(57)【要約】  体軸方向に検出器リングが互いに対向するように多層に配列されたＰＥＴ装置であり、各々所定数の検出器リングからなる所定数の検出器ユニットが互いに隙間を空けて配列されており、該隙間が各々隙間を形成する二つの検出器ユニット幅の平均以下である第１のリングセットと、所定数の検出器ユニットから構成される第２のリングセットが、第1のリングセットの幅と第２のリングセットの幅の平均以下となる隙間を隔てて配列されることで、該隙間を含み、第1のリングセットと第２のリングセットの全長に渡る体軸方向に連続した視野を画像化する。
2009128131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体軸方向に検出器リングが互いに対向するように多層に配列されたＰＥＴ装置であり、
各々所定数の検出器リングからなる所定数の検出器ユニットが互いに隙間を空けて配列されており、該隙間が各々隙間を形成する二つの検出器ユニット幅の平均以下である第１のリングセットと、
所定数の検出器ユニットから構成される第２のリングセットが、
第1のリングセットの幅と第２のリングセットの幅の平均以下となる隙間を隔てて配列されることで、
該隙間を含み、第1のリングセットと第２のリングセットの全長に渡る体軸方向に連続した視野を画像化することを特徴とするＰＥＴ装置。
【請求項２】
少なくとも前記第1のリングセットと前記第２リングセットを内包する第３のリングセットと、
所定数の検出器ユニットから構成される第４のリングセットが、
第３のリングセットの幅と第４のリングセットの幅の平均以下となる隙間を隔てて配列されることで、
該隙間を含み、第３のリングセットと第４のリングセットの全長に渡る体軸方向に連続した視野を画像化することを特徴とする請求項１に記載のＰＥＴ装置。
【請求項３】
少なくとも一つの検出器ユニットがマルチリング型検出器であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＰＥＴ装置。
【請求項４】
同じリングセットを複数含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＰＥＴ装置。
【請求項５】
前記リングセットを構成する検出器ユニット数、検出器ユニット幅、及び、検出器ユニット間の隙間の少なくとも一つが異なるリングセットを複数含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＰＥＴ装置。
【請求項６】
前記リングセットの体軸方向寸法、及び／又は、リングセット間の間隔が、リングセット、及び／又は、リングセット間で変えられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のＰＥＴ装置。
【請求項７】
前記検出器ユニット間又はリングセット間の少なくとも一部の隙間に合わせて、ガントリの少なくとも一部が開放されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のＰＥＴ装置。
【請求項８】
前記検出器ユニット又はリングセットの少なくとも一部が体軸方向に移動する構造を持ち、少なくとも一部の隙間を可変とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のＰＥＴ装置。
【請求項９】
前記検出器ユニットを構成する検出素子ブロックの体軸方向寸法と、前記検出器ユニットの体軸方向寸法が同じであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のＰＥＴ装置。
【請求項１０】
前記検出器ユニット間の間隔と同寸の隙間を空けて配置された所定数の検出素子ブロックが、一体化されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のＰＥＴ装置。
【請求項１１】
複数の検出器ユニットが互いに体軸方向に隙間を隔てて対向するように配列され、該隙間を含む体軸方向に連続した視野を画像化するようにされたＰＥＴ装置の検出器リングの配置を決定する様に、
幅Ｗの検出器又は検出素子ブロックで構成される検出器リングをユニット［０］とし、
Ｄ［０］個のユニット［０］をα［０］×Ｗの間隔を空けて配置して、全体に渡り幅Ｗ［１］の連続した体軸方向視野を確保した構成全体を、ユニット［１］とするステップと、
Ｄ［１］個のユニット［１］をα［１］×Ｗ［１］の間隔を空けて配置して、全体に渡り幅Ｗ［２］の連続した体軸方向視野を確保した構成全体を、ユニット［２］とするステップと、
上記のステップを計Ｎ回繰り返して、ユニット［Ｎ］を得るステップと、
を含むことを特徴とする検出器の配置決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体軸方向に検出器リングが互いに対向するように多層に配列されたＰＥＴ装置であり、各々所定数の検出器リングからなる所定数の検出器ユニットが互いに隙間を空けて配列されており、該隙間を含む体軸方向に連続した視野を画像化するようにされたＰＥＴ装置及び検出器の配置決定方法に係り、特に、検出器数を増やさずに、隙間と体軸方向視野を拡大することが可能なＰＥＴ装置、及び、そのための検出器の配置決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
癌や脳血管障害、認知症等の早期診断に有効と注目されている陽電子放射断層撮像法（ＰＥＴ）は、極微量の陽電子放出核種で標識した化合物を投与し、体内から放出される消滅放射線を検出することで、糖代謝等、代謝機能を画像化し、病気の有無や程度を調べる検査法であり、これを実施するためのＰＥＴ装置が実用化されている。【０００３】
ＰＥＴの原理は次のとおりである。陽電子崩壊によって陽電子放出核種から放出された陽電子が周囲の電子と対消滅し、それによって生じる一対の５１１ｋｅＶの消滅放射線を、対の放射線検出器で同時計数の原理によって測定する。これにより、核種の存在位置を、対の検出器同士を結ぶ１本の線分（同時計数線）上に特定することができる。患者の頭から足の方向に向かう軸を体軸と定義すると、体軸と垂直に交わる平面上の核種の分布は、その平面上において様々な方向から測定された同時計数線のデータから、２次元画像再構成によって求められる。【０００４】
よって、初期のＰＥＴ装置は、視野とする平面上に、視野を囲むように密に検出器をリング状に配置したシングルリング型検出器から構成されていた。その後、多数のシングルリング型検出器を体軸方向に密に配置したマルチリング型検出器の登場によって、２次元の視野が３次元化された。更に１９９０年代に入ると、検出器リング間においても同時計数測定を行うことによって、感度を大幅に高めた３ＤモードのＰＥＴ装置の開発が盛んに行われ、現代に至っている。【０００５】
ＰＥＴ装置の感度を高めるためには、図１（ａ）に例示する如く、検出器をトンネル状に密に配置してマルチリング型検出器１０を構成し、立体角を高める必要があるが、長いトンネル状の患者ポートは、検査中の患者６の心理的ストレスを高めると共に、患者への手当ての障害にもなる。これに対して、出願人は、図１（ｂ）に例示する如く、患者６の体軸方向に複数に分割したマルチリング型検出器１１、１２を離して配置し、物理的に開放された視野領域（開放視野とも称する）を有する開放型ＰＥＴ装置を提案している。開放領域は、図２に示す如く、残存するマルチリング型検出器１１、１２間の同時計数線から、画像が再構成される。図において、８はベッドである。【０００６】
ここで、図３に示す如く、それぞれのマルチリング型検出器１１、１２の体軸方向寸法（幅とも称する）をＷとすると、開放領域の体軸方向寸法（隙間とも称する）がＷを超えると、画像化できる領域が体軸方向に断続してしまうため、図３（ａ）に示す如く、体軸方向に連続した視野を得るための開放領域隙間の最大値はＷとなる。その場合、全体の体軸方向視野は３Ｗとなるが、開放領域の両端で極端な感度の低下が起こる。【０００７】
そこで、図３（ｂ）に示す如く、開放領域隙間をαＷ（０＜α≦１）にして、感度をオーバーラップさせることにより、開放領域の両端の感度低下を防ぐことができる。この場合、体軸方向視野は（２＋α）Ｗになる。αを小さくする程、局所的な感度低下が抑制される一方、開放領域隙間及び体軸方向視野は減少する（Ｔaiga  Ｙamaya，Ｔaku  Ｉnaniwa，Ｓhinichi  Ｍinohara，Ｅiji  Ｙoshida，Ｎaoko  Ｉnadama，Ｆumihiko  Ｎishikido，Ｋengo  Ｓhibuya，Ｃhih  Ｆung  Ｌam  and  Ｈideo  Ｍurayama，“Ａproposal  of  an  open  ＰＥＴ  geometry，”Ｐhy．Ｍed．Ｂiol．，53，pp．757-773，2008．参照）。【０００８】
出願人が先に提案した開放型ＰＥＴ装置では、開放領域隙間及び体軸方向視野の最大値は、それぞれＷ及び３Ｗに制限されるため、開放領域隙間や体軸方向視野を更に拡大するためには、Ｗ自体を拡大する必要があるが、１つのマルチリング型検出器を構成する検出器数の増加により、装置が高価格化、複雑化してしまうという問題点を有していた。
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、検出器数を増やすことなく、開放領域隙間と体軸方向視野を拡大することを課題とする。
【００１０】
本発明においては、同一幅又は異なる幅の検出素子又は検出素子ブロックにより構成される検出器リングを、体軸方向に複数配置して、体軸方向に見て検出器末端同士にわたって長い視野を確保する。この構成全体を一体の検出器リング（リングセット又はユニットと称する）と見做して、多重化する。
【００１１】
説明上、均等幅Ｗの検出器リングを、一定間隔αＷ（０＜α≦１）でＤ個配置するとして、α及びＤがステップ毎に固定であるとする。図４は、例としてＤを３に固定した場合である。
【００１２】
図４のステップ１に示す如く、幅Ｗの検出素子又は検出素子ブロックで構成される検出器リング１１をユニット［０］とし、Ｄ個のユニット［０］をαＷの間隔を空けて配置した構成全体を、第１レベルのユニット［１］とする。このユニット［１］の幅Ｗ［１］は、（Ｄ＋（Ｄ−１）α）Ｗとなる。
【００１３】
次に、図４のステップ２に示す如く、Ｄ個のユニット［１］をαＷ［１］の間隔を空けて配置した構成全体を、第２レベルのユニット［２］とする。このユニット［２］の幅Ｗ［２］は、（Ｄ＋（Ｄ−１）α）２Ｗとなる。
【００１４】
上記のステップを計Ｎ回繰り返して、図４のステップＮに示す如く、第Ｎレベルのユニット［Ｎ］を得る。即ち、幅ＤＮＷ分の検出器リングで、体軸方向視野（Ｄ＋（Ｄ−１）α）ＮＷをカバーすることができる。
【００１５】
ここで、｛（Ｄ＋（Ｄ−１）α）／Ｄ｝Ｎを視野拡大の倍率として定義すると、例えばＤ＝２、α＝０．５の場合、Ｎ＝５なら倍率は約３倍、Ｎ＝１０なら約９倍、Ｎ＝２０なら約８７倍となる。
【００１６】
αは、開放領域隙間及び体軸方向視野の拡大効果と、感度むらの低減効果のバランスを調整するパラメータであり、０＜α≦１の範囲であれば、ユニット毎またはステップ毎に値を変えてもよい。αを小さくする程、局所的な感度低下が抑制される一方、開放領域隙間及び体軸方向視野の拡大効果は減少する。逆に、αを最大値である１に固定すれば、開放領域隙間及び体軸方向視野は最大化されるが、局所的な感度低下が強調されてしまう。
【００１７】
α固定（α＝０．５の例）として、Ｄ＝２、３、４及び５の場合において、Ｎを変化させて、使用する検出器リング数ＤＮと達成される体軸方向視野（Ｄ＋（Ｄ−１）α）Ｎの関係を調べた結果を図５に示す。ここでは便宜上Ｗ＝１としている。これより、Ｄ＝２が最も倍率が高いことが分かる。Ｎの増加に応じて、倍率を無限に高めることができる。
【００１８】
なお、Ｗ、Ｄ及びαは、ステップ内及びステップ間で変化させることで、感度分布を調整することができる。
【００１９】
本発明は、上記の技術思想に基づいてなされたもので、体軸方向に検出器リングが互いに対向するように多層に配列されたＰＥＴ装置であり、各々所定数の検出器リングからなる所定数の検出器ユニットが互いに隙間を空けて配列されており、該隙間が各々隙間を形成する二つの検出器ユニット幅の平均以下である第１のリングセットと、所定数の検出器ユニットから構成される第２のリングセットが、第1のリングセットの幅と第２のリングセットの幅の平均以下となる隙間を隔てて配列されることで、該隙間を含み、第1のリングセットと第２のリングセットの全長に渡る体軸方向に連続した視野を画像化することで、前記課題を解決したものである。
【００２０】
又、少なくとも前記第1のリングセットと前記第２リングセットを内包する第３のリングセットと、所定数の検出器ユニットから構成される第４のリングセットが、第３のリングセットの幅と第４のリングセットの幅の平均以下となる隙間を隔てて配列されることで、該隙間を含み、第３のリングセットと第４のリングセットの全長に渡る体軸方向に連続した視野を画像化することをで前記課題を解決したものである。
【００２１】
ここで、少なくとも一つの検出器ユニットを、マルチリング型検出器とすることができる。
【００２２】
又、同じリングセットを複数含むことができる。
【００２３】
又、前記リングセットを構成する検出器ユニット数、検出器ユニット幅、及び、検出器ユニット間の隙間の少なくとも一つが異なるリングセットを複数含むことができる。
【００２４】
又、前記リングセットの体軸方向寸法（幅）、及び／又は、リングセット間の間隔を、リングセット、及び／又は、リングセット間で変えることができる。
【００２５】
又、前記検出器ユニット間又はリングセットの少なくとも一部の隙間に合わせて、ガントリの少なくとも一部を開放することができる。
【００２６】
又、前記検出器ユニット又はリングセットの少なくとも一部が体軸方向に移動する構造を持ち、少なくとも一部の隙間を可変とすることができる。
【００２７】
又、前記検出器ユニットを構成する検出素子ブロックの体軸方向寸法（幅）と、前記検出器ユニットの体軸方向寸法（幅）を同じとすることができる。
【００２８】
又、前記検出器ユニット間の間隔と同寸の隙間を空けて配置された所定数の検出素子が、一体化された検出素子ブロックを構成し、リング状に配置した該検出素子ブロックが前記リングセットを構成するようにすることができる。
【００２９】
本発明は、又、複数の検出器ユニットが互いに体軸方向に隙間を隔てて対向するように配列され、該隙間を含む体軸方向に連続した視野を画像化するようにされたＰＥＴ装置の検出器リングの配置を決定する様に、幅Ｗの検出器又は検出素子ブロックで構成される検出器リングをユニット［０］とし、Ｄ［０］個のユニット［０］をα［０］×Ｗの間隔を空けて配置して、全体に渡り幅Ｗ［１］の連続した体軸方向視野を確保した構成全体を、ユニット［１］とするステップと、Ｄ［１］個のユニット［１］をα［１］×Ｗ［１］の間隔を空けて配置して、全体に渡り幅Ｗ［２］の連続した体軸方向視野を確保した構成全体を、ユニット［２］とするステップと、上記のステップを計Ｎ回繰り返して、ユニット［Ｎ］を得るステップを含むことを特徴とする検出器の配置決定方法を提供するものである。
【００３０】
なお本発明に一見類似するものとして、検出器を隙間を空けてまばらに配置することによって、同時計数線のサンプリングの粗密をまばらにして均一性を高めると共に、視野領域を広げる技術思想が提案されている（特開平９−２１１１３０号公報、特開２００１−１４１８２７号公報参照）。特に、特開平９−２１１１３０号公報においては、受光面幅Ｗの検出器を一方向に配列し、端の検出器とその隣の検出器の受光面中心点間距離をＬとし、端を除く任意の検出器の隣同士の受光面中心点間距離をＬ’としたとき、Ｗ≦Ｌ≦２ＷかつＬ’＝２Ｌとすることが明記されている。Ｌ’の最大値は４Ｗとなるが、これは、隣り合あう検出器の受光面の端から端までの距離が３Ｗであることを意味している。
【００３１】
しかし、本技術思想は、平面撮像のポジトロンイメージング装置を対象にして考案されたものであり、画像化の原理が根本的に異なる断層撮影装置であるＰＥＴ装置への適用については一切言及していない。仮に、本技術思想に従って、リング上に検出器をまばらに配置した場合、画像再構成に必要な同時計数線が欠落してしまうため、画質の低下は避けられない。あるいは、リング上には検出器を密に配置するが、体軸方向にのみ本技術思想を応用して、個々のシングルリング型検出器をまばらに配置するＰＥＴ装置とした場合、体軸方向視野の拡大率は約２倍が上限であるほか、臨床上有益な体軸方向分解能を得るためにはＷを数ｍｍ程度にまで小さくする必要があり、これにより得られる隙間の最大値（３Ｗ）は僅かであり有益性はない。
【００３２】
開放型ＰＥＴ装置は、開放空間から治療が行なえるため、これまでは不可能であった治療中のＰＥＴ診断を可能にすると期待される。本発明は、検出器総数を変えることなく、開放領域隙間及び体軸方向視野を拡大することができる。開放領域隙間の最大値が拡がるということは、同じ開放領域隙間であれば、感度分布をよりオーバーラップさせることができるので、局所的な感度低下の抑制にも効果がある。又、広い視野とすることにより、全身を一度に診断できる全身視野のＰＥＴ装置を、価格を比較的抑えて実現できる。全身視野のＰＥＴ装置は、効率的な新医薬品開発を促進するために、創薬の早期段階において、超微量の化合物を投与して、人に最適な薬物動態を示す開発候補の化合物を選択する方法として近年注目されているマイクロドージング試験の推進に不可欠である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）従来の一般的なＰＥＴ装置、及び、（ｂ）出願人が先に提案した多重化前の開放型ＰＥＴ装置の構成を示す斜視図及び断面図
【図２】開放型ＰＥＴ装置における画面再構成の原理を示す断面図
【図３】開放型ＰＥＴ装置の開放領域隙間と感度の関係を示す断面図及びグラフ
【図４】本発明の原理を示す断面図
【図５】同じく検出器リング数と体軸方向視野の関係の例を示す図
【図６】本発明の第１実施形態の検出器配置の決め方を示す断面図
【図７】同じく第２実施形態の検出器配置を示す断面図及び側面図
【図８】多重化前の開放型ＰＥＴ装置で開放領域を最大化した場合のシミュレーション結果を示す図
【図９】本発明の第３実施形態におけるシミュレーション結果を示す図
【図１０】多重化前の開放型ＰＥＴ装置で図９と同じ１９２ｍｍの開放領域を確保しようとした場合のシミュレーション結果を示す図
【図１１】本発明の（ａ）第４実施形態及び（ｂ）第５実施形態の感度分布を示す図
【図１２】同じく（ａ）第６実施形態及び（ｂ）第７実施形態の感度分布を示す図
【図１３】同じく第８実施形態の感度分布を示す図
【図１４】感度分布を調査した対象の構成を示す断面図
【図１５】（ａ）多重化前の開放型ＰＥＴ装置（Ｇ０＝１５０ｍｍ）、（ｂ）Ｇ０＝１５０ｍｍ、Ｗｅｖａ＝１５０ｍｍで最適化した結果、（ｃ）Ｇ０＝２００ｍｍ、Ｗｅｖａ＝５００ｍｍで最適化した結果を示す図
【図１６】本発明の（ａ）第９実施形態及び（ｂ）第１０実施形態の感度分布を示す図
【図１７】本発明の（ａ）第１１実施形態及び（ｂ）第１２実施形態の構成を示す図
【図１８】検出器リングを構成する検出素子ブロックの構成例を示す斜視図
【図１９】本発明の（ａ）第１３実施形態、（ｂ）第１４実施形態及び（ｃ）第１５実施形態の構成を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。【００３５】
検出器リング幅Ｗは均等、αは固定とした本発明の第１実施形態の、Ｄ＝２、Ｎ＝４における検出器配置の決め方を図６に示す。【００３６】
まずステップ１で、幅Ｗの検出器リング１１をユニット［０］とし、２個のユニット［０］をαＷ（０＜α≦１）の間隔を空けて配置した構成全体を、第１レベルのユニット［１］とする。このユニット［１］の幅Ｗ［１］は、（２＋α）Ｗとなる。【００３７】
次に、ステップ２で、２個のユニット［１］をαＷ［１］の間隔を空けて配置した構成全体を、第２レベルのユニット［２］とする。このユニット［２］の幅Ｗ［２］は、（２＋α）２Ｗとなる。【００３８】
上記のステップを計４回繰り返して、ステップ４で、第４レベルのユニット［４］を得る。即ち、幅２４Ｗ分の検出器リングで、体軸方向視野（２＋α）４Ｗをカバーすることができる。【００３９】
更に、α＝０．５とした本発明の第２実施形態の検出器配置の略図を図７に示す。この場合、合計の幅が２４Ｗの検出器リングから、２．５４Ｗの体軸方向視野が得られているため、倍率は（２．５／２）４≒２．４である。【００４０】
次に、市販のＰＥＴ装置を基にして、直径８２７ｍｍの円周上に５７６個の検出素子（シンチレータ）が並んだ検出器リング（幅４．８ｍｍ）４８本から構成される装置をモデル化した計算機シミュレーションを行なった。数値ファントムは、一様な円筒状線源の中に直径４．０ｍｍのスポットを６３個含むものであり、円筒とスポットのコントラスト比は１：５とした。【００４１】
図８は、出願人が先に提案した多重化前の開放型ＰＥＴ装置で、開放領域隙間を最大化した場合（α＝１）の結果を示す。具体的には、２４本の検出器リングをユニットとして（Ｗ＝１１５．２ｍｍ）、２つのユニットを１１５．２ｍｍ（２４リング分）の隙間を空けて配置している。体軸方向視野は３４５．６ｍｍである。表示している断面画像は、視認性を高める目的で、輪郭抽出処理を施している。図８中の下のグラフは、体軸上の感度分布を示した結果であり、開放領域両端において、極端な感度低下が見てとれる。【００４２】
これに対して、図９は、本発明による多重化後の開放型ＰＥＴ装置の第３実施形態として、３本の検出器リングをユニット［０］として（Ｗ＝１４．４ｍｍ）、Ｄ＝２、α＝２／３、Ｎ＝４の条件で開放型ＰＥＴ装置を多重化して検出器を配置した結果である。用いている検出器リング数は、３×ＤＮ＝３×２４＝４８本と、図８の例と一致する。これにより、装置中央に１９２ｍｍ（４０リング分）の開放領域が確保され、全体で７５８．４ｍｍの体軸方向視野を確保している。又、図８の例よりも小さいαを採用しているため、図８のような極端な感度低下も無い。【００４３】
図１０は、多重化前の開放型ＰＥＴ装置で、図９と同じ１９２ｍｍ（４０リング分）の開放領域を確保しようとした場合のシミュレーション結果であり、開放領域の両端に感度の無い領域が発生し、正しく画像化できないことが分かる。【００４４】
図１１は、Ｄ＝２以外の例として、３本の検出器リングをユニット［０］として、Ｗ＝１４．４ｍｍ、α＝２／３、Ｎ＝２の条件で検出器を配置した場合の感度分布であり、図１１（ａ）は、Ｄ＝３とした第４実施形態の場合、図１１（ｂ）は、Ｄ＝４とした第５実施形態の場合である。第４実施形態の使用検出器リング総数は２７、最大ギャップは４３．２ｍｍ（９リング分）、体軸方向全視野は２７３．６ｍｍ（５７リング分）であり、第５実施形態の使用検出器リング総数は４８、最大ギャップは５７．６ｍｍ（１２リング分）、体軸方向全視野は５１８．４ｍｍ（１０８リング分）である。【００４５】
図１２は、異なるＤを組合せた例である。図１２（ａ）は、左右で検出器配置を変えた例として、配置（Ｄ＝２、α＝２／３、Ｎ＝３）と、配置（Ｄ＝３、α＝２／３、Ｎ＝２）を組み合わせた第６実施形態の結果である。左右非対称の検出器配置によって、装置中央の感度の集中が無くなり、開放領域にて比較的平坦な感度分布が得られている。図１２（ｂ）は、２ステップ目まではＤ＝３として、３ステップ目にＤ＝２とした第７実施形態の感度分布である。第６実施形態の使用検出器リング総数は５１、最大ギャップは１９２ｍｍ（４０リング分）、体軸方向全視野は７４８．８ｍｍ（１５６リング分）であり、第７実施形態の使用検出器リング総数は５４、最大ギャップは１８２．４ｍｍ（３８リング分）、体軸方向全視野は７２９．６ｍｍ（１５２リング分）である。【００４６】
図１３は、ＤおよびＷは固定として、αすなわちユニット間の隙間（ギャップ）をステップ内およびステップ間で微調整して、装置中央の感度の集中を和らげた第８実施形態である。【００４７】
具体的には、Ｄ＝２、Ｗ＝１４．４ｍｍ（３リング分）、Ｎ＝４として、１ステップ目のギャップは９．６ｍｍ（２リング分）に固定するが、２ステップ目のギャップは３３．６ｍｍ（７リング分）または２４ｍｍ（５リング分）、３ステップ目のギャップは６２．４ｍｍ（１３リング分）または８１．６ｍｍ（１７リング分）とした。第８実施形態の使用検出リング総数は４８、最大ギャップは１９２ｍｍ（４０リング分）、体軸方向全視野は７５８．４ｍｍ（１５８リング分）である。【００４８】
次に、固定条件Ｄ＝２、Ｎ＝２において、Ｗとαを変化させた例を示す。具体的には、図１４に示す系において、検出器リング幅Ｗの合計値を２Ｗ＝３００ｍｍに固定し、指定した感度領域隙間Ｇ０に対して、Ｗ１、Ｗ２（０〜Ｗの間）、Ｇ１（０〜Ｇ０の間）を１ｍｍ単位で変化させながら感度分布を計算し（Ｗ＝Ｗ１＋Ｗ２）、体軸方向の感度分布のばらつきが最小になるような組合せを調査した。感度分布のばらつきは、指定した評価範囲Ｗeva内における標準偏差値とした。【００４９】
図１５（ａ）は、参考として、多重化前の開放型ＰＥＴ装置で開放領域隙間を最大化した結果であり、検出器リング幅Ｗと同じ１５０ｍｍの開放領域隙間が得られている。図１５（ｂ）は、開放領域隙間Ｇ０＝１５０ｍｍに対して、同じくＷeva＝１５０ｍｍの範囲で感度分布のばらつきが最小になるように、Ｗ１、Ｗ２、Ｇ１を最適化した結果である。図１５（ｃ）は、用いる検出器リング幅の合計値は変えずに、開放領域隙間をＧ０＝２００ｍｍにして、Ｗeva＝５００ｍｍの範囲で感度分布のばらつきが最小になるように、Ｗ１、Ｗ２、Ｇ１を最適化した結果である。【００５０】
前記実施形態は、いずれも、リングセットのみが用いられていたが、例えば頭部への感度を高めたい場合には、図１６（ａ）に示す第９実施形態（左側Ｄ＝１と右側Ｄ＝２、Ｎ＝３の組合せ）の如く、頭部側を分割されていない検出器リングとしたり、図１６（ｂ）に示す第１０実施形態（左側Ｄ＝２、Ｎ＝１と右側Ｄ＝２、Ｎ＝３の組合せ）の如く、頭部側の分割数を体幹部側よりも減らすことも可能である。【００５１】
又、図１７（ａ）に示す第１１実施形態（左側Ｄ＝１と右側Ｄ＝２、Ｎ＝１の組合せ）や、図１７（ｂ）に示す第１２実施形態（左側Ｄ＝１と右側Ｄ＝２、Ｎ＝２の組合せ）のように、一方（図では右側）のリングセットを１組又は２組とすることもできる。【００５２】
なお、前出図５より、本発明による視野拡大及び開放領域隙間の拡大倍率は、検出器リング数が多い程、大きくなることが分かる。即ち、合計の検出素子数が同じであるとすれば、ユニット［０］を構成する検出素子数が少ない程、最終的な拡大倍率を高められる。ＰＥＴ用検出器としては、従来のシンチレーション検出器に加えて、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）半導体素子等を用いた半導体検出器がある。半導体検出器は、もともと検出素子が独立しているため、少ない（極限的には１つの）検出素子リングをユニット［０］とすることが容易である。【００５３】
シンチレーション検出器は、図１８（ａ）に例示する如く、シンチレータ３０と受光器（例えば光電子増倍管３２）から構成され、受光器としては、従来の光電子増倍管３２に加え、アバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）等の半導体受光器も注目されている。光電子増倍管の場合、図１８（ａ）に示すような検出素子ブロックがユニット［０］を構成する最小単位になる。この場合、検出素子ブロックの体軸方向寸法が、ユニット［０］の体軸方向寸法となるが、光電子増倍管の小型化には構造的に限度があるため、検出素子ブロックを小さくすることは難しい。なお、数個、又は、究極的に１つの検出素子リングをユニット［０］として、一つの光電子増倍管上に複数のユニット［０］を隙間をあけて搭載し、検出素子ブロックをユニット［１］とすることもできるが、光電子増倍管の受光面の利用効率は良くない。【００５４】
これに対して半導体受光器の場合、基板３６上に比較的自由に受光素子３４を配置できるため、図１８（ｂ）又は（ｃ）に示すように、数個、又は、究極的に１つの検出素子リングをユニット［０］として、ユニット［０］の隙間と受光素子３４の基板３６上の間隔を合せるようにして、複数のユニット［０］を一体化した構成も可能である。ユニット［０］における検出素子と受光素子の関係は、１対１の接続が理想的であるが、図１８（ｂ）又は（ｃ）に示すように、受光素子数を検出素子数よりも減らして、検出器の構成を簡略化することもできる。図１８（ｂ）及び（ｃ）の場合、検出素子ブロック１４はユニット［１］に相当する。【００５５】
なお、本発明は、開放型ＰＥＴ装置に限らず、従来の非開放型のＰＥＴ装置においても、装置コストを抑えながら体軸方向視野を拡大できる点で有益である。図１９（ａ）に示す第１３実施形態は、一体化された長いトンネル状のガントリ５０内に検出器が配置された非開放型のＰＥＴ装置の構成である。図１９（ｂ）に示す第１４実施形態は、最大の隙間に合わせてガントリ５０が分断され、物理的に開放された視野領域を有する開放型ＰＥＴ装置の構成を示す。更に、図１９（ｃ）に示す第１５実施形態は、最大の隙間と２番目に大きい隙間の計３つの隙間に合わせてガントリ５０を分断し、３つの開放視野を具備した開放型ＰＥＴ装置の構成である。【００５６】
ここで、ガントリ５０は床面に固定されていてもよいが、少なくとも一部の検出器ユニットやリングセットに体軸方向に移動する構造を持たせ、０＜α≦１の範囲で隙間を可変とすることで、臨床的な用途に応じて開放領域隙間を変えたり、検査対象に応じて感度分布を微調整したりすることが可能となる。図１９（ｂ）及び図１９（ｃ）に示す形態では、ガントリ下面の車輪５２を床面のレール５４上に設置して、ガントリの一部もしくは全体を体軸方向に移動させることで、開放領域隙間を可変としている。【００５７】
なお、前記実施形態において、いずれも、検出器リングの体軸方向に垂直な断面が円形とされていたが、検出器リングの断面形状はこれに限定されず、楕円形や矩形であっても良い。【００５８】
又、検査対象は人間に限定されず、動物を検査することも可能である。
【産業上の利用の可能性】
【００５９】
体軸方向に検出器リングが互いに対向するように多層に配列されたＰＥＴ装置であり、各々所定数の検出器リングからなる所定数の検出器ユニットが互いに隙間を空けて配列されており、該開放領域を含む体軸方向に連続した視野を画像化するようにされた開放型ＰＥＴ装置で、検出器数を増やさずに、開放領域隙間と体軸方向視野を拡大することができる。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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