(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に陽電子放出性の標識物質を投与すると共に、電子・陽電子対消滅に伴って前記被検体の被計測部位で発生した放射線を同時計数し、前記被計測部位における放射線濃度の空間分布を計測するポジトロンエミッショントモグラフィ装置において、
前記被計測部位から同時計数された放射線データのうち、特定の関心領域の放射線データを抽出する関心領域データ抽出手段と、
抽出された前記関心領域の放射線データに基づいて、前記被検体内への前記標識物質の最適投与条件を算出する投与条件算出手段と、
前記最適投与条件に基づいて、前記被検体への前記標識物質の投与条件をフィードバック制御する投与制御手段と
を備えることを特徴とするポジトロンエミッショントモグラフィ装置。
【請求項２】
抽出された前記関心領域の放射線データを即時に画像表示可能な関心領域データ表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のポジトロンエミッショントモグラフィ装置。
【請求項３】
前記関心領域データ抽出手段は、
前記被計測部位の位置情報が表示された画像上に前記関心領域を設定し、
前記被計測部位から同時計数された放射線データを画像再構成した放射線データ画像、及び、前記関心領域が設定された前記被計測部位の位置情報が表示された画像をもとに前記関心領域のデータのみを残すマスク画像を作成し、
前記放射線データ画像及び前記マスク画像を合成することによって前記関心領域の放射線データを抽出することを特徴とする請求項１又は２に記載のポジトロンエミッショントモグラフィ装置。
【請求項４】
前記関心領域データ抽出手段は、
前記被計測部位の位置情報が表示された画像上に前記関心領域を設定し、
前記関心領域が設定された前記被計測部位の位置情報が表示された画像をもとに前記関心領域のデータのみを残すマスク画像を作成し、
前記被計測部位から同時計数された放射線データを投影データ上に投影した投影放射線データ、及び、前記マスク画像を前記投影データ上に投影した投影マスクを作成し、
前記投影放射線データ及び前記投影マスクを合成することによって前記関心領域の放射線データを抽出することを特徴とする請求項１又は２に記載のポジトロンエミッショントモグラフィ装置。
【請求項５】
前記関心領域データ抽出手段は、
前記被計測部位の位置情報が表示された画像上に前記関心領域を設定し、
前記被計測部位から検出された複数の同時計数データについて、前記各同時計数データを得た検出器ペアを結ぶ線分と前記関心領域との位置関係に基づいて重み付けを行ない、
前記重み付けに基づいて前記関心領域の放射線データを抽出することを特徴とする請求項１又は２に記載のポジトロンエミッショントモグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被験薬物の評価等に好適に用いられるポジトロンエミッショントモグラフィ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポジトロンエミッショントモグラフィ装置（陽電子放射断層撮影装置、以下、ＰＥＴ装置という）は、被検体内に陽電子放出性の標識物質を投与すると共に、電子・陽電子対消滅に伴って被検体の被計測部位で発生した放射線を同時計数し、被計測部位における放射線濃度の空間分布を計測・画像化することによって、被計測部位の特定の関心領域における標識物質の集積量変化等を調査するものであり、アルツハイマー型又は血管性の痴呆症に対する薬物等の評価に応用されつつある。
【０００３】
図１０は、従来のＰＥＴ装置の構成を示すブロック構成図である。このＰＥＴ装置１００は、検出部１０１、データ収集部１０２、画像再構成部１０３、及び静注部１０４を備えて構成される。ここで、データ収集部１０２は、フレーム依存ヒストグラムカウントメモリ１０５を備える。
【０００４】
続いて、このＰＥＴ装置１００の動作について説明する。まず、静注部１０４によって被検体Ｓ（例えばサル）に標識物質Ｔが静注される。次いで、被検体Ｓの被計測部位Ｈ（例えば頭部）が検出部１０１内の測定空間に挿入された後、被検体Ｓの頭部に達した標識物質Ｔから発する放射線が検出部１０１によって同時計数され、データ収集部１０２に同時計数データが送信される。データ収集部１０２では、送信された同時計数データがフレーム依存ヒストグラムカウントメモリ１０５内に蓄えられ、撮像フレームに応じて加算される。そして、加算されたデータが画像再構成部１０３に送られ、これをもとに被検体Ｓの被計測部位Ｈにおける放射線濃度分布が画像化される。
【０００５】
薬物の評価試験においては、標識物質Ｔが投与された後に被験薬物Ｙが被検体Ｓに投与される。そして、上記のようにして得られた放射線濃度を被検体Ｓ特有の生理学的定数等に基づいて数値解析することによって、被測定部位Ｈの関心領域における被験薬物Ｙの投与前後の標識物質Ｔの集積量変化等が導き出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＰＥＴ装置においては、一般に、１回の静注によって標識物質を注入する方法（いわゆるボーラス注入法）が用いられていた。
【０００７】
しかしながら、このボーラス注入法では、標識物質の半減期によって計測後半にはＳ／Ｎ比が低下してしまうため、これを補う目的で標識物質の投与量を多めに設定しなければならなかった。そのため、被検体への被ばく量が多くなってしまうと共に、計測初期の高い放射線濃度から計測後半の低い放射線濃度までを計測できるようにＰＥＴ装置における放射線濃度の計測レンジを広くする必要があった。
【０００８】
一方、従来のＰＥＴ装置において、ボーラス注入法に代え、標識物質を含むガスを定常的に被検体に吸入させ続ける方法（いわゆるガス定常吸入法）が用いられることもあった。このガス定常吸入法は、被検体内の放射線濃度を定常状態にすることを目的とするものである。
【０００９】
しかしながら、このガス定常吸入法では、標識物質の流量等は、被検体の生理的状態（特に呼吸量）の変化に大きく影響を受けてしまうため、実際には被検体内の放射線濃度を定常状態にすることは困難であった。そのため、計測された放射線濃度には誤差が多く含まれてしまい、実験の正確性が担保できなかった。
【００１０】
また、従来のＰＥＴ装置において、計測されたデータを数値解析するためには、実験中における被検体の生体機能の状態（例えば血液内の放射線濃度等）を把握する必要があった。そのため、実験中又は実験終了後、被検体から動脈血を採血し、この動脈血を分析して実験中の被検体内の状態を示す生理学的定数が導き出されていた。
【００１１】
しかしながら、動脈血の採血は、被検体に身体的かつ精神的負担を強いるものであると共に、採血をするには専門の人員を別途必要とし、さらにはこれらの人員が採血された血液から被ばくするおそれもあった。また、採血された血液の分析には、多くの人員と高価な機器（クロマトグラフィ、オートガンマカウンタ等）が必要とされていた。
【００１２】
さらに、上記のようにして得られた生理学的定数を用いる数値解析には、重畳積分を含む難解な解析計算が必要とされていた。そのため、数値解析用の人員や計算機器を別途必要とすると共に、結果が判明するまでに長期間（例えば１週間）かかってしまうことがあった。このような場合には、直前の実験結果に基づいて次の実験条件を適宜変更するということができないため、実験の進行の著しい遅滞を招いていた。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、正確かつ簡便に計測を行うことが可能であると共に、迅速かつ容易に計測結果を把握することが可能なポジトロンエミッショントモグラフィ装置（ＰＥＴ装置）を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るポジトロンエミッショントモグラフィ装置（ＰＥＴ装置）は、被検体内に陽電子放出性の標識物質を投与すると共に、電子・陽電子対消滅に伴って被検体の被計測部位で発生した放射線を同時計数し、被計測部位における放射線濃度の空間分布を計測するＰＥＴ装置において、被計測部位から同時計数された放射線データのうち、特定の関心領域の放射線データを抽出する関心領域データ抽出手段と、抽出された関心領域の放射線データに基づいて、被検体内への標識物質の最適投与条件を算出する投与条件算出手段と、最適投与条件に基づいて、被検体への標識物質の投与条件をフィードバック制御する投与制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
このＰＥＴ装置によれば、例えば１フレームごとに被測定部位の関心領域における放射線データが抽出された後、この放射線データに基づいて関心領域の放射線濃度が被検体の生理状態（血液流量等）によらず定常になるような標識物質の最適な投与条件（単位時間当たりの投与量等）が算出され、この最適な投与条件に見合うように被検体への標識物質の投与量等がフィードバック制御される。このようにして、（被計測部位全体の放射線濃度ではなく）関心領域における放射線濃度が定常になるようにフィードバック制御すれば、ＰＥＴ装置における放射線濃度の計測レンジを広げる必要がなくなると共に、被験薬物投与後の関心領域における標識物質の集積量変化を、放射線濃度の変化量としてリアルタイムで正確かつ簡便に導き出すことが可能になる。従って、動脈血の採血や難解な数値計算を要せず、実験結果の算出に必要な人員、期間及び分析機器等を大幅に削減することができる。
【００１６】
このＰＥＴ装置において、抽出された関心領域の放射線データを即時に画像表示可能な関心領域データ表示手段をさらに備えることが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、関心領域における放射線濃度の変化をリアルタイムで容易に視認することが可能になる。
【００１８】
このＰＥＴ装置において、上記関心領域データ抽出手段は、被計測部位の位置情報が表示された画像上に関心領域を設定し、被計測部位から同時計数された放射線データを画像再構成した放射線データ画像、及び、関心領域が設定された被計測部位の位置情報が表示された画像をもとに関心領域のデータのみを残すマスク画像を作成し、放射線データ画像及びマスク画像を合成することによって関心領域の放射線データを抽出することが好ましい。
【００１９】
このようにすれば、関心領域の放射線データを画像として抽出するため、抽出精度を高くすることが可能になる。また、同時計数データではなく放射線濃度として抽出することができる。
【００２０】
また、このＰＥＴ装置において、上記関心領域データ抽出手段は、被計測部位の位置情報が表示された画像上に関心領域を設定し、関心領域が設定された被計測部位の位置情報が表示された画像をもとに関心領域のデータのみを残すマスク画像を作成し、被計測部位から同時計数された放射線データを投影データ上に投影した投影放射線データ、及び、マスク画像を投影データ上に投影した投影マスクを作成し、投影放射線データ及び投影マスクを合成することによって関心領域の放射線データを抽出することも好ましい。
【００２１】
このようにすれば、関心領域の放射線データの抽出精度及び時間分解能を向上させることが可能になる。
【００２２】
また、このＰＥＴ装置において、上記関心領域データ抽出手段は、被計測部位の位置情報が表示された画像上に関心領域を設定し、被計測部位から検出された複数の同時計数データについて、各同時計数データを得た検出器ペアを結ぶ線分と関心領域との位置関係に基づいて重み付けを行ない、重み付けに基づいて関心領域の放射線データを抽出することも好ましい。
【００２３】
このようにすれば、各検出器ペアに基づく時系列的なデータを用いるため、非常に高い時間分解能を有する関心領域の放射線データを抽出することが可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るポジトロンエミッショントモグラフィ装置（ＰＥＴ装置）の実施形態について詳細に説明する。なお、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２５】
まず、本発明に係るポジトロンエミッショントモグラフィ装置（ＰＥＴ装置）の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置１のブロック構成図である。同図に示されるように、このＰＥＴ装置１は、検出部１０と、データ収集部２０と、画像情報制御部３０と、静注部４０と、計算処理部５０と、投与速度制御部６０と、表示部７０とを備えて構成される。
【００２６】
検出部１０は、被検体（例えばサル）Ｓの被計測部位（例えば頭部）Ｈが配置可能な測定空間を内部に含み、多数の検出器が中心軸の周囲にリング状に配列されている。これらの検出器は、測定空間の方向に受光面が向けられており、測定空間側から入射した放射線を検出する。検出部１０の各検出器とデータ収集部２０とは信号線で接続されており、検出した放射線のエネルギーに応じた検出信号が検出器からデータ収集部２０に送信される。
【００２７】
データ収集部２０は、撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ２１と、撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ２２とを備える。このデータ収集部２０は、検出部１０を構成する多数の検出器のうちの１対の検出器が電子・陽電子対消滅に伴って発生した放射線（エネルギ５１１ｋｅＶ）を同時検出したことを、検出部１０から送信された検出信号に基づいて認識し、各検出信号に基づく同時計数データを撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ２１及び撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ２２に蓄積する。撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ２１は画像情報制御部３０と、撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ２２は計算処理部５０とそれぞれ信号線で接続されており、撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ２１に蓄積され加算されたデータは、予め設定された撮像フレーム（データ収集の区切りとなる期間）に応じて画像情報制御部３０に送信される。
【００２８】
画像情報制御部３０は、画像情報メモリ３１を備えており、この画像情報メモリ３１には、計測開始前に予め作成されたマスク画像等の情報が記憶されている。画像情報制御部３０は、計算処理部５０と信号線で接続されており、画像情報メモリ３１に記憶された画像情報等は、撮像フレーム等に応じて計算処理部５０に送信される。
【００２９】
静注部４０は、被検体Ｓに静脈注射するための注射針及び被検体Ｓ内に標識物質Ｔを注入するためのポンプ等を備える。計測期間中には、被検体Ｓに注射針が挿入された状態のまま保持されており、ポンプによって標識物質Ｔが投与されつづける。また、このポンプは、投与速度制御部６０の制御を受けて標識物質Ｔの静注速度を変化可能な構造となっている。
【００３０】
計算処理部５０は、撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ２２から送信される同時計数データ及び画像情報制御部３０から送信される画像情報等に基づいて被測定部位Ｈ内の特定の関心領域Ｋの放射線データを抽出し、関心領域Ｋの放射線濃度及び最適な投与速度（単位時間当たりの静注量）を算出する。計算処理部５０は、投与速度制御部６０及び表示部７０と信号線で接続されており、算出された関心領域Ｋの放射線濃度は表示部７０に送信され、算出された最適な投与速度は投与速度制御部６０に送信される。
【００３１】
投与速度制御部６０は、静注部４０と信号線で接続されており、送信された最適な投与速度情報に基づいて静注部４０による投与速度を制御する。また、表示部７０は例えば液晶モニタ等であり、送信された関心領域Ｋの放射線濃度をグラフ等によって表示する。
【００３２】
続いて、本実施形態に係るＰＥＴ装置１の動作について、図２に示すフローチャートを参照しながら、関心領域データ抽出処理、投与速度算出処理及び投与速度制御処理を中心に説明する。
【００３３】
計測開始後の処理を説明する前に、計測開始前に行なわれる処理について説明する。この計測前処理では、まず、予め計測された被検体Ｓの被測定部位Ｈに関するＭＲＩの解剖画像等が画像情報制御部３０の画像情報メモリ３１に入力される（ステップ１−１、以下Ｓ１−１のように略記する）。次いで、この画像上に関心領域Ｋが設定される（Ｓ１−２）。関心領域Ｋは、被験薬物Ｙの投与によって標識物質Ｔの集積量等が変化する部位であり、被験薬物Ｙの種類や目的等によって適宜選択される。
【００３４】
次に、設定された画像をもとに関心領域Ｋのデータのみを残すマスク画像が作成される（Ｓ１−３）。このマスク画像では、関心領域Ｋ内を１、関心領域Ｋ以外の領域を０と設定される。マスク画像が作成された後、マスク画像とＰＥＴ画像との位置合わせが行なわれる（Ｓ１−４）。
【００３５】
上記のような計測前処理が行われた後、計測が開始される。被検体Ｓの被測定部位Ｈが検出部１０の測定空間に挿入され、被検体Ｓへの標識物質Ｔ（例えば、陽電子放出性の15Ｏ等を含む化合物）の投与が開始された後、電子・陽電子対消滅によって被計測部位Ｈから発生した放射線が同時計数され、この同時計数データが撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ２１及び撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ２２に収集される（Ｓ１−１１）。この同時計数データは、１フレームが終了するまで繰り返し収集され、同時計数データが撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ２１及び撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ２２に蓄積される。
【００３６】
１フレームが終了した後、加算された同時計数データは計算処理部５０に送信され、この同時計数データをもとに被測定部位ＨのＰＥＴ画像（放射線データ画像）の再構成が行なわれる（Ｓ１−１２）。このとき、画像情報制御部３０から予め位置合わせされたマスク画像が計算処理部５０に送信される。そして、計算処理部５０において、再構成されたＰＥＴ画像とマスク画像とが合成される（Ｓ１−１３）。この合成によって、例えば図３に示されるように、関心領域ＫのＰＥＴ画像（すなわち、関心領域内の放射線濃度分布を示す画像）が抽出される。
【００３７】
次いで、計算処理部５０では、抽出された関心領域ＫのＰＥＴ画像をもとに関心領域ＫのＰＥＴデータ（放射線濃度データ）が導出される（Ｓ１−１４）。この関心領域ＫのＰＥＴデータは表示部７０に送信され、グラフ等として表示される。また、計算処理部５０では、この関心領域ＫのＰＥＴデータに基づいて、関心領域Ｋの放射線濃度が定常になるような最適な投与速度が算出される（Ｓ１−１５）。
【００３８】
ここで、図４に示すフローチャートを参照しながら、最適な投与速度の算出処理を詳細に説明する。この算出処理を行なう際の前処理として、予め過去のＰＥＴデータが画像情報制御部３０の画像情報メモリ３１に入力される（Ｓ１−２１）。そして、入力されたＰＥＴデータのうち、基準としたい入力関数データが予め設定され（Ｓ１−２２）、この基準入力関数データに基づいて基準入力関数のグラフが作成される（Ｓ１−２３）。
【００３９】
Ｓ１−１４において関心領域ＫのＰＥＴデータが算出された後、予め作成されている基準入力関数のグラフと算出されたＰＥＴデータによるグラフとのずれが計算される（Ｓ１−２４）。そして、このずれを補正するような標識物質Ｔの最適な投与速度が算出される（Ｓ１−２５）。なお、このフレームで得られたＰＥＴデータによるグラフは、予め作成された基準入力関数のグラフと置き換えられ、次のフレームにおける基準入力関数のグラフとして用いてもよい。
【００４０】
この後、算出された最適な投与速度に関する情報が投与速度制御部６０に送信され、投与速度制御部６０は、静注部４０における標識物質Ｔの投与速度がこの最適な投与速度になるようにフィードバック制御する（Ｓ１−１６）。このような一連の処理が終了すると、計測は次のフレームへと進行する。次フレームの計測において、静注部４０では、算出された最適な投与速度で被検体Ｓへの標識物質Ｔの投与が行なわれる。
【００４１】
このような処理が繰り返されて、フレームが次々と進行する。各フレームごとに投与速度がフィードバック制御されるため、フレームの進行と共に関心領域Ｋから発生する放射線濃度を定常化することができる。関心領域Ｋから発生する放射線濃度が定常状態になった後、被験薬物Ｙが被検体Ｓに投与される。そして、関心領域Ｋから発生する放射線濃度の変化（すなわち、標識物質Ｔの集積量変化）をみることによって被験薬物Ｙが評価される。
【００４２】
図５は、本実施形態に係るＰＥＴ装置における関心領域の放射線濃度の時間変化を示すグラフであり、このようなグラフは表示部７０においてリアルタイムで視認することができる。同図に示すように、関心領域Ｋから発生する放射線濃度の時間変化は、大きく３つの期間に分けられる。第１の期間Ｐ１は、まだ関心領域Ｋの放射線濃度が安定せず、血液流量等に依存している段階である。第２の期間Ｐ２は、標識物質Ｔの投与速度をフィードバック制御したことによって、関心領域Ｋの放射線濃度が定常状態となった段階である。第３の期間Ｐ３は、被験薬物Ｙの投与によって定常状態であった関心領域Ｋの放射線濃度に変化が生じた段階である。本実施形態では、期間Ｐ３における関心領域Ｋの放射線濃度の変化を調べることによって被験薬物Ｙの効果が評価される。
【００４３】
本実施形態に係るＰＥＴ装置１によれば、１フレームごとに被測定部位の関心領域における同時計数データが抽出された後、この同時計数データから導出された関心領域Ｋの放射線濃度データに基づいて、関心領域Ｋの放射線濃度が被検体Ｓの生理状態（血液流量等）によらず定常になるような標識物質の最適な投与速度が算出され、被検体Ｓへの標識物質Ｔの投与速度がフィードバック制御される。このようにして、（被計測部位Ｈ全体の放射線濃度ではなく）関心領域Ｋにおける放射線濃度が定常になるようにフィードバック制御すれば、放射線濃度の計測レンジを広げる必要がなくなると共に、被験薬物Ｙ投与後の関心領域Ｋにおける標識物質Ｔの集積量変化を、放射線濃度の変化量としてリアルタイムで正確かつ簡便に導き出すことが可能になる。従って、動脈血の採血や難解な数値解析を要せず、実験結果の算出に必要な人員、期間及び分析機器等を大幅に削減することができる。
【００４４】
また、本実施形態に係るＰＥＴ装置１では、抽出された放射線濃度データがグラフ等として表示部７０においてリアルタイムで表示される。従って、関心領域Ｋにおける放射線濃度の変化等をリアルタイムで容易に視認することが可能になり、計測の結果等を迅速に判断することができる。
【００４５】
また、本実施形態に係るＰＥＴ装置１では、関心領域の放射線データを画像として抽出することによって抽出精度を高くすることが可能であると共に、同時計数データではなく放射線濃度として抽出することができる。
【００４６】
さらに、本実施形態に係るＰＥＴ装置１では、予め基準入力関数のグラフを作成し、この基準入力関数のグラフとのずれを補正するようにして標識物質Ｔの投与速度を算出している。従って、同一の被検体に対して複数回計測を行う場合はもとより、複数の被検体（すなわち、生理学的定数が異なる被検体）を計測する場合であっても、煩雑な計算や分析を行う必要がなくなる。
【００４７】
次に、本発明に係るポジトロンエミッショントモグラフィ装置（ＰＥＴ装置）の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係るＰＥＴ装置２の構成は第１の実施形態とほぼ同様であるため、ここでは、図６に示すフローチャートを参照しながら、このＰＥＴ装置２の動作について、関心領域データ抽出処理、投与速度算出処理及び投与速度制御処理を中心に説明する。
【００４８】
計測開始後の処理を説明する前に、計測開始前に行なわれる処理について説明する。この計測前処理では、第１の実施形態と同様に、予め計測された被検体Ｓの被測定部位Ｈに関するＭＲＩの解剖画像等が画像情報制御部３０の画像情報メモリ３１に入力され（Ｓ２−１）、次いで、この画像上に関心領域Ｋが設定される（Ｓ２−２）。
【００４９】
次に、設定された画像をもとに関心領域Ｋのデータのみを残すマスク画像が作成され（Ｓ２−３）、マスク画像とＰＥＴ画像との位置合わせが行なわれる（Ｓ２−４）。その後、本実施形態では、このマスク画像が投影データ上に前方投影され、投影マスクが作成される（Ｓ２−５）。
【００５０】
上記のような計測前処理が行われた後、計測が開始される。被検体Ｓの被測定部位Ｈが検出部１０の測定空間に挿入され、被検体Ｓに標識物質Ｔの投与が開始された後、被計測部位から発生した放射線が同時計数され、この同時計数データが撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ２１及び撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ２２に収集される（Ｓ２−１１）。この同時計数データは、１フレームが終了するまで繰り返し収集され、同時計数データが撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ２１及び撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ２２に蓄積される。
【００５１】
１フレームが終了した後、加算された同時計数データは計算処理部５０に送信され、このデータが投影データ上に前方投影される（Ｓ２−１２）。このとき、画像情報制御部３０から予め位置合わせされた投影マスクが計算処理部５０の投影データ上に送信される。そして、計算処理部５０において、投影ＰＥＴデータ（投影放射線データ）と投影マスクとが合成される（Ｓ２−１３）。この合成によって、例えば図７に示されるように、関心領域Ｋの投影ＰＥＴデータが抽出される。
【００５２】
次いで、計算処理部５０では、抽出された関心領域Ｋの投影ＰＥＴデータをもとに関心領域ＫのＰＥＴデータが導出される（Ｓ２−１４）。この関心領域ＫのＰＥＴデータは表示部７０に送信され、グラフ等として表示される。また、投与速度算出処理部５０では、第１の実施形態と同様に、関心領域ＫのＰＥＴデータに基づいて、関心領域Ｋの放射線濃度が定常になるような最適な投与速度が算出される（Ｓ２−１５）。
【００５３】
この後、算出された最適な投与速度に関する情報が投与速度制御部６０に送信され、投与速度制御部６０は、静注部４０における標識物質Ｔの投与速度がこの最適な投与速度になるようにフィードバック制御する（Ｓ２−１６）。このような一連の処理が終了すると、計測は次のフレームへと進行する。次フレームの計測中には、静注部４０では、算出された最適な投与速度で被検体Ｓへの標識物質Ｔの投与が行なわれる。
【００５４】
本実施形態に係るＰＥＴ装置２によれば、投影データ上で関心領域Ｋの投影放射線データと投影マスクを合成するため、時間分解能を向上させることが可能になる。
【００５５】
最後に、本発明に係るポジトロンエミッショントモグラフィ装置（ＰＥＴ装置）の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態に係るＰＥＴ装置３の構成も第１の実施形態とほぼ同様であるため、ここでは、図８に示すフローチャートを参照しながら、このＰＥＴ装置３の動作について、関心領域データ抽出処理、投与速度算出処理及び投与速度制御処理を中心に説明する。
【００５６】
計測開始後の処理を説明する前に、計測開始前に行なわれる処理について説明する。この計測前処理では、予め被検体Ｓの被測定部位Ｈに関する予備的なＰＥＴ計測が行なわれる（Ｓ３−１）。そして、この予備的ＰＥＴ計測によって得られたＰＥＴデータをもとにＰＥＴ画像が再構成される（Ｓ３−２）。
【００５７】
また、第１の実施形態と同様に、予め計測された被検体Ｓの被測定部位Ｈに関するＭＲＩの解剖画像等が画像情報制御部３０の画像情報メモリ３１に入力され、この画像上に関心領域Ｋが設定される（Ｓ３−３）。そして、設定された画像をもとに関心領域Ｋのデータのみを残すマスク画像が作成され（Ｓ３−４）、マスク画像と予備的ＰＥＴ画像とが合成される（Ｓ３−５）。
【００５８】
次に、合成された画像をもとに、関心領域Ｋから各検出器ペアへの寄与率が算出される（Ｓ３−６）。この寄与率は、各検出器ペアの検出した同時計数値のうち、関心領域Ｋから発生した放射線の寄与する割合を示すものであり、例えば図９に示されるような場合には、検出器ペアを結ぶ線分が関心領域Ｋを横切る距離や予備的ＰＥＴ画像により得られる放射線濃度分布等に基づいて各検出器ペアにつき０から１の間の値に設定される。そして、各検出器ペアごとの寄与率をまとめた寄与率テーブルが作成される（Ｓ３−７）。
【００５９】
上記のような計測前処理が行われた後、計測が開始される。被検体Ｓの被測定部位Ｈが検出部１０の測定空間に挿入され、被検体Ｓに標識物質Ｔの投与が開始された後、被計測部位から発生した放射線が同時計数される（Ｓ３−１１）。本実施形態では、フレームごとではなく、得られた同時計数データが時系列的に計算処理部５０に送信される。計算処理部５０では、その同時計数データを検出した検出器ペアが特定される（Ｓ３−１２）。
【００６０】
このとき、予め作成された各検出器ペアごとの寄与率テーブルが計算処理部５０に送信され、これに基づいて各同時計数データに重み付け処理がされる（Ｓ３−１３）。例えば、寄与率が０．７（７０％）である検出器ペアによって検出された場合には、同時計数１のものは０．７に減じられる。なお、このとき得られた同時計数データを含めた寄与率テーブルが新たに作成され、次の同時計数データの重み付け処理の際に用いてもよい。
【００６１】
次いで、計算処理部５０では、上記のように重み付けされた同時計数データに基づいて関心領域ＫのＰＥＴデータが抽出される（Ｓ３−１４）。この関心領域ＫのＰＥＴデータは表示部７０に送信され、グラフ等として表示される。また、計算処理部５０では、第１の実施形態と同様に、関心領域ＫのＰＥＴデータに基づいて、関心領域Ｋの放射線濃度が定常になるような最適な投与速度が算出される（Ｓ３−１５）。
【００６２】
この後、算出された最適な投与速度に関する情報が投与速度制御部６０に送信され、投与速度制御部６０は、静注部４０における標識物質Ｔの投与速度がこの最適な投与速度になるようにフィードバック制御する（Ｓ２−１６）。本実施形態におけるＰＥＴ撮像は、１フレームが終了すると次フレームへと進行する。しかし、最適投与速度の算出及び制御は、フレームに依存しないで適宜行われるため、静注部４０では、その都度最適な投与速度で被検体Ｓへの標識物質Ｔの投与が行なわれる。
【００６３】
本実施形態に係るＰＥＴ装置３によれば、各検出器ペアに基づく時系列的なデータを用いるため、非常に高い時間分解能を有する関心領域Ｋの放射線データを抽出することが可能になる。
【００６４】
本発明に係るポジトロンエミッショントモグラフィ装置（ＰＥＴ装置）は、上記実施形態に限定されるものではなく、他の条件等に応じてさまざまな変形態様をとることが可能である。例えば、本実施形態では、関心領域Ｋの放射線データの抽出処理及び最適投与条件の算出処理を単一の計算処理部５０において行なっているが、これらを信号ラインを介した別個の処理部として構成することも可能である。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るポジトロンエミッショントモグラフィ装置（ＰＥＴ装置）によれば、正確かつ簡便に計測を行うことが可能であると共に、迅速かつ容易に計測結果を把握することが可能である。
【００６６】
すなわち、ＰＥＴ装置における放射線濃度の計測レンジを広げる必要がなくなると共に、被験薬物投与後の関心領域における放射線濃度の変化量等をリアルタイムで正確かつ簡便に導き出すことが可能になる。従って、動脈血の採血や難解な数値解析を要せず、実験結果の算出に必要な人員、期間及び分析機器等を大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るＰＥＴ装置のブロック構成図である。
【図２】第１の実施形態に係るＰＥＴ装置における関心領域データ抽出処理、投与速度算出処理及び投与速度制御処理を説明するフローチャートである。
【図３】第１の実施形態に係るＰＥＴ装置において関心領域の放射線データの抽出を説明するための模式図である。
【図４】第１の実施形態に係るＰＥＴ装置における投与速度算出処理を説明する詳細なフローチャートである。
【図５】第１の実施形態に係るＰＥＴ装置における関心領域の放射線濃度の時間変化を示すグラフである。
【図６】第２の実施形態に係るＰＥＴ装置における関心領域データ抽出処理及び投与速度制御処理を説明するフローチャートである。
【図７】第２の実施形態に係るＰＥＴ装置において関心領域の放射線データの抽出を説明するための模式図である。
【図８】第３の実施形態に係るＰＥＴ装置における関心領域データ抽出処理及び投与速度制御処理を説明するフローチャートである。
【図９】第３の実施形態に係るＰＥＴ装置において検出器ペアの寄与率の算出を説明するための模式図である。
【図１０】従来のＰＥＴ装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
１…ポジトロンエミッショントモグラフィ装置（ＰＥＴ装置）、２…ポジトロンエミッショントモグラフィ装置（ＰＥＴ装置）、３…ポジトロンエミッショントモグラフィ装置（ＰＥＴ装置）、１０…検出部、２０…データ収集部、２１…フレーム依存ヒストグラムメモリ、２２…フレーム非依存ヒストグラムメモリ、３０…画像情報制御部、３１…画像情報メモリ、４０…静注部、５０…計算処理部、６０…投与速度制御部、７０…表示部、１００…ポジトロンエミッショントモグラフィ装置（ＰＥＴ装置）、１０１…検出部、１０２…データ収集部、１０３…画像再構成部、１０４…静注部、１０５…フレーム依存ヒストグラムカウントメモリ、Ｓ…被検体、Ｈ…被測定部位、Ｋ…関心領域、Ｔ…標識物質、Ｙ…被験薬物
【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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