(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸を含む測定空間から飛来してきた光子を各々検出する複数の光子検出器が前記中心軸を囲む筒上に２次元配列されていて、前記中心軸に平行な方向について１層の光子検出器がリング状に配列された検出器リングが前記中心軸に平行な方向に複数積層されて構成されたものに相当する筒状検出器を複数含み、これら複数の筒状検出器が前記中心軸に平行な方向に配列された検出部と、
少なくとも前記測定空間と前記検出部との間に、前記中心軸に平行な方向に関して前記筒状検出器と交互に配され、前記測定空間から飛来してきた光子のうち前記中心軸に直交する所定面に略平行なもののみを前記検出部に向かって通過させる複数のスライスコリメータと、
前記検出部に含まれる１対の光子検出器が光子対を同時検出したときに、前記１対の光子検出器それぞれの受光面を互いに結ぶ直線が前記複数のスライスコリメータのうちの何れかと交わるか否かを判断する判断部と、
前記直線が前記複数のスライスコリメータのうちの何れとも交わらないと前記判断部により判断されたときに、前記１対の光子検出器により検出された光子対の同時計数情報を蓄積して信号サイノグラムを生成する第１の同時計数情報蓄積部と、
前記直線が前記複数のスライスコリメータのうちの何れかと交わると前記判断部により判断されたときに、前記１対の光子検出器により検出された光子対の同時計数情報を蓄積して散乱サイノグラムを生成する第２の同時計数情報蓄積部と、
前記第２の同時計数情報蓄積部により生成された散乱サイノグラムに基づいて、前記第１の同時計数情報蓄積部により生成された信号サイノグラムにおける散乱成分の影響を補正して、この補正した信号サイノグラムに基づいて、前記測定空間における光子対の発生頻度の空間分布を表す画像を再構成する画像再構成部と、
を備えることを特徴とするＰＥＴ装置。
【請求項２】
前記筒状検出器は、光子が受光面に入射したときの該受光面上の２次元入射位置を検出する複数の２次元位置検出器が前記所定面上にリング状に配列されて構成される、ことを特徴とする請求項１記載のＰＥＴ装置。
【請求項３】
前記測定空間に置かれた被検体に対して相対的に前記検出部および前記複数のスライスコリメータを一体として前記中心軸に平行な方向に移動させる移動手段を更に備え、
前記第１および前記第２の同時計数情報蓄積部それぞれが、前記移動手段により前記被検体に対して相対的に前記検出部および前記複数のスライスコリメータが移動している期間に同時計数情報を獲得し、この同時計数情報を前記被検体に固定した座標系のものに変換して蓄積する、
ことを特徴とする請求項１記載のＰＥＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽電子放出アイソトープ（ＲＩ線源）で標識された物質の挙動を画像化することができるＰＥＴ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置は、ＲＩ線源が投与された生体（被検体）内における電子・陽電子の対消滅に伴って発生し互い逆方向に飛行するエネルギ５１１ｋｅＶの光子（ガンマ線）の対を検出することにより、その被検体内の極微量物質の挙動を画像化することができる装置である。ＰＥＴ装置は、被検体が置かれる測定空間の周囲に配列された多数の小型の光子検出器を有する検出部を備えており、電子・陽電子の対消滅に伴って発生する光子対を同時計数法で検出して蓄積し、この蓄積された多数の同時計数情報すなわち投影データに基づいて、測定空間における光子対の発生頻度の空間分布を表す画像を再構成する。このＰＥＴ装置は核医学分野等で重要な役割を果たしており、これを用いて例えば生体機能や脳の高次機能の研究を行うことができる。このようなＰＥＴ装置は、２次元ＰＥＴ装置および３次元ＰＥＴ装置に大別される。
【０００３】
図１１は、２次元ＰＥＴ装置の検出部の構成を説明する図である。この図は、７つの検出器リングを含む構成の例を示しており、中心軸を含む面で検出部を切断したときの断面を示している。２次元ＰＥＴ装置の検出部１０は、シールドコリメータ１１とシールドコリメータ１２との間に積層された検出器リングＲ1〜Ｒ7を有している。検出器リングＲ1〜Ｒ7それぞれは、中心軸に垂直な面上にリング状に配された複数の光子検出器を有している。各光子検出器は、例えばＢＧＯ（Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ12）等のシンチレータと光電子増倍管とを組み合わせたシンチレーション検出器であり、中心軸を含む測定空間から飛来して到達した光子を検出する。また、２次元ＰＥＴ装置では、この検出部１０の内側にスライスコリメータＳ1〜Ｓ6が備えられている。これらのスライスコリメータＳ1〜Ｓ6それぞれは、中心軸に平行な方向に関して隣り合う検出器リングの間の位置に配されたリング状のものであり、原子番号が大きく比重が重い材料（例えば鉛やタングステン）からなり、斜めに入射した光子（ガンマ線）を遮蔽するコリメート作用を奏する。
【０００４】
このように構成される２次元ＰＥＴ装置の検出部１０は、スライスコリメータＳ1〜Ｓ6のコリメート作用により、中心軸との角度が略９０度の方向から飛来した光子対のみを同時計数することができる。すなわち、２次元ＰＥＴ装置の検出部１０により得られ蓄積された同時計数情報すなわち２次元投影データは、同一の検出器リングまたは隣り合う（若しくは極めて近い）検出器リングに含まれる１対の光子検出器によるものに限られる。したがって、２次元ＰＥＴ装置は、測定空間外の位置で発生した光子対が散乱された散乱線を効率よく除去することができ、また、２次元投影データに対して吸収補正や感度補正を容易に行うことができるので、定量性がよい再構成画像を得ることができる。
【０００５】
図１２は、３次元ＰＥＴ装置の検出部の構成を説明する図である。この図も、中心軸を含む面で検出部を切断したときの断面を示している。３次元ＰＥＴ装置の検出部１０の構成は、２次元ＰＥＴ装置の場合と同様である。しかし、３次元ＰＥＴ装置ではスライスコリメータが備えられていない。このように構成される３次元ＰＥＴ装置の検出部１０は、広い立体角を有し、２次元ＰＥＴ装置と比較して広い方向から飛来した光子対を同時計数することができる。すなわち、３次元ＰＥＴ装置の検出部１０により得られ蓄積される同時計数情報すなわち３次元投影データは、任意の検出器リングに含まれる１対の光子検出器によるものが可能である。したがって、３次元ＰＥＴ装置は、２次元ＰＥＴ装置と比較して５倍〜１０倍程度の高い感度で、光子対を同時計数することができる。しかし、３次元ＰＥＴ装置は、２次元ＰＥＴ装置と比較して、散乱線の影響を除去することが困難であるので、再構成画像の定量性がよくない。
【０００６】
以上のように、３次元ＰＥＴ装置と比較すると、スライスコリメータを有する２次元ＰＥＴ装置は、光子対検出感度が低いものの、散乱線を効率的に除去することができ、吸収補正および感度補正を容易に行うことができるので、定量性が優れた再構成画像を得ることができるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＰＥＴ装置は以下のような問題点を有している。すなわち、２次元ＰＥＴ装置および３次元ＰＥＴ装置の何れにおいても再構成画像における解像度の向上が求められている。そして、解像度の向上のためには個々の光子検出器を小型化することが不可欠である。
【０００８】
しかし、２次元ＰＥＴ装置の場合には、光子検出器の小型化に伴い、各スライスコリメータの間隔が狭くなるので、開口率が低下して、光子対検出感度が低下する。この問題に対し、２次元ＰＥＴ装置では、光子検出器の小型化に応じて各スライスコリメータを薄く且つ短くすれば、開口率の低下を抑制することができるものの、光子（ガンマ線）を遮蔽する効果すなわちコリメート効果が低下するので、散乱線を効率よく除外することができなくなり、再構成画像の定量性が低下する。
【０００９】
一方、３次元ＰＥＴ装置の場合には、光子検出器を小型化しても、スライスコリメータが備えられていないので、開口率の低下や光子対検出感度の低下の問題が生じない。しかし、既述したように、３次元ＰＥＴ装置では、本来的に散乱線の影響を除去するのが困難であるので、再構成画像の定量性がよくない。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、再構成画像における解像度の向上および良好な光子対検出感度を保ちつつ、散乱線の影響を適切に補正することによって定量性が優れたＰＥＴ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＰＥＴ装置は、(1) 中心軸を含む測定空間から飛来してきた光子を各々検出する複数の光子検出器が中心軸を囲む筒上に２次元配列されていて、中心軸に平行な方向について１層の光子検出器がリング状に配列された検出器リングが中心軸に平行な方向に複数積層されて構成されたものに相当する筒状検出器を複数含み、これら複数の筒状検出器が中心軸に平行な方向に配列された検出部と、(2) 少なくとも測定空間と検出部との間に、中心軸に平行な方向に関して筒状検出器と交互に配され、測定空間から飛来してきた光子のうち中心軸に直交する所定面に略平行なもののみを検出部に向かって通過させる複数のスライスコリメータと、(3) 検出部に含まれる１対の光子検出器が光子対を同時検出したときに、１対の光子検出器それぞれの受光面を互いに結ぶ直線が複数のスライスコリメータのうちの何れかと交わるか否かを判断する判断部と、(4) 直線が複数のスライスコリメータのうちの何れとも交わらないと判断部により判断されたときに、１対の光子検出器により検出された光子対の同時計数情報を蓄積して信号サイノグラムを生成する第１の同時計数情報蓄積部と、(5) 直線が複数のスライスコリメータのうちの何れかと交わると判断部により判断されたときに、１対の光子検出器により検出された光子対の同時計数情報を蓄積して散乱サイノグラムを生成する第２の同時計数情報蓄積部と、(6) 第２の同時計数情報蓄積部により生成された散乱サイノグラムに基づいて、第１の同時計数情報蓄積部により生成された信号サイノグラムにおける散乱成分の影響を補正して、この補正した信号サイノグラムに基づいて、測定空間における光子対の発生頻度の空間分布を表す画像を再構成する画像再構成部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るＰＥＴ装置によれば、測定空間における電子・陽電子の対消滅に伴って発生したエネルギ５１１ｋｅＶの光子（ガンマ線）の対のうち、複数のスライスコリメータにより遮蔽されることなく検出部に到達したものは、検出部に含まれる１対の光子検出器により同時検出される。判断部では、光子対を同時検出した１対の光子検出器それぞれの受光面を互いに結ぶ直線が複数のスライスコリメータのうちの何れかと交わるか否かが判断される。上記直線が複数のスライスコリメータのうちの何れとも交わらないと判断部により判断されたときには、上記１対の光子検出器により検出された光子対の同時計数情報は、第１の同時計数情報蓄積部により蓄積される。一方、上記直線が複数のスライスコリメータのうちの何れかと交わると判断部により判断されたときには、上記１対の光子検出器により検出された光子対の同時計数情報は、第２の同時計数情報蓄積部により蓄積される。所定の測定期間が終了すると、第１の同時計数情報蓄積部および第２の同時計数情報蓄積部それぞれによる同時計数情報の蓄積が終了する。そして、画像再構成部により、第２の同時計数情報蓄積部により蓄積されて生成された散乱サイノグラムに基づいて、第１の同時計数情報蓄積部により蓄積されて生成された信号サイノグラムにおける散乱成分の影響が補正されて、この補正された信号サイノグラムに基づいて、測定空間における光子対の発生頻度の空間分布を表す画像が再構成される。
【００１３】
本発明に係るＰＥＴ装置では、同時計数情報の検出は、検出部に含まれる同一の筒状検出器内の１対の光子検出器により行われることがあり、また、各筒状検出器および各スライスコリメータそれぞれのサイズによっては、互いに隣り合う２つの筒状検出器それぞれに含まれる１対の光子検出器により行われることがあり、さらに離れた２つの筒状検出器それぞれに含まれる１対の光子検出器により行われることもある。換言すれば、同時計数情報の検出は、同一の検出器リング（中心軸に平行な方向について１層の光子検出器がリング状に配列されたもの）内で行われるだけでなく、互いに隣り合う２つの検出器リング間でも行われることがあり、更に離れた２つの検出器リング間でも行われることがある。すなわち、本発明に係るＰＥＴ装置は、従来の２次元ＰＥＴ装置と従来の３次元ＰＥＴ装置との中間的な構成となり、従来の２次元ＰＥＴ装置の感度と比べると数倍程度の感度を有する。したがって、本発明に係るＰＥＴ装置は、再構成画像における解像度の向上を図りつつ良好な光子対検出感度および定量性を確保することができる。
【００１４】
特に、本発明に係るＰＥＴ装置では、光子対を同時検出した１対の光子検出器それぞれの受光面を互いに結ぶ直線が複数のスライスコリメータのうちの何れかと交わるか否かが判断部により判断され、この判断結果に基づいて、信号サイノグラムが第１の同時計数情報蓄積部により生成され、また、散乱サイノグラムが第２の同時計数情報蓄積部により生成される。そして、画像再構成部により、散乱サイノグラムに基づいて信号サイノグラムにおける散乱成分の影響が補正されて、この補正された信号サイノグラムに基づいて画像再構成される。このように、本発明では、複数のスライスコリメータにより散乱線が除外されるだけでなく、散乱サイノグラムに基づいて信号サイノグラムにおける散乱成分の影響が補正されるので、再構成画像の定量性が優れる。
【００１５】
また、本発明に係るＰＥＴ装置では、筒状検出器は、光子が受光面に入射したときの該受光面上の２次元入射位置を検出する複数の２次元位置検出器が所定面上にリング状に配列されて構成される、ことを特徴とする。この場合には、個々の光子検出器を小型化して再構成画像の解像度の向上を図る上で好適である。
【００１６】
また、本発明に係るＰＥＴ装置は、測定空間に置かれた被検体に対して相対的に検出部および複数のスライスコリメータを一体として中心軸に平行な方向に移動させる移動手段を更に備え、第１および第２の同時計数情報蓄積部それぞれが、移動手段により被検体に対して相対的に検出部および複数のスライスコリメータが移動している期間に同時計数情報を獲得し、この同時計数情報を被検体に固定した座標系のものに変換して蓄積する、ことを特徴とする。この場合には、同時計数情報は、移動手段により被検体に対して相対的に検出部および複数のスライスコリメータが一体として中心軸に平行な方向に移動している期間に獲得され、被検体に固定した座標系のものに変換されて、第１の同時計数情報蓄積部または第２の同時計数情報蓄積部により蓄積される。そして、この蓄積された同時計数情報（信号サイノグラムおよび散乱サイノグラム）に基づいて画像再構成部により再構成画像が得られる。したがって、上記のような筒状検出器およびスライスコリメータの構成であっても、被検体の体軸方向について均一な感度で光子対を検出することができ、また、再構成画像における定量性を均一にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下に説明する本実施形態に係るＰＥＴ装置１は、全ての請求項の要件を備えるものである。
【００１８】
先ず、本実施形態に係るＰＥＴ装置１の構成について図１〜図５を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るＰＥＴ装置１の全体の概略構成図である。この図では、検出部１０およびスライスコリメータ２１については、中心軸を含む面で切断したときの断面を示している。本実施形態に係るＰＥＴ装置１は、検出部１０、スライスコリメータ２１1〜２１11、ベッド３１、支持台３２、移動手段４０、同時計数回路５１、判断部５２、第１の同時計数情報蓄積部５３、第２の同時計数情報蓄積部５４、画像再構成部６０および表示部７０を備えている。なお、この図には、このＰＥＴ装置１による検査の対象である被検体２も示されている。また、このＰＥＴ装置１により光子対の同時計数情報の検出が可能な空間が測定空間３として示されている。
【００１９】
検出部１０は、各々リング形状のシールドコリメータ１１とシールドコリメータ１２との間に筒状検出器１３1〜１３12が中心軸に平行な方向に配列されたものである。各筒状検出器１３nは、中心軸を含む測定空間３から飛来してきた光子を各々検出する複数の光子検出器が中心軸を囲む筒上に２次元配列されたものである。すなわち、各筒状検出器１３nは、複数の光子検出器が中心軸に垂直な面上にリング状に配列された検出器リングが中心軸に平行な方向に複数積層されて構成されたものに相当する。スライスコリメータ２１1〜２１11は、少なくとも測定空間３と検出部１０との間に、中心軸に平行な方向に関して筒状検出器１３1〜１３12と交互に配され、測定空間３から飛来してきた光子のうち所定面に略平行なもののみを検出部１０に向かって通過させるものである。検出部１０およびスライスコリメータ２１1〜２１11の詳細については後述する。
【００２０】
ベッド３１は、被検体２を載置するものであり、支持台３２により支持されている。移動手段４０は、測定空間３に置かれた被検体２に対して相対的に、検出部１０およびスライスコリメータ２１1〜２１11を一体として、中心軸に平行な方向に移動させる。具体的には、移動手段４０は、検出部１０およびスライスコリメータ２１1〜２１11を一体として中心軸に平行な方向に移動させてもよいし、ベッド３１（すなわち被検体２）を中心軸に平行な方向に移動させてもよい。また、測定期間中に一方向のみの移動であってよいし、往復移動であってもよい。移動手段４０による相対的移動は、測定期間中に被検体２の被測定部位が各筒状検出器１３nの配置のピッチの１／２以上の距離だけ測定空間３内で移動するよう行われる。好適には、測定期間中における被検体２の被測定部位の測定空間３内での相対的移動は、上記ピッチの整数倍の距離だけ行われ、また、等速で行われる。また、被検体２の被測定部位が中心軸方向に一定範囲に亘って存在する場合には、測定期間中に上記一定範囲の各部位が測定空間３内に留まる時間が略一定であるのが好適である。
【００２１】
同時計数回路５１、判断部５２、第１の同時計数情報蓄積部５３および第２の同時計数情報蓄積部５４は、移動手段４０により被検体２に対して相対的に検出部１０およびスライスコリメータ２１1〜２１11が移動している期間に、検出部１０に含まれる１対の光子検出器により検出された光子対の同時計数情報を蓄積する。同時計数回路５１は、検出部１０に含まれる１対の光子検出器がエネルギ５１１ｋｅＶの光子対を同時検出したときに、その１対の光子検出器それぞれの位置を示す位置情報を出力する。
【００２２】
判断部５２は、同時計数情報５１から出力された位置情報に基づいて、光子対を同時検出した１対の光子検出器それぞれの受光面を互いに結ぶ直線がスライスコリメータ２１1〜２１11のうちの何れかと交わるか否かを判断する。この判断部５２における判断に際しては、各筒状検出器１３nおよび各スライスコリメータ２１nそれぞれの幾何学的構造に基づく計算により判断してもよいし、また、測定空間３内に被検体２を置くことなく棒状の校正用線源を回転させて得られる同時計数情報に基づいて判断してもよい。後者の場合には、光子検出器の感度を補正するために行われるブランク計測より得られるブランクデータを利用することができる。
【００２３】
また、予め上記のような計算または計測を行って、検出部１０に含まれる１対の光子検出器毎に、当該１対の光子検出器それぞれの受光面を互いに結ぶ直線がスライスコリメータ２１1〜２１11のうちの何れかと交わるか否かを求め、１対の光子検出器それぞれの位置情報をアドレスとし、上記直線が何れかのスライスコリメータ２１nと交わるか否かを例えば１または０のデータとして、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ上にテーブルを作成しておくのが好適である。そして、判断部５２は、同時計数情報５１から出力された位置情報をアドレスとしてテーブル内のデータを読み出して、この読み出したデータに基づいて、光子対を同時検出した１対の光子検出器それぞれの受光面を互いに結ぶ直線がスライスコリメータ２１1〜２１11のうちの何れかと交わるか否かを判断する。
【００２４】
第１の同時計数情報蓄積部５３は、上記直線がスライスコリメータ２１1〜２１11のうちの何れとも交わらないと判断部５２により判断されたときに、上記１対の光子検出器により検出された光子対の同時計数情報を蓄積する。したがって、第１の同時計数情報蓄積部５３に蓄積される同時計数情報は、光子が散乱されることなく検出された真の同時計数情報と、光子が散乱されて検出された同時計数情報とを含む。以下では、測定期間中に第１の同時計数情報蓄積部５３に蓄積された同時計数情報を信号サイノグラムＳ１と呼ぶ。
【００２５】
一方、第２の同時計数情報蓄積部５４は、上記直線がスライスコリメータ２１1〜２１11のうちの何れかと交わると判断部５２により判断されたときに、上記１対の光子検出器により検出された光子対の同時計数情報を蓄積する。したがって、第２の同時計数情報蓄積部５４に蓄積される同時計数情報は、光子が散乱されることなく検出された真の同時計数情報を含まず、光子が散乱されて検出された同時計数情報のみを含む。以下では、測定期間中に第２の同時計数情報蓄積部５４に蓄積された同時計数情報を散乱サイノグラムＳ２と呼ぶ。
【００２６】
なお、第１の同時計数情報蓄積部５３および第２の同時計数情報蓄積部５４それぞれにおける同時計数情報の蓄積に際しては、被検体２に対する検出部１０およびスライスコリメータ２１1〜２１11の相対的変位量に基づいて、検出部１０において検出された同時計数情報を、被検体２に対して固定された座標系のものに変換して、この座標変換された同時計数情報を蓄積する。なお、相対的変位量は、エンコーダ等により求めたものを用いてもよいし、移動手段４０が把握しているものを用いてもよい。
【００２７】
また、検出部１０に含まれる各光子検出器の受光面が一定の面積を有することから、１対の光子検出器それぞれの受光面上の何処の位置を互いに直線で結ぶかによっては、当該直線がスライスコリメータ２１1〜２１11のうちの何れかと交わったり交わらなかったりする場合がある。このような場合、この１対の光子検出器により検出される同時計数情報は、上記信号サイノグラムＳ１として蓄積されるものと上記散乱サイノグラムＳ２として蓄積されるものとの間の中間的な性格を有するものであるから、その程度に応じて第１の同時計数情報蓄積部５３および第２の同時計数情報蓄積部５４の何れかに蓄積するか又は破棄するのが好適である。
【００２８】
画像再構成部６０は、第２の同時計数情報蓄積部５４により蓄積された同時計数情報（散乱サイノグラムＳ２）に基づいて、第１の同時計数情報蓄積部５３により蓄積された同時計数情報（信号サイノグラムＳ１）における散乱成分の影響を補正して、この補正した信号サイノグラムＳ１に基づいて、測定空間３における光子対の発生頻度の空間分布を表す画像を再構成する。この画像再構成の詳細については後述する。また、画像再構成部６０は、検出部１０の各光子検出器の検出感度のばらつきを補正する感度補正、および、被検体２における光子の吸収を補正する吸収補正をも行う。表示部７０は、画像再構成部６０により得られた再構成画像を表示する。また、制御部８０は、移動手段４０による相対的移動、同時計数回路５１による１対の光子検出器の位置情報の出力、判断部５２による判断、第１の同時計数情報蓄積部５３による同時計数情報の蓄積、第２の同時計数情報蓄積部５４による同時計数情報の蓄積、画像再構成部６０による画像の再構成、および、表示部７０による再構成画像の表示を制御する。
【００２９】
図２は、本実施形態に係るＰＥＴ装置の検出部１０およびスライスコリメータ２１の構成を説明する図である。この図は、中心軸を含む面で検出部１０およびスライスコリメータ２１1〜２１11を切断したときの断面を示している。本実施形態に係るＰＥＴ装置の検出部１０は、各々リング形状のシールドコリメータ１１とシールドコリメータ１２との間に、中心軸に平行な方向に積層された筒状検出器１３1〜１３12を含んでいる。また、各々リング形状のスライスコリメータ２１1〜２１11は、少なくとも測定空間と検出部１０との間にあって、中心軸に平行な方向に関して筒状検出器１３nと交互に配されている。すなわち、各スライスコリメータ２１nは、互いに隣り合う筒状検出器１３nと筒状検出器１３n+1との間の位置に配されている。そして、各スライスコリメータ２１nは、原子番号が大きく比重が重い材料（例えば鉛やタングステン）からなり、厚さが数ｍｍ（例えば５ｍｍ〜６ｍｍ）であって、測定空間から飛来してきた光子（ガンマ線）のうち、中心軸に垂直な面に略平行な光子を検出部１０に向かって通過させ、斜めに入射した光子を遮蔽するコリメート作用を奏する。
【００３０】
図３は、本実施形態に係るＰＥＴ装置の検出部１０およびスライスコリメータ２１の一部（図２で一点鎖線で囲った枠内の部分）を拡大して示す図である。また、図４は、本実施形態に係るＰＥＴ装置の筒状検出器１３nおよびスライスコリメータ２１nの構成を説明する図である。この図４では、中心軸に平行な方向に見たときの筒状検出器１３nとスライスコリメータ２１nとの関係を示している。各筒状検出器１３nは、中心軸に垂直な面上であって同一円周上にリング状に配された複数のブロック検出器１４1〜１４Mを有している。各ブロック検出器１４mは、光子が受光面に入射したときの該受光面上の２次元入射位置を検出する２次元位置検出器である。また、各スライスコリメータ２１nは、互いに隣り合う筒状検出器１３nと筒状検出器１３n+1との間の空間を経て各筒状検出器１３nの後部に到るまで設けられており、当該後部において保持板２２により互いに一体的に固定されている。
【００３１】
図５は、ブロック検出器１４の構成図である。この図に示すように、各ブロック検出器１４mは、Ｐ×Ｑ（Ｐ≧２，Ｑ≧２）のセグメントからなるシンチレータブロック１５と位置検出型光電子増倍管１６とを組み合わせたシンチレーション検出器であり、測定空間から飛来して到達した光子を検出するとともに、光子がシンチレータブロック１５の受光面に入射したときの該受光面上の２次元入射位置を検出する。すなわち、各ブロック検出器１４mは、Ｐ×Ｑ個の小型の光子検出器が２次元配列されたものに相当する。また、このようなブロック検出器１４mがリング状に配列されて構成された筒状検出器１３nは、複数の小型の光子検出器が中心軸に垂直な面上にリング状に配列されて検出器リングが構成され、更にこの検出器リングが中心軸に平行な方向に複数積層されたものに相当する。なお、ブロック検出器１４mでは、シンチレータブロック１５および位置検出型光電子増倍管１６とともに、この位置検出型光電子増倍管１６内の各電極に所定の電圧を印加するための抵抗器列や、この位置検出型光電子増倍管１６のアノード電極から出力される電流信号を入力して電圧信号として出力するためのプリアンプが、遮光の為の筐体内に収められている。
【００３２】
例えば、シンチレータブロック１５は、ＢＧＯ（Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ12）、ＧＳＯ（Ｇｄ2ＳｉＯ5(Ｃｅ)）、ＬＳＯ（Ｌｕ2ＳｉＯ5(Ｃｅ)）およびＰＷＯ（ＰｂＷＯ4）等が好適に用いられる。シンチレータブロック１５は、８×８のセグメントからなり、各セグメントのサイズが６ｍｍ×６ｍｍ×２０ｍｍであり、また、位置検出型光電子増倍管１６の光電面の広さが５０ｍｍ×５０ｍｍである。そして、このようなシンチレータブロック１５および位置検出型光電子増倍管１６を含むブロック検出器１４mがリング状に６０個配列されて筒状検出器１３nが構成される。このとき、各筒状検出器１３nの内径は１０００ｍｍ程度である。また、各スライスコリメータ２１nの内径は６００ｍｍである。さらに、このような筒状検出器１３1〜１３12とスライスコリメータ２１1〜２１11とが中心軸に平行な方向に交互に積層されたものの厚み（すなわち体軸方向視野）は６７０ｍｍ程度である。
【００３３】
このような条件の下では、測定空間３における電子・陽電子の対消滅に伴って発生し互い逆方向に飛行するエネルギ５１１ｋｅＶの光子（ガンマ線）の対の検出すなわち同時計数情報の検出は、同一の筒状検出器１３n内の１対のブロック検出器１４により行われることがあり、また、互いに隣り合う筒状検出器１３nおよび筒状検出器１３n+1それぞれに含まれる１対のブロック検出器１４により行われることがある。また、同時計数情報の検出は、更に離れた２つの筒状検出器１３それぞれに含まれる１対のブロック検出器１４により行われることもある。換言すれば、同時計数情報の検出は、同一の検出器リング内で行われるだけでなく、互いに隣り合う２つの検出器リング間でも行われることがあり、更に離れた２つの検出器リング間でも行われることがある。
【００３４】
すなわち、本実施形態に係るＰＥＴ装置１は、従来の２次元ＰＥＴ装置と従来の３次元ＰＥＴ装置との中間的な構成となる。上記の条件下における体軸方向視野単位長さ（ｃｍ）当たりの感度を計算すると、本実施形態に係るＰＥＴ装置１の感度は、約１．３ｋｃｐｓ／(ｋＢｑ・ｍｌ)となり、従来の３次元ＰＥＴ装置の感度（約２．５８ｋｃｐｓ／(ｋＢｑ・ｍｌ)）と比べれば２分の１程度であるが、従来の２次元ＰＥＴ装置の感度（約０．２８ｋｃｐｓ／(ｋＢｑ・ｍｌ)）と比べると４倍〜５倍程度である。
【００３５】
次に、同時計数回路５１、判断部５２、第１の同時計数情報蓄積部５３および第２の同時計数情報蓄積部５４それぞれについて図６〜図９を用いて更に詳細に説明する。図６は、信号サイノグラムＳ１および散乱サイノグラムＳ２それぞれの説明図である。この図において、細い実線は、或る１つの光子検出器の受光面を一端とする同時計数ラインであって、信号サイノグラムＳ１として蓄積される同時計数情報と散乱サイノグラムＳ２として蓄積される同時計数情報との境界を示すラインを表している。黒丸は、電子・陽電子の対消滅が生じた位置を表し、太い実線は、電子・陽電子の対消滅に伴って発生した光子（ガンマ線）の対の飛行経路を表す。また、白丸は、光子の散乱が生じた位置を表し、破線は、散乱した光子の飛行経路を表す。
【００３６】
この図に示すように、光子が散乱された同時計数情報は、同時計数ラインがスライスコリメータ２１1〜２１11のうちの何れかと交わる１対の光子検出器によって検出される場合がある。そして、この場合には、その旨が判断部５２により判断されて、第２の同時計数情報蓄積部５４により同時計数情報が蓄積されて、散乱サイノグラムＳ２が生成される。また、光子が散乱されていない真の同時計数情報とともに、光子が散乱された同時計数情報は、同時計数ラインがスライスコリメータ２１1〜２１11のうちの何れとも交わらない１対の光子検出器によっても検出される場合がある。そして、この場合には、その旨が判断部５２により判断されて、第１の同時計数情報蓄積部５３により同時計数情報が蓄積されて、信号サイノグラムＳ１が生成される。
【００３７】
図７は、中心軸（Ｚ軸）を含む面で切断したときの断面における同時計数の説明図である。なお、この図ではスライスコリメータ２１nは省略されている。この図において矢印が付いた太線の４本の直線は、同一の検出器リング内または２つの検出器リング間で同時計数情報が検出される平面（以下では「投影面」という。）を示しており、同一の検出器リングＲn内で同時計数される投影面（検出器リング差ｄ＝０）、２つの検出器リングＲnと検出器リングＲn+1との間で同時計数される投影面（検出器リング差ｄ＝１）、２つの検出器リングＲnと検出器リングＲn+2との間で同時計数される投影面（検出器リング差ｄ＝２）、および、２つの検出器リングＲnと検出器リングＲn+3との間で同時計数される投影面（検出器リング差ｄ＝３）を含む。なお、各投影面とＺ軸との交点のＺ座標をｚとする。
【００３８】
図８は、上記の投影面の１つについて中心軸（Ｚ軸）に平行な方向に見たとき同時計数ラインの説明図である。この図において、両端に矢印が付いた直線は同時計数ラインを表し、ｑは同時計数された方向の方位角、ｔはその方向と直角な方向に関する同時計数ラインの位置座標である。
【００３９】
これらの図に示すように、同時計数ラインは、投影上のＺ軸からの距離ｔ、Ｚ軸に平行な方向に見たときの方位角ｑ（＝０〜３６０°）、投影面がＺ軸と交わるＺ軸座標値ｚ、および、検出器リング差ｄ（＝０，１，２，３，…）により特定される。したがって、同時計数回路５１は、検出部１０に含まれる１対の光子検出器がエネルギ５１１ｋｅＶの光子対を同時検出したときに、その１対の光子検出器それぞれの位置を示す位置情報として、４つのパラメータｔ，ｑ，ｚおよびｄそれぞれの値を出力する。また、判断部５２は、同時計数回路５１から出力された４つのパラメータｔ，ｑ，ｚおよびｄそれぞれの値に基づいて、光子対を同時検出した１対の光子検出器それぞれの受光面を互いに結ぶ直線がスライスコリメータ２１1〜２１11のうちの何れかと交わるか否かを判断する。
【００４０】
図９は、同時計数情報の蓄積の説明図である。この図に示すように、第１の同時計数情報蓄積部５３は、４つのパラメータｔ，ｑ，ｚおよびｄそれぞれの各値につき同時計数情報を蓄積していき、信号サイノグラムＳ１（ｔ，ｑ，ｚ，ｄ）を生成する。同様に、第２の同時計数情報蓄積部５４は、４つのパラメータｔ，ｑ，ｚおよびｄそれぞれの各値につき同時計数情報を蓄積していき、散乱サイノグラムＳ２（ｔ，ｑ，ｚ，ｄ）を生成する。なお、第１の同時計数情報蓄積部５３および第２の同時計数情報蓄積部５４それぞれにおける同時計数情報の蓄積に際しては、被検体２に対して固定された座標系で表した同時計数情報を蓄積する。
【００４１】
次に、画像再構成部６０における画像再構成について更に詳細に説明する。なお、以下では、パラメータｚの値を被検体２に対して固定された座標系での値とする。先ず、画像再構成部６０は、第１の同時計数情報蓄積部５３により同時計数情報が蓄積されて生成された信号サイノグラムＳ１（ｔ，ｑ，ｚ，ｄ）を取得し、また、第２の同時計数情報蓄積部５４により同時計数情報が蓄積されて生成された散乱サイノグラムＳ２（ｔ，ｑ，ｚ，ｄ）を取得する。
【００４２】
この散乱サイノグラムＳ２（ｔ，ｑ，ｚ，ｄ）はパラメータｄに関して変化が小さいので、画像再構成部６０は、パラメータｄに関して散乱サイノグラムＳ２（ｔ，ｑ，ｚ，ｄ）を加算する。以下では、この加算したものをＳ３（ｔ，ｑ，ｚ）と表す。なお、第２の同時計数情報蓄積部５４により同時計数情報を蓄積する際に、パラメータｄの値を無視して、３つのパラメータｔ，ｑおよびｚそれぞれの各値につき同時計数情報を蓄積していき、散乱サイノグラムＳ３（ｔ，ｑ，ｚ）を生成するようにしてもよい。
【００４３】
また、この散乱サイノグラムＳ３（ｔ，ｑ，ｚ）はパラメータｚおよびｔそれぞれに関して充分に滑らかであるので、画像再構成部６０は、ローパスフィルタ（例えば半値幅５ｃｍ程度のガウス関数フィルタ）によりパラメータｚおよびｔそれぞれに関して散乱サイノグラムＳ３（ｔ，ｑ，ｚ）を平滑化するのが好適である。これにより統計雑音を低減することができる。
【００４４】
そして、画像再構成部６０は、上記のようにして求めた散乱サイノグラムＳ３（ｔ，ｑ，ｚ）に基づいて、信号サイノグラムＳ１（ｔ，ｑ，ｚ，ｄ）における散乱成分の影響を補正して、真の信号サイノグラムＳ（ｔ，ｑ，ｚ，ｄ）を求める。具体的には、画像再構成部６０は、
Ｓ(t,q,z,d)＝Ｓ１(t,q,z,d)−ｋ・Ｓ３(t,q,z)・Ｋ(d)
なる式により、真の信号サイノグラムＳ（ｔ，ｑ，ｚ，ｄ）を求める。ここで、Ｋ（ｄ）は、１対の光子検出器による光子検出の感度を補正する感度補正係数であり、既述したブランク計測より得られるブランクデータに基づいて求められ、パラメータｄの関数である。また、定数ｋの値は、被検体２の外部における真の信号サイノグラムＳ（ｔ，ｑ，ｚ，ｄ）の絶対値ができる限り小さくなるように決定される。
【００４５】
続いて、画像再構成部６０は、上記のようにして求めた真の信号サイノグラムＳ（ｔ，ｑ，ｚ，ｄ）に基づいて、測定空間３における光子対の発生頻度の空間分布を表す画像を再構成する。この画像再構成のアルゴリズムとして３次元フィルタ逆投影法やフーリエリビニング法が好適に用いられる。３次元フィルタ逆投影法は、原理的にはＸ線ＣＴなどで広く用いられている２次元フィルタ逆投影法を３次元に拡張したものであって、種々の投影方向に測定された２次元投影データに適切な２次元補正フィルタをかけた後、これらをそれぞれの方向に３次元逆投影することによって再構成画像を得る方法である。また、フーリエリビニング法では、図１０に示すように、検出器リング面に対して傾斜した投影（同図（ａ））に対応する真の信号サイノグラムＳ（同図（ｂ））は、パラメータｔおよびｑに関して２次元フーリエ変換されて、変数ｎおよびωに関する２次元フーリエ変換マップ（同図（ｃ））が得られる。この２次元フーリエ変換マップは、「周波数と距離との関係（Frequency-distance relation）」すなわち「γ＝−ｎ／ω」を用いて、検出器リング面に平行なスライスの２次元フーリエ変換マップ（同図（ｄ））に変換される。このようにして得られた各平行スライスの２次元フーリエ変換マップは２次元逆フーリエ変換されて、各平行スライスの投影データ（同図（ｅ））が得られる。そして、この各平行スライスの投影データを２次元画像再構成することにより、再構成画像（同図（ｆ））が得られる。
【００４６】
次に、本実施形態に係るＰＥＴ装置１の動作について説明する。ＲＩ線源が投与された被検体２がベッド３１上に置かれ、被検体２の被測定部位が測定空間３内に位置される。そして、制御部８０による制御の下、ＰＥＴ装置１は以下のように動作する。まず、移動手段４０により、測定空間３に置かれた被検体２に対して相対的に、検出部１０およびスライスコリメータ２１1〜２１11が一体として中心軸に平行な方向に移動を開始する。
【００４７】
測定空間３における電子・陽電子の対消滅に伴って発生したエネルギ５１１ｋｅＶの光子（ガンマ線）の対のうち、スライスコリメータ２１1〜２１11により遮蔽されることなく検出部１０に到達したものは、検出部１０に含まれる１対の光子検出器により同時検出され、この１対の光子検出器それぞれの位置を示す位置情報が同時計数回路５１より出力される。判断部５２では、この同時計数情報５１から出力された位置情報に基づいて、光子対を同時検出した１対の光子検出器それぞれの受光面を互いに結ぶ直線がスライスコリメータ２１1〜２１11のうちの何れかと交わるか否かが判断される。
【００４８】
そして、上記直線がスライスコリメータ２１1〜２１11のうちの何れとも交わらないと判断部５２により判断されたときには、上記１対の光子検出器により検出された光子対の同時計数情報は、被検体２に対して固定された座標系のものに変換されて、第１の同時計数情報蓄積部５３により蓄積される。一方、上記直線がスライスコリメータ２１1〜２１11のうちの何れかと交わると判断部５２により判断されたときには、上記１対の光子検出器により検出された光子対の同時計数情報は、被検体２に対して固定された座標系のものに変換されて、第２の同時計数情報蓄積部５４により蓄積される。
【００４９】
所定の測定期間が終了すると、第１の同時計数情報蓄積部５３および第２の同時計数情報蓄積部５４それぞれによる同時計数情報の蓄積が終了し、移動手段４０による相対的移動も終了する。そして、画像再構成部６０により、第２の同時計数情報蓄積部５４により蓄積されて生成された散乱サイノグラムＳ２に基づいて、第１の同時計数情報蓄積部５３により蓄積されて生成された信号サイノグラムＳ１における散乱成分の影響が補正されて、この補正された信号サイノグラムＳ１に基づいて、測定空間３における光子対の発生頻度の空間分布を表す画像が再構成される。また、画像再構成部６０により、感度補正および吸収補正も行われる。画像再構成部６０により得られた再構成画像は表示部７０により表示される。
【００５０】
以上のように、本実施形態に係るＰＥＴ装置１の検出部１０は、筒状検出器１３1〜１３12が中心軸に平行な方向に配列されたものであって、各筒状検出器１３nは、複数の光子検出器が中心軸を囲む筒上に２次元配列されたものである。そして、筒状検出器１３1〜１３12とスライスコリメータ２１1〜２１11とは、中心軸に平行な方向に関して交互に配されている。このように検出部１０が構成されることにより、個々の光子検出器を小型化することで再構成画像の解像度の向上を図ることができる。また、検出器リング間にスライスコリメータを設けるのではなく、筒状検出器１３n間にスライスコリメータ１２nを設けることで、各スライスコリメータ１２nの間隔を確保して、開口率の低下を抑制し、光子対検出感度を確保することができる。さらに、各スライスコリメータ１２nを薄くする必要がないので、コリメート効果を維持することができ、散乱線を効率よく除外することができて、再構成画像の定量性を確保することができる。このように本実施形態に係るＰＥＴ装置１は、再構成画像における解像度の向上を図りつつ良好な光子対検出感度および定量性を確保することができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、光子対を同時検出した１対の光子検出器それぞれの受光面を互いに結ぶ直線がスライスコリメータ２１1〜２１11のうちの何れかと交わるか否かが判断部５２により判断され、この判断結果に基づいて、信号サイノグラムＳ１が第１の同時計数情報蓄積部５３により生成され、また、散乱サイノグラムＳ２が第２の同時計数情報蓄積部５４により生成される。そして、画像再構成部６０により、散乱サイノグラムＳ２に基づいて信号サイノグラムＳ１における散乱成分の影響が補正されて、この補正された信号サイノグラムＳ１に基づいて画像再構成される。このように、本実施形態では、スライスコリメータ２１1〜２１11により散乱線が除外されるだけでなく、散乱サイノグラムＳ２に基づいて信号サイノグラムＳ１における散乱成分の影響が補正されるので、再構成画像の定量性が優れる。
【００５２】
本実施形態における散乱補正法は、従来の散乱補正法と比較すると以下のような利点を有する。すなわち、従来の第１の散乱補正法（エネルギウィンドウ法）は、エネルギ５１１ｋｅＶの光子対の同時計数情報を蓄積して信号サイノグラムとし、これより低いエネルギの光子を被検体内でコンプトン散乱された成分として蓄積して散乱サイノグラムとして、散乱サイノグラムに或る定数を乗じて信号サイノグラムから減算することで、真の信号サイノグラムを得るものである。この従来の第１の散乱補正法は、体軸方向視野外からの散乱線を除去できる点で有効なものであるが、光子検出器のエネルギ分解能特性が優れていることが必要であり、発光量が少なくエネルギ分解能が悪いシンチレータを含む光子検出器を用いる場合には適用できない。これに対して、本実施形態における散乱補正法では、エネルギ分析を行う必要がないから、発光量が少なくエネルギ分解能が悪いシンチレータを含む光子検出器を用いる場合にも適用できる。
【００５３】
また、従来の第２の散乱補正法（計算法の１種）は、予め被検体の形状と類似した形状を有する一様水ファントムの中に点線源を置いて散乱レスポンスを獲得し、被検体を置いて測定を行って信号サイノグラムを獲得して、信号サイノグラムと散乱レスポンスとの重畳積分を行って擬似的な散乱サイノグラムを求め、信号サイノグラムから散乱サイノグラムを減算することで真の信号サイノグラムを得るものである。また、この従来の第２の散乱補正法は、上記の重畳積分と減算とを繰り返すことで、より正確に散乱成分を除去できる。この従来の第２の散乱補正法は、視野内に存在する線源分布を元に補正をするものであるから、視野外からの散乱線を除去することができない。これに対して、本実施形態における散乱補正法では、測定空間に被検体を置いた状態で直接に散乱サイノグラムを求めることから、簡単な計算で正確に信号サイノグラムを補正することができ、また、視野外からの散乱線をも除去することができる。
【００５４】
また、従来の第３の散乱補正法（計算法の他の１種）は、信号サイノグラムのうち被検体外部では散乱成分のみであることを利用して、被検体外部の散乱プロファイルを被検体内部に内挿して近似的に散乱プロファイルを推定し、信号サイノグラムから散乱プロファイルを減算することで真の信号サイノグラムを得るものである。この従来の第３の散乱補正法は、被検体内部における線源分布が比較的一様である場合には、散乱プロファイルを比較的正確に近似することができる。しかし、被検体内部において線源が局在している場合には、散乱プロファイルは複雑な形状となることがあり、これを推定することが困難である。これに対して、本実施形態における散乱補正法では、測定空間に被検体を置いた状態で直接に散乱サイノグラムを求めることから、簡単な計算で正確に信号サイノグラムを補正することができ、また、視野外からの散乱線をも除去することができる。
【００５５】
以上のように、本実施形態に係るＰＥＴ装置１では、検出部１０およびスライスコリメータ２１1〜２１11を上記のような構成としたことに加えて、１回の測定期間で同時に獲得した信号サイノグラムＳ１および散乱サイノグラムＳ２に基づいて上記のように散乱補正を行うことにより、再構成画像における解像度の向上を図りつつ良好な光子対検出感度および定量性を確保することができる。特に、本実施形態における散乱補正法は、従来のものと比較して、発光量が少なくエネルギ分解能が悪いシンチレータを含む光子検出器を用いる場合にも適用でき、簡単で短時間の計算で正確に信号サイノグラムを補正することができ、また、視野外からの散乱線をも除去することができる、という点で優れている。
【００５６】
また、移動手段４０により被検体２に対して相対的に検出部１０およびスライスコリメータ２１1〜２１11が一体として中心軸に平行な方向に移動している期間に同時計数情報が第１の同時計数情報蓄積部５３または第２の同時計数情報蓄積部５４により蓄積され、この蓄積された同時計数情報（信号サイノグラムＳ１および散乱サイノグラムＳ２）に基づいて画像再構成部６０により再構成画像が得られる。したがって、本実施形態では、上記のような筒状検出器１３1〜１３12およびスライスコリメータ２１1〜２１11の構成であっても、被検体２の体軸方向について均一な感度で光子対を検出することができ、また、再構成画像における定量性を均一にすることができる。
【００５７】
また、本実施形態では、光子が受光面に入射したときの該受光面上の２次元入射位置を検出する複数の２次元位置検出器（ブロック検出器１４m）がリング状に配列されて筒状検出器１３nが構成される。したがって、この場合には、個々の光子検出器を小型化して再構成画像の解像度の向上を図る上で好適である。
【００５８】
また、本実施形態では、スライスコリメータ２１nは、筒状検出器１３nと筒状検出器１３n+1との間の空間を経て各筒状検出器１３nの後部に到るまで設けられており、当該後部において保持板２２により互いに一体的に固定されている。したがって、この場合には、各筒状検出器１３nと各スライスコリメータ２１nとの相対的位置関係の精度が優れ、各筒状検出器１３nと各スライスコリメータ２１nとが中心軸に平行な方向に常に交互に位置するので、各筒状検出器１３nへの光子の入射効率が優れ、性能を充分に発揮することができる。また、各筒状検出器１３n、各スライスコリメータ２１nおよび保持板２２などの加工精度や組立精度を厳密に管理する必要がないので、製造が容易であり、安価となる。また、検出部１０およびスライスコリメータ２１1〜２１11を一体として中心軸に平行な方向に移動させる上で好適である。
【００５９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、同時計数情報の検出は、検出部に含まれる同一の筒状検出器内の１対の光子検出器により行われることがあり、また、各筒状検出器および各スライスコリメータそれぞれのサイズによっては、互いに隣り合う２つの筒状検出器それぞれに含まれる１対の光子検出器により行われることがあり、さらに離れた２つの筒状検出器それぞれに含まれる１対の光子検出器により行われることもある。換言すれば、同時計数情報の検出は、同一の検出器リング内で行われるだけでなく、互いに隣り合う２つの検出器リング間でも行われることがあり、更に離れた２つの検出器リング間でも行われることがある。すなわち、本発明に係るＰＥＴ装置は、従来の２次元ＰＥＴ装置と従来の３次元ＰＥＴ装置との中間的な構成となり、従来の２次元ＰＥＴ装置の感度と比べると数倍程度の感度を有する。したがって、本発明に係るＰＥＴ装置は、再構成画像における解像度の向上を図りつつ良好な光子対検出感度および定量性を確保することができる。
【００６０】
特に、本発明に係るＰＥＴ装置では、光子対を同時検出した１対の光子検出器それぞれの受光面を互いに結ぶ直線が複数のスライスコリメータのうちの何れかと交わるか否かが判断部により判断され、この判断結果に基づいて、信号サイノグラムが第１の同時計数情報蓄積部により生成され、また、散乱サイノグラムが第２の同時計数情報蓄積部により生成される。そして、画像再構成部により、散乱サイノグラムに基づいて信号サイノグラムにおける散乱成分の影響が補正されて、この補正された信号サイノグラムに基づいて画像再構成される。このように、本発明では、複数のスライスコリメータにより散乱線が除外されるだけでなく、散乱サイノグラムに基づいて信号サイノグラムにおける散乱成分の影響が補正されるので、再構成画像の定量性が優れる。
【００６１】
また、光子が受光面に入射したときの該受光面上の２次元入射位置を検出する複数の２次元位置検出器が所定面上にリング状に配列されて筒状検出器が構成される場合には、個々の光子検出器を小型化して再構成画像の解像度の向上を図る上で好適である。
【００６２】
また、測定空間に置かれた被検体に対して相対的に検出部および複数のスライスコリメータを一体として中心軸に平行な方向に移動させる移動手段を更に備え、第１および第２の同時計数情報蓄積部それぞれが、移動手段により被検体に対して相対的に検出部および複数のスライスコリメータが移動している期間に同時計数情報を獲得し、この同時計数情報を被検体に固定した座標系のものに変換して蓄積するのが好適である。この場合には、同時計数情報は、移動手段により被検体に対して相対的に検出部および複数のスライスコリメータが一体として中心軸に平行な方向に移動している期間に獲得され、被検体に固定した座標系のものに変換されて、第１の同時計数情報蓄積部または第２の同時計数情報蓄積部により蓄積される。そして、この蓄積された同時計数情報（信号サイノグラムおよび散乱サイノグラム）に基づいて画像再構成部により再構成画像が得られる。したがって、上記のような筒状検出器およびスライスコリメータの構成であっても、被検体の体軸方向について均一な感度で光子対を検出することができ、また、再構成画像における定量性を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るＰＥＴ装置の全体の概略構成図である。
【図２】本実施形態に係るＰＥＴ装置の検出部およびスライスコリメータの構成を説明する図である。
【図３】本実施形態に係るＰＥＴ装置の検出部およびスライスコリメータの一部を拡大して示す図である。
【図４】本実施形態に係るＰＥＴ装置の筒状検出器およびスライスコリメータの構成を説明する図である。
【図５】ブロック検出器の構成図である。
【図６】信号サイノグラムＳ１および散乱サイノグラムＳ２それぞれの説明図である。
【図７】中心軸（Ｚ軸）を含む面で切断したときの断面における同時計数の説明図である。
【図８】中心軸（Ｚ軸）に平行な方向に見たとき同時計数ラインの説明図である。
【図９】同時計数情報の蓄積の説明図である。
【図１０】フーリエリビニング法の説明図である。
【図１１】２次元ＰＥＴ装置の検出部の構成を説明する図である。
【図１２】３次元ＰＥＴ装置の検出部の構成を説明する図である。
【符号の説明】
１…ＰＥＴ装置、２…被検体、３…測定空間、１０…検出部、１１，１２…シールドコリメータ、１３…筒状検出器、１４…ブロック検出器、１５…シンチレータブロック、１６…位置検出型光電子増倍管、２１…スライスコリメータ、２２…保持板、３１…ベッド、３２…支持台、４０…移動手段、５１…同時計数回路、５２…判断部、５３…第１の同時計数情報蓄積部、５４…第２の同時計数情報蓄積部、６０…画像再構成部、７０…表示部。
【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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