JP4983981B2 - ２次元位置マップ校正方法および放射線検出装置 - Google Patents

Description

この発明は、複数のシンチレータ素子と、それらに光学的に結合された光センサとで構成された放射線検出器で放射線を検出する際に用いられる２次元位置マップを校正する２次元位置マップ校正方法および放射線検出装置に関する。

核医学診断装置、すなわちＥＣＴ(Emission Computed Tomography)装置として、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置を例に採って説明する。ＰＥＴ装置は、陽電子（Positron）、すなわちポジトロンの消滅によって発生する複数本のγ線を検出して複数個の検出器でγ線を同時に検出したときのみ被検体の断層画像を再構成するように構成されている。

具体的には、陽電子放出核種を含んだ放射性薬剤を被検体内に投与して、投与された被検体内から放出される511KeVの対消滅γ線を多数の検出素子（例えばシンチレータ）群からなる検出器で検出する。そして、２つの検出器で一定時間内にγ線を検出した場合に同時に検出したとして、それを一対の対消滅γ線として計数し、さらに対消滅発生地点を、検出した検出器対の直線上と特定する。このような同時計数情報を蓄積して再構成処理を行って、陽電子放出核種分布画像（すなわち断層画像）を得る。

このとき、検出器においてより一層詳しいγ線の入射位置を得るためにシンチレータの数を増やし、位置検出のできる光電子増倍管(PMT: Photo Multiplier Tube)と組み合わせ、γ線の入射位置を個々のシンチレータ素子として弁別することでγ線の検出精度を高めて、断層画像の画像分解能を向上させる。そこで、シンチレータの数を増やして弁別能力を高める。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。

γ線の入射位置を弁別するには、予め作成された２次元位置マップを用いる。２次元位置マップは、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素子（結晶素子）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１０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。さらに、弁別能力をより一層高めるために、統計的クラスタリング処理を行って、２次元位置マップを校正する手法が紹介されている（例えば、特許文献１参照）。

実際の２次元位置マップでは、格子状に信号強度のピークが現れる。そのピークが２次元位置マップの各位置（行、列）のいずれに属するかがわかれば、シンチレータブロック（結晶ブロック）内のいずれのシンチレータ素子（結晶）に入射されて、その結晶で発光した光であるのかを弁別することができる。したがって、境界を定めることで２次元位置マップ全体を各ピークの勢力範囲に領域分割することが必要となる、結果として、光センサの画面上の各点はいずれかのピークの勢力範囲となる。
特開２００５−４３１０４号公報

しかしながら、１つの検出器は数100〜数1000の結晶（シンチレータ素子）から構成され、画像上に同数のピークが現れる。２次元位置マップの境界を手動で入力するのは、多大な手間を要する。したがって、自動化で境界を定めるのが望ましいが、２次元位置マップ周辺部ではピークが十分に分離せずに、境界の判定を誤ることが多い。

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、境界を簡易に定めることができる２次元位置マップ校正方法および放射線検出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、この発明の２次元位置マップ校正方法は、１次元，２次元あるいは３次元に配置された複数のシンチレータ素子と、それらに光学的に結合された光センサとで構成された放射線検出器を検出する際に用いられる、前記光センサで得られた信号強度を前記シンチレータ素子に入射された前記放射線の入射位置に対応させて２次元状に表した２次元位置マップを校正する２次元位置マップ校正方法であって、前記信号強度のピークによって境界を描いて、その境界によって各々の位置を分離するピーク分離工程と、複数の前記ピークが連結することで前記ピーク分離工程での分離に失敗したピークの個数を、前記ピークの空間周期性を用いて判定する個数判定工程とを備えていることを特徴とするものである。

この発明の２次元位置マップ校正方法によれば、ピーク分離工程では、信号強度のピークによって境界を描いて、その境界によって各々の位置を分離する。もし、複数のピークが連結することで上述したピーク分離工程での分離に失敗したら、その失敗したピークの個数を、個数判定工程では、ピークの空間周期性を用いて判定する。したがって、ピークの空間周期性を用いることで失敗したピークの個数を判定することができ、境界を簡易に定めることができる。

この発明の２次元位置マップ校正方法では、シンチレータ素子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、上述したピーク分離工程での分離に失敗した各々の位置を分離する境界決定工程を備えるのが好ましい。感度比と画素とが比例関係にあることを利用して、もし、シンチレータ素子ごとの感度比が予め求まっていれば、ピーク分離工程での分離に失敗した各々の位置を分離するために、シンチレータ素子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が可能である。

上述した分離工程では、信号強度を比較して各々の極小値をそれぞれ求めて、それらの極小値の位置を境界として描いて、その境界によって各々の位置を分離してもよいし、信号強度を比較して各々の極大値をそれぞれ求めて、それらの極大値の位置を境界として描いて、その境界によって各々の位置を分離してもよい。ピークを極大と考えた場合には、極小値の位置が境界にほぼ一致するので、前者のように、極小値の位置を境界として描いて、その境界によって各々の位置を分離する。

また、この発明の放射線検出装置は、１次元，２次元あるいは３次元に配置された複数のシンチレータ素子と、それらに光学的に結合された光センサとで構成された放射線検出器を備えた放射線検出装置であって、前記光センサで得られた信号強度を前記シンチレータ素子に入射された前記放射線の入射位置に対応させて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素子とを対応させたテーブルを記憶する記憶手段と、前記２次元位置マップを校正するための演算処理を行う演算処理手段とを備え、前記校正された２次元位置マップと放射線の検出結果とに基づいて前記入射位置を弁別することで放射線の検出位置を特定し、前記演算処理手段は、前記信号強度のピークによって境界を描いて、その境界によって各々の位置を分離するピーク分離工程と、複数の前記ピークが連結することで前記ピーク分離工程での分離に失敗したピークの個数を、前記ピークの空間周期性を用いて判定する個数判定工程とを備え、それらの工程に関する演算処理を行うことを特徴とするものである。

この発明の放射線検出装置によれば、演算処理手段は、信号強度のピークによって境界を描いて、その境界によって各々の位置を分離するピーク分離工程と、複数のピークが連結することでピーク分離工程での分離に失敗したピークの個数を、ピークの空間周期性を用いて判定する個数判定工程とを備え、それらの工程に関する演算処理を行う。もし、複数のピークが連結することで上述したピーク分離工程での分離に失敗したら、その失敗したピークの個数を、個数判定工程では、ピークの空間周期性を用いて判定するので、ピークの空間周期性を用いることで失敗したピークの個数を判定することができ、境界を簡易に定めることができる。その結果、入射位置も簡易に弁別することができ、放射線の検出位置を簡易に特定することができる。

この発明に係る２次元位置マップ校正方法および放射線検出装置によれば、信号強度のピークによって境界を描いて、その境界によって各々の位置を分離するピーク分離工程と、複数のピークが連結することでピーク分離工程での分離に失敗したピークの個数を、ピークの空間周期性を用いて判定する個数判定工程とを備え、それらの工程に関する演算処理を行う。もし、複数のピークが連結することで上述したピーク分離工程での分離に失敗したら、その失敗したピークの個数を、個数判定工程では、ピークの空間周期性を用いて判定するので、ピークの空間周期性を用いることで失敗したピークの個数を判定することができ、境界を簡易に定めることができる。

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。 γ線検出器の概略斜視図である。 （ａ）はγ線検出器の平面図、（ｂ）はγ線検出器の側面図である。 （ａ）は行（ｘ）方向に沿って極小値を求めるときの説明に供する２次元位置マップの平面図、（ｂ）は列（ｙ）方向に沿って極小値を求めるときの説明に供する２次元位置マップの平面図である。 （ａ）はピークを模式的に示した２次元位置マップの平面図、（ｂ）はピークの空間周期性を表したシンチレータ素子ごとの感度比を表記した２次元位置マップの平面図である。 （ａ）は分離に失敗したときに対象となる領域を分離する場合のピークを模式的に示した２次元位置マップの平面図、（ｂ）は分離に失敗したときに対象となる領域を分離する場合のピークの空間周期性を表したシンチレータ素子ごとの感度比を表記した２次元位置マップの平面図である。 分離に失敗したときに対象となる領域を分離する場合の境界を定める説明に供する２次元位置マップの平面図である。 （ａ）、（ｂ）は分離に失敗したときに対象となる領域を分離する場合の境界を定める説明に供する感度比を表記した２次元位置マップの平面図である。 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次元位置マップの平面図である。

符号の説明

３ … γ線検出器
１０ … ルックアップテーブル
１３ … ２次元位置マップ校正部
３１ … シンチレータブロック
３２ … 光電子増倍管（ＰＭＴ）
Ｍ … ２次元位置マップ

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、γ線検出器の概略斜視図であり、図３（ａ）は、γ線検出器の平面図、図３（ｂ）は、γ線検出器の側面図である。

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、この発明における放射線検出器に相当する。

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２次元位置マップ校正部１３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、この発明における記憶手段に相当し、２次元位置マップ校正部１３は、この発明における演算処理手段に相当し、ガントリ２，γ線検出器３，位置演算回路９，ルックアップテーブル１０，同時計数回路１１および２次元位置マップ校正部１３で、この発明における放射線検出装置を構成する。

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、後述する光電子増倍管３３（図２、図３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３を参照）のシンチレータ素子位置に対応させて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素子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、２次元位置マップ校正部１３による２次元位置マップの校正時にルックアップテーブル１０から読み出して、２次元位置マップを書き換えて校正する。ＲＯＭには、各種の核医学診断や２次元位置マップ校正部１３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や２次元位置マップ校正部１３による演算処理をそれぞれ行う。

再構成部１２と２次元位置マップ校正部１３とは、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３を参照）が光に変換して、変換されたその光をγ線検出器３の光電子増倍管(PMT: Photo Multiplier Tube)３２（図２、図３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３を参照）のどのシンチレータ素子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素子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３を参照）の位置（より詳しくはシンチレータ素子への入射位置）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３に示すように複数のシンチレータ素子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電子増倍管（以下、単に「ＰＭＴ」と略記する）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素子は、γ線の入射に伴って発光することでγ線から光に変換する。この変換によってシンチレータ素子はγ線を検出する。シンチレータ素子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、ＰＭＴ３２に入力される。ＰＭＴ３２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。シンチレータブロック３１を構成するシンチレータ素子は、この発明におけるシンチレータ素子に相当し、光電子増倍管（ＰＭＴ）３２は、この発明における光センサに相当する。

図３に示すように、シンチレータ素子の一辺をＬ_１とするとともに、シンチレータ素子の高さをＬ_２とし、シンチレータブロック３１の高さをＬ_３とし、ＰＭＴ３２の横方向の幅をＬ_４とし、ＰＭＴ３２の奥行き方向の幅をＬ_５とし、ＰＭＴ３２の高さをＬ_６とする。本実施例では、Ｌ_１＝1.45mm，Ｌ_２＝4.5mm，Ｌ_３＝18mm，Ｌ_４＝52mm，Ｌ_５＝49.5mm，Ｌ_６＝12.4mmのγ線検出器３を用いている。もちろん、γ線検出器３の各々のサイズは、これに限定されない。また、本実施例では、シンチレータ素子を32×32×4層並べたシンチレータブロック３１と、16×16のマルチアノードを有するＰＭＴ３２とを備えたγ線検出器３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素子の数やＰＭＴ３２のマルチアノードの数についても特に限定されない。

次に、２次元位置マップ校正部１３による演算処理について、図４〜図８を参照して説明する。図４（ａ）は、行（ｘ）方向に沿って極小値を求めるときの説明に供する２次元位置マップの平面図であり、図４（ｂ）は、列（ｙ）方向に沿って極小値を求めるときの説明に供する２次元位置マップの平面図であり、図５（ａ）は、ピークを模式的に示した２次元位置マップの平面図であり、図５（ｂ）は、ピークの空間周期性を表したシンチレータ素子ごとの感度比を表記した２次元位置マップの平面図であり、図６（ａ）は、分離に失敗したときに対象となる領域を分離する場合のピークを模式的に示した２次元位置マップの平面図であり、図６（ｂ）は、分離に失敗したときに対象となる領域を分離する場合のピークの空間周期性を表したシンチレータ素子ごとの感度比を表記した２次元位置マップの平面図であり、図７は、分離に失敗したときに対象となる領域を分離する場合の境界を定める説明に供する２次元位置マップの平面図であり、図８は、分離に失敗したときに対象となる領域を分離する場合の境界を定める説明に供する感度比を表記した２次元位置マップの平面図である。

２次元位置マップを入力する（図９を参照）。具体的には、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して２次元位置マップを得た後、領域分割を行い、マップ全体をシンチレータ素子の位置番号にラベリングしてテーブルを作成して、ルックアップテーブル１０に書き込んで記憶する。本実施例では、２次元位置マップは、1024×1024画素（ピクセル）の画像とし、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）は1024×1024の配列にシンチレータ素子の位置番号を有する。つまり、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）では、２次元位置マップにおける各位置（1024×1024画素）と各々のシンチレータ素子とを対応させている。

γ線検出器３を構成するシンチレータブロック３１（すなわち結晶ブロック）は、多数（本実施例では32×32×4）のシンチレータ素子（すなわち小結晶）を組み立てて製作される。画素値のピークの個数は結晶ブロックを構成する小結晶の総数によって決まる。以下、ピーク総数について、２次元位置マップを構成する行・列のうち、行方向に沿った個数をＮ_Ｘとするとともに、列方向に沿った個数をＮ_Ｙとする。したがって、ピーク総数はＮ_Ｘ×Ｎ_Ｙとなる。また、図５（ａ）に示すようにピークＰｅａｋの濃淡（画素値）が空間周期的に変化しているが、これはブロックの層毎に感度が異なることに由来し、その周期は何層の小結晶から構成されているのかに依存している。以下、この周期・層数をｔとする。本実施例の場合には、上述したようにＮ_Ｘ＝Ｎ_Ｙ＝６４，ｔ＝４である。

２次元位置マップＭにおいて、信号強度である画素値を比較して各々の極小値あるいは極大値をそれぞれ求めて、それらの極小値あるいは極大値の位置を境界として描いて、その境界によって各々の位置を分離する。本実施例では、図４（ａ）に示すように行（ｘ）方向に平行な各々のラインＬ_Ｘにそれぞれ沿って極小値を求めて境界を描いて定めるとともに、図４（ｂ）に示すように列（ｙ）方向に平行な各々のラインＬ_Ｙにそれぞれ沿って極小値を求めて境界を描いて定める。

具体的には、図４（ａ）に示すようにラインＬ_Ｘを横軸として、画素値を縦軸としたグラフＧ_Ｘ（すなわち行方向の画素値のプロファイル）を作成する。そして、そのグラフＧ_Ｘで極小値となっている点（図４では「●」で図示）を抽出する。対象となっているラインＬ_Ｘに対して極小値に相当する位置に境界Ｂ_Ｘを描く。この境界Ｂ_Ｘによって各々の位置を分離して行（ｘ）方向にＭ_Ｘ個のピークが抽出されたとする。同様に、図４（ｂ）に示すようにラインＬ_Ｙを横軸として、画素値を縦軸としたグラフＧ_Ｙ（すなわち列方向の画素値のプロファイル）を作成する。そして、そのグラフＧ_Ｘで極小値となっている点（図４では「●」で図示）を抽出する。対象となっているラインＬ_Ｙに対して極小値に相当する位置に境界Ｂ_Ｙを描く。この境界Ｂ_Ｙによって各々の位置を分離して列（ｙ）方向にＭ_Ｙ個のピークが抽出されたとする。以上より、Ｍ_Ｘ×Ｍ_Ｙ個のピークを抽出する（Ｍ_Ｘ＜Ｎ_Ｘ、Ｍ_Ｙ＜Ｎ_Ｙ）。この分離動作は、この発明におけるピーク分離工程に相当する。

この分離によって、行方向の左右合わせて（Ｎ_Ｘ−Ｍ_Ｘ）個、また列方向の上下合わせて（Ｎ_Ｙ−Ｍ_Ｙ）個のピークが分離できていないことがわかる。つまり、（Ｎ_Ｘ−Ｍ_Ｘ）個、（Ｎ_Ｙ−Ｍ_Ｙ）個のピークがそれぞれ連結することで上述した分離が失敗したことがわかる。左右で分離に失敗したピークの個数の相違がｔ未満であると仮定すれば、濃淡（すなわち画素値）のパターンを照合することで、左右それぞれで分離に失敗したピークの個数（Ｎ_Ｌ，Ｎ_Ｒ）を判定することができる。上下それぞれで分離に失敗した場合も同様である。

具体的には、感度比と画素値とが比例関係にあることを利用して、もし、シンチレータ素子ごとの感度比が予め求まっていれば、その感度比と画像の濃淡（画素値）のパターンとを照合することで、ピークの個数を判定することができる。感度比は、図５（ｂ）に示すように空間周期的に変化しており、上述した図５（ａ）に示すように画像の濃淡（画素値）も空間周期的に変化している。ｔ＝４の場合において１層目の感度比をｒ１とするとともに、２層目の感度比をｒ２とし、３層目の感度比をｒ３とし、４層目の感度比をｒ４とすると、その感度比と図５（ａ）に示す分離された画像の濃淡とが互いに対応する。したがって、分離に失敗したピークの個数を、ピークの空間周期性を用いて判定することができる。

なお、シンチレータ素子ごとの感度比については、実験によって予め求めてもよいし、２次元位置マップＭの中央部の感度比から求められたｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４を用いることもできる。

図５（ａ）では、行（ｘ）方向に６２個のピークＰｅａｋが抽出されたときの図である。つまり、Ｍ_Ｘ＝６２である。図５（ｂ）に示す４個周期を用いて、図５（ａ）のピークＰｅａｋを比較することで、図５（ａ）の場合には、端部の左右２個のピークＰｅａｋが連結により潰れてそれぞれ１個と判定されているのがわかる。同様に、図５（ａ）の場合には、上下２個のピークＰｅａｋが連結により潰れてそれぞれ１個と判定されているのがわかる。この判定動作は、この発明における個数判定工程に相当する。

分離に失敗したときに左側のピークを再分離する場合を、図６を用いて説明する。対象となる領域について、図６〜図８では太枠で図示するとともに、符号Ｔを付する。なお、説明の便宜上、図５と相違して、図６（ａ）では、分離に失敗したときに対象となる領域Ｔでは、上下方向にも２個のピークＰｅａｋが連結により潰れて１個と判定されているとする。なお、このときに、分離に失敗したときに対象となる領域Ｔの感度比は、図６（ｂ）に示すとおりであり、分離に失敗したときに対象となる領域Ｔの感度比は（ｒ２，ｒ１，ｒ１，ｒ２，ｒ１，ｒ１）である。

分離に失敗したときに対象となる領域Ｔ（図６〜図８では左側端部）での境界（図６〜図８の場合には境界Ｂ_Ｘ）を、図７に示すように一旦消去する。元から潰れていて分離できなかったピーク数と合わせて、左辺Ｎ_Ｌ´，右辺Ｎ_Ｒ´とする。端部のＮ_Ｌ´個，Ｎ_Ｒ´個のピークについて、経験的にわかっている感度比から境界を定めて、分離に失敗した各々の位置を分離することで、端部のＮ_Ｌ´個，Ｎ_Ｒ´個のピークを分離する。

例えば、図７に示すように、分離に失敗したときに対象となる領域Ｔを左右に区切るように太線を挿入する。太線よりも左側のピーク領域内の画素の総和をΣＰ_Ｌとするとともに、太線よりも右側のピーク領域内の画素の総和をΣＰ_Ｒとする。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、分離に失敗したときに対象となる領域Ｔについて各々の位置を分離してピークを分離する。そのためには、領域Ｔを左右に区切った太線を、図７中の矢印の方向に左右に動かして、感度比とピーク領域内の画素の総和比とが一致する場所での太線を、再分離すべき境界として決定する。

例えば、図８（ａ）に示すように、感度比を（ｒ２＋ｒ２）：（ｒ１＋ｒ１＋ｒ１＋ｒ１）で分ける場合には、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、すなわちΣＰ_Ｌ：ΣＰ_Ｒ＝（ｒ２＋ｒ２）：（ｒ１＋ｒ１＋ｒ１＋ｒ１）となるように、図７に示すように領域Ｔを左右に区切った太線を左右に動かして太線である境界を定める。同様に、図８（ｂ）に示すように、感度比を（ｒ２＋ｒ２＋ｒ１＋ｒ１）：（ｒ１＋ｒ１）で分ける場合には、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、すなわちΣＰ_Ｌ：ΣＰ_Ｒ＝（ｒ２＋ｒ２＋ｒ１＋ｒ１）：（ｒ１＋ｒ１）となるように、図７に示すように領域Ｔを左右に区切った太線を動かして太線である境界を定める。また、領域Ｔを上下に区切った場合、図６〜図８では、上下間では同じ感度比であるので、ΣＰ_Ｌ：ΣＰ_Ｒ＝１：１、すなわちΣＰ_Ｌ＝ΣＰ_Ｒとなるように領域Ｔを上下に区切った太線を上下に動かして太線である境界を定める。右側の場合も、上下側の場合も同様である。この太線（境界）の決定は、この発明における境界決定工程に相当する。

以上の動作を行うことで、２次元位置マップ校正部１３はルックアップテーブル１０から読み出して、２次元位置マップを書き換えて校正することでルックアップテーブルを作成する。

上述の構成を備えた本実施例に係るＰＥＴ装置に備えられた放射線検出装置（ガントリ２，γ線検出器３，位置演算回路９，ルックアップテーブル１０，同時計数回路１１および２次元位置マップ校正部１３）によれば、２次元位置マップ校正部１３は、信号強度として画素値のピークによって境界を描いて、その境界によって各々の位置を分離する。もし、複数のピークが連結することで分離に失敗したら、その失敗したピークの個数を、ピークの空間周期性を用いて判定する。したがって、ピークの空間周期性を用いることで失敗したピークの個数を判定することができ、境界を簡易に定めることができる。その結果、入射位置も簡易に弁別することができ、放射線（本実施例ではγ線）の検出位置を簡易に特定することができる。

本実施例では、好ましくは、シンチレータ素子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、分離に失敗した各々の位置を分離している。感度比と画素とが比例関係にあることを利用して、もし、シンチレータ素子ごとの感度比が予め求まっていれば、分離に失敗した各々の位置を分離するために、シンチレータ素子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が可能である。

本実施例では、信号強度である画素値を比較して各々の極小値あるいは極大値をそれぞれ求めて、それらの極小値あるいは極大値の位置を境界として描いて、その境界によって各々の位置を分離している。ピークを極大と考えた場合には、極小値の位置が境界にほぼ一致するので、図４に示すように極小値の位置を境界として描いて、その境界によって各々の位置を分離する。

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、放射線検出装置を備えた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、３次元に配置された複数のシンチレータ素子からなるＤＯＩ検出器であったが、２次元あるいは３次元に配置された複数のシンチレータ素子からなる放射線検出器にも適用することができる。

（３）上述した実施例では、光センサとして光電子増倍管（ＰＭＴ）を例に採って説明したが、シンチレータ素子に光学的に結合された光センサであれば、アバランシェフォトダイオードやシリコンフォトマルチプライアなどに例示されるように、特に限定されない。

Claims (5)

1. １次元，２次元あるいは３次元に配置された複数のシンチレータ素子と、それらに光学的に結合された光センサとで構成された放射線検出器を検出する際に用いられる、前記光センサで得られた信号強度を前記シンチレータ素子に入射された前記放射線の入射位置に対応させて２次元状に表した２次元位置マップを校正する２次元位置マップ校正方法であって、前記信号強度のピークによって境界を描いて、その境界によって各々の位置を分離するピーク分離工程と、複数の前記ピークが連結することで前記ピーク分離工程での分離に失敗したピークの個数を、前記ピークの空間周期性を用いて判定する個数判定工程とを備えていることを特徴とする２次元位置マップ校正方法。
2. 請求項１に記載の２次元位置マップ校正方法において、前記シンチレータ素子ごとの感度比と前記ピーク領域内の画素の総和比とが一致するように前記境界を定めることで、前記ピーク分離工程での分離に失敗した各々の位置を分離する境界決定工程を備えることを特徴とする２次元位置マップ校正方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の２次元位置マップ校正方法において、前記分離工程では、前記信号強度を比較して各々の極小値をそれぞれ求めて、それらの極小値の位置を前記境界として描いて、その境界によって各々の位置を分離することを特徴とする２次元位置マップ校正方法。
4. 請求項１または請求項２に記載の２次元位置マップ校正方法において、前記分離工程では、前記信号強度を比較して各々の極大値をそれぞれ求めて、それらの極大値の位置を前記境界として描いて、その境界によって各々の位置を分離することを特徴とする２次元位置マップ校正方法。
5. １次元，２次元あるいは３次元に配置された複数のシンチレータ素子と、それらに光学的に結合された光センサとで構成された放射線検出器を備えた放射線検出装置であって、前記光センサで得られた信号強度を前記シンチレータ素子に入射された前記放射線の入射位置に対応させて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素子とを対応させたテーブルを記憶する記憶手段と、前記２次元位置マップを校正するための演算処理を行う演算処理手段とを備え、前記校正された２次元位置マップと放射線の検出結果とに基づいて前記入射位置を弁別することで放射線の検出位置を特定し、前記演算処理手段は、前記信号強度のピークによって境界を描いて、その境界によって各々の位置を分離するピーク分離工程と、複数の前記ピークが連結することで前記ピーク分離工程での分離に失敗したピークの個数を、前記ピークの空間周期性を用いて判定する個数判定工程とを備え、それらの工程に関する演算処理を行うことを特徴とする放射線検出装置。

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