(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置であって、複数の放射性薬剤が投与されて得られた核医学用データの経時的変化である第１経時的変化を測定する第１経時的変化測定手段と、その第１経時的変化に基づいて、放射性薬剤による被検体内の集積量の経時的変化である第２経時的変化を各々の放射性薬剤毎に求める第２経時的変化導出手段と、それらの第２経時的変化に基づいて、各々の放射性薬剤の集積画像を取得する集積画像取得手段とを備えることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の核医学診断装置において、前記第２経時的変化は、時間の経緯に伴って変化する集積量関数であって、前記装置は、各々の放射性薬剤の集積量関数を予め記憶した集積量関数記憶手段を備え、その集積量関数記憶手段に予め記憶された各々の放射性薬剤の集積量関数に基づいて、前記集積画像における放射性薬剤を特定することを特徴とする核医学診断装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の核医学診断装置において、投与される放射性薬剤の個数をＭとし、各々の放射性薬剤毎の前記第２経時的変化を求めるべき未知数の個数をＮとしたときに、前記第１経時的変化測定手段は、前記第１経時的変化を複数点分測定することを特徴とする核医学診断装置。
【請求項４】
請求項３に記載の核医学診断装置において、前記第１経時的変化は、Ｍ個の放射性薬剤が投与されて得られた放射線の総線量の経時的変化であって、Ｊ番目の放射性薬剤をＡＪ（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍ）とし、放射性薬剤ＡＪでの線量率の経時的変化をＦＪ（ｔ）（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍ）とし、前記第２経時的変化として、ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＪでの集積量の経時的変化をａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍで、αＪ，βＪ，γＪ，…は前記Ｎ個の未知数）とし、総線量の経時的変化をＥ（ｔ）としたときに、ある時間幅におけるある画素の総線量∫Ｅ（ｔ）ｄｔは、ΣＪ＝１Ｍ{∫ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）ＦＪ（ｔ）ｄｔ}＝∫Ｅ（ｔ）ｄｔなる第１式で表され、各々の放射性薬剤ＡＪ毎の前記集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を求めるべきＮ個の未知数αＪ，βＪ，γＪ，…を、複数点分測定された第１経時的変化および前記第１式に基づいて求めて、そのＮ個の未知数αＪ，βＪ，γＪ，…を求めることで、前記第２経時的変化導出手段は、ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＪでの集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を各々の放射性薬剤ＡＪ毎に求めることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項５】
請求項４に記載の核医学診断装置において、前記第２経時的変化である、ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＪでの集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍで、αＪ，βＪ，γＪ，…は前記Ｎ個の未知数）は、時間の経緯に伴って変化する集積量関数であって、その集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）は、ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）＝αＪ・ｅｘｐ（βＪ・ｔ）＋γＪなる３個の未知数αＪ，βＪ，γＪの第２式で表され、集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を求めるべき３個の未知数αＪ，βＪ，γＪを、少なくとも（Ｍ×３）点分測定された前記第１経時的変化および前記第１式に基づいて求めて、その３個の未知数αＪ，βＪ，γＪを求めることで、前記第２経時的変化導出手段は、集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を各々の放射性薬剤ＡＪ毎に求めることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項６】
請求項５に記載の核医学診断装置において、放射性薬剤ＡＪが投与されてから所定時間が経過したときには、前記集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）をαＪとして、各々の放射性薬剤ＡＪ毎の未知数αＪのみを求めることで、前記第２経時的変化導出手段は、集積量関数αＪを各々の放射性薬剤ＡＪ毎に求めることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項７】
請求項４に記載の核医学診断装置において、ある放射性薬剤ＡＩ（ただしＩ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍ）およびＡＪ（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍで、Ｉ≠Ｊ）を用いた場合に、放射性薬剤ＡＩ，ＡＪの投与時間を互いにずらして投与し、そのずらした投与時間をｔ０とするとともに、放射性薬剤ＡＪを投与した時刻を基準としたときに、前記放射性薬剤ＡＩでの線量率の経時的変化をＦＩ（ｔ−ｔ０）で表すとともに、前記放射性薬剤ＡＪでの線量率の経時的変化をＦＪ（ｔ）で表すことを特徴とする核医学診断装置。
【請求項８】
請求項７に記載の核医学診断装置において、２つの放射性薬剤ＡＩおよびＡＪを用い、それらの放射性薬剤ＡＩおよびＡＪが互いに同一核種の場合に、前記画素の総線量∫Ｅ（ｔ）ｄｔは、∫ａＩ（αＩ，βＩ，γＩ，…，ｔ）{ｋ・ＦＩ（ｔ−ｔ０）＋Ｃ１}ｄｔ＋∫ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）ＦＪ（ｔ）ｄｔ＝∫Ｅ（ｔ）ｄｔ（ただし、ｋ，Ｃ１は定数）なる第１式で表され、各々の放射性薬剤ＡＩおよびＡＪ毎の前記集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を求めるべきＮ個の未知数αＪ，βＪ，γＪ，…を、複数点分測定された第１経時的変化および前記第１式に基づいて求めて、そのＮ個の未知数αＪ，βＪ，γＪ，…を求めることで、前記第２経時的変化導出手段は、ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＩおよびＡＪ毎での集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を各々の放射性薬剤ＡＩおよびＡＪ毎に求めることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項９】
請求項７に記載の核医学診断装置において、２つの放射性薬剤ＡＩおよびＡＪを用い、それらの放射性薬剤ＡＩおよびＡＪが互いに異なる核種の場合に、前記画素の総線量∫Ｅ（ｔ）ｄｔは、∫ａＩ（αＩ，βＩ，γＩ，…，ｔ）{ＦＩ（ｔ−ｔ０）＋Ｃ２}ｄｔ＋∫ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）ＦＪ（ｔ）ｄｔ＝∫Ｅ（ｔ）ｄｔ（ただし、Ｃ２は定数）なる第１式で表され、各々の放射性薬剤ＡＩおよびＡＪ毎の前記集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を求めるべきＮ個の未知数αＪ，βＪ，γＪ，…を、複数点分測定された第１経時的変化および前記第１式に基づいて求めて、そのＮ個の未知数αＪ，βＪ，γＪ，…を求めることで、前記第２経時的変化導出手段は、ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＩおよびＡＪ毎での集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を各々の放射性薬剤ＡＩおよびＡＪ毎に求めることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項３、請求項７または請求項８のいずれかに記載の核医学診断装置において、複数の放射性薬剤が投与されて得られた核医学用データは、互いに同一核種の放射性薬剤が、互いに時間をずらして投与されて得られたデータを含むことを特徴とする核医学診断装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項７または請求項９のいずれかに記載の核医学診断装置において、複数の放射性薬剤が投与されて得られた核医学用データは、互いに異なる核種の放射性薬剤が投与されて得られたデータを含むことを特徴とする核医学診断装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の核医学診断装置において、前記核医学用データに関する複数の情報を入力する入力手段を備えることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の核医学診断装置において、前記集積画像取得手段で取得された各々の放射性薬剤の集積画像を個々に出力表示する、あるいは色を変えて重畳出力表示する出力手段を備えることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項１４】
核医学診断装置を含んだ診断システムであって、前記システムは、核医学診断装置とＸ線ＣＴ装置とを備えて構成されており、前記核医学診断装置は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求め、前記Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の外部から照射されて被検体を透過したＸ線に基づいてＸ線ＣＴ用データを求め、核医学診断装置は、複数の放射性薬剤が投与されて得られた核医学用データの経時的変化である第１経時的変化を測定する第１経時的変化測定手段と、その第１経時的変化に基づいて、放射性薬剤による被検体内の集積量の経時的変化である第２経時的変化を各々の放射性薬剤毎に求める第２経時的変化導出手段と、それらの第２経時的変化に基づいて、各々の放射性薬剤の集積画像を取得する集積画像取得手段とを備えることを特徴とする診断システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の診断システムにおいて、複数の放射性薬剤が投与されて得られた核医学用データは、互いに同一核種の放射性薬剤が、互いに時間をずらして投与されて得られたデータを含むことを特徴とする診断システム。
【請求項１６】
請求項１４に記載の診断システムにおいて、複数の放射性薬剤が投与されて得られた核医学用データは、互いに異なる核種の放射性薬剤が投与されて得られたデータを含むことを特徴とする診断システム。
【請求項１７】
請求項１４から請求項１６のいずれかに記載の診断システムにおいて、前記核医学用データに関する複数の情報を入力する入力手段を備えることを特徴とする診断システム。
【請求項１８】
請求項１４から請求項１７のいずれかに記載の診断システムにおいて、前記集積画像取得手段で取得された各々の放射性薬剤の集積画像を個々に出力表示する、あるいは色を変えて重畳出力表示する出力手段を備えることを特徴とする診断システム。
【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した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置およびそれに用いられる診断システムに係り、特に、核医学用データに対して画像処理を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した核医学診断装置、すなわちＥＣＴ(Emission Computed Tomography)装置として、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置を例に採って説明する。ＰＥＴ装置は、陽子（Positron）、すなわちポジトロンの消滅によって発生する複数本のγ線を検出して複数個の検出器でγ線を同時に検出したときのみ被検体の断層画像を再構成するように構成されている。【０００３】
このＰＥＴ装置では、放射性薬剤を被検体に投与した後、対象組織における薬剤蓄積の過程を経時的に測定することで、様々な生体機能の定量測定が可能である。したがって、ＰＥＴ装置によって得られる断層画像は機能情報を有する。【０００４】
具体的には、被検体として人体を例に採って説明すると、人体の生体機能によって特定の部位や細胞に集中しやすい対消滅γ線放射物質である放射性薬剤を投与する。そして、ＰＥＴ装置を用いて薬剤から放出された情報である投影データ（『エミッションデータ』とも呼ばれる）を収集することにより、生体の機能画像を撮像することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０７−１１３８７３号公報（第２頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、γ線は単色光であって、単色光であるγ線をＰＥＴ装置が検出している。したがって、異なる機能画像を得るためには、異なる放射性薬剤を使用して別途検査する必要がある。つまり、１つの放射性薬剤を投与し、投与から所定時間経過した後に検査を行うという作業を、投与すべき放射性薬剤毎に繰り返し行うので、被検体に対する被曝量や、時間的、肉体的な負担の増大を強いていた。【０００６】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複数の放射性薬剤を投与しても核医学診断を行うことができる核医学診断装置およびそれに用いられる診断システム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】
【０００７】
この発明は、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、この発明の核医学診断装置は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置であって、複数の放射性薬剤が投与されて得られた核医学用データの経時的変化である第１経時的変化を測定する第１経時的変化測定手段と、その第１経時的変化に基づいて、放射性薬剤による被検体内の集積量の経時的変化である第２経時的変化を各々の放射性薬剤毎に求める第２経時的変化導出手段と、それらの第２経時的変化に基づいて、各々の放射性薬剤の集積画像を取得する集積画像取得手段とを備えることを特徴とするものである。【０００８】
この発明の核医学診断装置によれば、第１経時的変化測定手段は、複数の放射性薬剤が投与されて得られた核医学用データの経時的変化である第１経時的変化を測定し、その第１経時的変化に基づいて、第２経時的変化導出手段は、放射性薬剤による被検体内の集積量の経時的変化である第２経時的変化を各々の放射性薬剤毎に求める。互いに異なる核種の放射性薬剤を同時に投与した場合、核種毎の半減期が異なるので、半減期の短い核種を含む放射性薬剤から放射線の線量率は半減期の長い核種を含む放射性薬剤からの放射線の線量率よりも早く減衰する。一方、互いに同一核種の放射性薬剤を用いたときでも投与時間をずらした場合、減衰する線量が異なってくる。このように、第１経時的変化測定手段によって測定された第１経時的変化（核医学用データの経時的変化）を利用して、第２経時的変化導出手段は各々の放射性薬剤毎に分離して第２経時的変化（放射性薬剤による被検体内の集積量の経時的変化）を求めることができる。このように分離されたこれらの第２経時的変化に基づいて、集積画像取得手段は、各々の放射性薬剤の集積画像を取得して核医学診断に供するので、複数の放射性薬剤を投与しても核医学診断を行うことができる。【０００９】
上述した発明において、第２経時的変化は、時間の経緯に伴って変化する集積量関数であって、核医学診断装置は、各々の放射性薬剤の集積量関数を予め記憶した集積量関数記憶手段を備え、その集積量関数記憶手段に予め記憶された各々の放射性薬剤の集積量関数に基づいて、上述した集積画像における放射性薬剤を特定するのが好ましい。各々の放射性薬剤毎に分離して第２経時的変化（放射性薬剤による被検体内の集積量の経時的変化）を求めて、各々の放射性薬剤の集積画像を取得することができるのみならず、このような各々の放射性薬剤の集積量関数を予め記憶した集積量関数記憶手段を備えることで、集積画像における放射性薬剤をも特定することができる。【００１０】
上述したこれらの発明の一例は、投与される放射性薬剤の個数をＭとし、各々の放射性薬剤毎の第２経時的変化を求めるべき未知数の個数をＮとしたときに、第１経時的変化測定手段は、第１経時的変化を複数点分測定することである。投与される放射性薬剤の個数をＭとし、各々の放射性薬剤毎の第２経時的変化を求めるべき未知数の個数をＮとしたときには、合計で（Ｍ×Ｎ）個の未知数となる。そこで、第１経時的変化測定手段が第１経時的変化を複数点分、より好ましくは少なくとも（Ｍ×Ｎ）点分測定することで、各々の放射性薬剤毎にＮ個の未知数をそれぞれ求めることができる。このＮ個の未知数を求めることでＭ個の放射性薬剤毎の第２経時的変化および集積画像を求めることができる。【００１１】
上述した一例のさらなる具体的な一例は、第１経時的変化は、Ｍ個の放射性薬剤が投与されて得られた放射線の総線量の経時的変化であって、Ｊ番目の放射性薬剤をＡＪ（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍ）とし、放射性薬剤ＡＪでの線量率の経時的変化をＦＪ（ｔ）（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍ）とし、第２経時的変化として、ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＪでの集積量の経時的変化をａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍで、αＪ，βＪ，γＪ，…は前記Ｎ個の未知数）とし、総線量の経時的変化をＥ（ｔ）としたときに、ある時間幅におけるある画素の総線量∫Ｅ（ｔ）ｄｔは、ΣＪ＝１Ｍ{∫ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）ＦＪ（ｔ）ｄｔ}＝∫Ｅ（ｔ）ｄｔなる第１式で表され、各々の放射性薬剤ＡＪ毎の上述した集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を求めるべきＮ個の未知数αＪ，βＪ，γＪ，…を、複数点分測定された第１経時的変化および上述した第１式に基づいて求めて、そのＮ個の未知数αＪ，βＪ，γＪ，…を求めることで、第２経時的変化導出手段は、ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＪでの集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を各々の放射性薬剤ＡＪ毎に求めることである。【００１２】
上述した具体的な一例のさらなる具体的な一例は、第２経時的変化である、ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＪでの集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍで、αＪ，βＪ，γＪ，…は前記Ｎ個の未知数）は、時間の経緯に伴って変化する集積量関数であって、その集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）は、ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）＝αＪ・ｅｘｐ（βＪ・ｔ）＋γＪなる３個の未知数αＪ，βＪ，γＪの第２式で表され、集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を求めるべき３個の未知数αＪ，βＪ，γＪを、少なくとも（Ｍ×３）点分測定された第１経時的変化および上述した第１式（ΣＪ＝１Ｍ{∫ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）ＦＪ（ｔ）ｄｔ}＝∫Ｅ（ｔ）ｄｔ）に基づいて求めて、その３個の未知数αＪ，βＪ，γＪを求めることで、第２経時的変化導出手段は、集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を各々の放射性薬剤ＡＪ毎に求めることである。【００１３】
なお、放射性薬剤ＡＪを投与した直後は集積量が大きく変動するので、かかる大きく変動する状態での検査（すなわち、第１経時的変化測定手段による第１経時的変化の測定）は不適当である。そこで、放射性薬剤ＡＪが投与されてから所定時間（検査を行うのに十分な時間）が経過したときには、集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）＝αＪ・ｅｘｐ（βＪ・ｔ）＋γＪがαＪに収束する。そこで、集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）をαＪとして、各々の放射性薬剤ＡＪ毎の未知数αＪのみを求めることで、第２経時的変化導出手段は、集積量関数αＪを各々の放射性薬剤ＡＪ毎に求めることが可能になる。したがって、他の未知数βＪ，γＪ，…を求める必要はなく、第１経時的変化測定手段による第１経時的変化の測定回数を減らすことができる。
【００１４】
その他に、ある放射性薬剤ＡＩ（ただしＩ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍ）およびＡＪ（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍで、Ｉ≠Ｊ）を用いた場合に、放射性薬剤ＡＩ，ＡＪの投与時間を互いにずらして投与し、そのずらした投与時間をｔ０とするとともに、放射性薬剤ＡＪを投与した時刻を基準としたときに、放射性薬剤ＡＩでの線量率の経時的変化をＦＩ（ｔ−ｔ０）で表すとともに、放射性薬剤ＡＪでの線量率の経時的変化をＦＪ（ｔ）で表すことが可能である。【００１５】
特に、２つの放射性薬剤ＡＩおよびＡＪを用い、それらの放射性薬剤ＡＩおよびＡＪが互いに同一核種の場合に、上述した画素の総線量∫Ｅ（ｔ）ｄｔは、∫ａＩ（αＩ，βＩ，γＩ，…，ｔ）{ｋ・ＦＩ（ｔ−ｔ０）＋Ｃ１}ｄｔ＋∫ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）ＦＪ（ｔ）ｄｔ＝∫Ｅ（ｔ）ｄｔ（ただし、ｋ，Ｃ１は定数）なる第１式で表され、各々の放射性薬剤ＡＩおよびＡＪ毎の集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を求めるべきＮ個の未知数αＪ，βＪ，γＪ，…を、複数点分測定された第１経時的変化および上述した第１式に基づいて求めて、そのＮ個の未知数αＪ，βＪ，γＪ，…を求めることで、第２経時的変化導出手段は、ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＩおよびＡＪ毎での集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を各々の放射性薬剤ＡＩおよびＡＪ毎に求めることが可能である。【００１６】
また、２つの放射性薬剤ＡＩおよびＡＪを用い、それらの放射性薬剤ＡＩおよびＡＪが互いに異なる核種の場合に、上述した画素の総線量∫Ｅ（ｔ）ｄｔは、∫ａＩ（αＩ，βＩ，γＩ，…，ｔ）{ＦＩ（ｔ−ｔ０）＋Ｃ２}ｄｔ＋∫ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）ＦＪ（ｔ）ｄｔ＝∫Ｅ（ｔ）ｄｔ（ただし、Ｃ２は定数）なる第１式で表され、各々の放射性薬剤ＡＩおよびＡＪ毎の集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を求めるべきＮ個の未知数αＪ，βＪ，γＪ，…を、複数点分測定された第１経時的変化および上述した第１式に基づいて求めて、そのＮ個の未知数αＪ，βＪ，γＪ，…を求めることで、第２経時的変化導出手段は、ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＩおよびＡＪ毎での集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を各々の放射性薬剤ＡＩおよびＡＪ毎に求めることが可能である。【００１７】
上述したように投与されるべき複数の放射性薬剤は、互いに同一核種であってもよいし、互いに異なる核種であってもよい。したがって、複数の放射性薬剤が投与されて得られた核医学用データは、互いに同一核種の放射性薬剤が、互いに時間をずらして投与されて得られたデータを含んでもよいし、互いに異なる核種の放射性薬剤が投与されて得られたデータを含んでもよい。【００１８】
上述した発明において、核医学用データに関する複数の情報を入力する入力手段を備えてもよい。一度の検査で投与する複数の放射性薬剤に関する情報，例えば放射性薬剤の種類や、半減期、投与時間（もしくは測定時間）などを核医学用データに関する情報として入力することが可能である。【００１９】
また、上述した発明において、集積画像取得手段で取得された各々の放射性薬剤の集積画像を個々に出力表示する、あるいは色を変えて重畳出力表示する出力手段を備えてもよい。集積画像取得手段で取得された各々の放射性薬剤の集積画像を個々に出力表示する、あるいは色を変えて重畳出力表示することで、放射性薬剤ごとに集積画像を区別することができて、核医学診断に対して有益な情報を供する。【００２０】
また、上述した発明に係る核医学診断装置に用いられる診断システムに適用してもよい。すなわち、この診断システムは、核医学診断装置とＸ線ＣＴ装置とを備えて構成されており、核医学診断装置は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求め、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の外部から照射されて被検体を透過したＸ線に基づいてＸ線ＣＴ用データを求め、核医学診断装置は、複数の放射性薬剤が投与されて得られた核医学用データの経時的変化である第１経時的変化を測定する第１経時的変化測定手段と、その第１経時的変化に基づいて、放射性薬剤による被検体内の集積量の経時的変化である第２経時的変化を各々の放射性薬剤毎に求める第２経時的変化導出手段と、それらの第２経時的変化に基づいて、各々の放射性薬剤の集積画像を取得する集積画像取得手段とを備える。【００２１】
この発明の診断システムの場合、Ｘ線ＣＴ装置において、被検体の外部から照射されて被検体を透過したＸ線に基づいてＸ線ＣＴ用データを求め、核医学診断装置は、各々の放射性薬剤の集積画像をそれぞれ取得する。なお、Ｘ線ＣＴ用データでの断層画像と、各々の集積画像とを重ね合わせて重畳出力してもよいし、Ｘ線ＣＴ用データを吸収補正データとして用いて核医学用データの吸収補正を行って、その吸収補正された核医学用データに基づいて第１経時的変化の測定や第２経時的変化の導出や各々の放射性薬剤の集積画像の取得を行えばよい。【００２２】
この発明の診断システムにおいても、この発明の核医学診断装置と同様に、複数の放射性薬剤が投与されて得られた核医学用データは、互いに同一核種の放射性薬剤が、互いに時間をずらして投与されて得られたデータを含んでもよいし、互いに異なる核種の放射性薬剤が投与されて得られたデータを含んでもよい。【００２３】
この発明の診断システムにおいても、この発明の核医学診断装置と同様に、核医学用データに関する複数の情報を入力する入力手段を備えてもよい。【００２４】
また、この発明の診断システムにおいても、この発明の核医学診断装置と同様に、集積画像取得手段で取得された各々の放射性薬剤の集積画像を個々に出力表示する、あるいは色を変えて重畳出力表示する出力手段を備えてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
この発明に係る核医学診断装置およびそれに用いられる診断システムによれば、第１経時的変化測定手段によって測定された第１経時的変化（核医学用データの経時的変化）を利用して、第２経時的変化導出手段は各々の放射性薬剤毎に分離して第２経時的変化（放射性薬剤による被検体内の集積量の経時的変化）を求めることができ、このように分離されたこれらの第２経時的変化に基づいて、集積画像取得手段は、各々の放射性薬剤の集積画像を取得して核医学診断に供するので、複数の放射性薬剤を投与しても核医学診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は実施例１に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図、（ｂ）はγ線検出器の具体的構成を示した拡大図である。
【図２】線量率の経時的変化を模式的に示したグラフである。
【図３】集積量関数を模式的に示したグラフである。
【図４】実施例２に係るＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とを備えたＰＥＴ−ＣＴの診断システムの側面図およびブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
８  …  入力部
９  …  出力部
１０  …  投影データ導出部
１４  …  集積量関数導出部
１５  …  集積画像取得部
１６ａ  …  集積量関数メモリ部
Ｍ  …  被検体
【実施例１】
【００２８】
以下、図面を参照してこの発明の実施例1を説明する。実施例１に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図である。なお、後述する実施例２も含めて、本実施例１では、核医学診断装置として、ＰＥＴ装置を例に採って説明する。【００２９】
本実施例１に係るＰＥＴ装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１を備えている。この天板１は、上下に昇降移動、被検体Ｍの体軸Ｚに沿って平行移動するように構成されている。このように構成することで、天板１に載置された被検体Ｍは、後述するガントリ２の開口部２ａを通って、頭部から順に腹部、足部へと走査されて、被検体Ｍの投影データや断層画像といった診断データを得る。この診断データは、この発明における核医学用データに相当する。【００３０】
天板１の他に、本実施例１に係るＰＥＴ装置は、開口部２ａを有したガントリ２と、互いに近接配置された複数個のシンチレータブロック３ａと複数個のフォトマルチプライヤ３ｂとを備えている。図１（ｂ）に示すように、シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂは、被検体Ｍの体軸Ｚ周りを取り囲むようにしてリング状に配置されており、ガントリ２内に埋設されている。フォトマルチプライヤ３ｂは、シンチレータブロック３ａよりも外側に配設されている。シンチレータブロック３ａの具体的な配置としては、例えば、被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向にはシンチレータブロック３ａが２個並び、被検体Ｍの体軸Ｚ周りにはシンチレータブロック３ａが多数個並ぶ形態が挙げられる。シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂで後述する投影データ（『エミッションデータ』とも呼ばれる）用のγ線検出器３を構成する。【００３１】
また、本実施例１では、点線源４と後述する吸収補正データ（『トランスミッションデータ』とも呼ばれる）用のγ線検出器５を備えている。吸収補正データ用のγ線検出器５は、投影データ用のγ線検出器３と同様にシンチレータブロックとフォトマルチプライヤとで構成されている。点線源４は、被検体Ｍに投与する放射性薬剤、すなわち放射性同位元素（ＲＩ）と同種の放射線（本実施例１ではγ線）を照射させる線源であって、被検体Ｍの外部に配設されている。本実施例１では、ガントリ２内に埋設されている。点線源４は被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転する。【００３２】
その他にも、本実施例１に係るＰＥＴ装置は、天板駆動部６とコントローラ７と入力部８と出力部９と投影データ導出部１０と吸収補正データ導出部１１と吸収補正部１２と再構成部１３と集積量関数導出部１４と集積画像取得部１５とメモリ１６とを備えている。天板駆動部６は、天板１の上述した移動を行うように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。【００３３】
コントローラ７は、本実施例１に係るＰＥＴ装置を構成する各部分を統括制御する。コントローラ７は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。【００３４】
入力部８は、オペレータが入力したデータや命令をコントローラ７に送り込む。入力部８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。出力部９はモニタなどに代表される表示部やプリンタなどで構成されている。【００３５】
後述する実施例２も含めて、本実施例１では、入力部８は、核医学用データに関する複数の情報を入力するように構成されている。一度の検査で投与する複数の放射性薬剤に関する情報、例えば放射性薬剤の種類（ＦＤＧやＦＥＳなど）や、半減期、投与時間（もしくは測定時間）などを核医学用データに関する情報として入力することが可能である。入力部８は、この発明における入力手段に相当する。【００３６】
後述する実施例２も含めて、本実施例１では、出力部９の表示部に関しては、集積画像取得部１５で取得された各々の放射性薬剤の集積画像を個々に出力表示する、あるいは色を変えて重畳出力表示する。集積画像取得部１５で取得された各々の放射性薬剤の集積画像を個々に出力表示する、あるいは色を変えて重畳出力表示することで、放射性薬剤ごとに集積画像を区別することができて、核医学診断に対して有益な情報を供する。出力部９は、この発明における出力手段に相当する。【００３７】
メモリ部１６は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体で構成されている。本実施例１では、投影データ導出部１０や最構成部１３で処理された診断データや、吸収補正データ導出部１１で求められた吸収補正データや、集積量関数導出部１４で求められた各々の放射性薬剤毎の集積量関数や、集積画像取得部１５で取得された各々の放射性薬剤の集積画像についてはＲＡＭに書き込んで記憶し、必要に応じてＲＡＭから読み出す。ＲＯＭには、各種の核医学診断を行うためのプログラム等を予め記憶しており、そのプログラムをコントローラ７が実行することでそのプログラムに応じた核医学診断をそれぞれ行う。本実施例１では、メモリ部１６は、各々の放射性薬剤の集積量関数を予め記憶した集積量関数メモリ部１６ａを備えている。【００３８】
投影データ導出部１０と吸収補正データ導出部１１と吸収補正部１２と再構成部１３と集積量関数導出部１４と集積画像取得部１５とは、例えば上述したメモリ部１６などに代表される記憶媒体のＲＯＭに記憶されたプログラムあるいは入力部８などに代表されるポインティングデバイスで入力された命令をコントローラ７が実行することで実現される。【００３９】
放射性薬剤が投与された被検体Ｍから発生したγ線をシンチレータブロック３ａが光に変換して、変換されたその光をフォトマルチプライヤ３ｂが光電変換して電気信号に出力する。その電気信号を画像情報（画素）として投影データ導出部１０に送り込む。【００４０】
具体的には、被検体Ｍに放射性薬剤を投与すると、ポジトロン放出型のＲＩのポジトロンが消滅することにより、２本のγ線が発生する。投影データ導出部１０は、シンチレータブロック３ａの位置とγ線の入射タイミングとをチェックし、被検体Ｍを挟んで互いに対向位置にある２つのシンチレータブロック３ａでγ線が同時に入射したときのみ、送り込まれた画像情報を適正なデータと判定する。一方のシンチレータブロック３ａのみにγ線が入射したときには、投影データ導出部１０は、ポジトロンの消滅により生じたγ線ではなくノイズとして扱い、そのときに送り込まれた画像情報もノイズと判定してそれを棄却する。【００４１】
なお、本実施例１では、複数の放射性薬剤を被検体Ｍに投与する。したがって、複数の放射性薬剤の画像情報が、投影データ導出部１０での判定によって１つの画像情報としてまとめて求められる。つまり、この投影データ導出部１０で適正と判定されたデータには、各々の放射性薬剤毎に画像情報が区分されずに混在している。この画像情報はγ線の総線量（総カウント値）とみなすことができ、本実施例１では、所定の時間毎（例えば検査時間が１８分に対して３分毎）に投影データ導出部１０はγ線の測定を複数回（例えば６回）行って総線量の経時的変化を測定する。したがって、検査時間が１８分に対して３分毎のγ線の測定を６回行う場合には、３分後、６分（＝３分×２回）後、９分（＝３分×３回）後、１２分（＝３分×４回）後、１５分（＝３分×５回）後、１８分（＝３分×６回）後の画像情報（γ線の総線量：すなわち総カウント値）の経時的変化をそれぞれ測定することになる。画像情報（γ線の総線量）の経時的変化は、この発明における第１経時的変化（核医学用データの経時的変化）に相当し、投影データ導出部１０は、この発明における第１経時的変化測定手段に相当する。【００４２】
投影データ導出部１０に送り込まれた画像情報（γ線の総線量）を投影データとして、吸収補正部１２に送り込む。吸収補正部１２に送り込まれた投影データに、吸収補正データ導出部１１から吸収補正部１２に送り込まれた吸収補正データ（トランスミッションデータ）を作用させて、被検体Ｍの体内でのγ線の吸収を考慮した投影データに補正する。実際には、この吸収補正された投影データの経時的変化（γ線の総線量：すなわち総カウント値）を、第１経時的変化（核医学用データの経時的変化）として用いる。【００４３】
なお、点線源４が被検体Ｍの体軸Ｚの周りを回転しながら被検体Ｍに向けてγ線を照射し、照射されたγ線を吸収補正データ用のγ線検出器５のシンチレータブロック（図示省略）が光に変換して、変換されたその光をγ線検出器５のフォトマルチプライヤ（図示省略）が光電変換して電気信号に出力する。その電気信号を画像情報（画素）として吸収補正データ導出部１１に送り込む。【００４４】
吸収補正データ導出部１１に送り込まれた画像情報に基づいて吸収補正データを求める。吸収補正データ導出部１１は、γ線またはＸ線の吸収係数とエネルギーとの関係を表す演算を利用することで、ＣＴ用の投影データ、すなわちＸ線吸収係数の分布データをγ線吸収係数の分布データに変換して、γ線吸収係数の分布データを吸収補正データとして求める。導出された吸収補正データは上述した吸収補正部１２に送られる。【００４５】
補正後の投影データを再構成部１３に送り込む。再構成部１３がその投影データを再構成して、被検体Ｍの体内でのγ線の吸収を考慮した断層画像を求める。このように、吸収補正部１２、再構成部１３を備えることで、吸収補正データに基づいて投影データを補正するとともに、断層画像を補正する。補正された断層画像を、コントローラ７を介して出力部９に送り込む。【００４６】
なお、この断層画像は、放射性薬剤毎に区分されずに混在している。一方、放射性薬剤毎にデータを分離するために、上述した集積量関数導出部１４や集積画像取得部１５を備えている。次に、集積量関数導出部１４および集積画像取得部１５について説明する。【００４７】
集積量関数導出部１４は、放射性薬剤による被検体Ｍ内の集積量の経時的変化を各々の放射性薬剤毎に求める。集積量は、時間の経緯に伴って変化する集積量関数として表される。集積量関数は、この発明における第２経時的変化（放射性薬剤による被検体内の集積量の経時的変化）に相当し、集積量関数導出部１４は、この発明における第２経時的変化導出手段に相当する。【００４８】
集積画像取得部１５は、上述したこれらの集積量関数に基づいて、各々の放射性薬剤の集積画像を取得する。集積画像取得部１５は、この発明における集積画像取得手段に相当する。【００４９】
次に、上述したγ線の総線量および集積量関数と線量率の経時的変化とについて、図２、図３を参照して説明する。図２は、線量率の経時的変化を模式的に示したグラフであり、図３は、集積量関数を模式的に示したグラフである。【００５０】
投与されるべき放射性薬剤の個数をＭ個とし、Ｊ番目の放射性薬剤をＡＪ（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍ）とする。放射性薬剤ＡＪでの線量率の経時的変化をＦＪ（ｔ）（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍ）とすると、ＦＪ（ｔ）は下記（１）式のように表される。【００５１】
ＦＪ（ｔ）＝ＮＪ・ｅｘｐ（−λＪ・ｔ）                            …（１）
ただし、ＮＪは投与時の放射性薬剤ＡＪの放射核数、λＪは放射性薬剤の崩壊定数である。【００５２】
ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＪでの集積量の経時的変化（すなわち集積量関数）をａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍで、αＪ，βＪ，γＪ，…はＮ個の未知数）とし、総線量の経時的変化をＥ（ｔ）としたときに、ある時間幅において、ある画素の総線量∫Ｅ（ｔ）ｄｔは、下記（２）式のように表される。【００５３】
ΣＪ＝１Ｍ{∫ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）ＦＪ（ｔ）ｄｔ}＝∫Ｅ（ｔ）ｄｔ…（２）
上記（２）式は、この発明における第１式に相当する。【００５４】
各々の放射性薬剤ＡＪ毎の集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を求めるべき未知数αＪ，βＪ，γＪ，…の個数をＮ個としたときには、合計で（Ｍ×Ｎ）個の未知数となる。そこで、第１経時的変化に相当する吸収補正された投影データの経時的変化を複数点分、より好ましくは少なくとも（Ｍ×Ｎ）点分測定することで、各々の放射性薬剤ＡＪ毎にＮ個の未知数をそれぞれ求めることができる。このＮ個の未知数を求めることでＭ個の放射性薬剤毎の第２経時的変化に相当する集積量関数ａ１（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ），ａ２（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ），…，ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ），…，ａＭ−１（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ），ａＭ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）および集積画像を求めることができる。【００５５】
ここで、各々の放射性薬剤ＡＪ毎の集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を求めるべき未知数の個数が３個の場合について説明する。この場合にはＮ＝３となる。このとき、集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を下記（３）式のように特定の関数をとると仮定する。【００５６】
ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）＝αＪ・ｅｘｐ（βＪ・ｔ）＋γＪ        …（３）
ただし、各々の放射性薬剤ＡＪ毎ではαＪ，βＪ，γＪは上述した３個の未知数、合計で（Ｍ×３）個の未知数である。上記（３）式は、この発明における第２式に相当する。【００５７】
ここで、投与されるべき放射性薬剤の個数が２個の場合について説明する。この場合にはＭ＝２となる。放射性薬剤Ａ１をＡとし、放射性薬剤Ａ２をＢとし、Ｆ１（ｔ）をＦ（ｔ）とし、Ｆ２（ｔ）をＧ（ｔ）とし、Ｎ１をＮａとし、Ｎ２をＮｂとすると、Ｆ（ｔ）およびＧ（ｔ）は、上記（１）式から下記（４）、（５）式のように表される。【００５８】
Ｆ（ｔ）＝Ｎａ・ｅｘｐ（−λ１・ｔ）                            …（４）
Ｇ（ｔ）＝Ｎｂ・ｅｘｐ（−λ２・ｔ）                            …（５）
放射性薬剤Ａでの線量率の経時的変化Ｆ（ｔ）および放射性薬剤Ｂでの線量率の経時的変化Ｇ（ｔ）は、例えば図２のようなグラフで表される。【００５９】
ａ１（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）をａ（ｔ）とし、ａ２（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）をｂ（ｔ）とすると、ａ（ｔ）は、ある画素内に存在する放射性薬剤Ａでの集積量関数となって、ｂ（ｔ）は、ある画素内に存在する放射性薬剤Ｂでの集積量関数となる。ある時間幅において、ある画素の総線量∫Ｅ（ｔ）ｄｔは、上記（２）式から下記（６）式のように表される。【００６０】
∫ａ（ｔ）Ｆ（ｔ）ｄｔ＋∫ｂ（ｔ）Ｇ（ｔ）ｄｔ＝∫Ｅ（ｔ）ｄｔ  …（６）
集積量関数ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）は、上記（３）式から下記（７）、（８）式のように表される。【００６１】
ａ（ｔ）＝α１・ｅｘｐ（β１・ｔ）＋γ１                          …（７）
ｂ（ｔ）＝α２・ｅｘｐ（β２・ｔ）＋γ２                          …（８）
ある画素内に存在する放射性薬剤Ａでの集積量関数ａ（ｔ）は、例えば図３のようなグラフで表される。【００６２】
この図３のようなグラフを集積量関数メモリ部１６ａは各々の放射性薬剤の集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）として予め記憶している。このようなグラフを予め作成するのは、従来のように放射性薬剤を１つ投与して、放射性薬剤による被検体Ｍ内の集積量の経時的変化を測定するという作業を放射性薬剤毎に繰り返し行えばよい。図３では、放射性薬剤が集積した箇所毎の集積量関数をそれぞれ示している。実線は腫瘍で、点線は腫瘍以外の部位１，２をそれぞれ示す。増加しながら飽和する部位２として例えば脳などがあり、減少しながら飽和する部位１として例えば肝臓がある。予め作成された集積量関数と、今回作成された集積量関数とをそれぞれ比較して、もっとも近い集積量関数での放射性薬剤が、集積画像における放射性薬剤であるとして特定することが可能になる。このように、集積量関数メモリ部１６ａに予め記憶された各々の放射性薬剤の集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）に基づいて、上述した集積画像における放射性薬剤を特定するのが好ましい。集積量関数メモリ部１６ａは、この発明における集積量関数記憶手段に相当する。【００６３】
なお、投与されるべき放射性薬剤の個数が２個で、未知数の個数が３個の場合には、上記（７）、（８）式により、放射性薬剤Ａ，Ｂでは合計で（２×３）＝６個の未知数α１，β１，γ１，α２，β２，γ２となる。そこで、上述したように、例えば検査時間が１８分に対して３分毎のγ線の測定を６回行えばよい。投影データの経時的変化を少なくとも６回分測定することで、各々の放射性薬剤Ａ，Ｂ毎に３個の未知数（合計で６個）をそれぞれで求めることができる。この３個の未知数を求めることで２個の放射性薬剤Ａ，Ｂの集積量関数ａ（ｔ），ｂ（ｔ）および集積画像を求めることができる。【００６４】
なお、集積画像については、得られた集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を全検査時間に対して積分すれば、総積算量を得ることができて、放射性薬剤毎の集積画像を取得することができる。【００６５】
なお、放射性薬剤ＡＪを投与した直後は、図３に示すように集積量が大きく変動するので、かかる大きく変動する状態での検査（すなわち、第１経時的変化手段に相当する投影データ導出部１０による第１経時的変化に相当する画像情報［γ線の総線量］の経時的変化の測定）は不適当である。そこで、放射性薬剤ＡＪが投与されてから所定時間（検査を行うのに十分な時間で、放射性薬剤がＦＤＧの場合には６０分程度）が経過したときには、上記（３）式で表される集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）＝αＪ・ｅｘｐ（βＪ・ｔ）＋γＪがαＪに収束する。そこで、集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）をαＪとして、各々の放射性薬剤ＡＪ毎の未知数αＪのみを求めることで、集積量関数導出部１４は、集積量関数αＪを各々の放射性薬剤ＡＪ毎に求めることが可能になる。したがって、他の未知数βＪ，γＪ，…を求める必要はなく、投影データ導出部１０による画像情報（γ線の総線量）の経時的変化の測定回数を減らすことができる。
【００６６】
例えば、投与されるべき放射性薬剤の個数が２個の場合には、上述したようにａ１（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）をａ（ｔ）とし、ａ２（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）をｂ（ｔ）とする。すると、上記（７）、（８）式と、ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）をαＪとすることにより、ａ（ｔ）＝α１とするとともに、ｂ（ｔ）＝α２とすることができる。したがって、未知数が合計２個であるので、投影データの経時的変化を２回分測定するだけでよい。【００６７】
ここまでの説明は、放射性薬剤の投与時間を同じタイミングにして、同時に投与した場合であったが、投与時間をずらすことも可能である。具体的には、ある放射性薬剤ＡＩ（ただしＩ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍ）およびＡＪ（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍで、Ｉ≠Ｊ）を用いた場合に、放射性薬剤ＡＩ，ＡＪの投与時間を互いにずらして投与し、そのずらした投与時間をｔ０とする。放射性薬剤ＡＪを投与した時刻を基準としたときに、放射性薬剤ＡＩでの線量率の経時的変化をＦＩ（ｔ−ｔ０）で表すとともに、放射性薬剤ＡＪでの線量率の経時的変化をＦＪ（ｔ）で表すことが可能である。投与されるべき放射性薬剤の個数が２個の場合には、Ｉ＝１、Ｊ＝２とすると、放射性薬剤ＡＩはＡ１となり、放射性薬剤ＡＪはＡ２となる。上述したように、放射性薬剤Ａ１をＡとし、放射性薬剤Ａ２をＢとする。【００６８】
特に、それらの放射性薬剤ＡＩ（すなわちＡ）およびＡＪ（すなわちＢ）が互いに同一核種の場合に、上述したようにＩ＝１、Ｊ＝２として、ＦＩ（ｔ）（＝Ｆ１（ｔ））をＦ（ｔ）とし、ＦＪ（ｔ）（＝Ｆ２（ｔ））をＧ（ｔ）とし、ａ１（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）をａ（ｔ）とし、ａ２（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）をｂ（ｔ）とする。すると、上述した画素の総線量∫Ｅ（ｔ）ｄｔは、上記（２）式から下記（９）式のように変形できる。
∫ａ（ｔ）{ｋ・Ｆ（ｔ−ｔ０）＋Ｃ１}ｄｔ
＋∫ｂ（ｔ）Ｇ（ｔ）ｄｔ＝∫Ｅ（ｔ）ｄｔ          …（９）
上記（９）式は、この発明における第１式に相当する。ただし、ｋ，Ｃ１は定数である。【００６９】
また、それらの放射性薬剤ＡＩ（すなわちＡ）およびＡＪ（すなわちＢ）が互いに異なる核種の場合に、同様に、画素の総線量∫Ｅ（ｔ）ｄｔは、上記（２）式から下記（１０）式のように変形できる。
∫ａ（ｔ）{Ｆ（ｔ−ｔ０）＋Ｃ２}ｄｔ
＋∫ｂ（ｔ）Ｇ（ｔ）ｄｔ＝∫Ｅ（ｔ）ｄｔ        …（１０）
上記（１０）式は、この発明における第１式に相当する。ただし、Ｃ２は定数である。【００７０】
なお、放射性薬剤ＡＪ（すなわちＢ）を投与した時刻を基準としたときに、放射性薬剤ＡＩ（すなわちＡ）での線量率の経時的変化は、上述したようにＦＩ（ｔ−ｔ０）で表され、放射性薬剤ＡＪでの線量率の経時的変化は、ＦＪ（ｔ）で表されるが、上記（４）、（５）式より、下記（１１）、（１２）式のようにさらに表される。【００７１】
Ｆ（ｔ−ｔ０）＝Ｎａ・ｅｘｐ{−λ１・（ｔ−ｔ０）}              …（１１）
Ｇ（ｔ）＝Ｎｂ・ｅｘｐ（−λ２・ｔ）                          …（１２）
放射性薬剤ＡおよびＢが互いに同一核種の場合には、崩壊定数は等しいので、上記（１２）式中のλ２はλ１になる。【００７２】
上記（１１）で表されるとき、放射性薬剤ＡおよびＢが互いに同一核種の場合での第１式である上記（９）式中のｋはｋ＝Ｎａ／Ｎｂであり、Ｃ１はＣ１＝Ｎａ・ｅｘｐ（−λ１・ｔ０）である。一方、上記（１２）で表されるとき、放射性薬剤ＡおよびＢが互いに異なる核種の場合での第１式である上記（１０）式中のＣ１はＣ２＝Ｎａ・ｅｘｐ（λ１・ｔ０）である。【００７３】
上述の構成を備えた本実施例１に係るＰＥＴ装置によれば、投影データ導出部１０は、複数の放射性薬剤が投与されて得られた核医学用データ（ここではγ線の総線量）の経時的変化である第１経時的変化を測定し、その第１経時的変化に基づいて、集積量関数導出部１４は、放射性薬剤による被検体内の集積量の経時的変化（ここでは集積量関数）である第２経時的変化を各々の放射性薬剤毎に求める。互いに異なる核種の放射性薬剤を同時に投与した場合、核種毎の半減期が異なるので、半減期の短い核種を含む放射性薬剤から放射線の線量率は半減期の長い核種を含む放射性薬剤からの放射線の線量率よりも早く減衰する。一方、互いに同一核種の放射性薬剤を用いたときでも投与時間をずらした場合、減衰する線量が異なってくる。このように、投影データ導出部１０によって測定された第１経時的変化（核医学用データの経時的変化）を利用して、集積量関数導出部１４は各々の放射性薬剤毎に分離して第２経時的変化（放射性薬剤による被検体内の集積量の経時的変化）を求めることができる。このように分離されたこれらの第２経時的変化に基づいて、集積画像取得部１５は、各々の放射性薬剤の集積画像を取得して核医学診断に供するので、複数の放射性薬剤を投与しても核医学診断を行うことができる。【００７４】
また、従来では投与すべき放射性薬剤が１つであり、その放射性薬剤および集積箇所が予めわかっているという前提で核医学診断を行っていたが、本実施例１のように放射性薬剤を複数投与する場合には、各放射性薬剤および集積箇所が予めわかっていなくとも、各々の放射性薬剤毎に分離することで放射性薬剤および集積箇所がわかるという効果をも奏する。したがって、例えば人間ドックなどのように各放射性薬剤および集積箇所が予めわからない診断の場合においても有用である。【００７５】
本実施例１では、第２経時的変化は、時間の経緯に伴って変化する集積量関数であって、ＰＥＴ装置は、各々の放射性薬剤の集積量関数を予め記憶した集積量関数メモリ部１６ａを備え、その集積量関数メモリ部１６ａに予め記憶された各々の放射性薬剤の集積量関数に基づいて、集積画像における放射性薬剤を特定している。各々の放射性薬剤毎に分離して第２経時的変化（放射性薬剤による被検体内の集積量の経時的変化）を求めて、各々の放射性薬剤の集積画像を取得することができるのみならず、このような各々の放射性薬剤の集積量関数を予め記憶した集積量関数メモリ部１６ａを備えることで、集積画像における放射性薬剤をも特定することができる。【００７６】
本実施例１では、第１経時的変化は、Ｍ個の放射性薬剤が投与されて得られた放射線（ここではγ線）の総線量の経時的変化であって、Ｊ番目の放射性薬剤をＡＪ（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍ）とし、放射性薬剤ＡＪでの線量率の経時的変化をＦＪ（ｔ）（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍ）とし、第２経時的変化として、ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＪでの集積量の経時的変化をａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍで、αＪ，βＪ，γＪ，…はＮ個の未知数）とし、総線量の経時的変化をＥ（ｔ）としている。そのときに、ある時間幅におけるある画素の総線量∫Ｅ（ｔ）ｄｔは、上記（２）式あるいは（９）式や（１０）式で表される。そして、各々の放射性薬剤ＡＪ毎の上述した集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を求めるべきＮ個の未知数を、複数点分測定された第１経時的変化および上記（２）式あるいは（９）式や（１０）式に基づいて求めて、そのＮ個の未知数αＪ，βＪ，γＪ，…を求めることで、集積量関数導出部１４は、ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＪでの集積量の経時的変化ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を各々の放射性薬剤ＡＪ毎に求めている。【００７７】
具体的には、ある画素内に存在する放射性薬剤ＡＪでの集積量の経時的変化、すなわちある画素内に存在する放射性薬剤ＡＪでの集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）（ただしＪ＝１，２，…，Ｍ−１，Ｍで、αＪ，βＪ，γＪ，…はＮ個の未知数）は、上記（３）式などで表される。集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を求めるべき３個の未知数αＪ，βＪ，γＪを、少なくとも（Ｍ×３）点分測定された第１経時的変化および上記（２）式あるいは（９）式や（１０）式に基づいて求めて、その３個の未知数αＪ，βＪ，γＪを求めることで、集積量関数導出部１４は、集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を各々の放射性薬剤ＡＪ毎に求めている。【００７８】
上述したように投与されるべき複数の放射性薬剤は、互いに同一核種であってもよいし、互いに異なる核種であってもよい。したがって、複数の放射性薬剤が投与されて得られた核医学用データは、互いに同一核種の放射性薬剤が、互いに時間をずらして投与されて得られたデータを含んでもよいし、互いに異なる核種の放射性薬剤が投与されて得られたデータを含んでもよい。実施例１の場合には、投与時間をずらさない上記（１）〜（８）式のようなケースや、投与時間をずらしても核種が互いに異なる上記（１０）、（１２）式のようなケースでは、互いに異なる核種の放射性薬剤が投与されて得られたデータを含んでいる。投与時間をずらしても同一核種である上記（９）、（１１）式のようなケースでは、互いに同一核種の放射性薬剤が投与されて得られたデータを含んでいる。
【実施例２】
【００７９】
次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。図４は、実施例２に係るＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とを備えたＰＥＴ−ＣＴの診断システムの側面図およびブロック図である。【００８０】
上述した実施例１では、ＰＥＴ装置が点線源４を備え、点線源４が放射性薬剤と同じγ線を照射して被検体Ｍを透過することで、その放射線に基づいて形態情報として吸収補正データを求めたが、本実施例２では、ＣＴ用の投影データを吸収補正データとして用いている。【００８１】
Ｘ線ＣＴ装置は、開口部２１ａを有したガントリ２１とＸ線管２２とＸ線検出器２３とを備えている。Ｘ線管２２およびＸ線検出器２３は、被検体Ｍを挟んで互いに対向配置されており、ガントリ２１内に埋設されている。Ｘ線検出器３を構成する多数個の検出素子は被検体Ｍの体軸Ｚ周りに扇状に並ぶ。【００８２】
その他にもＸ線ＣＴ装置は、ガントリ駆動部２４と高電圧発生部２５とコリメータ駆動部２６とＣＴ再構成部２７とを備えて構成されている。ＣＴ再構成部２７は、例えば上述したメモリ部１６などに代表される記憶媒体のＲＯＭに記憶されたプログラムあるいは入力部８で入力された命令をコントローラ７が実行することで実現される。なお、後述するＣＴ用の投影データやＣＴ最構成部２７で処理されたＣＴ用の断層画像も、上述した実施例１と同様にメモリ部１６のＲＡＭに書き込んで記憶し、必要に応じてＲＡＭから読み出す。これらのＣＴ用の投影データやＣＴ用の断層画像は、この発明におけるＸ線ＣＴ用データに相当する。【００８３】
ガントリ駆動部２４は、互いに対向関係を維持させたままＸ線管２２とＸ線管検出器２３とをガントリ２１内で被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転させるように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。【００８４】
高電圧発生部２５は、Ｘ線管２２の管電圧や管電流を発生させる。コリメータ駆動部２６は、Ｘ線の照視野を設定し、Ｘ線管２２に近接されたコリメータ（図示省略）について水平方向の移動を行うように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。【００８５】
間接変換型のＸ線検出器２３の場合には、Ｘ線管２２から照射されて被検体Ｍを透過したＸ線を、Ｘ線検出器２３内のシンチレータ（図示省略）が光に変換するとともに、変換された光を光感応膜（図示省略）が光電変換して電気信号に出力する。直接変換型のＸ線検出器２３の場合には、Ｘ線を放射線感応膜（図示省略）が電気信号に直接的に変換して出力する。その電気信号を画像情報（画素）として、ＣＴ再構成部２７に送り込む。ＣＴ再構成部２７に送り込まれる画像情報はＣＴ用の投影データとして伝送される。【００８６】
ＣＴ用の投影データは、実施例１で述べた吸収補正データと同じように形態情報を有しており、本実施例２では、ＣＴ用の投影データを吸収補正データとして用いるために吸収補正データ導出部１１に送りこむとともに、ＣＴ再構成部２７にも送り込む。【００８７】
ＣＴ再構成部２７に送り込まれた画像情報（ＣＴ用の投影データ）を再構成して、ＣＴ用の断層画像を求める。このＣＴ用の断層画像を、コントローラ７を介して出力部９に送り込む。吸収補正データ導出部１１を含むＰＥＴ装置の後段の処理部（吸収補正部１２や再構成部１３や集積量関数導出部１４や集積画像取得部１５）の各機能については、実施例１と同様なので、その説明を省略する。なお、再構成部１３で再構成されたＰＥＴ用の断層画像と、ＣＴ再構成部２７で再構成されたＣＴ用の断層画像とを出力部９で重ね合わせて重畳出力してもよい。【００８８】
本実施例２に係るシステムの場合、Ｘ線ＣＴ装置において、被検体の外部から照射されて被検体を透過したＸ線に基づいてＸ線ＣＴ用データを求め、ＰＥＴ装置は、各々の放射性薬剤の集積画像をそれぞれ取得する。【００８９】
本実施例２に係るシステムにおいても、実施例１に係るＰＥＴ装置と同様に、核医学用データに関する複数の情報を入力する機能を入力部８に備えてもよい。【００９０】
本実施例２に係るシステムにおいても、実施例１に係るＰＥＴ装置と同様に、集積画像取得部１５で取得された各々の放射性薬剤の集積画像を個々に出力表示する、あるいは色を変えて重畳出力表示する機能を出力部９に備えてもよい。【００９１】
この発明は、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。【００９２】
（１）上述した各実施例では、ＰＥＴ装置を例に採って説明したが、この発明は、単一のγ線を検出して被検体の断層画像を再構成するＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置などにも適用することができる。【００９３】
（２）上述した各実施例では、シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂから構成される投影データ用のγ線検出器３が静止したままでγ線を検出する静止型であったが、シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂが被検体Ｍの周りを回転しながらγ線を検出する回転型でもよい。【００９４】
（３）上述した実施例１では、ＰＥＴ装置が点線源４を備え、点線源４が放射性薬剤と同じγ線を照射して被検体Ｍを透過することで、その放射線に基づいて形態情報として吸収補正データを求め、上述した実施例２では、ＣＴ用の投影データを吸収補正データとして用いて、各実施例でそれぞれ吸収補正を行ったが、必ずしも吸収補正を行う必要はない。したがって、第１経時的変化の対象である核医学用データも、吸収補正を行わないデータを用いればよい。【００９５】
（４）上述した各実施例では、第１経時的変化の対象である核医学用データは、画像情報（γ線の総線量）である投影データであったが、それ以外のデータを核医学用データとして用いて、核医学用データの経時的変化である第１経時的変化を測定すればよい。【００９６】
（５）上述した各実施例では、各々の放射性薬剤の集積量関数を予め記憶した集積量関数メモリ部１６ａを備え、その集積量関数メモリ部１６ａに予め記憶された各々の放射性薬剤の集積量関数に基づいて、集積画像における放射性薬剤を特定したが、放射性薬剤を特定せずに集積画像を単に取得する場合には、集積量関数メモリ部１６ａを必ずしも備える必要はない。【００９７】
（６）上述した各実施例のように、投与される放射性薬剤の個数をＭとし、各々の放射性薬剤毎の第２経時的変化を求めるべき未知数の個数をＮとしたときに、第１経時的変化測定手段は、第１経時的変化を複数点分測定するのであれば、測定の数については特に限定されない。なお、合計で（Ｍ×Ｎ）個の未知数となることを考慮すれば、第１経時的変化を少なくとも（Ｍ×Ｎ）点分測定するのがより好ましい。ただし、放射性薬剤が投与されてから所定時間が経過したときには、集積関数が未知数αＪに収束した場合には、（Ｍ×Ｎ）個の未知数よりも少ないＭ個の未知数を求めるだけなので、Ｍ点のみ測定すればよい。【００９８】
（７）上述した各実施例では、集積量が飽和することを前提しており、集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）は、上記（３）、（７）、（８）式のように指数関数（ｅｘｐ）、あるいは収束されたαＪであったが、放射性薬剤がＦＤＧの場合には、集積量の増加は減りながらも、飽和することなく発散する。かかる場合には、指数関数を用いずに対数関数（ｌｏｇ）を用いて集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）を表せばよい。このように、集積量関数ａＪ（αＪ，βＪ，γＪ，…，ｔ）の具体的な式の形態については、特に限定されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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