JP2001330672A

JP2001330672A - Ｐｅｔ装置

Info

Publication number: JP2001330672A
Application number: JP2000153573A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamashita; 貴司山下
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2001-11-30
Anticipated expiration: 2020-05-24
Also published as: JP4536211B2

Abstract

(57)【要約】【課題】再構成画像における解像度の向上を図りつつ
良好な光子対検出感度および定量性を確保することがで
きるＰＥＴ装置を提供する。【解決手段】移動手段４０により、被検体２に対して
相対的に検出部１０およびスライスコリメータ２１₁〜
２１₁₁が一体として中心軸に平行な方向に移動する。こ
の相対的移動の期間中に、測定空間３において発生した
光子対のうち、スライスコリメータ２１₁〜２１₁₁によ
り遮蔽されることなく検出部１０に到達したものは、検
出部１０に含まれる１対の光子検出器により同時検出さ
れ、同時計数情報は同時計数情報蓄積部５０により蓄積
される。各筒状検出器１３_nは、測定空間３から飛来し
てきた光子を各々検出する複数の光子検出器が中心軸を
囲む筒上に２次元配列されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陽電子放出アイソ
トープ（ＲＩ線源）で標識された物質の挙動を画像化す
ることができるＰＥＴ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＰＥＴ（Positron Emission Tomograph
y）装置は、ＲＩ線源が投与された生体（被検体）内に
おける電子・陽電子の対消滅に伴って発生し互い逆方向
に飛行するエネルギ５１１ｋｅＶの光子（ガンマ線）の
対を検出することにより、その被検体内の極微量物質の
挙動を画像化することができる装置である。ＰＥＴ装置
は、被検体が置かれる測定空間の周囲に配列された多数
の小型の光子検出器を有する検出部を備えており、電子
・陽電子の対消滅に伴って発生する光子対を同時計数法
で検出して蓄積し、この蓄積された多数の同時計数情報
すなわち投影データに基づいて、測定空間における光子
対の発生頻度の空間分布を表す画像を再構成する。この
ＰＥＴ装置は核医学分野等で重要な役割を果たしてお
り、これを用いて例えば生体機能や脳の高次機能の研究
を行うことができる。このようなＰＥＴ装置は、２次元
ＰＥＴ装置および３次元ＰＥＴ装置に大別される。

【０００３】図６は、２次元ＰＥＴ装置の検出部の構成
を説明する図である。この図は、７つの検出器リングを
含む構成の例を示しており、中心軸を含む面で検出部を
切断したときの断面を示している。２次元ＰＥＴ装置の
検出部１０は、シールドコリメータ１１とシールドコリ
メータ１２との間に積層された検出器リングＲ₁〜Ｒ₇を
有している。検出器リングＲ₁〜Ｒ₇それぞれは、中心軸
に垂直な面上にリング状に配された複数の光子検出器を
有している。各光子検出器は、例えばＢＧＯ（Ｂｉ₄Ｇ
ｅ₃Ｏ₁₂）等のシンチレータと光電子増倍管とを組み合
わせたシンチレーション検出器であり、中心軸を含む測
定空間から飛来して到達した光子を検出する。また、２
次元ＰＥＴ装置では、この検出部１０の内側にスライス
コリメータＳ₁〜Ｓ₆が備えられている。これらのスライ
スコリメータＳ₁〜Ｓ₆それぞれは、中心軸に平行な方向
に関して隣り合う検出器リングの間の位置に配されたリ
ング状のものであり、原子番号が大きく比重が重い材料
（例えば鉛やタングステン）からなり、斜めに入射した
光子（ガンマ線）を遮蔽するコリメート作用を奏する。

【０００４】このように構成される２次元ＰＥＴ装置の
検出部１０は、スライスコリメータＳ₁〜Ｓ₆のコリメー
ト作用により、中心軸との角度が略９０度の方向から飛
来した光子対のみを同時計数することができる。すなわ
ち、２次元ＰＥＴ装置の検出部１０により得られ蓄積さ
れた同時計数情報すなわち２次元投影データは、同一の
検出器リングまたは隣り合う（若しくは極めて近い）検
出器リングに含まれる１対の光子検出器によるものに限
られる。したがって、２次元ＰＥＴ装置は、測定空間外
の位置で発生した光子対が散乱された散乱線を効率よく
除去することができ、また、２次元投影データに対して
吸収補正や感度補正を容易に行うことができるので、定
量性がよい再構成画像を得ることができる。

【０００５】図７は、３次元ＰＥＴ装置の検出部の構成
を説明する図である。この図も、中心軸を含む面で検出
部を切断したときの断面を示している。３次元ＰＥＴ装
置の検出部１０の構成は、２次元ＰＥＴ装置の場合と同
様である。しかし、３次元ＰＥＴ装置ではスライスコリ
メータが備えられていない。このように構成される３次
元ＰＥＴ装置の検出部１０は、広い立体角を有し、２次
元ＰＥＴ装置と比較して広い方向から飛来した光子対を
同時計数することができる。すなわち、３次元ＰＥＴ装
置の検出部１０により得られ蓄積される同時計数情報す
なわち３次元投影データは、任意の検出器リングに含ま
れる１対の光子検出器によるものが可能である。したが
って、３次元ＰＥＴ装置は、２次元ＰＥＴ装置と比較し
て５倍〜１０倍程度の高い感度で、光子対を同時計数す
ることができる。しかし、３次元ＰＥＴ装置は、２次元
ＰＥＴ装置と比較して、散乱線の影響を除去することが
困難であるので、再構成画像の定量性がよくない。

【０００６】以上のように、３次元ＰＥＴ装置と比較す
ると、スライスコリメータを有する２次元ＰＥＴ装置
は、光子対検出感度が低いものの、散乱線を効率的に除
去することができ、吸収補正および感度補正を容易に行
うことができるので、定量性が優れた再構成画像を得る
ことができるという利点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＰＥＴ装置は以下のような問題点を有している。すなわ
ち、２次元ＰＥＴ装置および３次元ＰＥＴ装置の何れに
おいても再構成画像における解像度の向上が求められて
いる。そして、解像度の向上のためには個々の光子検出
器を小型化することが不可欠である。

【０００８】しかし、２次元ＰＥＴ装置の場合には、光
子検出器の小型化に伴い、各スライスコリメータの間隔
が狭くなるので、開口率が低下して、光子対検出感度が
低下する。この問題に対し、２次元ＰＥＴ装置では、光
子検出器の小型化に応じて各スライスコリメータを薄く
且つ短くすれば、開口率の低下を抑制することができる
ものの、光子（ガンマ線）を遮蔽する効果すなわちコリ
メート効果が低下するので、散乱線を効率よく除外する
ことができなくなり、再構成画像の定量性が低下する。

【０００９】一方、３次元ＰＥＴ装置の場合には、光子
検出器を小型化しても、スライスコリメータが備えられ
ていないので、開口率の低下や光子対検出感度の低下の
問題が生じない。しかし、既述したように、３次元ＰＥ
Ｔ装置では、本来的に散乱線の影響を除去するのが困難
であるので、再構成画像の定量性がよくない。

【００１０】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、再構成画像における解像度の向上を図
りつつ良好な光子対検出感度および定量性を確保するこ
とができるＰＥＴ装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るＰＥＴ装置
は、(1) 中心軸を含む測定空間から飛来してきた光子を
各々検出する複数の光子検出器が中心軸を囲む筒上に２
次元配列された筒状検出器を複数含み、これら複数の筒
状検出器が中心軸に平行な方向に配列された検出部と、
(2) 少なくとも測定空間と検出部との間に、中心軸に平
行な方向に関して筒状検出器と交互に配され、測定空間
から飛来してきた光子のうち中心軸に直交する所定面に
略平行なもののみを検出部に向かって通過させる複数の
スライスコリメータと、(3) 測定空間に置かれた被検体
に対して相対的に検出部および複数のスライスコリメー
タを一体として中心軸に平行な方向に移動させる移動手
段と、(4) 移動手段により被検体に対して相対的に検出
部および複数のスライスコリメータが移動している期間
に、検出部に含まれる１対の光子検出器により検出され
た光子対の同時計数情報を獲得し、この同時計数情報を
被検体に固定した座標系のものに変換して蓄積する同時
計数情報蓄積部と、(5) 同時計数情報蓄積部により蓄積
された同時計数情報に基づいて、測定空間における光子
対の発生頻度の空間分布を表す画像を再構成する画像再
構成部と、を備えることを特徴とする。

【００１２】本発明に係るＰＥＴ装置によれば、測定空
間に置かれた被検体に対して相対的に検出部および複数
のスライスコリメータが一体として中心軸に平行な方向
に移動手段により移動し、この相対的移動の期間に、測
定空間において発生した光子対のうちスライスコリメー
タにより遮蔽されることなく検出部に到達したものは、
検出部に含まれる１対の光子検出器により同時検出さ
れ、この同時計数情報は、同時計数情報蓄積部により、
被検体に固定した座標系のものに変換されて蓄積され
る。そして、同時計数情報蓄積部による同時計数情報の
蓄積が終了すると、蓄積された同時計数情報に基づい
て、画像再構成部により、測定空間における光子対の発
生頻度の空間分布を表す画像が再構成される。

【００１３】本発明に係るＰＥＴ装置では、同時計数情
報の検出は、検出部に含まれる同一の筒状検出器内の１
対の光子検出器により行われることがあり、また、各筒
状検出器および各スライスコリメータそれぞれのサイズ
によっては、互いに隣り合う２つの筒状検出器それぞれ
に含まれる１対の光子検出器により行われることがあ
り、さらに離れた２つの筒状検出器それぞれに含まれる
１対の光子検出器により行われることもある。換言すれ
ば、同時計数情報の検出は、同一の検出器リング（中心
軸に平行な方向について１層の光子検出器がリング状に
配列されたもの）内で行われるだけでなく、互いに隣り
合う２つの検出器リング間でも行われることがあり、更
に離れた２つの検出器リング間でも行われることがあ
る。すなわち、本発明に係るＰＥＴ装置は、従来の２次
元ＰＥＴ装置と従来の３次元ＰＥＴ装置との中間的な構
成となり、従来の２次元ＰＥＴ装置の感度と比べると数
倍程度の感度を有する。したがって、本発明に係るＰＥ
Ｔ装置は、再構成画像における解像度の向上を図りつつ
良好な光子対検出感度および定量性を確保することがで
きる。

【００１４】特に、本発明に係るＰＥＴ装置では、移動
手段により被検体に対して相対的に検出部およびスライ
スコリメータが一体として中心軸に平行な方向に移動し
ている期間に同時計数情報が同時計数情報蓄積部により
蓄積され、この蓄積された同時計数情報に基づいて画像
再構成部により再構成画像が得られるので、筒状検出器
およびスライスコリメータが交互に配列された検出部の
構成であっても、被検体の体軸方向について均一な感度
で光子対を検出することができ、また、再構成画像にお
ける定量性を均一にすることができる。

【００１５】また、本発明に係るＰＥＴ装置では、筒状
検出器は、光子が受光面に入射したときの該受光面上の
２次元入射位置を検出する複数の２次元位置検出器が所
定面上にリング状に配列されて構成される、ことを特徴
とする。この場合には、個々の光子検出器を小型化して
再構成画像の解像度の向上を図る上で好適である。

【００１６】また、本発明に係るＰＥＴ装置では、複数
のスライスコリメータそれぞれは、検出部に含まれる複
数の筒状検出器のうちの隣り合う２つの筒状検出器の間
の空間を経て各筒状検出器の後部に到るまで設けられて
いる、ことを特徴とする。また、複数のスライスコリメ
ータそれぞれは、例えば当該後部において互いに固定さ
れているのが好適である。この場合には、各筒状検出器
と各スライスコリメータとの相対的位置関係の精度が優
れ、各筒状検出器と各スライスコリメータとが中心軸に
平行な方向に常に交互に位置するので、各筒状検出器へ
の光子の入射効率が優れ、性能を充分に発揮することが
できる。また、各筒状検出器、各スライスコリメータお
よび保持板などの加工精度や組立精度を厳密に管理する
必要がないので、製造が容易であり、安価となる。ま
た、検出部およびスライスコリメータを一体として中心
軸に平行な方向に移動させる上で好適である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。

【００１８】図１は、本実施形態に係るＰＥＴ装置１の
全体の概略構成図である。この図では、検出部１０およ
びスライスコリメータ２１については、中心軸を含む面
で切断したときの断面を示している。本実施形態に係る
ＰＥＴ装置１は、検出部１０、スライスコリメータ２１
₁〜２１₁₁、ベッド３１、支持台３２、移動手段４０、
同時計数情報蓄積部５０、画像再構成部６０および表示
部７０を備えている。なお、この図には、このＰＥＴ装
置１による検査の対象である被検体２も示されている。
また、このＰＥＴ装置１により光子対の同時計数情報の
検出が可能な空間が測定空間３として示されている。

【００１９】検出部１０は、各々リング形状のシールド
コリメータ１１とシールドコリメータ１２との間に筒状
検出器１３₁〜１３₁₂が中心軸に平行な方向に配列され
たものである。各筒状検出器１３_nは、中心軸を含む測
定空間３から飛来してきた光子を各々検出する複数の光
子検出器が中心軸を囲む筒上に２次元配列されたもので
ある。すなわち、各筒状検出器１３_nは、複数の光子検
出器が中心軸に垂直な面上にリング状に配列された検出
器リングが中心軸に平行な方向に複数積層されて構成さ
れたものに相当する。スライスコリメータ２１₁〜２１
₁₁は、少なくとも測定空間３と検出部１０との間に、中
心軸に平行な方向に関して筒状検出器１３₁〜１３₁₂と
交互に配され、測定空間３から飛来してきた光子のうち
所定面に略平行なもののみを検出部１０に向かって通過
させるものである。検出部１０およびスライスコリメー
タ２１₁〜２１₁₁の詳細については後述する。

【００２０】ベッド３１は、被検体２を載置するもので
あり、支持台３２により支持されている。移動手段４０
は、測定空間３に置かれた被検体２に対して相対的に、
検出部１０およびスライスコリメータ２１₁〜２１₁₁を
一体として、中心軸に平行な方向に移動させる。具体的
には、移動手段４０は、検出部１０およびスライスコリ
メータ２１₁〜２１₁₁を一体として中心軸に平行な方向
に移動させてもよいし、ベッド３１（すなわち被検体
２）を中心軸に平行な方向に移動させてもよい。また、
測定期間中に一方向のみの移動であってよいし、往復移
動であってもよい。移動手段４０による相対的移動は、
測定期間中に被検体２の被測定部位が各筒状検出器１３
_nの配置のピッチの１／２以上の距離だけ測定空間３内
で移動するよう行われる。好適には、測定期間中におけ
る被検体２の被測定部位の測定空間３内での相対的移動
は、上記ピッチの整数倍の距離だけ行われ、また、等速
で行われる。また、被検体２の被測定部位が中心軸方向
に一定範囲に亘って存在する場合には、測定期間中に上
記一定範囲の各部位が測定空間３内に留まる時間が略一
定であるのが好適である。

【００２１】同時計数情報蓄積部５０は、移動手段４０
により被検体２に対して相対的に検出部１０およびスラ
イスコリメータ２１₁〜２１₁₁が移動している期間に、
検出部１０に含まれる１対の光子検出器により検出され
た光子対の同時計数情報を蓄積する。この同時計数情報
の蓄積に際しては、被検体２に対する検出部１０および
スライスコリメータ２１₁〜２１₁₁の相対的変位量に基
づいて、検出部１０において検出された同時計数情報
を、被検体２に対して固定された座標系のものに変換し
て、この座標変換された同時計数情報を蓄積する。な
お、相対的変位量は、エンコーダ等により求めたものを
用いてもよいし、移動手段４０が把握しているものを用
いてもよい。

【００２２】画像再構成部６０は、同時計数情報蓄積部
５０により蓄積された同時計数情報に基づいて、測定空
間３における光子対の発生頻度の空間分布を表す画像を
再構成する。また、画像再構成部６０は、検出部１０の
各光子検出器の検出感度のばらつきを補正する感度補
正、被検体２における光子の吸収を補正する吸収補正、
および、被検体２における光子の散乱を補正する散乱補
正をも行う。表示部７０は、画像再構成部６０により得
られた再構成画像を表示する。また、制御部８０は、移
動手段４０による相対的移動、同時計数情報蓄積部５０
による同時計数情報の蓄積、画像再構成部６０による画
像の再構成、および、表示部７０による再構成画像の表
示を制御する。

【００２３】図２は、本実施形態に係るＰＥＴ装置の検
出部１０およびスライスコリメータ２１の構成を説明す
る図である。この図は、中心軸を含む面で検出部１０お
よびスライスコリメータ２１₁〜２１₁₁を切断したとき
の断面を示している。本実施形態に係るＰＥＴ装置の検
出部１０は、各々リング形状のシールドコリメータ１１
とシールドコリメータ１２との間に、中心軸に平行な方
向に積層された筒状検出器１３₁〜１３₁₂を含んでい
る。また、各々リング形状のスライスコリメータ２１₁
〜２１₁₁は、少なくとも測定空間と検出部１０との間に
あって、中心軸に平行な方向に関して筒状検出器１３_n
と交互に配されている。すなわち、各スライスコリメー
タ２１_nは、互いに隣り合う筒状検出器１３_nと筒状検出
器１３_n+1との間の位置に配されている。そして、各ス
ライスコリメータ２１_nは、原子番号が大きく比重が重
い材料（例えば鉛やタングステン）からなり、厚さが数
ｍｍ（例えば５ｍｍ〜６ｍｍ）であって、測定空間から
飛来してきた光子（ガンマ線）のうち、中心軸に垂直な
面に略平行な光子を検出部１０に向かって通過させ、斜
めに入射した光子を遮蔽するコリメート作用を奏する。

【００２４】図３は、本実施形態に係るＰＥＴ装置の検
出部１０およびスライスコリメータ２１の一部（図２で
一点鎖線で囲った枠内の部分）を拡大して示す図であ
る。また、図４は、本実施形態に係るＰＥＴ装置の筒状
検出器１３_nおよびスライスコリメータ２１_nの構成を説
明する図である。この図４では、中心軸に平行な方向に
見たときの筒状検出器１３_nとスライスコリメータ２１_n
との関係を示している。各筒状検出器１３_nは、中心軸
に垂直な面上であって同一円周上にリング状に配された
複数のブロック検出器１４₁〜１４_Mを有している。各ブ
ロック検出器１４_mは、光子が受光面に入射したときの
該受光面上の２次元入射位置を検出する２次元位置検出
器である。また、各スライスコリメータ２１_nは、互い
に隣り合う筒状検出器１３_nと筒状検出器１３_n+1との間
の空間を経て各筒状検出器１３_nの後部に到るまで設け
られており、当該後部において保持板２２により互いに
一体的に固定されている。

【００２５】図５は、ブロック検出器１４の構成図であ
る。この図に示すように、各ブロック検出器１４_mは、
Ｐ×Ｑ（Ｐ≧２，Ｑ≧２）のセグメントからなるシンチ
レータブロック１５と位置検出型光電子増倍管１６とを
組み合わせたシンチレーション検出器であり、測定空間
から飛来して到達した光子を検出するとともに、光子が
シンチレータブロック１５の受光面に入射したときの該
受光面上の２次元入射位置を検出する。すなわち、各ブ
ロック検出器１４_mは、Ｐ×Ｑ個の小型の光子検出器が
２次元配列されたものに相当する。また、このようなブ
ロック検出器１４_mがリング状に配列されて構成された
筒状検出器１３_nは、複数の小型の光子検出器が中心軸
に垂直な面上にリング状に配列されて検出器リングが構
成され、更にこの検出器リングが中心軸に平行な方向に
複数積層されたものに相当する。なお、ブロック検出器
１４_mでは、シンチレータブロック１５および位置検出
型光電子増倍管１６とともに、この位置検出型光電子増
倍管１６内の各電極に所定の電圧を印加するための抵抗
器列や、この位置検出型光電子増倍管１６のアノード電
極から出力される電流信号を入力して電圧信号として出
力するためのプリアンプが、遮光の為の筐体内に収めら
れている。

【００２６】例えば、シンチレータブロック１５は、Ｂ
ＧＯ（Ｂｉ₄Ｇｅ₃Ｏ₁₂）、ＧＳＯ（Ｇｄ₂ＳｉＯ₅(Ｃ
ｅ)）、ＬＳＯ（Ｌｕ₂ＳｉＯ₅(Ｃｅ)）およびＰＷＯ
（ＰｂＷＯ ₄）等が好適に用いられる。シンチレータブ
ロック１５は、８×８のセグメントからなり、各セグメ
ントのサイズが６ｍｍ×６ｍｍ×２０ｍｍであり、ま
た、位置検出型光電子増倍管１６の光電面の広さが５０
ｍｍ×５０ｍｍである。そして、このようなシンチレー
タブロック１５および位置検出型光電子増倍管１６を含
むブロック検出器１４_mがリング状に６０個配列されて
筒状検出器１３_nが構成される。このとき、各筒状検出
器１３_nの内径は１０００ｍｍ程度である。また、各ス
ライスコリメータ２１_nの内径は６００ｍｍである。さ
らに、このような筒状検出器１３₁〜１３₁₂とスライス
コリメータ２１₁〜２１₁₁とが中心軸に平行な方向に交
互に積層されたものの厚み（すなわち体軸方向視野）は
６７０ｍｍ程度である。

【００２７】このような条件の下では、測定空間３にお
ける電子・陽電子の対消滅に伴って発生し互い逆方向に
飛行するエネルギ５１１ｋｅＶの光子（ガンマ線）の対
の検出すなわち同時計数情報の検出は、同一の筒状検出
器１３_n内の１対のブロック検出器１４により行われる
ことがあり、また、互いに隣り合う筒状検出器１３_nお
よび筒状検出器１３_n+1それぞれに含まれる１対のブロ
ック検出器１４により行われることがある。また、同時
計数情報の検出は、更に離れた２つの筒状検出器１３そ
れぞれに含まれる１対のブロック検出器１４により行わ
れることもある。換言すれば、同時計数情報の検出は、
同一の検出器リング内で行われるだけでなく、互いに隣
り合う２つの検出器リング間でも行われることがあり、
更に離れた２つの検出器リング間でも行われることがあ
る。

【００２８】すなわち、本実施形態に係るＰＥＴ装置１
は、従来の２次元ＰＥＴ装置と従来の３次元ＰＥＴ装置
との中間的な構成となる。上記の条件下における体軸方
向視野単位長さ（ｃｍ）当たりの感度を計算すると、本
実施形態に係るＰＥＴ装置１の感度は、約１．３ｋｃｐ
ｓ／(ｋＢｑ・ｍｌ)となり、従来の３次元ＰＥＴ装置の
感度（約２．５８ｋｃｐｓ／(ｋＢｑ・ｍｌ)）と比べれ
ば２分の１程度であるが、従来の２次元ＰＥＴ装置の感
度（約０．２８ｋｃｐｓ／(ｋＢｑ・ｍｌ)）と比べると
４倍〜５倍程度である。

【００２９】次に、本実施形態に係るＰＥＴ装置１の動
作について説明する。ＲＩ線源が投与された被検体２が
ベッド３１上に置かれ、被検体２の被測定部位が測定空
間３内に位置される。そして、制御部８０による制御の
下、ＰＥＴ装置１は以下のように動作する。まず、移動
手段４０により、測定空間３に置かれた被検体２に対し
て相対的に、検出部１０およびスライスコリメータ２１
₁〜２１₁₁が一体として中心軸に平行な方向に移動を開
始する。

【００３０】測定空間３における電子・陽電子の対消滅
に伴って発生し互い逆方向に飛行するエネルギ５１１ｋ
ｅＶの光子（ガンマ線）の対のうち、スライスコリメー
タ２１₁〜２１₁₁により遮蔽されることなく検出部１０
に到達したものは、検出部１０に含まれる１対の光子検
出器により同時検出される。そして、この相対的移動の
期間中に検出部１０により同時検出された光子対の同時
計数情報は、被検体２に対する検出部１０およびスライ
スコリメータ２１₁〜２１₁₁の相対的変位量に基づい
て、被検体２に対して固定された座標系のものに変換さ
れて、同時計数情報蓄積部５０により蓄積される。

【００３１】所定の測定期間が終了すると、同時計数情
報蓄積部５０による同時計数情報の蓄積が終了し、移動
手段４０による相対的移動も終了する。そして、画像再
構成部６０により、同時計数情報蓄積部５０により蓄積
された同時計数情報に基づいて、測定空間３における光
子対の発生頻度の空間分布を表す画像が再構成される。
また、画像再構成部６０により、感度補正、吸収補正お
よび散乱補正も行われる。画像再構成部６０により得ら
れた再構成画像は表示部７０により表示される。

【００３２】以上のように、本実施形態に係るＰＥＴ装
置１の検出部１０は、筒状検出器１３₁〜１３₁₂が中心
軸に平行な方向に配列されたものであって、各筒状検出
器１３_nは、複数の光子検出器が中心軸を囲む筒上に２
次元配列されたものである。そして、筒状検出器１３₁
〜１３₁₂とスライスコリメータ２１₁〜２１₁₁とは、中
心軸に平行な方向に関して交互に配されている。このよ
うに検出部１０が構成されることにより、個々の光子検
出器を小型化することで再構成画像の解像度の向上を図
ることができる。また、検出器リング間にスライスコリ
メータを設けるのではなく、筒状検出器１３_n間にスラ
イスコリメータ１２_nを設けることで、各スライスコリ
メータ１２_nの間隔を確保して、開口率の低下を抑制
し、光子対検出感度を確保することができる。さらに、
各スライスコリメータ１２_nを薄くする必要がないの
で、コリメート効果を維持することができ、散乱線を効
率よく除外することができて、再構成画像の定量性を確
保することができる。このように本実施形態に係るＰＥ
Ｔ装置１は、再構成画像における解像度の向上を図りつ
つ良好な光子対検出感度および定量性を確保することが
できる。

【００３３】また、移動手段４０により被検体２に対し
て相対的に検出部１０およびスライスコリメータ２１₁
〜２１₁₁が一体として中心軸に平行な方向に移動してい
る期間に同時計数情報が同時計数情報蓄積部５０により
蓄積され、この蓄積された同時計数情報に基づいて画像
再構成部６０により再構成画像が得られる。したがっ
て、本実施形態では、上記のような筒状検出器１３₁〜
１３₁₂およびスライスコリメータ２１₁〜２１₁₁の構成
であっても、被検体２の体軸方向について均一な感度で
光子対を検出することができ、また、再構成画像におけ
る定量性を均一にすることができる。

【００３４】また、本実施形態では、光子が受光面に入
射したときの該受光面上の２次元入射位置を検出する複
数の２次元位置検出器（ブロック検出器１４_m）がリン
グ状に配列されて筒状検出器１３_nが構成される。した
がって、この場合には、個々の光子検出器を小型化して
再構成画像の解像度の向上を図る上で好適である。

【００３５】また、本実施形態では、スライスコリメー
タ２１_nは、筒状検出器１３_nと筒状検出器１３_n+1との
間の空間を経て各筒状検出器１３_nの後部に到るまで設
けられており、当該後部において保持板２２により互い
に一体的に固定されている。したがって、この場合に
は、各筒状検出器１３_nと各スライスコリメータ２１_nと
の相対的位置関係の精度が優れ、各筒状検出器１３_nと
各スライスコリメータ２１_nとが中心軸に平行な方向に
常に交互に位置するので、各筒状検出器１３_nへの光子
の入射効率が優れ、性能を充分に発揮することができ
る。また、各筒状検出器１３_n、各スライスコリメータ
２１_nおよび保持板２２などの加工精度や組立精度を厳
密に管理する必要がないので、製造が容易であり、安価
となる。また、検出部１０およびスライスコリメータ２
１₁〜２１₁₁を一体として中心軸に平行な方向に移動さ
せる上で好適である。

【００３６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、同時計数情報の検出は、検出部に含まれる同一
の筒状検出器内の１対の光子検出器により行われること
があり、また、各筒状検出器および各スライスコリメー
タそれぞれのサイズによっては、互いに隣り合う２つの
筒状検出器それぞれに含まれる１対の光子検出器により
行われることがあり、さらに離れた２つの筒状検出器そ
れぞれに含まれる１対の光子検出器により行われること
もある。換言すれば、同時計数情報の検出は、同一の検
出器リング内で行われるだけでなく、互いに隣り合う２
つの検出器リング間でも行われることがあり、更に離れ
た２つの検出器リング間でも行われることがある。すな
わち、本発明に係るＰＥＴ装置は、従来の２次元ＰＥＴ
装置と従来の３次元ＰＥＴ装置との中間的な構成とな
り、従来の２次元ＰＥＴ装置の感度と比べると数倍程度
の感度を有する。したがって、本発明に係るＰＥＴ装置
は、再構成画像における解像度の向上を図りつつ良好な
光子対検出感度および定量性を確保することができる。

【００３７】特に、移動手段により被検体に対して相対
的に検出部およびスライスコリメータが一体として中心
軸に平行な方向に移動している期間に同時計数情報が同
時計数情報蓄積部により蓄積され、この蓄積された同時
計数情報に基づいて画像再構成部により再構成画像が得
られるので、筒状検出器およびスライスコリメータが交
互に配列された検出部の構成であっても、被検体の体軸
方向について均一な感度で光子対を検出することがで
き、また、再構成画像における定量性を均一にすること
ができる。

【００３８】また、光子が受光面に入射したときの該受
光面上の２次元入射位置を検出する複数の２次元位置検
出器が所定面上にリング状に配列されて筒状検出器が構
成される場合には、個々の光子検出器を小型化して再構
成画像の解像度の向上を図る上で好適である。

【００３９】また、複数のスライスコリメータそれぞれ
は、検出部に含まれる複数の筒状検出器のうちの隣り合
う２つの筒状検出器の間の空間を経て各筒状検出器の後
部に到るまで設けられており、例えば当該後部において
互いに固定されているのが好適である。この場合には、
各筒状検出器と各スライスコリメータとの相対的位置関
係の精度が優れ、各筒状検出器と各スライスコリメータ
とが中心軸に平行な方向に常に交互に位置するので、各
筒状検出器への光子の入射効率が優れ、性能を充分に発
揮することができる。また、各筒状検出器、各スライス
コリメータおよび保持板などの加工精度や組立精度を厳
密に管理する必要がないので、製造が容易であり、安価
となる。また、検出部およびスライスコリメータを一体
として中心軸に平行な方向に移動させる上で好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るＰＥＴ装置の全体の概略構成
図である。

【図２】本実施形態に係るＰＥＴ装置の検出部およびス
ライスコリメータの構成を説明する図である。

【図３】本実施形態に係るＰＥＴ装置の検出部およびス
ライスコリメータの一部を拡大して示す図である。

【図４】本実施形態に係るＰＥＴ装置の筒状検出器およ
びスライスコリメータの構成を説明する図である。

【図５】ブロック検出器の構成図である。

【図６】２次元ＰＥＴ装置の検出部の構成を説明する図
である。

【図７】３次元ＰＥＴ装置の検出部の構成を説明する図
である。

【符号の説明】

１…ＰＥＴ装置、２…被検体、３…測定空間、１０…検
出部、１１，１２…シールドコリメータ、１３…筒状検
出器、１４…ブロック検出器、１５…シンチレータブロ
ック、１６…位置検出型光電子増倍管、２１…スライス
コリメータ、２２…保持板、３１…ベッド、３２…支持
台、４０…移動手段、５０…同時計数情報蓄積部、６０
…画像再構成部、７０…表示部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心軸を含む測定空間から飛来してきた
光子を各々検出する複数の光子検出器が前記中心軸を囲
む筒上に２次元配列された筒状検出器を複数含み、これ
ら複数の筒状検出器が前記中心軸に平行な方向に配列さ
れた検出部と、少なくとも前記測定空間と前記検出部との間に、前記中
心軸に平行な方向に関して前記筒状検出器と交互に配さ
れ、前記測定空間から飛来してきた光子のうち前記中心
軸に直交する所定面に略平行なもののみを前記検出部に
向かって通過させる複数のスライスコリメータと、前記測定空間に置かれた被検体に対して相対的に前記検
出部および前記複数のスライスコリメータを一体として
前記中心軸に平行な方向に移動させる移動手段と、前記移動手段により前記被検体に対して相対的に前記検
出部および前記複数のスライスコリメータが移動してい
る期間に、前記検出部に含まれる１対の光子検出器によ
り検出された光子対の同時計数情報を獲得し、この同時
計数情報を前記被検体に固定した座標系のものに変換し
て蓄積する同時計数情報蓄積部と、前記同時計数情報蓄積部により蓄積された同時計数情報
に基づいて、前記測定空間における光子対の発生頻度の
空間分布を表す画像を再構成する画像再構成部と、を備えることを特徴とするＰＥＴ装置。
【請求項２】前記筒状検出器は、光子が受光面に入射
したときの該受光面上の２次元入射位置を検出する複数
の２次元位置検出器が前記所定面上にリング状に配列さ
れて構成される、ことを特徴とする請求項１記載のＰＥ
Ｔ装置。
【請求項３】前記複数のスライスコリメータそれぞれ
は、前記検出部に含まれる複数の筒状検出器のうちの隣
り合う２つの筒状検出器の間の空間を経て各筒状検出器
の後部に到るまで設けられている、ことを特徴とする請
求項１記載のＰＥＴ装置。