(57)【要約】【課題】ＰＥＴ撮像に係るタイミング精度の向上。【解決手段】光検出器は、イベントの検出毎にイベント信号を繰り返し出力する。光検出器には信号経路を介して複数のアフターパルス検出部が接続される。複数のアフターパルス検出部の各々は、光検出器から繰り返し出力されるイベント信号のうちの光子発生イベントに伴うアフターイベントに起因して光検出器により出力されるアフターパルスを検出し、検出されたアフターパルスに応じたアフターイベント信号を出力する。決定処理部は、複数のアフターパルス検出部からアフターイベント信号を繰り返し受信し、複数のアフターパルス検出部からの同一のアフターパルスに起因する複数のアフターイベント信号に基づいて信号経路間の相対的な遅延量を決定する。【選択図】      図６
2014085340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イベントの検出毎にイベント信号を繰り返し出力する光検出器と、
前記光検出器に信号経路を介して接続された複数のアフターパルス検出部であって、前記複数のアフターパルス検出部の各々は、前記光検出器から繰り返し出力されるイベント信号のうちの光子発生イベントに伴うアフターイベントに起因して前記光検出器により出力されるアフターパルスを検出し、前記検出されたアフターパルスに応じたアフターイベント信号を出力する、複数のアフターパルス検出部と、
前記複数のアフターパルス検出部からアフターイベント信号を繰り返し受信し、前記複数のアフターパルス検出部からの同一のアフターパルスに起因する複数のアフターイベント信号に基づいて信号経路間の相対的な遅延量を決定する決定処理部と、
を具備するタイミング遅延検出システム。
【請求項２】
前記相対的な遅延量に基づいて前記信号経路間のタイミングを較正するように構成されたタイミング較正器をさらに備える、請求項１記載のタイミング遅延検出システム。
【請求項３】
前記複数のアフターパルス検出部の各々は、前記アフターパルス以外のイベント信号をフィルタリングにより除去するように構成された積分フィルタを含む、請求項１記載のタイミング遅延検出システム。
【請求項４】
前記複数のアフターパルス検出部の各々は、前記イベント信号の積分信号が１００ｋｅＶより大きい場合、前記イベント信号をアフターパルスとして検出せず、前記積分信号が１００ｋｅＶより小さい場合、前記イベント信号をアフターパルスとして検出する、請求項３記載のタイミング遅延検出システム。
【請求項５】
前記光検出器は、複数の光センサを含み、前記複数の光センサの各々はイベントの検出毎にイベント信号を繰り返し出力する、請求項１記載のタイミング遅延検出システム。
【請求項６】
前記複数の光センサは、複数の区画に割り当てられる、請求項５記載のタイミング遅延検出システム。
【請求項７】
前記複数の光センサのうちの少なくとも１つは、前記複数の区画のうちの２つの区画に割り当てられる、請求項６記載のタイミング遅延検出システム。
【請求項８】
前記複数のアフターパルス検出部の各々は、前記複数の区画のうちの対応する区画に関連付けられる、請求項６記載のタイミング遅延検出システム。
【請求項９】
前記相対的な遅延量をアフターパルス検出部の識別情報に関連づけて記憶する記憶部、をさらに備える、請求項１記載のタイミング遅延検出システム。
【請求項１０】
光検出器からイベントの検出毎にイベント信号を出力し、
前記光検出器に信号経路を介して接続された複数のアフターパルス検出部の各々により、前記光検出器から繰り返し出力されるイベント信号のうちの光子発生イベントに伴うアフターイベントに起因して前記光検出器により出力されるアフターパルスを検出し、前記検出されたアフターパルスに応じたアフターイベント信号を出力し、
決定処理部により前記複数のアフターパルス検出部からアフターイベント信号を繰り返し受信し、前記複数のアフターパルス検出部からの同一のアフターパルスに起因する複数のアフターイベント信号に基づいて信号経路間の相対的な遅延量を決定する、
ことを具備するタイミング遅延検出方法。
【請求項１１】
光検出器に接続されたアフターパルス検出装置であって、
前記光検出器からイベント信号を繰り返し受信し、前記受信されたイベント信号の積分信号を繰り返し出力する積分器と、
前記光検出器からイベント信号を繰り返し受信し、前記受信されたイベント信号の強度を第１の基準値に対して比較する第１の比較器と、
前記積分信号を第２の基準値に対して比較する第２の比較器と、
前記第１の比較器による比較結果と前記第２の比較器による比較結果とに応じて、アフターパルスが検出された旨の信号を出力する出力器と、
を具備するアフターパルス検出装置。
【請求項１２】
検出器に接続されたアフターパルス検出装置であって、
前記光検出器からイベント信号を受信し、前記イベント信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力された前記デジタル信号を受信し、前記デジタル信号の積分信号を出力する積分部と、
前記Ａ／Ｄ変換器から前記デジタル信号を受信し、前記デジタル信号を第１の基準値に対して比較する第１の比較部と、
前記積分部から前記積分信号を受信し、前記積分信号を第２の基準値に対して比較する第２の比較部と、
前記第１の比較部により前記デジタル信号が前記第１の基準値より大きいことが決定され、前記第２の比較部により前記積分信号が前記第２の基準値より小さいことが決定されたことに応答して、アフターパルスが検出された旨の信号を出力する出力部と、
を具備するアフターパルス検出装置。
【請求項１３】
被検体に投与された放射性医薬品に含まれる陽電子放射対の空間分布を表現する画像を発生するＰＥＴ装置であって、
イベントの検出毎にイベント信号を繰り返し出力する光検出器と、
前記光検出器に信号経路を介して接続された複数のアフターパルス検出部であって、前記複数のアフターパルス検出部の各々は、前記光検出器から繰り返し出力されるイベント信号のうちの光子発生イベントに伴うアフターイベントに起因して前記光検出器により出力されるアフターパルスを検出し、前記検出されたアフターパルスに応じたアフターイベント信号を出力する、複数のアフターパルス検出部と、
前記複数のアフターパルス検出部からアフターイベント信号を繰り返し受信し、前記複数のアフターパルス検出部からの同一のアフターパルスに起因する複数のアフターイベント信号に基づいて信号経路間の相対的な遅延量を決定する決定処理部と、
を具備することを特徴とするＰＥＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、タイミング遅延検出システム、タイミング遅延検出方法、アフターパルス検出装置、及びＰＥＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ（陽電子放射断層撮影：positron emission tomography）撮像では、放射性医薬品は、注入や吸入、摂取により患者に投与される。その後、放射性医薬品の物理的性質および生体分子的性質により、放射性医薬品が人体内の特定の部位に集中する。医薬品の実際の空間分布や蓄積点、蓄積領域の強度、ならびに投与および捕獲から最終的な排出に至るプロセスの動態は全て臨床的意義を有する。このプロセスで、放射性医薬品に付着された陽電子放射体は、半減期や分岐比などの同位体の物理的性質に従って陽電子を放射する。各陽電子は、被検体の電子と相互作用して対消滅し、実質的に１８０度離れて進む５１１ｋｅＶの２つのガンマ線を発生させる。陽電子と電子との対消滅に伴う一対のガンマ線の発生は、電子−陽電子対消滅イベントと呼ばれている。一対のガンマ線は、ＰＥＴ検出器に含まれるシンチレーション結晶でシンチレーションイベントを発生させ、シンチレーションイベントの発生によりシンチレーション結晶がガンマ線を検出することができる。これら２つのガンマ線の検出位置を結ぶ直線（ＬＯＲ：line of response）により、対消滅の発生位置が計測される。このプロセスは、対消滅が生じた可能性を有する１本のＬＯＲを識別するにすぎないが、複数のＬＯＲを蓄積し、当該複数のＬＯＲに断層再構成プロセスを施すことにより、本来の分布が有効な精度で推定される。２つのシンチレーションイベントの位置に加えて、正確なタイミング（数百ピコ秒以内）も利用可能な場合、飛行時間の計算により、ＬＯＲに沿った消滅イベントが起こった可能性の高い位置に関するより多くの情報を追加することができる。スキャナのタイミング分解能の限界により、このＬＯＲに沿う位置決め精度が決定する。本来のシンチレーションイベントが生じた位置を決定する際の限界によって、スキャナの最終的な空間分解能が決定する。同位体の特定の特性（例えば、陽電子のエネルギー）は、陽電子の飛程および２つのガンマ線の共直線性により、特定の放射性医薬品の空間分解能の決定に寄与する。
【０００３】
タイミング精度は、重要な要因であるので、信号経路の差異に伴うタイミング差を考慮し対応することが必要である。信号経路の差異によりタイミング差を計測する方法として、放射性同位体などの外部線源から生成された信号を用いる方法が挙げられる。従って、ファントムに含まれる放射線源は、信号経路のタイミングの差異を計測するために用いられる。得られたデータを反復的方法を用いて処理することにより、タイミングが間接的に計測される。この反復的方法には時間がかかりコストもかさむ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
目的は、ＰＥＴ撮像に係るタイミング精度を向上可能なタイミング遅延検出システム、タイミング遅延検出方法、アフターパルス検出装置、及びＰＥＴ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態に係るタイミング遅延検出システムは、イベントの検出毎にイベント信号を繰り返し出力する光検出器と、前記光検出器に信号経路を介して接続された複数のアフターパルス検出部であって、前記複数のアフターパルス検出部の各々は、前記光検出器から繰り返し出力されるイベント信号のうちの光子発生イベントに伴うアフターイベントに起因して前記光検出器により出力されるアフターパルスを検出し、前記検出されたアフターパルスに応じたアフターイベント信号を出力する、複数のアフターパルス検出部と、前記複数のアフターパルス検出部からアフターイベント信号を繰り返し受信し、前記複数のアフターパルス検出部からの同一のアフターパルスに起因する複数のアフターイベント信号に基づいて信号経路間の相対的な遅延量を決定する決定処理部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係るアフターパルスの一例を示すグラフを示す図。
【図２】本実施形態に係るアフターパルス検出回路の一例を示す図。
【図３】本実施形態に係るタイミング遅延検出システムの一例を示す図。
【図４】本実施形態に係る区画（トリガゾーン）からのアフターパルスのタイミングスペクトルを示すグラフを示す図。
【図５】本実施形態に係るタイミング遅延検出システムの他の例を示す図。
【図６】本実施形態に係るタイミング遅延検出システムによる処理の典型的な流れを示す図。
【図７】本実施形態に係るコンピュータシステムの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるタイミング遅延検出システム、タイミング遅延検出方法、アフターパルス検出装置、及びＰＥＴ装置を説明する。
【０００８】
本実施形態に係るタイミング遅延検出システムは、被検体に投与された放射性医薬品に含まれる陽電子放射対の空間分布を表現する画像を発生するＰＥＴ装置に組み込まれている。本実施形態に係るタイミング遅延検出システムは、ＰＥＴ装置におけるガンマ線検出に係るタイミング精度を向上させることができる。本実施形態に係るタイミング遅延検出システムは、アフターパルス検出装置を搭載している。本実施形態に係るタイミング遅延検出システムは、後述するように、アフターパルス（after-pulse）を利用してガンマ線の検出タイミングの向上を実現する。
【０００９】
本実施形態に係るタイミング遅延検出システムは、イベントの検出毎にイベント信号を繰り返し出力する光検出器と、前記光検出器に信号経路を介して接続された複数のアフターパルス検出部であって、前記複数のアフターパルス検出部の各々は、前記光検出器から繰り返し出力されるイベント信号のうちの光子発生イベントに伴うアフターイベントに起因して前記光検出器により出力されるアフターパルスを検出し、前記検出されたアフターパルスに応じたアフターイベント信号を出力する、複数のアフターパルス検出部と、前記複数のアフターパルス検出部からアフターイベント信号を繰り返し受信し、前記複数のアフターパルス検出部からの同一のアフターパルスに起因する複数のアフターイベント信号に基づいて信号経路間の相対的な遅延量を決定する決定処理部と、を具備する。
【００１０】
図１は、光検出器からのアナログ出力信号を示す。光検出器は、複数のシンチレーション結晶と複数の光センサとを含んでいる。シンチレーション結晶は、当該シンチレーション結晶に入射されたガンマ線を、当該ガンマ線の強度に応じた光子量の蛍光に変換する。対消滅により発生されたガンマ線の検出に関するイベントを主イベントと呼ぶことにする。光センサは、シンチレーション結晶から蛍光を繰り返し受光し、各受光された蛍光を電気信号（以下、イベント信号と呼ぶ）に変換する。図１は、より詳細には、各光センサからのイベント信号の波高値の時間変化曲線を示している。光センサは、ＰＭＴ（光電子増倍管：photomultiplier tube）であっても、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）であってもよい。信号経路の差によって発生する光センサ間のタイミング差に関する情報は、図１に示すアフターパルス１０から決定することができる。
【００１１】
アフターパルスは１種のノイズであり、ＰＭＴ及びＳｉＰＭで発生する。アフターパルスは、主イベントの後に発生するアフターイベント（after-event）である。アフターイベントは、ＰＭＴにおいてはイオンフィードバックにより発生され、ＳｉＰＭにおいては正孔および電子捕捉剤により発生される。このイベントには、主イベント、すなわち、十分な光子量の蛍光を発生可能な如何なるイベントであっても良い。例えば、ＬＹＳＯ（Ｌｕ1.8Ｙ0.2ＳｉＯ5（Ｃｅ））結晶のルテチウム（Ｌｕ）バックグラウンドからのベータ崩壊は、ＰＭＴからアフターパルスをトリガする。
【００１２】
さらに、アフターイベントによって生じるアフターパルス１０は自然発生的であり、外部光源を追加する必要なく発生する。図１に示すように、アフターパルス１０は、ガンマ線の検出に起因する主パルス１５の発生から一定の遅延期間が経過した後に発生する。アフターパルス１０は、例えば、光センサからシンチレーション結晶に陽電子等が逆行し、当該陽電子がシンチレーション結晶により蛍光に変換され、当該蛍光が光センサによりイベント信号（アフターパルス１０）に変換される。これらのタイプのアフターパルス１０は、主パルス１５の直後に発生する。アフターパルス１０は急峻な立ち上がりエッジを有するので、アフターパルス１０はタイミングの決定に有用である。アフターパルスは、急峻な前縁を有し、持続時間が短い。そのため、アフターパルスの時間に関する積分値は比較的小さい。
【００１３】
急峻な前縁かつ相対的に高い波高値は、閾値を超えるトリガ信号を生成するアフターパルスによって良好なタイミング情報を提供する。また、アフターパルスの小さな積分値は、フィルタリングによりアフターパルスから他の信号を除去するための特性となる。
【００１４】
なお、本実施形態に係るアフターパルスはダークパルスであっても良い。ダークパルスは、ＰＭＴの欠陥によって発生する。ＰＭＴ内部の少量の残留ガスは、電子が当該ＰＭＴ内部を通過することによりイオン化する。発生された陽イオンは、逆方向に移動し、一部はシンチレーション結晶に戻る。シンチレーション結晶は、陽イオンを蛍光に変換し、光センサは、当該蛍光に応じたイベント信号をダークパルスとして発生する。陽イオンは比較的低速であるので、ダークパルスは、典型的には、アフターパルスの後に発生する。ダークパルスの波高値が小さいため、典型的には、タイミングを決定することに用いない方が良い。しかしながら、タイミングを決定することダークパルスを用いても良い。
【００１５】
図２は、アフターパルス検出回路の一例を示す。アフターパルス検出回路は、アフターパルスの存在を検出し、アフターパルスが検出された旨の信号（以下、アフターイベント信号と呼ぶ）を出力する。
【００１６】
なお、アフターパルス検出回路は、アフターパルスに先行するイベントを検出するように設計された別のイベント検出器による主イベントの検出によってトリガされても良い。そのようなトリガの結果として、アフターパルス検出回路は、主イベントの結果として生じる信号の処理を回避することができる。アフターパルス検出回路は、アフターパルスが検出された後でオフにされる。
【００１７】
アフターパルス検出回路は、ハードウェアのみにより実現されても良いし、ソフトウェアとハードウェアとの組合せにより実現されても良い。具体的には、アフターパルス検出回路は、光センサから出力された信号をサンプリングするアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器によってアナログ信号を発生する。サンプリングされたデジタル信号は、イベント信号がアフターパルスであるか否かを決定するために積分およびフィルタリングを用いて処理される。デジタルタイプのアフターパルス検出回路は、タイミング差に関して信号を比較できるように、各信号のタイミングも常時追跡する。
【００１８】
図２に示すように、アフターパルス検出回路は積分器２１を含む。積分器２１は、光センサからイベント信号を繰り返し受信し、各イベント信号を時間に亘って積分し、積分値に応じた電気信号（以下、積分信号と呼ぶ）を発生する。アフターパルス信号は、ガンマ線検出イベントに由来する主信号と比較すると、小さな時間積分値を有する。積分器２１からの積分信号は比較器２２に入力される。比較器２２は、第２閾値Ｖｒｅｆ２  ２３より大きい又は等しい積分値を有するイベントをフィルタリングにより除去する。例えば、閾値Ｖｒｅｆ２は、１００ｋｅＶ（アフターパルスに関連する所定の閾値）と等価な値より高い値に設定される。閾値Ｖｒｅｆ２は、アフターパルスが検出される特定の光センサとの一致度を向上させるために較正することができる。比較器２２は、イベント信号の波高値に対する閾値Ｖｒｅｆ２の比較結果を示す信号（比較結果信号）を出力する。比較結果信号は、具体的には、処理対象のイベント信号の波高値が閾値Ｖｒｅｆ２よりも大きい又は等しい旨の信号または処理対象のイベント信号の波高値が閾値Ｖｒｅｆ２よりも小さい旨の信号である。
【００１９】
本実施形態に係るアフターパルス検出回路は、アフターパルスより大きい時間積分値を有するイベント信号をフィルタリングにより除去することに加えて、他の閾値を超えない波高値を有するイベント信号もフィルタリングにより除去する。例えば、本実施形態に係るアフターパルス検出回路は、比較器２４を有する。比較器２４は、ノイズに由来するイベント信号の波高値を超えるがアフターパルスの平均波高値より低い値に設定した第１閾値Ｖｒｅｆ１  ２５に対してイベント信号を比較する。比較器２４は、イベント信号の波高値に対する閾値Ｖｒｅｆ１の比較結果を示す信号（比較結果信号）を出力する。比較結果信号は、具体的には、処理対象のイベント信号の波高値が閾値Ｖｒｅｆ１よりも大きい旨の信号または処理対象のイベント信号の波高値が閾値Ｖｒｅｆ１よりも小さい旨の信号である。
【００２０】
比較器２２からの比較結果信号と比較器２４からの比較結果信号とは、ＡＮＤゲート２６に入力される。ＡＮＤゲート２６は、比較器２２による比較結果と比較器２４による比較結果とに応じて、処理対象のイベント信号がアフターパルスであるか否かを判断する。ＡＮＤゲート２６は、処理対象のイベント信号がアフターパルスである場合、アフターパルスが検出された旨の信号（以下、アフターパルス信号）を出力する。ＡＮＤゲート２６は、処理対象のイベント信号がアフターパルスでない場合、アフターパルス信号を出力しない。具体的には、ＡＮＤゲート２６は、時間積分値が閾値Ｖｒｅｆ２よりも小さく、波高値が閾値Ｖｒｅｆ１を超えない場合、アフターパルス信号を出力する。
【００２１】
図３は、本実施形態に係るタイミング遅延検出システムの一例を示す図である。図３に示すように、複数の光センサは、複数の区画に割り当てられる。以下、区画をトリガゾーンと呼ぶことにする。図３に示すように、光センサとして、光センサＰ１と光センサＰ２とが例示されている。複数のトリガゾーンは、オーバラップするように設定される。すなわち、光センサは、二つのトリガゾーンに割り当てられても良い。例えば、図３に示すように、第１トリガゾーンが光センサ３１と光センサ３２とを含んでいるが、光センサ３１と光センサ３２とは第２トリガゾーンにも含まれている。各トリガゾーンに含まれる複数の光センサは、当該トリガゾーンに対応する電子回路に接続されている。第１トリガゾーンに属する複数の光センサは、信号経路３８を介して第１トリガゾーンの電子回路３３に接続される。同様に、第２トリガゾーンに属する複数の光センサは、信号経路３９を介して第２トリガゾーンの電子回路３４に接続され、第３トリガゾーンに属する複数の光センサは、信号経路４０を介して第３トリガゾーンの電子回路３５に接続される。従って、同一イベントが複数の光センサにより検出されるが、光センサと電子回路との間の信号経路に差があるため、当該イベントの記録時間が電子回路により異なる。具体的には、光センサ３１と光センサ３２とにより単一イベントが検出された場合、当該イベントに関するイベント信号は、信号経路３８を介して電子回路３３に入力され、信号経路３９を介して電子回路３４に入力される。信号経路３８と信号経路３９とは経路長等が異なるため、電子回路３３による当該イベントの記録時間と電子回路３４による当該イベントの記録時間に差が生じる。信号経路は、光学素子を含むことができる。
【００２２】
各電子回路３３、電子回路３４、及び電子回路３５は、図２に示すアフターパルス検出回路を含む。
【００２３】
図４は、複数の電子回路により受信されるアフターイベント信号の受信タイミングを比較するための、トリガゾーンからのアフターパルスのタイミングスペクトルを示すグラフである。図４に示すように、同一のアフターパルスに起因する複数のアフターイベント信号は異なる時刻で出力される。例えば、単一のアフターパルスが光センサ３１と光センサ３２とから発生されたとする。この場合、各アフターパルス信号が別個の信号経路を介して電子回路３３と電子回路３４とに供給される。電子回路３３は、主イベントの約１５０ｎｓ後に、当該アフターパルスに対応するアフターイベント信号４１を出力し、ゾーン電子回路３４は、主イベントの約２２５ｎｓ後に当該アフターパルスに対応するアフターイベント信号４２を出力する。この場合、信号経路間のタイミング差Δｔは７５ｎｓである。
【００２４】
電子回路３３と電子回路３４とは、トリガゾーンの境界上にあり、２つのトリガゾーンに含まれ２セットの電子回路に接続された単一の光センサ（例えば、光センサ３１又は光センサ３２）に接続される。その結果、２つのトリガゾーン内の残りの光センサの少なくとも幾つかは複数の電子回路に接続されず、単一の電子回路に接続されても良い。
【００２５】
あるいは、複数の光センサ３１と光センサ３２との各々は、複数の電子回路（例えば、電子回路３３と電子回路３４）に接続されても良い。この場合、光センサからの信号は、同じアフターパルスイベントを表す同じアフターイベント信号が２つの電子回路で確実に比較されるようにするために、合計されたり、遅延させられたり、またはフィルタリングされたりする。
【００２６】
同一のアフターパルス信号は、電子回路内で複数の信号経路を利用して、異なる時点で複数回記録することができる。上記のように、タイミング差は、電子回路によりタイミングスペクトルによって計測される。
【００２７】
例えば、ＰＥＴ装置の設計において、隣接するトリガゾーンの間で光センサが共有されることがある。１つのアフターパルスに起因する同一のアフターイベント信号は、隣接するトリガゾーン（例えば、第１トリガゾーンと第２トリガゾーン）をトリガし、従って電子回路により２回記録される。これらの２つの記録されたアフターイベント信号の時間差は、２つのトリガゾーン間の相対的タイミングオフセットの測定値である。図４に示すように、時間に関する積分値が小さいため、時間差測定値の広がり（半値全幅）も非常に小さい。この直接的な方法は、迅速な計算により正確な相対的タイミングオフセットを提供する。
【００２８】
本実施形態に係るタイミング遅延検出システムは、光学部品からのタイミングオフセットの絶対値の計測には用いられないが、電子回路の相対的タイミングオフセットを非常に高速で効率的に推定することができる。これらの時間差は、電子経路に差があるために、光学部品による実際の時間差より大きい。正確なタイミング試験／較正を実行する前の初期設定として相対的タイミングオフセットを用いることにより、較正プロセスが著しく短縮され、較正精度が向上する。
【００２９】
図５は、本実施形態に係るタイミング遅延検出システムの他の例を示す図である。この例では、光センサにより発生されたイベント信号は、複数の電子回路に送信され、従って、いずれの相対的な時間差は、アフターパルスによってトリガされる隣接するトリガゾーン間の時間差を分析することによって推定される。例えば、第１トリガゾーンと第２トリガゾーンとの両方は光センサ５１と光センサ５２とを含み、第２トリガゾーンと第３トリガゾーンとの両方は光センサ５３と光センサ５４とを含む。第１トリガゾーンの電子回路または第２トリガゾーンの電子回路がアフターパルスの鋭い立ち上がりを検出すると、アフターイベント信号が出力される。第１トリガゾーンの電子回路からのアフターイベント信号と第２トリガゾーンの電子回路からのアフターイベント信号との出力のタイミング差は、光センサ５１と第１トリガゾーンの電子回路との間の信号経路と、光センサ５２と第２トリガゾーンの電子回路との間の信号経路との間の相対的な遅延量を決定するために用いられる。
【００３０】
図５に示すように、複数の電子回路には時間遅延処理回路５９が接続されている。時間遅延処理回路５９は、複数の電子回路からのアフターイベント信号を繰り返し受信し、複数の電子回路からの同一のアフターパルスに起因する複数のアフターイベント信号に関する信号経路間の相対的な遅延量を決定する。そして時間遅延処理回路５９は、決定された相対的な遅延量を記録する。時間遅延処理回路５９は、信号経路間の遅延量が抑制させるように複数の電子回路との接続が設計される。
【００３１】
図６は、本実施形態に係るタイミング遅延検出システムの典型的な処理の流れを示す図である。
【００３２】
ステップＳ１００において、隣接するトリガゾーンの境界にある光センサによりイベント信号が繰り返し発生される。光センサは、トリガゾーンに関連付けられた特定の電子回路に接続されている。アフターパルスは、光センサにおいて、主イベントが発生した後に発生する。
【００３３】
ステップＳ１０１において、イベント信号が光センサにより発生される。発生されたイベント信号は、光センサから接続先の一対の電子回路に送信される。光センサは、電子回路にイベント信号を繰り返し送信する。光センサは、ガンマ線とシンチレータ結晶との相互作用によって生じる蛍光に由来する大量の光子量の蛍光を検出した後、アフターパルス信号を付随的に発生する。
【００３４】
ステップＳ１０２において、各イベント信号が一対の電子回路により受信される。各電子回路は、各イベント信号を分析し、繰り返し受信されるイベント信号の中からアフターパルスを検出する。
【００３５】
ステップＳ１０３において、一対の電子回路により、アフターパルスの検出に応答してアフターイベント信号が出力される。アフターイベント信号は、一対の電子回路から時間遅延処理回路に供給される。
【００３６】
ステップＳ１０４において、時間遅延処理回路により、同一のトリガゾーンに接続された２つの電子回路から出力された２つのアフターイベント信号のタイムスタンプが、当該トリガゾーンにより検出された特定のアフターパルスに対して比較される。２つのアフターイベント信号のタイムスタンプの相対的な時刻差は、各アフターイベント信号が経由した信号経路間のタイミングの相対的な遅延量に対応する。
【００３７】
ステップＳ１０５において、時間遅延処理回路により、２つのアフターイベント信号のタイムスタンプの相対的な遅延量が記憶部に記録される。より詳細には、記憶部は、相対的な遅延量を、当該相対的な遅延量に係るアフターイベント信号の供給元のアフターパルス検出部の識別情報に関連づけて記憶する。
【００３８】
ステップＳ１０６において、記録された相対的な遅延量が、タイミング差を補正するために用いられる補正アルゴリズムに入力される。
【００３９】
ステップＳ１０７において、当該相対的な遅延量が検出回路に送信される。当該検出回路は、イベントを検出するために用いられるシステムタイミングオフセットの較正を調整する。
【００４０】
かくして、本実施形態によれば、ＰＥＴ撮像に係るタイミング精度を向上することができる。
【００４１】
本実施形態に係る処理の特定の部分は、何らかの形態のコンピュータプロセッサを用いて実施することができる。当業者が認識するように、コンピュータプロセッサは、離散論理ゲートとして、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他の複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ）として実施することができる。ＦＰＧＡまたはＣＰＬＤの実装は、ＶＨＤＬ、Ｖｅｒｉｌｏｇ、または他の任意のハードウェア記述言語でコーディングすることができ、そのコードは、ＦＰＧＡまたはＣＰＬＤ内の電子メモリに直接格納しても、または別の電子メモリに格納してもよい。さらに、電子メモリは、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュメモリなど、不揮発性であってもよい。電子メモリは、スタティックＲＡＭまたはダイナミックＲＡＭなど、揮発性であっても、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサなどのプロセッサは、電子メモリならびにＦＰＧＡまたはＣＰＬＤと電子メモリの間の相互作用を管理するために設けられてもよい。
【００４２】
あるいは、コンピュータプロセッサは、本実施形態に係る機能を実現するための１組のコンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラムを実行することができ、このプログラムは、上述の一時的でない電子メモリの何れかおよび／またはハードディスクドライブ、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュドライブ、もしくは他の任意の知られている記憶媒体に格納される。さらに、コンピュータ可読命令は、米国のＩｎｔｅｌのＸｅｏｎプロセッサ又は米国のＡＭＤのＯｐｔｅｒｏｎプロセッサなどのプロセッサ、及びＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  ＶＩＳＴＡ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｓｏｌａｒｉｓ、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ、ＭＡＣ−ＯＳＸなどのオペレーティングシステム、および当業者に知られているその他のオペレーティングシステムと共に実行する、ユーティリティアプリケーション、バックグラウンドデーモン、またはオペレーティングシステムの構成要素、またはそれらの組合せとして提供されてもよい。
【００４３】
図７は、本実施形態に係るコンピュータベースのシステム１０００を示す図である。図７に示すように、コンピュータ１０００は、情報を通信するためのバスＢまたは他の通信機構と、このバスＢと結合された、情報を処理するためのプロセッサ（ＣＰＵ）１００４とを含む。コンピュータ１０００は、バスＢに結合された、ＣＰＵ１００４によって実行する情報および命令を格納するための、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他の動的記憶デバイス（例えば、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、およびシンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ））などの記憶部１００３も含む。さらに、記憶部１００３は、ＣＰＵ１００４による命令の実行中に一時変数または他の中間情報を格納するために用いることができる。コンピュータ１０００は、バスＢに結合された、ＣＰＵ１００４のための静的情報および命令を格納するための読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）または他の静的記憶デバイス（例えば、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、および電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ））をさらに含んでも良い。
【００４４】
コンピュータ１０００は、大容量記憶装置１００２などの、情報および命令を格納するための１つまたは複数の記憶デバイスを制御するための、バスＢに結合されたディスクコントローラと、駆動装置１００６（例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、読み取り専用コンパクトディスクドライブ、読み取り／書き込みコンパクトディスクドライブ、コンパクトディスクジュークボックス、テープドライブ、及びリムーバブル光磁気ドライブ）も含むことができる。記憶装置は、適切なデバイスインタフェース（例えば、ｓｍａｌｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｓｙｓｔｅｍ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＳＣＳＩ）、ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（ＩＤＥ）、拡張ＩＤＥ（Ｅ−ＩＤＥ）、直接メモリアクセス（ＤＭＡ）、またはウルトラＤＭＡ）を用いてコンピュータ１０００に追加することができる。
【００４５】
コンピュータ１０００は、特殊目的論理デバイス（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））または構成可能な論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ））も含むことができる。
【００４６】
コンピュータ１０００は、コンピュータユーザに情報を表示するための陰極線管（ＣＲＴ）などのディスプレイを制御するための、バスＢに結合されたディスプレイコントローラも含むことができる。コンピュータシステムは、コンピュータユーザと対話してプロセッサに情報を提供するための、キーボード及びポインティングデバイスなどの入力デバイスを含む。ポインティングデバイスは、例えば、プロセッサに方向情報及びコマンド選定を通信するための、及びディスプレイ上のカーソル移動を制御するための、マウス、トラックボール、又はポインティングスティックであってもよい。さらに、プリンタは、コンピュータシステムによって格納および／または生成されるデータの印刷されたリストを提供することができる。
【００４７】
コンピュータ１０００は、記憶部１００３などのメモリに含まれる１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスをＣＰＵ１００４が実行したことを受けて、処理ステップの少なくとも一部分を行う。このような命令は、大容量記憶装置１００２又はコンピュータ可読媒体１００１からメモリユニットに読み込んでもよい。マルチプロセッシング装置内の１つまたは複数のプロセッサは、記憶部１００３に含まれる命令のシーケンスを実行するために用いてもよい。あるいは、ハードワイヤード回路は、ソフトウェア命令の代わりに、またはソフトウェア命令と組み合わせて用いることができる。従って、本実施形態は、ハードウェア回路およびソフトウェアのいかなる特定の組合せにも限定されない。
【００４８】
上述のように、コンピュータ１０００は、実施形態の教示に従ってプログラムされた命令を保持するための、およびデータ構造、テーブル、レコード、または本明細書で説明する他のデータを含むための、少なくとも１つの可読媒体１００１又はメモリを含む。コンピュータ可読媒体の例は、コンパクトディスク、ハードディスク、フロッピーディスク、テープ、光磁気ディスク、ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、または他の任意の磁気媒体、コンパクトディスク（たとえば、ＣＤ−ＲＯＭ）、またはコンピュータが読み取り可能な他の任意の媒体である。
【００４９】
本実施形態は、任意の１つのコンピュータ可読媒体またはコンピュータ可読媒体の組合せに格納された、ＣＰＵ１００４を制御するための、実施形態を実施するために１つまたは複数のデバイスを駆動するための、及びＣＰＵ１００４が人間のユーザと対話することを可能にするための、ソフトウェアを含む。このようなソフトウェアとしては、限定するものではないが、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、開発ツール、およびアプリケーションソフトウェアがある。このようなコンピュータ可読媒体としては、さらに、実施形態を実施する際に行われる処理のすべてまたは一部分（処理が分散される場合）を行うための本実施形態のコンピュータプログラム製品がある。
【００５０】
本実施形態の媒体上のコンピュータコード要素は、スクリプト、解釈可能なプログラム、ダイナミックリンクライブラリ（ＤＬＬ）、Ｊａｖａ（登録商標）クラス、および完全実行可能プログラム（complete executable program）を含むがこれらに限定されない、任意の解釈可能または実行可能なコードメカニズムであってもよい。さらに、本実施形態の処理の一部は、性能の向上、信頼性の向上、および／またはコストの削減のために分散することができる。
【００５１】
本明細書で用いる「コンピュータ可読媒体」という用語は、実行のためにＣＰＵ１００４に命令を提供することに関与する任意の媒体を指す。コンピュータ可読媒体は、不揮発性媒体および揮発性媒体を含むがこれらに限定されない、多くの形態をとることができる。不揮発性媒体としては、たとえば、大容量記憶装置１００２または可読媒体１００１などの、光ディスク、磁気ディスク、および光磁気ディスクがある。揮発性媒体としては、記憶部１００３などのダイナミックメモリがある。
【００５２】
コンピュータ可読媒体の種々の形態は、実行のために１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスをＣＰＵ１００４に伝送することに関係してもよい。例えば、命令は、最初はリモートコンピュータの磁気ディスクに収容されてもよい。バスＢに結合された入力は、データを受信し、バスＢによりデータが搬送される。バスＢはデータを記憶部１００３に伝送し、ＣＰＵ１００４は記憶部１００３から命令を取り込んで実行する。記憶部１００３により受信される命令は、任意選択で、ＣＰＵ１００４による実行の前または後のどちらかで、大容量記憶装置１００２に記憶されてもよい。
【００５３】
コンピュータ１０００は、バスＢに結合された通信インタフェース１００５も含む。通信インタフェース１００５は、たとえば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に、またはインターネットなどの別の通信ネットワークに接続されたネットワークと結びついた双方向データ通信を提供する。たとえば、通信インタフェース１００５は、任意のパケット交換ＬＡＮにアタッチするためのネットワークインタフェースカードであってもよい。別の例として、通信インタフェース１００５は、対応するタイプの通信回線にデータ通信接続を提供するための、非対称デジタル加入者回線（ＡＤＳＬ）カード、総合サービスデジタル通信網（ＩＳＤＮ）カード、又はモデムであってもよい。また、ワイヤレスリンクを実装してもよい。通信インタフェース１００５は、種々のタイプの情報を表すデジタルデータストリームを運ぶ電気信号、電磁信号、又は光信号を送受信する。
【００５４】
ネットワークは、典型的には、１つまたは複数のネットワークを介して他のデータデバイスにデータ通信を提供する。たとえば、ネットワークは、ローカルネットワーク（たとえば、ＬＡＮ）を介して、または通信ネットワークを介して通信サービスを提供するサービスプロバイダによって運用される機器を介して、別のコンピュータへの接続を提供することができる。ローカルネットワークおよび通信ネットワークは、たとえば、デジタルデータストリームを運ぶ電気信号、電磁信号、または光信号と、関連する物理層（たとえば、ＣＡＴ５ケーブル、同軸ケーブル、光ファイバーなど）とを用いる。さらに、ネットワークは、携帯情報端末（ＰＤＡ）ラップトップコンピュータまたは携帯電話などのモバイルデバイスへの接続を提供することができる。
【００５５】
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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【００５６】
１０…アフターパルス、１５…主パルス、２１…積分器、２２…比較器、２３…第２閾値、２４…比較器、２５…第１閾値、２６…ＡＮＤゲート、３１、３２、３６、３７…光センサ、３３、３４、３５…電子回路、３８、３９、４０…信号経路、５９…時間遅延処理回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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