JP2009544944A - Ｔｏｆｐｅｔの再構成を改良するための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

ＴＯＦ ＰＥＴ装置は、放射線検出器、データ収集システム、同時識別システム、及び再構成器を含む。画像化の一連の流れにおける様々な要素が、システムの時間分解能に影響する。従って、異なるＬＯＲに沿って集められた位置データは、異なる時間分解能で特徴づけられる。この異なる時間分解能を用いて、それぞれのＬＯＲに沿って検出した対消滅の事象の位置を推定する。

Description

本願発明は、陽電子画像化に関する。本願発明は、とりわけ、飛行時間（以下「ＴＯＦ」という。）を用いる陽電子放射断層撮像法（以下「ＰＥＴ」という。）に関する。本願発明は、とりわけ医療におけるＰＥＴに応用を見出している。しかし、本願発明は、臨床前環境のＰＥＴ及び他の非医療環境のＰＥＴにも応用を見出している。本願発明は同様に、ＴＯＦ情報を活用する他の状況にも、応用を見出している。

ＰＥＴは核医学の１部門である。ＰＥＴでは、陽電子を放出する放射性医薬品を、患者の体内又は他の検査する対象の内部に注入する。放射性医薬品が崩壊する際に、陽電子を生成する。生成された陽電子は、電子と反応して消滅する。いわゆる対消滅という事象である。対消滅により、同時に２つの５１１ｋｅＶのガンマ線が生じる。この２つのガンマ線は実質的に正反対の方向に放射される。この２つのガンマ線が作る直線を反応線（以下「ＬＯＲ」という。）という。２つのガンマ線を、同時と判断されるある時間間隔以内に検出すると、通常、ＰＥＴ走査器は、陽電子が電子と対消滅を起したものとして記録する。典型的な走査では、このような対消滅の事象を数百万も検出する。この結果を用いて、対象の内部の放射性核種の分布を示す、画像及び他の情報を生成する。

ＰＥＴシステムは、病気の診断と治療に関して広く使われている。例えば、腫瘍学、心臓病学、機能的研究、及び他の応用がある。シンチレーターの反応時間の限界や他の要因によって、従来のＰＥＴシステムはＴＯＦ情報を集めていなかった。従って、画像の再構成器には、ＬＯＲに沿って対消滅が起こった位置について、いかなる情報も与えられなかった。ＴＯＦを使わないシステムは、医療及び他の応用で広く使われているが、結果の画像データの品質は、あまり良くない。

近年、ＴＯＦを利用するＰＥＴシステムが使えるようになってきた。ＴＯＦ ＰＥＴでは、同時に生成される１対のガンマ線を２か所で検出する間の時間差を計る。この時間差を用いて、検出したＬＯＲに沿ったどの位置で対消滅が起こったかを示す情報を提供する。しかし、ＴＯＦ ＰＥＴシステムを実用化する際に、性能に影響する要因がある。１つの要因は、ＴＯＦを測定する時間分解能である。実際のシステムでは有限の時間分解能しかないので、対消滅が起こった位置を厳密に測定することはできない。従って、対消滅が起こった位置を、それぞれのＬＯＲに沿った、ある範囲の内部の位置として推定していた。より詳しくは、１つの時間分解能の値を、大域的に、即ち、システム全体で共通に適用していた。これにより、様々なＬＯＲに沿って検出された対消滅の事象の位置を推定していた。この大域的な推定を、画像の再構成の処理過程で用いて、結果の画像の品質を向上させていた。

放射線量と画像化時間が同じであれば、ＴＯＦシステムは一般に、非ＴＯＦシステムと比べて、より品質の高い画像を生成する。別の観点からすると、ＴＯＦシステムは一般に、非ＴＯＦシステムと比べて、同じくらいの品質の画像であれば、より少ない放射線量及び／又はより短い画像化時間で得ることができる。

ＴＯＦシステムは、従来の非ＴＯＦシステムと比べて、より高い画像品質を効率的に提供することが判ってはいる。しかし、改良の余地もある。とりわけ、システムからのＴＯＦ情報を更により効率的に活用することが望まれている。これにより、結果の画像データの品質を更に向上させる。

本願発明の諸観点は、この課題及び他の課題を解決しようとする。

本願発明の１つの観点によれば、ＴＯＦ ＰＥＴの方法は次の工程を含む：
第１の時間分解能に基づいて、第１の陽電子消滅事象の位置を推定する工程；
第２の時間分解能に基づいて、第２の陽電子消滅事象の位置を推定する工程；及び
推定された位置を用いて、陽電子消滅事象を示す画像データを再構成する工程。

ここで第２の時間分解能は、第１の時間分解能とは異なる。

本願発明の別の観点によれば、ＴＯＦ ＰＥＴ装置は次の手段を含む：
第１の時間分解能値を用いて、第１の陽電子消滅事象の位置を推定するための手段；
第２の時間分解能値を用いて、第２の陽電子消滅事象の位置を推定するための手段；
推定された位置を用いて、陽電子消滅事象を示す画像データを再構成するための再構成器。

ここで第２の時間分解能値は、第１の時間分解能値とは異なる。

本願発明の別の観点によれば、計算機可読格納媒体は命令を含む。この命令を計算機が実行すると、計算機は方法を実行する。この方法は、複数の陽電子消滅事象に対する２次の時間データを得る工程を含む。２次の時間データは、少なくとも第１の値及び第２の値を含む。第１の値と第２の値は異なる。

この方法はまた、２次の時間データを用いて、陽電子消滅事象を示す画像データを再構成する工程を含む。

本願発明の別の観点によれば、装置は次を含む：ガンマ放射線検出器；ガンマ放射線検出器に結合して動作する同時検出器；データを含む記憶器、ここでデータは、ガンマ放射線検出器のガンマ線検出面における複数の位置でのガンマ放射線検出器の時間分解能を示す；並びに、同時検出器及び記憶器に結合して動作する再構成器。再構成器は、リストモード再構成技法と、記憶器からの時間分解能データとを使って、同時検出器が識別した陽電子消滅事象を示す画像データを生成する。

本願発明の別の観点によれば、方法は次の工程を含む：
ＴＯＦ ＰＥＴシステムの部品を交換する工程；及び
システムの記憶器に含まれる時間分解能値を更新する工程。

部品はシステムの時間分解能に影響する。記憶器は複数の時間分解能値を含む。

当業者は後述の詳細な記載を読みかつ理解することによって本願発明の更に別の観点を認識できる。本願発明は様々な部品の形態及び諸部品の配置の形態並びに様々な工程の形態及び諸工程の配置の形態を取り得る。図面を本願発明の好適な実施形態を例示する目的のためだけに示す。図面を本発明を限定するものと解釈すること能わず。

ＴＯＦ ＰＥＴ画像化システムを示す。 ＰＥＴ検出器の横断面を示す。 ２次の時間分解能データを示す。 画像化方法を示す。 ＴＯＦ ＰＥＴシステムの部品を交換する方法を示す。

図１を参照する。ＰＥＴシステム１００は、ガントリー１０２及び放射線検出器１０６を含む。後に詳細に述べる通り、検出器１０６は、時間の精確度について、著しいばらつきがあってもよい。例えば、放射線検出器のある区画と別の区画では、時間の精確度について、著しいばらつきがあってもよい。放射線検出器のある部品と別の部品でも、時間の精確度について、著しいばらつきがあってもよい。放射線検出器のあるシンチレーター結晶（又は結晶の区画）と別のシンチレーター結晶（又は結晶の区画）とですら、時間の精確度について、著しいばらつきがあってもよい。システム全体で共通の時間分解能を用いれば、システムの平均的な振る舞いを、そこそこに記述できる。しかし、放射線検出器の要素の局所的で個別の特性は失われてしまう。従って、放射線検出器のこのようなばらつく特性を、より精確に明らかにすることが望ましい。

放射線検出器１０６は、検査領域１０８を凡そ円筒状に取り巻くように配置される。放射線検出器１０６は、縦方向即ちｚ軸方向にも延びる。放射線検出器１０６は、シンチレーター１０７を含む。シンチレーター１０７は、陽電子が消滅した事象の特徴である５１１ｋｅＶのガンマ線を、蛍光に変換する。光検出器１０９は、シンチレーター１０７と光学的に連結して配置される。光検出器１０９は、シンチレーターの発光を検出し、それに対応する電気信号を生成する。システム１００の時間分解能は、シンチレーター１０７、光検出器１０９、及び放射線検出器１０６の他の部品の、時間反応特性に直接関連する。従って、放射線検出器１０６は、有利には、比較的高速な時間反応特性を持つシンチレーター１０７の材料及び光検出器１０９から製造される。シンチレーター１０７の１つの適切な材料は、ルテチウム・イットリウム・オルソシリケート（ＬＹＳＯ）である。適切な光検出器１０９は、光電子倍増管（以下「ＰＭＴ」という。）及びシリコン光電子倍増器（ＳｉＰＭ）を含む。応用に固有の要求に従って、シンチレーター１０７の材料、光検出器１０９及び放射線検出器１０６の別の構成を実装してもよい。

対象支持台１１６は、撮像する患者又は他の対象１１８を検査領域１０８に支持する。対象支持台１１６は、有利には、ＰＥＴシステム１００の動作に合わせて、検査領域１０８の内部を動くことができる。これにより、対象１１８の位置決めを容易にする。また、必要に応じて、対象１１８を、複数の離散的な又は連続的な移動する軸の位置で走査できる。

データ収集システム１２０は、放射線検出器１０６が検出した様々なガンマ線光子を示す情報を生成する。この情報は、次に関する１つ以上のデータを含んでもよい：放射線検出器１０６でガンマ線光子を検出した位置；光子のエネルギー；検出した時刻；光子を検出した深さ方向の位置情報（以下「ＤＯＩ」という。）；検出数；等。放射線検出器１０６と同様に、データ収集システム１２０の様々な部品の特性は、時間の計測に影響を与え得る。従って、データ収集システム１２０の様々な部品の特性は、システム１００の時間分解能にも影響を与え得る。

同時識別システム１２２は、データ収集システム１２０から情報を受け取り、陽電子消滅事象から生じたガンマ線光子の対を識別する。同時識別システム１２２はまた、様々な事象の各々について、事象データを生成する。事象データを、好適にはリストモードで生成する。事象データは、典型的には次を含む：ＬＯＲの位置若しくは座標；ＴＯＦ情報、例えば最も可能性の高い位置（以下「ＭＬＰ」という。）；及び、各事象又は検出数について、他の望ましい情報。

再構成器１２９は、計算処理装置１３０を含む。計算処理装置１３０は、計算機可読命令を実行する。計算機可読命令は、計算処理装置１３０が利用できる、揮発性、不揮発性、又は他の、計算機可読記憶装置に、格納されている。再構成器１２９は、事象データを再構成し、検出した対消滅を示す画像データを生成する。この際に例えば適切な、繰り返し再構成算法又は分析的再構成算法を使う。再構成器１２９はまた、時間分解能データ１２４を使う。時間分解能データ１２４は、適切な記憶器に格納されているか、又は、時間分解能データ１２４は、再構成の処理過程に関して、再構成器１２９から他の仕方で使用可能である。後に詳細に述べる通り、再構成器１２９は時間分解能データ１２４を用いて、データを収集する一連の流れにおける様々な諸部品の間の時間分解能のばらつきを明らかにする。

作業用の計算機が操作者の操作台１２８となる。操作台１２８は次を含む：人間が見ることのできる出力装置（例えば表示装置）；並びに、入力装置（例えば鍵盤及び／若しくはマウス）。操作台１２８のソフトウェアによって、操作者は、走査器１００の動作を制御できる。この制御は次による：所望の走査手順を決めること；走査を始め、終えること；画像データを見ること及び他の操作を行うこと；並びに、走査器１００とそれ以外の方法で対話すること。

上述の議論はＰＥＴシステムを主題としたが、システム１００はまた、１つ以上の他の追加の画像化様態を含んでもよい。システム１００は、例えば、ＰＥＴ／ＣＴ、ＰＥＴ／ＭＲ等の複合システムでもよい。

図１Ａは、例の放射線検出器１０６の構成の断面図を示す。図示する通り、複数の画素を含むシンチレーターモジュール１５０が複数、検査領域１０８の周りを取り巻いている。ＰＭＴ１０９の配列が、シンチレーターモジュール１５０が発生した蛍光を検出する。図１Ａの放射線検出器１０６では、８個のシンチレーターモジュール１５０を、誇張した縮尺で示しているが、これは例示を単純にするためである。実際の放射線検出器１０６では、２８個もの（又はそれより多い）シンチレーターモジュール１５０を含んでもよく、それらを検査領域１０８の周囲に配置することになる。

図１Ａに示す通り、接合領域又は隙間領域１５２が、シンチレーターモジュール１５０とシンチレーターモジュール１５０の間にある。また、シンチレーターモジュール１５０のある部分１５４は、ＰＭＴ１０９の横軸の中心に比較的近い位置にあるが、シンチレーターモジュール１５０の他の部分１５６は、ＰＭＴ１０９の横軸の中心から比較的外れた位置にある。

放射線検出器１０６の時間分解能は、次のような要素の関数で与えられる：ＰＭＴ１０９が検出した光；及び、ガンマ線の刺激に対する、シンチレーター１５０とＰＭＴ１０９の、ある組み合わせの反応。従って、接合領域１５２、シンチレーター１５０の発光した部分がＰＭＴ１０９の中心にどれだけ近いか、及び他の幾何学的な要素が、放射線検出器１０６の放射線を検出する面に渡って、時間分解能をばらつかさせる原因となり得る。例えば、接合領域１５２の近辺の領域、及び、ＰＭＴの中心から比較的外れた領域１５６は、普通、より悪い時間分解能を持つ。他方、ＰＭＴの中心の近くに位置する領域１５４は、普通、より良い時間分解能を持つ。

放射線検出器１０６の時間分解能はまた、放射線検出器１０６の部品のばらつきによって、及び、画像化の一連の流れの他の要素のばらつきによって、影響を受けることがある。例えば、シンチレーター１５０又は光検出器１０９は、部品と部品の間で、又は、製造単位と製造単位の間で、反応時間のばらつきを見せることがある。似たようなばらつきは、データ収集システム１２０の反応部品又は他の電気部品にもあり得る。実際、放射線検出器１０６を組み立てる作業でのばらつきや、電気信号線の配置のばらつきですらも、時間分解能のばらつきの原因となり得る。

時間分解能はまた、動的な要素又は測定に固有な要素からも影響を受けることがある。従って、時間分解能は、例えば次の要素の関数としても変化し得る：ガンマ光子のＤＯＩ；光子のエネルギー；検出率の時間的に及び／若しくは空間的に固有なばらつき；並びに、他の類似の要素。

これらのばらつきの効果を、図１Ａに示す。即ち、例の第１のＬＯＲ１６０及び、例の第２のＬＯＲ１６２である。第１のＬＯＲ１６０は、対消滅が起こって、その結果生じたガンマ線の光子が、接合領域１５２に比較的近い位置で検出されたことを示す。従って、この場合の時間分解能は、比較的悪くなる。第２のＬＯＲ１６２は、対消滅が起こって、その結果生じたガンマ線の光子が、それぞれのＰＭＴの中心に比較的近い位置１５４で検出されたことを示す。従って、この場合の時間分解能は、比較的良くなる。

より詳しくは、図示の位置推定１６４及び１６６は、０次、１次、及び２次の時間情報で特徴づけられる。０次の時間データは、曲線１６４及び１６６のそれぞれの下の領域を示す。１次の時間データは、検出した対消滅事象のＭＬＰ１６８及び１７０を示す。１次の時間データは、普通、それぞれのＴＯＦの測定結果から決定される。２次の時間データは、確かさ、即ち位置推定の幅を示す。２次の時間データは、時間分解能の関数で与えられる。位置推定１６４及び１６６がガウス関数で示されるところで、２次の時間データを有利には位置推定の半値全幅（以下「ＦＷＨＭ」という。）で表してもよい。

図示の例では、第１の位置推定１６４及び第２の位置推定１６６の双方に対する０次の時間データは、同じ値である。様々なＬＯＲ１６０及び１６２で検出される対消滅の事象が、同じ重みを与えられる場合には、通常、０次の時間データはこのように同じ値になる。１次のデータは、それぞれの対消滅の事象のＭＬＰを示す。２次の時間データは、様々なＬＯＲの間の時間分解能のばらつきを反映する。図示の例では、第２の位置推定１６８は、より良い時間分解能を持つ。従って、第２の位置推定１６８は、第１の位置推定１７０よりも小さい（即ち狭い）ＦＷＭＨを示す。

前述の通り、放射線検出器１０６の幾何学的な又は構造的な特性に関して、位置推定１６４及び１６６のばらつきについて記載した。しかし、位置推定１６４及び１６６はまた、次によっても影響され得る：部品と部品の相互接続のばらつき、動的なばらつき若しくは測定に固有なばらつき、及び他のばらつき。これらのばらつきは、単独でも、組み合わせてでも、影響を与え得る。従って、例えば、１つ以上のＰＭＴ１０９が、接合領域１５２の近くに位置していても、このシステムの他のＰＭＴ１０９よりも、よりよい時間特性を示すこともあり得る。従って、時間分解能のばらつきを、いくらか改善できる。このことは、通常、接合領域１５２の近くに位置しているＰＭＴ１０９には、期待できないことである。勿論、逆のことが起きることもある。

図１及び図２を参照する。２次の時間データを用いて、ＰＥＴシステム１００が生成する画像データの品質を向上できる。特定の放射線検出器１０６の時間性能を示す時間分解能データ１２４を、計算機可読記憶器に又は他の適切な形態に格納する。時間分解能データ１２４を、２次元の参照表２０２のように格納するものとして視覚化してもよい。この参照表２０２は、放射線検出器１０６の検出面のｘ位置およびｙ位置に基づいて参照できる。図示の場合では、シンチレーターモジュール１５０は、複数の画素を含む。すると、表２０２の要素の各々２０４は、シンチレーターモジュール１５０の様々な画素の各々の時間分解能を表してもよい。別の例としては、時間分解能データ１２４を、画素の索引に基づいて組織化してもよい。また別の例としては、時間分解能データ１２４を、特定のＬＯＲの又はＬＯＲの群の、位置又は座標に基づいて組織化してもよい。勿論、これらはデータを視覚化し参照するための、ありうる技法の例にすぎない。別の構造を実装してもよい。

当業者には理解できる通り、時間分解能データ１２４を、容易に再構成過程に組み込んでもよい。再構成では、適切な２次の時間値を各検出について使う。このように組み込むことが、とりわけ自明なのは、リストモードの再構成に関してである。異なる値をより容易に適応できるからである。時間分解能データ１２４をまた、ヒストグラムに基づく再構成に関して使ってもよい。しかし、実際には、実装はより複雑になる傾向がある。

この変形を考える。例えば、２次の時間データ１２４を、様々な粒度で提供してもよい。例えば、２次の時間データ１２４を、比較的低い空間分解能で提供してもよい。例えば、２次の時間データ１２４を、シンチレーターモジュール１５０の２つ以上の画素を含む領域について提供してもよい。２次の時間データ１２４をまた、検出器の更に広い領域に関して提供してもよい。例えば、２次の時間データ１２４を用いて、放射線検出器１０６の、比較的広い領域のばらつき、又は、幾何学的なばらつきのみを調整してもよい。例えば、接合領域１５２に予期されるばらつきのみを調整するためだけに、２次の時間データ１２４を用いてもよい。

従って、時間データ１２４を、システム１００の、構造及び期待される時間性能特性の、事前の知識に基づいて構築してもよい。時間データ１２４をまた、特定のシステム１００の又はその関連する部品の、計測した値に基づいて構築してもよい。例えば、較正手続きで得られた値に基づいて、時間データ１２４を構築してもよい。較正手続きは、システムを製造する過程又はシステムを据え付ける過程の一環として行われる。較正手続きはまた、システム１００の運用寿命の間、時々行われる。較正手続きはまた、システム１００の時間性能を変えると思われ得る、１つ以上の部品を取り換える際にも行われる。較正手続きは、それ以外の所望の場合にも行われる。

また前述の通り、時間分解能はデータ率にも依存する。従って、同位体の活性が増えれば、信号率も同様に上がる。放射線検出器１０６が受け取るガンマ線光子が増えるからである。その結果、信号が増えて重なれば、時間分解能が悪くなりがちである。従って、時間分解能は同位体の活性に影響される傾向がある。この、時間分解能が活性に依存することは、２つ以上の活性の水準で、時間分解能の情報を得ることによって、判断できる。結果のデータを参照表２０２に格納できる。これは単独で格納してもよいし、２次の時間データと組み合わせて格納してもよい。後者の場合は、例えば、多次元の表に格納する。時間分解能が活性に依存することを、線形の又は他の関数で近似してもよい。この関数を記憶器又は他の装置に格納する。この関数を用いて、現在の活性率に基づいて、２次の時間データ１２４を調整する。前述と同様に、結果の時間データを再構成に組み込むのは、単独でもよいし、検出器に又は測定に固有なデータと組み合わせてでもよい。

更に、時間分解能の差異を、ある画像化検査に特定の諸項目に基づいて予期することもできる。特定の諸項目とは例えば次のようなものである。異なる患者に異なる量の放射性マーカーを投与する。患者の体の大きさが異なる（大きい患者は、異なる量の散乱を生成する）。マーカーを投与した後の時間経過（時間の関数となる）。同位体の種類が異なる（より短命のトレーサーは概して、より高いデータ率を生じる）。トレーサーの半減期が短い場合は、１回の画像化検査の最中でさえも、時間分解能は変わり得る。早く崩壊が進むトレーサー（例えば、Ｒｂ−８２は、半減期が約１．２７分である）の場合は、走査の最中にデータ率が著しく変わり得る。従って、時間分解能もそれに伴って変わる。この変化は、動的な検査でとりわけ有意となり得る。動的な検査では、時系列に沿った複数の画像を生成する。動的な検査の場合、異なる時間分解能を、それぞれの画像について用いてもよい。

０次のデータを、２次のデータの関数として変えてもよい。場合によっては、例えば、より高い時間分解能で得た領域に又はデータに、より高い重みを適用することが望ましいことがある。逆に言えば、より悪い時間分解能を示す、検出器の画素又は領域の、重み付けを減らすのが望ましいこともある。

更にまた別の代替技法で、システム１００の保守又は更新を簡単にするのに特に役立つのは、１つ以上の現場取換可能単位部品（以下「ＦＲＵ」という。）で、システム１００の時間性能に影響するものには、そのＦＲＵに固有の時間データを含む記憶器を持たせることである。従って、例えば、検出器のモジュール（例えば、光検出器１０９とシンチレーター１０７の組み合わせ部品）、データ収集システム１２０の１つ以上の所望の部分、又は、データを取得する一連の流れにおける、現場で取換が可能な他の部品に、自身の記憶器を持たせてもよい。このような実装では、関連する部品の２次の又は他の時間特性を、製造過程で測定してもよい。所望の値は、システム１００の動作中に読み込まれ、取得され、又は他の仕方で、関連するＦＲＵの据え付けの後に取得される。

放射線検出器１０６の他の変更も可能である。前述の議論は、複数の画素を含むシンチレーター１０７を用いることに焦点を当てた。しかし、複数の画素を用いない、均一なシンチレーターを用いてもよい。シンチレーター結晶の代わりの材料の例は次を含む：ルテチウム・オルソシリケート（ＬＳＯ）；セリウムをドープしたルテチウム・イットリウム・オルソシリケート（ＬＹＳＯ）；セリウムをドープしたルテチウム・イットリウム・アルミニウム・ペロブスカイト（ＬｕＹＡＰ）；セリウムをドープしたルテチウム・アルミニウム・ペロブスカイト（ＬｕＡＰ）；ルテチウム・ガドリニウム・オキシオルソシリケート（ＬＧＳＯ）；ランタナム・ブロマイド（ＬａＢｒ）；ランタナム・クロライド（ＬａＣｌ）；セシウムをドープしたガドリニウム・オルソシリケート（ＧＳＯ）；ビスマス・ゲルミネイト（ＢＧＯ）；及び、これらの混合。代わりの光検出器１０９は次を含む：シリコンドリフト光ダイオード；可視光フォトン計数器（ＶＬＰＣ）；及び、他のシリコン光検出器。カドミニウム・テルライド（ＣｄＴｅ）、カドミニウム・ジンク・テルライド（ＣＺＴ）、等のような、直接変換検出器も考えられる。更に、放射線検出器１０６を、モジュール化して実装する必要は無い。また、放射線検出器１０６の異なる物理的な配置及び放射線検出器１０６の異なる構成要素を、応用に特有な要求に基づいて実装してもよい。更にまた別の代替案を当業者は考えることができる。

図３を参照する。画像化システム１００の動作を、図３に示す例の画像化検査について述べる。検査する対象１１８を検査領域１０８に置き、画像データを取得する。これが工程３０２である。工程３０４で、同時識別システム１２２は、同時に発生したガンマ線光子を識別する。工程３０６で、リストモードの事象データを生成する。工程３０８で、事象データを再構成する。より詳しく言うと、２次の又は他の時間データを用いて、それぞれのＬＯＲに沿った事象の位置を推定する。これは前述の通りである。工程３１０で、再構成したデータを示す、人間が見ることのできる画像を生成する。

これらの工程に関して、次のことに注意。即ち、工程３０４、３０６、３０８、及び３１０を、工程３０２と実質的に並行して行ってもよい。しかし必ずそうする必要は無い。従って、例えば、これらの工程を、データの収集が終わったら、その後の所望の時期に行ってもよい。

図４を参照する。ＴＯＦ ＰＥＴシステムの部品を交換する方法を図４に示す。工程４０２で、所望の部品を交換する。例えば、動作不良の部品を交換する。又は、末端利用者の施設にシステムを据え付けた後に、そのシステムを機能向上させるために部品を交換する。交換した部品はシステムの時間分解能に影響する。工程４０４で、システムの記憶器に含まれる時間分解能の値を更新する。

本発明を、好適な実施形態を参照して記述した。本願の読者は、前述の詳細な記述を理解することにより、変更及び変形を思いついてもよい。そのような変更及び変形が、添付の特許請求の範囲又はその均等物に含まれる限り、本発明はそのような変更及び変形の全てを含むと解釈されることを意図している。

Claims (31)

1. 第１の時間分解能に基づいて、第１の陽電子消滅事象の位置を推定する工程；
   第２の時間分解能に基づいて、第２の陽電子消滅事象の位置を推定する工程、ここで前記第２の時間分解能は、前記第１の時間分解能とは異なる；及び
   推定された前記位置を用いて、前記陽電子消滅事象を示す画像データを再構成する工程；
   を含む、ＴＯＦ ＰＥＴの方法。
2. 前記第１の陽電子消滅事象及び前記第２の陽電子消滅事象を示すリストモードデータを生成する工程を含む、請求項１の方法、ここで再構成する前記工程は、リストモード再構成技法を用いて前記画像データを再構成する工程を含む。
3. 第１の陽電子消滅事象の位置を推定する前記工程は、第１のＬＯＲに沿って前記第１の陽電子消滅事象の位置を推定する工程を含み、かつ、第２の陽電子消滅事象の位置を推定する前記工程は、第２のＬＯＲに沿って前記第２の陽電子消滅事象の位置を推定する工程を含む、請求項１の方法。
4. 前記第１の陽電子消滅事象は、ＴＯＦ ＰＥＴ走査器を用いて測定され、かつ、前記第１の時間分解能は、前記走査器の測定された時間分解能の関数で与えられる、請求項１の方法。
5. 前記第１の陽電子消滅事象は、放射線検出器を用いて測定され、かつ、前記第１の時間分解能は、前記放射線検出器の幾何学的特性に基づいて決められる、請求項１の方法。
6. 記憶器から前記第１の時間分解能及び前記第２の時間分解能を得る工程を含む、請求項１の方法。
7. 前記記憶器は、複数の画素を含むシンチレーターにおける複数の位置の各々についての時間分解能の値と、複数のＬＯＲの各々についての時間分解能の値とのうちの１つを含む、請求項６の方法。
8. 前記第１の時間分解能及び前記第２の時間分解能は：
   測定された時間分解能；
   放射線検出器の幾何学的特性；及び
   事象のデータ率；
   のうちの、少なくとも２つの関数で与えられる、請求項１の方法。
9. 前記第１の陽電子消滅事象及び前記第２の陽電子消滅事象は、同じＬＯＲに沿って異なる回数検出される、請求項１の方法。
10. 第１の光子のＤＯＩを測定する工程；及び
    測定された前記ＤＯＩを用いて、前記第１の時間分解能を定める工程；
    を含む、請求項１の方法。
11. 第１の時間分解能値を用いて、第１の陽電子消滅事象の位置を推定するための手段；
    第２の時間分解能値を用いて、第２の陽電子消滅事象の位置を推定するための手段、ここで前記第２の時間分解能値は、前記第１の時間分解能値とは異なる；及び
    推定された前記位置を用いて、前記陽電子消滅事象を示す画像データを再構成するための再構成器；
    を含む、ＴＯＦ ＰＥＴの装置。
12. 放射線検出器；及び
    前記放射線検出器における複数の位置についての時間分解能を示す時間分解能データを格納するための手段；
    を含む、請求項１１の装置。
13. 複数の画素を含むシンチレーターを含む、請求項１１の装置。
14. シンチレーター及び前記シンチレーターと光学的に連結するシリコン光電子倍増器を含む、請求項１１の装置。
15. 命令を含む計算機可読格納媒体、ここで前記命令を計算機が実行すると、前記計算機に：
    複数の陽電子消滅事象に対する２次の時間データを得る工程、ここで前記２次の時間データは、少なくとも第１の値及び第２の値を含み、ここで前記第１の値と前記第２の値とは異なる；及び
    前記２次の時間データを用いて、前記複数の陽電子消滅事象を示す画像データを再構成する工程；
    を含む方法を実行させる。
16. 前記方法は、前記複数の陽電子消滅事象を示すリストモードデータを得る工程を含む、請求項１５の計算機可読格納媒体。
17. 前記方法は、２次の時間データを用いて、ＬＯＲに沿った陽電子消滅事象の位置を推定する工程を含む、請求項１５の計算機可読格納媒体。
18. 前記方法は：
    陽電子消滅事象のＬＯＲの位置を判断する工程；及び
    判断された前記位置を用いて、前記陽電子消滅事象について２次の時間データを得る工程；
    を含む、請求項１５の計算機可読格納媒体。
19. 前記方法は：
    陽電子消滅事象について、エネルギーとＤＯＩとのうちの、少なくとも１つを測定する工程；及び
    測定された前記エネルギーと測定された前記ＤＯＩとのうちの、前記少なくとも１つを用いて、前記陽電子消滅事象について２次の時間データを得る工程；
    を含む、請求項１５の計算機可読格納媒体。
20. 前記方法は：
    複数の陽電子消滅事象について、１次の時間データを得る工程、ここで前記１次の時間データは、少なくとも第１の値及び第２の値を含み、ここで前記第１の値と前記第２の値とは異なる；及び
    前記１次の時間データを用いて、前記複数の陽電子消滅事象を示す画像データを再構成する工程；
    を含む、請求項１５の計算機可読格納媒体。
21. 陽電子消滅事象は、ＰＥＴ走査器を用いて検出され、かつ、２次の時間データを得る前記工程は、前記走査器の測定された時間分解能に基づく２次の時間データを得る工程を含む、請求項１５の計算機可読格納媒体。
22. ２次の時間データを得る前記工程は、記憶器から２次の時間データを得る工程を含む、請求項１５の計算機可読格納媒体。
23. ガンマ放射線検出器；
    前記ガンマ放射線検出器に結合して動作する同時検出器；
    データを含む記憶器、ここで前記データは、前記ガンマ放射線検出器のガンマ線検出面における複数の位置での前記ガンマ放射線検出器の時間分解能を示す；並びに
    前記同時検出器及び前記記憶器に結合して動作する再構成器、ここで前記再構成器は、リストモード再構成技法と、前記記憶器からの時間分解能データとを使って、前記同時検出器によって識別された陽電子消滅事象を示す画像データを生成する；
    を含む装置。
24. 前記記憶器は、複数のＬＯＲの各々に沿った時間分解能を示すデータを含む、請求項２３の装置。
25. ＴＯＦ ＰＥＴシステムの部品を交換する工程、ここで前記部品は、前記システムの時間分解能に影響する；及び
    前記システムの記憶器に含まれる時間分解能値を更新する工程、ここで前記記憶器は、複数の時間分解能値を含む；
    を含む方法。
26. ２次の時間値を更新する前に、前記システムの時間分解能を測定する工程を含む、請求項２５の方法。
27. 前記部品は、現場取換可能単位部品である、請求項２５の方法。
28. 前記部品は、放射線検出器と、データ収集システムの部品とのうちの少なくとも１つである、請求項２５の方法。
29. 前記システムは、放射線検出器を含み、かつ、前記複数の時間分解能値は、前記放射線検出器における複数の位置についての時間解像度を示す、請求項２５の方法。
30. 部品を交換する前記工程は、前記システムが前記システムの末端利用者の施設に据え付けられた後に行われる、請求項２５の方法。
31. 前記部品は、記憶器を含み、前記記憶器は、値を含み、前記値を用いて、前記時間分解能値を更新する、請求項２５の方法。

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