CN101479626A - 正电子ct装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种正电子CT装置，判断对检测器的光子入射现象是双次事件还是单一事件(步骤S1)，在是双次事件时，收集发射数据(S2)，而供给图像重构处理(S3)。另一方面，在是单一事件时，作为校准用数据加以收集(S4)并提供给校准处理(S5)。由于在临床中收集校准用数据，所以可以频繁进行装置的校正，而不会使PET装置的工作效率降低。

Description

正电子CT装置
技术领域
本发明涉及正电子CT装置(Positron Emission Computed—Tomography：下面也称作“PET装置”)，尤其涉及PET装置中具有的检测γ射线等的光子用的多个检测器中的能量信息的校正(EnergyCalibration：能量·校准)与和各检测器检测出光子的时间有关的信息输出定时的校正(Time Calibration：时间·校准)。
背景技术
PET装置中，首先，通过多个检测器检测出由施加了阳电子释放核素的被检体产生的阳电子与附近的电子结合而沿180度方向释放的511keV对消光子。并且，在由2个检测器在一定时间幅度之内检测出了光子的情况下，将其作为1对对消光子来计数，并特定为对消产生地点在连结该检测出的检测器对的直线上。存储这种同时计数信息来进行图像重构处理，而生成阳电子释放核素分布图像(RI分布图像)。
但是，在同时计数分散的对消光子的情况下(下面，也称作“分散同时计数”)，由于真的对消发生地点不在连接所检测出的检测器对的线上，所以该分散同时计数使重构图像的图像质量劣化。因此，使用所测出的光子的能量信息来估计分散成分，在进行重构处理时，通过进行相减来提高图像质量(例如参考专利文献1～3)。
专利文献1：日本特开平7—113873号公报
专利文献2：日本特开2001—356172号公报
专利文献3：日本特开2000—28727号公报
但是，在具有这种结构的现有例的情况下，有如下这种问题。
一般，由于PET装置具有的光子检测用的检测器的检测输出根据周围的温度和湿度变化，所以最好PET检查室有大规模的空调管理，推荐在PET装置中进行24小时的通电。进一步，为了对应于由噪声变化和随时间变化等引起的输出变化，而每隔一定期间进行能量·校准和时间·校准用的测量。
这里，所谓能量·校准是指调整光子检测用的多个检测器的增益和偏移量而使其一致。各检测器提供与所入射的光子的能量成正比的模拟·能量输出。从用于PET检查的放射性核素释放的光子能量是511keV。因此，进行同时计数的光子的多数能量为511keV。另一方面，在同时计数的光子中，还计数了称作分散同时计数的作为噪声成分的光子。该作为噪声成分的光子的能量值比真正同时计数的光子的能量值低。因此，针对由各检测器同时计数的光子的能量输出设置能量阈值，将具有超过该能量阈值的能量输出值作为真的同时计数，将没有满足能量阈值的值作为噪声成分来加以排除。但是，若各检测器的增益和偏移量改变，则无故舍去了要作为真的同时计数收集的数据，或要作为真的同时计数收集的数据中混入了噪声成分。因此，对各检测器进行能量·校准的情形在得到良好的RI分布图像方面很重要。
现有装置的能量·校准如下这样来进行。使用能量·校准用的模型(phantom)，来收集校准用的数据(同时计数数据)。并且，每个检测器收集光子的能量·频谱，并调整各检测器的增益，使得各能量·频谱中的峰值为511keV。分别估计各检测器的能量输出中含有的噪声成分，并调整各检测器的偏移量。
但是，若基于上述的现有装置的能量·校准，则由于在校准中不能将PET装置用于本来的诊断，所以有装置的工作效率降低的问题。
另一方面，所谓时间·校准是指使检测器检测出光子时所输出的时间信息(脉冲信号)的输出定时在检测器间一致。由此，提高判断为同时计数的时间窗的精度而截除偶发同时事件。另外在TOF(time of flight)型PET装置中，测量同时计数的消灭光子的检测时间差，而求出光子的放射位置。在这种装置中，使检测器在检测出光子时输出的时间信息(脉冲信号)的输出定时在检测器间一致，且若时间差测量的绝对精度不好，则光子的放射位置的检测精度变差，图像质量降低。因此，对各检测器进行时间·校准在得到良好的RI分布图像方面很重要。
现有装置的时间·校准如下这样来进行。使用时间·校准用的模型(phantom)，来收集校准用的数据(同时计数数据)。并且，每个检测器收集光子的时间·频谱而彼此进行对照，并调整各检测器的时间信息(脉冲信号)的输出定时，使得频谱中真的同时计数的峰值一致。
但是，若基于上述的现有装置的时间·校准，则由于在校准中不能将PET装置用于本来的诊断，所以有装置的工作效率降低的问题。另外，即使通过时间·校准，使检测器间的时间信息(脉冲信号)的输出定时一致，也不能保证时间差测量的绝对精度，所以不能说是精度充分高的校正。
发明内容
本发明是鉴于这种情形而作出的，其目的是提供一种不会降低PET装置的工作效率，且可高精度进行校准的PET装置。
本发明为了实现这种目的而采取如下结构。
即，本发明的正电子CT装置，其特征在于，包括：(A)多个检测单元，检测从施加给被检体的放射性核素中释放的光子；(B)模拟·数字变换单元，其将作为各检测单元的检测输出之一的模拟·能量输出变换为预定信道数的数字信息；(C)事件判断单元，其被提供各检测单元的检测输出，判断成为产生该检测输出的契机且作为对该检测单元的光子入射现象的事件是作为将消灭对的光子向一对检测单元同时入射的现象的双次事件还是作为将单一光子入射到单一检测单元的现象的单一事件；(D)双次事件·能量信息存储单元，其在事件判断单元判断某个事件是双次事件时，取得这时的模拟·数字变换单元的输出信息并加以存储；(E)单一事件·能量信息存储单元，其在事件判断单元判断某个事件是单一事件时，取得这时的模拟·数字变换单元的输出信息，并按每个检测单元来存储在能量·信道轴上表示了与单一事件有关的入射光子的计数值的分布的能量·信道·频谱；(F)能量·峰值检测单元，其适时地读出存储在单一事件·能量信息存储单元中的各检测单元的能量·信道·频谱，并检测出相当于背景的噪声水平的能量基准峰值与放射性核素固有的固有能量·峰值；(G)能量变换系数算出单元，其根据与按每个检测单元检测出的能量基准峰值和固有能量·峰值的能量间隔相应的信道数、和放射性核素固有的能量值的关系，按每个检测单元算出作为每个单位能量的信道数的能量变换系数；(H)偏移量·能量检测单元，其根据各检测单元的能量基准峰值的位置，来求出与各检测器的偏移量·能量相应的信道数；(I)能量校正单元，其根据各检测单元的能量变换系数与偏移量·能量，来调整各检测器的增益与偏移量、和/或模拟·数字变换单元的能量·信道轴与偏移量。
本发明的正电子CT装置涉及能量·校准。本发明的能量·校准的特征在于在临床中收集校准用的数据与将现有装置中废弃的临床中的单一事件数据用作校准用的数据方面。具体是，临床中通过多个检测单元来检测从施加给被检体的放射性核素中释放的光子。各检测单元输出与所入射的光子的能量对应的模拟·能量输出。将这些模拟·能量输出提供给模拟·数字变换单元和事件判断单元。模拟·数字变换单元将模拟·能量输出转换为预定信道数的数字信息。另一方面，事件判断单元判断成为某个检测单元产生检测输出的契机且作为对该检测单元的光子入射现象的事件是将消灭成对光子同时入射到一对检测单元的现象的双次事件还是作为将单一光子入射到单一检测单元的现象的单一事件。在事件判断单元将某个事件判断为双次事件时，将这时的模拟·数字变换单元的输出信息取入到双次事件·能量信息存储单元中并加以存储。将该数据作为发射数据提供给RI分布图像的重构。
另一方面，在事件判断单元判断某个事件为单一事件时，将这时的模拟·数字变换单元的输出信息取入到单一事件·能量信息存储单元中，并收集·存储在能量·信道轴上表示与单一事件有关的入射光子的计数值的分布的能量·信道·频谱。与单一事件有关的数据如下所说明的，用作校准数据。首先，能量·峰值检测单元适时地读出存储在单一事件·能量信息存储单元中的各检测单元的能量·信道·频谱，并检测与背景的噪声等级相应的能量基准峰值与放射性核素固有的固有能量·峰值。能量基准峰值对应于入射的光子的能量为零的状态。与从能量基准峰值到固有能量·峰值的间隔相应的信道数对应于放射性核素固有的能量(511keV)。距能量基准峰值的零·信道的偏移量相当于偏移量(offset)。因此，能量变换系数算出单元根据与按每个检测单元检测出的能量基准峰值与固有能量·峰值的能量间隔相应的信道数和放射性核素固有的能量值的关系，按每个检测单元算出作为每单位能量的信道数的能量变换系数。偏移量·能量检测单元根据各检测单元的能量基准峰值的位置，来求出与各检测器的偏移量·能量相应的信道数。能量校正单元根据各检测单元的能量变换系数和偏移量·能量，来调整各检测器的增益与偏移量、和/或模拟·数字变换单元的能量·信道轴与偏移量。
本发明的正电子CT装置，其特征在于，包括：(J)多个检测单元，检测从施加给被检体的放射性核素释放的光子；(K)时间·数字变换单元，其将作为各检测单元的检测输出之一的与检测出光子的时间有关的信息转换为预定信道数的数字信息；(L)事件判断单元，其被提供各检测单元的检测输出，并判断成为产生该检测输出的契机且作为对该检测单元的光子入射现象的事件是作为将消灭成对光子同时入射到一对检测单元的现象的双次事件还是作为将单一光子入射到单一检测单元的现象的单一事件；(M)双次事件·时间信息存储单元，其在事件判断单元判断为某个事件是双次事件时，取得这时的时间·数字变换单元的输出信息并加以存储；(N)单一事件·时间信息存储单元，其在事件判断单元判断为某个事件是单一事件时，从时间·数字变换单元取得与检测出光子的时间有关的信息与将某个事件判断为单一事件之前所需的时间有关的信息，并按每个检测单元来存储在时间·信道轴上表示了与单一事件有关的入射光子的计数值的分布的时间·信道·频谱；(O)时间峰值检测单元，其适时地读出单一事件·时间信息存储单元中存储的各检测单元的时间·信道·频谱，并检测与检测出光子的时间相应的时间基准峰值和将某个事件判断为是单一事件之前所需的时间相应的判断时间峰值；(P)时间变换系数算出单元，其根据与按每个检测单元检测出的时间基准峰值和判断时间峰值的时间间隔相应的信道数、与为了将某个事件判断为是双次事件还是单一事件而作为预定的消灭对光子的最大入射时间差的基准判断时间的关系，按每个检测单元算出作为每单位时间的信道数的时间变换系数；(Q)偏移量·时间检测单元，其根据各检测单元的时间基准峰值的位置，来求出与各检测器的偏移量·时间相应的信道数；(R)时间校正单元，其根据各检测单元的时间变换系数和偏移量·时间，调整与各检测器对应的时间·数字变换单元的时间轴和偏移量。
本发明的正电子CT装置涉及时间·校准。本发明的时间·校准的特征在于与上述能量·校准同样，在临床中收集校准用的数据以及将现有装置中废弃的临床中的单一事件数据用作校准用的数据的方面。具体上，通过多个检测单元来检测临床中从施加到被检体的放射性核素释放的光子。各检测单元作为检测输出之一，输出与检测出光子的时间有关的信息。将与这些时间有关的信息提供给时间·数字变换单元和事件判断单元。时间·数字变换单元将与检测出各检测器的光子的时间有关的信息变换为预定信道数的数字信息。另一方面，事件判断单元判断成为某个检测单元产生检测输出的契机且作为对该检测单元的光子入射现象的事件是作为将消灭对的光子同时入射到一对检测单元的现象的双次事件还是作为将单一光子入射到单一检测单元的现象的单一事件。事件判断单元在判断为某个事件是双次事件时，将这时的时间·数字变换单元的输出信息取入到双次事件·时间信息存储单元中并加以存储。将该数据作为发射数据来提供给RI分布图像的重构。
另一方面，在事件判断单元判断为某个事件为单一事件时，将与检测出光子的时间有关的信息、与将某个事件判断为是单一事件之前所需的时间有关的信息从时间·数字变换单元取入到单一事件·时间信息存储单元中，并按每个检测单元来存储在时间·信道轴上表示了与单一事件有关的入射光子的计数值的分布的时间·信道·频谱。如下所说明的，与单一事件有关的数据用作校准数据。首先，时间峰值检测单元适时读出在单一事件·时间信息存储单元中存储的各检测单元的时间·信道·频谱，并检测出与检测出光子的时间相应的时间基准峰值、与将某个事件判断为是单一事件之前所需的时间相应的判断时间峰值。时间基准峰值对应于检测单元检测出光子的时间。与从时间基准峰值到判断时间峰值的间隔相应的信道数对应于为了将某个事件判断为是双次事件还是单一事件而作为预定的消灭对光子的最大入射时间差的基准判断时间。距时间基准峰值的零·信道的偏移量相当于偏移量。因此，时间变换系数算出单元根据每个检测单元检测出的与时间基准峰值和判断时间峰值的时间间隔相应的信道数、和为将某个事件判断为是双次事件还是单一事件而作为预定的消灭成对光子的最大入射时间差的基准判断时间的关系，按每个检测单元算出作为每单位时间的信道数的时间变换系数。偏移量·时间检测单元根据各检测单元的时间基准峰值的位置，求出与各检测器的偏移量·时间相应的信道数。并且，时间校正单元根据各检测单元的时间变换系数与偏移量·时间，来调整与各检测器对应的时间·数字变换单元的时间轴与偏移量。
本发明的正电子CT装置为了校准数据，不需要使用了模型(phantom)等的特别的数据收集操作，而在临床中收集校准数据。因此，可以缩短为进行校准而使PET装置停止的期间，可以提高装置的工作效率。另外，由于可以每次临床中收集校准数据来频繁校正PET装置，所以可以将PET装置维持在高精度。进一步，由于并行收集用于临床的与双次事件有关的数据(发射数据)与临床中不使用而一般上加以废弃的与单一事件有关的数据，使用数据量比较多的与单一事件有关的数据来进行校准，所以可以高效进行装置的校正。尤其，根据与能量·校准有关的前者的发明，可以高精度进行各检测器的能量信息的校正。另外，根据与时间·校准有关的后者的发明，可以高精度进行各检测器的时间信息的校正。
附图说明
图1是表示本发明的一实施例的PET装置的示意结构的框图；
图2是表示了实施例装置中的数据收集处理的流程的流程图；
图3是表示了能量·校准处理的流程的流程图；
图4是在能量·校准处理的过程中收集的ADC频谱的图；
图5是在能量·校准处理中得到的能量·频谱的图；
图6是表示了时间·校准处理的流程的流程图；
图7是在时间·校准处理的过程中收集的TDC频谱的图；
图8是通过双次(double)事件收集的TDC频谱的图；
图9是在时间·校准处理中得到的时间·频谱的图；
图10是表示了检测器的异常检测处理的流程的流程图。
图中：4—检测器，5—放大器，6—模拟·数字变换器(ADC)，8—时间·数字变换器(TDC)，9—事件判断部，10—位置运算电路，11—数据处理部，12—双次事件·能量信息存储部，13—双次事件·时间信息存储部，14—位置信息存储部，15—单一事件·能量信息存储部，16—单一事件·时间信息存储部，17—变换系数存储部。
具体实施方式
下面，参考附图来说明本发明的实施例。
图1是表示了实施例的PET装置的主要部分结构的框图。
本实施例的PET装置大致来分由台架1、数据收集系统2和数据处理系统3构成。台架1具有检测从施加给被检体的放射性核素释放的光子的多个检测器4。检测器4由将光子转换为可见光的闪烁器(未图示)、将可见光转换为电信号的光电子倍增管(未图示)等构成。这种检测器4的多个在插入被检体的台架1的开口周围按环状来排列配置。但是，图1中，为了作图方便，仅表示了2个检测器4。
数据收集系统2是收集由检测器4检测出的光子的能量信息、与检测出光子的时间有关的信息和与光子的入射位置有关的信息的系统。具体上，作为各检测器4的检测输出之一的模拟·能量输出经放大器5提供给模拟·数字变换器(ADC)6。ADC6将所输入的模拟·能量信号转换为预定信道数(本实施例中是128个信道)的数字信息。
将作为各检测器4的检测输出之一的与检测出光子的时间有关的信息(由光子入射产生的脉冲信号)提供给时间·数字变换器(TDC)8。TDC8将与检测出了光子的时间有关的信息转换为预定信道数(本实施例中是128个信道)的数字信息(数字·时间输出)。
另外，将起始信号公共提供给每个检测器4的TDC8。将停止信号从后述的事件判断部9提供给TDC8。起始信号可以是来自检测器4的信号，也可以是与综合控制整体的主时钟同步的信号。
进一步，将从各检测器4输出的与检测出光子的时间有关的信息提供给事件判断部9。事件判断部9判断作为成为各检测器4产生检测输出的契机的对该检测器4的光子入射现象的事件是作为将消灭的成对光子同时入射到一对检测器4的现象的双次事件还是作为将单一光子入射到单一检测器4的现象的单一事件。
事件判断部9为了判断某个事件是双次事件还是单一事件，而设置作为预定的消灭成对光子的最大入射时间差的基准判断时间。本实施例中，作为基准判断时间设置了10nsec。因此，在将与检测出光子的时间有关的信息(光子入射时间信息)最先输入到事件判断部9后，若在10nsec以内输入了下一光子入射时间信息，则将该事件判断为双次事件(真的同时计数)。相反，若在10nsec之内没有输入光子入射时间信息，则将最初的光子入射时间信息判断为单一事件。将这种判断结果提供给ADC6、TDC8和后述的位置运算电路10等。尤其将上述的停止信号提供给TDC8。
将各检测器4的检测输出提供给位置运算电路10。位置运算电路10在判断为光子的入射现象为双次事件时，从各检测器4的检测输出比值中算出光子的入射位置。
说明数据处理系统3。数据处理系统3具有由计算机构成的数据处理部11。数据处理部11根据所存储的发射(emission)数据(通过双次事件收集的数据)来重构RI分布图像，或执行作为本实施例装置的特征的校准处理。数据处理系统3作为为进行图像重构而存储通过双次事件产生的数据用的要素，进一步具有双次事件·能量信息存储部12、双次事件·时间信息存储部13和位置信息存储部14。数据处理系统3作为为进行校准而存储通过单一事件产生的数据用的要素，包括单一事件·能量信息存储部15、单一事件·时间信息存储部16与变换系数存储部17。
双次事件·能量信息存储部12在事件判断部9将光子的入射现象判断为是双次事件时，存储作为这时的ADC6的输出的数字·能量信息。双次事件·时间信息存储部13存储作为双次事件时的TDC8的输出的数字·时间信息。位置信息存储部14存储作为双次事件时的位置运算电路10的输出的光子的入射位置信息。
单一事件·能量信息存储部15在事件判断部9将光子的入射现象判断为是单一事件时，取得这时的ADC6的输出信息，并按每个检测器4来存储在能量·信道轴上表示与单一事件有关的入射光子的计数值分布的能量·信道·频谱(参考图4)。单一事件·时间信息存储部16在事件判断部9将光子的入射现象判断为是单一事件时，从TDC8取得与检测出光子的时间有关的信息、在将某个事件判断为是单一事件之前所需的时间(本实施例中是10nsec)有关的信息，并按每个检测器4来存储时间·信道轴上表示与单一事件有关的入射光子的计数值的分布的时间·信道·频谱(参考图7)。变换系数存储部17随时存储能量·校准处理的过程中得到的能量变换系数与时间·校准处理的过程中得到的时间变换系数。
除此之外，数据处理系统11具有显示重构的RI分布图像与在校准处理中收集的数据等用的图像表示器18和未图示的操作输入部等。下面，说明实施例装置的动作。
<数据收集处理>
参考图2的流程图。将临床时施加了放射性核素的被检体插入到台架1的开口中。台架1的各检测器4检测从被检体内的放射性核素释放的光子。这时，事件判断部9判断对检测器4的光子入射现象是双次事件还是单一事件(步骤S1)。在判断为是双次事件时，将这时的ADC6、TDC8和位置运算电路10的各数据作为发射数据，分别存储在双次事件·能量信息存储部12、双次事件·时间信息存储部13和位置信息存储部14中(步骤S2)。将所存储的发射数据通过数据处理部11供给图像重构处理(步骤S3)。另一方面，在事件判断部9判断为光子入射现象是单一事件时，将这时的ADC6和TDC8的各数据作为校准用数据存储到单一事件·能量信息存储部15和单一事件·时间信息存储部16中(步骤S4)。将所存储的校准用数据提供给在数据处理部11中适时执行的校准处理(步骤S5)。下面，说明作为本实施例装置的特征部分的校准处理。
<能量·校准处理>
如上所述，单一事件·能量信息存储部16在事件判断部9判断光子的入射现象为单一事件时，取得这时的ADC6的输出信息，并按每个检测器4来存储在能量·信道轴上表示了与单一事件有关的入射光子的计数值分布的能量·信道·频谱。图4表示所收集的能量·信道·频谱的一例。图4中，横轴是作为ADC6的输出单位的信道轴(能量·信道轴)，纵轴是单一事件(光子的入射)频率。频谱中的峰值EP1是对应于放射性核素固有的能量值(511keV)的固有能量·峰值。另外，峰值EP2是与背景的噪声等级相应的能量基准峰值。
下面，参考图3的流程图来加以说明。通过数据处理部11从单一事件·能量信息存储部15中适时读出能量·信道·频谱来进行能量·校准(步骤S11)。本实施例中，由于在临床中收集了校准数据，所以可以最頻繁地在每个临床中进行校准，但是也可以是1天1次的程度。
数据处理部11从所读出的各检测器4的能量·信道·频谱中检测出固有能量·峰值和能量基准峰值(步骤S12)。具有这种峰值检测功能的数据处理部11相当于本发明的能量·峰值检测单元。
数据处理部11从相当于每个检测器4检测出的能量基准峰值与固有能量·峰值的能量间隔的信道数和放射性核素固有的能量值关系中，按每个检测器4算出作为每单位能量的信道数的能量变换系数(步骤S13)。具有这种能量变换系数算出功能的数据处理部11相当于本发明的能量变换系数算出单元。具体上，通过下式来算出能量变换系数。
能量变换系数[ch/keV]＝(固有能量·峰值[ch]一能量基准峰值[ch])/511[keV]
如可从图4来理解的，由于相当于固有能量·峰值ch1和能量基准峰值ch2的间隔的信道数(ch1—ch2)相当于放射性核素的固有能量值(511keV)，所以若通过用511keV来除以两峰值间隔(ch1-ch2)，则可以得到作为每个能量的信道数的能量变换系数。
进一步，数据处理部11根据各检测器4的能量基准峰值EP2的位置，来求出相当于各检测器4的偏移量·能量的信道数(步骤S14)。具有这种功能的数据处理部11相当于本发明的偏移量·能量检测单元。具体是，图4中，从0ch求出与到能量基准峰值ch2为止的间隔相当的信道数，该间隔是基于所谓的背景噪声的偏移量。
使用这样得到的能量变换系数和偏移量·能量，数据处理部11进行各检测器4的能量·校准(步骤S15)。能量·校准通过调整各检测器4(具体上是图1所示的放大器5)的增益与偏移量、和/或各ADC6的能量·信道轴与偏移量来进行。本实施例用软件进行后者的校准处理。下面，说明该处理。
本实施例中，使用步骤S13和S14中求出的能量变换系数[ch/keV]与偏移量·能量[ch]，将ADC6的数字·能量输出从信道单位〔ch〕恢复到能量单位[keV]，从而校正能量输出。具体是，从ADC6的数字·能量输出[ch]中减去偏移量·能量[ch]，并通过用能量变换系数[ch/keV]除以该相减值，从而校正能量输出[keV]。若用式子表示，则如下这样。
能量[keV]＝(ADC[ch]—能量基准峰值[ch])/能量变换系数[ch/keV]
图5表示如上这样校正后的能量·频谱。如从图5可理解的，通过从ADC6的数字·能量输出[ch]减去偏移量·能量[ch]，变为在结果上校正了各检测器4的偏移量，校正后的背景的噪声等级与基准值(0keV)一致。另外，通过用能量变换系数[ch/keV]除以从ADC6的数字·能量输出[ch]减去偏移量·能量[ch]后的相减值，结果校正了各检测器4的增益，而使校正后的放射性核素的固有的能量值与511keV一致。
<时间·校准处理>
如上所述，单一事件·时间信息存储部16在事件判断部9将光子的入射现象判断为是单一事件时，从TDC8取得与检测出光子的时间有关的信息与将某个事件判断为是单一事件所需的时间(本实施例中是10nsec)有关的信息，并按每个检测器4来存储在时间·信道轴上表示了与单一事件有关的入射光子的计数值分布的时间·信道·频谱。图7表示所收集的时间·信道·频谱的一例。横轴是作为TDC8的输出单位的信道轴(时间·信道轴)，纵轴是单一事件(光子的入射)频率。频谱中的峰值TP1是与将某个事件判断为单一事件之前所需的时间(本实施例中是10nsec)相当的判断时间峰值。峰值TP2是与检测出光子的时间相当的时间基准峰值。
下面，参考图6的流程图来加以说明。时间·校准通过数据处理部11从单一事件·时间信息存储部16中适时读出时间·信道·频谱来加以进行(步骤T11)。
数据处理部11从所读出的各检测器4的时间·信道·频谱中检测出时间基准峰值和判断时间峰值(步骤T12)。具有这种峰值检测功能的数据处理部11相当于本发明的时间峰值检测单元。
数据处理部11根据相当于每个检测器4检测出的时间基准峰值和判断时间峰值的时间间隔的信道数、与为了判断某个事件是双次事件还是单一事件而作为预定消灭对光子的最大入射时间差的基准判断时间(10nsec)的关系，按每个检测器4算出作为每单位时间的信道数的时间变换系数(步骤T14)。具有这种时间变换系数算出功能的数据处理部11相当于本发明的时间变换系数算出单元。具体上，通过下式来算出时间变换系数。
时间变换系数[ch/nsec]＝(判断时间峰值[ch]一时间基准峰值[ch])/10[nsec]
判断为在将上述的起始信号提供给TDC8的定时内检测出光子。另外，在将上述停止信号提供给TDC8的定时内，判断某个事件为单一事件。在起始信号是来自检测器4的信号的情况下，从检测出光子的检测器4输出起始信号来作为触发器，并公共提供给每个检测器4的TDC8。在起始信号是与主时钟同步的信号的情况下，在检测出光子后，输出与主时钟同步的起始信号，并公共提供给每个检测器4的TDC8。若将某个事件判断为是单一事件，则输出上述的停止信号并提供给TDC8。因此，判断时间峰值[ch]—时间基准峰值[ch]为起始信号和停止信号的输出差。
如从图7可理解的，由于与判断时间峰值TP1和时间基准峰值TP2的间隔相当的信道数(ch1—ch2)相当于基准判断时间(10nsec)，所以若用基准判断时间(10nsec)除以两峰值间隔(ch1—ch2)，则可得到作为每单位时间[nsec]的信道数的时间变换系数。
进一步，数据处理部11根据各检测器4的时间基准峰值的位置，求出与各检测器4的偏移量·时间相应的信道数(步骤S14)。具有这种功能的数据处理部11相当于本发明的偏移量·时间检测单元。具体是，图7中，从0ch求出与到时间基准峰值TP为止的间隔相应的信道数。
使用这样得到的时间变换系数与偏移量·时间，数据处理部11进行各检测器4的时间·校准(步骤T15)。通过调整TDC8的时间·信道轴与偏移量来进行时间·校准。下面，说明该处理。
本实施例中，通过使用步骤T13和T14中求出的时间变换系数[ch/nsec]与偏移量·时间[ch]，而将TDC8的数字·时间输出从信道单位[ch]恢复到时间单位[nsec]，从而校正各检测器4的时间信息。
具体上，通过从TDC8的数字·时间输出[ch]减去偏移量·时间[ch]，并用时间变换系数[ch/nsec]除以其相减值，从而来校正时间信息[nsec]。若用式子来表示，则如下这样。
时间信息[nsec]＝(TDC[ch]一时间基准峰值[ch])/时间变换系数[ch/nsec]
图8是在判断为双次事件时得到的时间信息(TDC8的数字·时间输出)的频谱。图8中，中央的峰值A是真的同时计数，边缘区域B是分散同时计数。与这种各检测器4对应的TDC8的信道·频谱通过实施上述时间·校准处理，而变为如图9所示的这种时间·频谱。即，图8的峰值A的信道值通过偏移量·时间的调整而进入到“0”nsec，另外，通过时间变换系数的除法，而使与各检测器4对应的时间·频谱在时间轴上的刻度(scale)一致。
这样，求出时间变换系数，并通过时间变换系数的相除来得到时间信息的情形在适用于上述的TOF(time of flight)型PET装置的情况下尤其有用。即，通过时间变换系数的相除，从而使时间·频谱在时间轴的刻度一致，保证了时间差测量的绝对精度，所以可以高将度测量进行同时计数的消灭光子的检测时间差。
如上所述，根据本实施例装置，在临床中收集与双次事件有关的数据(发射数据)，同时并行收集在临床中不使用一般废弃的与单一事件有关的数据，并使用与该单一事件有关的数据来进行校准，所以可以校正装置，而不降低装置的工作效率。
<检测器的异常检测处理>
可以使用在上述校准处理的过程中算出的能量变换系数与时间变换系数来进行PET装置的检测器的异常检测。下面，参考图10的流程图来加以说明。
步骤U1中，若算出能量变换系数和时间变换系数，则在下面的步骤U2中判断这些变换系数是否正常。具体上，将前次的校准处理中算出的变换系数作为基准值，在这次的校准处理中算出的变换系数相对基准值在预定值以上变化的情况下，判断为装置异常。若变换系数正常，则将该变换系数写入存储到变换系数存储部17的参数文件中。(步骤U3)。另一方面，若变换系数异常，则检测器判断为产生了异常而加以通知(步骤U4)。由于按每个检测器算出变换系数，所以通过监视变换系数的变化，可容易发现多个检测器的异常。
另外，判断变换系数的正常·异常用的基准值最好随时参考记录变换系数的变换系数存储部17的参数文件，而从短期比较(例如每次检查)、中期比较(例如以一天为单位)、长期比较(例如以周为单位)生成。另外，也可在图像表示器18中显示各校准处理中得到的ADC频谱(图4)和TDC频谱(图7)，而在视觉上评价各校正是否妥当。

Claims (2)

1、一种正电子CT装置，所述装置包括：
(A)多个检测单元，检测从施加给被检体的放射性核素中释放的光子；
(B)模拟·数字变换单元，其将作为各检测单元的检测输出之一的模拟·能量输出变换为预定信道数的数字信息；
(C)事件判断单元，其被提供各检测单元的检测输出，判断成为产生该检测输出的契机且作为光子向该检测单元入射的现象的事件是作为将消灭对光子向一对检测单元同时入射的现象的双次事件还是作为单一光子向单一的检测单元入射的现象的单一事件；
(D)双次事件·能量信息存储单元，其在事件判断单元判断某个事件是双次事件时，取得此时的模拟·数字变换单元的输出信息并加以存储；
(E)单一事件·能量信息存储单元，其在事件判断单元判断某个事件是单一事件时，取得此时的模拟·数字变换单元的输出信息，并按每个检测单元来存储在能量·信道轴上表示了与单一事件有关的入射光子的计数值的分布的能量·信道·频谱；
(F)能量·峰值检测单元，其适时地读出存储在单一事件·能量信息存储单元中的各检测单元的能量·信道·频谱，并检测相当于背景的噪声等级的能量基准峰值与放射性核素固有的固有能量·峰值；
(G)能量变换系数算出单元，其根据与按每个检测单元检测出的能量基准峰值和固有能量·峰值的能量间隔相应的信道数、和放射性核素固有的能量值的关系，按每个检测单元算出作为每个单位能量的信道数的能量变换系数；
(H)偏移量·能量检测单元，其根据各检测单元的能量基准峰值的位置，求出与各检测器的偏移量·能量相应的信道数；和
(I)能量校正单元，其根据各检测单元的能量变换系数与偏移量·能量，调整各检测器的增益与偏移量、和/或模拟·数字变换单元的能量·信道轴与偏移量。
2、一种正电子CT装置，所述装置包括：
(J)多个检测单元，检测从施加给被检体的放射性核素释放的光子；
(K)时间·数字变换单元，其将作为各检测单元的检测输出之一的与检测出光子的时间有关的信息转换为预定信道数的数字信息；
(L)事件判断单元，其被提供了各检测单元的检测输出，并判断成为产生该检测输出的契机且作为光子向该检测单元入射的现象的事件是作为将消灭对的光子同时入射到一对检测单元的现象的双次事件还是作为将单一光子入射到单一检测单元的现象的单一事件；
(M)双次事件·时间信息存储单元，其在事件判断单元判断某个事件是双次事件时，取得此时的时间·数字变换单元的输出信息并加以存储；
(N)单一事件·时间信息存储单元，其在事件判断单元判断某个事件是单一事件时，从时间·数字变换单元取得与检测出光子的时间有关的信息、与将某个事件判断为单一事件之前所需的时间有关的信息，并按每个检测单元来存储在时间·信道轴上表示了与单一事件有关的入射光子的计数值分布的时间·信道·频谱；
(O)时间峰值检测单元，其适时地读出单一事件·时间信息存储单元中存储的各检测单元的时间·信道·频谱，并检测与检测出光子的时间相应的时间基准峰值、和将某个事件判断为单一事件之前所需的时间相应的判断时间峰值；
(P)时间变换系数算出单元，其根据与按每个检测单元检测出的时间基准峰值和判断时间峰值的时间间隔相应的信道数、和为了将某个事件判断为是双次事件还是单一事件而作为预定的消灭成对光子的最大入射时间差的基准判断时间的关系，按每个检测单元算出作为每单位时间的信道数的时间变换系数；
(Q)偏移量·时间检测单元，其根据各检测单元的时间基准峰值的位置，求出与各检测器的偏移量·时间相应的信道数；和
(R)时间校正单元，根据各检测单元的时间变换系数和偏移量·时间，调整与各检测器对应的时间·数字变换单元的时间轴和偏移量。
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