JP6079593B2 - Ｐｅｔ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置に係り、特に、検出器の位置ずれを検出する技術に関する。

ＰＥＴ装置は、陽電子（positron）の消滅によって発生する２本のγ線（対消滅γ線）を、複数個の検出器で同時に検出したときのみ、被検体の断層画像を再構成するように構成されている。具体的には、陽電子放出核種を含んだ放射性薬剤を被検体に投与して、被検体から１８０°反対方向に放出される511keVの２本のγ線を多数の検出器素子（例えばシンチレータ）群から構成される検出器で検出する。２本のγ線を検出した２つの検出器を結ぶ線（line of response : LOR）上に陽電子放出核種が存在すると仮定し、また、２本のγ線を２つの検出器で一定時間内に検出した場合に、「同時」に検出したとみなして、同時計数データを収集する。収集された同時計数データは、再構成処理が行われて電子放出核種分布画像（すなわち断層画像）が得られる。

このようなＰＥＴ装置は、検出感度を向上させるために、被検体を３６０°囲むように複数の検出器をリング状に配置するのが一般的である。また、別の装置では、複数の検出器（検出器アセンブリ）を、像形成領域を中心に回転させる機構とを備え、像形成領域周りに複数の検出器を回転させることで、再構成画像に必要なデータの収集を行っている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１０−１８４０８４号公報 特開平１１−３１１６７５号公報

ところで、本発明者は、次のようなＰＥＴ装置を開発中である。すなわち、ＰＥＴ装置は、被検体を３６０°囲むようにしてリング状に配置した複数の検出器のうち、例えば、対向する２箇所で検出器を抜き取って、２つのグループに分けた検出器を備えている。なお、グループ単位の検出器を検出器ヘッドと呼ぶものとする。つまり、ＰＥＴ装置は、対向する２つの検出器ヘッドを備えている。

２つの検出器ヘッドは、支持アームで支持され、さらに、その支持アームは、台車に支持されている。すなわち、２つの検出器ヘッドは、台車によって移動可能になっている。そして、検出器ヘッドを円周方向に動かして、既設の例えばＸ線ＣＴ装置に設けられている寝台を取り囲む。これにより、既設モダリティとの融合画像を得ることができる。また、２つの検出器ヘッドを相対的に遠ざけたり近づけたりする半径方向（遠近方向）に動かすことで、被検体に２つの検出器ヘッドを近接させて感度を向上させることができる。これにより、放射性薬剤を低投与でＰＥＴ撮像することができる。

このようなＰＥＴ装置は、次のような問題がある。すなわち、特許文献１の記載のように、検出器の配置に位置ずれがあると、再構成画像の精度や分解能に影響する。元々の分解能が低い場合は、位置ずれが問題となりにくいが、分解能が高くする場合は、検出器の位置ずれが問題となる。上述の２つの検出器ヘッドを備えたＰＥＴ装置は、検出器の重さなどにより、検出器の実際の座標と、検出器の計算上（仮想上）の座標との間に位置ずれが生じる。そのため、検出器（検出器ヘッド）の位置ずれを簡単に検出することが望まれる。

また、ＰＥＴ装置は、既設装置に設けられた寝台に設置されるので、天板等を高さ方向および水平方向に移動させるための寝台等の座標軸と、ＰＥＴ装置の撮像視野の座標軸とが必ずしも一致しない。そのため、寝台等の座標軸と、撮像視野の座標軸との対応関係を確認することが望まれる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、検出器の位置ずれを簡単に検出できるＰＥＴ装置を提供することを目的とする。また、寝台等の座標軸と撮像視野の座標軸との対応関係を確認できるＰＥＴ装置を提供することを目的とする。

本発明は、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、本発明に係るＰＥＴ装置は、対消滅γ線を放出する線源を挟んで対向する複数の検出器と、前記検出器で検出した前記対消滅γ線に基づいて同時計数データを収集するデータ収集部と、前記対向する複数の検出器間に前記線源を基準にした平面を設定し、前記平面と前記同時計数データのＬＯＲとの交差点の分布である第１交差点分布を含む第１ＬＯＲ交差断面画像を作成するＬＯＲ交差断面画像作成部を有し、前記第１ＬＯＲ交差断面画像の前記第１交差点分布を用いて前記検出器の位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、を備えていることを特徴とする。

本発明に係るＰＥＴ装置によれば、位置ずれ検出部は、対向する複数の検出器間に線源を基準にした平面を設定し、平面と同時計数データのＬＯＲとの交差点の分布である第１交差点分布を含む第１ＬＯＲ交差断面画像を作成するＬＯＲ交差断面画像作成部を有し、第１ＬＯＲ交差断面画像の第１交差点分布を用いて検出器の位置ずれを検出する。このように、検出器の実際座標に対する計算座標の位置ずれを、第１ＬＯＲ交差断面画像の第１交差点分布を用いて検出するので、例えばサイノグラムや再構成などの複雑な処理を行わなくてもよく、比較的簡単に位置ずれを検出することができる。

また、本発明に係るＰＥＴ装置において、前記位置ずれ検出部は、前記ＬＯＲ交差断面画像作成部と、前記第１交差点分布が理想分布であるか否かを判定する第１判定部と、前記検出器の計算座標を更新する検出器座標更新部と、前記第１判定部で理想分布でないと判定された場合に、前記検出器座標更新部により前記検出器の計算座標を更新し、更新した前記検出器の計算座標を用いて前記ＬＯＲ交差断面画像作成部により前記第１ＬＯＲ交差断面画像を作成し、作成した前記第１ＬＯＲ交差断面画像の前記第１交差点分布が理想分布であるか否かを前記第１判定部により判定する、これらの処理を繰り返し、前記第１判定部で理想分布であると判定された場合に、最後に判定したときの前記検出器の計算座標を出力する繰り返し制御部と、を備えていることが好ましい。

すなわち、第１判定部は、ＬＯＲ交差断面画像作成部で作成された第１ＬＯＲ交差断面画像の第１交差点分布が理想分布であるか否かを判定する。検出器座標更新部は、検出器の計算座標を更新する。繰り返し制御部は、第１判定部で理想分布でないと判定された場合に、検出器座標更新部により検出器の計算座標を更新し、更新した検出器の計算座標を用いてＬＯＲ交差断面画像作成部によりＬＯＲ交差断面画像を作成し、作成したＬＯＲ交差断面画像の交差点分布が理想分布であるか否かを第１判定部により判定する、これらの処理を繰り返す。一方、繰り返し制御部は、第１判定部で理想分布であると判定された場合に、最後に判定したときの検出器の計算座標を出力する。最後に判定したときの検出器の計算座標と最初に判定したときの検出器の計算座標と比較すれば、線源を挟んで対向する複数の検出器の位置ずれ量を取得することができる。

また、本発明に係るＰＥＴ装置において、前記第１判定部は、前記第１交差点分布が予め設定された広がりの範囲外であれば理想分布でないと判定し、前記第１交差点分布が前記広がりの範囲内であれば理想分布であると判定し、前記検出器座標更新部は、前記検出器の計算座標を移動させて前記検出器の計算座標を更新することが好ましい。第１判定部は、交差点分布が理想分布であるか否かの判定を、交差点分布が予め設定された広がりの範囲の内外で判定し、検出器座標更新部は、検出器の計算座標を移動させて検出器の計算座標を更新する。これにより、線源を挟んで対向する複数の検出器における遠近方向の位置ずれ量を取得することができる。

また、本発明に係るＰＥＴ装置において、前記データ収集部は、前記線源を一定方向に移動させて複数の前記線源の位置で前記同時計数データを収集し、前記ＬＯＲ交差断面画像作成部は、複数のうち１つの線源の位置で収集した同時計数データを用いて第１ＬＯＲ交差断面画像を作成し、前記ＬＯＲ交差断面画像作成部は、前記第１判定部で最後に判定した前記検出器の計算座標を用いて、前記平面と、その他の線源の位置で収集した同時計数データのＬＯＲとの交差点の分布である他の交差点分布を含む他のＬＯＲ交差断面画像を生成し、さらに、前記他の交差点分布が前記広がりの範囲外であれば理想分布でないと判定し、前記他の交差点分布が前記広がりの範囲内であれば理想分布であると判定する第２判定部を備えていることが好ましい。

これにより、対向する複数の検出器の計算座標が実際座標に対して、一方のみでなく、他方も位置ずれしている場合であっても、第２判定部は、第１判定部で第１交差点分布が理想分布であると判定された場合において、検出器の計算座標が正しい計算座標であるか確認することができる。

また、本発明に係るＰＥＴ装置において、前記第１判定部は、前記第１交差点分布の形状が予め設定された歪みの範囲外であれば理想分布でないと判定し、前記第１交差点分布の形状が前記歪みの範囲内であれば理想分布であると判定し、前記検出器座標更新部は、前記検出器の計算座標を回転させて前記検出器の計算座標を更新することが好ましい。第１判定部は、交差点分布が理想分布であるか否かの判定を、第１交差点分布の形状が予め設定された歪みの範囲の内外で判定し、検出器座標更新部は、検出器の計算座標を回転させて検出器の計算座標を更新する。これにより、線源を挟んで対向する複数の検出器における傾きの位置ずれ量を取得することができる。

また、本発明に係るＰＥＴ装置において、前記データ収集部は、前記線源を移動させる際の同一座標軸上における複数の前記線源の位置で前記同時計数データを収集し、前記ＬＯＲ交差断面画像作成部は、各々の前記線源の位置で収集した前記同時計数データを用いて前記第１ＬＯＲ交差断面画像を作成し、さらに、前記第１ＬＯＲ交差断面画像の各々の前記第１交差点分布に基づき位置ずれ量を算出する位置ずれ算出部を備えていることが好ましい。これにより、例えば寝台等の線源を移動させるための座標軸と、検出器の計算座標や再構成空間などの撮像視野の座標軸との対応関係を知ることができる。その結果、それらの座標軸を一致させることができる。

また、本発明に係るＰＥＴ装置において、前記平面は、予め設定された距離を隔てて、かつ平行になるように複数枚で構成されることが好ましい。これにより、まず、点線源からの対消滅γ線の広がり方を予め知っていれば、ＬＯＲの３次元的束の最も細い部分だけでなく、他の位置においても交差点分布が理想分布であるか否かを判定することができる。これにより、１枚のＬＯＲ交差断面画像だけでなく、複数枚のＬＯＲ交差断面画像で判定を行うので、判定をより正確に行うことができる。また、検出器座標更新部による検出器の計算座標を更新の際に、検出器の計算座標をどの方向に移動させればよいのか知ることができる。また、検出器の計算座標を更新の際に、検出器の計算座標のおおよその移動量を知ることができる。

また、本発明に係るＰＥＴ装置において、前記複数枚で構成される平面のうち１枚は、前記線源位置を含むように設定されていることが好ましい。ＬＯＲの三次元的束の最も細い部分が線源の位置であることが推測されるので、比較的簡単に位置ずれを検出することができる。

また、本発明に係るＰＥＴ装置において、さらに、前記平面に沿った方向における、前記線源の位置と前記第１交差点分布との位置ずれ量を算出する位置ずれ算出部を備えていることが好ましい。これにより、第１交差点分布を含むＬＯＲ交差断面画像から平面に沿った方向の位置ずれ量を取得することができる。

本発明に係るＰＥＴ装置によれば、位置ずれ検出部は、対向する複数の検出器間に線源を基準にした平面を設定し、平面と同時計数データのＬＯＲとの交差点の分布である第１交差点分布を含む第１ＬＯＲ交差断面画像を作成するＬＯＲ交差断面画像作成部を有し、第１ＬＯＲ交差断面画像の第１交差点分布を用いて検出器の位置ずれを検出する。このように、検出器の実際座標に対する計算座標の位置ずれを、第１ＬＯＲ交差断面画像の第１交差点分布を用いて検出するので、例えばサイノグラムや再構成などの複雑な処理を行わなくてもよく、比較的簡単に位置ずれを検出することができる。

また、本発明に係るＰＥＴ装置において、データ収集部は、線源を移動させる際の同一座標軸上における複数の線源の位置で同時計数データを収集し、ＬＯＲ交差断面画像作成部は、各々の線源の位置で収集した同時計数データを用いて第１ＬＯＲ交差断面画像を作成し、さらに、第１ＬＯＲ交差断面画像の各々の第１交差点分布に基づき位置ずれ量を算出する位置ずれ算出部を備えている。これにより、例えば寝台などの線源を移動させるための座標軸と、検出器や再構成空間などの計算座標の座標軸との対応関係を知ることができる。その結果、それらの座標軸を一致させることができる。

実施例１に係るＰＥＴ装置の概略構成図である。 実施例１に係る２つの検出器ヘッドを示す図である。 検出器の構成を示す斜視図である。 実施例１に係る位置ずれ検出部の構成を示す図である。 点線源から放出されたγ線が検出器で検出される様子を示す図である。 ＬＯＲ交差断面画像を説明する図である。 検出器の実際座標と計算座標との位置ずれを説明するための図である。 検出器の実際座標と計算座標との位置ずれを説明するための図である。 検出器の実際座標と計算座標との位置ずれを説明するための図である。 検出器の実際座標と計算座標とが位置ずれ無しの状態を示す図である。 実施例１に係る位置ずれ検出部の動作を示すフローチャートである。 実施例２に係る位置ずれ検出部の構成を示す図である。 （ａ）は、検出器の実際座標と点線源の位置を示す図であり、（ｂ）は、更新前の検出器の計算座標を示す図であり、（ｃ）は、下側の検出器の計算座標を固定したときの理想分布となった検出器の計算座標を示す図であり、（ｄ）は、上側の検出器の計算座標を固定したときの理想分布となった検出器の計算座標を示す図である。 （ａ）は、検出器の実際座標と、図１３（ａ）と異なる点線源の位置とを示す図であり、（ｂ）は、更新前の検出器の計算座標を示す図であり、（ｃ）は、図１３（ｃ）と同じ計算座標を示す図であり、（ｄ）は、図１３（ｄ）と同じ計算座標を示す図である。 （ａ）は、交差点分布が理想分布になった検出器の計算座標を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）と同じ計算座標を示す図であり、（ｃ）は、検出器の実際座標と計算座標が位置ずれ無しの状態を示す図である。 （ａ）は、実施例３に係る３枚の平行な平面を示す図であり、（ｂ）は、３枚の平行な平面を設ける場合の１つの効果を説明するための図である。 第１ＬＯＲ交差断面画像（平面）の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、位置ずれ検出部の動作を説明するための図である。 平面に沿った方向における、検出器の実際座標と計算座標との間の位置ずれを説明するための図である。 点線源を移動させた場合の一例を示す図である。 （ａ）は、Ｘ方向の座標軸上で点線源を移動させたときの位置ずれを示す図であり、（ｂ）は、Ｚ方向の座標軸上で点線源を移動させたときの位置ずれを示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、座標軸上に点線源を移動させたときの位置ずれの影響を説明するための図である。 （ａ）は、検出器ヘッド単位で位置ずれを検出する場合を示す図であり、（ｂ）は、検出器単位で位置ずれを検出する場合を示す図である。 検出器ヘッドが円周方向に偏って配置された場合を示す図である。 検出器ヘッドが３つ以上存在する場合を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。図１は、実施例１に係るＰＥＴ装置の概略構成図である。

図１を参照する。ＰＥＴ装置１は、対向する２つの検出器ヘッド３と、検出器ヘッド３を支持する支持アーム５と、支持アーム５を搭載し、移動可能に構成された搬送台車７とを備えている。搬送台車７は、モータ等の駆動部が設けられ、後述する操作部２７で操作される。

図２は、２つの検出器ヘッド３を示す図である。２つの検出器ヘッド３は、被検体Ｍや、後述する点線源５１を挟んで対向するように配置されている。すなわち、２つの検出器ヘッド３は、検出面Ｆが内側を向いて配置されている。各検出器ヘッド３は、円周に沿って複数の検出器９が配置されて構成されている。２つの検出器ヘッド３は、例えば、リング状に配置した複数の検出器９のうち、対向する２箇所で検出器９を取り除いて、２つの検出器９のグループに分けるように構成される。

検出器９は、図３のように、シンチレータブロック１１とライトガイド１３と光電子増倍管１５とで構成される。シンチレータブロック１１は、複数個で構成され、複数個のシンチレータブロック１１が行列状に配列されている。図３では、行列状に配置された複数のシンチレータブロック１１は、１層で構成されるが、多層構造であってもよい。シンチレータブロック１１にγ線が入射すると、γ線が光に変換される。変換された光は、ライトガイド１３を通じてシンチレータブロック１１から光電子増倍管１５に送られる。送られた光は、光電子増倍管１５により電気信号に変換される。

支持アーム５は、図１および図２のように、各検出器ヘッド３を円周方向Ｊおよび半径方向Ｋに移動可能に支持する。支持アーム５に支持された検出器ヘッド３は、検出器ヘッド移動機構１７によって、円周方向Ｊまたは半径方向Ｋに移動される。なお、検出器ヘッド移動機構１７は、図１のように、支持アーム５を軸Ｐ周りや軸Ｓ周りに回転させたり、鉛直方向Ｔに移動させたりして、検出器ヘッド３の位置および姿勢を変更させるようになっていてもよい。検出器ヘッド移動機構１７は、モータ等の駆動部により構成される。

ＰＥＴ装置１は、搬送台車７によって移動されて、寝台１９の周りに設置される。寝台１９は、被検体Ｍまたは後述する点線源５１を載置するものである。寝台１９は、実際に被検体Ｍ等を載置する天板１９ａと、天板１９ａを鉛直方向Ｔや水平方向に移動させる天板移動機構１９ｂとを備えている。天板移動機構１９ｂは、モータ等の駆動部で構成される。

ＰＥＴ装置１は、さらに、図示しない同時計数回路を有し、２つの検出器９で検出した対消滅γ線に基づき、ＬＯＲ情報を含む同時計数データＤを収集するデータ収集部２１と、同時計数データＤを再構成し、断層画像を生成する再構成部２３とを備えている。

また、ＰＥＴ装置１は、この装置１の各構成を統括的に制御する主制御部２５と、再構成部２３で生成された断層画像を表示する表示部２６と、操作者による入力設定や各種操作のための操作部２７と、再構成部２３で生成された断層画像等を記憶する記憶部２８とを備えている。主制御部２５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成される。表示部２６は、モニタ等で構成される。操作部２７は、キーボードやマウス、タッチパネル等で構成される。記憶部２８は、ＲＯＭ（Read-only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）またはハードディスク等、取り外し可能なものを含む記憶媒体で構成される。

〔位置ずれ検出部〕
また、ＰＥＴ装置１は、本発明の特徴部分である位置ずれ検出部３１を備えている。検出器ヘッド３の実際の座標Ａ（以下適宜、「実際座標」とする）と、検出器ヘッド３の計算上の座標Ｂ（以下適宜、「計算座標」とする）との間には、位置ずれが存在する。位置ずれは、再構成画像の分解能を劣化させるので、高分解能な再構成画像の生成を妨げる。そのため、位置ずれ検出部３１は、検出器ヘッド３の実際座標Ａに対する検出器ヘッド３の計算座標Ｂの位置ずれを検出する。これにより、計算座標Ｂを実際座標Ａに合わせることができる。

なお、検出器ヘッド３は、複数の検出器９を備えている。以下の位置ずれ検出の説明において、検出器ヘッド３の位置ずれを検出器９の位置ずれとして説明する。

図４は、位置ずれ検出部３１の構成を示す図である。まず、位置ずれ検出部３１の概要を説明する。位置ずれ検出部３１は、対向する複数の検出器９間に点線源５１を含む平面５３（図６参照）を設定し、平面５３と同時計数データＤのＬＯＲとの交差点の分布である交差点分布５５を含むＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成するＬＯＲ交差断面画像作成部３３と、交差点分布５５が理想分布であるか否かを判定する第１理想分布判定部３５とを備えている。なお、第１理想分布判定部３５は、本発明の第１判定部に相当する。

また、位置ずれ検出部３１は、検出器９の計算座標Ｂを移動させて検出器９の計算座標Ｂを更新する検出器座標更新部３７と、検出器座標更新部３７で最初および最後に判定した検出器９の計算座標Ｂに基づき、検出器９の実際座標Ａに対する検出器９の計算座標Ｂの位置ずれ量Ｑを算出する位置ずれ量算出部３９と、位置ずれ検出部３１の各構成を統括的に制御し、ＣＰＵ等で構成される繰り返し制御部４１とを備えている。

繰り返し制御部４１は、第１理想分布判定部３５で理想分布でないと判定された場合に、検出器座標更新部３７により検出器９の計算座標Ｂを更新し、更新した検出器９の計算座標Ｂを用いてＬＯＲ交差断面画像作成部３３によりＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成し、作成したＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の交差点分布５５が理想分布であるか否かを第１理想分布判定部３５により判定する、これらの処理を繰り返す。また、繰り返し制御部４１は、第１理想分布判定部３５で理想分布であると判定された場合に、最後に判定したときの検出器９の計算座標Ｂを出力し、位置ずれ量算出部３９により位置ずれ量Ｑを算出する。

なお、交差点分布５５は、本発明の第１交差点分布に相当し、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１は本発明の第１ＬＯＲ交差断面画像に相当する。

次に、これらの構成の詳細について説明する。なお、繰り返し制御部４１は、現在使用されている検出器９の初期計算座標Ｂ０を記憶部２８等から読み出し、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３に送る。ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、送られた検出器９の初期計算座標Ｂ０を計算座標Ｂとして設定する。

ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成する。図５は、点線源５１から放出されたγ線が検出器９で検出される様子を示す図である。なお、図５等において、図示および説明の便宜上、ＰＥＴ装置１は、対向する２つの検出器ヘッド３を備え、各々の検出器ヘッド３は、３つの検出器９で構成されているものとする。また、対向する検出器９の検出面Ｆは、平行になるように配置されている。

図５のように、点線源５１から放出されたγ線は、検出器９で検出される。点線源５１は、２つの検出器ヘッド３の間であって、予め設定された位置に配置される。図５では、点線源５１は、一点鎖線で示す平面上に配置されている。点線源５１は、例えばコイン形状で構成されており、１８０度反対方向に２つのγ線を放出する。点線源５１から放出された２本のγ線は、２つの検出器９により同時に検出される。その様子を符号Ｒで示す。データ収集部２１は、検出器ヘッド３で検出した２本のγ線に基づいて同時計数データＤを収集する。同時計数データＤは、２つの検出器９の検出位置を結ぶ線であるＬＯＲの情報を有している。検出位置は、γ線が入射したシンチレータブロック１１等の検出素子の位置である。なお、図５等において、上側と下側の検出器９の実際座標Ａを区別する場合は、上側を符号Ａ１で示し、下側と符号Ａ２で示す。

図６は、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を説明する図である。なお、検出器９の計算座標Ｂを破線で示す。また、図６等において、上側と下側の検出器９の計算座標Ｂを区別する場合は、上側を符号Ｂ１で示し、下側と符号Ｂ２で示す。また、検出器９の計算座標Ｂは、例えば、検出面Ｆの中央など、任意の位置に設定されることで、図６の破線のように検出器９が配置されている。

ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成する。ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、まず、２つの検出器ヘッド３の間を仕切るような（ＬＯＲの束を横断するような）平面５３を設定する。そして、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、その平面５３と、収集された同時計数データＤのＬＯＲとが交差する交差点（交点）の分布である交差点分布５５（図６参照）を含むＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成する。交差点分布５５は、１イベントずつ、平面５３と同時計数データＤのＬＯＲとの交差点を算出し、その平面５３に加算して形成される。ＬＯＲは、検出器９の実際座標Ａではなく、計算座標Ｂで結ばれる。

図６において、ＬＯＲの３次元的束の最も細い部分Ｅと点線源５１の位置とが一致すると仮定する。交差点分布５５の広がりは、図６のように、平面５３がＬＯＲの３次元的束の最も細い部分Ｅを通過すれば、最も小さくなる。一方、平面５３が、最も細い部分Ｅから上下の検出器９側の方に離れるほど、交差点分布５５の広がりは大きくなる。すなわち、平面５３がＬＯＲの３次元的束の最も細い部分Ｅを通過すれば、部分Ｅと点線源５１とが一致するので、交差点分布５５の広がりにより、平面５３上に点線源５１が存在することがわかる。

また、点線源５１の位置を変えた場合も同様に、交差点分布５５の広がりは、平面５３がＬＯＲの３次元的束の最も細い部分Ｅを通過すれば、最も小さくなる。一方、平面５３が、最も細い部分Ｅから上下の検出器９側に離れるほど、交差点分布５５の広がりは大きくなる。すなわち、平面５３がＬＯＲの３次元的束の最も細い部分Ｅを通過すれば、平面５３上に点線源５１が存在することがわかる。つまり、点線源５１の位置を変えた場合も同様に、点線源５１の位置に対応する部分Ｅと、部分Ｅから外れたときの交差点分布５５の広がりの関係性は変わらない。

上述の説明では、部分Ｅは、点線源５１の位置と一致すると仮定した。しかしながら、検出器９の重さにより支持アーム５等がたわみ、検出器９の実際座標Ａと計算座標Ｂとの間には、位置ずれが生じる。このように位置ずれが生じる場合、計算上において、点線源５１がある実際位置とは異なる位置に部分Ｅができてしまう。すなわち、点線源５１の位置と、ＬＯＲの３次元的束の最も細い部分Ｅが一致しない。また、部分Ｅから上下の検出器９側に離れた位置においても同様に、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１上の交差点分布５５の広がりと、実際の符号Ｒのγ線の広がりとが異なることになる。

次に、図７および図８を参照して、検出器９の実際座標Ａと計算座標Ｂとの位置ずれについて説明する。図７および図８等において、実線は、検出器９の実際座標（実際位置）Ａを示し、破線は、検出器９の計算座標Ｂを示す。また、図７および図８において、検出器９の実際座標Ａと計算座標Ｂは、上側の座標Ａ１，Ｂ１で位置ずれが生じ、下側の座標Ａ２，Ｂ２で位置ずれが生じていないものとする。

図７を参照する。点線源５１から放出された２つのγ線（符号Ｒ）は、検出器９の実際座標Ａで検出される。しかしながら、検出器９の計算座標Ｂは、検出器９の実際座標Ａと同じ座標に存在していないので、計算上のＬＯＲは、実際の符号Ｒのγ線と異なる線を結ぶ。そのため、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、図８のように、点線源５１を含む平面５３を設定し、平面５３と同時計数データＤのＬＯＲとの交差点の分布である交差点分布５５を含むＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成する。すると、検出器９の実際座標Ａと計算座標Ｂとが位置ずれしているので、ＬＯＲの３次元的束の最も細い部分Ｅが点線源５１と一致しない。そのため、交差点分布５５の広がりが理想分布よりも大きくなる。すなわち、交差点分布５５の広がりによって、検出器９の実際座標Ａと計算座標Ｂとの間に位置ずれが生じていることがわかる。この判定は、第１理想分布判定部３５により行われる。

なお、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、点線源５１を含む平面５３を設定するが、点線源５１の実際の座標は、点線源５１が載置される寝台１９の座標系から得られる。寝台１９の座標系から得られた点線源５１の座標に基づき、点線源５１を含む平面５３が設定される。また、平面５３は、点線源５１を含むように設定されるが、点線源５１を基準として予め設定された距離を隔てた位置に設定してもよい。例えば、後述する図１６の符号６１ａ，６１ｂのいずれかの位置に１枚の平面５３を設置してもよい。第１理想分布判定部３５による判定は、点線源５１からの２本のγ線の広がり方を予め知っておく必要がある。

第１理想分布判定部３５は、交差点分布５５が理想分布であるか否かを判定する。交差点分布５５が理想分布であるか否かは、交差点分布５５が予め設定された広がりの範囲内か否かで判定される。すなわち、第１理想分布判定部３５は、交差点分布５５が予め設定された広がりの範囲外であれば理想分布でないと判定し、交差点分布５５が予め設定された広がりの範囲内であれば理想分布であると判定する。

交差点分布５５は、円や楕円の形状で現れると仮定される。予め設定され、閾値となる広がりは、円や楕円の面積、または円の直径、楕円の長径および短径などが用いられる。また、交差点分布５５は、円や楕円の形状以外になることがある。この場合、第１理想分布判定部３５による判定は、交差点分布５５の形状を円または楕円の形状で全体を覆うように領域を抽出して、抽出された円または楕円の領域で判定が行われる。

図８において、第１理想分布判定部３５は、交差点分布５５が予め設定された広がりの範囲外であり、理想分布で無いと判定する。この場合、検出器座標更新部３７は、検出器９の計算座標Ｂ１を移動させて検出器９の計算座標Ｂ１を更新する。検出器９の計算座標Ｂ１の移動は、例えば、検出器９の遠近方向（Ｚ方向）の移動量Ｕを予め設定しておき、その移動量Ｕ分を移動させて、検出器９の計算座標Ｂを更新する。図９の上側の検出器９の計算座標Ｂ１は、図７および図８の計算座標Ｂ１と比較し、上方向に移動されている。

繰り返し制御部４１は、第１理想分布判定部３５で理想分布でないと判定された場合に、検出器座標更新部３７により検出器９の計算座標Ｂを更新し、更新した検出器９の計算座標Ｂを用いてＬＯＲ交差断面画像作成部３３によりＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成し、作成したＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の交差点分布５５が理想分布であるか否かを第１理想分布判定部３５により判定する、これらの処理を繰り返す。

図１０において、第１理想分布判定部３５は、交差点分布５５が予め設定された広がりの範囲内であるとき、理想分布であると判定する。この場合、位置ずれ量算出部３９は、第１理想分布判定部３５で最初および最後に判定した検出器９の計算座標Ｂ１に基づき、検出器９の実際座標Ａ１に対する検出器９の計算座標Ａ１の位置ずれ量Ｑを算出する。最初に判定した検出器９の計算座標Ｂ１は、初期計算座標Ｂ０であり、最後に判定した計算座標Ｂ１は、理想分布であると判定した際の計算座標Ｂ１である。

なお、位置ずれ量算出部３９は、検出器座標更新部３７による検出器９の計算座標Ｂ１の移動量を収集して位置ずれ量Ｑを算出するようにしてもよい。例えば、検出器９の計算座標Ｂ１を＋Ｚ方向に移動量Ｕによって移動させる場合、５回移動させれば、位置ずれ量Ｑは、５×Ｕとなる。

なお、図７〜図９では、上側の検出器９のみにおいて、実際座標Ａと計算座標Ｂとの間に位置ずれが生じていた。しかしながら、下側の検出器９のみにおいて、実際座標Ａと計算座標Ｂとの間に位置ずれが生じていてもよい。この場合、位置ずれが生じている下側の検出器９の計算座標Ｂ２を更新し、実際座標Ａ２に対する位置ずれ量Ｑを算出する。

次に、図１１のフローチャートを参照してＰＥＴ装置１の動作を説明する。

〔ステップＳＴ０１〕点線源を用いた同時計数データの収集
点線源５１を寝台１９の天板１９ａ上に設置して、図５のように、対向する６つの検出器９（２つの検出器ヘッド３）の間に点線源５１を設置する。点線源５１の設置後、データ収集部２１は、検出器９で検出した２本のγ線に基づき、同時計数データＤを収集する。

〔ステップＳＴ０２〕検出器の計算座標の設定
繰り返し制御部４１は、現在使用されている検出器９の計算座標Ｂ０を記憶部２８等から読み出し、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３に送る。ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、送られた検出器９の初期計算座標Ｂ０を計算座標Ｂとして設定する。

〔ステップＳＴ０３〕ＬＯＲ交差断面画像の作成
ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、図６に示すように、対向する６つの検出器９間に点線源３１を含む平面５３を設定し、平面５３と同時計数データＤのＬＯＲとの交差点の分布である交差点分布５５を含むＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成する。なお、図７および図８において、検出器９の実際座標Ａと計算座標Ｂは、上側の座標Ａ１，Ｂ１で位置ずれが生じ、下側の座標Ａ２，Ｂ２で位置ずれが生じていないものとする。

〔ステップＳＴ０４〕理想分布であるか否かの判定
第１理想分布判定部３５は、交差点分布５５が理想分布であるか否かを判定する。第１理想分布判定部３５は、交差点分布５５が予め設定された広がり（例えば面積）の範囲外であれば、すなわち、交差点分布５５が予め設定された広がりよりも大きければ、交差点分布５５が理想分布でないと判定する。交差点分布５５が理想分布でないと判定された場合、上側の検出器９の計算座標Ｂ１は、実際座標Ａ１に対して遠近方向（Ｚ方向）に位置ずれが存在することがわかる。この場合は、ステップＳ０５へ進む。

一方、第１理想分布判定部３５は、交差点分布５５が予め設定された広がり（例えば面積）の範囲内であれば、すなわち、交差点分布５５が予め設定された広がりよりも小さければ、交差点分布５５が理想分布であると判定する。交差点分布５５が理想分布であると判定された場合、上側の検出器９の計算座標Ｂ１は、実際座標Ａ１に対して遠近方向（Ｚ方向）に位置ずれがないことがわかる。この場合は、ステップＳ０６へ進む。

〔ステップＳＴ０５〕検出器の計算座標の更新
検出器座標更新部３７は、予め設定された移動量により検出器９の計算座標Ｂ１を移動させて、検出器９の計算座標Ｂ１を更新する。図８においては、対向する検出器９を遠ざける方向（＋Ｚ方向）に予め設定された移動量Ｕにより移動させる。なお、対向する検出器９を近づける方向（−Ｚ方向）に移動させる場合も同様に、予め設定された移動量Ｕにより移動させる。

繰り返し制御部４１は、第１理想分布判定部３５で理想分布でないと判定された場合に、検出器座標更新部３７により検出器９の計算座標Ｂ１を更新し、更新した検出器９の計算座標Ｂ１を用いてＬＯＲ交差断面画像作成部３３によりＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成し、作成したＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の交差点分布５５が理想分布であるか否かを第１理想分布判定部３５により判定する、これらの処理を繰り返す。

〔ステップＳＴ０６〕位置ずれ量の算出
繰り返し制御部４１は、第１理想分布判定部３５で理想分布であると判定された場合に、第１理想分布判定部３５で最初および最後に判定した検出器９の計算座標Ｂ１に基づき、差分によって、検出器９の実際座標Ａ１に対する検出器９の計算座標Ｂ１の位置ずれ量Ｑを算出する。これにより、検出器９の遠近方向（Ｚ方向）の位置ずれ量Ｑを取得できる。取得した位置ずれ量Ｑ（Ｚ方向）は、記憶部２８等に記憶される。

位置ずれ量Ｑの取得後、主制御部２５および繰り返し制御部４１等により、記憶部２８に記憶されている検出器９の計算座標Ｂ１の位置ずれを位置ずれ量Ｑを用いて補正する。位置ずれの補正後、寝台１９の天板１９ａの点線源５１に代えて被検体Ｍを配置し、放射性薬剤が投与された被検体Ｍから放出される２本のγ線を検出器９で検出し、データ収集部２１により同時計数データＤを収集する。再構成部２３は、収集した同時計数データＤを２次元または３次元の画像再構成し、断層画像等を取得する。断層画像は、表示部２６に表示され、記憶部２８に記憶される。

本実施例によれば、位置ずれ検出部３１は、対向する複数の検出器９間に点線源５１を含む平面５３を設定し、平面５３と同時計数データＤのＬＯＲとの交差点の分布である交差点分布５５を含むＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成するＬＯＲ交差断面画像作成部３３を有し、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の交差点分布５５を用いて検出器９の位置ずれを検出する。このように、検出器９の実際座標Ａに対する計算座標Ｂの位置ずれを、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の交差点分布５５を用いて検出するので、例えばサイノグラムや再構成などの複雑な処理を行わなくてもよく、比較的簡単に位置ずれを検出することができる。

また、位置ずれ検出部３１において、第１理想分布判定部３５は、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３で作成されたＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の交差点分布５５が理想分布であるか否かを判定する。検出器座標更新部３７は、検出器９の計算座標Ｂを更新し、位置ずれ量算出部３９は、第１理想分布判定部３５で最初および最後に判定した検出器９の計算座標Ｂに基づき、検出器９の実際座標Ａに対する検出器９の計算座標Ｂの位置ずれ量Ｑを算出する。繰り返し制御部４１は、第１理想分布判定部３５で理想分布でないと判定された場合に、検出器座標更新部３７により検出器９の計算座標Ｂを更新し、更新した検出器９の計算座標Ｂを用いてＬＯＲ交差断面画像作成部３３によりＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成し、作成したＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の交差点分布５５が理想分布であるか否かを第１理想分布判定部３５により判定する、これらの処理を繰り返す。一方、繰り返し制御部４１は、第１理想分布判定部３５で理想分布であると判定された場合に、位置ずれ量算出部３９により位置ずれ量Ｑを算出する。交差点分布５５が理想分布であるか否かを判定することにより、点線源５１を挟んで対向する複数の検出器９の位置ずれ量Ｑを取得することができる。

また、第１理想分布判定部３５は、交差点分布５５が理想分布であるか否かの判定を、交差点分布５５が予め設定された広がりの範囲の内外で判定する。検出器座標更新部３７は、交差点分布５５が予め設定された広がりの範囲外であれば、検出器９の計算座標Ｂを移動させて検出器９の計算座標Ｂを更新する。これにより、点線源５１を挟んで対向する複数の検出器の遠近方向（Ｚ方向）の位置ずれ量Ｑを取得することができる。

次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。なお、実施例１と重複する説明は省略する。

図７〜図９のように、実施例１では、検出器９の実際座標Ａと計算座標Ｂとの間において、上側の座標Ａ１，Ｂ１で位置ずれが生じ、下側の座標Ａ２，Ｂ２で位置ずれが生じていないものであった。この点、実施例２では、上側および下側の両側の座標Ａ，Ｂで位置ずれが生じているものとする。

本実施例の位置ずれ検出部３１は、２つ以上の点線源５１位置で収集した同時計数データＤを用いて、それぞれＬＯＲ交差断面画像を作成し、複数枚（３枚以上でもよい）のＬＯＲ交差断面画像を利用することで、上側および下側の両方の位置ずれを検出することができ、位置ずれをより正確に検出することができる。

すなわち、本実施例の位置ずれ検出部３１は、図１２のように、実施例１の構成に加え、次のように構成される。具体的には、データ収集部２１は、点線源５１を一定方向（遠近方向、Ｚ方向）に移動させて、予め設定された複数の点線源５１の位置で同時計数データＤを収集する。ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、複数のうち１つの点線源５１の位置で収集した同時計数データＤを用いて、第１ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成する。なお、本実施例において、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を第１ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１として説明し、交差点分布５５を第１交差点分布５５として説明する。

繰り返し制御部４１は、第１理想分布判定部３５で理想分布でないと判定された場合に、検出器座標更新部３７により一方の検出器９の計算座標Ｂを更新し、更新した検出器９の計算座標Ｂを用いてＬＯＲ交差断面画像作成部３３により第１ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成し、作成した第１ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の第１交差点分布５５が理想分布であるか否かを第１理想分布判定部３５により判定する、これらの第１の処理を繰り返す。

繰り返し制御部４１は、第１理想分布判定部３５で理想分布であると判定された場合に、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３により、第１理想分布判定部３５で最後に判定した検出器９の計算座標Ｂを用いて、その他の点線源５１の位置を含む平面５３と、その他の点線源５１の位置で収集した各々の同時計数データＤのＬＯＲとの交差点の分布である第２交差点分布５６を含む第２ＬＯＲ交差断面画像Ｇ２を作成させる。なお、第２ＬＯＲ交差断面画像Ｇ２を作成するための平面５３は、第１ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成するための平面５３と異なるものであってもよいし、同じであってもよい。

また、位置ずれ検出部３１は、第２交差点分布５６が予め設定された広がりの範囲外であれば理想分布でないと判定し、第２交差点分布５６が予め設定された広がりの範囲内であれば理想分布であると判定する第２理想分布判定部４３を備えている。広がりは、上述のように、例えば面積が用いられる。なお、第２理想分布判定部４３は、本発明の第２判定部に相当する。また、第２交差点分布５６は、本発明の他の交差点分布に相当し、第２ＬＯＲ交差断面画像Ｇ２は、本発明の他のＬＯＲ交差断面画像に相当する。

繰り返し制御部４１は、第２理想分布判定部４３で理想分布でないと判定された場合に、検出器座標更新部３７により他方の検出器９の計算座標Ｂを更新し、上述した第１の処理を繰り返し、第１理想分布判定部３５で理想分布であると判定された場合に、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３により第２ＬＯＲ交差断面画像Ｇ２を作成し、作成した第２ＬＯＲ交差断面画像Ｇ２の第２交差点分布５６が理想分布であるか否かを第２理想分布判定部４３により判定する、これらの第２の処理を繰り返す。

繰り返し制御部４１は、第２理想分布判定部４３で理想分布であると判定された場合に、検出器９の計算座標Ｂを出力し、位置ずれ量算出部３９により位置ずれ量Ｑを算出する。これにより、検出器９の実際座標Ａと計算座標Ｂとの間において、上側および下側の両側の座標Ａ，Ｂで位置ずれが生じている場合であっても、点線源５１を挟んで対向する複数の検出器９における遠近方向（Ｚ方向）の位置ずれ量Ｑを取得できる。

なお、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、その他の点線源５１位置のうち、１つの点線源５１位置で収集された同時計数データＤを用いて、１枚の第２ＬＯＲ交差断面画像Ｇ２を作成してもよい。また、その他の点線源５１位置のうち、２つ以上の点線源５１位置で収集された複数の同時計数データＤを用いて、２枚以上の第２ＬＯＲ交差断面画像Ｇ２を作成してもよい。そして、繰り返し制御部４１は、１枚又は２枚以上の第２ＬＯＲ交差断面画像Ｇ２を用いて第２理想分布判定部４３で判定してもよい。

次に、本実施例の位置ずれ検出部３１の動作を簡単に説明する。まず、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）について説明し、次に、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）について説明する。なお、図１３〜図１５において、図示の便宜上、対向する２つの検出器９を用いて説明する。

図１３（ａ）は、検出器９の実際座標Ａと点線源５１の位置を示す図であり、図１３（ｂ）は、更新前の検出器９の計算座標Ｂを示す図である。図１３（ｃ）は、下側の検出器９の計算座標Ｂを固定したときの理想分布となった検出器９の計算座標Ｂを示す図であり、図１３（ｄ）は、上側の検出器９の計算座標Ｂを固定したときの理想分布となった検出器９の計算座標Ｂを示す図である。

図１３（ｂ）は、初期計算座標Ｂ０を示している。点線源５１が、図１３（ａ）のような、対向する検出器９間の中心に位置する場合に同時計数データＤを収集し、収集した同時計数データＤを用いて、第１ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成する。図１３（ｂ）の状態から処理をはじめ、下側の検出器９の計算座標Ｂ２を固定して、上側の検出器９の計算座標Ｂ１を更新すると、図１３（ｃ）のような位置で、第１ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の第１交差点分布５５が理想分布となる。同様に、図１３（ｂ）の状態から処理をはじめ、上側の検出器９の計算座標Ｂ１を固定して、下側の検出器９の計算座標Ｂ２を更新すると、図１３（ｄ）のような位置で、第１ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の第１交差点分布５５が理想分布となる。図１３（ｃ）および図１３（ｄ）のように、第１交差点分布５５が理想分布であっても、それぞれの検出器９の計算座標Ｂは異なっている。

また、図１４（ａ）は、検出器９の実際座標Ａと、図１３（ａ）と異なる点線源５１の位置を示す図であり、図１４（ｂ）は、更新前の検出器９の計算座標Ｂを示す図である。図１４（ｃ）は、図１３（ｃ）と同じ計算座標Ｂを示す図であり、図１４（ｄ）は、図１３（ｄ）と同じ計算座標Ｂを示す図である。

図１３（ｃ）および図１３（ｄ）では、検出器９の計算座標Ｂで理想分布となっていても、図１４（ｃ）および図１４（ｄ）では、理想分布となっていないことが確認される。１つの点線源５１の位置で収集した同時計数データＤのみでは、図１３（ｃ）および図１３（ｄ）のように、第１交差点分布５５が理想分布となる可能性のある検出器９の計算座標Ｂが複数得られる。しかしながら、複数の点線源５１の位置で収集した同時計数データＤがどれも、第１・第２交差点分布５５，５６が理想分布と判定される場合がある。この場合の検出器９の計算座標Ｂが、図１０のような位置ずれなしの状態になったものといえる。

例えば、図１４（ｃ）の第２交差点分布５６が理想分布でない場合において、例えば、下方向、かつ予め設定された移動量Ｕに、固定した下側の検出器９の計算座標Ｂ２を移動して検出器９の計算座標Ｂ２を更新する。次に、図１３（ａ）で収集した点線源５１の位置の同時計数データＤを用いて第１ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成し、第１交差点分布５５が理想分布になるように上側の検出器９の計算座標Ｂ１を移動させて検出器９の計算座標Ｂ１を更新する。このようにして得られたのが図１５（ａ）の状態である。図１５（ａ）は、第１交差点分布５５が理想分布になった検出器９の計算座標Ｂを示す図である。

再び確認のために、図１５（ａ）の検出器９の計算座標Ｂを用いて、図１４（ａ）で収集した点線源５１の位置の同時計数データＤのＬＯＲと、図１４（ａ）の点線源５１の位置を含む平面５３との交差点の分布である第２交差点分布５６を含む第２ＬＯＲ交差断面画像Ｇ２を作成する。作成した第２ＬＯＲ交差断面画像Ｇ２の第２交差点分布５６が理想分布であるか否か判定する。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の場合における第２理想分布判定部４３による判定結果を示す図であり、なおも第２交差点分布５６が理想分布でないことがわかる。

そして、図１５（ｃ）のような第２交差点分布５６が理想分布になるまで、例えば、予め設定された移動量Ｕにより、固定した下側の検出器９の計算座標Ｂ２を移動して検出器９の計算座標Ｂ２を更新する処理等を繰り返し行う。

本実施例によれば、対向する複数の検出器９の計算座標Ｂが実際座標Ａに対して、一方のみでなく、他方も位置ずれしている場合であっても、第２理想分布判定部４３は、第１理想分布判定部３５で第１交差点分布５５が理想分布であると判定された場合において、検出器９の計算座標Ｂが正しい計算座標Ｂであるか確認することができる。また、その結果、両方の検出器９の実際座標Ａに対する計算座標Ｂの遠近方向（Ｚ方向）の位置ずれ量Ｑを取得することができる。

なお、図１２において、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３から位置ずれ量算出部３９へ、第１ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１が送られているが、本実施例では、必ずしも必要ではない。

次に、図面を参照して本発明の実施例３を説明する。なお、各実施例と重複する説明は省略する。図１６（ａ）は、実施例３に係る３枚の平行な平面を示す図であり、図１６（ｂ）は、３枚の平行な平面を設ける場合の１つの効果を説明するための図である。

上述した各実施例では、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、対向する６つの検出器９（図５等参照）間に点線源３１を含む１枚の平面５３を設定した。この点、実施例３では、平面５３に加え、平面５３と互いに平行な２枚の補助平面６１ａ，６１ｂを設定している。すなわち、図１６（ａ）のように、平面は、予め設定された距離ｄを隔てて、かつ平行になるように合計３枚（複数枚）で構成されている。

平面５３と補助平面６１ａ，６１ｂの合計３枚の平面を設定するので、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、３枚のＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成する。これにより、本実施例によれば、次のような効果を有する。

まず、点線源５１からの２本のγ線の広がり方を予め知っていれば、ＬＯＲの３次元的束の最も細い部分Ｅだけでなく、他の位置においても交差点分布６３ａ，６３ｂが理想分布であるか否かを判定することができる。これにより、１枚のＬＯＲ交差断面画像Ｇ１だけでなく、３枚（複数枚）のＬＯＲ交差断面画像Ｇ１で判定を行うので、判定をより正確に行うことができる。

また、検出器座標更新部３７による検出器９の計算座標Ｂを更新の際に、検出器９の計算座標Ｂをどの方向（Ｚ方向）に移動させればよいのか知ることができる。すなわち、補助平面６１ａ，６１ｂに形成される交差点分布６３ａ，６３ｂの面積や幅を比較する。これにより、例えば、交差点分布６３ａ，６３ｂが小さい方から大きい方に移動する等のように設定しておけば、検出器９の計算座標Ｂの移動方向（Ｚ方向）が求められる。例えば、図１６（ａ）においては、交差点分布６３ｂは、交差点分布６３ａよりも幅が小さい。そのため、検出器９の計算座標Ｂの移動方向（Ｚ方向）は、交差点分布６３ｂから交差点分布６３ａへ向かう方向（＋Ｚ方向）であることがわかる。これにより、繰り返す回数を低減することができる。

また、検出器９の計算座標Ｂを更新の際に、検出器９の計算座標Ｂのおおよその移動量を知ることができる。例えば、図１６（ｂ）において、ＬＯＲの３次元的束の最も細い部分Ｅが補助平面６１ｂよりも外側にあるとする。平面５３は、補助平面６１ａ，６１ｂの各々に対して距離ｄ離れている。そのため、平面５３に部分Ｅを近づけるためには、部分Ｅが少なくとも＋Ｚ方向に距離ｄ、移動するように、検出器９の計算座標Ｂを移動させるように移動量を設定する。これにより、繰り返す回数を低減することができる。

なお、本実施例では、平面５３と補助平面６１ａ，６１ｂの合計３枚の平面を設定していたが、これに限定されない。すなわち、平面は、２枚または４枚以上を設定されていてもよい。

次に、図面を参照して本発明の実施例４を説明する。なお、各実施例と重複する説明は省略する。図１７は、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１（平面５３，６１ａ，６１ｂ）の一例を示す図であり、図１８は、（ａ）〜（ｄ）は、動作を説明するための図である。なお、図１８において、ＬＯＲを２点鎖線で示す。

上述した各実施例では、図６のように、検出器ヘッド３は、３つの検出器９の検出面Ｆが平行になるように配置されており、また、交差点分布５５が形成される平面５３も各々の検出器９の検出面Ｆに対して平行に設定された。しかしながら、平面５３は、図１７のように、各々の検出器９の検出面Ｆに対して傾いていてもよい。すなわち、点線源５１を基準に平面５３の角度を変えてＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成すると、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の交差点分布５５の形状の歪み、すなわち楕円の歪みから検出器９の実際座標Ａに対する計算座標Ｂの傾きの位置ずれを検出できるというものである。

図１８（ａ）〜図１８（ｄ）を参照して本実施例の構成および動作を説明する。図１８（ａ）において、上側の検出器９の実際座標Ａ１は傾いており、上側の計算座標Ｂ１との間に位置ずれがあるものとする。一方、下側の検出器９の実際座標Ａと計算座標Ｂとの間には、位置ずれがないものとする。

交差点分布５５の形状（楕円）の歪みは、ある角度の１枚の平面５３だけでは、平面５３の傾きにより生じているのか、検出器９の傾きにより生じているのか判断ができにくい。そのため、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、図１８（ｂ）のように、点線源５１を基準として予め設定された角度θごとに複数の平面５３を設定し、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成する。第１理想分布判定部３５は、各々のＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の交差点分布５５の形状の歪みが最も小さい角度のＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を選択する。例えば、図１８（ｂ）において、符号ＷのＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を選択する。

また、第１理想分布判定部３５は、選択したＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の交差点分布５５の形状が予め設定された歪みの範囲外であれば理想分布でないと判定し、交差点分布５５の形状が予め設定された歪みの範囲内であれば理想分布であると判定する。なお、予め設定された歪みは、例えば楕円の長径と短径の比が用いられる。

また、図１８（ｃ）のように、平面５３と補助平面６１ａ，６１ｂで構成すると、補助平面６１ａ，６１ｂが上下の検出器９側に近づくので、各々の交差点分布の歪みをはっきりと知ることができる。これにより、例えば、補助平面６１ａ，６１ｂに形成される交差点分布のうち、交差点分布の歪みが大きい方に近い検出器９の計算座標Ｂを優先的に更新するようにしてもよい。

繰り返し制御部４１は、第１理想分布判定部３５で交差点分布５５が理想分布でないと判定された場合に、検出器座標更新部３７により検出器９の計算座標Ｂを更新し、更新した検出器９の計算座標Ｂを用いてＬＯＲ交差断面画像作成部３３により、第１理想分布判定部３５で選択した角度で、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成し、作成したＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の交差点分布５５が理想分布であるか否かを第１理想分布判定部３５により判定する、これらの処理を繰り返す。

すなわち、図１８（ｄ）のように、検出器９の実際座標Ａに対する計算座標Ｂの傾きの位置ずれがなくなる、第１理想分布判定部３５で理想分布であると判定されるまで、処理が繰り返される。なお、検出器座標更新部３７は、検出器９の計算座標Ｂの移動および回転の少なくとも一方のうち、回転を行い検出器９の計算座標Ｂを更新する。また、傾きの位置ずれがない状態ほど、交差点分布５５は、円に近づく。

また、繰り返し制御部４１は、第１理想分布判定部３５で理想分布であると判定された場合に、最後に判定した検出器９の計算座標Ｂを出力し、第１理想分布判定部３５で最初および最後に判定した検出器９の計算座標Ｂに基づき位置ずれ量Ｑを算出する。

本実施例によれば、第１理想分布判定部３５は、交差点分布５５が理想分布であるか否かの判定を、交差点分布５５の形状が予め設定された歪みの範囲の内外で判定し、検出器座標更新部３７は、検出器９の計算座標Ｂを回転させて検出器９の計算座標Ｂを更新する。これにより、点線源５１を挟んで対向する複数の検出器９における傾きの位置ずれ量Ｑを取得できる。

なお、図１８（ｂ）においては、Ｙ軸周りに平面５３を傾けていたが、Ｘ軸周りにも平面５３を傾けてもよい。

次に、図面を参照して本発明の実施例５を説明する。なお、各実施例と重複する説明は省略する。図１９は、平面５３に沿った方向（Ｘ、Ｙ方向）における検出器９に実際座標Ａと計算座標Ｂとの間の位置ずれを説明するための図である。

上述した各実施例では、対向する検出器９間の遠近方向（Ｚ方向）で位置ずれを検出していた。この点、本実施例では、その遠近方向と直交する平面方向（Ｘ、Ｙ方向）で位置ずれを検出する。

本実施例の位置ずれ検出部３１は、上述した各実施例の構成に加え、次のように構成されている。すなわち、平面５３に沿った方向（Ｘ、Ｙ方向）における、点線源５１の位置と交差点分布５５との位置ずれを算出する位置ずれ算出部３９を備えている（図４および図１２参照）。平面５３に沿った方向（Ｘ、Ｙ方向）に位置ずれが無ければ、交差点分布５５と実際の点線源５１の位置は一致するはずである。位置ずれ算出部３９は、図１９のように、例えば、交差点分布５５の中心位置と点線源５１の中心位置との位置ずれ量Ｑを、交差点分布５５が形成されたＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を用いて算出する。

本実施例によれば、位置ずれ検出部３１は、さらに、平面５３に沿った方向（Ｘ、Ｙ方向）における、点線源５１の位置と交差点分布５５との位置ずれ量Ｑを算出する位置ずれ算出部３９を備えている。これにより、交差点分布５５を含むＬＯＲ交差断面画像Ｇ１から平面５３に沿った方向（Ｘ、Ｙ方向）の位置ずれ量Ｑを取得できる。すなわち、平面５３に沿った方向（Ｘ、Ｙ方向）における、検出器９の実際座標Ａに対する計算座標Ｂの位置ずれ量Ｑを取得することができる。

次に、図面を参照して本発明の実施例６を説明する。なお、各実施例と重複する説明は省略する。図２０は、点線源５１を移動させた場合を示す図である。ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の交差点分布５５は、点線源５１の位置に対応する。これにより、寝台１９等の点線源５１を移動するための座標軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸）と、検出器９の計算座標Ｂや再構成空間などの撮像視野７１の座標軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸）との対応関係がわかる。

本実施例では、上述した各実施例に加え、次のように構成されている。すなわち、データ収集部２１は、点線源５１を移動させる際の同一の座標軸上における、予め設定された複数の点線源５１の位置で同時計数データＤを収集する。ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、各々の点線源５１の位置で収集した同時計数データＤを用いて、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成する。位置ずれ算出部３９は、複数のＬＯＲ交差断面画像Ｇ１に基づき、点線源５１を移動させることによる交差点分布５５の位置ずれ量Ｑを算出する。

図２１（ａ）は、１枚のＬＯＲ交差断面画像Ｇ１に異なる点線源５１位置で収集した２つの交差点分布５５ａ，５５ｂを示す図である。図２１（ａ）において、交差点分布５５ａが形成された位置から寝台１９のＸ方向の座標軸に沿って移動させると、図２１（ａ）中の矢印Ｖに沿って交差点分布５５ｂが形成されているはずである。しかしながら、矢印Ｖから外れた位置に交差点分布５５ｂに形成される。これにより、寝台１９の移動軸などの点線源５１を移動するための座標軸は、検出器９の計算座標Ｂや再構成空間などの撮像視野７１の座標軸が一致していないことが確認される。

位置ずれ算出部３９は、図２１（ａ）のように、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１に基づき、位置ずれ量Ｑを算出する。なお、図２１（ａ）では、１枚のＬＯＲ交差断面画像Ｇ１に２つの交差点分布５５ａ，５５ｂを示している。この点、位置ずれ算出部３９は、２枚のＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を加算して１枚のＬＯＲ交差断面画像Ｇ１に基づき、位置ずれ量Ｑを算出してもよいし、収集の位置が異なる２つの同時計数データＤから作成した１枚のＬＯＲ交差断面画像Ｇ１に基づき、位置ずれ量Ｑを算出してもよい。また、位置ずれ算出部３１は、２枚のＬＯＲ交差断面画像Ｇ１から各々の交差点分布５５ａ，５５ｂの位置を求め、位置ずれ量Ｑを算出してもよい。また、同時計数データＤは、点線源５１を移動せずに静止した状態で収集したものであってもよいし、点線源５１を移動させながら収集したものであってもよい。

図２１（ａ）では、寝台１９により点線源５１をＸ方向に移動させていたが、Ｙ方向に移動させてもよい。また、図２１（ｂ）のように、Ｚ方向に移動させるようにしてもよい。図２１（ａ）の場合と同様に、図２１（ｂ）において、位置ずれ量算出部３９は、点線源５１の移動量に対する位置ずれ量Ｑを算出する。

本実施例によれば、データ収集部２１は、点線源５１を移動させる際の同一座標軸上における複数の点線源５１の位置で同時計数データＤを収集し、ＬＯＲ交差断面画像作成部３３は、各々の点線源５１の位置で収集した同時計数データＤを用いてＬＯＲ交差断面画像Ｇ１を作成し、さらに、位置ずれ検出部３１は、ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１の各々の交差点分布５５に基づき位置ずれ量Ｑを算出する位置ずれ量算出部３９を備えている。これにより、寝台１９等の点線源５１を移動するための座標軸と、検出器９の計算座標Ｂや再構成空間などの撮像視野７１の座標軸との対応関係を知ることができる。その結果、それらの座標軸を一致させることができる。

なお、図２２（ａ）および図２２（ｂ）は、寝台１９等の点線源５１を移動させるための座標軸と、検出器９の計算座標Ｂや再構成空間などの撮像視野７１などの座標軸とが位置ずれしている場合を説明する図である。

寝台１９の移動軸に沿って被検体Ｍを移動させない１回の撮像の場合は、影響が現れない。しかしながら、例えば、図２２（ａ）のように、寝台１９の移動軸に沿って被検体Ｍを移動して、被検体Ｍの全身を複数回に分けて撮像する。このときに、座標軸が一致していないと、図２２（ｂ）のように、再構成画像を単純に繋ぎ合わせた場合に位置ずれが生じてしまう。本実施例によれば、寝台１９等の点線源５１を移動するための座標軸と検出器９の計算座標Ｂや再構成空間などの撮像視野７１の座標軸との対応関係を知ることができる。その結果、それらの座標軸を一致させることができる。

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

（１）上述した各実施例では、図２において、検出器ヘッド３は、複数のγ線検出器９の検出面Ｆが円弧状になるように配置されていた。この点、図５等のように、検出器ヘッド３は、複数の検出器９の検出面Ｆが平行になるように配置されていてもよい。この場合、各々の検出器９の検出面Ｆは、段差がないように配置される。

（２）上述した各実施例および変形例（１）では、繰り返し制御部４１は、第１理想分布判定部３５で理想分布であると判定された場合に、第１理想分布判定部３５で最初および最後に判定した検出器９の計算座標Ｂに基づき、検出器９の実際座標Ａに対する検出器９の計算座標Ａの位置ずれ量Ｑを算出していた。この点、繰り返し制御部４１は、第１理想分布判定部３５で理想分布であると判定された場合に、最後に判定したときの検出器９の計算座標Ｂを出力するようにしてもよい。すなわち、最後に判定したときの検出器９の計算座標Ｂは、実際座標Ａに対する遠近方向（Ｚ方向）の位置ずれが無い状態である。最後に判定したときの検出器９の計算座標Ｂを記憶部２８等にそのまま置き換えて記憶し、検出器９の計算座標Ｂを再構成処理などに用いるようにしてもよい。

（３）上述した各実施例および各変形例では、図２３（ａ）に示すように、一対の検出器ヘッド３単位で得られる同時計数データＤを用いて第１・第２ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１，Ｇ２を作成し、検出器ヘッド３単位の位置ずれを検出していた。この点、図２３（ｂ）のように、検出器ヘッド３を構成する各々の検出器９で位置ずれする場合には、一対の検出器９単位で得られる同時計数データＤを用いて第１・第２ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１，Ｇ２を形成し、検出器９単位の位置ずれを検出してもよい。

（４）上述した各実施例および各変形例では、図２３（ａ）等のように、検出器ヘッド３は、正面で向き合っていたが、図２４のように、検出器ヘッド３は、偏って配置されていてもよい。

（５）上述した各実施例および各変形例では、ＰＥＴ装置１は、２つの検出器ヘッド３を有していたが、３つ以上の検出器ヘッド３を備えていてもよい。図２５のように、３つの検出器ヘッド３ａ，３ｂ，３ｃを有する場合、例えば検出器ヘッド３ａと検出器ヘッド３ｂで得られる同時計数データＤを用いて第１・第２ＬＯＲ交差断面画像Ｇ１，Ｇ２を形成して位置ずれを検出してもよい。

（６）上述した各実施例および各変形例では、遠近方向をＺ方向として、平面５３に沿った方向をＸ、Ｙ方向として説明したが、これに限定されない。また、上述した各実施例および各変形例において、主制御部２５や繰り返し制御部４１は、取得した位置ずれ量Ｑに基づき、検出器９の実際座標Ａに対する計算座標Ｂの位置ずれを修正し、寝台１９等の座標軸と撮像視野７１の座標軸とを一致させる処理を行ってもよい。

１ … ＰＥＴ装置
３ … 検出器ヘッド
９ … 検出器
１９ … 寝台
１９ａ … 天板
１９ｂ … 天板移動機構
２１ … データ収集部
２５ … 主制御部
３１ … 位置ずれ検出部
３３ … ＬＯＲ交差断面画像作成部
３５ … 第１理想分布判定部
３７ … 検出器座標更新部
３９ … 位置ずれ量算出部
４１ … 繰り返し制御部
４３ … 第２理想分布判定部
５１ … 点線源（点状の線源）
５３ … 平面
５５（５５ａ，５５ｂ），６３ａ，６３ｂ… 交差点分布（第１交差点分布）
５６ … 第２交差点分布
６１ａ，６１ｂ… 補助平面
Ｇ１ … ＬＯＲ交差断面画像（第１ＬＯＲ交差断面画像）
Ｇ２ … 第２ＬＯＲ交差断面画像
Ａ（Ａ１，Ａ２） … 実際座標
Ｂ（Ｂ１，Ｂ２） … 計算座標
Ｄ … 同時計数データ
Ｑ … 位置ずれ量

Claims (9)

1. 対消滅γ線を放出する線源を挟んで対向する複数の検出器と、
   前記検出器で検出した前記対消滅γ線に基づいて同時計数データを収集するデータ収集部と、
   前記対向する複数の検出器間に前記線源を基準にした平面を設定し、前記平面と前記同時計数データのＬＯＲとの交差点の分布である第１交差点分布を含む第１ＬＯＲ交差断面画像を作成するＬＯＲ交差断面画像作成部を有し、前記第１ＬＯＲ交差断面画像の前記第１交差点分布を用いて前記検出器の位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、
   を備えていることを特徴とするＰＥＴ装置。
2. 請求項１に記載のＰＥＴ装置において、
   前記位置ずれ検出部は、前記ＬＯＲ交差断面画像作成部と、
   前記第１交差点分布が理想分布であるか否かを判定する第１判定部と、
   前記検出器の計算座標を更新する検出器座標更新部と、
   前記第１判定部で理想分布でないと判定された場合に、前記検出器座標更新部により前記検出器の計算座標を更新し、更新した前記検出器の計算座標を用いて前記ＬＯＲ交差断面画像作成部により前記第１ＬＯＲ交差断面画像を作成し、作成した前記第１ＬＯＲ交差断面画像の前記第１交差点分布が理想分布であるか否かを前記第１判定部により判定する、これらの処理を繰り返し、前記第１判定部で理想分布であると判定された場合に、最後に判定したときの前記検出器の計算座標を出力する繰り返し制御部と、
   を備えていることを特徴とするＰＥＴ装置。
3. 請求項２に記載のＰＥＴ装置において、
   前記第１判定部は、前記第１交差点分布が予め設定された広がりの範囲外であれば理想分布でないと判定し、前記第１交差点分布が前記広がりの範囲内であれば理想分布であると判定し、
   前記検出器座標更新部は、前記検出器の計算座標を移動させて前記検出器の計算座標を更新することを特徴とするＰＥＴ装置。
4. 請求項３に記載のＰＥＴ装置において、
   前記データ収集部は、前記線源を一定方向に移動させて複数の前記線源の位置で前記同時計数データを収集し、
   前記ＬＯＲ交差断面画像作成部は、複数のうち１つの線源の位置で収集した同時計数データを用いて第１ＬＯＲ交差断面画像を作成し、
   前記ＬＯＲ交差断面画像作成部は、前記第１判定部で最後に判定した前記検出器の計算座標を用いて、前記平面と、その他の線源の位置で収集した同時計数データのＬＯＲとの交差点の分布である他の交差点分布を含む他のＬＯＲ交差断面画像を生成し、さらに、前記他の交差点分布が前記広がりの範囲外であれば理想分布でないと判定し、前記他の交差点分布が前記広がりの範囲内であれば理想分布であると判定する第２判定部を備えていることを特徴とするＰＥＴ装置。
5. 請求項２から４のいずれかに記載のＰＥＴ装置において、
   前記第１判定部は、前記第１交差点分布の形状が予め設定された歪みの範囲外であれば理想分布でないと判定し、前記第１交差点分布の形状が前記歪みの範囲内であれば理想分布であると判定し、
   前記検出器座標更新部は、前記検出器の計算座標を回転させて前記検出器の計算座標を更新することを特徴とするＰＥＴ装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のＰＥＴ装置において、
   前記データ収集部は、前記線源を移動させる際の同一座標軸上における複数の前記線源の位置で前記同時計数データを収集し、
   前記ＬＯＲ交差断面画像作成部は、各々の前記線源の位置で収集した前記同時計数データを用いて前記第１ＬＯＲ交差断面画像を作成し、
   さらに、前記第１ＬＯＲ交差断面画像の各々の前記第１交差点分布に基づき位置ずれ量を算出する位置ずれ算出部を備えていることを特徴とするＰＥＴ装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のＰＥＴ装置において、
   前記平面は、予め設定された距離を隔てて、かつ平行になるように複数枚で構成されることを特徴とするＰＥＴ装置。
8. 請求項７に記載のＰＥＴ装置において、
   前記複数枚で構成される平面のうち１枚は、前記線源の位置を含むように設定されていることを特徴とするＰＥＴ装置。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のＰＥＴ装置において、
   さらに、前記平面に沿った方向における、前記線源の位置と前記第１交差点分布との位置ずれ量を算出する位置ずれ算出部を備えていることを特徴とするＰＥＴ装置。
   

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