JP2017003392A - 位置マップ作成方法および核医学診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入射位置を正確に弁別することができる位置マップ作成方法および核医学診断装置を提供することを目的とする。
【解決手段】γ線を蛍光に変換する複数のシンチレータ結晶間にマスクｍをかけて生成された電気信号に基づいて、２次元位置マップを作成する。通常では、互いに隣接するシンチレータ結晶間の境界が不明瞭になる場合であっても、複数のシンチレータ結晶間にマスクｍをかけて２次元位置マップを作成して、マスクｍの位置をずらしたパターンのマスクｍを用いて２次元位置マップを作成する作業を繰り返し行う。その結果、互いに隣接するシンチレータ結晶間の境界が不明瞭になる場合であっても、マスクｍにより各々の２次元位置マップにおけるシンチレータ結晶間の境界が明確にわかる。このように、複数のシンチレータ結晶間にマスクｍをかけることで、入射位置を正確に弁別することができる。
【選択図】図４

Description

この発明は、核医学診断装置に用いられる位置マップ作成方法および被検体内の放射性薬剤から発生した放射線に基づいて核医学診断を行う核医学診断装置に関する。

ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置やＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置などの核医学診断装置では、それらの装置に使用される検出器がγ線を検出する機能を有する。具体的には、γ線を蛍光に変換することによってγ線を検出する。そのために、γ線の検出素子への入射位置を求めることでγ線の入射位置を個々の検出素子として弁別する。それらγ線を検出する検出素子は「シンチレータ」と呼ばれるが、基本的にシンチレータが小さいほど装置として高い空間分解能を有する。すなわち、シンチレータを小さくしてシンチレータの数を増やし、γ線の検出精度を高めて空間分解能を向上させる。特に、近年、深さ方向にもシンチレータを積層することで、相互作用を起こした深さ方向の光源位置(DOI: Depth of Interaction)を弁別することができるＤＯＩ検出器が開発されている。

しかしながら、シンチレータが小さい場合にはγ線の入射位置を弁別するのが困難になる。特に、ＤＯＩ検出器のように３次元に配置された複数のシンチレータを備えている場合には、γ線の入射位置が重ならないようにする必要がある。そこで、後段の信号処理回路の負担軽減のために、複数のシンチレータからの信号を束ね、重心演算回路（位置演算回路）を用いることで、検出された検出素子の位置（結晶位置）を表す２次元位置マップを作成し、結晶位置をテーブル化することが可能である（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、２次元位置マップは、検出器の後段に光学的に結合された位置検出型の光電子増倍管などに代表される光センサで得られた電気信号を重心演算することにより、各γ線を検出したイベントに対する２次元座標（Ｘ，Ｙ）として算出する作業を行うことで描かれる。さらに、この２次元位置マップは、検出器に均一な並行ビームのγ線を照射し、γ線を検出させながら上述した作業を繰り返し、２次元座標を２次元平面上に積算させたものである。これらは各シンチレータ結晶の位置に応じたピークを持つ分布として描かれる。図９では、深さ方向にシンチレータが４層積層されたＤＯＩ検出器の場合の２次元位置マップであり、白丸（図９では「○」で図示）で示す位置は１層目（図９では「1st Layer」で表記）のシンチレータ、白の菱形で示す位置は２層目（図９では「2nd Layer」で表記）のシンチレータ、白の二重八角形で示す位置は３層目（図９では「3rd Layer」で表記）のシンチレータ、白の方形（図９では「□」で図示）で示す位置は４層目（図９では「4th Layer」で表記）のシンチレータを示す。２次元位置マップの各位置と、各々のシンチレータとを対応させたルックアップテーブル（LUT: Look Up Table）を参照するとともに、２次元位置マップを参照することで、実際に入射されたγ線の入射位置を弁別することができる。

ところで、ＤＯＩ検出器のように３次元に配置された複数のシンチレータを備えている場合には、２次元位置マップにおいて位置が重ならないように、隣接するシンチレータ間に光反射材や光透過材などを組み合わせて拡散するようにしている。

国際公開第ＷＯ２００９／１４１８６１号

しかしながら、このような構成を有するシンチレータ結晶の場合には、次のような問題がある。
すなわち、シンチレータ結晶のサイズが非常に小さかったり、検出器の諸特性（ゲインや信号のクロストークといった問題）により、２次元位置マップにおける結晶位置を示す点がぼける、周囲の点と重なるといった問題が発生する。これらの問題は検出器特性やシンチレータ構造に起因するので、ボケそのものや周囲の点と重なるといった現象そのものを回避することは非常に困難である。さらに、これらの問題は結晶位置を弁別する際のエラー（例えば結晶境界がわからず本来とは誤った位置の結晶でテーブルを作成すること）を引き起こすので、装置に与える影響も大きい。そのため、影響を最小限にすることが解決すべき課題として挙げられる。

なお、特許文献１：国際公開第ＷＯ２００９／１４１８６１号の手法でも、ピークの空間周期性を用いてピーク分離の成否を判定し、検出素子（シンチレータ結晶）ごとの感度比とピーク領域内の画素の総和比とが一致するように境界を定めることで、入射位置を弁別することが可能である。しかし、演算そのものが煩雑になるという別の問題が発生する。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、入射位置を正確に弁別することができる位置マップ作成方法および核医学診断装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、この発明に係る位置マップ作成方法は、核医学診断装置に用いられる位置マップ作成方法であって、放射線を蛍光に変換する複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけて生成された電気信号に基づいて、位置マップを作成することを特徴とするものである。

［作用・効果］この発明に係る位置マップ作成方法によれば、放射線を蛍光に変換する複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけて生成された電気信号に基づいて、位置マップを作成する。通常では、互いに隣接するシンチレータ結晶間の境界が不明瞭になる場合であっても、複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけて位置マップを作成して、マスクの位置をずらしたパターンのマスクを用いて位置マップを作成する、あるいはマスクの位置を移動させて位置マップを作成する作業を繰り返し行う。その結果、互いに隣接するシンチレータ結晶間の境界が不明瞭になる場合であっても、マスクにより各々の位置マップにおけるシンチレータ結晶間の境界が明確にわかる。このように、複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけることで、入射位置を正確に弁別することができる。

この発明に係る位置マップ作成方法において、互いに異なるマスクのパターンを用いることで、放射線の照射対象のシンチレータ結晶を変更するのが好ましい。例えば、シンチレータ結晶のサイズやシンチレータ結晶の数などの検出器のスペックに応じてマスクのパターンを用いることで、放射線の照射対象のシンチレータ結晶を変更してもよいし、結晶上面にマスクをかけてもよいし、後述するように検出器がＤＯＩ構造を有するＤＯＩ検出器である場合に結晶側面にマスクをかけてもよい。

検出器がＤＯＩ構造を有するＤＯＩ検出器である場合に、シンチレータ結晶の側面にマスクを用いてもよい。結晶側面に放射線を照射し当該結晶側面にマスクをかけることで、特定のＤＯＩ結晶（シンチレータの層）のみに照射することができ、ＤＯＩ方向（深さ方向）の結晶を弁別することも容易である。

これらの発明に係る位置マップ作成方法において、互いに異なるマスクのパターンを用いて該当する領域におけるシンチレータ結晶に入射した放射線イベントのエネルギー比率を計算することで、イベント配分を行うのが好ましい。互いに隣接するシンチレータ結晶間の境界が不明瞭になる場合には、対象結晶の放射線イベントが隣接結晶の領域に入り込む（漏れ込む）場合がある。その結果、イベントが重なる領域に対するエネルギー比率（「漏れ込み比率」とも呼ばれる）を測定することができない。そこで、互いに異なるマスクのパターンを用いることで、イベントが重なる領域に対するエネルギー比率（漏れ込み比率）を計算することが可能となり、その領域に入ったイベントを複数の結晶に正確に振り分けるといった処理が可能となる。

例えば、エネルギー比率（漏れ込み比率）が５０％を超える領域のみにイベントを振り分けてルックアップテーブルに書き込んで記憶し、該当する領域のルックアップテーブルのみを参照して放射線のシンチレータ結晶への入射位置を求めてもよい。また、例えば、ルックアップテーブルを参照する際にエネルギー比率（漏れ込み比率）に応じた重み付け加算を行い、放射線のシンチレータ結晶への入射位置を求めてもよい。

また、この発明に係る核医学診断装置は、被検体内の放射性薬剤から発生した放射線に基づいて核医学診断を行う核医学診断装置であって、前記放射線を蛍光に変換する複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけて生成された電気信号に基づいて、位置マップをマスク毎にテーブル化するルックアップテーブルと、当該ルックアップテーブルを参照して前記放射線のシンチレータ結晶への入射位置を求める位置演算回路とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］この発明に係る核医学診断装置によれば、複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけて生成された電気信号に基づいて、位置マップをマスク毎にテーブル化するルックアップテーブルと、当該ルックアップテーブルを参照して放射線のシンチレータ結晶への入射位置を求める位置演算回路とを備える。通常では、互いに隣接するシンチレータ結晶間の境界が不明瞭になる場合であっても、位置マップをマスク毎にテーブル化することで、マスクにより各々の位置マップにおけるシンチレータ結晶間の境界が明確にわかる。そして、位置マップをマスク毎にテーブル化するルックアップテーブルを参照して放射線のシンチレータ結晶への入射位置を求めることで、入射位置を正確に弁別することができる。

この発明に係る位置マップ作成方法によれば、放射線を蛍光に変換する複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけて生成された電気信号に基づいて、位置マップを作成する。その結果、互いに隣接するシンチレータ結晶間の境界が不明瞭になる場合であっても、マスクにより各々の位置マップにおけるシンチレータ結晶間の境界が明確にわかる。このように、複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけることで、入射位置を正確に弁別することができる。
また、この発明に係る核医学診断装置によれば、互いに隣接するシンチレータ結晶間の境界が不明瞭になる場合であっても、位置マップをマスク毎にテーブル化することで、マスクにより各々の位置マップにおけるシンチレータ結晶間の境界が明確にわかる。そして、位置マップをマスク毎にテーブル化するルックアップテーブルを参照して放射線のシンチレータ結晶への入射位置を求めることで、入射位置を正確に弁別することができる。

実施例に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図である。 マスク無しのγ線検出器の概略斜視図である。 図２でマスク無しのγ線検出器に均一な並行ビームのγ線を照射（一様照射）した場合の２次元位置マップである。 マスクをかけたγ線検出器の概略斜視図である。 図４でマスクをかけたγ線検出器に均一な並行ビームのγ線を照射（一様照射）した場合の２次元位置マップである。 図４とは異なるマスクのパターンを使用した場合のγ線検出器の概略斜視図である。 図６でマスクをかけたγ線検出器に均一な並行ビームのγ線を照射（一様照射）した場合の２次元位置マップである。 ＤＯＩ構造を有するＤＯＩ検出器および側面マスクの概略斜視図である。 深さ方向にシンチレータが４層積層されたＤＯＩ検出器の場合の２次元位置マップである。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図であり、図２は、マスク無しのγ線検出器の概略斜視図であり、図３は、図２でマスク無しのγ線検出器に均一な並行ビームのγ線を照射（一様照射）した場合の２次元位置マップであり、図４は、マスクをかけたγ線検出器の概略斜視図であり、図５は、図４でマスクをかけたγ線検出器に均一な並行ビームのγ線を照射（一様照射）した場合の２次元位置マップであり、図６は、図４とは異なるマスクのパターンを使用した場合のγ線検出器の概略斜視図であり、図７は、図６でマスクをかけたγ線検出器に均一な並行ビームのγ線を照射（一様照射）した場合の２次元位置マップであり、図８は、ＤＯＩ構造を有するＤＯＩ検出器および側面マスクの概略斜視図である。本実施例では、核医学診断装置としてＰＥＴ装置を例に採って説明するとともに、位置マップとして２次元位置マップを例に採って説明する。

本実施例に係るＰＥＴ装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１を備えている。この天板１は、上下に昇降移動、被検体Ｍの体軸Ｚに沿って平行移動するように構成されている。このように構成することで、天板１に載置された被検体Ｍは、後述するガントリ２の開口部２ａを通って、頭部から順に腹部、足部へと走査されて、被検体Ｍの画像を得る。なお、走査される部位や各部位の走査順序については特に限定されない。

天板１の他に、本実施例に係るＰＥＴ装置は、開口部２ａを有したガントリ２と、γ線検出器３とを備えている。γ線検出器３は、被検体Ｍの体軸Ｚ周りを取り囲むようにしてリング状に配置されており、ガントリ２内に埋設されている。γ線検出器３は、この発明における検出器に相当する。

その他にも、本実施例に係るＰＥＴ装置は、天板駆動部４とコントローラ５と入力部６と出力部７とメモリ部８と位置演算回路９とルックアップテーブル１０と同時計数回路１１と再構成部１２とを備えている。天板駆動部６は、天板１の上述した移動を行うように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。ルックアップテーブル１０は、この発明におけるルックアップテーブルに相当し、位置演算回路９は、この発明における位置演算回路に相当する。

コントローラ５は、本実施例に係るＰＥＴ装置を構成する各部分を統括制御する。コントローラ５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。

入力部６は、オペレータが入力したデータや命令をコントローラ５に送り込む。入力部６は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。出力部７はモニタなどに代表される表示部やプリンタなどで構成されている。

メモリ部８およびルックアップテーブル１０は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体で構成されている。本実施例では、同時計数回路１１で同時計数された計数値（カウント）や、再構成部１２で処理された画像などについてはＲＡＭに書き込んで記憶し、必要に応じてＲＡＭから読み出す。特に、本実施例では、後述する光センサ３２（図２、図４、図６および図８を参照）で得られた電気信号を重心演算し、後述するシンチレータブロック３１（図２、図４、図６および図８を参照）のシンチレータ結晶の位置に対応させて２次元状に表した２次元位置マップについて、その２次元位置マップにおける各位置と各々のシンチレータ結晶とを対応させたテーブルとしてルックアップテーブル１０に書き込んで記憶し、実際の核医学診断時にルックアップテーブル１０から読み出して参照する。ＲＯＭには、各種の核医学診断による演算処理を行うためのプログラム等を予め記憶しており、そのプログラムをコントローラ５が実行することでそのプログラムに応じた核医学診断による演算処理をそれぞれ行う。

再構成部１２は、例えば上述したメモリ部８などに代表される記憶媒体のＲＯＭに記憶されたプログラムあるいは入力部６などに代表されるポインティングデバイスで入力された命令をコントローラ５が実行することで実現される。

放射性薬剤が投与された被検体Ｍから発生したγ線をγ線検出器３のシンチレータブロック３１（図２、図４、図６および図８を参照）が光（蛍光）に変換して、変換されたその光をγ線検出器３の光センサ３２（図２、図４、図６および図８を参照）は増倍させて電気信号に変換する。その電気信号を画像情報（画素値、すなわちγ線検出器３で同時計数されたカウント値）として位置演算回路９に送り込む。

位置演算回路９は、核医学診断時にルックアップテーブル１０を参照するとともに、２次元位置マップを参照して、計数されたカウント値がシンチレータブロック３１（図２、図４、図６および図８を参照）のどのシンチレータ結晶で入射されたのかを判定する。具体的には、入射するたびに重心演算を行ってシンチレータ結晶への入射位置を求める。求められた入射位置およびカウント値（画像情報）を同時計数回路１１に送り込む。

具体的には、被検体Ｍに放射性薬剤を投与すると、ポジトロン放出型のＲＩのポジトロンが消滅することにより、２本のγ線が発生する。同時計数回路１１は、シンチレータブロック３１（図２、図４、図６および図８を参照）の位置（より詳しくはシンチレータ結晶への入射位置）とγ線の入射タイミングとをチェックし、被検体Ｍの両側にある２つのシンチレータブロック３１でγ線が同時に入射したときのみ、送り込まれた画像情報を適正なデータと判定する。一方のシンチレータブロック３１のみにγ線が入射したときには、同時計数回路１１は棄却する。

同時計数回路１１に送り込まれた画像情報を投影データとして再構成部１２に送り込む。再構成部１２は、その投影データを再構成して被検体Ｍの画像を求める。画像を、コントローラ５を介して出力部７に送り込む。このようにして、再構成部１２で得られた画像に基づいて核医学診断を行う。

γ線検出器３は、図２、図４、図６および図８に示すように複数のシンチレータ結晶からなるシンチレータブロック３１と、そのシンチレータブロック３１に対して光学的に結合された光センサ３２とを備えている。シンチレータブロック３１を構成する各シンチレータ結晶は、γ線の入射に伴って発光することでγ線から光（蛍光）に変換する。この変換によってシンチレータ結晶はγ線を検出する。シンチレータ結晶において発光した光がシンチレータブロック３１で十分に拡散されて、光センサ３２に入力される。光センサ３２は、シンチレータブロック３１で変換された光を増倍させて電気信号に変換する。その電気信号は、上述したように画像情報（画素値）として位置演算回路９（図１を参照）、さらには同時計数回路１１（図１を参照）に送り込まれる。光センサ３２については、光電子増倍管(PMT: Photo Multiplier Tube)やシリコンフォトマルチプライア(SiPM: Silicon Photo Multiplier)やアバランシェフォトダイオード(APD: Avalanche Photo Diode)などに例示されるように、特に限定されない。

図２、図４、図６および図８に示すように、シンチレータ結晶を9×10並べたシンチレータブロック３１を用いている。また、ＤＯＩ構造を有するＤＯＩ検出器の場合には、図８に示すようにシンチレータ結晶を２層に積層したシンチレータブロック３１を用いている。シンチレータブロック３１を構成するシンチレータ結晶の数や積層数（段数）については特に限定されない。

２次元位置マップを作成する。具体的には、図２、図４および図６に示すように、実際の核医学診断を行う前に、予め、Ｎａ−２２線源をγ線検出器３の上方から一様照射する。図２に示すようなマスク無しの通常の一様照射では、「発明が解決しようとする課題」の欄でも述べたように、検出器の特性により２次元位置マップにおける結晶同士の点が重なる領域が発生する。特に、端部にγ線が十分に拡散されずに、図２に示すようなマスク無しの通常の一様照射では、図３の点線に示すように端部に点同士が重なり結晶境界が不明瞭になり、誤った領域を別の結晶イベントとして扱う危険性がある。

そこで、図４、図６および図８に示すようなマスクｍを用いる。γ線を透過しない素材でマスクｍを形成する。例えば、鉛などの金属板でマスクｍを形成する。マスクｍの厚みは、数mm以下、好ましくは1mm程度である。特に、図４や図６に示すように、シンチレータ結晶の上面にマスクｍをかける場合には描画する領域にγ線が透過するように、γ線が透過する複数の開口部をマスクｍに設けてマスクｍのパターンを形成する。

一様照射時にシンチレータブロック３１に対してマスクｍがずれないように、接着剤や接着テープなどでシンチレータブロック３１に対してマスクｍを仮止めするのが好ましい。特に、図８に示すように、シンチレータ結晶の側面上部にマスクｍをかける場合にはマスクｍが落下しないように、接着剤や接着テープなどで側面上部にマスクｍを仮止めするのが好ましい。また、シンチレータ結晶の側面にマスクｍをかける場合には枠状にマスクｍを形成して、マスクｍの枠内にシンチレータブロック３１を嵌めて、接着剤や接着テープなどでマスクｍを仮止めする、あるいはマスクｍの外側から圧力をかけて締結することによりマスクｍを仮止めしてもよい。

シンチレータ結晶を9×10並べたシンチレータブロック３１（図２、図４、図６および図８を参照）を用いる場合において、図４や図６に示すように、シンチレータ結晶の上面にマスクｍをかける場合について説明する。例えば、図４では5×5の開口部を有したマスクｍのパターンを用いて、図６では図４とは異なるマスクｍのパターンとして、例えば4×5の開口部を有したマスクｍのパターンを用いる。このように、図４や図６に示すマスクｍの位置（開口部）をずらしたパターンのマスクｍを用いて２次元位置マップを作成する。マスクｍのパターンについては、図４や図６に限定されない。また、同一のパターンのマスクを用いて、マスクの位置を移動させて２次元位置マップを作成してもよい。

図４では、5×5の開口部をγ線が透過し、それ以外のマスクｍによりγ線が遮られる。その結果、マスクｍに該当するシンチレータ結晶にはγ線が照射されず、5×5の開口部の直下に該当するシンチレータ結晶にγ線が照射される。したがって、図４に示すような5×5の開口部を有したマスクｍをかけた一様照射では、図５に示すように5×5の開口部の直下に該当するシンチレータ結晶のみに点描画される。そのために、図３に示すような点同士が重なる領域において、図５に示すように結晶弁別が極めて容易になる。

さらに、図４とは異なる図６に示すパターンのマスクｍを用いることで、γ線の照射対象のシンチレータ結晶を変更することができ、図５でγ線を照射した結晶とは異なる結晶においても弁別が容易になる。具体的には、図６では、4×5の開口部をγ線が透過し、それ以外のマスクｍによりγ線が遮られる。その結果、マスクｍに該当するシンチレータ結晶にはγ線が照射されず、4×5の開口部の直下に該当するシンチレータ結晶にγ線が照射される。したがって、図６に示すような4×5の開口部を有したマスクｍをかけた一様照射では、図７に示すように4×5の開口部の直下に該当するシンチレータ結晶のみに点描画される。

また、図２に示すようなマスク無しの通常の一様照射において、図３で結晶同士の点が重なる領域は、そもそも隣接結晶に入ったγ線イベントが重なる領域である。そのような領域においては、隣接結晶に対してγ線の漏れ込み比率に応じたイベントの分配が必要になる。図２に示すようなマスク無しの通常の一様照射においては、そもそも境界が不明瞭であるので、そのような比率を計算するのも困難である。しかし、重なる領域に対するイベント漏れ込みも、図４から図６に示すようにマスクｍのパターンを変更することで、漏れ込み比率の計算が可能となる。具体的には、パターンを変更する前の図５の２次元位置マップとパターンを変更した後の図７の２次元位置マップとを比較して、重なる領域に対する漏れ込み比率の計算が可能となる。

図４や図６では、シンチレータ結晶の上面からγ線の照射を行い、シンチレータ結晶の上面にマスクｍをかけるという手法を採っているが、この手法に限定されない。図８に示すようにγ線検出器３がＤＯＩ構造を有するＤＯＩ検出器である場合には、シンチレータ結晶の側面からγ線の照射を行い、シンチレータ結晶の側面にマスクｍをかけることで、ＤＯＩ方向（深さ方向）の結晶弁別を容易にすることも可能である。図８では、２層ＤＯＩ構造を有するγ線検出器３に対して側面上部にマスクｍをかけた場合の例を示しているが、検出器のＤＯＩ構造（段数）やマスクをかける箇所も任意に設定することが可能である。

このように作成された各々の２次元位置マップをマスク毎にテーブル化してルックアップテーブル１０（図１を参照）に書き込んで記憶し、実際の核医学診断時にルックアップテーブル１０から読み出して参照する。

本実施例に係る位置マップ作成方法によれば、放射線（本実施例ではγ線）を蛍光に変換する複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけて生成された電気信号に基づいて、位置マップ（本実施例では２次元位置マップ）を作成する。通常では、互いに隣接するシンチレータ結晶間の境界が不明瞭になる場合であっても、複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけて位置マップ（２次元位置マップ）を作成して、図４や図６に示すようにマスクｍの位置（開口部）をずらしたパターンのマスクｍを用いて位置マップ（２次元位置マップ）を作成する、あるいはマスクの位置を移動させて位置マップ（２次元位置マップ）を作成する作業を繰り返し行う。その結果、互いに隣接するシンチレータ結晶間の境界が不明瞭になる場合であっても、マスクにより各々の位置マップ（２次元位置マップ）におけるシンチレータ結晶間の境界が明確にわかる。このように、複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけることで、入射位置を正確に弁別することができる。

本実施例のように、互いに異なるマスクのパターン（例えば図４および図６を参照）を用いることで、放射線（γ線）の照射対象のシンチレータ結晶を変更するのが好ましい。例えば、シンチレータ結晶のサイズやシンチレータ結晶の数などの検出器のスペックに応じてマスクのパターンを用いることで、放射線（γ線）の照射対象のシンチレータ結晶を変更してもよいし、図４や図６に示すように結晶上面にマスクｍをかけてもよいし、図８に示すように検出器（本実施例ではγ線検出器３）がＤＯＩ構造を有するＤＯＩ検出器である場合に結晶側面にマスクｍをかけてもよい。

図８に示すように検出器（γ線検出器３）がＤＯＩ構造を有するＤＯＩ検出器である場合に、シンチレータ結晶の側面にマスクｍを用いてもよい。結晶側面に放射線（γ線）を照射し当該結晶側面にマスクｍをかけることで、特定のＤＯＩ結晶（シンチレータの層）のみに照射することができ、ＤＯＩ方向（深さ方向）の結晶を弁別することも容易である。

本実施例において、互いに異なるマスクのパターン（例えば図４および図６を参照）を用いて該当する領域におけるシンチレータ結晶に入射した放射線イベント（本実施例ではγ線イベント）のエネルギー比率を計算することで、イベント配分を行うのが好ましい。互いに隣接するシンチレータ結晶間の境界が不明瞭になる場合には、対象結晶の放射線イベント（γ線イベント）が隣接結晶の領域に入り込む（漏れ込む）場合がある。その結果、イベントが重なる領域に対するエネルギー比率（漏れ込み比率）を測定することができない。そこで、互いに異なるマスクのパターンを用いることで、イベントが重なる領域に対するエネルギー比率（漏れ込み比率）を計算することが可能となり、その領域に入ったイベントを複数の結晶に正確に振り分けるといった処理が可能となる。

例えば、エネルギー比率（漏れ込み比率）が５０％を超える領域のみにイベントを振り分けてルックアップテーブル１０（図１を参照）に書き込んで記憶し、該当する領域のルックアップテーブル１０のみを参照して放射線（γ線）のシンチレータ結晶への入射位置を求めてもよい。また、例えば、ルックアップテーブル１０を参照する際にエネルギー比率（漏れ込み比率）に応じた重み付け加算を行い、放射線（γ線）のシンチレータ結晶への入射位置を求めてもよい。

また、上述の構成を備えた本実施例に係る核医学診断装置（本実施例ではＰＥＴ装置）によれば、複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけて生成された電気信号に基づいて、位置マップ（２次元位置マップ）をマスク毎にテーブル化するルックアップテーブル１０と、当該ルックアップテーブル１０を参照して放射線（γ線）のシンチレータ結晶への入射位置を求める位置演算回路９（図１を参照）とを備える。通常では、互いに隣接するシンチレータ結晶間の境界が不明瞭になる場合であっても、位置マップ（２次元位置マップ）をマスク毎にテーブル化することで、マスクにより各々の位置マップ（２次元位置マップ）におけるシンチレータ結晶間の境界が明確にわかる。そして、位置マップ（２次元位置マップ）をマスク毎にテーブル化するルックアップテーブル１０を参照して放射線（γ線）のシンチレータ結晶への入射位置を求めることで、入射位置を正確に弁別することができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、核医学診断装置として、ＰＥＴ装置を例に採って説明したが、この発明は、単一のγ線を検出して被検体の断層画像を再構成するＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置などにも適用することができる。また、ＰＥＴ装置とＣＴ装置とを組み合わせたＰＥＴ−ＣＴ装置にも適用することができる。また、γ以外の放射線（例えばα線やβ線など）にも適用することができる。

（２）上述した実施例では、位置マップとして２次元位置マップを例に採って説明したが、２次元以外の１次元，３次元位置マップにも適用することができる。

（３）図８ではＤＯＩ検出器において、シンチレータ結晶の側面からγ線の照射を行い、シンチレータ結晶の側面にマスクｍをかけたが、ＤＯＩ検出器においても、図４や図６のように、シンチレータ結晶の上面からγ線の照射を行い、シンチレータ結晶の上面にマスクｍをかけてもよい。また、ＤＯＩ検出器において、シンチレータ結晶の上面および側面からγ線の照射をそれぞれ行い、シンチレータ結晶の上面および側面にマスクをそれぞれかけてもよい。

３ … γ線検出器
９ … 位置演算回路
１０ … ルックアップテーブル
ｍ … マスク

Claims (5)

1. 核医学診断装置に用いられる位置マップ作成方法であって、
   放射線を蛍光に変換する複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけて生成された電気信号に基づいて、位置マップを作成することを特徴とする位置マップ作成方法。
2. 請求項１に記載の位置マップ作成方法において、
   互いに異なるマスクのパターンを用いることで、前記放射線の照射対象の前記シンチレータ結晶を変更することを特徴とする位置マップ作成方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の位置マップ作成方法において、
   検出器がＤＯＩ構造を有するＤＯＩ検出器である場合に、前記シンチレータ結晶の側面にマスクを用いることを特徴とする位置マップ作成方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の位置マップ作成方法において、
   互いに異なるマスクのパターンを用いて該当する領域における前記シンチレータ結晶に入射した放射線イベントのエネルギー比率を計算することで、イベント配分を行うことを特徴とする位置マップ作成方法。
5. 被検体内の放射性薬剤から発生した放射線に基づいて核医学診断を行う核医学診断装置であって、
   前記放射線を蛍光に変換する複数のシンチレータ結晶間にマスクをかけて生成された電気信号に基づいて、位置マップをマスク毎にテーブル化するルックアップテーブルと、
   当該ルックアップテーブルを参照して前記放射線のシンチレータ結晶への入射位置を求める位置演算回路と
   を備えることを特徴とする核医学診断装置。

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