(57)【要約】【課題】空間分解能と時間分解能とを向上させることができる検出器及び放射線診断装置を提供すること。【解決手段】実施形態の検出器は、複数の検出器モジュールを有する。各検出器モジュールは、シンチレータと、複数のＳｉＰＭ（Silicon  Photo  Multiplier）と、を備える。シンチレータは、モノリシックに構成され、放射線をシンチレーション光に変換する。複数のＳｉＰＭは、前記シンチレータの異なる位置に配置され、前記シンチレータによって変換されたシンチレーション光を検出して、電気信号を生成する。【選択図】図１
2017215194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検出器モジュールを有する検出器であって、
各検出器モジュールは、
モノリシックに構成され、放射線をシンチレーション光に変換するシンチレータと、
前記シンチレータの異なる位置に配置され、前記シンチレータによって変換されたシンチレーション光を検出して、電気信号を生成する複数のＳｉＰＭ（Silicon  Photo  Multiplier）と、
を備えた、検出器。
【請求項２】
前記シンチレータは、６面体であり、
前記複数のＳｉＰＭは、前記シンチレータの少なくとも２面に設けられる、請求項１に記載の検出器。
【請求項３】
前記複数のＳｉＰＭは、前記シンチレータの６面それぞれに設けられる、請求項２に記載の検出器。
【請求項４】
各ＳｉＰＭは、前記シンチレータ上に直接形成される、請求項１〜３のいずれか一つに記載の検出器。
【請求項５】
各ＳｉＰＭからの電気信号を用いて、前記シンチレータにおけるシンチレーション光への変換時の空間位置及び時間と、変換した放射線のエネルギー値とを計数情報として算出する回路を更に備える、請求項１〜４のいずれか一つに記載の検出器。
【請求項６】
前記回路は、各ＳｉＰＭからの電気信号を用いた重心演算により、前記空間位置を算出する、請求項５に記載の検出器。
【請求項７】
前記回路は、線源の位置に応じた各ＳｉＰＭからの電気信号の出力パターンを対応付けた参照テーブルを用いて、前記空間位置を算出する、請求項５に記載の検出器。
【請求項８】
前記回路は、前記空間位置からＳｉＰＭまでの距離に基づいて、前記時間を算出する、請求項６又は７に記載の検出器。
【請求項９】
前記回路は、前記空間位置からＳｉＰＭまでの減衰量に基づいて、前記エネルギー値を算出する、請求項６又は７に記載の検出器。
【請求項１０】
複数の検出器モジュールを有する検出器を備えた放射線診断装置であって、
各検出器モジュールは、
モノリシックに構成され、放射線をシンチレーション光に変換するシンチレータと、
前記シンチレータによって変換されたシンチレーション光を検出して、電気信号を生成する複数のＳｉＰＭ（Silicon  Photo  Multiplier）と、
を備えた、放射線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、検出器及び放射線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ＰＥＴ（Positron  Emission  computed  Tomography）装置におけるガンマ線検出器（以下、検出器と言う）は、被検体から放射されたガンマ線がシンチレータに入射したときに発するシンチレーション光（scintillation  photons、optical  photons）を光電子増倍素子で受光し、電気信号に変換する。
【０００３】
ＰＥＴ装置における従来の検出器には、例えば、縦４ｍｍ、横４ｍｍ、高さ（厚み）２０ｍｍサイズのシンチレータ結晶を１単位とした、多数のシンチレータ結晶をアレイ状に組み上げたものが使用される。また、シンチレータ結晶間には反射材が挟まれており、ひとつのシンチレータ結晶内で発生したシンチレーション光が周囲のシンチレータ結晶へ漏れる（クロストーク）のを防ぐ構造になっている。このため、従来の検出器は、シンチレーション事象がどのシンチレータ結晶内で生じたかを離散的に同定し、同定結果に基づいて同時計数とＬＯＲ（Line-of-Response）とを同定する。
【０００４】
また、ＤＯＩ（Depth-of-Interaction)検出機能を有するＰＥＴ装置でも、検出器が、シンチレーション事象を離散的に同定する仕組みは変わらない。更に、ＴＯＦ機能を有するＰＥＴ装置では、対消滅ガンマ線の検出時間差を離散的なサンプリングビンに振り分けて再構成処理の入力データとしている。
【０００５】
このような従来のＰＥＴ装置では、シンチレーション事象がシンチレータ結晶内のどの位置で発生しても、シンチレーション事象はひとつの有限サイズのシンチレータ結晶で発生したものとして同定される。このため、同定したシンチレーション事象の発生位置の表現形態が空間分解能、時間分解能の限界を与える主要項となる。
【０００６】
例えば、ＰＥＴ装置の空間分解能を決める主要項は、ガンマ線入射方向へのシンチレータ結晶の投影サイズである。シンチレータ結晶の投影サイズを間口サイズで近似すれば、上記例では４ｍｍである。また、ＰＥＴ装置の時間分解能の限界を決める主要項は、後段の光センサーの要因を除けば、シンチレーション光伝搬経路長のばらつきを与えるシンチレータ結晶の厚みである。上記例では（屈折率が１より大きいシンチレータ中で）光が２０ｍｍ伝搬する時間となる。つまり、シンチレータ結晶アレイ上でのシンチレーション事象の離散的同定は、空間分解能と時間分解能とを向上させるうえで原理的な妨げとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５６３０７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、空間分解能と時間分解能とを向上させることができる検出器及び放射線診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の検出器は、複数の検出器モジュールを有する。各検出器モジュールは、シンチレータと、複数のＳｉＰＭ（Silicon  Photo  Multiplier）と、を備える。シンチレータは、モノリシックに構成され、放射線をシンチレーション光に変換する。複数のＳｉＰＭは、前記シンチレータの異なる位置に配置され、前記シンチレータによって変換されたシンチレーション光を検出して、電気信号を生成する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、第１の実施形態に係る検出器モジュールを説明するための図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、第１の実施形態に係る計数情報算出回路を説明するための図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るデータ記憶回路を説明するための図である。
【図４】図４は、第１の実施形態における計数情報のリストを説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態における同時計数情報の時系列リストを説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置による処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、実施形態に係る検出器及び放射線診断装置を説明する。以下では、一例として、放射線診断装置がＰＥＴ（Positron  Emission  computed  Tomography）装置である場合について説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置１００は、架台１０と、コンソール２０とを備える。
【００１３】
架台１０は、被検体Ｐ内の陽電子から放出された一対の消滅ガンマ線を、被検体Ｐの周囲をリング状に取り囲むように配置された検出器によって検出し、検出器の出力信号から計数情報を生成し、これを収集する。図１に示すように、架台１０は、天板１１と、寝台１２と、寝台ドライバ１３と、検出器１４と、計数情報収集回路１５とを備える。なお、架台１０は、図１に示すように、撮影口となる空洞を有する。
【００１４】
天板１１は、被検体Ｐが載置されるベッドであり、寝台１２の上に配置される。寝台ドライバ１３は、後述する寝台制御回路２３による制御の下、天板１１を移動させる。例えば、寝台ドライバ１３は、天板１１を移動させることで、被検体Ｐを架台１０の撮影口内に移動させる。
【００１５】
検出器１４は、被検体Ｐ内の陽電子から放出された消滅ガンマ線を検出する。例えば、検出器１４は、図１に示すように、被検体Ｐの周囲をリング状に取り囲むように配置された、複数の検出器モジュール１４０を有する。なお、図１の例では、複数の検出器モジュール１４０は、検出器１４の円周の接線方向に配置される場合を示しているが、被検体Ｐの体軸方向にも配置されてもよい。
【００１６】
図２Ａは、第１の実施形態に係る検出器モジュール１４０を説明するための図である。図２Ａに示すように、検出器モジュール１４０は、フォトンカウンティング方式、アンガー型の検出器であり、シンチレータ１４１と、複数のＳｉＰＭ（Silicon  photomultiplier）パネル１４２と、計数情報算出回路１４３とを有する。なお、複数のＳｉＰＭパネル１４２それぞれを区別する場合には、説明の便宜上、ＳｉＰＭパネル１４２ａ、ＳｉＰＭパネル１４２ｂ、ＳｉＰＭパネル１４２ｃ、ＳｉＰＭパネル１４２ｄ、ＳｉＰＭパネル１４２ｅ、及びＳｉＰＭパネル１４２ｆと異なる符号を付与して説明する。
【００１７】
シンチレータ１４１は、モノリシックに構成される。ここで言うモノリシックとは、一体化或いは一枚板を示す。すなわち、モノリシックに構成されるシンチレータ１４１には、例えば、シンチレータ結晶を１単位とした多数のシンチレータ結晶がアレイ状に組み上げられて使用されるのではなく、１つのシンチレータ結晶が区分けされずに一体化したまま使用される。このため、シンチレータ１４１には、反射材が挟まれない。
【００１８】
また、シンチレータ１４１は、図２Ａに示すように、６面体である。なお、図２Ａでは、シンチレータ１４１が立方体である場合を示すが、シンチレータ１４１は、直方体であってもよい。また、シンチレータ１４１は、例えば、ＬａＢｒ３（Lanthanum  Bromide）、ＬＹＳＯ（Lutetium  Yttrium  Oxyorthosilicate）、ＬＳＯ（Lutetium  Oxyorthosilicate）、ＬＧＳＯ（Lutetium  Gadolinium  Oxyorthosilicate）等の、ＴＯＦに適するシンチレータ結晶によって形成される。
【００１９】
そして、シンチレータ１４１は、例えば、被検体Ｐ内の陽電子から放出されて入射した消滅ガンマ線をシンチレーション光（scintillation  photons、optical  photons）に変換する。すなわち、シンチレータ１４１は、モノリシックに構成され、放射線をシンチレーション光に変換する。
【００２０】
複数のＳｉＰＭパネル１４２は、シンチレータ１４１の異なる位置に配置され、シンチレータ１４１によって変換されたシンチレーション光を検出して、電気信号を生成する。ここで、複数のＳｉＰＭパネル１４２は、シンチレータ１４１の少なくとも２面に設けられる。
【００２１】
例えば、複数のＳｉＰＭパネル１４２は、図２Ａに示すように、シンチレータ１４１の６面それぞれに設けられる。言い換えると、モノリシックに構成されたシンチレータ１４１の６面すべてが、ＳｉＰＭパネル１４２で覆われている。なお、シンチレータ１４１を覆う面数は、６面より少なくてもよいし、全表面の一部でもよい。また、シンチレータ１４１の全表面に対して、ＳｉＰＭパネル１４２によって覆われるシンチレータ１４１の表面の割合が大きいほど、出力信号のＳ／Ｎは向上する。
【００２２】
なお、ＳｉＰＭパネル１４２は、基板上に形成されてから、シンチレータ１４１に配置されてもよい。言い換えると、ＳｉＰＭパネル１４２は、シンチレータ１４１と光学的に接着されていてもよい。或いは、ＳｉＰＭパネル１４２は、シンチレータ１４１上に直接形成されてもよい。言い換えると、ＳｉＰＭパネル１４２は、シンチレータ１４１表面に直接半導体形成されてもよい。
【００２３】
また、各ＳｉＰＭパネル１４２は、それぞれがチャネルとなるＳｉＰＭで構成される。例えば図２Ａでは、シンチレータ１４１の各面を覆うＳｉＰＭパネル１４２が４個（＝２×２）のＳｉＰＭで構成されている場合を例示している。しかしながら、ＳｉＰＭパネル１４２を構成する１面当たりのＳｉＰＭ数は１個（＝１×１）でもよいし、３２個（＝８×４）でもよい。ここで、ＳｉＰＭ数が４個である場合、検出器モジュール１４０の出力チャネル総数は２４（＝２×２×６面）チャネルとなる。そして、後述する計数情報算出回路１４３は、これらのチャネルからの出力信号を用いて、シンチレーションポイントの空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を算出し、シンチレーション時刻（ｔ）を測定し、シンチレーションの総エネルギー（Ｅ）を測定する。
【００２４】
計数情報算出回路１４３は、図２Ａに示すように、シンチレータ１４１に配置されたＳｉＰＭパネル１４２のうち、ＳｉＰＭパネル１４２ｆの背面に接合される。言い換えると、計数情報算出回路１４３は、ＳｉＰＭ１４２ｆに対してシンチレータ１４１との接合面とは反対側の面に接合される。なお、計数情報算出回路１４３は、任意の位置に配置可能である。例えば、計数情報算出回路１４３は、シンチレータ１４１に配置されたいずれかのＳｉＰＭパネル１４２の背面に接合されればよい。ここで、計数情報算出回路１４３は、放射線の入射方向側に配置されたＳｉＰＭパネル１４２以外のＳｉＰＭパネル１４２の背面に設置されることが望ましい。
【００２５】
計数情報算出回路１４３は、クロック回路、トリガー回路、エネルギー積分回路、及び外部との入出力回路を有し、ＳｉＰＭパネル１４２からの信号を処理して、処理結果を後述する計数情報収集回路１５に出力する機能を有する電気回路である。例えば、計数情報算出回路１４３は、各ＳｉＰＭパネル１４２に含まれるＳｉＰＭからの電気信号を用いて、シンチレータ１４１におけるシンチレーション光への変換時の空間位置（Ｐ）及び時間（Ｔ）と、変換した放射線のエネルギー値（Ｅ）とを計数情報として算出する。そして、計数情報算出回路１４３は、算出した計数情報を、後述する計数情報収集回路１５に出力する。図２Ｂは、第１の実施形態に係る計数情報算出回路１４３を説明するための図である。
【００２６】
図２Ｂでは、説明の便宜上シンチレータ１４１のみを図示している。ここで、図２Ｂに図示するように消滅ガンマ線が入射し、シンチレーション光に変換された場合、計数情報算出回路１４３は、シンチレーション光への変換時の空間位置（Ｐ）として、空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を算出する。
【００２７】
より具体的には、計数情報算出回路１４３は、各ＳｉＰＭ（チャネルとも言う）からの電気信号を用いた重心演算により、空間位置（Ｐ）を算出する。例えば、計数情報算出回路１４３は、シンチレーション光を同じタイミングで電気信号に変換した複数のチャネルを特定する。そして、計数情報算出回路１４３は、特定した各チャネルの位置及び電気信号の強度を用いて重心の位置を計算し、消滅ガンマ線が入射したシンチレータ１４１内の空間的な位置を示す空間位置（Ｐ）を特定する。
【００２８】
また、計数情報算出回路１４３は、ＳｉＰＭによって消滅ガンマ線が検出された検出時間（Ｔ）として、シンチレーション時刻（ｔ）を測定する。より具体的には、計数情報算出回路１４３は、空間位置（Ｐ）からＳｉＰＭまでの距離に基づいて、ＳｉＰＭによって消滅ガンマ線が検出された検出時間（Ｔ）を算出する。例えば、計数情報算出回路１４３は、各チャネルから電気信号を取得した時間を補正前検出時間（Ｔ’）として特定する。より具体的には、計数情報算出回路１４３は、１０−１２秒（ピコ秒）単位の精度で補正前検出時間（Ｔ’）を特定する。なお、補正前検出時間（Ｔ’）は、クロック回路によって記録された絶対時刻であってもよいし、撮影開始時点からの経過時間であってもよい。
【００２９】
ここで、補正前検出時間（Ｔ’）は、計数情報算出回路１４３がＳｉＰＭから電気信号を取得した時間であって、ＳｉＰＭによって消滅ガンマ線が検出された検出時間（Ｔ）ではない。すなわち、補正前検出時間（Ｔ’）は、ＳｉＰＭによって消滅ガンマ線が検出された検出時間（Ｔ）から、シンチレーション光がＳｉＰＭで受光されるまでに移動する距離だけ遅延した時間である。そこで、計数情報算出回路１４３は、空間位置（Ｐ）からＳｉＰＭまでの距離に基づいて、補正前検出時間（Ｔ’）を補正して、検出時間（Ｔ）を算出する。なお、計数情報算出回路１４３は、高精度な時刻測定のためにＴＤＣ（Time-Digital-Converter）回路との照合を行ってもよい。
【００３０】
また、計数情報算出回路１４３は、ＳｉＰＭによって消滅ガンマ線が検出された際の消滅ガンマ線のエネルギー値（Ｅ）として、シンチレーションの総エネルギー（Ｅ）を測定する。より具体的には、計数情報算出回路１４３は、空間位置（Ｐ）からＳｉＰＭまでの減衰量に基づいて、エネルギー値（Ｅ）を算出する。例えば、計数情報算出回路１４３は、各ＳｉＰＭから出力された電気信号の強度を積分計算することで、検出器モジュール１４０に入射した消滅ガンマ線の補正前エネルギー値（Ｅ’）を特定する。
【００３１】
ここで、補正前エネルギー値（Ｅ’）は、計数情報算出回路１４３がＳｉＰＭから電気信号を取得した際の電気信号の強度の積分値であって、ＳｉＰＭによって消滅ガンマ線が検出された際の消滅ガンマ線のエネルギー値（Ｅ）ではない。すなわち、補正前エネルギー値（Ｅ’）は、ＳｉＰＭによって消滅ガンマ線が検出された際の消滅ガンマ線のエネルギー値（Ｅ）よりも、シンチレーション光がＳｉＰＭで受光されるまでに移動する間にエネルギー値が減衰した値である。そこで、計数情報算出回路１４３は、空間位置（Ｐ）からＳｉＰＭまでのシンチレーション光が移動する間の減衰量に基づいて、補正前エネルギー値（Ｅ’）を補正して、エネルギー値（Ｅ）を算出する。
【００３２】
図１に戻る。計数情報収集回路１５は、各計数情報算出回路１４３によって算出された計数情報を収集する機能を有する電気回路である。計数情報収集回路１５は、収集した計数情報を、後述するデータ記憶回路２４に格納する。
【００３３】
コンソール２０は、操作者によるＰＥＴ装置１００の操作を受け付け、ＰＥＴ画像の撮影を制御するとともに、架台１０によって収集された計数情報を用いてＰＥＴ画像を再構成する。図１に示すように、コンソール２０は、入力インターフェース２１と、ディスプレイ２２と、寝台制御回路２３と、データ記憶回路２４と、同時計数情報生成回路２５と、画像再構成回路２６と、システム制御回路２７とを備える。なお、コンソール２０が備える各部は、バスを介して接続される。
【００３４】
入力インターフェース２１は、ＰＥＴ装置１００の操作者によって各種指示や各種設定の入力に用いられるマウスやキーボード等であり、入力された各種指示や各種設定を、システム制御回路２７に転送する。例えば、入力インターフェース２１は、撮影開始指示の入力に用いられる。ディスプレイ２２は、操作者によって参照されるモニター等であり、システム制御回路２７による制御の下、被検体Ｐの呼吸波形やＰＥＴ画像を表示したり、操作者から各種指示や各種設定を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したりする。寝台制御回路２３は、寝台ドライバ１３を制御する機能を有する電気回路である。
【００３５】
データ記憶回路２４は、ＰＥＴ装置１００において用いられる各種データを記憶する機能を有する電気回路である。図３は、第１の実施形態に係るデータ記憶回路２４を説明するための図である。図３に示すように、データ記憶回路２４は、計数情報記憶回路２４ａと、同時計数情報記憶回路２４ｂと、ＰＥＴ画像記憶回路２４ｃとを備える。なお、データ記憶回路２４は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ（flash  memory）等の半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスク等によって実現される。
【００３６】
計数情報記憶回路２４ａは、計数情報収集回路１５によって収集された計数情報のリストを記憶する機能を有する電気回路である。また、計数情報記憶回路２４ａが記憶する計数情報のリストは、同時計数情報生成回路２５による処理に用いられる。なお、計数情報記憶回路２４ａが記憶する計数情報のリストは、同時計数情報生成回路２５による処理に用いられた後に削除されてもよいし、所定期間記憶されていてもよい。
【００３７】
図４は、第１の実施形態における計数情報のリストを説明するための図である。図４に示すように、計数情報記憶回路２４ａは、検出器モジュール１４０を識別するモジュールＩＤに対応付けて、空間位置（Ｐ）、エネルギー値（Ｅ）、及び検出時間（Ｔ）を含む計数情報を記憶する。
【００３８】
同時計数情報記憶回路２４ｂは、同時計数情報生成回路２５によって生成された同時計数情報の時系列リストを記憶する機能を有する電気回路である。また、同時計数情報記憶回路２４ｂが記憶する同時計数情報の時系列リストは、画像再構成回路２６による処理に用いられる。なお、同時計数情報記憶回路２４ｂが記憶する同時計数情報の時系列リストは、画像再構成回路２６による処理に用いられた後に削除されてもよいし、所定期間記憶されていてもよい。
【００３９】
図５は、第１の実施形態における同時計数情報の時系列リストを説明するための図である。図５に示すように、同時計数情報記憶回路２４ｂは、同時計数情報の通し番号であるコインシデンスＮｏ．に対応付けて、計数情報の組を記憶する。ここで、同一のコインシデンスＮｏ．の組で記憶されている情報は、検出時間（Ｔ）の時間差が時間ウィンドウ幅以内にあることを示す。すなわち、図５の例では、コインシデンスＮｏ．１であるＴ１１とＴ２２とが時間ウィンドウ幅以内にあり、コインシデンスＮｏ．２であるＴ１２とＴ３２とが時間ウィンドウ幅以内にあり、コインシデンスＮｏ．３であるＴ１３とＴ３３とが時間ウィンドウ幅以内にあることを示す。なお、第１の実施形態において、同時計数情報の時系列リストは、計数情報の検出時間（Ｔ）に基づき概ね時系列順に並んでいる。
【００４０】
ＰＥＴ画像記憶回路２４ｃは、画像再構成回路２６によって再構成されたＰＥＴ画像を記憶する機能を有する電気回路である。また、ＰＥＴ画像記憶回路２４ｃが記憶するＰＥＴ画像は、システム制御回路２７によってディスプレイ２２に表示される。
【００４１】
図１に戻り、同時計数情報生成回路２５は、計数情報収集回路１５によって収集された計数情報のリストを用いて同時計数情報の時系列リストを生成する機能を有する電気回路である。具体的には、同時計数情報生成回路２５は、計数情報記憶回路２４ａに記憶された計数情報のリストから、一対の消滅ガンマ線を略同時に計数した計数情報の組を、計数情報の検出時間（Ｔ）に基づいて検索する。また、同時計数情報生成回路２５は、検索した計数情報の組毎に同時計数情報を生成し、生成した同時計数情報を、概ね時系列順に並べながら、同時計数情報記憶回路２４ｂに格納する。
【００４２】
例えば、同時計数情報生成回路２５は、操作者によって入力された同時計数情報生成条件に基づいて、同時計数情報を生成する機能を有する電気回路である。同時計数情報生成条件には、時間ウィンドウ幅が指定される。例えば、同時計数情報生成回路２５は、時間ウィンドウ幅に基づいて、同時計数情報を生成する。
【００４３】
例えば、同時計数情報生成回路２５は、計数情報記憶回路２４ａを参照し、検出時間（Ｔ）の時間差が時間ウィンドウ幅以内にある計数情報の組を、検出器モジュール１４０間で検索する。例えば、同時計数情報生成回路２５は、同時計数情報生成条件を満たす組として、「Ｐ１１、Ｅ１１、Ｔ１１」と「Ｐ２２、Ｅ２２、Ｔ２２」との組を検索すると、この組を同時計数情報として生成し、同時計数情報記憶回路２４ｂに格納する。なお、同時計数情報生成回路２５は、時間ウィンドウ幅とともにエネルギーウィンドウ幅を用いて同時計数情報を生成してもよい。
【００４４】
画像再構成回路２６は、ＰＥＴ画像を再構成する機能を有する電気回路である。具体的には、画像再構成回路２６は、同時計数情報記憶回路２４ｂに記憶された同時計数情報の時系列リストを読み出し、読み出した時系列リストを用いてＰＥＴ画像を再構成する。また、画像再構成回路２６は、再構成したＰＥＴ画像をＰＥＴ画像記憶回路２４ｃに格納する。
【００４５】
システム制御回路２７は、架台１０及びコンソール２０を制御することによって、ＰＥＴ装置１００の全体制御を行う機能を有する電気回路である。例えば、システム制御回路２７は、ＰＥＴ装置１００における撮影を制御する。なお、上述した寝台制御回路２３、同時計数情報生成回路２５、画像再構成回路２６、及びシステム制御回路２７等の各部は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等の集積回路、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等の電子回路によって実現される。
【００４６】
図６は、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置１００による処理手順を示すフローチャートである。図６では、ＰＥＴ装置１００全体の動作を説明するフローチャートを示し、各構成要素がフローチャートのどのステップに対応するかを説明する。
【００４７】
ステップＳ１〜ステップＳ５は、計数情報算出回路１４３により実現されるステップである。ステップＳ１では、計数情報算出回路１４３は、各ＳｉＰＭパネル１４２に含まれるＳｉＰＭから出力された電気信号を収集する。ステップＳ２では、計数情報算出回路１４３は、電気信号を収集した際の時刻を記録する。
【００４８】
ステップＳ３では、計数情報算出回路１４３は、空間位置を算出する。例えば、計数情報算出回路１４３は、各ＳｉＰＭからの電気信号を用いた重心演算により、空間位置（Ｐ）を算出する。
【００４９】
ステップＳ４では、計数情報算出回路１４３は、空間位置からの距離に基づいて時間を算出する。例えば、計数情報算出回路１４３は、クロック回路によって記録された絶対時刻を、各チャネルから電気信号を取得した時間を補正前検出時間（Ｔ’）として特定する。そして、計数情報算出回路１４３は、空間位置（Ｐ）からＳｉＰＭまでの距離に基づいて、補正前検出時間（Ｔ’）を補正して、検出時間（Ｔ）を算出する。
【００５０】
ステップＳ５では、計数情報算出回路１４３は、減衰量に基づいてエネルギー値を算出する。例えば、計数情報算出回路１４３は、各ＳｉＰＭから出力された電気信号の強度を積分計算することで、検出器モジュール１４０に入射した消滅ガンマ線の補正前エネルギー値（Ｅ’）を特定する。そして、計数情報算出回路１４３は、空間位置（Ｐ）からＳｉＰＭまでのシンチレーション光が移動する間の減衰量に基づいて、補正前エネルギー値（Ｅ’）を補正して、エネルギー値（Ｅ）を算出する。
【００５１】
上述したように、第１の実施形態に係る検出器モジュール１４０では、シンチレータ１４１は、モノリシックに構成される。また、シンチレータ１４１の異なる位置にＳｉＰＭパネル１４２が配置される。例えば、シンチレータ１４１の少なくとも２面にＳｉＰＭパネル１４２が配置される。そして、検出器モジュール１４０は、モノリシックに構成されたシンチレータ１４１によって、被検体Ｐ内の陽電子から放出された消滅ガンマ線をシンチレーション光に変換する。続いて、検出器モジュール１４０は、変換したシンチレーション光をＳｉＰＭパネル１４２によって電気信号に変換することで、被検体Ｐから放出された消滅ガンマ線を検出する。検出器モジュール１４０は、各面のＳｉＰＭからの信号を用いて３次元のシンチレーションポイント（空間座標）、シンチレーション時刻（時間座標）とエネルギー値（信号時間積分）を計数情報として算出する。ここで、検出器モジュール１４０は、離散領域としてではなく、連続値として計数情報を算出する。これにより、第１の実施形態によれば、空間分解能と時間分解能とを向上させるうえでの原理的な妨げを排除することができる。
【００５２】
より具体的には、検出器モジュール１４０は、計数情報算出回路１４３によって各ＳｉＰＭパネル１４２からの電気信号を用いて計数情報を算出する。例えば、計数情報算出回路１４３は、各ＳｉＰＭからの電気信号を用いて、シンチレータ１４１におけるシンチレーション光への変換時の空間位置（Ｐ）及び時間（Ｔ）と、変換した放射線のエネルギー値（Ｅ）とを計数情報として算出する。ここで、計数情報算出回路１４３は、シンチレータ結晶の同定やビンへの振り分けなどシンチレーション事象の発生位置を離散的に同定するのではなく、シンチレーション事象が生じたシンチレータ１４１内の空間的な位置を示す空間位置（Ｐ）を実数（浮動小数点）で算出する。これにより、第１の実施形態によれば、空間分解能を向上させる原理的な妨げを取り除くことができる。
【００５３】
また、計数情報算出回路１４３は、シンチレーションを有限な広がりの離散領域に同定せず連続値として特定することで、シンチレーション事象の発生からＳｉＰＭパネル１４２によるシンチレーション光を受光するまでの時間遅延を補正して、シンチレーション事象ごとに検出時間（Ｔ）を実数（浮動小数点）で算出する。これにより、第１の実施形態によれば、時間分解能を向上させることができる。
【００５４】
また、計数情報算出回路１４３は、シンチレーションを有限な広がりの離散領域に同定せず連続値特定することで、シンチレーション光がＳｉＰＭで受光されるまでに移動する間にエネルギー値が減衰した値を補正して、シンチレーション事象ごとに消滅ガンマ線のエネルギー値（Ｅ）を実数（浮動小数点）で算出する。そして、計数情報算出回路１４３は、算出した計数情報を、画像再構成の入力データとして、実数（浮動小数点）のままリストモードデータとする。これにより、第１の実施形態によれば、空間分解能向上と時間分解能とを向上させる妨げを取り除くことができるので、高精細なＰＥＴ画像を再構成することが可能になる。
【００５５】
また、シンチレータ１４１は、モノリシックに構成される。このため、シンチレータ１４１には、反射材が挟まれない。この結果、第１の実施形態に係る検出器モジュール１４０では、シンチレータ１４１のキャリブレーションが不要である。
【００５６】
また、検出器モジュール１４０は、設計が容易であり、一つ一つの検出器モジュール１４０が独立性を有している。このため、検出器１４は、自由度高く設計可能であり、図１に示すように被検体Ｐの周囲をリング状に取り囲むように配置される以外にも、多様な形態に組み上げることが可能である。
【００５７】
（第１の実施形態の変形例）
なお、上述した第１の実施形態では、計数情報算出回路１４３は、各ＳｉＰＭからの電気信号を用いた重心演算により、空間位置（Ｐ）を算出するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、計数情報算出回路１４３は、線源の位置に応じた各ＳｉＰＭからの電気信号の出力パターンを対応付けた参照テーブルを用いて、空間位置を算出するようにしてもよい。
【００５８】
例えば、シンチレータ１４１の任意の位置にペンシル型（円筒状）の線源を置いたときのＳｉＰＭからの信号の出方パターンを集めた参照テーブルを事前に作成しておく。そして、計数情報算出回路１４３は、ＳｉＰＭから電気信号を取得した際の電気信号の出力パターンと、参照テーブルとのパターンマッチングで位置を特定する。更に、計数情報算出回路１４３は、その他の統計的手法により、空間位置（Ｐ）を算出するようにしてもよい。
【００５９】
（その他の実施形態）
実施形態は、上述した実施形態に限られるものではない。
【００６０】
上述した実施形態では、検出器モジュール１４０は、計数情報算出回路１４３を備えるものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、計数情報算出回路１４３は、検出器モジュール１４０とは独立に設けられても良い。また、複数の検出器モジュール１４０を複数のブロックに区分けし、ブロック毎に計数情報算出回路１４３を備えるようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施形態では、検出器モジュール１４０は、ライトガイドを有してもよい。かかる場合、ライトガイドは、シンチレータ１４１から出力されたシンチレーション光をＳｉＰＭパネル１４２に伝達する。ライトガイドは、例えば、光透過性に優れたプラスチック素材等によって形成される。
【００６２】
また、上述した実施形態では、シンチレータ１４１は、六面体の形状を有するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、シンチレータ１４１は、球形状を有しても良い。かかる場合、ＳｉＰＭパネル１４２は、シンチレータ１４１の球形状に沿って配置される。或いは、例えばライトガイドを用いて空間を埋めることで球形状のシンチレータ１４１を六面体の形状にし、シンチレータ１４１の少なくとも２面に複数のＳｉＰＭパネル１４２を設けるようにしてもよい。
【００６３】
上述した実施形態では、放射線診断装置の一例として、ＰＥＴ装置について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、放射線診断装置は、単一光子放射段像撮像装置(ＳＰＥＣＴ)、フォトンカウンティング型Ｘ線ＣＴ装置などであってもよい。また、ＰＥＴ装置１００は、乳房用であってもよい。
【００６４】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＧＰＵ(Graphics  Processing  Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
【００６５】
上記の実施形態の説明において、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【００６６】
また、上記の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【００６７】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、空間分解能と時間分解能とを向上させることができる。
【００６８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６９】
１００  ＰＥＴ装置
１４  検出器
１４０  検出器モジュール
１４１  シンチレータ
１４２  ＳｉＰＭパネル
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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