CN102293661A - 核医学成像装置以及放射线治疗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够缩短PET图像的生成时间的核医学成像装置以及放射线治疗装置。本发明涉及的核医学成像装置具有模糊宽度存储部、推测部与图像生成部。模糊宽度存储部存储根据检测器的时间分辨率而设定的图像的模糊宽度。推测部使用一组检测器的空间位置与一组检测时间来推测正电子的空间位置。图像生成部按照在连结一组检测器的线上反映与时间分辨率对应的空间分辨率的方式，以推测出的空间位置为中心，对模糊宽度的量的像素分配像素值生成图像。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于2010年6月3日提交的在先的日本专利申请No.2010-128226并要求其优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及核医学成像(imaging)装置以及放射线治疗装置。
背景技术
以往，作为核医学成像装置，众所周知的有正电子发射计算机断层拍摄装置(以下，PET(Positron Emission computed Tomography)装置)。PET装置生成例如人体内组织的功能图像。具体情况是，在PET装置所进行的拍摄中，首先将由正电子放射核素所标识的药剂投放至被检体内。由此，被被检体内的生物体组织选择性地吸收的正电子放射核素释放出正电子，被释放出的正电子与电子结合而消失。此时，正电子向大致相反方向释放出一对γ(gamma)射线。另一方面，PET装置使用在被检体周围被配置成环(ring)状的检测器来检测γ射线，并根据检测结果来生成同时计数信息(Coincidence List)。并且，PET装置使用所生成的同时计数信息来进行基于逆投影处理的重建，并生成PET图像。
在此，近年来，出现一种具有TOF(Time Of Flight：飞行时间)功能的PET装置。不具有TOF功能的PET装置假定正电子在连结检测出一对γ射线的一组检测器的LOR(Line Of Response：响应线)上等概率地存在来进行重建。与此相对，具有TOF功能的PET装置通过使用在一组检测器中检测出γ射线的检测时间差来计算正电子在LOR上的空间位置。并且，具有TOF功能的PET装置在加进所算出的空间位置之后进行基于逆投影处理的重建，并生成PET图像。
然而，在以往技术中，基于逆投影处理的重建需要长时间，结果存在PET图像的生成需要长时间的问题。例如，在PET装置进行拍摄后，到生成PET图像为止，以往技术需要数分钟，由此，要求缩短PET图像的生成时间。
发明内容
本发明所要解决的问题在于提供一种能够缩短PET图像的生成时间的核医学成像装置以及放射线治疗装置。
本发明涉及的核医学成像装置具有模糊宽度存储部、推测部与图像生成部。模糊宽度存储部存储根据检测出放射线的检测器的时间分辨率来设定的图像的模糊宽度。推测部使用检测出从正电子释放出的一对γ射线的一组检测器的空间位置与由该一组检测器检测出一对放射线的一组检测时间，在连结该一组检测器的线上推测该正电子的空间位置。图像生成部按照在连结上述一组检测器的线上反映了与上述时间分辨率对应的空间分辨率的方式，以上述推测部推测的空间位置为中心，对由上述模糊宽度存储部存储的模糊宽度的量的像素分配像素值来生成图像。
在下面的描述中将提出本发明的其它目的和优点，部分内容可以从说明书的描述中变得明显，或者通过实施本发明可以明确上述内容。通过下文中详细指出的手段和组合可以实现和得到本发明的目的和优点。
发明效果
根据本发明涉及的核医学成像装置以及放射线治疗装置，能够缩短PET图像的生成时间。
附图说明
结合在这里并构成说明书的一部分的附图描述本发明当前优选的实施方式，并且与上述的概要说明以及下面的对优选实施方式的详细描述一同用来说明本发明的原理。
图1为表示与实施例1相关的PET装置的结构的框(block)图。
图2A为用于说明与实施例1相关的检测器模块(module)的图。
图2B为用于说明与实施例1相关的检测器模块的图。
图3为用于说明与实施例1相关的数据(data)存储部的图。
图4为表示与实施例1相关的计数信息存储部存储的计数信息的一例的图。
图5为表示与实施例1相关的同时计数信息存储部存储的同时计数信息的一例的图。
图6为表示与实施例1相关的空间位置信息存储部存储的空间位置信息的一例的图。
图7为表示与实施例1相关的模糊宽度存储部存储的图像的模糊宽度的一例的图。
图8为用于说明与实施例1相关的图像生成部的图。
图9A为用于说明正电子的空间位置以及像素值的分配的图。
图9B为用于说明正电子的空间位置以及像素值的分配的图。
图9C为用于说明正电子的空间位置以及像素值的分配的图。
图10A为用于说明时间分辨率与模糊宽度之间的关系的图。
图10B为用于说明时间分辨率与模糊宽度之间的关系的图。
图11为用于说明所生成的PET图像的显示的图。
图12为表示实时(real time)显示PET图像的处理步骤的流程图(flow chart)。
图13为表示在拍摄后显示PET图像的处理步骤的流程图。
图14为表示与其他实施例相关的放射线治疗装置的结构的框图
具体实施方式
以下，作为本发明涉及的核医学成像装置以及放射线治疗装置的一例，对与实施例1相关的PET装置100进行说明。
与实施例1相关的PET装置100不是通过进行基于逆投影处理的重建来生成PET图像，而是通过以在LOR(Line Of Response：响应线)上推测出的正电子的空间位置为中心对根据检测器的时间分辨率而设定的模糊宽度的量的像素分配像素值来生成PET图像。由此，根据与实施例1相关的PET装置100，能够缩短PET图像的生成时间，能够够在拍摄中实时显示PET图像。这种功能以后述的图像生成部26所进行的处理为中心来实现。
使用图1至11，对与实施例1相关的PET装置100的结构进行说明。图1为表示与实施例1相关的PET装置100的结构的框图。如图1所例示的，与实施例1相关的PET装置100具有架台装置10与控制台(console)装置20。
架台装置10检测从正电子释放出的一对γ射线，并基于检测结果来收集计数信息。如图1所例示的，架台装置10具有床板11、床12、床驱动部13、检测器模块14、计数信息收集部15。另外，架台装置10如图1所例示的，具有成为拍摄口的空洞。
床板11为被检体P横躺的床(bed)，被配置在床12上。床驱动部13在后述的床控制部23的控制下，移动床12。例如，床驱动部13通过移动床12，从而将被检体P移动至架台装置10的拍摄口内。
检测器模块14检测从被检体P释放出的γ射线。如图1所例示，检测器模块14在架台装置10上，以在被检体P周围环绕成环状的方式配置有多个。
图2A以及图2B为用于说明与实施例1相关的检测器模块14的图。如图2A所例示的，检测器模块14为光子计数(photon counting)方式、安格(Anger)型的检测器，具有闪烁器(scintillator)141、光电倍增管(也称为PMT(Photomultiplier Tube))142、导光体(lightguide)143。另外，图2B示出了从图2A所例示的箭头方向观察检测器模块14时的情况。
闪烁器141将从被检体P释放出而入射的γ射线转换为可视光线，并输出所转换的可视光线(以下，闪烁(scintillation)光线)。闪烁器141例如由NaI(碘化钠)或BGO(硅酸铋)等闪烁晶体形成，如图2A所示，二维排列。另外，光电倍增管142对从闪烁器141输出的闪烁光线进行倍增并将其转换为电信号。如图2A所示，光电倍增管142配置有多个。导光体143将从闪烁器141输出的闪烁光线传达至光电倍增管142。导光体143例如由透光性优越的塑料(plastic)素材等形成
另外，光电倍增管142具有接收光闪烁光线来产生光电子的光电阴极、给出使所产生的光电子加速的电场的多级倍增电极以及作为电子流出口的阳极。由于光电效应而从光电阴极释放出的电子朝向倍增电极加速与倍增电极的表面发生冲撞，并撞击出多个电子。该现象在整个多级倍增电极重复进行，从而导致电子数急剧地倍增，阳极中的电子数达到约100万。在该例子中，光电倍增管142的增益率将变为100万倍。另外，为了利用急剧倍增现象的宽度而通常在倍增电极与阳极之间，施加1000伏(volt)以上的电压。
这样，检测器模块14通过由闪烁器141将从被检体P释放出的γ射线转换为闪烁光线，并由光电倍增管142将转换后的闪烁光线转换为电信号，从而检测从被检体P释放出的γ射线。
返回至图1，计数信息收集部15基于检测器模块14检测出的检测结果来收集计数信息。具体情况是，计数信息收集部15按每个检测器模块14来收集γ射线入射至检测器模块14的检测位置与γ射线入射至检测器模块14的时刻的能量(energy)值、γ射线入射至检测模块14的检测时间，并将收集到的这些计数信息发送至控制台装置20。
为了根据检测器模块14检测到的检测结果来收集检测位置，计数信息收集部15首先进行安格型位置计算处理。具体情况是，计数信息收集部15确定在同一定时(timing)将从闪烁器141输出的闪烁光线转换为电信号的光电倍增管142。并且，计数信息收集部15通过使用所确定的各光电倍增管142的位置以及与电信号的强度对应的γ射线的能量值来运算重心的位置，从而决定表示γ射线入射的闪烁器141的位置的闪烁器编号(P)。另外，在光电倍增管142是位置检测型光电倍增管时，光电倍增管142也可以进行检测位置的收集。
另外，计数信息收集部15通过积分运算由各光电倍增管142输出的电信号的强度，从而决定入射至检测器模块14的γ射线的能量值(E)。另外，计数信息收集部15收集由检测器模块14检测出γ射线的检测时间(T)。例如，计数信息收集部15以10-12秒(微微秒)单位的精度来收集检测时间(T)。另外，检测时间(T)也可以是绝对时间，也可以是从例如拍摄开始时刻开始的经过时间。
这样，计数信息收集部15收集闪烁器编号(P)、能量值(E)以及检测时间(T)来作为计数信息。
在此，与实施例1相关的PET装置100如后面所述，在PET图像的拍摄中，实时生成PET图像，并实时显示所生成的PET图像。因此，计数信息收集部15在拍摄中，每当收集到计数信息就立即将收集到的计数信息发送至控制台装置20。
控制台装置20受理操作者对PET装置100的操作来控制PET图像的拍摄，并且使用由架台装置10收集到的计数信息来生成PET图像。具体情况是，控制台装置20如图1所示，具有输入部21、显示部22、床控制部23、数据存储部24、同时计数信息生成部25、图像生成部26、系统控制部27。另外，控制台装置20具有的各部分经由内部总线而被连接。
输入部21为PET装置100的操作者输入各种指示或各种设定所使用的鼠标(mouse)或键盘(keyboard)等，将所输入的各种指示或各种设定转送至系统控制部27。显示部22为操作者所参照的监视器(monitor)等，在系统控制部27的控制下，显示PET图像或显示用于从操作者处受理各种指示或各种设定的GUI(Graphical User Interface：图形用户界面)。床控制部23控制床驱动部13。
数据存储部24存储在PET装置100中使用的各种数据。图3为用于说明与实施例1相关的数据存储部24的图。如图3所示，数据存储部24具有计数信息存储部24a、同时计数信息存储部24b、空间位置信息存储部24c、模糊宽度存储部24d、PET图像存储部24e。另外，数据存储部24例如通过RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、闪存器(flash memory)等半导体存储器元件或硬盘、光盘等来实现。
计数信息存储部24a存储由计数信息收集部15收集到的每个检测器模块14的计数信息。具体情况是，计数信息存储部24a存储从计数信息收集部15发送来的每个检测器模块14的计数信息。另外，计数信息存储部24a存储的计数信息被利用于同时计数信息生成部25所进行的处理。另外，计数信息存储部24a存储的计数信息也可以在被利用于同时计数信息生成部25所进行的处理后删除，也可以存储规定期间。
在此，如上所述，与实施例1相关的PET装置100在PET图像的拍摄中，实时生成PET图像，并实时显示所生成的PET图像，计数信息收集部15在拍摄中，每当收集到计数信息就立即将收集到的计数信息发送至控制台装置20。因此，计数信息存储部24a逐次存储从计数信息收集部15逐次发送来的计数信息。
图4为表示与实施例1相关的计数信息存储部24a存储的计数信息的一例的图。如图4所示，计数信息存储部24a与识别检测器模块14的模块ID对应地存储将闪烁器编号(P)、能量值(E)、检测时间(T)。另外，图4例示了计数信息存储部24a存储在拍摄中收集到的所有计数信息的状态，但如上所述，计数信息存储部24a逐次存储从计数信息收集部15逐次发送来的计数信息，因此将逐次存储图4例示的计数信息。
同时计数信息存储部24b存储由同时计数信息生成部25所生成的同时计数信息。具体情况是，同时计数信息存储部24b通过由同时计数信息生成部25存储，来存储同时计数信息。另外，同时计数信息存储部24b存储的同时计数信息被利用于图像生成部26所进行的处理。另外，同时计数信息存储部24b存储的同时计数信息也可以在被利用于图像生成部26的处理后消除，也可以存储规定期间。
在此，如上所述，由计数信息收集部15逐次收集到的计数信息由计数信息存储部24a逐次存储。因此，如后面所述的，同时计数信息生成部25还逐次生成同时计数信息，同时计数信息存储部24b逐次存储由同时计数信息生成部25逐次存储的同时计数信息。
图5为表示与实施例1相关的同时计数信息存储部24b存储的同时计数信息的一例的图。如图5所示，同时计数信息存储部24b与将生成同时计数信息的顺序表示为时间序列的一致No.(coincidenceNo.：一致编号)对应地存储计数信息的组合。
空间位置信息存储部24c存储由后述的空间位置推测部26a推测出的正电子的空间位置信息。具体情况是，空间位置信息存储部24c通过由空间位置推测部26a存储，来存储正电子的空间位置信息。另外，空间位置信息存储部24c存储的空间位置信息被利用于后述的像素值分配部26b或指定图像生成部26d所进行的处理。另外，在实施例1中，空间位置信息存储部24c存储的空间位置信息为了与后面的图像化对应，而以存储一定期间为原则。
在此，如上所述，由同时计数信息生成部25逐次生成的同时计数信息由同时计数信息存储部24b逐次存储。因此，如后面所述的，空间位置推测部26a还将逐次推测空间位置，空间位置信息存储部24c逐次存储由空间位置推测部26a逐次存储的空间位置信息。
图6为表示与实施例1相关的空间位置信息存储部24c存储的空间位置信息的一例的图。如图6所示，空间位置信息存储部24c与将生成同时计数信息的顺序表示为时间序列的计数(count)No.对应地存储正电子的空间位置与检测时间。正电子的空间位置例如如图6所例示的，通过x坐标、Y坐标以及z坐标的组合来表示。
模糊宽度存储部24d存储生成PET图像所使用的图像的模糊宽度。具体情况是，模糊宽度存储部24d通过由PET装置100的操作者输入，来预先存储图像的模糊宽度。另外，模糊宽度存储部24d存储的图像的模糊宽度被利用于后述像素值分配部26b所进行的处理。
图7表示与实施例1相关的模糊宽度存储部24d存储的图像的模糊宽度的一例的图。如图7所示，模糊宽度存储部24d与检测器模块14的时间分辨率对应地存储图像的模糊宽度。
在此，如上所述，检测器模块14在架台装置10上配置有多个。因此，还要考虑到在各检测器模块14间时间分辨率不一致。这一点，在实施例1中，假定通过在拍摄前进行周知技术的定时调整(TimingCalibration)，从而使得在所有检测器模块14间时间分辨率一致。
PET图像存储部24e存储由后述像素值分配部26b或指定图像生成部26d所生成的PET图像。具体情况是，PET图像存储部24e通过由像素值分配部26b或指定图像生成部26d存储，来存储PET图像。另外，PET图像存储部24e存储的PET图像由系统控制部27显示在显示部22上。
返回至图1中，同时计数信息生成部25使用由计数信息收集部15收集到的计数信息来生成同时计数信息。具体情况是，同时计数信息生成部25逐次读出被计数信息存储部24a逐次存储的计数信息，并基于能量值以及检测时间，来检索从正电子释放出的一对γ射线同时被计数而得到的计数的计数信息的组合。另外，同时计数信息生成部25生成检索出的计数信息的组合作为同时计数信息，并将所生成的同时计数信息逐次存储至同时计数信息存储部24b。
例如，同时计数信息生成部25基于由操作者输入的同时计数信息生成条件来生成同时计数信息。在同时计数信息生成条件中，指定能量窗口宽度与时间窗口宽度。例如，同时计数信息生成部25基于能量窗口宽度“350keV～550keV”以及时间窗口宽度“600微微(pico)秒”来生成同时计数信息。
例如，同时计数信息生成部25参照计数信息存储部24a，并参照图4所例示的能量值(E)以及检测时间(T)。并且，同时计数信息生成部25在检测器模块14间检索检测时间(T)的差在时间窗口宽度“600微微秒”以内并且能量值(E)均在能量窗口宽度“350keV～550keV”以内的计数信息的组合。并且，同时计数信息生成部25当检索到“P11、E11、T11”与“P22、E22、T22”的组合作为满足同时计数生成条件的组合时，生成同时计数信息，并如图5所例示，存储至同时计数信息存储部24b。
另外，操作者除了能量窗口宽度以及时间窗口宽度以外，还可以将用于进行用于排除偶发同时计数的随机(random)校正、或用于排除生成散射的γ射线的计数信息作为同时计数信息的散射校正、或用于校正各检测器模块14间的灵敏度差的灵敏度校正、或用于校正在被检体P的内部被减弱的γ射线的能量值的减弱校正等的参数(parameter)也编入同时计数信息生成条件中。
返回至图1，对图像生成部26进行说明。如开头所述的那样，与实施例1相关的PET装置100不是通过进行基于逆投影处理的重建来生成PET图像，而是通过以在LOR上推测出的正电子的空间位置为中心对根据检测器模块14的时间分辨率而设定的模糊宽度的量的像素分配像素值来生成PET图像。这种功能以图像生成部26所进行的处理为中心来实现。
图8为用于说明与实施例1相关的图像生成部26的图。如图8所示，图像生成部26具有空间位置推算部26a、像素值分配部26b、图像指定受理部26c、指定图像生成部26d。
空间位置推测部26a在连结检测出从正电子释放出的一对γ射线的一组检测器模块14的LOR上，推测正电子的空间位置。具体情况是，空间位置推测部26a逐次读出被同时计数信息存储部24b逐次存储的同时计数信息，并使用根据闪烁器编号所确定的一组检测器模块14的空间位置与一组检测时间，来推测正电子的空间位置。在此，空间位置推测部26a具有TOF功能，并根据一组检测时间来计算检测时间差，并基于所计算出的时间差来推测正电子的空间位置。另外，空间位置推测部26a当推测出空间位置时，生成空间位置信息，并将所生成的空间位置信息逐次存储至空间位置信息存储部24c。
图9A至9C为用于说明正电子的空间位置以及像素值的分配的图。如图9A所示，从正电子释放出的一对γ射线由一组检测器模块14来检测。LOR为连结检测出一对γ射线的一组检测器模块14的线a。空间位置推测部26a根据一组检测时间计算检测时间差，并基于计算出的时间差，来推测正电子的空间位置b。正电子的空间位置b例如如图6所示，通过x坐标、y坐标以及z坐标的组合来表示。
另外，与实施例1相关的空间位置推测部26a生成将生成同时计数信息的顺序表示为时间序列的计数NO.、正电子的空间位置以及检测时间的组合作为空间位置信息。空间位置推测部26a将从同时计数信息存储部24b读出的一致NO.作为空间位置信息所包含的计数NO.。另外，空间位置推测部26a将从同时计数信息存储部24b读出的一组检测时间中的例如较早一方的检测时间或一组检测时间的平均值等作为空间位置信息所包含的检测时间。另外，空间位置推测部26a也可以将一组检测时间双方作为空间位置信息所包含的检测时间。
返回至图8中，像素值分配部26b通过以空间位置推测部26a推测出的正电子的空间位置为中心对模糊宽度存储部24d中存储的模糊宽度的量的像素分配像素值，从而生成PET图像。这样，在连结一组检测器模块14的LOR上，反映与检测器模块14的时间分辨率对应的空间分辨率。
具体情况是，像素值分配部26b逐次读出被空间位置信息存储部24c逐次存储的空间位置信息。另外，像素值分配部26b参照模糊宽度存储部24d，取得与检测器模块14的时间分辨对应地存储的模糊宽度。并且，像素值分配部26b通过以空间位置信息所包含的空间位置为中心对所取得的模糊宽度的量的像素分配像素值来生成PET图像，并并将所生成的PET图像逐次存储至PET图像存储部24e。
图10A以及图10B为用于说明时间分辨率与模糊宽度之间的关系的图。假设PET装置不具有TOF功能，则假定PET装置在LOR上等概率地存在正电子。图示出的是图10A所例示的直线a。另一方面，当假设PET装置具有TOF功能，且时间分辨率无限良好，则PET装置应能够推测出在LOR上的一点存在正电子。图示出的是图10A所例示的直线图表(graph)b。示出了存在概率为1.0。
这一点，与实施例1相关的PET装置100在时间分辨率某程度良好时，如图10B所示，通过以在LOR上推测出的正电子的空间位置c为中心对根据检测器模块14的时间分辨率而设定的模糊宽度的量的像素分配像素值来生成PET图像。在此，所谓模糊宽度是指将图像的模糊分布设为如图10B例示那样的山形函数d时，例如为其半值全宽度(以下，FWHM(Full Width at Half Maximum))的值。另外，存在概率的积分值变为1.0。
如使用图7所示，与实施例1相关的模糊宽度存储部24d预先与检测器模块14的时间分辨率对应地存储图像的模糊宽度。另外，如上所述，在实施例1中，通过在拍摄前进行周知技术的定时调整来测定所有检测器模块14间的平均时间分辨率作为系统时间分辨率。例如，当假定系统时间分辨率为“200微微秒”时，则假设所有符合测定的时间分辨率为“200微微秒”。
由此，像素值分配部26b参照模糊宽度存储部24d，例如，取得与检测器模块14的时间分辨率(FWHM)“200微微秒”对应地存储的模糊宽度(FWHM)“60mm”。并且，像素值分配部26b通过以X坐标、y坐标以及z坐标的组合所示的空间位置为中心对与所取得的模糊宽度“60mm”的量相当的体素分配表示有像素值的“点”来生成PET图像。
例如，如图9B以及图9C所示，以推测出的空间位置为中心，按照使LOR方向成为模糊宽度的方式，来在椭圆形状内分配像素值。另外，如图9B以及图9C所例示的，按照空间位置的亮度高(浓)、随着远离空间位置而亮度变低(薄)的方式来分配像素值，这种处理与基于逆投影处理的重建不同，能够短时间地进行。
返回至图8中，图像指定受理部26c受理生成的PET图像的指定条件。具体情况是，图像指定受理部26c从PET装置100的操作者处受理检测时间以及空间坐标中的至少一个作为生成的PET图像的指定条件。另外，图像指定受理部26c将受理到的指定条件发送至指定图像生成部26d。
指定图像生成部26d基于由图像指定受理部26c受理到的指定条件，来生成PET图像。具体情况是，指定图像生成部26d当从图像指定受理部26c受理到指定条件时，使用受理到的指定条件来参照空间位置信息存储部24c，并取得PET图像的生成所需要的空间位置信息。并且，指定图像生成部26d使用所取得的空间位置信息来生成PET图像。
例如，指定图像生成部26d当受理到检测时间“tx-ty”作为指定条件时，参照空间位置信息存储部24c，只取得检测时间在“tx-ty”以内的空间位置信息。并且，指定图像生成部26d通过与像素值分配部26b同样的方法来生成PET图像。即，指定图像生成部26d参照模糊宽度存储部24d，并取得与检测器模块14的时间分辨率对应地存储的模糊宽度。并且，指定图像生成部26d通过以空间位置信息所包含的空间位置为中心对所取得的模糊宽度的量的像素分配像素值来生成PET图像，并将所生成的PET图像存储至PET图像存储部24e。另外，在指定空间位置坐标作为指定条件时也一样，指定图像生成部26d参照空间位置信息存储部24c，只取得相符合的空间坐标的空间位置信息。
这样，在与实施例1相关的PET装置100中，图像指定受理部26c例如在拍摄后，受理生成的PET图像的指定条件，指定图像生成部26d基于受理到的指定条件来重新生成PET图像。
换而言之，由像素值分配部26b所生成的PET图像在拍摄中被实时显示，但由指定图像生成部26d生成的PET图像主要在拍摄后被显示。例如，假设拍摄后医师只指定关心时间宽度或关心图像区域或者指定关心时间宽度以及图像区域。由此，指定图像生成部26d生成与此对应的PET图像。
例如，假设某一拍摄进行长达1小时，空间位置信息存储部24c所存储的空间位置信息为1小时。此时，设医师考虑到在拍摄后讨论药剂的审定时间或时间效能曲线(time activity curve)等，希望只观察某时间段的PET图像。这一点，与实施例1相关的空间位置信息存储部24c将拍摄中所推测出的所有正电子的空间位置与其检查时间对应起来存储。因此，即使在医师事后考虑到希望只观察某时间段的PET图像时，与实施例1相关的PET装置100也能够灵活地提取与相符合的时间段对应的空间位置信息，并事后生成所希望的PET图像。在不仅指定了时间段还指定了图像区域时也一样。
系统控制部27通过控制架台装置10以及控制台装置20，来进行PET装置100的整体控制。例如，系统控制部27控制PET装置100的拍摄。另外，例如，系统控制部27控制计数信息收集部15所进行的计数信息收集处理或同时计数信息生成部25进行的同时计数信息生成处理。另外，例如，系统控制部27控制图像生成部26所进行的图像生成处理。
另外，例如，系统控制部27控制数据存储部24所存储的PET图像的显示处理。例如，每当由像素值分配部26b将PET图像逐次存储至数据存储部24，系统控制部27就将此逐次读出，并逐次显示在显示部22上。这样，在PET图像的拍摄中，实时显示PET图像。另外，例如，当由指定图像生成部26d将PET图像存储至数据存储部24时，系统控制部27将此读出并显示在显示部22上。
图11为用于说明所生成的PET图像的显示的图。例如，系统控制部27从PET装置100的操作者处受理PET图像的显示方向(例如，轴向(axial)、冠状(coronal)、矢状(sagital)二维方向)的指定，并按照受理到的显示方向，将由像素值分配部26b或指定图像生成部26d所生成的PET图像显示在显示部22上，例如，系统控制部27在已受理到轴向、冠状、矢状这所有显示方向显示的指定时，如图11所例示，在1张画面内显示所有轴向、冠状、矢状的PET图像。
另外，同时计数信息生成部25、图像生成部26以及系统控制部27等各部分通过ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)与FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等集成电路、CPU(Central Processing Unit：中央处理器)或MPU(Micro Processing Unit：微处理器)等电子电路来实现。
接着，使用图12以及图13针对与实施例1相关的PET装置100所进行的处理步骤进行说明。图12为表示实时显示PET图像的处理步骤的流程图。图13为表示拍摄后显示PET图像处理步骤的流程图
如图2所示，在与实施例1相关的PET装置100中，当开始拍摄时(步骤(step)S101为肯定)，计数信息收集部15逐次收集计数信息(步骤S102)，同时计数信息生成部25逐次生成同时计数信息(步骤S103)
由此，空间位置推测部26a逐次推测正电子的空间位置(步骤S104)，像素值分配部26b通过以空间位置推测部26a推测出的正电子的空间位置为中心，对模糊宽度存储部24d所存储的模糊宽度的量的像素分配像素值，来逐次生成PET图像(步骤S105)。
接着，系统控制部27将像素值分配部26b逐次生成的PET图像逐次显示在显示部22上(步骤S106)。重复步骤S102至S106这一系列的处理直到拍摄结束为止，从而能够在拍摄中实时显示PET图像。
其次，如图13所示，在与实施例1相关的PET装置100中，拍摄后，当图像指定受理部26c受理到时间宽度的指定时(步骤S201为肯定)，指定图像生成部26d取得相符合的时间宽度的空间位置信息(步骤S202)。
并且，指定图像生成部26d通过以所取得的空间位置信息所包含的空间位置为中心，对模糊宽度存储部24d所存储的模糊宽度的量的像素分配像素值，来生成PET图像(步骤S203)。接着，系统控制部27将指定图像生成部26d所生成的PET图像显示在显示部22上(步骤S204)。
如上所述，与实施例1相关的PET装置100具有模糊宽度存储部24d。模糊宽度存储部24d存储根据检测出γ射线的检测器模块14的时间分辨率而设定的图像模糊宽度。另外，PET装置100具有空间位置推测部26a、像素值分配部26b。空间位置推测部26a使用检测出从正电子释放出的一对γ射线的一组检测器模块14的空间位置与由该一组检测器模块14检测出一对γ射线的一组检测时间，在连结该一组检测器模块14的LOR上推测该正电子的空间位置。另外，像素值分配部26b按照在连结一组检测器模块14的LOR上反映与时间分辨率对应的空间分辨率的方式，以空间位置推测部26a推测出的空间位置为中心，对由模糊宽度存储部24d存储的模糊宽度的量的像素分配像素值来生成图像。另外，与实施例1相关的PET装置100在预先指定的二维方向将PET图像显示在显示部22上。
由此，根据实施例1，能够缩短PET图像的生成时间。例如，能够与拍摄同时地实时显示PET图像，也能够例如一边进行治疗一边显示PET图像。
另外，与实施例1相关的PET装置100具有空间位置信息存储部24c，空间位置信息存储部24c将空间位置推测部26a推测出的正电子的空间位置与由检测器模块14检测出该正电子的检测时间对应起来存储。另外，PET装置100具有图像指定受理部26c与指定图像生成部26d。图像指定受理部26c受理空间位置以及检测时间中的至少一个作为成为生成对象的PET图像的指定条件。指定图像生成部26d使用由图像指定受理部26c受理到的指定条件来参照空间位置信息存储部24c，取得PET图像的生成所需要的空间位置，并以所取得的该空间位置为中心，对模糊宽度存储部24d存储的模糊宽度的量的像素分配像素值来生成图像。
由此，根据实施例1，例如，即使在医师事后考虑到希望只观察某时间段(或图像区域)的PET图像时，也能够灵活地提取与相符合的时间段(或图像区域)对应的空间位置信息，并事后生成所希望的PET图像。在此所提及的灵活性不同于以往动态(dynamic)拍摄那样依赖于拍摄时收集的时间间隔。即，时间段、图像区域都可以任意指定。
另外，公开技术除上述实施例以外，也可以通过各种不同的形态来实施。
首先，在上述实施例1中，假定通过在拍摄前进行周知技术的定时调整，使得在所有检测器模块14间时间分辨率一致，但公开技术并不限定于此。例如，在针对每个检测器模块14时间分辨率不同时，图像生成部26使用与每个检测器模块14的时间分辨率对应的模糊宽度来生成图像即可。
例如，PET装置100在拍摄前进行定时调整，分别测定各检测器模块14的时间分辨率，并将其存储至存储部。并且，像素值分配部26b当针对一组检测器模块14的各个检测器模块来参照存储部并取得各时间分辨率时，使用例如时间分辨率低的一方的值(或平均值)来参照模糊宽度存储部24d。接着，像素值分配部26b通过取得模糊宽度，并以空间位置信息所包含的空间位置为中心对所取得的模糊宽度的量的像素分配像素值来生成PET图像。
另外，在上述实施例1中，说明了PET装置100只具备图像生成部26而不进行基于逆投影处理的重建，但公开技术并不限定于此。例如，PET装置100还具备进行基于逆投影处理的重建的图像重建部，例如根据时间分辨率，可以选择由图像生成部26生成图像或者由图像重建部重建图像。例如，在时间分辨率不能达到200微微秒时，PET装置100也可以选择图像重建部的重建。
另外，在上述实施例1中，例示了图1作为PET装置100的结构，但公开技术并不限定于此。例如，计数信息收集部15也可以设置在控制台装置20侧。相反，同时计数信息生成部25也可以设置在架台装置10侧。另外，数据存储部24所存储的各种数据也可以设置在架台装置10侧或控制台装置20侧。
另外，在上述实施例1中，对PET装置100进行了举例说明，但本发明并不限定于此。公开技术也可以同样适用于放射线治疗装置。
放射线治疗装置具备照射重粒子线的照射部。放射线治疗装置使用加速器来调节离子的能量，并对肿瘤细胞照射重粒子线以便在被检体的肿瘤细胞内使离子停留。
在此，在能量在“511×2keV”以上时，重粒子线在其飞行过程中成对生成电子与正电子。成对生成的正电子与周围的电子结合消失，其结果，释放出一对消失γ射线。
因此，近年来，出现一种合并并具备PET装置的放射线治疗装置。该放射线治疗装置通过检测所释放出的一对消失γ射线，从而生成PET图像。即，这种放射线治疗装置能够一边照射重粒子线一边显示PET图像，医师能够在治疗中监视是否对肿瘤细胞照射重粒子线。
该放射治疗装置具备的PET装置例如具有平板的一组检测器，该一组检测器被设置在隔着被检体相对的位置。
因此，该PET装置能够具备与上述PET装置100同样的功能。
图14为表示与其他实施例相关的放射线治疗装置的结构的框图。即，如图14所示，放射线治疗装置200具备照射重粒子线的照射部210。另外，放射线治疗装置200具备与上述PET装置100同样的PET装置，但此时的检测器例如为在隔着被检体相对的位置设置的平板的一组检测器。该一组检测器检测伴随从照射部210照射出的重粒子线的能量释放而释放出的一对放射线。具体情况是，放射线治疗装置200例如具备上述模糊宽度存储部24d、空间位置推测部26a、像素值分配部26b、图像指定受理部26c、指定图像生成部26d以及系统控制部27。
针对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而示出的，并不意图限定发明的范围。这些实施方式可以通过无其他各种形态来实施，在不脱离发明的要旨范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形与被包含在发明的范围或要旨范围内一样，被包含在专利要求范围内所述的发明与其均等的范围内。
还有，根据上述实施方式中公开的适宜多个的构成要素的组合，可以形成各种的发明。例如：既可以削除从实施方式中显示的全部构成要素的几个构成要素，又可以适当地组合不同实施方式内的构成要素。
本领域技术人员容易想到其它优点和变更方式。因此，本发明就其更宽的方面而言不限于这里示出和说明的具体细节和代表性的实施方式。因此，在不背离由所附的权利要求书以及其等同物限定的一般发明概念的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。
Claims (8)
1.一种核医学成像装置，其特征在于，包括：
模糊宽度存储部，其存储根据检测放射线的检测器的时间分辨率而设定的图像的模糊宽度；
推测部，其使用检测出从正电子释放出的一对放射线的一组检测器的空间位置与由该一组检测器检测出一对放射线的一组检测时间，在连结该一组检测器的线上推测该正电子的空间位置；以及
图像生成部，其按照在连结上述一组检测器的线上反映与上述时间分辨率对应的空间分辨率的方式，以由上述推测部推测出的空间位置为中心，对由上述模糊宽度存储部存储的模糊宽度的量的像素分配像素值来生成图像。
2.根据权利要求1所述的核医学成像装置，其特征在于，还包括：
空间位置存储部，其将由上述推测部推测出的正电子的空间位置与由上述检测器检出该正电子的检测时间对应起来存储；
指定受理部，其受理空间位置以及检测时间中的至少一个作为成为生成对象的图像的指定条件；以及
指定图像生成部，其使用由上述指定受理部受理到的指定条件来参照上述空间位置存储部，取得图像生成所需要的空间位置，并以所取得的该空间位置为中心，对由上述模糊宽度存储部存储的模糊宽度的量的像素分配像素值来生成图像。
3.根据权利要求1所述的核医学成像装置，其特征在于，
还包括显示控制部，该显示控制部在预先指定的二维方向上将上述图像显示在显示部上。
4.根据权利要求2所述的核医学成像装置，其特征在于，
还包括显示控制部，该显示控制部在预先指定的二维方向上将上述图像显示在显示部上。
5.一种放射线治疗装置，其特征在于，包括：
照射部，其照射重粒子线；
一组检测器，其检测伴随从上述照射部照射出的重粒子线的能量释放而被释放出的一对放射线；
模糊宽度存储部，其存储根据上述一组检测器的时间分辨率而设定的图像的模糊宽度；
推测部，其使用上述一组检测器的空间位置与由该一组检测器检测出一对放射线的一组检测时间，在连结该一组检测器的线上推测该正电子的空间位置；以及
图像生成部，其按照在连结上述一组检测器的线上反映与上述时间分辨率对应的空间分辨率的方式，以由上述推测部推测出的空间位置为中心，对由上述模糊宽度存储部存储的模糊宽度的量的像素分配像素值来生成图像。
6.根据权利要求5所述的放射线治疗装置，其特征在于，还包括：
空间位置存储部，其将由上述推测部推测出的正电子的空间位置与由上述检测器检测出该正电子的检测时间对应起来存储；
指定受理部，其受理空间位置以及检测时间中的至少一个作为成为生成对象的图像的指定条件；
指定图像生成部，其使用由上述指定受理部受理到的指定条件来参照上述空间位置存储部，取得图像生成所需要的空间位置，并以所取得的该空间位置为中心，对由上述模糊宽度存储部存储的模糊宽度的量的像素分配像素值来生成图像。
7.根据权利要求5所述的放射线治疗装置，其特征在于，
还包括显示控制部，该显示控制部在预先指定的二维方向上将上述图像显示在显示部上。
8.根据权利要求6所述的放射线治疗装置，其特征在于，
还包括显示控制部，该显示控制部在预先指定的二维方向上将上述图像显示在显示部上。
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