JP5526435B2 - Pet装置およびそのイメージング方法 - Google Patents
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Description
基本実施形態は、本発明の実施形態の基本的構成を概説したものである。このため、本実施形態において説明する事項は、他の実施形態にも適用される。
[1−1 動作原理]
本発明の各実施形態においては、従来のPET装置で主として使用される陽電子放出核とは異なる崩壊様式の核種を採用する。図1は、本発明の各実施形態において採用する核種の崩壊様式を、従来のPET装置による撮像のために主として採用される核種に対して図示するチャートである。このうち図1(a)は、従来のPET装置において主として採用される陽電子放出核の崩壊様式(以下、「Aタイプ」と呼ぶ)であり、図1(b)は、本発明の各実施形態において採用する固有ガンマ線を放出する崩壊様式(「Bタイプ」)である。
上述したBタイプ核種が投与された撮像対象において複数分子の分布を撮像するために、本実施形態においては、Bタイプ核種からの固有ガンマ線を利用する改良されたPET装置、つまり、複数分子同時イメージング用PET装置を提供する。図3は、本実施形態で採用する複数分子同時イメージング用PET装置の概略構成図である。図3に示した複数分子同時イメージング用PET装置100(以下、「PET装置100」という)は、従来のPET装置と同様に、ポジトロンの対消滅に伴う511keVのガンマ線対が、リング状に配列したPET検出器10の群を用いて検出する。PET検出器10の群は、本出願においてはPET用ガンマ線検出器の群とも呼ぶ。PET検出器10の群は、図3において概ね円筒面をなすように配列した個別のPET検出器10を含んでいる。PET検出器10それぞれは、当該円筒面の内側から飛来するガンマ線を受けて、そのガンマ線との相互作用に応じた信号を出力する。特に、いずれか二つのPET検出器10から出力する信号が、一対の陽電子と電子が対消滅して反対方向に放出された対消滅ガンマ線を検出したことを示す場合に、その信号を本出願において対消滅検出信号と呼ぶ。当該円筒面の内側には、撮像対象となる生体などの物体(図示しない)を配置する。その物体の内部では、プローブとなる分子が、生体の各部位などの様々な領域に集積し、3次元的に分布している。図3には、Bタイププローブが分布している領域のみを図示している。
図3に示したように、本発明の各実施形態のPET装置100には、イメージング処理部30を備えている。そのイメージング処理部30は、受信した信号に対して同時計測の判定を行ないイベントデータを出力する同時計測判定部32と、同時計測判定部32からのイベントデータを、固有ガンマ線のデータに基づいて振り分けて出力するデータ振り分け部34と、データ振り分け部34からのデータにより画像を再構成する画像再構成部36とを含んでいる。
振り分けたデータは、画像再構成処理部362および364それぞれにおいて、従来のPET装置の画像再構成のためのデータと同様に処理される。例えば、FBP(Filtered Back‐Projection)法」、「OS-EM(Ordered Subset ML-EL)法」、「MAP-EM(Maximum a Posterior-EM)法」のいずれかの周知の手法により、振り分けたデータから画像を再構成することができる。これらの手法については、例えば、非特許文献2に開示されている。
上述した説明においては説明を明確にするためにハードウェア処理に基づいて説明した。当業者には明らかなように、それ以外にも本実施形態は種々の実装形態を取ることが可能である。例えばデータ振り分け部34の処理は、ハードウェアによる処理ではなくコンピュータ上のソフトウェアによって行なうことが可能である。さらには、特に不感時間の短い信号取り込みが可能なデータ取得回路を用いる場合には同時計測判定部32の処理も、コンピュータ上のソフトウェアによって行なうことも可能である。また、図4に示したイメージング処理部30の構成は、図3に適合させるために整理して記載したものであり、実質的に図3のイメージング処理部30の処理を実行しうる他の実装形態によって実現することも可能である。例えば、ANDゲートG2によるハードウェア処理は、ロジック部342の論理の一部として実行することも可能である。つまり、本実施形態で採用する複数分子同時イメージング用PET装置のイメージング処理部30は、PET検出器10の群からの信号を受信しており、511keVの対消滅ガンマ線を捕らえた一対のPET検出器がいずれであるかを同時計測によって特定する。そして、イメージング処理部30は、その対消滅ガンマ線から画像再構成するために、その対消滅に関連する固有ガンマ線の検出を利用する。
次に、撮像対象に同時に投与した場合にもPET装置100によって識別が可能であるプローブの組み合わせについて説明する。このようなプローブの組合せは、典型的には、
組合せI:Bタイププローブを複数用いる組み合わせであって、互いにエネルギーが異なる固有ガンマ線を放出するように選択したもの、
組合せII:Aタイププローブと、Bタイププローブとの組み合わせ、
に大別することができる。測定した対消滅検出信号を、いずれのプローブからの信号と判定するか(以下「プローブ識別」と呼ぶ)は、上記組合せIであれば、検出した固有ガンマ線のエネルギー値を検出することにより行うことができる。また、上記組合せIIにおけるプローブ識別は、固有ガンマ線が検出されたかどうかによっても実行することができるほか、固有ガンマ線のエネルギー値を識別に追加することによってノイズの抑制された画像を撮影すること可能である。図3には、組合せIと組合せIIとの違いを簡略化して付記している。このため、イメージング処理部30は、対消滅検出信号に基づくイベントデータを、ガンマ線のエネルギー値(上記組合せIおよびIIの場合)や、ガンマ線の有無(上記組合せIIの場合)に基づいて振り分ける処理を実行する。この振り分け処理は、上記組合せIでは、対消滅ガンマ線との同時性に加えて、固有ガンマ線検出器20が測定したエネルギーを利用して行なう。また、上記組合せIIでは、対消滅ガンマ線と固有ガンマ線検出器20が測定した固有ガンマ線が同時であるかどうか、および、固有ガンマ線のエネルギーと511keVとの弁別により行なう。なお、本実施形態は、プローブを三種またはそれ以上投与することにより上記組合せIと組合せIIの両方である組合せも含む。
次に、本実施形態において提供するPET装置のさらに詳細な構成について説明する。
本実施形態のPET装置は、典型的には上述したPET装置100と同様の構成である。ただし、本実施形態のPET装置と同様の機能は、511keVの対消滅ガンマを検出する目的で作製されている従来のPET装置のPET検出器に、固有ガンマ線検出器20としての機能も兼ねるように動作させることによっても達成できる。従来のPET装置をこのように改良する場合、その装置に備わっているPET検出器が、「PET用ガンマ線検出器」と「エネルギー分解型ガンマ線検出器」との両方の機能を兼ね備えることとなる。この場合、本実施形態に用いることが可能なPET装置においては、「PET用ガンマ線検出器」と「エネルギー分解型ガンマ線検出器」が、必ずしも別々に装備されている必要はない。
検出器の具体的構成に許容されるこのような任意性は、対消滅ガンマ線を検出するPET検出器の動作に着目して以下のように整理できる。すなわち、本実施形態のPET装置の動作は、PET検出器の動作に着目して区分すると、PET検出器の群のいずれもが固有ガンマ線の検出を行なわない動作(以下、「専用動作」という)と、PET検出器の群の少なくともいずれかが固有ガンマ線の検出を行なう動作(「兼用動作」という)とに分けることができる。専用動作では、PET検出器とは別に、固有ガンマ線を検出するための固有ガンマ線検出器が必要となる。これに対して、兼用動作するPET装置では、固有ガンマ線検出器は必ずしも装備されていなくとも良い。
次に、本実施形態のPET装置に用いるPET検出器と固有ガンマ線検出器の種別の組み合わせについて説明する。一般にガンマ線検出器は、シンチレーターを利用するシンチレーション検出器と、半導体を利用する半導体検出器とに大別することができる。本実施形態におけるPET検出器や固有ガンマ線検出器にもこれらのシンチレーション検出器と半導体検出器とを利用することができる。いずれの検出器を選択するべきかの選択指針を特に固有ガンマ線に対する検出器の特性に着目して説明する。
本実施形態の第1の検出器の種別構成は、シンチレーション検出器を用いたPET装置のみにより3重の同時計測を行なうものであり、表2の左上欄に対応する。つまり、PET装置のシンチレーション検出器を利用して対消滅ガンマ線と固有ガンマ線を検出する。ここで、現在普及している一般的なPET装置には、ガンマ線検出用にNaI、BGO、LSO等のシンチレーション検出器を使用している。これらのシンチレーション検出器は、数10keV〜数100keV程度のエネルギー分解能を有する。そこで、従来のPET装置の検出器構成を変えることなく、ハードウェア処理や画像処理の事後的な処理を変更することによって、対消滅ガンマ線2本と固有ガンマ線の同時計測つまり3重の同時計測を行う、兼用動作が可能である。この種別構成では、検出器は従来のPET装置と同様の構成とすることが可能であるため、製造コスト等は、従来のPET装置からみて大きな違いはない。
本実施形態を実施するための第2の検出器の種別構成は、半導体検出器を採用しているPET装置において、検出器構成はそのままとし、固有ガンマ線検出を加えた3重同時計測可能な信号処理系を用いる構成である。本種別構成は、表2の左下欄のものであり、上述した第1の検出器の種別構成において、シンチレーション検出器を半導体検出器とした種別構成ともいえる。近年、半導体検出器を採用するPET撮像装置も実用化しているため、このようなPET装置では、検出器の構成を変更することなく本実施形態を実施することが可能である。その場合、画像処理系も固有ガンマ線の有無、もしくはエネルギー値により取得したデータを分類し、分類後のそれぞれのデータを区別してイメージングできるように構成する。この第2の検出器の種別構成では、半導体検出器のエネルギー分解能が高いため、第1の検出器の種別構成と比較して、ポジトロンの対消滅による511keVガンマ線と固有ガンマ線の識別能力(もしくは、エネルギーの異なる固有ガンマ線同士の弁別能力)が高くなる。なお、固有ガンマ線の検出感度については、第1の検出器の種別構成と同様、あまり高くない。
本実施形態を実施するための第3の検出器の種別構成は、シンチレーターを用いた一般的なPET装置に、固有ガンマ線を検出するためのシンチレーション検出器を付加する種別構成であり、表1の左上欄および表2の中央上欄に対応する。この第3の検出器の種別構成は、後述する半導体検出器を用いた第4の検出器の種別構成と比較して、シンチレーション検出器であることからエネルギー分解能は劣るものの、比較的安価に大きな立体角を覆えるという利点を有する。この場合、固有ガンマ線検出器は、ガンマ線検出位置の情報を必要としないので、付加するシンチレーション検出器に、位置応答性は不要である。その結果、付加する固有ガンマ線検出器としてのシンチレーション検出器は、位置情報を利用するPET検出器ほどに細分化されている必要はない。このため、固有ガンマ線検出器のチャンネル数が少なく、信号処理系も比較的簡単なものとなる。
本実施形態を実施するための第4の検出器の種別構成は、PET装置のシンチレーション検出器に付加して、固有ガンマ線検出用に、半導体検出器(Ge、Si、CdTe検出器等)を備える種別構成であり、表1および表2の右上欄に対応する。半導体検出器は一般にシンチレーターと比較してエネルギー分解能が高い。このため、半導体検出器を用いて固有ガンマ線の検出を行なえば、511keVガンマ線と固有ガンマ線とを区別する弁別能力が高くなり、核種の選択範囲が広くなる。特に、固有ガンマ線のエネルギーが511keVより低い場合には、511keVの散乱ガンマ線との弁別が必要となるが、この点においてもエネルギー分解能が高いことは有利に働く。この場合にも、上述した第3の検出器の種別構成の場合と同様に、付加する検出器に位置応答性は必要ない。
本実施形態を実施するための第5の検出器の構成は、半導体検出器を採用するPET装置に、固有ガンマ線の検出器としてシンチレーション検出器を付加したものである。本種別構成は、表2の中央下欄のものである。固有ガンマ線の検出については、シンチレーターの場合(3)と同様の特性を持つ。
本実施形態を実施するための第6の検出器の構成は、半導体検出器を採用するPET装置に、固有ガンマ線の検出器として半導体検出器を付加したものである。本種別構成は、表2の右下欄のものである。固有ガンマ線の検出については、半導体検出器の場合(3)と同様の特性を持つ。
上述した検出器の種別構成のうち(3)〜(6)においては、PET検出器10とは別の固有ガンマ線検出器20を利用する。この場合の固有ガンマ線検出器20の空間配置に対する制約は、動作原理上は特段存在しない。つまり、固有ガンマ線検出器20は、Bタイププローブから放出されるガンマ線を検出しうる任意の空間配置を取ることができる。例えば図3に示していたリング状配置は、固有ガンマ線検出器20が取ることのできる配置の一例である。後述する数値計算によるシミュレーションによって発明者が確認したところ、このリング状配置により、本発明の目的を達成するために十分な割合での固有ガンマ線検出が可能となる。したがって、図3に示した固有ガンマ線検出器20の配置は、Bタイププローブを利用して複数分子同時イメージングを実行する十分な効果を得ることができる一例である。
基本的構成として図3および図4に示したイメージング処理部30は、従来のPETの同時計測装置と同様の対消滅ガンマ線の検出に加えて、固有ガンマ線検出器からの信号をも同時計測の対象としている。この同時計測の成否判定のために用いられる検出器の信号は、上述の検出器の種別構成(1)〜(6)に適合するように変形される。そして、イメージング処理部32(図3)の同時計測判定による動作、つまりロジック部322およびゲート部324の動作およびその具体的構成は、組合せIつまりBタイププローブを複数投与する場合か、組合せIIつまりAタイププローブとBタイププローブとの組み合わせである場合かにより異なる。そして、それらのプローブを区別する動作のためにイメージング処理部30において利用される信号は、上記専用動作か兼用動作かに依存している。つまり、専用動作の場合には、PET検出器10の群からの対消滅信号と固有ガンマ線検出器20からの信号を利用する。これに対して、兼用動作の場合には、PET検出器10の群からの対消滅信号と、PET検出器10の群のうち対消滅ガンマ線を検出した以外のいずれかの検出器からのいずれかの信号とを利用する。以下の説明では、まず専用動作におけるイメージング処理部30(図4)の詳細な動作を、組合せIであるBタイププローブを複数投与する場合と、組合せIIであるAタイププローブとBタイププローブとの組み合わせである場合とに分けて説明する。その後、兼用動作の場合についても説明する。
本実施形態においては、上述したBタイププローブの標識のためにベータ崩壊による陽電子放出に続けて固有ガンマ線を放出する核種(Bタイプ核種)を用いる。このBタイプ核種は、種々の観点から選択する。親核がベータ崩壊によって陽電子放出した後に娘核の励起状態に遷移し、その娘核がカンマ崩壊によって固有ガンマ線を放出して基底状態に遷移する核種であっても、陽電子放出から固有ガンマ線放出までの時間があまりに長い核種(核異性体核種)は同時計測ができないため不適切である。ここで、ベータ崩壊からガンマ崩壊までの時間すなわち娘核の励起状態の寿命は、短いものはフェムト秒以下から、長いものは数ヶ月またはそれ以上となる核種もある。本実施形態のBタイプ核種として採用するための寿命の基準は、検出器の時間応答と比較して決定する。つまり、娘核の励起状態の寿命は、使用するガンマ線検出器の時間分解能と同程度か、それより短い時間であることが偶然同時計測の割合を抑えS/N比を向上させる上で望ましい。
[4 Bタイププローブを複数投与する実施形態]
次に、本発明の第1実施形態として、基本実施形態において説明した基本的な構成のPET装置によって複数のプローブを撮像するより具体的な手法について説明する。第1実施形態は、基本実施形態において説明したBタイププローブを複数用いる上記組合せIを採用する場合の実施形態である。
図7は、Bタイププローブを複数投与した場合の本実施形態における処理動作の概要を示す説明図である。本実施形態においては、互いに区別される複数種の上記Bタイププローブを撮像対象に同時に投与し各プローブの分布を識別する。これらの各プローブをプローブB1およびプローブB2、それぞれのプローブの標識に使われる核種をB1核種およびB2核種という。プローブB1およびB2それぞれは、対消滅に続けて、エネルギーE1およびE2の固有ガンマ線を放出するものとする。このため、イメージング処理部30によって得られた計測データを用い、エネルギーE1に関連づけられるデータからプローブB1の分布画像が、また、エネルギーE2に関連づけられるデータからプローブB2の分布画像をそれぞれ再構成する。いずれのエネルギーにも関連づけられないデータは、画像の再構成には利用しない(図7)。
B1プローブとB2プローブとしては、典型例では、互いに区別される生体機能が発現する生体領域に集積する(accumulate)ような、つまり、例えば生体内において別々の機序によって別々の組織に集積する性質をもつ互いに別々の薬剤を選択する。これらB1プローブとB2プローブそれぞれを標識するために用いられる核種B1およびB2は、例えば表3に示した核種から互いの固有ガンマ線のエネルギーE1とE2とが区別できる組み合わせを選択する。
[5 AタイププローブとBタイププローブを投与する実施形態]
次に、第2実施形態として、基本実施形態において説明したAタイププローブとBタイププローブとを利用する上記組合せIIを採用して複数のプローブを撮像する具体的な手法について説明する。本実施形態についても基本実施形態において説明した基本的な構成の複数分子同時イメージング用PET装置によって撮像を行なう。また、本実施形態は、測定のためにガンマ線のエネルギーを利用しない構成と、利用する構成とによって実施される。以下、まず、両構成に共通する動作とプローブについて説明し(5−1、5−2)、その後、各構成について個別に説明する(5−3、5−4)。
図8は、AタイププローブとBタイププローブを投与した場合の本実施形態における処理動作の概要を示す説明図である。本実施形態においては、従来のPET装置で用いられるものと同じプローブすなわちAタイププローブと、固有ガンマ線を放出するBタイププローブとを撮像対象に同時に投与してプローブを識別する。
本実施形態におけるAタイププローブとしては、従来のPET装置のためのプローブを採用し、Bタイププローブとしては陽電子放出に続けて固有ガンマ線を放出するような核種によって標識されたプローブを採用する。基本実施形態において述べたように、このBタイププローブのための核種としては種々のものを採用することができ、典型的には、表3に例示したいずれかの核種を採用する。また、この際固有ガンマ線のエネルギーは、511keVと区別できるエネルギーであればよい。例えば、固有ガンマ線のエネルギーが511keVより高い核種から選択すれば、511keVより高いエネルギー値をすべて固有ガンマ線とする広いエネルギーウインドウを設定できる利点がある。
図8に示した動作のためには、必ずしも固有ガンマ線のエネルギー値を利用することは要さない。なお、固有ガンマ線検出器20(エネルギー分解型ガンマ線検出器)をこのような目的に利用する際には、必ずしもエネルギーを分解しうる能力が利用されないこともある。エネルギーを利用せずに対消滅ガンマ線と固有ガンマ線の3重の同時計測が行なう場合には、対消滅ガンマ線と固有ガンマ線という3つのガンマ線を生じさせるBタイププローブの性質と、検出器の配置のために、画像にノイズが生じるおそれがある。このノイズとそれに対する対処方法について説明する。
図9は、AタイププローブとBタイププローブを投与するプローブの組合せIIの場合において固有ガンマ線のエネルギー値を撮像に利用しない場合におけるノイズの発生原因を説明する図である。特に図9(a)は検出器の配置を示す図であり、図3に示した例えばリング状に配置されているPET検出器10のリングの軸を含む平面において切断した検出器の配置を示す図である。各検出器に描いた黒丸は、検出器においてガンマ線を検出した位置を示している。図9(b)〜図9(d)は、それぞれ、画像再構成に有効なイベントを検出した場合すなわち正しい検出の事象が生じた場合(図9(b))と、画像再構成に有効でないイベントを検出した場合すなわち正しくない検出の事象が生じた場合(図9(c)および(d))の各ガンマ線と各検出器の相互作用の組合せを示している。図9においては、PET検出器10および固有ガンマ線検出器20は、説明に関連するもののみ示している。また、PET検出器10を区別するため、紙面上の上方に記載したものと下方に記載したものを、それぞれ、PET検出器10Aおよび10Bとする。
固有ガンマ線検出器20の配置を調整することによって、ガンマ線のエネルギー値を検出しない場合にも前記ノイズを低減させることが可能である。図10は、AタイププローブとBタイププローブを投与するプローブの組合せにおいて固有ガンマ線のエネルギー値を利用せずにノイズを抑制するための検出器配置例を説明する図である。このうち、図10(a)は、PET検出器10と固有ガンマ線検出器20の配置を工夫してノイズを減少させる配置例であり、図10(b)は、そのような工夫をせずノイズが発生する場合の配置例である。FOVは、PET装置の撮像可能な領域として規定される空間範囲である。
図9(b)の正しい検出の事象と、図9(c)や図9(d)のようなノイズをもたらす事象とは、固有ガンマ線検出器20によって検出したガンマ線のエネルギー値によっても区別できる。固有ガンマ線検出器20により検出したガンマ線が、Bタイププローブによる固有ガンマ線のエネルギー値であるか、対消滅ガンマ線のエネルギー値であるかを判定するのである。固有ガンマ線検出器で検出したガンマ線が固有ガンマ線であると確定すると、必然的にPET検出器で検出したガンマ線は対消滅ガンマ線となるので、画像再構成に用いるイベントを図9(b)の正しいものに限定できる。このようにして、正しいイベントのみを画像再構成に使うことにより、上述したノイズを抑制できる。
上述した各実施形態の有用性を検証するために、第2実施形態の実施例として、モンテカルロ法による数値計算シミュレーションを行なった。
数値計算シミュレーションはモンテカルロ法による。また、シミュレーションのためのプログラムコードとして、放射線と物質の相互作用をシミュレートする汎用ツールである「Geant4」を使用した。なお、Geant4は、http://www.geant4.org/geant4/から入手可能である。
数値計算によるシミュレーションのために計算機上にて再現した設定条件は、下記の通りとした。
(PET検出器10(図3))
・PET検出器の配置(概要):小動物用PET装置(ドイツ・Siemens社製Focus220)を模擬する配置
・PET検出器の種類:LSOシンチレーター4mm×4mm、厚さ10mm
・リング円周方向624台×リング幅方向52台
・リング内径260mm、リング幅76mm
(固有ガンマ線検出器20(図3))
・ゲルマニウム半導体検出器、40mm×40mm、厚さ20mm
・32台(16台のリング2つ)、リング内径250mm
(ファントム形状(図11))
・Aタイプの核種とBタイプの核種を、それぞれ半径20mmの球体に一様分布させた
・球体の重なり:20mm
・Aタイプ核種:18F
・Bタイプ核種:94mTcを使用(ガンマ線放出率94.2%、エネルギー871.1keV)
・全イベント数:4×109(Aタイプ、Bタイプ、それぞれ2×109イベント)
・動作:専用動作
(画像再構成法)
・3次元OSEM(ordered subset estimation maximization maximum likelihood)法
上記各条件の下でモンテカルロシミュレーションを実行した結果、まず、固有ガンマ線検出器1台当たりの計数率については、AタイプとBタイプ合わせて4MBqの放射能の場合6.6×104カウント/秒(エネルギー値によらないすべてのイベント)であり、高速な信号処理装置を採用すれば十分に取扱い可能な範囲の計数率に収まっていた。また、AおよびBタイプ両方の核種からの対消滅ガンマ線のPET検出器による総検出数に対する固有ガンマ線検出率は、3.9%であった。この値の算出には固有ガンマ線放出確率も反映されている。
10 PET検出器(PET用ガンマ線検出器、エネルギー分解型ガンマ線検出器)
20 固有ガンマ線検出器(エネルギー分解型ガンマ線検出器)
22、24 外側面
30 イメージング処理部
32 同時計測判定部
322 ロジック部
324 ゲート部
34 データ振り分け部
342 ロジック部
36 画像再構成部
362、364 画像再構成処理部
612、614、622、624 AND
616、626、628 ゲート
Claims (18)
- ベータ崩壊によって娘核の励起状態となり、当該ベータ崩壊による陽電子放出に続けて娘核の基底状態に遷移する際に第1エネルギーの固有ガンマ線を放出する核種を含む第1プローブと、ベータ崩壊によって娘核の励起状態となり、当該ベータ崩壊による陽電子放出に続けて娘核の基底状態に遷移する際に第2エネルギーの固有ガンマ線を放出する核種を含む第2プローブとの双方が投与されている撮像対象から、陽電子と電子の対消滅により発生する一対の対消滅ガンマ線を受けるようになっているPET用ガンマ線検出器の群と、
いずれかの前記固有ガンマ線を検出するようになっており、前記第1エネルギーと前記第2エネルギーとを分解するエネルギー分解型ガンマ線検出器と、
該PET用ガンマ線検出器の群に属する一対のPET用ガンマ線検出器による同時計測により得られる対消滅検出信号と、前記エネルギー分解型ガンマ線検出器からの信号との双方を受信し、前記対消滅ガンマ線の検出から所定の時間内に検出された固有ガンマ線のエネルギーが前記第1のエネルギーであるか前記第2のエネルギーであるかに応じ、前記対消滅検出信号から画像の再構成処理を区別して実行するイメージング処理部と
を備える
複数プローブをイメージングするためのPET装置。 - ベータ崩壊によって娘核の励起状態となり、当該ベータ崩壊による陽電子放出に続けて娘核の基底状態に遷移する際に固有ガンマ線を放出する核種を含む第1プローブと、ベータ崩壊によって主に娘核の基底状態となる陽電子放出核を含むPET用プローブとの双方が投与されている撮像対象から、陽電子と電子の対消滅により発生する一対の対消滅ガンマ線を受けるようになっているPET用ガンマ線検出器の群と、
前記第1プローブから放出される前記固有ガンマ線を受けるようになっているエネルギー分解型ガンマ線検出器と、
該PET用ガンマ線検出器の群に属する一対のPET用ガンマ線検出器による同時計測により得られる対消滅検出信号と、前記エネルギー分解型ガンマ線検出器からの信号との双方を受信し、前記対消滅ガンマ線の検出と固有ガンマ線の検出とが所定の時間内に生じたかどうかに応じ、前記対消滅検出信号から画像の再構成処理を区別して実行するイメージング処理部と
を備える
複数プローブをイメージングするためのPET装置。 - 前記イメージング処理部が、
受信した前記対消滅検出信号と前記エネルギー分解型ガンマ線検出器からの前記信号とに含まれているガンマ線のエネルギー値にさらに応じて前記対消滅検出信号から画像の再構成処理を区別して実行するものである
請求項2に記載のPET装置。 - 前記イメージング処理部が、
前記エネルギー分解型ガンマ線検出器からの前記所定の時間内の対消滅検出信号のうち前記固有ガンマ線の検出を伴っていない事象に基づいて前記第1プローブと前記PET用プローブとのうちのいずれかであることを示す一の分布像を再構成処理し、
前記エネルギー分解型ガンマ線検出器からの前記所定の時間内の対消滅検出信号のうち前記固有ガンマ線の検出を伴っている事象に基づいて前記第1プローブの他の分布像を再構成処理する
ものである
請求項2または請求項3に記載のPET装置。 - 前記エネルギー分解型ガンマ線検出器として機能するガンマ線検出器が、対消滅ガンマ線を受けるようになっている前記PET用ガンマ線検出器の群とは別に設けられたガンマ線検出器である
請求項1または請求項2に記載のPET装置。 - 前記エネルギー分解型ガンマ線検出器として機能するガンマ線検出器が、対消滅ガンマ線を受けるようになっている前記PET用ガンマ線検出器の群をなす少なくとも一のガンマ線検出器である
請求項1または請求項2に記載のPET装置。 - 前記PET用ガンマ線検出器の群がシンチレーション検出器の群である
請求項1または請求項2に記載のPET装置。 - 前記PET用ガンマ線検出器の群が半導体ガンマ線検出器の群である
請求項1または請求項2に記載のPET装置。 - 前記エネルギー分解型ガンマ線検出器がシンチレーション検出器である
請求項1または請求項2に記載のPET装置。 - 前記エネルギー分解型ガンマ線検出器が半導体ガンマ線検出器である
請求項1または請求項2に記載のPET装置。 - 前記エネルギー分解型ガンマ線検出器が、前記PET検出器の群によるフィールド・オブ・ビューの外部からのガンマ線を遮るシールドを備えている
請求項1または請求項2に記載のPET装置。 - 前記エネルギー分解型ガンマ線検出器の配置は、各エネルギー分解型ガンマ線検出器と各PET検出器とを結ぶ直線が、前記PET検出器の群によるフィールド・オブ・ビューを通過しないような配置である
請求項1または請求項2に記載のPET装置。 - ベータ崩壊によって娘核の励起状態となり、当該ベータ崩壊による陽電子放出に続けて娘核の基底状態に遷移する際に第1エネルギーの固有ガンマ線を放出する核種を含む第1プローブと、ベータ崩壊によって娘核の励起状態となり、当該ベータ崩壊による陽電子放出に続けて娘核の基底状態に遷移する際に第2エネルギーの固有ガンマ線を放出する核種を含む第2プローブとの双方が投与されている撮像対象から、陽電子と電子の対消滅により発生する一対の対消滅ガンマ線をPET用ガンマ線検出器の群により同時計測するステップと、
いずれかの前記固有ガンマ線を検出するようになっており、前記第1エネルギーと前記第2エネルギーとを分解するエネルギー分解型ガンマ線検出器により計測するステップと、
前記PET用ガンマ線検出器の群に属する一対のPET用ガンマ線検出器による同時計測により得られる対消滅検出信号と、前記エネルギー分解型ガンマ線検出器からの信号との双方を受信し、前記対消滅ガンマ線の検出から所定の時間内に検出された固有ガンマ線のエネルギーが前記第1のエネルギーであるか前記第2のエネルギーであるかに応じ、前記対消滅検出信号から画像の再構成処理を区別して実行するイメージング処理ステップと
を含む
PET装置における複数プローブのイメージング方法。 - ベータ崩壊によって娘核の励起状態となり、当該ベータ崩壊による陽電子放出に続けて娘核の基底状態に遷移する際に固有ガンマ線を放出する核種を含む第1プローブと、ベータ崩壊によって主に娘核の基底状態となる陽電子放出核を含むPET用プローブとの双方が投与されている撮像対象から、陽電子と電子の対消滅により発生する一対の対消滅ガンマ線をPET用ガンマ線検出器の群により同時計測するステップと、
前記第1プローブから放出される前記固有ガンマ線をエネルギー分解型ガンマ線検出器により計測するステップと、
前記PET用ガンマ線検出器の群に属する一対のPET用ガンマ線検出器による同時計測により得られる対消滅検出信号と、前記エネルギー分解型ガンマ線検出器からの信号との双方を受信し、前記対消滅ガンマ線の検出と固有ガンマ線の検出とが所定の時間内に生じたかどうかに応じ、前記対消滅検出信号から画像の再構成処理を区別して実行するイメージング処理ステップと
を含む
PET装置における複数プローブのイメージング方法。 - 前記イメージング処理ステップが、受信した前記対消滅検出信号と前記エネルギー分解型ガンマ線検出器からの前記信号とに含まれているガンマ線のエネルギー値にさらに応じて前記対消滅検出信号から画像の再構成処理を区別して実行するものである
請求項14に記載の複数プローブのイメージング方法。 - 前記イメージング処理ステップが、
前記エネルギー分解型ガンマ線検出器からの前記所定の時間内の対消滅検出信号のうち前記固有ガンマ線の検出を伴っていない事象に基づいて、前記第1プローブと前記PET用プローブとのうちの少なくともいずれかの分布像を再構成処理するステップと、
前記エネルギー分解型ガンマ線検出器からの前記所定の時間内の対消滅検出信号のうち前記固有ガンマ線の検出を伴っている事象に基づいて、前記第1プローブの分布像を再構成処理するステップと
を含むものである
請求項14または請求項15に記載のイメージング方法。 - 前記第1プローブの前記核種と、前記第2プローブの前記核種とが、それぞれ、14O、38K、44Sc、48V、52mMn、60Cu、76Br、82Rb、94mTc、124I、および22Naからなる核種の群から選択される一の核種と他の核種とである
請求項13に記載のイメージング方法。 - 前記第1プローブの前記核種が、14O、38K、44Sc、48V、52mMn、60Cu、76Br、82Rb、94mTc、124I、および22Naからなる核種の群から選択される一の核種である
請求項14に記載のイメージング方法。
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