JP2014083294A - Pet-ct apparatus and image processing apparatus - Google Patents
Pet-ct apparatus and image processing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014083294A JP2014083294A JP2012235725A JP2012235725A JP2014083294A JP 2014083294 A JP2014083294 A JP 2014083294A JP 2012235725 A JP2012235725 A JP 2012235725A JP 2012235725 A JP2012235725 A JP 2012235725A JP 2014083294 A JP2014083294 A JP 2014083294A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- pet
- breath
- free
- breathing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 206010006322 Breath holding Diseases 0.000 claims abstract description 44
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims description 29
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 17
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 15
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 3
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 abstract description 4
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 description 27
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M sodium iodide Chemical compound [Na+].[I-] FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 4
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 3
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 3
- VRYALKFFQXWPIH-PBXRRBTRSA-N (3r,4s,5r)-3,4,5,6-tetrahydroxyhexanal Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CC=O VRYALKFFQXWPIH-PBXRRBTRSA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229940121896 radiopharmaceutical Drugs 0.000 description 2
- 239000012217 radiopharmaceutical Substances 0.000 description 2
- 230000002799 radiopharmaceutical effect Effects 0.000 description 2
- 235000009518 sodium iodide Nutrition 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- OSGMVZPLTVJAFX-UHFFFAOYSA-N [Gd].[Lu] Chemical compound [Gd].[Lu] OSGMVZPLTVJAFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ANDNPYOOQLLLIU-UHFFFAOYSA-N [Y].[Lu] Chemical compound [Y].[Lu] ANDNPYOOQLLLIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012804 iterative process Methods 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008855 peristalsis Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000009747 swallowing Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Nuclear Medicine (AREA)
Abstract
Description
本発明の実施形態は、PET(Positron Emission computed Tomography)−CT(Computed Tomography)装置及び画像処理装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a PET (Positron Emission Computed Tomography) -CT (Computed Tomography) apparatus and an image processing apparatus.
放射線治療においては、癌組織に対して線量を集中させ、正常組織に対する線量を低減することが望まれる。このため、放射線治療に先立ち、放射線治療計画が策定され、放射線を照射すべき部位(以下「標的体積」)が決定される。標的体積は、国際放射線単位測定委員会(ICRU(International Commission on Radiation Units and Measurements, Inc.))により規定されている。標的体積には、GTV(Gross Tumor Volume)、CTV(Clinical Target Volume)、ITV(Internal Target Volume)、及びPTV(Planning Target Volume)がある。 In radiotherapy, it is desirable to concentrate the dose on cancer tissue and reduce the dose on normal tissue. For this reason, prior to radiation treatment, a radiation treatment plan is formulated, and a site to be irradiated with radiation (hereinafter referred to as “target volume”) is determined. The target volume is defined by the International Commission on Radiation Units and Measurements, Inc. (ICRU). Target volumes include GTV (Gross Tumor Volume), CTV (Clinical Target Volume), ITV (Internal Target Volume), and PTV (Planning Target Volume).
従来、4DCT画像を用いて放射線治療計画を策定する手法がある。この手法は、X線CTスキャナによる撮影時、呼吸モニタで検出した位相や振幅を用いて投影データを分類し、位相や振幅毎にCT画像を再構成して、位相や振幅毎に放射線治療計画を策定する。もっとも、この手法は、複数の位相や振幅の区分に投影データを振り分けるので、各区分における投影データ量が区分数分の一となり、この結果、再構成されたCT画像の画質が劣化するおそれがある。一方、CT画像の画質を維持するにはX線の照射量を増やさざるを得ず、被曝量が増加するおそれがある。また、この手法は、放射線治療計画の策定に、区分数倍の時間を要するおそれがある。 Conventionally, there is a method of formulating a radiation treatment plan using 4DCT images. This method classifies projection data using the phase and amplitude detected by the respiratory monitor during radiographing by an X-ray CT scanner, reconstructs the CT image for each phase and amplitude, and plans a radiation treatment for each phase and amplitude. Formulate. However, since this method sorts projection data into a plurality of phase and amplitude sections, the amount of projection data in each section is a fraction of the number of sections, and as a result, the image quality of the reconstructed CT image may deteriorate. is there. On the other hand, in order to maintain the image quality of the CT image, the X-ray irradiation amount must be increased, and the exposure amount may increase. In addition, this method may require several times the time required for formulating a radiation treatment plan.
本発明が解決しようとする課題は、放射線治療計画者に、標的体積を指定するための適切な情報を提供することができるPET−CT装置及び画像処理装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a PET-CT apparatus and an image processing apparatus capable of providing appropriate information for designating a target volume to a radiation treatment planner.
実施形態に係るPET−CT装置は、画像再構成部と、画像生成部と、表示制御部とを備える。画像再構成部は、X線CTスキャナによって息止め下で収集された投影データから息止めCT画像を再構成し、PETスキャナによって自由呼吸下で収集された投影データから自由呼吸PET画像を再構成する。画像生成部は、自由呼吸PET画像をPETの空間分解能で逆畳み込みすることで、逆畳み込み済み自由呼吸PET画像を生成する。表示制御部は、息止めCT画像と逆畳み込み済み自由呼吸PET画像とを表示部に表示する。 The PET-CT apparatus according to the embodiment includes an image reconstruction unit, an image generation unit, and a display control unit. The image reconstruction unit reconstructs a breath-hold CT image from projection data collected under breath holding by an X-ray CT scanner, and reconstructs a free-breath PET image from projection data collected under free breath by a PET scanner To do. The image generation unit generates a deconvolved free-breathing PET image by deconvolutioning the free-breathing PET image with a spatial resolution of the PET. The display control unit displays the breath-holding CT image and the deconvolved free-breathing PET image on the display unit.
以下、図面を参照しながら、実施形態に係るPET−CT装置及び画像処理装置を説明する。以下の実施形態においては、放射線治療計画の支援に、PET−CT装置によって収集されたCT画像及びPET画像を用いる。 Hereinafter, a PET-CT apparatus and an image processing apparatus according to embodiments will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, CT images and PET images collected by a PET-CT apparatus are used to support radiation treatment planning.
図1は、本実施形態に係るPET−CT装置100の構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係るPET−CT装置100は、PETスキャナ200と、X線CTスキャナ300と、寝台400と、コンソール装置500とを備える。また、図1に示すように、寝台400は、被検体402が載置される天板401を有し、コンソール装置500による制御の下、被検体402をPET−CT装置100の撮影口内に移動させる。なお、被検体402は、PET−CT装置100に含まれない。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a PET-
PETスキャナ200は、被検体402から放出された消滅ガンマ線を検出し、検出結果に基づき計数情報を生成する。具体的には、まず、陽電子放出核種で標識された放射性医薬品が被検体402に投与される。すると、被検体402内の生体組織に選択的に取り込まれた陽電子放出核種が陽電子を放出し、放出された陽電子は電子と結合して消滅する。このとき、陽電子は、一対の消滅ガンマ線をほぼ反対方向に放出する。一方、PETスキャナ200は、被検体402の周囲にリング状に配置された検出器210を用いて消滅ガンマ線を検出し、検出結果に基づき計数情報を生成する。
The
図2は、本実施形態におけるPETスキャナ200及びX線CTスキャナ300を示す図であり、図3は、本実施形態におけるPETスキャナ200の構成を示す図である。図2及び図3に示すように、PETスキャナ200においては、X軸方向に複数の検出器210が配置され、また、被検体402の周囲に複数の検出器210がリング状に配置される。
FIG. 2 is a diagram illustrating the
例えば、検出器210は、フォトンカウンティング(Photon Counting)方式、アンガー型の検出器であり、シンチレータと、光電子増倍管(PMT(Photomultiplier Tube))と、ライトガイドとを有する。シンチレータは、被検体402から放出された消滅ガンマ線をシンチレーション光に変換し、変換したシンチレーション光を出力する。シンチレータは、例えば、NaI(Sodium Iodide)、BGO(Bismuth Germanate)、LYSO(Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate)、LSO(Lutetium Oxyorthosilicate)、LGSO(Lutetium Gadolinium Oxyorthosilicate)などのシンチレータ結晶によって形成され、2次元に配列される。光電子増倍管は、シンチレータから出力されたシンチレーション光を増倍して電気信号に変換する。ライトガイドは、シンチレータから出力されたシンチレーション光を光電子増倍管に伝達する。ライトガイドは、例えば、光透過性に優れたプラスチック素材などによって形成される。
For example, the
なお、光電子増倍管は、シンチレーション光を受光して光電子を発生させる光電陰極、発生した光電子を加速する電場を与える多段のダイノード、及び、電子の流れ出し口である陽極を有する。光電効果により光電陰極から放出された電子は、ダイノードに向って加速されてダイノードの表面に衝突し、複数の電子を叩き出す。この現象が多段のダイノードにわたって繰り返されることにより、なだれ的に電子数が増倍され、陽極での電子数は、約100万にまで達する。 The photomultiplier tube has a photocathode that receives scintillation light and generates photoelectrons, a multistage dynode that provides an electric field that accelerates the generated photoelectrons, and an anode that is an outlet for electrons. Electrons emitted from the photocathode due to the photoelectric effect are accelerated toward the dynode, collide with the surface of the dynode, and knock out a plurality of electrons. By repeating this phenomenon over multiple dynodes, the number of electrons is avalancheally increased, and the number of electrons at the anode reaches about 1 million.
このように、検出器210は、被検体402内から放出された消滅ガンマ線をシンチレータによってシンチレーション光に変換し、変換したシンチレーション光を光電子増倍管によって電気信号に変換することで、被検体402から放出された消滅ガンマ線を検出する。
As described above, the
なお、放射性医薬品は、例えば、18F(フッ素)で標識された18F標識デオキシグルコースである。また、計数情報は、消滅ガンマ線を検出した検出器210の位置を示す検出位置と、検出器210に入射した消滅ガンマ線のエネルギー値と、検出器210が消滅ガンマ線を検出した検出時間とを含む。
The radiopharmaceutical is, for example, 18F-labeled deoxyglucose labeled with 18F (fluorine). The count information includes a detection position indicating the position of the
X線CTスキャナ300は、被検体402を透過したX線を検出し、検出結果に基づき投影データを生成する。具体的には、X線CTスキャナ300は、図2に示すように、X線を照射するX線管301と、X線管301により照射されたX線を検出するX線検出器302とを有する。被検体402の体軸を中心として回転しながら、X線管301が被検体402にX線を照射し、X線検出器302が被検体402を透過したX線を検出する。そして、X線CTスキャナ300は、X線検出器302により検出されたX線に対して増幅処理やAD(Analog Digital)変換処理などを行い、投影データを生成する。
The
図4は、本実施形態におけるコンソール装置500の構成を示す図である。コンソール装置500は、PETスキャナ200により生成された計数情報を用いて同時計数情報を生成し、生成した同時計数情報に基づきPET画像を再構成する。また、コンソール装置500は、X線CTスキャナ300により生成された投影データに基づきX線CT画像を再構成する。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the
具体的には、図4に示すように、コンソール装置500は、入出力部510と、制御部520とを有する。また。コンソール装置500は、バッファ531と、同時計数情報記憶部532と、計数情報収集部533と、同時計数情報生成部534と、PET画像再構成部535とを有する。また、コンソール装置500は、X線投影データ記憶部541と、X線CT画像再構成部542とを有する。なお、本実施形態においては、PET画像の再構成とX線CT画像の再構成とが物理的に1台のコンソール装置において行われる場合を説明するが、PET画像の再構成とX線CT画像の再構成とが別々のコンソール装置において行われてもよい。
Specifically, as illustrated in FIG. 4, the
入出力部510は、PET−CT装置100の利用者から各種指示を受け付け、受け付けた各種指示を制御部520に送信する。また、入出力部510は、制御部520から情報を受信し、受信した情報を出力する。例えば、入出力部510は、キーボードやマウス、マイクなどの入力部や、モニタやスピーカなどの出力部(表示部とも称する)である。
The input /
制御部520は、PETスキャナ200及びX線CTスキャナ300を制御することでPET−CT装置100による撮影を制御する。また、制御部520は、コンソール装置500におけるPET画像再構成処理及びX線CT画像再構成処理を制御する。また、制御部520は、PET画像やX線CT画像、及び、後述する治療計画用画像などを、入出力部510のモニタに出力する。制御部520は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)などの電子回路である。なお、制御部520が有する各部の詳細は、後述する。
The
バッファ531は、計数情報収集部533により格納された計数情報を記憶する。また、同時計数情報記憶部532は、同時計数情報生成部534により格納された同時計数情報を記憶する。バッファ531及び同時計数情報記憶部532は、例えば、RAM(Random Access Memory)やフラッシュメモリ(Flash Memory)などの半導体メモリ素子、ハードディスクや光ディスクなどである。
The
計数情報収集部533は、PETスキャナ200にて生成された計数情報を順次受信し、受信した計数情報をバッファ531に格納する。なお、計数情報収集部533は、PETスキャナ200内に設置されてもよい。ここで、検出器210により検出される消滅ガンマ線と、被検体402から放出された一対の消滅ガンマ線との関係を説明する。例えば、検出器210は、一対の消滅ガンマ線が放出された場合、一対の消滅ガンマ線のうち、一方のみを検出し、他方の消滅ガンマ線は、他の検出器210により検出される。なお、一対の消滅ガンマ線を同時計数した2つの検出位置を結ぶ線は、LOR(Line of Response)と称される。
The count
同時計数情報生成部534は、計数情報収集部533により収集された計数情報を用いて同時計数情報の時系列リスト(「Coincidence List」とも称される)を生成する。具体的には、同時計数情報生成部534は、バッファ531に記憶された計数情報から、一対の消滅ガンマ線を略同時に計数した計数情報の組を、計数情報の検出時間に基づき検索する。また、同時計数情報生成部534は、検索した計数情報の組毎に同時計数情報を生成し、生成した同時計数情報を概ね時系列順に並べながら、同時計数情報記憶部532に格納する。
The coincidence count information generation unit 534 generates a time series list (also referred to as “Coincidence List”) of coincidence count information using the count information collected by the count
例えば、同時計数情報生成部534は、設定された同時計数情報生成条件に基づき同時計数情報を生成する。同時計数情報生成条件には、時間ウィンドウ幅が指定される。例えば、同時計数情報生成部534は、時間ウィンドウ幅「数ナノ秒」に基づき同時計数情報を生成する。なお、同時計数情報生成部534は、時間ウィンドウ幅とともにエネルギーウィンドウ幅を用いて同時計数情報を生成してもよい。 For example, the coincidence count information generation unit 534 generates coincidence count information based on the set coincidence count information generation condition. A time window width is specified as the coincidence counting information generation condition. For example, the coincidence information generation unit 534 generates coincidence information based on the time window width “several nanoseconds”. Note that the coincidence information generation unit 534 may generate coincidence information using the energy window width together with the time window width.
PET画像再構成部535は、PET画像を再構成する。具体的には、PET画像再構成部535は、同時計数情報記憶部532に記憶された同時計数情報の時系列リストを投影データとして読み出し、読み出した投影データを用いて、PET画像を再構成する。
The PET
X線投影データ記憶部541は、X線CTスキャナ300から送信された投影データを記憶する。X線CT画像再構成部542は、X線投影データ記憶部541が記憶する投影データを、例えば、FBP(Filtered Back Projection)法により逆投影処理することで、X線CT画像を再構成する。
The X-ray projection
さて、上述したPET−CT装置100は、CT画像及びPET画像を用いて、標的体積の指定を治療計画者から受け付けるための支援ツールを提供する。かかる処理は、本実施形態において、コンソール装置500の制御部520により実行される。具体的には、制御部520は、画像収集部520aと、治療計画用画像生成部520bと、表示制御部520cと、治療計画受付部520dとを有する。
The PET-
画像収集部520aは、PETスキャナ200及びX線CTスキャナ300や、その他の各部を制御することで、PET画像を再構成するための投影データ、及び、CT画像を再構成するための投影データを収集する。例えば、画像収集部520aは、まず、X線CTスキャナ300を制御し、被検体402の息止め下(呼吸を止めさせた状態)で、3DのCT画像を再構成するための投影データを収集する。以下では、この収集を「息止め3DCTスキャン」と称する。続いて、画像収集部520aは、天板401を移動させるとともに、PETスキャナ200を制御し、被検体402の息止め下で、3DのPET画像を再構成するための投影データを収集する。以下では、この収集を「息止め3DPETスキャン」と称する。次に、画像収集部520aは、PETスキャナ200を制御し、被検体402の自由呼吸下(自由に呼吸させた状態)で、3DのPET画像を再構成するための投影データを収集する。以下では、この収集を「自由呼吸3DPETスキャン」と称する。なお、息止め3DCTスキャンと息止め3DPETスキャンとでは、できるだけ同じ息止め状態とすることが望ましい。また、被検体402の息止めや自由呼吸の制御は、音声ガイドなどの公知技術を用いればよい。また、スキャンの順序はこれに限定されるものではなく、任意の順序でもよいし、例えば、自由呼吸下で投影データを収集する中で、息止め下に相当する投影データを収集してもよい。
The
なお、上述したX線CT画像再構成部542は、息止め3DCTスキャンによって収集された投影データからCT画像を再構成する。以下では、このCT画像を「BH−CT画像」又は「BH−CT」と称する。「BH」は、Breathe Holdの意味である。また、上述したPET画像再構成部535は、息止め3DPETスキャンによって収集された投影データからPET画像を再構成する。以下では、このPET画像を「BH−PET画像」又は「BH−PET」と称する。また、PET画像再構成部535は、自由呼吸3DPETスキャンによって収集された投影データからPET画像を再構成する。以下では、このPET画像を「FB−PET画像」又は「FB−PET」と称する。「FB」は、Free Breatheの意味である。
The X-ray CT
治療計画用画像生成部520bは、X線CT画像再構成部542によって再構成されたCT画像や、PET画像再構成部535によって再構成されたPET画像を用いて、標的体積の指定を受け付けるための治療計画用画像を生成する。
The treatment plan image generation unit 520b receives the designation of the target volume using the CT image reconstructed by the X-ray CT
図5は、本実施形態における標的体積の概念を示す図である。標的体積には、GTV、CTV、ITV、及びPTVがある。まず、GTVは、「肉眼的腫瘍体積」とも称され、画像から肉眼により(あるいは肉眼相当の手法により)認識することができる腫瘍範囲をいう。また、CTVは、「臨床標的体積」とも称され、GTVに、画像から肉眼では認識することができない微細な病変(例えば、細胞間に浸潤した癌細胞など)を含む範囲をいう。また、ITVは、CTVに、呼吸、嚥下、心拍動、蠕動などの体内臓器の動きによる影響をインターナルマージン(IM(Internal Margin))として更に含む範囲をいう。また、PTVは、「計画標的体積」とも称され、ITVに、照射における設定誤差(SM(Setup Margin)、例えば、機器の誤差、天板だれなど)を更に考慮した範囲をいう。一般に、GTV≦CTV≦ITV<PTVの関係がある。 FIG. 5 is a diagram showing the concept of the target volume in the present embodiment. Target volumes include GTV, CTV, ITV, and PTV. First, GTV is also referred to as “gross tumor volume” and refers to a tumor range that can be recognized from the image with the naked eye (or with a technique equivalent to the naked eye). CTV is also referred to as “clinical target volume”, and refers to a range in which GTV includes minute lesions (for example, cancer cells infiltrated between cells) that cannot be recognized from the image with the naked eye. In addition, ITV refers to a range in which the CTV further includes, as an internal margin (IM), effects due to movements of internal organs such as breathing, swallowing, heartbeat, and peristalsis. PTV is also referred to as “planned target volume”, and refers to a range in which ITV further considers a setup error (SM (Setup Margin), for example, an instrument error, top droop, etc.) in irradiation. In general, there is a relationship of GTV ≦ CTV ≦ ITV <PTV.
図6は、本実施形態における治療計画用画像の生成を説明するための図であり、図7は、本実施形態におけるPET画像の一例を示す図である。図6において、「CT」で括られる部分には、息止め(BH)を示す呼吸波形の概念図と、息止め下で収集されたBH−CT画像の概念図とが示される。また、図6において、「PET」で括られる部分には、息止め(BH)と自由呼吸(FB)とを示す呼吸波形の概念図、息止め下で収集されたBH−PET画像及び自由呼吸下で収集されたFB−PET画像の概念図、並びに、BH−PET画像から生成された治療計画用画像、及び、FB−PET画像から生成された治療計画用画像が示される。更に、治療計画用画像それぞれの下には、プロファイルの概念図を示す。図7においては、BH−PET画像及びFB−PET画像上の腫瘍イメージ(網掛けされた2つの円)を示す。図7に示すように、FB−PET画像上の腫瘍イメージは、呼吸性移動によって、BH−PET画像上の腫瘍イメージよりも広がっている。この場合、FB−PET画像上の腫瘍領域を、BH−PET画像上の腫瘍領域によって逆畳み込みすることで、呼吸性移動に伴い、腫瘍がどのような位置に滞在分布しているのかを知ることができる。 FIG. 6 is a diagram for explaining generation of a treatment plan image in the present embodiment, and FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a PET image in the present embodiment. In FIG. 6, a portion enclosed by “CT” includes a conceptual diagram of a respiratory waveform indicating breath holding (BH) and a conceptual diagram of a BH-CT image collected under breath holding. In FIG. 6, a part enclosed by “PET” includes a conceptual diagram of a respiratory waveform indicating breath holding (BH) and free breathing (FB), a BH-PET image collected under breath holding, and free breathing. A conceptual diagram of the FB-PET image collected below, a treatment plan image generated from the BH-PET image, and a treatment plan image generated from the FB-PET image are shown. Further, a conceptual diagram of a profile is shown below each treatment plan image. FIG. 7 shows tumor images (two shaded circles) on the BH-PET image and the FB-PET image. As shown in FIG. 7, the tumor image on the FB-PET image is wider than the tumor image on the BH-PET image due to respiratory movement. In this case, by deconvolution of the tumor region on the FB-PET image with the tumor region on the BH-PET image, it is possible to know where the tumor stays and distributes with respiratory movement. Can do.
本実施形態においては、治療計画者に対して、BH−PET画像やFB−PET画像そのものを提示して標的体積の指定を受け付けるのではなく、BH−PET画像やFB−PET画像から治療計画用画像を生成し、この治療計画用画像を提示することで、標的体積の指定を受け付ける。この治療計画用画像は、PET画像が、通常PETの空間分解能の分だけ広がった状態で描出される点に着目して生成されるものである。すなわち、後述するように、治療計画用画像生成部520bは、各PET画像をPETの空間分解能で逆畳み込みすることで、治療計画用画像を生成する。以下、各画像と標的体積との関係を、その関係性を表現する式を用いながら説明する。 In the present embodiment, the treatment planner is not presented with the BH-PET image or the FB-PET image itself to accept the designation of the target volume, but from the BH-PET image or the FB-PET image. By specifying the target volume by generating an image and presenting the treatment planning image. This treatment planning image is generated by paying attention to the fact that the PET image is drawn in a state where the PET image is usually expanded by the spatial resolution of PET. That is, as will be described later, the treatment plan image generation unit 520b generates a treatment plan image by deconvolution of each PET image with a PET spatial resolution. Hereinafter, the relationship between each image and the target volume will be described using an expression expressing the relationship.
まず、BH−CT画像とGTVとの関係を説明する。図6に示すように、BH−CT画像には、肉眼により(あるいは肉眼相当の手法により)認識することができる腫瘍が、黒で塗り潰された円で示されている。ここで、PETの空間分解能に比較して、CTの空間分解能は十分に高いと考えることができる。このため、本実施形態においては、BH−CT画像については、BH−CT画像そのものを治療計画用画像として取り扱う。すなわち、BH−CT画像に描出された腫瘍の輪郭そのものを、GTVに相当するものとして取り扱う((1)式参照)。
次に、BH−PET画像とCTVとの関係を説明する。PET画像には、例えば18F標識デオキシグルコースの集積が描出されるので、これは、例えば、細胞間に浸潤した癌細胞が描出されていることと同等であると考えられる。図6に示すBH−PET画像において、点線で囲む円が、BH−PET画像に描出された腫瘍に相当する。ここで、PET画像において、CTVは、PETの空間分解能が畳み込まれた状態で描出される。言い換えると、PET画像において、CTVは、PETの空間分解能の分だけ、真のCTVよりも広がった状態で描出される。なお、図6において、「SpRes」は、Spatial Resolutionの意味である。また、○で囲まれた×印は、畳み込み(Convolution)の意味である。 Next, the relationship between the BH-PET image and CTV will be described. For example, since accumulation of 18F-labeled deoxyglucose is depicted in the PET image, this is considered to be equivalent to, for example, that cancer cells infiltrating between cells are depicted. In the BH-PET image shown in FIG. 6, a circle surrounded by a dotted line corresponds to the tumor depicted in the BH-PET image. Here, in the PET image, the CTV is drawn in a state where the spatial resolution of the PET is convoluted. In other words, in the PET image, the CTV is drawn in a state of being wider than the true CTV by the amount of the spatial resolution of the PET. In FIG. 6, “SpRes” means Spatial Resolution. In addition, the crosses surrounded by circles mean convolution.
このため、治療計画用画像生成部520bは、BH−PET画像をPETの空間分解能で逆畳み込みすることで、治療計画用画像を生成する((2)式参照)。図6に示すように、治療計画用画像(左)には、PETの空間分解能の分だけ縮められた腫瘍が描出される(図6において、点線で囲む円の内側の実線で囲む円)。この治療計画用画像に描出された腫瘍は、BH−PET画像に描出された腫瘍よりも真のCTVにより近いといえる。なお、図6において、治療計画用画像上の点線で囲む円は、説明の便宜上表現するものである。また、「/」は、逆畳み込み(Deconvolution)の意味である。
次に、FB−PET画像とITVとの関係を説明する。図6に示すFB−PET画像において、点線で囲む円が、FB−PET画像に描出された腫瘍に相当する。ここで、PET画像において、ITVは、PETの空間分解能が畳み込まれた状態で描出される。言い換えると、PET画像において、ITVは、PETの空間分解能の分だけ、真のITVよりも広がった状態で描出される。 Next, the relationship between the FB-PET image and ITV will be described. In the FB-PET image shown in FIG. 6, a circle surrounded by a dotted line corresponds to the tumor depicted in the FB-PET image. Here, in the PET image, the ITV is drawn in a state where the spatial resolution of the PET is convoluted. In other words, in the PET image, the ITV is drawn in a state that is wider than the true ITV by the amount of the spatial resolution of the PET.
このため、治療計画用画像生成部520bは、FB−PET画像をPETの空間分解能で逆畳み込みすることで、治療計画用画像を生成する((3)式参照)。図6に示すように、治療計画用画像(右)には、PETの空間分解能の分だけ縮められた腫瘍が描出される(図6において、点線で囲む円の内側の実線で囲む円)。この治療計画用画像に描出された腫瘍は、FB−PET画像に描出された腫瘍よりも真のITVにより近いといえる。なお、図6において、治療計画用画像上の点線で囲む円は、説明の便宜上表現するものである。
なお、以下、各画像と標的体積とのその他の関係を簡単に説明しておくと、まず、FB−PET画像をBH−PET画像で逆畳み込みしたものは、CTVからITVを生む積分核(以下「カーネル」)に相当する((4)式参照)。
また、CTVに(4)式に示されるIMカーネルを用いて畳み込みしたものは、ITVに相当する((5)式参照)。この場合、例えば、(3)式により導出されたITV及び(5)式により導出されたITVの一方を、他方のチェックに用いることができる。
また、ITVに、照射における設定誤差を加えたものは、PTVに相当する((6)式参照)。なお、照射における設定誤差は、例えば病院で使用中の機器などに依存する値であるので、予め既知の値として設定されたものを用いる。なお、既知の値は、例えば、機器のベンダーが提供した値や、病院の技師が自ら測定した値などである。
図4に戻り、表示制御部520cは、X線CT画像再構成部542によって再構成されたBH−CT画像そのものや、治療計画用画像生成部520bによってBH−PET画像やFB−PET画像から生成された治療計画用画像を、入出力部510に表示する。例えば、表示制御部520cは、図6に示したBH−CT画像や、図6に示した2つの治療計画用画像を入出力部510に表示する。
Returning to FIG. 4, the display control unit 520c generates the BH-CT image itself reconstructed by the X-ray CT
治療計画受付部520dは、入出力部510に表示された治療計画用画像上で、標的体積の指定を受け付ける。例えば、治療計画受付部520dは、治療計画者から、BH−CT画像に対するGTVの指定を受け付ける。すなわち、例えば、治療計画者は、モニタ上に表示されたBH−CT画像を閲覧しながら、マウス操作などによりBH−CT画像上に描出された腫瘍の輪郭どりを行う。治療計画受付部520dは、治療計画者によって入力された輪郭を、GTVの指定として受け付ける。
The treatment plan receiving unit 520d receives the designation of the target volume on the treatment plan image displayed on the input /
また、例えば、治療計画受付部520dは、治療計画者から、BH−PET画像から生成された治療計画用画像に対するCTVの指定を受け付ける。すなわち、例えば、治療計画者は、モニタ上に表示された治療計画用画像を閲覧しながら、マウス操作などにより治療計画用画像上に描出された腫瘍の輪郭どりを行う。ここで、仮にBH−PET画像そのもの対して輪郭どりを行うことを考えると、この場合、治療計画者は、PETの空間分解能の分だけ広がった状態で描出されていることを考慮に入れようとしたとしても、結局は根拠に基づかずに曖昧な想定でCTVを指定することになる。一方、本実施形態においては、PETの空間分解能の分を計算により調整した画像が表示されるので、治療計画者は、ある程度の根拠に基づいてCTVを指定することができる。 Further, for example, the treatment plan receiving unit 520d receives the designation of the CTV for the treatment plan image generated from the BH-PET image from the treatment planner. In other words, for example, the treatment planner performs contouring of the tumor drawn on the treatment plan image by operating the mouse while browsing the treatment plan image displayed on the monitor. Here, if it is considered to perform contouring on the BH-PET image itself, in this case, the treatment planner will take into account that the image is drawn in a state expanded by the spatial resolution of the PET. Even then, the CTV is designated based on an ambiguous assumption without being based on the basis. On the other hand, in the present embodiment, an image obtained by adjusting the spatial resolution of PET by calculation is displayed, so that the treatment planner can designate a CTV based on a certain degree of basis.
同様に、例えば、治療計画受付部520dは、治療計画者から、FB−PET画像から生成された治療計画用画像に対するITVの指定を受け付ける。すなわち、例えば、治療計画者は、モニタ上に表示された治療計画用画像を閲覧しながら、マウス操作などにより治療計画用画像上に描出された腫瘍の輪郭どりを行う。CTVの指定と同様、本実施形態においては、PETの空間分解能の分を計算により調整した画像が表示されるので、治療計画者は、ある程度の根拠に基づいてITVを指定することができる。 Similarly, for example, the treatment plan receiving unit 520d receives an ITV designation for a treatment plan image generated from an FB-PET image from a treatment planner. In other words, for example, the treatment planner performs contouring of the tumor drawn on the treatment plan image by operating the mouse while browsing the treatment plan image displayed on the monitor. Similar to the designation of CTV, in this embodiment, an image in which the amount of spatial resolution of PET is adjusted by calculation is displayed, so that the treatment planner can designate ITV based on a certain degree of basis.
ところで、本実施形態において、BH−PET画像やFB−PET画像は、CT画像を用いた減弱補正が行われたものである。すなわち、PET画像再構成部535は、BH−CT画像を用いてBH−PET画像の減弱補正を行い((7)式参照)、自由呼吸下のCT画像であるFB−CT画像を用いてFB−PET画像の減弱補正を行う((8)式参照)。なお、「Mu」は、Mu−mapの意味である。
もっとも、上述したように、本実施形態においては、自由呼吸下のCT画像であるFB−CT画像を収集しない。そこで、PET画像再構成部535は、BH−CT画像に、(4)式で導出されたIMを畳み込むことで、FB−CT画像を導出する((9)式を参照)。なお、「*」は、畳み込み(Convolution)の意味である。
具体的には、このFB−CT画像を用いたFB−PET画像の減弱補正は、(10)の繰り返し処理によって行われる。
まず、処理「0」及び「1」において、PET画像再構成部535は、BH−CT画像を第1の減弱補正に用いて、第1のFB−PET画像(FB−PET(0))を再構成する。続いて、処理「2」において、PET画像再構成部535は、第1のFB−PET画像をBH−PET画像で逆畳み込みすることでIMカーネルを導出し、処理「3」において、BH−CT画像にIMカーネルを畳み込むことで、第1のFB−CT画像を求める。
First, in the processes “0” and “1”, the PET
そして、処理「4」において、繰り返しを計数する変数「i」に「1」を代入すると、処理「5」及び「6」において、PET画像再構成部535は、処理「3」において導出された第1のFB−CT画像を第2の減弱補正に用いて、第2のFB−PET画像を再構成する。続いて、処理「7」において、PET画像再構成部535は、第2のFB−PET画像をBH−PET画像で逆畳み込みすることでIMカーネルを導出し、処理「8」において、BH−CT画像にIMカーネルを畳み込むことで、第2のFB−CT画像を求める。
Then, when “1” is substituted into the variable “i” for counting repetition in the process “4”, the PET
PET画像再構成部535は、第1のFB−CT画像と第2のFB−CT画像とを比較し、収束するまで上記処理を繰り返す(例えば、2〜3回繰り返す)ことで、FB−CT画像を導出し、導出したFB−CT画像を用いてFB−PET画像の減弱補正を行う。なお、このようなFB−CT画像は、実際に収集された自由呼吸CT画像ではないので、これと区別して、例えば呼吸平均CT画像などと称してもよい。
The PET
図8は、本実施形態における処理手順を示すフローチャートである。図8に示すように、まず、画像収集部520aが、PETスキャナ200及びX線CTスキャナ300、その他の各部を制御し、息止め3DCTスキャン、息止め3DPETスキャン、自由呼吸3DPETスキャンを行う(ステップS1〜S3)。
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure in the present embodiment. As shown in FIG. 8, first, the
そして、X線CT画像再構成部542及びPET画像再構成部535が、ステップS1〜S3で収集された投影データを用いて、BH−CT画像、BH−PET画像、FB−PET画像を再構成し、また、治療計画用画像生成部520bが、治療計画用画像を生成する(ステップS4)。
Then, the X-ray CT
その後、表示制御部520cが、ステップS4において生成した治療計画用画像や、BH−CT画像、BH−PET画像、FB−PET画像などの再構成画像、腫瘍位置分布画像を、必要に応じて入出力部510に出力する(ステップS5)。ここで、腫瘍位置分布画像とは、腫瘍がどのような位置に滞在分布しているのかを示す画像である。例えば、腫瘍位置分布画像は、図6に示すように、PET画像から解析されたプロファイル(図6において点線で示す波形)に、CTVやITVのプロファイルが重畳された図でもよい。例えば、CTVやITVのプロファイルには、矢印を用いて、実際の呼吸性移動の範囲が示されてもよい。 Thereafter, the display control unit 520c inputs the treatment plan image generated in step S4, the reconstructed image such as the BH-CT image, the BH-PET image, and the FB-PET image, and the tumor position distribution image as necessary. It outputs to the output part 510 (step S5). Here, the tumor position distribution image is an image showing where the tumors are staying distributed. For example, as shown in FIG. 6, the tumor position distribution image may be a diagram in which a profile of CTV or ITV is superimposed on a profile (a waveform indicated by a dotted line in FIG. 6) analyzed from a PET image. For example, in the CTV and ITV profiles, the range of actual respiratory movement may be indicated using arrows.
上述したように、本実施形態によれば、放射線治療計画者に、標的体積を指定するための適切な情報を提供することができる。すなわち、本実施形態によれば、CT画像の収集は、息止め下で行われる収集のみであるので、CT画像の画質を維持しつつ、被曝量を低減することができる。また、複数の位相や振幅の区分に投影データを振り分ける手法ではないので、PETの収集時間や放射線治療計画の策定時間も短い。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide appropriate information for designating the target volume to the radiation therapy planner. That is, according to the present embodiment, the collection of CT images is only the collection performed under breath hold, so that the exposure dose can be reduced while maintaining the image quality of the CT images. In addition, since it is not a method of allocating projection data to a plurality of phases and amplitude categories, PET acquisition time and radiation treatment plan formulation time are short.
例えば、本実施形態によれば、息止め3DCTスキャン、息止め3DPETスキャン、自由呼吸3DPETスキャンというスキャンフロー、画像再構成、及び画像解析により、腫瘍の大きさ及び動きを解析・出力し、放射線治療計画に供する情報を適切に収集することができる。ひいては、より簡単且つ確実な放射線治療計画が可能となる。 For example, according to the present embodiment, the size and movement of a tumor are analyzed and output by a scan flow of breath holding 3DCT scan, breath holding 3DPET scan, free breathing 3DPET scan, image reconstruction, and image analysis, and radiation therapy is performed. Information for planning can be collected appropriately. As a result, a simpler and more reliable radiation treatment plan is possible.
なお、実施形態は、上述した実施形態に限られるものではなく、他の異なる種々の形態にて実施することができる。 In addition, embodiment is not restricted to embodiment mentioned above, It can implement with another different various form.
例えば、上述した実施形態においては、BH−CT画像、並びに、BH−PET画像及びFB−PET画像それぞれから生成された治療計画用画像を治療計画者に提供する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。PET−CT装置100は、治療計画者に標的体積を指定するための情報として、必要な情報を適宜選択して提供すればよい。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the treatment planner is provided with the treatment plan image generated from the BH-CT image and each of the BH-PET image and the FB-PET image has been described. It is not limited to this. The PET-
例えば、上述した実施形態においては、BH−PET画像から生成された治療計画用画像を表示してCTVの指定を受け付ける手法を説明したが、これに限られるものではない。例えば、CTVは、GTVを参考に、別途生体検査を行うことで求められてもよい。この場合、画像収集部520aは、息止め3DPETスキャンを省略することができる。
For example, in the above-described embodiment, the method of displaying the treatment plan image generated from the BH-PET image and receiving the designation of the CTV has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, CTV may be obtained by performing a separate biopsy with reference to GTV. In this case, the
また、上述した実施形態においては、PET−CT装置100が、治療計画用画像生成部520b、表示制御部520c、及び治療計画受付部520dを備える例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、PET−CT装置100に替わり、画像処理装置が、治療計画用画像生成部520b、表示制御部520c、及び治療計画受付部520dを備え、上述した各種処理を実行してもよい。この場合、例えば、画像処理装置は、PET−CT装置100にて再構成されたPET画像及びCT画像を記憶部に記憶し、記憶部に記憶したこれらの画像を用いて上述した各種処理を実行すればよい。また、例えば、画像処理装置は、PET−CT装置100から投影データを受け取り、自装置内でPET画像及びCT画像を再構成して、上述した各種処理を実行してもよい。ここで、画像処理装置とは、例えば、ワークステーション、PACS(Picture Archiving and Communication System)の画像保管装置(画像サーバ)やビューワ、電子カルテシステムの各種装置などである。
In the above-described embodiment, an example in which the PET-
また、PET−CT装置100や画像処理装置は、必ずしも放射線治療計画を想定するものでなく、上述した減弱補正を実行するものであってもよい。この場合、例えば、PET−CT装置100や画像処理装置は、記憶部と、画像再構成部とを備える。記憶部は、X線CTスキャナによって息止め下で収集された投影データから再構成された息止めCT画像、及び、PETスキャナによって自由呼吸下で収集された投影データから再構成された自由呼吸PET画像を記憶する。また、画像再構成部は、息止めCT画像を用いて自由呼吸PET画像の減弱補正を行う。
Moreover, the PET-
例えば、画像再構成部は、息止めCT画像を第1の減弱補正に用いて第1の自由呼吸PET画像を再構成し、第1の自由呼吸PET画像を息止めPET画像で逆畳み込みすることで第1のIM積分核を導出し、息止めCT画像に第1のIM積分核を畳み込むことで第1の自由呼吸CT画像を求め、第1の自由呼吸CT画像を第2の減弱補正に用いて第2の自由呼吸PET画像を再構成し、第2の自由呼吸PET画像を息止めPET画像で逆畳み込みすることで第2のIM積分核を導出し、息止めCT画像に第2のIM積分核を畳み込むことで第2の自由呼吸CT画像を求める処理を、収束するまで繰り返し、減弱補正された自由呼吸PET画像を導出する。 For example, the image reconstruction unit reconstructs the first free-breathing PET image using the breath-holding CT image for the first attenuation correction, and deconvolves the first free-breathing PET image with the breath-holding PET image. To derive a first IM respiratory kernel, convolve the first IM integral kernel with the breath-holding CT image to obtain a first free breathing CT image, and use the first free breathing CT image as a second attenuation correction. To reconstruct the second free breathing PET image and deconvolve the second free breathing PET image with the breath-holding PET image to derive a second IM integral kernel, The process of obtaining the second free breathing CT image by convolving the IM integration kernel is repeated until convergence, and the free breathing PET image with the attenuation corrected is derived.
また、上述した実施形態においては、3Dの画像を処理の対象とする例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではなく、2Dの画像を処理の対象とする場合にも同様に適用することができる。 In the above-described embodiment, an example in which a 3D image is a processing target has been described. However, the embodiment is not limited thereto, and the same applies to a case where a 2D image is a processing target. can do.
以上述べた少なくとも一つの実施形態のPET−CT装置及び画像処理装置によれば、放射線治療計画者に、標的体積を指定するための適切な情報を提供することができる。 According to the PET-CT apparatus and the image processing apparatus of at least one embodiment described above, appropriate information for designating a target volume can be provided to a radiation treatment planner.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.
100 PET−CT装置
500 コンソール装置
520 制御部
520a 画像収集部
520b 治療計画用画像生成部
520c 表示制御部
520d 治療計画受付部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記自由呼吸PET画像をPETの空間分解能で逆畳み込みすることで、逆畳み込み済み自由呼吸PET画像を生成する画像生成部と、
前記息止めCT画像と前記逆畳み込み済み自由呼吸PET画像とを表示部に表示する表示制御部と
を備えたことを特徴とするPET−CT装置。 Respiratory CT images are reconstructed from projection data collected under breath holding by an X-ray CT (Computed Tomography) scanner, and free breathing PET is obtained from projection data collected under free breathing by a PET (Positron Emission computed Tomography) scanner. An image reconstruction unit for reconstructing an image;
An image generation unit that generates a deconvolved free-breathing PET image by deconvolutioning the free-breathing PET image with a spatial resolution of the PET;
A PET-CT apparatus comprising: a display control unit that displays the breath-holding CT image and the deconvolved free-breathing PET image on a display unit.
前記画像生成部は、前記息止めPET画像をPETの空間分解能で逆畳み込みすることで、逆畳み込み済み息止めPET画像を更に生成し、
前記表示制御部は、前記逆畳み込み済み息止めPET画像を更に表示することを特徴とする請求項1に記載のPET−CT装置。 The image reconstruction unit further reconstructs a breath-hold PET image from projection data collected under a breath-hold by a PET scanner,
The image generation unit further generates a deconvolved breath-holding PET image by deconvolutioning the breath-holding PET image with a spatial resolution of the PET,
The PET-CT apparatus according to claim 1, wherein the display control unit further displays the deconvolved breath-holding PET image.
前記息止めCT画像を第1の減弱補正に用いて第1の自由呼吸PET画像を再構成し、
前記第1の自由呼吸PET画像を前記息止めPET画像で逆畳み込みすることで、第1のIM(Internal Margin)積分核を導出し、
前記息止めCT画像に前記第1のIM積分核を畳み込むことで、第1の自由呼吸CT画像を求め、
前記第1の自由呼吸CT画像を第2の減弱補正に用いて第2の自由呼吸PET画像を再構成し、
前記第2の自由呼吸PET画像を前記息止めPET画像で逆畳み込みすることで、第2のIM積分核を導出し、
前記息止めCT画像に前記第2のIM積分核を畳み込むことで、第2の自由呼吸CT画像を求める処理を、収束するまで繰り返し、減弱補正された自由呼吸PET画像を導出することを特徴とする請求項5に記載のPET−CT装置。 The image reconstruction unit
Reconstructing a first free breathing PET image using the breath-hold CT image for a first attenuation correction;
Deriving a first IM (Internal Margin) integral kernel by deconvolution of the first free-breathing PET image with the breath-holding PET image;
A first free breath CT image is obtained by convolving the first IM integral kernel with the breath-hold CT image;
Reconstructing a second free breathing PET image using the first free breathing CT image for a second attenuation correction;
Deconvolution of the second free-breathing PET image with the breath-holding PET image to derive a second IM integral kernel;
By convolving the second IM integration kernel with the breath-holding CT image, the processing for obtaining the second free-breathing CT image is repeated until convergence, and a free-breathing PET image with attenuation corrected is derived. The PET-CT apparatus according to claim 5.
前記息止めCT画像を用いて前記自由呼吸PET画像の減弱補正を行う画像再構成部とを備え、
前記画像再構成部は、
前記息止めCT画像を第1の減弱補正に用いて第1の自由呼吸PET画像を再構成し、
前記第1の自由呼吸PET画像を前記息止めPET画像で逆畳み込みすることで、第1のIM積分核を導出し、
前記息止めCT画像に前記第1のIM積分核を畳み込むことで、第1の自由呼吸CT画像を求め、
前記第1の自由呼吸CT画像を第2の減弱補正に用いて第2の自由呼吸PET画像を再構成し、
前記第2の自由呼吸PET画像を前記息止めPET画像で逆畳み込みすることで、第2のIMを導出し、
前記息止めCT画像に前記第2のIM積分核を畳み込むことで、第2の自由呼吸CT画像を求める処理を、収束するまで繰り返し、減弱補正された自由呼吸PET画像を導出することを特徴とするPET−CT装置。 Stores breath-hold CT images reconstructed from projection data collected under breath hold by an X-ray CT scanner and free-breath PET images reconstructed from projection data collected under free breath by a PET scanner A storage unit;
An image reconstruction unit that performs attenuation correction of the free-breathing PET image using the breath-holding CT image,
The image reconstruction unit
Reconstructing a first free breathing PET image using the breath-hold CT image for a first attenuation correction;
Deconvolution of the first free breathing PET image with the breath-holding PET image to derive a first IM integral kernel;
A first free breath CT image is obtained by convolving the first IM integral kernel with the breath-hold CT image;
Reconstructing a second free breathing PET image using the first free breathing CT image for a second attenuation correction;
Deriving a second IM by deconvolution of the second free-breathing PET image with the breath-holding PET image;
By convolving the second IM integration kernel with the breath-holding CT image, the processing for obtaining the second free-breathing CT image is repeated until convergence, and a free-breathing PET image with attenuation corrected is derived. PET-CT device.
前記自由呼吸PET画像をPETの空間分解能で逆畳み込みすることで、逆畳み込み済み自由呼吸PET画像を生成する画像生成部と、
前記息止めCT画像と前記逆畳み込み済み自由呼吸PET画像とを表示部に表示する表示制御部と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 Stores breath-hold CT images reconstructed from projection data collected under breath hold by an X-ray CT scanner and free-breath PET images reconstructed from projection data collected under free breath by a PET scanner A storage unit;
An image generation unit that generates a deconvolved free-breathing PET image by deconvolutioning the free-breathing PET image with a spatial resolution of the PET;
An image processing apparatus comprising: a display control unit configured to display the breath-holding CT image and the deconvolved free-breathing PET image on a display unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012235725A JP6184075B2 (en) | 2012-10-25 | 2012-10-25 | PET-CT apparatus and image processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012235725A JP6184075B2 (en) | 2012-10-25 | 2012-10-25 | PET-CT apparatus and image processing apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014083294A true JP2014083294A (en) | 2014-05-12 |
JP6184075B2 JP6184075B2 (en) | 2017-08-23 |
Family
ID=50786935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012235725A Active JP6184075B2 (en) | 2012-10-25 | 2012-10-25 | PET-CT apparatus and image processing apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6184075B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021501888A (en) * | 2017-11-07 | 2021-01-21 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Attenuation correction of PET data of moving objects |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000105279A (en) * | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Radiotherapic region setting method, therapic instrument, therapic plan preparing device, and data base system for therapy |
JP2009233025A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Hitachi Ltd | Image information generation method, tomographic image information generation method of tomograph and tomograph |
JP2010183968A (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Toshiba Corp | Medical image diagnostic device |
JP2011007691A (en) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Toshiba Corp | Nuclear medicine imaging device and image processing program |
-
2012
- 2012-10-25 JP JP2012235725A patent/JP6184075B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000105279A (en) * | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Radiotherapic region setting method, therapic instrument, therapic plan preparing device, and data base system for therapy |
JP2009233025A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Hitachi Ltd | Image information generation method, tomographic image information generation method of tomograph and tomograph |
JP2010183968A (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Toshiba Corp | Medical image diagnostic device |
JP2011007691A (en) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Toshiba Corp | Nuclear medicine imaging device and image processing program |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021501888A (en) * | 2017-11-07 | 2021-01-21 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Attenuation correction of PET data of moving objects |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6184075B2 (en) | 2017-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5813994B2 (en) | Medical image diagnostic apparatus and image reconstruction method | |
US10371825B2 (en) | Radiation detector and computer tomography apparatus including the same | |
JP6009755B2 (en) | Diagnostic imaging apparatus and method | |
US10285604B2 (en) | Medical image diagnostic apparatus, medical image processing apparatus, and medical image processing method | |
JP7199850B2 (en) | medical information processing equipment | |
US10219765B2 (en) | Nuclear medicine diagnostic apparatus and control method thereof | |
JP2018505390A (en) | Radiation emission imaging system, storage medium, and imaging method | |
US20120259196A1 (en) | Medical image diagnostic apparatus and control method | |
JP5804681B2 (en) | Radiation imaging apparatus and image processing apparatus | |
US20070297575A1 (en) | Systems and methods for determining object position | |
JP6815167B2 (en) | Medical image diagnostic system, morphological image diagnostic device and nuclear medicine diagnostic imaging device | |
US10222490B2 (en) | PET scanner with emission and transmission structures in a checkerboard configuration | |
US20170119322A1 (en) | Medical image diagnosis system, structural image diagnosis apparatus, and nuclear medical image diagnosis apparatus | |
JP2017131349A (en) | Medical image diagnostic device and medical image processing device | |
JP2016183962A (en) | Positron emission tomography system | |
JP2015163872A (en) | Nuclear medicine imaging apparatus and control method | |
JP6184075B2 (en) | PET-CT apparatus and image processing apparatus | |
JP6556460B2 (en) | Medical image processing apparatus and medical image processing method | |
JP2011163966A (en) | Medical imagery diagnostic apparatus and control program for radiation dose calculation | |
JP2013085622A (en) | Medical image diagnostic apparatus, medical image display device, and control program | |
JP7209496B2 (en) | nuclear medicine diagnostic equipment | |
Rozler et al. | C-SPECT cardiac SPECT/Tct system: First results from a partial section | |
US20230320685A1 (en) | Nuclear medicine diagnostic apparatus, nuclear medicine diagnostic method, and storage medium | |
US20160203621A1 (en) | Medical diagnostic imaging apparatus, image processing apparatus and image processing method | |
WO2022096335A1 (en) | System and method for nuclear medicine imaging with adaptive stopping criteria |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150908 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20151102 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20160513 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160621 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160809 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20160928 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161005 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20161021 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170314 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170404 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20170411 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170627 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170725 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6184075 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |