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JP2019032211A - Nuclear medicine diagnosis device - Google Patents

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JP2019032211A
JP2019032211A JP2017152546A JP2017152546A JP2019032211A JP 2019032211 A JP2019032211 A JP 2019032211A JP 2017152546 A JP2017152546 A JP 2017152546A JP 2017152546 A JP2017152546 A JP 2017152546A JP 2019032211 A JP2019032211 A JP 2019032211A
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Japan
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absorption coefficient
subject
breast
contour
nuclear medicine
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JP2017152546A
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Japanese (ja)
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篤 大谷
Atsushi Otani
篤 大谷
橘 一成
Kazunari Tachibana
一成 橘
哲郎 水田
Tetsuo Mizuta
哲郎 水田
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Abstract

【課題】吸収補正・散乱補正・体動補正を正確に行うことができる核医学診断装置を提供することを目的とする。【解決手段】被検体M内の放射性薬剤から発生した放射線から同時計数回路はサイノグラムを生成する。一方、3Dスキャナ12は(核医学診断の対象たる)乳房を光学撮影して当該乳房の3次元像を取得する。3Dスキャナ12で取得された3次元像の輪郭の内部において吸収係数値をそれぞれ仮定する。それぞれ仮定された当該吸収係数値の分布を表した吸収係数サイノグラムを作成する。当該吸収係数サイノグラムを用いてサイノグラムを吸収補正する。3Dスキャナ12で撮影された3次元像の輪郭の内部においてそれぞれ仮定された吸収係数値の分布を表した吸収係数サイノグラムを用いることで、放射性薬剤が撮影部位全体に分布していない場合であっても、吸収補正を正確に行うことができる。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a nuclear medicine diagnostic apparatus capable of accurately performing absorption correction, scattering correction, and body motion correction. A coincidence circuit generates a sinogram from radiation generated from a radiopharmaceutical in a subject. On the other hand, the 3D scanner 12 optically captures a breast (which is a target of nuclear medicine diagnosis) to obtain a three-dimensional image of the breast. An absorption coefficient value is assumed inside the outline of the three-dimensional image acquired by the 3D scanner 12. An absorption coefficient sinogram representing the distribution of the assumed absorption coefficient values is created. The sinogram is corrected for absorption using the absorption coefficient sinogram. By using an absorption coefficient sinogram representing the distribution of assumed absorption coefficient values inside the contour of a three-dimensional image photographed by the 3D scanner 12, the radiopharmaceutical is not distributed over the entire imaging region. Also, the absorption correction can be performed accurately. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、核医学診断装置に係り、特に、主に乳房や頭部などの局所的な部位を撮影対象とする技術に関する。   The present invention relates to a nuclear medicine diagnosis apparatus, and more particularly to a technique that mainly targets a local region such as a breast or a head.

従来、撮影部位が乳房である乳房専用核医学診断装置として、例えばPET(Positron Emission Tomography)装置が用いられる。PETを用いたマンモグラム(乳房撮影)では、図21に示すようなマンモPET装置を用いて行われる。図21は、従来のマンモPET装置の概略側面図である。図21に示すように、被検体Mを載置する天板101と、開口部102aを有したガントリ102と、被検体Mの乳房を取り囲むようにしてリング状に配置され、ガントリ102内に埋設された検出器103と、データを蓄積するコンソール104とを備えている。   Conventionally, for example, a PET (Positron Emission Tomography) apparatus is used as a breast dedicated nuclear medicine diagnostic apparatus whose imaging region is a breast. Mammogram (mammography) using PET is performed using a mammogram PET apparatus as shown in FIG. FIG. 21 is a schematic side view of a conventional mammo PET apparatus. As shown in FIG. 21, the top plate 101 on which the subject M is placed, the gantry 102 having the opening 102 a, and the ring surrounding the breast of the subject M are arranged and embedded in the gantry 102. The detected detector 103 and a console 104 for accumulating data are provided.

予め放射性薬剤を投与した被検体Mの乳房をガントリ102の開口部102aに挿入し、その被検体Mの乳房から放射される511KeVの対消滅光子をガントリ102内の検出器103にて検出する。そして、その光子を検出した時刻を測定し、検出器103内での2つの検出素子での検出時刻差が一定時間 (TW: Time Window)内の場合に、それを一対の対消滅光子として計数(同時計数)し、さらに対消滅発生地点を、検出した検出対の直線上と特定する。   The breast of the subject M to which the radiopharmaceutical has been administered in advance is inserted into the opening 102 a of the gantry 102, and 511 KeV pair annihilation photons emitted from the breast of the subject M are detected by the detector 103 in the gantry 102. Then, the time when the photon is detected is measured, and when the difference in detection time between the two detection elements in the detector 103 is within a certain time (TW: Time Window), it is counted as a pair of annihilation photons. (Simultaneous counting), and the pair disappearance occurrence point is specified as a straight line of the detected pair.

このようにして検出されたデータは「エミッションデータ(Emission Data)」と呼ばれ、このデータをコンソール104に蓄積する。このエミッションデータから画像再構成を行ってPET画像を取得する。特定の病巣に集積しやすい放射性薬剤を被検体Mの乳房に投与することで、被検体Mの乳房にその病巣がある場合にはその病巣がPET画像上に高い画素値となって表れて識別することができる。そして、取得されたPET画像をモニタ(図示省略)に表示し、撮影の成否などを確認した後に画像を診断などに用いるために、コンソール104からサーバーに転送する。   The data detected in this way is called “emission data”, and this data is stored in the console 104. Image reconstruction is performed from the emission data to obtain a PET image. By administering a radiopharmaceutical that easily accumulates in a specific lesion to the breast of the subject M, if the lesion exists in the breast of the subject M, the lesion appears as a high pixel value on the PET image and is identified. can do. Then, the acquired PET image is displayed on a monitor (not shown), and after confirming the success or failure of imaging, the image is transferred from the console 104 to the server for use in diagnosis or the like.

乳房に限らず、PET画像において被検体内の放射能濃度を定量計測するためには、様々なデータ補正処理が必要である。代表的な補正処理には、感度補正,減弱補正,散乱補正,ランダム補正,減衰補正,デッドタイム補正,吸収補正がある。また、PETを用いた検査(撮影)では撮影対象が乳房や頭部などの局所的な部位であっても多大な時間を要する。したがって、体動が必ず生じる。よって、体動補正を行う必要がある。   In order to quantitatively measure the radioactivity concentration in the subject in the PET image as well as the breast, various data correction processes are required. Typical correction processes include sensitivity correction, attenuation correction, scattering correction, random correction, attenuation correction, dead time correction, and absorption correction. Further, in examination (imaging) using PET, a long time is required even if the object to be imaged is a local part such as a breast or a head. Therefore, body movement always occurs. Therefore, it is necessary to perform body motion correction.

これらの補正のうち、吸収補正や散乱補正や体動補正では、撮影部位内の定量的なパラメータの分布を表したマップが必要である。従来、上記のようなマップを作成するには、陽電子放出核種の外部線源を照射して得られたトランスミッションデータ(Transmission Data)が必要である。もしくは、トランスミッションデータの替わりにX線CT(Computed Tomography)装置から得られたCTデータや磁気共鳴診断(Magnetic Resonance Imaging)装置から得られたMRIデータを用いてもよい。   Among these corrections, absorption correction, scattering correction, and body motion correction require a map that represents a quantitative parameter distribution within the imaging region. Conventionally, in order to create a map as described above, transmission data obtained by irradiating an external source of positron emitting nuclides is required. Alternatively, CT data obtained from an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus or MRI data obtained from a magnetic resonance imaging apparatus may be used instead of transmission data.

これらのデータを用いる場合には、PETでの撮影と同じ体位(姿勢)で撮影しないと精度が下がるという問題がある。また、トランスミッションデータやCTデータでは被曝量が増大するという問題がある。一方、MRIデータではMRI検査に多大な時間を要するという問題がある。   In the case of using these data, there is a problem that the accuracy is lowered unless photographing is performed with the same posture (posture) as photographing with PET. Further, there is a problem that the exposure dose increases in transmission data and CT data. On the other hand, MRI data has a problem that it takes a long time for MRI examination.

そこで、近年では、このようなデータが不要な再構成アルゴリズムがある(例えば、非特許文献1,2参照)。非特許文献1,2では、消滅放射線の検出時間差(「飛行時間差」とも呼ばれる)(TOF: Time Of Flight)情報を計測するPETの計測データから、吸収係数サイノグラムの分布形状を推定することができる。そして、PET画像および吸収係数サイノグラムを同時に推定することができる。非特許文献1,2における再構成アルゴリズムは、PET画像および吸収係数マップ(例えば吸収係数サイノグラム)を同時に推定することから「同時再構成アルゴリズム」とも呼ばれている。同時再構成アルゴリズムの場合には、TOF情報およびエミッションデータのみを用いて吸収補正などのこれらの補正を行うことができる。   Thus, in recent years, there are reconstruction algorithms that do not require such data (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2). In Non-Patent Documents 1 and 2, the distribution shape of the absorption coefficient sinogram can be estimated from measurement data of PET that measures the time difference of detection of annihilation radiation (also referred to as “time-of-flight difference”) (TOF: Time Of Flight) information. . Then, the PET image and the absorption coefficient sinogram can be estimated simultaneously. The reconstruction algorithms in Non-Patent Documents 1 and 2 are also called “simultaneous reconstruction algorithms” because PET images and absorption coefficient maps (for example, absorption coefficient sinograms) are estimated simultaneously. In the case of the simultaneous reconstruction algorithm, these corrections such as absorption correction can be performed using only the TOF information and the emission data.

なお、乳房をセッティングするために、CCD(Charge-Coupled Device)のような光学撮影手段をガントリ102(図21を参照)に搭載したマンモPET装置がある(例えば、特許文献1参照)。   In order to set the breast, there is a mammographic PET apparatus in which an optical imaging means such as a CCD (Charge-Coupled Device) is mounted on the gantry 102 (see FIG. 21) (see, for example, Patent Document 1).

特開2009−300319号公報JP 2009-300319 A

A. Rezaei, M. Defrise and J. Nuyts, “ML-reconstruction for TOF-PET with simultaneous estimation of the Attenuation Factors”, IEEE Trans. Med. Imag., 33 (7), 1563-1572, 2014A. Rezaei, M. Defrise and J. Nuyts, “ML-reconstruction for TOF-PET with simultaneous estimation of the Attenuation Factors”, IEEE Trans. Med. Imag., 33 (7), 1563-1572, 2014

V. Y. Panin, H. Bal, M. Defrise, C. Hayden and M. E. Casey, “Transmission-less Brain TOF PET Imaging using MLACF”, 2013 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, Seoul, Republic of Korea, 2013.V. Y. Panin, H. Bal, M. Defrise, C. Hayden and M. E. Casey, “Transmission-less Brain TOF PET Imaging using MLACF”, 2013 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, Seoul, Republic of Korea, 2013.

しかしながら、同時再構成アルゴリズムのようにTOF情報およびエミッションデータのみを用いて補正する場合には、次のような問題がある。
すなわち、薬剤の種類によっては撮影部位全体に分布するとは限らない。例えばFDG(フルオロデオキシグルコース)を用いた場合には全身に分布するが、FLT(フルオロチミジン)やFET(フロロエチルチロシン)を用いた場合には撮影部位全体に分布しない。その結果、正確な輪郭情報が判らないので、これらの補正を正確に行うことができない。
However, when correction is performed using only TOF information and emission data as in the simultaneous reconstruction algorithm, there are the following problems.
That is, depending on the type of medicine, it is not always distributed over the entire imaging region. For example, when FDG (fluorodeoxyglucose) is used, it is distributed throughout the body, but when FLT (fluorothymidine) or FET (fluoroethyltyrosine) is used, it is not distributed throughout the imaging region. As a result, since accurate contour information is not known, these corrections cannot be performed accurately.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、吸収補正・散乱補正・体動補正を正確に行うことができる核医学診断装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a nuclear medicine diagnostic apparatus capable of accurately performing absorption correction, scattering correction, and body motion correction.

本発明は、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、本発明に係る核医学診断装置は、被検体内の放射性薬剤から発生した放射線を検出する検出器と、当該検出器で検出された放射線から検査データを生成する検査データ生成手段と、前記被検体を光学撮影して当該被検体の3次元像を取得する光学撮影手段と、当該光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭の内部において吸収係数値をそれぞれ仮定し、それぞれ仮定された当該吸収係数値の分布を表した吸収係数マップを作成する吸収係数マップ作成手段と、当該吸収係数マップ作成手段で作成された吸収係数マップを用いて、前記検査データを吸収補正する吸収補正手段とを備えるものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, a nuclear medicine diagnostic apparatus according to the present invention includes a detector that detects radiation generated from a radiopharmaceutical in a subject, test data generation means that generates test data from the radiation detected by the detector, Optical imaging means for optically photographing the subject to obtain a three-dimensional image of the subject, and absorption coefficient values are assumed inside the contour of the three-dimensional image obtained by the optical photographing means, respectively. An absorption coefficient map creating means for creating an absorption coefficient map representing the distribution of the absorption coefficient value; an absorption correcting means for absorbing and correcting the inspection data using the absorption coefficient map created by the absorption coefficient map creating means; Is provided.

[作用・効果]本発明に係る核医学診断装置によれば、被検体内の放射性薬剤から発生した放射線を検出器が検出し、当該検出器で検出された放射線から検査データ生成手段は検査データを生成する。一方、光学撮影手段は(核医学診断の対象たる)被検体を光学撮影して当該被検体の3次元像を取得する。当該光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭の内部において吸収係数値をそれぞれ仮定する。それぞれ仮定された当該吸収係数値の分布を表した吸収係数マップを吸収係数マップ作成手段は作成する。当該吸収係数マップを用いて、吸収補正手段は検査データを吸収補正する。光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭は、放射性薬剤の分布に左右されない。したがって、CT画像やMRI画像を用いずに、光学撮影手段で撮影された3次元像の輪郭の内部においてそれぞれ仮定された吸収係数値の分布を表した吸収係数マップを用いることで、放射性薬剤が撮影部位全体に分布していない場合であっても、吸収補正を正確に行うことができる。   [Operation / Effect] According to the nuclear medicine diagnostic apparatus of the present invention, the detector detects the radiation generated from the radiopharmaceutical in the subject, and the inspection data generating means uses the inspection data from the radiation detected by the detector. Is generated. On the other hand, the optical imaging means optically images a subject (which is a target of nuclear medicine diagnosis) to obtain a three-dimensional image of the subject. An absorption coefficient value is assumed inside the contour of the three-dimensional image acquired by the optical photographing means. The absorption coefficient map creating means creates an absorption coefficient map representing the assumed distribution of absorption coefficient values. Using the absorption coefficient map, the absorption correction unit absorbs and corrects the inspection data. The contour of the three-dimensional image acquired by the optical imaging means does not depend on the distribution of the radiopharmaceutical. Therefore, the radiopharmaceutical can be obtained by using the absorption coefficient map representing the distribution of the assumed absorption coefficient values inside the contour of the three-dimensional image photographed by the optical photographing means without using the CT image or the MRI image. Even when it is not distributed over the entire imaging region, absorption correction can be performed accurately.

また、本発明に係る核医学診断装置は、被検体内の放射性薬剤から発生した放射線を検出する検出器と、当該検出器で検出された放射線から検査データを生成する検査データ生成手段と、前記被検体を光学撮影して当該被検体の3次元像を取得する光学撮影手段と、当該光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭の内部を模したモデルデータにおいて、前記放射線の総イベント数に対する、散乱線による放射線の検出数の比率である確率をシミュレーションにより求め、当該確率から散乱線の分布を表した散乱投影データを作成する散乱投影データ作成手段と、当該散乱投影データ作成手段で作成された散乱投影データを用いて、前記検査データを散乱補正する散乱補正手段とを備えるものである。   Further, a nuclear medicine diagnostic apparatus according to the present invention includes a detector that detects radiation generated from a radiopharmaceutical in a subject, test data generation means that generates test data from the radiation detected by the detector, The optical imaging means for optically photographing the subject to obtain a three-dimensional image of the subject, and the model data simulating the inside of the outline of the three-dimensional image obtained by the optical photographing means, the total number of events of the radiation Probability, which is the ratio of the number of detected radiation by scattered radiation to simulation, is obtained by simulation, and the scatter projection data creating means for creating scattered projection data representing the distribution of scattered radiation from the probability is created by the scatter projection data creating means. Scatter correction means for performing scatter correction on the inspection data using the scatter projection data thus obtained.

[作用・効果]本発明に係る核医学診断装置によれば、被検体内の放射性薬剤から発生した放射線を検出器が検出し、当該検出器で検出された放射線から検査データ生成手段は検査データを生成する。一方、光学撮影手段は(核医学診断の対象たる)被検体を光学撮影して当該被検体の3次元像を取得する。当該光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭の内部を模したモデルデータにおいて、放射線の総イベント数に対する、散乱線による放射線の検出数の比率である確率をシミュレーション(例えばモンテカルロシミュレーション)により求める。当該確率から散乱線の分布を表した散乱投影データを散乱投影データ作成手段は作成する。当該散乱投影データを用いて、散乱補正手段は検査データを散乱補正する。吸収補正でも述べたように光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭は、放射性薬剤の分布に左右されない。したがって、CT画像やMRI画像を用いずに、光学撮影手段で撮影された3次元像の輪郭の内部を模したモデルデータにおいてシミュレーションにより求まった(放射線の総イベント数に対する、散乱線による放射線の検出数の比率である)確率から散乱線の分布を表した散乱投影データを用いることで、放射性薬剤が撮影部位全体に分布していない場合であっても、散乱補正を正確に行うことができる。   [Operation / Effect] According to the nuclear medicine diagnostic apparatus of the present invention, the detector detects the radiation generated from the radiopharmaceutical in the subject, and the inspection data generating means uses the inspection data from the radiation detected by the detector. Is generated. On the other hand, the optical imaging means optically images a subject (which is a target of nuclear medicine diagnosis) to obtain a three-dimensional image of the subject. In model data imitating the inside of the contour of the three-dimensional image acquired by the optical imaging means, a probability that is the ratio of the number of detected radiations by scattered rays to the total number of radiation events is obtained by simulation (for example, Monte Carlo simulation). . Scattered projection data creating means creates scattered projection data representing the distribution of scattered radiation from the probability. Using the scatter projection data, the scatter correction means scatter-corrects the inspection data. As described in the absorption correction, the contour of the three-dimensional image acquired by the optical imaging means does not depend on the distribution of the radiopharmaceutical. Therefore, it was obtained by simulation in model data imitating the inside of the outline of a three-dimensional image photographed by an optical photographing means without using a CT image or an MRI image (detection of radiation by scattered radiation with respect to the total number of radiation events). By using scatter projection data representing the distribution of scattered radiation from the probability (which is a ratio of numbers), scatter correction can be accurately performed even when the radiopharmaceutical is not distributed over the entire imaging region.

また、本発明に係る核医学診断装置は、被検体内の放射性薬剤から発生した放射線を検出する検出器と、当該検出器で検出された放射線から検査データを生成する検査データ生成手段と、前記被検体を光学撮影して当該被検体の3次元像を取得する光学撮影手段と、当該光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭を用いて、体動に伴う時間的な変化量を算出する変化量算出手段と、当該変化量算出手段で求まった変化量を用いて、前記検査データを体動補正する体動補正手段とを備えるものである。   Further, a nuclear medicine diagnostic apparatus according to the present invention includes a detector that detects radiation generated from a radiopharmaceutical in a subject, test data generation means that generates test data from the radiation detected by the detector, An optical imaging unit that optically captures a subject to acquire a three-dimensional image of the subject, and a contour of the three-dimensional image acquired by the optical imaging unit is used to calculate a temporal change amount associated with body movement. And a body motion correcting unit that corrects the body movement of the examination data using the amount of change obtained by the change amount calculating unit.

[作用・効果]本発明に係る核医学診断装置によれば、被検体内の放射性薬剤から発生した放射線を検出器が検出し、当該検出器で検出された放射線から検査データ生成手段は検査データを生成する。一方、光学撮影手段は(核医学診断の対象たる)被検体を光学撮影して当該被検体の3次元像を取得する。当該光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭を用いて、体動に伴う時間的な変化量を変化量算出手段は算出する。そして、当該変化量算出手段で求まった変化量を用いて、体動補正手段は検査データを体動補正する。吸収補正や散乱補正でも述べたように光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭は、放射性薬剤の分布に左右されない。さらに、放射性薬剤の分布は時間的に変動するが、光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭は体動を除けば時間的に変動しない。言い換えれば、3次元像の輪郭において変動した場合には、その変動による変化量が体動によるものと見なされる。したがって、CT画像やMRI画像を用いずに、光学撮影手段で撮影された3次元像の輪郭を用いて、体動に伴う時間的な変化量を算出し、当該変化量を用いることで、放射性薬剤が撮影部位全体に分布していない場合であっても、体動補正を正確に行うことができる。   [Operation / Effect] According to the nuclear medicine diagnostic apparatus of the present invention, the detector detects the radiation generated from the radiopharmaceutical in the subject, and the inspection data generating means uses the inspection data from the radiation detected by the detector. Is generated. On the other hand, the optical imaging means optically images a subject (which is a target of nuclear medicine diagnosis) to obtain a three-dimensional image of the subject. Using the contour of the three-dimensional image acquired by the optical photographing means, the change amount calculating means calculates a temporal change amount associated with body movement. Then, using the amount of change obtained by the amount-of-change calculating unit, the body movement correcting unit corrects the body movement of the examination data. As described in the absorption correction and the scattering correction, the contour of the three-dimensional image acquired by the optical imaging unit does not depend on the distribution of the radiopharmaceutical. Furthermore, the distribution of the radiopharmaceutical varies with time, but the contour of the three-dimensional image acquired by the optical imaging means does not vary with time except for body movement. In other words, if there is a change in the contour of the three-dimensional image, the amount of change due to the change is considered to be due to body movement. Therefore, by using the contour of the three-dimensional image photographed by the optical photographing means without using the CT image or the MRI image, the temporal change amount associated with the body movement is calculated, and the change amount is used to obtain the radioactivity. Even when the medicine is not distributed over the entire imaging region, body motion correction can be performed accurately.

被検体の撮影部位の一例は乳房である。撮影部位が乳房の場合に、輪郭の内部を水だと仮定して、吸収補正や散乱補正や体動補正を行う。特に、吸収補正の場合には、輪郭の内部を水だと仮定して水の吸収係数値で一律に決定し、水の吸収係数値の分布を表したマップを吸収係数マップとして作成する。水の吸収係数値は既知であって、輪郭の内部を水だと仮定して水の吸収係数値で一律に決定することで、簡易に吸収補正することができる。また、散乱補正の場合には、輪郭の内部を水だと仮定したモデルデータにおいて確率をシミュレーションにより求め、当該確率から散乱投影データを作成する。   An example of the imaging region of the subject is the breast. When the imaging region is a breast, absorption correction, scattering correction, and body motion correction are performed assuming that the inside of the contour is water. In particular, in the case of absorption correction, assuming that the inside of the contour is water, the water absorption coefficient value is uniformly determined, and a map representing the distribution of the water absorption coefficient value is created as an absorption coefficient map. The absorption coefficient value of water is known, and it is possible to easily perform the absorption correction by determining uniformly the absorption coefficient value of water assuming that the inside of the contour is water. In the case of scattering correction, the probability is obtained by simulation in model data assuming that the inside of the contour is water, and scattering projection data is created from the probability.

撮影部位については特に限定されない。局所的な部位であるのが好ましく、例えば頭部でもよい。撮影部位が頭部の場合に、予め得られた被検体の顔表層モデルや骨格モデルや歯列モデルなどと輪郭とを組み合わせて、吸収補正や散乱補正を行う。体動補正を頭部に適用してもよい。   The imaging region is not particularly limited. It is preferably a local site, for example, the head. When the imaging region is the head, absorption correction and scattering correction are performed by combining the face surface layer model, skeleton model, dentition model, and the like of the subject obtained in advance with the contour. Body motion correction may be applied to the head.

特に、吸収補正の場合には、空気の吸収係数値,脳組織の吸収係数値,骨の吸収係数値を組み合わせて決定して、吸収補正する。なお、脳組織の場合には水で近似可能な領域と見なされるので、水の吸収係数値を用いる。具体的には、吸収補正の場合には、予め得られた被検体の顔表層モデル,骨格モデルおよび歯列モデルからなるモデルデータから、輪郭の顔表層に相当する顔表層位置,輪郭の内部における骨格に相当する骨格位置および輪郭の内部における歯列に相当する歯列位置をそれぞれ決定する。そして、当該骨格位置および当該歯列位置に骨の吸収値を割り当て、骨格位置・歯列位置以外の位置および当該顔表層位置に水または空気の吸収係数値を割り当て、各々の位置に割り当てられた骨の吸収係数値および水または空気の吸収係数値の分布を表したマップを吸収係数マップとして作成する。上述したように水の吸収係数値(脳組織の吸収係数値)は既知であって、骨の吸収係数値や空気の吸収係数値も既知であり、予め得られた被検体の顔表層モデル,骨格モデルおよび歯列モデルからなるモデルデータを用いて、各々の位置に骨の吸収係数値および水または空気の吸収係数値をそれぞれ割り当てて決定することで、簡易に吸収補正することができる。   In particular, in the case of absorption correction, absorption correction is performed by determining a combination of the absorption coefficient value of air, the absorption coefficient value of brain tissue, and the absorption coefficient value of bone. In the case of brain tissue, since it is regarded as an area that can be approximated by water, the absorption coefficient value of water is used. Specifically, in the case of absorption correction, the position of the face surface layer corresponding to the face surface layer of the contour and the inside of the contour are obtained from model data including the face surface model, skeleton model, and dentition model of the subject obtained in advance. The skeleton position corresponding to the skeleton and the dentition position corresponding to the dentition in the contour are determined. Then, bone resorption values are assigned to the skeleton position and the dentition position, water or air absorption coefficient values are assigned to positions other than the skeleton position / dentition position and the face surface layer position, and assigned to each position. A map representing the distribution of the bone absorption coefficient value and the water or air absorption coefficient value is created as an absorption coefficient map. As described above, the absorption coefficient value of water (absorption coefficient value of brain tissue) is known, and the absorption coefficient value of bone and the absorption coefficient value of air are also known. By using model data composed of a skeleton model and a dentition model and assigning a bone absorption coefficient value and a water or air absorption coefficient value to each position, the absorption correction can be easily performed.

また、散乱補正の場合には、予め得られた被検体の顔表層モデル,骨格モデルおよび歯列モデルからなるモデルデータから、輪郭の顔表層に相当する顔表層位置,輪郭の内部における骨格に相当する骨格位置および輪郭の内部における歯列に相当する歯列位置をそれぞれ決定することにより輪郭を模したモデルデータを再構築する。再構築された当該モデルデータにおいて確率をシミュレーションにより求め、当該確率から散乱投影データを作成する。   In the case of scatter correction, from the model data consisting of the subject's face surface model, skeleton model, and dentition model, the face surface layer position corresponding to the contour face surface layer, and the skeleton inside the contour The model data imitating the contour is reconstructed by determining the skeleton position and the dentition position corresponding to the dentition in the outline. A probability is obtained from the reconstructed model data by simulation, and scattering projection data is created from the probability.

また、上述したこれらの本発明に係る核医学診断装置の一例(前者の例)は、検査データを再構成することにより再構成画像を生成する再構成手段と、当該再構成手段で生成された再構成画像と、光学撮影手段で取得された3次元像とを同じモニタに並べて表示する並列表示制御手段とを備える構成である。   In addition, the above-described examples of the nuclear medicine diagnosis apparatus according to the present invention (the former example) are generated by a reconstruction unit that reconstructs examination data and generates a reconstructed image, and the reconstruction unit. The reconstructed image and the three-dimensional image acquired by the optical photographing means are arranged to be arranged on the same monitor and displayed on a parallel display control means.

また、上述したこれらの本発明に係る核医学診断装置の他の一例(後者の例)は、検査データを再構成することにより再構成画像を生成する再構成手段と、当該再構成手段で生成された再構成画像と、光学撮影手段で取得された3次元像とを重畳表示する重畳表示制御手段とを備える構成である。また、前者の例および後者の例を組み合わせてもよい。   In addition, another example (the latter example) of the above-described nuclear medicine diagnosis apparatus according to the present invention includes a reconstructing unit that reconstructs examination data to generate a reconstructed image, and a reconstructing unit that generates the reconstructed image. And a superimposed display control unit that superimposes and displays the reconstructed image and the three-dimensional image acquired by the optical imaging unit. The former example and the latter example may be combined.

撮影部位が乳房の場合に、被検体を伏臥位状態で水平面に載置し、乳房を下方に案内して通す開口部を有する天板を備え、当該天板の当該開口部は、左右の乳房がともに挿入可能なサイズで構成され、天板の開口部の下部に検出器を設ける構造が好ましい。乳房を撮影する場合には、被検体を伏臥位状態で天板の水平面に載置し、天板の開口部に左右いずれかの乳房を下方に案内して通す。開口部は、左右の乳房がともに挿入可能なサイズで構成されている。左右いずれか一方の乳房を開口部に下方に案内して通した状態で、開口部の下部に設けられた検出器によって当該一方の乳房を撮影する。当該一方の乳房の撮影が終了したら、他方の乳房を開口部に下方に案内して通した状態で、開口部の下部に設けられた検出器によって当該他方の乳房を撮影する。このように、開口部は、左右両方の乳房を個別に通して、それぞれの撮影が可能である。   When the imaging site is a breast, the subject is placed on a horizontal surface in a prone position, and includes a top plate having an opening through which the breast is guided downward, and the opening of the top plate has left and right breasts. Are both configured to be insertable, and a structure in which a detector is provided below the opening of the top plate is preferable. When photographing a breast, the subject is placed on the horizontal surface of the top plate in a prone position, and either the left or right breast is guided downward through the opening of the top plate. The opening is configured with a size that allows both the left and right breasts to be inserted. With one of the left and right breasts guided downward through the opening, the one breast is imaged by a detector provided at the bottom of the opening. When imaging of the one breast is completed, the other breast is imaged by a detector provided at the lower part of the opening while the other breast is guided downward through the opening. In this way, the opening can be individually photographed through both the left and right breasts.

本発明に係る核医学診断装置によれば、被検体内の放射性薬剤から発生した放射線を検出器が検出し、当該検出器で検出された放射線から検査データ生成手段は検査データを生成する。一方、光学撮影手段は(核医学診断の対象たる)被検体を光学撮影して当該被検体の3次元像を取得する。
吸収補正の場合には、光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭の内部において吸収係数値をそれぞれ仮定する。それぞれ仮定された当該吸収係数値の分布を表した吸収係数マップを吸収係数マップ作成手段は作成する。当該吸収係数マップを用いて、吸収補正手段は検査データを吸収補正する。CT画像やMRI画像を用いずに、光学撮影手段で撮影された3次元像の輪郭の内部においてそれぞれ仮定された吸収係数値の分布を表した吸収係数マップを用いることで、放射性薬剤が撮影部位全体に分布していない場合であっても、吸収補正を正確に行うことができる。
散乱補正の場合には、光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭の内部を模したモデルデータにおいて、放射線の総イベント数に対する、散乱線による放射線の検出数の比率である確率をシミュレーションにより求める。当該確率から散乱線の分布を表した散乱投影データを散乱投影データ作成手段は作成する。当該散乱投影データを用いて、散乱補正手段は検査データを散乱補正する。CT画像やMRI画像を用いずに、光学撮影手段で撮影された3次元像の輪郭の内部を模したモデルデータにおいてシミュレーションにより求まった(放射線の総イベント数に対する、散乱線による放射線の検出数の比率である)確率から散乱線の分布を表した散乱投影データを用いることで、放射性薬剤が撮影部位全体に分布していない場合であっても、散乱補正を正確に行うことができる。
体動補正の場合には、光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭を用いて、体動に伴う時間的な変化量を変化量算出手段は算出する。そして、当該変化量算出手段で求まった変化量を用いて、体動補正手段は検査データを体動補正する。CT画像やMRI画像を用いずに、光学撮影手段で撮影された3次元像の輪郭を用いて、体動に伴う時間的な変化量を算出し、当該変化量を用いることで、放射性薬剤が撮影部位全体に分布していない場合であっても、体動補正を正確に行うことができる。
According to the nuclear medicine diagnostic apparatus of the present invention, the detector detects the radiation generated from the radiopharmaceutical in the subject, and the inspection data generating means generates the inspection data from the radiation detected by the detector. On the other hand, the optical imaging means optically images a subject (which is a target of nuclear medicine diagnosis) to obtain a three-dimensional image of the subject.
In the case of absorption correction, an absorption coefficient value is assumed inside the contour of the three-dimensional image acquired by the optical photographing means. The absorption coefficient map creating means creates an absorption coefficient map representing the assumed distribution of absorption coefficient values. Using the absorption coefficient map, the absorption correction unit absorbs and corrects the inspection data. By using an absorption coefficient map representing the distribution of assumed absorption coefficient values inside the contour of a three-dimensional image photographed by an optical photographing means without using a CT image or an MRI image, the radiopharmaceutical can be captured by the imaging region. Even if it is not distributed throughout, absorption correction can be performed accurately.
In the case of scattering correction, in the model data simulating the inside of the outline of the three-dimensional image acquired by the optical imaging means, the probability that is the ratio of the number of radiation detected by scattered radiation to the total number of radiation events is simulated. Ask. Scattered projection data creating means creates scattered projection data representing the distribution of scattered radiation from the probability. Using the scatter projection data, the scatter correction means scatter-corrects the inspection data. It was obtained by simulation in model data imitating the inside of the outline of a three-dimensional image photographed by an optical photographing means without using a CT image or an MRI image (the number of radiation detected by scattered radiation relative to the total number of radiation events). By using scatter projection data representing the distribution of scattered radiation from the probability (which is a ratio), scatter correction can be accurately performed even when the radiopharmaceutical is not distributed over the entire imaging region.
In the case of body motion correction, the change amount calculating means calculates the temporal change amount associated with the body motion using the contour of the three-dimensional image acquired by the optical photographing means. Then, using the amount of change obtained by the amount-of-change calculating unit, the body movement correcting unit corrects the body movement of the examination data. Using a contour of a three-dimensional image photographed by an optical photographing means without using a CT image or an MRI image, a temporal change amount according to body movement is calculated, and the radiopharmaceutical is obtained by using the change amount. Even if it is not distributed over the entire imaging region, body motion correction can be performed accurately.

(a)は実施例1〜3に係るマンモPET装置の概略側面図、(b)は(a)の乳房検査用ガントリの概略平面図、(c)は(a)の3Dスキャナの拡大図である。(A) is a schematic side view of the mammo PET apparatus according to Examples 1 to 3, (b) is a schematic plan view of the gantry for breast examination of (a), and (c) is an enlarged view of the 3D scanner of (a). is there. 実施例1に係るマンモPET装置のブロック図である。1 is a block diagram of a mammo PET apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施例1の吸収補正を含んだ一連の画像処理のフローチャートである。6 is a flowchart of a series of image processing including absorption correction according to the first exemplary embodiment. 光学撮影で得られた乳房の3次元像とPET画像との並列表示の態様である。This is a mode of parallel display of a breast three-dimensional image obtained by optical imaging and a PET image. 光学撮影で得られた乳房の3次元像とPET画像との重畳表示の態様である。This is a superimposing display mode of a three-dimensional image of a breast obtained by optical imaging and a PET image. 実施例2に係るマンモPET装置のブロック図である。6 is a block diagram of a mammo PET apparatus according to Embodiment 2. FIG. 実施例2の散乱補正を含んだ一連の画像処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a series of image processing including scattering correction according to the second embodiment. モンテカルロシミュレーションを応用し散乱線成分を求めるEffective Source Scatter Estimation(ESSE)法で用いられている散乱線モデルの模式図である。It is a schematic diagram of a scattered radiation model used in an Effective Source Scatter Estimation (ESSE) method for obtaining a scattered radiation component by applying Monte Carlo simulation. ESSE法における散乱サイノグラムの作成のフローチャートである。It is a flowchart of preparation of the scattering sinogram in ESSE method. 実施例3に係るマンモPET装置のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a mammo PET apparatus according to a third embodiment. 実施例3の体動補正を含んだ一連の画像処理のフローチャートである。12 is a flowchart of a series of image processing including body motion correction according to the third exemplary embodiment. (a)は平行移動に関する体動前後の各乳房像の模式図、(b)は回転移動に関する体動前後の各乳房像の模式図である。(A) is a schematic diagram of each breast image before and after body movement related to parallel movement, and (b) is a schematic diagram of each breast image before and after body movement related to rotational movement. (a)はレールを備えた場合の実施例4,5に係る頭部PET装置の概略側面図、(b)はレールを備えない場合の実施例4,5に係る頭部PET装置の概略側面図である。(A) is a schematic side view of a head PET device according to Examples 4 and 5 when a rail is provided, and (b) is a schematic side view of a head PET device according to Examples 4 and 5 when a rail is not provided. FIG. 実施例4に係る頭部PET装置のブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of a head PET device according to a fourth embodiment. (a)は実施例4の吸収補正を含んだ一連の画像処理のフローチャート、(b)は吸収係数サイノグラムの作成に関するフローチャートである。(A) is a flowchart of a series of image processing including the absorption correction of Example 4, (b) is a flowchart regarding creation of an absorption coefficient sinogram. 各々のモデルデータの変形に関する説明に供する模式図である。It is a schematic diagram with which it uses for description regarding the deformation | transformation of each model data. 実施例5に係る頭部PET装置のブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of a head PET device according to a fifth embodiment. (a)は実施例5の散乱補正を含んだ一連の画像処理のフローチャート、(b)は散乱サイノグラムの作成に関するフローチャートである。(A) is a flowchart of a series of image processing including scattering correction of Example 5, and (b) is a flowchart regarding creation of a scattering sinogram. 実施例1〜3の変形実施に係るマンモPET装置の概略側面図である。It is a schematic side view of the mammo PET apparatus which concerns on modification implementation of Examples 1-3. 輪郭の外部を横切るLOR(Line Of Response)の説明に供する模式図である。It is a schematic diagram with which it uses for description of LOR (Line Of Response) crossing the exterior of an outline. 従来の全身用PET装置の概略側面図である。It is a schematic side view of the conventional whole body PET apparatus.

以下、図面を参照して本発明の実施例1を説明する。
図1(a)は、実施例1〜3に係るマンモPET装置の概略側面図であり、図1(b)は、図1(a)の乳房検査用ガントリの概略平面図であり、図1(c)は、図1(a)の3Dスキャナの拡大図であり、図2は、実施例1に係るマンモPET装置のブロック図である。後述する実施例2〜5も含めて、本実施例1では核医学診断装置としてPET装置を例に採って説明するとともに、後述する実施例2,3も含めて、本実施例1では撮影部位が乳房である乳房専用核医学診断装置としてマンモPET装置を例に採って説明する。また、図1は実施例1〜3とも共通の構成である。
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1A is a schematic side view of the mammo PET apparatus according to the first to third embodiments, and FIG. 1B is a schematic plan view of the breast examination gantry in FIG. FIG. 2C is an enlarged view of the 3D scanner in FIG. 1A, and FIG. 2 is a block diagram of the mammo PET apparatus according to the first embodiment. In the present embodiment 1, a PET apparatus will be described as an example of a nuclear medicine diagnosis apparatus, including later-described embodiments 2 to 5, and in addition to the later-described embodiments 2 and 3, an imaging region will be described. A mammographic PET apparatus will be described as an example of a breast-only nuclear medicine diagnostic apparatus having a breast. Moreover, FIG. 1 is a structure common to Examples 1-3.

図1(a)に示すように、マンモPET装置1は、被検体Mを伏臥位状態で水平面に載置する天板2を備えている。後述する実施例2,3も含めて、本実施例1では天板2は、乳房を下方に案内して通す開口部2aを有している。天板2の開口部2aがともに挿入可能なサイズで構成されている。天板2の下部には、被検体M内の放射性薬剤から発生した放射線(光子)を検出する検出器3を搭載した乳房検査用ガントリ4を備え、天板2を支持する基台5を備えている。その他に、マンモPET装置1は、同時計数回路6(図2を参照)と画像処理部7(図2を参照)とコントローラ8(図2を参照)とメモリ部9(図2を参照)と入力部10(図2を参照)とモニタ11(図2も参照)と3Dスキャナ12(図2も参照)とを備えている。さらに、本実施例1ではマンモPET装置1は、吸収係数マップ作成部15(図2を参照)を備えている。同時計数回路6は、本発明における検査データ生成手段に相当し、本実施例1の画像処理部7は、本発明における吸収補正手段および再構成手段に相当し、コントローラ8は、本発明における並列表示制御手段および重畳表示制御手段に相当し、3Dスキャナ12は、本発明における光学撮影手段に相当し、吸収係数マップ作成部15は、本発明における吸収係数マップ作成手段に相当する。   As shown to Fig.1 (a), the mammo PET apparatus 1 is provided with the top plate 2 which mounts the test object M on a horizontal surface in a prone position. In Example 1, including Examples 2 and 3 to be described later, the top plate 2 has an opening 2a through which the breast is guided downward. Both openings 2a of the top plate 2 are configured to be insertable. Below the top plate 2 is provided with a breast examination gantry 4 equipped with a detector 3 for detecting radiation (photons) generated from a radiopharmaceutical in the subject M, and with a base 5 for supporting the top plate 2. ing. In addition, the mammo PET apparatus 1 includes a coincidence counting circuit 6 (see FIG. 2), an image processing unit 7 (see FIG. 2), a controller 8 (see FIG. 2), and a memory unit 9 (see FIG. 2). An input unit 10 (see FIG. 2), a monitor 11 (see also FIG. 2), and a 3D scanner 12 (see also FIG. 2) are provided. Further, in the first embodiment, the mammo PET apparatus 1 includes an absorption coefficient map creating unit 15 (see FIG. 2). The coincidence circuit 6 corresponds to the inspection data generation unit in the present invention, the image processing unit 7 in the first embodiment corresponds to the absorption correction unit and the reconstruction unit in the present invention, and the controller 8 corresponds to the parallel in the present invention. The 3D scanner 12 corresponds to the display control unit and the superimposed display control unit. The 3D scanner 12 corresponds to the optical photographing unit in the present invention. The absorption coefficient map creation unit 15 corresponds to the absorption coefficient map creation unit in the present invention.

図1(a)および図1(b)に示すように、乳房検査用ガントリ4は、乳房の周囲を取り囲むように配置された複数の検出器3を収容するリング状の筐体4aと、その筐体4aを上下方向に昇降移動させるように駆動する昇降駆動機構4bとを備えている。図1(b)では、簡略化のために、8つの検出器3のみを図示しているが、実際にはそれ以上の数の検出器3を備えていることに留意されたい。   As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), a breast examination gantry 4 includes a ring-shaped housing 4a that houses a plurality of detectors 3 arranged to surround the breast, An elevating drive mechanism 4b that drives the housing 4a to move up and down in the vertical direction is provided. In FIG. 1B, for the sake of simplicity, only eight detectors 3 are shown, but it should be noted that in reality, more detectors 3 are provided.

検出器3や筐体4aとともに乳房検査用ガントリ4が、床面に設置されたレールR(図1(a)を参照)上のみを移動するようにする。このようにレールR上のみを乳房検査用ガントリ4が移動することにより、天板2および乳房検査用ガントリ4は幾何学的に制限を持たす。言い換えれば、例えばキャスタによって乳房検査用ガントリを自在に移動させる場合には、被検体と装置との位置合わせの自由度が高く、衝突防止は操作者に依存している。そこで、例えば開口部2aの真下にレールRが位置するように設計し、レールR上のみの乳房検査用ガントリ4の移動によって、天板2および乳房検査用ガントリ4が幾何学的に制限を持たすことで、被検体Mと装置との位置合わせを適切に行うことができる。   The breast examination gantry 4 is moved together with the detector 3 and the housing 4a only on the rail R (see FIG. 1A) installed on the floor surface. As the breast examination gantry 4 moves only on the rail R in this way, the top board 2 and the breast examination gantry 4 have geometric limitations. In other words, for example, when the breast examination gantry is freely moved by a caster, the degree of freedom in alignment between the subject and the apparatus is high, and collision prevention depends on the operator. Therefore, for example, the rail R is designed to be positioned directly below the opening 2a, and the top plate 2 and the breast examination gantry 4 are geometrically limited by the movement of the breast examination gantry 4 only on the rail R. Thus, it is possible to appropriately align the subject M and the apparatus.

具体的には、先ず、乳房検査用ガントリ4は開口部2aから離れた位置にあり、開口部2aに被検体Mの乳房が挿入したことを操作者が視覚的に確認した後に、検出器3を収容した筐体4aの中心と開口部2aの中心とが一致するように乳房検査用ガントリ4を移動させる。筐体4aの中心と開口部2aの中心とが一致した後に、筐体4aを上昇移動させるように昇降駆動機構4bが駆動することにより、検出器3を乳房に近接させる方向(上方向)に移動させることができる。乳房検査用ガントリ4の移動は一方向ずつの移動(レールR上の水平移動,筐体4aの昇降移動)であり、移動距離が決まっている。したがって、図1(a)に示すように、被検体Mから離れた位置にて入力部10(図2を参照)の操作パネル10aなどから簡便に操作することができる。また、非接触の衝突防止センサ(例えば距離センサ)などを乳房検査用ガントリ4に設置することで、位置合わせを自動的にセッティングすることも可能となる。   Specifically, first, the breast examination gantry 4 is located away from the opening 2a, and after the operator visually confirms that the breast of the subject M has been inserted into the opening 2a, the detector 3 The breast examination gantry 4 is moved so that the center of the housing 4a housing the container and the center of the opening 2a coincide. After the center of the housing 4a coincides with the center of the opening 2a, the elevating drive mechanism 4b is driven so as to move the housing 4a upward, so that the detector 3 approaches the breast (upward). Can be moved. The movement of the breast examination gantry 4 is movement in one direction (horizontal movement on the rail R, up-and-down movement of the housing 4a), and the movement distance is determined. Therefore, as shown in FIG. 1A, it can be easily operated from the operation panel 10a of the input unit 10 (see FIG. 2) or the like at a position away from the subject M. Further, by installing a non-contact collision prevention sensor (for example, a distance sensor) or the like in the breast examination gantry 4, it is possible to automatically set the alignment.

なお、本実施例1の3Dスキャナ12は後述する吸収補正のための光学撮影部(光学カメラ)であるが、3Dスキャナ12とは別に光学カメラを備えてもよい。光学カメラで得られた光学像をモニタ11に表示することで、装置近傍では視覚的に確認し難い角度からの乳房の挿入の確認やセッティングの確認を遠方にて行うことができる。   The 3D scanner 12 of the first embodiment is an optical photographing unit (optical camera) for absorption correction described later, but an optical camera may be provided separately from the 3D scanner 12. By displaying the optical image obtained by the optical camera on the monitor 11, it is possible to confirm the insertion of the breast and the setting from an angle that is difficult to visually confirm in the vicinity of the apparatus.

さらに、検査(撮影)終了時に乳房が開口部2aに挿入されたままの状態で乳房検査用ガントリが移動すると、乳房検査用ガントリと乳房との衝突が起こり得る。そこで、例えば天板2に荷重がかかっていることを検知するセンサや接触センサを天板2に設置したり、光学カメラで得られた光学像を画像処理して、被検体Mが開口部2aから乳房を抜いたことを確認した後のみ乳房検査用ガントリ4を移動させるように制御するのが好ましい。つまり、被検体Mが開口部2aから乳房を抜いたことを確認してからしか、乳房検査用ガントリ4の移動ができないように制御するのが好ましい。   Further, when the breast examination gantry moves while the breast is inserted into the opening 2a at the end of the examination (imaging), a collision between the breast examination gantry and the breast may occur. Therefore, for example, a sensor or a contact sensor for detecting that a load is applied to the top plate 2 is installed on the top plate 2, or an optical image obtained by the optical camera is subjected to image processing, so that the subject M opens the opening 2a. It is preferable to control so that the breast examination gantry 4 is moved only after confirming that the breast is removed from the breast. That is, it is preferable to control so that the breast examination gantry 4 cannot be moved only after confirming that the subject M has removed the breast from the opening 2a.

予め放射性薬剤を投与した被検体Mを伏臥位状態で天板2に載置し、伏臥位状態の被検体Mの乳房を開口部2aに挿入する。挿入した乳房の撮影を行うために、開口部2aに被検体Mの乳房が挿入したことを操作者が視覚的に確認した後に乳房検査用ガントリ4を移動させる。検出器3を収容した筐体4aの中心と開口部2aの中心とが一致した後に、筐体4aを上昇移動させるように昇降駆動機構4bが駆動することにより、検出器3を乳房に近接させる方向(上方向)に移動させる。開口部2aに挿入した乳房からの光子を検出器3が計数して、同時計数したときのみ同時計数回路6(図2を参照)に送り込む。これによって、開口部2aに挿入した乳房を撮影する。   A subject M to which a radiopharmaceutical has been administered in advance is placed on the top 2 in the prone position, and the breast of the subject M in the prone position is inserted into the opening 2a. In order to photograph the inserted breast, the breast examination gantry 4 is moved after the operator visually confirms that the breast of the subject M has been inserted into the opening 2a. After the center of the housing 4a that houses the detector 3 coincides with the center of the opening 2a, the elevating drive mechanism 4b is driven so as to move the housing 4a upward, thereby bringing the detector 3 close to the breast. Move in the direction (upward). The photon from the breast inserted into the opening 2a is counted by the detector 3 and sent to the coincidence counting circuit 6 (see FIG. 2) only when coincidence is counted. Thereby, the breast inserted into the opening 2a is photographed.

開口部2aに挿入した乳房の撮影が終了すれば、当該乳房を開口部2aから抜く。他方の乳房を撮影するために当該他方の乳房を開口部2aに挿入する。そして、同様に撮影する。なお、特別な事情がない限り、左右の乳房をそれぞれ撮影する。   When imaging of the breast inserted into the opening 2a is completed, the breast is removed from the opening 2a. In order to photograph the other breast, the other breast is inserted into the opening 2a. Then, the same picture is taken. Unless there are special circumstances, the left and right breasts are each photographed.

次に、図2に示すように、同時計数回路6で同時計数された同時計数データをサイノグラムからなる検査データとして収集(生成)する。生成された当該検査データを画像処理部7およびコントローラ8に送り込み、この検査データを蓄積しつつ画像処理部7は再構成することにより再構成画像であるPET画像を取得する。本実施例1では、吸収係数マップ作成部15で作成された吸収係数マップ(例えば吸収係数サイノグラム)を用いて、検査データ(サイノグラム)を再構成して吸収補正する。本実施例1では、吸収係数サイノグラムを画像再構成の計算式(例えば逐次近似式)に組み込んで吸収の影響が排除されたPET画像を取得することによって、吸収補正を行う。吸収係数サイノグラムを組み込んだ画像再構成の計算式については公知の手法であるので、その説明を省略する。画像処理部7は、GPU(Graphics Processing Unit)などで構成されている。   Next, as shown in FIG. 2, the coincidence count data simultaneously counted by the coincidence counting circuit 6 is collected (generated) as inspection data consisting of a sinogram. The generated inspection data is sent to the image processing unit 7 and the controller 8, and the image processing unit 7 reconstructs while accumulating the inspection data, thereby acquiring a PET image which is a reconstructed image. In the first embodiment, by using the absorption coefficient map (for example, absorption coefficient sinogram) created by the absorption coefficient map creating unit 15, the inspection data (sinogram) is reconstructed and corrected for absorption. In the first embodiment, absorption correction is performed by incorporating an absorption coefficient sinogram into an image reconstruction calculation formula (for example, a successive approximation formula) to obtain a PET image from which the influence of absorption is eliminated. Since the calculation formula for image reconstruction incorporating the absorption coefficient sinogram is a known technique, its description is omitted. The image processing unit 7 is configured by a GPU (Graphics Processing Unit) or the like.

コントローラ8は、中央演算処理装置(CPU)あるいはプログラムデータに応じて内部の使用するハードウェア回路(例えば論理回路)が変更可能なプログラマブルデバイス(例えばFPGA(Field Programmable Gate Array))などで構成されている。なお、本実施例1では、コントローラ8は、並列表示制御の機能および重畳表示制御の機能を備えている。これらの機能については詳しく後述する。   The controller 8 is configured by a central processing unit (CPU) or a programmable device (for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array)) in which a hardware circuit (for example, a logic circuit) used therein can be changed according to program data. Yes. In the first embodiment, the controller 8 has a parallel display control function and a superimposed display control function. These functions will be described in detail later.

メモリ部9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。後述する実施例2〜5も含めて、本実施例1では、同時計数回路6で収集(生成)された検査データ,画像処理部7で再構成されたPET画像,3Dスキャナ12で取得された3次元像についてはメモリ部9に書き込んで記憶し、必要に応じてメモリ部9から読み出す。また、本実施例1では、吸収係数マップ作成部15で作成された吸収係数サイノグラムについてもメモリ部9に書き込んで記憶し、必要に応じてRAMから読み出す。   The memory unit 9 is composed of a storage medium represented by ROM (Read-only Memory), RAM (Random-Access Memory), and the like. In the present embodiment 1, including later-described embodiments 2 to 5, the inspection data collected (generated) by the coincidence counting circuit 6, the PET image reconstructed by the image processing unit 7, and the 3D scanner 12 were acquired. The three-dimensional image is written and stored in the memory unit 9 and read from the memory unit 9 as necessary. In the first embodiment, the absorption coefficient sinogram created by the absorption coefficient map creating unit 15 is also written and stored in the memory unit 9 and read from the RAM as necessary.

入力部10は、操作者が入力したデータや命令をコントローラ8に送り込む。入力部10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。   The input unit 10 sends data and commands input by the operator to the controller 8. The input unit 10 includes a pointing device represented by a mouse, a keyboard, a joystick, a trackball, a touch panel, and the like.

モニタ11は、後述する図4や図5の態様を画面に表示するように構成されている。また、モニタ11はタッチパネルで構成されていてもよく、モニタ11が入力部10の機能を有するように構成してもよい。   The monitor 11 is configured to display the modes of FIGS. 4 and 5 described later on the screen. The monitor 11 may be configured with a touch panel, and the monitor 11 may be configured to have the function of the input unit 10.

3Dスキャナ12は、被検体Mの乳房を光学撮影して当該乳房の3次元像を取得する。3Dスキャナ12は、乳房検査用ガントリ4(図1を参照)に設けられている。図1(c)に示すように3Dスキャナ12は、赤外光を照射する光源12aと、乳房からの放射光を検出することにより光学撮影する2つのカメラ12bとを備えている。具体的な3Dスキャナ12の機能については詳しく後述する。   The 3D scanner 12 optically photographs the breast of the subject M and acquires a three-dimensional image of the breast. The 3D scanner 12 is provided in the breast examination gantry 4 (see FIG. 1). As shown in FIG. 1C, the 3D scanner 12 includes a light source 12a that emits infrared light, and two cameras 12b that perform optical imaging by detecting light emitted from the breast. Specific functions of the 3D scanner 12 will be described in detail later.

吸収係数マップ作成部15は、3Dスキャナ12で取得された3次元像の輪郭の内部において吸収係数値をそれぞれ仮定し、それぞれ仮定された当該吸収係数値の分布を表した吸収係数サイノグラムを作成する。吸収係数マップ作成部15は、コントローラ8と同様のCPUあるいはプログラマブルデバイス、または画像処理部7と同様のGPUなどで構成されている。具体的な吸収係数マップ作成部15の機能については詳しく後述する。   The absorption coefficient map creation unit 15 assumes an absorption coefficient value inside the contour of the three-dimensional image acquired by the 3D scanner 12, and creates an absorption coefficient sinogram representing the distribution of the assumed absorption coefficient value. . The absorption coefficient map creating unit 15 is configured by a CPU or programmable device similar to the controller 8 or a GPU similar to the image processing unit 7. A specific function of the absorption coefficient map creating unit 15 will be described later in detail.

次に、本実施例1の吸収補正を含んだ一連の画像処理について、図3〜図5を参照して説明する。図3は、実施例1の吸収補正を含んだ一連の画像処理のフローチャートであり、図4は、光学撮影で得られた乳房の3次元像とPET画像との並列表示の態様であり、図5は、光学撮影で得られた乳房の3次元像とPET画像との重畳表示の態様である。なお、予め放射性薬剤を投与した被検体M(図1(a)を参照)の乳房は開口部2a(図1(a)を参照)に既に挿入されており、検出器3(図1を参照)は乳房に既に近接しており、乳房の撮影の準備は既に完了しているとして説明する。   Next, a series of image processing including absorption correction according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart of a series of image processing including absorption correction according to the first embodiment, and FIG. 4 is a mode of parallel display of a three-dimensional image of a breast obtained by optical imaging and a PET image. Reference numeral 5 denotes a superimposing display mode of a breast three-dimensional image obtained by optical imaging and a PET image. Note that the breast of the subject M (see FIG. 1A) to which the radiopharmaceutical has been administered in advance has already been inserted into the opening 2a (see FIG. 1A), and the detector 3 (see FIG. 1). ) Will be described as being close to the breast and ready for breast imaging.

(ステップS1)光学撮影
3Dスキャナ12(図1および図2を参照)の光源12a(図1(c)を参照)から乳房に赤外光を照射する。各々のカメラ12b(図1(c)を参照)は、乳房からの放射光を検出することにより光学撮影する。そして、三角測量法を用いて乳房の3次元像を取得する。3Dスキャナ12で取得された乳房の3次元像を、コントローラ8(図2を参照)を介して吸収係数マップ作成部15(図2を参照)に送り込む。また、乳房の3次元像を、コントローラ8を介してメモリ部9(図2を参照)にも送り込む。
(Step S1) Optical photography
The breast is irradiated with infrared light from a light source 12a (see FIG. 1C) of the 3D scanner 12 (see FIGS. 1 and 2). Each camera 12b (see FIG. 1C) takes an optical image by detecting light emitted from the breast. Then, a three-dimensional image of the breast is obtained using triangulation. A three-dimensional image of the breast acquired by the 3D scanner 12 is sent to the absorption coefficient map creating unit 15 (see FIG. 2) via the controller 8 (see FIG. 2). Further, a three-dimensional image of the breast is also sent to the memory unit 9 (see FIG. 2) via the controller 8.

(ステップS2)吸収係数サイノグラムの作成
吸収係数マップ作成部15は、3Dスキャナ12で取得された3次元像の輪郭の内部において吸収係数値をそれぞれ仮定し、それぞれ仮定された当該吸収係数値の分布を表した吸収係数サイノグラムを作成する。閾値処理によって3Dスキャナ12で取得された乳房の3次元像を二値化処理するのが好ましい。乳房の3次元像を二値化処理することにより、乳房における輪郭および輪郭の内部を“1”,乳房における輪郭の外部を“0”とする。
(Step S2) Creation of Absorption Coefficient Sinomogram The absorption coefficient map creation unit 15 assumes an absorption coefficient value inside the contour of the three-dimensional image acquired by the 3D scanner 12, and each assumed distribution of the absorption coefficient value is assumed. To create an absorption coefficient sinogram. It is preferable to binarize a three-dimensional image of the breast acquired by the 3D scanner 12 by threshold processing. By binarizing the three-dimensional image of the breast, the contour in the breast and the inside of the contour are set to “1”, and the outside of the contour in the breast is set to “0”.

後述する実施例2,3も含めて、本実施例1では撮影部位が乳房である。したがって、輪郭の内部を水だと仮定して水の吸収係数値で一律に決定し、水の吸収係数値の分布を表したサイノグラムを吸収係数サイノグラムとして作成する。水の吸収係数値は既知であって、水の吸収係数値である0.0096/mmを用いる。吸収係数マップ作成部15で作成された吸収係数サイノグラムを、コントローラ8を介してメモリ部9に送り込む。そして、吸収係数サイノグラムをメモリ部9に書き込んで記憶する。   In Example 1, including Examples 2 and 3 described later, the imaging region is the breast. Therefore, assuming that the inside of the contour is water, it is uniformly determined by the water absorption coefficient value, and a sinogram representing the distribution of the water absorption coefficient value is created as an absorption coefficient sinogram. The water absorption coefficient value is known, and the water absorption coefficient value of 0.0096 / mm is used. The absorption coefficient sinogram created by the absorption coefficient map creation unit 15 is sent to the memory unit 9 via the controller 8. Then, the absorption coefficient sinogram is written and stored in the memory unit 9.

(ステップS3)検査データの生成
続いて、被検体Mの乳房内の放射性薬剤から発生した放射線(光子)を検出器3が検出し、同時計数回路6(図2を参照)で同時計数された同時計数データをサイノグラムからなる検査データとして収集(生成)する。生成された当該検査データを画像処理部7(図2を参照)およびコントローラ8に送り込む。
(Step S3) Generation of Examination Data Subsequently, the detector 3 detects radiation (photons) generated from the radiopharmaceutical in the breast of the subject M, and the coincidence circuit 6 (see FIG. 2) simultaneously counts the radiation. The coincidence data is collected (generated) as inspection data consisting of a sinogram. The generated inspection data is sent to the image processing unit 7 (see FIG. 2) and the controller 8.

(ステップS4)吸収補正・再構成
画像処理部7は検査データを蓄積しつつ再構成することにより再構成画像であるPET画像を取得する。その際に、吸収係数サイノグラムをメモリ部9から読み出して、コントローラ8を介して画像処理部7に送り込み、吸収係数サイノグラムを逐次近似式に組み込んで吸収補正を行う。なお、吸収係数画像から放射線(光子)の透過率を求め、検査データから透過率を除算することで放射線(光子)の吸収の影響が排除されたデータに変換することによって、吸収補正を行ってもよい。すなわち、再構成の前に吸収補正を行ってもよい。吸収補正後のPET画像を、コントローラ8を介してメモリ部9に送り込む。そして、吸収補正後のPET画像をメモリ部9に書き込んで記憶する。
(Step S4) Absorption Correction / Reconstruction The image processing unit 7 acquires a PET image that is a reconstructed image by reconstructing while accumulating examination data. At that time, the absorption coefficient sinogram is read from the memory unit 9 and sent to the image processing unit 7 via the controller 8, and the absorption coefficient sinogram is incorporated into the successive approximation formula to perform absorption correction. In addition, absorption correction is performed by obtaining the transmittance of the radiation (photon) from the absorption coefficient image, and converting the inspection data into the data in which the influence of the absorption of the radiation (photon) is eliminated by dividing the transmittance. Also good. That is, absorption correction may be performed before reconstruction. The PET image after the absorption correction is sent to the memory unit 9 via the controller 8. Then, the PET image after the absorption correction is written and stored in the memory unit 9.

(ステップS5)モニタへの表示
光学撮影で得られた乳房の3次元像および吸収補正後のPET画像をメモリ部9から読み出して、コントローラ8を介してモニタ11(図1,図2,図4および図5を参照)に送り込む。図4では、コントローラ8は、光学撮影で得られた乳房の3次元像PとPET画像Pとを同じモニタ11に並べて表示制御(並列表示制御)している。図5では、コントローラ8は、光学撮影で得られた乳房の3次元像PとPET画像Pとを重ね合わせて表示制御(重畳表示制御)している。図4や図5では、乳房を被検体Mの前から後に向かって見るビュー方向である腹背方向(Antero-Posterior)(すなわち正面)で表示しているが、ビュー方向を切り替えてもよい。例えば、頭から足下に向かって見るビュー方向である頭尾方向(CC: Cranio-Caudal)(「Top View」とも呼ばれる),乳房の内側から外側に向かって見るビュー方向である内外側斜位(MLO: Medio-Lateral Oblique)に切り替えてもよい。ただし、撮影部位が乳房であって、図1(a)のような方向から光学撮影する場合には、背腹方向(Postero-Anterior)(すなわち背面)のビュー方向については切り替えることができないことに留意されたい。
(Step S5) Display on Monitor A three-dimensional image of the breast obtained by optical imaging and a PET image after absorption correction are read out from the memory unit 9, and the monitor 11 (FIGS. 1, 2, and 4) is connected via the controller 8. And (see FIG. 5). In FIG. 4, the controller 8 performs display control (parallel display control) by arranging the three-dimensional image P 1 and the PET image P 2 of the breast obtained by optical imaging on the same monitor 11. In FIG. 5, the controller 8 performs display control (superimposition display control) by superimposing the breast three-dimensional image P 1 and the PET image P 2 obtained by optical imaging. In FIGS. 4 and 5, the breast is displayed in the Antero-Posterior (that is, the front) direction in which the breast is viewed from the front to the back of the subject M, but the view direction may be switched. For example, the head-to-tail direction (CC: Cranio-Caudal) (also called “Top View”), the view direction seen from the inside to the outside of the breast, You may switch to MLO: Medio-Lateral Oblique). However, when the imaging region is the breast and optical imaging is performed from the direction as shown in FIG. 1A, the view direction in the posterior-anterior direction (ie, the back) cannot be switched. Please keep in mind.

本実施例1に係るマンモPET装置1によれば、被検体M内の放射性薬剤から発生した放射線を検出器3が検出し、当該検出器3で検出された放射線から同時計数回路6は検査データ(各実施例ではサイノグラム)を生成する。一方、光学撮影手段(各実施例では3Dスキャナ12)は(核医学診断の対象たる)被検体M(本実施例1では乳房)を光学撮影して当該乳房の3次元像を取得する。当該光学撮影手段(3Dスキャナ12)で取得された3次元像の輪郭の内部において吸収係数値をそれぞれ仮定する。それぞれ仮定された当該吸収係数値の分布を表した吸収係数マップ(本実施例1では吸収係数サイノグラム)を吸収係数マップ作成部15は作成する。当該吸収係数マップ(吸収係数サイノグラム)を用いて、吸収補正手段(本実施例1では画像処理部7)は検査データ(サイノグラム)を吸収補正する。光学撮影手段(3Dスキャナ12)で取得された3次元像の輪郭は、放射性薬剤の分布に左右されない。したがって、CT画像やMRI画像を用いずに、光学撮影手段(3Dスキャナ12)で撮影された3次元像の輪郭の内部においてそれぞれ仮定された吸収係数値の分布を表した吸収係数マップ(吸収係数サイノグラム)を用いることで、放射性薬剤が撮影部位(乳房)全体に分布していない場合であっても、吸収補正を正確に行うことができる。   According to the mammo PET apparatus 1 according to the first embodiment, the detector 3 detects the radiation generated from the radiopharmaceutical in the subject M, and the coincidence counting circuit 6 calculates the inspection data from the radiation detected by the detector 3. (In each embodiment, a sinogram) is generated. On the other hand, the optical imaging means (3D scanner 12 in each embodiment) optically images a subject M (a breast in this embodiment 1) (a subject of nuclear medicine diagnosis) to obtain a three-dimensional image of the breast. An absorption coefficient value is assumed inside the contour of the three-dimensional image acquired by the optical photographing means (3D scanner 12). The absorption coefficient map creating unit 15 creates an absorption coefficient map (absorption coefficient sinogram in the first embodiment) representing the assumed distribution of the absorption coefficient values. Using the absorption coefficient map (absorption coefficient sinogram), the absorption correction means (image processing unit 7 in the first embodiment) absorbs and corrects the inspection data (sinogram). The contour of the three-dimensional image acquired by the optical imaging means (3D scanner 12) does not depend on the distribution of the radiopharmaceutical. Accordingly, an absorption coefficient map (absorption coefficient) representing the distribution of assumed absorption coefficient values inside the contour of a three-dimensional image photographed by the optical photographing means (3D scanner 12) without using a CT image or an MRI image. By using the sinogram), even when the radiopharmaceutical is not distributed throughout the imaging region (breast), the absorption correction can be performed accurately.

本実施例1では撮影部位が乳房である。撮影部位が乳房の場合に、輪郭の内部を水だと仮定して、吸収補正を行う。輪郭の内部を水だと仮定して水の吸収係数値で一律に決定し、水の吸収係数値の分布を表したマップを吸収係数マップ(吸収係数サイノグラム)として作成する。水の吸収係数値は既知であって、輪郭の内部を水だと仮定して水の吸収係数値で一律に決定することで、簡易に吸収補正することができる。   In the first embodiment, the imaging region is the breast. When the imaging region is a breast, absorption correction is performed assuming that the inside of the contour is water. Assuming the inside of the contour is water, the water absorption coefficient value is uniformly determined, and a map representing the distribution of the water absorption coefficient value is created as an absorption coefficient map (absorption coefficient sinogram). The absorption coefficient value of water is known, and it is possible to easily perform the absorption correction by determining uniformly the absorption coefficient value of water assuming that the inside of the contour is water.

図4に示すように、再構成手段(画像処理部7)で生成された再構成画像(図4ではPET画像P)と、光学撮影手段(3Dスキャナ12)で取得された3次元像(図4では3次元像P)とを同じモニタ11に並べて表示(並列表示)している。図5に示すように、再構成手段(画像処理部7)で生成された再構成画像(図5ではPET画像P)と、光学撮影手段(3Dスキャナ12)で取得された3次元像(図5では3次元像P)とを重ね合わせて表示(重畳表示)している。また、図4の態様および図5の態様を組み合わせてもよい。 As shown in FIG. 4, the reconstructed image (PET image P 2 in FIG. 4) generated by the reconstructing means (image processing unit 7) and the three-dimensional image (3D scanner 12) acquired by the optical photographing means (3D scanner 12). In FIG. 4, the three-dimensional image P 1 ) is displayed side by side on the same monitor 11 (parallel display). As shown in FIG. 5, the reconstructed image (PET image P 2 in FIG. 5) generated by the reconstructing means (image processing unit 7) and the three-dimensional image (3D scanner 12) acquired by the optical imaging means (3D scanner 12). In FIG. 5, the three-dimensional image P 1 ) is superimposed and displayed (superimposed display). Moreover, you may combine the aspect of FIG. 4, and the aspect of FIG.

本実施例1のように撮影部位が乳房の場合に、被検体Mを伏臥位状態で水平面に載置し、乳房を下方に案内して通す開口部2aを有する天板2を備え、当該天板2の当該開口部2aは、左右の乳房がともに挿入可能なサイズで構成され、天板2の開口部2aの下部に検出器3を設ける構造が好ましい。乳房を撮影する場合には、被検体Mを伏臥位状態で天板2の水平面に載置し、天板2の開口部2aに左右いずれかの乳房を下方に案内して通す。開口部2aは、左右の乳房がともに挿入可能なサイズで構成されている。左右いずれか一方の乳房を開口部2aに下方に案内して通した状態で、開口部2aの下部に設けられた検出器3によって当該一方の乳房を撮影する。当該一方の乳房の撮影が終了したら、他方の乳房を開口部2aに下方に案内して通した状態で、開口部2aの下部に設けられた検出器3によって当該他方の乳房を撮影する。このように、開口部2aは、左右両方の乳房を個別に通して、それぞれの撮影が可能である。   When the imaging region is a breast as in the first embodiment, the subject M is placed on a horizontal surface in a prone position, and the top plate 2 having an opening 2a through which the breast is guided downward is provided. The opening 2a of the plate 2 is preferably sized so that both the left and right breasts can be inserted, and the detector 3 is preferably provided below the opening 2a of the top plate 2. When photographing a breast, the subject M is placed on the horizontal surface of the top board 2 in a prone position, and either the left or right breast is guided downward through the opening 2a of the top board 2. The opening 2a has a size that allows both the left and right breasts to be inserted. With one of the left and right breasts guided downward through the opening 2a, the one breast is imaged by the detector 3 provided at the lower part of the opening 2a. When imaging of the one breast is completed, the other breast is imaged by the detector 3 provided at the lower part of the opening 2a with the other breast guided downward through the opening 2a. In this manner, the opening 2a can be individually photographed through both the left and right breasts.

次に、図面を参照して本発明の実施例2を説明する。
図6は、実施例2に係るマンモPET装置のブロック図である。上述した実施例1と共通する構成については、同じ符号を付して、その説明を省略するとともに、図示を省略する。
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a block diagram of the mammo PET apparatus according to the second embodiment. Constituent elements common to the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and illustration is omitted.

上述した実施例1では光学撮影された3次元像を用いた吸収補正であった。これに対して、本実施例2では光学撮影された3次元像を用いた散乱補正を行う。   In the above-described first embodiment, the absorption correction is performed using the optically photographed three-dimensional image. On the other hand, in the second embodiment, scattering correction is performed using a three-dimensional image optically photographed.

マンモPET装置1(図1を参照)は、上述した実施例1と同様の天板2(図1を参照)と検出器3(図1を参照)と乳房検査用ガントリ4(図1を参照)と基台5(図1を参照)とを備えている。マンモPET装置1は、図6に示すように、上述した実施例1と同様の同時計数回路6と画像処理部7とコントローラ8とメモリ部9と入力部10とモニタ11と3Dスキャナ12とを備えている。さらに、本実施例2ではマンモPET装置1は、散乱投影データ作成部25を備えている。同時計数回路6は、本発明における検査データ生成手段に相当し、本実施例2の画像処理部7は、本発明における散乱補正手段および再構成手段に相当し、コントローラ8は、本発明における並列表示制御手段および重畳表示制御手段に相当し、3Dスキャナ12は、本発明における光学撮影手段に相当し、散乱投影データ作成部25は、本発明における散乱投影データ作成手段に相当する。   A mammo PET apparatus 1 (see FIG. 1) includes a top plate 2 (see FIG. 1), a detector 3 (see FIG. 1), and a breast examination gantry 4 (see FIG. 1), which are the same as those in the first embodiment. ) And a base 5 (see FIG. 1). As shown in FIG. 6, the mammo PET apparatus 1 includes a coincidence circuit 6, an image processing unit 7, a controller 8, a memory unit 9, an input unit 10, a monitor 11, and a 3D scanner 12 similar to those in the first embodiment. I have. Further, in the second embodiment, the mammo PET apparatus 1 includes a scatter projection data creation unit 25. The coincidence circuit 6 corresponds to the inspection data generation unit in the present invention, the image processing unit 7 in the second embodiment corresponds to the scattering correction unit and the reconstruction unit in the present invention, and the controller 8 corresponds to the parallel in the present invention. The 3D scanner 12 corresponds to an optical imaging unit in the present invention, and the scattered projection data creation unit 25 corresponds to the scattered projection data creation unit in the present invention.

本実施例2では、散乱投影データ作成部25で作成された散乱投影データ(例えば散乱サイノグラム)を用いて、検査データ(サイノグラム)を再構成して散乱補正する。本実施例2では、散乱サイノグラムを画像再構成の計算式(例えば逐次近似式)に組み込んで散乱線の影響が排除されたPET画像を取得することによって、散乱補正を行う。散乱サイノグラムを組み込んだ画像再構成の計算式については公知の手法であるので、その説明を省略する。   In the second embodiment, using the scatter projection data (for example, scatter sinogram) created by the scatter projection data creation unit 25, the inspection data (sinogram) is reconstructed and scatter correction is performed. In the second embodiment, scattering correction is performed by acquiring a PET image in which the influence of scattered radiation is eliminated by incorporating a scattering sinogram into a calculation formula (for example, a successive approximation formula) for image reconstruction. Since a calculation formula for image reconstruction incorporating a scatter sinogram is a known technique, a description thereof will be omitted.

散乱投影データ作成部25は、3Dスキャナ12で取得された3次元像の輪郭を模したモデルデータにおいて、放射線の総イベント数に対する、散乱線による放射線の検出数の比率である確率をシミュレーションにより求め、当該確率から散乱線の分布を表した散乱サイノグラムを作成する。散乱投影データ作成部25は、コントローラ8と同様のCPUあるいはプログラマブルデバイス、または画像処理部7と同様のGPUなどで構成されている。具体的な散乱投影データ作成部25の機能については詳しく後述する。   The scatter projection data creation unit 25 obtains, by simulation, a probability that is the ratio of the number of detected radiations by scattered rays to the total number of radiation events in the model data imitating the outline of the three-dimensional image acquired by the 3D scanner 12. A scattering sinogram representing the distribution of scattered radiation is created from the probability. The scattered projection data creation unit 25 is configured by a CPU or programmable device similar to the controller 8 or a GPU similar to the image processing unit 7. The specific function of the scattered projection data creation unit 25 will be described later in detail.

次に、本実施例2の散乱補正を含んだ一連の画像処理について、図7〜図9を参照して説明する。図7は、実施例2の散乱補正を含んだ一連の画像処理のフローチャートであり、図8は、モンテカルロシミュレーションを応用し散乱線成分を求めるEffective Source Scatter Estimation(ESSE)法で用いられている散乱線モデルの模式図であり、図9は、ESSE法における散乱サイノグラムの作成のフローチャートである。上述した実施例1と同様に乳房の撮影の準備は既に完了しているとして説明する。   Next, a series of image processing including scattering correction according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart of a series of image processing including scattering correction of the second embodiment, and FIG. 8 is a scattering used in an effective source scatter estimation (ESSE) method for obtaining a scattered radiation component by applying a Monte Carlo simulation. FIG. 9 is a schematic diagram of a line model, and FIG. 9 is a flowchart for creating a scattering sinogram in the ESSE method. As in the first embodiment described above, it will be assumed that the preparation for breast imaging has already been completed.

(ステップS11)光学撮影
図7のステップS11は、上述した実施例1のステップS1と同じであるので、その説明については省略する。本実施例2では、3Dスキャナ12(図1および図6を参照)で取得された乳房の3次元像を、コントローラ8(図6を参照)を介して散乱投影データ作成部25(図6を参照)に送り込む。また、乳房の3次元像を、コントローラ8を介してメモリ部9(図6を参照)にも送り込む。
(Step S11) Optical Photography Step S11 in FIG. 7 is the same as step S1 in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted. In the second embodiment, a three-dimensional image of the breast acquired by the 3D scanner 12 (see FIGS. 1 and 6) is converted into a scatter projection data creation unit 25 (see FIG. 6) via the controller 8 (see FIG. 6). (See). Further, the three-dimensional image of the breast is also sent to the memory unit 9 (see FIG. 6) via the controller 8.

(ステップS12)散乱サイノグラムの作成
散乱投影データ作成部25は、3Dスキャナ12で取得された3次元像の輪郭を模したモデルデータにおいて、放射線の総イベント数に対する、散乱線による放射線の検出数の比率である確率をシミュレーションにより求め、当該確率から散乱線の分布を表した散乱サイノグラムを作成する。上述した実施例1と同様に、閾値処理によって3Dスキャナ12で取得された乳房の3次元像を二値化処理することにより、乳房における輪郭および輪郭の内部を“1”,乳房における輪郭の外部を“0”とするのが好ましい。
(Step S <b> 12) Scattering sinogram creation The scatter projection data creation unit 25, in the model data imitating the outline of the three-dimensional image acquired by the 3D scanner 12, determines the number of detected radiations by scattered radiation with respect to the total number of radiation events. A probability as a ratio is obtained by simulation, and a scattering sinogram representing the distribution of scattered radiation is created from the probability. Similar to the first embodiment described above, binarization processing is performed on the three-dimensional image of the breast acquired by the 3D scanner 12 by threshold processing, so that the contour in the breast and the inside of the contour are “1”, and the contour outside the breast is outside. Is preferably "0".

上述した実施例1,後述する実施例3も含めて、本実施例2では撮影部位が乳房である。したがって、輪郭の内部を水だと仮定したモデルデータにおいて確率をシミュレーションにより求め、当該確率から散乱サイノグラムを作成する。例えばモンテカルロシミュレーションを応用し散乱線成分を求めるEffective Source Scatter Estimation(以下、「ESSE」と略記する)法で用いられている散乱線モデル(図8を参照)を、3Dスキャナ12で取得された乳房の3次元像における輪郭の内部を水だと仮定したモデルデータに置き換える。   In Example 2, including Example 1 and Example 3 described later, the imaging region is the breast. Therefore, a probability is obtained by simulation in model data assuming that the inside of the contour is water, and a scattering sinogram is created from the probability. For example, a scattered radiation model (see FIG. 8) used in an effective source scatter estimation (hereinafter abbreviated as “ESSE”) method for obtaining a scattered radiation component by applying Monte Carlo simulation is obtained with a breast acquired by the 3D scanner 12. The inside of the contour in the three-dimensional image is replaced with model data assuming water.

そして、Three-Dimensional Ordered Subsets Expectation Maximization (3D-OSEM)法に散乱補正を組み込んだ画像再構成法であるAstonish法によって後述するステップS14で散乱補正・再構成する。ESSE法の具体的な手法については、参考文献1,2を参照されたい(参考文献1:“フィリップス社製エミッションCT装置「BRIGHTVIEW X」のご紹介”、[online] 、日立製作所、インターネット< URL : http://www.innervision.co.jp/ad/suite/hitachi/technical_notes/151265>)。また、ESSE法を用いて投影データ中の散乱成分を推定する具体的な手法については、参考文献2を参照されたい(参考文献2:冨口 静二、“SPECT/CT時代の新しい3次元画像再構成法(Astonish)”、[online] 、インターネット< URL : http://www.hitachi.co.jp/products/healthcare/products-support/contents/medix/pdf/vol48/P25-30.pdf>)。   Then, in step S14, which will be described later, scatter correction / reconstruction is performed by an Astonish method, which is an image reconstruction method in which scatter correction is incorporated into the Three-Dimensional Ordered Subsets Expectation Maximization (3D-OSEM) method. Refer to References 1 and 2 for specific methods of the ESSE method (Reference 1: “Introduction of the Philips emission CT device“ BRIGHTVIEW X ””, [online], Hitachi, Internet <URL : http://www.innervision.co.jp/ad/suite/hitachi/technical_notes/151265>) Also, for a specific method for estimating the scattering components in projection data using the ESSE method, see References. 2 (Reference 2: Shigeji Higuchi, “New 3D Image Reconstruction Method in the Age of SPECT / CT (Astonish)”, [online], Internet <URL: http://www.hitachi.co .jp / products / healthcare / products-support / contents / medix / pdf / vol48 / P25-30.pdf>).

3Dスキャナ12で取得された乳房の3次元像における輪郭の内部を水だと仮定したモデルデータを、図8に示すようにESSE法で用いられている散乱線モデル(水の吸収体)とする。図8中の符号Aは光子の発生源かつ散乱線の原因となる線源で、図8中の符号BはA点の線源から発生した散乱線が最終的に検出器3(図1も参照)に垂直に向かう点である。また、図8中の符号A(X)はA点の線源であり、図8中の符号τ(X´)はB点から乳房の輪郭(体表)までの距離であり、図8中の符号As(X´)はB点で発生した散乱線が体表までの距離τ(X´)で減弱を受け検出器3で検出される散乱線の線源である。   The model data assuming that the inside of the contour in the three-dimensional image of the breast acquired by the 3D scanner 12 is water is a scattered radiation model (water absorber) used in the ESSE method as shown in FIG. . Reference numeral A in FIG. 8 is a source that generates photons and causes scattered radiation, and reference numeral B in FIG. 8 indicates that scattered radiation generated from a point A source is finally detected by the detector 3 (also in FIG. 1). Point) 8 is a source of point A, and τ (X ′) in FIG. 8 is the distance from point B to the outline (body surface) of the breast. The reference sign As (X ′) is a scattered radiation source that is detected by the detector 3 as the scattered radiation generated at point B is attenuated by the distance τ (X ′) to the body surface.

図8のモデルでは、下記のような確率P1〜P4がそれぞれ定義されている。P1はA点から発生した散乱線がB点に向かう確率であり、P2はB点から発生した散乱線が検出器3に向かう確率であり、P3はこの散乱線が検出器3で減弱せずに入射する確率であり、P4はこの散乱線が減弱されるが検出器3で検出される確率である。ESSE法では図8のモデルを利用し、B点で発生した散乱線が体表までの距離τ(X´)で減弱を受け、検出器3で検出されて計測されるAs(X´)として求められ、これより投影データ中の散乱成分(すなわち散乱投影データ)を推定している。   In the model of FIG. 8, the following probabilities P1 to P4 are respectively defined. P1 is a probability that the scattered radiation generated from the point A is directed to the point B, P2 is a probability that the scattered radiation generated from the point B is directed to the detector 3, and P3 is a probability that the scattered radiation is not attenuated by the detector 3. P4 is the probability that this scattered radiation will be attenuated but detected by the detector 3. In the ESSE method, the model shown in FIG. 8 is used, and the scattered radiation generated at point B is attenuated by the distance τ (X ′) to the body surface, and is detected and measured by the detector 3 as As (X ′). The scattering component in the projection data (that is, the scattered projection data) is estimated from this.

より具体的に説明すると、先ず、モンテカルロシミュレーションを用いて、モデルから確率P1〜P4を考慮した散乱線の線源カーネル(Scatter Source Kernel)k(図9を参照)が計算される。また、最後に発生した散乱線の減弱係数(μ)から水の減弱係数(μ)を減算した相対的散乱線減弱係数カーネル(Relative Scatter Source Attenuation Coefficient Kernel)Δμ(=μ−μ)(図9を参照)もシミュレーションにより算出される。次に、これらのカーネルk,Δμから3つのカーネルk,k×Δμ,k×(Δμを作成する。 More specifically, first, a scattered radiation source kernel (Scatter Source Kernel) k (see FIG. 9) is calculated from the model in consideration of the probabilities P1 to P4 using Monte Carlo simulation. Moreover, finally the attenuation coefficients of the scattered rays generated (mu S) decrease from the water weak coefficient (mu 0) and subtracted relative scattered radiation attenuation coefficient kernel (Relative Scatter Source Attenuation Coefficient Kernel) Δμ S (= μ S -μ 0 ) (see FIG. 9) is also calculated by simulation. Next, three kernels k, k × Δμ S , k × (Δμ S ) 2 are created from these kernels k, Δμ S.

次に、図9に示すように、これら3つのカーネルk,k×Δμ,k×(ΔμをA点の線源(Source)の放射能分布に畳み込み(コンボリューションし)、3つの像をそれぞれ作成する。これに、それぞれ係数1,−τ,1/2τを掛け、総和して一つの像にする。この像が下記(1)式中の括弧内に相当する像である。ここで、上述したようにτはB点から乳房の輪郭(体表)までの距離である。 Next, as shown in FIG. 9, these three kernels k, k × Δμ S , k × (Δμ S ) 2 are convolved (convolved) with the radiation distribution of the source at the point A, and 3 Create two images. Thereto, respectively coefficients 1, -τ, 1 / 2τ multiplied by two, to one image by summation. This image is an image corresponding to the parentheses in the following formula (1). Here, as described above, τ is the distance from point B to the contour (body surface) of the breast.

Figure 2019032211
Figure 2019032211

この像に電子密度の分布(Electron Density)(ρ)を掛けたものが実効散乱線の線源A(図9では「Effective Scatter Source」で表記)となる(上記(1)式を参照)。Aを順投影(Forward Projection)することで、ある収集角度での投影データに含まれる散乱線成分が推定される。なお、順投影する場合には、Collimator Distance Response(CDR)によるボケを考慮して散乱線成分は計算される(図9では「FP with CDR blur」で表記)。これにより、投影データ中の散乱成分(図9では「Scatter Estimation」で表記)を推定することができる。 The image density multiplied by the electron density distribution (ρ S ) is the effective scattered radiation source A S (shown as “Effective Scatter Source” in FIG. 9) (see the above equation (1)). ). By the A S forward projecting (Forward Projection), scattered radiation components included in the projection data in the collection angle is estimated. In the case of forward projection, the scattered radiation component is calculated in consideration of blur due to Collimator Distance Response (CDR) (indicated as “FP with CDR blur” in FIG. 9). This makes it possible to estimate the scattering component in the projection data (shown as “Scatter Estimation” in FIG. 9).

このように推定された投影データ中の散乱成分を散乱サイノグラムとして作成する。散乱投影データ作成部25で作成された散乱サイノグラムを、コントローラ8を介してメモリ部9に送り込む。そして、散乱サイノグラムをメモリ部9に書き込んで記憶する。   The scattering component in the projection data estimated in this way is created as a scattering sinogram. The scatter sinogram created by the scatter projection data creation unit 25 is sent to the memory unit 9 via the controller 8. Then, the scattering sinogram is written and stored in the memory unit 9.

(ステップS13)検査データの生成
図7のステップS13は、上述した実施例1のステップS3と同じであるので、その説明については省略する。
(Step S13) Generation of Inspection Data Step S13 in FIG. 7 is the same as step S3 in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

(ステップS14)散乱補正・再構成
画像処理部7(図6を参照)は検査データを蓄積しつつ再構成することにより再構成画像であるPET画像を取得する。その際に、散乱サイノグラムをメモリ部9から読み出して、コントローラ8を介して画像処理部7に送り込み、散乱サイノグラムを逐次近似式(本実施例2では3D-OSEM法の逐次近似式)に組み込んで散乱補正を行う。なお、推定した散乱線の分布を検査データから差分して散乱線の影響(バイアス)が排除されたデータに変換することによって、散乱補正を行ってもよい。すなわち、再構成の前に散乱補正を行ってもよい。散乱補正後のPET画像を、コントローラ8を介してメモリ部9に送り込む。そして、散乱補正後のPET画像をメモリ部9に書き込んで記憶する。
(Step S14) Scatter correction / reconstruction The image processing unit 7 (see FIG. 6) obtains a PET image as a reconstructed image by reconstructing while accumulating inspection data. At that time, the scattered sinogram is read out from the memory unit 9 and sent to the image processing unit 7 via the controller 8, and the scattered sinogram is incorporated into a successive approximation formula (in this embodiment, a successive approximation formula of 3D-OSEM method). Scatter correction is performed. Note that the scatter correction may be performed by converting the estimated distribution of scattered radiation from the inspection data and converting it into data in which the influence (bias) of the scattered radiation is eliminated. That is, scattering correction may be performed before reconstruction. The PET image after the scatter correction is sent to the memory unit 9 via the controller 8. Then, the PET image after the scattering correction is written and stored in the memory unit 9.

(ステップS15)モニタへの表示
図7のステップS15は、上述した実施例1のステップS5と同じであるので、その説明については省略する。
(Step S15) Display on Monitor Since step S15 in FIG. 7 is the same as step S5 in the first embodiment described above, description thereof is omitted.

本実施例2に係るマンモPET装置1によれば、被検体M内の放射性薬剤から発生した放射線を検出器3が検出し、当該検出器3で検出された放射線から同時計数回路6は検査データ(各実施例ではサイノグラム)を生成する。一方、光学撮影手段(各実施例では3Dスキャナ12)は(核医学診断の対象たる)被検体M(本実施例2では乳房)を光学撮影して当該乳房の3次元像を取得する。当該光学撮影手段(3Dスキャナ12)で取得された3次元像の輪郭の内部を模したモデルデータにおいて、放射線の総イベント数に対する、散乱線による放射線の検出数の比率である確率をシミュレーション(例えば本実施例2ではモンテカルロシミュレーション)により求める。当該確率から散乱線の分布を表した散乱投影データ(本実施例2では散乱サイノグラム)を散乱投影データ作成部25は作成する。当該散乱投影データ(散乱サイノグラム)を用いて、散乱補正手段(本実施例2では画像処理部7)は検査データ(サイノグラム)を散乱補正する。上述した実施例1の吸収補正でも述べたように光学撮影手段(3Dスキャナ12)で取得された3次元像の輪郭は、放射性薬剤の分布に左右されない。したがって、CT画像やMRI画像を用いずに、光学撮影手段(3Dスキャナ12)で撮影された3次元像の輪郭の内部を模したモデルデータにおいてシミュレーション(モンテカルロシミュレーション)により求まった(放射線の総イベント数に対する、散乱線による放射線の検出数の比率である)確率から散乱線の分布を表した散乱投影データ(散乱サイノグラム)を用いることで、放射性薬剤が撮影部位全体に分布していない場合であっても、散乱補正を正確に行うことができる。   According to the mammo PET apparatus 1 according to the second embodiment, the detector 3 detects the radiation generated from the radiopharmaceutical in the subject M, and the coincidence counting circuit 6 calculates the inspection data from the radiation detected by the detector 3. (In each embodiment, a sinogram) is generated. On the other hand, the optical imaging means (3D scanner 12 in each embodiment) optically images a subject M (a breast in this embodiment 2) (a subject of nuclear medicine diagnosis) to acquire a three-dimensional image of the breast. In the model data imitating the inside of the outline of the three-dimensional image acquired by the optical imaging means (3D scanner 12), the probability that is the ratio of the number of detected radiation by scattered radiation to the total number of radiation events is simulated (for example, In the second embodiment, it is obtained by Monte Carlo simulation). The scatter projection data creation unit 25 creates scatter projection data (scatter sinogram in the second embodiment) representing the distribution of scattered radiation from the probability. Using the scattering projection data (scattering sinogram), the scattering correction means (image processing unit 7 in the second embodiment) scatter-corrects the inspection data (sinogram). As described in the above-described absorption correction of the first embodiment, the contour of the three-dimensional image acquired by the optical imaging means (3D scanner 12) does not depend on the distribution of the radiopharmaceutical. Therefore, it was obtained by simulation (Monte Carlo simulation) in model data imitating the outline of a 3D image taken by an optical imaging means (3D scanner 12) without using a CT image or MRI image (total radiation event). This is the case where the radiopharmaceutical is not distributed over the entire imaging region by using the scattered projection data (scattering sinogram) that represents the distribution of scattered radiation from the probability (the ratio of the number of radiation detected by scattered radiation to the number). However, the scattering correction can be performed accurately.

上述した実施例1と同様に本実施例2では撮影部位が乳房である。撮影部位が乳房の場合に、輪郭の内部を水だと仮定したモデルデータにおいて確率をシミュレーション(モンテカルロシミュレーション)により求め、当該確率から散乱投影データ(散乱サイノグラム)を作成する。   Similar to the first embodiment described above, in this second embodiment, the imaging region is the breast. When the imaging region is a breast, the probability is obtained by simulation (Monte Carlo simulation) in model data assuming that the inside of the contour is water, and scatter projection data (scattering sinogram) is created from the probability.

本実施例2の並列表示や重畳表示については、上述した実施例1と同じであるので、その説明については省略する。また、本実施例2の開口部2a(図1(a)を参照)の作用・効果についても、上述した実施例1と同じであるので、その説明については省略する。   Since the parallel display and the superimposed display of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted. The operation and effect of the opening 2a (see FIG. 1 (a)) of the second embodiment are also the same as those of the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

次に、図面を参照して本発明の実施例3を説明する。
図10は、実施例3に係るマンモPET装置のブロック図である。上述した実施例1,2と共通する構成については、同じ符号を付して、その説明を省略するとともに、図示を省略する。
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 10 is a block diagram of a mammo PET apparatus according to the third embodiment. About the structure which is common in Example 1, 2 mentioned above, while attaching | subjecting the same code | symbol, the description is abbreviate | omitted and illustration is abbreviate | omitted.

上述した実施例1では光学撮影された3次元像を用いた吸収補正であって、上述した実施例2では光学撮影された3次元像を用いた散乱補正であった。これに対して、本実施例3では光学撮影された3次元像を用いた体動補正を行う。   In the first embodiment described above, the absorption correction is performed using the optically photographed three-dimensional image, and in the second embodiment described above, the scattering correction is performed using the optically photographed three-dimensional image. On the other hand, in the third embodiment, body motion correction is performed using a three-dimensional image that has been optically photographed.

マンモPET装置1(図1を参照)は、上述した実施例1,2と同様の天板2(図1を参照)と検出器3(図1を参照)と乳房検査用ガントリ4(図1を参照)と基台5(図1を参照)とを備えている。マンモPET装置1は、図10に示すように、上述した実施例1,2と同様の同時計数回路6と画像処理部7とコントローラ8とメモリ部9と入力部10とモニタ11と3Dスキャナ12とを備えている。さらに、本実施例3ではマンモPET装置1は、変化量算出部35と体動補正部36とを備えている。同時計数回路6は、本発明における検査データ生成手段に相当し、本実施例3の画像処理部7は、本発明における再構成手段に相当し、コントローラ8は、本発明における並列表示制御手段および重畳表示制御手段に相当し、3Dスキャナ12は、本発明における光学撮影手段に相当し、変化量算出部35は、本発明における変化量算出手段に相当し、体動補正部36は、本発明における体動補正手段に相当する。   A mammo PET apparatus 1 (see FIG. 1) includes a top plate 2 (see FIG. 1), a detector 3 (see FIG. 1), and a breast examination gantry 4 (see FIG. 1) similar to those of the first and second embodiments. And a base 5 (see FIG. 1). As shown in FIG. 10, the mammo PET apparatus 1 includes a coincidence circuit 6, an image processing unit 7, a controller 8, a memory unit 9, an input unit 10, a monitor 11, and a 3D scanner 12 similar to those in the first and second embodiments. And. Furthermore, in the third embodiment, the mammo PET apparatus 1 includes a change amount calculation unit 35 and a body motion correction unit 36. The coincidence circuit 6 corresponds to the inspection data generation means in the present invention, the image processing unit 7 of the third embodiment corresponds to the reconstruction means in the present invention, and the controller 8 includes the parallel display control means in the present invention and The 3D scanner 12 corresponds to the superimposing display control means, the optical imaging means in the present invention, the change amount calculation unit 35 corresponds to the change amount calculation means in the present invention, and the body motion correction unit 36 corresponds to the present invention. This corresponds to the body motion correcting means.

変化量算出部35は、3Dスキャナ12で取得された3次元像の輪郭を用いて、体動に伴う時間的な変化量を算出する。体動補正部36は、変化量算出部35で求まった変化量を用いて、検査データ(サイノグラム)を体動補正する。変化量算出部35および体動補正部36は、コントローラ8と同様のCPUあるいはプログラマブルデバイス、または画像処理部7と同様のGPUなどで構成されている。具体的な変化量算出部35および体動補正部36の機能については詳しく後述する。   The change amount calculation unit 35 uses the outline of the three-dimensional image acquired by the 3D scanner 12 to calculate a temporal change amount associated with body movement. The body motion correction unit 36 corrects the body motion of the examination data (sinogram) using the change amount obtained by the change amount calculation unit 35. The change amount calculation unit 35 and the body motion correction unit 36 are configured by a CPU or programmable device similar to the controller 8 or a GPU similar to the image processing unit 7. Specific functions of the change amount calculation unit 35 and the body motion correction unit 36 will be described in detail later.

次に、本実施例3の体動補正を含んだ一連の画像処理について、図11および図12を参照して説明する。図11は、実施例3の体動補正を含んだ一連の画像処理のフローチャートであり、図12(a)は、平行移動に関する体動前後の各乳房像の模式図であり、図12(b)は、回転移動に関する体動前後の各乳房像の模式図である。上述した実施例1,2と同様に乳房の撮影の準備は既に完了しているとして説明する。   Next, a series of image processing including body movement correction according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a flowchart of a series of image processing including body movement correction according to the third embodiment, and FIG. 12A is a schematic diagram of breast images before and after body movement related to parallel movement, and FIG. ) Is a schematic diagram of each breast image before and after body movement related to rotational movement. As in Embodiments 1 and 2 described above, it will be described that the preparation for breast imaging has already been completed.

(ステップS21)光学撮影
図11のステップS21は、上述した実施例1のステップS1,上述した実施例2のステップS11と同じであるので、その説明については省略する。ただし、上述した実施例1,2と相違して、本実施例3では後述するステップS23での再構成が完了するまでは、3Dスキャナ12(図1および図2を参照)による光学撮影を継続して行い、体動に伴う時間的な変化が生じたか否かをコントローラ8(図10を参照)が確認する。本実施例3では、3Dスキャナ12で取得された乳房の3次元像を、コントローラ8を介して変化量算出部35(図10を参照)に送り込む。また、乳房の3次元像を、コントローラ8を介してメモリ部9(図10を参照)にも送り込む。
(Step S21) Optical Photography Step S21 in FIG. 11 is the same as step S1 in the first embodiment described above and step S11 in the second embodiment described above, and therefore description thereof is omitted. However, unlike the first and second embodiments described above, in the third embodiment, optical imaging by the 3D scanner 12 (see FIGS. 1 and 2) is continued until reconstruction in step S23 described later is completed. Thus, the controller 8 (see FIG. 10) confirms whether or not a temporal change accompanying the body movement has occurred. In the third embodiment, a three-dimensional image of the breast acquired by the 3D scanner 12 is sent to the change amount calculation unit 35 (see FIG. 10) via the controller 8. Further, a three-dimensional image of the breast is also sent to the memory unit 9 (see FIG. 10) via the controller 8.

(ステップS22)検査データの生成
図11のステップS22は、上述した実施例1のステップS3,上述した実施例2のステップS13と同じであるので、その説明については省略する。
(Step S22) Generation of Inspection Data Step S22 in FIG. 11 is the same as step S3 in the first embodiment described above and step S13 in the second embodiment described above, and thus description thereof is omitted.

(ステップS23)再構成
画像処理部7(図10を参照)は検査データを蓄積しつつ再構成することにより再構成画像であるPET画像を取得する。上述した実施例1,2と相違して、本実施例3では後述するステップS26で再構成が完了したとコントローラ8が判断するまでは、画像処理部7による再構成を継続して行う。
(Step S23) Reconstruction The image processing unit 7 (see FIG. 10) obtains a PET image that is a reconstructed image by reconstructing while accumulating examination data. Unlike the first and second embodiments described above, in the third embodiment, reconstruction by the image processing unit 7 is continued until the controller 8 determines that reconstruction has been completed in step S26 described later.

(ステップS24)体動?
被検体M(図1(a)を参照)の乳房において体動が生じたか否かをコントローラ8が判断する。体動が生じていないとコントローラ8が判断した場合にはステップS26に進み、体動が生じたとコントローラ8が判断した場合にはステップS25に進む。体動は、開口部2a(図1(a)を参照)である程度の制限があるので、ここでは説明の便宜上、平行移動,回転移動,あるいはこれらの組み合わせによるものとして説明する。
(Step S24) Body movement?
The controller 8 determines whether body movement has occurred in the breast of the subject M (see FIG. 1A). When the controller 8 determines that no body movement has occurred, the process proceeds to step S26, and when the controller 8 determines that body movement has occurred, the process proceeds to step S25. Since the body movement is limited to some extent at the opening 2a (see FIG. 1A), it will be described here as parallel movement, rotational movement, or a combination thereof for convenience of explanation.

(ステップS25)体動補正
ステップS24で体動が生じたとコントローラ8が判断した場合には、変化量算出部35は、3Dスキャナ12で取得された3次元像の輪郭を用いて、体動に伴う時間的な変化量を算出する。上述した実施例1,2と同様に、閾値処理によって3Dスキャナ12で取得された乳房の3次元像を二値化処理することにより、乳房における輪郭および輪郭の内部を“1”,乳房における輪郭の外部を“0”とするのが好ましい。
(Step S25) Body Movement Correction When the controller 8 determines that body movement has occurred in step S24, the change amount calculation unit 35 uses the contour of the 3D image acquired by the 3D scanner 12 to perform body movement. The amount of change with time is calculated. Similar to the first and second embodiments described above, by binarizing the three-dimensional image of the breast acquired by the 3D scanner 12 by the threshold processing, the contour in the breast and the inside of the contour are “1”, the contour in the breast Is preferably set to “0”.

二値化処理後の乳房の3次元像を用いて、ある断層面における乳房像を取得する。体動によって、図12(a)に示すように、ある断層面における体動前の乳房像P11に対して平行移動した当該断層面における体動後の乳房像P12が出力されたとする。平行移動による写像変換をfとすると、変化量算出部35は写像変換fを求める。変化量算出部35で求まった写像変換fを、コントローラ8を介して体動補正部36(図10を参照)に送り込む。当該断層面を直交するLORの検査データに逆写像変換f −1を施すことで、体動補正部36は当該断層面を直交するLORの検査データを体動補正する。ここで、LOR(Line Of Response)は、同時計数する2つの検出器を結ぶ仮想上の直線である。 A breast image at a certain tomographic plane is acquired using a three-dimensional image of the breast after binarization processing. Motion by, as shown in FIG. 12 (a), the breast image P 12 after body movement in the tomographic plane which is translated relative to the breast image P 11 before the body motion in a certain tomographic plane is outputted. Assuming that the mapping conversion by translation is f 1 , the change amount calculation unit 35 obtains the mapping conversion f 1 . The mapping transformation f 1 obtained by the change amount calculation unit 35 is sent to the body motion correction unit 36 (see FIG. 10) via the controller 8. By applying the inverse mapping transformation f 1 −1 to the LOR inspection data orthogonal to the tomographic plane, the body motion correction unit 36 corrects the body motion of the LOR inspection data orthogonal to the tomographic plane. Here, LOR (Line Of Response) is a virtual line connecting two detectors that simultaneously count.

同様に、体動によって、図12(b)に示すように、ある断層面における体動前の乳房像P13に対して回転移動した当該断層面における体動後の乳房像P14が出力されたとする。回転移動による写像変換をfとすると、変化量算出部35は写像変換fを求める。変化量算出部35で求まった写像変換fを、コントローラ8を介して体動補正部36に送り込む。当該断層面を直交するLORの検査データに逆写像変換f −1を施すことで、体動補正部36は当該断層面を直交するLORの検査データを体動補正する。なお、より正確に体動補正するために複数の互いに異なる断層面における写像変換をそれぞれ求めて、該当する断層面を直交するLORの検査データに逆写像変換をそれぞれ施すのが好ましい。体動補正後の検査データを画像処理部7およびコントローラ8に送り込む。そして、ステップS26に進む。 Similarly, the body movement, as shown in FIG. 12 (b), breast image P 14 after body movement in the tomographic plane which is rotated and moved relative to the breast image P 13 before the body motion in a certain tomographic plane is outputted Suppose. When mapping conversion by rotational movement and f 2, the change amount calculating unit 35 obtains the mapping transform f 2. The mapping conversion f 2 obtained by the change amount calculation unit 35 is sent to the body motion correction unit 36 via the controller 8. The body motion correction unit 36 corrects the body motion of the LOR inspection data orthogonal to the tomographic plane by applying the inverse mapping transformation f 2 −1 to the LOR inspection data orthogonal to the tomographic plane. In order to correct body motion more accurately, it is preferable to obtain mapping transformations on a plurality of different tomographic planes and to perform inverse mapping transformation on LOR inspection data orthogonal to the corresponding tomographic planes. The inspection data after the body movement correction is sent to the image processing unit 7 and the controller 8. Then, the process proceeds to step S26.

(ステップS26)再構成が完了?
ステップS24で体動が生じたとコントローラ8が判断した場合には、体動補正部36による体動補正後の検査データを画像処理部7が再構成する。ステップS24で体動が生じていないとコントローラ8が判断した場合には、体動補正前の検査データを画像処理部7が再構成する。この画像処理部7による再構成が完了したか否かをコントローラ8が判断する。再構成が完了していないとコントローラ8が判断した場合にはステップS23に戻って、再構成が完了したとコントローラ8が判断するまでステップS23〜S26をループして繰り返す。再構成が完了したとコントローラ8が判断した場合にはステップS27に進む。PET画像を、コントローラ8を介してメモリ部9に送り込む。そして、PET画像をメモリ部9に書き込んで記憶する。
(Step S26) Is reconstruction complete?
When the controller 8 determines that body movement has occurred in step S24, the image processing unit 7 reconstructs the inspection data after the body movement correction by the body movement correction unit 36. If the controller 8 determines in step S24 that no body movement has occurred, the image processing unit 7 reconstructs the inspection data before the body movement correction. The controller 8 determines whether or not the reconstruction by the image processing unit 7 is completed. If the controller 8 determines that the reconfiguration has not been completed, the process returns to step S23, and steps S23 to S26 are looped and repeated until the controller 8 determines that the reconfiguration has been completed. If the controller 8 determines that the reconfiguration has been completed, the process proceeds to step S27. The PET image is sent to the memory unit 9 via the controller 8. Then, the PET image is written and stored in the memory unit 9.

(ステップS27)モニタへの表示
図11のステップS27は、上述した実施例1のステップS5,上述した実施例2のステップS15と同じであるので、その説明については省略する。ただし、光学撮影で得られた乳房の3次元像を表示する際には、体動前の乳房の3次元像、または体動補正後の乳房像を再構成した3次元像を用いる。
(Step S27) Display on Monitor Since step S27 in FIG. 11 is the same as step S5 in the first embodiment described above and step S15 in the second embodiment described above, description thereof is omitted. However, when displaying a three-dimensional image of the breast obtained by optical imaging, a three-dimensional image of the breast before body movement or a three-dimensional image obtained by reconstructing a breast image after body movement correction is used.

本実施例3に係るマンモPET装置1によれば、被検体M内の放射性薬剤から発生した放射線を検出器3が検出し、当該検出器3で検出された放射線から同時計数回路6は検査データ(各実施例ではサイノグラム)を生成する。一方、光学撮影手段(各実施例では3Dスキャナ12)は(核医学診断の対象たる)被検体M(本実施例3では乳房)を光学撮影して当該乳房の3次元像を取得する。当該光学撮影手段(3Dスキャナ12)で取得された3次元像の輪郭を用いて、体動に伴う時間的な変化量(本実施例3では写像変換)を変化量算出部35は算出する。そして、当該変化量算出部35で求まった変化量(写像変換)を用いて、体動補正部36は検査データ(サイノグラム)を体動補正する。上述した実施例1の吸収補正や上述した実施例2の散乱補正でも述べたように光学撮影手段(3Dスキャナ12)で取得された3次元像の輪郭は、放射性薬剤の分布に左右されない。さらに、放射性薬剤の分布は時間的に変動するが、光学撮影手段(3Dスキャナ12)で取得された3次元像の輪郭は体動を除けば時間的に変動しない。言い換えれば、3次元像の輪郭において変動した場合には、その変動による変化量が体動によるものと見なされる。したがって、CT画像やMRI画像を用いずに、光学撮影手段(3Dスキャナ12)で撮影された3次元像の輪郭を用いて、体動に伴う時間的な変化量(写像変換)を算出し、当該変化量(写像変換)を用いることで、放射性薬剤が撮影部位全体に分布していない場合であっても、体動補正を正確に行うことができる。   According to the mammo PET apparatus 1 according to the third embodiment, the detector 3 detects the radiation generated from the radiopharmaceutical in the subject M, and the coincidence circuit 6 uses the radiation detected by the detector 3 to obtain the inspection data. (In each embodiment, a sinogram) is generated. On the other hand, the optical imaging means (3D scanner 12 in each embodiment) optically images a subject M (a breast in this embodiment 3) (a subject of nuclear medicine diagnosis) to obtain a three-dimensional image of the breast. Using the contour of the three-dimensional image acquired by the optical photographing means (3D scanner 12), the change amount calculation unit 35 calculates a temporal change amount (mapping conversion in the third embodiment) accompanying the body movement. Then, the body motion correction unit 36 corrects the body motion of the examination data (sinogram) using the change amount (mapping conversion) obtained by the change amount calculation unit 35. As described in the above-described absorption correction in the first embodiment and the scattering correction in the second embodiment, the outline of the three-dimensional image acquired by the optical imaging unit (3D scanner 12) is not affected by the distribution of the radiopharmaceutical. Furthermore, the distribution of the radiopharmaceutical varies with time, but the contour of the three-dimensional image acquired by the optical imaging means (3D scanner 12) does not vary with time except for body movement. In other words, if there is a change in the contour of the three-dimensional image, the amount of change due to the change is considered to be due to body movement. Therefore, the temporal change amount (mapping conversion) accompanying the body movement is calculated using the contour of the three-dimensional image photographed by the optical photographing means (3D scanner 12) without using the CT image or the MRI image, By using the amount of change (mapping conversion), body movement correction can be performed accurately even when the radiopharmaceutical is not distributed over the entire imaging region.

上述した実施例1,2と同様に本実施例3では撮影部位が乳房である。本実施例3の並列表示や重畳表示については、上述した実施例1,2と同じであるので、その説明については省略する。また、本実施例3の開口部2a(図1(a)を参照)の作用・効果についても、上述した実施例1,2と同じであるので、その説明については省略する。   Similar to the first and second embodiments described above, in this third embodiment, the imaging region is the breast. Since the parallel display and the superimposed display of the third embodiment are the same as those of the first and second embodiments, the description thereof is omitted. Further, since the operation and effect of the opening 2a (see FIG. 1A) of the third embodiment are also the same as those of the first and second embodiments, the description thereof is omitted.

次に、図面を参照して本発明の実施例4を説明する。
図13(a)は、レールを備えた場合の実施例4,5に係る頭部PET装置の概略側面図であり、図13(b)は、レールを備えない場合の実施例4,5に係る頭部PET装置の概略側面図であり、図14は、実施例4に係る頭部PET装置のブロック図である。後述する実施例5も含めて、本実施例4では撮影部位が頭部である専用核医学診断装置として頭部PET装置を例に採って説明する。また、図13は実施例4,5とも共通の構成である。
Next, Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 13A is a schematic side view of the head PET device according to the fourth and fifth embodiments when the rail is provided, and FIG. 13B is a fourth embodiment when the rail is not provided. FIG. 14 is a schematic side view of such a head PET apparatus, and FIG. 14 is a block diagram of the head PET apparatus according to the fourth embodiment. In Example 4, including Example 5 described later, a head PET apparatus will be described as an example of a dedicated nuclear medicine diagnostic apparatus in which the imaging region is the head. FIG. 13 shows a configuration common to the fourth and fifth embodiments.

図13(a)に示すように、頭部PET装置41は、被検体Mを仰臥位状態で水平面に載置する天板42と、被検体M内の放射性薬剤から発生した放射線(光子)を検出する検出器3を搭載した頭部検査用ガントリ44とを備え、天板42を支持する基台45を備えている。その他に、頭部PET装置41は、上述した実施例1〜3と同様の同時計数回路6(図14を参照)と画像処理部7(図14を参照)とコントローラ8(図14を参照)とメモリ部9(図14を参照)と入力部10(図14を参照)とモニタ11(図14も参照)と光学撮影ガントリ46(図14も参照)とを備えている。さらに、本実施例4では頭部PET装置41は、吸収係数マップ作成部47(図14を参照)を備えている。同時計数回路6は、本発明における検査データ生成手段に相当し、本実施例4の画像処理部7は、本発明における吸収補正手段および再構成手段に相当し、コントローラ8は、本発明における並列表示制御手段および重畳表示制御手段に相当し、光学撮影ガントリ46は、本発明における光学撮影手段に相当し、吸収係数マップ作成部47は、本発明における吸収係数マップ作成手段に相当する。   As shown in FIG. 13A, the head PET device 41 receives a top plate 42 for placing the subject M on a horizontal surface in a supine position, and radiation (photons) generated from the radiopharmaceutical in the subject M. A head inspection gantry 44 on which the detector 3 to be detected is mounted, and a base 45 that supports the top plate 42 is provided. In addition, the head PET device 41 includes a coincidence circuit 6 (see FIG. 14), an image processing unit 7 (see FIG. 14), and a controller 8 (see FIG. 14) similar to those in the first to third embodiments. A memory unit 9 (see FIG. 14), an input unit 10 (see FIG. 14), a monitor 11 (see also FIG. 14), and an optical imaging gantry 46 (see also FIG. 14). Furthermore, in the fourth embodiment, the head PET device 41 includes an absorption coefficient map creation unit 47 (see FIG. 14). The coincidence circuit 6 corresponds to the inspection data generation means in the present invention, the image processing unit 7 of the fourth embodiment corresponds to the absorption correction means and the reconstruction means in the present invention, and the controller 8 corresponds to the parallel in the present invention. The optical imaging gantry 46 corresponds to display control means and superimposed display control means, the optical imaging gantry 46 corresponds to the optical imaging means in the present invention, and the absorption coefficient map creation unit 47 corresponds to the absorption coefficient map creation means in the present invention.

頭部検査用ガントリ44は、被検体Mの体軸周りを取り囲むように配置された複数の検出器3を収容するリング状の筐体44aを備えている。光学撮影ガントリ46は、被検体Mの頭部を光学撮影して当該頭部の3次元像を取得する。光学撮影ガントリ46は、赤外光を照射する光源46aと、頭部からの放射光を検出することにより光学撮影するカメラ46bとを備えている。光源46aおよびカメラ46bは、被検体Mの体軸周りを回転移動するように構成されており、光源46aおよびカメラ46bが回転移動しながら光学撮影することにより頭部の3次元像を取得する。検出器3を収容した筐体44aの中心と光源46aおよびカメラ46bの回転軌道の中心とが一致するように、頭部検査用ガントリ44および光学撮影ガントリ46は設けられている。具体的な光学撮影ガントリ46の機能については詳しく後述する。   The head inspection gantry 44 includes a ring-shaped housing 44 a that houses a plurality of detectors 3 arranged so as to surround the body axis of the subject M. The optical imaging gantry 46 optically captures the head of the subject M and acquires a three-dimensional image of the head. The optical imaging gantry 46 includes a light source 46a that irradiates infrared light and a camera 46b that performs optical imaging by detecting radiated light from the head. The light source 46a and the camera 46b are configured to rotate around the body axis of the subject M, and acquire a three-dimensional image of the head by optically photographing the light source 46a and the camera 46b while rotating. The head inspection gantry 44 and the optical imaging gantry 46 are provided so that the center of the housing 44a accommodating the detector 3 and the centers of the rotation paths of the light source 46a and the camera 46b coincide. A specific function of the optical photographing gantry 46 will be described later in detail.

後述する実施例5も含めて、本実施例4では基台45は、天板42を上下方向に昇降移動させるように構成されており、天板42に載置された被検体Mの頭部が、頭部検査用ガントリ44の筐体44aの中心に一致し、かつ光学撮影ガントリ46の光源46aおよびカメラ46bの回転軌道の中心に一致するように、天板42を上下方向に昇降移動させる。   In the fourth embodiment, including the fifth embodiment described later, the base 45 is configured to move the top plate 42 up and down in the vertical direction, and the head of the subject M placed on the top plate 42. Is moved up and down to coincide with the center of the housing 44a of the head inspection gantry 44 and the center of the light source 46a of the optical imaging gantry 46 and the center of the rotation trajectory of the camera 46b. .

図13(a)に示すように、検出器3や筐体44aとともに頭部検査用ガントリ44が、床面に設置されたレールR上のみを移動するようにする。また、光源46aやカメラ46bとともに光学撮影ガントリ46が当該レールR上のみを移動するようにする。なお、光学撮影ガントリ46による光学撮影の後に頭部検査用ガントリ44による撮影を行うので、被検体Mの手前に光学撮影ガントリ46が配置され、被検体Mの奥に頭部検査用ガントリ44が光学撮影ガントリ46に隣接して配置される。被検体Mの体軸に沿った天板42の中心軸の真下にレールRが位置するように設計し、上述した実施例1でも述べたように、レールR上のみの頭部検査用ガントリ44および光学撮影ガントリ46の移動によって、天板42および頭部検査用ガントリ44・光学撮影ガントリ46が幾何学的に制限を持たすことで、被検体Mと装置との位置合わせを適切に行うことができる。   As shown in FIG. 13A, the head inspection gantry 44 is moved together with the detector 3 and the housing 44a only on the rail R installed on the floor surface. The optical photographing gantry 46 is moved only on the rail R together with the light source 46a and the camera 46b. In addition, since the imaging | photography with the head test | inspection gantry 44 is performed after the optical imaging | photography with the optical imaging gantry 46, the optical imaging | photography gantry 46 is arrange | positioned in front of the subject M, and the head inspection gantry 44 is in the back of the subject M. It is arranged adjacent to the optical photographing gantry 46. The head R is designed so that the rail R is positioned directly below the central axis of the top plate 42 along the body axis of the subject M. As described in the first embodiment, the head inspection gantry 44 only on the rail R is used. By moving the optical imaging gantry 46, the top plate 42, the head inspection gantry 44, and the optical imaging gantry 46 are geometrically limited, so that the subject M and the apparatus can be properly aligned. it can.

具体的には、先ず、頭部検査用ガントリ44および光学撮影ガントリ46は被検体Mから離れた位置にあり、天板42に被検体Mを仰臥位状態で載置したことを操作者が視覚的に確認した後に、被検体Mの頭部が、頭部検査用ガントリ44の筐体44aの中心に一致し、かつ光学撮影ガントリ46の光源46aおよびカメラ46bの回転軌道の中心に一致するように天板42を上下方向に昇降移動させる。そして、各ガントリ44,46を被検体Mの頭部に近接させるようにレールR上に移動させる。各ガントリ44,46の移動は一方向ずつの移動(レールR上の水平移動)であり、移動距離が決まっている。したがって、図13(a)に示すように、被検体Mから離れた位置にて入力部10(図14を参照)の操作パネル10aなどから簡便に操作することができる。   Specifically, first, the head inspection gantry 44 and the optical imaging gantry 46 are located away from the subject M, and the operator visually confirms that the subject M is placed on the top 42 in the supine position. After the confirmation, the head of the subject M coincides with the center of the casing 44a of the head inspection gantry 44, and coincides with the centers of the rotation paths of the light source 46a and the camera 46b of the optical imaging gantry 46. The top plate 42 is moved up and down in the vertical direction. Then, each gantry 44, 46 is moved on the rail R so as to be close to the head of the subject M. The movement of each gantry 44, 46 is movement in one direction (horizontal movement on the rail R), and the movement distance is determined. Therefore, as shown in FIG. 13A, it can be easily operated from the operation panel 10a of the input unit 10 (see FIG. 14) or the like at a position away from the subject M.

なお、図13(a)ではレールRを備えた場合であったが、図13(b)のようにレールを備えない場合であって、基台45に対して天板42が被検体Mの体軸に沿って水平移動してもよい。つまり、図13(a)では天板42を固定した状態で各ガントリ44,46のみを移動させて位置合わせを行ったが、図13(b)では各ガントリ44,46を固定した状態で天板42のみを移動させて位置合わせを行う。図13(b)の場合には、図13(a)と同様に、天板42に被検体Mを仰臥位状態で載置したことを操作者が視覚的に確認した後に、被検体Mの頭部が、頭部検査用ガントリ44の筐体44aの中心に一致し、かつ光学撮影ガントリ46の光源46aおよびカメラ46bの回転軌道の中心に一致するように天板42を上下方向に昇降移動させる。そして、被検体Mの頭部を各ガントリ44,46に近接させるように基台45に対して天板42を被検体Mの体軸に沿って水平移動させる。   In FIG. 13A, the rail R is provided. However, as shown in FIG. 13B, the rail 42 is not provided. You may move horizontally along the body axis. That is, in FIG. 13A, only the gantry 44, 46 is moved while the top plate 42 is fixed, and the alignment is performed. However, in FIG. Only the plate 42 is moved for alignment. In the case of FIG. 13B, as in FIG. 13A, after the operator visually confirms that the subject M has been placed on the top 42 in the supine position, The top 42 is moved up and down so that the head coincides with the center of the housing 44a of the head inspection gantry 44 and coincides with the centers of the light source 46a and the camera 46b of the optical imaging gantry 46. Let Then, the top 42 is horizontally moved along the body axis of the subject M with respect to the base 45 so that the head of the subject M is brought close to the gantry 44 and 46.

また、図13(a)の構成と図13(b)の構成とを組み合わせてもよい。さらに、上述した実施例1でも述べたように、天板42に荷重がかかっていることを検知するセンサや接触センサを天板42に設置したり、光学カメラで得られた光学像を画像処理してもよい。被検体Mが天板42に載置されている時のみ、各ガントリ44,46、あるいは天板42を移動させるように制御するのが好ましい。   Moreover, you may combine the structure of Fig.13 (a) and the structure of FIG.13 (b). Further, as described in the first embodiment, a sensor or a contact sensor for detecting that a load is applied to the top plate 42 is installed on the top plate 42, or an optical image obtained by an optical camera is subjected to image processing. May be. It is preferable to control each gantry 44, 46 or the top plate 42 to move only when the subject M is placed on the top plate 42.

予め放射性薬剤を投与した被検体Mを仰臥位状態で天板42に載置する。被検体Mの頭部の撮影を行うために、天板42に被検体Mを仰臥位状態で載置したことを操作者が視覚的に確認した後に天板42を上下方向に昇降移動させる。被検体Mの頭部が頭部検査用ガントリ44の光学撮影ガントリ46の筐体44aの中心かつ光源46aおよびカメラ46bの回転軌道の中心に一致した後に、図13(a)のように天板42を固定した状態で各ガントリ44,46のみを移動させる、あるいは図13(b)のように各ガントリ44,46を固定した状態で天板42のみを移動させる。光学撮影ガントリ46に頭部が位置するようにセッティングして光学撮影ガントリ46による光学撮影を行う。   A subject M to which a radiopharmaceutical has been administered in advance is placed on the couchtop 42 in a supine position. In order to image the head of the subject M, the operator visually confirms that the subject M has been placed on the top 42 in the supine position, and then the top 42 is moved up and down. After the head of the subject M coincides with the center of the housing 44a of the optical imaging gantry 46 of the head inspection gantry 44 and the center of the rotation trajectory of the light source 46a and the camera 46b, the top plate is as shown in FIG. Only the gantry 44, 46 is moved with the 42 being fixed, or only the top plate 42 is moved with the gantry 44, 46 being fixed as shown in FIG. The optical photographing gantry 46 is set so that the head is positioned, and optical photographing by the optical photographing gantry 46 is performed.

光学撮影が完了した後に頭部検査用ガントリ44に頭部が位置するようにセッティングして頭部検査用ガントリ44による撮影を行う。具体的には、頭部検査用ガントリ44にセッティングされた頭部からの光子を検出器3が計数して、同時計数したときのみ同時計数回路6(図14を参照)に送り込む。これによって、頭部検査用ガントリ44にセッティングされた頭部を撮影する。   After the optical imaging is completed, the head inspection gantry 44 is set so that the head is positioned, and imaging by the head inspection gantry 44 is performed. Specifically, the photon from the head set in the head inspection gantry 44 is counted by the detector 3 and sent to the coincidence circuit 6 (see FIG. 14) only when the photon is simultaneously counted. As a result, the head set in the head inspection gantry 44 is photographed.

次に、図14に示すように、上述した実施例1と同様に同時計数回路6で同時計数された同時計数データをサイノグラムからなる検査データとして収集(生成)する。生成された当該検査データを画像処理部7およびコントローラ8に送り込み、この検査データを蓄積しつつ画像処理部7は再構成することにより再構成画像であるPET画像を取得する。本実施例4では、上述した実施例1と同様に吸収係数マップ作成部47で作成された吸収係数マップ(例えば吸収係数サイノグラム)を用いて、検査データ(サイノグラム)を再構成して吸収補正する。   Next, as shown in FIG. 14, the coincidence data simultaneously counted by the coincidence circuit 6 is collected (generated) as inspection data including a sinogram as in the first embodiment. The generated inspection data is sent to the image processing unit 7 and the controller 8, and the image processing unit 7 reconstructs while accumulating the inspection data, thereby acquiring a PET image which is a reconstructed image. In the fourth embodiment, similarly to the first embodiment described above, using the absorption coefficient map (for example, absorption coefficient sinogram) created by the absorption coefficient map creating unit 47, the inspection data (sinogram) is reconstructed and corrected for absorption. .

吸収係数マップ作成部47は、光学撮影ガントリ46で取得された3次元像の輪郭の内部において吸収係数値をそれぞれ仮定し、それぞれ仮定された当該吸収係数値の分布を表した吸収係数サイノグラムを作成する。吸収係数マップ作成部47は、コントローラ8と同様のCPUあるいはプログラマブルデバイス、または画像処理部7と同様のGPUなどで構成されている。具体的な吸収係数マップ作成部47の機能については詳しく後述する。   The absorption coefficient map creation unit 47 assumes an absorption coefficient value inside the contour of the three-dimensional image acquired by the optical imaging gantry 46, and creates an absorption coefficient sinogram representing the distribution of the assumed absorption coefficient value. To do. The absorption coefficient map creation unit 47 is configured by a CPU or programmable device similar to the controller 8 or a GPU similar to the image processing unit 7. A specific function of the absorption coefficient map creation unit 47 will be described later in detail.

次に、本実施例4の吸収補正を含んだ一連の画像処理について、図15および図16を参照して説明する。図15(a)は、実施例4の吸収補正を含んだ一連の画像処理のフローチャートであり、図15(b)は、吸収係数サイノグラムの作成に関するフローチャートであり、図16は、各々のモデルデータの変形に関する説明に供する模式図である。なお、予め放射性薬剤を投与した被検体M(図13を参照)の頭部は光学撮影ガントリ46(図13および図14を参照)に既にセッティングされており、頭部の撮影の準備は既に完了しているとして説明する。   Next, a series of image processing including absorption correction according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. 15A is a flowchart of a series of image processing including absorption correction according to the fourth embodiment, FIG. 15B is a flowchart regarding creation of an absorption coefficient sinogram, and FIG. 16 shows each model data. It is a schematic diagram with which it uses for description regarding the deformation | transformation of. Note that the head of the subject M (see FIG. 13) to which the radiopharmaceutical was administered in advance has already been set in the optical imaging gantry 46 (see FIGS. 13 and 14), and preparation for imaging of the head has already been completed. It will be described as being.

(ステップS31)光学撮影
光学撮影ガントリ46の光源46a(図13を参照)は被検体Mの体軸周りを回転移動しながら、光源46aから頭部に赤外光を照射する。光源46aの体軸周りの回転移動に同期して光学撮影ガントリ46のカメラ46bは体軸周りを回転移動しながら、頭部からの放射光を検出することにより光学撮影する。そして、体軸周りの回転移動に伴う光学撮影によって頭部の3次元像を取得する。光学撮影ガントリ46で取得された頭部の3次元像を、コントローラ8(図14を参照)を介して吸収係数マップ作成部47(図14を参照)に送り込む。また、頭部の3次元像を、コントローラ8を介してメモリ部9(図14を参照)にも送り込む。
(Step S31) Optical Imaging The light source 46a (see FIG. 13) of the optical imaging gantry 46 irradiates the head with infrared light from the light source 46a while rotating around the body axis of the subject M. In synchronization with the rotational movement of the light source 46a around the body axis, the camera 46b of the optical imaging gantry 46 performs optical imaging by detecting the emitted light from the head while rotating around the body axis. Then, a three-dimensional image of the head is acquired by optical imaging accompanying rotational movement around the body axis. The three-dimensional image of the head acquired by the optical imaging gantry 46 is sent to the absorption coefficient map creating unit 47 (see FIG. 14) via the controller 8 (see FIG. 14). Further, the three-dimensional image of the head is also sent to the memory unit 9 (see FIG. 14) via the controller 8.

(ステップS32)吸収係数サイノグラムの作成
吸収係数マップ作成部47は、光学撮影ガントリ46で取得された3次元像の輪郭の内部において吸収係数値をそれぞれ仮定し、それぞれ仮定された当該吸収係数値の分布を表した吸収係数サイノグラムを作成する。上述した実施例1〜3と同様に、閾値処理によって光学撮影ガントリ46で取得された頭部の3次元像を二値化処理することにより、頭部における輪郭および輪郭の内部を“1”,頭部における輪郭の外部を“0”とするのが好ましい。図15(a)のステップS32(吸収係数サイノグラムの作成)をより具体化したのが図15(b)である。以下、図15(b)を参照して説明する。
(Step S32) Creation of absorption coefficient sinogram The absorption coefficient map creation unit 47 assumes an absorption coefficient value inside the contour of the three-dimensional image acquired by the optical imaging gantry 46, and each of the assumed absorption coefficient values. Create an absorption coefficient sinogram representing the distribution. As in the first to third embodiments described above, by binarizing the three-dimensional image of the head acquired by the optical imaging gantry 46 by threshold processing, the contour of the head and the inside of the contour are “1”, It is preferable to set the outside of the contour of the head to “0”. FIG. 15B is a more specific example of step S32 (generation of absorption coefficient sinogram) in FIG. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

上述した実施例1〜3では被検体の撮影部位は乳房であったが、後述する実施例5も含めて、本実施例4では被検体の撮影部位は頭部である。なお、実施例1〜3のように撮影部位が乳房の場合には、輪郭の内部を水だと仮定して水の吸収係数値で一律に決定したが、本実施例4のように撮影部位が頭部の場合には、空気の吸収係数値,脳組織の吸収係数値,骨の吸収係数値を組み合わせて決定する。   In Examples 1 to 3 described above, the imaging region of the subject is the breast, but in Example 4, including Example 5 described later, the imaging region of the subject is the head. When the imaging region is a breast as in the first to third embodiments, the inside of the contour is assumed to be water and the water absorption coefficient value is uniformly determined. However, as in the fourth embodiment, the imaging region is determined. When the head is the head, it is determined by combining the air absorption coefficient value, the brain tissue absorption coefficient value, and the bone absorption coefficient value.

輪郭情報のみでは、頭部の内部におけるどの部分が、空気,脳組織または骨のいずれに相当するのかが判らない。そこで、頭部の内部を特定するために、予め得られた被検体の顔表層モデルや骨格モデルや歯列モデルなどと輪郭情報とを組み合わせる。このときには、年齢や性別や人種毎に各々のモデルをそれぞれ用意するのが好ましい。撮影の対象の被検体から、年齢や性別や人種に該当するモデル(顔表層モデルや骨格モデルや歯列モデルなど)を選択する。   Only the contour information cannot determine which part of the head corresponds to air, brain tissue, or bone. Therefore, in order to specify the inside of the head, the face information model, the skeleton model, the dentition model, and the like of the subject obtained in advance are combined with the contour information. At this time, it is preferable to prepare each model for each age, sex, and race. A model (such as a face surface model, a skeleton model, or a dentition model) corresponding to the age, sex, or race is selected from the subject to be imaged.

(ステップS33)選択された顔表層モデルに頭部の輪郭が一致?
選択された顔表層モデルに頭部の輪郭が一致するか否かをコントローラ8が判断する。選択された顔表層モデルに頭部の輪郭が一致するとコントローラ8が判断した場合にはステップS34に進み、選択された顔表層モデルに頭部の輪郭が一致しないとコントローラ8が判断した場合にはステップS36に進む。
(Step S33) Does the contour of the head match the selected face surface layer model?
The controller 8 determines whether or not the contour of the head matches the selected face surface layer model. When the controller 8 determines that the contour of the head matches the selected face surface model, the process proceeds to step S34. When the controller 8 determines that the contour of the head does not match the selected face surface model, Proceed to step S36.

(ステップS34)各位置の決定
ステップS33で、選択された顔表層モデルに頭部の輪郭が一致するとコントローラ8が判断した場合には、そのときの骨格モデルや歯列モデルなどを選択することにより、輪郭の内部における骨格に相当する骨格位置および輪郭の内部における歯列に相当する歯列位置をそれぞれ決定する。
(Step S34) Determination of each position When the controller 8 determines in step S33 that the contour of the head matches the selected face surface model, by selecting the skeleton model, the dentition model, etc. The skeleton position corresponding to the skeleton inside the contour and the dentition position corresponding to the dentition inside the contour are respectively determined.

(ステップS35)各吸収値の割り当て
そして、当該骨格位置および当該歯列位置に骨の吸収値を割り当て、骨格位置・歯列位置以外の位置および当該顔表層位置に水または空気の吸収係数値を割り当て、各々の位置に割り当てられた骨の吸収係数値および水または空気の吸収係数値の分布を表したマップを吸収係数サイノグラムとして作成する。予め得られた被検体の顔表層モデルや骨格モデルや歯列モデルなどと輪郭情報とを組み合わせて、輪郭の内部構造を特定する手法については、参考文献3〜6を参照されたい(参考文献3:特表2004−512919、参考文献4:特開2003−044873号公報、参考文献5:小島 潔、外3名、「MRIイメージからの骨格抽出と高忠実な骨格および関節のモーションキャプチャリング」、社団法人 情報処理学会 研究報告、2005/3/4、2005-CV IM-148 (13)、p. 101-108、参考文献6:辛 貞殷、「三次元人体スキャンデータからの特徴点抽出とその応用」、慶応義塾大学大学院 理工学研究科 開放環境科学専攻 2008年度、p.21-25)。吸収係数マップ作成部47で作成された吸収係数サイノグラムを、コントローラ8を介してメモリ部9に送り込む。そして、吸収係数サイノグラムをメモリ部9に書き込んで記憶する。
(Step S35) Assignment of each absorption value Then, a bone absorption value is assigned to the skeleton position and the dentition position, and an absorption coefficient value of water or air is assigned to a position other than the skeleton position / dentation position and the face surface layer position. A map representing the distribution of the bone resorption coefficient values and the water or air absorption coefficient values assigned to each position is created as an absorption coefficient sinogram. Refer to References 3 to 6 for a method for specifying the internal structure of a contour by combining a facial surface model, a skeleton model, a dentition model, and the like of a subject obtained in advance with contour information (Reference 3). : Special table 2004-512919, Reference 4: JP 2003-044873 A, Reference 5: Kijima Kiyoshi, three others, “skeletal extraction from MRI images and high-fidelity skeletal and joint motion capturing”, Information Processing Society of Japan Research Report, 2005/3/4, 2005-CV IM-148 (13), p. 101-108, Reference 6: Sadahiro Kan, “Feature Point Extraction from 3D Human Body Scan Data “Applications”, Keio University Graduate School of Science and Engineering, Department of Open Environmental Science, 2008, p.21-25). The absorption coefficient sinogram created by the absorption coefficient map creation unit 47 is sent to the memory unit 9 via the controller 8. Then, the absorption coefficient sinogram is written and stored in the memory unit 9.

(ステップS36)選択されたモデルの変形
ステップS33で、選択された顔表層モデルに頭部の輪郭が一致しないとコントローラ8が判断した場合には、図16に示すように、選択された顔表層モデルS10を頭部の輪郭形状Sに合わせて変形させる。変形による写像変換をfとすると、顔表層モデルS10に写像変換fを施すことで、頭部の輪郭形状Sに合わせて顔表層モデルS10をS20に変形させる。同様に、そのときの骨格モデルS11や歯列モデルS12も頭部の輪郭形状Sに合わせて変形させる。骨格モデルS11や歯列モデルS12に写像変換fをそれぞれ施すことで、頭部の輪郭形状Sに合わせて骨格モデルS11や歯列モデルS12をS21,S22に変形させる。そして、ステップS34に戻る。
(Step S36) Deformation of the selected model When the controller 8 determines in step S33 that the contour of the head does not match the selected face surface model, as shown in FIG. 16, the selected face surface layer is selected. model S 10 in accordance with the contour S 0 of the head is deformed. When mapping conversion by deformation and f 3, by performing mapping transform f 3 to the face surface model S 10, to the face surface model S 10 in accordance with the contour S 0 of the head is deformed to S 20. Similarly, the skeleton model S 11 and dentition model S 12 at that time is also deformed to fit the contour S 0 of the head. By performing skeleton model S 11 and dentition model S 12 to the mapping transform f 3, respectively, thereby to fit the contour S 0 of the head deforming the skeleton model S 11 and dentition model S 12 to S 21, S 22 . Then, the process returns to step S34.

なお、ステップS36で変形を行った後にステップS34,S35を行う場合には、変形した骨格モデルS21に該当する骨格位置および変形した歯列モデルS22に該当する歯列位置をそれぞれ決定する。そして、当該骨格位置および当該歯列位置に骨の吸収値を割り当て、骨格位置・歯列位置以外の位置および当該顔表層位置に水または空気の吸収係数値を割り当て、各々の位置に割り当てられた骨の吸収係数値および水または空気の吸収係数値の分布を表したマップを吸収係数サイノグラムとして作成する。以下、図15(a)に戻って説明する。 In performing step S34, S35 after the deformation in step S36, it determines deformed skeleton position corresponding to the skeleton model S 21 and deformed dentition position corresponding to the dentition model S 22, respectively. Then, bone resorption values are assigned to the skeleton position and the dentition position, water or air absorption coefficient values are assigned to positions other than the skeleton position / dentition position and the face surface layer position, and assigned to each position. A map representing the distribution of the absorption coefficient value of bone and the absorption coefficient value of water or air is created as an absorption coefficient sinogram. In the following, description will be given returning to FIG.

(ステップS37)検査データの生成
続いて、被検体Mの頭部内の放射性薬剤から発生した放射線(光子)を検出器3が検出し、同時計数回路6(図14を参照)で同時計数された同時計数データをサイノグラムからなる検査データとして収集(生成)する。生成された当該検査データを画像処理部7(図14を参照)およびコントローラ8に送り込む。
(Step S37) Generation of Examination Data Subsequently, the detector 3 detects radiation (photons) generated from the radiopharmaceutical in the head of the subject M, and is simultaneously counted by the coincidence counting circuit 6 (see FIG. 14). The coincidence data is collected (generated) as inspection data consisting of a sinogram. The generated inspection data is sent to the image processing unit 7 (see FIG. 14) and the controller 8.

(ステップS38)吸収補正・再構成
図15(a)のステップS38は、上述した実施例1のステップS4と同じであるので、その説明については省略する。
(Step S38) Absorption Correction / Reconstruction Step S38 in FIG. 15A is the same as step S4 in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

(ステップS39)モニタへの表示
図15(a)のステップS39は、上述した実施例1のステップS5と同じであるので、その説明については省略する。ただし、上述した実施例1〜3では被検体の撮影部位が乳房であったのに対して、後述する実施例5も含めて、本実施例4では被検体の撮影部位は頭部である。したがって、光学撮影で得られた頭部の3次元像とPET画像とを同じモニタ11(図13および図14を参照)に並べて表示制御(並列表示制御)する、あるいは光学撮影で得られた頭部の3次元像とPET画像とを重ね合わせて表示制御(重畳表示制御)する。
(Step S39) Display on Monitor Since step S39 in FIG. 15A is the same as step S5 in the first embodiment, the description thereof is omitted. However, in Examples 1 to 3 described above, the imaging region of the subject is the breast, whereas in Example 4, including Example 5 described later, the imaging region of the subject is the head. Therefore, the three-dimensional image of the head obtained by optical imaging and the PET image are arranged on the same monitor 11 (see FIGS. 13 and 14) for display control (parallel display control), or the head obtained by optical imaging. Display control (superimposition display control) is performed by superimposing the three-dimensional image of the part and the PET image.

上述した実施例1では被検体の撮影部位が乳房であったのに対して、本実施例4では被検体の撮影部位は頭部であるのを除けば、本実施例4に係る頭部PET装置41の吸収補正に関する作用・効果については、上述した実施例1と同じであるので、その説明については省略する。   In the first embodiment described above, the imaging region of the subject is the breast, whereas in this fourth embodiment, the imaging region of the subject is the head, except for the head PET according to the fourth embodiment. Since the operations and effects relating to the absorption correction of the device 41 are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

本実施例4では撮影部位が頭部である。本実施例4のように撮影部位が頭部の場合には、空気の吸収係数値,脳組織の吸収係数値,骨の吸収係数値を組み合わせて吸収補正を行う。なお、脳組織の場合には水で近似可能な領域と見なされるので、水の吸収係数値を用いる。具体的には、予め得られた被検体Mの顔表層モデル,骨格モデルおよび歯列モデルからなるモデルデータから、輪郭の顔表層に相当する顔表層位置,輪郭の内部における骨格に相当する骨格位置および輪郭の内部における歯列に相当する歯列位置をそれぞれ決定する。そして、当該骨格位置および当該歯列位置に骨の吸収値を割り当て、骨格位置・歯列位置以外の位置および当該顔表層位置に水または空気の吸収係数値を割り当て、各々の位置に割り当てられた骨の吸収係数値および水または空気の吸収係数値の分布を表したマップを吸収係数マップ(本実施例4では吸収係数サイノグラム)として作成する。上述したように水の吸収係数値(脳組織の吸収係数値)は既知であって、骨の吸収係数値や空気の吸収係数値も既知であり、予め得られた被検体Mの顔表層モデル,骨格モデルおよび歯列モデルからなるモデルデータを用いて、各々の位置に骨の吸収係数値および水または空気の吸収係数値をそれぞれ割り当てて決定することで、簡易に吸収補正することができる。   In the fourth embodiment, the imaging part is the head. When the imaging region is the head as in the fourth embodiment, the absorption correction is performed by combining the air absorption coefficient value, the brain tissue absorption coefficient value, and the bone absorption coefficient value. In the case of brain tissue, since it is regarded as an area that can be approximated by water, the absorption coefficient value of water is used. Specifically, from the model data composed of the face surface model, skeleton model, and dentition model of the subject M obtained in advance, the face surface layer position corresponding to the contour face surface layer, and the skeleton position corresponding to the skeleton inside the contour And the dentition position corresponding to the dentition in the inside of the contour is determined. Then, bone resorption values are assigned to the skeleton position and the dentition position, water or air absorption coefficient values are assigned to positions other than the skeleton position / dentition position and the face surface layer position, and assigned to each position. A map representing the distribution of the absorption coefficient value of bone and the absorption coefficient value of water or air is created as an absorption coefficient map (an absorption coefficient sinogram in the fourth embodiment). As described above, the absorption coefficient value of water (absorption coefficient value of brain tissue) is known, the absorption coefficient value of bone and the absorption coefficient value of air are also known, and the face surface model of the subject M obtained in advance. By using model data composed of a skeletal model and a dentition model and assigning a bone absorption coefficient value and a water or air absorption coefficient value to each position, the absorption correction can be easily performed.

本実施例4の並列表示や重畳表示については、上述した実施例1〜3と同じであるので、その説明については省略する。   Since the parallel display and the superimposed display of the fourth embodiment are the same as those of the first to third embodiments, description thereof is omitted.

次に、図面を参照して本発明の実施例5を説明する。
図17は、実施例5に係る頭部PET装置のブロック図である。上述した実施例4と共通する構成については、同じ符号を付して、その説明を省略するとともに、図示を省略する。
Next, Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 17 is a block diagram of a head PET apparatus according to the fifth embodiment. Constituent elements common to the above-described fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and illustration is omitted.

上述した実施例4では光学撮影された3次元像を用いた吸収補正であった。これに対して、本実施例5では光学撮影された3次元像を用いた散乱補正を行う。   In Example 4 described above, the absorption correction was performed using a three-dimensional image that was optically photographed. On the other hand, in the fifth embodiment, scattering correction is performed using a three-dimensional image optically photographed.

頭部PET装置41(図13を参照)は、上述した実施例4と同様の天板42(図13を参照)と検出器3(図13を参照)と頭部検査用ガントリ44(図13を参照)と基台45(図13を参照)とを備えている。頭部PET装置41は、図17に示すように、上述した実施例4と同様の同時計数回路6と画像処理部7とコントローラ8とメモリ部9と入力部10とモニタ11と光学撮影ガントリ46とを備えている。さらに、本実施例5では頭部PET装置41は、散乱投影データ作成部51を備えている。同時計数回路6は、本発明における検査データ生成手段に相当し、本実施例5の画像処理部7は、本発明における散乱補正手段および再構成手段に相当し、コントローラ8は、本発明における並列表示制御手段および重畳表示制御手段に相当し、光学撮影ガントリ46は、本発明における光学撮影手段に相当し、散乱投影データ作成部51は、本発明における散乱投影データ作成手段に相当する。   The head PET device 41 (see FIG. 13) includes a top plate 42 (see FIG. 13), a detector 3 (see FIG. 13), and a head inspection gantry 44 (see FIG. 13) similar to those in the fourth embodiment. And a base 45 (see FIG. 13). As shown in FIG. 17, the head PET device 41 includes a coincidence circuit 6, an image processing unit 7, a controller 8, a memory unit 9, an input unit 10, a monitor 11, and an optical imaging gantry 46, which are the same as those in the fourth embodiment. And. Furthermore, in the fifth embodiment, the head PET apparatus 41 includes a scatter projection data creation unit 51. The coincidence circuit 6 corresponds to the inspection data generation means in the present invention, the image processing unit 7 of the fifth embodiment corresponds to the scattering correction means and the reconstruction means in the present invention, and the controller 8 corresponds to the parallel in the present invention. The optical imaging gantry 46 corresponds to display control means and superimposed display control means, the optical imaging gantry 46 corresponds to optical imaging means in the present invention, and the scattered projection data creation unit 51 corresponds to scattered projection data creation means in the present invention.

本実施例5では、上述した実施例2と同様に散乱投影データ作成部51で作成された散乱投影データ(例えば散乱サイノグラム)を用いて、検査データ(サイノグラム)を再構成して散乱補正する。   In the fifth embodiment, similarly to the second embodiment described above, using the scatter projection data (for example, scatter sinogram) created by the scatter projection data creation unit 51, the inspection data (sinogram) is reconstructed and scatter correction is performed.

散乱投影データ作成部51は、光学撮影ガントリ46で取得された3次元像の輪郭を模したモデルデータにおいて、放射線の総イベント数に対する、散乱線による放射線の検出数の比率である確率をシミュレーションにより求め、当該確率から散乱線の分布を表した散乱サイノグラムを作成する。散乱投影データ作成部51は、コントローラ8と同様のCPUあるいはプログラマブルデバイス、または画像処理部7と同様のGPUなどで構成されている。具体的な散乱投影データ作成部51の機能については詳しく後述する。   The scatter projection data creation unit 51 simulates the probability that is the ratio of the number of radiation detected by scattered radiation to the total number of radiation events in the model data imitating the contour of the three-dimensional image acquired by the optical imaging gantry 46. The scattering sinogram representing the distribution of scattered radiation is obtained from the probability. The scattered projection data creation unit 51 is configured by a CPU or programmable device similar to the controller 8 or a GPU similar to the image processing unit 7. A specific function of the scattered projection data creation unit 51 will be described later in detail.

次に、本実施例5の散乱補正を含んだ一連の画像処理について、図18を参照して説明する。図18(a)は、本実施例5の散乱補正を含んだ一連の画像処理のフローチャートであり、図18(b)は、散乱サイノグラムの作成に関するフローチャートである。上述した実施例4と同様に頭部の撮影の準備は既に完了しているとして説明する。   Next, a series of image processing including scattering correction according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 18A is a flowchart of a series of image processing including scattering correction according to the fifth embodiment, and FIG. 18B is a flowchart regarding creation of a scattering sinogram. As in the above-described fourth embodiment, it is assumed that the preparation for photographing the head has already been completed.

(ステップS41)光学撮影
図18(a)のステップS41は、上述した実施例4のステップS31と同じであるので、その説明については省略する。本実施例5では、光学撮影ガントリ46(図13および図17を参照)で取得された頭部の3次元像を、コントローラ8(図17を参照)を介して散乱投影データ作成部51(図17を参照)に送り込む。また、頭部の3次元像を、コントローラ8を介してメモリ部9(図17を参照)にも送り込む。
(Step S41) Optical Photography Step S41 in FIG. 18A is the same as step S31 in the above-described fourth embodiment, and a description thereof will be omitted. In the fifth embodiment, a three-dimensional image of the head acquired by the optical imaging gantry 46 (see FIGS. 13 and 17) is converted into a scatter projection data creation unit 51 (see FIG. 17) via the controller 8 (see FIG. 17). 17). Further, the three-dimensional image of the head is also sent to the memory unit 9 (see FIG. 17) via the controller 8.

(ステップS42)散乱サイノグラムの作成
散乱投影データ作成部51は、光学撮影ガントリ46で取得された3次元像の輪郭を模したモデルデータにおいて、放射線の総イベント数に対する、散乱線による放射線の検出数の比率である確率をシミュレーションにより求め、当該確率から散乱線の分布を表した散乱サイノグラムを作成する。上述した実施例1〜4と同様に、閾値処理によって光学撮影ガントリ46で取得された頭部の3次元像を二値化処理することにより、頭部における輪郭および輪郭の内部を“1”,頭部における輪郭の外部を“0”とするのが好ましい。図18(a)のステップS42(散乱サイノグラムの作成)をより具体化したのが図18(b)である。以下、図18(b)を参照して説明する。
(Step S <b> 42) Scattering sinogram creation The scatter projection data creation unit 51, in model data imitating the outline of a three-dimensional image acquired by the optical imaging gantry 46, detects the number of radiation detected by scattered radiation with respect to the total number of radiation events. The probability that is the ratio of the above is obtained by simulation, and a scattering sinogram representing the distribution of scattered radiation is created from the probability. As in the first to fourth embodiments described above, by binarizing the three-dimensional image of the head acquired by the optical imaging gantry 46 by threshold processing, the contour of the head and the inside of the contour are “1”, It is preferable to set the outside of the contour of the head to “0”. FIG. 18B is a more specific example of step S42 (creation of a scattering sinogram) in FIG. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.

上述した実施例1〜3では被検体の撮影部位は乳房であったが、上述した実施例4と同様に本実施例5では被検体の撮影部位は頭部である。したがって、実施例2のように撮影部位が乳房であって散乱補正を行う場合には、輪郭の内部を水だと仮定したモデルデータにおいて確率をシミュレーションにより求め、当該確率から散乱サイノグラムを作成した。これに対して、本実施例5のように撮影部位が頭部であって散乱補正を行う場合には、実施例4と同様に予め得られた被検体の顔表層モデルや骨格モデルや歯列モデルなどと輪郭情報とを組み合わせることにより頭部の内部を特定する。   In Examples 1 to 3 described above, the imaging region of the subject is the breast, but in Example 5 as in Example 4 described above, the imaging region of the subject is the head. Therefore, when the imaging region is the breast as in Example 2 and the scatter correction is performed, the probability is obtained by simulation in the model data assuming that the inside of the contour is water, and a scatter sinogram is created from the probability. On the other hand, when the imaging region is the head and scatter correction is performed as in the fifth embodiment, the face surface layer model, skeleton model, and dentition of the subject obtained in advance as in the fourth embodiment. The inside of the head is specified by combining the model and the contour information.

具体的には、予め得られた被検体の顔表層モデル,骨格モデルおよび歯列モデルからなるモデルデータから、輪郭の顔表層に相当する顔表層位置,輪郭の内部における骨格に相当する骨格位置および輪郭の内部における歯列に相当する歯列位置をそれぞれ決定することにより輪郭を模したモデルデータを再構築する。そのためには、上述した実施例4でも述べたように、撮影の対象の被検体から、年齢や性別や人種に該当するモデル(顔表層モデルや骨格モデルや歯列モデルなど)を選択する。   Specifically, from the model data consisting of the face surface model, skeleton model and dentition model of the subject obtained in advance, the face surface layer position corresponding to the contour face surface layer, the skeleton position corresponding to the skeleton inside the contour, and The model data simulating the contour is reconstructed by determining the dentition position corresponding to the dentition in the contour. For this purpose, as described in the fourth embodiment, a model (such as a face surface model, a skeleton model, or a dentition model) corresponding to age, sex, or race is selected from the subject to be imaged.

(ステップS43)選択された顔表層モデルに頭部の輪郭が一致?
図18(b)のステップS43は、上述した実施例4のステップS33と同じであるので、その説明については省略する。
(Step S43) Does the contour of the head match the selected face surface layer model?
Since step S43 in FIG. 18B is the same as step S33 in the fourth embodiment described above, description thereof is omitted.

(ステップS44)各位置の決定
図18(b)のステップS44は、上述した実施例4のステップS34と同じであるので、その説明については省略する。
(Step S44) Determination of Each Position Step S44 in FIG. 18B is the same as step S34 in the above-described fourth embodiment, and therefore description thereof is omitted.

(ステップS45)各吸収値の割り当て
そして、当該骨格位置および当該歯列位置に骨の吸収値を割り当て、骨格位置・歯列位置以外の位置および当該顔表層位置に水または空気の吸収係数値を割り当て、各々の位置に割り当てられた骨の吸収係数値および水または空気の吸収係数値の分布を表したマップを、再構築されたモデルデータとする。再構築された当該モデルデータにおいて確率をシミュレーションにより求め、当該確率から散乱サイノグラムを作成する。上述した実施例2でも述べたように、例えばモンテカルロシミュレーションを応用し散乱線成分を求めるESSE法で用いられている散乱線モデル(図8を参照)を、再構築されたモデルデータに置き換える。
(Step S45) Assignment of each absorption value Then, the bone absorption value is assigned to the skeleton position and the dentition position, and the water or air absorption coefficient value is assigned to the position other than the skeleton position / dentation position and the face surface layer position. The map representing the distribution of the bone resorption coefficient value and the water or air resorption coefficient value assigned to each position is used as the reconstructed model data. A probability is obtained by simulation in the reconstructed model data, and a scattering sinogram is created from the probability. As described in the second embodiment, for example, a scattered ray model (see FIG. 8) used in the ESSE method for obtaining a scattered ray component by applying Monte Carlo simulation is replaced with reconstructed model data.

再構築されたモデルデータにおいてESSE法によって確率を求める手法については、実施例2の水の吸収体が、再構築されたモデルデータに置き換わっただけなので、その説明を省略する。ESSE法によって推定された投影データ中の散乱成分を散乱サイノグラムとして作成する。散乱投影データ作成部51で作成された散乱サイノグラムを、コントローラ8を介してメモリ部9に送り込む。そして、散乱サイノグラムをメモリ部9に書き込んで記憶する。   The method of obtaining the probability by the ESSE method in the reconstructed model data is omitted because the water absorber in Example 2 is simply replaced with the reconstructed model data. The scattering component in the projection data estimated by the ESSE method is created as a scattering sinogram. The scatter sinogram created by the scatter projection data creation unit 51 is sent to the memory unit 9 via the controller 8. Then, the scattering sinogram is written and stored in the memory unit 9.

(ステップS46)選択されたモデルの変形
図18(b)のステップS46は、上述した実施例4のステップS36と同じであるので、その説明については省略する。以下、図18(a)に戻って説明する。
(Step S46) Deformation of the selected model Step S46 in FIG. 18B is the same as step S36 in the above-described fourth embodiment, and a description thereof will be omitted. Hereinafter, the description will be made with reference back to FIG.

(ステップS47)検査データの生成
図18(a)のステップS47は、上述した実施例4のステップS37と同じであるので、その説明については省略する。
(Step S47) Generation of Inspection Data Step S47 in FIG. 18A is the same as step S37 in the above-described fourth embodiment, and thus description thereof is omitted.

(ステップS48)散乱補正・再構成
図18(a)のステップS48は、上述した実施例2のステップS14と同じであるので、その説明については省略する。
(Step S48) Scattering Correction / Reconstruction Step S48 in FIG. 18A is the same as step S14 in the second embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

(ステップS49)モニタへの表示
図18(a)のステップS49は、上述した実施例4のステップS39と同じであるので、その説明については省略する。
(Step S49) Display on Monitor Since step S49 in FIG. 18A is the same as step S39 in the above-described fourth embodiment, description thereof is omitted.

上述した実施例2では被検体の撮影部位が乳房であったのに対して、本実施例5では被検体の撮影部位は頭部であるのを除けば、本実施例5に係る頭部PET装置41の散乱補正に関する作用・効果については、上述した実施例2と同じであるので、その説明については省略する。   In the second embodiment described above, the imaging region of the subject is the breast. In this fifth embodiment, except that the imaging region of the subject is the head, the head PET according to the fifth embodiment. Since the operations and effects relating to the scattering correction of the device 41 are the same as those in the second embodiment described above, the description thereof is omitted.

本実施例5では撮影部位が頭部である。本実施例5のように撮影部位が頭部の場合には、予め得られた被検体の顔表層モデル,骨格モデルおよび歯列モデルからなるモデルデータから、輪郭の顔表層に相当する顔表層位置,輪郭の内部における骨格に相当する骨格位置および輪郭の内部における歯列に相当する歯列位置をそれぞれ決定することにより輪郭を模したモデルデータを再構築する。再構築された当該モデルデータにおいて確率をシミュレーション(モンテカルロシミュレーション)により求め、当該確率から散乱投影データ(散乱サイノグラム)を作成する。   In the fifth embodiment, the imaging part is the head. When the imaging site is the head as in the fifth embodiment, the face surface layer position corresponding to the contour face surface layer is obtained from model data including the face surface model, skeleton model, and dentition model of the subject obtained in advance. The model data imitating the contour is reconstructed by determining the skeleton position corresponding to the skeleton inside the contour and the dentition position corresponding to the dentition inside the contour. In the reconstructed model data, a probability is obtained by simulation (Monte Carlo simulation), and scattering projection data (scattering sinogram) is created from the probability.

本実施例5の並列表示や重畳表示については、上述した実施例1〜4と同じであるので、その説明については省略する。   Since the parallel display and the superimposed display of the fifth embodiment are the same as those of the first to fourth embodiments, the description thereof is omitted.

本発明は、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。   The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.

(1)上述した各実施例では、核医学診断装置としてPET装置を例に採って説明したが、本発明は、単一の放射線を検出するSPECT(Single Photon Emission CT)装置などにも適用することができる。   (1) In each of the above-described embodiments, the PET apparatus has been described as an example of the nuclear medicine diagnosis apparatus. However, the present invention is also applied to a SPECT (Single Photon Emission CT) apparatus that detects a single radiation. be able to.

(2)上述した各実施例では、データ形式がサイノグラムのときであったが、サイノグラムに限定されない。投影データであれば、例えばデータ形式がヒストグラムであってもよい。したがって、上述した実施例1,4では、吸収係数マップは吸収係数サイノグラムであったが、吸収係数マップは吸収係数ヒストグラムであってもよい。また、上述した実施例2,5では、散乱投影データは散乱サイノグラムであったが、散乱投影データは散乱ヒストグラムであってもよい。   (2) In each of the above-described embodiments, the data format is a sinogram, but is not limited to a sinogram. If it is projection data, for example, the data format may be a histogram. Therefore, in Examples 1 and 4 described above, the absorption coefficient map is an absorption coefficient sinogram, but the absorption coefficient map may be an absorption coefficient histogram. Further, in the above-described Examples 2 and 5, the scatter projection data is a scatter sinogram, but the scatter projection data may be a scatter histogram.

(3)上述した実施例1〜3では被検体の撮影部位が乳房であって、上述した実施例4,5では被検体の撮影部位が頭部であったが、「課題を解決するための手段」の欄でも述べたように、撮影部位については特に限定されない。ただし、撮影対象は乳房や頭部などの局所的な部位であるのが好ましい。上述した実施例4,5のように撮影部位が頭部の場合に、予め得られた被検体の顔表層モデルや骨格モデルや歯列モデルなどと輪郭とを組み合わせて、実施例4の吸収補正や実施例5の散乱補正を行う。実施例3の体動補正を頭部に適用してもよい。   (3) In Examples 1 to 3 described above, the imaging region of the subject was the breast, and in Examples 4 and 5 described above, the imaging region of the subject was the head. As described in the section of “Means”, the imaging region is not particularly limited. However, the imaging target is preferably a local part such as a breast or a head. When the imaging region is the head as in the fourth and fifth embodiments described above, the absorption correction of the fourth embodiment is performed by combining the face surface layer model, the skeleton model, the dentition model, and the like of the subject obtained in advance with the contour. Or the scattering correction of the fifth embodiment. The body motion correction of the third embodiment may be applied to the head.

(4)上述した実施例1〜3では、図1(a)および図1(b)に示すように、乳房の周囲を取り囲むようにリング状の筐体4aに複数の検出器3を収容し、上述した実施例4,5では、図13に示すように、被検体Mの体軸周りを取り囲むようにリング状の筐体44aに複数の検出器3を収容したが、検出器の構成については特に限定されない。例えば、検出器を内蔵した平板で乳房を挟んで圧迫してマンモグラムを行う圧迫のタイプであってもよい。   (4) In the first to third embodiments described above, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), a plurality of detectors 3 are accommodated in a ring-shaped casing 4a so as to surround the breast. In the fourth and fifth embodiments described above, as shown in FIG. 13, the plurality of detectors 3 are accommodated in the ring-shaped housing 44a so as to surround the body axis of the subject M. Is not particularly limited. For example, a compression type in which a mammogram is performed by pressing a breast with a flat plate incorporating a detector.

(5)上述した各実施例では、光学撮影手段は、赤外光を照射する3Dスキャナあるいは赤外線を照射する光源を備えた光学撮影ガントリであったが、光学撮影手段の光の種類については特に限定されない。例えば可視光であってもよい。ただし、可視光を照射する場合には、外部からの光を誤って検出する可能性があるので、外部を遮蔽するように周囲の機器を構成するのが好ましい。特に、上述した実施例1〜3のように被検体の撮影部位が乳房である場合には、外部を遮蔽する筐体(ガントリ)を床面に備え、当該筐体(ガントリ)に図1(a)の天板2を搭載する。これにより、乳房を外部から遮断して見えにくくするという効果をも奏する。   (5) In each of the above-described embodiments, the optical photographing means is an optical photographing gantry including a 3D scanner that emits infrared light or a light source that emits infrared light. It is not limited. For example, visible light may be used. However, in the case of irradiating visible light, there is a possibility that light from the outside may be erroneously detected. Therefore, it is preferable to configure surrounding equipment so as to shield the outside. In particular, when the imaging region of the subject is the breast as in the first to third embodiments described above, a casing (gantry) that shields the outside is provided on the floor surface, and the casing (gantry) is provided with the casing shown in FIG. The top plate 2 of a) is mounted. This also has the effect of blocking the breast from the outside and making it difficult to see.

(6)上述した実施例1〜3では、伏臥位状態で被検体の乳房を撮影し、上述した実施例4,5では、仰臥位状態で被検体の頭部を撮影したが、核医学診断装置の構造としては、被検体を臥位状態で水平面に載置する天板を必ずしも備える必要はない。例えば、変形例(4)のように検出器を内蔵した平板で乳房を挟んで圧迫して乳房を撮影する場合には座位状態で行う。   (6) In Examples 1 to 3 described above, the breast of the subject was photographed in the prone position, and in Examples 4 and 5 described above, the head of the subject was photographed in the supine position. As a structure of the apparatus, it is not always necessary to provide a top plate for placing the subject on a horizontal surface in a lying position. For example, when the breast is photographed by pressing the breast with a flat plate with a built-in detector as in the modification (4), it is performed in the sitting position.

(7)上述した実施例1〜3では、光学撮影手段として3Dスキャナ12(図1および図2を参照)を用いて、撮影部位である乳房に赤外光を照射し、乳房からの放射光を検出して、三角測量法を用いて乳房の3次元像を取得したが、乳房を光学撮影するのに3Dスキャナに限定されない。例えば、上述した実施例4,5のように撮影部位である頭部を中心にして、被検体の体軸周りを回転移動する光源46aおよびカメラ46b(いずれも図13を参照)を乳房に適用してもよい。具体的には、図19に示すように、乳房の周りを回転移動する光源46aおよびカメラ46bをマンモPET装置1が備えてもよい。   (7) In Embodiments 1 to 3 described above, the 3D scanner 12 (see FIGS. 1 and 2) is used as an optical imaging unit, and the breast that is the imaging site is irradiated with infrared light, and the radiation emitted from the breast The three-dimensional image of the breast was acquired using the triangulation method, but it is not limited to the 3D scanner for optically photographing the breast. For example, the light source 46a and the camera 46b (both see FIG. 13) that rotate around the body axis of the subject around the head that is the imaging region are applied to the breast as in the fourth and fifth embodiments described above. May be. Specifically, as shown in FIG. 19, the mammo PET apparatus 1 may include a light source 46a and a camera 46b that rotate around the breast.

(8)上述した実施例1〜3では、左右の乳房をそれぞれ撮影したが、特別な事情があれば、片方の乳房のみを撮影してもよい。また、1つの開口部2a(図1(a)を参照)で左右の乳房をそれぞれ下方に案内して通して撮影したが、右の乳房を下方に案内して通す開口部,左の乳房を下方に案内して通す開口部を2つ有してもよい。   (8) In the first to third embodiments described above, the left and right breasts are photographed, but if there are special circumstances, only one breast may be photographed. In addition, the left and right breasts were respectively guided through one opening 2a (see FIG. 1 (a)), and the left breast was guided through the right breast. You may have two openings which guide and pass below.

(9)上述した実施例2,5の散乱補正では、シミュレーションはモンテカルロシミュレーションであったが、モンテカルロシミュレーションに限定されない。例えば単一散乱シミュレーション(SSS: Single Scatter Simulation)法であってもよい。   (9) In the scattering correction of the second and fifth embodiments described above, the simulation is a Monte Carlo simulation, but is not limited to the Monte Carlo simulation. For example, a single scattering simulation (SSS) method may be used.

(10)上述した実施例2,5の散乱補正では、光学撮影手段(実施例2では3Dスキャナ12、実施例5では光学撮影ガントリ46)で取得された3次元像の輪郭の内部を模したモデルデータにおいて、放射線の総イベント数に対する、散乱線による放射線の検出数の比率である確率をシミュレーションにより求め、当該確率から散乱線の分布を表した散乱投影データを作成したが、さらに、図20に示すように輪郭の外部を横切るLOR(図20の二点鎖線を参照)は、撮影部位の内部における散乱によるものとして、輪郭の外部を横切るLORを除外してもよい。   (10) In the above-described scattering correction in the second and fifth embodiments, the inside of the outline of the three-dimensional image acquired by the optical photographing means (the 3D scanner 12 in the second embodiment and the optical photographing gantry 46 in the fifth embodiment) is simulated. In the model data, the probability, which is the ratio of the number of detected radiations with scattered radiation to the total number of radiation events, was obtained by simulation, and from this probability, scattered projection data representing the distribution of scattered radiation was created. As shown in FIG. 5, LOR that crosses the outside of the contour (see the two-dot chain line in FIG. 20) may be due to scattering inside the imaging region, and LOR that crosses the outside of the contour may be excluded.

(11)上述した各実施例の吸収補正や散乱補正や体動補正を互いに組み合わせてもよい。吸収補正,散乱補正,体動補正を全て組み合わせてもよいし、吸収補正,散乱補正を組み合わせてもよいし、散乱補正,体動補正を組み合わせてもよいし、吸収補正,散乱補正を組み合わせてもよい。   (11) The absorption correction, scattering correction, and body movement correction of the above-described embodiments may be combined with each other. Absorption correction, scattering correction, and body motion correction may all be combined, absorption correction and scattering correction may be combined, scattering correction and body motion correction may be combined, or absorption correction and scattering correction may be combined. Also good.

以上のように、本発明は、乳房専用核医学診断装置や頭部専用核医学診断装置などの局所的な部位を撮影対象とした核医学診断装置に適している。   As described above, the present invention is suitable for a nuclear medicine diagnostic apparatus for imaging a local region such as a breast-only nuclear medicine diagnostic apparatus or a head-only nuclear medicine diagnostic apparatus.

1 … マンモPET装置
2 … 天板
2a … 開口部
3 … 検出器
6 … 同時計数回路
7 … 再構成手段
8 … コントローラ
12 … 3Dスキャナ
15、47 … 吸収係数マップ作成部
25、51 … 散乱投影データ作成部
35 … 変化量算出部
36 … 体動補正部
41 … 頭部PET装置
46 … 光学撮影ガントリ
… (光学撮影で得られた)乳房の3次元像
… PET画像
M … 被検体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mammo PET apparatus 2 ... Top plate 2a ... Aperture 3 ... Detector 6 ... Simultaneous counting circuit 7 ... Reconstruction means 8 ... Controller 12 ... 3D scanner 15, 47 ... Absorption coefficient map creation part 25, 51 ... Scattering projection data Creation unit 35 ... change amount calculation unit 36 ... body motion correction unit 41 ... head PET device 46 ... optical imaging gantry P 1 ... three-dimensional image of breast (obtained by optical imaging) P 2 ... PET image M ... subject

Claims (10)

核医学診断装置であって、
被検体内の放射性薬剤から発生した放射線を検出する検出器と、
当該検出器で検出された放射線から検査データを生成する検査データ生成手段と、
前記被検体を光学撮影して当該被検体の3次元像を取得する光学撮影手段と、
当該光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭の内部において吸収係数値をそれぞれ仮定し、それぞれ仮定された当該吸収係数値の分布を表した吸収係数マップを作成する吸収係数マップ作成手段と、
当該吸収係数マップ作成手段で作成された吸収係数マップを用いて、前記検査データを吸収補正する吸収補正手段と
を備える、
核医学診断装置。
A nuclear medicine diagnostic device,
A detector for detecting radiation generated from a radiopharmaceutical in the subject;
Inspection data generating means for generating inspection data from radiation detected by the detector;
Optical photographing means for optically photographing the subject to obtain a three-dimensional image of the subject;
An absorption coefficient map creating means for assuming an absorption coefficient value inside the contour of the three-dimensional image acquired by the optical photographing means, and creating an absorption coefficient map representing the assumed distribution of the absorption coefficient value;
Using an absorption coefficient map created by the absorption coefficient map creating means, and an absorption correction means for absorbing and correcting the inspection data,
Nuclear medicine diagnostic equipment.
核医学診断装置であって、
被検体内の放射性薬剤から発生した放射線を検出する検出器と、
当該検出器で検出された放射線から検査データを生成する検査データ生成手段と、
前記被検体を光学撮影して当該被検体の3次元像を取得する光学撮影手段と、
当該光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭の内部を模したモデルデータにおいて、前記放射線の総イベント数に対する、散乱線による放射線の検出数の比率である確率をシミュレーションにより求め、当該確率から散乱線の分布を表した散乱投影データを作成する散乱投影データ作成手段と、
当該散乱投影データ作成手段で作成された散乱投影データを用いて、前記検査データを散乱補正する散乱補正手段と
を備える、
核医学診断装置。
A nuclear medicine diagnostic device,
A detector for detecting radiation generated from a radiopharmaceutical in the subject;
Inspection data generating means for generating inspection data from radiation detected by the detector;
Optical photographing means for optically photographing the subject to obtain a three-dimensional image of the subject;
In the model data imitating the inside of the contour of the three-dimensional image acquired by the optical imaging means, a probability that is the ratio of the number of detected radiation by scattered radiation to the total number of events of the radiation is obtained by simulation, and from the probability Scattered projection data creating means for creating scattered projection data representing the distribution of scattered radiation;
Scatter correction means for correcting scatter of the inspection data using the scatter projection data created by the scatter projection data creation means,
Nuclear medicine diagnostic equipment.
核医学診断装置であって、
被検体内の放射性薬剤から発生した放射線を検出する検出器と、
当該検出器で検出された放射線から検査データを生成する検査データ生成手段と、
前記被検体を光学撮影して当該被検体の3次元像を取得する光学撮影手段と、
当該光学撮影手段で取得された3次元像の輪郭を用いて、体動に伴う時間的な変化量を算出する変化量算出手段と、
当該変化量算出手段で求まった変化量を用いて、前記検査データを体動補正する体動補正手段と
を備える、
核医学診断装置。
A nuclear medicine diagnostic device,
A detector for detecting radiation generated from a radiopharmaceutical in the subject;
Inspection data generating means for generating inspection data from radiation detected by the detector;
Optical photographing means for optically photographing the subject to obtain a three-dimensional image of the subject;
A change amount calculating means for calculating a temporal change amount associated with body movement using the contour of the three-dimensional image acquired by the optical photographing means;
Body movement correction means for correcting body movement of the examination data using the amount of change obtained by the change amount calculation means,
Nuclear medicine diagnostic equipment.
請求項1に記載の核医学診断装置において、
前記被検体の撮影部位が乳房である場合に、前記輪郭の内部を水だと仮定して水の吸収係数値で一律に決定し、水の吸収係数値の分布を表したマップを前記吸収係数マップ作成手段は前記吸収係数マップとして作成する、
核医学診断装置。
The nuclear medicine diagnosis apparatus according to claim 1,
When the imaging region of the subject is a breast, the inside of the contour is assumed to be water, and the water absorption coefficient value is uniformly determined, and a map showing the distribution of the water absorption coefficient value is used as the absorption coefficient The map creation means creates the absorption coefficient map.
Nuclear medicine diagnostic equipment.
請求項1に記載の核医学診断装置において、
前記被検体の撮影部位が頭部である場合に、予め得られた前記被検体の顔表層モデル,骨格モデルおよび歯列モデルからなるモデルデータから、前記輪郭の顔表層に相当する顔表層位置,前記輪郭の内部における骨格に相当する骨格位置および前記輪郭の内部における歯列に相当する歯列位置をそれぞれ決定し、当該骨格位置および当該歯列位置に骨の吸収値を割り当て、骨格位置・歯列位置以外の位置および当該顔表層位置に水または空気の吸収係数値を割り当て、各々の位置に割り当てられた骨の吸収係数値および水または空気の吸収係数値の分布を表したマップを前記吸収係数マップ作成手段は前記吸収係数マップとして作成する、
核医学診断装置。
The nuclear medicine diagnosis apparatus according to claim 1,
When the imaging region of the subject is the head, from the model data comprising the subject's face surface model, skeleton model and dentition model obtained in advance, the face surface layer position corresponding to the face surface layer of the contour, The skeleton position corresponding to the skeleton inside the contour and the dentition position corresponding to the dentition inside the contour are respectively determined, and bone resorption values are assigned to the skeleton position and the dentition position, and the skeleton position / tooth Assign a water or air absorption coefficient value to a position other than the row position and the face surface layer position, and a map showing the distribution of the bone absorption coefficient value and the water or air absorption coefficient value assigned to each position. A coefficient map creating means creates the absorption coefficient map.
Nuclear medicine diagnostic equipment.
請求項2に記載の核医学診断装置において、
前記被検体の撮影部位が乳房である場合に、前記輪郭の内部を水だと仮定した前記モデルデータにおいて前記確率をシミュレーションにより求め、当該確率から前記散乱投影データを前記散乱投影データ作成手段は作成する、
核医学診断装置。
The nuclear medicine diagnosis apparatus according to claim 2,
When the imaging region of the subject is a breast, the probability is obtained by simulation in the model data assuming that the inside of the contour is water, and the scatter projection data creation means creates the scatter projection data from the probability To
Nuclear medicine diagnostic equipment.
請求項2に記載の核医学診断装置において、
前記被検体の撮影部位が頭部である場合に、予め得られた前記被検体の顔表層モデル,骨格モデルおよび歯列モデルからなるモデルデータから、前記輪郭の顔表層に相当する顔表層位置,前記輪郭の内部における骨格に相当する骨格位置および前記輪郭の内部における歯列に相当する歯列位置をそれぞれ決定することにより前記輪郭を模した前記モデルデータを再構築し、再構築された当該モデルデータにおいて前記確率をシミュレーションにより求め、当該確率から前記散乱投影データを前記散乱投影データ作成手段は作成する、
核医学診断装置。
The nuclear medicine diagnosis apparatus according to claim 2,
When the imaging region of the subject is the head, from the model data comprising the subject's face surface model, skeleton model and dentition model obtained in advance, the face surface layer position corresponding to the face surface layer of the contour, The model data imitating the contour is reconstructed by determining the skeleton position corresponding to the skeleton inside the contour and the dentition position corresponding to the dentition inside the contour, and the reconstructed model The probability in the data is obtained by simulation, and the scattered projection data creating means creates the scattered projection data from the probability.
Nuclear medicine diagnostic equipment.
請求項1から請求項7のいずれかに記載の核医学診断装置において、
前記検査データを再構成することにより再構成画像を生成する再構成手段と、
当該再構成手段で生成された再構成画像と、前記光学撮影手段で取得された3次元像とを同じモニタに並べて表示する並列表示制御手段と
を備える、
核医学診断装置。
In the nuclear medicine diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 7,
Reconstructing means for generating a reconstructed image by reconstructing the inspection data;
A parallel display control means for displaying the reconstructed image generated by the reconstructing means and the three-dimensional image acquired by the optical photographing means side by side on the same monitor;
Nuclear medicine diagnostic equipment.
請求項1から請求項8のいずれかに記載の核医学診断装置において、
前記検査データを再構成することにより再構成画像を生成する再構成手段と、
当該再構成手段で生成された再構成画像と、前記光学撮影手段で取得された3次元像とを重畳表示する重畳表示制御手段と
を備える、
核医学診断装置。
In the nuclear medicine diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 8,
Reconstructing means for generating a reconstructed image by reconstructing the inspection data;
Superimposing display control means for superimposing and displaying the reconstructed image generated by the reconstructing means and the three-dimensional image acquired by the optical photographing means,
Nuclear medicine diagnostic equipment.
請求項1から請求項9のいずれかに記載の核医学診断装置において、
前記被検体の撮影部位が乳房である場合に、
前記被検体を伏臥位状態で水平面に載置し、乳房を下方に案内して通す開口部を有する天板を備え、
当該天板の当該開口部は、左右の乳房がともに挿入可能なサイズで構成され、
前記天板の開口部の下部に前記検出器を設ける、
核医学診断装置。
In the nuclear medicine diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 9,
When the imaging region of the subject is a breast,
The subject is placed on a horizontal surface in a prone position, and includes a top plate having an opening through which the breast is guided downward,
The opening of the top plate is configured with a size that allows both the left and right breasts to be inserted,
The detector is provided below the opening of the top plate.
Nuclear medicine diagnostic equipment.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021260928A1 (en) * 2020-06-26 2021-12-30 株式会社島津製作所 Absorption coefficient image generation method, nuclear medicine diagnostic device, and method for creating trained models
WO2022202727A1 (en) * 2021-03-22 2022-09-29 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 Image processing device, image processing system, and image processing method
JP2022552218A (en) * 2019-10-09 2022-12-15 シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッド Image reconstruction by modeling image formation as one or more neural networks

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022552218A (en) * 2019-10-09 2022-12-15 シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッド Image reconstruction by modeling image formation as one or more neural networks
JP7459243B2 (en) 2019-10-09 2024-04-01 シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッド Image reconstruction by modeling image formation as one or more neural networks
US12100075B2 (en) 2019-10-09 2024-09-24 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Image reconstruction by modeling image formation as one or more neural networks
WO2021260928A1 (en) * 2020-06-26 2021-12-30 株式会社島津製作所 Absorption coefficient image generation method, nuclear medicine diagnostic device, and method for creating trained models
WO2022202727A1 (en) * 2021-03-22 2022-09-29 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 Image processing device, image processing system, and image processing method
JPWO2022202727A1 (en) * 2021-03-22 2022-09-29
US12386087B2 (en) 2021-03-22 2025-08-12 National Institutes for Quantum Science Image processing device, image processing system, and image processing method

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