JP6801906B2 - Ｐｅｔシステムに用いられる時間補正装置 - Google Patents
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Description
本発明は、医療機器領域における時間補正装置に関し、特にＰＥＴシステムに用いられる時間補正装置に関する。
陽電子放出断層撮影（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下、単にＰＥＴと称する）システムは、非侵襲性の機能代謝分子撮像設備である。その原理は、放射性核種の減衰によって、陽電子が発生し、陽電子が短い距離（通常、数ミリ）を運動した後、組織内の電子と結合してから消滅する。その質量が互いに反対方向に射出する一対のガンマ光子に転換し、ガンマ光子のエネルギがいずれも０．５１１ＭｅＶである。分子プローブにマーキングする陽電子核種をトレーサとして、陽電子の消滅によって発生したガンマ光子の時間、エネルギ及び位置情報を検出取得することにより、符合技術を適用して消滅イベントの応答線（Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ、単にＬＯＲとも称する）を取得する。その後、トレーサに対する各部位の摂取程度が反映されるように画像再構成法により結像することにより、疾患の診断を補助する。
符合時間分解能はＰＥＴシステムの重要指標である。符合時間分解能は、ＰＥＴシステムにおいて消滅イベントが発生した後、一対のガンマ光子が到達した不確定度（又は応答変動と称する）を表す。符合時間分解能の定義から分かるように、水晶アレイを用いた検出器設計では、その応答線が増加する。各応答線は、各時間スペクトルに対応する。複数の応答線に対応する時間スペクトルが基本ユニットモジュールの時間スペクトルを構成する。水晶アレイにおける各水晶片間には均一性の誤差が存するため、すなわち、水晶アレイにおける各水晶片の性能差異（光出力、減衰時間係数、光子通過時間等を含む）及び光電転換デバイス領域の非線形関係によって、全ての時間スペクトルの中心値を正確に理想の零時刻に位置させていないため、基本ユニットモジュールの時間スペクトルの幅が広げられる。
先行技術では、数多くのＰＥＴが用いる時間補正方法は、直接測定補正法であり、典型的な直接測定補正法は、旋回ロッド源時間補正法である。旋回ロッド源時間補正法は、投影スキャン時に用いられるロッド源を利用して、検出器リングの回りに減衰補正の円周運動を行うと同時に、符合データの収集及び反復処理等を行うことにより時間情報を補正する（特許文献１参照）。この方法は、典型的なＰＥＴの減衰補正ロッド源を利用して典型的な臨床ＰＥＴ機器にとっては、他の追加装置を必要とせず補正を完成させることができる。現在市場では、ＰＥＴ／ＣＴが徐々に流行り、ＰＥＴ／ＣＴは、直接にＣＴ結像によって反映した結像組織の密度情報を参考とすることにより、ＰＥＴ減衰補正に必要な減衰率を生成することができるので、大半の新機器が減衰補正を行うとき、旋回ロッド源に頼ることがないため、当該方法は、ＰＥＴ／ＣＴ状態における使用においても一定の挑戦を受けている。
その他の直接測定補正法は、検出器リング中心に中実線源、ロッド源或いは注射トレーサの円柱プロテーゼ又は円環プロテーゼを置いてデータを収集した後、反復アルゴリズムを用いて時間補正を行う（特許文献２及び非特許文献１参照）。線源、柱源又は注射トレーサの直径が小さい円柱プロテーゼを用いる場合、時間補正を行うとき少ない応答線しか及ばず、すなわち、円環上の検出器の一部しか時間情報補正を行わない。一方、直径が大きい放射源円柱プロテーゼを用いる場合、多くの応答線における時間分布情報を取得するとともに、その体積が大きいため、多くの応答線における時間分布が拡散になり、その中心がオフセットする時刻の確認には大きな誤差が存する。
また、システムの複雑の観点から、旋回ロッド源時間補正法においてロッド源を旋回するために別途の機械伝達装置を設ける必要がある。例えば、モータによってロッド源の位置を制御調整して、高精度の制御を図るために、機械部材の設計及び実現は、困難であるため、ＰＥＴシステム全体の複雑度が増加してしまう。アルゴリズムの複雑度は、Ｏ（ｎ2）であり、Ｏ（ｎ2）は、当該アルゴリズムにおける文章の実行回数であり、ｎは、各基本ユニットであり、水晶格子の数と見做される。当該反復アルゴリズムにより得られる最終結果の演算時間が長い。旋回ロッド源は、通常６８−Ｇｅを用いており、当該放射源の半減期は、２７０．９５日であり、所定時間が経つと、ユーザは、Ｇｅ源を更新しなければならず、ＰＥＴのランニングコストが直接に増大してしまう。
線源、柱源又は注射トレーサの直径が小さい円柱プロテーゼを補正基礎として用いる場合、用いられる補正装置が簡単であるが、補正時に少ない応答線しか及ばず、すなわち、円環上の検出器の一部しか時間情報補正を行わず、全視野ＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｖｉｅｗ）内の全て応答線をカバーすることができない。一方、直径が大きい放射源円柱プロテーゼを用いる場合、多くの応答線における時間分布情報を取得するとともに、その体積が大きいため、多くの応答線における時間分布が拡散になり、時間分布の幅が増大してしまい、視野内における全ての応答線の時間オフセットを精度よく補正することができない。
その他のＰＥＴシステムは、円環プロテーゼを検出器リングの中心に置いて用いるが、旋回ロッド源方法と類似し、複雑な反復アルゴリズムにより得られた最終の補正結果を用いて、収集時間が短いものの、演算複雑度は、高くてＯ（ｎ2）であり、演算時間が長い。実際適用中において、演算速度を向上させるために別途高性能計算サーバを設ける必要があり、ＰＥＴシステムのコストが増大してしまう。
上述した方法以外に、時間プローブを用いる方法によって時間補正を行い、放射源を水晶に固定し、ＦＯＶの中心に置いて、これを基準に各モジュールとの時間偏差値を取得する。しかしながら、補正ユニットは主に基本モジュールであり、最小基本ユニット「水晶格子」ではない。さらに、固定して用いられる放射源は、６８−Ｇｅ又は２２−Ｎａ、６８−Ｇｅの半減期は２７０日であり、２２−Ｎａの半減期は２．６年であり、所定時間が経つと、ＰＥＴシステムの性能を保つために、放射源を更新しなければならない。
上述の通り、先行技術では、ＰＥＴシステムの時間補正を行うとき、補正効果の中途半端、アルゴリズムの複雑化及び設備のハイコスト化等の問題が存在する。そこで、効果が優れ、演算が簡単かつ迅速で、アルゴリズムの複雑度が低くかつ低コストの時間補正方法は、現状ＰＥＴシステムに必要とされている。
Ｘｉａｏｌｉ Ｌｉ， Ｂｕｒｒ， Ｋ．Ｃ， Ｇｉｎ−Ｃｈｕｎｇ Ｗａｎｇ， Ｈｕｉｎｉ Ｄｕ， ｅｔｃ． Ｔｉｍｉｎｇ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ ＰＥＴ ｕｓｉｎｇ ｐｏｓｉｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｉｓｏｔｏｐｓ ａｎｄ ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ ｔａｒｇｅｔｓ， ＩＥＥＥ Ｎｕｃｌ． Ｓｃｉ． Ｓｙｍｐ． Ｃｏｎｆ． Ｒｅｃ．， ｐｐ １−５， ２０１３
本発明は、先行技術では、ＰＥＴシステムの時間補正を行うとき、生じた補正効果の中途半端、アルゴリズムの複雑化及び設備のハイコスト化という問題点を解消するために、ＰＥＴシステムに用いられる時間補正装置を提供することを目的とする。
上述した問題点を解消するために、本発明のある態様によれば、ＰＥＴシステムに用いられる時間補正装置であって、順に配列される複数の検出器を含む検出器リングと、前記検出器リング内に位置し、その円心が前記検出器リングの軸方向及び径方向の中心と重なる円環プロテーゼと、前記円環プロテーゼ内に位置し、その中心が前記円環プロテーゼの中心に位置する検出モジュールと、互いに接続されるデータ収集モジュール及びエネルギ選別モジュールを含むデータ取得モジュールであって、前記データ収集モジュールは、前記検出器及び前記検出モジュールを含み、前記エネルギ選別モジュールは、前記データ収集モジュールと接続され、前記データ収集モジュールから送信されたシングルイベント時間情報を受信するデータ取得モジュールと、前記エネルギ選別モジュールと接続され、前記エネルギ選別モジュールから送信されたシングルイベント時間情報を受信するデータ符合モジュールと、前記データ符合モジュールと接続され、前記シングルイベント時間情報に基づき前記検出器のオフセット値を算出する時間オフセット値算出モジュールと、前記シングルイベント時間情報が補正されるように算出された前記オフセット値をシステム全体に適応するデータ補正適用モジュールと、を含む、時間補正装置が提供される。
前記円環プロテーゼの軸方向の長さは、前記検出器リングの軸方向の長さ以下であり、前記円環プロテーゼの外径は、前記検出器リングの内径以下である。
前記円環プロテーゼの内径は、前記検出器リングの直径の半分と前記検出モジュールの外径との間にある。
前記円環プロテーゼの厚みは、均一である。
前記円環プロテーゼ内に放射源が設けられ、放射源を含むＰＥＴシステムの全体計数率は、少なくともＰＥＴシステムが空スキャンするときの計数率の２倍である。
前記円環プロテーゼ内の放射源の活量は、３０から５００ｕＣｉである。
前記検出モジュールの時間分解能が前記検出器リングにおける前記検出器の時間分解能よりも高くなる。
前記検出モジュールは、その時間分解能が１ｎｓよりも小さい高時間性能検出モジュールである。
前記検出モジュールは、ケイ酸バリウムシンチレーション水晶、光電変換デバイス及び電子学読出部分を含み、前記ケイ酸バリウムシンチレーション水晶は、前記光電変換デバイスとカップリングされ、前記光電変換デバイスは、前記電子学読出部分と接続される。
前記光電変換デバイスは、光電倍増管、ケイ光電倍増管、ＭＰＰＣ及びガイガーモードアバランシェダイオードのうちのいずれか一つである。
データ収集モジュールは、前記検出器リングにおける検出器及び前記検出モジュールによりテーブルのシングルイベント時間情報を収集する。そして、前記エネルギ選別モジュールは、前記データ収集モジュールにより収集された前記シングルイベント時間情報に対しエネルギウィンドウの解析選別を行うことで、散乱イベントが除去される。
本発明は、旋回ロッド源ではなく、円環プロテーゼを用いることにより、ＰＥＴシステムの設計が大幅に低減され、ＰＥＴシステムの設計の複雑度が制御される。円環プロテーゼによって時間補正の操作を行うとき、操作簡単のメリットが得られるため、現に流行りのＰＥＴ又はＰＥＴ／ＣＴ機器により適することができる。本発明は、検出モジュールを視野中心に置き検出器リングにおける検出器の時間参照として、同一参照の方法によれば、アルゴリズムの複雑度が軽減される。本発明は、補正時に静止状態においてデータを一回のみ収集すればよく、アルゴリズムが高速、簡易かつ有効で、従来方法に多く使用される反復最適化補正アルゴリズムに比べ、複雑度が大幅に軽減され、演算時間が低減される。
以下、具体的な実施例を参照しながら、本発明をより詳しく説明する。ここでは、実施例は、本発明の説明のみに用いられ、本発明の範囲を制限するものではない。
図１は、本発明の好適実施例に係るＰＥＴシステムに用いられる時間補正装置のレイアウトである。時間補正装置は、検出器リング１０、円環プロテーゼ２０及び検出モジュール３０を含む。検出器リング１０は、順に配列される複数の検出器１１から形成される円環である。円環プロテーゼ２０は、検出器リング１０内に位置し、その円心が検出器リング１０の軸方向及び径方向の中心と重なる。検出モジュール３０は、円環プロテーゼ２０内に位置し、その中心が検出器リング１０と円環プロテーゼ２０の中心位置に位置する。円環プロテーゼ２０の軸方向の長さは、検出器リング１０の軸方向の長さ以下であり、円環プロテーゼ２０の外径は、検出器リング１０の内径以下であり、円環プロテーゼ２０の内径は、検出モジュール３０の外径以上である。円環プロテーゼ２０の内径は、検出器リング１０の直径の半分と検出モジュール３０の直径との間にあることがより好ましい。円環プロテーゼ２０は、その厚みが均一で変形しにくくなる。背景及びランダムのノイズ干渉を回避するために、補正が行われるとき、円環プロテーゼ２０に放射源を設ける必要がある。放射源の活量（Ａｃｔｉｖｉｔｙ）は、以下の条件を満たす。すなわち、放射源を設けるＰＥＴシステムの全体計数率（Ｃｏｕｎｔ Ｒａｔｅ）は、少なくともＰＥＴシステムが空スキャンするときの計数率の２倍以上であることが好ましく、１０倍であることがより好ましい。円環プロテーゼ２０の放射源は、よくＰＥＴシステムに用いられる液体状のβ線源であり、例えば、18Ｆに基づく18Ｆ−ＦＤＧ，18Ｆ−ＦＤＯＰＡ，18Ｆ−ＦＬＴ等、15Ｏに基づく15Ｏ−Ｈ2Ｏ、11Ｃに基づく11Ｃ−酢酸ナトリウム，11Ｃ−コリン等の放射性β線源である。機器の感度が高ければ高いほど、必要とされる活量が低くなり、本発明の円環プロテーゼ２０の放射源の活量は、３０から５００ｕＣｉであることが好ましく、３００から５００ｕＣｉであることがより好ましく、そのコストが低く、柔軟性が優れている。
図１に示す実施例では、検出器リング１０の形状は、円環形状を用いているが、これに限定されるものではなく、異なる環状を用いてもよい。また、非環状の検出器にも同様に適用されてもよく、例えば、検出器リング１０は、平板状、四角形状又は八角形等の検出器レイアウトを用いてもよい。本発明のＰＥＴシステムにおける検出モジュール３０は、高時間性能検出モジュールを用いている。ここでは、検出モジュール３０の時間性能が検出器リング１０の検出器１１の固有時間性能よりも優れていれば、すなわち、検出モジュール３０の時間分解能が検出器リング１０の検出器１１の時間分解能よりも高ければ、本発明において高時間性能検出モジュールとして認められる。同時に臨床各種ＰＥＴ機器の時間分解能には一定の差異があるため、本発明の高時間性能検出モジュールの時間性能は、１ｎｓよりも小さくなる。また、円環プロテーゼ２０に比べ、検出モジュール３０自体が小さく、円形状に限らず他の形状をなしてもよい。
図２は、本発明の好適実施例に係るＰＥＴシステムに用いられる時間補正装置の検出モジュール３０の構成概略図である。検出モジュール３０は、ケイ酸バリウムシンチレーション水晶３１（単にＬＹＳＯ水晶と称する）、光電変換デバイス３２及び電子学読出部分３３を含み、ケイ酸バリウムシンチレーション水晶３１は、光電変換デバイス３２とカップリングされ、光電変換デバイス３２は、電子学読出部分３３と接続され、電子学読出部分３３がデータ収集部分（図示しない）と接続されるのは、本分野の公知常識であるため、その説明を省略する。本発明の好適実施例において、光電変換デバイス３２は、光電倍増管（ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ ｔｕｂｅ，ＰＭＴ）例えば、図２の実施例に示す浜松Ｒ９８００型を用いている。
図３は、本発明の好適実施例に係るＰＥＴシステムに用いられる時間補正装置のフローチャートである。本発明の時間補正装置の使用時に以下のステップを含む。
ステップＳ１：検出器リング１０に放射源を含む円環プロテーゼ２０及び検出モジュール３０を設けて固定する。
ステップＳ２：ＰＥＴシステムの時間補正係数を初期化する。
ステップＳ３：システムの符合イベントを取得する。
ステップＳ４：各水晶格子の時間相対オフセット値を取得する。
ステップＳ５：システム時間補正係数を更新して適用する。
具体的には、ステップＳ３の符合イベント取得とは、中心の検出モジュール３０に対する各水晶格子の符合イベントを取得することである。これにより、イベント到達の正確時間情報及び水晶格子位置情報を含む情報を少なくとも取得する。ここでは、検出器の水晶格子は、検出器の設計に用いられる水晶アレイ規格により決まる。本発明のステップＳ３において、検出器リング１０自身の符合データだけではなく、検出器リング１０と検出器リング１０の中心に位置する検出モジュール３０との間の符合データを収集する点で先行技術と異なる。
ステップＳ１：検出器リング１０に放射源を含む円環プロテーゼ２０及び検出モジュール３０を設けて固定する。
ステップＳ２：ＰＥＴシステムの時間補正係数を初期化する。
ステップＳ３：システムの符合イベントを取得する。
ステップＳ４：各水晶格子の時間相対オフセット値を取得する。
ステップＳ５：システム時間補正係数を更新して適用する。
具体的には、ステップＳ３の符合イベント取得とは、中心の検出モジュール３０に対する各水晶格子の符合イベントを取得することである。これにより、イベント到達の正確時間情報及び水晶格子位置情報を含む情報を少なくとも取得する。ここでは、検出器の水晶格子は、検出器の設計に用いられる水晶アレイ規格により決まる。本発明のステップＳ３において、検出器リング１０自身の符合データだけではなく、検出器リング１０と検出器リング１０の中心に位置する検出モジュール３０との間の符合データを収集する点で先行技術と異なる。
ステップＳ４において、得られた検出モジュール３０に対する検出器リング１０の各水晶格子の符合イベントから符合時間分布を取得する。そして、取得された符合時間分布から時間相対オフセット値ｔnを算出する。なお、ｎは、水晶格子の識別コードであり、正整数である。反復アルゴリズムを用いることにより係数を補正する先行技術の方法に比べ、本発明のステップＳ４において、直接測定計算の方法によって各水晶格子の時間オフセット値を算出し、時間オフセット値に基づいて補正係数を取得するため、アルゴリズムが高速、簡易かつ有効で、複雑度が大幅に軽減され、演算時間が低減される。
ステップＳ５において、算出された各水晶格子の時間相対オフセット値ｔnをシステムに適用する。具体的には、シングルイベントを取得するとき、初期データの時間情報を補正する。すなわち、初期の時間情報に時間相対オフセット値ｔnを添削する。そして、添加又は除外は、時間相対オフセット値の算出方法によるものである。時間相対オフセット値の算出方法は、下記の二種類を有する。その１：ｔ中心−ｔ円環の場合、補正算出は、時間相対オフセット値ｔnを添加することである。その２：ｔ円環−ｔ中心の場合、補正算出は、時間相対オフセット値ｔnを除外することである。
図４は、本発明の好適実施例に係るＰＥＴシステムに用いられる時間補正装置のシステム概略図である。図４から分かるように、本発明が提供する時間補正装置のシステムは、データ取得モジュール１００、データ符合モジュール２００、時間オフセット値算出モジュール３００及びデータ補正適用モジュール４００を含む。データ取得モジュール１００は、互いに接続されるデータ収集モジュール１１０及びエネルギ選別モジュール１２０を含み、エネルギ選別モジュール１２０は、データ符合モジュール２００と接続され、収集したシングルイベントの時間情報をデータ符合モジュール２００に伝達する。
データ取得モジュール１００は、検出モジュール及び検出器リングの各検出器のシングルイベントの時間情報を取得するためのものであり、当該シングルイベントの時間情報をエネルギウィンドウに適用する下処理を行う。データ収集モジュール１１０は、検出モジュール及び検出器リングの各検出器のテーブルのシングルイベントの時間情報を取得するためのものであり、上位サーバに伝送記憶して処理を待つ。エネルギ選別モジュール１２０は、データ収集モジュール１１０により取得された初期のシングルイベントの時間情報に対し所定エネルギウィンドウの解析選別を行うことにより、散乱イベントが除去される。例えば、図１の実施例において、データ収集モジュール１１０は、検出器リング１０の各検出器及び検出モジュール３０の総和であり、検出器リング１０の検出器１１及び高性能検出モジュール３０により生成されたテーブルのシングルイベントの時間情報を取得する。そして、データ収集モジュール１１０は、エネルギ選別モジュール１２０と接続されることにより、上記シングルイベントの時間情報を上位サーバに伝送記憶して処理を待つ。上位サーバのエネルギ選別モジュール１２０は、データ収集モジュール１１０により収集された初期のシングルイベントの時間情報に対し所定エネルギウィンドウの解析選別を行うことにより、散乱イベントが除去される。ここでは、エネルギウィンドウに対する選択は、具体的な情報収集の需要に応じて行われるので、その詳細を省略する。
ここで注意しておきたいのは、データ取得モジュール１００のデータ収集モジュール１１０及びエネルギ選別モジュール１２０の前後順次は、本発明の時間補正装置において切換可能である。すなわち、エネルギ選別モジュール１２０を検出器リング１０の各検出器１１及び検出モジュールに形成してもよい。この場合、先にエネルギ選別モジュール１２０によって散乱イベントが除去される。その後、データ収集モジュール１１０によって、上位サーバに伝送する。放射源の活動が活発である場合、データ収集の効率が更に向上する。
データ符合モジュール２００は、設定時間ウィンドウ及びその他の条件に基づいて、データ取得モジュール１００により取得されたシングルイベントの時間情報をデータ符合することにより、検出モジュールに対する各検出器の各水晶格子の符合データを取得するためのものである。エネルギ選別モジュール１２０には、例えば、３５０−６５０ｋｅＶ，２５０−７５０ｋｅＶ等異なる複数の選別範囲が設定される。データ符合モジュール２００は、これらの範囲に基づいてデータ符合を行い、高時間性能検出モジュール３０に対応する検出器リング１０の各検出器の各水晶格子の符合データを取得する。
時間オフセット値算出モジュール３００は、検出モジュールに対する各水晶格子の符合データの時間分布を取得し、そのオフセット値ｔnを算出するためのものである。なお、ｎは、水晶格子の識別コードであり、正整数である。
データ補正適用モジュール４００は、算出された各水晶格子のオフセット値をシステム全体に適用し、取得された各シングルイベントの時間情報の時間補正を行うためのものである。具体的には、データ取得モジュール１００により取得されたテーブルのシングルイベントの時間情報から算出されたオフセット値ｔnを除外することにより時間情報の補正を行う。オフセット値ｔnの算出方法及び補正方法は、上述したステップＳ５のとおりであり、その詳細を省略する。
図５は、本発明の好適実施例に係るＰＥＴシステムに用いられる時間補正装置の時間分布概略図である。ここでは、破線ｅは、時間補正前の検出器リング１０における全ての検出器が構成したシステムの時間分布を示し、その時間分解能が１．７ｎｓであり、中心値が１２１．８ｐｓであり、実線ｆは、時間補正後の検出器リング１０における全ての検出器が構成したシステムの時間分布を示し、その時間分解能が１．２ｎｓであり、中心値がー３．６ｐｓである。先行技術の４００−５００ｐｓの符合時間分解能に比べ、本発明の時間分解能がよりＴＯＦ−ＰＥＴ技術（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ ＰＥＴ，飛行時間ＰＥＴ技術とも称する）の実現に適している。
システム補正前後のランダム符合及びＮＥＣＲ曲線分布は、それぞれ図６及び図７に示している。図６は、本発明の好適実施例に係るＰＥＴシステムに用いられる時間補正装置のランダム符合の対比概略図であり、破線は、時間補正を適用していないことを表示し、実線は、時間補正を適用していることを示している。図７は、本発明の好適実施例に係るＰＥＴシステムに用いられる時間補正装置のＮＥＣＲ曲線の対比概略図であり、破線は、時間補正を適用していないことを表示し、実線は、時間補正を適用していることを示している。ランダム符合イベントは、時間ウィンドウの減少に伴い減少する。そして、時間ウィンドウの大きさは、時間分解能によって設定され、一般的には時間分解能の二倍である。ランダム符合イベントが少ない場合、最終結像に反映され、すなわち、画像質（ＳＮ比）が向上する。ＮＥＣＲ曲線は、ＮＥＭＡ−ＮＵ４標準の方法に従ってＮＥＣＲプロテーゼをテストすることによって得られる。図６から分かるように、時間補正適用後のランダム符合分布は、補正前よりも低下する。図７から分かるように、補正前後の真イベントがあまり変化しない場合、ＮＥＣＲが大きく向上する。向上幅は、図６から分かるように、活量範囲において、計数率が倍ぐらい減少する。
本発明は、旋回ロッド源ではなく、円環プロテーゼを用いることにより、ＰＥＴシステムの設計が大幅に低減され、ＰＥＴシステムの設計の複雑度が制御される。円環プロテーゼによって時間補正の操作を行うとき、操作簡単のメリットが得られるため、現に流行りのＰＥＴ又はＰＥＴ／ＣＴ機器により適することができる。
本発明は、検出モジュールを導入して、特に高時間性能検出モジュールを視野中心に置き検出器リングにおける検出器の時間参照として、同一参照の方法によれば、アルゴリズムの複雑度が軽減される。本発明は、補正時に静止状態においてデータを一回のみ収集すればよく、そのとき、Ｏ（ｎ）である時間複雑度を得ることができる。なお、ｎは、検出器リングにおける全ての水晶格子の数である。アルゴリズムが高速、簡易かつ有効で、従来方法に多く使用される反復最適化補正アルゴリズムに比べ、複雑度が大幅に軽減され、演算時間が低減される。
本発明は、検出器リングにおける最小検出素子、すなわち小水晶格子の時間補正を行ってもよい。計算方法を参照して算出補正効率を向上させることができる。
以上のとおり、上記実施例は、本発明の好適実施例に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではなく、上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能である。例えば、本発明の検出モジュール３０の構成は、水晶／光電転換デバイス／電子学読出部分であってもよく、水晶／導光部材／光電転換デバイス／電子学読出部分であってもよく、光電転換デバイス／電子学読出ＣＺＴ検出器であってもよい。また、例えば、本発明の高時間性能検出モジュールが用いる水晶は、ＬａＢ3、ＬＳＯ、ＬＹＳＯ、ＬｕＹＡＰ、ＢａＦ2、ＧＳＯ、ＬＦＳ又はＬｕＩ3等からなってもよい。その形状は、円柱形、ステック状、円錐状又は矩形状等からなってもよい。また、例えば、本発明の高時間性能検出モジュールが用いる光電転換デバイスは、光電倍増管、ケイ光電倍増管（ｓｉｌｉｃｏｎ ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ，ＳｉＰＭ）、ＭＰＰＣ（Ｍｕｌｔｉ−ｐｉｘｅｌ ｐｈｏｔｏｎ ｃｏｕｎｔｅｒ）又はガイガーモードアバランシェダイオード（Ｇｅｉｇｅｒ−ｍｏｄｅ ａｖａｌａｎｃｈｅ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ，Ｇ−ＡＰＤ）等からなってもよく、通過時間分布ＴＴＳが５００ｐｓよりも小さければ、本発明の光電変換デバイスとすることができる。すなわち、本発明の特許請求の範囲及び明細書に基づく変更又は改良は、全て本発明の技術的範囲に含まれる。
Claims (8)
- ＰＥＴシステムに用いられる時間補正装置であって、
順に配列される複数の検出器を含む検出器リングと、
前記検出器リング内に位置し、その円心が前記検出器リングの軸方向及び径方向の中心と重なる円環プロテーゼと、
前記円環プロテーゼ内に位置し、その中心が前記円環プロテーゼの中心に位置する検出モジュールと、
互いに接続されるデータ収集モジュール及びエネルギ選別モジュールを含むデータ取得モジュールであって、前記データ収集モジュールは、前記検出器及び前記検出モジュールを含み、前記エネルギ選別モジュールは、前記データ収集モジュールと接続され、前記データ収集モジュールから送信されたシングルイベント時間情報を受信し、前記シングルイベント時間情報に対しエネルギウィンドウの選別を行うデータ取得モジュールと、
前記エネルギ選別モジュールと接続され、前記エネルギ選別モジュールから送信された選別済みのシングルイベント時間情報を受信し、選別済みのシングルイベント時間情報を時間ウィンドウによってデータ符合し、前記検出モジュールに対する各検出器の各水晶格子の符合データを取得するデータ符合モジュールと、
前記データ符合モジュールと接続され、前記符合データに基づき前記検出モジュールに対する各検出器の各水晶格子の符合データの時間分布を取得し、前記検出モジュールに対する各検出器の各水晶格子のオフセット値を算出する時間オフセット値算出モジュールと、
算出された前記検出モジュールに対する各検出器の各水晶格子のオフセット値に基づき、前記シングルイベント時間情報の補正を行う単一のデータ補正適用モジュールと、を含む、
ことを特徴とする時間補正装置。 - 請求項１に記載の時間補正装置であって、
前記エネルギ選別モジュールは、単一のものである、
ことを特徴とする時間補正装置。 - 請求項１に記載の時間補正装置であって、
前記円環プロテーゼの軸方向の長さは、前記検出器リングの軸方向の長さ以下であり、
前記円環プロテーゼの外径は、前記検出器リングの内径以下であり、
前記円環プロテーゼの内径は、前記検出器リングの直径の半分と前記検出モジュールの外径との間にある、
ことを特徴とする時間補正装置。 - 請求項１に記載の時間補正装置であって、
前記円環プロテーゼの厚みは、均一である、
ことを特徴とする時間補正装置。 - 請求項１に記載の時間補正装置であって、
前記円環プロテーゼ内に放射源が設けられ、
放射源を含むＰＥＴシステムの全体計数率は、少なくともＰＥＴシステムが空スキャンするときの計数率の２倍である、
ことを特徴とする時間補正装置。 - 請求項１に記載の時間補正装置であって、
前記円環プロテーゼ内の放射源の活量は、３０から５００ｕＣｉである、
ことを特徴とする時間補正装置。 - 請求項１に記載の時間補正装置であって、
前記検出モジュールの時間分解能が前記検出器リングにおける前記検出器の時間分解能よりも高くなる、
ことを特徴とする時間補正装置。 - 請求項７に記載の時間補正装置であって、
前記検出モジュールは、その時間分解能が１ｎｓよりも小さい高時間性能検出モジュールである、
ことを特徴とする時間補正装置。
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