JP6897775B2 - 放射線検出器および核医学診断装置 - Google Patents

Description

この発明は、放射線検出器および核医学診断装置に関し、特に、複数のシンチレータ素子よりも少ない数の光検出器が配置される放射線検出器および核医学診断装置に関する。

従来、複数のシンチレータ素子よりも少ない数の光検出器が配置されるアレイ（放射線検出器）が知られている。このような、アレイは、たとえば、ＵＳ７，０１９，２９７号公報に開示されている。

上記ＵＳ７，０１９，２９７号公報に記載のアレイは、入射したガンマ線により蛍光が発生するシンチレータ素子と、複数のシンチレータ素子が光学的に接続された光検出器とを備えている。また、アレイは、光検出器に対して接続される複数のシンチレータ素子のうち、どのシンチレータ素子において蛍光が発生したかを特定するための制御部を備えている。さらに、アレイは、複数のシンチレータ素子同士の間に配置され、シンチレータ素子において発生した蛍光を反射させる光隔壁を備えている。制御部は、複数の光検出器によりシンチレータ素子において発生・拡散した蛍光を検出し、複数の光検出器のそれぞれの検出信号に基づいて、蛍光が発生したシンチレータ素子を特定するように構成されている。

ここで、上記ＵＳ７，０１９，２９７号公報には明記されていないが、端部のシンチレータ素子に隣接するシンチレータ素子（以下、隣接するシンチレータ素子）において発生した蛍光のうち端部に進む蛍光が、端部のシンチレータ素子の外端面部に反射されることにより、端部の光検出器に蛍光が集中しやすくなる。ここで、蛍光が発生した隣接するシンチレータ素子に光学的に接続される光検出器では、強さがピークとなる蛍光を受光する。しかし、反射により端部の光検出器に蛍光が集中しやすくなるので、端部の光検出器が受光する蛍光の強さと、端部の光検出器に隣接する光検出器が受光する蛍光の強さとが近くなる。この結果、端部の光検出器および端部の光検出器に隣接する光検出器のそれぞれにおいて検出される検出信号の強さが近くなる。そのため、端部のシンチレータ素子において発生した蛍光を制御部により特定した位置と、端部に隣接するシンチレータ素子において発生した蛍光を制御部により特定した位置との間隔が、他の特定した位置同士の間隔よりも小さくなってしまう。これにより、端部のシンチレータ素子において発生した蛍光を制御部により特定した場合と、端部に隣接するシンチレータ素子において発生した蛍光を制御部により特定した場合とにおいて、実際に蛍光が発生したシンチレータ素子の特定を正確に行うことが困難となる。

そこで、上記ＵＳ７，０１９，２９７号公報に記載のアレイは、光隔壁の長さおよび位置を調整し、受光する蛍光の強さを異ならせることによって、端部の光検出器および端部の光検出器に隣接する光検出器のそれぞれにおいて検出される検出信号の強さを異ならせている。これにより、端部の光検出器の検出信号の強さと端部の光検出器に隣接する光検出器の検出信号の強さとに差をつけ、実際に蛍光が発生したシンチレータ素子の特定を行っている。

ＵＳ７，０１９，２９７号公報

しかしながら、上記ＵＳ７，０１９，２９７号公報の構成では、端部の光検出器の検出信号の強さと端部の光検出器に隣接する光検出器の検出信号の強さとに差をつけるためには、複数のシンチレータ素子同士の間に配置される複数の光隔壁の長さや位置を調整する必要がある。そのため、蛍光が発生したシンチレータ素子の特定を正確に行うために、アレイ（放射線検出器）における、端部の光検出器の検出信号の強さと端部の光検出器に隣接する光検出器の検出信号の強さとに差をつける調整に手間がかかってしまうという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、蛍光が発生したシンチレータ素子の特定を正確に行うために、端部の光検出器の検出信号の強さと端部の光検出器に隣接する光検出器の検出信号の強さとに差をつける調整を容易に行うことが可能な放射線検出器および核医学診断装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における放射線検出器は、放射線を蛍光に変換する複数のシンチレータ素子が配列されたシンチレータと、複数のシンチレータ素子に接続されるとともに、複数のシンチレータ素子の数よりも少ない数が配置され、それぞれがシンチレータ素子において発生した蛍光を検出する複数の光検出器と、複数の光検出器のそれぞれの検出信号に対して重み付けを行なった信号値に基づいて蛍光の発生位置を特定する制御部とを備え、複数の光検出器のうちの端部側の光検出器の検出信号に対する重み付けは、複数の光検出器のうちの中央部側の光検出器の検出信号に対する重み付けよりも大きくなるように設定されており、複数のシンチレータ素子のうちの端のシンチレータ素子の外端面は、蛍光を反射する。

この発明の第１の局面における放射線検出器は、上記のように、シンチレータ素子において発生した蛍光を検出する複数の光検出器と、複数の光検出器のそれぞれの検出信号に対して重み付けを行なった信号値に基づいて蛍光の発生位置を特定する制御部とを備えている。そして、端部側の光検出器の検出信号に対する重み付けは、中央部側の光検出器の検出信号に対する重み付けよりも大きくなるように設定されている。これにより、重み付けをした端部側の光検出器の検出信号の強さと、重み付けをした中央部側の光検出器の検出信号の強さとの差が、重み付けをした中央部側の光検出器同士の検出信号の強さとの差よりも大きくなるので、端部側のシンチレータ素子において蛍光が発生した場合と、中央部側のシンチレータ素子において蛍光が発生した場合とを区別しやすくすることができる。その結果、蛍光が発生したシンチレータ素子の特定を正確に行うために、光隔壁またはライトガイドを調整するなどの手間を必要とせず、端部の光検出器の検出信号の強さと端部の光検出器に隣接する光検出器の検出信号の強さとに差をつける調整を容易に行うことができる。また、光隔壁またはライトガイドを用いなくとも、端部の光検出器の検出信号の強さと端部の光検出器に隣接する光検出器の検出信号の強さとに差をつけることができるので、放射線検出器の構造が複雑化することを抑制できる。

上記第１の局面による放射線検出器において、好ましくは、隣接する光検出器のそれぞれの検出信号の重み付け後の信号値の互いの差に基づく重み付け比率は、中央部側の重み付け比率よりも端部の重み付け比率が大きくなるように設定されている。このように構成すれば、中央部側の光検出器同士の重み付け後の信号値の差よりも、端部の光検出器と端部に隣接する光検出器との重み付け後の信号値の差を大きくすることができる。これにより、重み付け比率が各光検出器間で均等に設定されている場合よりも、端部側のシンチレータ素子において蛍光が発生した場合に、シンチレータ素子の位置を容易に特定しやすくすることができる。

上記中央部側の重み付け比率よりも端部の重み付け比率が大きくなるように設定されている放射線検出器において、好ましくは、端部の重み付け比率と、中央部側の重み付け比率のうち最も端部側の重み付け比率との差が、端部以外の重み付け比率同士の差よりも大きくなるように設定されている。このように構成すれば、中央部側の光検出器の重み付け後の信号値同士の差よりも、端部の光検出器の重み付け後の信号値と端部に隣接する光検出器の重み付け後の信号値との差を確実に大きくすることができる。これにより、重み付け比率が各検出器間で均等に設定されている場合よりも、端部側のシンチレータ素子において蛍光が発生した場合に、シンチレータ素子の位置をさらに容易に特定しやすくすることができる。

この場合、好ましくは、重み付け比率は、端部以外の重み付け比率同士の差が１または２の一定値となるように設定されている。このように構成すれば、中央部側の光検出器の重み付け後の信号値同士にも差をつけることができる。これにより、端部の光検出器の重み付け後の信号値と端部に隣接する光検出器の重み付け後の信号値との差を大きくしたことにより、中央部側のシンチレータ素子の重み付け後の信号値同士の差が小さくなることを緩和することができる。

上記重み付け比率に基づいて重み付けを設定する放射線検出器において、好ましくは、複数の光検出器から出力されるそれぞれの検出信号に対して重み付けを行うための複数の抵抗をさらに備え、複数の抵抗の抵抗値は、重み付け比率に基づいて調整されている。このように構成すれば、複数の光検出器のそれぞれの検出信号に対して容易に重み付けを行うことができる。

この場合、好ましくは、複数の光検出器のそれぞれの検出信号に対して重み付けをした信号値を加算する加算回路をさらに備え、制御部は、加算回路により加算された信号値に基づいて蛍光の発生位置を特定するように構成されている。このように構成すれば、加算回路により重み付けをした信号値を加算するだけで蛍光が発生したシンチレータ素子を特定することができるので、放射線検出器の構成を簡略化することができる。

上記目的を達成するために、この発明の第２の局面における核医学診断装置は、被検体から放射される放射線を蛍光に変換する複数のシンチレータ素子が配列されたシンチレータと、複数のシンチレータ素子に接続されるとともに、複数のシンチレータ素子の数よりも少ない数が配置され、それぞれがシンチレータ素子において発生した蛍光を検出する複数の光検出器と、複数の光検出器のそれぞれの検出信号に対して重み付けを行なった信号値に基づいて蛍光の発生位置を特定する制御部とを備え、複数の光検出器のうちの端部側の光検出器の検出信号に対する重み付けは、複数の光検出器のうちの中央部側の光検出器の検出信号に対する重み付けよりも大きくなるように設定されており、複数のシンチレータ素子のうちの端のシンチレータ素子の外端面は、蛍光を反射する。

この発明の第２の局面における核医学診断装置は、上記のように、シンチレータ素子において発生した蛍光を検出する複数の光検出器と、複数の光検出器のそれぞれの検出信号に対して重み付けを行なった信号値に基づいて蛍光の発生位置を特定する制御部とを備えている。そして、端部側の光検出器の検出信号に対する重み付けは、中央部側の光検出器の検出信号に対する重み付けよりも大きくなるように設定されている。これにより、蛍光が発生したシンチレータ素子の特定を正確に行うために、光隔壁またはライトガイドの調整するなどの手間を必要とせず、端部の光検出器の検出信号の強さと端部の光検出器に隣接する光検出器の検出信号の強さとに差をつける調整を容易に行うことができる。

本発明によれば、上記のように、蛍光が発生したシンチレータ素子の特定を正確に行うために、端部の光検出器の検出信号の強さと端部の光検出器に隣接する光検出器の検出信号の強さとに差をつける調整を容易に行うことができる。

本発明の第１実施形態によるＰＥＴ装置の構成を模式的に示した全体構成図である。 本発明の第１実施形態によるＰＥＴ装置のシンチレータおよび光検出器を模式的に示した斜視図である。 図３（Ａ）はシンチレータ素子にガンマ線が入射した状態を模式的に示した断面図である。図３（Ｂ）はシンチレータ素子において発生した蛍光の光の強さと位置との関係を模式的に示したグラフである。 本発明の第１実施形態による放射線検出器における、横方向に配列された光検出器に接続された重み付け演算回路を模式的に示した回路図である。 本発明の第１実施形態による放射線検出器において、重み付けが端部において大きくなるように、横方向に配列された光検出器のそれぞれに抵抗が接続されている回路図である。 比較例の放射線検出器において、重み付けが均等になるように、横方向に配列された光検出器のそれぞれに抵抗が接続されている回路図である。 比較例の放射線検出器において、中央部側のシンチレータ素子に蛍光が発生した状態を模式的に示した回路図である。 本発明の第１実施形態における、縦方向に配列された光検出器に接続された重み付け演算回路を模式的に示した回路図である。 図９（Ａ）は一方の端部に隣接する位置のシンチレータ素子に蛍光が発生した状態を模式的に示した回路図である。図９（Ｂ）は一方の端部に隣接する位置のシンチレータ素子に蛍光が発生した場合における、出力信号と位置との関係を模式的に示したグラフである。 図１０（Ａ）は一方の端部のシンチレータ素子に蛍光が発生した状態を模式的に示した回路図である。図１０（Ｂ）は一方の端部のシンチレータ素子に蛍光が発生した場合における、出力信号と位置との関係を模式的に示したグラフである。 図１１（Ａ）は他方の端部に隣接する位置のシンチレータ素子に蛍光が発生した状態を模式的に示した回路図である。図１１（Ｂ）は他方の端部に隣接する位置のシンチレータ素子に蛍光が発生した場合における、出力信号と位置との関係を模式的に示したグラフである。 図１２（Ａ）は他方の端部のシンチレータ素子に蛍光が発生した状態を模式的に示した回路図である。図１２（Ｂ）は他方の端部のシンチレータ素子に蛍光が発生した場合における、出力信号と位置との関係を模式的に示したグラフである。 比較例の放射線検出器の重み付けが均等な場合において、特定されたシンチレータ素子の位置を表した２次元マップである。 比較例の放射線検出器の重み付けが均等な場合において、特定されたシンチレータ素子の位置とエネルギーとの関係を表したグラフである。 図１５（Ａ）は一方の端部に隣接する位置のシンチレータ素子に蛍光が発生した状態を模式的に示した回路図である。図１５（Ｂ）は一方の端部に隣接する位置のシンチレータ素子に蛍光が発生した場合における、出力信号と位置との関係を模式的に示したグラフである。 図１６（Ａ）は一方の端部のシンチレータ素子に蛍光が発生した状態を模式的に示した回路図である。図１６（Ｂ）は一方の端部のシンチレータ素子に蛍光が発生した場合における、出力信号と位置との関係を模式的に示したグラフである。 図１７（Ａ）は他方の端部に隣接する位置のシンチレータ素子に蛍光が発生した状態を模式的に示した回路図である。図１７（Ｂ）は他方の端部に隣接する位置のシンチレータ素子に蛍光が発生した場合における、出力信号と位置との関係を模式的に示したグラフである。 図１８（Ａ）は他方の端部のシンチレータ素子に蛍光が発生した状態を模式的に示した回路図である。図１８（Ｂ）は他方の端部のシンチレータ素子に蛍光が発生した場合における、出力信号と位置との関係を模式的に示したグラフである。 本発明の第１実施形態による放射線検出器の重み付けが端部において大きくなる場合において、特定されたシンチレータ素子の位置を表した２次元マップである。 本発明の第１実施形態による放射線検出器の重み付けが端部において大きくなる場合において、特定されたシンチレータ素子の位置とエネルギーとの関係を表したグラフである。 本発明の第２実施形態による放射線検出器において、重み付けが中央部側においても変化するように、横方向に配列された光検出器のそれぞれに抵抗が接続されている回路図である。 本発明の第２実施形態による放射線検出器の重み付けが中央部側においても変化する場合において、特定されたシンチレータ素子の位置を表した２次元マップである。 本発明の第２実施形態による放射線検出器の重み付けが中央部側においても変化する場合において、特定されたシンチレータ素子の位置とエネルギーとの関係を表したグラフである。 本発明の第１実施形態の変形例による放射線検出器において、重み付けが中央部側においても変化するように、横方向に配列された光検出器のそれぞれに抵抗が接続されている回路図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
まず、図１〜図２０を参照して、本発明の第１実施形態によるＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置１の構成について説明する。なお、ＰＥＴ装置１は、特許請求の範囲の「核医学診断装置」の一例である。

（ＰＥＴ装置の構成）
ＰＥＴ装置１は、図１に示すように、被検体１０から放射されるガンマ線を検出し、検出されたガンマ線が発生した位置情報を収集することにより、被検体１０の画像再構成を行うように構成されている。具体的には、ＰＥＴ装置１は、被検体１０を載置させる天板２と、天板２を移動させるための天板駆動部３と、天板２に載置された被検体１０を導入する開口を有するガントリ４と、ガントリ４内部に配置される放射線検出器５とを備えている。

放射線検出器５は、ガンマ線を光に変換し、変換した光をさらに光電変換し増幅することにより、電気信号（検出信号）として出力するように構成されている。具体的には、図２に示すように、放射線検出器５は、シンチレータ５１と、光検出器５２と、回路部５３（図１参照）とを含んでいる。

シンチレータ５１は、ガンマ線を吸収することにより蛍光Ｓを発生させるシンチレータ素子５１ａを有している。シンチレータ素子５１ａは、２次元的に複数（１２×６個）配置されている。光検出器５２は、複数のシンチレータ素子５１ａから発生する微量の蛍光Ｓに基づいて光電子を発生させ、光電子を増幅させる光電子増倍管により電気信号を出力するように構成されている。光検出器５２は、２次元的に複数（８×４個）配置されている。複数の光検出器５２のそれぞれには、複数のシンチレータ素子５１ａが光学的に接続されている。具体的には、２個の光検出器５２に対して、３個のシンチレータ素子５１ａが光学的に接続されている。

また、図１に示すように、回路部５３は、波高分析回路５４と、重み付け演算回路５５と、補正回路５６とを有している。波高分析回路５４と重み付け演算回路５５とは、別の回路として光検出器５２に電気的に接続されている。波高分析回路５４と重み付け演算回路５５とは、別の回路として補正回路５６に電気的に接続されている。

波高分析回路５４は、光検出器５２の出力を全て加算した信号をエネルギー信号として取り出す機能を有している。重み付け演算回路５５は、光検出器５２から出力される検出信号に基づいてガンマ線の入射位置を求め、位置信号として出力するように構成されている。補正回路５６は、波高分析回路５４および重み付け演算回路５５の出力の補正（位置信号補正、エネルギー補正および感度不均一補正など）を行う機能を有している。

ＰＥＴ装置１は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１１と、表示部１４と、操作部１５とを備えている。ＰＣ１１は、ＣＰＵ１２（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、メモリ１３とを主として含んでいる。ＣＰＵ１２は、放射線検出器５からの検出信号を２次元マップに変換する処理、および、放射線検出器５からの検出信号をガンマ線のエネルギースペクトル分布に変換するように構成されている。表示部１４は、たとえば液晶モニタなどの画像表示装置からなり、ＰＣ１１の画像出力に基づき画面表示を行う。また、操作部１５は、ユーザの操作入力を受け付けるキーボード、マウスおよび操作レバーなどからなる。なお、ＰＣ１１は、特許請求の範囲の「制御部」の一例である。

〈重み付け演算回路〉
ＰＥＴ装置１では、図３（Ａ）に示すように、シンチレータ素子５１ａにより被検体１０から放射されたガンマ線が蛍光Ｓに変化する。シンチレータ素子５１ａにより発生する蛍光Ｓの光の強さは、図３（Ｂ）に示すように、発生した位置の光が最も強くなり、発生した位置から横方向に離れるにつれ指数関数的に減少していく。そして、光検出器５２は、シンチレータ素子５１ａに発生した蛍光Ｓを検出し、光の強さに相当する検出信号を出力する。そして、ＰＥＴ装置１は、光検出器５２が出力した検出信号を加算することにより位置信号を形成するように構成されている。

ここで、ＰＥＴ装置１において、複数のシンチレータ素子５１ａのそれぞれに対して個別に光検出器５２を配置して回路部５３が形成されると、回路部５３の規模が膨大になってしまう。そのため、図４に示すように、１つの光検出器５２に複数のシンチレータ素子５１ａを配置することにより、回路部５３の簡略化が行われる。しかし、１つの光検出器５２に複数のシンチレータ素子５１ａが光学的に接続されると、光検出器５２から出力される検出信号が、複数のシンチレータ素子５１ａのうちどのシンチレータ素子５１ａによるものかが特定（弁別）できない。そのため、ＰＥＴ装置１では、光検出器５２において検出した検出信号が、複数のシンチレータ素子５１ａのうちのどのシンチレータ素子５１ａにより検出されたかを弁別するために、重み付け演算回路５５が設けられている。重み付け演算回路５５は、各光検出器５２で検出した検出信号に対して重み付けを行い、重み付けを行った検出信号を加算する重み付け加算回路である。ＰＥＴ装置１は、重み付けを行った複数の検出信号を重み付け演算回路５５で加算した加算信号Ｖｏに基づいて、蛍光が発生したシンチレータ素子５１ａの位置を弁別するように構成されている。なお、重み付け加算回路は、特許請求の範囲の「加算回路」の一例である。

重み付け演算回路５５では、図４に示すように、重み付けを行った検出信号の加算は以下の式のようにして行われる。

ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲｆは抵抗値であり、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７およびＶ８は複数の光検出器５２のそれぞれの検出信号である。また、複数の光検出器５２のそれぞれの検出信号に重み付けを行った出力信号は、一方端から順に出力信号Ｏ１、出力信号Ｏ２、出力信号Ｏ３、出力信号Ｏ４、出力信号Ｏ５、出力信号Ｏ６、出力信号Ｏ７および出力信号Ｏ８である。そして、Ｒｆ／Ｒ１、Ｒｆ／Ｒ２、Ｒｆ／Ｒ３、Ｒｆ／Ｒ４、Ｒｆ／Ｒ５、Ｒｆ／Ｒ６、Ｒｆ／Ｒ７およびＲｆ／Ｒ８は、複数の光検出器５２のそれぞれの検出信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７およびＶ８に対する重み付け係数となっている。なお、重み付け係数は、特許請求の範囲の「重み付け」の一例である。また、出力信号は、特許請求の範囲の「信号値」の一例である。

まず、第１実施形態の重み付け演算回路５５について簡単に説明する。重み付け演算回路５５は、図５に示すように、重み付け比率における端部の重み付け比率を中央部側よりも大きくし、複数の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８のそれぞれの抵抗値を調整するように構成されている。

具体的には、重み付け比率は、出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７およびＯ８のうちから設定された基準となる出力信号に基づいて、（Ｏ２−Ｏ１）：（Ｏ３−Ｏ２）：（Ｏ４−Ｏ３）：（Ｏ５−Ｏ４）：（Ｏ６−Ｏ５）：（Ｏ７−Ｏ６）：（Ｏ８−Ｏ７）＝２：１：１：１：１：１：２となっている。すなわち、重み付け比率は、端部の重み付け比率と、中央部側の重み付け比率のうち最も端部側の重み付け比率との差が、端部以外の重み付け比率同士の差よりも大きくなるように設定されている。このとき、複数の光検出器５２のうちの一方の端部の光検出器５２の検出信号Ｖ１に対する重み付け係数は、複数の光検出器５２のうちの中央部側の光検出器５２の検出信号Ｖ２に対する重み付け係数よりも小さくなる。また、複数の光検出器５２のうちの他方の端部の光検出器５２の検出信号Ｖ８に対する重み付け係数は、複数の光検出器５２のうちの中央部側の光検出器５２の検出信号Ｖ７に対する重み付け係数よりも大きくなる。上記した重み付け比率は、シミュレーションに基づいて求めることが可能である。

ここで、抵抗値の算出を具体的な数値を用いて以下に例示する。複数の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の抵抗値は、一例として基準となる出力信号をＯ１とし、さらにＲ１＝６００［Ω］とすると、Ｒ２＝２００［Ω］、Ｒ３＝１５０［Ω］、Ｒ４＝１２０［Ω］、Ｒ５＝１００［Ω］、Ｒ６＝８５［Ω］、Ｒ７＝７５［Ω］およびＲ８＝６０［Ω］となる。すなわち、重み付け比率に基づいて、Ｏ２−Ｏ１＝２×Ｏ１となるので、Ｏ２＝３×Ｏ１となる。ここで、出力信号Ｏ２を出力信号Ｏ１の２倍にするためには、抵抗Ｒ２の抵抗値を抵抗Ｒ１の抵抗値の１／３にすればよい。よって、Ｒ２＝２００［Ω］となる。抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６、抵抗Ｒ７および抵抗Ｒ８についても同様に計算を行って算出する。次に、比較例の重み付け演算回路５５について説明する。

〈比較例の重み付け演算回路〉
比較例の重み付け演算回路５５では、図６に示すように、重み付けを行った後の複数の出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７およびＯ８の互いの差に基づく重み付け比率が均等になるように、複数の光検出器５２に電気的に接続される複数の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８が調節されている。すなわち、重み付け比率は、出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７およびＯ８のうちから設定された基準となる出力信号に基づいて、（Ｏ２−Ｏ１）：（Ｏ３−Ｏ２）：（Ｏ４−Ｏ３）：（Ｏ５−Ｏ４）：（Ｏ６−Ｏ５）：（Ｏ７−Ｏ６）：（Ｏ２−Ｏ１）＝１：１：１：１：１：１：１となっている。

ここで、抵抗値の算出を具体的な数値を用いて以下に例示する。複数の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の抵抗値は、一例として基準となる出力信号をＯ１とし、さらにＲ１＝６００［Ω］とすると、Ｒ２＝３００［Ω］、Ｒ３＝２００［Ω］、Ｒ４＝１５０［Ω］、Ｒ５＝１２０［Ω］、Ｒ６＝１００［Ω］、Ｒ７＝８５［Ω］およびＲ８＝７５［Ω］となる。すなわち、重み付け比率に基づいて、Ｏ２−Ｏ１＝Ｏ１となるので、Ｏ２＝２×Ｏ１となる。ここで、出力信号Ｏ２を出力信号Ｏ１の２倍にするためには、抵抗Ｒ２の抵抗値を抵抗Ｒ１の抵抗値の１／２にすればよい。よって、Ｒ２＝３００［Ω］となる。抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６、抵抗Ｒ７および抵抗Ｒ８についても同様に計算を行って算出する。

これにより、出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７およびＯ８の互いの差の重み付け比率が均等になるように複数の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の抵抗値が調節されているので、図７に示すように、蛍光Ｓが十分に拡散している場合には、光検出器５２の位置に対応する出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４およびＯ５が取得される。

上記した重み付け演算回路５５は、２次元的に配列されたシンチレータ素子５１ａの一方向（横方向）に配列された複数の光検出器５２に電気的に接続されている。これにより、蛍光Ｓが発生したシンチレータ素子５１ａの横方向の位置が弁別される。また、重み付け演算回路５５は、図８に示すように、２次元的に配列されたシンチレータ素子５１ａの他方方向（縦方向）に配列された複数の光検出器５２に電気的に接続されている。これにより、蛍光Ｓが発生したシンチレータ素子５１ａの縦方向の位置が弁別される。これらの結果、複数の光検出器５２を用いて、蛍光Ｓが発生したシンチレータ素子５１ａの２次元的な位置を弁別することが可能となる。

ここで、図９（Ａ）に示す複数のシンチレータ素子５１ａのうち一方の端部に隣接するシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合において、蛍光Ｓが一方の端部のシンチレータ素子５１ａにおいて反射するので、蛍光Ｓが十分に拡散しない。また、同様に図１０（Ａ）に示す複数のシンチレータ素子５１ａのうち一方の端部に位置するシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合においても、蛍光Ｓが十分に拡散しない。これらの場合には、図９（Ｂ）および図１０（Ｂ）に示すように、光検出器５２の位置に対応する複数の出力信号Ｏ１、Ｏ２およびＯ３のそれぞれが、近い値となってしまう。なお、図１０（Ｂ）において、図９（Ｂ）の結果を点線で示す。したがって、複数の出力信号Ｏ１、Ｏ２およびＯ３を加算した加算信号Ｖｏも近い値となってしまう。

ここで、図１１（Ａ）に示す複数のシンチレータ素子５１ａのうち他方の端部に隣接するシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合において、蛍光Ｓが十分に拡散しない。また、同様に図１２（Ａ）に示す複数のシンチレータ素子５１ａのうち他方の端部に位置するシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合においても、蛍光Ｓが十分に拡散しない。これらの場合には、図１１（Ｂ）および図１２（Ｂ）に示すように、光検出器５２の位置に対応する複数の出力信号Ｏ６、Ｏ７およびＯ８のそれぞれが、近い値となってしまう。なお、図１２（Ｂ）において、図１１（Ｂ）の結果を点線で示す。したがって、複数の出力信号Ｏ６、Ｏ７およびＯ８を加算した加算信号Ｖｏも近い値となってしまう。

このような比較例の重み付け比率に基づいて、複数の出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７およびＯ８の加算信号Ｖｏに基づいて、シンチレータ素子５１ａの２次元的な配列を表すマップ（２次元マップ）を形成する。図１３に示すように、２次元マップ上では、Ａ１、Ａ２およびＡ３で囲む領域における、端部に配置されたシンチレータ素子５１ａを表す点と、端部に配置されたシンチレータ素子５１ａに隣接するシンチレータ素子５１ａを表す点との間隔が、他のシンチレータ素子５１ａ同士の間隔よりも近くなっている。この結果、マップ弁別能が低下している。

また、このような比較例の重み付け比率に基づいて、複数の出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７およびＯ８の加算信号Ｖｏに基づいて、シンチレータ素子５１ａの横位置と波高分析回路５４で計測されたエネルギー信号値のピーク値との関係を示したグラフを形成する。図１４に示すように、グラフ上では、Ｂ１、Ｂ２およびＢ３で囲む領域における、端部のピーク値と端部のピーク値に隣り合うピーク値との谷部分の間隔が、中央部のピーク値同士の間隔よりも小さくなっている。

このように、比較例の重み付け演算回路５５では、端部に配置されたシンチレータ素子５１ａに蛍光Ｓが発生した場合には、重み付け演算回路５５の演算精度の低下が発生するので、中央部側に配置されたシンチレータ素子５１ａに蛍光Ｓが発生した場合よりも弁別の精度が低下してしまう。すなわち、比較例の重み付け演算回路５５では、複数のシンチレータ素子５１ａのそれぞれの位置により弁別の精度が変化するという位置依存性が生じてしまっている。

次に、第１実施形態の重み付け演算回路５５について詳細に説明する。

〈第１実施形態の重み付け演算回路〉
そこで、第１実施形態の重み付け演算回路５５は、重み付け比率を調節し、複数の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８のそれぞれの抵抗値を調整することにより、位置依存性を抑制するように構成されている。

具体的には、上記したように、重み付け比率は、（Ｏ２−Ｏ１）：（Ｏ３−Ｏ２）：（Ｏ４−Ｏ３）：（Ｏ５−Ｏ４）：（Ｏ６−Ｏ５）：（Ｏ７−Ｏ６）：（Ｏ８−Ｏ７）＝２：１：１：１：１：１：２と設定されている。

図１５（Ａ）に示すように、複数のシンチレータ素子５１ａのうち一方側の端部に隣接する位置のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合において、図１５（Ｂ）に示すように、第１実施形態の出力信号Ｏ１、Ｏ２およびＯ３の結果を実線で表し、比較例（図９（Ｂ）参照）の出力信号Ｏ１、Ｏ２およびＯ３の結果を破線で表す。出力信号Ｏ２は、（Ｏ２−Ｏ１）に対応する重み付け比率が比較例（図９（Ａ）参照）の重み付け比率の２倍になったことにより、抵抗Ｒ２の抵抗値は小さくなる（３００［Ω］から２００［Ω］）ので、比較例（図９（Ｂ）参照）の出力信号Ｏ２よりも大きくなる。また、出力信号Ｏ２と出力信号Ｏ１との差は、（Ｏ２−Ｏ１）に対応する重み付け比率が比較例（図９（Ａ）参照）の重み付け比率の２倍になったことにより、比較例（図１０（Ｂ）参照）の差よりも大きくなっている。また、出力信号Ｏ３は、（Ｏ２−Ｏ１）に対応する重み付け比率が比較例（図９（Ａ）参照）の重み付け比率の２倍になったことにより、抵抗Ｒ３の抵抗値が小さくなる（２００［Ω］から１５０［Ω］）ので、比較例（図９（Ｂ）参照）の出力信号Ｏ３よりも大きくなっている。また、出力信号Ｏ３と出力信号Ｏ２との差は、出力信号Ｏ３および出力信号Ｏ２の両方が大きくなっているので、比較例（図１０（Ｂ）参照）の差に近くなる。

図１６（Ａ）に示すように、複数のシンチレータ素子５１ａのうち一方側の端部の位置のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合において、図１６（Ｂ）に示すように、第１実施形態の出力信号Ｏ１、Ｏ２およびＯ３の結果を実線で表し、比較例（図１０（Ｂ）参照）の出力信号Ｏ１、Ｏ２およびＯ３の結果を破線で表す。この場合、第１実施形態の出力信号Ｏ１、Ｏ２およびＯ３のそれぞれと、比較例の出力信号Ｏ１、Ｏ２およびＯ３との差は、上記した図１５の場合と同様の結果となる。

図１６（Ｂ）において、複数のシンチレータ素子５１ａのうち一方側の端部に隣接する位置のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合のグラフ（図１５（Ｂ））を二点鎖線で示す。出力信号Ｏ２同士の差は、比較例の出力信号Ｏ２同士の差（図１０（Ｂ）参照）よりも、重み付け比率における（Ｏ２−Ｏ１）に対応する重み付け比率が比較例の重み付け比率の２倍になったことにより、大きくなっている。さらに、出力信号Ｏ３同士の差は、比較例の出力信号Ｏ３同士の差（図１０（Ｂ）参照）に近くなる。したがって、一方側の端部に隣接する位置のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合の加算信号Ｖｏと、一方側の端部の位置のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合の加算信号Ｖｏとの差は、比較例の加算信号Ｖｏの差よりも大きくなる。

図１７（Ａ）に示すように、複数のシンチレータ素子５１ａのうち他方側の端部に隣接する位置のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合において、図１７（Ｂ）に示すように、第１実施形態の出力信号Ｏ６、Ｏ７およびＯ８の結果を実線で表し、比較例（図１１（Ｂ）参照）の出力信号Ｏ６、Ｏ７およびＯ８の結果を破線で表す。出力信号Ｏ８は、（Ｏ８−Ｏ７）に対応する重み付け比率が比較例（図１１（Ａ）参照）の重み付け比率の２倍になったことにより、抵抗Ｒ８の抵抗値は小さくなる（７５［Ω］から６０［Ω］）ので、比較例（図１１（Ｂ）参照）の出力信号Ｏ８よりも大きくなる。また、出力信号Ｏ８と出力信号Ｏ７との差は、（Ｏ８−Ｏ７）に対応する重み付け比率が比較例（図１１（Ａ）参照）の重み付け比率の２倍になったことにより、比較例（図１１（Ｂ）参照）の差よりも大きくなっている。また、出力信号Ｏ７は、（Ｏ２−Ｏ１）に対応する重み付け比率が比較例（図１１（Ａ）参照）の重み付け比率の２倍になったことにより、抵抗Ｒ７の抵抗値が小さくなる（８５［Ω］から７５［Ω］）ので、比較例（図１１（Ｂ）参照）の出力信号Ｏ７よりも大きくなっている。また、出力信号Ｏ７と出力信号Ｏ６との差は、出力信号Ｏ７および出力信号Ｏ６の両方が大きくなっているので、比較例（図１１（Ｂ）参照）の差に近くなる。

図１８（Ａ）に示すように、複数のシンチレータ素子５１ａのうち端部の位置のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合において、図１８（Ｂ）に示すように、第１実施形態の出力信号Ｏ６、Ｏ７およびＯ８の結果を実線で表し、比較例（図１２（Ｂ）参照）の出力信号Ｏ６、Ｏ７およびＯ８の結果を破線で表す。この場合、第１実施形態の出力信号Ｏ６、Ｏ７およびＯ８のそれぞれと、比較例の出力信号Ｏ６、Ｏ７およびＯ８との差は、上記した図１７の場合と同様の結果となる。

図１８（Ｂ）において、複数のシンチレータ素子５１ａのうち端部に隣接する位置のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合のグラフ（図１７（Ｂ））を二点鎖線で示す。出力信号Ｏ８同士の差は、比較例の出力信号Ｏ８同士の差（図１２（Ｂ）参照）よりも、重み付け比率における（Ｏ８−Ｏ７）に対応する重み付け比率が比較例の重み付け比率の２倍になったことにより、大きくなっている。さらに、出力信号Ｏ７同士の差は、比較例の出力信号Ｏ７同士の差（図１２（Ｂ）参照）に近くなる。したがって、端部に隣接する位置のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合の加算信号Ｖｏと、端部の位置のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発せられた場合の加算信号Ｖｏとの差は、比較例の加算信号Ｖｏの差よりも大きくなる。

ここで、図１９に示すように、複数の出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７およびＯ８の加算信号Ｖｏに基づいて、シンチレータ素子５１ａの２次元的な配列を表す２次元マップを形成する。２次元マップ上では、Ａ４、Ａ５およびＡ６で囲む領域における、端部に配置されたシンチレータ素子５１ａを表す点と、端部に配置されたシンチレータ素子５１ａに隣接するシンチレータ素子５１ａを表す点との間隔が、比較例の間隔よりも大きくなっている。また、図２０に示すように、複数の出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７およびＯ８の加算信号Ｖｏに基づいて、シンチレータ素子５１ａの横位置とエネルギー信号値のピーク値との関係を示したグラフを作成する。グラフ上では、Ｂ４、Ｂ５およびＢ６で囲む領域における、端部のピーク値と端部のピーク値に隣り合うピーク値との谷部分の間隔が、比較例の間隔よりも大きくなっている。

このように、重み付け演算回路５５では、重み付け比率を調節し、複数の抵抗を調節することにより、端部（横方向の両端部）における、重み付け演算回路５５の演算精度の低下が抑制可能となっている。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、シンチレータ素子５１ａにおいて発生した蛍光Ｓを検出する複数の光検出器５２と、複数の光検出器５２のそれぞれの検出信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７およびＶ８に対して重み付けを行なった出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７およびＯ８に基づいて蛍光Ｓの発生位置を弁別するＰＣ１１とを備えている。そして、端部側の光検出器５２の検出信号Ｖ１に対する重み付けは、中央部側の光検出器５２の検出信号Ｖ２に対する重み付けよりも大きくなるように設定されている。これにより、重み付けをした端部側の光検出器５２の検出信号Ｖ１と、重み付けをした中央部側の光検出器５２の検出信号Ｖ２との差が、重み付けをした中央部側の光検出器５２同士の差よりも大きくなるので、端部側のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発生した場合と、中央部側のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発生した場合とを区別しやすくすることができる。この結果、蛍光Ｓが発生したシンチレータ素子５１ａの特定を正確に行うために、光隔壁またはライトガイドを調整するなどの手間を必要とせずに、端部の光検出器５２の検出信号Ｖ１、Ｖ８のそれぞれの強さと端部の光検出器５２に隣接する光検出器５２の検出信号Ｖ２、Ｖ７のそれぞれの強さとに差をつける調整を容易に行うことができる。また、光隔壁またはライトガイドを用いなくとも、端部の光検出器５２の検出信号Ｖ１、Ｖ８のそれぞれの強さと端部の光検出器５２に隣接する光検出器５２の検出信号Ｖ２、Ｖ７のそれぞれの強さとに差をつけることができるので、放射線検出器５の構造が複雑化することを抑制できる。また、端部側のシンチレータ素子５１ａにおいて発生した蛍光Ｓの位置を正確に弁別することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、重み付け係数は、重み付け比率に基づいている。そして、重み付け比率は、中央部側の重み付け比率よりも端部の重み付け比率が大きくなるように設定されている。これにより、中央部側の光検出器５２の出力信号Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６およびＯ７の差よりも、端部の光検出器５２の出力信号Ｏ１およびＯ８のそれぞれと端部に隣接する光検出器５２の出力信号Ｏ２およびＯ７のそれぞれとの差を大きくすることができる。この結果、重み付け比率が均等に設定されている場合よりも、端部のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発生した場合に、シンチレータ素子５１ａの位置を容易に弁別しやすくすることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、端部の重み付け比率と、中央部側の重み付け比率のうち最も端部側の重み付け比率との差が、端部以外の重み付け比率同士の差よりも大きくなるように設定されている。これにより、中央部側の光検出器５２同士の出力信号Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６およびＯ７の差よりも、端部の光検出器５２の出力信号Ｏ１およびＯ８のそれぞれと端部に隣接する光検出器５２の出力信号Ｏ２およびＯ７のそれぞれとの差をより大きくすることができる。この結果、重み付け比率が均等に設定されている場合よりも、端部のシンチレータ素子５１ａにおいて蛍光Ｓが発生した場合に、シンチレータ素子５１ａの位置をさらに容易に弁別しやすくすることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、放射線検出器５は、複数の光検出器５２から出力されるそれぞれの検出信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７およびＶ８に対して重み付けを行うための複数の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８をさらに備えている。複数の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８のそれぞれの抵抗値は、重み付け比率に基づいて調整されている。これにより、複数の光検出器５２のそれぞれの検出信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７およびＶ８に対して容易に重み付けを行うことができる。

また、第１実施形態では、上記のように、放射線検出器５は、複数の光検出器５２のそれぞれの検出信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７およびＶ８に対して重み付けをした出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７およびＯ８を加算する重み付け演算回路５５をさらに備えている。ＰＣ１１は、重み付け演算回路５５により加算された加算信号Ｖｏに基づいて蛍光Ｓの発生位置を弁別するように構成されている。これにより、重み付け演算回路５５により出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７およびＯ８を加算するだけで蛍光Ｓの発生位置を弁別することができるので、放射線検出器５の構成を簡略化することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、中央部側の重み付け比率よりも端部の重み付け比率が大きくなるように設定された重み付け比率に基づいて重み付け係数が設定されている。これにより、ガンマ線が入射し蛍光Ｓが発生したシンチレータ素子５１ａの弁別の性能を向上させることができるので、補正回路５６における位置信号補正、エネルギー補正および感度不均一補正の精度も向上させることが可能となる。

また、第１実施形態では、上記のように、複数の光検出器５２のそれぞれの検出信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７およびＶ８に対する重み付けのみが調節されている。放射線検出器５の構造を変更していないので、ライトガイドまたは光隔壁を配置した場合に発生する蛍光Ｓの不要な反射および拡散の発生を抑制することが可能となる。この結果、ＰＥＴ装置１の時間分解能が悪化することを抑制することが可能となる。

［第２実施形態］
次に、図２１〜図２３を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、第１実施形態と異なり、中央部側の重み付け比率が異なるように設定されている例について説明する。また、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略している。

重み付け演算回路５５では、図１９に示すように、光検出器５２が複数のシンチレータ素子５１ａと光学的に接続されていることに起因して、２次元マップ（図２２参照）において端部の点同士だけでなく中央部の点同士の間隔も不均一となってしまう。具体的には、図１３に示す中央部の領域Ａ３における点同士の間隔と比較して、図１９に示す中央部の領域Ａ６における点同士の間隔は小さくなっている。このとき、図１４に示す中央部の領域Ｂ３におけるピーク値同士の谷部分の間隔と比較して、図２０に示す中央部の領域Ｂ６におけるピーク値同士の谷部分の間隔が、図１４に示す中央部の領域Ｂ３におけるピーク値同士の間隔よりも小さくなっている。

そこで、第２実施形態の重み付け演算回路５５において、重み付け比率は、図２１に示すように、横方向の両端部だけでなく、中央部側の重み付け比率同士の差が一定となるように設定されている。また、端部の重み付け比率と中央部側の重み付け比率のうち最も端部側に設定された重み付け比率との差が、他の重み付け比率同士の差よりも大きくなるように設定されている。

具体的には、重み付け比率は、（Ｏ２−Ｏ１）：（Ｏ３−Ｏ２）：（Ｏ４−Ｏ３）：（Ｏ５−Ｏ４）：（Ｏ６−Ｏ５）：（Ｏ７−Ｏ６）：（Ｏ８−Ｏ７）＝１０：２：３：２：３：２：１０となっている。この場合、重み付け比率は、中央部側の重み付け比率同士の差が１の一定値となっている。上記した重み付け比率は、シミュレーションに基づいて求めることが可能である。

ここで、抵抗値の算出を具体的な数値を用いて以下に例示する。複数の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の抵抗値は、一例として基準となる出力信号をＯ１とし、さらにＲ１＝６００［Ω］とすると、Ｒ２＝５４［Ω］、Ｒ３＝４６［Ω］、Ｒ４＝３７．５［Ω］、Ｒ５＝３３［Ω］、Ｒ６＝２８［Ω］、Ｒ７＝２６［Ω］およびＲ８＝１８［Ω］となる。すなわち、重み付け比率に基づいて、Ｏ２−Ｏ１＝１０×Ｏ１となるので、Ｏ２＝１１×Ｏ１となる。ここで、出力信号Ｏ２を出力信号Ｏ１の１１倍にするためには、抵抗Ｒ２の抵抗値を抵抗Ｒ１の抵抗値の１／１１とすればよい。よって、Ｒ２＝５４［Ω］となる。抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６、抵抗Ｒ７および抵抗Ｒ８についても同様に計算を行って算出する。

ここで、複数の出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７およびＯ８の加算信号Ｖｏに基づいて、シンチレータ素子５１ａの２次元的な配列を表す２次元マップを形成する。２次元マップ上では、図２２に示すように、Ａ７およびＡ８で囲む領域における、端部に配置されたシンチレータ素子５１ａを表す点と、端部に配置されたシンチレータ素子５１ａに隣接するシンチレータ素子５１ａを表す点との間隔が、Ａ４およびＡ５で囲む領域における間隔に近くなる。さらに、２次元マップ上では、中央部側に配置されたシンチレータ素子５１ａ同士を表す点のＡ９で囲む領域における、間隔が、Ａ６で囲む領域における間隔よりも大きくなっている。

また、複数の出力信号Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６、Ｏ７およびＯ８の加算信号Ｖｏに基づいて、シンチレータ素子５１ａの横位置とエネルギー信号値のピーク値との関係を示したグラフを形成する。グラフ上では、図２３に示すように、Ｂ７およびＢ８で囲む領域における、端部のピーク値と端部のピーク値に隣り合うピーク値との谷部分の間隔が、Ｂ４およびＢ５で囲む領域における、間隔に近くなる。さらに、グラフ上では、Ｂ９で囲む領域における、中央部のピーク値の谷部分同士の間隔が、Ｂ６で囲む領域における間隔よりも大きくなっている。

このように、重み付け演算回路５５では、重み付け比率を変更し、複数の抵抗を調節することにより、端部（横方向の両端部）における、重み付け演算回路５５の演算精度の低下を抑制するとともに、中央部における重み付け演算回路５５の演算精度の低下も抑制することが可能となっている。なお、第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態の構成と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、重み付け比率は、端部以外の隣接する光検出器５２の重み付け比率同士の差が１となるように設定されている。これにより、中央部側の光検出器５２の出力信号Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６およびＯ７にも差をつけることができるので、中央部側の光検出器５２の重み付け後の信号値同士にも差をつけることができる。これにより、端部の光検出器５２の出力信号Ｏ１、Ｏ８のそれぞれと端部に隣接する光検出器５２の出力信号Ｏ２、Ｏ７のそれぞれとの差を大きくしたことにより、中央部側の光検出器５２の出力信号Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６およびＯ７同士の差が小さくなることを緩和することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、重み付けは、中央部側の重み付け比率よりも端部の重み付け比率が大きくなるように設定され、かつ、端部以外の隣接する光検出器５２の重み付け比率同士の差が１となるように設定されている。これにより、端部の光検出器５２の出力信号Ｏ１と端部に隣接する光検出器５２の出力信号Ｏ２との差を大きくした状態で中央部側の光検出器５２の出力信号Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６およびＯ７にも差をつけることができる。この結果、放射線検出器５における複数のシンチレータ素子５１ａの弁別の性能を向上させることができるので、ＰＥＴ装置１の空間分解能を向上させることが可能となる。なお、第２実施形態のその他の効果は、第１実施形態の効果と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１実施形態および第２実施形態では、重み付け比率は、シミュレーションに基づいて求められているが、本発明はこれに限られない。重み付け比率は、実験に基づいて求められてもよいし、シミュレーションにより求められた重み付け比率を実験により修正して求めてもよい。

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、基準となる出力信号が流れる抵抗が６００［Ω］であるが、本発明はこれに限られない。基準となる出力信号が流れる抵抗は６００［Ω］以外であってもよい。

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、横方向に配列された光検出器５２に接続された重み付け演算回路５５の重み付けを変更しているが、本発明はこれに限られない。本発明では、縦方向に配列された光検出器に接続された重み付け演算回路の重み付けも変更してもよい。

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、重み付け演算回路５５において光検出器５２から出力される検出信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７およびＶ８に対して重み付けを行っているが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＰＣにおいて光検出器から出力される検出信号に対して重み付けを行ってもよい。

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、核医学診断装置は、ＰＥＴ装置１であるが、本発明はこれに限られない。本発明では、核医学診断装置は、ＳＰＥＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置であってもよい。

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、光検出器５２は、光電子増倍管により構成されているが、本発明はこれに限られない。本発明では、光検出器はシリコンフォトマルチプライヤーにより構成されてもよい。

また、第１実施形態および第２実施形態では、シンチレータ素子５１ａは、２次元的に複数（１２×６個）配置されているが、本発明はこれに限られない。たとえば、シンチレータ素子は、２次元的に複数（１５×６個）配置されてもよい。

また、第１実施形態および第２実施形態では、光検出器５２は、２次元的に複数（８×４個）配置されているが、本発明はこれに限られない。たとえば、光検出器５２は、２次元的に複数（１０×４個）配置されてもよい。

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、シンチレータ５１と光検出器５２との間にはライトガイドが配置されていないが、本発明はこれに限られない。本発明では、シンチレータと光検出器との間にはライトガイドが配置されていてもよい。たとえば、シンチレータと光検出器との間にはライトガイドが配置される場合には、重み付け比率は、（Ｏ２−Ｏ１）：（Ｏ３−Ｏ２）：（Ｏ４−Ｏ３）：（Ｏ５−Ｏ４）：（Ｏ６−Ｏ５）：（Ｏ７−Ｏ６）：（Ｏ８−Ｏ７）＝１０：１：３：１：３：１：１０に設定されることが好ましい。

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、２個の光検出器５２に対して、３個のシンチレータ素子５１ａが光学的に接続されているが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、図２４に示すように、３個の光検出器３５２に対して、５個のシンチレータ素子３５１ａが光学的に接続されていてもよい。この場合には、たとえば、重み付け比率は、（Ｏ２−Ｏ１）：（Ｏ３−Ｏ２）：（Ｏ４−Ｏ３）：（Ｏ５−Ｏ４）：（Ｏ６−Ｏ５）＝１０：３：５：３：１０に設定されることが好ましい。

また、上記第２実施形態では、重み付け比率において、中央部側の重み付け比率同士の差が１となっているが、本発明はこれに限られない。本発明では、重み付け比率において、中央部側の重み付け比率同士の差が２となっていてもよいし、１または２以外の値（たとえば１．５）であってもよい。

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、重み付け比率において、中央部側の重み付け比率同士の差が一定となっているが、本発明はこれに限られない。本発明では、重み付け比率において、中央部側の重み付け比率同士の差がランダムとなっていてもよい。

１ ＰＥＴ装置（核医学診断装置）
５、３０５ 放射線検出器
１０ 被検体
１１ ＰＣ（制御部）
５１、３５１ シンチレータ
５１ａ、３５１ａ シンチレータ素子
５２、３５２ 光検出器
５５ 重み付け演算回路（加算回路）
Ｓ 蛍光

Claims (7)

1. 放射線を蛍光に変換する複数のシンチレータ素子が配列されたシンチレータと、
   前記複数のシンチレータ素子に接続されるとともに、前記複数のシンチレータ素子の数よりも少ない数が配置され、それぞれが前記シンチレータ素子において発生した蛍光を検出する複数の光検出器と、
   前記複数の光検出器のそれぞれの検出信号に対して重み付けを行なった信号値に基づいて蛍光の発生位置を特定する制御部とを備え、
   前記複数の光検出器のうちの端部側の前記光検出器の前記検出信号に対する前記重み付けは、前記複数の光検出器のうちの中央部側の前記光検出器の前記検出信号に対する前記重み付けよりも大きくなるように設定されており、
   前記複数のシンチレータ素子のうちの端のシンチレータ素子の外端面は、蛍光を反射する、放射線検出器。
2. 隣接する前記光検出器のそれぞれの前記検出信号の重み付け後の前記信号値の互いの差に基づく重み付け比率は、中央部側の前記重み付け比率よりも端部の前記重み付け比率が大きくなるように設定されている、請求項１に記載の放射線検出器。
3. 前記端部の前記重み付け比率と、中央部側の前記重み付け比率のうち最も前記端部側の前記重み付け比率との差が、前記端部以外の前記重み付け比率同士の差よりも大きくなるように設定されている、請求項２に記載の放射線検出器。
4. 前記重み付け比率は、前記端部以外の前記重み付け比率同士の差が１または２の一定値となるように設定されている、請求項３に記載の放射線検出器。
5. 前記複数の光検出器から出力されるそれぞれの前記検出信号に対して前記重み付けを行うための複数の抵抗をさらに備え、
   前記複数の抵抗の抵抗値は、前記重み付け比率に基づいて調整されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の放射線検出器。
6. 前記複数の光検出器のそれぞれの前記検出信号に対して前記重み付けをした前記信号値を加算する加算回路をさらに備え、
   前記制御部は、前記加算回路により加算された前記信号値に基づいて蛍光の発生位置を特定するように構成されている、請求項５に記載の放射線検出器。
7. 被検体から放射される放射線を蛍光に変換する複数のシンチレータ素子が配列されたシンチレータと、
   前記複数のシンチレータ素子に接続されるとともに、前記複数のシンチレータ素子の数よりも少ない数が配置され、それぞれが前記シンチレータ素子において発生した蛍光を検出する複数の光検出器と、
   前記複数の光検出器のそれぞれの検出信号に対して重み付けを行なった信号値に基づいて蛍光の発生位置を特定する制御部とを備え、
   前記複数の光検出器のうちの端部側の前記光検出器の前記検出信号に対する前記重み付けは、前記複数の光検出器のうちの中央部側の前記光検出器の前記検出信号に対する前記重み付けよりも大きくなるように設定されており、
   前記複数のシンチレータ素子のうちの端のシンチレータ素子の外端面は、蛍光を反射する、核医学診断装置。

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