专利名称：二维位置图校正方法
技术领域：
本发明涉及一种对通过放射线检测器检测放射线时使用的二维位置图进行校正的二维位置图校正方法，该放射线检测器包括多个闪烁体元件和以光学方式耦合到这些闪烁体元件的光学传感器。
背景技术：
作为核医学诊断装置即ECT(Emission ComputedTomography :发射计算机断层扫描)装置，以PET (PositronEmission Tomography :正电子发射断层摄影)装置为例进行说明。PET装置构成为检测由于阳电子(Positron)即正电子的湮没而产生的多道Y射线，仅当用多个检测器同时检测到Y射线时重构被检体的断层图像。具体地说，将包含阳电子放射性核素的放射性药剂投放到被检体内，利用由多个检测元件(例如闪烁体)组构成的检测器检测从所投放到的被检体内放射的511KeV的湮没Y射线。而且，在用两个检测器在固定时间内检测到Y射线的情况下设为同时检测到，将其作为一对湮没Y射线进行计数，并且将湮没发生地点确定在检测到的检测器对的直线上。对这种同时计数信息进行累积来进行重构处理，从而获得阳电子放射性核素分布图像(即断层图像)。此时，不仅作为在检测器中获得Y射线的检测位置(Y射线的入射位置)，而且作为更加详细的Y射线的入射位置来辨别闪烁体中的Y射线的入射位置，由此提高Y射线的检测精度，提高断层图像的图像分辨率。因此，能够增加闪烁体的数量来提高辨别能力。特别是，近年来开发了一种DOI检测器，其能够通过在深度方向上也层叠闪烁体来对发生了相互作用的深度方向的光源位置(DOI Depth of Interaction :作用深度)进行辨别。为了辨别Y射线的入射位置，使用预先制作的二维位置图。二维位置图是使由以光电倍增管(PMT =Photo Multiplier Tube)等为代表的光学传感器获得的发光光子数(即相当于Y射线的计数值(count))与入射到闪烁体的Y射线的入射位置相对应地以二维状表示的图。在图10中，是在深度方向上层叠四层闪烁体而得到的DOI检测器时的二维位置图，用白圆点(在图10中用“〇”图示)表示的位置表示第一层(在图10中用“第一层”标记)的闪烁体，用白色菱形表示的位置表示第二层(在图10中用“第二层”标记)的闪烁体，用白色双层八边形表示的位置表示第三层(在图10中用“第三层”标记)的闪烁体，用白色方形(在图10中用“□”图示)表示的位置表示第四层(在图10中用“第四层”标记)的闪烁体。通过参照使二维位置图的各位置与各闪烁体相对应的查询表(LUT =Look UpTable)，并且参照二维位置图，能够辨别实际入射的Y射线的入射位置。另外，在如DOI检测器那样具备配置成三维的多个闪烁体的情况下，为了在二维位置图中位置不发生重叠，而在邻接的闪烁体之间组合光反射材料、光透过材料等以便扩散。并且，为了进一步提高辨别能力，介绍了一种通过进行统计性的聚类处理来校正二维位置图的方法(例如参照专利文献I)。为了在该二维位置图的失真大的情况下也准确地制作图，本申请发明人提出了一种将图局部地形成直方图并从峰值清晰的部分起依次向端部构建图的方法(例如参照专利文献2) ο专利文献I :日本特开2005-43104号公报专利文献2 :国际公开第W02009-116174号
发明内容
发明要解决的问题然而，DOI检测器的闪烁体元件变多，并且二维位置图上的与闪烁体元件相对应的区域数增加。因而，在上述专利文献I中，统计性的聚类处理的估计耗费时间。另外，在为了区域分割而在二维位置图上进行了峰值检测的情况下，由于二维位置图的统计精度的问题导致峰值位置的检测精度劣化。在将二维位置图整体的计数值相加并以划分成网格状的方式进行分割的情况下，当二维位置图中存在失真时，不能准确地进行区域分割。并且，在以手动方式进行区域分割时，二维位置图上的区域的数量庞大，因此操作会耗费大量时间。因此，如上述专利文献2那样，考虑了如下一种辨别方法在二维位置图上，通过从整体到部分阶段性地形成直方图来求取发现分割点，由此即使在与闪烁体元件相对应的区域的排列发生失真的情况下也能够进行区域分割。但是，在与闪烁体元件相对应的区域的排列的失真大的情况下，有时即使使用上述专利文献2的方法也不能准确地进行区域分害I]。另外，除了需要用肉眼辨别区域分割的成功/失败之外，还需要在判断为失败的情况下进行如手动移动区域边界这样的耗费功夫的操作。本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种即使在存在失真的情况下也能够准确地校正二维位置图的二维位置图校正方法。用于解决问题的方案本发明为了达到这种目的，采用如下的结构。S卩，本发明的二维位置图校正方法是根据二维位置图来制作查询表，该二维位置图在通过包括多个闪烁体元件和光学传感器的放射线检测器检测放射线时使用，该二维位置图是使由上述光学传感器获得的信号强度与入射到上述闪烁体元件的上述放射线的入射位置相对应地以二维状表示，其中，该多个闪烁体元件配置成一维、二维或者三维，该光学传感器以光学方式耦合到这些闪烁体元件，该二维位置图校正方法的特征在于，包括以下步骤直方图形成步骤，将上述二维位置图的信号强度作为纵轴且将上述二维位置图的坐标轴方向作为横轴来形成直方图，从而获取直方图；以及图判断步骤，针对在该直方图形成步骤中获取到的上述直方图被分割点划分出的区域应用图判断条件，该图判断条件使用了从对上述二维位置图纵横地进行划分而得到的网格形状提取出的特征量，其中，变更上述被分割点划分出的区域，来反复进行上述图判断步骤，直到在该图判断步骤中满足该图判断条件为止。[作用和效果]根据本发明的二维位置图校正方法，包括直方图形成步骤，在该步骤中，将二维位置图的信号强度作为纵轴且将二维位置图的坐标轴方向作为横轴来形成直方图，从而获取直方图，还包括图判断步骤，在该步骤中，针对在该直方图形成步骤中获取到的直方图被分割点划分出的区域应用图判断条件，该图判断条件使用了从对二维位置图纵横地进行划分而得到的网格形状提取出的特征量。即使在被分割点划分出的区域不恰当、区域分割失败的情况下，也能够通过应用图判断步骤中的图判断条件来简单地辨别该区域的区域分割是否成功。而且，变更被分割点划分出的区域来反复进行图判断步骤，直到满足该图判断条件为止，因此判断为满足该图判断条件的区域恰当，能够在该区域中准确地进行区域分割，即使在存在失真的情况下也能够准确地校正二维位置图。 上述直方图形成步骤的具体例是，沿着二维位置图的坐标轴求出信号强度的总和，将该信号强度的总和作为纵轴且将与该坐标轴正交的坐标轴作为横轴来形成直方图，从而获取上述直方图。本发明的二维位置图校正方法的具体例是，针对被分割点划分出的区域应用上述图判断条件，按信号强度的总和从大到小的顺序变更被分割点划分出的区域，来反复进行图判断步骤，直到满足该图判断条件为止。通常认为信号强度的总和大的区域恰当，但在不满足该图判断条件的情况下认为该区域不恰当，按信号强度的总和从大到小的顺序变更区域，来反复进行图判断步骤，由此能够在被认为恰当的区域中找到信号强度的总和最大的区域。另外，可以在上述图判断步骤反复进行的次数超过预先设定的次数的情况下停止校正，也可以是在图判断步骤中，在没有了被分割点划分出的区域的情况下停止校正。通过以这种方式进行判断，能够自动判断出区域分割失败。为了找到上述分割点，优选以如下方式进行确定。即，还包括分割点确定步骤，在该步骤中，对直方图的各信号强度进行比较来分别求出各极小值，将这些极小值的位置确定为分割点。通过求出极小值能够准确地确定各分割点。分割点确定步骤也可以是将作为基准的分割点确定为分割基准点的分割基准点确定步骤，分割点确定步骤也可以包括如下步骤临时分割基准点确定步骤，将临时作为基准的分割点确定为临时分割基准点；以及分割基准点确定步骤，对以在该临时分割基准点确定步骤中确定的临时分割基准点划分出的区域中的各信号强度进行比较来分别求出各极小值，将这些极小值的位置确定为作为基准的分割点、即分割基准点。也就是说，在前者的情况下，不确定临时分割基准点而确定分割基准点，在后者的情况下，在确定了临时分割基准点之后确定分割基准点。优选还包括分割点修正步骤，在该分割点修正步骤中，根据在上述分割基准点确定步骤中确定的分割基准点对作为修正对象的分割点周围的各信号强度进行比较，由此对作为修正对象的分割点的位置进行修正，在该分割点修正步骤中进行修正之后，应用图判断条件。通过修正该分割点使修正后的分割点成为考虑了失真的分割点，还使被该分割点划分出的区域成为准确的区域。并且，优选还包括分割点再次修正步骤，在该分割点再次修正步骤中，通过对在上述分割点修正步骤中进行修正后的各分割点进行比较来再次修正分割点的位置，在该分割点再次修正步骤中进行再次修正之后，应用图判断条件。通过再次修正该分割点，使再次修正后的分割点成为进一步考虑了失真的分割点，还使被该分割点划分出的区域成为更为准确的区域。上述图判断条件的一例是以分割点划分出的网格的其中一个端部的平均宽度与另一个端部的平均宽度的比率为规定比率以下。如果平均宽度的比率超过规定比率，则认为端部间的宽度差大，因此能够辨别为该区域不恰当，相反地，如果平均宽度的比率为规定比率以下，则认为端部间的宽度差几乎不存在，因此能够辨别为该区域恰当。另外，上述图判断条件的另一例是以分割点划分出的网格的宽度的纵横比偏离I的网格为规定个数以下。网格的宽度的纵横比越接近1，则网格越接近正方形，相反地，网格的宽度的纵横比越偏离1，则网格与正方形相差越远。因而，如果偏离I的网格超过规定个数，则能够辨别为该区域不恰当，相反地，如果偏离I的网格为规定个数以下，则能够辨别为该区域恰当。另外，上述图判断条件的另一例是以分割点划分出的网格的端部附近的尺寸比中央的尺寸小。如果网格的端部附近的尺寸比中央的尺寸大，则端部的网格被端部附近的网格推挤，因此能够辨别为该区域不恰当，相反地，如果网格的端部附近的尺寸比中央的尺寸�。蚨瞬康耐衩挥斜欢瞬扛浇耐裢萍罚虼四芄槐姹鹞们蚯〉�。发明的效果根据本发明所涉及的二维位置图校正方法，即使在被分割点划分出的区域不恰 当、区域分割失败的情况下，也能够通过应用图判断步骤中的图判断条件来简单地辨别该区域处的区域分割是否成功。而且，变更被分割点划分出的区域，来反复进行图判断步骤，直到满足该图判断条件为止，因此判断为满足该图判断条件的区域恰当，能够在该区域中准确地进行区域分割，即使在存在失真的情况下也能够准确地校正二维位置图。
图I是实施例所涉及的PET (Positron Emission Tomography)装置的侧视图和框图。图2是Y射线检测器的概要立体图。图3的(a)是Y射线检测器的俯视图，图3的(b)是Y射线检测器的侧视图。图4是表示由二维位置图校正部进行的运算处理的流程图。图5是表示图4的网格分割的运算处理的流程图。图6是用于说明图4和图5的网格分割的二维位置图的俯视图。图7是用于说明图4的分割点修正的二维位置图的俯视图。图8是用于说明图4的分割点微修正的二维位置图的俯视图。图9是表示作为校正结果的二维位置图的区域辨别例的俯视图。图10是在深度方向上层叠四层闪烁体而得到的DOI检测器时的二维位置图的俯视图。附图标记说明3 Y射线检测器；31 :闪烁块；32 :光电倍增管(PMT)而、G3 :直方图(曲线图)；DpD2 :分割基准点；M :二维位置图。
具体实施例方式下面，参照
本发明的实施例。图I是实施例所涉及的PET (Positron Emission Tomography)装置的侧视图和框图，图2是Y射线检测器的概要立体图，图3的(a)是Y射线检测器的俯视图，图3的(b)是Y射线检测器的侧视图。
如图I所示，本实施例所涉及的PET装置具备载置被检体M的顶板I。该顶板I构成为进行上下升降移动以及沿着被检体M的体轴Z进行平行移动。通过如此构成，载置在顶板I上的被检体M通过后述的机架2的开口部2a从头部起依次向腹部、脚部扫描，来获得被检体M的图像。此外，对所扫描的部位、各部位的扫描顺序不特别地进行限定。除了顶板I之外，本实施例所涉及的PET装置还具备机架2和Y射线检测器3，该机架2具有开口部2a。Y射线检测器3以环绕被检体M的体轴Z的方式被配置成环状，且埋设在机架2内。Y射线检测器3相当于本发明中的放射线检测器。除此之外，本实施例所涉及的PET装置还具备顶板驱动部4、控制器5、输入部6、输出部7、存储部8、位置运算电路9、查询表10、同时计数电路11、重构部12以及二维位置图校正部13。顶板驱动部4是驱动顶板I进行上述移动的机构，由未图示的马达等构成。控制器5统一控制构成本实施例所涉及的PET装置的各部分。控制器5由中央运算处理装置(CPU)等构成。输入部6将操作者输入的数据、指令送到控制器5。输入部6由以鼠标、键盘、操纵杆、轨迹球、触摸板等为代表的指示设备构成。输出部7由以监视器等为代表的显示部、打印机等构成。存储部8和查询表10由以ROM (Read-only Memory :只读存储器)、RAM(Random-Access Memory :随机访问存储器)等为代表的存储介质构成。在本实施例中，将用同时计数电路11进行同时计数而得到的计数值(count)、用重构部12进行处理而得到的图像等写入RAM并进行存储，并根据需要将其从RAM读出。特别地，在本实施例中，关于使与利用后述光电倍增管33(参照图2、图3)获得的电信号的信号强度相当的计数值(count)与入射到后述闪烁块31 (参照图2、图3)的闪烁体元件的Y射线的入射位置相对应地以二维状表示的二维位置图，作为使该二维位置图中的各位置与各闪烁体元件相对应的表而写入查询表10并进行存储，在利用二维位置图校正部13校正二维位置图时从查询表10读出，参照表使Y射线的检测信号与晶体元件相对应。另外，在本实施例中，预先写入后述图判断条件并进行存储，将图判断条件应用于后述图4的步骤S 50中的适合判断。在ROM中预先存储用于进行各种核医学诊断、与后述的图4、图5的流程相关的运算处理的程序等，控制器5通过执行该程序来分别进行与该程序相应的核医学诊断、与图4、图5的流程相关的运算处理。控制器5例如执行以上述存储部8等为代表的存储介质ROM中存储的程序或者用以输入部6等为代表的指示设备输入的指令，由此实现重构部12和二维位置图校正部13。Y射线检测器3的闪烁块31(参照图2、图3)将从被投放了放射性药剂的被检体M产生的Y射线转换为光，Y射线检测器3的光电倍增管(PMT :Photo MultiplierTube) 32 (参照图2、图3)使转换得到的该光倍增并转换为电信号。将该电信号作为图像信息(像素值，即用Y射线检测器3进行同时计数得到的计数值)送入到位置运算电路9。位置运算电路9在核医学诊断时参照查询表10并且参照二维位置图来判断计数得到的计数值是入射到闪烁块31 (参照图2、图3)中的哪一个闪烁体元件而得到的。具体地说，每当发生入射时进行重心运算来求出入射到闪烁体元件的入射位置。将求出的入射位置和计数值(图像信息)送入到同时计数电路11。具体地说，当对被检体M投放放射性药剂时，正电子放射型的RI的正电子湮没，由此产生两道Y射线。同时计数电路11核对闪烁块31 (参照图2、图3)的位置(更为详细地说是入射到闪烁体元件的入射位置)和Y射线的入射时刻，仅在Y射线同时入射到位于被检体M两侧的两个闪烁块31时，将送入的图像信息判断为恰当的数据。当Y射线仅入射到其中一个闪烁块31时，同时计数电路11废弃该图像信息。将送入到同时计数电路11的图像信息作为投影数据送入到重构部12。重构部12对该投影数据进行重构并求出被检体M的图像。将图像经由控制器5送入到输出部7。通过这样，根据由重构部12获得的图像进行核医学诊断。如图2、图3所示，Y射线检测器3具备由多个闪烁体元件构成的闪烁块31和以光学方式耦合到该闪烁块31的光电倍增管(以下简称为“PMT”)32。构成闪烁块31的各闪烁体元件随着Y射线的入射而发光，由此将Y射线转换为光。闪烁体元件利用该转换来检测Y射线。闪烁体元件发出的光在闪烁块31中充分扩散，并被输入到PMT 32。PMT32使通过闪烁块31进行转换而得到的光倍增并转换为电信号。如上述那样将该电信号作为图像信息(像素值)送入到位置运算电路9 (参照图I)，进而送入到同时计数电路11 (参照图I)。构成闪烁块31的闪烁体元件相当于本发明中的闪烁体元件，光电倍增管(PMT)32 相当于本发明中的光学传感器。如图3所示，将闪烁体元件的一边设为L1，并且将闪烁体元件的高度设为L2，将闪烁块31的高度设为L3，将PMT 32的横向宽度设为L4，将PMT 32的深度方向的宽度设为L5,将 PMT 32 的高度设为 L6O 在本实施例中，利用 L1=L 45mm、L2=4. 5mm、L3= 18mm, L4=52mm、L5=49. 5mm、L6=12. 4mm的、射线检测器3。当然，Y射线检测器3的各尺寸并不限定于此。另外，在本实施例中，还利用具备将闪烁体元件以32X32X4层的方式排列而得到的闪烁块31和具有16X 16的多阳极的PMT 32的、射线检测器3。对于构成闪烁块31的闪烁体元件的数量、PMT 32的多阳极的数量也不特别地进行限定。接着，参照图Γ图8对由二维位置图校正部13进行的运算处理进行说明。图4是表示由二维位置图校正部进行的运算处理的流程图，图5是表示图4的网格分割的运算处理的流程图，图6是用于说明图4和图5的网格分割的二维位置图的俯视图，图7是用于说明图4的分割点修正的二维位置图的俯视图，图8是用于说明图4的分割点微修正的二维位置图的俯视图。(步骤S10)输入二维位置图输入二维位置图(参照图10)。具体地说，在进行实际的核医学诊断之前，预先从Y射线检测器3的上方均匀地照射Na-22射线源来获得二维位置图，之后进行区域分割，在整个图中对闪烁体元件的位置编号作标记来制作表，并写入查询表10进行存储。在本实施例中，二维位置图为1024X1024像素(pixel)的图像，查询表(LUT)针对1024X1024的排列具有闪烁体元件的位置编号。也就是说，在查询表(LUT)中，使二维位置图中的各位置(1024X1024像素)与各闪烁体元件相对应。(步骤S20)网格分割在步骤10中输入二维位置图之后进行网格分割。(步骤S21)确定直方图范围具体地说，为了确定直方图范围，沿着二维位置图的坐标轴求出计数值的总和。例如，如图6的(a)所示，沿着二维位置图M的与行相关的坐标轴方向分别求出计数值的总和。此时，在由于没有充分进行区域分割而出现计数值重叠部分、计数值横跨两个区域的情况下，当计数值重叠时对该计数值都进行相加，当计数值横跨两个区域时与其中一个计数值相加即可。另外，在出现计数值重叠的部分、计数值横跨两个区域的情况下，是存在失真的情况或者是二维位置图M的端区域的情况，因此也可以优选去除这些区域并沿着行、列求出计数值的总和。如图6的(a)所示，在沿着二维位置图M的与行相关的坐标轴方向分别求出计数值的总和之后，将该计数值的总和作为纵轴并将与该坐标轴(在此为与行相关的坐标轴)正交的坐标轴(在此为与列相关的坐标轴)作为横轴来形成直方图，从而获得直方图(曲线图)G115对该直方图G1的各计数值进行比较来分别求出各极小值。在本实施例中，将该极小值的位置临时设为作为基准的分割点“临时分割基准点”。用各临时分割基准点沿着二维位置图M上的坐标轴(在该情况为与行相关的坐标轴)引平行的直线，将二维位置图M分割为多个带。在图6的(a)中将该直线设为边界I。然后，求出各边界B1处的计数值的总和。在本实施例中，针对包括被该边界B1划 分出的带的互相邻接的每两个带求出这两个带的区域所包含的各像素(pixel)的计数值的总和。此外，也可以针对被该边界B1划分出的每一个带求出这个带的区域所包含的各像素(pixel)的计数值的总和。如果求出两个带的区域所包含的各像素的计数值的总和，则根据该总和设定一个作为基准的区域(在本实施例中称为“直方图范围”)。在本实施例中，如果求出两个带的区域所包含的各像素的计数值的总和，则将计数值的总和与其它区域中的计数值的总和进行比较，并将该总和第一大、第二大的区域确定为计数范围。此外，在第一个数据本身出错的情况下，具备选择第一大、第二大的区域的功能。当然，也可以仅将第一大的区域确定为直方图范围。另外，去除二维位置图M上的端区域、失真的影响高的带宽大的区域。这样，在图6的(b)中将以这种方式被临时分割基准点划分出的区域(直方图范围)设为作为基准的区域!\。从以上说明可知，该步骤S21相当于本发明中的直方图形成步骤、直方图范围确定步骤以及临时分割基准点确定步骤。(步骤S22)确定分割基准点如果在步骤S21中确定了作为基准的区域T1 (直方图范围)，则对第一大、第二大的区域即区域T1(直方图范围)中的各计数值进行比较来分别求出各极小值。在本实施例中，将该极小值的位置设为作为基准的分割点“分割基准点”。也就是说，对以在步骤S21中确定的临时分割基准点划分出的区域T1中的各计数值进行比较来分别求出各极小值，将这些极小值的位置确定为分割基准点。具体地说，如果确定了作为基准的区域T1 (直方图范围)，则制作将沿着行的区域T1作为横轴并将计数值的总计值作为纵轴的曲线图G2。然后，在该曲线图G2中提取成为极小值的点来作为分割基准点。在将图6的(b)的一部分放大后得到的图6的(c)中将该分割基准点设为分割基准点Dp该步骤S22相当于本发明中的分割基准点确定步骤。另外，用上述步骤S21和该步骤S22构成本发明中的分割点确定步骤。(步骤S23)制作分割网格如果在步骤S22中确定了分割基准点D1,则沿着各分割基准点D1分别再次重新绘制各边界I。具体地说，沿着与沿着行绘制出的边界B1垂直的方向即列重新绘制边界。通过该重新绘制来制作分割二维位置图M的网格，从而进行由步骤S2fS23构成的网格分割。在图6的(c)中，将该重新绘制出的边界设为边界B2。这样，在图6的(a广图6的(C)中，沿着二维位置图M的与行相关的坐标轴方向分别求出计数值的总和，获取将该计数值的总和(加法运算)作为纵轴且将与列相关的坐标轴作为横轴的直方图(曲线图)G1，该列垂直于与行相关的坐标轴。将该直方图G1的极小值的位置确定为临时分割基准点，以 该临时分割基准点沿着二维位置图M上的与行相关的坐标轴绘制平行的边界B1,求出被各边界B1划分出的区域所包含的各像素的计数值的总和。对沿着行的区域T 1进行设定，制作将沿着行的区域T1作为横轴且将计数值的总计值作为纵轴的曲线图G2。将该曲线图G2的极小值的位置确定为分割基准点D1，通过沿着各分割基准AD1且沿着列重新绘制边界B2，来制作沿着列方向的分割网格，从而沿着列方向进行网格分割。同样地，在沿着行方向进行网格分割的情况下也进行相同的步骤即可。S卩，沿着二维位置图M的与列相关的坐标轴方向分别求出计数值的总和，获取将该计数值的总和(加法运算)作为纵轴且将与行相关的坐标轴作为横轴的直方图(曲线图)G3(在图6中未图示)，该行垂直于与列相关的坐标轴。将该直方图G3的极小值的位置确定为临时分割基准点，用各临时分割基准点沿着二维位置图M上的与列相关的坐标轴绘制平行的边界B3(在图6中未图示)，求出被各边界B3划分出的区域所包含的各像素的计数值的总和。对沿着列的区域T2 (参照图6的(d))进行设定，成为将沿着列的区域1~3作为横轴且将计数值的总计值作为纵轴的曲线图G4(参照图6的(d))。将该曲线图G4的极小值的位置确定为分割基准点D2(在图6中未图示)，通过沿着各分割基准点D2且沿着行重新绘制边界B4(参照图6的(e))，来制作沿着行方向的分割网格，从而沿着行方向进行网格分割。此外，既可以并行地进行沿着列方向的网格分割(步骤S2fS23)和沿着行方向的网格分割(步骤S2fS23)，也可以在进行沿着列方向的网格分割(步骤S2fS23)之后进行沿着行方向的网格分割(步骤S2fS23)，相反地也可以在进行沿着行方向的网格分割(步骤S2fS23)之后进行沿着列方向的网格分割(步骤S2fS23)。(步骤S30)修正分割点将在步骤S21中设定的区域'、!^作为基准，一边按照在步骤S23中重新绘制出的边界B2、B4依次相邻地移动，一边对作为修正对象的分割点周围的各计数值进行比较，由此对作为修正对象的分割点的位置进行修正。在本实施例的情况下，区域Ti、T2互相交叉的区域是修正开始基准。该修正开始基准既是分割基准点D1，也是分割基准点D2。从该修正开始基准起沿着图7的(a)的箭头方向(分割点修正移动方向)在各坐标轴方向上进行修正，依次按邻接的边界B2、B4，换句话说按邻接的分割点一边移动一边修正，由此对所有分割点进行修正。例如，如图7的(b)所示，在分割点的修正过程中，在由作为修正对象的分割点周围8个分割点围成的区域中，求出将要修正的坐标轴方向作为横轴且将在与该坐标轴垂直的方向上相加得到的计数值的总和(加法运算)作为纵轴的局部总和曲线图G5，根据作为其修正结果的局部总和曲线图G5重新绘制各边界。此外，黑圆点(在图7中用“ ”标记)表示已被修正的分割点，星号(在图7中用标记)表示作为修正对象的分割点，白圆点(在图7中用“〇”标记)表示在网格分割中求出的分割点。将根据该局部总和曲线图G5求出的极小值的位置坐标设为分割点修正后的坐标，由此对分割点的位置进行修正。该步骤S30相当于本发明中的分割点修正步骤。(步骤S40)微修正分割点通过对在步骤S30中进行修正后的各分割点进行比较来再次修正分割点的位置。该再次修正比步骤S30中进行的修正少，因此在本说明书中定义为“微修正”。在本实施例中，求出修正对象的在坐标轴方向上互相邻接的分割点的坐标之差的绝对值(以下简称为“差值”)，去除一个坐标的增量最大的分割点并对剩余的分割点求出差值平均值。接着，针对各分割点，判断与互相邻接的分割点之间的差值的和是否为该差值平均值的规定倍(例如4倍)以上。如果与互相邻接的分割点之间的差值的和为该差值平均值的规定倍以上的情况下，判断为该分割点为突出的点且具有不连续性，相反地，在与互相邻接的分割点之间的差值的和小于该差值平均值的规定倍的情况下，判断为该分割点没有突出且保持连续性。而且，在判断为具有不连续性的情况下，通过将互相邻接的分割点的坐标的平均值设为微修正后的坐标来对分割点的位置进行微修正。可知白圆点(在图8中用“O”标记)表示微修正前的分割点，黑圆点(在图8中·用“ ”标记)表示微修正后的分割点，在图8中从上数第一个 第三个白圆点和从下数第一个、第二个白圆点保持了连续性，但只有从下数第三个白圆点突出且具有不连续性。因此，通过对从下数第三个白圆点的分割点进行微修正，能够再次修正为黑圆点的分割点的位置。根据其再次修正结果即黑圆点所示的分割点如图8所示那样重新绘制各边界。从以上说明可知，该步骤S40相当于本发明中的分割点再次修正步骤。(步骤S50)判断适合？这样，针对利用在步骤S40中进行微修正(再次修正)后的分割点划分出的区域分割结果(还考虑了步骤S30的修正、步骤S40的微修正的区域T1, T2)，应用图判断条件来进行判断适合，该图判断条件利用了从纵横地划分二维位置图而得到的网格形状提取出的特征量。图判断条件被预先存储到存储部8 (参照图I)中。作为图判断条件，例如可列举出如下的条件。A.靠近左端的网格的平均宽度与靠近右端的网格的平均宽度的比率为规定比率以下B.靠近上端的网格的平均宽度与靠近下端的网格的平均宽度的比率为规定比率以下C.网格的宽度的纵横比偏离I的网格为规定个数以下D.网格的端部附近的平均尺寸比中央的平均尺寸小可以是在满足这些条件中的某一条件的情况下设为判断适合，也可以是在将这些条件中的多个条件进行组合且所组合的条件均满足的情况下设为判断适合。A的条件和B的条件示出了以分割点划分出的网格的其中一个端部的平均宽度与另一个端部的平均宽度的比率为规定比率以下的情况。如果平均宽度的比率超过规定比率，则认为端部间的宽度差大，因此能够辨别为该区域不恰当，相反地，如果平均宽度的比率为规定比率以下，则认为端部间的宽度差几乎不存在，因此能够辨别为该区域恰当。在此，对规定比率的具体值不特别地进行限定，可以根据设计项目适当地进行设定，但例如在如果端部间的宽度差超出I. 5倍倍则设为该区域不恰当的情况下，能够将规定比率设定为I. 5倍 2倍。C的条件示出了以分割点划分出的网格的宽度的纵横比偏离I的网格为规定个数以下的情况。网格的宽度的纵横比越接近1，则网格越接近正方形，相反地，网格的宽度的纵横比越偏离1，则网格与正方形相差越远。因而，如果偏离I的网格超过规定个数，则能够辨别为该区域不恰当，相反地，如果偏离I的网格为规定个数以下，则能够辨别为该区域恰当。对偏离I的网格的宽度的纵横比的具体值不特别地进行限定，可以根据设计项目适当地进行设定，但例如如果纵横比超出1.5倍I倍，则作为偏离I的网格进行计数。同样地，对规定个数也不特别地进行限定，可以根据设计项目适当地进行设定，但例如在如果超过总体个数的1/256则设为该区域不恰当的情况下，能够将规定个数设定为总体个数的1/256(在区域T1, T2的情况下为相当于2X1024的1/256的8个)。D的条件示出了以分割点划分出的网格的端部附近的尺寸比中央的尺寸小的情况。当网格的端部附近的尺寸大于中央的尺寸时，例如如图9的左区域所示，端部的网格被 端部附近的网格推挤，因此能够辨别为该区域不恰当，相反地，当网格的端部附近的尺寸小于中央的尺寸时，端部的网格没有被端部附近的网格推挤，因此能够辨别为该区域恰当。对端部附近不特别地进行限定，可以根据设计项目适当地进行设定，但例如，当在从端部到中央的区域中将中央区域设为O时，能够如图9所示将1/Γ7/8的区域设定为端部附近。关于图9的右区域、上区域、下区域也同样。在针对区域T1, T2满足上述图判断条件的情况(即判断适合的情况)下，认为该区域T1, T2恰当，将该区域分割作为最终结果，并转移到下一个步骤S60的查询表制作。在针对区域T1, T2不满足上述图判断条件的情况下，认为该区域T1, T2不恰当，返回至步骤S20的S21，将利用临时分割基准点划分出的两个带的区域所包含的各像素的计数值的总和第三大、第四大的区域设定为直方图范围，同样反复进行步骤S22、S23、步骤S 30、S40以及S50。下面，同样地，按照计数值的总和从大到小的顺序变更被分割点(在本实施例中为临时分割基准点)划分出的区域，来反复进行(包括步骤S22、S23、步骤S30、S40在内)步骤S50，直到满足图判断条件为止。此外，可以在步骤S50反复进行的次数超过预先设定的次数的情况下停止校正，也可以在步骤S50中没有了被分割点划分出的区域的情况下停止校正。通过像这样地进行判断，能够自动判断出区域分割失败。对预先设定的次数也不特别地进行限定，可以根据设计项目适当地进行设定。从以上说明可知，该步骤S50相当于本发明中的图判断步骤。(步骤S60)制作查询表二维位置图校正部13通过进行以上的步骤S1(TS50(包括步骤S2fS23在内)从查询表10读出，来改写并校正二维位置图，由此制作查询表。此外，图9示出了表示校正结果即二维位置图的区域辨别例的俯视图。在图9中，是闪烁体元件区域的排列存在失真(在图9中，在与中央相比靠左的区域存在失真)的情况。还在图9中确认出如下内容即使在这种存在失真的情况下也能够通过校正二维位置图来进行辨别。并且，还在图9中确认出如下内容通过重新绘制边界来进行修正、微修正(再次修正)，由此在存在失真的区域重新绘制边界，并利用重新绘制出的该边界进行划分，从而进行网格分割。根据由具备上述结构的本实施例所涉及的PET装置进行的二维位置图校正方法，包括直方图形成步骤(步骤S21)，在该步骤中，将二维位置图的计数值作为纵轴且将二维位置图的坐标轴方向作为横轴来形成直方图，从而获取直方图，还包括图判断步骤(步骤S50)，在该步骤中，针对在该直方图形成步骤(步骤S21)中获取到的直方图被分割点(在本实施例中为临时分割基准点)划分出的区域应用图判断条件，该图判断条件利用了从对二维位置图纵横地进行划分而得到的网格形状提取出的特征量。即使在被分割点划分出的区域不恰当、区域分割失败的情况下，也能够通过应用图判断步骤(步骤S50)中的图判断条件来简单地辨别该区域的区域分割是否成功。而且，变更被分割点(在本实施例中为临 时分割基准点)划分出的区域，来反复进行图判断步骤(步骤S50)，直到满足该图判断条件为止，因此判断为满足该图判断条件的区域恰当，能够在该区域中准确地进行区域分割，即使在存在失真的情况下也能够准确地校正二维位置图。在本实施例中，沿着二维位置图的坐标轴求出计数值的总和，将该计数值的总和作为纵轴且将与该坐标轴正交的坐标轴作为横轴来形成直方图，从而获取上述直方图(例如直方图G1)。另外，在本实施例中，针对被分割点(在本实施例中为临时分割基准点)划分出的区域应用上述图判断条件，按计数值的总和从大到小的顺序变更被分割点划分出的区域，来反复进行图判断步骤，直到满足该图判断条件为止。通常认为计数值的总和大的区域恰当，但在不满足该图判断条件的情况下认为该区域不恰当，按计数值的总和从大到小的顺序变更区域，来反复进行图判断步骤(步骤S50)，由此能够在被认为恰当的区域中找到计数值的总和最大的区域。另外，为了找到上述分割点，优选还包括分割点确定步骤(步骤S21、S22)，在该步骤中，对直方图的各计数值进行比较来分别求出各极小值，将这些极小值的位置确定为分割点。通过求出极小值能够准确地确定各分割点(在本实施例中为临时分割基准点、分割基准点)。在本实施例中，分割点确定步骤(步骤S21、S22)包括如下步骤临时分割基准点确定步骤(步骤S21)，将暂时作为基准的分割点确定为临时分割基准点；以及分割基准点确定步骤(步骤S22)，对以在该临时分割基准点确定步骤(步骤S21)中确定的临时分割基准点划分出的区域中的各计数值进行比较来分别求出各极小值，将这些极小值的位置确定为作为基准的分割点、即分割基准点。在这种情况下，在确定了临时分割基准点之后确定分割基准点。另外，在本实施例中，优选还包括分割点修正步骤(步骤S30)，在该步骤中，根据在上述分割基准点确定步骤(步骤S22)中确定的分割基准点对作为修正对象的分割点周围的各计数值进行比较，由此对作为修正对象的分割点的位置进行修正，在该分割点修正步骤(步骤S30)中进行修正之后，在步骤S50中应用图判断条件。通过修正该分割点使修正后的分割点成为考虑了失真的分割点，使被该分割点划分出的区域也成为准确的区域。并且，在本实施例中，优选还包括分割点再次修正步骤(步骤S40)，在该步骤中，通过对在上述分割点修正步骤(步骤S30)中进行修正后的各分割点进行比较来对分割点的位置进行再次修正(微修正)，在该分割点再次修正步骤(步骤S40)中进行再次修正(微修正)之后，在步骤S50中应用图判断条件。通过再次修正(微修正)该分割点，使再次修正后(微修正后)的分割点成为进一步考虑了失真的分割点，使被该分割点划分出的区域也成为更加准确的区域。本发明并不限于上述实施方式，能够如下那样进行变形来实施。(I)在上述实施例中，作为具备放射线检测装置的核医学诊断装置，以PET装置为例进行了说明，但本发明还能够应用于对单个的Y射线进行检测并重构被检体的断层图像的SPECT (Single Photon Emission CT)装置等。另外，还能够应用于将PET装置与CT装置相组合而得到的PET-CT装置。另外，还能够应用于除Y以外的放射线(例如α射线、β射线等)。(2)在上述实施例中，是包括配置成三维的多个闪烁体元件的DOI检测器，但还能够应用于包括配置成二维或者三维的多个闪烁体元件的放射线检测器。(3)在上述实施例中，作为光学传感器以光电倍增管(PMT)为例进行了说明，但只 要是以光学方式耦合到闪烁体元件的光学传感器，还能够如雪崩光电二极管、硅光电倍增管等所例示那样，不特别地进行限定。(4)在上述实施例中，作为信号强度采用了计数值，但也可以采用具有连续的值的电信号作为信号强度。(5)在上述实施例中，通过求出极小值来将极小值的位置确定为分割点(在上述实施例中为临时分割基准点、分割基准点)，但也可以采用极大值。只是在如上述实施例那样采用计数值作为信号强度的情况下，二维位置图的边界相当于极小值的部分，因此优选如实施例那样采用极小值。(6)在上述实施例中，对被分割点划分出的区域应用了上述图判断条件，按信号强度(在上述实施例中为计数值)的总和从大到小的顺序变更被分割点划分出的区域，来反复进行图判断步骤(步骤S 50)，直到满足该图判断条件为止，但并非一定需要按信号强度(在上述实施例中为计数值)的总和从大到小的顺序进行变更。也可以按与第一大、第二大的区域相邻接的区域的顺序进行变更，来反复进行图判断步骤。(7)在上述实施例中，分割点确定步骤包括如下步骤临时分割基准点确定步骤(步骤S21)，将暂时作为基准的分割点确定为临时分割基准点；以及分割基准点确定步骤(步骤S22)，对以在该临时分割基准点确定步骤(步骤S21)中确定的临时分割基准点划分出的区域中的各信号强度(在上述实施例中为计数值)进行比较来分别求出各极小值，将这些极小值的位置确定为作为基准的分割点即分割基准点，但并非一定需要进行临时分割基准点确定步骤。即，也可以不确定临时分割基准点而仅确定分割基准点。(8)在上述实施例中，进行了对作为修正对象的分割点的位置进行修正的分割点修正步骤(步骤S30)、对分割点的位置进行再次修正(微修正)的分割点再次修正步骤(步骤S40)，但并非一定需要进行修正、修正后的再次修正(微修正)。可以仅进行修正，也可以不进行修正和再次修正。(9)在上述实施例中，图判断条件是Al条件，但只要是利用了从纵横地划分二维位置图而得到的网格形状提取出的特征量的图判断条件，就不对此进行限定。
权利要求
1.一种二维位置图校正方法，根据二维位置图来制作查询表，该二维位置图在通过包括多个闪烁体元件和光学传感器的放射线检测器检测放射线时使用，该二维位置图是使由上述光学传感器获得的信号强度与入射到上述闪烁体元件的上述放射线的入射位置相对应地以二维状表示，其中，该多个闪烁体元件配置成一维、二维或者三维，该光学传感器以光学方式耦合到这些闪烁体元件，该二维位置图校正方法的特征在于，包括以下步骤 直方图形成步骤，将上述二维位置图的信号强度作为纵轴且将上述二维位置图的坐标轴方向作为横轴来形成直方图，从而获取直方图；以及 图判断步骤，针对在该直方图形成步骤中获取到的上述直方图被分割点划分出的区域应用图判断条件，该图判断条件使用了从对上述二维位置图纵横地进行划分而得到的网格形状提取出的特征量， 其中，变更上述被分割点划分出的区域来反复进行上述图判断步骤，直到在该图判断步骤中满足该图判断条件为止。
2.根据权利要求I所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 在上述直方图形成步骤中，沿着上述二维位置图的坐标轴求出信号强度的总和，将该信号强度的总和作为纵轴且将与该坐标轴正交的坐标轴作为横轴来形成直方图，从而获取上述直方图。
3.根据权利要求I或2所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 针对上述被分割点划分出的区域应用上述图判断条件，按信号强度的总和从大到小的顺序变更上述被分割点划分出的区域来反复进行上述图判断步骤，直到满足该图判断条件为止。
4.根据权利要求I至3中的任一项所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 在上述图判断步骤反复进行的次数超过预先设定的次数的情况下停止校正。
5.根据权利要求I至4中的任一项所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 在上述图判断步骤中，在没有了上述被分割点划分出的区域的情况下停止校正。
6.根据权利要求I至5中的任一项所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 还包括分割点确定步骤，在该分割点确定步骤中对上述直方图的各信号强度进行比较来分别求出各极小值，将这些极小值的位置确定为上述分割点。
7.根据权利要求6所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 上述分割点确定步骤是将作为基准的上述分割点确定为分割基准点的分割基准点确定步骤。
8.根据权利要求6所述的二维位置图校正方法，其特征在于，上述分割点确定步骤包括如下步骤 临时分割基准点确定步骤，将暂时作为基准的上述分割点确定为临时分割基准点， 分割基准点确定步骤，对以在该临时分割基准点确定步骤中确定的上述临时分割基准点划分出的区域中的各信号强度进行比较来分别求出各极小值，将这些极小值的位置确定为作为基准的分割点即分割基准点。
9.根据权利要求8所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 还包括直方图范围确定步骤，在该直方图范围确定步骤中，以在上述临时分割基准点确定步骤中确定的上述临时分割基准点沿着上述二维位置图的坐标轴引出由平行的直线构成的边界，将该二维位置图分割为多个带，针对被上述边界划分出的每个带分别求出信号强度的总和，并分别对各带中的信号强度的总和进行比较，将该总和第一大或者第二大的区域确定为作为基准的直方图范围， 在上述分割基准点确定步骤中，对在该直方图范围确定步骤中确定的上述直方图范围中的信号强度进行比较，来分别求出各极小值，将这些极小值的位置确定为上述分割基准点。
10.根据权利要求7所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 还包括分割点修正步骤，在该分割点修正步骤中，根据在上述分割基准点确定步骤中确定的上述分割基准点对作为修正对象的上述分割点周围的各信号强度进行比较，由此对上述作为修正对象的分割点的位置进行修正， 在该分割点修正步骤中进行修正之后，应用上述图判断条件。
11.根据权利要求10所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 还包括分割点再次修正步骤，在该分割点再次修正步骤中，通过对在上述分割点修正步骤中进行修正后的各分割点进行比较来再次修正分割点的位置， 在该分割点再次修正步骤中进行再次修正之后，应用上述图判断条件。
12.根据权利要求8所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 还包括分割点修正步骤，在该分割点修正步骤中，根据在上述分割基准点确定步骤中确定的上述分割基准点对作为修正对象的上述分割点周围的各信号强度进行比较，由此对上述作为修正对象的分割点的位置进行修正， 在该分割点修正步骤中进行修正之后，应用上述图判断条件。
13.根据权利要求12所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 还包括分割点再次修正步骤，在该分割点再次修正步骤中，通过对在上述分割点修正步骤中进行修正后的各分割点进行比较来再次修正分割点的位置， 在该分割点再次修正步骤中进行再次修正之后，应用上述图判断条件。
14.根据权利要求I至13中的任一项所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 上述图判断条件是，以上述分割点划分出的网格的其中一个端部的平均宽度与另一个端部的平均宽度的比率为规定比率以下。
15.根据权利要求I至14中的任一项所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 上述图判断条件是，以上述分割点划分出的网格的宽度的纵横比偏离I的网格为规定个数以下。
16.根据权利要求I至15中的任一项所述的二维位置图校正方法，其特征在于， 上述图判断条件是，以上述分割点划分出的网格的端部附近的尺寸比中央的尺寸小。
全文摘要
即使在被分割点划分出的区域不恰当，区域分割失败的情况下，也能够通过应用图判断步骤(步骤S50)中的图判断条件来简单地辨别该区域处的区域分割是否成功。而且，变更被分割点划分出的区域，来反复进行包括步骤S22、S23、步骤S 30、S40在内的图判断步骤(步骤S50)，直到满足该图判断条件为止，因此能够判断为满足该图判断条件的区域恰当，能够准确地进行该区域处的区域分割，即使在存在失真的情况下也能够准确地校正二维位置图。
文档编号G01T1/161GK102933983SQ20118002865
公开日2013年2月13日 申请日期2011年2月7日 优先权日2010年6月10日
发明者山田贤志, 津田伦明, 佐藤允信 申请人:株式会社岛津制作所
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