(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検出器がリング状に配置された検出器リングが多層に構成された、放射性薬剤が投与された被検体から放射される対消滅光子を検出する多層検出器リングと、
前記多層検出器リングの２つの検出器で同時計数された対消滅光子の検出時間差から算出された対消滅光子の発生地点を示すＴＯＦデータを収集するＴＯＦデータ収集部と、
収集されたＴＯＦデータを用いて、前記多層検出器リングの中心軸位置と被検体の垂直断面の中心位置との位置ズレ量を検出する位置ズレ量検出部と、
前記位置ズレ量に基づいて、被検体の垂直断面の中心位置を前記多層検出器リングの中心軸位置に移動させる機構制御部と、
を備えていることを特徴とする陽電子放射断層撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の陽電子放射断層撮像装置において、
前記位置ズレ量検出部は、
リング状に配置された複数の検出器の中心軸を通る同時計数線上のＴＯＦデータから被検体両端の境界を検出する被検体境界検出部と、
被検体両端の境界からその中心位置を算出するとともに、前記多層検出器リングの中心軸位置と被検体両端の境界の中心位置との位置ズレ量を算出する位置ズレ量算出部と、
前記位置ズレ量からその最大値を抽出する最大値抽出部と、
前記位置ズレ量の最大値を座標に変換する座標変換部と、
を備えていることを特徴とする陽電子放射断層撮像装置。
【請求項３】
複数の検出器がリング状に配置された検出器リングが多層に構成された、放射性薬剤が投与された被検体から放射される対消滅光子を検出する多層検出器リングと、
前記多層検出器リングで同時計数された２つの検出器を結ぶ線を示すＬＯＲデータを収集するＬＯＲデータ収集部と、
収集された前記ＬＯＲデータの投影データを作成する投影データ作成部と、
前記投影データを用いて、前記多層検出器リングの中心軸位置と被検体の垂直断面の中心位置との位置ズレ量を検出する位置ズレ量検出部と、
前記位置ズレ量に基づいて、被検体の垂直断面の中心位置を前記多層検出器リングの中心軸位置に移動させる機構制御部と、
を備えていることを特徴とする陽電子放射断層撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の陽電子放射断層撮像装置において、
前記位置ズレ量検出部は、
前記投影データから被検体の両端の境界を検出する被検体境界検出部と、
被検体両端の境界からその中心位置を算出するとともに、多層検出器リングの中心軸位置と被検体両端の境界の中心位置との位置ズレ量を算出する位置ズレ量算出部と、
前記位置ズレ量からその最大値を抽出する最大値抽出部と、
前記位置ズレ量の最大値を座標に変換する座標変換部と、
を備えていることを特徴とする陽電子放射断層撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の陽電子放射断層撮像装置において、
位置ズレ量検出部は、被検体の体軸方向の所定位置と前記多層検出器リングの層方向の中心位置との被検体の体軸方向の位置ズレ量を検出し、
機構制御部は、被検体の体軸方向の位置ズレ量に基づいて、前記所定位置を前記多層検出器リングの層方向の中心位置に移動させることを特徴とする陽電子放射断層撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性薬剤が投与された被検体から対消滅光子を検出して、被検体内の放射性薬剤の分布を画像化する陽電子放射断層撮像装置に係り、特に、被検体のポジショニングの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
陽電子放射断層撮像装置（ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置ともいう：以下適宜「ＰＥＴ装置」と称する）は、放射性薬剤を投与された被検体から１８０°反対方向に放射される511keVの対消滅光子（例えばγ線、以下適宜「γ線」と称する）をＰＥＴガントリ内に設けられた複数個の検出器がリング状に配置された検出器リングで検出する。このγ線の検出した時刻を測定し、２つの検出器での検出時間差が一定時間以内の場合にそれを一対のγ線として計数（同時計数）する。そして、γ線の発生地点を、その２つの検出器の直線上に存在するものとして特定する。このように２つのγ線が検出された検出器を結ぶ線のデータ、すなわち、ＬＯＲ（Line of Response）データを収集・蓄積して再構成処理を行い、断層画像を取得する。
【０００３】
また、γ線の速度が約30cm/nsであることが知られていることから、２つの検出器で同時計数されたγ線の検出時間の差からγ線の発生地点を特定する方法がある。この方法により取得したγ線の発生地点のデータ、すなわち、ＴＯＦ（time of flight：飛行時間）データを収集・蓄積して画像再構成処理を行い、断層画像を取得する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００８／１０２４２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。すなわち、従来のＰＥＴ装置は、検出器リング内のどの位置に被検体が存在していても画像化が可能である。しかしながら、リング状に配置された複数個の検出器の中心、すなわち、ガントリの中心と端とを比べたときに、図１３に示すように、空間分解能が大きく変化する。これは、端に位置するほどγ線が斜め方向から入射して隣接する検出器で検出されるなどにより、空間分解能が劣化するからである（すなわち、隣接する検出器での同時計数のカウントを除いた真の同時計数のカウントが減少する）。例えば、検出器リングの半径方向に２ｃｍ離れた二点の空間分解能をガントリの中心と端とで比べたときに、中心では、二点とも空間分解能は高く、その差（変化量）が小さい。これに対し、端では、いずれも分解能が低く、その差も大きくなる。そのため、空間分解能が高く、空間分解能の差も小さいガントリの中心に被検体を配置することが好ましい。また、ファントムを用いたノーマライズやクロスキャリブレーションなどの補正用収集の場合、ファントムがカントリの中心に配置されることを前提に収集が行われる。正確な補正値を得るためには、高い精度でファントムをガントリの中心に配置することが好ましい。
【０００６】
しかしながら、従来のＰＥＴ装置は、操作者がレーザマーカなどを頼りに手動操作することで被検体の断面内および体軸方向の位置決めを行っている。すなわち、操作者は、ファントムを含む被検体が載置された天板などを垂直および水平方向に目視で移動させて被検体の位置決めを行っている。そのため、最終的には操作者の主観で位置が決定され、操作者等により、その位置にばらつきを生じることになる。
【０００７】
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、被検体のポジショニングを容易にすることが可能な陽電子放射断層撮像装置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】
【０００８】
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、本発明に係る陽電子放射断層撮像装置は、複数の検出器がリング状に配置された検出器リングが多層に構成された、放射性薬剤が投与された被検体から放射される対消滅光子を検出する多層検出器リングと、前記多層検出器リングの２つの検出器で同時計数された対消滅光子の検出時間差から算出された対消滅光子の発生地点を示すＴＯＦデータを収集するＴＯＦデータ収集部と、収集されたＴＯＦデータを用いて、前記多層検出器リングの中心軸位置と被検体の垂直断面の中心位置との位置ズレ量を検出する位置ズレ量検出部と、前記位置ズレ量に基づいて、被検体の垂直断面の中心位置を前記多層検出器リングの中心軸位置に移動させる機構制御部と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る陽電子放射断層撮像装置によれば、ＴＯＦデータ収集部は、多層検出器リングの２つの検出器で同時計数された対消滅光子の検出時間差から算出された対消滅光子の発生地点を示すＴＯＦデータを収集し、位置ズレ量検出部は、収集されたＴＯＦデータを用いて、多層検出器リングの中心軸位置と被検体の垂直断面の中心位置との位置ズレ量を検出する。機構制御部は、位置ズレ量に基づいて、被検体の垂直断面の中心位置を多層検出器リングの中心軸位置に移動させる。すなわち、収集されたＴＯＦデータを用いて、多層検出器リングの中心位置への被検体のポジショニングを容易に行うことができる。それにより、操作者の主観に頼らずに被検体を多層検出器リングの中心軸位置へ移動させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る陽電子放射断層撮像装置において、前記位置ズレ量検出部は、リング状に配置された複数の検出器の中心軸を通る同時計数線上のＴＯＦデータから被検体両端の境界を検出する被検体境界検出部と、被検体両端の境界からその中心位置を算出するとともに、前記多層検出器リングの中心軸位置と被検体両端の境界の中心位置との位置ズレ量を算出する位置ズレ量算出部と、前記位置ズレ量からその最大値を抽出する最大値抽出部と、前記位置ズレ量の最大値を座標に変換する座標変換部と、を備えていることが好ましい。すなわち、位置ズレ量検出部は、まず、収集されたＴＯＦデータのうち、リング状に配置された複数の検出器の中心を通る同時計数線上のＴＯＦデータから被検体両端の境界を検出する。そして、被検体両端の境界からその中心位置を算出するとともに、多層検出器リングの中心軸位置と被検体両端の境界の中心位置との位置ズレ量を算出する。算出された位置ズレ量からその最大値を抽出し、その位置ズレ量の最大値を座標に変換する。それにより、ＴＯＦデータを用いて被検体の位置ズレ量を容易に検出することができる。
【００１１】
また、本発明に係る陽電子放射断層撮像装置は、複数の検出器がリング状に配置された検出器リングが多層に構成された、放射性薬剤が投与された被検体から放射される対消滅光子を検出する多層検出器リングと、前記多層検出器リングで同時計数された２つの検出器を結ぶ線を示すＬＯＲデータを収集するＬＯＲデータ収集部と、収集された前記ＬＯＲデータの投影データを作成する投影データ作成部と、前記投影データを用いて、前記多層検出器リングの中心軸位置と被検体の垂直断面の中心位置との位置ズレ量を検出する位置ズレ量検出部と、前記位置ズレ量に基づいて、被検体の垂直断面の中心位置を前記多層検出器リングの中心軸位置に移動させる機構制御部と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る陽電子放射断層撮像装置によれば、ＬＯＲデータ収集部は、多層検出器リングで同時計数された２つの検出器を結ぶ線を示すＬＯＲデータを収集し、投影データ作成部は、収集されたＬＯＲデータの投影データを作成する。位置ズレ量検出部は、作成された投影データを用いて、多層検出器リングの中心軸位置と被検体の垂直断面の中心位置との位置ズレ量を検出する。機構制御部は、位置ズレ量に基づいて、被検体の垂直断面の中心位置を多層検出器リングの中心軸位置に移動させている。すなわち、収集されたＴＯＦデータから断層画像を得るために作成される投影データを用いて、多層検出器リング内での被検体のポジショニングを容易に行うことができる。それにより、操作者の主観に頼らずに被検体を多層検出器リングの中心軸位置へ移動させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る陽電子放射断層撮像装置において、前記位置ズレ量検出部は、前記投影データから被検体の両端の境界を検出する被検体境界検出部と、被検体両端の境界からその中心位置を算出するとともに、多層検出器リングの中心軸位置と被検体両端の境界の中心位置との位置ズレ量を算出する位置ズレ量算出部と、前記位置ズレ量からその最大値を抽出する最大値抽出部と、前記位置ズレ量の最大値を座標に変換する座標変換部と、を備えていることが好ましい。すなわち、位置ズレ量検出部は、ＬＯＲデータを収集して作成された投影データを用いて、被検体両端の境界を検出し、被検体の両端の境界からその中心位置を算出するとともに、多層検出器リングの中心軸位置と被検体両端の境界の中心位置との位置ズレ量を算出する。そして、算出された位置ズレ量からその最大値を抽出し、その位置ズレ量の最大値を座標に変換する。それにより、投影データを用いて被検体の位置ズレ量を容易に検出することができる。
【００１４】
また、本発明に係る陽電子放射断層撮像装置において、位置ズレ量検出部は、被検体の体軸方向の所定位置と前記多層検出器リングの層方向の中心位置との被検体の体軸方向の位置ズレ量を検出し、機構制御部は、被検体の体軸方向の位置ズレ量に基づいて、前記所定位置を前記多層検出器リングの層方向の中心位置に移動させることが好ましい。多層検出器リングの層方向では、多層に配置された検出器リングの中心ほど空間分解能が高い。そのため、例えば、被検体の体軸方向の長さが多層検出器リングの層方向の長さ（有効視野）よりも小さい場合、位置ズレ量検出部は、被検体の両端の境界を検出し、被検体の体軸方向の中心位置と多層検出器リングの層方向の中心位置とから、被検体の体軸方向の位置ズレ量を検出する。そして、被検体の体軸方向の中心位置を多層検出器リングの層方向の中心位置に移動させる。それにより、多層検出器リング内での被検体の体軸方向のポジショニングを容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１発明に係る陽電子放射断層撮像装置によれば、ＴＯＦデータ収集部は、多層検出器リングの２つの検出器で同時計数された対消滅光子の検出時間差から算出された対消滅光子の発生地点を示すＴＯＦデータを収集し、位置ズレ量検出部は、収集されたＴＯＦデータを用いて、多層検出器リングの中心軸位置と被検体の垂直断面の中心位置との位置ズレ量を検出する。機構制御部は、位置ズレ量に基づいて、被検体の垂直断面の中心位置を多層検出器リングの中心軸位置に移動させる。すなわち、収集されたＴＯＦデータを用いて、多層検出器リングの中心位置への被検体のポジショニングを容易に行うことができる。それにより、操作者の主観に頼らずに被検体を多層検出器リングの中心軸位置へ移動させることができる。
【００１６】
本発明の第２発明に係る陽電子放射断層撮像装置によれば、ＬＯＲデータ収集部は、多層検出器リングで同時計数された２つの検出器を結ぶ線を示すＬＯＲデータを収集し、投影データ作成部は、収集されたＬＯＲデータの投影データを作成する。位置ズレ量検出部は、作成された投影データを用いて、多層検出器リングの中心軸位置と被検体の垂直断面の中心位置との位置ズレ量を検出する。機構制御部は、位置ズレ量に基づいて、被検体の垂直断面の中心位置を多層検出器リングの中心軸位置に移動させている。すなわち、収集されたＴＯＦデータから断層画像を得るために作成される投影データを用いて、多層検出器リング内での被検体のポジショニングを容易に行うことができる。それにより、操作者の主観に頼らずに被検体を多層検出器リングの中心軸位置へ移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１に係る陽電子放射断層撮像装置（ＰＥＴ装置）の概略構成図である。
【図２】図１のＡ方向から見た検出器の配置の一例を示す図である。
【図３】ＴＯＦデータを用いた位置ズレ量検出部の説明に供する図である。
【図４】ＴＯＦデータを用いた位置ズレ量検出部の説明に供する図であり、（ａ）〜（ｄ）は各角度における検出器対を結ぶ同時計数線上における位置ズレ量を示す。
【図５】実施例１に係る被検体の自動ポジショニングの説明に供するフローチャートである。
【図６】実施例２に係る陽電子放射断層撮像装置（ＰＥＴ装置）の概略構成図である。
【図７】サイノグラムを用いた位置ズレ量検出部の説明に供する図であり、（ａ）〜（ｄ）は各角度における投影データを示す。
【図８】サイノグラムを用いた位置ズレ量検出部の説明に供する図であり、サイノグラムの一例を示す図である。
【図９】位置ズレを有しないサイノグラムの一例を示す図である。
【図１０】実施例２に係る被検体の自動ポジショニングの説明に供するフローチャートである。
【図１１】変形例に係る被検体の体軸方向の自動ポジショニングの説明に供する図である。
【図１２】変形例に係る被検体の体軸方向の自動ポジショニングの説明に供する図である。
【図１３】ガントリの中心と端とで空間分解能が異なることの説明に供する図であり、縦軸は真の同時計数のカウントを示し、横軸はガントリの半径方向を示す。
【実施例１】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。図１は、実施例１に係る陽電子放射断層撮像装置（ＰＥＴ装置）の概略構成図であり、図２は、図１のＡ方向から見た検出器の配置の一例を示す図である。図３は、ＴＯＦデータを用いた位置ズレ量検出部の説明に供する図であり、図４は、ＴＯＦデータを用いた位置ズレ量検出部の説明に供する図であり、（ａ）〜（ｄ）は各角度における検出器対を結ぶ同時計数線上における位置ズレ量を示す。
【００１９】
図１を参照する。ＰＥＴ装置１は、被検体Ｍを載置する天板２を有するベッド装置３と、開口部４を有するガントリ５とを備えている。ベッド装置３は、上下方向（Ｙ方向）および水平方向（ＸＺ方向）に天板２を移動させるように構成されている。ベッド装置３は、機構制御部６により制御されるようになっており、天板２に載置された被検体Ｍをガントリ５の開口部４の内側または外側へ移動させるようになっている。ガントリ５の開口部４の外周には、被検体Ｍから発生したγ線を検出する検出器リング７が設けられている。
【００２０】
検出器リング７は、図２に示すように、複数個の検出器９が多角形状を含むリング状に配置して構成されている。また、図１に示すように、検出器リング７は、層方向（中心軸方向または被検体Ｍの体軸方向）に多層に重ねて構成されている。この多層に重ねられた検出器リング７を多層検出器リング１１とする。なお、本実施例において、検出器リング７は、多層に構成された多層検出器リング１１であるとして説明するが、単層で構成されていてもよい。
【００２１】
検出器９は、例えば、シンチレータブロックとライトガイドと光電子増倍管とを備えた検出器ブロック（図示しない）で構成される。シンチレータブロックは、複数個のシンチレータから構成される。放射性薬剤が投与された被検体Ｍから発生されたγ線をシンチレータブロックが光に変換し、変換された光をライトガイドが案内して、光電子増倍管が光電変換して電気信号を出力する。
【００２２】
ＴＯＦデータ収集部１３は、多層検出器リング１１の２つの検出器９で同時計数された対消滅γ線の検出時間差から算出された対消滅γ線の発生地点を示すＴＯＦデータを収集する。画像再構成部１５は、補正処理が行われたＴＯＦデータを用いて画像再構成を行う。これにより、断層画像を取得することができる。
【００２３】
補正テーブル１７は、検出器９ごとにばらつきを補正する感度補正のための補正値やクロスキャリブレーションで求められた校正係数が記憶されている。校正係数は、同時計数されたカウントを放射能濃度（Bq/ml）に変換する。感度補正のデータ収集は、ノーマライズ収集で得られる。一方、クロスキャリブレーションは、まず円筒ファントムに放射性薬剤を溶かした水を入れて、円筒ファントムを多層検出器リング１１内に収容してデータ収集する。データ収集後、円筒ファントム内の水を一部抜き取り、ドーズキャリブレータで放射能濃度を測定する。そして、多層検出器リング１１で収集したカウントとドーズキャリブレータで測定された放射線濃度などから校正係数が求められる。画像再構成部１５は、補正テーブルを参照して画像再構成を行う。
【００２４】
また、ＰＥＴ装置１は、主制御部１９、表示部２１、メモリ部２３および入力部２５を備えている。主制御部１９は、各構成を統括的に制御する。表示部２１は、液晶表示パネルなどで構成され、画像再構成されて取得した断層画像等を表示する。メモリ部２３は、断層画像等を記憶し、ＲＯＭ（Read-only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）またはハードディスク等の記憶媒体で構成される。入力部２５は、入力設定や各種操作が行われ、キーボードやマウス等で構成される。
【００２５】
また、ＰＥＴ装置１は、収集されたＴＯＦデータを用いて、多層検出器リング１１の中心軸位置と被検体Ｍの垂直断面の中心位置との位置ズレ量を検出する位置ズレ量検出部２７を備えている。図３に示すように、リング状に配置された複数個の検出器９（検出器リング７）の内側に被検体Ｍが配置されているときに、位置ズレ量検出部２７は、被検体Ｍの体軸と垂直の断面内の中心とリング状に配置された複数個の検出器９の中心軸位置との位置ズレ量を検出する。この位置ズレ量検出部２７は、被検体境界検出部２９、位置ズレ量算出部３１、最大値抽出部３３および座標変換部３５を有している。
【００２６】
被検体境界検出部２９は、リング状に配置された複数個の検出器９の中心を通る同時計数線上のＴＯＦデータから被検体Ｍ両端の境界を検出する。すなわち、まず、被検体境界検出部２９は、図３に示すように、ＴＯＦデータ収集部１３で収集されたＴＯＦデータのうち、複数個の検出器９の中心を通る同時計数線上のＴＯＦデータを各角度で抽出する。例えばθ＝０°の場合は、図４（ａ）のように、横軸を半径方向、縦軸をγ線の発生位置のカウントとするＴＯＦデータを抽出する。なお、θ＝６０°，９０°，１５０°の場合は、それぞれ図４（ｂ）〜（ｄ）に示すＴＯＦデータを抽出する。そして、被検体境界検出部２９は、抽出した各角度のＴＯＦデータのカウントからそれぞれに被検体Ｍ両端の境界を検出する。
【００２７】
抽出されたＴＯＦデータは、被検体Ｍの両端では、カウントがなだらかな傾斜となっている。境界の検出は、例えば半値幅が用いられる。半値幅は、図４（ａ）に示すようにＴＯＦデータのカウントの最大値がｈであるとき、プロファイルの曲線のｈ／２の半径方向の位置を境界とし、それらの境界で挟まれた範囲ｒで表される。半値幅の境界（ｈ／２）を被検体Ｍの両端の境界として検出する。また、被検体境界検出部２９は、図３または図４に示すように、水平の同時計数線を０°とするとき、例えば０°から１８０°の範囲で順次境界を検出する。
【００２８】
なお、被検体境界検出部２９は、半値幅を用いて被検体Ｍの両端の境界を検出することに限定されず、カウントが予め設定された所定値以上であれば境界として検出するようにしてもよい。
【００２９】
位置ズレ量算出部３１は、被検体Ｍの両端の境界から被検体Ｍの境界の中心位置を算出するとともに、検出器リング７の中心軸位置と被検体Ｍの境界の中心位置との位置ズレ量を算出する。被検体Ｍの境界の中心位置は、半値幅の中心、すなわち、半値幅より与えられた境界により求められる。検出器リング７の中心軸位置は、被検体Ｍの境界の中心位置が求められた同時計数線の中心位置により求められる。そして、被検体Ｍの境界の中心位置と同時計数線の中心位置の差により位置ズレ量が求められる（図４（ａ）〜（ｄ））。なお、この位置ズレ量の検出は、境界が検出された０°から１８０°の範囲で順次行われる。
【００３０】
最大値抽出部３３は、位置ズレ量からその最大値を抽出する。すなわち、位置ズレ量算出部３１により０°から１８０°の範囲で順次に算出された各角度の位置ズレ量からその最大値を抽出する。同時計数線上の最大の位置ズレ量が被検体Ｍの中心と多層検出器リング１１の中心軸位置との位置ズレ量に対応する。
【００３１】
座標変換部３５は、位置ズレ量の最大値を座標に変換する。すなわち、座標変換部３５は、最大値抽出部３３で抽出された位置ズレ量と、この位置ズレ量を有する同時計数線の角度とから、Ｘ方向およびＹ方向の座標に分解する。
【００３２】
座標変換部３５でＸ方向およびＹ方向の座標に変換された位置ズレ量は、機構制御部６に送信される。機構制御部６は、位置ズレ量に基づいて、被検体Ｍの垂直断面の中心位置を検出器リング７の中心軸位置に移動させる。機構制御部６は、ベッド装置３を操作して、被検体Ｍが載置された天板２を移動させることで、被検体Ｍの垂直断面の中心位置を多層検出器リング１１の中心軸位置に一致させる。
【００３３】
＜ＰＥＴ装置１の動作＞
次に、ＰＥＴ装置１の動作について、特に、被検体Ｍの垂直断面の中心位置を多層検出器リング１１の中心軸位置に位置合わせする動作、すなわち、自動ポジショニングを説明する。図５は、実施例１に係る被検体の自動ポジショニングの説明に供するフローチャートである。
【００３４】
被検体Ｍには、ポジトロン放射性同位元素（ラジオアイソトープ：ＲＩ）で標識した放射性薬剤が投与される。そして、機構制御部６によって制御されたベッド装置３により、被検体Ｍが載置された天板２を駆動させて、ガントリ５の開口部４内の任意の位置に被検体Ｍを移動させる。
【００３５】
〔ステップＳ０１〕ＴＯＦデータの収集
被検体Ｍから１８０°反対方向に放射する２つのγ線は、多層検出器リング１１の各検出器９で検出される。各検出器９から出力された電気信号（検出信号）に基づいて、ＴＯＦデータ収集部１３は、多層検出器リング１１の２つの検出器９で同時計数された対消滅光子の検出時間差から算出された対消滅光子の発生地点を示すＴＯＦデータを収集する。
【００３６】
〔ステップＳ０２〕被検体の境界の検出
収集されたＴＯＦデータのうち、リング状に配置された複数の検出器９の中心を通る同時計数線上のＴＯＦデータから、被検体境界検出部２９は、被検体Ｍ両端の境界を検出する。境界の検出は、例えば、半値幅を求めることにより行われ、０°〜１８０°の角度の同時計数線上でのＴＯＦデータから行われる。
【００３７】
〔ステップＳ０３〕位置ズレ量の算出
位置ズレ量算出部３１は、検出された各角度の同時計数線上の被検体Ｍの両端の境界から被検体Ｍの中心位置を算出するとともに、多層検出器リング１１の中心軸位置と被検体Ｍ境界の中心位置との位置ズレ量を算出する。
【００３８】
〔ステップＳ０４〕最大値の抽出
最大値抽出部３３は、算出された各角度の同時計数線上の被検体Ｍの位置ズレ量からその最大値を抽出する。検出器リング７の中心軸を通る同時計数線上の最大の位置ズレ量が、被検体Ｍの垂直断面の中心位置と検出器リング７の中心軸位置との実際の位置ズレ量に対応する。
【００３９】
〔ステップＳ０５〕座標変換
座標変換部３５は、抽出された位置ズレ量の最大値をＸ方向およびＹ方向の座標に変換する。
【００４０】
〔ステップＳ０６〕位置合わせ
Ｘ方向およびＹ方向の座標に変換されて検出された被検体Ｍの位置ズレ量は、機構制御部６に送信される。機構制御部６は、ベッド装置３の天板２を制御して、被検体Ｍの垂直断面の中心位置を検出器リング７の中心軸位置に一致させる位置合わせを行う。すなわち、位置ズレ量が０（ゼロ）になるように位置合わせが行われる。以上のように、被検体Ｍの自動ポジショニングが行われる。
【００４１】
なお、この後、ファントム（被検体Ｍ）を用いてノーマライズ収集やクロスキャリブレーション等の補正テーブル１７に記憶させる補正用のデータ収集を行う。また、実際のデータ収集を行って被検体Ｍの断層画像などのＲＩ分布画像を取得する。
【００４２】
本実施例に係るＰＥＴ装置１によれば、ＴＯＦデータ収集部１３は、多層検出器リング１１の２つの検出器９で同時計数されたγ線の検出時間差から算出されたγ線の発生地点を示すＴＯＦデータを収集し、位置ズレ量検出部２７は、収集されたＴＯＦデータを用いて、多層検出器リング１１の中心軸位置と被検体Ｍの垂直断面の中心位置との位置ズレ量を検出する。機構制御部６は、位置ズレ量に基づいて、被検体Ｍの垂直断面の中心位置を多層検出器リング１１の中心軸位置に移動させる。すなわち、収集されたＴＯＦデータを用いて、多層検出器リング１１の中心位置への被検体Ｍのポジショニングを容易に行うことができる。それにより、操作者の主観に頼らずに被検体Ｍを多層検出器リング１１の中心軸位置へ移動させることができる。
【００４３】
それにより、多層検出器リング１１の中心軸位置に、被検体Ｍの垂直断面の中心位置を合わせた状態で撮影することができる。そのため、ファントムを用いたノーマライズやクロスキャリブレーションなどの補正用収集の場合、正確な補正値を得ることができ、また、空間分解能の高い断層画像を取得することができる。
【実施例２】
【００４４】
次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。図６は、実施例２に係る陽電子放射断層撮像装置（ＰＥＴ装置）の概略構成図である。図７は、サイノグラムを用いた位置ズレ量検出部の説明に供する図であり、（ａ）〜（ｄ）は各角度における投影データを示す。なお、上述した実施例と重複する構成については、その説明を省略する。
【００４５】
実施例１は、ＴＯＦデータを用いた自動ポジショニングを行うＰＥＴ装置１について説明したが、実施例２では、サイノグラムを用いた自動ポジショニングを行うＰＥＴ装置４１について説明する。
【００４６】
図６を参照する。ＰＥＴ装置４１は、多層検出器リング１１で同時計数された２つの検出器９を結ぶ線を示すＬＯＲ（Line of Response）データを収集するＬＯＲデータ収集部４３と、収集されたＬＯＲデータの投影データを作成する投影データ作成部４５とを備えている。
【００４７】
図７（ａ）に示すように、リング状に配置された複数個の検出器９（検出器リング７）の内側に被検体Ｍが配置されているとする。投影データ作成部４５は、各角度ごとに投影データを作成し、各角度の投影データを順番に並べてサイノグラムを作成する。投影データ作成部４５は、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、例えば、０°〜１８０°の投影データを作成し、図８のように各角度の投影データを順番に並べることでサイノグラムを作成する。なお、図８は、サイノグラムの一例を示す図である。
【００４８】
位置ズレ量検出部４７は、投影データ作成部４５で作成されたサイノグラムを用いて、検出器リング７の中心軸位置と被検体Ｍの垂直断面の中心位置との位置ズレ量を検出する。位置ズレ量検出部４７は、図６に示すように、被検体境界検出部５１、位置ズレ量算出部５３、最大値抽出部５５および座標変換部５７を備えている。
【００４９】
被検体境界検出部５１は、サイノグラムから被検体Ｍの両端の境界を検出する。すなわち、被検体境界検出部５１は、投影データ作成部４５で作成されたサイノグラム（図８）の各角度の投影データからそれぞれ被検体Ｍの両端の境界位置を検出する。まず、被検体境界検出部５１は、図７（ａ）〜（ｄ）に示すような各角度の投影データを抽出する。各角度の投影データは、例えば、図７（ａ）に示すθ＝０°のように、横軸を半径方向、縦軸をＬＯＲのカウントとしたものが与えられる。被検体Ｍの両端では、カウントがなだらかな傾斜となっている。そして、被検体境界検出部５１は、抽出した各角度の投影データのカウントから、それぞれに例えば半値幅を用いて最大カウントの１／２値の半径方向の位置を境界として検出する。また、カウントが予め設定された所定値以上であれば被検体Ｍの境界として検出してもよい。
【００５０】
位置ズレ量算出部５３は、被検体Ｍ両端の境界からその中心位置を算出するとともに、多層検出器リング１１の中心軸位置と被検体Ｍ両端の境界の中心位置との位置ズレ量を算出する。位置ズレ量算出部５３は、サイノグラムの各角度の投影データから検出した被検体Ｍの両端の境界位置を用いて、その中心位置を求める。そして、位置ズレ量算出部５３は、被検体Ｍ両端の境界の中心位置と検出器リング７の中心軸位置との位置ズレ量を算出する。このとき、リング状に配置された複数個の検出器９の中心軸位置は、サイノグラムの図８に示す横軸方向の中心位置に対応する。すなわち、サイノグラムの横軸は、リング状に配置された複数個の検出器９の半径方向を示しており、その中心位置が検出器リング７の中心軸位置となる。
【００５１】
最大値抽出部５５は、位置ズレ量算出部５３で算出された位置ズレ量からその最大値を抽出する。最大値抽出部５５は、サイノグラムの各角度の投影データの位置ズレ量からその最大値を抽出する。位置ズレ量の最大値、すなわち、最大の位置ズレ量を有する角度の投影データの位置ズレ量が実際の位置ズレ量に対応する。
【００５２】
座標変換部５７は、位置ズレ量の最大値を座標に変換する。すなわち、座標変換部５７は、最大値抽出部５５で抽出された位置ズレ量と、この位置ズレ量を有する投影データの角度とから、Ｘ方向およびＹ方向の座標に分解する。
【００５３】
座標変換部５７でＸ方向およびＹ方向の座標に変換された位置ズレ量、すなわち位置ズレ量検出部４７から出力された位置ズレ量は、機構制御部６に送信される。機構制御部６は、送信された位置ズレ量に基づいて、被検体Ｍの垂直断面の中心位置を検出器リング７の中心軸位置に移動させる。すなわち、機構制御部６は、ベッド装置３を制御して、天板２に載置された被検体Ｍの垂直断面の中心位置を検出器リング７の中心位置に移動させ一致させる。なお、図９は、位置ズレを有しないサイノグラムを示す。
【００５４】
＜ＰＥＴ装置４１の動作＞
次に、ＰＥＴ装置４１の動作について、特に、被検体Ｍの自動ポジショニングを説明する。図１０は、実施例２に係る被検体の自動ポジショニングの説明に供するフローチャートである。
【００５５】
被検体Ｍには放射性薬剤が投与される。そして、機構制御部６は、ベッド装置３を制御して被検体Ｍが載置された天板２を駆動させ、被検体Ｍをガントリ５の開口部４内の任意の位置に移動させる。
【００５６】
〔ステップＳ１１〕ＬＯＲデータの収集
被検体Ｍから１８０°反対方向に放射する２つのγ線は、多層検出器リング１１の各検出器９で検出される。各検出器９から出力された電気信号（検出信号）に基づいて、ＬＯＲデータ収集部４３は、検出器リング９で同時計数された２つの検出器９を結ぶ線を示すＬＯＲデータを収集する。
【００５７】
〔ステップＳ１２〕サイノグラムの作成
投影データ作成部４５は、図７に示すように、ＬＯＲデータ収集部４３で収集されたＬＯＲデータから、各角度（例えば０°〜１８０°）で投影データを作成し、各角度の投影データを順番に並べてサイノグラムを作成する。
【００５８】
〔ステップＳ１３〕被検体の境界の検出
被検体境界検出部５１は、サイノグラムの各角度の投影データからそれぞれ被検体Ｍの両端の境界位置を検出する。被検体境界検出部５１は、例えば半値幅を用いて境界を検出する。
【００５９】
〔ステップＳ１４〕位置ズレ量の算出
位置ズレ量算出部５３は、被検体Ｍ両端の境界からその中心位置を算出するとともに、検出器リング７の中心軸位置と被検体Ｍ両端の境界の中心位置との位置ズレ量を算出する。
【００６０】
〔ステップＳ１５〕最大値の抽出
最大値抽出部５５は、位置ズレ量算出部５３で算出された位置ズレ量からその最大値を抽出する。
【００６１】
〔ステップＳ１６〕座標変換
座標変換部５７は、抽出された位置ズレ量の最大値をＸ方向およびＹ方向の座標に変換する。
【００６２】
〔ステップＳ１７〕位置合わせ
Ｘ方向およびＹ方向の座標に変換されて検出された被検体Ｍの中心の位置ズレ量は、機構制御部６に送信される。機構制御部６によりベッド装置３の天板２が制御されて、被検体Ｍの垂直断面の中心位置を多層検出器リング１１の中心軸位置に一致させる位置合わせが行われる。
【００６３】
本実施例に係るＰＥＴ装置４１によれば、ＬＯＲデータ収集部４３は、多層検出器リング１１で同時計数された２つの検出器９を結ぶ線を示すＬＯＲデータを収集し、投影データ作成部４５は、収集されたＬＯＲデータの投影データを作成する。位置ズレ量検出部４７は、作成された投影データを用いて、多層検出器リング１１の中心軸位置と被検体Ｍの垂直断面の中心位置との位置ズレ量を検出する。機構制御部６は、位置ズレ量に基づいて、被検体Ｍの垂直断面の中心位置を多層検出器リング１１の中心軸位置に移動させている。すなわち、収集されたＴＯＦデータから断層画像を得るために作成される投影データを用いて、多層検出器リング１１内での被検体Ｍのポジショニングを容易に行うことができる。それにより、操作者の主観に頼らずに被検体Ｍを多層検出器リング１１の中心軸位置へ移動させることができる。
【００６４】
それにより、多層検出器リング１１の中心軸位置に、被検体Ｍの垂直断面の中心位置を合わせた状態で撮影することができる。そのため、ファントムを用いたノーマライズやクロスキャリブレーションなどの補正用収集の場合、正確な補正値を得ることができ、また、空間分解能の高い断層画像を取得することができる。
【００６５】
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。
【００６６】
（１）上述した各実施例では、被検体Ｍの体軸に対してほぼ垂直方向の断面内の位置ズレ量を検出して、被検体Ｍの中心位置をリング状に配置された複数個の検出器９の中心位置に一致するように移動させていた。しかしながら、多層検出器リング１１の被検体Ｍの体軸方向の位置ズレ量を検出して、多層検出器リング１１の層方向の中心に一致するように移動させてもよい。多層に重ねて構成された検出器リング７の層方向では、中心位置の検出器リング７の感度が高く、外側ほど感度が低下する。
【００６７】
位置ズレ量検出部２７，４７は、被検体Ｍの体軸方向の位置ズレ量を検出する。機構制御部６は、被検体Ｍの体軸方向の位置ズレ量に基づいて、被検体Ｍの体軸方向の中心位置を多層に構成された検出器リング９の層方向の中心位置に移動させる。
【００６８】
位置ズレ量検出部２７，４７は、被検体Ｍが多層検出器リング１１内に全て収まるファントムなどの場合（図１１）には、ファントム（被検体Ｍ）の体軸方向の両端の境界を検出してその中心位置を算出する。そして、機構制御部６は、多層検出器リング１１の層方向の中心位置に一致させるように被検体Ｍを移動させる。
【００６９】
また、被検体Ｍの頭部の位置合わせを行うときなど、被検体Ｍの体軸方向の長さが多層検出器リング１１より大きい場合（図１２）は、例えば頭部の一端を基準位置として頭部（被検体Ｍ）の体軸方向の境界を検出し、多層検出器リング１１の層方向の中心位置と頭部の一端とが、予め設定された所定距離になるように、機構制御部６により頭部（被検体Ｍ）を移動させる。それにより、頭部（被検体Ｍ）を多層検出器リング１１の層方向の中心位置に移動させるようになっている。
【００７０】
なお、被検体Ｍの体軸方向の境界の検出は、例えば、被検体Ｍの体軸方向と垂直断面で収集されたＴＯＦデータやサイノグラム（投影データ）に基づき、被検体Ｍの幅が予め設定された所定値以上であれば、被検体Ｍの体軸方向の境界として判定するようにしてもよい。
【００７１】
このように構成することにより、例えば、被検体の体軸方向の長さが多層検出器リング１１の層方向の長さ（有効視野）よりも小さい場合、位置ズレ量検出部は、被検体の両端の境界を検出し、被検体の体軸方向の中心位置と多層検出器リングの層方向の中心位置とから、被検体の体軸方向の位置ズレ量を検出する。そして、被検体の体軸方向の中心位置を多層検出器リングの層方向の中心位置に移動させる。それにより、多層検出器リング内での被検体の体軸方向のポジショニングを容易に行うことができる。また、操作者の主観に頼ることなく被検体Ｍを位置合わせさせることができる。
【００７２】
（２）上述した各実施例では、機構制御部６は、ベッド装置３を制御して天板２を上下方向および水平方向に移動させていたが、この構成に限定されない。例えば、多層検出器リング１１（ガントリ５）を上下方向および水平方向に移動させてもよい。
【００７３】
（３）上述した各実施例では、検出器９は、検出器ブロックで構成されたが、この構成に限定されない。例えば、検出素子が半導体であるテルル化カドミウム（CdTe）等で構成され、γ線の入射によって生成される電荷を検出する半導体カメラであってもよい。
【００７４】
（４）上述した各実施例において、多層検出器リング１１の多層に構成される検出器リング７のうち、例えば、中心に配置された検出器リング７で被検体Ｍの自動ポジショニングを行うようにしてもよい。また、２層以上の検出器リング７で検出された位置ズレ量の平均位置により自動ポジショニングを行うようにしてもよい。
【００７５】
（５）上述した各実施例において、例えば、外部線源を備えてトランスミッションデータを収集し、トランスミッションデータに基づいて位置合わせを行ってもよい。また、その他の補正を必要に応じて行うように構成してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１，４１  …  ＰＥＴ装置
６    …  機構制御部
７    …  検出器リング
９    …  検出器
１１  …  多層検出器リング
１３  …  ＴＯＦデータ収集部
１７  …  補正テーブル
１９  …  主制御部
２７，４７  …  位置ズレ量検出部
２９，５１  …  被検体境界検出部
３１，５３  …  位置ズレ量算出部
３３，５５  …  最大値抽出部
３５，５７  …  座標変換部
４３  …  ＬＯＲデータ収集部
４５  …  投影データ作成部
【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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