JPH1138144A - エミッションｃｔシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、空間分解能の影響による組織
間の空間的なクロストークを高精度で補正することがで
きるエミッションＣＴシステムを提供することである。 【解決手段】本発明は、被検体に投与されたＲＩから放
射されるガンマ線を多方向から計数し、得られた計数値
からＲＩの断層分布を再構成するエミッションＣＴシス
テムにおいて、断層分布の空間分解能と、ＲＩが集積す
る第１組織と第２組織との間の距離と、第１の組織の輪
郭から空間分解能の距離以上内側に入ったＲＩ数とに基
づいて、第１組織から第２組織へのクロストーク量を推
定し、このクロストーク量により断層分布を画像補正プ
ロセッサ５で補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体に投与され
た放射性同位元素( 以下、“ＲＩ”と略す) から放射さ
れるガンマ線を多方向から計数し、この計数値に基づい
てＲＩの断層分布を再構成するエミッションＣＴ(emiss
ion computed tomography)システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】エミッションＣＴシステムは、ＲＩの崩
壊時に１個のフォトンを放出するシングルフォトン核種
を用いて断層イメージングを行うシングルフォトンＥＣ
Ｔ（ＳＰＥＣＴ）と、陽電子の消滅時にペアのフォトン
を逆向きに放出するポジトロン核種を用いて断層イメー
ジングを行うポジトロンＥＣＴ（ＰＥＴ）とがある。Ｓ
ＰＥＣＴでは、コリメータによりガンマ線の入射方向を
制限するが、ＰＥＴではガンマ線の同時性に従って入射
方向を測定することからコリメータを必要としないとい
う特徴を有しているが、いずれのタイプでも、Ｘ線コン
ピュータ断層撮影装置と同様に、ガンマ線を多方向から
計数し、この計数結果から断層分布を再構成するという
点については共通している。

【０００３】ただし、このようなエミッションＣＴで
は、シンチレータと光電子増倍管（ＰＭＴ）とを組み合
わせた検出器を使ってガンマ線を検出するタイプが一般
的であり、このような構造では検出素子ピッチをあまり
短くすることはできない。このため、この断層分布の空
間分解能は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置等に比べて
比較的悪く、数ミリから数十ミリ程度が一般的である。

【０００４】このように比較的大きな空間分解能の影響
により、例えば心筋検査では、肝臓のＲＩ分布と、それ
と近隣する心筋のＲＩ分布とが、特に左心室の下壁部位
において重なりいわゆる組織間の空間的なクロストーク
を生じさせ、心筋におけるＲＩの集積数の過大評価を伴
って、心筋欠損部位などの診断を著しく阻害してしまう
という問題があった。

【０００５】この問題に対して、ファントムを使って肝
臓から心筋へのクロストークを事前に計測しておき、こ
の計測したクロストーク量から経験則的に断層分布を補
正する等の方法があったが、従来の補正方法では経験則
に頼る部分が大きく、信頼性が低くならざるを得なかっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、空間
分解能の影響による組織間の空間的なクロストークを高
精度で補正することができるエミッションＣＴシステム
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検体に投与
されたＲＩから放射されるガンマ線を多方向から計数
し、得られた計数値から前記ＲＩの断層分布を再構成す
るエミッションＣＴシステムにおいて、前記断層分布の
空間分解能と、前記ＲＩが集積する第１組織と第２組織
との間の距離と、前記第１の組織の輪郭から前記空間分
解能の距離以上内側に入ったＲＩ数とに基づいて、前記
第１組織から前記第２組織へのクロストーク量を推定
し、このクロストーク量により前記断層分布を補正する
ことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
るエミッションＣＴシステムを好ましい実施例により説
明する。なお、エミッションＣＴシステムは、上述した
ように、ＲＩの崩壊時に１個のフォトンを放出するシン
グルフォトン核種を用いて断層イメージングを行うＳＰ
ＥＣＴと、陽電子の消滅時にペアのフォトンを逆向きに
放出するポジトロン核種を用いて断層イメージングを行
うＰＥＴとがある。ここでは説明の便宜上、前者のＳＰ
ＥＣＴを使って心筋検査を行う場合を例にとって説明す
るものとする。

【０００９】図１に、本実施例によるエミッションＣＴ
システムの構成を示している。ガンマ線検出器１として
は、例えばアンガータイプ検出器、又は近年開発された
ガンマ線を直接的に電気信号として検出できる半導体検
出器である。アンガータイプ検出器は、まず平行多孔形
コリメータでガンマ線の入射方向を制限し、このコリメ
ータを通過したガンマ線を光にシンチレータで変換す
る。このシンチレータにはライトガイドを隔てて複数本
の光電子増倍管（ＰＭＴ）が稠密に配置されていて、光
をこれらＰＭＴで検出する。そして、これらＰＭＴそれ
ぞれの出力強度の空間的変化から、ガンマ線の入射位置
を計算し、また全出力を加算することによりガンマ線の
エネルギーを計算するようになっている。また、半導体
検出器は、複数の半導体素子がマトリクス状に配列さ
れ、１つのガンマ線の入射に対して１つの素子から信号
出力がなされるようになっているので、上述した入射位
置計算やエネルギー計算が不要になっている。

【００１０】このようなガンマ線検出器１は、例えば被
検体の周囲に円弧状に配列され、又は回転スタンドによ
り被検体の周囲を自由に回転できるように支持されてい
て、前者であれば、計数器２では、所定時間の間、エネ
ルギーが投与核種に応じたエネルギー範囲（エネルギー
ウインドウと呼ばれている）に入るガンマ線だけを対象
に入射位置ごとに計数し、後者であれば当該回転中に、
このエネルギーウインドウに入るガンマ線だけを対象に
入射位置ごとに計数するという計数動作を検出器１が被
検体の周囲を少なくとも１周する間に周期的に繰り返
す。

【００１１】このようにして得られた被検体周囲の３６
０度分の多方向からガンマ線を計数器２で計数した計数
結果に対して、再構成プロセッサ３では、散乱線補正や
吸収補正を行い、これら補正をされた計数結果に基づい
てＲＩの断層分布を再構成する。

【００１２】この断層分布は、ディスプレイ４に送られ
濃淡表示されると共に、当該断層分布に対して、空間分
解能に起因する組織間の空間的なクロストークを低減す
るという補正処理を施す画像補正プロセッサ５にも送ら
れる。この画像補正プロセッサ５には、当該補正に必要
な上方をオペレータが入力するために操作卓６が接続さ
れる。

【００１３】次に、特徴的な画像補正プロセッサ５によ
る補正処理について詳細に説明する。ここでは心筋検査
を想定する。心筋に集積するＲＩ又はその標識化合物
は、その心筋だけでなく、肝臓にも集積する。これら心
筋と肝臓とは、図２に示すように、生体内で非常に近接
しており、また接触している場合もあり、これら両者間
の距離が、ガンマ線検出器１の検出素子ピッチや再構成
演算のボクセルサイズやコリメータや検出器１の回転半
径等によって決まる空間分解能より近いとき、これら臓
器間にクロストークが生じてしまう。このクロストーク
とは、例えば肝臓に集積したＲＩから放射されたガンマ
線が、例えば心筋内の位置として誤認されてしまうこと
をいう。図３には、図２のＡ−Ｂ上のＲＩ数の空間的分
布を太線で示している。なお、理解を容易にするため
に、Ａ−Ｂの中で心筋上の点を“ａ”で表し、肝臓上の
点を“ｂ”で表している。まず、肝臓と心筋それぞれの
輪郭を、目視により判断して操作卓６を適当に操作して
マニュアルで入力し、またはＲＩ数に関する所定のしき
い値を使ったしきい値処理により画像補正プロセッサ５
で自動トレースする。なお、肝臓と心筋との間の距離が
空間分解能（例えば１５mm）以下の部分、特に接触して
いるような部分では、互いにクロストークの影響でＲＩ
数が高くなっているので、自動トレースは困難である。
そこで、このしきい値処理不能で輪郭が脱落している部
分については、その周囲のトレース結果から輪郭の連続
性に基づいて輪郭推定をする。

【００１４】なお、この心筋の輪郭線とＡ−Ｂラインと
の交点を“ａ₀ ”、肝臓の輪郭線とＡ−Ｂラインとの交
点を“ｂ₀ ”で表している。また、心筋の内側の輪郭と
Ａ−Ｂラインとの交点を“ａ₁ ”、また左心室を隔てて
反対側の心筋の輪郭とＡ−Ｂラインとの交点を“ａ
₂ ”、“ａ₃ ”とする。

【００１５】ここで、図３に示すように、空間分解能の
影響が出るのは、輪郭を中心として半径が空間分解能の
１５mmの範囲である。そこで、肝臓内における心筋から
のクロストークの影響の無い位置、つまり肝臓輪郭点
“ｂ₀ ”から１５mm以上、好ましくは空間分解能の２倍
（３０mm）以上、肝臓中心側の自動的に選ばれた又はマ
ニュアルで指定された適当な位置“ｂ₂ ”のＲＩ数
（Ｈ）を、画像補正プロセッサ５で断層分布からピック
アップする。

【００１６】次に、画像補正プロセッサ５では、空間分
解能の影響が出始める位置、つまり肝臓輪郭点“ｂ₀ ”
から空間分解能の１５mmだけ肝臓中心側に入った位置
“ｂ₁”で、高さ（ＲＩ数）が“Ｈ”の点（Ｑ）を極大
点として、この点（Ｑ）と、空間分解能の影響が終了す
る位置、つまり肝臓輪郭点“ｂ₀ ”から空間分解能の１
５mmだけ肝臓から外側に出た位置で、高さ（ＲＩ数）が
ゼロの点（Ｐ）との２点を通るように、１次または２次
以上の関数、又はガウス関数等を変形する（図３中の１
点又は２点鎖線を参照のこと）。

【００１７】このように得られた関数は、肝臓に集積さ
れたＲＩからのガンマ線が心筋内として位置誤認されて
しまうガンマ線の数の空間的変化を推定するものであ
る。従って、心筋内として位置誤認されてしまう肝臓内
のＲＩの総数（クロストーク数）は、肝臓の輪郭から心
筋側に１５mmの範囲と心筋の輪郭から肝臓側に１５mmの
範囲との重なり合う範囲（例えば、両者が、接触してい
る場合、接触点（ａ₀ ，ｂ₀ ）を中心として幅３０mmの
範囲）と、当該関数とで限定される部分の面積として推
定することができる。そして、この推定値を、心筋側の
ＲＩ数から減算することにより、ラインＡ−Ｂに関する
心筋に対する肝臓からの空間的なクロストークの影響を
高精度に低減することができる。そしてラインの位置を
少しずつ変えながら、同様の計算を繰り返すことによ
り、断層分布全体に関してクロストークの影響を低減す
ることができる。本発明は、上述した実施形態に限定さ
れることなく、種々変形して実施可能である。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、断層分布の空間分解能
と、ＲＩが集積する第１組織と第２組織との間の距離
と、第１の組織の輪郭から空間分解能の距離以上内側に
入ったＲＩ数、つまり第２の組織からのクロストークの
無いＲＩ数とに基づいて、第１組織から第２組織へのク
ロストーク量を推定し、このクロストーク量により断層
分布を補正するので、従来のように経験則の部分が無
く、空間分解能の影響による組織間の空間的なクロスト
ークを高精度で補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るエミッションＣＴシス
テムの構成を示すブロック図。

【図２】図１の再構成プロセッサで再構成された断層分
布の一部分を示す図。

【図３】図２のＡ−Ｂ上のＲＩ数の空間的変化を示す
図。

【図４】図１の画像補正プロセッサの補正処理の原理説
明図。

【符号の説明】

１…ガンマ線検出器、 ２…計数器、 ３…再構成プロセッサ、 ４…ディスプレイ、 ５…画像補正プロセッサ、 ６…操作卓。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に投与されたＲＩから放射される
   ガンマ線を多方向から計数し、得られた計数値から前記
   ＲＩの断層分布を再構成するエミッションＣＴシステム
   において、前記断層分布の空間分解能と、前記ＲＩが集
   積する第１組織と第２組織との間の距離と、前記第１の
   組織の輪郭から前記空間分解能の距離以上内側に入った
   ＲＩ数とに基づいて、前記第１組織から前記第２組織へ
   のクロストーク量を推定し、このクロストーク量により
   前記断層分布を補正することを特徴とするエミッション
   ＣＴシステム。
2. 【請求項２】 前記空間分解能の影響が出始める前記第
   １の組織の輪郭点から前記空間分解能の距離だけ内側に
   入った位置で、高さが前記空間分解能の影響の無い前記
   第１の組織の輪郭点から前記空間分解能の距離の２倍以
   上だけ内側に入った位置でのＲＩ数を極大点として、こ
   の極大点と、前記空間分解能の影響が終了する前記第１
   の組織の輪郭から前記空間分解能の距離だけ外側に出た
   位置で、高さがゼロの点との２点を通る関数を求め、こ
   の関数からクロストーク量を推定することを特徴とする
   請求項１記載のエミッションＣＴシステム。
3. 【請求項３】 前記第１の組織の輪郭から前記第２の組
   織側に前記空間分解能の距離だけ出た範囲と前記第２の
   組織の輪郭から前記第１の組織側に前記空間分解能の距
   離だけ出た範囲との重なり合う範囲と、前記関数とで限
   定される部分の面積として前記クロストーク量を計算す
   ることを特徴とする請求項２記載のエミッションＣＴシ
   ステム。
4. 【請求項４】 前記クロストーク量を前記第２の組織内
   のＲＩ数から減算することを特徴とする請求項１記載の
   エミッションＣＴシステム。