(57)【要約】【課題】トランスミッション撮像時に適切な検出器内散乱線処理を行って、偶発同時計数の影響を抑制し精度の高い減衰分布を得ることができる核医学診断装置を提供する。【解決手段】放射線検査装置１では、検出器４によって検出された複数のイベントが所定のタイムウインドウ内で発生し、かつ、複数のイベントの検出エネルギの合計が所定のエネルギウインドウ内であるか否かが判断され、タイムウインドウ内で発生し検出エネルギの合計がエネルギウインドウ内であると判断された複数のイベントについて、照射γ線２２のエネルギおよびイベントの検出エネルギを基に、このイベントに係る推定散乱角（推定入射角２２）が推定される。そして、イベントの検出位置、このイベントに係る推定散乱角、および外部線源の位置を基に、複数のイベントの検出位置から照射γ線の正しい初期散乱位置を選択する。【選択図】図４
2008190967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の撮像領域へ照射γ線を放出する外部線源と、前記照射γ線の入射方向に位置分解能を有するように配置された複数の検出器と、前記検出器からの検出信号を基に前記撮像領域内のトランスミッション像を生成するトランスミッション像生成部とを具備した核医学診断装置であって、
前記検出器によって検出された複数のイベントが所定のタイムウインドウ内で発生し、かつ、前記複数のイベントの検出エネルギの合計が所定のエネルギウインドウ内であるか否かを判断する信号処理部と、
前記タイムウインドウ内で発生し前記検出エネルギの合計が前記エネルギウインドウ内であると判断された前記複数のイベントｉについて、前記照射γ線のエネルギＥおよび前記イベントの前記検出エネルギＥ´を基に、当該イベントに係る散乱γ線の散乱角θｉを推定する散乱角推定部と、
前記イベントの検出位置、当該イベントに係る前記推定散乱角θｉ、および前記外部線源の位置Ｏを基に、前記複数のイベントの検出位置から前記照射γ線の正しい初期散乱位置を選択する初期散乱位置選択部と、
を具備したことを特徴とする核医学診断装置。
【請求項２】
所定の撮像領域へ照射γ線を放出する外部線源と、前記照射γ線の入射方向に位置分解能を有するように配置された複数の検出器と、前記検出器からの検出信号を基に前記撮像領域内のトランスミッション像を生成するトランスミッション像生成部とを具備した核医学診断装置であって、
前記検出器によって検出された複数のイベントが所定のタイムウインドウ内で発生し、かつ、前記複数のイベントの検出エネルギの合計が所定のエネルギウインドウ内であるか否かを判断する信号処理部と、
前記タイムウインドウ内で発生し前記検出エネルギの合計が前記エネルギウインドウ内であると判断された前記複数のイベントｉについて、前記外部線源に最も近接したものを前記照射γ線の正しい初期散乱位置として選択する初期散乱位置選択部と、
を具備したことを特徴とする核医学診断装置。
【請求項３】
前記散乱角推定部の推定は、前記照射γ線のエネルギＥから前記イベントの前記検出エネルギＥ´を減算して、散乱γ線の散乱角θｉを推定するものであり、
前記初期散乱位置選択部の選択は、外部線源の位置Ｏ、前記複数のイベントのうち各イベントの位置Ａｉおよび位置Ａｊのなす角∠ＯＡｉＡｊを求めて、１８０°−∠ＯＡｉＡｊが所定の誤差範囲Δθを含むθｉ±Δθｉの範囲内に合致するイベント位置Ａｉを正しい検出位置として選択するものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の核医学診断装置。
【請求項４】
前記タイムウインドウ内で発生し前記検出エネルギの合計が前記エネルギウインドウ内であると判断された前記複数のイベントｉについて、前記照射γ線のエネルギＥから前記イベントの前記検出エネルギＥ´を減算して、散乱γ線の散乱角θｉを推定する散乱角推定部とを具備し、
前記初期散乱位置選択部の選択は、前記複数のイベントｉについて、前記外部線源に近いものから前記照射γ線の正しい検出位置候補として選択していき、外部線源の位置Ｏ、前記複数のイベントのうち各イベントの位置Ａｉおよび位置Ａｊのなす角∠ＯＡｉＡｊを求めて、１８０°−∠ＯＡｉＡｊが所定の誤差範囲Δθを含むθｉ±Δθｉの範囲内に合致しないイベント位置Ａｉを前記正しい検出位置候補から除外してゆき、前記正しい検出位置を選択するものである、
ことを特徴とする請求項２に記載の核医学診断装置。
【請求項５】
前記誤差範囲Δθｉは、前記推定散乱角θｉの関数であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の核医学診断装置。
【請求項６】
前記検出器は、多段検出器または深さ方向検出機能を有する検出器を有するＤＯＩ（Depth of Interaction）検出構成であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の核医学診断装置。
【請求項７】
前記検出器のうち、前記外部線源に対して前段となる検出器は、前記外部線源に対して後段となる検出器よりも、原子番号の小さい元素からなる検出素子を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の核医学診断装置。
【請求項８】
前記前段となる検出器は、珪素（１４Ｓｉ）またはガリウム砒素（３１Ｇａ ３３Ａｓ）からなる検出素子を含み、前記後段となる検出器は、テルル化カドミウム（４８Ｃｄ ５２Ｔｅ）からなる検出素子を含むことを特徴とする請求項７に記載の核医学診断装置。
【請求項９】
前記検出器は、前記γ線の検出素子として、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）またはテルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の核医学診断装置。
【請求項１０】
前記外部線源は、点線源であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の核医学診断装置。
【請求項１１】
前記外部線源は、セシウム−１３７（１３７Ｃｓ）またはゲルマニウム−６８（６８Ｇｅ）からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の核医学診断装置。
【請求項１２】
ＰＥＴ撮像機能またはＳＰＥＣＴ撮像機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の核医学診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッション撮像を行う核医学診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ検査は、１５Ｏ、１３Ｎ、１１Ｃ、１８Ｆなどの陽電子放出核種で標識した薬剤（放射性薬剤；ＰＥＴ用薬剤）を被検体に投与し（または、投与しながら）、この被検体を外部から撮像し、被検体内で放射性薬剤がどのように集積するかを調べるものである。例えば、進行がんは糖の代謝が亢進しているので、糖の一種であるグルコースを放射性同位体であるフッ素−１８（１８Ｆ）で標識したフルオロデオキシグルコース（１８ＦＤＧ）をＰＥＴ用薬剤として被検者に投与し、その集積分布を画像化することによって、がん病巣の状態を定量的に知ることができる。
【０００３】
ＰＥＴ用薬剤からは、固有の確率で放出される陽電子の対消滅に起因して、それぞれ５１１[ｋｅＶ]のエネルギを持つ一対のγ線（以下、対γ線という）が放射される。互いに正反対の方向に放射される２個のγ線を、２個のγ線検出器で検知することにより、対γ線の飛跡を知ることができる。同様に対γ線の飛跡を多数検知し、例えば、フィルタードバックプロジェクション法（Filtered Back Projection Method）によって画像化すれば、陽電子−電子の対消滅が生じた箇所、すなわち、ＰＥＴ用薬剤の集積分布を表す画像が得られる。なお、得られたデータは、各検出器の間で発生したγ線対の数であるため、その数を各ボクセル（３次元画像を構成する微小立方体）のデータに変換する。
【０００４】
被検体内から放射されるγ線は、被検体内の組織や器官などによって不均等に減衰する。そこで、より高精度のＰＥＴ像を得るには、トランスミッション撮像を行って、被検体内の減衰分布データ（減弱マップ）を取得し、この減衰分布データを用いてＰＥＴ検査で得られたデータ（エミッションデータ）を補正すればよい。トランスミッション撮像とは、外部線源としてセシウム−１３７（１３７Ｃｓ）などを用いて、被検体外からγ線を照射し、被検体を透過したγ線の強度を測定することによって、被検体内におけるγ線の減衰率の分布を測定することである。被検体内での減衰による画像カウントの低下を補正することを吸収補正という。
【０００５】
ＳＰＥＣＴ検査は、被検体に、９９Ｔｃ、６７Ｇａ、２０１Ｔｌなどの単光子放射性核種で標識した薬剤（放射性薬剤；ＳＰＥＣＴ用薬剤）を投与し、この被検体を外部から撮像するとき、コリメータを用いて被検体内から放射される単光子のγ線の飛跡を規制し、ＰＥＴ検査と同様にエミッション像を得るものである。ＳＰＥＣＴ検査も、ＰＥＴ検査と同様に、トランスミッション撮像を行って、より高精度のＳＰＥＣＴ像を得ることができる。これらの被検体内から放出される薬剤からのγ線の計測をエミッション撮像と呼ぶ。
【０００６】
従来、ＰＥＴ検査の精度を向上させるため、半径方向に三層になるようにした多段構成の検出器を備えて深さ位置情報を取得し、それを用いて画像を再構成し、画質の向上を図った放射線検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
ＰＥＴ検査やＳＰＥＣＴ検査では、被検体内で散乱したγ線（散乱線）は散乱時に進行方向が変化するため、仮に検出しても放射性薬剤の所在の情報が含まれていないばかりか、ノイズとなって画質を低下させる。そこで、γ線が散乱するときエネルギを失われることを応用し、エネルギ閾値を設けてエネルギ閾値以上のγ線のデータだけを利用し、それより小さいエネルギのγ線のデータは棄却していた。
【０００８】
γ線は、さらに、被検体内のほか、検出器内でも散乱を生じる。仮に、ある散乱線の散乱箇所および吸収箇所をもれなく検出できたとすると、検出エネルギの合計は入射したγ線のエネルギに等しくなる。しかし、従来のＰＥＴ装置やＳＰＥＣＴ装置では、複数の検出器で散乱したγ線は各々独立に処理されていたため、複数の検出器で検出されたエネルギの合計がエネルギ閾値を超えていても、それぞれの検出器で検出されたエネルギがエネルギ閾値を超えていなければ、すべての検出イベントが別個の散乱線によるものとみなされ、検出データは利用されなかった。
【０００９】
従来、そのような複数の検出器で減衰したデータを利用して検出効率の向上を図るため、複数の検出器で検出したデータを使う核医学診断装置およびＰＥＴ検査装置が知られている（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。検出効率が向上すれば短時間で高画質な像を得ることができるため、被検者の放射線被曝が低減する。
【００１０】
ＰＥＴ検査やＳＰＥＣＴ検査で複数回散乱したγ線のデータを利用する場合は、初期散乱位置、つまり、複数の検出器のうちどれが最初に信号を検出した検出器なのかを推定する必要がある。初期散乱位置を特定するために、各検出位置でのエネルギと検出位置同士の角度等を用いて推定する構成（特許文献２および特許文献３参照）や撮像装置の中心により近い検出位置を選択する構成（特許文献４参照）が知られている。このような複数の検出器内散乱イベントの検出情報から１つの正しい検出位置を推定する方法を総称して検出器内散乱線処理と呼ぶ。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−１６７０５８号公報
【特許文献２】特開２０００−３２１３５７号公報（段落００４５〜００５６、図８、図９）
【特許文献３】特開２００３−２５５０４８号公報（段落００４８〜００４９、図９）
【特許文献４】特開２００６−２１４９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記した従来例はいずれもエミッション撮像に係るものであるが、トランスミッション撮像もエミッション撮像と同様に、検出器内での散乱に起因して感度が低下する問題点があった。そこで、従来のＰＥＴ装置（特許文献１記載）を用いて、トランスミッション撮像においてもエミッション撮像と同様に複数の検出器を用いた計測、すなわち検出器内散乱線処理により、感度を向上させることが考えられる（特許文献２〜４参照）。
【００１３】
これらの処理によれば、ある検出イベントが生じたときに、特定の時間幅（タイムウインドウ）内で検出された同時検出イベントについて、全検出イベントのエネルギの合計が外部線源の放出するγ線のエネルギにより設定される所定のエネルギ閾値を超えるか、またはエネルギウインドウ内に入るイベント群について、その中から初期散乱位置（正しい検出位置）を推定することとなる。
【００１４】
なお、従来のこれらの処理を用いないトランスミッション撮像では、所定のエネルギウインドウ内に入るイベントだけを取得するため、エネルギウインドウの広さに応じて混入する体内散乱線のみが、取得される減弱マップの精度を劣化させていた。
【００１５】
しかしながら、前記した複数の同時イベントを用いた処理を行う場合、エミッション撮像における偶発同時計数（ランダム）成分の混入のように、従来のトランスミッションの単光子撮像では存在しなかった別種の偶発同時計数（ランダム）成分が新たに発生する。この偶発同時計数イベントは、被検体への放射性薬剤の投与量（放射能）が増えるほど増加する。したがって、散乱線処理によって感度の増加を図った反面、偶発同時計数による誤カウントが増加してノイズが増え、吸収補正が適正に行えなくなる問題点があった。
【００１６】
そこで、本発明の課題は、トランスミッション撮像時に適切な検出器内散乱線処理を行って、偶発同時計数の影響を抑制し精度の高い減衰分布を得ることができる核医学診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を達成するために、本発明の核医学診断装置は、タイムウインドウ内で発生し検出エネルギの合計が前記エネルギウインドウ内であると判断された複数のイベントについて、照射γ線のエネルギおよびイベントの検出エネルギを基に、このイベントに係る推定散乱角を推定して、イベントの検出位置、このイベントに係る推定散乱角、および外部線源の位置を基に、複数のイベントの検出位置から前記照射γ線の正しい初期散乱位置を選択する構成とした。これらの具体的手段については、後記する実施形態を通じて、詳細に説明するものとする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、トランスミッション撮像時に適切な検出器内散乱線処理を行って、偶発同時計数の影響を抑制し精度の高い減衰分布を得ることができる核医学診断装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付した各図を参照し、本発明による各実施形態について詳細に説明する。なお、以降の説明において、実質的に同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略することがある。
《第１実施形態》
≪装置の構成≫
図１は、本発明による第１実施形態の放射線検査装置（ＰＥＴ装置）１を示す構成図である。
放射線検査装置１は、撮像装置２と、信号処理装置７と、断層像作成装置１０と、ベッド（寝台）１６とを備えている。
【００２０】
撮像装置２は、ケーシング３、検出器基板５に支持された多数の検出器４、外部線源２０を有している。
ケーシング３は、被検体１７をベッド１６に載置したまま挿入可能な開口部６を有している。
検出器基板５には、配列して実装されている多数の検出器４と、集積回路からなり検出器４からの検出信号を処理する読出回路１４とが実装されている。検出器基板５は、体軸方向（被検体１７の挿入方向）に複数枚並べられ、検出器ユニット１５を構成している。検出器ユニット１５は、開口部６の周りを取り囲むように配置されている。
【００２１】
図２を参照すると、描画の都合上、検出器ユニット１５（図１参照）が円周方向に１０個配置されている場合について図示したが、撮像装置２を実現するには、より多数の検出器ユニット１５を開口部６の円周方向に配置し、ほぼ円筒形の検出器面を構成するとよい。なお、検出器４が６段に配置される場合について図示したが、検出器４の段数は６段より多くても少なくてもよい。
図１に戻り、開口部６の半径方向に多段で被検体１７（撮像範囲）の周囲を取り囲むように検出器４を配置可能であれば、検出器ユニット１５の形状や配置は図示したものに限られない。多数の検出器４は、ＤＯＩ（Depth Of Interaction）構成を実現するように配列される。
【００２２】
検出器４は半導体検出器であって、エネルギ分解能に優れたテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、テルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）などの検出素子を含んで構成されている。エネルギ分解能に優れ、このような多段構成が可能であれば、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）やテルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）に限らず、他の半導体検出器またはシンチレータ検出器（いずれも図示せず）を用いてもよい。あるいは、多段構成に限らず、半径方向に検出位置を分解できる検出素子を用いてもよい。
【００２３】
外部線源２０は、セシウム−１３７（１３７Ｃｓ）点線源であって、ハウジング開口部２１ｈを穿設された外部線源ハウジング２１内に収められている。
外部線源ハウジング２１は、検出器４と開口部６との間に、図示していない支持部によって保持され、図示していない周回機構によって、ハウジング開口部２１ｈを被検体１７が挿入される撮像範囲の中央に向けたまま、開口部６の外縁部を周回可能になっている。
外部線源２０はトランスミッション撮像時に用いられ、エミッション撮像時は、充分な遮蔽能力を有するシャッタ（図示せず）によってハウジング開口部２１ｈを閉じられている。または、外部線源２０は、エミッション撮像時、格納容器（図示せず）に格納され放出γ線を遮蔽される構成としてもよい。外部線源２０およびトランスミッション撮像については、後で詳細に説明する。
【００２４】
信号処理装置７は、ユニットデータ統合装置１１２と、γ線弁別ああ８と、同時計数装置９とを備えている。
ユニットデータ統合装置１１２は、検出器ユニット１５ごとに設けられた配線１３によって撮像装置２に接続され、検出器ユニット１５から出力された検出信号を統合する機能を有する。
なお、検出器４から出力される検出信号には、少なくとも検出器位置アドレス、検出時刻、検出エネルギを示す情報が含まれる。
γ線弁別装置８は、ユニットデータ統合装置１１２に接続され、ユニットデータ統合装置１１２から入力された検出信号から、γ線の検出エネルギによって検出信号を分別する機能を有する。
同時計数装置９は、γ線弁別装置８に接続され、複数の検出信号（データ）が実質的に同時に発生したものであるか否かを判定する機能を有する。
【００２５】
断層像作成装置１０は、信号処理装置７に接続され、コンピュータ１１と、データ記憶装置１２と、表示装置１８とを備えている。
コンピュータ１１は、入力装置（図示せず）を有し、手動での命令入力操作などを受け付ける機能と、撮像装置２を制御する機能と、信号処理装置７から取得したデータを断層像データに変換する機能とを備えている。
データ記憶装置１２は、コンピュータ１１が生成した断層像データを記憶する。
表示装置１８は、コンピュータ１１が生成した断層像データから、断層像を可視的な画像として表示する。
【００２６】
ベッド１６は、被検体１７を載置した状態で可動であって、被検体１７を撮像装置２の開口部６から挿脱できる。
【００２７】
≪装置の処理≫
続いて、放射線検査装置（ＰＥＴ装置）１を用いた撮像処理について説明する。
まず、被検体１７の体内に、あらかじめ注射などの方法によりＰＥＴ用の放射性薬剤を投与し、その放射性薬剤が撮像可能な状態に被検体１７内に拡散して患部に集積するまで所定の時間待つ。なお、放射性薬剤は、検診する患部などを勘案して選ぶ。そして、被検体１７をベッド１６上に寝かせる。なお、検査の種類によっては、放射性薬剤をベッド１６上に寝かせた被検体１７に投与するか、放射性薬剤を被検体１７に投与しながら、撮像装置２で被検体１７を撮像してもよい。
【００２８】
エミッション撮像において、被検体１７内から放出されるγ線は被検体１７内である割合で散乱したり、減衰したりする。この減衰による画像カウントの低下を補正するための手段が吸収補正であり、この元となるデータを取得するのがトランスミッション撮像である。通常は薬剤投与後エミッション撮像までの時間（エミッション撮像の前）、またはエミッション撮像の後に、トランスミッション撮像を行う。
次に、エミッション撮像について説明してから、トランスミッション撮像について説明する。
【００２９】
（エミッション撮像）
エミッション撮像を行うには、放射性薬剤を投与した被検体１７をベッド１６に載せ、撮像装置２に向かって移動させる。被検体１７およびベッド１６が、図面の左側から開口部６内に挿入されて図面の右側に向かって移動する。被検体１７の患部に集積された放射性薬剤から放出された５１１[ｋｅＶ]のγ線は、検出器４に入射する。
【００３０】
検出器４は、被検体１７の患部などから放出されたγ線を検出し、読出回路１４へ検出信号を出力する。読出回路１４は、検出したγ線のエネルギを計測し、γ線の検出タイミング信号を含む信号と検出アドレス、検出エネルギ情報を出力する。これらの信号は、配線１３を通じてユニットデータ統合装置１１２に送られる。
【００３１】
ユニットデータ統合装置１１２は、すべての検出器ユニット１５からの検出信号を統合する。
γ線弁別装置８および同時計数装置９は、検出したγ線が、５１１[ｋｅＶ]のエネルギを有する対γ線であるか否かを判定する。具体的には、同時計数装置９は、あるイベントの検出時刻からある時間幅、例えば１０[ｎｓｅｃ]のタイムウインドウの中でもう１つの５１１[ｋｅＶ]のイベントが検出されたとき、その対検出位置情報をコンピュータ１１を介してデータ記憶装置１２へ送って記憶させる。このとき、γ線弁別装置８は、検出器４でのエネルギ検出精度はエネルギ分解能で表されるある幅（誤差）を持っているため、目的とする５１１[ｋｅＶ]を含むあるエネルギ幅、例えば４５０[ｋｅＶ]〜５５０[ｋｅＶ]というエネルギウインドウによって照射γ線が５１１[ｋｅＶ]であるかどうかのエネルギ判定を行い、この範囲外の検出イベントを棄却する。なお、このウインドウ幅によって、わずかにエネルギの低下した幾分の体内散乱線２４（図７を参照して後記）の混入を許すことになる。そのため、検出器４はエネルギ分解能の優れたものが望ましく、エネルギウインドウを狭く設定することによって、ノイズとなる混入散乱線の割合を減らすことができる。また、タイムウインドウ内に１対の対γ線が検出されるとは限らず、別個の対のγ線が同一のタイムウインドウ内に検出される場合がある。これは偶発同時計数（ランダム）と呼ばれ、誤った対検出位置情報を与え、画質を低下させる要因となる。投与した放射性薬剤の放射能が多くなるほど、この影響は大きく受ける。タイムウインドウもエネルギウインドウと同様狭い方が望ましい。
【００３２】
また、被検体１７内でγ線が散乱しうるのと同様に、検出器４内でもγ線は散乱しうる。検出器４内で散乱した場合、検出信号は５１１[ｋｅＶ]より低いエネルギを示すため、エネルギウインドウ外となり、従来は一律に除外されていた。検出器４が多段である場合、散乱した位置以外の検出器４で散乱光子を捕らえる可能性がある。仮に、検出器４内で散乱した光子が他の検出器４内で完全に吸収されたとすれば、これらの検出信号のエネルギの総和は５１１[ｋｅＶ]となる。これらの検出イベントはほぼ同時に起こるため、ある時間幅（タイムウインドウ）でもってこれらのイベントを検出し、エネルギ加算処理後のエネルギがエネルギウインドウ内に入っていると判定できれば、１つの照射γ線の現象と推定ができ、棄却されていたイベントを有効に使うことができる。これらのイベントの中で最初に散乱した位置を知ることができれば、エミッション位置由来のγ線入射経路を知ることができる。本願出願人による特開２００６−２１４９１６号公報に示されるように、５１１[ｋｅＶ]のγ線が前方散乱の確率が高いことを利用して、これら複数の同時検出イベントのうち開口部６の中心軸により近い検出器４の位置を選択する方法により１つの対検出位置を決定する（以下、検出器内散乱線処理と呼ぶ）。図１４に、信号処理装置７内に備えられ、これらの処理を行うエネルギ積算回路３０１およびｃｈ決定回路３０２を示す。これらの処理は、図１４に示すハードウェアではなく、ソフトウェアによって処理が行われるようにしてもよい。
【００３３】
図１に戻り、断層像作成装置１０は、信号処理装置７から送られ、または、データ記憶装置１２に記憶されている対検出位置情報によって、対検出位置を結ぶ直線（ＬＯＲ：Line of Response）を得て、ＬＯＲを半径方向ｒと周回方向θのマトリクスにマッピングし直したサイノグラムを作成し、吸収補正を含む各種の補正処理を施した後、フィルタードバックプロジェクション法やＯＳ−ＥＭ法などによって断層像を再構成する。作成された断層像は表示装置１８に表示される。
【００３４】
（トランスミッション撮像）
次にトランスミッション撮像について説明する。トランスミッション撮像は、外部線源２０を用いて被検体１７内のγ線透過率（減衰率）の分布を計測するものであって、外部線源２０としてＸ線源の代わりにγ線源を用いるほかは、原則として、Ｘ線ＣＴ装置（図示せず）を用いた撮像と同様である。その計測に要する時間は、数分程度であり、通常エミッション撮像の前または後に行う。外部線源２０からの照射γ線２２がエミッション撮像時に混入して画質の劣化を招くため、通常はエミッション撮像とトランスミッション撮像とを別の時相で行う。
【００３５】
トランスミッション撮像では、外部線源２０から放出され、被検体１７を透過した照射γ線２２を、エミッション撮像と同じ検出器４で計測する。外部線源２０の放射能強度及び計測されたγ線カウントに基づいて、被検体１７内のγ線減衰率分布（減弱マップ）を求める。このγ線減衰率分布を用いて、体内（散乱）吸収の補正が行われる。外部線源２０として、例えばセシウム−１３７（１３７Ｃｓ）を用いると、その照射γ線２２のエネルギは６６２[ｋｅＶ]である。したがって、照射γ線２２のエネルギは、エミッション撮像で用いる５１１[ｋｅＶ]の対γ線のエネルギと異なるため、減弱マップは、６６２[ｋｅＶ]のものを、５１１[ｋｅＶ]のものへ変換して吸収補正に用いる。
【００３６】
図３（適宜図１）を参照し、トランスミッション撮像手順の具体例について説明する。
撮像は本来、三次元で解析すべきものであるが、簡単のため、外部線源２０を含む一断面（平面）上ですべてのイベントが起こる例について説明する。
被検体１７が横たわっているベッド１６が開口部６内に挿入され、トランスミッション撮影を開始するとき、外部線源ハウジング２１が格納容器（図示せず）から開口部６と検出器４との間に移動し、設置される。ハウジング開口部２１ｈは対向する検出器４を向いていて、撮像視野外は照射γ線２２が影響を及ぼさないように外部線源ハウジング２１によって遮蔽されている。外部線源２０は点線源であり、外部線源２０が周回の上端にあるとき、γ線の放射領域は被検体１７の体軸方向も含め、図３中に示した被検体１７を挟んで対向に位置する下半分の測定対象となる検出器ユニット１５面である。つまり、本実施形態は、いわゆるコーンビームＣＴの場合を示す。外部線源２０は回転機構（図示せず）により開口部６の内周を周回し、全周からの透過データを取得する。撮像が終了すると外部線源２０は再び格納容器へ格納される。測定対象となる検出器ユニット１５は外部線源２０の回転とともに変化する。
【００３７】
外部線源２０は、前記したとおり、例えばセシウム−１３７（１３７Ｃｓ）であり、６６２[ｋｅＶ]のエネルギのγ線を放出する。γ線を検出した検出器４は、エミッション撮像のときと同様に、検出器アドレス、検出時刻、エネルギの３つの情報を含む信号を信号処理装置７（図１参照）へ送る。トランスミッション撮像は対γ線を検出するものでないので、シングルイベントが検出され、６６２[ｋｅＶ]のエネルギウインドウ（例えば、６００〜７００[ｋｅＶ]）内に入っている場合、そのときの外部線源２０の位置情報とともに計数する。また、エミッション撮像と同様に、散乱線処理によって複数の検出器４内で散乱したイベントが実質的に同時に検出され、合計エネルギが６６２[ｋｅＶ]に対するエネルギウインドウに入れば計数する。初期散乱位置の同定もエミッション撮像と同様に行う。外部線源２０の位置Ｏと検出した位置Ａ１とからＬＯＲ（Line Of Response）を求め、エミッション撮像と同様に撮像終了後に画像再構成し、６６２[ｋｅＶ]の減弱マップを得る。この６６２[ｋｅＶ]の減弱マップを５１１[ｋｅＶ]のものに変換し、エミッション撮像の吸収補正に用いる。
【００３８】
ここで、まずセシウム−１３７（１３７Ｃｓ）を用いたトランスミッション撮像における一般的な課題を述べる。セシウム−１３７（１３７Ｃｓ）を用いたトランスミッション撮像での問題点は大きく２つある。
ひとつはエミッション撮像と同様に体内散乱線２４の混入が画像の劣化、すなわち減弱マップの誤差を引き起こすことである。これはエネルギウインドウの広さによってその影響度が異なる。一般にエネルギ分解能が優れているほど、エネルギウインドウを狭く設定でき、体内散乱線２４の影響を低減できる。
もうひとつは投与後の被検体１７内からのエミッションγ線３１（図２参照）がトランスミッションのエネルギウインドウに混入することである。従来のＰＥＴ装置ではエネルギ分解能が悪く、５１１[ｋｅＶ]のエネルギを対象とした感度スペクトルがさらに高いエネルギ側まで分布を有し、セシウム−１３７（１３７Ｃｓ）のγ線の６６２[ｋｅＶ]を測定するウインドウまで達していたことによる。エネルギ分解能に優れた検出器４を用いれば、これら２つの問題は解決する。
【００３９】
しかしながら、エネルギ分解能に優れた検出器４が必ずしも充分な感度を有しているとは限らない。例えば、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）や、テルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）などの半導体検出器を用いた場合、５１１[ｋｅＶ]におけるエネルギ分解能は５％以下とすることも可能であるが、検出器４での感度は従来のシンチレータには及ばない。そのため、エミッション撮像と同様にトランスミッション撮像のときも、検出器内散乱線処理を行い、検出器４内での散乱線をも生かして感度の向上を図っている。これらの処理は、ある検出イベントが生じたときに、特定の時間幅（タイムウインドウ）内で検出された同時検出イベントについて判定するため、エミッション撮像における偶発同時計数（ランダム）成分の混入のように、従来のトランスミッションの単光子撮像では考慮の必要がなかった別種の偶発同時計数（ランダム）成分が発生する。この検出器内散乱ランダムイベントは、被検体１７（患者）への放射性薬剤の投与量（放射能）が増えるほど増加する。この結果、散乱線処理は感度の増加という利点の反面、セシウム−１３７（１３７Ｃｓ）の６６２[ｋｅＶ]ウインドウ内に誤カウントを生ずるという問題を引き起こし、吸収補正に影響を及ぼす。
【００４０】
本実施形態では、散乱線処理によって生じるトランスミッション撮像における偶発同時計数による誤カウントを抑制し、精度の高い減衰分布を得、より正確な吸収補正により、ＰＥＴ像の定量性の向上を図っている。
【００４１】
次に、図３を参照し、本実施形態の散乱線処理方法について説明する。
外部線源２０から放出された照射γ線２２は、被検体１７を透過し、検出器４の位置Ａ１で吸収されまたは散乱する。位置Ａ１で散乱した場合は位置Ａ２で吸収されるか、または、さらに散乱して他の点で吸収されたり、吸収されずに撮像装置２を貫通したりする。このとき、照射γ線２２が位置Ａ１で完全に吸収されれば、位置Ａ１と外部線源２０の位置Ｏを結ぶ線が正しい透過ラインとして記録される。
【００４２】
照射γ線２２が位置Ａ１で散乱し、位置Ａ２で吸収されたり位置Ａ２でも散乱して他の点で吸収されたりすれば、エミッションと同様に、次の２つの処理を行う。
（Ａ）エネルギウインドウ処理：
例えば６００[ｋｅＶ]（ＥＴＨ＿Ｌ）＜ΣＥｉ＜７００[ｋｅＶ]（ＥＴＨ＿h）
（６６２[ｋｅＶ]ウインドウ）
（Ｂ）タイムウインドウ処理：
検出時刻差｜ｔｉ−ｔｊ｜＜（例えば）１０[ｎｓｅｃ]（Ｔｗ）
そして、これらの条件を満たした複数の点を初期散乱位置の候補として選択する。
【００４３】
エミッション撮像と同様に、より内側の（外部線源２０に近い）検出器４を初期散乱位置に選択するという散乱線処理によって、正しい推定透過ラインを記録してもよい。エネルギが６６２[ｋｅＶ]のγ線は、エネルギが５１１[ｋｅＶ]のγ線よりも前方散乱の確率が高いため、この方式はより合理的であるが、次の事項を考慮すべきである。
【００４４】
いま、検出器４に入射するγ線を考えると、正しい透過ラインの他に、図７に示す体内散乱位置２３からの散乱線や、図８に示す被検体１７内の放射性同位元素（ＲＩ）３０から放出されるエミッションγ線３１などが存在する。これらは対象とする６６２[ｋｅＶ]のエネルギよりも低いエネルギの放射線であり、単独で入射した場合は、通常、エネルギウインドウによって除外される。
【００４５】
しかしながら、前記した散乱線処理を行うことにより、エネルギウインドウよりも低いエネルギのものも計数対象として扱うため、誤った位置を出力することがある。例えば、図７に示すように、位置Ａ１で散乱した光子はそのまま撮像装置２を貫通してしまい検出されず、同時に体内散乱線２４が位置Ａ３に入射し、位置Ａ１および位置Ａ３でのエネルギの和（ＥＡ１＋ＥＡ３）が６６２[ｋｅＶ]のエネルギウインドウに入ったとする。このとき、現状の散乱線処理ではより内側にある位置Ａ３を誤って真の情報と判断してしまう。これは、図８に示すように、エミッションγ線３１についても同様である。散乱線処理におけるより内側の（外部線源２０に近い）検出器４の位置を採用するという方式は、外部線源２０のセシウム−１３７（１３７Ｃｓ）から放出される６６２[ｋｅＶ]の照射γ線２２が検出器４内で前方散乱が多いという前提であるため、このような外部線源２０の位置以外からの放射線の入射は誤った位置を検出する可能性が多少なりとも存在する。このような誤計数により、正しい透過分布が若干ぼやけた状態になり、吸収補正の精度を低下させる。
【００４６】
検出器４内での散乱現象は、照射γ線の散乱角度θとして、次のコンプトン散乱の式（１）〜式（４）によって記述される。
【００４７】
【数１】
2008190967.tif 000003
【００４８】
ν：入射光子の振動数、ν´：散乱光子の振動数、ｍ０：電子の静止質量、ｃ：光速
で与えられる。
【００４９】
照射γ線光子のエネルギＥ[ｋｅＶ]、散乱光子のエネルギＥ´[ｋｅＶ]、電子の静止エネルギＥ０＝ｍ０ｃ２（＝５１１［ｋｅＶ］）から、次式に書き換えることができる。
【００５０】
【数２】
2008190967.tif 000004
【００５１】
式（２）を書き換え、次式に整理できる。
【００５２】
【数３】
2008190967.tif 000005
【００５３】
一方、散乱によって反跳電子に与えられるエネルギＥ１は
【００５４】
【数４】
2008190967.tif 000006
【００５５】
このエネルギＥ１が、散乱時に検出器４で観測される。
したがって、検出器４で計測されたエネルギＥ１から、Ｅ´＝Ｅ − Ｅ１として散乱光子のエネルギＥ´を推定すれば、散乱角θが推定できる。
【００５６】
図５は、散乱角θと、散乱事象で検出されるエネルギ（反跳電子のエネルギ）Ｅ１および散乱光子のエネルギＥ´との関係を示すグラフである。
このグラフは、前記した式（１）〜式（４）と等価であって、同様に、検出器４で計測されたエネルギＥＡ１から、Ｅ´＝Ｅ − ＥＡ１として、散乱光子のエネルギＥＡ２を推定し、散乱角θが推定できる。
【００５７】
散乱角θは、照射γ線の進行方向に対して、散乱光子が飛翔する方向がなす角度である。また、図４（ａ）に示すように、同一と推定される照射γ線が検出された位置Ａ１と位置Ａ２とを結ぶ直線と、照射γ線の当初の入射方向とがなす角度と同義である。そこで、位置Ａ１から見て、位置Ａ１と位置Ａ２とを結ぶ直線を中心軸とし、推定散乱角θ１で開いた円錐面上に照射γ線の入射方向があると推定できる。すなわち、検出したエネルギＥＡ１またはエネルギＥＡ２から推定した推定散乱角θ１または推定散乱角θ２の円錐の表面から誤差範囲内Δθ内に外部線源２０の位置Ｏが存在すれば、そのイベントを真と判断し、それ以外のものは偽として除外する。
【００５８】
この例では、位置Ａ１から見たθ１方向には外部線源２０の位置Ｏが存在するが、位置Ａ２から見た推定散乱角θ２の方向には外部線源２０の位置Ｏは存在しない。したがって、位置Ａ１が正しいと判定できる。この判定は、言い換えれば、位置Ａ１，位置Ａ２のそれぞれについて角∠ＯＡｉＡｊが推定散乱角θｉ±Δθｉの範囲内に存在するとき真とし、それ以外を除去するということである。誤差範囲をΔθｉと添字を付したのは、検出器４が立方体状や球状ではなく、直方体状である場合など、検出位置Ａｉが検出器４内で異方性のある誤差を持ち、角度誤差を散乱角θの大きさ（方向）により変化させることが必要な場合があるからである。
【００５９】
図４（ｂ）に示すように、別の解釈をすると、位置Ａ１および位置Ａ２から見て、ベクトルＯＡ１、ＯＡ２に対してそれぞれ推定散乱角θ１、推定散乱角θ２方向に前記した条件（Ａ）のエネルギと（Ｂ）の同時性を満たす検出位置が存在するか否かで、そのイベントが真であるか偽であるかを判断ができるということでもある。この判定により、前記した特殊な偶発同時イベントや体内散乱線２４を除去できる。
【００６０】
次に、具体的な処理手順について説明する。
図９は、本発明による第１実施形態のγ線の初期散乱位置のイベントと偶発同時散乱線イベント（棄却イベント）を推定識別する処理を示すフローチャートである。
まず、複数イベントが検出され、位置Ａｉ、エネルギＥｉ、検出時刻ｔｉのデータが出力される（ステップＳ１０１）。
【００６１】
次に、エネルギウインドウ処理およびタイムウインドウ処理を行う（ステップＳ１０２）。つまり、あるタイムウインドウＴｗ内に複数のイベントが発生し、かつそれら複数イベントの検出エネルギの合計が６６２[ｋｅＶ]を検出するためのエネルギウインドウＥｗ内にあることを判断する。具体的には、前記した条件（Ａ）および（Ｂ）について判定すればよい。
いずれかの条件を満たさない場合は（ステップＳ１０２のＮｏ）、このイベントに係るデータを棄却し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。
【００６２】
いずれの条件も満たした場合は（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、単独で６６２[ｋｅＶ]ウインドウに入るイベントがあるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。
単独で６６２[ｋｅＶ]ウインドウに入るイベントがある場合は（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、その位置を真の検出位置とし（ステップＳ１０５）、処理を終了する。
【００６３】
単独で６６２[ｋｅＶ]ウインドウに入るイベントがない場合は（ステップＳ１０４のＮｏ）、得られた各検出位置Ａｉについて、検出エネルギから推定散乱角θｉと、これに対応する角度誤差Δθｉと、角∠ＯＡｉＡｊとを計算する（ステップＳ１０６）。
【００６４】
そして、各検出位置Ａｉ同士を結ぶすべての線分に対して１８０°−∠ＯＡｉＡｊを求めて、θｉ−Δθｉ＜１８０°−∠ＯＡｉＡｊ＜θｉ＋Δθを満たす位置Ａｉがあるか否かを判断する。
これを満たす位置Ａｉがない場合は（ステップＳ１０７のＮｏ）、そのイベントの位置Ａｉは棄却し（ステップＳ１０８）、処理を終了する。
【００６５】
これを満たす位置Ａｉがある場合は（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、そのイベントの位置Ａｉを初期散乱位置として決定し（ステップＳ１０９）、処理を終了する。
【００６６】
なお、角度誤差Δθｉは、エネルギ分解能と検出位置の精度に起因する関数である。エネルギ分解能が優れていればコンプトン散乱角θの算出自体の誤差が減少する。また、１つの検出器４が照射γ線の照射方向に沿って細長い場合、長手方向には位置誤差が大きいため、長手方向に垂直な方向には角度誤差Δθｉは大きく設定される。概して検出器４へのγ線の入射は長手方向であるため、散乱角θが９０°に近いほど角度誤差Δθを大きくする。検出器４が略立方体であれば、角度誤差Δθは一定でよい。また、検出器４が分離した多段構成では、検出器４は有限の大きさであるため、隣接検出器同士では誤差は±９０°になってしまうが、検出器４内でのγ線反応の位置の確率を考慮して範囲を絞ることができる。角度誤差Δθｉは、散乱角θを変数とする関数から演算してもよいし、散乱角θと角度誤差Δθｉとの対応マップ（図示せず）を用意しておき、これを参照してもよい。さらに、無段階に検出位置Ａｉを識別できる検出素子を用いれば、角度誤差Δθを小さくすることができ、非常に精度よく偶発同時イベントを除去できる。
【００６７】
これらの処理は、信号処理装置７で行ってもよいし、コンピュータ１１で行ってもよい。
また、複数の位置が条件に適合した場合、より線源に近いイベント位置を選択するか、または、すべてのイベント位置を棄却するように処理を行う。
【００６８】
これらの構成は、検出器４内で照射γ線が散乱することを前提としていて、検出器４の配列の内側に、より散乱しやすい（つまり、原子番号の比較的小さい）珪素（１４Ｓｉ）やガリウム砒素（３１Ｇａ ３３Ａｓ）などを用いた検出器４を配置し、その外側に（原子番号の比較的大きい）テルル化カドミウム（４８Ｃｄ ５２Ｔｅ）、テルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）、あるいはよりγ線を吸収しやすい臭化タリウム（ＴｌＢｒ）などを用いた検出器４を配置するとよい。
【００６９】
このように、第１実施形態の放射線検査装置によれば、散乱線処理を用いたトランスミッション撮像において、偶発同時計数を抑制することができ、精度の高い減弱分布を得、より正確な吸収補正により、ＰＥＴ像の定量性を向上できる。
【００７０】
なお、この効果は、照射γ線の入射方向に対して位置分解能を有し、ある程度、検出器４内で散乱が生じ、エネルギ分解能の優れた検出器４を採用する場合に顕著である。γ線の検出位置の精度が高いほど、また、エネルギ分解能が優れているほど、効果は大きくなる。本実施形態の課題であった偶発同時計数は、散乱線処理をしているが時間分解能が充分でない場合、特にテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）やテルル化カドミウム亜鉛（ＣＺＴ）などを用いた場合に影響が大きかった。しかし、本実施形態によれば、タイムウインドウを狭めなくても偶発同時計数を抑制でき、良好な吸収補正を行うことができるようになる。
【００７１】
《第２実施形態》
次に、本発明による第２実施形態の放射線検査装置について説明する。
この放射線検査装置は、第１実施形態の放射線検査装置１に対して、トランスミッションにおける散乱線処理方法が異なるが、その他のハードウェア構成は、第１実施形態の放射線検査装置１と同様でよい。そこで、第１実施形態の放射線検査装置１を引用し、これと異なる構成および動作について説明し、その余の構成および動作について、重複する説明を省略する。
【００７２】
まず、第１実施形態において、散乱線処理に用いるイベント数を増やすと感度を向上させることができる。しかし、多数のコンプトン散乱角が同定され、前記した角度条件を満たす位置が複数個出現し、初期散乱位置の同定が困難になる可能性がある。
【００７３】
このような問題に鑑みて、外部線源２０に最も近い検出器４の段の位置情報を優先して利用し、この検出器４の位置に対して第１実施形態による処理を適用する。この場合、一部の後方散乱イベントを計数し損ねることになるが、前方散乱の確率の高さと検出器４での感度向上効果とを考慮すると、総合して感度が向上する。よって感度向上と偶発同時計数の除去精度とを両立させることができる。
【００７４】
このときに判定の前処理として、図５に示すように初期散乱位置での検出エネルギは４７８[ｋｅＶ]（コンプトンエッジエネルギＥｃｏｍｐ）より大きくなることはない（散乱光子のエネルギである）ため、このエネルギ以上のエネルギを検出した検出位置は初期散乱位置から除外できる（検出位置情報としては利用する）。
【００７５】
さらに、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すとおり、４７８[ｋｅＶ]以上のエネルギを持った散乱光子は、散乱角θが４５°以下の前方散乱をしたものであることから、このエネルギが外部線源２０に最も近い検出器４の段で検出された場合は、検出器４の領域よりも内側からの散乱線であることが分かるので、このイベントは排除できる。このときの検出器４の段とは、検出器基板５（図３など参照）における検出器４の配列の横並びの１列単位を指す。段の識別は同一の検出器基板５内だけでなく、周方向、体軸方向を含めた隣接する検出器基板５において定義可能であり、それぞれの段について外部線源２０位置に近い方から優先段（以下最近接段という）を決定する。これにより複数候補の数が減って、判定精度が向上する。これらの判定を付加することにより、エミッション由来のエネルギが５１１[ｋｅＶ]のγ線は確実に削除されるか、位置情報のみを残して、初期散乱位置の候補から除外され、エミッションに起因する偶発同時計数の増加を低減できる。
【００７６】
さらに、図６（ａ）のグラフを参照すると、図６（ｂ）に示すように、最近接段が初期散乱位置であるためには前方散乱の場合であるため、θ＝９０°＋Δθの範囲のエネルギ（３７４[ｋｅＶ]＋ΔＥ）だけ、初期散乱位置候補として残し、それ以上のエネルギを検出した場合は除外することができる。角度誤差Δθは可変なため、角度誤差Δθに対応したエネルギΔＥは、散乱角θの関数とするとよいが、前処理では、エネルギΔＥはあらかじめ適切な値を決めておけばよい。
【００７７】
このとき、最近接段以外にも次段以降で初期散乱位置の可能性がまだ存在する。図６（ｃ）に示すように、次段以降が初期散乱位置である場合、それより内側（外部線源２０寄り）の段に同時イベントが存在するためには、後方散乱を起こした場合に限定される。４７８[ｋｅＶ]以上のエネルギ検出の場合は先ほどと同様、初期散乱位置ではないので除外できる。角度誤差Δθ分を加味して、θ＝９０°−Δθの範囲のエネルギ（３７４[ｋｅＶ]−ΔＥ）以上、４７８[ｋｅＶ]以下のエネルギ範囲のイベントだけ初期散乱位置候補として残すことができる。必要に応じてこのような候補点についても第１実施形態と同様に処理を行う。
【００７８】
図１０および図１１は、本発明による第２実施形態のγ線の初期散乱位置のイベントと偶発同時散乱線イベント（棄却イベント）を推定識別する処理を示すフローチャートである。
まず、複数イベントの検出が行われ、位置Ａｉ、エネルギＥｉ、検出時刻ｔｉのデータを得る（ステップＳ２０１）。
【００７９】
そして、第１実施形態のステップＳ１０２（図９参照）と同様に、エネルギウインドウ処理およびタイムウインドウ処理を行う（ステップＳ２０２）。その結果によっては（ステップＳ２０２のＮｏ）、第１実施形態のステップＳ１０３（図９参照）と同様にこれらのイベントを棄却し（ステップＳ２０３）、処理を終了する。
【００８０】
さらに、第１実施形態のステップＳ１０４（図９参照）と同様に、単独で６６２[ｋｅＶ]に入るイベントがあるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。その結果によっては（ステップＳ２０４のＹｅｓ）、第１実施形態のステップＳ１０５（図９参照）と同様に、その位置を真の検出位置とし（ステップＳ２０５）、処理を終了する。
このように、あるタイムウインドウＴｗ内に複数のイベントが発生し、かつそれら複数イベントの検出エネルギの合計が６６２[ｋｅＶ]を検出するためのエネルギウインドウＥｗ内にあることが、条件（Ａ）（Ｂ）の判定にもとづき判断された場合に、次のステップへ進む。
【００８１】
次に、検出器４の段の位置の決定を行う（ステップＳ２０６）。すなわち、各検出イベント位置について、検出器４の並びの中での段情報を得る。
このとき、体軸方向にも斜めに入射するため、体軸方向と半径方向の２つを加味して、外部線源２０により近い段から優先順位を決定する。
【００８２】
このイベントのエネルギＥｉについて、Ｅｉ＞４７８[ｋｅＶ]を満たすか否かを判断する（ステップＳ２０７）。
Ｅｉ＞４７８[ｋｅＶ]を満たす場合（ステップＳ２０７のＹｅｓ）、最近接段（すなわち、優先順位の最も高い段）であるか否かを判断する（ステップＳ２１１）。
最近接段である場合（ステップＳ２１１のＹｅｓ）、このイベントを除外し（ステップＳ２０８）、残ったイベントに対して、ステップＳ２０２以降の処理を繰り返す。
このイベントが最近接段でない場合（ステップＳ２１１のＮｏ）、初期散乱位置候補フラグを０にし（ステップＳ２１２）、次のステップ（ステップＳ２４１、図１１参照）へ進む。
【００８３】
このイベントのエネルギＥｉについて、Ｅｉ＞４７８[ｋｅＶ]を満たすか否かを判断し（ステップＳ２０７）、Ｅｉ＞４７８[ｋｅＶ]を満たさない場合（ステップＳ２０７のＮｏ）、最近接段（すなわち、優先順位の最も高い段）であるか否かを判断する（ステップＳ２２１）。
【００８４】
最近接段である場合（ステップＳ２２１のＹｅｓ）、Ｅｉ＜３７４[ｋｅＶ]＋ΔＥが満たされているか否かを判断する（ステップＳ２２２）。
満たされていない場合（ステップＳ２２２のＮｏ）、このイベントを除外し（ステップＳ２０８）、処理を終了する。
満たされている場合（ステップＳ２２２のＹｅｓ）、初期散乱位置候補フラグを１にし（ステップＳ２２３）、次のステップ（ステップＳ２４１、図１１参照）へ進む。
最近接段でない場合（ステップＳ２２１のＮｏ）、次段以降の処理（ステップＳ２３１，Ｓ２３２，Ｓ２３３）へ進む。
【００８５】
すなわち、複数の検出位置Ａｉのうち優先順位の最も高い段でのエネルギが略４７８[ｋｅＶ]以上の場合、このイベントを排除する。このようなイベントがあった場合、再びステップＳ２０２以降の処理へ戻る。なかった場合は優先順位の最も高い段が最近接段として決定される。
そして、最近接段イベント検出位置について、略４７８[ｋｅＶ]以上のイベント位置を初期位置の候補から除外する（初期散乱位置候補フラグ＝０）。また、最近接段イベント検出位置において、所定のエネルギレベルΔＥを用いて、９０°方向の散乱時の検出エネルギである３７４[ｋｅＶ]＋ΔＥより低い値であれば、初期散乱位置候補フラグは１とする。高い値であれば、このイベントは排除する。
【００８６】
次段以降の処理では、まず、Ｅｉ＞３７４[ｋｅＶ]−ΔＥが満たされているか否かを判断する（ステップＳ２３１）。
満たされている場合（ステップＳ２３１のＹｅｓ）、初期散乱位置候補フラグを１にする（ステップＳ２３２）。また、満たされていない場合（ステップＳ２３１のＮｏ）、初期散乱位置候補フラグを０にする（ステップＳ２３３）。そして、いずれの場合も、次のステップ（ステップＳ２４１、図１１参照）へ進む。
すなわち、最近接段の次段以降の検出イベントについて、順次検出エネルギを３７４[ｋｅＶ]−ΔＥと比較し、高ければ初期散乱位置候補フラグを１とする。低ければ初期散乱位置候補フラグを０とする。
なお、次段以降の処理を行わない場合は、ステップＳ２２１，Ｓ２３１，Ｓ２３２，Ｓ２３３の処理を省略する。
【００８７】
図１１へ移り、次に、イベントデータ付加出力を行う（ステップＳ２４１）。検出イベントデータは、例えば、段情報および初期散乱位置候補フラグ（０または１）をもとのイベントデータに付加して、アドレス、段情報、エネルギ、検出時刻、および初期散乱位置候補フラグを含むデータとなる。
【００８８】
そして、初期散乱位置候補フラグが１のものについてのみ、散乱角θｉ、角度誤差Δθｉ、角∠ＯＡｉＡｊを計算する（ステップＳ２４２）。
さらに、θｉ−Δθｉ＜１８０°−∠ＯＡｉＡｊ＜θｉ＋Δθｉを満たすものが存在するか否かを判断する（ステップＳ２４３）。
この条件を満たすものが存在しない場合は（ステップＳ２４３のＮｏ）、そのイベント位置Ａｉは棄却し（ステップＳ２４４）、処理を終了する。
この条件を満たすものが存在する場合は（ステップＳ２４３のＹｅｓ）、そのイベント位置を初期散乱位置として決定し、処理を終了する。
すなわち、初期散乱位置候補フラグが１となったイベントの検出位置Ａｉについて、検出エネルギから推定散乱角θｉを算出し、他の各検出位置Ａｊとを結ぶすべての線分に対して１８０°−∠ＯＡｉＡｊを求めて、これがθｉ±Δθｉには入っている位置にあった場合、Ａｉを初期散乱位置として決定する（ステップＳ２４５）。
【００８９】
なお、条件を満たすイベント位置が複数存在した場合は、より内側のものを優先するか（つまり、より外部線源２０に近いイベント位置を選択するか）、すべてのイベント位置を棄却するかの処理を行う。
これらの処理は、信号処理装置７内で行うよう構成してもよいし、コンピュータ１１内で行うよう構成してもよい。
【００９０】
図１０に戻り、前記したとおり、処理の簡略化のため、最近接段についてのみ処理し、次段以降の処理を省略してもよい。特に散乱処理における同時検出イベントの許容値を大きくし、図１２に示すように条件（Ａ）（Ｂ）を満たす複数のイベントが発生したときは、最近接段についてのみ処理を行うことによって、効率的に初期散乱位置の推定や偶発同時イベントの除去を行うことができ、検出位置の確かさを高めることができる。この例では、複数の候補点から初期散乱位置を推定する代わりに、充分高い確率で初期散乱位置と思われる位置についてそれが正しい位置かどうかを確認、または除外しているので、複数の点のエネルギから角度を算出する必要がなく、計算量が少なくて済む。比較例として、初期散乱位置を完全に推定するには多数の候補点同士のエネルギと角度を計算してひとつひとつ判定していく必要があるが、本実施形態の方法では、一点だけのエネルギから散乱角θを推定し、判定ができる。したがって、計算点以外の検出点がどのようなエネルギを有し、どのような散乱経路をたどっていてもよく、エネルギの総和がエネルギウインドウＥｗに入っていることが分かればよい。
【００９１】
図１２に示す例のように、位置Ａ１→位置Ａ５→位置Ａ６という散乱順序を持つイベントがあったとする。複数の検出器４によって、これらの多数イベントのエネルギの総和がエネルギウインドウＥｗに入っており、かつタイムウインドウＴｗに入る同時検出であるということが検出できる。このときに最近接段の位置Ａ１で検出エネルギからコンプトン散乱による推定散乱角θ１を推定し、他の検出イベントがθ１±Δθ１方向に存在するか判定すると、位置Ａ５が該当することがわかり、位置Ａ１が正しい位置であったことがわかる。位置Ａ５のエネルギ情報が角度判定に影響を及ぼさないということは、検出エネルギの総和がエネルギウインドウＥｗに入るという条件だけ満たせば、位置Ａ５でどのような散乱をしても全吸収してもどちらでもよいことを意味する。さらには、位置Ａ６でさらに散乱して位置Ａ７が検出点として増えてもよい。すなわち、一点だけのエネルギから角度推定、判定ができるということであり、このような単純な判定を行うだけで最近接検出位置が正しい初期散乱位置なのかどうかが判定できる。
【００９２】
また、図１３に示す例のように、位置Ａ５で散乱した光子は装置外に抜けてしまい、代わりに、被検体１７内の放射性同位元素３０から放出されたエミッションγ線３１が混入して位置Ａ７で検出され、エネルギ条件および同時検出条件を満たしたとする。この検出イベント位置が推定散乱角θ１の方向にないことは、前記した説明のとおりである。このような同時検出は、位置Ａ１，位置Ａ５，位置Ａ７は同一の入射光子による現象ではないので、比較例として、多数の候補点同士のエネルギと角度を計算してひとつひとつ判定していく方法では、イベント全体が棄却される。しかし、確率的に位置Ａ７が散乱角θ方向に存在し、誤った判定を行う可能性は存在するものの、厳密にはこのような正しくない同時検出イベント群であっても、位置Ａ５が推定散乱角θ１の方向に位置すれば位置Ａ１は正しい初期散乱位置だと判定することができる。エミッションγ線３１による偶発同時イベントは投与した放射性同位元素（ＲＩ）３０が増えるにつれ許容する同時検出イベント数に応じて、２乗，３乗，…に比例した項を持って増大する。このような誤計数は、初期散乱位置として最近接段を選択する簡易的なシステムでは、主にエミッションγ線３１の検出が最近接段で起こるときに生じる。本実施形態では、このような場合は適当でない推定散乱角θ１が推定されるので、他の検出イベントがその角度方向に存在しなければ除外することができる。したがって、初期散乱位置として最近接段を選択する構成と比較して、感度を落とさずに検出精度を向上させることができる。
【００９３】
本実施形態の放射線検査装置によれば、第１実施形態の放射線検査装置１による効果に加え、角度計算の処理が減るため、演算時間をさらに短縮できる。さらに、感度がさらに向上するため、トランスミッションの撮像時間をさらに短縮することができ、被検体１７の放射線被曝をさらに低減できる。
【００９４】
≪その他の実施形態≫
本発明による好適な実施形態について一例を示したが、本発明は前記した各実施形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、次の実施形態が考えられる。
（１）前記実施形態では、ユニットデータ統合装置１１２が、１つの検出器ユニット１５の範囲内における検出器４からの複数の信号を処理するように記載したが、複数の検出器ユニット１５にわたってγ線が散乱する可能性がある場合は、ユニットデータ統合装置１１２が、それらの複数の検出器ユニット１５に属する検出器４からの信号を配線１３経由で入力し、処理するように構成することも可能である。
（２）前記実施形態では、放射線検査装置１としてＰＥＴ装置を例に示したが、吸収補正を行うＳＰＥＣＴ装置でも同様のことが可能である。この場合、外部線源２０はコバルト−５７（５７Ｃｏ）などが用いられる。
（３）γ線が被検体１７の方向から検出器４に入射し、散乱すると、減衰したγ線が他の検出器４に入射するため、被検体１７に近い方の検出器４は検出感度が高く、被検体１７に遠い方の検出器４は検出感度が低くなる。そこで、被検体１７に近い方の検出器４を被検体１７の体軸に対する法線方向（γ線の入射方向）に短くし、被検体１７から遠い方の検出器４を前記法線方向に長くすることによって、検出器４の単位時間あたりのγ線の検出回数を平準化し、検出ミスを減らすことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明によるトランスミッション撮像における散乱線処理方法は、エネルギ分解能に優れているが時間分解能の向上が難しい半導体検出器などの放射線検出器を用いたＰＥＴ装置やＳＰＥＣＴ装置において特に有効である。また、エネルギ分解能に優れ、γ線入射方向の検出位置を精度よく検出できる検出器構成であれば、半導体検出器に限らず、シンチレータ検出器を用いた装置においても有効である。さらに、エミッション撮像を行わないが、トランスミッション撮像を行う放射線検査装置に適用しても、高精度の放射線ＣＴ透過像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明による第１実施形態の放射線検査装置（ＰＥＴ装置）を示す構成図である。
【図２】本発明による第１実施形態に係る撮像装置を示す垂直断面図であって、エミッション撮像の状態を示している。
【図３】本発明による第１実施形態に係る撮像装置を示す垂直断面図であって、トランスミッション撮像の状態を示している。
【図４】本発明による実施形態の処理原理を示す説明図である。
【図５】散乱角と、散乱事象で検出されるエネルギ（反跳電子のエネルギ）および散乱光子のエネルギとの関係を示すグラフである。
【図６】本発明による実施形態におけるエネルギ判定処理の一例を示す図である。
【図７】本発明による実施形態に係る撮像装置を示す垂直断面図であって、外部線源からのγ線の体内散乱線によって偶発同時計数が生じる例を示している。
【図８】本発明による実施形態に係る撮像装置を示す垂直断面図であって、体内ＲＩからのエミッション線により偶発同時計数を生じる例を示している。
【図９】本発明による第１実施形態のγ線の初期散乱位置のイベントと偶発同時散乱線イベント（棄却イベント）を推定識別する処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明による第２実施形態のγ線の初期散乱位置のイベントと偶発同時散乱線イベント（棄却イベント）を推定識別する処理を示すフローチャートの第１面である。
【図１１】本発明による第２実施形態のγ線の初期散乱位置のイベントと偶発同時散乱線イベント（棄却イベント）を推定識別する処理を示すフローチャートの第２面である。
【図１２】本発明による実施形態の撮像装置を示す垂直断面図であって、本実施形態の原理によって、複数同時検出イベントにおいて、初期散乱位置の検証、偶発同時散乱線イベントの棄却判定を行う例を示している。
【図１３】本発明による実施形態に係る撮像装置を示す垂直断面図であって、本実施形態の原理によって、複数同時検出イベントにおいて、初期散乱位置の検証、偶発同時散乱線イベントの棄却判定を行う例を示している。
【図１４】信号処理装置内に備えられるエネルギ積算回路およびｃｈ決定回路の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９７】
１      放射線検査装置（核医学診断装置）
２      撮像装置
３      ケーシング
４      検出器
５      検出器基板
６      開口部
７      信号処理装置（散乱角推定部）
８      γ線弁別装置
９      同時計数装置
１０    断層像作成装置（散乱角推定部）
１１    コンピュータ
１２    データ記憶装置
１３    配線
１４    読出回路
１５    検出器ユニット
１６    ベッド
１７    被検体
１８    表示装置
２０    外部線源
２１    外部線源ハウジング
２１ｈ  ハウジング開口部
２２    照射γ線
２３    体内散乱位置
２４    体内散乱線
３０    放射性同位元素
３１    エミッションγ線
１１２  ユニットデータ統合装置
３０１  エネルギ積算回路
３０２  ｃｈ決定回路
【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】
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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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