(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出器においてγ線がパルス信号として検出されるイベントの発生時間に対応する時間情報を出力するタイミング回路と、
複数の前記タイミング回路から送られる複数の前記時間情報を照合して真の同時計数における前記時間情報を判別する同時計数回路と、
前記同時計数回路により真の同時計数と判別された前記時間情報に対応する前記パルス信号の強度値から前記γ線の検出位置および前記γ線のエネルギーを演算するパルス演算部と
を備え、
前記パルス演算部は、
前記パルス信号の強度値を検出周期ごとに複数個記憶する記憶部と、
前記パルス信号の強度値を基に前記γ線の検出位置を演算する位置演算回路と、
前記パルス信号の強度値を基に検出された前記γ線のエネルギーを演算するエネルギー演算回路とを備え、
前記同時計数回路にて真の同時計数と判別された前記時間情報に対応する前記パルス信号の強度値が前記記憶部から前記位置演算回路および前記エネルギー演算回路に出力されることを特徴とする放射線断層撮像装置用のデータ収集器。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線断層撮像装置用のデータ収集器において、
前記記憶部は、真の同時計数と判別されなかったイベントに対応するパルス信号の強度値を消去する
ことを特徴とする放射線断層撮像装置用のデータ収集器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の放射線断層撮像装置用のデータ収集器において、
前記同時計数回路は真の同時計数と判別されたイベントの時間差情報を検出し、
前記位置演算回路は前記同時計数回路から入力される前記時間差情報に基づいて前記γ線の発生位置も演算する
ことを特徴とする放射線断層撮像装置用のデータ収集器。
【請求項４】
被検体から照射されるγ線をパルス信号として検出する放射線検出器と、
前記放射線検出器においてγ線が検出された情報を収集するデータ収集器を備え、
前記データ収集器は、
前記放射線検出器においてγ線がパルス信号として検出されるイベントの発生時間に対応する時間情報を出力するタイミング回路と、
複数の前記タイミング回路から送られる複数の前記時間情報を照合して真の同時計数における前記時間情報を判別する同時計数回路と、
前記同時計数回路により真の同時計数と判別された前記時間情報に対応する前記パルス信号の強度値から前記γ線の検出位置および前記γ線のエネルギーを演算するパルス演算部とを有し、
前記パルス演算部は、
前記パルス信号の強度値を検出周期ごとに複数個記憶する記憶部と、
前記パルス信号の強度値を基に前記γ線の検出位置を演算する位置演算回路と、
前記パルス信号の強度値を基に検出された前記γ線のエネルギーを演算するエネルギー演算回路とを備え、
前記同時計数回路にて真の同時計数と判別された前記時間情報に対応する前記パルス信号の強度値が前記記憶部から前記位置演算回路および前記エネルギー演算回路に出力される
ことを特徴とする放射線断層撮像装置。
【請求項５】
放射線検出器においてγ線がパルス信号として検出されるイベントの発生時間に対応する時間情報を検出する時間情報検出ステップと、
前記パルス信号の強度値を検出周期ごとに記憶するパルス情報記憶ステップと、
複数の前記時間情報を照合して真の同時計数における前記時間情報を判別する同時計数判別ステップと、
記憶されたパルス信号の強度値の中から真の同時計数と判別された時間情報に対応する強度値を出力するステップと、
前記パルス信号の強度値を基に前記γ線の検出位置および前記γ線のエネルギーを演算するパルス演算ステップと
を備えることを特徴とする放射線断層撮像用データ収集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生する放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める放射線断層撮像装置用のデータ収集器およびそれを備えた放射線断層撮像装置、放射線断層撮像用データ収集方法に係り、特に、放射線をパルス信号として検出する際の位置演算およびエネルギー演算の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線断層撮像装置としてＥＣＴ(Emission Computed Tomography)装置があり、特に、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置を例に採って説明する。ＰＥＴ装置は、陽電子（ポジトロン：Positron）の消滅によって発生する２本のγ線を複数個の検出器で検出する。具体的には、陽電子放出核種を含んだ放射性薬剤を被検体内に投与して、投与された被検体内から放出される対消滅γ線を多数の放射線検出器で検出する。そして、２つの放射線検出器で一定時間内にγ線を検出した場合に同時に検出したとして、それを一対の対消滅γ線として計数する。さらに対消滅発生地点を、検出した２つの放射線検出位置を結ぶ直線上に特定する。このように同時計数情報を蓄積して再構成処理を実施することで、陽電子放出核種分布画像、すなわち断層画像を得ることができる。
【０００３】
ＰＥＴ装置で用いられる放射線検出器は、複数のシンチレータを有するシンチレータブロックと光電子増倍管（ＰＭＴ）とが組み合わされたものである。この放射線検出器をリング状に多数個配置して検出器リングを構成する。このように配置された放射線検出器間で、対消滅γ線の同時計数を実施してデータ収集を行う。各放射線検出器で検出されたイベントの同時計数を効率良く判別するために、特許文献１に記載されているように、各放射線検出器をいくつかのグループに分ける。複数の放射線検出器を有するそれぞれのグループが１つの放射線検出器として機能するように、グループ内の各放射線検出器のイベント情報をまとめることで、各グループ間で同時計数の判別を実施する。また、特許文献２に記載されているように、ＰＥＴ装置には消滅放射線対の検出の時間差を利用して消滅放射線対の発生位置を特定することができるＴＯＦ（timing of flight）型ＰＥＴ装置もある。
【０００４】
図９を参照して、グループ間での同時計数の判別を説明する。入射されたγ線をパルス信号として検出する放射線検出器７１には、それぞれ検出器信号処理回路７２が接続されている。検出器信号処理回路７２は、放射線検出器７１から入力されるパルス信号を基に、入射されたγ線の位置情報、入射されたγ線のエネルギー情報および検出された時間情報をそれぞれ検出する位置演算回路７３、エネルギー演算回路７４およびタイミング回路７５を有する。
【０００５】
放射線検出器７１においてγ線がパルス信号として検出されたイベントに関するこれらの位置情報、エネルギー情報および時間情報が１つのイベント情報として検出器信号処理回路７２からグルーピング回路７６に送られる。グルーピング回路７６は、複数の検出器信号処理回路７２から送られるイベント情報を同時計数回路７７へ順次出力する。同時計数回路７７は、イベント情報に含まれる時間情報を用いてグルーピング回路７６間での同時計数の判別を実施する。このように、イベント情報は、検出器信号処理回路７２からグルーピング回路７６を経て同時計数回路７７へと送信される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３４２０７４号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３２０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のＰＥＴ装置およびＴＯＦ型ＰＥＴ装置においては、以下の問題点がある。検出された全てのイベントに対して、それぞれγ線の位置演算およびエネルギー演算を実施し、時間情報、位置情報およびエネルギー情報を１つのイベント情報として、同時計数回路へ送信していた。しかしながら、同時計数と判別される割合は検出されたイベント中１３％程度であり、８０％以上のイベント情報が画像の再構成には使われないデータとして破棄されていた。
【０００８】
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、位置演算およびエネルギー演算量を低減する放射線断層撮像装置用のデータ収集器およびそれを備えた放射線断層撮像装置、放射線断層撮像用データ収集方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、本発明に係る第１の発明は、放射線検出器においてγ線がパルス信号として検出されるイベントの発生時間に対応する時間情報を出力するタイミング回路と、複数の前記タイミング回路から送られる複数の前記時間情報を照合して真の同時計数における前記時間情報を判別する同時計数回路と、前記同時計数回路により真の同時計数と判別された前記時間情報に対応する前記パルス信号の強度値から前記γ線の検出位置および前記γ線のエネルギーを演算するパルス演算部とを備え、前記パルス演算部は、
前記パルス信号の強度値を検出周期ごとに複数個記憶する記憶部と、前記パルス信号の強度値を基に前記γ線の検出位置を演算する位置演算回路と、前記パルス信号の強度値を基に検出された前記γ線のエネルギーを演算するエネルギー演算回路とを備え、前記同時計数回路にて真の同時計数と判別された前記時間情報に対応する前記パルス信号の強度値が前記記憶部から前記位置演算回路および前記エネルギー演算回路に出力される放射線断層撮像装置用のデータ収集器である。
【００１０】
上記構成により、タイミング回路は、放射線検出器においてγ線がパルス信号として検出されるイベントの発生時間に対応する時間情報を検出して出力する。同時計数回路は、複数のタイミング回路から送られる複数の時間情報を照合して真の同時計数における時間情報を判別する。パルス演算部は、同時計数回路により真の同時計数と判別された時間情報に対応するパルス信号の強度値からγ線の検出位置およびγ線のエネルギーを演算する。真の同時計数と判別された時間情報に対応するパルス信号の強度値からγ線の検出位置およびγ線のエネルギーを演算するので、全てのパルス信号の強度値からγ線の検出位置およびγ線のエネルギーを演算するのに比べて大幅に演算量を低減することができる。
【００１１】
また、前記パルス演算部は、前記パルス信号の強度値を記憶する記憶部と、前記パルス信号の強度値を基に前記γ線の検出位置を演算する位置演算回路と、前記パルス信号の強度値を基に検出された前記γ線のエネルギーを演算するエネルギー演算回路とを備え、前記同時計数回路にて真の同時計数と判別された前記時間情報に対応する前記パルス信号の強度値が前記記憶部から前記位置演算回路および前記エネルギー演算回路に出力されることが好ましい。
【００１２】
パルス演算部は記憶部と位置演算回路とエネルギー演算回路とを備えることが好ましい。記憶部はパルス信号の強度値を記憶するので、パルス信号の強度値が記憶されている間に同時計数の判別を実施することができる。位置演算回路は入力されるパルス信号の強度値を基にγ線の検出位置を演算し、エネルギー演算回路は入力されるパルス信号のっ強度値を基に検出されたγ線のエネルギーを演算する。記憶部は、同時計数回路にて真の同時計数と判別された時間情報に対応するパルス信号の強度値を位置演算回路およびエネルギー演算回路に出力するので、位置演算回路およびエネルギー演算回路は同時計数の判別結果により、真の同時計数と判別されたイベントのパルス信号の強度値のみをそれぞれ演算することができる。
【００１３】
また、前記記憶部は、真の同時計数と判別されなかったイベントに対応するパルス信号の強度値を消去することが好ましい。これにより、記憶部内に記憶するデータ量を低減することができる。
【００１４】
また、前記同時計数回路は真の同時計数と判別されたイベントの時間差情報を検出し、前記位置演算回路は前記同時計数回路から入力される前記時間差情報に基づいて前記γ線の発生位置も演算してもよい。同時計数回路は真の同時計数と判別したイベントの時間情報を基に時間差情報を検出する。この時間差情報は同時計数回路から位置演算回路へ出力される。位置演算回路は、時間差情報を基にγ線の発生位置を演算して特定することができる。
【００１５】
また、本発明に係る第２の発明は、被検体から照射されるγ線をパルス信号として検出する放射線検出器と、前記放射線検出器においてγ線が検出された情報を収集するデータ収集器を備え、前記データ収集器は、前記放射線検出器においてγ線がパルス信号として検出されるイベントの発生時間に対応する時間情報を出力するタイミング回路と、複数の前記タイミング回路から送られる複数の前記時間情報を照合して真の同時計数における前記時間情報を判別する同時計数回路と、前記同時計数回路により真の同時計数と判別された前記時間情報に対応する前記パルス信号の強度値から前記γ線の検出位置および前記γ線のエネルギーを演算するパルス演算部とを有し、前記パルス演算部は、
前記パルス信号の強度値を検出周期ごとに複数個記憶する記憶部と、前記パルス信号の強度値を基に前記γ線の検出位置を演算する位置演算回路と、前記パルス信号の強度値を基に検出された前記γ線のエネルギーを演算するエネルギー演算回路とを備え、前記同時計数回路にて真の同時計数と判別された前記時間情報に対応する前記パルス信号の強度値が前記記憶部から前記位置演算回路および前記エネルギー演算回路に出力される放射線断層撮像装置である。
【００１６】
上記構成の放射線断層撮像装置によれば、真の同時計数と判別された時間情報に対応するパルス信号の強度値からγ線の検出位置およびγ線のエネルギーを演算するので、全てのパルス信号の強度値からγ線の検出位置およびγ線のエネルギーを演算するのに比べて大幅に演算量を低減することができる。
【００１７】
また、本発明に係る第３の発明は、放射線検出器においてγ線がパルス信号として検出されるイベントの発生時間に対応する時間情報を検出する時間情報検出ステップと、前記パルス信号の強度値を検出周期ごとに記憶するパルス情報記憶ステップと、
複数の前記時間情報を照合して真の同時計数における前記時間情報を判別する同時計数判別ステップと、記憶されたパルス信号の強度値の中から真の同時計数と判別された時間情報に対応する強度値を出力するステップと、前記パルス信号の強度値を基に前記γ線の検出位置および前記γ線のエネルギーを演算するパルス演算ステップとを備える放射線断層撮像用データ収集方法である。
【００１８】
時間情報検出ステップにて、放射線検出器においてγ線がパルス信号として検出されるイベントの発生時間に対応する時間情報を検出する。同時計数判別ステップでは、複数の時間情報を照合して真の同時計数における時間情報を判別する。パルス演算ステップでは、真の同時計数と判別された時間情報に対応するパルス信号の強度値からγ線の検出位置およびγ線のエネルギーを演算するので、全てのパルス信号の強度値からγ線の検出位置およびγ線のエネルギーを演算するのに比べて大幅に演算量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る放射線断層撮像用のデータ収集器およびそれを用いた放射線断層撮像装置、放射線断層撮像用データ収集方法によれば、位置演算およびエネルギー演算量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例に係るＰＥＴ装置のブロック図である。
【図２】実施例に係る放射線検出器の概略斜視図である。
【図３】実施例に係る検出器リングの概略正面図である。
【図４】実施例に係るデータ収集器の構成を示すブロック図である。
【図５】実施例に係るメモリの構成を示す説明図である。
【図６】実施例に係るメモリの構成を示す説明図である。
【図７】実施例に係るデータ収集の流れを示すフローチャートである。
【図８】変形例に係るデータ収集器の構成を示すブロック図である。
【図９】従来例に係るデータ収集器の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２１】
１．ＰＥＴ装置
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は、実施例におけるＰＥＴ装置の構成を示すブロック図であり、図２は実施例における放射線検出器の概略斜視図であり、図３は実施例における検出器リングの概略正面図である。なお、本発明の放射線の一例として、実施例ではγ線を挙げて説明する。
【００２２】
実施例におけるＰＥＴ装置１は、被検体Ｍを載置する天板２と、天板２を導入させる開口部を有するガントリ３と、被検体Ｍから放射されるγ線を検出する放射線検出器４と、ガントリ３の内部に放射線検出器４をリング状に配置された検出器リング５とを備える。検出器リング５に設けられた開口は、天板２の長手方向、つまり、被検体Ｍの体軸方向であるｚ方向に伸びた円筒形となっている。また、ＰＥＴ装置１は、天板２を駆動する天板移動機構６と、天板２の移動量を制御する天板移動制御部７と、各放射線検出器４にシリアルナンバーとなっている時刻情報を送るクロック８と、各放射線検出器４で検出されたイベント情報を収集するデータ収集器９と、収集されたイベント情報を基に断層像を再構成する画像再構成部１０とを備える。
【００２３】
天板２は、ガントリ３および検出器リング５の開口をｚ方向から貫通するように設けられており、ｚ方向に沿って往復可能である。この様な天板２の往復移動は、天板移動機構６によって実現される。天板移動機構６は、天板移動制御部７によって天板２の移動量が制御される。天板２は、その全体が検出器リング５の外側に位置している待機位置から、検出器リング５の一方側の開口を通って内部に導入される。さらに、検出器リング５の内部を貫通して、検出器リング５のもう一方側の開口から突き出ることができる。
【００２４】
放射線検出器４は、被検体Ｍから発生したγ線を光に変換するシンチレータブロック４ａと、変換された光を光電変換して電気のパルス信号に変換する光電子倍増管４ｂとを備える（図２参照）。シンチレータブロック４ａは複数個のシンチレータを有する。この光電子倍増管４ｂでパルス信号が検出されることをイベントと称す。これら複数個のシンチレータにおいて、複数の放射線パルス信号が検出される。これらのパルスが持つエネルギーはγ線の入射位置に応じて一定の比率で検出される。
【００２５】
１００個前後の放射線検出器４をｚ方向に垂直な平面上の仮想円に放射状に配列することで１つの単位リングが形成される（図３参照）。この単位リングをｚ方向に複数個配列することで検出器リング５が構成される。
【００２６】
ＰＥＴ装置１は、さらに、各部を統括的に制御する主制御部１１と、再構成された断層像を表示するモニタ１２と、操作者が様々な設定入力する操作卓１３と、断層像や種々のデータを保管する記憶器１４とを備えている。主制御部１１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）などで構成されている。データ収集器９および画像再構成部１０はマイクロプロセッサまたはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）で構成してもよいし、主制御部１１のＣＰＵの一部の構成としてもよい。また、操作卓１３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。操作者は、撮像開始を操作卓１３から指示することができる。モニタ１２として、たとえば、液晶表示装置またはＣＲＴディスプレイが挙げられ、記憶器１４としてはハードディスクやメモリ、ストレージなどの記憶媒体が挙げられる。
【００２７】
２．データ収集器
次に、図４を参照してデータ収集器の説明をする。図４は、データ収集器の構成を示すブロック図である。図４において、放射線検出器４ｒ１と放射線検出器４ｒｉ、および放射線検出器４ｒｊと放射線検出器４ｒｋとはそれぞれ同一グループに分けられており、また、放射線検出器４ｒ１および放射線検出器４ｒｉのグループと放射線検出器４ｒｊと放射線検出器４ｒｋのグループとは互いに対向して配置されている。
【００２８】
データ収集器９は、放射線検出器４で検出されたパルス信号から、光の検出された時間情報およびパルス強度を収集し、対となる真のイベント情報を計数する。データ収集器９は、各放射線検出器４と接続される検出器信号処理部２１と、複数の検出器信号処理部２１から出力される時間情報を１つのグループとしてまとめて出力するグルーピング回路２２と、グルーピング回路２２間で各時間情報のペアを判別して真のイベント情報を計数する同時計数回路２３と、真の同時計数と判別されたイベントのパルス信号の強度からγ線の入射位置およびエネルギーを演算するパルス演算部２４を備える。
【００２９】
検出器信号処理部２１は放射線検出器４ごとに備えられ、放射線検出器４で光が検出された時間を検出するタイミング回路２６と、検出したパルス信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換器２７とを有する。検出器信号処理部２１は、クロック８から入力されるクロック信号に基づき、予め定められた検出周期すなわち１フレームごとに信号処理を実施する。本実施例では、１フレームをＡ／Ｄ変換器の変換周期に合わせて１０ｎｓｅｃとするが、この値に限ることなく設定してもよい。
【００３０】
タイミング回路２６は、光電子倍増管４ｂで光が検出されてパルス信号が立ち上がる時刻を検出することができる。このように、放射線検出器４においてγ線がパルス信号として検出されるイベントの発生時間に対応する時間情報がタイミング発生回路２６からグルーピング回路２２へ出力される。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換器２７は、光電子倍増管４ｂで検出されたパルス信号の強度値（以下、パルス強度値と称す）をアナログ信号からデジタル信号へと変換する。変換されたデジタル信号のパルス強度値は、パルス演算部２１のメモリ２８へ出力され、放射線検出器４ごとに割り当てられた領域に保管される。各放射線検出器４が有する複数のシンチレータで検出された複数のパルス強度値はそれぞれまとめられてメモリ２８の指定された領域に格納される。
【００３２】
グルーピング回路２２は論理和を取るＯＲ回路で構成される。放射線検出器４および検出器信号処理回路２２は複数のグループに分けられており、各グループごとに配置されたグルーピング回路２２が同一グループとして分けられた複数の検出器信号処理部２１から入力される各時間情報を１つにまとめて同時計数回路２３へ出力する。
【００３３】
同時計数回路２３は、各グルーピング回路２２から送られる時間情報を照合して、それぞれ対となる時間情報の有無を判別して、真の同時計数となるイベントの時間情報を検出する。すなわち、それぞれ対向して配置されているグループのグルーピング回路２２から出力された時間情報を検索して、互いの時間情報を照合して同時計数の有無を判別する。真の同時計数となるイベントの時間情報を検出すると、パルス演算部２４のメモリ２８に真の同時計数と判別されたイベントに対応するパルス強度値を出力するように指示する。
【００３４】
パルス演算部２４は、各検出信号処理部２１から出力されたパルス強度値を保管するメモリ２８と、同時計数と判別されたイベントのγ線の入射位置を演算する位置演算回路２９と、同時計数と判別されたイベントのγ線のエネルギーを演算するエネルギー演算回路３０とを有する。
【００３５】
メモリ２８は、各検出信号処理部２１のＡ／Ｄ変換器２７から出力されたパルス強度値を保管する。図５および図６を参照してメモリ２８に保管されるパルス強度値を説明する。図５および図６はメモリ２８のデータ保管の概略図である。メモリ２８は、少なくとも、同時計数回路２３における同時計数の判別周期の期間分のパルス強度値を保管する。通常、Ａ／Ｄ変換器２７の変換周期の方が同時計数回路２３における同時計数の判別周期よりも短いので、メモリ２８には各放射線検出器４で検出された複数のパルス強度値が保管されている。たとえば、Ａ／Ｄ変換器２７の変換周期が１０ｎｓｅｃであり、同時計数回路２３における同時計数の判別周期が１００ｎｓｅｃであるとすると、メモリ２８は、各放射線検出器４で検出されたパルス強度値の少なくとも１０個分のデータ量を保管する。
【００３６】
メモリ２８には、各放射線検出器４に対して、それぞれパルス強度値のデータを保管できる領域が予め用意されている。図５および図６では、各行ごとに各放射線検出器４の保管領域が用意されている。また、各列はＡ／Ｄ変換器２７の変換周期ごとに入力されたパルス強度値であり、経過時間に応じて格納されている。最も右の列が直近に検出されたパルス強度値である。それぞれの列のパルス強度値は、Ａ／Ｄ変換器２７の変換周期に応じて、つまり、Ａ／Ｄ変換器２７から新たなパルス強度値が入力されるごとに左の列へ移動され、最も左の列のパルス強度値は上書きされることで自動的に消滅する。
【００３７】
図５において、たとえば、放射線検出器４ｒｉと４ｒｋのパルス強度値Ｄａ７とＤａ８とがそれぞれの検出信号処理回路２１から入力されて保管されている。また、図６に示されているメモリ２８のデータ保管の概略図は、図５の状態から１０ｎｓｅｃ経過して、新たにパルス強度値のデータが各検出信号処理回路２１から入力されて保管された状態である。図５の状態のそれぞれのパルス強度データ値が１列左へ移動されて図６の示す保管状態となっている。図５におけるデータＤａ１は、図６においては０値に上書きされて消滅している。なお、データＤａ１〜Ｄａ８は各放射線検出器４が有する複数のシンチレータで検出された複数のパルス強度値を含むデータである。
【００３８】
同時計数回路２３から、真の同時計数のイベントと判別された時間情報に対応するパルス強度値を出力する指示が入力されると、メモリ２８は、対応するパルス強度値を位置演算回路２９およびエネルギー演算回路３０へ出力する。メモリ２８は本発明における記憶部に相当する。
【００３９】
位置演算回路２９は、パルス強度値のデータを基に重心演算の手法を用いて演算処理して、放射線検出器４のどの部分にγ線が入射したのかを算出する。算出された位置情報はエネルギー演算回路３０へ出力される。また、エネルギー演算回路３０は、各放射線検出器４で検出されたパルス強度値を合算して、放射線検出器４に入射したγ線のエネルギーを算出する。算出されたエネルギー情報は位置情報とともに画像再構成部１０へ出力される。位置演算回路２９およびエネルギー演算回路３０での演算は、遅くとも数１００ｎｓｅｃ以内に完了させなければならず、高速処理を必要とする。
【００４０】
３．放射線断層撮像用データ収集
次に、図７を参照して、放射線断層撮像用データ収集方法を説明する。図７は実施例に係る放射線断層撮像用データ収集の流れを示すフローチャートである。
【００４１】
被検体Ｍから放出されるγ線が放射線検出器４に入射すると、シンチレータブロック４ａにてγ線から光に変換される。変換された光が光電子倍増管４ｂに入射すると、パルス信号として検出される。つまり、被検体Ｍから放出されるγ線がパルス信号として検出されるイベントが発生する。検出器信号処理部２１では、この検出されたパルス信号からこのイベントにおける各種情報が検出される。すなわち、タイミング回路２６は光の検出時刻である時間情報を検出し、Ａ／Ｄ変換器２７はアナログからデジタル変換したパルス強度値をパルス情報として出力する（ステップＳ０１）。
【００４２】
イベント情報の中で時間情報は、グルーピング回路２２へ送信される（ステップＳ０２）。グルーピング回路２２では、同じフレーム内で検出された時間情報、つまり、同一のフレームで入力された時間情報の論理和を取ることでグループごとの時間情報にまとめる。（ステップＳ０３）。グルーピングされた時間情報は同時計数回路２３へ出力される。
【００４３】
同時計数回路２３は、同じフレームで入力された複数の時間情報から対となる時間情報を判別して、真の同時計数となる対のイベントの時間情報を検出する（ステップＳ０４）。次に、真の同時計数と判別された対のイベントの時間情報を同時計数情報としてメモリ２８へ送信する（ステップＳ０５）。この同時計数情報は、真の同時計数と判別された対のイベントの時間情報が検出された放射線検出器４を指定する情報である。タイミング回路２６から出力される時間情報に、どの放射線検出器４で検出されたかを指定するＩＤ情報を予め添付させてもよい。ＩＤ情報は、たとえば、放射線検出器４に付けられた通し番号でもよい。
【００４４】
ステップＳ０２〜Ｓ０５の処理が実施されている間、検出されたパルス情報はＡ／Ｄ変換器２７からメモリ２８に出力されてここで記憶される（ステップＳ１２）。メモリ２８では、同時計数の判別が終了するまで、パルス強度値のデータを次々と移動しながら保管する。同時計数回路２３から真の同時計数と判別された対のイベントを検出した放射線検出器４を指定する同時計数情報が入力されると、メモリ２８は対応する領域に保管されているそれぞれのパルス強度値を対のパルス情報として位置演算回路２９およびエネルギー演算回路３０へ送信する（ステップＳ０６）。たとえば、図６において、同時計数回路２３から放射線検出器４ｒ１と４ｒｊを指定する信号がメモリ２８に入力されると、データＤａ２およびＤａ３がパルス情報として出力される。同時計数回路２３から、出力の指示がなかったパルス強度値は次のフレームにおいてデータが自動的に上書きされて消滅する。
【００４５】
位置演算回路２９はメモリ２８から入力された対のイベントのパルス強度値を基に、γ線の入射位置を演算して検出する（ステップＳ０７）。検出された位置情報は、エネルギー演算回路３０へ出力される。また、エネルギー演算回路３０はメモリ２８から入力された対のイベントのパルス強度値と位置演算回路２９から入力された位置情報とを基に、入射したγ線のエネルギー情報を演算して検出する（ステップＳ０８）。エネルギー演算回路３０は、検出したγ線のエネルギー情報と位置情報とをイベント情報として画像再構成部１０へ出力する（ステップＳ０９）。
【００４６】
画像再構成部１０は、入力されたイベント情報を基に被検体Ｍの断層像を再構成する。再構成された放射線断層像は主制御部１１を介してモニタ１２で表示されるか記憶器１４で保存される。
【００４７】
以上のデータ収集方法によれば、検出されたγ線の位置演算およびエネルギー演算は、検出された時間情報による同時計数の判別の後に実施するので、真の同時計数と判別されたイベントに関してのみ位置演算およびエネルギー演算をすればよいので、検出された全てのイベントに対して位置演算およびエネルギー演算をする必要がない。これにより、演算量を大幅に削減することができる。
【００４８】
このように、本実施例のデータ収集器９およびそれを備えるＰＥＴ装置１、データ収集方法によれば、放射線検出器４ごとに位置演算回路２９およびエネルギー演算回路３０を配置する必要がない。また、真の同時計数と判別されなかったイベントのパルス強度値はメモリ２８内で自然に消滅するので、余分な放射線パルス信号の処理を削減することができ、データ収集器９および放射線撮像装置１のデータ処理量を削減することができる。また、位置演算およびエネルギー演算を高速で処理すればするほど、たとえば１００ＭＨｚといったクロックで動作させると、これらの高速クロックが通る基板はノイズ源となる可能性がある。このような基板を放射線検出器４ごとに多数設けると、データ収集器９および放射線撮像装置１の中で極めて大きなノイズ源となる可能性がある。しかしながら、本実施例によれば、位置演算回路２９およびエネルギー演算回路３０の基板枚数を大幅に削減できるので、位置演算およびエネルギー演算を高速で処理してもノイズの発生を低減することができる。
【００４９】
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。
【００５０】
（１）上述した実施例では、消滅放射線対の検出の時間差を利用しないＰＥＴ装置１であったが、これに限られずＴＯＦ型ＰＥＴ装置であってもよい。図８に示すようにＴＯＦ型ＰＥＴ装置の場合、データ収集器９’の同時計数回路２３’は、真の同時計数のイベントを判別すると共に、真の同時計数と判別されたイベントの時間差情報もさらに検出する。
同時計数回路２３’から同時計数情報に加えて消滅放射線対の検出の時間差情報が位置演算回路２９’に入力される。位置演算回路２９’はγ線の入射位置を算出すると共に、時間差情報からγ線の発生位置を算出する。このように、より高精度な位置演算を実施することができる。なお、データ収集器９’、同時計数回路２３’および位置演算回路２９’は、それぞれ、実施例１において対応するデータ収集器９、同時計数回路２３および位置演算回路２９の機能も備えている。このように、ＴＯＦ型ＰＥＴ装置であっても、同時計数と判別されなかったイベントのパルス情報は位置演算およびエネルギー演算されることなく消去されるので、余分な放射線パルス信号の処理を大幅に削減することができる。
【００５１】
（２）上述した実施例では、デジタル信号に変換されたパルス強度値はメモリ２８に一括して保存されていたがこれに限られない。たとえば、検出信号処理部２１ごとにメモリを設けてもよいし、時間情報をグルーピングしたグループごとにメモリを設けてもよい。
【００５２】
（３）上述した実施例では、グルーピング回路２２を用いて、各タイミング回路２６から出力された時間情報をグループごとにまとめて同時計数回路２３へ出力していたがこれに限られない。たとえば、各タイミング回路２６から直接に同時計数回路２３へ出力する構成でもよい。
【００５３】
（４）上述した実施例では、放射線断層装置としてＰＥＴ装置１を採用したがこれに限らず、ＰＥＴ−ＣＴ装置でもよいし、ＰＥＴ−ＭＲ装置でもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  …  ＰＥＴ装置
４  …  放射線検出器
９  …  データ収集器
２３  …  同時計数回路
２４  …  パルス演算部
２６  …  タイミング回路
２８  …  メモリ
２９  …  位置演算回路
３０  …  エネルギー演算回路
【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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【図８】
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【図９】
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