(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
消滅放射線を検出する検出器と、
前記検出器の出力信号に基づき生成されたイベントデータを記憶するバッファと、
前記消滅放射線を検出するイベントの高計数率時に、前記バッファから読み出すイベントデータの量を調整する調整部と
を備え、
前記検出器は、複数のブロックに区分けされ、
前記バッファ及び前記調整部は、ブロック毎に備えられるものであって、
各ブロックにおけるイベントデータの量の調整が全ブロック間で同期するように制御され、
前記調整部は、各バッファ領域で同じタイミングのデータを破棄し、同じタイミングのデータを取得するよう調整することを特徴とする陽電子放出コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
前記バッファは、複数のバッファ領域を有するものであって、
前記出力信号の計数率を示す計数率情報を生成する生成部をさらに備え、
前記調整部は、前記計数率情報に基づき高計数率時を判定し、高計数率時であると判定すると、前記バッファが有する複数のバッファ領域のうち一部のバッファ領域から前記イベントデータを読み出すことを特徴とする請求項１に記載の陽電子放出コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記調整部は、前記計数率に応じて前記一部のバッファ領域の数を変化させることを特徴とする請求項２に記載の陽電子放出コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記バッファの空き容量を示すバッファ空き情報を生成する空き情報生成部をさらに備え、
前記調整部は、前記バッファ空き情報に基づき高計数率時を判定し、高計数率時であると判定すると、前記バッファに書き込むイベントデータの量を調整することで、該バッファから読み出すイベントデータの量を調整することを特徴とする請求項１に記載の陽電子放出コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
前記調整部は、前記バッファの空き容量に応じて前記バッファに書き込むイベントデータの量を変化させることを特徴とする請求項４に記載の陽電子放出コンピュータ断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、陽電子放出コンピュータ断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、核医学イメージング装置として、陽電子放出コンピュータ断層撮影（ＰＥＴ（Positron  Emission  computed  Tomography））装置が知られている。ＰＥＴ装置による撮影においては、陽電子放出核種で標識された化合物や放射性医薬品が被検体に投与される。投与された化合物や放射性医薬品は被検体内を移動し、陽電子放出核種が、被検体内の生体組織に取り込まれる。この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、一対の消滅放射線（ガンマ線、消滅ガンマ線とも称する）をほぼ反対方向に放出する。一方、ＰＥＴ装置は、被検体の周囲にリング状に配置された検出器を用いて消滅放射線を検出し、検出結果から同時計数情報（Coincidence  List）を生成する。そして、ＰＥＴ装置は、生成した同時計数情報を用いて逆投影処理による再構成を行い、ＰＥＴ画像を生成する。
【０００３】
ところで、ＰＥＴ装置は、検出結果から同時計数情報を生成する過程において、検出器の出力信号に基づきデータ（以下、イベントデータ）を生成し、生成したイベントデータを後段の処理に向けて転送する。この転送や後段の処理にはハードウェアの制限が伴うため、通常、ＰＥＴ装置は、イベントデータを記憶するバッファを備えることで、転送するイベントデータ量を調整する。もっとも、単位時間に多数の消滅放射線が検出される高計数率時には、適切な調整が行われないこともある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】（社）日本画像医療システム工業会編集「医用画像・放射線機器ハンドブック」名古美術印刷株式会社  平成13年、P.190-191
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、高計数率時にもイベントデータ量の調整を適切に行うことができる陽電子放出コンピュータ断層撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施の形態の陽電子放出コンピュータ断層撮影装置は、検出器と、バッファと、調整部とを備える。検出器は、消滅放射線を検出する。バッファは、検出器の出力信号に基づき生成されたイベントデータを記憶する。調整部は、消滅放射線を検出するイベントの高計数率時に、バッファから読み出すイベントデータの量を調整する。検出器は、複数のブロックに区分けされる。バッファ及び調整部は、ブロック毎に備えられ、各ブロックにおけるイベントデータの量の調整が全ブロック間で同期するように制御される。そして調整部は、各バッファ領域で同じタイミングのデータを破棄し、同じタイミングのデータを取得するよう調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る検出器モジュールを説明するための図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るイベントデータ収集部の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るフィードバック回路による処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る読み出し回路による処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、第２の実施形態におけるブロック間の同期を説明するための図である。
【図７】図７は、第２の実施形態におけるブロック間の同期を説明するための図である。
【図８】図８は、第２の実施形態に係る代表イベントデータ収集部の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係るイベントデータ収集部の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態におけるブロック間の同期の他の手法を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態の他の手法に係るイベントデータ収集部の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態に係るイベントデータ収集部の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、第３の実施形態に係る書き込み回路による処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第４の実施形態におけるブロック間の同期を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第４の実施形態に係る代表イベントデータ収集部の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、第４の実施形態に係るイベントデータ収集部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】
【０００８】
以下、実施形態の陽電子放出コンピュータ断層撮影装置を図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置１００は、架台装置１０及びコンソール装置１６を有する。
【００１０】
図１に示すように、架台装置１０は、天板１１と、寝台１２と、寝台駆動部１３と、検出器モジュール１４とを有する。また、架台装置１０は、撮影口となる空洞を有する。天板１１は、被検体Ｐが横臥するベッドであり、寝台１２の上に配置される。寝台駆動部１３は、後述する寝台制御部２３による制御の下、天板１１を移動させる。例えば、寝台駆動部１３は、天板１１を移動させることにより、被検体Ｐを架台装置１０の撮影口内に移動させる。
【００１１】
検出器モジュール１４は、被検体Ｐから放出される消滅放射線を検出する。図１に示すように、検出器モジュール１４は、架台装置１０において、被検体Ｐの周囲をリング状に取り囲むように複数配置される。
【００１２】
図２は、第１の実施形態に係る検出器モジュール１４を説明するための図である。検出器モジュール１４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、図２に示すように、シンチレータ１４１と、光電子増倍管（ＰＭＴ（Photomultiplier  Tube））１４２と、ライトガイド１４３とを有する。
【００１３】
シンチレータ１４１は、被検体Ｐから放出されて入射した消滅放射線を可視光（以下、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１４１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、図２に示すように、２次元に配列される。光電子増倍管１４２は、シンチレータ１４１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。図２に示すように、光電子増倍管１４２は、複数配置される。ライトガイド１４３は、シンチレータ１４１から出力されたシンチレーション光を光電子増倍管１４２に伝達する。ライトガイド１４３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。
【００１４】
なお、光電子増倍管１４２は、シンチレーション光を受光し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渡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。かかる例では、光電子増倍管１４２の利得率は、１００万倍となる。また、なだれ現象を利用した増幅のためにダイノードと陽極との間には、通常１０００ボルト以上の電圧が印加される。
【００１５】
このように、検出器モジュール１４は、被検体Ｐから放出された消滅放射線をシンチレータ１４１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１４２によって電気信号（以下、検出器信号）に変換することで、被検体Ｐから放出された消滅放射線を検出する。
【００１６】
ところで、第１の実施形態において、複数の検出器モジュール１４は、複数のブロックに区分けされ、ブロック毎に、イベントデータ収集部１５を有する。例えば、第１の実施形態において、１検出器モジュール１４が、１ブロックである。このため、検出器モジュール１４は、それぞれ、イベントデータ収集部１５を有する。なお、１ブロックと検出器モジュール１４との数の対応関係は任意である。また、イベントデータ収集部１５については後に詳細に説明する。
【００１７】
図１に戻り、コンソール装置１６は、同時計数情報生成部１７と、画像再構成部１８と、システム制御部１９と、データ記憶部２０と、入力部２１と、表示部２２と、寝台制御部２３とを有する。なお、コンソール装置１６が有する各部は、内部バスを介して接続される。
【００１８】
入力部２１は、ＰＥＴ装置１００の操作者によって各種指示や各種設定の入力に用いられるマウスやキーボードなどであり、入力された各種指示や各種設定を、システム制御部１９に転送する。表示部２２は、操作者によって参照されるモニタなどであり、システム制御部１９による制御の下、ＰＥＴ画像を表示したり、操作者から各種指示や各種設定を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したりする。寝台制御部２３は、寝台駆動部１３を制御する。
【００１９】
データ記憶部２０は、ＰＥＴ装置１００において用いられる各種データを記憶する。例えば、データ記憶部２０は、架台装置１０から転送されたイベントデータ、同時計数情報生成部１７によって生成された同時計数情報、画像再構成部１８によって再構成されたＰＥＴ画像などを記憶する。なお、データ記憶部２０は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ（flash  memory）などの半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスクなどによって実現される。
【００２０】
同時計数情報生成部１７は、イベントデータ収集部１５によって収集されたイベントデータを用いて同時計数情報を生成する。具体的には、同時計数情報生成部１７は、データ記憶部２０に格納されたイベントデータを読み出し、陽電子から放出された一対の消滅放射線が同時に計数されたイベントデータのペアを検索する。また、同時計数情報生成部１７は、検索したイベントデータのペアを同時計数情報として生成し、生成した同時計数情報をデータ記憶部２０に格納する。
【００２１】
画像再構成部１８は、ＰＥＴ画像を再構成する。具体的には、画像再構成部１８は、データ記憶部２０に格納された同時計数情報を投影データとして読み出し、読み出した投影データを逆投影処理することで、ＰＥＴ画像を再構成する。また、画像再構成部１８は、再構成したＰＥＴ画像をデータ記憶部２０に格納する。
【００２２】
システム制御部１９は、架台装置１０及びコンソール装置１６を制御することによって、ＰＥＴ装置１００の全体制御を行う。例えば、システム制御部１９は、ＰＥＴ装置１００における撮影を制御する。
【００２３】
なお、上述した同時計数情報生成部１７、画像再構成部１８、及びシステム制御部１９の各部は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）などの集積回路、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）などの電子回路によって実現される。
【００２４】
続いて、第１の実施形態に係るイベントデータ収集部１５について詳細に説明する。図３は、第１の実施形態に係るイベントデータ収集部１５の構成を示すブロック図である。図３に示すように、イベントデータ収集部１５は、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器１５ａと、クロック１５ｂと、書き込み回路１５ｃと、リングバッファ１５ｄと、クロック１５ｅと、カウンタ１５ｆと、フィードバック回路１５ｇと、読み出し回路１５ｈとを有する。
【００２５】
ここで、第１の実施形態に係るリングバッファ１５ｄは、図３に示すように、ｎ個のバッファ領域を有するリングバッファである。また、図３に示すように、カウンタ１５ｆが、計数率情報１５ｐを生成する。計数率情報１５ｐは、検出器信号１５ｊの計数率（単位時間に計数された検出器信号１５ｊの数）を示す。また、フィードバック回路１５ｇ及び読み出し回路１５ｈは、計数率情報に基づき高計数率時を判定し、高計数率時であると判定すると、リングバッファ１５ｄが有するｎ個のバッファ領域のうち一部のバッファ領域からイベントデータ１５ｋを読み出す。例えば、読み出し回路１５ｈは、高計数率時には、バッファ領域１からバッファ領域ｉに格納されたイベントデータ１５ｋのみを読み出す。以下、各部の動作を説明する。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換器１５ａは、検出器信号１５ｊの入力を受け付け、イベントデータ１５ｋ及びパルス信号１５ｌを出力する。具体的には、Ａ／Ｄ変換器１５ａは、アナログデータである検出器信号１５ｊの入力を受け付けると、デジタルデータに変換してイベントデータ１５ｋを生成し、生成したイベントデータ１５ｋをリングバッファ１５ｄに出力する。なお、このイベントデータ１５ｋには、消滅放射線の検出位置（例えばシンチレータ１４１の識別情報など）、エネルギー値（例えば検出器信号１５ｊの強度など）、及び検出時間（例えば絶対時刻、撮影開始からの経過時間など）が含まれる。
【００２７】
また、Ａ／Ｄ変換器１５ａは、検出器信号１５ｊの入力を受け付けると、１つのパルス信号１５ｌを生成し、生成したパルス信号１５ｌをカウンタ１５ｆに出力する。なお、Ａ／Ｄ変換器１５ａは、時間の経過とともに複数の検出器信号１５ｊの入力を受け付けるが、入力を受け付ける毎に１つのパルス信号１５ｌを生成する。
【００２８】
クロック１５ｂは、クロック信号１５ｍを発生し、発生したクロック信号１５ｍを書き込み回路１５ｃに出力する。書き込み回路１５ｃは、クロック信号１５ｍの入力を受け付け、クロック信号１５ｍに同期するように、書き込み信号１５ｎをリングバッファ１５ｄに出力する。また、書き込み回路１５ｃは、リングバッファが有する各バッファ領域に対して順にイベントデータ１５ｋが書き込まれるように、書き込み信号１５ｎを出力する。例えば、書き込み回路１５ｃは、１０ｎｓ毎に、「バッファ領域１へ書き込み」、「バッファ領域２へ書き込み」、といった書き込み信号１５ｎを出力する。
【００２９】
リングバッファ１５ｄは、ｎ個のバッファ領域を有するリングバッファである。リングバッファ１５ｄは、イベントデータ１５ｋ及び書き込み信号１５ｎの入力を受け付け、書き込み信号１５ｎに従って、イベントデータ１５ｋを各バッファ領域に対して順に格納する。例えば、リングバッファ１５ｄは、１０ｎｓ毎に、バッファ領域１、バッファ領域２、のように、各バッファ領域に順にイベントデータ１５ｋを格納する。なお、リングバッファ１５ｄは、バッファ領域ｎまでイベントデータ１５ｋを格納すると、再びバッファ領域１からイベントデータ１５ｋを格納する。
【００３０】
クロック１５ｅは、クロック信号１５ｏを発生し、発生したクロック信号１５ｏをカウンタ１５ｆに出力する。カウンタ１５ｆは、クロック信号１５ｏ及びパルス信号１５ｌの入力を受け付け、単位時間に入力されるパルス信号１５ｌの数を計数し、計数率情報１５ｐを生成する。また、カウンタ１５ｆは、生成した計数率情報１５ｐをフィードバック回路１５ｇに出力する。
【００３１】
フィードバック回路１５ｇは、計数率情報１５ｐの入力を受け付け、計数率情報１５ｐに基づき制御信号１５ｑを生成し、生成した制御信号１５ｑを読み出し回路１５ｈに出力する。図４は、第１の実施形態に係るフィードバック回路１５ｇによる処理手順を示すフローチャートである。
【００３２】
図４に示すように、フィードバック回路１５ｇは、計数率情報１５ｐの入力を受け付けると（ステップＳ１０１、Ｙｅｓ）、計数率情報１５ｐが示す計数率が閾値を超過するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。閾値を超過する場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、フィードバック回路１５ｇは、高計数率時であることを示す制御信号１５ｑを生成する（ステップＳ１０３）。一方、閾値を超過しない場合（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、フィードバック回路１５ｇは、通常時であることを示す制御信号１５ｑを生成する（ステップＳ１０４）。そして、フィードバック回路１５ｇは、ステップＳ１０３又はステップＳ１０４において生成した制御信号１５ｑを、読み出し回路１５ｈに出力する（ステップＳ１０５）。
【００３３】
読み出し回路１５ｈは、制御信号１５ｑの入力を受け付け、制御信号１５ｑに基づき読み出し信号１５ｒを生成し、生成した読み出し信号１５ｒをリングバッファ１５ｄに出力する。図５は、第１の実施形態に係る読み出し回路１５ｈによる処理手順を示すフローチャートである。
【００３４】
図５に示すように、読み出し回路１５ｈは、制御信号１５ｑの入力を受け付けると（ステップＳ２０１、Ｙｅｓ）、高計数率時であることを示す制御信号１５ｑであるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。高計数率時であることを示す制御信号１５ｑである場合（ステップＳ２０２、Ｙｅｓ）、読み出し回路１５ｈは、バッファ領域１からバッファ領域ｉに格納されたイベントデータ１５ｋのみを読み出す読み出し信号１５ｒを生成する（ステップＳ２０３）。一方、通常時であることを示す制御信号１５ｑである場合（ステップＳ２０２、Ｎｏ）、読み出し回路１５ｈは、バッファ領域１からバッファ領域ｎ全てに格納されたイベントデータ１５ｋを読み出す読み出し信号１５ｒを生成する（ステップＳ２０４）。そして、読み出し回路１５ｈは、ステップＳ２０３又はステップＳ２０４において生成した読み出し信号１５ｒを、リングバッファ１５ｄに出力する（ステップＳ２０５）。
【００３５】
リングバッファ１５ｄは、読み出し信号１５ｒの入力を受け付け、読み出し信号１５ｒに従って、イベントデータ１５ｋを後段のデータ処理１５ｉに向けて出力する。このイベントデータ１５ｋは、読み出し信号１５ｒに従って読み出しの量が調整された後のイベントデータ１５ｋである。すなわち、高計数率時、リングバッファ１５ｄは、読み出し信号１５ｒに従って、バッファ領域１からバッファ領域ｉに格納されたイベントデータ１５ｋのみを出力する。一方、通常時、リングバッファ１５ｄは、読み出し信号１５ｒに従って、バッファ領域１からバッファ領域ｎ全てに格納されたイベントデータ１５ｋを出力する。このように、リングバッファ１５ｄから出力されるイベントデータ１５ｋは、読み出し信号１５ｒに従って読み出しの量が調整された後のイベントデータ１５ｋである。なお、リングバッファ１５ｄがイベントデータ１５ｋを出力するタイミングは、例えば、想定し得る高計数率の最大値において、ｎ個のバッファ領域全てにイベントデータ１５ｋが格納されるタイミングなどである。
【００３６】
上述したように、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置１００は、高計数率時に、リングバッファから読み出すイベントデータの量を調整する。具体的には、ＰＥＴ装置１００は、計数率情報に基づき高計数率時を判定し、高計数率時であると判定すると、リングバッファが有する複数のバッファ領域のうち一部のバッファ領域からイベントデータを読み出す。このようなことから、第１の実施形態によれば、高計数率時にもイベントデータ量の調整を適切に行うことができる。
【００３７】
なお、第１の実施形態においては、バッファ領域１からバッファ領域ｉに格納されたイベントデータ１５ｋのみを読み出す手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、ｎ個のバッファ領域のうち、バッファ領域１、バッファ領域３、バッファ領域５のように、間欠的に選択されたバッファ領域ｉ個からイベントデータ１５ｋを読み出す手法でもよい。読み出されないイベントデータ１５ｋが適宜分散されることになる。
【００３８】
また、第１の実施形態においては、高計数率時に、固定的にｉ個のバッファ領域からイベントデータ１５ｋを読み出す手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、計数率に応じて読み出すバッファ領域の数を変化させる手法でもよい。変化させることにより、その時々の計数率に応じて、イベントデータ量の調整を最適に行うことができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。第２の実施形態に係るＰＥＴ装置１００は、第１の実施形態の手法を基本としつつ、各ブロックにおけるイベントデータの量の調整が全ブロック間で同期するように制御する。
【００４０】
第２の実施形態において、複数の検出器モジュール１４は、複数のブロックに区分けされ、例えば、１検出器モジュール１４が、１ブロックである。図６及び図７は、第２の実施形態におけるブロック間の同期を説明するための図である。図６に示すように、第２の実施形態においては、被検体Ｐの周囲をリング状に取り囲む検出器モジュール１４のうち、例えば左サイドの検出器モジュール１４を代表検出器モジュール１４とする。代表検出器モジュール１４は、代表イベントデータ収集部１５´を有する。また、他の検出器モジュール１４は、イベントデータ収集部２５を有する。そして、代表イベントデータ収集部１５´が、制御信号１５ｑを他のイベントデータ収集部２５に送信する。他のイベントデータ収集部２５は、代表イベントデータ収集部１５´から送信された制御信号１５ｑに従って、リングバッファから読み出すイベントデータの量を調整する。
【００４１】
ここで、ブロック間を同期させるためには、全ての検出器モジュール１４において制御信号１５ｑの到着が同時であることが望ましい。このため、図７に示すように、代表イベントデータ収集部１５´からの距離に応じて遅延時間の異なる遅延回路を挿入する。すなわち、代表イベントデータ収集部１５´には、最も遅延時間の大きい遅延回路を挿入する。また、他のイベントデータ収集部２５には、代表イベントデータ収集部１５´からの距離が遠くなればなるほど遅延時間が小さくなるように、遅延回路を挿入する。なお、遅延時間には、事前のキャリブレーション時に求めた値を設定すればよい。また、代表イベントデータ収集部１５´のリングバッファ１５ｄは、他のイベントデータ収集部２５のリングバッファ２５ｄよりも容量を大きくするなどしてもよい。
【００４２】
図８は、第２の実施形態に係る代表イベントデータ収集部１５´の構成を示すブロック図である。なお、図８において、図３を用いて説明したイベントデータ収集部１５と同様に動作する部については、図３で用いた符号と同じ符号を付す。
【００４３】
図８に示すように、代表イベントデータ収集部１５´は、フィードバック回路１５ｇと読み出し回路１５ｈとの間に遅延回路１５´ｓを有する。すなわち、フィードバック回路１５ｇは、生成した制御信号１５ｑを直接読み出し回路１５ｈに出力するのではなく、遅延回路１５´ｓを経由するように読み出し回路１５ｈに出力する。また、フィードバック回路１５ｇは、制御信号１５ｑを他のイベントデータ収集部２５に向けて転送する。
【００４４】
図９は、第２の実施形態に係るイベントデータ収集部２５の構成を示すブロック図である。なお、Ａ／Ｄ変換器２５ａは、図３のＡ／Ｄ変換器１５ａと同様に動作し、クロック２５ｂは、図３のクロック１５ｂと同様に動作し、書き込み回路２５ｃは、図３の書き込み回路１５ｃと同様に動作する。リングバッファ２５ｄは、図３のリングバッファ１５ｄと同様に動作し、読み出し回路２５ｈは、図３の読み出し回路１５ｈと同様に動作し、後段データ処理２５ｉは、図３の後段データ処理１５ｉと同様に動作する。
【００４５】
図９に示すように、イベントデータ収集部２５は、読み出し回路２５ｈの前段に遅延回路２５ｓを有する。代表イベントデータ収集部１５´から送信された制御信号１５ｑは、遅延回路２５ｓを経由して読み出し回路２５ｈに出力される。
【００４６】
上述したように、第２の実施形態に係るＰＥＴ装置１００は、各ブロックにおけるイベントデータの量の調整が全ブロック間で同期するように制御するので、イベントデータ量の調整を最適に行うことができる。
【００４７】
すなわち、ある検出器モジュール１４のある一つのバッファ領域に格納されているイベントデータは例えば１０ｎｓ間のイベントデータであるので、他の検出器モジュール１４においても同期して調整を行っていれば、全ブロック間で同じ番号のバッファ領域のデータを破棄ことになる。言い換えると、ある１０ｎｓ間のイベントデータを全ブロックにおいて破棄することが可能であり、結果として、ペアとなり得るイベントデータを一緒に破棄することが可能である。
【００４８】
仮にイベントデータを無作為に破棄すると、ｎ個のイベントデータを破棄した場合、ペアのイベントデータとしてはｎ2個破棄することになる。このため、画質という観点においてイベントデータを十分に有効活用することができず、アーチファクトのある画像を出力してしまうおそれがある。一方、第２の実施形態によれば、ペアのイベントデータとともに破棄されるので、イベントデータを十分に有効活用することができる。
【００４９】
なお、第２の実施形態においては、代表の検出器モジュール１４が他の検出器モジュール１４に制御信号１５ｑを送信する手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、検出器モジュール１４の外部に代表のフィードバック回路を設け、各検出器モジュール１４が、代表のフィードバック回路との間で計数率情報や制御信号を送受信する手法でもよい。
【００５０】
図１０は、第２の実施形態におけるブロック間の同期の他の手法を説明するための図である。図１０に示すように、例えば、代表のフィードバック回路３５ｇを設け、各イベントデータ収集部３５は、個々に生成した計数率情報３５ｐを代表のフィードバック回路３５ｇに送信する。代表のフィードバック回路３５ｇは、各イベントデータ収集部３５から送信された計数率情報３５ｐに基づき高計数率時であるか否かを判定し、高計数率時であることを示す制御信号３５ｑ又は通常時であることを示す制御信号３５ｑを生成する。そして、代表のフィードバック回路３５ｇは、生成した制御信号３５ｑを各検出器モジュール１４に送信する。なお、全ての検出器モジュール１４において制御信号３５ｑの到着が同時であることが望ましいことは上述の通りであり、このため、フィードバック回路３５ｇからの距離に応じて遅延時間の異なる遅延回路を挿入する。
【００５１】
図１１は、第２の実施形態の他の手法に係るイベントデータ収集部３５の構成を示すブロック図である。なお、Ａ／Ｄ変換器３５ａは、図３のＡ／Ｄ変換器１５ａと同様に動作し、クロック３５ｂは、図３のクロック１５ｂと同様に動作し、書き込み回路３５ｃは、図３の書き込み回路１５ｃと同様に動作する。リングバッファ３５ｄは、図３のリングバッファ１５ｄと同様に動作し、クロック３５ｅは、図３のクロック１５ｅと同様に動作し、カウンタ３５ｆは、図３のカウンタ１５ｆと同様に動作する。読み出し回路３５ｈは、図３の読み出し回路１５ｈと同様に動作し、後段データ処理３５ｉは、図３の後段データ処理１５ｉと同様に動作する。
【００５２】
図１１に示すように、イベントデータ収集部３５は、読み出し回路３５ｈの前段に遅延回路３５ｓを有する。フィードバック回路３５ｇから送信された制御信号３５ｑは、遅延回路３５ｓを経由して読み出し回路３５ｈに出力される。また、カウンタ３５ｆは、計数率情報３５ｐをフィードバック回路３５ｇに向けて転送する。
【００５３】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態を説明する。第３の実施形態に係るＰＥＴ装置１００は、バッファの空き容量を示すバッファ空き情報に基づき高計数率時を判定し、バッファに書き込むイベントデータの量を調整することで、バッファから読み出すイベントデータの量を調整する。
【００５４】
図１２は、第３の実施形態に係るイベントデータ収集部４５の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、イベントデータ収集部４５は、Ａ／Ｄ変換器４５ａと、クロック４５ｂと、書き込み回路４５ｃと、バッファ４５ｄと、クロック４５ｅと、読み出し回路４５ｆと、バッファ空き検出回路４５ｇとを有する。
【００５５】
第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。図１２に示すように、イベントデータ収集部４５は、バッファ空き検出回路４５ｇを有する。バッファ空き検出回路４５ｇは、バッファ４５ｄの空き容量を監視する。具体的には、バッファ空き検出回路４５ｇは、ＷＰ（Write  Pointer）４５ｑの入力を書き込み回路４５ｃから受け付け、また、ＲＰ（Read  Pointer）４５ｒの入力を読み出し回路４５ｆから受け付ける。そして、バッファ空き検出回路４５ｇは、ＷＰ４５ｑ及びＲＰ４５ｒに基づいて、バッファ空き情報４５ｍを生成し、生成したバッファ空き情報４５ｍを書き込み回路４５ｃ及び読み出し回路４５ｆに出力する。
【００５６】
読み出し回路４５ｆは、クロック信号４５ｏの入力を受け付け、クロック信号４５ｏに従って読み出し信号４５ｐを生成する。また、読み出し回路４５ｆは、バッファ空き情報４５ｍによってバッファ４５ｄにイベントデータ４５ｊが格納されていないことを認識すると、読み出しを行わない。
【００５７】
ここで、第３の実施形態においては、書き込み回路４５ｃが、バッファ４５ｄに書き込むイベントデータの量を調整する。具体的には、書き込み回路４５ｃは、パルス信号４５ｋの入力を受け付けることにより、バッファ４５ｄに書き込むイベントデータ４５ｊが存在することを認識する。一方、書き込み回路４５ｃは、バッファ空き情報４５ｍの入力も受け付け、バッファ空き情報４５ｍに基づき高計数率時を判定する。そして、書き込み回路４５ｃは、高計数率時であるか否かに応じて、イベントデータ４５ｊの書き込みを制御する。図１３は、第３の実施形態に係る書き込み回路４５ｃによる処理手順を示すフローチャートである。
【００５８】
図１３に示すように、書き込み回路４５ｃは、バッファ空き情報４５ｍの入力を受け付けると（ステップＳ３０１、Ｙｅｓ）、バッファ空き情報４５ｍが示すバッファの空き容量が、１／４以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。１／４以上である場合（ステップＳ３０２、Ｙｅｓ）、書き込み回路４５ｃは、さらに、１／２以上であるか否かを判定する。１／２以上である場合（ステップＳ３０３、Ｙｅｓ）、書き込み回路４５ｃは、パルス信号４５ｋによって認識するイベントデータ４５ｊの全てをバッファ４５ｄに書き込むように書き込み信号４５ｎを生成する（ステップＳ３０４）。
【００５９】
一方、１／４以上であるが（ステップＳ３０２、Ｙｅｓ）、１／２以上でない場合（ステップＳ３０３、Ｎｏ）、書き込み回路４５ｃは、パルス信号４５ｋによって認識するイベントデータ４５ｊのうち、２回に１回のイベントデータ４５ｊを書き込むように書き込み信号４５ｎを生成する（ステップＳ３０５）。
【００６０】
一方、１／４以上でない場合（ステップＳ３０２、Ｎｏ）、書き込み回路４５ｃは、パルス信号４５ｋによって認識するイベントデータ４５ｊのうち、３回に１回のイベントデータ４５ｊを書き込むように書き込み信号４５ｎを生成する（ステップＳ３０６）。
【００６１】
そして、書き込み回路４５ｃは、ステップＳ３０４又はステップＳ３０５又はステップＳ３０６において生成した書き込み信号４５ｎを、バッファ４５ｄに出力する（ステップＳ３０７）。すると、バッファ４５ｄは、書き込み信号４５ｎに従って、Ａ／Ｄ変換器４５ａから入力を受け付けたイベントデータ４５ｊを書き込んだり、あるいは、破棄したりする。
【００６２】
上述したように、第３の実施形態に係るＰＥＴ装置１００は、高計数率時に、バッファから読み出すイベントデータの量を調整する。具体的には、ＰＥＴ装置１００は、バッファ空き情報に基づき高計数率時を判定し、高計数率時であると判定すると、バッファに書き込むデータの量を調整することで、バッファから読み出すデータの量を調整する。
【００６３】
なお、第３の実施形態においては、バッファの空き容量に応じてバッファに書き込むイベントデータの量を変化させる手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、バッファの空きがあるか否かに応じて、固定的に定められた間隔でイベントデータを書き込む書き込み信号を生成する手法でもよい。
【００６４】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態を説明する。第４の実施形態に係るＰＥＴ装置１００は、第３の実施形態の手法を基本としつつ、各ブロックにおけるイベントデータの量の調整が全ブロック間で同期するように制御する。
【００６５】
第４の実施形態において、複数の検出器モジュール１４は、複数のブロックに区分けされ、例えば、１検出器モジュール１４が、１ブロックである。図１４は、第４の実施形態におけるブロック間の同期を説明するための図である。図６を用いて説明したように、第４の実施形態においても、被検体Ｐの周囲をリング状に取り囲む検出器モジュール１４のうち、例えば左サイドの検出器モジュール１４を代表検出器モジュール１４とする。代表検出器モジュール１４は、代表イベントデータ収集部４５´を有する。また、他の検出器モジュール１４は、イベントデータ収集部５５を有する。そして、代表イベントデータ収集部４５´が、バッファ空き情報４５ｍを他のイベントデータ収集部５５に送信する。他のイベントデータ収集部５５は、代表イベントデータ収集部４５´から送信されたバッファ空き情報４５ｍに従って、バッファに書き込むイベントデータの量を調整する。
【００６６】
ここで、ブロック間を同期させるためには、全ての検出器モジュール１４においてバッファ空き情報４５ｍの到着が同時であることが望ましい。このため、図１４に示すように、代表イベントデータ収集部４５´からの距離に応じて遅延時間の異なる遅延回路を挿入する。すなわち、代表イベントデータ収集部４５´には、最も遅延時間の大きい遅延回路を挿入する。また、他のイベントデータ収集部５５には、代表イベントデータ収集部４５´からの距離が遠くなればなるほど遅延時間が小さくなるように、遅延回路を挿入する。なお、遅延時間には、事前のキャリブレーション時に求めた値を設定すればよい。
【００６７】
図１５は、第４の実施形態に係る代表イベントデータ収集部４５´の構成を示すブロック図である。なお、図１５において、図１２を用いて説明したイベントデータ収集部４５と同様に動作する部については、図１２で用いた符号と同じ符号を付す。
【００６８】
図１５に示すように、代表イベントデータ収集部４５´は、バッファ空き検出回路４５ｇと書き込み回路４５ｃとの間に遅延回路４５´ｓを有する。すなわち、バッファ空き検出回路４５ｇは、生成したバッファ空き情報４５ｍを直接書き込み回路４５ｃに出力するのではなく、遅延回路４５´ｓを経由するように書き込み回路４５ｃに出力する。また、バッファ空き検出回路４５ｇは、バッファ空き情報４５ｍを他のイベントデータ収集部５５に向けて転送する。
【００６９】
図１６は、第４の実施形態に係るイベントデータ収集部５５の構成を示すブロック図である。図１６に示すように、イベントデータ収集部５５は、書き込み回路５５ｃの前段に遅延回路５５ｓを有する。代表イベントデータ収集部４５´から送信されたバッファ空き情報４５ｍは、遅延回路５５ｓを経由して書き込み回路５５ｃに出力される。
【００７０】
ここで、バッファ空き情報４５ｍが、例えば４ビットの情報である場合などには、遅延回路５５ｓを入れたとしても、ブロック間で十分に同期することが難しいとも考えられる。このような場合には、書き込み回路５５ｃにおけるバッファ空き情報４５ｍの確認タイミングを所定間隔毎にする。例えば、書き込み回路５５ｃは、クロック信号５５ｌの１０クロック毎に、バッファ空き情報４５ｍを確認する。このように、確認タイミングを所定間隔毎とすれば、例えば４ビットの情報が各ブロックに非同期に到着したとしても、確認タイミングは同期し、書き込み回路５５ｃによる書き込みの制御は、同期することになる。なお、例えば各ブロック間でデータを送受信するバスの本数を増やすことで、例えば４ビットの情報を一度に到着させる手法でもよい。
【００７１】
上述したように、第４の実施形態に係るＰＥＴ装置１００は、各ブロックにおけるイベントデータの量の調整が全ブロック間で同期するように制御するので、イベントデータ量の調整を最適に行うことができる。
【００７２】
なお、実施形態は、上述した第１〜第４の実施形態に限られるものではない。例えば、第１〜第４の実施形態においては、バッファから読み出すイベントデータの量の調整は、検出器モジュールが有するイベントデータ収集部内において実行される処理として説明したが、これに限られるものではない。例えば、図１に示すコンソール装置１６側においても同様に、高計数率時の課題は生じ得る。この場合には、例えば、第１の実施形態で述べたリングバッファを用いた制御や、第３の実施形態で述べた書き込み時の制御などを、同様に適用することができる。
【００７３】
また、第２の実施形態や第４の実施形態においては、代表の検出器モジュールを左サイドの検出器モジュールとした。これは、複数の検出器モジュールのうち、高い計数率となる検出器モジュールは、両サイドである可能性が高いからである。したがって、右サイドの検出器モジュールを代表の検出器モジュールとしてもよい。また、他の検出器モジュールを代表の検出器モジュールとしてもよい。
【００７４】
以上述べた少なくとも一つの実施形態のＰＥＴ装置によれば、消滅放射線を検出するイベントの高計数率時に、バッファから読み出すイベントデータの量を調整するので、高計数率時にもイベントデータ量の調整を適切に行うことができる。この結果、高計数率時にも十分な画質を担保することができる。
【００７５】
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。
【符号の説明】
【００７６】
１５  イベントデータ収集部
１５ｄ  リングバッファ
１５ｇ  フィードバック回路
１５ｈ  読み出し回路
【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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【図１０】
0005806484.tif 000011
【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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