CN102007430B - 放射线断层摄影装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种放射线断层摄影装置(1)，包括检测环(12)。该检测环(12)具备没有排列闪烁晶体的欠缺部分。另外，本发明的放射线断层摄影装置(1)还具备关联数据补充部(30)。关联数据补充部(30)形成检测环(12)实际具备的第1闪烁晶体假定处在欠缺部分时的关联数据，将其追加到关联数据存储部(31)并进行保存，从而补充欠缺部分的关联数据。这样，关联数据补充部(30)可取得假定闪烁晶体排列在欠缺部分时得到的位置信息和与之对应的同时事件数。由此，根据本发明，能够得到高度真实的闪烁晶体的检测效率。因此，根据本发明，能够提供一种可生成适于诊断的放射线断层图像的放射线断层摄影装置(1)。

Description

放射线断层摄影装置
技术领域
本发明涉及将放射线形成图像的放射线断层摄影装置，特别涉及将块状的放射线检测器排列成环状的放射线断层摄影装置。
背景技术
放射线断层摄影装置(ECT：Emission Computed Tomography)在医疗领域已经得到应用，它对局部存在于关心部位的放射性药剂所放出的消灭放射线对(例如γ射线)进行检测，取得所关心的被检体部位的放射性药剂分布的断层图像。ECT中主要列举PET(Positoron EmissionTomography)装置、SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)装置等。
以PET装置为例进行说明。PET装置具有将块状的放射线检测器排列成环状的检测环。该检测环是为了包围被检体而设置的，构成为可以检测透过被检体的放射线。
在这种PET装置的检测环所配备的放射线检测器中，为提高分解效率，常常搭载如下机构，其构成为可以辨别放射线检测器上设置的闪烁体的深度方向的位置。首先，说明现有PET装置的构成。如图21所示，现有PET装置具有：架台(gantry)51，具备导入被检体的导入孔；检测环53，在架台51的内部，检测放射线的块状放射线检测器52围绕导入孔排列而形成；和支撑部件54，围绕检测环53设置。另外，各放射线检测器52与上述支撑部件54之间设有具备泄放电路的泄放单元55，它将支撑部件54与放射线检测器52连结起来。该泄放单元55与放射线检测器52的后述的光检测器62结合。
接下来，对放射线检测器52的构成进行说明。如图22所示，现有的放射线检测器52包括：将放射线转换成荧光的闪烁体61；和检测荧光的光电倍增管(以下称为光检测器)62。闪烁体61是长方体状的闪烁晶体63三维排列而成。光检测器62可以辨别荧光是从哪一个闪烁晶体63发出的。也就是说，放射线检测器52可以辨别放射线射入到闪烁体61的何处。
PET装置50通过检测消灭放射线对，对被检体关心部位进行成像。也就是说，对于插入PET装置50的被检体，其体内局部存在的放射性药剂射出方向彼此相反的消灭放射线对。该消灭放射线对会被2个不同的闪烁体61检测出。但是，对于所有闪烁体61，它们的放射线检测效率未必均匀。其检测效率的不均匀使放射线断层图像的可视性变差。
所以，现有PET装置50使用Fan·Sum(フアン·サム)法，对各闪烁体61的放射线检测效率的不均匀进行预测。并且，构成为：用1对闪烁体61检测投给被检体的放射性药剂所射出消灭放射线对时，参照提前取得的检测效率的不均匀情况，消除各闪烁体61的放射线检测效率的不均匀。这种构成被记述在例如非专利文献1中。
非专利文献1：“IEEE核科学会刊”(IEEE TRANSACTIONS ONNUCLEAR SCIENCE)(美国)1999年8月，第46卷，第4号，p.1062-1069
但是，根据以往的构成，Fan·Sum法只能用于放射线检测器排列成环状的检测环。也就是说，放射线检测器呈C状排列的乳房检查用乳腺PET无法简单套用上述Fan·Sum法。所以，乳房检查用乳腺PET肯定不能充分预测到各闪烁体61的放射线检测效率的不均匀情况。
这里，对现有的Fan·Sum法进行简单的说明。图23是说明现有Fan·Sum法的概念图。在希望了解闪烁晶体Ca的放射线检测效率的情况下，使用与闪烁晶体Ca相对的闪烁晶体C1～闪烁晶体Cn。也就是说，在向架台内部导入射出消灭放射线对的放射性物质的状态下，如图23所示，成对的消灭放射线对中的一个放射线射入闪烁晶体Ca；另一个射入闪烁晶体C1～闪烁晶体Cn中的一个，利用此时的关联数据，就应该得到闪烁晶体Ca的放射线检测效率。在希望了解闪烁晶体Ca的放射线检测效率的情况下，不使用从上述的闪烁晶体组合以外得来的放射线关联数据。如果用线将闪烁晶体Ca与闪烁晶体C1～闪烁晶体Cn中的一个连接，就会形成扇形。称之为扇区。
另外，如果闪烁晶体Ca的检测效率被判明，下一次就使用同样方法，求出与闪烁晶体Ca相邻的闪烁晶体的放射线检测效率。这样，就会得到所有闪烁晶体的放射线检测效率。由此，就会了解各闪烁晶体的放射线检测效率的不均匀情况。
图23(a)的闪烁晶体Cp和闪烁晶体Cq是相对的闪烁晶体。而且，以闪烁晶体Cp为中心的扇区形状、与以闪烁晶体Cq为中心的扇区形状相同。也就是说，是与闪烁晶体Ca的扇区形状相同的形状。这是因为闪烁晶体被排列成圆环状的缘故。所以，在Fan·Sum法中，所有闪烁晶体都是旋转对称的，因此对于各闪烁晶体，保证了检测效率测定条件的均一性。
但是，在乳房检查用乳腺PET中，放射线检测器被排列成C状。对于乳腺PET，为取得适于诊断的放射线断层图像，必需使被检体的关心部位较深地插入架台51的开口。为此，优选使被检体手腕部与架台51紧密接触。因此，架台51是C状。检测环12只有按照架台51的形状，不能将放射线检测器设置为圆环状。因此，乳腺PET的放射线检测器就被排列为C状。
在这种情况下，图23(b)的闪烁晶体Cp和闪烁晶体Cq成为相对的闪烁晶体。这时，以闪烁晶体Cp为中心的扇区形状与以闪烁晶体Cq为中心的扇区形状不同。这是由于放射线检测器被排列为C状，闪烁晶体的排列破坏了旋转对称性的缘故。
在Fan·Sum法中，闪烁晶体的放射线检测效率是为了了解各闪烁晶体的放射线检测效率的不均匀情况而测定的。因此，上述的以闪烁晶体Cp为中心的扇区形状与以闪烁晶体Cq为中心的扇区形状不同，是表示不能正确了解各闪烁晶体的放射线检测效率的不均匀情况。因为用于获得闪烁晶体Cp的放射线检测效率的扇区与闪烁晶体Cq的不同。
发明内容
本发明就是鉴于这种情况提出的，其目的在于，提供一种放射线断层摄影装置，即便放射线检测器被排列为C状，也可以在测定闪烁晶体的检测效率时，保证其测定条件的均一性，正确取得各闪烁晶体的放射线检测效率的不均匀情况。
本发明为达到这种目的，采取以下结构。
也就是说，本发明的放射线断层摄影装置包括：检测环，检测放射线的放射线元件被配置为弧状；同时计数机构，进行同时事件数的计数，该同时事件数是第1放射线检测元件和第2放射线检测元件同时检测放射线的次数；位置确定机构，输出位置信息，该位置信息是第1放射线检测元件与第2放射线检测元件的连线；和关联数据存储机构，保存将同时事件数和与之对应的位置信息关联起来的关联数据。在放射线断层摄影装置中，检测环具有排列检测放射线的放射线检测元件的排列部分；和没有排列放射线检测元件的欠缺部分，其包括：关联数据补充机构，根据关联的关联数据，求出第1放射线检测元件假定在欠缺部分时的同时事件数和与之对应的位置信息，将其追加到关联数据存储机构并进行保存，由此对欠缺部分的关联数据进行补充；检测效率取得机构，使用关联数据和通过补充形成的关联数据，得到配置在检测环上的各放射线检测元件的放射线检测效率；和修正机构，根据放射线检测效率，对放射线断层图像进行修正。
[作用·效果]本发明的结构中的检测环具备没有排列放射线检测元件的欠缺部分。也就是说，对于构成检测环的放射线检测元件，其排列的旋转对称性被打乱。对于这样的结构，如果按照以往去套用Fan·Sum法，因为Fan·Sum法的扇区形状是因放射线检测元件而不同，所以检测效率就要在不同的条件下计算。因此，计算出的检测效率不能真实再现实际的放射线检测元件的检测效率。但是，本发明具备关联数据补充机构。关联数据补充机构形成检测环实际具备的第1放射线检测元件假定处在欠缺部分时的关联数据，将其追加到关联数据存储机构并进行保存，由此对欠缺部分的关联数据进行补充。这样，关联数据补充机构就会取得假定放射线检测元件排列在欠缺部分时得到的位置信息和与之对应的同时事件数。在这种结构的基础上，使用Fan·Sum法进行检测效率的计算，放射线检测元件就会使Fan·Sum法的扇区形状固定。这是因为与欠缺部分有关的无法实测的位置信息和与之对应的同时事件数(关联数据)得到补充。因此，本发明算出的放射线检测元件的检测效率高度真实地再现了现实的检测效率。使用这样的检测效率对放射线断层图像进行加权处理的话，叠加在放射线断层图像上的各个放射线检测元件的放射线检测效率的不均匀就会被切实除去。这样，根据本发明，就可以提供一种放射线断层摄影装置，生成适于诊断的放射线断层图像。
此外，进一步优选，上述关联数据补充机构通过复制关联数据存储机构保存的关联数据，将该复制数据充当在欠缺部分进行计数的关联数据，来求出假定第1放射线检测元件处在欠缺部分时的同时事件数和与之对应的位置信息，进行补充。
[作用·效果]根据上述结构，复制关联数据存储机构保存的关联数据，将该复制数据充当在欠缺部分进行计数的关联数据，来进行上述的补充。根据上述结构，由于使用已经在关联数据存储部保存的关联数据，所以欠缺部分的关联数据会可靠地得到补充。
此外，进一步优选，上述的关联数据补充机构对欠缺部分的同时事件数和与之对应的位置信息的补充通过以下方式进行，即：在保持第1放射线检测元件和第2放射线检测元件的相对位置的状态下，虚拟地旋转二者，假定第1放射线检测元件就在欠缺部分。
[作用·效果]上述结构是更为具体的关联数据的补充方法。也就是说，上述结构是在保持第1放射线检测元件和第2放射线检测元件的相对位置的状态下，虚拟地旋转二者，假定第1放射线检测元件就在欠缺部分。也就是说，将属于检测环的第1放射线检测元件和第2放射线检测元件实测的同时事件数充当欠缺部分的同时事件数，关联数据补充机构的补充就简单完成了。
此外，也可以采用以下结构：上述的关联数据补充机构通过求出多个同时事件数的平均值，并将该平均值充当在欠缺部分进行计数的同时事件数，来补充假定第1放射线检测元件处在欠缺部分时的同时事件数。
[作用·效果]上述结构也是具体的关联数据的补充方法。通过求多个同时事件数的平均值，并将该平均值充当在欠缺部分进行计数的同时事件数，来进行关联数据补充机构的补充。上述结构的补充不是基于单一关联数据对欠缺部分关联数据的补充，而是基于多个关联数据对欠缺部分关联数据的补充，所以，实现了更加可靠的补充。
此外，也可以采用以下结构：上述的关联数据补充机构对欠缺部分的同时事件数的补充通过以下方式进行，即，在保持第1放射线检测元件和第2放射线检测元件的相对位置的状态下，虚拟地旋转二者，收集旋转对称放射线检测元件对，该旋转对称放射线检测元件对是与第1放射线检测元件以及第2放射线检测元件的位置关系是旋转对称的一对放射线检测元件，对与旋转对称放射线检测元件对对应的同时事件数进行平均计算，同时，将平均值充当假定第1放射线检测元件处在欠缺部分时的同时事件数。
[作用·效果]上述表示的是在使用多个关联数据补充欠缺部分的关联数据时的具体结构。也就是说，是在保持第1放射线检测元件和第2放射线检测元件的相对位置的状态下，虚拟地旋转二者，收集旋转对称放射线检测元件对。可以认为，该旋转对称放射线检测元件对的同时事件数与第1放射线检测元件和第2放射线检测元件这一对的同时事件数相同。因为放射线检测元件对的位置关系是相同的。如果对这样的旋转对称放射线检测元件对的同时事件数进行平均计算，就可以切实求出适合对欠缺部分进行关联数据补充的同时事件数。
[作用·效果]根据上述结构，可以较为真实地求出排列在排列部分的放射线检测元件的检测效率。也就是说，检测效率取得机构根据一度求出的放射线检测元件的检测效率，对放射线检测元件的检测效率再次进行更新，所以，得到的检测效率的取值更加接近实际。
此外，进一步优选上述的放射线检测元件至少沿圆形或多边形排列成弧状，构成放射线检测元件排成一列的单位检测环，多个单位检测环叠层，形成检测环。
[作用·效果]根据上述结构，就可以提供一种灵敏度被强化的放射线断层摄影装置。也就是说，上述结构具有多个单位检测环。由此，在进行被检体的放射线断层摄影时，就观测到更多的消灭放射线对。因此，根据上述结构，就可以提供一种灵敏度被强化的放射线断层摄影装置。
此外，也可以构成为，上述的检测环通过叠层检测元件弧状排列的单位检测环来形成。关联数据补充机构对欠缺部分的同时事件数的补充通过以下方式进行，即：对从构成单位检测环的放射线检测元件得到的同时事件数进行修正，对它们进行平均值计算，求出同时事件数平均值，将其充当在欠缺部分计数的同时事件数。检测效率取得机构将排列部分排列的放射线检测元件的检测效率暂时设为规定数值，同时将假定处在欠缺部分的放射线检测元件的检测效率设为规定数值，根据修正后的同时事件数和同时事件数平均值，求出放射线检测元件的检测效率。根据求出的放射线检测元件的检测效率和假定处在欠缺部分上的放射线检测元件的检测效率，再次求出排列在排列部分的放射线检测元件的检测效率，这时，假定在欠缺部分上计数的同时事件数是最初求出的同时事件数平均值与之前计算求出的放射线检测元件的检测效率的乘积。此外，假定处在欠缺部分上计数的放射线检测元件的检测效率维持规定的数值不变。
此外，上述的检测环也可以构成为具有彼此间隔的多个欠缺部分。
[作用·效果]根据上述结构，可以提供多种多样的放射线断层摄影装置。具有彼此间隔的多个欠缺部分的意思也可以说是，具有被欠缺部分分开的多个排列部分。这样的结构常常被用于放射线断层摄影装置。放射线检测元件的检测效率即便是在上述的结构下，也会被较为真实地算出。
本发明的结构中的检测环具备没有排列放射线检测元件的欠缺部分。另外，本发明具备关联数据补充机构。关联数据补充机构形成假定检测环实际具备的第1放射线检测元件处在欠缺部分时的关联数据，将其追加到关联数据存储机构并进行保存，由此，补充欠缺部分的关联数据。这样，关联数据补充机构就会取得假定放射线检测元件排列在欠缺部分时得到的位置信息和与之对应的同时事件数。
在这样结构的基础上，使用Fan·Sum法进行检测效率计算，放射线检测元件就会使Fan·Sum法的扇区形状固定。这是因为与欠缺部分有关的无法实测的位置信息和与之对应的同时事件数(关联数据)得到补充。使用这样的检测效率对放射线断层图像进行加权处理的话，叠加在放射线断层图像上的各个放射线检测元件的放射线检测效率的不均匀就会被切实除去。这样，根据本发明，就可以提供一种放射线断层摄影装置，可生成适于诊断的放射线断层图像。
此外，本发明也可以构成为：通过复制关联数据存储机构保存的关联数据，将该复制数据充当在欠缺部分进行计数的关联数据，来进行如上的补充。根据上述结构，因为使用已经在关联数据存储部保存的关联数据，所以欠缺部分的关联数据会可靠地得到补充。
附图说明
图1是实施例1的放射线检测器的立体图。
图2是对实施例1的放射线断层摄影装置的结构进行说明的局部剖面图。
图3是说明实施例1的放射线检测器群的结构的分解立体图。
图4是说明实施例1的检测环的结构的平面图。
图5是说明实施例1的放射线断层摄影装置的结构的功能模块图。
图6是说明实施例1的检测效率映射图的取得方法的流程图。
图7是说明实施例1的单位检测环的结构的示意图。
图8是说明实施例1的检测效率取得部的动作的概念图。
图9是说明实施例2的关联数据补充步骤的示意图。
图10是说明实施例1、实施例2结构下的补充效果的模拟结果。
图11是说明实施例1、实施例2结构下的补充效果的模拟结果。
图12是说明实施例1、实施例2结构下的补充效果的模拟结果。
图13是说明实施例1、实施例2结构下的补充效果的模拟结果。
图14是说明实施例3的放射线断层摄影装置的结构的功能模块图。
图15是说明实施例3结构下的补充效果的模拟结果。
图16是对实施例3的检测效率进行比较的模拟结果。
图17是对实施例3的检测效率进行比较的模拟结果。
图18是对实施例3的检测效率进行比较的模拟结果。
图19是对实施例3的检测效率进行比较的模拟结果。
图20是说明本发明的一个变形例的检测环结构的平面图。
图21是说明现有放射线断层摄影装置结构的局部剖面图。
图22是说明现有放射线断层摄影装置结构的立体图。
图23是说明现有Fan·Sum法的概念图。
图中：
C···闪烁晶体(放射线检测元件)
S···排列部分
T···欠缺部分
12···检测环
12a···单位检测环
24···同时计数部(同时计数机构)
26···LOR确定部(位置确定机构)
30···关联数据补充部(关联数据补充机构)
31···关联数据存储部(关联数据存储机构)
32···检测效率取得部(检测效率取得机构)
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的放射线断层摄影装置的各实施例进行说明。
[实施例1]
在说明实施例1的放射线断层摄影装置之前，首先对实施例1的放射线检测器1的构成进行说明。图1是实施例1的放射线检测器的立体图。如图1所示，实施例1的放射线检测器1包括：闪烁体2，按照闪烁晶体层2D、闪烁晶体层2C、闪烁晶体层2B、和闪烁晶体层2A的顺序，在z方向上形成各闪烁晶体层的叠层；光电倍增管(下称光检测器)3，具备对闪烁体2发出的荧光进行检测的位置辨别功能；和光导管(light guide)4，在闪烁体2与光检测器3之间交接荧光。因此，各闪烁晶体层在朝着光检测器3的方向叠层而构成。此外，闪烁晶体层2A成为闪烁体2的放射线入射面。另外，各闪烁晶体层2A、2B、2C、2D被光学性结合，各层之间设有透过材料t。作为该透过材料t，可以使用由硅树脂组成的热固型树脂。闪烁晶体层2A是辐射源发出的γ射线的受光部，其构成为块状的闪烁晶体被配置成二维矩阵状，以闪烁晶体a(1，1)为基准，在x方向上配置32个，在y方向上配置32个。也就是说，闪烁晶体a(1，1)～闪烁晶体a(1，32)被排列在y方向上，形成闪烁晶体阵列，该闪烁晶体阵列在x方向上排列32条，形成闪烁晶体层2A。另外，对于闪烁晶体层2B、2C和2D，也构成为闪烁晶体被配置成二维矩阵状，各自以闪烁晶体b(1，1)、c(1，1)和d(1，1)为基准，在x方向上配置32个，在y方向上配置32个。另外，对于各个闪烁晶体层2A、2B、2C、2D，透过材料t被设置在相邻的闪烁晶体之间。因此，各闪烁晶体被透过材料t包围。该透过材料t的厚度约为25μm。另外，γ射线相当于本发明的放射线。此外，闪烁晶体相当于本发明的放射线检测元件。
此外，闪烁体2具备的闪烁晶体层2A、2B、2C、2D上设有向x方向延伸的第1反射板r、向y方向延伸的第2反射板s。这两个反射板r、s被插入在排列的闪烁晶体的缝隙之间。
闪烁体2构成为：以三维方式排列适合检测γ射线的闪烁晶体。也就是说，闪烁晶体由Ce扩散之后的Lu2(1-x)Y2xSiO5(以下称为LYSO)构成。不论是哪个闪烁晶体层，各闪烁晶体都例如是x方向的长度为1.45mm、y方向的宽度为1.45mm、z方向的高度为4.5mm的长方体。此外，闪烁体2的4个侧面被未图示的反射膜覆盖。此外，光检测器3是多阳极型，可以辨别射入的荧光的x和y的位置。
下面，对实施例1的放射线断层摄影装置10的构成进行说明。图2是对实施例1的放射线断层摄影装置的构成进行说明的局部剖面图。如图2所示，实施例1的放射线断层摄影装置10具有：架台11，具有导入被检体的开口；和检测环12，设在架台11内部，被设置成包含架台11的开口，放射线检测器呈C状排列。该检测环12构成为，块状的放射线检测器1p、1q被排列成弧状。从被检体照射出来的γ射线射入该检测环12。另外，放射线断层摄影装置10构成为，射入的γ射线的强度、射入时间、和射入位置由检测环12确定。另外，检测环相当于本发明的放射线检测器群。另外，实施例1的架台11呈沿着检测环12的形状的弧状。
另外，实施例1的放射线断层摄影装置10具有C状的屏蔽体13，防止来自架台11外部的放射线进入检测环12。该屏蔽体13被配置成覆盖检测环12的成为平面的一个侧端。具体而言，屏蔽体13被设在检测环12的成为平面的一对侧端中的一个侧端，该侧端与放射线断层摄影装置10中的导入被检体M关心部位的开口相邻。换言之，屏蔽体13被设置成检测环12在轴方向上的延长。也就是说，位于架台11外部的被检体M的关心部位B以外的部位与检测环12被该环状的屏蔽体13隔开。另外，屏蔽体13例如由钨等构成。
对检测环12的结构进行说明。图3是说明实施例1的放射线检测器群的结构的分解立体图。如图3所示，检测环12构成为：多个检测器单元15沿C状的底板14的形状，排列成弧状。检测器单元15具有2个放射线检测器1和L型的保持部件16。保持部件16由于具有主板16a，所以保持放射线检测器1。另外，图3中，7个检测器单元15沿正八边形的各边，被排列成弧状。这里是为了简化图示。实施例1的实际形状是12个检测器单元15沿正十四边形的各边被排列成弧状。
沿x方向观察检测环12时，检测器单元15所具备的闪烁体2是朝着底板14的内部方向排列。因此，检测环12的内部被闪烁体2掩蔽。另外，检测器单元15经由后述的副板16b被螺栓和螺母连结在底板14上。此外，在副板16b上，设有用来插入螺栓的孔16c。另外，在底板14上，针对每个检测器单元15配备了贯穿上述螺栓的长孔14a。另外，在实施例1的结构中，12个检测器单元15沿弧排列。具体而言就是，12个检测器单元15沿正十四边形的各边排列。
图4是说明实施例1的检测环的结构的平面图。也就是说，从轴方向观察检测环12时，如图4所示的那样，12个放射线检测器1拥有两部分：沿正十四边形各边呈弧形排列的排列部分S；和没有放射线检测器1的欠缺部分T。设该弧的曲率中心是曲率中心D。
进一步对放射线断层摄影装置10的具体结构进行说明。图5是说明实施例1的放射线断层摄影装置的结构的功能模块图。如图5所示，实施例1的放射线断层摄影装置10包括：架台11、设在架台11内部的C状检测环12、防止来自架台11外部的射线进入检测环12的C状的屏蔽体13、设在检测环12内面侧的照射γ射线扇束的外部辐射源17、和对其进行驱动的外部辐射源驱动部18。另外，外部辐射源驱动部18被外部辐射源驱动控制部19控制。此外，放射线断层摄影装置10，还设有用来取得被检体M的关心部位B的断层图像的各部。具体而言就是，放射线断层摄影装置10包括：同时计数(符合计数)部24，接收来自检测环12的表示γ射线的检测位置、检测强度、检测时间的γ射线检测信号，对消灭γ射线对进行同时计数；LOR确定部25，根据被同时计数部24判定为消灭γ射线对的两个γ射线检测数据，对LOR进行确定；加权部26，对取得的发射数据和传送数据的放射线检测强度加权；吸收修正部27，参照后述的传送数据，进行γ射线的吸收修正；和图像形成部28，形成关心部位B的放射线断层图像。另外，LOR确定部相当于本发明的位置确定机构。
对取得放射线断层摄影装置10拥有的检测效率映射图所需要的各个构成进行说明。如图5所示，实施例1的放射线断层摄影装置10具有：关联数据存储部31，保存后述的关联信息；关联数据补充部30，在假定欠缺部分T上有闪烁晶体时，求出同时事件(符合事件)数，补充欠缺部分T的同时事件数；和检测效率取得部32，使用同时事件数和补充后的同时事件数，取得配置在检测环上的各放射线检测元件的放射线检测效率。另外，关联数据补充部、关联数据存储部、和检测效率取得部分别相当于本发明的关联数据补充机构、关联数据存储机构、和检测效率取得机构。
另外，实施例1的放射线断层摄影装置10还包括：总体控制外部辐射源驱动控制部19等的主控制部40；和显示放射线断层图像的显示部41。该主控制部40由CPU构成，通过执行各种程序，实现外部辐射源驱动控制部19、同时计数部24、LOR确定部25、吸收修正部27、图像形成部28、关联数据补充部30和检测效率取得部32。
放射线断层摄影装置10根据Fan·Sum法可以检测出各闪烁晶体上的放射线检测效率的不均匀情况。也就是说，形成一个检测效率映射图，反映检测环12整个的放射线检测效率的分布，根据该检测效率映射图，加权部26进行发射数据和传送数据的放射线检测强度的加权。
对检测效率进行说明。对于闪烁晶体C，即便以相同条件射入放射线，检测放射线的能力实际上有时比理想情况低，闪烁晶体C之间也会有偏差。其原因例如是闪烁晶体C的角部欠缺等闪烁晶体C的形状所引起的，或者是透过材料t混入异物等。此外，检测放射线的能力也会因闪烁体2的闪烁晶体C的位置而出现偏差。也就是说，越靠近闪烁体2的周边部，检测放射线的能力越低。因此，作为表示该闪烁晶体C检测放射线的能力的指标，使用检测效率。检测效率被用于对闪烁晶体C放射线检测能力的差异进行修正，使其平均化。
下面对这种放射线断层摄影装置10的动作进行说明。要在实施例1的放射线断层摄影装置10上取得被检体的放射线断层图像，首先需要的是检测效率映射图。所以，首先要对取得该检测效率映射图之前的各个步骤进行说明。
对于实施例1的检测效率映射图的取得方法，如图6所示，具有以下步骤：辐射源放置步骤S1，在架台11内部放置人体模型(phantom)45；检测步骤S2，使检测环12检测人体模型45射出的消灭放射线对；关联数据补充步骤S3，根据前面步骤得到的同时事件数和与之对应的LOR，形成假定在欠缺部分T上有闪烁晶体时的同时事件数，补充欠缺部分T的同时事件数；检测效率取得步骤S4，使用同时事件数和通过补充形成的同时事件数，获得配置在检测环12的各闪烁晶体C的放射线检测效率；和检测效率映射图形成步骤S5，按照检测环12上的各闪烁晶体C的排列，对各检测效率进行映射，形成检测效率映射图。下面，依次说明以上这些步骤。
<辐射源放置步骤S1>
首先，将人体模型45插入架台11的开口部。该人体模型45含有正电子发射核素，所以，从人体模型45向架台11放射彼此在相反方向行进的一对消灭放射线。另外，这时，阻碍取得检测效率的外部辐射源17被容纳在未图示的屏蔽库中。
<检测步骤S2>
在对检测步骤S2进行说明之前，对LOR(line of response)进行说明。设检测环12具有第1闪烁晶体C和第2闪烁晶体C。人体模型45发射的消灭放射线对中的一个与第1闪烁晶体C相遇，被转换成荧光；另一个与第2闪烁晶体C相遇，被转换成荧光。也就是说，可知：消灭放射线对是从上述第1闪烁体、第2闪烁晶体C连线上的任意点发射的。连接上述闪烁晶体之间的连线称为LOR。另外，LOR相当于本发明的位置信息。该LOR的确定由LOR确定部25进行。
γ射线检测数据被送到同时计数部24。同时计数部24在具有规定时间宽度的时间窗中，由第1闪烁晶体Ca和第2闪烁晶体Cb检测放射线，在这种情况下，设放射线同时由两个闪烁晶体Ca、Cb检测到。然后，对这一对放射线是行进方向相反的消灭放射线对进行认定。所以，称第1闪烁晶体Ca和第2闪烁晶体Cb同时检测放射线的情况为同时事件。然后，同时计数部24认为第1闪烁晶体Ca和第2闪烁晶体Cb检出过一次消灭放射线对，将其计数数值送出到关联数据存储部31。这样，成对的第1闪烁晶体Ca和第2闪烁晶体Cb中的同时事件的发生次数，即同时事件数就被保存到关联数据存储部31中。与此同时，与上述送出的同时事件数相对应的LOR从LOR确定部25被送至关联数据存储部31。也就是说，关联数据存储部31中将第1闪烁晶体Ca以及第2闪烁晶体Cb这一对的LOR与同时事件数关联起来保存。关联数据存储部31对能想到的所有闪烁晶体对都保存同时事件数和与之对应的LOR，不限于第1闪烁晶体Ca和第2闪烁晶体Cb这一对。将该同时事件数和与之对应的LOR关联起来形成的信息称为关联数据。
在检测步骤S2中，对从人体模型45射出的一对消灭放射线进行测量。消灭放射线对的发生点遍布人体模型45的横截面。因此，如果在人体模型45的横截面上描绘检测步骤S2中得到的LOR，则其整个区域将被LOR填充满。但是，由于检测环12上设有欠缺部分T，所以在人体模型45中的靠近欠缺部分T的区域(以下称为人体模型45附近区域)，所描绘的LOR的密度就会比较稀疏。
<关联数据补充步骤S3>
下面，对通过上述人体模型45附近区域的LOR进行补充，修正因存在欠缺部分T而造成的LOR密度的偏差。具体而言，假定闪烁晶体C被排列在欠缺部分T时，使用关联数据存储部31中保存的关联数据，对与排列在欠缺部分T的闪烁晶体C有关的同时事件数和与之对应的LOR所组成的关联数据进行预测。
关联数据补充步骤S3中，针对检测环12在轴方向上的位置相同的闪烁晶体C进行预测。也就是说，使用一列闪烁晶体C被排列成弧状的排列，对同时事件数进行补充。为了方便，将这一列闪烁晶体C称为单位检测环12a。对于检测环12，如果2个放射线检测器1p、1q被排列在检测环12的轴方向，每1个放射线检测器1有32个闪烁晶体C被排列在检测环12的轴方向的话，那么检测环12就可以被分割成64个在该轴方向上排列的单位检测环12a。换言之，闪烁晶体C至少被排成弧状，从而构成闪烁晶体C排成一列的单位检测环12a。多个单位检测环12a在轴方向叠层，形成检测环12。
此外，放射线检测器1中所具备的闪烁体2具有4个闪烁晶体层2A～2D。以下，为了方便说明，将闪烁体2简化为1个闪烁晶体层进行说明。
对实施例1的关联数据补充步骤S3的具体动作进行说明。在此之前，先对设在检测环12上的12个放射线检测器1给出连续编号。将位于放射线检测器1的排列的一端的放射线检测器1设为0号，然后依次对放射线检测器1进行编号，将位于排列的另一端的放射线检测器1设为11号。
此外，对单位检测环12a上排列的闪烁晶体C也给出连续编号。图7是说明实施例1的单位检测环的结构的示意图。也就是说，将排在第0号放射线检测器1的闪烁晶体C中面对欠缺部分T的闪烁晶体C设为第1号，然后跨越各放射线检测器1，对闪烁晶体C进行编号，将排列在第11号放射线检测器1的闪烁晶体C中面对欠缺部分T的闪烁晶体C设为第384号。也就是说，所给编号是32的倍数的闪烁晶体C会处在放射线检测器1具有的闪烁体2的端部。
对补充同时事件数的情况进行说明。单位检测环12a中只有384个闪烁晶体C。但这里假定，欠缺部分T也排列了与排列部分S同样间距的闪烁晶体C。具体而言就是，假定：第385号闪烁晶体C385与第384号闪烁晶体C相邻排列，往后的63个闪烁晶体C386～闪烁晶体C448排列在闪烁晶体C1与闪烁晶体C385之间。另外，闪烁晶体C385～闪烁晶体C416排成一列，形成正十四边形的检测环12的一边；余下的闪烁晶体C417～闪烁晶体C448也排成一列，形成正十四边形的检测环12的一边。也就是说，闪烁晶体1～闪烁晶体448沿正十四边形的各边排列，闪烁晶体C的排列以曲率中心D为中心，形成14次旋转对称。
这里，试求与闪烁晶体C193和闪烁晶体C385所拥有的LORβ相对应的同时事件数。由于闪烁晶体C385实际不存在，所以无法测定与该LORβ对应的同时事件数。因为闪烁晶体1～闪烁晶体448是沿正十四边形各边排列的，所以与该LORβ旋转对称的LOR是存在的。例如，它会是图7的LORα，是实际存在的闪烁晶体C129与闪烁晶体C321的连线。在这种情况下，LOR上的闪烁晶体C193与LORα上的闪烁晶体C129对应，LORβ上的闪烁晶体C385与LORα上的闪烁晶体C321对应。可以认为，与上述旋转对称的LOR对应的同时事件数是相同的。
因为关联数据存储部31中保存了针对所有能想到的实际存在的闪烁晶体C对的同时事件数和与之对应的LOR，所以与LORα对应的同时事件数是可靠存在的。
实施例1的结构中，关联数据补充部30从关联数据存储部31读出与LORα对应的同时事件数，将其与LORβ关联，形成关联数据。然后，将它们追加到关联数据存储部31中。也就是说，根据实施例1的结构，复制与LORα对应的关联数据，对该复制数据的LOR进行改写，充当闪烁晶体C193和闪烁晶体C385这一对的关联数据进行计数，就可以想象出假定闪烁晶体C321在欠缺部分T时的同时事件数和与之对应的位置信息。关联数据补充部30是将与上述实际不存在的闪烁晶体C385所拥有的LORβ相关的同时事件数当作与LORα相关的同时事件数，来补充人体模型45附近区域的LOR和与之对应的同时事件数的数据。也就是说，关联数据补充部30根据关联数据存储部31中保存的实际测量的同时事件数和与之对应的LOR，形成假定闪烁晶体C321在欠缺部分T时的同时事件数和与之对应的LORβ。另外，关联数据补充部30通过将形成的同时事件数和与之对应的LORβ追加到关联数据存储部31并进行保存，来补充欠缺部分T的关联数据。
此外，关联数据补充部30也可以表现为：在保持C129和C321的相对位置的状态下，虚拟地旋转二者，假定闪烁晶体C321处于检测环12的欠缺部分T，从而导出与LORβ有关的同时事件数。
另外，关联数据存储部30对上述LORα以外的无法实测同时事件数的LOR也进行同样处理。要进行这样的处理，可以利用下式1。另外，设：使实际不存在的闪烁晶体Ci和闪烁晶体Cj的连线LORγ旋转移动。
m(i，j)＝m(i+Ncx，j+Ncx)...(1)
这里，i，j是包含虚拟闪烁晶体C的闪烁晶体C的编号。在实施例1中，i，j是1到448的整数。m(i，j)表示闪烁晶体Ci、闪烁晶体Cj的同时事件数。另外，Nc表示一个放射线检测器1有几个闪烁晶体C被排列在单位检测环12a上。在实施例1中，因为有32个闪烁晶体C被排列在正十四边形的一边，所以Nc＝32。另外，x是整数，表示LORγ的旋转强度。具体而言就是，LORγ通过上式1所示的旋转移动，会旋转x/14。由此，设闪烁晶体为1个时，具有LORγ的各闪烁晶体C就会移动x×32个。在图7的例子中，x＝2。也就是说，对于闪烁晶体C，如果虚拟地将闪烁晶体Ci旋转过Nc个，其位置就会与具有LORα的闪烁晶体C的位置一致，该LORα与LORβ旋转对称。
另外，在式1中，i+Ncx和j+Ncx是1至448的整数。在式1中，如果单纯计算i+Ncx，有时就会超过448。在这种情况下，i+Ncx所表示的闪烁晶体C的编号是i+Ncx除以448的余数。例如，当i+Ncx为449时，由图7可知，它是表示闪烁晶体C448的下一个闪烁晶体C，实际上就是闪烁晶体C1。另外，j+Ncx也是同样。
在实施例1中，在x选择某值之后，就对LOR和与之对应的同时事件数进行补充。检测环12具有64个虚拟的闪烁晶体C和384个实际存在的闪烁晶体C。因此，在关联数据补充步骤3结束的时间点，与关联数据存储部31保存的LOR和同时事件数相关联的关联数据会因补充而增加，多于检测步骤S2结束的时间点。
<检测效率取得步骤S4>
检测效率取得部32使用关联数据存储部31中保存的LOR和同时事件数相关联的关联数据，取得各闪烁晶体C中的检测效率。这可以使用作为现有技术的Fan·Sum法。图8是说明实施例1的检测效率取得部的动作的概念图。如图8(a)所示，如果希望了解闪烁晶体Cp的检测效率，就从关联数据存储部31中提取关联数据，该关联数据与以闪烁晶体Cp为中心、呈扇形展开的多个LOR46对应。然后，计算所有与提取的LOR46相关联的同时事件数的总和，将该总和除以提取的LOR46的个数，就可以算出闪烁晶体Cp的检测效率。另外，检测效率取得部32对所有的闪烁晶体Cp都进行这样的检测效率计算。也就是说，上述相同的处理会重复例如383次。但是，为了简化计算，实际会将长度较短的LOR46忽略，所以，实际重复的次数将少于383次。
此外，如图8(b)所示，如果希望了解闪烁晶体Cq的检测效率，就从关联数据存储部31中提取关联数据，该关联数据与以闪烁晶体Cq为中心、呈扇形展开的多个LOR47、48对应。由于图8(b)的虚线所表示的LOR48与欠缺部分T有关，所以实际上无法测量与它们对应的同时事件数。然而，根据实施例1的发明，通过关联数据补充步骤S3，就会取得假定欠缺部分T上有闪烁体时的同时事件数，完成补充。所以，检测效率取得部32可以从关联数据存储部31中取得图8(b)中用虚线表示的LOR48的同时事件数。另外，为了使说明简洁，图8中省略了呈扇形展开的LOR条数。
比较图8(a)和图8(b)可知，在取得闪烁晶体C的检测效率时，可以将多个LOR构成的扇形固定。因此，属于单位检测环的闪烁晶体C的检测效率的取得运算可以在同一条件下进行。其原因是，不论闪烁晶体C如何，通过补充无法实测的同时事件数，扇形会变成同一形状。
这样，就会取得所有属于单位检测环12a的闪烁晶体C的检测效率。另外，由于检测环12具有64个单位检测环12a，所以上述操作会对64个单位检测环分别进行。
<检测效率映射图形成步骤S5>
然后，按照闪烁晶体C的顺序，排列检测效率取得步骤S4中得到的各闪烁晶体C的检测效率，由此来形成检测效率映射图。这样，就会取得实施例1的检测效率映射图。该检测效率映射图被送到关联数据存储部31，在那里进行保存。
参照图5，对实施例1的放射线断层摄影装置10的检查方法进行说明。要用实施例1的放射线断层摄影装置10进行检查，首先要将预先进行过放射性药剂注射投给的被检体M的关心部位B(乳房)插入架台11的开口。然后，取得表示关心部位B的γ射线吸收分布的传送数据。也就是说，从外部辐射源17向关心部位B照射扇形γ射线的扇形光束。该γ射线光束就会透过关心部位B，被检测环12检出。然后，一边沿检测环12的内周面，使外部辐射源17沿圆弧状轨道移动，一边环绕整个关心部位B进行这种检测，得到整个关心部位B的γ射线吸收系数图。
取得上述的传送数据之后，接着就是取得发射数据，它是对从关心部位B局部存在的放射线药剂放出的消灭γ射线对进行检测。在此之前，先将阻碍取得该发射数据的外部辐射源17在检测环12的轴方向上移动，放入未图示的屏蔽库。
然后，取得发射数据。也就是说，由检测环12来检测从关心部位B内部放出的行进方向为360°反向的消灭γ射线对。被检测环12检测出的γ射线检测信号被送至同时计数部24。仅在同一时刻、在检测环12的相互不同的位置上检出2个γ射线光子的情况下，计1次数，然后进行后段的数据处理。然后，继续取得这种发射数据，得到计数值足够使关心部位B的放射性药剂的内部局部存在图像化的发射数据。最后，使被检体M的关心部位B从架台11的开口中退出，结束检查。
下面，参照图10，对实施例1的断层摄影装置的数据处理进行说明。由检测环12输出的传送检测数据Tr被送至同时计数部24。然后，传送检测数据Tr和发射检测数据Em被送至LOR确定部25，进行LOR的确定。这样，形成包含γ射线的同时事件数和LOR信息的传送检测数据Tr、以及包含γ射线的检测数量和检测位置信息的发射检测数据Em，并送至后段的加权部26。
加权部26从关联数据存储部31读出检测效率映射图。然后，用它来消除叠加在发射检测数据Em和传送检测数据Tr上的闪烁晶体C的检测效率的偏差。形成的发射检测数据Em和传送检测数据Tr被送到吸收修正部27。
吸收修正部27对于发射检测数据Em，一边参照上述的传送检测数据Tr，一边进行吸收修正，该吸收修正中消除叠加在发射检测数据Em上的关心部位B的γ射线吸收分布的影响。这样，更正确地表示关心部位B内的放射性药剂分布的检测数据被送至图像形成部28，在那里再次构成放射线断层图像。最后，显示部41将其显示出来。这样，实施例1的放射线断层装置10的检查就结束了。
如上所述，实施例1结构中的检测环12包括没有排列闪烁晶体C的欠缺部分T。也就是说，构成检测环12的闪烁晶体C的排列的旋转对称性被打乱。如果按照以往对这种结构套用Fan·Sum法，闪烁晶体C会使Fan·Sum法的扇区形状互不相同，所以检测效率在不同条件下计算。因此，计算出的检测效率不能真实再现实际的闪烁晶体C的检测效率。
但是，实施例1具备关联数据补充部30。关联数据补充部30形成假定检测环12实际具备的第1闪烁晶体C处在欠缺部分T时的关联数据，将其追加并保存在关联数据存储部31，以此来补充欠缺部分T的关联数据。这样，关联数据补充部30就会取得假定闪烁晶体C排列在欠缺部分T时得到的位置信息和与之对应的同时事件数。在这种结构的基础上，使用Fan·Sum法进行检测效率的计算，闪烁晶体C就会使Fan·Sum法的扇区形状固定。这是因为与欠缺部分T有关的无法实测的位置信息和与之对应的同时事件数(关联数据)得到补充。因此，实施例1中算出的闪烁晶体C的检测效率高度真实地再现了现实的检测效率。使用这样的检测效率对放射线断层图像进行加权处理的话，叠加在放射线断层图像上的各个闪烁晶体C的放射线检测效率的不均匀就会被切实除去。这样，根据实施例1，就可以提供一种放射线断层摄影装置，生成适于诊断的放射线断层图像。
此外，根据实施例1的结构，复制关联数据存储部31中保存的关联数据，将该复制数据充当欠缺部分T的关联数据进行计数，就会进行上述的补充。根据实施例1的结构，因为使用已经保存在关联数据存储部上的关联数据，所以欠缺部分的关联数据会可靠地得到补充。更为具体而言就是，实施例1构成为：在保持属于检测环12的第1闪烁晶体C和第2闪烁晶体C的相对位置的状态下，虚拟地旋转二者，假定第1闪烁晶体C处于欠缺部分T上。也就是说，将属于检测环12的第1闪烁晶体C和第2闪烁晶体C实测的同时事件数充当欠缺部分T的同时事件数，关联数据补充部30的补充就简单完成了。
[实施例2]
下面，对实施例2的放射线断层摄影装置10的结构进行说明。对于实施例2的放射线断层摄影装置10结构中与实施例1共通的部分省略说明。也就是说，实施例2的装置结构与实施例1相同。
实施例2的放射线断层摄影装置10的同时事件数的补充方法与实施例1的构成不同。因此，取代实施例1说明的关联数据补充步骤3，执行关联数据补充步骤T3，下面对本实施例2的这种独特构成进行说明。
<关联数据补充步骤T3>
实施例2的结构中，对多个同时事件数进行平均计算，将平均值当作欠缺部分T的同时事件数进行计数，由此来补充假定闪烁晶体C处在欠缺部分T时的同时事件数。也就是说，正十四边形的相邻2边是欠缺部分T的情况下，如图9所示，对求得假定第1闪烁晶体Ci在欠缺部分T、第2闪烁晶体Cj在排列部分S时的LORδ的同时事件数的构成进行说明。对于检测环12，如果欠缺部分T上排列有闪烁晶体C，那么闪烁晶体C就会沿正十四边形的各边排列，因此与LORδ旋转对称，同时事件数可视为与LORδ同样的LOR有13个。但是，实际上，由于检测环12具有欠缺部分T，所以可计数的LOR少于13个。也就是说，在欠缺部分T的正十四边形的相邻的2边中，设假定有第1闪烁晶体Ci的一边为第1边，另一边为第2边，因没有排列闪烁晶体C而无法计数的LOR有三种：通过旋转LORδ，第1闪烁晶体Ci移到属于第2边的位置时的LOR；第2闪烁晶体Cj移到属于第1边时的LOR；第2闪烁晶体Cj移到属于第1边的位置时的LOR。也就是说，在与LORδ旋转对称的13个LOR中，有3个实际上无法进行同时事件数的计数。
因此，实施例2的关联数据补充部30从关联数据存储部31中读出可以计数的10个LOR的同时事件数，对其进行平均计算，将平均值设为LORδ的同时事件数，这时，假定第1闪烁晶体Ci在欠缺部分T，第2闪烁晶体Cj在排列部分S。这时，可以利用下式2，求得连接实际不存在的闪烁晶体Ci与闪烁晶体Cj的LORδ的同时事件数。
&lang; m ( i , j ) &rang; = &Sigma; x = 0 N b - 1 m ( i + N c x , j + N c x ) N b - 2 A + N a . . . ( 2 )
这里，i、j是包含虚拟闪烁晶体C的闪烁晶体C的编号，在实施例2中，i、j是1至448的整数。<m(i，j)>表示闪烁晶体Ci、闪烁晶体Cj的同时事件数。另外，Nc表示一个放射线检测器1有几个闪烁晶体C被排列在单位检测环12a。在实施例2中，由于有32个闪烁晶体C被排列在正十四边形的一边，所以Nc＝32。另外，x是整数，表示LORδ的旋转强度。具体而言就是，LORδ旋转x/14，就移动至旋转目的地的LOR的位置。这样，如果设闪烁晶体为1个，处于旋转前的LOR上的各闪烁晶体C就会移动x×32个。此外，A表示放射线检测器1的欠缺数，在实施例2中，正十四边形的2边是欠缺部分T，所以A＝2。另外，Nb是包含欠缺的放射线检测器1的放射线检测器1的排列数，在实施例2中，放射线检测器1沿正十四边形排列，所以Nb＝14。此外，Na表示在0≤x＜Nb范围LORδ的旋转目的地的LOR之中闪烁晶体Ci、闪烁晶体Cj两方都欠缺的LOR的个数。在实施例2的构成中，Na＝0。
也就是说，实施例2的关联数据补充部30对欠缺部分T的同时事件数的补充是，在保持闪烁晶体Ci和闪烁晶体Cj的相对位置的状态下，虚拟地旋转二者，收集闪烁晶体C(i+Ncx)和闪烁晶体C(j+Ncx)，该闪烁晶体C对与闪烁晶体Ci和闪烁晶体Cj的位置关系是旋转对称的。然后，取得与收集到的10组闪烁晶体C(i+Ncx)和闪烁晶体C(j+Ncx)对应的同时事件数，并对其进行平均计算。得到的平均值视为假定闪烁晶体Ci处在欠缺部分T时的同时事件数。另外，闪烁晶体C(i+Ncx)和闪烁晶体C(j+Ncx)相当于本发明的旋转对称放射线检测元件对。
在实施例1和实施例2的结构中，通过补充无法实测的LOR，可以更加正确地求出各闪烁晶体C的检测效率。对这种情况进行了模拟再现，对其进行说明。图10是说明实施例1、实施例2结构所涉及的补充效果的模拟结果。图10的纵轴代表检测效率，横轴代表属于单一的单位检测环12a的闪烁晶体C的编号。图10(a)是检测环12的欠缺部分T上也排列放射线检测器1、14个放射线检测器呈圆环状排列的状态下求出的各闪烁晶体C的检测效率结果。图10(b)是检测环12的欠缺部分T上不排列放射线检测器1状态下的不进行同时事件数补充而求出的各闪烁晶体C的检测效率结果。图10(c)是检测环12的欠缺部分T上不排列放射线检测器1状态下根据实施例1的方法进行同时事件数补充后求出的各闪烁晶体C的检测效率结果。图10(d)是检测环12的欠缺部分T上不排列放射线检测器1状态下根据实施例2的方法进行同时事件数补充后求出的各闪烁晶体C的检测效率结果。另外，图10的结果都是针对闪烁体2拥有的第1层的闪烁晶体层2A的模拟。
图10(a)和图10(b)的曲线形状互不相同，尽管都是使用Fan·Sum法来求检测效率，但是形状还是不同。其原因是，Fan·Sum法中使用的扇区在所有闪烁晶体C中不是同一形状。图10(c)是根据进行同时事件数补充的实施例1的结构求出检测效率的结果。因此，图10(c)的曲线形状与图10(b)相比，反倒更与图10(a)相似。也就是说，在求图10(c)的检测效率时，由于使用的扇区形状在所有闪烁晶体C中都是相同的，所以能够更加真实地求出闪烁晶体C的检测效率。
图10(d)是根据进行同时事件数补充的实施例2的结构求出检测效率的结果。于是，图10(d)的图形与图10(b)相比，反倒更与图10(a)相似。也就是说，在求图10(d)的检测效率时，使用的扇区形状在所有闪烁晶体C中都是相同的，所以能够更加真实地求出闪烁晶体C的检测效率。
此外，图11是闪烁体2拥有的第2层的闪烁晶体层2B的模拟结果。图11中的(a)、(b)、(c)、(d)的各条件与图10说明的条件相同。图11是对放射线检测器1拥有的第2层闪烁晶体层2B所属的闪烁晶体C进行与图10同样的模拟后的结果。图11也同图10的情况一样，表示出能够更加真实地求出闪烁晶体C的检测效率。
此外，图12是闪烁体2拥有的第3层的闪烁晶体层2C的模拟结果。图12中的(a)、(b)、(c)、(d)的各条件与图10说明的条件相同。图12是对放射线检测器1拥有的第3层闪烁晶体层2C所属的闪烁晶体C进行与图10同样的模拟后的结果。图12也同图10的情况一样，表示出能够更加真实地求出闪烁晶体C的检测效率。
此外，图13是闪烁体2拥有的第4层的闪烁晶体层2D的模拟结果。图13中的(a)、(b)、(c)、(d)的各条件与图10说明的条件相同。图13是对放射线检测器1拥有的第4层闪烁晶体层2D所属的闪烁晶体C进行与图10同样的模拟后的结果。图13也同图10的情况一样，表示出能够更加真实地求出闪烁晶体C的检测效率。
如上所述，根据实施例2的结构，求出多个同时事件数的平均值，并将该平均值充当欠缺部分的同时事件数进行计数，由关联数据补充部30进行补充。根据实施例2的结构的补充，不是基于单一关联数据对欠缺部分T的关联数据的补充，而是基于多个关联数据对欠缺部分T的关联数据的补充，所以实现了更加可靠的补充。
具体而言，在保持第1闪烁晶体C和第2闪烁晶体C相对位置的状态下，虚拟地旋转二者，收集旋转对称的闪烁晶体对。可以认为，该旋转对称闪烁晶体对的同时事件数与第1闪烁晶体C、第2闪烁晶体C这一对的同时事件数相同。其原因是闪烁晶体对的位置关系一样。只要对这种旋转对称的闪烁晶体对的同时事件数进行平均计算，就可以切实求出适合对欠缺部分T的关联数据进行补充的同时事件数。
[实施例3]
下面，对实施例3的放射线断层摄影装置10的结构进行说明。对于实施例3的放射线断层摄影装置10的结构之中与实施例1共通的部分省略说明。也就是说，实施例3的装置结构几乎与实施例1的结构相同。
实施例3的放射线断层摄影装置10的同时事件数的补充方法与实施例1的结构不同。因此，取代实施例1说明的关联数据补充步骤3，执行关联数据补充步骤U3，以下对本实施例3的这种独特结构进行说明。此外，如图14所示，实施例3的放射线断层摄影装置10设有对同时事件数进行修正的同时事件数修正部33。
<关联数据补充步骤U3>
检测环12所具有的LOR有各种长度。此外，LOR与检测环12所成角度也是各种各样。另外，检测器检测闪烁晶体C发射荧光的能力是根据闪烁晶体C处于放射线检测器1的何处而变动的。这样，实施例1、实施例2进行的闪烁晶体C的检测效率就不一定是指闪烁晶体C固有的放射线检测效率。也就是说，实施例1、实施例2中所说的检测效率不仅是闪烁晶体C将放射线转换为荧光的能力(以下称为转换能)，还要加上上述的LOR长度带来的影响。实施例3使用预先修正了转换能外观上变动的同时事件数，取得各闪烁晶体C的检测效率。也就是说，实施例3所说的检测效率是转换能。
例如，由实施例1所说明的模拟而得到的曲线如图10所示，成为以32个闪烁晶体C的间距拱形连接的形状。出现这种拱形分量的原因与转换能无关，是因为放射线检测器1所拥有的闪烁体2的端部的放射线检测灵敏度较差。这种因LOR的不同导致的转换能的外观上的变动，可以通过修正实施例1、实施例2中处理的同时事件数而除去。在同时事件数修正部33中，从关联数据存储部31暂时读出包含同时事件数的关联数据，进行规定的修正，形成修正数据之后，将其保存在关联数据存储部31中。同时事件数修正部33保存了依赖LOR变化的转换能的外观上的变动模式，基于此从关联数据形成修正数据。在实施例3中，实际无法测量的LOR的同时事件数也会得到补充。其具体方法是，暂时对所有可检测的LOR的同时事件数进行修正，取得它们的平均值。称该平均值为同时事件数平均值。将同时事件数平均值作为实际无法测量的LOR的同时事件数，求出不受与LOR相关的环境影响的闪烁晶体C的检测效率(转换能)。另外，该平均值的取得由关联数据补充部30进行。此外，实施例3是求出属于某个单位检测环u的闪烁晶体Ci的检测效率εui，可以利用以下公式。
&epsiv; ui k = &Sigma; v , j &Element; fan _ i m &prime; ( k ) ( u , i , v , j ) &Sigma; v , j &Element; fan _ i &epsiv; vj k - 1 . . . ( 3 )
这里，fan_i是指以闪烁晶体Ci为中心的扇区，是圆锥形。因此，属于fan_i的LOR也包含闪烁晶体Ci和不属于单位检测环u的任意的闪烁晶体C拥有的LOR。实施例1的关联数据补充步骤S3中，仅对属于单位检测环12a的闪烁晶体C进行处理，但实施例3的结构则与其不同，参照跨越了单位检测环12a的LOR，进行同时事件数的补充。
作为实际的操作，暂将所有属于上述fan_i的闪烁晶体Cvj的检测效率ε0 vi假定为1，根据该假定求出式3的分母。另外，闪烁晶体Cvj也包含虚拟的闪烁晶体C。另外，闪烁晶体Cvj是指属于单位检测环v的闪烁晶体Cj。
下面，对式3的分子进行说明。m’(k)(u，i，v，j)表示与闪烁晶体Cui及闪烁晶体Cvj相对应的同时事件数，闪烁晶体Cui属于第k次计算得到的单位检测环u，闪烁晶体Cvj单位检测环v。另外，m’是指被同时事件数修正部33修正之后的同时事件数。也就是说，式3的分子是指与属于fan_i的LOR对应的修正后的同时事件数的总和。
一度对所有可检测的LOR的同时事件数进行修正就是，预先修正转换能在外观上的变动，该转换能是闪烁晶体C将放射线转换为荧光的能力。因此，除闪烁晶体C固有的转换能以外，可以认为所有的LOR条件相同。
式3的j是包含实际存在的闪烁晶体C和虚拟的闪烁晶体C的母集合。从中只将关于j的虚拟的闪烁晶体C要素剔除，考虑新的集合m’(k)(u，i，v，j0)。这时，m’(k)(u，i，v，j0)可以使用下式4来表示。
m &prime; ( k ) ( u , i , v , j 0 ) = m &prime; ave ( u , i , v , j ) &epsiv; ui ( k - 1 ) &epsiv; j 0 ( 0 ) . . . ( 4 )
这里，m’(k)(u，i，v，j0)是指第k次得到的同时事件数。另外，m’ave(u，v，i，j)是指以实际存在的闪烁晶体C计数的同时事件数的平均值。ε(k-1) ui是作为第k-1次的上次所得到的实际存在的闪烁晶体Ci的检测效率。另外，ε(0) j0是虚拟的闪烁晶体Cj0的检测效率(固定值)。另外，m’ave(u，v，i，j)的j由实际存在的闪烁晶体C构成。
在实施例3中，求出这样的εui，将它们再次带入式3的分母，求出新的εui。如果设上一次的运算结果为εk-1，那么本次的运算结果可以表现为εk。检测效率ε0 vj全是1。利用式3，反复计算出检测效率εvi。由此，εk vj的值就有较高的可靠性。重复这种检测效率εk vj的计算方法，称为Fan·Sum法。另外，与式3分母中包含的虚拟闪烁晶体C有关的结晶效率全部固定为1，与重复次数无关。
由于进行了模拟，所以就此对实施例3的补充效果进行说明。图15是说明实施例3的结构所涉及的补充效果的模拟结果。首先，使检测环12拥有的闪烁晶体C的检测效率形成规定的偏差，并预先对其决定。然后，通过模拟，求出各LOR的同时事件数，预先进行修正，使其不受与LOR相关的环境影响。该修正相当于同时事件数修正部33中的修正。然后，将该修正后的同时事件数代入式3，求出检测效率εk vj。
图15中的圆圈标识表示第1层的闪烁晶体层2A的运算结果，方形标识表示第2层的闪烁晶体层2B的运算结果。此外，三角标识表示第3层的闪烁晶体层2C的运算结果，叉子标识表示第4层的闪烁晶体层2D的运算结果。另外，横轴表示重复次数k，纵轴表示利用式3算出的闪烁晶体C的检测效率相对于预先决定的闪烁晶体C的检测效率的误差。该误差越小，越可以真实再现预先决定的检测效率。
图15是分别利用不同方法求得的检测效率εk vj的比较结果。所述方法有：无色标识是现有Fan·Sum法；无色虚线标识是补充的同时事件数为固定的重复Fan·Sum法；涂黑实线标识是以根据式3、式4更新之后的同时事件数进行补充的重复Fan·Sum法。参照图15所示的第1层的闪烁晶体层2A的运算结果可知，以现有Fan·Sum法求出的检测效率εk vj的误差是4.0％左右，相对于此，以使用更新之后的同时事件数进行补充的重复Fan·Sum法求出的检测效率εk vj的误差在使重复次数k增加时变为1.8％左右。这样，基于实施例3的结构求出检测效率εk vj的情况下，该检测效率对于实际的闪烁晶体C所具有的检测效率会更加真实。
也就是说，根据实施例3的结构，由关联数据补充部30对欠缺部分T的同时事件数的补充通过以下方式进行，即：修正从构成单位检测环12a的闪烁晶体C得到的同时事件数，对其进行平均计算，求出同时事件数平均值，将其当作欠缺部分T的同时事件数进行计数。另外，检测效率取得部32将排列在排列部分S的放射线检测元件的检测效率设为规定数值，并且将被假定处在欠缺部分的闪烁晶体C的检测效率设为1，根据修正后的同时事件数和同时事件数平均值，求出闪烁晶体C的检测效率，根据求出的闪烁晶体C的检测效率和假定处在欠缺部分T的闪烁晶体C的检测效率，再次求出排列在排列部分S上的闪烁晶体C的检测效率，这时，假定欠缺部分T上计数的同时事件数是，最初求出的同时事件数平均值加上前面计算求得的闪烁晶体C的检测效率。此外，假定处在欠缺部分T上的闪烁晶体C的检测效率维持1不变。另外，将排列在排列部分S的闪烁晶体C和假定处在欠缺部分T上的闪烁晶体C的检测效率设为1，相当于设本发明的规定数值为1。
从另一观点出发，对实施例3的结构所涉及的效果进行说明。图16是对实施例3的检测效率进行比较的模拟结果。图16的纵轴是属于单位检测环12a的闪烁晶体C的检测效率，横轴是指属于单一的单位检测环12a的闪烁晶体C的编号。另外，图16(c)和(d)是k＝10时的检测效率，是位于闪烁晶体C二维排列构成的闪烁晶体层2A的中央的单位检测环12a的模拟。图16(a)表示本来的闪烁晶体C所具有的检测效率(转换能)。图16(b)是在检测环12的欠缺部分T不排列放射线检测器1的状态下，不进行同时事件数的补充，通过现有Fan·Sum法求出的各闪烁晶体C的检测效率结果。图16(c)是在检测环12的欠缺部分T排列了放射线检测器1的状态下，基于实施例3的方法，以固定值的同时事件数进行补充后求出的各闪烁晶体C的检测效率结果。图16(d)是在检测环12的欠缺部分T排列了放射线检测器1的状态下，根据实施例3的方法，以更新之后的同时事件数进行补充求出的各闪烁晶体C的检测效率结果。比较图16(a)和图16(b)可知，由于检测环12存在欠缺部分T，所以通过Fan·Sum法取得的检测效率被搅乱。此外，根据图16(a)和图16(c)，由于不更新补充使用的同时事件数，所以会在偏离本来的检测效率的位置上收敛。
比较图16(a)和图16(d)可知，根据实施例3的结构，即便检测环12存在欠缺部分T，通过重复Fan·Sum法取得的检测效率也会接近现实的检测效率。
此外，图17是闪烁体2拥有的第2层闪烁晶体层2B的模拟结果。图17中的(a)、(b)、(c)、(d)的各条件与图16说明的同样。图17是对放射线检测器1拥有的第2层闪烁晶体层2B所属的闪烁晶体C进行与图16同样的模拟之后的结果。图17也与图16同样，表示出能够更加真实地求出闪烁晶体C的检测效率。
此外，图18是闪烁体2拥有的第3层闪烁晶体层2C的模拟结果。图18中的(a)、(b)、(c)、(d)的各条件与图16说明的同样。图18是对放射线检测器1拥有的第3层闪烁晶体层2C所属的闪烁晶体C进行与图16同样的模拟之后的结果。图18也与图16同样，表示出能够更加真实地求出闪烁晶体C的检测效率。
此外，图19是闪烁体2拥有的第4层闪烁晶体层2D的模拟结果。图19中的(a)、(b)、(c)、(d)的各条件与图16说明的同样。图19是对放射线检测器1拥有的第4层闪烁晶体层2D所属的闪烁晶体C进行与图16同样的模拟之后的结果。图19也与图16同样，表示出能够更加真实地求出闪烁晶体C的检测效率。
如上所述，根据实施例3的结构，可以提供一种与实施例1、实施例2的计算方法不同的检测效率的计算方法。根据实施例3的结构，由于一度对同时事件数进行修正，所以对检测效率的运算就会很简单。此外，还由于是跨越单位检测环12a来考虑LOR，进行检测效率的计算，所以有时会比实施例1、实施例2的计算方法更为有利。
本发明不限于上述各实施例的结构，能够以如下方式变形实施。
(1)在上述的实施例1中，对于LORγ，存在13个旋转对称的LOR，通过复制其中10个可实际进行同时事件数计数的LOR的同时事件数，求出了LORγ的同时事件数。本发明不限于此结构。在闪烁体沿虚拟的圆呈弧状排列在检测环12的情况下，与LORγ旋转对称的LOR不会如实施例1所述，跳过32个闪烁晶体C而出现，与闪烁晶体Ci相邻的闪烁晶体C(i+1)具有与LORγ旋转对称的LOR。在这种情况下，可以用下式5取代上述的式1。
m(i，j)＝m(i+x，j+x)...(5)
(2)在上述的实施例2中，对于LORδ，存在13个旋转对称的LOR，通过对其中10个可实际进行同时事件数计数的LOR的同时事件数进行平均计算，求出了LORδ的同时事件数。本发明不限于该结构。在闪烁体沿虚拟的圆呈弧状排列在检测环12的情况下，与LORδ旋转对称的LOR不会如实施例2所述，跳过32个闪烁晶体C而出现，与闪烁晶体Ci相邻的闪烁晶体C(i+1)具有与LORδ旋转对称的LOR。在这种情况下，可以用下式6取代上述的式2。其中，Nd是单位检测环12a上排列的闪烁晶体C的个数。
&lang; m ( i , j ) &rang; = &Sigma; x = 0 N d - 1 m ( i + x , j + x ) N d - 2 A + N a . . . ( 6 )
(3)上述各实施例所说的闪烁晶体由LYSO构成，但本发明中也可以用GSO(Gd2SiO5)等其他材料来代替，构成闪烁晶体。根据本变形例，可以提供一种放射线检测器的制造方法，提供更为廉价的放射线检测器。
(4)在上述各实施例中，闪烁体设置了4层闪烁晶体层，但本发明不限于此。例如，由1层闪烁晶体层构成的闪烁体也可以应用本发明。另外，本发明可以结合放射线检测器的用途，自由调节闪烁晶体层的层数。
(5)在上述各实施例中，荧光检测器由光电倍增管构成，但本发明不限于此。也可以用光电二极管或雪崩光电二极管等来代替。
(6)在上述各实施例中，检测环具有单一的欠缺部分T，但本发明不限于此。如图20所示，也可以在检测环上间隔地具有多个欠缺部分T1、T2和多个排列部分S1、S2。这种结构可以在泌尿器官检查用PET装置等上应用。
(7)在上述各实施例中，欠缺部分T是为达到规定目的设置的，但本发明不限于此。也就是说，本发明也可以在放射线检测器1发生故障时等使用。
(产业上的利用可能性)
如上所述，本发明适合于医疗领域使用的放射线断层摄影装置。

Claims (9)

1.一种放射线断层摄影装置，
包括：检测环，检测放射线的放射线检测元件被配置为弧状，具有排列了所述放射线检测元件的排列部分、和没有排列所述放射线检测元件的欠缺部分；
同时计数机构，对同时事件数进行计数，该同时事件数是第1放射线检测元件和第2放射线检测元件同时检测到放射线的次数；
位置确定机构，输出位置信息，该位置信息是连接所述第1放射线检测元件与所述第2放射线检测元件的线段；和
关联数据存储机构，保存将同时事件数和与之对应的位置信息关联起来的关联数据，
所述放射线断层摄影装置特征在于，
包括：关联数据补充机构，根据所述关联数据，求出假定所述第1放射线检测元件处在欠缺部分时的同时事件数和与之对应的位置信息，将其追加到关联数据存储机构并进行保存，从而对欠缺部分的关联数据进行补充；
检测效率取得机构，使用所述关联数据和通过补充所形成的关联数据，得到配置在检测环上的各放射线检测元件的放射线检测效率；和
修正机构，根据所述放射线检测效率，对放射线断层图像进行修正。
2.根据权利要求1所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，
所述关联数据补充机构通过复制所述关联数据存储机构保存的所述关联数据，并将该复制的关联数据作为在欠缺部分计数的结果，求出假定所述第1放射线检测元件处在欠缺部分时的同时事件数和与之对应的位置信息，进行补充。
3.根据权利要求2所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，
所述关联数据补充机构对欠缺部分的所述同时事件数和与之对应的位置信息的补充通过以下方式进行，即：在保持所述第1放射线检测元件和所述第2放射线检测元件的相对位置的状态下，虚拟地旋转二者，假定所述第1放射线检测元件已处在所述欠缺部分。
4.根据权利要求1所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，
所述关联数据补充机构通过求出多个所述同时事件数的平均值，并将该平均值作为在欠缺部分计数的结果，来补充假定所述第1放射线检测元件处在欠缺部分时的同时事件数。
5.根据权利要求4所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，
所述关联数据补充机构对欠缺部分的所述同时事件数的补充通过以下方式进行，即：在保持所述第1放射线检测元件和所述第2放射线检测元件的相对位置的状态下，虚拟地旋转二者，收集旋转对称放射线检测元件对，该旋转对称放射线检测元件对是与所述第1放射线检测元件及所述第2放射线检测元件之间的位置关系旋转对称的一对放射线检测元件，求出与所述旋转对称放射线检测元件对对应的所述同时事件数的平均值，并且将所述平均值作为假定所述第1放射线检测元件处在欠缺部分时的同时事件数。
6.根据权利要求1～3的任意一项所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，
所述关联数据补充机构包含以下功能：根据从构成所述检测环的所述放射线检测元件得到的同时事件数，求出假定在欠缺部分上计数的同时事件数，由此对所述欠缺部分的所述同时事件数进行补充，
所述检测效率取得机构将在所述排列部分排列的所述放射线检测元件的检测效率暂时设为规定数值，并且将假定处在所述欠缺部分的所述放射线检测元件的检测效率设为规定数值，根据同时事件数和假定在欠缺部分上计数时的同时事件数，求出所述放射线检测元件的检测效率，
根据求出的所述放射线检测元件的检测效率和假定处在所述欠缺部分上的所述放射线检测元件的检测效率，将假定在所述欠缺部分上计数的同时事件数与被更新的放射线检测元件的检测效率之积，作为在欠缺部分计数的结果，进行再次补充，再次求出并更新排列在所述排列部分的所述放射线检测元件的检测效率，这时，假定处在欠缺部分的所述放射线检测元件的检测效率维持规定的数值不变。
7.根据权利要求6所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，
所述关联数据补充机构对从构成所述检测环的所述放射线检测元件取得的同时事件数进行平均计算，将求得的同时事件数平均值当作假定在所述欠缺部分上计数的同时事件数。
8.根据权利要求1～5的任意一项所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，
所述放射线检测元件至少沿圆形或多边形排列成弧状，来构成所述放射线检测元件排成一列的单位检测环，多个所述单位检测环叠层，形成所述检测环。
9.根据权利要求1所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，
所述检测环具有彼此间隔的多个欠缺部分。
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