JP5024182B2 - Tomography equipment - Google Patents

Tomography equipment Download PDF

Info

Publication number
JP5024182B2
JP5024182B2 JP2008133238A JP2008133238A JP5024182B2 JP 5024182 B2 JP5024182 B2 JP 5024182B2 JP 2008133238 A JP2008133238 A JP 2008133238A JP 2008133238 A JP2008133238 A JP 2008133238A JP 5024182 B2 JP5024182 B2 JP 5024182B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detector
self
radiation
ray
pet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008133238A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009281816A (en
Inventor
篤 大谷
圭司 北村
哲郎 水田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2008133238A priority Critical patent/JP5024182B2/en
Publication of JP2009281816A publication Critical patent/JP2009281816A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5024182B2 publication Critical patent/JP5024182B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)

Description

この発明は、断層撮影装置に係り、特に、時間補正を行う技術に関する。   The present invention relates to a tomographic apparatus, and more particularly to a technique for performing time correction.

断層撮影装置として、核医学診断装置、すなわちECT(Emission Computed Tomography)装置を例に採るとともに、核医学診断装置として、PET(Positron Emission Tomography)装置を例に採って説明する。また、相互作用を起こした深さ方向の光源位置(DOI: Depth of Interaction)を弁別するためのDOI検出器を有する装置として、DOI−PET装置を例に採って説明する(例えば、特許文献1−3、非特許文献1−3参照)。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光子を検出して複数個の検出器で光子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。   As a tomography apparatus, a nuclear medicine diagnosis apparatus, that is, an ECT (Emission Computed Tomography) apparatus will be taken as an example, and as a nuclear medicine diagnosis apparatus, a PET (Positron Emission Tomography) apparatus will be explained as an example. In addition, a DOI-PET apparatus will be described as an example of a device having a DOI detector for discriminating a depth-of-interaction light source position (DOI: Depth of Interaction) (for example, Patent Document 1). -3, see Non-Patent Documents 1-3). The PET device is configured to reconstruct a tomographic image of a subject only when a plurality of photons generated by the annihilation of positrons (Positrons), ie positrons, are detected and detected simultaneously by a plurality of detectors. ing.

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の対消滅光子を多数の検出素子(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光子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光子として計数し、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。   Specifically, a radiopharmaceutical containing a positron emitting nuclide is administered into a subject, and a 511 KeV pair annihilation photon released from the administered subject is detected by a group of detection elements (for example, scintillators). Detect with instrument. And if two detectors detect photons within a certain period of time, they are detected at the same time, and are counted as a pair of annihilation photons. Further, the point of occurrence of annihilation is identified as a straight line of the detected detector pair. To do. By accumulating such coincidence information and performing reconstruction processing, a positron emitting nuclide distribution image (ie, a tomographic image) is obtained.

このとき、検出器毎に光子を検出するまでの時間が少しずつ異なるので、その検出にかかる時間を補正する(この時間補正を「タイミング・キャリブレーション(Timing Calibration)」とも呼ぶ)ことで、より精度の高い同時計数情報を得る。このような時間補正(タイミング・キャリブレーション)を行って同時計数情報を得ることで、より精度の高い陽電子放出核種分布画像を得ることができる。   At this time, the time until the photon is detected is slightly different for each detector. Therefore, by correcting the time required for the detection (this time correction is also called “timing calibration”), Obtain accurate coincidence information. By performing such time correction (timing calibration) to obtain coincidence count information, a more accurate positron emission nuclide distribution image can be obtained.

このように、検出器の位置情報から光源の情報を求めて、その情報から画像を得て撮像(すなわち断層撮影)を行う装置では、検出器の詳細な位置情報を得ることで画像の質を向上させている。例えば、上述した特許文献3のように平面方向の検出器には検出器を細分化したマルチアノードの光電子増倍管(PMT: Photo Multiplier Tube)を使用する手法、上述した特許文献2のようにシンチレータと光電子増倍管との間に介在するライトガイドに埋め込まれた光反射材あるいは光遮蔽材からなる区画壁の深さ方向を調整する手法、上述した非特許文献1のように検出素子を深さ方向に多層化する手法、上述したように深さ方向に多層化して、さらに上述した特許文献1や非特許文献2のように深さ方向に減衰時間が互いに異なる検出素子を複数組み合わせて検出器を構成する手法などがある。その他に、対消滅光子発生地点を限定する時間差情報(TOF: Time Of Flight)を利用した手法等が開発されている。
特開2000−56023号公報 特開2004−245592号公報 特表2006−522925号公報 稲玉 直子、“第4章 DOI測定装置”、[online]、独立行政法人 放射線医学総合研究所(National Institute of Radiological Sciences)、インターネット< URL : http://www.nirs.go.jp/usr/medical-imaging/ja/study/nextgeneration-pet2000/ninadama.html> 田中栄一(浜松ホトニクス、元放医研)、菅野 巌(秋田脳研)、“MIT Virtual Museum PET text14”、[online]、ACADEMIA、インターネット< URL : http://www.ricoh.co.jp/net-messena/ACADEMIA/JAMIT/MITVM/PET/TANAKA04/text14.html> A GSO depth of interaction detector for PET: IEEE Trans. Nucl. Sci., 45: 1078-1082, 1998.
Thus, in an apparatus that obtains light source information from position information of a detector, obtains an image from the information, and performs imaging (ie, tomography), the image quality is improved by obtaining detailed position information of the detector. It is improving. For example, a method using a multi-anode photomultiplier tube (PMT: Photo Multiplier Tube) obtained by subdividing the detector as a planar detector as in Patent Document 3 described above, as in Patent Document 2 described above. A method for adjusting the depth direction of a partition wall made of a light reflecting material or a light shielding material embedded in a light guide interposed between a scintillator and a photomultiplier tube, and a detection element as in Non-Patent Document 1 described above A method of multi-layering in the depth direction, multi-layering in the depth direction as described above, and further combining a plurality of detection elements having different attenuation times in the depth direction as in Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 described above. There are techniques for constructing a detector. In addition, a method using time difference information (TOF: Time Of Flight) that limits the point of occurrence of annihilation photons has been developed.
JP 2000-56023 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-245592 JP 2006-522925 A Naoko Inama, “Chapter 4 DOI Measuring Device”, [online], National Institute of Radiological Sciences, Internet <URL: http://www.nirs.go.jp/usr /medical-imaging/en/study/nextgeneration-pet2000/ninadama.html> Eiichi Tanaka (Hamamatsu Photonics, former National Institute of Radiological Sciences), Atsushi Kanno (Akita Brain Research Institute), “MIT Virtual Museum PET text14”, [online], ACADEMIA, Internet <URL: http://www.ricoh.co.jp/net- messena / ACADEMIA / JAMIT / MITVM / PET / TANAKA04 / text14.html> A GSO depth of interaction detector for PET: IEEE Trans. Nucl.Sci., 45: 1078-1082, 1998.

しかしながら、このような従来例の場合には、次のような問題がある。まず、光子検出素子としてLSOのような天然放射性元素を含む(すなわち自己放射能を持つ)結晶素子を検出素子として使用してない場合、タイミング・キャリブレーションを行うためには外部線源(例えば18Fのプールファントム)が必要である。外部線源を用いると多数の検出器対に対して一度の測定でタイミング・キャリブレーションが可能である。タイミング・キャリブレーションは、上述したように、より精度の高いデータを得るのにPET装置にとって重要な調整である。しかし、このような調整データの統計を多く必要とするので、1mCi程度の外部線源を作る場合もあり、手間と被曝が少なからず存在する。また、タイミング・キャリブレーションには散乱線が少ない方が好ましいので、理想的には点線源がよいのだが、そのような強い点線源を保持するのは容易でない。また、点線源を用いた場合には全ての検出器対についての補正値を得るためには、例えば以下の参考文献にあるように、外部に参照検出器を別途用意する必要がある。この場合には、点線源や参照検出器の設置位置の精度が重要であり、簡便な方法でない(参考文献: Nuclear Science Symposium Conference Record, 2004 IEEE Volume 4, Issue, 16-22 Oct. 2004 Page(s): 2361-2365 Vol.4)。 However, such a conventional example has the following problems. First, when a crystal element containing a natural radioactive element such as LSO (that is, having self-radioactivity) is not used as a photon detection element as a detection element, an external radiation source (for example, 18 ) is used to perform timing calibration. F pool phantom) is required. When an external source is used, timing calibration can be performed with a single measurement for a large number of detector pairs. As described above, the timing calibration is an important adjustment for the PET apparatus in order to obtain more accurate data. However, since a lot of statistics of such adjustment data are required, an external radiation source of about 1 mCi may be made, and there is a lot of labor and exposure. Further, since it is preferable that the timing calibration has less scattered radiation, a point source is ideally ideal, but it is not easy to hold such a strong point source. In addition, when using a point source, in order to obtain correction values for all detector pairs, for example, as described in the following reference, it is necessary to prepare a reference detector outside. In this case, the accuracy of the location of the point source and reference detector is important and not a simple method (Reference: Nuclear Science Symposium Conference Record, 2004 IEEE Volume 4, Issue, 16-22 Oct. 2004 Page ( s): 2361-2365 Vol.4).

また、光子検出素子としてLSOのような天然放射性元素176Luを含む検出素子を使用した場合には、調整データにさらに一定量のBack Groundを形成する。したがって、同時計数を行うことでそのようなランダムな成分の多くを排除することができるが、タイミング・キャリブレーションを行う際には自己放射能の影響を少なくするために、ある程度の強い外部線源を使うことが好ましい。そのような強い外部線源を用いると、調整者の被曝を増大させる要因となる。 When a detection element containing a natural radioactive element 176 Lu such as LSO is used as the photon detection element, a certain amount of Back Ground is further formed in the adjustment data. Therefore, it is possible to eliminate many of such random components by performing coincidence, but when performing timing calibration, in order to reduce the influence of self-radioactivity, some strong external radiation source It is preferable to use Use of such a strong external radiation source will increase the exposure of the adjuster.

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、外部線源を使用しないで時間補正を行うことができる断層撮影装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a tomographic apparatus capable of performing time correction without using an external radiation source.

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、請求項1に記載の発明は、自己放射能を持つ結晶素子を含んだ検出器を備えた断層撮影装置であって、その自己放射能を用いて時間補正を行う時間補正手段を備えることを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the invention described in claim 1 is a tomography apparatus including a detector including a crystal element having self-radiation, and includes time correction means for performing time correction using the self-radioactivity. It is characterized by.

[作用・効果]自己放射能を持つ結晶素子を検出素子として使用した場合には、上述したようにBack Groundが得られる。このBack Groundを活用すれば、時間補正を行うことが可能であるという知見を得た。そこで、請求項1に記載の発明によれば、自己放射能を用いて時間補正を行う時間補正手段を備えることで、外部線源を使用しないで時間補正を行うことができる。   [Operation / Effect] When a crystal element having self-radiation is used as a detection element, Back Ground can be obtained as described above. We have found that this Back Ground can be used for time correction. Therefore, according to the first aspect of the present invention, the time correction can be performed without using an external radiation source by providing time correction means for performing time correction using self-radioactivity.

上述した発明において、光子エネルギ幅を設定するエネルギ幅設定手段を備え、そのエネルギ幅設定手段で設定された光子エネルギ幅内における自己放射能を用いて時間補正手段は時間補正を行うのが好ましい(請求項2に記載の発明)。所望のエネルギ幅を持った光子のみを、エネルギ幅設定手段で設定することで取り出すことができ、S/N比のよい時間分布(タイミングヒストグラム)を得ることができる。その結果、より精度の高い時間補正を行うことができる。   In the above-described invention, it is preferable that an energy width setting unit for setting a photon energy width is provided, and the time correction unit performs time correction using self-radiation within the photon energy width set by the energy width setting unit ( Invention of Claim 2). Only photons having a desired energy width can be extracted by setting with the energy width setting means, and a time distribution (timing histogram) with a good S / N ratio can be obtained. As a result, more accurate time correction can be performed.

また、上述したこれらの発明の好ましい一例は、検出器は、相互作用を起こした深さ方向の光源位置を弁別するために深さ方向に結晶素子を積層して構成された検出器(すなわちDOI検出器)である(請求項3に記載の発明)。かかる検出器を使用することで、深さ方向の分解能を向上させ、かつ時間補正を行うことができる。   In addition, in a preferable example of these inventions described above, the detector is a detector configured by stacking crystal elements in the depth direction in order to discriminate the light source position in the depth direction in which the interaction has occurred (that is, DOI). Detector) (the invention according to claim 3). By using such a detector, the resolution in the depth direction can be improved and time correction can be performed.

また、上述したこれらの発明の好ましい一例は、自己放射能を持つ結晶素子は、αまたはβ−崩壊を起こし、そのαまたはβ−崩壊に伴ったγ線を放出する核種を含んでおり、αまたはβ−崩壊を起こした検出器自身でα線またはβ線を検出するとともに、別の検出器でαまたはβ−崩壊に伴ったγ線を検出し、α線またはβ線の検出事象およびγ線の検出事象を用いて時間補正手段は時間補正を行うことである(請求項4に記載の発明)。   In addition, in a preferable example of these inventions described above, the crystal element having self-radiation includes a nuclide that undergoes α or β-decay and emits γ rays accompanying the α or β-decay. Alternatively, a detector that has caused β-decay detects α-rays or β-rays, and another detector detects γ-rays associated with α- or β-decay, and α- or β-ray detection events and γ The time correction means performs time correction using the detection event of the line (the invention according to claim 4).

また、上述した検出器は、全て自己放射能を持つ結晶素子から構成されていてもよいし、自己放射能を持つ結晶素子と自己放射能を持たない結晶素子とから構成されていてもよい(請求項5に記載の発明)。後者のように自己放射能を持たない結晶素子を含む場合には、自己放射能を持つ結晶素子と自己放射能を持たない結晶素子とから構成される検出器による検出事象に基づいて、自己放射能を持たない検出器同士での時間補正を時間補正手段は行うことが可能である(請求項6に記載の発明)。自己放射能を持つ結晶素子から構成される検出器を別の検出器と組み合わせて用いると、自己放射能を持つ検出器同士の補正データ、および一方が自己放射能を持ち、他方が自己放射能を持たない検出器の補正データを求めることができ、それらの補正データを用いることで自己放射能を持たない検出器同士での時間補正を行うことが可能である。   In addition, the above-described detectors may all be composed of crystal elements having self-radiation, or may be composed of crystal elements having self-radiation and crystal elements not having self-radiation ( Invention of Claim 5). In the case of including a crystal element that does not have self-radiation, such as the latter, self-radiation is performed based on a detection event by a detector composed of a crystal element that has self-radiation and a crystal element that does not have self-radiation. The time correction means can perform time correction between detectors that do not have the ability (the invention according to claim 6). When a detector composed of crystal elements with self-radioactivity is used in combination with another detector, correction data between the detectors with self-radioactivity and one with self-radioactivity and the other with self-radioactivity Correction data for detectors that do not have an error can be obtained, and by using these correction data, it is possible to perform time correction between detectors that do not have self-radiation.

この発明に係る断層撮影装置によれば、自己放射能を用いて時間補正を行う時間補正手段を備えることで、外部線源を使用しないで時間補正を行うことができる。   According to the tomographic apparatus of the present invention, the time correction can be performed without using an external radiation source by providing the time correction means for performing the time correction using the self-radioactivity.

以下、図面を参照してこの発明の実施例1を説明する。
図1は、実施例1に係るPET−CT装置の側面図であり、図2は、実施例1に係るPET−CT装置のブロック図である。なお、本実施例1では、断層撮影装置として、核医学診断装置を例に採って説明するとともに、核医学診断装置として、PET (Positron Emission Tomography) 装置とX線CT装置とを組み合わせたPET−CT装置を例に採って説明する。
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view of the PET-CT apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is a block diagram of the PET-CT apparatus according to the first embodiment. In the first embodiment, a nuclear medicine diagnosis apparatus will be described as an example of the tomography apparatus, and a PET-combined PET (Positron Emission Tomography) apparatus and an X-ray CT apparatus will be used as the nuclear medicine diagnosis apparatus. The CT apparatus will be described as an example.

図1に示すように、本実施例1に係るPET−CT装置1は、水平姿勢の被検体Mを載置する天板2を備えている。この天板2は、上下に昇降移動、被検体Mの体軸に沿って平行移動するように構成されている。PET−CT装置1は、天板2に載置された被検体Mを診断するPET装置3とX線CT装置4とを備えている。PET−CT装置1は、この発明における断層撮影装置に相当する。   As shown in FIG. 1, the PET-CT apparatus 1 according to the first embodiment includes a top plate 2 on which a subject M in a horizontal posture is placed. The top plate 2 is configured to move up and down and translate along the body axis of the subject M. The PET-CT apparatus 1 includes a PET apparatus 3 and an X-ray CT apparatus 4 for diagnosing the subject M placed on the top 2. The PET-CT apparatus 1 corresponds to the tomography apparatus in this invention.

PET装置3は、開口部31aを有したガントリ31と被検体Mから発生した光子を検出する光子検出器32とを備えている。光子検出器32は、被検体Mの体軸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31内に埋設されている。光子検出器32は、シンチレータブロック32aとライトガイド32bと光電子増倍管(PMT)32c(図3を参照)とを備えている。シンチレータブロック32aは、複数個のシンチレータからなる。放射性薬剤が投与された被検体Mから発生した光子をシンチレータブロック32aが光に変換して、変換されたその光をライトガイド32bが案内して、光電子増倍管32cが光電変換して電気信号に出力する。光子検出器32は、この発明における検出器に相当する。光子検出器32の具体的な構成については、図3で後述する。   The PET apparatus 3 includes a gantry 31 having an opening 31a and a photon detector 32 that detects photons generated from the subject M. The photon detector 32 is arranged in a ring shape so as to surround the body axis of the subject M, and is embedded in the gantry 31. The photon detector 32 includes a scintillator block 32a, a light guide 32b, and a photomultiplier tube (PMT) 32c (see FIG. 3). The scintillator block 32a includes a plurality of scintillators. Photons generated from the subject M to which the radiopharmaceutical is administered are converted into light by the scintillator block 32a, and the converted light is guided by the light guide 32b, and the photomultiplier tube 32c photoelectrically converts the electric signal. Output to. The photon detector 32 corresponds to the detector in the present invention. A specific configuration of the photon detector 32 will be described later with reference to FIG.

一方、X線CT装置4は、開口部41aを有したガントリ41を備えている。ガントリ41内には、被検体MにX線を照射するX線管42と、被検体Mを透過したX線を検出するX線検出器43とを配設している。X線管42およびX線検出器43が互いに対向位置になるようにそれぞれを配設しており、モータ(図示省略)の駆動によってガントリ41内でX線管42およびX線検出器43を被検体Mの体軸の軸心周りに回転させる。本実施例1では、X線検出器43としてフラットパネル型X線検出器(FPD)を採用している。もちろん、フラットパネル型X線検出器(FPD)以外のX線検出器を用いてもよい。   On the other hand, the X-ray CT apparatus 4 includes a gantry 41 having an opening 41a. In the gantry 41, an X-ray tube 42 for irradiating the subject M with X-rays and an X-ray detector 43 for detecting X-rays transmitted through the subject M are disposed. The X-ray tube 42 and the X-ray detector 43 are arranged so as to face each other, and the X-ray tube 42 and the X-ray detector 43 are covered in the gantry 41 by driving a motor (not shown). Rotate around the body axis of the specimen M. In the first embodiment, a flat panel X-ray detector (FPD) is employed as the X-ray detector 43. Of course, an X-ray detector other than the flat panel X-ray detector (FPD) may be used.

図1(a)では、PET装置3のガントリ31とX線CT装置4のガントリ41とを互いに別体としたが、図1(b)に示すように、一体型に構成してもよい。   In FIG. 1A, the gantry 31 of the PET apparatus 3 and the gantry 41 of the X-ray CT apparatus 4 are separated from each other. However, as shown in FIG.

続いて、PET−CT装置1のブロック図について説明する。図2に示すように、PET−CT装置1は、上述した天板2やPET装置3やX線CT装置4の他に、コンソール6を備えている。PET装置3は、上述したガントリ31や光子検出器32の他に、PETデータ収集部5を備えている。X線CT装置4は、上述したガントリ41やX線管42やX線検出器43の他に、CTデータ収集部44を備えている。   Subsequently, a block diagram of the PET-CT apparatus 1 will be described. As shown in FIG. 2, the PET-CT apparatus 1 includes a console 6 in addition to the top plate 2, the PET apparatus 3, and the X-ray CT apparatus 4 described above. The PET apparatus 3 includes a PET data collection unit 5 in addition to the gantry 31 and the photon detector 32 described above. The X-ray CT apparatus 4 includes a CT data collection unit 44 in addition to the gantry 41, the X-ray tube 42, and the X-ray detector 43 described above.

PETデータ収集部5は、光子検出器32で検出された光子に基づいてPETデータ(核医学用データ)を収集し、同時計数回路51と増幅器52とAD変換器53とエネルギウィンドウ部54と時間差情報算出部55とタイミング・キャリブレーション部56とを備えている。エネルギウィンドウ部54は、この発明におけるエネルギ幅設定手段に相当し、タイミング・キャリブレーション部56は、この発明における時間補正手段に相当する。   The PET data collection unit 5 collects PET data (nuclear medicine data) based on the photons detected by the photon detector 32, and calculates the time difference between the coincidence circuit 51, the amplifier 52, the AD converter 53, the energy window unit 54, and the like. An information calculation unit 55 and a timing calibration unit 56 are provided. The energy window unit 54 corresponds to the energy width setting unit in the present invention, and the timing calibration unit 56 corresponds to the time correction unit in the present invention.

コンソール6は、データ収集部61と画像再構成部62とメモリ部63と入力部64と出力部65とコントローラ66とを備えている。   The console 6 includes a data collection unit 61, an image reconstruction unit 62, a memory unit 63, an input unit 64, an output unit 65, and a controller 66.

同時計数回路51は、光子が光子検出器32で同時に検出(すなわち同時計数)されたか否かを判定する。同時計数回路51で同時計数されたPETデータをデータ収集部61に送り込む。増幅器52は、光子検出器32で検出されて出力された電気信号を増幅させる。AD変換器53は、増幅器52で増幅された電気信号のアナログ値をディジタル値に変換してディジタル出力する。   The coincidence circuit 51 determines whether or not photons are simultaneously detected (that is, coincidence) by the photon detector 32. The PET data simultaneously counted by the coincidence counting circuit 51 is sent to the data collecting unit 61. The amplifier 52 amplifies the electric signal detected and output by the photon detector 32. The AD converter 53 converts the analog value of the electric signal amplified by the amplifier 52 into a digital value and outputs the digital value.

エネルギウィンドウ部54は、光子検出器32で検出された光子のうち所望のエネルギ幅を持った光子のみを取り出す。本実施例1では、β線(最大エネルギ580KeV)と307KeVのγ線との同時計数が要るので、β線用のエネルギウィンドウ(エネルギ幅)EW_1:400〜800KeV、γ線用のエネルギウィンドウ(エネルギ幅)EW_2:200〜400KeVをエネルギウィンドウ部54は設定する。   The energy window unit 54 extracts only photons having a desired energy width from the photons detected by the photon detector 32. In the first embodiment, since simultaneous counting of β rays (maximum energy 580 KeV) and 307 KeV γ rays is required, β-ray energy window (energy width) EW_1: 400 to 800 KeV, γ-ray energy window ( Energy window) EW_2: The energy window unit 54 sets 200 to 400 KeV.

時間差情報算出部55は、エネルギウィンドウ部54で取り出された所望のエネルギ幅を持った光子(実施例1ではβ線と307KeVのγ線)に基づいて、検出器対の時間差を求め、時間差分布(タイミングヒストグラム(Timing Histogram))を求める。タイミング・キャリブレーション部56は、時間差情報算出部55で求められた時間差分布に基づいてタイミング・キャリブレーション(時間補正)を行う。同時計数回路51は、タイミング・キャリブレーション後のタイミングで光子の同時計数を行う。   The time difference information calculation unit 55 obtains the time difference between the detector pairs based on the photons having the desired energy width extracted in the energy window unit 54 (in the first embodiment, β rays and 307 KeV γ rays). (Timing Histogram) is obtained. The timing calibration unit 56 performs timing calibration (time correction) based on the time difference distribution obtained by the time difference information calculation unit 55. The coincidence counting circuit 51 performs coincidence counting of photons at timing after timing calibration.

一方、CTデータ収集部44は、X線検出器43で検出されたX線に基づいて投影データをCTデータ(X線CT用のデータ)として収集する。CT収集部44で収集されたCTデータをデータ収集部61に送り込む。   On the other hand, the CT data collection unit 44 collects projection data as CT data (data for X-ray CT) based on the X-rays detected by the X-ray detector 43. The CT data collected by the CT collection unit 44 is sent to the data collection unit 61.

データ収集部61は、同時計数回路51で同時計数されて収集されたPETデータとCTデータ収集部44で収集されたCTデータとを重畳する。また、CTデータ収集部44で収集されたCTデータをトランスミッションデータとしてPETデータに作用させて、PETデータの吸収補正を行ってもよい。データ収集部61は、重畳された投影データを画像再構成部62に送り込む。画像再構成部62は、データ収集部61で重畳された投影データを再構成して断層画像を生成する。   The data collection unit 61 superimposes the PET data collected by the coincidence counting by the coincidence circuit 51 and the CT data collected by the CT data collection unit 44. Further, the CT data collected by the CT data collection unit 44 may be made to act on the PET data as transmission data to perform absorption correction of the PET data. The data collection unit 61 sends the superimposed projection data to the image reconstruction unit 62. The image reconstruction unit 62 reconstructs the projection data superimposed by the data collection unit 61 to generate a tomographic image.

メモリ部63は、コントローラ66を介して、PETデータ収集部5やCTデータ収集部44やデータ収集部61で収集された各々のデータや画像再構成部62で再構成された断層画像などのデータを書き込んで記憶し、適宜必要に応じて読み出して、コントローラ66を介して、各々のデータを出力部65に送り込んで出力する。メモリ部63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。   The memory unit 63 is connected to the PET data collection unit 5, the CT data collection unit 44, and the data collection unit 61 via the controller 66 and data such as tomographic images reconstructed by the image reconstruction unit 62. Is written and stored, read out as necessary, and each data is sent to the output unit 65 via the controller 66 and output. The memory unit 63 is configured by a storage medium represented by ROM (Read-only Memory), RAM (Random-Access Memory), and the like.

入力部64は、オペレータが入力したデータや命令をコントローラ66に送り込む。入力部64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65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。   The input unit 64 sends data and commands input by the operator to the controller 66. The input unit 64 includes a pointing device represented by a mouse, a keyboard, a joystick, a trackball, a touch panel, and the like. The output unit 65 includes a display unit represented by a monitor, a printer, and the like.

コントローラ66は、実施例1に係るPET−CT装置1を構成する各部分統括制御する。コントローラ66は、中央演算処理装置(CPU)などで構成されている。PETデータ収集部5やCTデータ収集部44やデータ収集部61で収集された各々のデータや画像再構成部62で再構成された断層画像などのデータを、コントローラ66を介して、メモリ部63に書き込んで記憶、あるいは出力部65に送り込んで出力する。出力部65が表示部の場合には出力表示し、出力部65がプリンタの場合には出力印刷する。   The controller 66 performs overall control of each part constituting the PET-CT apparatus 1 according to the first embodiment. The controller 66 includes a central processing unit (CPU). The data collected by the PET data collection unit 5, the CT data collection unit 44, the data collection unit 61, and the data such as the tomographic image reconstructed by the image reconstruction unit 62 are sent to the memory unit 63 via the controller 66. Is written and stored, or sent to the output unit 65 for output. When the output unit 65 is a display unit, output is displayed. When the output unit 65 is a printer, output printing is performed.

放射性薬剤が投与された被検体Mから発生した光子を光子検出器32のうち該当する光子検出器32のシンチレータブロック32a(図3を参照)が光に変換して、変換されたその光を光子検出器32の光電子増倍管32c(図3を参照)が光電変換して電気信号に出力する。その電気信号を画像情報(画素値)として同時計数回路51とともに増幅器52に送り込む。   Photons generated from the subject M to which the radiopharmaceutical is administered are converted into light by the scintillator block 32a (see FIG. 3) of the corresponding photon detector 32 among the photon detectors 32, and the converted light is photon. The photomultiplier tube 32c (see FIG. 3) of the detector 32 performs photoelectric conversion and outputs an electrical signal. The electric signal is sent to the amplifier 52 together with the coincidence circuit 51 as image information (pixel value).

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本の光子が発生する。同時計数回路51は、光子検出器32のシンチレータブロック32a(図3を参照)の位置と光子の入射タイミングとをチェックし、被検体Mを挟んで互いに対向位置にある2つのシンチレータブロック32aで光子が同時に入射したとき(すなわち同時計数したとき)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32aのみに光子が入射したときには、同時計数回路51は、ポジトロンの消滅により生じた光子ではなくノイズとして扱い、そのときに送り込まれた画像情報もノイズと判定してそれを棄却する。   Specifically, when a radiopharmaceutical is administered to the subject M, the positron emission RI positron disappears and two photons are generated. The coincidence circuit 51 checks the position of the scintillator block 32a (see FIG. 3) of the photon detector 32 and the incident timing of the photon, and the photon is detected by the two scintillator blocks 32a that are opposed to each other with the subject M interposed therebetween. The image information sent in is determined to be appropriate data only when the images are incident simultaneously (that is, when simultaneous counting is performed). When a photon is incident only on one scintillator block 32a, the coincidence counting circuit 51 treats it as noise instead of a photon generated by annihilation of the positron, and determines that the image information sent at that time is also noise and rejects it. .

なお、同時計数回路51で同時計数するときには、一方の検出器での検出時間と他方の検出器での検出時間との間にズレが生じると正確に同時計数が行えない。そこで、かかるズレをなくすために、上述したタイミング・キャリブレーション部56でタイミング・キャリブレーションを行って、検出器同士の検出時間のタイミングを合わせる。したがって、同時計数回路51で同時計数するときには、タイミング・キャリブレーション後のタイミングで行う。上述した時間差情報算出部55やタイミング・キャリブレーション部56の具体的な機能については詳しく後述する。   When simultaneous counting is performed by the simultaneous counting circuit 51, if there is a difference between the detection time of one detector and the detection time of the other detector, simultaneous counting cannot be performed accurately. Therefore, in order to eliminate such a deviation, timing calibration is performed by the timing calibration unit 56 described above, and the timing of the detection time between the detectors is matched. Therefore, when the coincidence counting is performed by the coincidence counting circuit 51, it is performed at the timing after the timing calibration. Specific functions of the above-described time difference information calculation unit 55 and timing calibration unit 56 will be described in detail later.

同時計数回路51に送り込まれた画像情報を投影データ(PETデータ)として、データ収集部61に送り込む。一方、X線管42およびX線検出器43を回転させながらX線管42から被検体MにX線を照射して、被検体Mの外部から照射されて被検体Mを透過したX線をX線検出器43が電気信号に変換することでX線を検出する。X線検出器43で変換された電気信号を画像情報(画素値)としてCTデータ収集部44に送り込む。CTデータ収集部44は、送り込まれた画像情報の分布をX線検出器43の投影面に投影された投影データ(CTデータ)として収集して、データ収集部61に送り込む。   The image information sent to the coincidence circuit 51 is sent to the data collecting unit 61 as projection data (PET data). On the other hand, while rotating the X-ray tube 42 and the X-ray detector 43, the subject M is irradiated with X-rays from the X-ray tube 42, and the X-rays irradiated from the outside of the subject M and transmitted through the subject M are emitted. The X-ray detector 43 detects an X-ray by converting it into an electric signal. The electrical signal converted by the X-ray detector 43 is sent to the CT data collection unit 44 as image information (pixel value). The CT data collection unit 44 collects the distribution of the sent image information as projection data (CT data) projected on the projection plane of the X-ray detector 43 and sends it to the data collection unit 61.

データ収集部61は、PETデータの吸収補正やPETデータおよびCTデータの重畳を行って、画像再構成部62に送り込み、送り込まれた投影データを画像再構成部62は再構成して断層画像を生成する。   The data collection unit 61 performs absorption correction of PET data and superimposition of PET data and CT data, and sends them to the image reconstruction unit 62. The image reconstruction unit 62 reconstructs the projection data that has been sent in, and generates a tomographic image. Generate.

次に、後述する実施例2も含めて、本実施例1に係る光子検出器32の具体的な構成について、図3を参照して説明する。図3は、光子検出器の具体的構成の概略図である。また、図4は、176Luの崩壊図であり、図5は、同時計数された検出器同士を結ぶ線(LOR: Line Of Response)が同じになる検出器の組み合わせを示す模式図である。 Next, a specific configuration of the photon detector 32 according to the first embodiment, including a second embodiment described later, will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of a specific configuration of the photon detector. FIG. 4 is a collapse view of 176 Lu, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a combination of detectors having the same line (LOR: Line Of Response) connecting the simultaneously counted detectors.

光子検出器32は、深さ方向に減衰時間が互いに異なる検出素子であるシンチレータを複数組み合わせて構成されたシンチレータブロック32aと、シンチレータブロック32aに光学的に結合されたライトガイド32bと、ライトガイド32bに光学的に結合された光電子増倍管32cとを備えて構成されている。シンチレータブロック32a中の各シンチレータは、入射された光子によって発光して光に変換することでγ線を検出する。   The photon detector 32 includes a scintillator block 32a configured by combining a plurality of scintillators as detection elements having different attenuation times in the depth direction, a light guide 32b optically coupled to the scintillator block 32a, and a light guide 32b. And a photomultiplier tube 32c optically coupled to each other. Each scintillator in the scintillator block 32a detects γ-rays by emitting light by incident photons and converting it into light.

後述する実施例2も含めて、本実施例1では、深さ方向(図3ではr)に減衰時間が互いに異なるシンチレータ群を2つ組み合わせて構成しており、深さ方向に対して入射側から順にシンチレータ群A,シンチレータ群Bとする。このように、深さ方向に減衰時間が互いに異なる検出素子であるシンチレータを複数(図3では2つ)組み合わせて構成することで、深さ方向の光源位置を弁別する。また、本実施例では、深さ方向に直交する平面に対してシンチレータを複数個組み合わせて構成しており、深さ方向に直交する平面に対しても光源位置を弁別する。   In Example 1, including Example 2 described later, two scintillator groups having different attenuation times in the depth direction (r in FIG. 3) are combined, and the incident side with respect to the depth direction is combined. A scintillator group A and a scintillator group B in order. In this way, the light source position in the depth direction is discriminated by combining a plurality (two in FIG. 3) of scintillators that are detection elements having different decay times in the depth direction. Further, in this embodiment, a plurality of scintillators are combined with respect to a plane orthogonal to the depth direction, and the light source position is also distinguished from the plane orthogonal to the depth direction.

また、後述する実施例2も含めて、本実施例1では、入射側にあるシンチレータ群AをLYSO(LuYSiO)で形成するとともに、光電子増倍管側にあるシンチレータ群BをGSO(GdSiO)で形成する。つまり、各実施例ではシンチレータ群A:LYSOとシンチレータ群B:GSOとからなる2層のDOI検出器を例に採って説明する。シンチレータ群Aを形成するLYSOは自己放射能を持つ結晶素子で、シンチレータ群Bを形成するGSOは自己放射能を持たない結晶素子である。   In addition, in Example 1, including Example 2 described later, the scintillator group A on the incident side is formed of LYSO (LuYSiO), and the scintillator group B on the photomultiplier tube side is formed of GSO (GdSiO). Form. That is, in each embodiment, a two-layer DOI detector composed of scintillator group A: LYSO and scintillator group B: GSO will be described as an example. The LYSO forming the scintillator group A is a crystal element having self-radiation, and the GSO forming the scintillator group B is a crystal element having no self-radiation.

Luは天然存在比2.59%で176Lu(半減期378億年)を持ち、β−崩壊による電子(最大エネルギ580KeV)を放出した後、直ちに307KeV(94%),202KeV(86%),88KeV(13.3%)などのγ線を放出する。その崩壊図を図4に示す。図4中の「3.78×1010y」は半減期の378億年を示し、γ線を放出しながらエネルギが遷移している状態を表している。なお、図4では、306.78KeVおよび201.83KeVでγ線をそれぞれ放出しているが、小数点一桁を四捨五入して、306.78KeV を307KeVとするとともに、201.83KeVを202KeVとして以下を説明する。 Lu has a natural abundance of 2.59% and has 176 Lu (half-life of 37.8 billion years), and emits electrons due to β-decay (maximum energy of 580 KeV), and then immediately 307 KeV (94%), 202 KeV (86%), 88 KeV ( 13.3%) and other gamma rays are emitted. The collapse view is shown in FIG. “3.78 × 10 10 y” in FIG. 4 indicates a half-life of 37.8 billion years, and represents a state in which energy transitions while emitting γ rays. In FIG. 4, γ rays are emitted at 306.78 KeV and 201.83 KeV, respectively. However, the following explanation will be made assuming that 306.78 KeV is set to 307 KeV by rounding off one decimal place, and 201.83 KeV is set to 202 KeV.

なお、後述する実施例2も含めて、本実施例1では、自己放射能を持つ結晶素子として176Luを例に採って説明しているが、176Lu以外に天然放射性元素であるPb,Tl,Bi,Kやランタノイド元素やアクチノイド元素などであってもよい。また、176Luを採用した理由は、自己放射のLuの崩壊頻度が極めて低い点である。 In addition, in Example 1, including Example 2 to be described later, 176 Lu is taken as an example of a crystal element having self-radiation, but Pb, Tl which are natural radioactive elements other than 176 Lu are described. , Bi, K, lanthanoid elements, actinoid elements, and the like. The reason why 176 Lu is adopted is that the self-radiation Lu decay frequency is extremely low.

すなわち、全身用PET装置で176Luを最も多く含む装置での176Luの体積を5230cmとする。176Luは300Bq/cmの放射能がある。したがって、5230cm×300Bq/cm=1.569MBqとなる。一方で被検体に投与される放射性薬剤は185MBq〜が一般的である。検出器対のいずれもが崩壊(この場合β−崩壊)して、その崩壊したものが全て検出されると仮定した場合でも、1.569MBq/185MBq≒1/118で約118分の1の頻度でしか検出されない。 That is, the 176 Lu volume of at most including apparatus systemic PET scanner at 176 Lu and 5230cm 3. 176 Lu has a radioactivity of 300 Bq / cm 3 . Therefore, 5230 cm 3 × 300 Bq / cm 3 = 1.569 MBq. On the other hand, the radiopharmaceutical administered to the subject is generally 185 MBq. Even assuming that all of the detector pairs collapse (in this case β-decay) and all of them are detected, the frequency is approximately 1/118 at 1.569 MBq / 185 MBq≈ 1/118. Only detected in

また、検出器対に含まれる2つのLuが128nsの間に崩壊して検出される事象数は、Bqが単位時間当たりの計数であるので、Bq=count/secで表され、1×{1.569MBq×(128ns/1sec)}=0.2count/secとなる。なお、実際にはLuからのγ線がその多くが崩壊した結晶素子内で相互作用するので、偶発的に同時に検出される(同時計数される)確率は下がる。このように、176Luを採用した場合には、自己放射のLuの崩壊頻度が極めて低く、後述する図7のタイミングヒストグラムのデータを各検出器対毎に採取することができる。 Further, the number of events detected by collapsing two Lu included in the detector pair during 128 ns is represented by Bq = count / sec because Bq is a count per unit time, and 1 × {1 .569 MBq × (128 ns / 1 sec)} = 0.2 count / sec. Actually, since most of the γ rays from Lu interact in the crystal element in which they are collapsed, the probability that they are accidentally detected at the same time (simultaneously counted) decreases. Thus, when 176 Lu is adopted, the decay frequency of self-radiated Lu is extremely low, and the data of the timing histogram of FIG. 7 described later can be collected for each detector pair.

また、176Luを採用した場合には、結晶素子の屈折率をnとすると、γ線の透過が光速度cのままであるのに対して、可視光や紫外光の伝達はc/nに減速するので、結晶素子と相互作用する深さ位置に依存する原理的なTOF時間差(後述するように「検出時間差」とも呼ぶ)を生じる。したがって、深さ方向のタイミング・キャリブレーションが176Luを採用した場合には有用である。さらに、176Luを採用した場合には、密度の高いLYSOあるいは後述するLSO結晶素子を用いることができ、感度が高く、かつ空間分解能を向上させることができる。したがって、小動物用PET装置のような空間分解能を追求する装置に有用である。 When 176 Lu is used, if the refractive index of the crystal element is n, the transmission of γ rays remains at the light velocity c, whereas the transmission of visible light or ultraviolet light is c / n. The deceleration causes a fundamental TOF time difference (also referred to as “detection time difference” as will be described later) depending on the depth position interacting with the crystal element. Therefore, it is useful when timing calibration in the depth direction employs 176 Lu. Furthermore, when 176 Lu is employed, a high-density LYSO or an LSO crystal element described later can be used, and the sensitivity is high and the spatial resolution can be improved. Therefore, it is useful for an apparatus that pursues spatial resolution such as a PET apparatus for small animals.

また、2層のDOI検出器の場合、同時計数された検出器同士を結ぶ線(LOR: Line Of Response)において同じLORを取る組み合わせは、図5に示すように4通りある。この4つのLORの組み合わせ毎にタイミング・キャリブレーションを行う方法を以下で説明する。なお、各DOIの判定については、発光減衰時間の違いを利用した波形弁別法を用いてもよいし、発光の光路の違いを利用した2次元位置情報を用いた弁別法を用いてもよい(参照文献1:田中栄一(浜松ホトニクス、元放医研)、菅野 巌(秋田脳研)、“MIT Virtual Museum PET text14”、[online]、ACADEMIA、インターネット< URL : http://www.ricoh.co.jp/net-messena/ACADEMIA/JAMIT/MITVM/PET/TANAKA04/text14.html>、参照文献2:村山 秀雄(放射線医学総合研究所・分子イメージング研究センター)、“次世代PET装置の開発―現状と今後の展開―”、[online]、社団法人 日本放射線技術学会、日本放射線技術学会雑誌、インターネット<http://www.jstage.jst.go.jp/article/jjrt/62/6/62_786/_article/-char/ja>)。   In the case of a two-layer DOI detector, as shown in FIG. 5, there are four combinations that take the same LOR in a line (LOR: Line Of Response) connecting the simultaneously counted detectors. A method for performing timing calibration for each combination of the four LORs will be described below. For the determination of each DOI, a waveform discrimination method using a difference in light emission decay time may be used, or a discrimination method using two-dimensional position information using a difference in light path of light emission may be used ( Reference 1: Eiichi Tanaka (Hamamatsu Photonics, former National Institute of Radiological Sciences), Atsushi Kanno (Akita Brain Research Institute), “MIT Virtual Museum PET text14”, [online], ACADEMIA, Internet <URL: http://www.ricoh.co. jp / net-messena / ACADEMIA / JAMIT / MITVM / PET / TANAKA04 / text14.html>, Reference 2: Hideo Murayama (National Institute of Radiological Sciences, Molecular Imaging Center), “Development of Next-Generation PET Equipment—Current Status and Future development-", [online], Japan Society for Radiological Technology, Journal of Japanese Society for Radiological Technology, Internet <http://www.jstage.jst.go.jp/article/jjrt/62/6/62_786/_article / -char / en>).

次に、4つのLORの組み合わせ毎にタイミング・キャリブレーションを行う方法において、時間差情報算出部55やタイミング・キャリブレーション部56の具体的な機能について、図6〜図8を参照して説明する。図6は、タイミングヒストグラム(時間差分布)を得るまでの流れを示すフローチャートであり、図7は、シンチレータ群A−A層間のタイミングヒストグラムの模式図および実測図であり、図8は、エネルギスペクトラムの模式図と実測図およびエネルギウィンドウの設定例である。   Next, in the method of performing timing calibration for each combination of four LORs, specific functions of the time difference information calculation unit 55 and the timing calibration unit 56 will be described with reference to FIGS. 6 is a flowchart showing a flow until a timing histogram (time difference distribution) is obtained, FIG. 7 is a schematic diagram and an actual measurement diagram of a timing histogram between scintillator groups A and A, and FIG. It is an example of setting of a schematic diagram, an actual measurement figure, and an energy window.

同時計数の対象となる光子検出器32のうち、一方を「検出器1」とするとともに、他方を「検出器2」とする。後述する実施例2も含めて、本実施例1では、その同時計数事象として、「検出器1」で176Luが崩壊し、「検出器1」では自身が放出したβ線を検出し、「検出器2」ではその崩壊で発生したγ線を検出した場合の事象と、逆に「検出器2」で176Luが崩壊し、「検出器2」では自身が放出したβ線を検出し、「検出器1」ではその崩壊で発生したγ線を検出した場合の事象とを利用する。 Among the photon detectors 32 to be subjected to coincidence counting, one is “detector 1” and the other is “detector 2”. In Example 1, including Example 2 to be described later, as the coincidence event, 176 Lu collapses in “Detector 1”, and “Detector 1” detects β rays emitted by itself, In the “detector 2”, 176 Lu is collapsed in the “detector 2” in the event of detecting γ-rays generated by the decay, and in the “detector 2”, the β-rays released by itself are detected, “Detector 1” uses an event when γ-rays generated by the decay are detected.

説明を簡便にするために、「検出器1」と「検出器2」とは対向で60cm離れて設置されているとする。「検出器1」で検出されたときの検出時間をT1とするとともに、「検出器2」で検出されたときの検出時間をT2とする。特に、自己放射能を持つシンチレータ群Aにおいて「検出器1」で検出されたときの検出時間をTA1とするとともに、「検出器2」で検出されたときの検出時間をTA2とし、自己放射能を持たないシンチレータ群Bにおいて「検出器1」で検出されたときの検出時間をTB1とするとともに、「検出器2」で検出されたときの検出時間をTB2とする。   In order to simplify the explanation, it is assumed that “detector 1” and “detector 2” are opposed to each other and are separated by 60 cm. The detection time when detected by “detector 1” is T1, and the detection time when detected by “detector 2” is T2. In particular, in the scintillator group A having self-radioactivity, the detection time when detected by the “detector 1” is TA1, and the detection time when detected by the “detector 2” is TA2, and the self-radioactivity is detected. In the scintillator group B that does not have the “detector 1”, the detection time when detected by the “detector 1” is TB1, and the detection time when detected by the “detector 2” is TB2.

(ステップS11)検出器1の出力・(ステップS21)検出器2の出力
シンチレータ群A−A層間で「検出器1」と「検出器2」とで光子をそれぞれ検出する場合について説明すると、「検出器1」のシンチレータ群Aで176Luが崩壊し(ステップS11)、「検出器1」のシンチレータ群Aでは自身が放出したβ線を検出し、「検出器2」のシンチレータ群Aではその崩壊したγ線を検出する。逆に、「検出器2」のシンチレータ群Aで176Luが崩壊し(ステップS12)、「検出器2」のシンチレータ群Aでは自身が放出したβ線を検出し、「検出器1」のシンチレータ群Aではその崩壊したγ線を検出する。
(Step S11) Output of Detector 1 (Step S21) Output of Detector 2 The case where photons are respectively detected by “detector 1” and “detector 2” between scintillator groups A-A will be described. 176 Lu collapses in the scintillator group A of the “detector 1” (step S11), the scintillator group A of the “detector 1” detects the β rays emitted by itself, and the scintillator group A of the “detector 2” Detect broken gamma rays. On the contrary, 176 Lu collapses in the scintillator group A of “detector 2” (step S12), and the scintillator group A of “detector 2” detects the β ray emitted by itself, and the scintillator of “detector 1”. In group A, the broken gamma rays are detected.

(ステップS12)検出時間・(ステップS22)検出時間
176Luが崩壊した時間と、自身が放出したβ線を検出した検出時間をほぼ同時とみなすと、すなわち176Luが崩壊したのとほぼ同時に自身が放出したβ線を検出したとすると、検出時間TA1で「検出器1」のシンチレータ群Aで176Luが崩壊し、同じく検出時間TA1で「検出器1」のシンチレータ群Aでは自身が放出したβ線を検出する(ステップS12)。放出された光子は30cmを1nsで飛行するので、「検出器2」のシンチレータ群Aまでは2nsほどの時間がかかって到達し、検出時間TA2で「検出器2」のシンチレータ群Aによって検出される。逆に、検出時間TA2で「検出器2」のシンチレータ群Aで176Luが崩壊し、同じく検出時間TA2で「検出器2」のシンチレータ群Aでは自身が放出したβ線を検出すると(ステップS22)、放出された光子は「検出器1」のシンチレータ群Aまでは2nsほどの時間がかかって到達し、検出時間TA1で「検出器1」のシンチレータ群Aによって検出される。
(Step S12) Detection time / (Step S22) Detection time
Assuming that the time when 176 Lu decays and the detection time when detecting the β-rays emitted by the 176 Lu are almost the same, that is, if the β-rays emitted by the 176 Lu itself are detected almost simultaneously, the detection time 176 Lu collapses in the scintillator group A of “detector 1” at TA1, and the β-rays emitted by itself are detected in the scintillator group A of “detector 1” at detection time TA1 (step S12). Since the emitted photon flies 30 cm in 1 ns, it takes about 2 ns to reach the scintillator group A of “detector 2” and is detected by scintillator group A of “detector 2” at detection time TA2. The On the other hand, 176 Lu collapses in scintillator group A of “detector 2” at detection time TA2, and β-rays emitted by itself are detected in scintillator group A of “detector 2” at detection time TA2 (step S22). The emitted photons reach the scintillator group A of “detector 1” in about 2 ns, and are detected by the scintillator group A of “detector 1” at the detection time TA1.

(ステップS3)検出時間差の算出
検出時間TA1を基準とした検出時間TA2の検出時間差(TA2−TA1)を求める。「検出器2」が「検出器1」に比べαだけ検出が遅い場合、「検出器1」のシンチレータ群Aで176Luが崩壊し、「検出器1」のシンチレータ群Aでは自身が放出したβ線を検出し、「検出器2」のシンチレータ群Aではその崩壊で発生したγ線を検出した場合の事象では、検出時間差(TA2−TA1)は(2ns+α)となる。逆に、「検出器2」のシンチレータ群Aで176Luが崩壊し、「検出器2」のシンチレータ群Aでは自身が放出したβ線を検出し、「検出器1」のシンチレータ群Aではその崩壊で発生したγ線を検出した場合の事象では、検出時間差(TA2−TA1)は(−2ns+α)となる。ここでは、検出時間TA1を基準とした検出時間TA2の検出時間差(TA2−TA1)を求めたが、検出時間TA2を基準とした検出時間TA1の検出時間差(TA1−TA2)を求めてもよい。
(Step S3) Calculation of Detection Time Difference A detection time difference (TA2−TA1) of the detection time TA2 with respect to the detection time TA1 is obtained. When “detector 2” detects slower by α than “detector 1”, 176 Lu collapses in scintillator group A of “detector 1” and releases itself in scintillator group A of “detector 1” In the event of detecting β rays and detecting the γ rays generated by the decay in the scintillator group A of “detector 2”, the detection time difference (TA2−TA1) is (2 ns + α). On the contrary, 176 Lu collapses in scintillator group A of “detector 2”, β-rays emitted by scintillator group A of “detector 2” are detected, and in scintillator group A of “detector 1”, In the event of detecting γ-rays generated by decay, the detection time difference (TA2−TA1) is (−2 ns + α). Here, the detection time difference (TA2−TA1) of the detection time TA2 based on the detection time TA1 is obtained, but the detection time difference (TA1−TA2) of the detection time TA1 based on the detection time TA2 may be obtained.

(ステップS4)検出時間差データの蓄積
実際には、検出時間差(TA2−TA1)は拡がりを持つ。そこで、上述した事象についてサンプル数を増やして、検出時間差データを蓄積する。
(Step S4) Accumulation of Detection Time Difference Data Actually, the detection time difference (TA2−TA1) has a spread. Therefore, the detection time difference data is accumulated by increasing the number of samples for the above-described event.

(ステップS5)タイミングヒストグラムの作成
横軸を検出時間差(TA2−TA1),縦軸を計数(カウント)とした時間差分布(タイミングヒストグラム)は、図7に示す通りである。なお、図7(a)は模式図で、図7(b)は実測図である(検出時間差(TA2−TA1)=Δt[ns])。また、縦軸のカウントについては、図7(a)では「Count」で表記している。
(Step S5) Creation of Timing Histogram A time difference distribution (timing histogram) with the horizontal axis as the detection time difference (TA2−TA1) and the vertical axis as the count (count) is as shown in FIG. 7A is a schematic diagram, and FIG. 7B is an actual measurement diagram (detection time difference (TA2−TA1) = Δt [ns]). The vertical axis count is represented by “Count” in FIG.

以上のステップS11・ステップS12・ステップS3、あるいはステップS21・ステップS22・ステップS3までの処理については、光子検出器32からAD変換器53,エネルギウィンドウ部54(図2を参照)を経て行う。また、ステップS3〜S5の処理については、時間差情報算出部55(図2を参照)が行う。   The processes from step S11, step S12, step S3, or step S21, step S22, and step S3 are performed from the photon detector 32 through the AD converter 53 and the energy window unit 54 (see FIG. 2). Moreover, about the process of step S3-S5, the time difference information calculation part 55 (refer FIG. 2) performs.

このタイミングヒストグラムからも明らかなように、一部の光子は、(2ns+α)(図7(a)では[ns]で表記しているので「2+α」)あるいは(−2ns+α)(図7(a)では[ns]で表記しているので「−2+α」)から大きくはずれた検出時間差で検出されるが、大部分の光子は、(2ns+α)あるいは(−2ns+α)の近傍の検出時間差で検出される。したがって、(2ns+α)および(−2ns+α)において2つのピークを持ったヒストグラムが得られる。   As is clear from this timing histogram, some photons are (2 ns + α) (in FIG. 7 (a), it is expressed as [ns], so “2 + α”) or (−2 ns + α) (FIG. 7 (a)). In [ns], it is detected with a detection time difference greatly deviated from “−2 + α”), but most photons are detected with a detection time difference in the vicinity of (2 ns + α) or (−2 ns + α). . Therefore, a histogram having two peaks at (2 ns + α) and (−2 ns + α) is obtained.

時間的なズレであるαを求めるには、上述した2つのピークを検出(測定)するとともに、そのピークでの時間差(2ns+α)および(−2ns+α)を検出(測定)する。そして、その検出結果である各ピークでの時間差(2ns+α)および(−2ns+α)から、時間的平均α(={(2ns+α)+(−2ns+α)}/2)でαを求めることができる。なお、ピークが近接している場合などでは、図7のヒストグラムの重心を計算する方法を採用してもよい。   In order to obtain α which is a temporal shift, the above-described two peaks are detected (measured), and the time differences (2 ns + α) and (−2 ns + α) at the peaks are detected (measured). Then, from the time difference (2 ns + α) and (−2 ns + α) at each peak, which is the detection result, α can be obtained by a temporal average α (= {(2 ns + α) + (− 2 ns + α)} / 2). In the case where the peaks are close to each other, a method of calculating the center of gravity of the histogram in FIG. 7 may be employed.

以上の方法で、シンチレータ群A−A層間で「検出器1」と「検出器2」とで光子をそれぞれ検出する場合での時間的なズレαを求めることができる。したがって、シンチレータ群A−A層間で「検出器1」と「検出器2」とで光子をそれぞれ検出する場合には、タイミング・キャリブレーション部56(図1を参照)は、時間的なズレαを“0”にするタイミング・キャリブレーション(時間補正)を行う。シンチレータ群A−B層間で「検出器1」と「検出器2」とで光子をそれぞれ検出する場合での検出時間差(TB2−TA1)を求める場合、シンチレータ群B−A層間で「検出器1」と「検出器2」とで光子をそれぞれ検出する場合での検出時間差(TA2−TB1)を求める場合についても同様に求めれば、時間的なズレを求めることができ、タイミング・キャリブレーションを行うことができる。   With the above method, it is possible to obtain the temporal deviation α when the photon is detected by the “detector 1” and the “detector 2” between the scintillator groups AA. Therefore, when the photon is detected by the “detector 1” and the “detector 2” between the scintillator groups A-A, the timing calibration unit 56 (see FIG. 1) has a temporal shift α. Perform timing calibration (time correction) to set “0” to “0”. When obtaining the detection time difference (TB2-TA1) when the photons are detected by the “detector 1” and the “detector 2” between the scintillator groups A and B, the “detector 1” is obtained between the scintillator groups B and A. ”And“ detector 2 ”, the detection time difference (TA2−TB1) in the case of detecting the photons respectively can also be obtained in the same manner, so that a temporal deviation can be obtained, and timing calibration is performed. be able to.

また、本実施例1では、光子検出器32は、自己放射能を持つ結晶素子(LYSOで形成されたシンチレータ群A)と自己放射能を持たない結晶素子(GSOで形成されたシンチレータ群B)とから構成された2層のDOI検出器である。このように自己放射能を持たない結晶素子からなる場合には、自己放射能を持たない検出器同士で光子を検出する場合(すなわちシンチレータ群B−B層間で「検出器1」と「検出器2」とで光子をそれぞれ検出する場合)には、β−崩壊はシンチレータ群Aでしか起きないので、シンチレータ群B−B層間での時間的なズレを直接的に求めることができない。   In the first embodiment, the photon detector 32 includes self-radiating crystal elements (scintillator group A formed of LYSO) and non-self-emitting crystal elements (scintillator group B formed of GSO). Is a two-layer DOI detector. In the case of such a crystal element having no self-radiation, photons are detected between detectors having no self-radiation (that is, “detector 1” and “detector” between scintillator groups BB layers). In the case of detecting each photon with “2”), β-decay occurs only in the scintillator group A, and therefore, the temporal deviation between the scintillator groups BB cannot be directly obtained.

しかし、上述したシンチレータ群A−A層間での検出時間差(TA2−TA1)、シンチレータ群A−B層間での検出時間差(TB2−TA1)およびシンチレータ群B−A層間での検出時間差(TA2−TB1)が求まっていれば、(TB2−TA1)+(TA2−TB1)−(TA2−TA1)=TB2−TB1とすることで、シンチレータ群B−B層間での検出時間差(TB2−TB1)を間接的に求めることができ、シンチレータ群B−B層間での時間的なズレを間接的に求めることができる。   However, the detection time difference between the scintillator groups A-A (TA2-TA1), the detection time difference between the scintillator groups A-B (TB2-TA1), and the detection time difference between the scintillator groups B-A (TA2-TB1). ), The detection time difference (TB2−TB1) between the scintillator groups BB is indirectly determined by setting (TB2−TA1) + (TA2−TB1) − (TA2−TA1) = TB2−TB1. Therefore, it is possible to indirectly determine the time shift between the scintillator groups BB.

当然、シンチレータ群Bが自己放射能を持つ場合でも、上述した既知の検出時間差を用いて検出時間差および時間的なズレを間接的に求めることができるし、もちろん、時間的なズレをタイミングヒストグラムから直接的に求めることもできる。   Naturally, even when the scintillator group B has self-radioactivity, the detection time difference and the temporal deviation can be indirectly obtained using the above-described known detection time difference. Of course, the temporal deviation can be obtained from the timing histogram. It can also be obtained directly.

さらに、タイミングヒストグラムを精度良く得るためには、上述したエネルギウィンドウ部54(図2を参照)をAD変換器53と時間差情報算出部55との間に設ければよい。本測定で欲しいのは、上述したようにβ線(最大エネルギ580KeV)と307KeVのγ線との同時計数である。そこで、例として、図8に示すような2つのエネルギウィンドウ(エネルギ幅)をエネルギウィンドウ部54は設定する。図8(a)は模式図で、図8(b)は実測図およびエネルギウィンドウの設定例である。1つは、β線用のエネルギウィンドウ(エネルギ幅)EW_1:400〜800KeV、もう1つはγ線用のエネルギウィンドウ(エネルギ幅)EW_2:200〜400KeVとする。EW_1は、図8に示すように、他の検出器からのγ線(307KeV)を取り出すためのエネルギウィンドウで、EW_2は、自己発光成分(β線とγ線)、すなわち自己放射能を持つ検出素子自身から放出された光子を検出する成分のためのエネルギウィンドウである。なお、このとき、エネルギウィンドウEW_2は200〜400KeVであるので、307KeVのγ線以外に202KeVのγ線もタイミングヒストグラムに含まれるが問題はない。   Furthermore, in order to obtain a timing histogram with high accuracy, the above-described energy window unit 54 (see FIG. 2) may be provided between the AD converter 53 and the time difference information calculation unit 55. What I want in this measurement is the coincidence of β rays (maximum energy 580 KeV) and 307 KeV γ rays as mentioned above. Therefore, as an example, the energy window unit 54 sets two energy windows (energy widths) as shown in FIG. FIG. 8A is a schematic diagram, and FIG. 8B is an actual measurement diagram and an example of setting an energy window. One is an energy window (energy width) EW_1: 400 to 800 KeV for β rays, and the other is an energy window (energy width) EW_2 for γ rays: 200 to 400 KeV. As shown in FIG. 8, EW_1 is an energy window for extracting γ rays (307 KeV) from other detectors, and EW_2 is a self-luminous component (β rays and γ rays), that is, detection with self-radiation. It is an energy window for components that detect photons emitted from the device itself. At this time, since the energy window EW_2 is 200 to 400 KeV, 202 KeV gamma rays are included in the timing histogram in addition to the 307 KeV gamma rays, but there is no problem.

そして、EW_1およびEW_2の同時計数のみを真のデータ(True)として使用することで、S/N比のよいタイミングヒストグラムを得ることができ、より精度の高いタイミング・キャリブレーション(時間補正)を行うことができる。   By using only the coincidence of EW_1 and EW_2 as true data (True), a timing histogram with a good S / N ratio can be obtained, and more accurate timing calibration (time correction) is performed. be able to.

上述したタイミング・キャリブレーション部56(図2を参照)によってタイミング・キャリブレーションを行い、一方の「検出器1」での検出時間と他方の「検出器2」での検出時間との間に生じた時間的なズレをなくした後に、放射性薬剤を被検体Mに投与して同時計数回路51で同時計数してPET−CT装置1による核医学診断を行う。キャリブレーション後において時間的なズレがないので、同時計数回路51で同時計数を正確に行うことができ、核医学診断を正確に行うことができる。   Timing calibration is performed by the above-described timing calibration unit 56 (see FIG. 2), and occurs between the detection time of one “detector 1” and the detection time of the other “detector 2”. After eliminating the time lag, the radiopharmaceutical is administered to the subject M, and simultaneously counted by the coincidence circuit 51, and the nuclear medicine diagnosis by the PET-CT apparatus 1 is performed. Since there is no time lag after calibration, the coincidence circuit 51 can accurately perform coincidence and accurately perform nuclear medicine diagnosis.

自己放射能を持つ結晶素子を検出素子として使用した場合には、上述したようにBack Groundが得られる。このBack Groundを活用すれば、タイミング・キャリブレーション(時間補正)を行うことが可能であるという知見を得た。そこで、上述の構成を備えた本実施例1に係るPET−CT装置1によれば、自己放射能を用いて時間補正を行うタイミング・キャリブレーション部56を備えることで、外部線源を使用しないでタイミング・キャリブレーション(時間補正)を行うことができる。   When a crystal element having self-radiation is used as a detection element, Back Ground is obtained as described above. We have found that this Back Ground can be used to perform timing calibration (time correction). Therefore, according to the PET-CT apparatus 1 according to the first embodiment having the above-described configuration, an external radiation source is not used by including the timing calibration unit 56 that performs time correction using self-radioactivity. Can perform timing calibration (time correction).

なお、タイミング・キャリブレーションは、夜間などの測定のない時間帯に何も用意しないで測定だけを行うことができるので、従来に比べて非常に簡便に実施することができるという効果をも奏する。176Luは半減期378億年という超寿命核であるので、経年劣化を無視できる安定した放射線源であり、検出器の調整(例えばタイミング・キャリブレーション)や検出器の状態を測定するのにも適しているという効果をも奏する。また、検出器のジオメトリ(幾何学的な検出器の配置)や放射線強度が変化しないので、測定誤差を除いて極めて再現性の高い条件であり、誰が測定しても同じ精度でタイミング・キャリブレーションを行うことが容易であるという効果をも奏する。 In addition, since the timing calibration can be performed only without preparing anything in the time zone where there is no measurement such as at night, there is also an effect that it can be carried out very easily as compared with the conventional case. Since 176 Lu is a long-lived nucleus with a half-life of 37.8 billion years, it is a stable radiation source with negligible aging, and can also be used for detector adjustment (eg timing calibration) and detector status measurement. It also has the effect of being suitable. In addition, since the detector geometry (geometric detector arrangement) and radiation intensity do not change, the conditions are extremely reproducible except for measurement errors. There is also an effect that it is easy to perform.

本実施例1では、好ましくは、光子エネルギ幅(エネルギウィンドウ)を設定するエネルギウィンドウ部54を備え、そのエネルギウィンドウ部54で設定された光子エネルギ幅内における自己放射能を用いてタイミング・キャリブレーション部56はタイミング・キャリブレーションを行っている。所望のエネルギ幅(エネルギウィンドウ)を持った光子(本実施例1では、β線(最大エネルギ580KeV)と307KeVのγ線)のみを、エネルギウィンドウ部54で設定することで取り出すことができ、S/N比のよい時間分布(タイミングヒストグラム)を得ることができる。その結果、より精度の高いタイミング・キャリブレーション(時間補正)を行うことができる。   In the first embodiment, preferably, an energy window portion 54 for setting a photon energy width (energy window) is provided, and timing calibration is performed using self-radiation within a photon energy width set by the energy window portion 54. The unit 56 performs timing calibration. Only photons having a desired energy width (energy window) (in the first embodiment, β rays (maximum energy 580 KeV) and 307 KeV γ rays) can be extracted by setting the energy window 54, and S A time distribution (timing histogram) with a good / N ratio can be obtained. As a result, more accurate timing calibration (time correction) can be performed.

本実施例1では、光子検出器32は、相互作用を起こした深さ方向の光源位置を弁別するために深さ方向に結晶素子を積層して構成されたDOI検出器である。かかる検出器を使用することで、深さ方向の分解能を向上させ、かつタイミング・キャリブレーションを行うことができる。   In the first embodiment, the photon detector 32 is a DOI detector configured by stacking crystal elements in the depth direction in order to discriminate the position of the light source in the depth direction where the interaction has occurred. By using such a detector, the resolution in the depth direction can be improved and timing calibration can be performed.

本実施例1では、自己放射能を持つ結晶素子(LYSOで形成されたシンチレータ群A)は、β−崩壊を起こし、そのβ−崩壊に伴ったγ線を放出する核種を含んでおり、β−崩壊を起こした検出器自身でβ線を検出するとともに、別の検出器でβ−崩壊に伴ったγ線を検出し、β線の検出事象およびγ線の検出事象を用いてタイミング・キャリブレーション部56はタイミング・キャリブレーションを行っている。   In the present Example 1, the crystal element (scintillator group A formed of LYSO) having self-radiation includes a nuclide that causes β-decay and emits γ-rays accompanying the β-decay. -Β-rays are detected by the detector that caused the decay itself, and γ-rays associated with β-decay are detected by another detector, and the timing calibration is performed using the β-ray detection event and the γ-ray detection event. The calibration unit 56 performs timing calibration.

本実施例1では、光子検出器32は、自己放射能を持つ結晶素子(LYSOで形成されたシンチレータ群A)と自己放射能を持たない結晶素子(GSOで形成されたシンチレータ群B)とから構成されている。自己放射能を持たない結晶素子を含む場合には、自己放射能を持つ結晶素子と自己放射能を持たない結晶素子とから構成される検出器による検出事象に基づいて、自己放射能を持たない検出器同士(本実施例1ではシンチレータ群B−B層間)でのタイミング・キャリブレーションをタイミング・キャリブレーション部56は行うことが可能である。自己放射能を持つ結晶素子から構成される検出器を別の検出器と組み合わせて用いると、自己放射能を持つ検出器同士の補正データ(この場合には検出時間差(TA2−TA1))、および一方が自己放射能を持ち、他方が自己放射能を持たない検出器の補正データ(この場合には検出時間差(TB2−TA1)および(TA2−TB1))を求めることができ、それらの補正データを用いることで自己放射能を持たない検出器同士でのタイミング・キャリブレーションを行うことができる。   In the first embodiment, the photon detector 32 includes self-radiating crystal elements (scintillator group A formed of LYSO) and non-self-emitting crystal elements (scintillator group B formed of GSO). It is configured. When a crystal element that does not have self-radiation is included, it does not have self-radioactivity based on a detection event by a detector composed of a crystal element that has self-radiation and a crystal element that does not have self-radiation. The timing calibration unit 56 can perform timing calibration between the detectors (in this embodiment, the scintillator group B-B). When a detector composed of a crystal element having self-radioactivity is used in combination with another detector, correction data between the detectors having self-radioactivity (in this case, a detection time difference (TA2−TA1)), and Correction data (detection time difference (TB2-TA1) and (TA2-TB1) in this case) of a detector having one self-radioactivity and the other not self-radioactive can be obtained. Can be used to perform timing calibration between detectors that do not have self-radioactivity.

次に、図面を参照してこの発明の実施例2を説明する。
図9は、実施例2に係る実施例2に係るトランスミッション型のPET装置の側面図であり、図10は、実施例2に係るトランスミッション型のPET装置のブロック図である。本実施例2では、断層撮影装置として、核医学診断装置を例に採って説明するとともに、核医学診断装置として、PET (Positron Emission Tomography) 装置とトランスミッション装置とを組み合わせたトランスミッション型のPET装置を例に採って説明する。
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 is a side view of a transmission-type PET apparatus according to the second embodiment, and FIG. 10 is a block diagram of the transmission-type PET apparatus according to the second embodiment. In the second embodiment, a nuclear medicine diagnosis apparatus will be described as an example of a tomography apparatus, and a transmission type PET apparatus in which a PET (Positron Emission Tomography) apparatus and a transmission apparatus are combined as a nuclear medicine diagnosis apparatus. An example will be described.

図9に示すように、本実施例2に係るトランスミッション型のPET装置1は、上述した実施例1と同様に、寝台2とPET装置3とを備えている。本実施例2では、上述した実施例1のX線CT装置4の替わりにトランスミッション装置7を備えている。PET装置3については、上述した実施例1と同じであるので、その説明を省略する。   As illustrated in FIG. 9, the transmission-type PET apparatus 1 according to the second embodiment includes a bed 2 and a PET apparatus 3 as in the first embodiment. In the second embodiment, a transmission device 7 is provided instead of the X-ray CT apparatus 4 of the first embodiment described above. Since the PET apparatus 3 is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.

トランスミッション装置7は、開口部71aを有したガントリ71を備えている。ガントリ71内には、被検体Mに投与する放射性薬剤、すなわち放射性同位元素(RI)と同種の放射線(本実施例2では光子)を照射させる線源72と、被検体Mを透過した光子を検出するトランスミッション検出器73とを配設している。モータ(図示省略)の駆動によってガントリ71内で線源72を被検体Mの体軸の軸心周りに回転させる。トランスミッション検出器73については被検体Mの体軸の軸心周りにリング状に配設しており、静止させている。もちろん、線源72と同様に、トランスミッション検出器73を被検体Mの体軸の軸心周りに回転させてもよい。   The transmission device 7 includes a gantry 71 having an opening 71a. In the gantry 71, a radiopharmaceutical to be administered to the subject M, that is, a radiation source 72 for irradiating the same kind of radiation as the radioisotope (RI) (photon in this embodiment), and a photon transmitted through the subject M are contained. A transmission detector 73 for detection is provided. The radiation source 72 is rotated around the body axis of the subject M in the gantry 71 by driving a motor (not shown). The transmission detector 73 is arranged in a ring shape around the body axis of the subject M and is stationary. Of course, similarly to the radiation source 72, the transmission detector 73 may be rotated around the body axis of the subject M.

図9(a)では、PET装置3のガントリ31とトランスミッション装置7のガントリ71とを互いに別体としたが、上述した実施例1と同様に、図9(b)に示すように、一体型に構成してもよい。   In FIG. 9A, the gantry 31 of the PET apparatus 3 and the gantry 71 of the transmission apparatus 7 are separated from each other. However, as in the first embodiment, as shown in FIG. You may comprise.

続いて、トランスミッション型のPET装置1のブロック図について説明する。図10に示すように、トランスミッション型のPET装置1は、上述した寝台2やPET装置3やトランスミッション装置7の他に、コンソール6を備えている。PET装置3およびコンソール6のブロック図については、データ収集部61を除けば、上述した実施例1と同じであるので、その説明を省略する。   Next, a block diagram of the transmission type PET apparatus 1 will be described. As shown in FIG. 10, the transmission-type PET apparatus 1 includes a console 6 in addition to the bed 2, the PET apparatus 3, and the transmission apparatus 7 described above. The block diagram of the PET apparatus 3 and the console 6 is the same as that of the first embodiment except for the data collection unit 61, and thus the description thereof is omitted.

トランスミッションデータ収集部74は、トランスミッション検出器73で検出された光子に基づいて光子吸収係数の分布データをトランスミッションデータ(吸収補正データ)として収集する。トランスミッションデータ収集部74で収集されたトランスミッションデータをデータ収集部61に送り込む。   The transmission data collection unit 74 collects photon absorption coefficient distribution data as transmission data (absorption correction data) based on the photons detected by the transmission detector 73. Transmission data collected by the transmission data collection unit 74 is sent to the data collection unit 61.

データ収集部61は、同時計数回路51で同時計数されて収集されたPETデータに、トランスミッションデータ収集部77で収集されたトランスミッションデータを作用させて、被検体Mの体内での光子の吸収を考慮した投影データに補正する。すなわち、トランスミッションデータをPETデータに作用させてPETデータの吸収補正を行う。データ収集部61は、吸収補正された投影データを再構成して断層画像を生成する。   The data collection unit 61 causes the transmission data collected by the transmission data collection unit 77 to act on the PET data that is simultaneously counted by the coincidence circuit 51 and collected to take into account photon absorption in the body of the subject M. The projection data is corrected. That is, the transmission data is applied to the PET data to correct the PET data. The data collection unit 61 reconstructs the projection data subjected to the absorption correction and generates a tomographic image.

実施例1でも述べたように、被検体Mに放射性薬剤を投与して、同時計数回路51は、光子検出器32で検出された光子に基づく画像情報を投影データ(PETデータ)として、データ収集部61に送り込む。一方、線源72を回転させながら線源72から被検体Mに光子を照射して、被検体Mの外部から照射されて被検体Mを透過した光子をトランスミッション検出器73が電気信号に変換することで光子を検出する。トランスミッション検出器73で変換された電気信号を画像情報(画素値)としてトランスミッションデータ収集部74に送り込む。トランスミッションデータ収集部74は、送り込まれた画像情報に基づいてトランスミッションデータ(吸収補正データ)を求める。トランスミッションデータ収集部74は、光子またはX線の吸収係数とエネルギとの関係を表す演算を利用することで、CT用の投影データ、すなわちX線吸収係数の分布データを光子吸収係数の分布データに変換して、光子吸収係数の分布データをトランスミッションデータ(吸収補正データ)として収集する。トランスミッションデータ収集部77は、トランスミッションデータをデータ収集部61に送り込む。   As described in the first embodiment, the radiopharmaceutical is administered to the subject M, and the coincidence counting circuit 51 collects data using the image information based on the photons detected by the photon detector 32 as projection data (PET data). Send to part 61. On the other hand, a photon is irradiated from the source 72 to the subject M while rotating the source 72, and the transmission detector 73 converts the photon irradiated from the outside of the subject M and transmitted through the subject M into an electrical signal. The photon is detected. The electric signal converted by the transmission detector 73 is sent to the transmission data collection unit 74 as image information (pixel value). The transmission data collection unit 74 obtains transmission data (absorption correction data) based on the sent image information. The transmission data collection unit 74 uses the calculation representing the relationship between the photon or X-ray absorption coefficient and energy to convert the CT projection data, that is, the X-ray absorption coefficient distribution data into the photon absorption coefficient distribution data. Then, the distribution data of the photon absorption coefficient is collected as transmission data (absorption correction data). The transmission data collection unit 77 sends transmission data to the data collection unit 61.

データ収集部61は、PETデータの吸収補正を行って、画像再構成部62に送り込み、送り込まれた吸収補正後の投影データを画像再構成部62は再構成して、被検体Mの体内での光子の吸収を考慮した断層画像を生成する。   The data collection unit 61 performs the absorption correction of the PET data and sends it to the image reconstruction unit 62. The image reconstruction unit 62 reconstructs the projection data after the absorption correction that has been sent into the body of the subject M. A tomographic image taking into account photon absorption is generated.

なお、実施例1のX線CT装置4の替わりにトランスミッション装置7を本実施例2で備えた構成以外は、エネルギウィンドウ部54、時間差情報算出部55およびタイミング・キャリブレーション部56については、上述した実施例1と同じであるので、その説明を省略する。   The energy window unit 54, the time difference information calculation unit 55, and the timing calibration unit 56 are the same as those described above except for the configuration in which the transmission device 7 is provided in the second embodiment instead of the X-ray CT apparatus 4 of the first embodiment. Since this is the same as the first embodiment, the description thereof is omitted.

また、実施例1のX線CT装置4の替わりにトランスミッション装置7を本実施例2で備えた構成以外は、実施例2における作用・効果についても、上述した実施例1と同じであるので、その説明を省略する。   Since the operation and effect in the second embodiment are the same as those in the first embodiment except that the transmission device 7 is provided in the second embodiment instead of the X-ray CT apparatus 4 in the first embodiment, The description is omitted.

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。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.

(1)上述した実施例1では、PET装置とX線CT装置とを組み合わせた装置を例に採って説明し、上述した実施例2では、PET装置とトランスミッション装置とを組み合わせた装置を例に採って説明したが、PET装置単体に適用してもよい。特に、この発明では、外部線源を必要としなくてもタイミング・キャリブレーションを行うことができるという効果を奏するので、上述した実施例2のような外部線源が必要でない。もちろん、上述した実施例2のように外部線源を備えてもかまわない。   (1) In the first embodiment described above, a description will be given by taking as an example a device that combines a PET device and an X-ray CT device. In the second embodiment described above, a device that combines a PET device and a transmission device will be described as an example. However, the present invention may be applied to a single PET apparatus. In particular, the present invention has an effect that the timing calibration can be performed without the need for an external radiation source. Therefore, the external radiation source as in the second embodiment described above is not necessary. Of course, an external radiation source may be provided as in the second embodiment.

(2)上述した各実施例では、断層撮影装置として、核医学診断装置を例に採って説明したが、単にタイミング・キャリブレーションのみを行う断層撮影装置に適用してもよい。   (2) In each of the above-described embodiments, the nuclear medicine diagnosis apparatus is described as an example of the tomography apparatus, but the present invention may be applied to a tomography apparatus that performs only timing calibration.

(3)上述した各実施例では、光子エネルギ幅(エネルギウィンドウ)を設定するエネルギ幅設定手段(各実施例ではエネルギウィンドウ部54)を備え、そのエネルギ幅設定手段(エネルギウィンドウ部54)で設定された光子エネルギ幅(エネルギウィンドウ)内における自己放射能を用いて時間補正手段(各実施例ではタイミング・キャリブレーション部56)は時間補正(タイミング・キャリブレーション)を行ったが、S/N比等を考慮しない、あるいはS/N比が充分に高い場合には、エネルギ幅設定手段(エネルギウィンドウ部54)を必ずしも備える必要はない。   (3) Each embodiment described above includes energy width setting means (energy window portion 54 in each embodiment) for setting a photon energy width (energy window), and is set by the energy width setting means (energy window portion 54). The time correction means (timing calibration unit 56 in each embodiment) performed time correction (timing calibration) using the self-radioactivity within the photon energy width (energy window), but the S / N ratio Etc. or the S / N ratio is sufficiently high, the energy width setting means (energy window part 54) is not necessarily provided.

(4)上述した各実施例では、検出器は、相互作用を起こした深さ方向の光源位置を弁別するために深さ方向に結晶素子を積層して構成された検出器(すなわちDOI検出器)であったが、深さ方向の分解能を考慮しない、あるいは深さ方向の分解能が充分に高い場合には、必ずしもDOI検出器である必要はない。したがって、1種類の自己放射能を持つ結晶素子からなる検出器であってもよい。   (4) In each of the above-described embodiments, the detector is a detector (that is, a DOI detector) configured by stacking crystal elements in the depth direction in order to discriminate the position of the light source in the depth direction in which the interaction has occurred. However, if the resolution in the depth direction is not considered, or if the resolution in the depth direction is sufficiently high, it is not always necessary to be a DOI detector. Therefore, it may be a detector composed of a crystal element having one kind of self-radiation.

(5)上述した各実施例では、自己放射能を持つ結晶素子は、β−崩壊を起こし、そのβ−崩壊に伴ったγ線を放出する核種を含んでおり、β−崩壊を起こした検出器自身でβ線を検出するとともに、別の検出器でβ−崩壊に伴ったγ線を検出し、β線の検出事象およびγ線の検出事象を用いて時間補正手段(各実施例ではタイミング・キャリブレーション部56)は時間補正(タイミング・キャリブレーション)を行ったが、β−崩壊に限定されない。α−崩壊に適用してもよい。例えば、α−崩壊を起こす鉛(Pb)を含んだPWBからなる検出器に適用してもよい。   (5) In each of the embodiments described above, the self-radiating crystal element includes β-decay and includes a nuclide that emits γ-rays accompanying the β-decay. The detector itself detects β-rays, and another detector detects γ-rays associated with β-decay, and uses a β-ray detection event and a γ-ray detection event for time correction means (in each example, timing). The calibration unit 56) performs time correction (timing calibration), but is not limited to β-decay. It may be applied to α-decay. For example, the present invention may be applied to a detector made of PWB containing lead (Pb) that causes α-decay.

(6)上述した各実施例では、検出器は、自己放射能を持つ結晶素子(各実施例ではLYSOで形成されたシンチレータ群A)と自己放射能を持たない結晶素子(各実施例ではGSOで形成されたシンチレータ群B)とから構成されていたが、自己放射能を持つ結晶素子を含んだ検出器であれば、例えば、全て自己放射能を持つ結晶素子から構成されていてもよい。   (6) In each of the embodiments described above, the detector includes a crystal element having self-radiation (in each embodiment, a scintillator group A formed of LYSO) and a crystal element having no self-radiation (GSO in each embodiment). However, any detector including a self-radiating crystal element may be composed of, for example, a self-radiating crystal element.

(7)上述した各実施例では、自己放射能を持つ結晶素子であるシンチレータ群を入射側とし、自己放射能を持たない結晶素子であるシンチレータ群を光電子増倍管側に備えたが、逆であってもよい。また、3層以上のDOI検出器にも適用することができる。また、自己放射能を持つ結晶素子と自己放射能を持たない結晶素子とを各々の層毎に分離して形成したが、同じ層に自己放射能を持つ結晶素子と自己放射能を持たない結晶素子とを混在させてもよい。   (7) In each of the above-described embodiments, the scintillator group which is a crystal element having self-radiation is provided on the incident side, and the scintillator group which is a crystal element having no self-radiation is provided on the photomultiplier tube side. It may be. It can also be applied to a DOI detector having three or more layers. In addition, a crystal element having self-radiation and a crystal element having no self-radiation are formed separately for each layer. You may mix an element.

(8)上述した各実施例では、自己放射能を持つ結晶素子としてLYSOを例に採るとともに、自己放射能を持たない結晶素子としてGSOを採って説明したが、これらに限定されない。例えば、176Luを含む結晶素子として、LSOやLGSOを用いてもよいし、Luを含むGSOを用いてもよい。また、自己放射能を持つ結晶素子の形態については、Luを含むGSOなどのように、自己放射能(例えばLu)が添加された物質からなる薄膜状のテープを、自己放射能を持たない結晶素子(例えばGSO)に貼り付ける形態であってもよいし、自己放射能(例えばLu)が添加された物質からなる塗布剤を、自己放射能を持たない結晶素子(例えばGSO)に貼り付ける形態であってもよい。 (8) In each of the above-described embodiments, LYSO is taken as an example of a crystal element having self-radiation, and GSO is taken as a crystal element having no self-radiation, but the present invention is not limited thereto. For example, as a crystal element containing 176 Lu, LSO or LGSO may be used, or GSO containing Lu may be used. As for the form of the crystal element having self-radioactivity, a thin film tape made of a substance to which self-radioactivity (for example, Lu) is added, such as GSO containing Lu, is used as a crystal having no self-radioactivity. It may be in a form to be affixed to an element (for example, GSO) or a form in which a coating agent made of a substance to which self-radioactivity (for example, Lu) is added is affixed to a crystal element (for example, GSO) that does not have self-radiation. It may be.

実施例1に係るPET−CT装置の側面図である。1 is a side view of a PET-CT apparatus according to Example 1. FIG. 実施例1に係るPET−CT装置のブロック図である。1 is a block diagram of a PET-CT apparatus according to Example 1. FIG. 光子検出器の具体的構成の概略図である。It is the schematic of the specific structure of a photon detector. 176Luの崩壊図である。 176 is a decay view of Lu. 同時計数された検出器同士を結ぶ線(LOR: Line Of Response)が同じになる検出器の組み合わせを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the combination of the detector in which the line (LOR: Line Of Response) which connects the detectors simultaneously counted is the same. タイミングヒストグラム(時間差分布)を得るまでの流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow until a timing histogram (time difference distribution) is obtained. (a)、(b)は、シンチレータ群A−A層間のタイミングヒストグラムの模式図および実測図である。(A), (b) is the schematic diagram and measurement figure of a timing histogram between scintillator group AA layers. (a)、(b)は、エネルギスペクトラムの模式図と実測図およびエネルギウィンドウの設定例である。(A), (b) is a schematic diagram of an energy spectrum, an actual measurement diagram, and an example of setting an energy window. 実施例2に係るトランスミッション型のPET装置の側面図である。6 is a side view of a transmission type PET apparatus according to Embodiment 2. FIG. 実施例2に係るトランスミッション型のPET装置のブロック図である。6 is a block diagram of a transmission type PET apparatus according to Embodiment 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 … PET−CT装置、トランスミッション型のPET装置
3 … PET装置
32 … 光子検出器
54 … エネルギウィンドウ部
56 … タイミング・キャリブレーション部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... PET-CT apparatus, transmission type PET apparatus 3 ... PET apparatus 32 ... Photon detector 54 ... Energy window part 56 ... Timing calibration part

Claims (6)

自己放射能を持つ結晶素子を含んだ検出器を備えた断層撮影装置であって、その自己放射能を用いて時間補正を行う時間補正手段を備えることを特徴とする断層撮影装置。   A tomographic apparatus comprising a detector including a crystal element having self-radiation, comprising a time correction means for performing time correction using the self-radioactivity. 請求項1に記載の断層撮影装置において、光子エネルギ幅を設定するエネルギ幅設定手段を備え、そのエネルギ幅設定手段で設定された光子エネルギ幅内における前記自己放射能を用いて前記時間補正手段は時間補正を行うことを特徴とする断層撮影装置。   2. The tomography apparatus according to claim 1, further comprising an energy width setting means for setting a photon energy width, wherein the time correction means uses the self-radiation within the photon energy width set by the energy width setting means. A tomography apparatus characterized by performing time correction. 請求項1または請求項2に記載の断層撮影装置において、前記検出器は、相互作用を起こした深さ方向の光源位置を弁別するために前記深さ方向に結晶素子を積層して構成された検出器であることを特徴とする断層撮影装置。   3. The tomography apparatus according to claim 1, wherein the detector is configured by stacking crystal elements in the depth direction in order to discriminate a light source position in the depth direction in which interaction has occurred. A tomography apparatus characterized by being a detector. 請求項1から請求項3のいずれかに記載の断層撮影装置において、前記自己放射能を持つ結晶素子は、αまたはβ−崩壊を起こし、そのαまたはβ−崩壊に伴ったγ線を放出する核種を含んでおり、前記αまたはβ−崩壊を起こした検出器自身でα線またはβ線を検出するとともに、別の検出器で前記αまたはβ−崩壊に伴ったγ線を検出し、α線またはβ線の検出事象およびγ線の検出事象を用いて前記時間補正手段は時間補正を行うことを特徴とする断層撮影装置。   4. The tomography apparatus according to claim 1, wherein the crystal element having self-radiation causes α or β-decay and emits γ rays accompanying the α or β-decay. The detector containing the nuclide and detecting the α or β-decay itself detects the α-ray or β-ray, and another detector detects the γ-ray accompanying the α- or β-decay, and α A tomography apparatus wherein the time correction means performs time correction using a detection event of a line or β ray and a detection event of a γ ray. 請求項1から請求項4のいずれかに記載の断層撮影装置において、前記検出器は、前記自己放射能を持つ結晶素子と自己放射能を持たない結晶素子とから構成されることを特徴とする断層撮影装置。   5. The tomography apparatus according to claim 1, wherein the detector includes the crystal element having self-radiation and the crystal element having no self-radiation. Tomography equipment. 請求項5に記載の断層撮影装置において、前記自己放射能を持つ結晶素子と自己放射能を持たない結晶素子とから構成される前記検出器による検出事象に基づいて、自己放射能を持たない検出器同士での時間補正を前記時間補正手段は行うことを特徴とする断層撮影装置。   6. The tomography apparatus according to claim 5, wherein detection without self-radiation is performed based on a detection event by the detector composed of the crystal element having self-radioactivity and a crystal element having no self-radioactivity. A tomography apparatus characterized in that the time correction means performs time correction between instruments.
JP2008133238A 2008-05-21 2008-05-21 Tomography equipment Expired - Fee Related JP5024182B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008133238A JP5024182B2 (en) 2008-05-21 2008-05-21 Tomography equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008133238A JP5024182B2 (en) 2008-05-21 2008-05-21 Tomography equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009281816A JP2009281816A (en) 2009-12-03
JP5024182B2 true JP5024182B2 (en) 2012-09-12

Family

ID=41452425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008133238A Expired - Fee Related JP5024182B2 (en) 2008-05-21 2008-05-21 Tomography equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5024182B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2573588B1 (en) * 2010-05-18 2017-09-27 Shimadzu Corporation Positron ct apparatus and timing correction method
JP2011252860A (en) * 2010-06-03 2011-12-15 Toshiba Corp Radiation imaging apparatus, method and program
US8957362B2 (en) 2012-10-19 2015-02-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Determining relative timing offset in different electronic pathways using internal signals
US8796637B1 (en) * 2013-05-24 2014-08-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Timing calibration for time-of-flight (TOF) PET using positron-emitting isotopes and annihilation targets
JP6497803B2 (en) * 2014-12-26 2019-04-10 国立大学法人信州大学 Scintillation type radiation measuring method and radiation measuring apparatus
JP6873739B2 (en) * 2017-02-24 2021-05-19 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 X-ray computed tomography equipment and X-ray detector
US10436915B2 (en) 2017-09-20 2019-10-08 Canon Medical Systems Corporation Medical image diagnosis apparatus
WO2021238929A1 (en) * 2020-05-25 2021-12-02 上海联影医疗科技股份有限公司 State detection method and system for imaging device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7709801B2 (en) * 2005-10-04 2010-05-04 Shimadzu Corporation Nuclear medicine diagnosis equipment
JP4877766B2 (en) * 2006-08-25 2012-02-15 独立行政法人放射線医学総合研究所 Positron emission tomography imaging apparatus and radiation detector
JP5126049B2 (en) * 2007-12-28 2013-01-23 株式会社島津製作所 Nuclear medicine diagnosis apparatus, morphological tomography diagnosis apparatus, nuclear medicine data calculation processing method, and morphological tomography image calculation processing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009281816A (en) 2009-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108139491B (en) Radiation detector for combined detection of low-energy and high-energy radiation quanta
JP6854805B2 (en) Hybrid PET / CT imaging detector
JP5024182B2 (en) Tomography equipment
KR100991640B1 (en) Nuclear medical diagnostic device, form tomography diagnostic device, data arithmetic processing method for nuclear medicine, and form tomogram image processing method
CA2252993C (en) Detector assembly for multi-modality scanners
JP5148066B2 (en) Nuclear medicine equipment
JP5824773B2 (en) Matrix apparatus and method for measuring position and time of gamma quantum reaction, and method of using said apparatus for measuring position and time of gamma quantum reaction in positron emission tomography
Jarritt et al. PET imaging using gamma camera systems: a review
JP2005140783A (en) Detector module
JP4737292B2 (en) Nuclear medicine diagnostic equipment
JP5126049B2 (en) Nuclear medicine diagnosis apparatus, morphological tomography diagnosis apparatus, nuclear medicine data calculation processing method, and morphological tomography image calculation processing method
JP2008309683A (en) Nuclear medicine diagnostic device
US20230375727A1 (en) Combined imaging detector and imaging system
JP4893950B2 (en) Radioactivity absolute measurement method, radiation detector assembly detection efficiency determination method, and radiation measurement apparatus calibration method
JP2006284346A (en) Radiation tomographic device
Krishnamoorthy et al. PET physics and instrumentation
JP4003978B2 (en) Positron emission tomography apparatus and control method for attenuation correction of emission data in positron emission tomography apparatus
JP2010243395A (en) X ray-gamma ray imaging device
JP3979599B2 (en) Nuclear medicine imaging device
Townsend et al. The ECAT ART scanner for Positron Emission Tomography: 1. Improvements in performance characteristics
JP4814808B2 (en) Nuclear medicine imaging device
WO2024048515A1 (en) Image acquisition device and image acquisition method
JP4997603B2 (en) Method and apparatus for improving the sensitivity of positron images
Peterson SPECT Imaging using Pinhole Collimation: System Design and Simulation Studies for Pre-Clinical and Clinical Imaging
Brasse et al. Instrumentation Challenges in (S) PE (C) T Systems

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100708

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120522

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120604

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150629

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5024182

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees