JP6903435B2 - 核医学診断装置及びキャリブレーション方法 - Google Patents

核医学診断装置及びキャリブレーション方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、核医学診断装置及びキャリブレーション方法に関する。
一般的に、ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置におけるガンマ線検出器（以下、検出器と言う）は、被検体から放射されたガンマ線がシンチレータに入射したときに発するシンチレーション光（scintillation photons、optical photons）を光電子増倍素子で受光し、電気信号に変換する。
ＰＥＴ装置における従来の検出器には、例えば、縦４ｍｍ、横４ｍｍ、高さ（厚み）２０ｍｍサイズのシンチレータ結晶を１単位とした、多数のシンチレータ結晶をアレイ状に組み上げたものが使用される。また、シンチレータ結晶間には反射材が挟まれており、ひとつのシンチレータ結晶内で発生したシンチレーション光が周囲のシンチレータ結晶へ漏れる（クロストーク）のを防ぐ構造になっている。このため、従来の検出器は、シンチレーション事象がどのシンチレータ結晶内で生じたかを離散的に同定し、同定結果に基づいて同時計数とＬＯＲ（Line-of-Response）とを同定する。
また、ＤＯＩ（Depth-of-Interaction)検出機能を有するＰＥＴ装置でも、検出器が、シンチレーション事象を離散的に同定する仕組みは変わらない。このような従来のＰＥＴ装置では、シンチレーション事象がシンチレータ結晶内のどの位置で発生しても、シンチレーション事象はひとつの有限サイズのシンチレータ結晶で発生したものとして同定される。このため、同定したシンチレーション事象の発生位置の表現形態が空間分解能、時間分解能の限界を与える主要項となる。
特開２０１１−１４９８８３号公報 特開２００４−３４０９６８号公報
本発明が解決しようとする課題は、ガンマ線がシンチレーション光に変換された正確な位置を特定することができる核医学診断装置及びキャリブレーション方法を提供することである。
実施形態の核医学診断装置は、シンチレータと、複数の光検出器と、記憶部と、特定部と、を備える。シンチレータは、単一結晶で構成され、ガンマ線を光に変換する。複数の光検出器は、前記シンチレータの異なる位置に配置され、前記シンチレータにおいて変換された光の入射に応じて電気信号を出力する。記憶部は、前記シンチレータ内の位置ごとに、当該位置でガンマ線から変換された光の入射に応じて各光検出器により出力された電気信号の強度を示す第１の強度分布を対応付けた対応情報を記憶する。特定部は、前記シンチレータ内において変換された、被検体から放射されたガンマ線に由来する光を検出した各光検出器が出力した電気信号の強度を示す第２の強度分布と、前記対応情報とを用いて、前記被検体から放射されたガンマ線が前記シンチレータ内において光に変換された変換位置を特定する。
図１は、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置の構成を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係る検出器モジュールを説明するための図である。 図３は、第１の実施形態に係る計数情報収集回路を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係るデータ記憶回路を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態における計数情報のリストを説明するための図である。 図６は、第１の実施形態における同時計数情報の時系列リストを説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係る第２の強度分布の一例を示す図である。 図８は、第１の実施形態における対応情報を説明するための図である。 図９は、第１の実施形態に係る代表位置を説明するための図である。 図１０Ａは、第１の実施形態に係る第１の方向から入射したガンマ線のシンチレーション事象を説明するための図である。 図１０Ｂは、第１の実施形態に係る第２の方向から入射したガンマ線のシンチレーション事象を説明するための図である。 図１１Ａは、第１の実施形態に係る第３の強度分布を説明するための図である。 図１１Ｂは、第１の実施形態に係る第４の強度分布を説明するための図である。 図１２は、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置による計数情報を算出する処理手順を示すフローチャートである。 図１３は、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置による対応情報を生成する処理手順を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して、実施形態に係る核医学診断装置及びキャリブレーション方法を説明する。以下では、一例として、核医学診断装置がＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置である場合について説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置１００は、架台１０と、コンソール２０とを備える。
架台１０は、被検体Ｐ内の陽電子から放出された一対の消滅ガンマ線を、被検体Ｐの周囲をリング状に取り囲むように配置された検出器によって検出し、検出器の出力信号から計数情報を生成し、これを収集する。図１に示すように、架台１０は、天板１１と、寝台１２と、寝台ドライバ１３と、検出器１４と、計数情報収集回路１５とを備える。なお、架台１０は、図１に示すように、撮影口となる空洞を有する。
天板１１は、被検体Ｐが載置されるベッドであり、寝台１２の上に配置される。寝台ドライバ１３は、後述する寝台制御回路２３による制御の下、天板１１を移動させる。例えば、寝台ドライバ１３は、天板１１を移動させることで、被検体Ｐを架台１０の撮影口内に移動させる。
検出器１４は、被検体Ｐ内の陽電子から放出された消滅ガンマ線を検出する。例えば、検出器１４は、図１に示すように、被検体Ｐの周囲をリング状に取り囲むように配置された、複数の検出器モジュール１４０を有する。なお、図１の例では、複数の検出器モジュール１４０は、検出器１４の円周の接線方向に配置される場合を示しているが、被検体Ｐの体軸方向にも配置されてもよい。
図２は、第１の実施形態に係る検出器モジュール１４０を説明するための図である。図２に示すように、検出器モジュール１４０は、フォトンカウンティング方式、アンガー型の検出器であり、シンチレータ１４１と、複数のＳｉＰＭ（Silicon photomultiplier）パネル１４２と、計数情報算出回路１４３とを有する。なお、複数のＳｉＰＭパネル１４２それぞれを区別する場合には、説明の便宜上、ＳｉＰＭパネル１４２ａ、ＳｉＰＭパネル１４２ｂ、ＳｉＰＭパネル１４２ｃ、ＳｉＰＭパネル１４２ｄ、ＳｉＰＭパネル１４２ｅ、及びＳｉＰＭパネル１４２ｆと異なる符号を付与して説明する。
シンチレータ１４１は、モノリシックに構成される。ここで言うモノリシックとは、一体化或いは一枚板を示す。すなわち、モノリシックに構成されるシンチレータ１４１には、例えば、シンチレータ結晶を１単位とした多数のシンチレータ結晶がアレイ状に組み上げられて使用されるのではなく、１つのシンチレータ結晶が区分けされずに一体化したまま使用される。このため、シンチレータ１４１には、反射材が挟まれない。
また、シンチレータ１４１は、図２に示すように、６面体である。なお、図２では、シンチレータ１４１が立方体である場合を示すが、シンチレータ１４１は、直方体であってもよい。また、シンチレータ１４１は、例えば、ＬＹＳＯ（Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate）、ＬＳＯ（Lutetium Oxyorthosilicate）、ＬＧＳＯ（Lutetium Gadolinium Oxyorthosilicate）等の、ＴＯＦに適するシンチレータ結晶によって形成される。
そして、シンチレータ１４１は、例えば、被検体Ｐ内の陽電子から放出されて入射した消滅ガンマ線をシンチレーション光（scintillation photons、optical photons）に変換する。すなわち、シンチレータ１４１は、モノリシックに構成され、ガンマ線をシンチレーション光に変換する。
複数のＳｉＰＭパネル１４２は、シンチレータ１４１の異なる位置に配置され、シンチレータ１４１によって変換されたシンチレーション光を検出して、電気信号を生成する。ここで、複数のＳｉＰＭパネル１４２は、シンチレータ１４１の少なくとも２面に設けられる。
例えば、複数のＳｉＰＭパネル１４２は、図２に示すように、シンチレータ１４１の６面それぞれに設けられる。言い換えると、モノリシックに構成されたシンチレータ１４１の６面すべてが、ＳｉＰＭパネル１４２で覆われている。なお、シンチレータ１４１を覆う面数は、６面より少なくてもよいし、全表面の一部でもよい。また、シンチレータ１４１の全表面に対して、ＳｉＰＭパネル１４２によって覆われるシンチレータ１４１の表面の割合が大きいほど、出力信号のＳ／Ｎは向上する。
なお、ＳｉＰＭパネル１４２は、基板上に形成されてから、シンチレータ１４１に配置されてもよい。言い換えると、ＳｉＰＭパネル１４２は、シンチレータ１４１と光学的に接着されていてもよい。或いは、ＳｉＰＭパネル１４２は、シンチレータ１４１上に直接形成されてもよい。言い換えると、ＳｉＰＭパネル１４２は、シンチレータ１４１表面に直接半導体形成されてもよい。
また、各ＳｉＰＭパネル１４２は、それぞれがチャネルとなるＳｉＰＭで構成される。例えば図２では、シンチレータ１４１の各面を覆うＳｉＰＭパネル１４２が４個（＝２×２）のＳｉＰＭで構成されている場合を例示している。しかしながら、ＳｉＰＭパネル１４２を構成する１面当たりのＳｉＰＭ数は１個（＝１×１）でもよいし、３２個（＝８×４）でもよい。ここで、ＳｉＰＭ数が４個である場合、検出器モジュール１４０の出力チャネル総数は２４（＝２×２×６面）チャネルとなる。なお、各ＳｉＰＭは、光検出器の一例である。
計数情報算出回路１４３は、クロック回路、トリガー回路、エネルギー積分回路、及び外部との入出力回路を有し、ＳｉＰＭパネル１４２からの信号を処理して、処理結果を後述する計数情報収集回路１５に出力する機能を有する電気回路である。
計数情報収集回路１５は、各計数情報算出回路１４３によって出力された信号の処理結果を収集し、計数情報を算出する機能を有する電気回路である。なお、計数情報収集回路１５は、特定部の一例である。図３は、第１の実施形態に係る計数情報収集回路１５を説明するための図である。
図３では、説明の便宜上シンチレータ１４１のみを図示している。計数情報収集回路１５は、図３に図示するように消滅ガンマ線が入射し、シンチレータ１４１におけるシンチレーション光への変換時の空間位置（Ｐ）及び変換時の時間（Ｔ）と、変換したガンマ線のエネルギー値（Ｅ）とを計数情報として算出する。計数情報収集回路１５は、収集した計数情報を、後述するデータ記憶回路２４に格納する。なお、計数情報収集回路１５による計数情報を算出する処理の詳細については後述する。また、変換時の時間（Ｔ）のことを検出時間（Ｔ）とも言う。
コンソール２０は、操作者によるＰＥＴ装置１００の操作を受け付け、ＰＥＴ画像の撮影を制御するとともに、架台１０によって収集された計数情報を用いてＰＥＴ画像を再構成する。図１に示すように、コンソール２０は、入力インターフェース２１と、ディスプレイ２２と、寝台制御回路２３と、データ記憶回路２４と、同時計数情報生成回路２５と、画像再構成回路２６と、システム制御回路２７とを備える。なお、コンソール２０が備える各部は、バスを介して接続される。
入力インターフェース２１は、ＰＥＴ装置１００の操作者によって各種指示や各種設定の入力に用いられるマウスやキーボード等であり、入力された各種指示や各種設定を、システム制御回路２７に転送する。例えば、入力インターフェース２１は、撮影開始指示の入力に用いられる。ディスプレイ２２は、操作者によって参照されるモニター等であり、システム制御回路２７による制御の下、被検体Ｐの呼吸波形やＰＥＴ画像を表示したり、操作者から各種指示や各種設定を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。寝台制御回路２３は、寝台ドライバ１３を制御する機能を有する電気回路である。
データ記憶回路２４は、ＰＥＴ装置１００において用いられる各種データを記憶する機能を有する電気回路である。図４は、第１の実施形態に係るデータ記憶回路２４を説明するための図である。図４に示すように、データ記憶回路２４は、計数情報記憶回路２４ａと、同時計数情報記憶回路２４ｂと、ＰＥＴ画像記憶回路２４ｃと、対応情報記憶回路２４ｄとを備える。なお、データ記憶回路２４は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（flash memory）等の半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスク等によって実現される。
計数情報記憶回路２４ａは、計数情報収集回路１５によって収集された計数情報のリストを記憶する機能を有する電気回路である。また、計数情報記憶回路２４ａが記憶する計数情報のリストは、同時計数情報生成回路２５による処理に用いられる。なお、計数情報記憶回路２４ａが記憶する計数情報のリストは、同時計数情報生成回路２５による処理に用いられた後に削除されてもよいし、所定期間記憶されていてもよい。
図５は、第１の実施形態における計数情報のリストを説明するための図である。図５に示すように、計数情報記憶回路２４ａは、検出器モジュール１４０を識別するモジュールＩＤに対応付けて、空間位置（Ｐ）、エネルギー値（Ｅ）、及び検出時間（Ｔ）を含む計数情報を記憶する。
同時計数情報記憶回路２４ｂは、同時計数情報生成回路２５によって生成された同時計数情報の時系列リストを記憶する機能を有する電気回路である。また、同時計数情報記憶回路２４ｂが記憶する同時計数情報の時系列リストは、画像再構成回路２６による処理に用いられる。なお、同時計数情報記憶回路２４ｂが記憶する同時計数情報の時系列リストは、画像再構成回路２６による処理に用いられた後に削除されてもよいし、所定期間記憶されていてもよい。
図６は、第１の実施形態における同時計数情報の時系列リストを説明するための図である。図６に示すように、同時計数情報記憶回路２４ｂは、同時計数情報の通し番号であるコインシデンスＮｏ．に対応付けて、計数情報の組を記憶する。ここで、同一のコインシデンスＮｏ．の組で記憶されている情報は、検出時間（Ｔ）の時間差が時間ウィンドウ幅以内にあることを示す。すなわち、図６の例では、コインシデンスＮｏ．１であるＴ１１とＴ２２とが時間ウィンドウ幅以内にあり、コインシデンスＮｏ．２であるＴ１２とＴ３２とが時間ウィンドウ幅以内にあり、コインシデンスＮｏ．３であるＴ１３とＴ３３とが時間ウィンドウ幅以内にあることを示す。なお、第１の実施形態において、同時計数情報の時系列リストは、計数情報の検出時間（Ｔ）に基づき概ね時系列順に並んでいる。
ＰＥＴ画像記憶回路２４ｃは、画像再構成回路２６によって再構成されたＰＥＴ画像を記憶する機能を有する電気回路である。また、ＰＥＴ画像記憶回路２４ｃが記憶するＰＥＴ画像は、システム制御回路２７によってディスプレイ２２に表示される。
対応情報記憶回路２４ｄは、システム制御回路２７によって生成された対応情報を記憶する機能を有する電気回路である。例えば、対応情報記憶回路２４ｄは、シンチレータ１４１内の位置ごとに、当該位置でガンマ線から変換された光の入射に応じて各ＳｉＰＭにより出力された電気信号の強度を示す第１の強度分布を対応付けた対応情報を記憶する。なお、対応情報記憶回路２４ｄが記憶する対応情報の詳細については後述する。
図１に戻り、同時計数情報生成回路２５は、計数情報収集回路１５によって収集された計数情報のリストを用いて同時計数情報の時系列リストを生成する機能を有する電気回路である。具体的には、同時計数情報生成回路２５は、計数情報記憶回路２４ａに記憶された計数情報のリストから、一対の消滅ガンマ線を略同時に計数した計数情報の組を、計数情報の検出時間（Ｔ）に基づいて検索する。また、同時計数情報生成回路２５は、検索した計数情報の組毎に同時計数情報を生成し、生成した同時計数情報を、概ね時系列順に並べながら、同時計数情報記憶回路２４ｂに格納する。
例えば、同時計数情報生成回路２５は、操作者によって入力された同時計数情報生成条件に基づいて、同時計数情報を生成する機能を有する電気回路である。同時計数情報生成条件には、時間ウィンドウ幅が指定される。例えば、同時計数情報生成回路２５は、時間ウィンドウ幅に基づいて、同時計数情報を生成する。
例えば、同時計数情報生成回路２５は、計数情報記憶回路２４ａを参照し、検出時間（Ｔ）の時間差が時間ウィンドウ幅以内にある計数情報の組を、検出器モジュール１４０間で検索する。例えば、同時計数情報生成回路２５は、同時計数情報生成条件を満たす組として、「Ｐ１１、Ｅ１１、Ｔ１１」と「Ｐ２２、Ｅ２２、Ｔ２２」との組を検索すると、この組を同時計数情報として生成し、同時計数情報記憶回路２４ｂに格納する。なお、同時計数情報生成回路２５は、時間ウィンドウ幅とともにエネルギーウィンドウ幅を用いて同時計数情報を生成してもよい。
画像再構成回路２６は、ＰＥＴ画像を再構成する機能を有する電気回路である。具体的には、画像再構成回路２６は、同時計数情報記憶回路２４ｂに記憶された同時計数情報の時系列リストを読み出し、読み出した時系列リストを用いてＰＥＴ画像を再構成する。また、画像再構成回路２６は、再構成したＰＥＴ画像をＰＥＴ画像記憶回路２４ｃに格納する。
システム制御回路２７は、架台１０及びコンソール２０を制御することによって、ＰＥＴ装置１００の全体制御を行う機能を有する電気回路である。例えば、システム制御回路２７は、ＰＥＴ装置１００における撮影を制御する。また、システム制御回路２７は、対応情報を生成する。システム制御回路２７による対応情報生成処理の詳細については後述する。なお、システム制御回路２７は、算出部の一例である。
また、上述した寝台制御回路２３、同時計数情報生成回路２５、画像再構成回路２６、及びシステム制御回路２７等の各部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路によって実現される。
以上、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置１００の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置１００は、入射した消滅ガンマ線がシンチレータ１４１においてシンチレーション光へ変換された時の空間位置（Ｐ）及び時間（Ｔ）と、変換されたガンマ線のエネルギー値（Ｅ）とを計数情報として算出する。そして、ＰＥＴ装置１００は、算出した計数情報のリストを用いて同時計数情報の時系列リストを生成し、時系列リストを用いてＰＥＴ画像を再構成する。以下では、計数情報を算出する処理について説明する。
まず、計数情報を算出する処理について説明する。計数情報算出回路１４３は、各ＳｉＰＭパネル１４２に含まれるＳｉＰＭから出力された電気信号を収集する。また、計数情報算出回路１４３は、電気信号を収集した際の時刻を記録する。
そして、計数情報算出回路１４３は、シンチレータ１４１内において変換された、被検体Ｐから放射されたガンマ線に由来する光を検出した各ＳｉＰＭが出力した電気信号の強度を示す第２の強度分布を生成する。ここで、計数情報算出回路１４３は、第２の強度分布としてヒストグラムを生成する。図７は、第１の実施形態に係る第２の強度分布の一例を示す図である。
図７の横軸はチャネル番号を示し、図７の縦軸は各チャネルの信号強度を示す。図７の例では、ＳｉＰＭパネル１４２を構成する１面当たりのＳｉＰＭ数は１個であり、チャネル数が６である場合を示す。また、図７に示す例では、横軸の左側から順にチャネル番号１（ｃｈ．１）からチャネル番号６（ｃｈ．６）までの信号強度を示す。また、図７の例では、縦軸の信号強度は、各ＳｉＰＭからの電気信号の強度を積分計算した値である。計数情報算出回路１４３は、発光事象ごとに、図７に示すようなヒストグラムを生成する。そして、計数情報算出回路１４３は、電気信号を収集した際の時刻と、生成したヒストグラムとを計数情報収集回路１５に出力する。
計数情報収集回路１５は、計数情報算出回路１４３により生成された第２の強度分布と、対応情報とを用いて、被検体Ｐから放射されたガンマ線がシンチレータ１４１内において光に変換された変換位置を特定する。
計数情報収集回路１５による変換位置を特定する動作を説明する前に、対応情報記憶回路２４ｄが記憶する対応情報の詳細について説明する。図８は、第１の実施形態における対応情報を説明するための図である。図８に示すように、対応情報記憶回路２４ｄは、空間位置（Ｐ）に対応付けて、第１の強度分布を記憶する。
ここで、対応情報記憶回路２４ｄは、例えば空間位置（Ｐ）として、（ｘ１,ｙ１，ｚ１）、（ｘ１，ｙ２，ｚ１）、（ｘ１，ｙ３，ｚ１）、（ｘ２，ｙ１，ｚ１）、（ｘ１，ｙ１，ｚ２）などで表される３次元座標を記憶する。また、対応情報記憶回路２４ｄは、第１の強度分布としてヒストグラムを生成する。なお、対応情報記憶回路２４ｄが第１の強度分布として記憶するヒストグラムは、図７で説明したヒストグラムと同様である。すなわち、図８の例では、チャネル数が６である場合を示す。また、図８に示す例では、横軸の左側から順にチャネル番号１（ｃｈ．１）からチャネル番号６（ｃｈ．６）までの信号強度を示す。また、図８の例では、縦軸の信号強度は、各チャネルからの電気信号の強度を積分計算した値である。
計数情報収集回路１５は、例えば、図８に示す対応情報を用いて、被検体Ｐから放射されたガンマ線がシンチレータ１４１内において光に変換された変換位置を特定する。例えば、計数情報収集回路１５は、第１の強度分布と、第２の強度分布との類似度を算出し、算出した類似度に基づいて、変換位置を特定する。一例をあげると、計数情報収集回路１５は、図７に示す第２の強度分布と、図８に示す第１の強度分布との類似度を算出する。図８に示す対応情報において、空間位置（Ｐ）が（ｘ１，ｙ２，ｚ１）に対応する第１の強度分布が図７の第２の強度分布と略一致する。すなわち、図８に示す、空間位置（Ｐ）が（ｘ１，ｙ２，ｚ１）に対応する第１の強度分布の形状と、図７の第２の強度分布の形状とが略一致する。この場合、計数情報収集回路１５は、図７に示すヒストグラムを生成した発光事象は、入射した消滅ガンマ線がシンチレータ１４１内の空間位置（Ｐ）が（ｘ１，ｙ２，ｚ１）で光に変換されたことを特定する。言い換えると、計数情報収集回路１５は、図７に示すヒストグラムを生成した発光事象の場合、シンチレータ１４１内において光に変換された変換位置は（ｘ１，ｙ２，ｚ１）であると特定する。
また、計数情報収集回路１５は、変換位置からＳｉＰＭまでの距離に基づいて、シンチレータ１４１におけるシンチレーション光への変換時の時間を更に特定する。例えば、計数情報収集回路１５は、空間位置（Ｐ）からＳｉＰＭまでの距離に基づいて、シンチレータ１４１におけるシンチレーション光への変換時の時間（Ｔ）を算出する。例えば、計数情報収集回路１５は、各チャネルから電気信号を取得した時間を補正前検出時間（Ｔ’）として特定する。より具体的には、計数情報収集回路１５は、１０−１２秒（ピコ秒）単位の精度で補正前検出時間（Ｔ’）を特定する。なお、補正前検出時間（Ｔ’）は、クロック回路によって記録された絶対時刻であってもよいし、撮影開始時点からの経過時間であってもよい。
ここで、補正前検出時間（Ｔ’）は、計数情報算出回路１４３がＳｉＰＭから電気信号を取得した時間であって、シンチレータ１４１におけるシンチレーション光への変換時の時間（Ｔ）ではない。すなわち、補正前検出時間（Ｔ’）は、シンチレータ１４１において消滅ガンマ線がシンチレーション光に変換された検出時間（Ｔ）から、シンチレーション光がＳｉＰＭで受光されるまでに移動する距離だけ遅延した時間である。そこで、計数情報収集回路１５は、空間位置（Ｐ）からＳｉＰＭまでの距離に基づいて、補正前検出時間（Ｔ’）を補正して、シンチレーション光への変換時の時間（Ｔ）を算出する。なお、計数情報収集回路１５は、高精度な時刻測定のためにＴＤＣ（Time-Digital-Converter）回路との照合を行ってもよい。
また、シンチレータ１４１に入射するガンマ線はシンチレータ１４１の屈折率の影響を受けないが、シンチレータ１４１において変換された光はシンチレータ１４１の屈折率の影響を受ける。例えば、屈折率をＮとした場合、光速は、１／Ｎ倍になる。そこで、計数情報収取回路１５は、特定した変換位置とシンチレータ１４１の屈折率とに基づいて、時間を更に補正する。
また、計数情報収集回路１５は、変換位置からＳｉＰＭでの減衰量に基づいて、シンチレータ１４１におけるシンチレーション光へ変換したガンマ線のエネルギー値を特定する。例えば、計数情報収集回路１５は、空間位置（Ｐ）からＳｉＰＭまでの減衰量に基づいて、エネルギー値（Ｅ）を算出する。例えば、計数情報収集回路１５は、各ＳｉＰＭから出力された電気信号の強度を積分計算することで、検出器モジュール１４０に入射した消滅ガンマ線の補正前エネルギー値（Ｅ’）を特定する。
ここで、補正前エネルギー値（Ｅ’）は、計数情報算出回路１４３がＳｉＰＭから電気信号を取得した際の電気信号の強度の積分値であって、シンチレーション光へ変換された際の消滅ガンマ線のエネルギー値（Ｅ）ではない。すなわち、補正前エネルギー値（Ｅ’）は、シンチレータ１４１によって消滅ガンマ線がシンチレーション光に変換された際の消滅ガンマ線のエネルギー値（Ｅ）よりも、シンチレーション光がＳｉＰＭで受光されるまでに移動する間にエネルギー値が減衰した値である。そこで、計数情報収集回路１５は、空間位置（Ｐ）からＳｉＰＭまでのシンチレーション光が移動する間の減衰量に基づいて、補正前エネルギー値（Ｅ’）を補正して、エネルギー値（Ｅ）を算出する。
続いて、システム制御回路２７による対応情報を生成する処理について説明する。システム制御回路２７は、シンチレータ１４１内の位置それぞれに対応した第１の強度分布を算出し、対応情報記憶回路２４ｄに格納する。ここで、システム制御回路２７は、シンチレータ１４１内の全ての位置について、第１の強度分布を算出する必要はなく、シンチレータ１４１内の代表位置について第１の強度分布を算出する。図９は、第１の実施形態に係る代表位置を説明するための図である。
図９では、シンチレータ１４１内のｙ座標の値がｙｎであるｚｘ平面を示している。また、図９では、説明の便宜上、ｙ座標の値がｙｎであるｚｘ平面においてＰ１からＰ９までの代表位置を設定した場合を示す。なお、ｙ座標の値がｙｎとは異なる他のｚｘ平面においても同様に、代表位置が設定されるものとする。また、代表位置の数は、任意に設定可能である。
ここでは、一例として、Ｐ１における第１の強度分布を算出する場合について説明する。かかる場合、代表位置Ｐ１を交点とする２方向が設定される。例えば、Ｐ１を通りＺ軸に平行な方向が第１の方向として設定され、Ｐ１を通りＸ軸に平行な方向が第２の方向として設定される。そして、システム制御回路２７は、第１の方向からシンチレータ１４１に入射する光の強度を示す第３の強度分布と、第１の方向とは異なる第２の方向からシンチレータ１４１に入射する光の強度を示す第４の強度分布とを取得する。図１０Ａは、第１の実施形態に係る第１の方向から入射したガンマ線のシンチレーション事象を説明するための図であり、図１０Ｂは、第１の実施形態に係る第２の方向から入射したガンマ線のシンチレーション事象を説明するための図である。
例えば、図１０Ａに示すように、第１の方向としてシンチレータ１４１のｘｙ平面に対して垂直な方向からガンマ線を入射させる。より具体的には、シンチレータ１４１のｘｙ平面に対して垂直な方向であり、Ｚ軸方向のｚ０側からｚ４側への方向から、例えばペンシル型（円筒状）の線源などで５１１ｋｅＶのガンマ線を入射させる。ここで、ペンシル型（円筒状）の線源などでガンマ線を入射させる場合、パイルアップが起きないようにすることが望ましい。そして、シンチレータ１４１に入射したガンマ線は、シンチレータ１４１内で光に変換される。図１０Ａに示す例では、ガンマ線は、ｘｙ１、ｘｙ２及びｘｙ３の各位置で光に変換される。そして、各ＳｉＰＭは、シンチレータ１４１によって変換された光を検出して、電気信号を生成する。
また、例えば、図１０Ｂに示すように、第２の方向としてシンチレータ１４１のｙｚ平面に対して垂直な方向からガンマ線を入射させる。より具体的には、シンチレータ１４１のｙｚ平面に対して垂直な方向であり、Ｘ軸方向のｘ０側からｘ４側への方向から、例えばペンシル型（円筒状）の線源などで５１１ｋｅＶのガンマ線を入射させる。ここでも、ペンシル型（円筒状）の線源などでガンマ線を入射させる場合には、パイルアップが起きないようにすることが望ましい。そして、シンチレータ１４１に入射したガンマ線は、シンチレータ１４１内で光に変換される。図１０Ｂに示す例では、ガンマ線は、ｙｚ１、ｙｚ２及びｙｚ３の各位置で光に変換される。そして、各ＳｉＰＭは、シンチレータ１４１によって変換された光を検出して、電気信号を生成する。
続いて、計数情報算出回路１４３は、第１の方向からシンチレータ１４１に入射する光を検出して生成された電気信号を各ＳｉＰＭから取得し、各ＳｉＰＭが出力した電気信号の強度を示す第３の強度分布を生成する。また、計数情報算出回路１４３は、第２の方向からシンチレータ１４１に入射する光を検出して生成された電気信号を各ＳｉＰＭから取得し、各ＳｉＰＭが出力した電気信号の強度を示す第４の強度分布を生成する。図１１Ａは、第１の実施形態に係る第３の強度分布を説明するための図であり、図１１Ｂは、第１の実施形態に係る第４の強度分布を説明するための図である。
例えば、計数情報算出回路１４３は、図１１Ａに示すように、第３の強度分布として、事象Ａ１のヒストグラムと、事象Ａ２のヒストグラムと、事象Ａ３のヒストグラムとを生成する。また、計数情報算出回路１４３は、図１１Ｂに示すように、第４の強度分布として、事象Ｂ１のヒストグラムと、事象Ｂ２のヒストグラムと、事象Ｂ３のヒストグラムとを生成する。
そして、システム制御回路２７は、第１の方向からシンチレータ１４１に入射する光の強度を示す第３の強度分布と、第１の方向とは異なる第２の方向からシンチレータ１４１に入射する光の強度を示す第４の強度分布とが略同一である強度分布を、第１の方向と第２の方向との交点を位置とする第１の強度分布として算出する。システム制御回路２７は、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す例の場合、事象Ａ２のヒストグラムと事象Ｂ１のヒストグラムとが略同一であると判定し、第１の方向と第２の方向との交点であるＰ１の第１の強度分布として特定する。すなわち、システム制御回路２７は、第３の強度分布の形状と略同一である第４の強度分布をＰ１の第１の強度分布として特定する。そして、システム制御回路２７は、代表位置Ｐ１と決定した第１の強度分布とを対応付けて対応情報記憶回路２４ｄに格納させる。
同様にして、システム制御回路２７は、ｙ座標の値がｙｎであるｚｘ平面において、他の代表位置について第１の強度分布を特定して、対応情報を対応情報記憶回路２４ｄに格納させる。更に、システム制御回路２７は、ｙ座標の値がｙｎであるｚｘ平面において、全ての代表位置の第１の強度分布を特定した場合、ｙ座標の値がｙｎとは異なるｚｘ平面においても同様にして、代表位置の第１の強度分布を特定して、対応情報を対応情報記憶回路２４ｄに格納させる。
なお、例えば、代表位置Ｐ１の第１の強度分布を特定する場合、シンチレータ１４１のｘｙ平面に対して垂直な方向であり、Ｚ軸方向のｚ０側からｚ４側への方向を第１の方向とし、シンチレータ１４１のｙｚ平面に対して垂直な方向であり、Ｘ軸方向のｘ０側からｘ４側への方向を第２の方向とする場合について説明した。しかし、代表位置Ｐ１の第１の強度分布を特定する場合、第１の方向は、シンチレータ１４１のｘｙ平面に対して垂直な方向であり、Ｚ軸方向のｚ４側からｚ０側への方向を第１の方向とし、シンチレータ１４１のｙｚ平面に対して垂直な方向であり、Ｘ軸方向のｘ４側からｘ０側への方向を第２の方向としてもよい。また、システム制御回路２７は、シンチレータ１４１が立方体である場合には、対称性を利用して計算量を１／８に軽減することが可能である。
図１２は、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置１００による計数情報を算出する処理手順を示すフローチャートである。図１２では、各構成要素がフローチャートのどのステップに対応するかを説明する。ステップＳ１からステップＳ３は、計数情報算出回路１４３により実現されるステップであり、ステップＳ４からステップＳ７は、計数情報収集回路１５により実現されるステップである。
ステップＳ１では、計数情報算出回路１４３は、各ＳｉＰＭパネル１４２に含まれるＳｉＰＭから出力された電気信号を収集する。ステップＳ２では、計数情報算出回路１４３は、電気信号を収集した際の時刻を記録する。ステップＳ３では、計数情報算出回路１４３は、各ＳｉＰＭパネル１４２に含まれるＳｉＰＭからの電気信号を用いて、各チャネルの信号強度を示すヒストグラムを生成する。
ステップＳ４では、計数情報収集回路１５は、空間位置を算出する。ここで、計数情報収集回路１５は、シンチレーション光への変換時の空間位置（Ｐ）として、空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を算出する。
ステップＳ５では、計数情報収集回路１５は、空間位置からの距離に基づいて時間を算出する。例えば、計数情報収集回路１５は、クロック回路によって記録された絶対時刻を、各チャネルから電気信号を取得した時間を検出時間（Ｔ’）として特定する。そして、計数情報収集回路１５は、空間位置（Ｐ）からＳｉＰＭまでの距離に基づいて、検出時間（Ｔ’）を補正して、シンチレーション光への変換時の時間（Ｔ）を算出する。そして、ステップＳ６では、計数情報収集回路１５は、空間位置（Ｐ）とシンチレータ１４１の屈折率とに基づいてシンチレーション光への変換時の時間（Ｔ）を更に補正する。
ステップＳ７では、計数情報収集回路１５は、減衰量に基づいてエネルギー値を算出する。例えば、計数情報収集回路１５は、各ＳｉＰＭから出力された電気信号の強度を積分計算することで、検出器モジュール１４０に入射した消滅ガンマ線の補正前エネルギー値（Ｅ’）を特定する。そして、計数情報収集回路１５は、空間位置（Ｐ）からＳｉＰＭまでのシンチレーション光が移動する間の減衰量に基づいて、補正前エネルギー値（Ｅ’）を補正して、エネルギー値（Ｅ）を算出する。
図１３は、第１の実施形態に係るＰＥＴ装置１００による対応情報を生成する処理手順を示すフローチャートである。図１３では、各構成要素がフローチャートのどのステップに対応するかを説明する。ステップＳ１１からステップＳ１６は、システム制御回路２７により実現されるステップである。
ステップＳ１１では、システム制御回路２７は、代表位置を選択する。例えば、システム制御回路２７は、図９に示す代表位置のうちＰ１を選択する。ステップＳ１２では、システム制御回路２７は、第３の強度分布を取得する。かかる場合、例えば、計数情報算出回路１４３は、ペンシル型（円筒状）の線源で第１の方向からガンマ線を入射させることで、各ＳｉＰＭがシンチレーション光を検出して生成した電気信号を収集する。そして、計数情報算出回路１４３は、収集した電気信号を用いて、第３の強度分布を生成する。システム制御回路２７は、例えば、計数情報算出回路１４３により生成された第３の強度分布を取得する。一例をあげると、システム制御回路２７は、図１１Ａに示す、事象Ａ１のヒストグラムと、事象Ａ２のヒストグラムと、事象Ａ３のヒストグラムとを第３の強度分布として取得する。
ステップＳ１３では、システム制御回路２７は、第４の強度分布を取得する。かかる場合、例えば、計数情報算出回路１４３は、ペンシル型（円筒状）の線源で第２の方向からガンマ線を入射させることで、各ＳｉＰＭがシンチレーション光を検出して生成した電気信号を収集する。そして、計数情報算出回路１４３は、収集した電気信号を用いて、第４の強度分布を生成する。システム制御回路２７は、例えば、計数情報算出回路１４３により生成された第４の強度分布を取得する。一例をあげると、システム制御回路２７は、図１１Ｂに示す、事象Ｂ１のヒストグラムと、事象Ｂ２のヒストグラムと、事象Ｂ３のヒストグラムとを第４の強度分布として取得する。
ステップＳ１４では、システム制御回路２７は、代表位置の第１の強度分布を決定する。例えば、システム制御回路２７は、第３の強度分布と第４の強度分布とで略同一である強度分布を、第１の強度分布として決定する。
ステップＳ１５では、システム制御回路２７は、決定した代表位置の第１の強度分布を対応情報記憶回路２４ｄに格納させる。例えば、システム制御回路２７は、ステップＳ１１で選択した代表位置Ｐ１と、ステップＳ１４で決定した第１の強度分布とを対応付けて対応情報記憶回路２４ｄに格納させる。
ステップＳ１６では、システム制御回路２７は、全ての代表位置での第１の強度分布を決定したか否かを判定する。ここで、システム制御回路２７は、全ての代表位置での第１の強度分布を決定したと判定した場合（ステップＳ１６、Ｙｅｓ）、対応情報を生成する処理を終了する。
一方、システム制御回路２７は、全ての代表位置での第１の強度分布を決定したと判定しなかった場合（ステップＳ１６、Ｎｏ）、ステップＳ１１に移行する。すなわち、システム制御回路２７は、新たな代表位置を選択し、全ての代表位置での第１の強度分布を決定するまで、ステップＳ１１からステップＳ１５の処理を繰り返し実行する。
上述したように、第１の実施形態に係る検出器モジュール１４０では、シンチレータ１４１は、モノリシックに構成される。また、シンチレータ１４１の異なる位置にＳｉＰＭパネル１４２が配置される。例えば、シンチレータ１４１の少なくとも２面にＳｉＰＭパネル１４２が配置される。そして、検出器モジュール１４０は、モノリシックに構成されたシンチレータ１４１によって、被検体Ｐ内の陽電子から放出された消滅ガンマ線をシンチレーション光に変換する。続いて、検出器モジュール１４０は、変換したシンチレーション光をＳｉＰＭパネル１４２によって電気信号に変換し、電気信号を処理して、処理結果を計数情報収集回路１５に出力する。ここで、計数情報算出回路１４３は、各ＳｉＰＭが出力した電気信号の強度を示す第２の強度分布を生成し、処理結果として計数情報収集回路１５に出力する。
そして、計数情報収集回路１５は、各計数情報算出回路１４３によって出力された信号の処理結果を収集し、計数情報を算出する。ここで、計数情報収集回路１５は、離散領域としてではなく、連続値として計数情報を算出する。例えば、計数情報収集回路１５は、第２の強度分布と、対応情報とを用いて、被検体Ｐから放射されたガンマ線がシンチレータ１４１内において光に変換された変換位置を特定する。すなわち、計数情報収集回路１５は、シンチレーション事象が生じたシンチレータ１４１内の空間的な位置を示す空間位置（Ｐ）を実数（浮動小数点）で算出する。これにより、第１の実施形態によれば、ガンマ線がシンチレーション光に変換された正確な位置を特定することができる。これにより、第１の実施形態によれば、空間分解能を向上させる原理的な妨げを取り除くことができる。
また、計数情報収集回路１５は、シンチレーションを有限な広がりの離散領域に同定せず連続値として特定することで、シンチレーション事象の発生からＳｉＰＭパネル１４２によるシンチレーション光を受光するまでの時間遅延を補正して、シンチレーション事象ごとにシンチレーション光への変換時の時間（Ｔ）を実数（浮動小数点）で算出する。これにより、第１の実施形態によれば、時間分解能を向上させることができる。
また、計数情報収集回路１５は、シンチレーションを有限な広がりの離散領域に同定せず連続値特定することで、シンチレーション光がＳｉＰＭで受光されるまでに移動する間にエネルギー値が減衰した値を補正して、シンチレーション事象ごとに消滅ガンマ線のエネルギー値（Ｅ）を実数（浮動小数点）で算出する。そして、計数情報収集回路１５は、算出した計数情報を、画像再構成の入力データとして、実数（浮動小数点）のままリストモードデータとする。これにより、第１の実施形態によれば、空間分解能向上と時間分解能とを向上させる妨げを取り除くことができる。また、第１の実施形態では、画像再構成回路２６は、変換位置を用いて生成された計数情報から画像を再構成するので、高精細なＰＥＴ画像を再構成することが可能になる。
また、シンチレータ１４１は、モノリシックに構成される。このため、シンチレータ１４１には、反射材が挟まれない。この結果、第１の実施形態に係る検出器モジュール１４０では、シンチレータ１４１のキャリブレーションが不要である。
また、検出器モジュール１４０は、設計が容易であり、一つ一つの検出器モジュール１４０が独立性を有している。このため、検出器１４は、自由度高く設計可能であり、図１に示すように被検体Ｐの周囲をリング状に取り囲むように配置される以外にも、多様な形態に組み上げることが可能である。
（第１の実施形態の変形例）
上述した実施形態では、システム制御回路２７は、代表位置の第３の強度分布及び第４の強度分布を取得して、第１の強度分布を決定するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、システム制御回路２７は、代表位置の第１の強度分布を決定した後に、代表位置以外の位置における第１の強度分布を関数補間によって更に決定してもよい。言い換えると、システム制御回路２７は、複数の位置における第１の強度分布を関数補間して、シンチレータ内の他の位置における第１の強度分布を算出する。例えば、システム制御回路２７は、図９に示すＰ１とＰ２との中間地点であるＰ１２における第１の強度分布を、Ｐ１における第１の強度分布とＰ２における第１の強度分布との平均値として決定する。
また、上述した実施形態では、計数情報収集回路１５は、第２の強度分布と略同一である第１の強度分布を特定して、変換位置を特定するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、設定した代表位置の数が少ない場合には、第２の強度分布と略同一の第１の強度分布が存在しないことがある。かかる場合、計数情報収集回路１５は、第１の強度分布と第２の強度分布との類似度を算出し、算出した類似度を重みとして、複数の位置を加算平均して、変換位置を特定する。
（その他の実施形態）
実施形態は、上述した実施形態に限られるものではない。
上述した実施形態では、検出器モジュール１４０は、計数情報算出回路１４３を備えるものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、計数情報算出回路１４３は、検出器モジュール１４０とは独立に設けられても良い。また、複数の検出器モジュール１４０を複数のブロックに区分けし、ブロック毎に計数情報算出回路１４３を備えるようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、計数情報収集回路１５は、各計数情報算出回路１４３によって出力された信号の処理結果を収集するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、計数情報算出回路１４３は、ＳｉＰＭパネル１４２からの信号を計数情報収集回路１５に出力し、計数情報収集回路１５が、ＳｉＰＭパネル１４２からの信号を処理しても良い。かかる場合、計数情報収集回路１５は、各ＳｉＰＭパネル１４２からの信号を収集して、各ＳｉＰＭが出力した電気信号の強度を示す強度分布を生成する。
また、上述した実施形態では、対応情報記憶回路２４ｄが記憶する対応情報は、システム制御回路２７によって生成する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、計数情報収集回路１５が、対応情報を生成する処理を実行してもよい。また、対応情報を生成する際に、各ＳｉＰＭが出力した電気信号は、検出器１４内の任意の検出器モジュール１４０に含まれるシンチレータ１４１を用いて収集してもよいし、検出器１４内のシンチレータ１４１と同様のシンチレータを用いて検出器１４の外部で収集してもよい。なお、検出器１４の外部で電気信号を収集する場合、検出器１４内の検出器モジュール１４０と同じチャネル数のＳｉＰＭパネルを同じ枚数用いるものとする。
また、上述した実施形態では、対応情報を生成する際に、第１の方向及び第２の方向は、シンチレータ１４１に対して垂直な方向とする場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第１の方向と第２の方向との交点の座標を決定することが可能であれば、第１の方向及び第２の方向は、シンチレータ１４１に対して垂直な方向でなくてもよい。
また、上述した実施形態では、検出器モジュール１４０は、ライトガイドを有してもよい。かかる場合、ライトガイドは、シンチレータ１４１から出力されたシンチレーション光をＳｉＰＭパネル１４２に伝達する。ライトガイドは、例えば、光透過性に優れたプラスチック素材等によって形成される。
また、上述した実施形態では、シンチレータ１４１は、六面体の形状を有するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、シンチレータ１４１は、球形状を有しても良い。かかる場合、ＳｉＰＭパネル１４２は、シンチレータ１４１の球形状に沿って配置される。或いは、例えばライトガイドを用いて空間を埋めることで球形状のシンチレータ１４１を六面体の形状にし、シンチレータ１４１の少なくとも２面に複数のＳｉＰＭパネル１４２を設けるようにしてもよい。
上述した実施形態では、核医学診断装置の一例として、ＰＥＴ装置１００について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、核医学診断装置は、単一光子放射段像撮像装置(ＳＰＥＣＴ)であってもよい。また、ＰＥＴ装置１００は、乳房用であってもよい。
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
上記の実施形態の説明において、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
また、上記の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、ガンマ線がシンチレーション光に変換された正確な位置を特定することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１００ ＰＥＴ装置
１４ 検出器
１５ 計数情報収集回路
１４０ 検出器モジュール
１４１ シンチレータ
１４２ ＳｉＰＭパネル
１４３ 計数情報算出回路

Claims (11)

  1. 単一結晶で構成され、ガンマ線を光に変換するシンチレータと、
    前記シンチレータの異なる位置に配置され、前記シンチレータにおいて変換された光の入射に応じて電気信号を出力する複数の光検出器と、
    前記シンチレータ内の３次元の空間位置ごとに、当該空間位置でガンマ線から変換された光の入射に応じて各光検出器により出力された電気信号の強度を示す第１の強度分布を対応付けた３次元の対応情報を記憶する記憶部と、
    複数の前記空間位置それぞれに対応した前記第１の強度分布を算出し、前記記憶部に格納する算出部と、
    前記シンチレータ内において変換された、被検体から放射されたガンマ線に由来する光を検出した各光検出器が出力した電気信号の強度を示す第２の強度分布と、前記対応情報とを用いて、前記被検体から放射されたガンマ線が前記シンチレータ内において光に変換された３次元の変換位置を特定する特定部と、
    を備え、
    前記算出部は、第１の方向から前記シンチレータに入射する光の強度を示す第３の強度分布と、前記第１の方向とは異なる第２の方向から前記シンチレータに入射する光の強度を示す第４の強度分布とが略同一である強度分布を、前記第１の方向と前記第２の方向との交点を前記空間位置とする前記第１の強度分布として算出する、核医学診断装置。
  2. 前記算出部は、複数の前記空間位置における第１の強度分布を関数補間して、前記シンチレータ内の他の位置における前記第１の強度分布を算出する、請求項１に記載の核医学診断装置。
  3. 前記特定部は、前記第１の強度分布と、前記第２の強度分布との類似度を算出し、算出した類似度に基づいて、前記変換位置を特定する、請求項１又は２に記載の核医学診断装置。
  4. 前記特定部は、算出した前記類似度を重みとして、複数の前記空間位置を加算平均して、前記変換位置を特定する、請求項３に記載の核医学診断装置。
  5. 前記特定部は、前記変換位置から光検出器までの距離に基づいて、前記シンチレータにおけるシンチレーション光への変換時の時間を更に特定する、請求項１〜４のいずれか一つに記載の核医学診断装置。
  6. 前記特定部は、特定した前記変換位置と前記シンチレータの屈折率とに基づいて、前記時間を更に補正する、請求項５に記載の核医学診断装置。
  7. 前記特定部は、前記変換位置から光検出器までの減衰量に基づいて、前記シンチレータにおけるシンチレーション光へ変換したガンマ線のエネルギー値を特定する、請求項１〜６のいずれか一つに記載の核医学診断装置。
  8. 前記変換位置を用いて生成された計数情報から画像を再構成する再構成部を更に備える、請求項１〜７のいずれか一つに記載の核医学診断装置。
  9. 単一結晶で構成され、ガンマ線を光に変換するシンチレータの異なる位置に配置され、前記シンチレータにおいて変換された光の入射に応じて電気信号を出力する複数の光検出器の各光検出器により出力された電気信号の強度を示す第１の強度分布であって、前記シンチレータ内の３次元の空間位置それぞれに対応した前記第１の強度分布を算出し、当該空間位置ごとに当該第１の強度分布を対応付けた３次元の対応情報を記憶部に記憶し、
    前記シンチレータ内において変換された、被検体から放射されたガンマ線に由来する光を検出した各光検出器が出力した電気信号の強度を示す第２の強度分布と、前記対応情報とを用いて、前記被検体から放射されたガンマ線が前記シンチレータ内において光に変換された３次元の変換位置を特定する、
    ことを含み、
    第１の方向から前記シンチレータに入射する光の強度を示す第３の強度分布と、前記第１の方向とは異なる第２の方向から前記シンチレータに入射する光の強度を示す第４の強度分布とが略同一である強度分布を、前記第１の方向と前記第２の方向との交点を前記空間位置とする前記第１の強度分布として算出する、キャリブレーション方法。
  10. 前記変換位置から光検出器までの距離に基づいて、前記シンチレータにおけるシンチレーション光への変換時の時間を更に特定することを更に含んだ、請求項９に記載のキャリブレーション方法。
  11. 更に、特定した前記変換位置と前記シンチレータの屈折率とに基づいて、前記時間を補正する、請求項１０に記載のキャリブレーション方法。
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