JP2001330673A

JP2001330673A - Ｐｅｔ装置

Info

Publication number: JP2001330673A
Application number: JP2000153583A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Okada; 裕之岡田
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: JP4781501B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光子検出感度が高く信頼性が高い同時計数情
報を蓄積することができ、製造が容易で安価なＰＥＴ装
置を提供する。【解決手段】検出部１０の各筒状検出器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。

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
２次元ＰＥＴ装置は以下のような問題点を有している。
すなわち、従来の２次元ＰＥＴ装置では、スライスコリ
メータＳ₁〜Ｓ₆が検出部１０の内側（測定空間と検出部
１０との間）のみにあって、スライスコリメータＳ₁〜
Ｓ₆が検出部１０の内側で保持板により互いに固定され
ていた。また、２次元ＰＥＴ装置では、検出部１０の検
出器リングＲ_nとスライスコリメータＳ_nとが中心軸に平
行な方向に関して交互に配置されるよう両者の相対的位
置関係を精度よく確保することが重要である。もし、検
出器リングＲ_nとスライスコリメータＳ_nとの相対的位置
関係の精度が悪いと、検出器リングＲ_nの受光面の前面
にスライスコリメータＳ_nが位置する場合があり、各検
出器リングＲ_nへの光子の入射効率が悪くなって、２次
元ＰＥＴ装置の性能の低下の要因となる。そこで、この
相対的位置精度を確保するに、各検出器リングＲ_n、各
スライスコリメータＳ_n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あり、製造が容易では
なかった。また、このことは従来の２次元ＰＥＴ装置の
価格の上昇を招いていた。

【０００８】また、従来の２次元ＰＥＴ装置では、スラ
イスコリメータＳ₁〜Ｓ₆を互いに固定するための保持板
が検出部１０の内側にあることから、測定空間で発生し
た光子が保持板により吸収され、検出部１０による光子
の検出の感度が低下していた。一般に、保持板は、原子
番号が大きく比重が重い材料からなる各スライスコリメ
ータＳ_nを保持するために機械的強度が大きいことが要
求され、且つ、光子吸収が少ないことが要求されること
から、例えば炭素繊維樹脂などの高強度の樹脂やアルミ
ニウム合金が使用され、また、強度との関係から６ｍｍ
〜１０ｍｍ程度の厚みが必要である。光子（ガンマ線）
の線減衰係数が０．２２６９／ｃｍであるアルミニウム
を保持板に用いた場合、保持板での光子吸収は１０％〜
２０％程度である。このように、従来の２次元ＰＥＴ装
置では、測定空間で発生した光子が保持板により吸収さ
れ、検出部１０による光子の検出の感度が低下してい
た。

【０００９】さらに、従来の２次元ＰＥＴ装置では、ス
ライスコリメータＳ₁〜Ｓ₆を互いに固定するための保持
板が検出部１０の内側にあることから、径方向に関して
各検出器リングＲ_nと各スライスコリメータＳ_nとを近づ
けることに限界があり、径方向に関して両者の間には一
定の距離が必要であった。このことから、スライスコリ
メータＳ_n-1とスライスコリメータＳ_nとの間を通過した
光子は、検出器リングＲ_nに入射すべきであるが、隣の
検出器リングＲ_n-1または検出器リングＲ_n+1に入射する
場合があった。このことから、蓄積される同時計数情報
の信頼性が低下し、再構成画像の品質にも悪影響を与え
ていた。

【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、光子検出感度が高く信頼性が高い同時
計数情報を蓄積することができ、製造が容易で安価なＰ
ＥＴ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１
次元または２次元に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) 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、測定空間と検出部との間の位置か
ら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、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) 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
計数情報を蓄積する同時計数情報蓄積部と、(4) 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】特に、本発明に係るＰＥＴ装置では、複数
のスライスコリメータは、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、測定空間と検出部との間の
位置から隣り合う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。したがって、本
発明に係るＰＥＴ装置は、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。

【００１４】また、各スライスコリメータを互いに固定
するための保持板が検出部の後部にあれば、測定空間で
発生した光子が保持板を通過することがなく、保持板に
より吸収されることがないので、検出部による光子の検
出の感度が低下することがない。さらに、スライスコリ
メータは、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、当該後
部において保持板により固定されることから、隣り合う
２つのスライスコリメータの間を通過した光子は、これ
ら２つのスライスコリメータの間にある筒状検出器に必
ず入射し、隣の筒状検出器に入射することがない。した
がって、蓄積される同時計数情報の信頼性が高く、再構
成画像の品質が優れる。

【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。ま
た、この場合には、各筒状検出器は検出器リング（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）が複数積層された構成となる。したが
って、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、この場合には、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。

【００１６】

【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。

【００１７】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。

【００１８】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、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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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、中心軸に平行な方向に関して筒状検出器１
３_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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】以上のように、本実施形態に係るＰＥＴ装
置１では、スライスコリメータ２１ _nは、筒状検出器１
３_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、本実施形態に係るＰＥＴ装置１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。

【００３２】また、本実施形態に係るＰＥＴ装置１で
は、各スライスコリメータ２１_nを互いに固定するため
の保持板２２が検出部１０の後部にあることから、測定
空間３で発生した光子が保持板２２を通過することがな
く、保持板２２により吸収されることがないので、検出
部１０による光子の検出の感度が低下することがない。

【００３３】さらに、本実施形態に係るＰＥＴ装置１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により固定されていることから、スライスコリ
メータＳ_n-1とスライスコリメータＳ_nとの間を通過した
光子は必ず筒状検出器１３_nに入射し、隣の筒状検出器
１３_n-1または筒状検出器１３_n+1に入射することがな
い。したがって、蓄積される同時計数情報の信頼性が高
く、再構成画像の品質が優れる。

【００３４】また、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１
２_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ＰＥＴ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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形
態では、隣り合うスライスコリメータＳ_n-1とスライス
コリメータＳ_nとの間にある筒状検出器１３_nは、複数の
光子検出器が中心軸を囲む筒上に２次元に配列されたも
のであり、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）が中心
軸に平行な方向に複数積層されたものであった。しか
し、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１次元に配列されたもの（すなわち１層の
検出器リング）であってもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、複数のスライスコリメータは、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、測定空間と検
出部との間の位置から隣り合う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、
例えば当該後部において互いに固定されている。したが
って、本発明に係るＰＥＴ装置は、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。

【００３９】また、各スライスコリメータを互いに固定
するための保持板が検出部の後部にあれば、測定空間で
発生した光子が保持板を通過することがなく、保持板に
より吸収されることがないので、検出部による光子の検
出の感度が低下することがない。さらに、スライスコリ
メータは、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、当該後
部において保持板により固定されることから、隣り合う
２つのスライスコリメータの間を通過した光子は、これ
ら２つのスライスコリメータの間にある筒状検出器に必
ず入射し、隣の筒状検出器に入射することがない。した
がって、蓄積される同時計数情報の信頼性が高く、再構
成画像の品質が優れる。

【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１次元または２次元に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、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、前記測定空間と前記検出部との間の位置から
前記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、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。