JP3793259B2 - ポジトロンｃｔ装置およびその画像再構成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象物に投入されたＲＩ線源により発生する電子・陽電子対消滅に伴って放出される光子対を検出することにより、その測定対象物内の物質分布を測定するポジトロンＣＴ装置およびその画像再構成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポジトロンＣＴ装置（Positron Emission Computed-Tomography ; 以下、ＰＥＴと呼ぶ）は、生体や疾病患の研究あるいは臨床検査等に応用され、体内に投入された陽電子放出核種（以下、ＲＩ線源と呼ぶ）の分布を画像化し、生体機能を見るための装置である。
【０００３】
ＲＩ線源は、神経伝達に関与するドーパミンや体内でのグルコース代謝に関係するＦＤＧ（¹⁸Ｆ−フルオロデオキシグルコース）等の生体内物質、或いは、例えば新規開発中の薬剤に、部分的に付加されて用いられる。ＰＥＴは、このような物質の生体内での分布、消費量あるいは時間的変化の様子を見ることができる。又、ＰＥＴは、脳血流量や酸素消費量などの生体の基礎代謝を測定することもできる。
【０００４】
このようなＰＥＴの検出部は、リング状に配置された多数の光子検出器（これをリングと呼ぶ）からなり、そのリング内に、ＲＩ線源を注入あるいは吸入された人体などの測定対象物が置かれる。測定対象物内のＲＩ線源から放出された陽電子は、直ちに近くの電子と結合して、それぞれ５１１ｋｅＶのエネルギを持つ１対の光子（ガンマ線）が互いに反対方向に放出される。リングによってこの１対の光子を同時計数することにより、電子・陽電子対消滅がどの直線上で発生したかを特定することができる。ＰＥＴは、このような同時計数情報を蓄積して画像再構成処理を行って、ＲＩ線源の分布画像を作成する。
【０００５】
しかし、一般にリングを構成する多数の光子検出器間には感度ムラがあるので、以上のように測定対象物から発生する光子対を検出して蓄積された同時計数情報（エミッションデータ）そのままに基づいて画像再構成処理すると正確なＲＩ線源分布画像を得ることができない。そこで、較正用線源を用いて感度補正用データ（ブランクデータ）を取得し、エミッションデータをブランクデータで除算することによって感度補正が行われる。
【０００６】
こうした光子検出器の感度が均一でないという問題点の外、光子検出器のサイズが大きい故に空間的な測定分解能が悪く、精細なＲＩ線源の分布画像を得ることができないという問題点や、特にブロック型リングの場合には投影上に欠損部を生じるという問題点もあった。そこで、これらの問題を解決するために、リングを所定の運動をさせながら測定することが行われている。ここで、リングが行う運動としては、中心軸を中心にしてリング面上で一方向に回転させる回転運動、所定角度範囲で往復する往復回転運動、また、リングの方位を維持したままリング面上で小径で円運動を行うウォブリング運動が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
リングがウォブリング動作する場合には、その周期は、１ないし５秒程度であり、往復回転運動する場合には、周期は、５ないし１０秒程度である。同方向に回転を続けることができるウォブリング運動に比較して、往復回転運動では、回転方向を周期的に反転する必要があるため周期は長くなる。また、リング径が大きくなりＰＥＴが大型化するにつれて、周期は長くなる。リングを運動させるための機構部へ加えられるストレスを考慮すると、周期を短くすることには限界がある。また、ＰＥＴシステム全体が、特定周期のリング運動に対して充分耐えられる機構に設計されており、計測のタイプによって周期を大きく変更することは、リングの振動や騒音の原因となるので好ましくない。
【０００８】
また、ＰＥＴによる計測には、１回の計測中の全ての同時計数情報を同一の投影データ領域へ収納するスタティック計測と、計測時間を複数のフレームに分割してフレーム毎の同時計数情報をそれぞれ対応する投影データ領域へ収納するダイナミック計測（多フレーム計測）とがある。最近では、例えば脳血流計測のような生体機能の時間的変化を測定する為に、ダイナミック計測が行われることが多い。また、生体の様子をより詳しく観測したり計算誤差を減らしたりするためにフレーム時間を短縮化し、より短い時間間隔で計測を行う傾向にある。
【０００９】
しかし、より高い空間的分解能で測定したい場合や投影上の欠損部を生じることなく測定したい場合には、リングをウォブリング運動や往復回転運動させる必要があるが、その運動の周期が自由には変更できないのに対して、ダイナミック計測においてフレーム時間を任意に短縮したり計測毎のフレーム時間を自由に設定したりすることは、感度補正に関して問題がある。すなわち、フレーム時間がウォブリング運動や往復回転運動の周期の整数倍でない場合には、フレーム毎に異なる条件でエミッション計測をすることになるので、フレームそれぞれのエミッションデータを同一のブランクデータで感度補正すると誤差を生じる。
【００１０】
例えば、ウォブリング運動周期が５秒で、フレーム時間が１秒である場合では、フレーム時間は運動周期の１／５であり、運動周期中におけるフレーム計測の開始位置と終了位置が、フレーム毎に異なる。ウォブリング運動周期が１秒で、フレーム時間が１．５秒である場合でも、同様である。このような場合であっても、従来では、図１３に示すように、測定対象物１０中のＲＩ線源から発生した光子対をリング２２で検出して得たフレーム毎のエミッションデータＥを、同一のブランクデータＢで割ることにより感度補正を行い、この感度補正後のデータに基づいて画像再構成を行う。しかし、リングが例えば往復回転運動している場合には、図１４に示すように、同時計数回路３２によって光子対を検出したと判断された光子検出器対を互いに結ぶ同時計数ラインは、ｔ−θ変換部４２によってｔ−θ平面上の写像位置（ｔ，θ）にフレーム毎に変換され、投影データはフレーム毎にｔ−θメモリ５２ａ，５２ｂ，....それぞれに蓄積されていく。そして、フレーム時間がリング運動周期の整数倍でない場合には、フレームが異なればリング位置も異なるので、同一の同時計数ラインであっても異なるθ値に投影データが蓄積されて、エミッションデータとなる。このような場合、図１３で説明した従来の感度補正では、正確な感度補正はできない。
【００１１】
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、リングが所定の運動を行いながらダイナミック計測する場合であっても、精度のよい感度補正を行って正確な再構成画像を得ることができるポジトロンＣＴ装置およびその画像再構成方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１ないし請求項３の発明は、ポジトロンＣＴ装置に係るものである。
【００１３】
請求項１に係るポジトロンＣＴ装置は、(1) 入射した光子のエネルギに応じた光子検出信号をそれぞれ出力する複数の光子検出器が測定空間を囲んで所定軸の周囲に配列されたリングと、(2) 電子・陽電子対消滅に伴う光子対を発生させる較正用線源を測定空間で所定軸を中心にしてリングに対して相対的に回転運動させる較正用線源回転手段と、(3) 光子検出信号を入力し、測定空間における電子・陽電子対消滅によって発生した光子対を弁別して、光子対のそれぞれの光子を検出した光子検出器対を示す検出器識別信号を出力する同時計数回路と、(4) 較正用線源回転手段によって回転運動している較正用線源から発生した光子対をリングで検出する度に、検出器識別信号が示す光子検出器対ごとに光子対検出事象を計数して光子対検出頻度を求め、光子対検出頻度に基づいて複数の光子検出器に関する全ての光子検出器対それぞれについての感度データを生成する感度データ生成手段と、(5) 測定空間に測定対象物が置かれた状態で同時計数回路から出力された検出器識別信号が示す光子検出器対についての感度データの値に反比例する累積加算データを出力する累積加算データ生成手段と、(6) 検出器識別信号が示す光子検出器対を互いに結ぶ直線について測定空間に設定された極座標で表現した座標値を出力する座標変換手段と、(7) 座標変換手段から出力された座標値に対応する番地に、累積加算データ生成手段から出力された累積加算データを累積加算することによって、投影データを蓄積する投影データ蓄積手段と、(8) 投影データ蓄積手段に蓄積された投影データに基づいて、測定対象物における電子・陽電子対消滅の発生頻度の空間分布を算出し画像再構成を行なう画像再構成手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本装置によれば、先ず、較正用線源回転手段によって回転させられた較正用線源から発生する光子対が検出されて、リングを構成する複数の光子検出器に関する全ての光子検出器対それぞれについて求めた光子対検出頻度に基づいて感度データが感度データ生成手段によって獲得される。続いて、測定対象物の測定に際しては、同時計数回路から出力された光子対を検出した光子検出器対を表す検出器識別信号対に対応する座標値が座標変換手段から出力され、その検出器識別信号対に対応する感度データに反比例する累積加算データが累積加算データ生成手段から出力され、そして、投影データ蓄積手段によって、座標変換手段から出力された座標値に対応する番地に記憶されている投影データに、累積加算データ生成手段から出力された累積加算データが累積加算される。ここで投影データ蓄積手段に蓄積された投影データは、既に感度補正がなされたものであるので、この投影データに基づいて画像再構成を行う。
【００１５】
請求項２に係るポジトロンＣＴ装置は、累積加算データ生成手段は、複数の光子検出器に関する全ての光子検出器対それぞれについての累積加算データを予め記憶するとともに、入力した検出器識別信号が示す光子検出器対についての累積加算データを出力する、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係るポジトロンＣＴ装置は、リングを測定対象物に対して相対的な運動をさせるリング運動手段と、リングの相対的な運動における位置に応じた位置データを出力する位置検出手段と、を更に備え、座標変換手段は、位置データが示すリングの変位を補償して座標値を出力する、ことを特徴とする。この場合には、位置検出手段によって検出されたリングの変位が座標変換手段によって補償されて、投影データ蓄積手段に累積加算すべき番地に対応する座標値が出力される。
【００１７】
請求項４ないし請求項６の発明は、ポジトロンＣＴ装置の画像再構成方法に係るものである。
【００１８】
請求項４に係るポジトロンＣＴ装置の画像再構成方法は、測定空間を囲んで所定軸の周囲に配列された複数の光子検出器からなるリングによって、測定空間における電子・陽電子対消滅に伴って発生する光子対を検出し、電子・陽電子対消滅の発生頻度の空間分布を測定するポジトロンＣＴ装置の画像再構成方法であって、(1) 電子・陽電子対消滅に伴う光子対を発生させる較正用線源を測定空間で所定軸を中心にしてリングに対して相対的に回転運動させた状態で、較正用線源から発生した光子対をリングで検出する度に、較正用線源から発生した光子対を検出した光子検出器対ごとに光子対検出事象を計数して光子対検出頻度を求め、光子対検出頻度に基づいて複数の光子検出器に関する全ての光子検出器対それぞれについての感度データを生成する感度データ生成ステップと、(2) 測定空間に較正用線源がない状態で、測定空間に置かれた測定対象物における電子・陽電子対消滅によって発生した光子対をリングで検出する度に、測定対象物における電子・陽電子対消滅によって発生した光子対を検出した光子検出器対を互いに結ぶ直線について測定空間に設定された極座標で表現した座標値に対応する番地に、測定対象物における電子・陽電子対消滅によって発生した光子対を検出した光子検出器対についての感度データの値に反比例する累積加算データを累積加算することによって、投影データを蓄積する投影データ蓄積ステップと、(3) 投影データ蓄積ステップで蓄積された投影データに基づいて、測定対象物における電子・陽電子対消滅の発生頻度の空間分布を算出し画像再構成を行う画像再構成ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本方法によれば、感度データ生成ステップで求められた感度データに反比例する累積加算データが、測定対象物から発生する光子対が光子検出器対で検出される度に、その光子検出器対を互いに結ぶ直線について測定空間に設定された極座標で表現した座標値に対応する番地に、投影データ蓄積ステップにおいて累積加算され、これによって、既に感度補正のなされた投影データが蓄積される。画像再構成ステップでは、この投影データに基づいて画像再構成処理を行う。
【００２０】
請求項５に係るポジトロンＣＴ装置の画像再構成方法は、感度データ生成ステップと投影データ蓄積ステップとの間に、複数の光子検出器に関する全ての光子検出器対それぞれについての累積加算データを算出し記憶する累積加算データ生成ステップを更に備える、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項６に係るポジトロンＣＴ装置の画像再構成方法では、リングは測定対象物に対して相対的な運動を行うとともに、投影データ蓄積ステップは、リングの相対的な運動における変位を補償して得られる座標値に対応する番地に、累積加算データを累積加算する、ことを特徴とする。
【００２２】
【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。尚、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。
【００２３】
実施形態の要部の説明に先立って、実施形態が適用されるＰＥＴの構成、動作、画像再構成方法および感度補正方法等について説明する。
【００２４】
先ず、２Ｄ−ＰＥＴの構成と動作について説明する。図４は、２Ｄ−ＰＥＴのシステム構成図である。
【００２５】
測定空間内にある測定対象物を囲んで中心軸の周囲にｎ個の光子検出器Ｄ_k （k=1,2,3,...,n ）がリング状に配置されたリングは、光子検出器Ｄ_k （k=1,2,3,...,n ）それぞれと同時計数回路３０とが信号線で接続されている。リング２０の何れかの光子検出器が光子を検出すると、その光子エネルギに応じた信号が信号線を通じて同時計数回路３０に送られ、同時計数回路３０は、リング２０のそれぞれの光子検出器から到達した信号に基づいて、リング２０の内の２つの光子検出器がＲＩ線源１０から放出された所定の光子エネルギ（５１１ｋｅＶ）を有する光子対を同時検出したことを認識して、その時のこれら２つの光子検出器それぞれを示す検出器識別信号（Ｉ，Ｊ）を出力する。
【００２６】
これら検出器識別信号（Ｉ，Ｊ）は、ｔ−θ変換部４０に入力され、光子対を検出した２つの光子検出器を結ぶ直線Ｌ１をリング２０内の測定空間における極座標で表現する場合に用いられる２つの変数（ｔ，θ）それぞれを座標軸とするｔ−θ平面上の写像位置（Ｔ，θ’）に変換される。ここで、Ｔは、この直線と座標原点との間の距離であり、θ’は、この直線に座標原点から下ろした垂線の座標系主軸に対する角度である。ｔ−θメモリ５０は、この（Ｔ，θ’）に対応する番地に記憶されている投影データに所定値を累積加算する。このようにして、ＲＩ線源１０で発生した１対の光子対についての同時計数情報が、ｔ−θメモリ５０に蓄積される。
【００２７】
このようにしてＲＩ線源１０で発生しリング２０で検出された多数の光子対の同時計数情報は、ｔ−θメモリ５０に投影データとして蓄積される。図５は、リングにおける光子対検出と画像再構成とを説明する図である。リング２０内の測定空間に設定した極座標系のθ’方向（図５の直線Ｌ１の方向）から見たＲＩ線源１０の分布を表す画像は、この蓄積された投影データの内の、極座標系でθ＝θ’上の各Ｔ点に対応する投影データから画像再構成部６０によって再構成され、この再構成画像は画像表示部７０で表示される。
【００２８】
しかし、測定空間で発生した全ての光子対が検出されるのではない。図６は、リングにおける光子対検出の説明図である。ＲＩ線源１０からの光子対は、ＲＩ線源１０が存在するあらゆる位置から放出され、あらゆる方向に向かって飛行するが、その内で、リング２０面上で発生しリング２０面に沿った方向に飛行した光子対のみが、リング２０で検出され得る。例えば、図５で示すように、リング２０内に存在するＲＩ線源１０から発生する光子対であっても、リング２０面に沿った方向以外の方向Ｌ２ないしＬ４に飛行した光子対は検出されない。リング２０面に沿った方向Ｌ１に飛行した光子対は、何れかの光子検出器Ｉ，Ｊで検出され、ｔ−θ変換部４０で（Ｔ，θ’）に変換され、ｔ−θメモリ５０の対応する番地の投影データに所定値が加算される。
【００２９】
又、製作が容易であり安価であることから、光子検出器がブロック型構成とされる。このタイプのリングでは、図７に示すように、複数のブロックＢ_p それぞれは、多数の光子検出器Ｄ_pqが並列配置されていて、これらのブロックＢ_p がリング状に配置される（p=1,2,3,... 、q=1,2,3,... ）。このブロック型ＰＥＴは、単なる光子検出器の配置が異なるだけであって、動作原理、投影データの蓄積および画像再構成等は、上述の説明と差異がない。
【００３０】
上述のＰＥＴでは、ＲＩ線源から放出されてあらゆる方向に飛行する光子対の内、リング面に沿った方向に飛行する光子対のみを検出するため、ＲＩ線源から放出される光子対を捕捉する確率が小さく、検出感度が低くて統計ノイズが大きいという問題がある。検出感度を向上させるために測定対象物に多量のＲＩ線源を注入することも考えられるが、測定対象物が生体である場合には限界がある。
【００３１】
そこで、このような場合には、３次元タイプのＰＥＴ（３Ｄ−ＰＥＴ）が用いられる。図８は、３Ｄ−ＰＥＴのシステム構成図であり、図９は、３Ｄ−ＰＥＴのリングの構成図である。３Ｄ−ＰＥＴの多層リング２１は、前述の図５あるいは図６に示したのと同様の光子検出器の一層リングＲ₁ ，Ｒ₂ ，....，Ｒ_m を多層配置したものであり、ＲＩ線源１０で放出され直線Ｌ１の方向に飛行した光子対は、互いに異なる単層リングＲ_p 、Ｒ_q （ｐ≠ｑ）それぞれに属する２つの光子検出器によっても同時計数され得る。多層リング２１の内の或２つの光子検出器が、ＲＩ線源１０から放出されたエネルギ５１１ｋｅＶの光子対を同時検出すると、同時計数回路３１は、その２つの光子検出器それぞれを示す検出器識別信号（Ｉ，Ｊ）、および、その２つの光子検出器それぞれが属する２つの単層リング間の差信号ＲＤ（Ring Difference ）を出力する。これら検出器識別信号（Ｉ，Ｊ）、および、リング間差信号ＲＤは、ｘ−ｙ−θ−ψ変換部４１に入力され、光子対を検出した２つの光子検出器を結ぶ直線Ｌ１を多層リング２１内の測定空間における極座標で表現する場合に用いられる４つの変数（ｘ，ｙ，θ，ψ）それぞれを座標軸とするｘ−ｙ−θ−ψ空間上の写像位置（ｘ，ｙ，θ，ψ）に変換される。ここで、θとψは、直線Ｌ１の方向を表し、ｘとｙは、直線Ｌ１に垂直な投射平面（Projection Plane）上の直交座標系による位置を表す。ｘ−ｙ−θ−ψメモリ５１は、この（ｘ，ｙ，θ，ψ）に対応する番地に記憶されている投影データに所定値を累積加算する。このようにして、ＲＩ線源１０で発生した１対の光子対についての同時計数情報が、ｘ−ｙ−θ−ψメモリ５１に投影データとして蓄積され、この投影データから画像再構成部６１によって再構成され、この再構成画像は画像表示部７１で表示される。
【００３２】
以上の何れのタイプのＰＥＴにおいても、光子検出器それぞれのサイズが大きい故に、リングを静止させた状態（これをステイショナリと言う）で測定すると測定分解能が悪い。そこで、多数の光子検出器からなるリングをウォブリング運動をさせることによって、測定分解能の向上を図る。ウォブリング運動は、リングの方位を維持したままリング面上で、通常５mmないし数cm程度の小径で円運動を行う円形ゆすり運動である。この運動によって、光子検出器それぞれを動かして、測定密度を細かくして測定分解能を向上させる。２Ｄ−ＰＥＴの場合には、このウォブリング運動は、上述のｔ−θ平面上におけるｔ軸方向の往復運動とみなすことができ、ｔ軸方向についての測定密度が上がるため測定分解能は良くなる。また、３Ｄ−ＰＥＴの場合には、このウォブリング運動は、上述のｘ−ｙ−θ−ψ空間上におけるｘ軸方向の往復運動とみなすことができ、ｘ軸方向についての測定密度が上がるため測定分解能は良くなる。また、ブロック型ＰＥＴの場合には、ウォブリング運動することにより、更に、ブロック間に生じる投影上の欠損部を埋めるという効果に加え、１本の同時計数ライン（同時計数を行う２つの光子検出器同士を結ぶ線）を複数の光子検出器対が測定するので、光子検出器それぞれの検出感度が平均化されるという利点もある。
【００３３】
また、中心軸を中心としてリング面上でリングを回転運動させたり、あるいは、光子検出器と同時計数回路との信号線等のコードの破損を防止するため５ないし１５゜程度の往復回転運動をさせることもできる。この場合、光子検出器それぞれの感度を平均化する効果はあるが、測定分解能の改善はない。
【００３４】
また、光子検出器それぞれの検出感度は一定ではなくムラが多いので、光子検出器の感度補正を以下のようにして行う。すなわち、図１０に示すように、リング内にＲＩ線源を投与された測定対象物１０ａを置いて計測し、同時計数回路３２とｔ−θ変換部４２とを介して同時計数情報を蓄積することをエミッション計測と言い、これによってｔ−θメモリ５２に蓄積されたデータをエミッションデータと言い、Ｅ（ｔ，θ）で表す。また、これとは別に、図１１に示すように、リング内に測定対象物のない状態で、リング内でリング中心軸の周りに較正用のＲＩ線源１０ｂを回転させ、模擬的な平行光を光子検出器それぞれに入射させて計測（ブランク計測）を行う。このようにしてｔ−θメモリ５２に蓄積されたデータ（ブランクデータＢ（ｔ，θ））は、光子検出器対の検出感度ばらつきを表す。そして、エミッションデータＥ（ｔ，θ）をブランクデータＢ（ｔ，θ）で割ることにより、感度補正を行う。
【００３５】
さらに、測定対象物の光子吸収を以下のようにして補正する。図１２に示すように、リング内にエミッション計測時と同じ位置にＲＩ線源が投与されていない測定対象物１０ｃを置き、ブランク計測と同様にリング内で較正用のＲＩ線源１０ｂを回転させて計測（トランスミッション計測）し、これによってｔ−θメモリ５２に蓄積されたデータ（トランスミッションデータＴ（ｔ，θ））を獲得する。このトランスミッションデータＴ（ｔ，θ）をブランクデータＢ（ｔ，θ）で割れば、同時計数ライン上の吸収係数が求まり、エミッションデータＥ（ｔ，θ）をこの吸収係数で割ることにより、吸収補正ができる。なお、トランスミッション計測では、弱いＲＩ線源が更に測定対象物による吸収を受け、得られる光子対検出が減少する為、統計精度は著しく劣化する。その対策として、Ｔ（ｔ，θ）／Ｂ（ｔ，θ）をフィルタ等でスムージングしておく。
【００３６】
このようにして感度補正および吸収補正を行った後の真の投影データＰ（ｔ，θ）は、エミッションデータＥ（ｔ，θ）、ブランクデータＢ（ｔ，θ）およびトランスミッションデータＴ（ｔ，θ）を用いて、
Ｐ＝（Ｅ／Ｂ）／＜Ｔ／Ｂ＞ … (1)
で表される。ここで、記号＜＞は、スムージングを意味する。
【００３７】
本発明は、このようにリングが往復回転運動やウォブリング運動などの運動をしながらダイナミック計測を行う場合であっても、エミッションデータを精度良く感度補正し、これによって正確な再構成画像を得ることができるポジトロンＣＴ装置およびその画像再構成方法を提供するものである。
【００３８】
次に、本実施形態の要部について説明する。本実施形態に係るＰＥＴは、リングが往復回転運動をする２Ｄ−ＰＥＴである。図１は、本実施形態に係るＰＥＴのシステム構成図である。
【００３９】
本実施形態に係るＰＥＴは、(1) 光子を検出する多数の光子検出器からなるリング１２１と較正用線源１１０を回転させる回転手段とを備える検出部１２０と、(2) リング１２１が検出した光子が電子・陽電子対消滅に伴って発生した光子対であるか否かを判断するとともに、電子・陽電子対消滅に伴って発生した光子対を検出した光子検出器対を識別して検出器識別信号対を出力する同時計数回路１３０と、(3) 全ての検出器識別信号対それぞれについての感度データを生成する感度データ生成部１８０と、(4) 検出器識別信号対を入力して、それに対応する感度データの値に反比例する累積加算データを出力する累積加算データ生成部１９０と、(5) 同時計数回路１３０が識別した光子検出器対を互いに結ぶ直線を極座標で表した座標値（ｔ，θ）に変換するｔ−θ変換部１４０と、(6) ｔ−θ変換部１４０から出力された座標値（ｔ，θ）に対応する番地に、累積加算データ生成部１９０から出力された累積加算データを累積加算して、投影データを蓄積するｔ−θメモリ１５０と、(7) ｔ−θメモリ１５０に蓄積された投影データに基づいて再構成画像データを生成する画像再構成部１６０と、(8) 再構成画像データに基づいて再構成画像を表示する画像表示部１７０と、を備える。
【００４０】
測定空間１２８を内部に含む検出部１２０のリング１２１は、入射した光子を検出する多数の光子検出器Ｄ_k （k=1,2,3,...,n ）が中心軸の周囲にリング状に配列されており、これらの光子検出器は、測定空間１２８の方向に受光面が向けられて、測定空間１２８から飛来して入射した光子を受光する。光子検出器Ｄ_k （k=1,2,3,...,n ）それぞれと同時計数回路１３０との間には信号線が設けられおり、光子を受光した光子検出器から同時計数回路１３０へ、その光子のエネルギに応じた信号が送られる。
【００４１】
また、検出部１２０は、このリング１２１を往復回転運動させることができる駆動手段を備え、その運動におけるリング１２１の位置を検出して位置データを出力する回転センサ１２３を備えている。更に、検出部１２０は、ブランク計測等に用いられる較正用線源１１０およびそれを回転させる回転手段を備えている。
【００４２】
光子検出器Ｄ_k （k=1,2,3,...,n ）それぞれから到達した信号を受け取った同時計数回路１３０は、リング１２１内の２つの光子検出器が電子・陽電子対消滅に伴って発生する所定のエネルギ（５１１ｋｅＶ）を有する光子対を同時検出したことを認識して、その時のこれら２つの光子検出器それぞれを示す検出器識別信号ＩおよびＪを出力する。
【００４３】
同時計数回路１３０から出力された検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）を入力した感度データ生成部１８０は、その検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）に対応する番地に一定値（例えば、 "１" ）を累積加算する。これを一定時間行うことにより、全ての検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）すなわち全ての光子検出器対それぞれについて光子対検出頻度を求め、この光子対検出頻度を感度データＢ（Ｉ，Ｊ）とする。この感度データ生成部１８０の上記の機能は、ブランク計測時に動作する。すなわち、測定空間１２８内で中心軸を中心に回転運動している較正用線源１１０から発生する光子対をリング１２１で検出し同時計数回路１３０から出力された検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）を入力して感度データＢ（Ｉ，Ｊ）を生成する。
【００４４】
検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）を入力した累積加算データ生成部１９０は、その検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）に対応する感度データＢ（Ｉ，Ｊ）の値に反比例する累積加算データＣ（Ｉ，Ｊ）を出力する。すなわち、感度データＢ（Ｉ，Ｊ）と累積加算データＣ（Ｉ，Ｊ）との間には、全ての（Ｉ，Ｊ）について、
Ｃ（Ｉ，Ｊ）＝ａ／Ｂ（Ｉ，Ｊ） … (2)
なる関係がある。ここで、ａは、任意の定数値である。この累積加算データ生成部１９０の上記の機能は、エミッション計測時およびトランスミッション計測時に動作する。すなわち、測定空間１２８内に置かれたＲＩ線源を注入された測定対象物１００から発生する光子対をリング１２１で検出し同時計数回路１３０から出力された検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）を入力して、累積加算データＣ（Ｉ，Ｊ）を出力する。なお、ブランク計測終了後であってエミッション計測あるいはトランスミッション計測を行う前に全ての（Ｉ，Ｊ）について（２）式で累積加算データＣ（Ｉ，Ｊ）を予め求め記憶しておいてもよいし、また、検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）が入力する度に累積加算データＣ（Ｉ，Ｊ）を（２）式で算出しその結果を出力してもよい。
【００４５】
同じく検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）を入力するｔ−θ変換部（座標変換手段）１４０は、回転センサ１２３から出力されたリング１２１の位置を表す位置データをも入力して、この位置データに基づいてリング１２１の変位を補償して、検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）が示す光子対を検出した２つの光子検出器を互いに結ぶ直線を、測定空間１２８に設定されたｔ−θ極座標系で表した座標値（ｔ，θ）に変換し出力する。本実施形態のようにリング１２１が往復回転運動する場合には、その運動は、測定空間１２８に設定された極座標系においては、θ方向の往復運動に相当し、ｔ方向については関係がない。したがって、ｔ−θ変換部１４０は、回転センサ１２３から出力された位置データに基づいて、リング１２１のθ方向の変位量Δθを抽出し、これに基づいてリング１２１の運動における変位を補償する。
【００４６】
投影データを蓄積するｔ−θメモリ（投影データ蓄積手段）１５０は、光子対をリング１２１で検出し同時計数回路１３０から出力された検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）に応じてｔ−θ変換部１４０から出力された座標値（ｔ，θ）と、同じくその検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）に応じて累積加算データ生成部１９０から出力された累積加算データＣ（Ｉ，Ｊ）とを入力し、座標値（ｔ，θ）に対応する番地に記憶されている投影データに累積加算データＣ（Ｉ，Ｊ）を累積加算する。このｔ−θメモリ１５０の上記の機能は、エミッション計測時およびトランスミッション計測時に動作する。
【００４７】
このように、本発明に係るＰＥＴのｔ−θメモリ１５０に蓄積される投影データは、一般に整数ではなく小数である。したがって、本発明に係るＰＥＴのｔ−θメモリ１５０として、例えば３２または６４ｂｉｔ精度の整数型または浮動小数型のメモリを用いるのが好ましい。従来のＰＥＴのｔ−θメモリに記憶される投影データが１６ｂｉｔ精度整数型データであったのに対し、本発明では、より高速かつ高精度の処理能力が要求されることになるが、現在のＬＳＩ技術は充分この要求に応えることができる。
【００４８】
なお、検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）に対して座標値（ｔ，θ）は一意的に定まるので、これまで述べたＢ（Ｉ，Ｊ）およびＣ（Ｉ，Ｊ）それぞれを、以下では、Ｂ（ｔ，θ）およびＣ（ｔ，θ）と表記する。
【００４９】
したがって、従来のＰＥＴにおけるｔ−θメモリに一定値 "１" を累積加算して投影データを蓄積することによって得られるエミッションデータＥ（ｔ，θ）およびトランスミッションデータＴ（ｔ，θ）に対して、本発明に係るＰＥＴにおけるｔ−θメモリ１５０に蓄積されるエミッションデータＥ１（ｔ，θ）およびトランスミッションデータＴ１（ｔ，θ）それぞれは、
Ｅ１（ｔ，θ）＝Ｅ（ｔ，θ）×Ｃ（ｔ，θ）
＝ａ×Ｅ（ｔ，θ）／Ｂ（ｔ，θ） … (3)
Ｔ１（ｔ，θ）＝Ｔ（ｔ，θ）×Ｃ（ｔ，θ）
＝ａ×Ｔ（ｔ，θ）／Ｂ（ｔ，θ） … (4)
である。すなわち、ｔ−θメモリ１５０に蓄積されたエミッションデータＥ１ （ｔ，θ）は、すでにブランクデータＢ（ｔ，θ）で感度補正されたものである。また、更に吸収補正まで行って求められる真の線和Ｐ１（ｔ，θ）は、
Ｐ１（ｔ，θ）＝Ｅ１（ｔ，θ）／Ｔ１（ｔ，θ） … (5)
から直ちに求められる。
【００５０】
測定対象物１００におけるＲＩ線源の分布密度の画像を再構成する画像再構成装置１６０は、ｔ−θメモリ１５０に蓄積されたエミッションデータＥ１（ｔ，θ）あるいは吸収補正処理後の線和データＰ１（ｔ，θ）から、リング１２１内の測定空間１２８に設定した極座標系の所定のθ方向から見た測定対象物１００における光子対発生分布を表す再構成画像データを生成し、画像表示部１７０は、この再構成画像データを入力して再構成画像を表示する。
【００５１】
次に、検出部１２０について詳細に説明する。図２は、本実施形態に係るＰＥＴの検出部の構成図であり、図２（ａ）は断面図であり、図２（ｂ）は正面図である。
【００５２】
検出部１２０は、多数の光子検出器Ｄからなり往復回転運動することができるリング１２１と、そのリング１２１を運動させるモータ１２２と、リング１２１の運動における位置を検出する回転センサ１２３等を備える。
【００５３】
測定空間１２８を内部に有するリング１２１は、単層リングが多層（この図では５層）に配置された構造であり、それぞれの単層リングには、複数個の光子検出器Ｄがリング状に配列され、それぞれの光子検出器Ｄは、測定対象物１００が置かれる測定空間１２８の方向に受光面が向けられている。単層リングそれぞれは互いに遮蔽シールド１２４で隔てられており、異なる単層リング間で光子対を検出することはなく、したがって実質的には２Ｄ−ＰＥＴである。
【００５４】
この検出部１２０は、リング１２１を往復回転運動させることができる機構を有している。すなわち、リング１２１は、リング基盤１２５上に固定されており、リング基盤１２５は、リング１２１の中心軸を中心として回転自在にガントリ基盤１２６上に接続され、モータ１２２によりベルト１２７を介して駆動されて往復回転運動する。その往復回転運動によるリング１２１の回転位置は、回転センサ１２３により検出される。回転センサ１２３から出力されたリング１２１の回転位置データはｔ−θ変換部１４０に取り込まれる。回転センサ１２３は、モータ１２２の回転軸の回転を検出してもよいし、ベルト１２７の動きを検出してもよいし、リング基盤１２５の回転を検出してもよい。また、回転センサ１２３は、接触式のセンサであってもよいし、非接触式のセンサであってもよい。
【００５５】
また、検出部１２０には、ブランク計測等に使用される較正用線源１１０およびそれを回転させる回転機構が備えられている。この回転機構は、例えば、較正用線源１１０を支持して中心軸を中心に回転可能な支持機構、その支持機構に回転を伝達するベルト、その回転を発生させるモータからなる。較正用線源１１０は、使用時（ブランク計測時、トランスミッション計測時）には、リング１２１の中心軸を中心としてリング１２１面上で回転運動し、それによって較正用線源１１０から発生する光子対のうちリング１２１面上で飛行するものが光子検出器対で検出される。一方、使用されない時（エミッション計測時）には、その較正用線源１１０から発生する光子対が何れの光子検出器にも到達しない位置に待避され、あるいは、本装置から取り去られる。
【００５６】
次に、本実施形態に係るＰＥＴの作用およびこのＰＥＴを用いた計測方法について説明する。図３は、本実施形態に係るＰＥＴにおける計測のフローチャートである。
【００５７】
先ず、ステップＳ１で、ブランク計測を行い、感度データＢ（Ｉ，Ｊ）を獲得する。すなわち、測定空間１２８に測定対象物１００を置かないで、較正用線源１１０を中心軸を中心にしてリング１２１面上で回転運動させて模擬的な平行光を生成する。その状態で、その較正用線源１１０から発生する光子対は、リング１２１を構成する多数の光子検出器により検出され、同時計数回路１３０でエネルギ弁別され、光子対を検出した光子検出器対を示す検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）が出力される。この検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）は、感度データ生成部１８０に入力され、その検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）に対応する番地に一定値（例えば、 "１" ）が累積加算される。これを一定時間行うことにより、全ての検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）すなわち全ての光子検出器対それぞれについて光子対検出頻度が求められ、これを感度データＢ（Ｉ，Ｊ）とする。
【００５８】
ブランク計測が終了すると、ステップＳ２で、（２）式に基づいて、ブランク計測（ステップＳ１）で得られた感度データＢ（Ｉ，Ｊ）から、累積加算データＣ（Ｉ，Ｊ）を計算し、累積加算データ生成部１９０に記憶する。
【００５９】
続いて、ステップＳ３で、エミッション計測を行い、エミッションデータＥ１（Ｉ，Ｊ）を獲得する。すなわち、較正用線源１１０を待避あるいは除去し、ＲＩ線源を注入された測定対象物１００を測定空間１２８に置き、リング１２１を往復回転運動させる。この状態で、測定対象物１００から発生する光子対は、リング１２１を構成する多数の光子検出器により検出され、同時計数回路１３０でエネルギ弁別され、光子対を検出した光子検出器対を示す検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）が出力される。この検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）は、累積加算データ生成部１９０に入力され、対応する累積加算データＣ（Ｉ，Ｊ）が出力される。同時に、検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）は、回転センサ１２３から出力されたリング１２１の回転位置を示す位置データとともに、ｔ−θ変換部１４０に入力され、リング１２１の回転による変位量Δθを補償した座標値（ｔ，θ）が出力される。そして、座標値（ｔ，θ）および累積加算データＣ（Ｉ，Ｊ）は、ｔ−θメモリ１５０に入力され、座標値（ｔ，θ）に対応する番地に記憶されている投影データに累積加算データＣ（Ｉ，Ｊ）が累積加算される。これを一定時間行って蓄積された投影データが、エミッションデータＥ１（Ｉ，Ｊ）となる。
【００６０】
このように、ｔ−θメモリ１５０に投影データを蓄積するに際して、光子を検出した時点における検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）で表される光子検出器対を互いに結ぶ直線を極座標系で表した座標値（ｔ，θ）に対応する番地に、その光子検出器対についての累積加算データＣ（Ｉ，Ｊ）を累積加算する。したがって、ｔ−θメモリ１５０に投影データが蓄積される段階で、往復回転運度するリング１２１の動き補償および感度補正が同時になされることになる。
【００６１】
更に、吸収補正をも行う場合には、ステップＳ４で、トランスミッション計測を行い、トランスミッションデータＴ１（Ｉ，Ｊ）を獲得する。すなわち、ＲＩ線源を注入されていない測定対象物１００を測定空間１２８に置き、リング１２１を往復回転運動させ、較正用線源１１０を中心軸を中心にしてリング１２１面上で回転運動させて模擬的な平行光を生成する。この状態で、エミッション計測と同じ要領でトランスミッションデータＴ１（ｔ，θ）を獲得する。この場合も、エミッション計測の場合と同様に、ｔ−θメモリ１５０に投影データが蓄積される段階で、往復回転運度するリング１２１の動き補償および感度補正が同時になされる。なお、トランスミッション計測では、リング１２１は静止していても構わない。また、エミッション計測（ステップＳ３）とトランスミッション計測（ステップＳ４）とは、何れが先に行われても構わない。
【００６２】
以上の計測が終了すると、ステップＳ５で、エミッション計測で得られたエミッションデータＥ１（ｔ，θ）に基づいて、或いは、吸収補正をも行う場合には（５）式に従って得られた真の線和Ｐ１（ｔ，θ）に基づいて、画像再構成部１６０によって再構成画像データが生成され、そして、画像表示部１７０に再構成画像が表示される。
【００６３】
本発明は、上述したリングが往復回転運動する２Ｄ−ＰＥＴに限定されるものではなく、他のタイプのＰＥＴにも適用可能である。
【００６４】
例えば、本発明は、リング運動が一方向のみの回転運動やウォブリング運動等の任意の運動であっても、或いは、リングが静止して逆に測定対象物が運動する場合であっても、同様に適用可能である。更に、リングが静止しているステイショナリの場合であっても、同様に適用可能である。
【００６５】
リングがウォブリング運動する２Ｄ−ＰＥＴの場合には、その運動は、測定空間内の極座標系においてはｔ軸方向の運動に相当するので、ｔ−θ変換部は、リングの回転位置を検出する回転センサから出力された位置データから抽出されるｔ軸方向の変位Δｔを補償して、光子対を検出した光子検出器対を示す検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）から座標値（ｔ，θ）を求めて出力する。
【００６６】
一般に、リングがその面上で運動をする２Ｄ−ＰＥＴの場合には、ｔ−θ変換部は、リングの運動位置を検出する位置センサから出力された位置データから抽出されるｔ軸方向の変位Δｔおよびθ軸方向の変位Δθの双方または何れか一方を補償して、光子対を検出した光子検出器対を示す検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）から座標値（ｔ，θ）を求めて出力する。
【００６７】
また、本発明は、ブロック型２Ｄ−ＰＥＴにも適用可能であり、この場合には、これまで述べた２Ｄ−ＰＥＴの場合と同様である。
【００６８】
また、本発明は、３Ｄ−ＰＥＴにも適用可能である。この場合（リングがステイショナリである場合も運動する場合も共に）、２Ｄ−ＰＥＴの場合と略同じ要領で、感度データおよび累積加算データが生成・出力され、投影データが累積加算される。同時計数回路は、光子対を検出した光子検出器対を示す検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）、および、これらの光子検出器それぞれが属する単層リングの間隔を示すリング間差信号ＲＤを出力する。感度データ生成部は、ブランク計測を行って全ての検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）およびリング間差信号ＲＤの組み合わせそれぞれについての感度データＢ（Ｉ，Ｊ，ＲＤ）を獲得する。累積加算データ生成部は、エミッション計測またはトランスミッション計測を行って同時計数回路から出力される検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）およびリング間差信号ＲＤを入力し、それに対応する感度データＢ（Ｉ，Ｊ，ＲＤ）に反比例する累積加算データＣ（Ｉ，Ｊ，ＲＤ）を出力する。ｔ−θ変換部に替わるｘ−ｙ−θ−Ψ変換部は、エミッション計測またはトランスミッション計測を行って同時計数回路から出力される検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）およびリング間差信号ＲＤを入力し、それに対応する座標値（ｘ，ｙ，θ，Ψ）を出力する。ｔ−θメモリに替わるｘ−ｙ−θ−Ψメモリは、その座標値（ｘ，ｙ，θ，Ψ）に対応する番地に記憶されている投影データに、累積加算データ生成部から出力された累積加算データＣ （ｘ，ｙ，θ，Ψ）を累積加算し、そして、画像再構成部は、ｘ−ｙ−θ−Ψメモリに蓄積された投影データに基づいて画像再構成処理を行い、その再構成画像は画像表示部に表示される。
【００６９】
リングがその面上で運動する３Ｄ−ＰＥＴの場合には、ｘ−ｙ−θ−Ψ変換部は、リングの運動位置を検出する位置センサから出力された位置データから抽出されるｘ軸方向（リング面内の径方向）の変位Δｘおよびθ軸方向（リング面内の角度方向）の変位Δθの双方または何れか一方を補償して、光子対を検出した光子検出器対を示す検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）およびリング間差信号ＲＤから座標値（ｘ，ｙ，θ，Ψ）を求めて出力する。
【００７０】
リングがその中心軸方向に運動する３Ｄ−ＰＥＴの場合には、ｘ−ｙ−θ−Ψ変換部は、リングの運動位置を検出する位置センサから出力された位置データから抽出されるｙ軸方向（リング中心軸方向）の変位Δｙを補償して、光子対を検出した光子検出器対を示す検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）およびリング間差信号ＲＤから座標値（ｘ，ｙ，θ，Ψ）を求めて出力する。
【００７１】
以上述べた何れのタイプのＰＥＴであっても、また、リングがステイショナリである場合でも或いは如何なる運動をする場合でも、同じ手順で測定を行う。先ず、較正用線源を測定空間内で回転させてブランク計測を行い、感度データ生成部で感度データを獲得する。続いて、必要に応じてリングを運動させ、ＲＩ線源を注入された測定対象物を測定空間に置いてエミッション計測を行って、投影データ蓄積部（ｔ−θメモリまたはｘ−ｙ−θ−Ψメモリ）は、同時計数回路から出力された検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）に対応して座標変換部（ｔ−θ変換部またはｘ−ｙ−θ−Ψ変換部）から出力された座標値に対応する番地に、累積加算データ生成部から出力された累積加算データを累積加算して、これによってエミッションデータを獲得する。また、吸収補正をも行う場合には、トランスミッション計測を行う。以上の計測で得られたエミッションデータ、或いは、更に吸収補正のなされたエミッションデータに基づいて画像再構成して、再構成画像を画像表示部に表示する。
【００７２】
また、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、感度データおよび累積加算データを、検出器識別信号対（Ｉ，Ｊ）に対応して生成・記憶するのではなく、ｔ−θメモリの番地に対応して生成・記憶してもよい。この場合、ブランク計測を行ってｔ−θメモリに蓄積された全ての座標値（ｔ，θ）それぞれについての感度データＢ（ｔ，θ）を獲得し、これに反比例する累積加算データＣ（ｔ，θ）を累積加算データ生成部に記憶させる。そして、エミッション計測時またはトランスミッション計測時には、累積加算データ生成部は、ｔ−θ変換部から出力された座標値（ｔ，θ）を入力して、それに対応する累積加算データＣ（ｔ，θ）を出力し、ｔ−θメモリは、この座標値（ｔ，θ）に対応する番地に記憶されて入る投影データに、この累積加算データＣ（ｔ，θ）を累積加算する。３Ｄ−ＰＥＴの場合も同様である。
【００７３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明に係るポジトロンＣＴ装置（ＰＥＴ）は、先ずブランク計測を行って、較正用線源回転手段によって回転させられた較正用線源から発生する光子対を検出して、リングを構成する多数の光子検出器に関する全ての光子検出器対それぞれについて求めた光子検出頻度に基づいて感度データを感度データ生成手段で獲得する。続いてエミッション計測を行って、同時計数回路から出力された光子対を検出した光子検出器対を表す検出器識別信号対に対応する座標値を座標変換手段から出力し、その検出器識別信号対に対応する感度データに反比例する累積加算データを累積加算データ生成手段から出力し、そして、投影データ蓄積手段は、座標変換手段から出力された座標値に対応する番地に記憶されている投影データに、累積加算データ生成手段から出力された累積加算データを累積加算する。そして、投影データ蓄積手段に蓄積された投影データに基づいて画像再構成を行う。また、リングが運動する場合には、そのリングの位置を位置検出手段によって検出し、座標変換手段は、リング運動を補償して、投影データ蓄積手段に累積加算すべき番地に対応する座標値を出力する。
【００７４】
以上のようにすることによって、リングが静止している場合は勿論、リングが運動している場合であっても、投影データ蓄積手段に記憶されている投影データに累積加算データを累積加算する段階で既に感度補正がなされ、投影データ蓄積手段に蓄積された投影データに基づいて直ちに画像再構成処理を行うことにより、感度補正のなされた正確な再構成画像を得ることができる。
【００７５】
そして、計測時間におけるリングが如何なる運動を行っても、すなわち、例えば、リングの運動周期とエミッション計測時間とが一致しない場合や、リングの運動が安定せずムラがある場合であっても、投影データ蓄積手段に投影データが蓄積される段階で既に感度補正がなされているので、正確な再構成画像を得ることができる。
【００７６】
したがって、ＰＥＴによる計測結果の定量性が向上し、また、エミッション計測のフレーム時間を任意に設定することができ、時間分解能を細かくすることができるので、例えば、脳血流測定などの測定精度が向上する。更に、短フレーム時間で、ウォブリング運動を用いた高画質計測が可能となるので、脳賦活実験などにおいて様々な種類の刺激実験を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るＰＥＴのシステム構成図である。
【図２】実施形態に係るＰＥＴの検出部の構成図である。
【図３】実施形態に係るＰＥＴにおける計測のフローチャートである。
【図４】２Ｄ−ＰＥＴのシステム構成図である。
【図５】２Ｄ−ＰＥＴのリングにおける光子対検出と画像再構成の説明図である。
【図６】２Ｄ−ＰＥＴのリングにおける光子対検出の説明図である。
【図７】ブロック型ＰＥＴのリングの構成図である。
【図８】３Ｄ−ＰＥＴのシステム構成図である。
【図９】３Ｄ−ＰＥＴのリングの構成図である。
【図１０】エミッション計測の説明図である。
【図１１】ブランク計測の説明図である。
【図１２】トランスミッション計測の説明図である。
【図１３】従来のＰＥＴにおける感度補正のデータフロー図である。
【図１４】従来のＰＥＴの感度補正における誤差発生の説明図である。
【符号の説明】
１００…測定対象物、１１０…較正用線源、１２０…検出部、１２１…リング、１２２…モータ、１２３…回転センサ、１２４…遮蔽シールド、１２５…リング基盤、１２６…ガントリ基盤、１２７…ベルト、１２８…測定空間、１３０…同時計数回路、１４０…ｔ−θ変換部、１５０…ｔ−θメモリ、１６０…画像再構成部、１７０…画像表示部、１８０…感度データ生成部、１９０…累積加算データ記憶部。

Claims (6)

1. 入射した光子のエネルギに応じた光子検出信号をそれぞれ出力する複数の光子検出器が測定空間を囲んで所定軸の周囲に配列されたリングと、
   電子・陽電子対消滅に伴う光子対を発生させる較正用線源を前記測定空間で前記所定軸を中心にして前記リングに対して相対的に回転運動させる較正用線源回転手段と、
   前記光子検出信号を入力し、前記測定空間における電子・陽電子対消滅によって発生した光子対を弁別して、前記光子対のそれぞれの光子を検出した光子検出器対を示す検出器識別信号を出力する同時計数回路と、
   前記較正用線源回転手段によって回転運動している前記較正用線源から発生した光子対を前記リングで検出する度に、前記検出器識別信号が示す光子検出器対ごとに光子対検出事象を計数して光子対検出頻度を求め、前記光子対検出頻度に基づいて前記複数の光子検出器に関する全ての光子検出器対それぞれについての感度データを生成する感度データ生成手段と、
   前記測定空間に測定対象物が置かれた状態で前記同時計数回路から出力された前記検出器識別信号が示す光子検出器対についての前記感度データの値に反比例する累積加算データを出力する累積加算データ生成手段と、
   前記検出器識別信号が示す光子検出器対を互いに結ぶ直線について前記測定空間に設定された極座標で表現した座標値を出力する座標変換手段と、
   前記座標変換手段から出力された前記座標値に対応する番地に、前記累積加算データ生成手段から出力された前記累積加算データを累積加算することによって、投影データを蓄積する投影データ蓄積手段と、
   前記投影データ蓄積手段に蓄積された前記投影データに基づいて、前記測定対象物における電子・陽電子対消滅の発生頻度の空間分布を算出し画像再構成を行なう画像再構成手段と、
   を備えることを特徴とするポジトロンＣＴ装置。
2. 前記累積加算データ生成手段は、前記複数の光子検出器に関する全ての光子検出器対それぞれについての前記累積加算データを予め記憶するとともに、入力した前記検出器識別信号が示す光子検出器対についての前記累積加算データを出力する、ことを特徴とする請求項１記載のポジトロンＣＴ装置。
3. 前記リングを前記測定対象物に対して相対的な運動をさせるリング運動手段と、前記リングの前記相対的な運動における位置に応じた位置データを出力する位置検出手段と、を更に備え、
   前記座標変換手段は、前記位置データが示す前記リングの変位を補償して前記座標値を出力する、
   ことを特徴とする請求項１記載のポジトロンＣＴ装置。
4. 測定空間を囲んで所定軸の周囲に配列された複数の光子検出器からなるリングによって、前記測定空間における電子・陽電子対消滅に伴って発生する光子対を検出し、電子・陽電子対消滅の発生頻度の空間分布を測定するポジトロンＣＴ装置の画像再構成方法であって、
   電子・陽電子対消滅に伴う光子対を発生させる較正用線源を前記測定空間で前記所定軸を中心にして前記リングに対して相対的に回転運動させた状態で、前記較正用線源から発生した光子対を前記リングで検出する度に、前記較正用線源から発生した光子対を検出した光子検出器対ごとに光子対検出事象を計数して光子対検出頻度を求め、前記光子対検出頻度に基づいて前記複数の光子検出器に関する全ての光子検出器対それぞれについての感度データを生成する感度データ生成ステップと、
   前記測定空間に前記較正用線源がない状態で、前記測定空間に置かれた測定対象物における電子・陽電子対消滅によって発生した光子対を前記リングで検出する度に、前記測定対象物における電子・陽電子対消滅によって発生した光子対を検出した光子検出器対を互いに結ぶ直線について前記測定空間に設定された極座標で表現した座標値に対応する番地に、前記測定対象物における電子・陽電子対消滅によって発生した光子対を検出した光子検出器対についての前記感度データの値に反比例する累積加算データを累積加算することによって、投影データを蓄積する投影データ蓄積ステップと、
   前記投影データ蓄積ステップで蓄積された前記投影データに基づいて、前記測定対象物における電子・陽電子対消滅の発生頻度の空間分布を算出し画像再構成を行う画像再構成ステップと、
   を備えることを特徴とするポジトロンＣＴ装置の画像再構成方法。
5. 前記感度データ生成ステップと前記投影データ蓄積ステップとの間に、前記複数の光子検出器に関する全ての光子検出器対それぞれについての前記累積加算データを算出し記憶する累積加算データ生成ステップを更に備える、ことを特徴とする請求項４記載のポジトロンＣＴ装置の画像再構成方法。
6. 前記リングは前記測定対象物に対して相対的な運動を行うとともに、
   前記投影データ蓄積ステップは、前記リングの前記相対的な運動における変位を補償して得られる前記座標値に対応する番地に、前記累積加算データを累積加算する、
   ことを特徴とする請求項４記載のポジトロンＣＴ装置の画像再構成方法。

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