構成となるので、本実施の形態において、従来のポジトロン断層撮像装置とその構成が異なる散乱線補正に関係する部分についてのみ説明する。
【００１９】
図１において、検出器群１０１は、たとえば、ポジトロンの消滅に伴って発生する一対の消滅ガンマ線（以下、単に「ガンマ線」と記す）の検出器を円環状に配列したリング検出器を複数列配列した周知の検出器群であり、その出力は検出器信号出力手段１０２に接続される。
【００２０】
検出器信号出力手段１０２は、検出器を所定個数のグループに分割し各検出器からの出力をこのグループ毎に増幅および検出器アドレスの特定を行う周知の検出器信号出力手段であり、その出力は同時計数手段１０３に出力される。
【００２１】
同時計数手段１０３は、検出器信号出力手段１０２で分割されたグループ毎に各グループで検出されたガンマ線の内で、所定の時間内にガンマ線を検出したグループがある場合に、各グループ内の検出器に対応するアドレス値（検出器番号）を同時計数事象として、収集手段１０４に順次出力する周知の同時計数手段である。
【００２２】
収集手段１０４は、同時計数手段１０３から入力されたアドレス値に基づいて、アドレスごと（検出器の組み合わせ毎）の同時計数の発生回数を計数（カウント）していき、ガンマ線検出の終了時にその各アドレス毎の計数値を計数データとして、磁気ディスク装置や光磁気ディスク装置等の図示しない格納手段に格納する周知の収集手段である。
【００２３】
散乱補正手段１０５は、検者の散乱線補正指示あるいは断層像の再構成指示に基づいて、格納手段から読み出した計数データからサイノグラム（Ｓｉｎｏｇｒａｍ）と称される、検出器群１０１の検出領域の一端側からの距離ｔを横軸、検出された検出器対の角度θを縦軸とするデータ列に再配列した後に、各投影角θ毎に、前記距離ｔを横軸とし検出器のスライス方向（被検体の体軸）を縦軸とするデータ列（投影データ列）に再度変換しプラナー画像（二次元的投影像）として表示手段１０８に表示させ、このプラナー画像に基づいて検者が指定した境界位置に基づいて、計数データに含まれる散乱線線分を補正（除去）する手段であり、その詳細については後述する。
【００２４】
吸収補正手段１０６は、散乱線補正後のサイノグラムに対して、被検体によるガンマ線の吸収に伴う計測濃度すなわち同時計数値の低下を補正する周知の吸収補正手段である。
【００２５】
再構成手段１０７は、吸収補正後のサイノグラムから周知のバックプロジェクション演算（再構成演算）によって断層像を再構成する周知の再構成手段であり、再構成後の断層像を周知の表示手段１０８に出力し、表示させる。
【００２６】
寝台１０９は、たとえば、テーブル片持支持方式の周知の寝台であり、本実施の形態においては、検者が操作卓１１１から入力した移動指示に基づいて、寝台１０９の寝台テーブルを被検体の体軸方向に移動させる水平移動機構を有する。
【００２７】
インターフェース手段１１０は、操作卓１１１から検者が入力した移動指示に基づいて、水平移動機構を制御する周知のインターフェースである。
【００２８】
また、本実施の形態のポジトロン断層撮像装置は、図示しない磁気ディスク装置あるいは光ディスク装置等からなる格納手段に収集手段１０４が格納する計数データと共に、断層像及び撮像日時並びに撮像条件を格納する。
【００２９】
次に、図１に基づいて、本実施の形態のポジトロン断層撮像装置の動作を説明すると、図示しない被検体内から対向する方向に放射されたガンマ線は、検出器群１０１の検出器で検出され、その検出器から検出信号が検出器信号出力手段１０２に出力される。検出器信号出力手段１０２は、検出信号をグループ毎に増幅すると共に、その検出器のアドレス（検出器アドレス）を特定する。このとき、同時計数手段１０３は、検出器信号出力手段１０２から入力される他の検出信号の内で、所定の時間内にガンマ線を検出した検出器のアドレスを特定し、この２つの検出器が同一の陽電子（ポジトロン）の消滅で発生したガンマ線対を検出した検出器対として特定し、その検出器対の検出器アドレスを収集手段１０４に出力することによって、収集手段１０４が検出器対毎に同時計数の発生回数をカウントし、その結果を格納手段に格納する。
【００３０】
次に、検者が断層像の表示を指示したならば、散乱補正手段１０５が計数データに含まれる散乱線成分の補正を行い、吸収補正手段１０６が散乱線補正後の計数データに対して計測濃度補正を行った後に、再構成手段がバックプロジェクション演算によって断層像を再構成し、表示手段１０８に断層像を表示させる。
【００３１】
《散乱補正手段の構成》
図２は本実施の形態の散乱補正手段の概略構成を説明するための図であり、２０１は画像形成手段、２０２は投影角移動手段、２０３はマーカ表示手段、２０４は境界設定手段、２０５は推定手段、２０６は減算手段を示す。
【００３２】
図２において、画像形成手段２０１は、操作卓１１０から入力された検者の散乱線補正指示あるいは断層像の再構成指示に基づいて、図示しない格納手段に格納される計数データを再配列しサイノグラムを生成した後に、このサイノグラムから投影角θ毎に検出器群１０１の検出領域の一端側からの距離ｔを横軸、各スライス方向を縦軸とする投影データ列を生成する手段であり、たとえば、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現可能である。また画像形成手段２０１は、各回転各毎に投影データ列上の計数値（計数値の分布）を輝度データに変換し表示手段１０８に出力し、プラナー画像として表示させる。ただし、表示手段１０８に表示されるプラナー画像の投影角θは、投影角移動手段２０２に指示される投影角θの画像となる。
【００３３】
投影角移動手段２０２は、操作卓１１１から検者が入力した回転指示に基づいて、プラナー画像の投影角すなわち回転角θを制御し被検体の周囲３６０度のプラナー画像を順次表示させる手段である。ただし、検者が指定した回転角θに対応するプラナー画像の表示は、現在表示されているプラナー画像から指定されたプラナー画像に至るまでの全ての回転角θの画像を順次表示させる形式とするか、指定された回転角θのプラナー画像を直接表示させるかは、画像表示に要する時間等によって順次選択可能とすることによって、境界位置の指定に要する時間を短縮することが出来る。
【００３４】
マーカ表示手段２０３は、表示装置１０８に表示されるプラナー画像の表示領域内に所定形状のマーカを表示させる手段であり、操作卓１１１からの指示に基づいてマーカの表示位置が移動可能である。
【００３５】
境界設定手段２０４は、操作卓１１１から検者が入力した境界位置の決定指示に基づいて、プラナー画像上におけるマーカ位置を被検体と該被検体以外の部分である非被検体との境界位置として特定する手段であり、このとき横軸（距離ｔ）の値を推定手段２０５に出力する。
【００３６】
推定手段２０５は、境界設定手段２０４からの境界位置（境界位置情報）に基づいて、サイノグラムの各スライス毎に、境界位置の外側領域すなわち被検体の存在しない領域内の計測値から散乱線等に伴う信号成分のフィッティングすなわち信号成分の形状を、たとえば、周知の最小自乗法等によって推定する手段である。
【００３７】
減算手段２０６は、サイノグラムの各スライス毎に、推定手段２０５が推定した散乱線成分を減算し、減算後のデータを散乱補正後のサイノグラムとする手段である。
【００３８】
次に、図３に本実施の形態の散乱補正手段の動作を説明するための動作フローを示し、以下、図３に基づいて、図２に示す本実施の形態の散乱補正手段１０５の動作を説明する。
【００３９】
本フローの開始は、検者が操作卓１１１から入力した散乱線補正あるいは断層像の表示指示であり、まず、画像形成手段２０１は図示しない格納手段から計数データを読み込み、この計数データを再配列してサイノグラムを生成する（ステップ３０１）。
【００４０】
次に、画像生成手段２０１はサイノグラムからプラナー画像を生成し、該プラナー画像を表示手段１０８に表示させる（ステップ３０２）。ただし、このときのプラナー画像の表示位置は、被検体の体軸あるいは検出器群１０１の検出領域がプラナー画像の表示領域に対して固定されている。
【００４１】
次に、マーカ表示手段２０３が検者に境界位置を特定させるためのマーカを、プラナー画像と同じ表示領域内に表示させる（ステップ３０３）。このときの、表示画像を示したのが図４であり、この図４に示すように、プラナー画像の両側にたとえば直線のマーカ４０１を表示させ、検者が各マーカ位置を移動させることによって、境界部分であると判断できる位置に境界位置を設定する。また、本実施の形態では、図４に示す表示画像の下部に、表示されるプラナー画像の回転角θ（投影角）を指示するための周知のスライダ４０２を配する表示構成とする。
【００４２】
次に、検者はスライダ４０２を左右に移動させるすなわち投影角表示手段２０２が、操作卓１１１から入力された検者の指示に基づいた回転角θのプラナー画像を表示させることによって、回転角θ毎に表示されるプラナー画像から内側領域が最も外側となる、すなわち、内側領域が最も大きくなる位置を容易に特定することが可能となる。そこで、検者が境界部分であると判断した場合に、たとえば、操作卓１１１に設けた決定ボタン等を押し下げる、あるいは、画面上に表示される決定ボタンを周知のポインティングデバイスで選択することによって、境界設定手段２０４がマーカ位置の座標値をプラナー画像上での距離データに変換し、境界位置として取り込む。次に、推定手段２０５が、サイノグラムの各回転角θ毎のデータに対して、図５に示すように、境界位置の外側すなわち外側領域５０１，５０２における距離ｔと計数値との関係から最小自乗法等によって、内側領域を含む検出領域内のすべての領域における散乱線成分（斜線で示す領域）を示す式５０３を推定する（ステップ３０４）。
【００４３】
次に、減算手段２０６が回転各毎に計数値から推定値を減算し、その結果を散乱線補正後の計数データすなわちサイノグラムとして、後段の吸収補正手段１０６に出力する（ステップ３０５）。
【００４４】
図６は画像再構成を行うときのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）の一例を示した図であり、この画面から画像再構成の処理過程が実行される。ここでは、再構成に関連する諸項目のうち、従来と構成が異なる散乱線補正選択にかかわる部分についてのみ説明する。
【００４５】
図６において、散乱線補正を実行する場合には「ｓｃａｔｔｅｒ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ（散乱線補正）」と記された項目６０１において、「ｙｅｓ」と記されたボタン６０２を選択し、実行しない場合には「ｎｏ］と記されたボタン６０３を選択する。すなわち、検者が散乱線補正の項目６０１で「ｙｅｓ］と記されたボタン６０２を選択した場合には、プラナー画像上に設定された散乱線補正領域にしたがって、前述した手順で散乱線の補正がなされる。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態のポジトロン断層撮像装置では、画像形成手段２０１が形成した各回転角θ毎のプラナー画像を、たとえば、検者の指示に基づいて、被検体の体軸あるいは検出器群１０１の中心軸を基準として、任意の回転角θのプラナー画像が順次表示できるように構成することによって、境界位置の決定に伴う断層像の再構成を回避させることができるので、補正後の断層像の表示に要する時間を短縮することができる。
【００４７】
また、本実施の形態のポジトロン断層撮像装置では、境界位置の決定に際して、回転角θを順次指定することによって、被検体の体軸あるいは検出器群１０１の中心軸を基準にして、指定された方向からのプラナー像をその表示値が変動することなく表示させることができるので、被検体領域が最も大きいプラナー画像を容易に選択することができるので、散乱線補正に伴う領域指定の操作性を向上させることができる。したがって、検者の診断効率を向上することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態においては、プラナー画像を表示手段１０８に表示させ、このプラナー画像に基づいて検者が境界位置を決定する構成としたが、これに限定されることはなく、たとえば、図５に示す距離ｔの増加に対する計数値の増減を調べ、該計数値の増加率（あるいは、減少率）が急激に変化する距離ｔを境界位置として自動的設定させることもできることはいうまでもない。
【００４９】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００５０】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【００５１】
（１）断層像の表示に要する時間を短縮することができる。
（２）散乱線補正に伴う領域指定の操作性を向上させることができる。
（３）検者の診断効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のポジトロン断層撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態の散乱補正手段の概略構成を説明するための図である。
【図３】本実施の形態の散乱補正手段の動作を説明するための動作フローである。
【図４】本実施の形態の散乱補正手段の表示の一例を示した図である。
【図５】本実施の形態の散乱補正手段における補正処理動作を説明するための図である。
【図６】本実施の形態において画像再構成を行うときのグラフィカルユーザインタフェースの一例を示した図である。
【符号の説明】
１０１  検出器群（検出手段）
１０２  検出器信号出力手段
１０３  同時計数手段
１０４  収集手段
１０５  散乱補正手段
１０６  吸収補正手段
１０７  再構成手段
１０８  表示手段
１０９  寝台
１１０  インターフェース
１１１  操作卓
２０１  画像形成手段
２０２  投影角移動手段
２０３  マーカ表示手段
２０４  境界設定手段
２０５  推定手段
２０６  減算手段
【図１】
0004318773.tif 000002
【図２】
0004318773.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004318773.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004318773.tif 000007