JPS6173083A

JPS6173083A - 時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法及びその実施に使用するカメラ

Info

Publication number: JPS6173083A
Application number: JP19274284A
Authority: JP
Inventors: ニザル　アブダル　ムラニ
Original assignee: Clayton Foundation for Research
Current assignee: Clayton Foundation for Research
Priority date: 1984-09-17
Filing date: 1984-09-17
Publication date: 1986-04-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方
法及びその実施に使用するカメラに関する。この発明は
陽電子放射断層写真術（ＰＥＴ）に係９、特に再形成領
域を通して画像スライスを形成する際にシンチレーショ
ン検出器間の相互同時検出＋１１　（ｃｒｏｓｓ−ｅｏ
ｌｎｃｉｄ＠ｎｅ＊Ｌｉｎｅｓ　）の検出を用いる時経
過（ｔｉｍ＋ｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ：ＴＯＦ）陽電子
放射断層写真撮影装置（ｐｏ＠ｉｔｒｏｎｅｍ１ａｓｌ
ｏｎ　ｔｏｍｏｇｒａｐｈ　：　ＰＥＴ）における放射
線検出効率、すなわち陽電子／を子消滅（ｐｏｓｉｔｒ
ｏｎ−ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎｓ
）に対する感度を改善するものである。

ＰＥＴカメラは人体を走査して、人体機関を含む再形成
領域での放射線分布の２次元画像をえるのに使用される
。この場合画像は対象を通る平面スライスを表わすもの
である。陽電子／電子消滅の結果、再形成領域から発生
するガンマ放射線を検出するのにシンチレーション検出
器を設ける。１個の陽電子／電子消滅においては、ガン
マ放射線の２個の光子が互いに１８０°離間して放射さ
れる。再形成領域の両側に各１個のシンチレーション検
出器を配置すれば、各検出器毎に１個あてで２個の光子
の同時受光を測定でき、これによって消滅を検出できる
。消滅の検出は、２個の検出器の間の円筒状立体角によ
り定まる１本の線に沿って行なわれる。シンチレーショ
ン検出器は点状検出器ではないから、上記線は有限の円
形横断面を有するが、検出器の検出面上のある領域での
受光放射線を監視（ｓ・・）する。しかして、この立体
角線は１個の消滅が発生する領域を形成し、２個の検出
器で検出できる。当該技術分野で用いられているように
、２個の検出器を結ぶこの立体角領域を検出器対の同時
検出線と呼ぶ。以下の説明では、同時検出線は同一検出
器リング上で１８０°離間した対向検出器間の多数の一
致線（同時検出線）及び検出器が同一リング上にあるな
しに拘わらず、互いに１８０°離間していない検出器間
の相互同時検出線も含むものとする。

２個の光子の同時検出は、互いの所定時間内で光子を受
光する作用をする２個の検出器に関係する。もし両検出
器がこの時間窓内で１個の光子を受光していれば、同時
検出が起こり、１個の消滅が検出されたと判定する。し
かしながら、もし２個の光子の経過時間も同時に測定さ
れなければ、上記同時検出から消滅の位ｇｔ金知ること
ができない。

従来のＰＥＴカメラでは、１本の同時検出線で多数の消
滅の数を一定時間積分する。再形成領域を通る各同時検
出線に対して、再形成領域の１個のデータ点が得られる
。さらにデータ点を得るには、再形成領域の周囲にさら
に検出器を配置して、同時検出線の数を増さなければな
らない。積分時間の故に、再形成領域を走査するのに相
当の時間を必要とするから、患者を長時間に亘シ横たえ
ておく必要がちる。

近年の高速放射線検出器の進歩に伴い、陽電子／電子消
滅から放射される２個の光子の経過時間測定が可能にな
った。消滅からのガンマ光子は光速で進むから、検出器
対により、これら２個の光子の検出時間差を測定し、か
つ簡単な幾何学的関係を用いれば、同時検出線に沿う各
検出器からの消滅の距離を計算できる。すなわち、同時
検出線に沿って測った再形成領域での消滅の位置が得ら
れる。したがって、１本の同時検出綴金用いて、該同時
検出線に沿う種々の点で検出される数個の消滅を発生で
き、見られる画像の性質を改善できる。

しかしながら、高速放射線検出器を用いても、同時検出
線に沿う消滅の位置を正確に決めることができない。例
えば、測定した経過時間における１ｎｓｅｔの時間差は
、同時検出線に沿う消滅の位置の１５ｃ！ｎの空間差に
相当する。困ったことに、２個の光子の真の受光時間差
を正確に測定しても、位置情報には検出器の統計的制限
に依存する不確定性が伴う。２個の検出器の間の陽電子
原位置について言えば、経過時間測定のガラス分布が得
られ、平均値は陽電子源の位置にある。この関数は一般
に位置不確定関数と呼ばれ、対称ガラス分布の半値点（
ＦＷＨＭ）の間で測った不確定関数の幅から得られる１
個のパラメータで記述される。

もし消滅の位置の不確定性が１α以下に低減できたとす
れば、同時検出線に沿う多数の選択測定位置で生じた消
滅の数を計数するだけで、再形成領域内の放射線分布を
構成できるであろう。しかしながら、位置不確定性のた
めに、再形成処理が必要であり、この処理の結果、見ら
れる画像のノイズがしばしば増幅されてしまう。

弗化セシウムのような現在のシンチレーション検出器は
、５００ピコ秒以下の位置不確定性を有するので、ＦＷ
ＨＭは７，５ｃｒｎの空間不確定性を持つ。このように
大きな不確定性では、消滅の位置を直接法めることはで
きないが、標準ＰＥＴカメラでの画質を改善するための
再形成処理はできる。

２個のガンマ光子の同時検出は、種々の要因たとえば２
個の検出器が張る立体角、シンチレーション検出器の検
出効率、及び対象内でのガンマ線の減衰等に関係してい
る。例えば人体の組織はガンマ光子を減衰させる。全人
体スキャナに用いる代表的な検出器対についていえば、
各検出器に入射するガンマ光子の数は毎秒ｓｏ、ｏｏｏ
である。このｓｏ、ｏｏｏのうちＺｏｏ（０，２％）以
下が装置により同時（一致）検出される。

このような一致はすべて真の一致とは限らず、２個の他
の成分を有する。これら２個の成分は散乱及びランダム
と呼ばれる。

散乱はガンマ光子と人体の組織との干渉で引き起こされ
て、ランダムな方向への２次ガンマ線とな）、エネルギ
の一部分を失う。一致検出装置では２個の無関係なガン
マ線が検出されることがあシ、これがランダムとなる。

従来の装置において、散乱とランダムの全同時検出現象
への寄与は、散乱が２０％であシランダムが１０〜３０
％である。この九め、全同時検出の少なくとも５０％が
真の一致検出となる。したがって、各検出器に全ガンマ
光子が入射するとして、１対の検出器による代表的な患
者測定から見られる真の同時（一致）検出の検出効率は
０．１％で低い。

従来のＰＥＴカメラでは、患者の周囲に検出器を追加し
、同時検出での検出器数を増すことによって、この低検
出効率の問題全解決する試みがなされ念。患者の周囲の
検出器金倉む１個の検出器リングは、同時検出の１００
０対の検出器対を有し、各検出器に対向する２０個以上
の検出器を一致さ、せる。このようにして、１個の検出
器は当該検出器と再形成領域の反対側で、この検出器に
対向する約２０個の検出器との間の同時検出線で形成さ
れる扇形の有効範囲を有する。

互いに１８００で対向していない２個の検出器の間の同
時検出線は、相互同時検出線と呼ぶ。

この相互同時検出線の技術を用いると、各検出器により
検出される真の同時検出線の数は、検出ガンマ線の約２
％になる。相互同時検出で動作している１個の検出器リ
ングに対しては、同時検出の全効率が１個の検出器対を
用いた場合に比して約１０００だけ増大される。同時検
出線又は相互同時検出線で動作している検出器リングは
、再形成領域を通る放射線分布を検出器リングで形成さ
れる平面スライスとして測定する。

従来のＰＥＴで用いられる他の技術では、患者の多層ス
ライスが同時検出されるように、並置した検出器リング
をさらに追加する。患者へ照射注入された放射線は、対
象とする患者の機関全体に拡散するから、同時にできる
だけ沢山の情報を当該機関から集めるのに一層効果的で
ある。これによって全検出効率が増大し、患者に対する
全走査時間又は照射量もしくはその両者を低減する。相
互同時検出において、これらの検出器リングの一部を動
作させて異なる検出器リング上の検出器間で同時検出が
できるようにかつある近似を行なえば、この従来技術に
よって再形成領域を通るスライスを増加できる。

患者の周囲の４個の検出器リングを用いる従来のカメラ
によれば、検出器りングで定まる４個の直線スライス及
び４個の主検出器リング間に位置する３個の中間スライ
スが見られる。このような装置では隣接する検出器リン
グ上の検出器間の２個の相互同時検出面が加え合わされ
て、２個の検出器リング間に他の画像面を生じる。しか
し、こうして作られた中間スライスは、対象領域全体で
の解像度が一様でなく、患者の機関に対して円錐状の有
効範囲を与える。この円錐状部からのデータから再構成
される中間画像を良質にすることはできない。さらに、
多層検出器リングの間の利用しうる全相工面同時検出線
のうち、平面面像の再形成に使用されるのはごく少数で
ある。

したがって、利用しうる全ての相互面同時検出を再形成
処理に用いて、放射線検出効率す々わちカメ２の感度を
増大できるＰＢＩＴカメラの提供が望まれる。また検出
器リング間の相互同時検出線についてえたデータから、
中間スライス上に形成した画像が検出器リングにより形
成される平面スライスに関する画像と同品質で同。

種類であるようなＰＥＴカメラの提供が要望される。さ
らに患者の機関の高品ｆｉ３次元画像を形成する時間を
低減し、患者がカメラ中に居なければならない時間を低
減できるＰＥＴカメラの提供が望まれる。さらにまた、
高感度で患者への放射性物質の照射量を低減するＰＥＴ
カメラの提供が望まれる。

この発明によれば、時経過ＰＥＴカメラの放射線検出効
率を改善する方法が開示される。

ＰＥＴカメラは再形成領域の周囲に並置された複数個の
検出器リングを備え、各検出器リングは再形成領域に指
向して、そこからの放射線を検出する複数個のシンチレ
ーション検出器を有する。各検出器リング内の各検出器
は１８０’ｌ１間して対向した検出器対を形成する。こ
の検出器対は、再形成領域内に生じる陽電子／電子消滅
からの、各検出器を結ぶ一致立体角円ｆｌＩｍにより形
成される同時検出線に沿って放射された２個の光子を検
出する。各検出器リングは、また再形成領域を通る平面
スライスと共に、各平面スライスから測って任意の２個
の隣接検出器リング間の全等距離点で定まる中間スライ
スを形成する。

この発明の方法は１本の同時検出線に沿って検出された
各消滅の経過時間を決定する工程を備える。平面スライ
スを形成する検出器リング上の検出器間の多数の同時検
出線に沿って検出された消滅の経過時間測定から、各平
面スライスで検出された各消滅の位置を決める工程も備
える。さらに経過時間情報から興なる検出器リング上の
検出器を含む各同時検出線に沿って検出され九番消滅に
対する位置を決める工程を備える。そして、（１）各平
面スライスで検出された消滅と、異なる検出器リング上
の検出器を含む同時検出線上で検出された消滅とを加え
合わせて検出された消滅位置が、平面内の測定位置の所
定距離内にあるようにし、（２）中間スライス上の各位
置に対して異なる検出器リング上の検出器を含む同時検
出線上での消滅を加え合せて検出された消滅位置が、中
間面内の位置の所定距離内にあるようにして、各平面ス
ライス及び中間スライスでの各測定位置で発生した全検
出消滅を形成する最終工程を備えてカメラの検出効率を
増大させる。

この発明の他の実施例では、再形成領域の周囲に並置し
た複数−個の検出器リングを有する時経過ＰＥＴカメ２
の放射線検出効率の改咎方法が開示される。各検出器リ
ングが周Ｉ＆を有すると共に、この周縁の周シに配置さ
れて、ＩＨの検出器と他の１個の検出器とｔ−結ぶ一致
立体角円ｆｌＪで形成される同時検出線に沿って、再形
成領域から発生する放射４Ｉを検出する複数個のシンチ
レータ１ノ検出器を有する０検出器リング上の複数個の
検出器は、複数個の検出器群に分割され、ｍが同一検出
器リング上の隣接検出器の数を表わすとき、各検出器群
はｒｎ　Ｘ　ａ　Ｍの検出器を有する。

複数個の検出器群はその間に複数本の群同時検出線を形
成し、各群同時検出線は第１群と第２詳を結ぶと共に、
第１群からある時刻に１個あて取出した各検出器と、第
２群のそれぞれの検出器との間の同時検出Ｓｔ−有する
。＃Ｉ１群の各検出器は、第２群の各検出器と共に、そ
れらの間の同時検出ＩＩＫ沿って放射された２個の光子
を検出するための検出器対を形成する。各検出器リング
は再形成領域を通る平面スライスを形成して、各平面ス
ライスから測って任意の２個のＩｉＩ接検比検出器リン
グ間ての等距離点で中間スライスを形成し、各スライス
が測定位置のアレイを有する。

この発明の方法は、群同時検出線に沿って検出した消滅
の経過時間を決定する工程を備え、各決定が群同時検出
線のどの同時検出線が消滅を検出したかを決める。この
発明の方法は、さらに１個の同時検出線に沿って検出さ
れた各消滅の位置を経過時間情報から決める。ｔた消滅
の位置に最も近い平面スライス又は中間スライス上の最
も近い測定位置を、各検出消滅に対して決める工程をも
備える。さらに最終工程において、各検出消滅を消滅の
位置に最も近い測定位置で、すでにえられた消滅の数に
加え合わせることによって、各平面スライス及び中間ス
ライスでの各測定位置に対する全検出消滅を形成し、カ
メラの検出効率を増大させる。

この発明の他の態様では、各平面スライス及び中間スラ
イス上の最も近い測定位置を、各検出消滅に対して決定
する工程は、１本の同時検出線に沿って検出された各消
滅の位置を、直交成分に変換する工程を備え、（１）こ
の成分の一方が同時検出線を形成する検出器対の一方を
含む平面スライスから測定した消滅の垂直距離であり、
平面スライスを形成するのに用いた検出器が基準検出器
で、この平面が当該消滅に対する基準平面として形成さ
れ、（２）上記成分の他方の成分が同時検出線の基準平
面への投影に沿い、基準検出器から測定された基準平面
内の消滅の水平距離である。を九消減の基準平面からの
垂直距離で測って、消滅べ最も近い平面スライス又は中
間スライスを各消滅に対して決める工程金備える。最後
（先の工程で決まった最も近い平面での消滅に最も近い
測定位置を決定する。

この発明の他の態様では、１本の同時検出線に沿う電子
／陽電子消滅により放射された光子を検出し、再形成領
域＾での消滅の位置決めをする時、時経過ＰＥＴカメラ
の放射線検出効率を改善する。カメラは再形成領域の周
囲に並置された複数ｎ個の検出器り／グ１−ｗ光、各検
出器リングは該領域からの放射Ｉａｔ検出するｉｌＩ数
個のシンナレーション検出器を有する。検出器リング上
のｖＩ敗個の検出器が複数個の検出器群に分割され、ｍ
が同一検出器リング上の隣接検出船の数を表わすとき、
各群はｍＸｍの検出器を有する。複数個の検出器群はそ
の間ＫＩ［数本の群同時検出線を形成し、各群同時検出
線は第１、第２群及び第１群からある時刻に１個あて取
出した各検出器と、第２詳のそれぞれの検出器との間の
同時検出５Ｉｔ−有し、第１群の各検出器は第２群の各
検出器と共に、それらの間の同時検出線に沿って放射さ
れｆＦ−２個の光子を検出するための検出器対を形成す
る。

またその間に１本の群同時検出ｌｌｌ１ｉを有する第１
、第２検出器群による１個の消滅からの光子の同時検出
間の時間差ｔ−測測定る複数個の経過時間検出器を備え
、ｇ１群内の１個の検出器による光子検出が、第２群内
の１個の検出器による光子検出の所定時間間隔内にある
とき同時検出が発生する。

複数個の群対処理器を設け、１個の群対処理器が経過時
間検出器のそれぞれに組合わされて、消滅の位置に最も
近いスライスでの１１も近い測定位置に対する各検出消
滅の位置を決定する。

各消滅の位置は平面スライスに対する同時検出線の角度
と、位置不確定関数に与えられる重み付は関数を示す減
衰−根性係数とを含んで、不確定関数によって広げられ
、検出消滅の最大見込み位置から測った測定位置へ加え
られる部分寄与を得る。

群対処理器に応答して、各平面スライス及び中間スライ
スでの各測定位置で検出された消滅のＷｋｔ−発生する
複数個のスライス処理器を設ける。各消滅は、位置不確
定関数及び減衰−根性係数に従って、検出消滅の同時検
出！に最も近く存在する複数個の測定位置で検出された
消滅の数に対する部分寄与を発生する。最後に１個の平
面スライス又は中間スライスでの各測定位置でえられた
消滅の数から、再形成領域の２次元画像を再形成領域を
通る平面スライスとして表示する表示手段を設ける。

この発明の他の態様では、各経過時間検出器は第１検出
器群（組合わされて、該ｊｌｌ検出器群内の１個の検出
器が、１個の消滅からの１個の光子を検出した時を検出
する第１符号器を備える。この第１符号器は検出された
１個の光子に応答して開始変換信号を発生する。第２検
出器群は第２検出器群と組合わされ、１ｇ１、ｇ２検出
器群がその間に１本の１！同時検出ＷＡ金形成する。第
２符号器は第２検出器群内の１個の検出器が１個の消滅
からの１個の光子を検出した時を検出し、検出された１
個の光子に応答して停止変換信号を発生する時間／ディ
ジタル変換器が設けられ、開始信号及び停止変換信号に
応答して、第１群による光子検出と第２群による光子検
出との間の時間差ｆ：測測定る。測定時間差が所定値よ
）小さいとき、該時間差は第１、第２群で光子を検出し
た検出器間の同時検出線に沿う消滅の経過時間を表わす
。

この発明の他の態様では、カメラは消滅の検出の際に、
再形成領域に対する各検出器の位置が公知の方法で変化
されて、検出器リング金長手方向に移動することなく、
再形成領域のサンーＩｐＩＩソ／ｆｆＰ偕＋÷１計＾ｆ
　諧務屑ハ鈴出冥１１ングをワブリングする手段をさら
に６！、する。

この発明のさらに他の態様では、カメラは複数個の検出
器リングを再形成領域に対して長手方向に所定増分だす
割出して、検出器リングの数を増すことなく、再形成領
域全通る測定スライスの数を増大させる手段をさらに備
える。

以下、実施例によりこの発明の詳細な説明する。図面中
、まず第１図に示す従来のＰ１１３’ｒカメ２において
、患者の周囲に図示された４個の検出器リングは４個の
平面スライス（直線スライス）５３と３個の中間スライ
スとを検出する。

第１図には、各検出器リングにおいて１８０′１だけ分
離した検出器５１のみを示している。隔壁５２が、各検
出Ｗ　Ｕフグ間で内方へ延在している。隔壁５２ｔ−構
成するリングは、検出器５１へ高入射角で入射する放射
線を遮蔽する機能を有する。そして患者が位置する再形
成領域から、全体として放射される放射線に検出器５１
が応答する。

第１図の従来のＰＥＴカメラでの主近似では、図中の点
線で示す２本の相互同時検出＠５４’ｆＣ沿って検出さ
れた消滅が従来技術に従って加え合わされて、２個の検
出器リング間の再形成領域を通る中間スライスが見られ
る。しかしながら、このようにしてえられた中間スライ
スの分解能は、対象とする全領域に亘って一様ではなく
、円錐状の検出領域を示してしまう。この方決では、多
数の相互同時検出線５４が存在するにも拘わらず、検出
過程においである限られた数の相互同時検出線５４しか
使用されない。

次に第２図は従来の代表的な多段リングＰＥＴカメラに
おいて可能な全ての相互同時検出Ｓｔ−示している。同
図から明らかなように、図示の２次元の例では各検出器
（基準検出器）に対して、５本の同時検出線が考えられ
る。基準検出器と対をなす検出器に相肖する他の検出器
が、基準検出器と同じ検出器リング上に在る場合、同時
検出線は直線同時検出線１となる。基準検出器と隣接検
出器リング上の検出器との間の各相互同時検出ｘｔ−ｂ
で表わす。基準検出器を含む検出器リングからさらに離
れた各検出器リングに対する相互同時検出線はｅ、ｄ、
・等で示すＯ隔壁リングが許す範囲において、経過時間測定技術を用
いた消滅の検出が、第２図に示す相互同時検出線に沿っ
て可能である。

前述のように、各陽電子消滅は、反対方向に光速で進む
ガンマ光子を発生する。それぞれが１個の光子を検出す
る１対の検出器によって、これら２個の光子の検出時差
ｔ−測測定れば、簡単な構成を用いて消滅の実際の位置
を見積ることができる。１本の同時検出線に沿う消滅位
置の見積ｐには、この同時検出線に伴う不確定が生じる
。この不確定は検出器の制約に起因するものであって、
光子源での最大見込み位置（平均）Ｋついての経過時間
測定のガウス分布くよって表わされる。第３図は１本の
相互同時検出線に沿って検出した１個の消滅の最大見込
み位置についての位置の不確定曲線５Ｓｔ−示している
。この同時検出１１を決める２個の検出器５１が同一検
出器リング上にある場合、この曲線は同一である。

相互同時検出線を形成する２個の検出器５１間の距離ｔ
−Ｄとする。また一方の検出器（基準検出器）５１から
の距離を変数Ｉで表わす。消滅から放出された２個の光
子は、光速で進むから次の関係が成立する。

ｘ−ＤＴＯＦ＝　　− ただしＴＯＦは基準検出器による光子の受光と、他方の
検出器による他方の光子の受光との間の時差を示す。

検出器５１が光子の受光に瞬間に応答する理想的な場合
には、上記の関係が成立つであろう。

しかし、検出器はこの理想的応答時間を有しないから、
光子が受光された時間と、光子受光が指示された時間と
の間には各検出器により生じる有限のｔ予約遅延量が存
在する。したがって、同時検出線上の各検出器において
、検出された消滅のＴＯＦ測定毎に測定可能な時間遅れ
（Δ）が含まれ、この遅れは検出器対毎に変化する。

検出され九消滅の真の位置を得るためには、仮想再形成
過程で、この時間遅れΔを補償しなければならない。し
たがって、真のＴＯＦ測定を表わすには前述の式を次の
ように書きかえる。

経過時間位置が測定され、かつ角０で表わされる既知の
相互同時検出線が与えられると、基準検出器のスライス
に対するスライス方向（２方向）での消滅の位置が計算
できる。第３図はこのことを示し、基準検出器の平面か
ら下方へ相互同時検出線上の消滅の位置までの垂直距離
Ｚで表わす。

第３図では、位置の不確定曲′ｌｌＡ３５１相互同時検
出線５４に沿って示し、最大見込み位置すなわち曲線５
５のピークが消滅の位置に生じている。この位置不確定
曲１１５５は２本の直交曲線に分解できる。基準検出器
５１を含む平面スライス内の曲線成分は、相互同時検出
Ｉ！５４の基準検出器５１を含む平面への投影によって
見られる線に沿う基準検出器５１からの距離ｄｔ−表わ
している。基準検出器５１を含む平面スライス内の距離
ｄの実際の長さでの不確定さは、ＦＷＨＭから測定され
るパラメータΔｄによって表わされる。

同様にして、２方向での不確定曲線５５の成分は、垂直
距離２の決定での不確定さΔｚ６示す。多段リングＰＥ
Ｔカメラの場合は、角度θは小さい。したがって、２方
向での不確定さΔ２も同様に微少で、以下の式によって
与えられる。

ΔＺ−ＴＯＦ−ｓｉｎ　ａこの結果の２方向不確定さは、第３図から明らかなよう
に微少である。

９、ＯｃｒｒＩＦＷＨＭの不確定さを有し、直径９９ｃ
ｍの検出器リング毎に１４４個の検出器を設け、並置検
出器間距離が２．１６ａｎであるような検出器を有する
代表的なＰＥＴカメ２において、相互同時検出線上に生
じる消滅に対する垂直寸法２の決定での不確定さの例を
あげると、Δ２及びΔｄの値は表１に示すようになる０表　　１このように、２方向での消滅の位置の不確定さは小さい
ので、平面スライス又は中間スライスに対して、各消滅
をかなシの確かさで定めることができる。しかして、こ
の発明では、相互同時検出線に沿って検出した消滅を、
再形成領域を通る平面スライス又は中間スライスに対す
る１定データ（含ませることができる。この発明で実施
されているように、相互同時検出線は経過時間測定と共
に使用されて、相互同時検出線に沿って検出された消滅
の位置を決定し、これらの測定された位置からデータが
属する画像面（平面スライス又は中間スライス）を決め
る。

消滅の位置べ最も近い画像面での測定位置が決まると、
その消滅は再形成過程での画像に対する他のデータに含
ませられる。各検出消滅を平面スライスのデータ中に含
ませないとすると、１個の検出消滅が１個の測定位置に
対応することとなる。

各消滅の正確な位置検出には不確定さが伴うから、良好
な再形成全行うには、同時検出線に沿う位置不確定関数
に応じて、広がシを持つ幾つかの測定位置へ各検出消滅
を分布させる。この場合、不確定関数が定める部分的寄
与を部分寄与成分の位置に最も近い平面内の最近接測定
位置へ加算する。この関数については、後に第６図ｔ−
参照して詳しく説明する。相互同時検出線に沿って検出
された多数の消滅の部分寄与を含むこのような過程を第
４図に示して、１本の相互同時検出線に沿う１個の消滅
の位置情報が種々の平面スライス及び中間スライスに対
するデータ中にどのように含ませられるかを明らかにす
る。

第４図には、この発明によって相互同時検出線が、画像
スライスにどう寄与するかが２次元的く描かれている。

第４図に示した検出器の配置では、５個の検出器リング
が用いられ、５個のまっすぐな平面画像スライスｔ−１
、３、５。

７．９で餞わし、４個の中間画像スライス金２゜４．６
．８で表わしている。そして２本の相互同時検出線５４
．５４’に対する位置不確定関数５５　、５５’が描い
である。各検出消滅は多数の画像スライスに跨がって分
布している。したがって、１本の同時検出線に沿って検
出された１個の消滅が、１個以上の画像スライスについ
ての全データに寄与する。

この発明の方法を用いてＰＥＴカメラでの全相互同時検
出線を利用すれば、カメラの感度又は放射線検出効率を
実質的に高めることができる。カメラ感度は、他の要因
にも依存するが、検出器群中の検出器リングの数に依存
して増大する◇この発明に従って５個の検出器リング系
を使用すると、従来のＰＥＴカメラに比して予測感度を
１．９２倍に増大できる。さらにこの発明によれば、従
来のＰＥＴカメ２よりも一様な空間応答が各スライス毎
に見られる。対象とする領域の中心部分では多数の同時
検出線を用いて測定するので、中心部スライスの感度は
外側直線スライスの３倍であると見込まれる。以下の表
２はＴＯＦ中間中間スズ４フ感度改善度を、中間スライス同時検出法にもとづ〈従来
のＰＢＴスキャナと比較して示す。

我　２従来の代表的ＰＥＴスキャナに対するこの発明の上記表
２に示す改善度は、検出器面間に隔壁（第２図参照）ｔ
−設けない装置によって得られたものである。しかし、
このような装置はデータ中に相当程度の散乱を導入して
しまうので、臨床用装置としては不向きである。核医学
誌、２１巻、１０号、９７１〜９７６頁のニス・イー・
デレンゾの論文「陽電子放射断層写真撮影装置における
側面遮蔽の適正化方法及び検出器材料の比較方法」に記
載され、同著者によって開発された真の散乱放射１１に
対する数式を用いることによって、検出器が検出する散
乱現象にもとづく量を定めることができる。この量（微
少量）はスライスの厚さに比例し、遮蔽の長さに反比例
することが判明している。したがって、遮蔽の長さを検
出器から患者の方向へ向けて延長させれば、散乱現象の
量を実質的に低減できる。

しかし残念なことに、この処置は相互同時検出線の感度
までも低下させてしまう。なぜなら、高次の相互同時検
出線に対する検出器開口が閉鎖されてしまうからである
。相互同時検出線のそれぞれについての遮蔽長と、検出
効率との関係を表３に示す。この表でａ，ｂ，ｇ，ｄ＋
＠は、第２図に示す相互同時検出ｍを表わし、ａは直線
同時検出Ｉ！を、ｅは高次の相互同時検出線を表わして
いる。

表　　３この発明の好ましい実施例では、遮蔽長を１２ａｎに選
ぶ。この値は良好な感度を与えるだけでなく、先ず第１
にＺ方向での最大位置決め誤差金有する相互同時検出ａ
ｆ．できるだけ夕なくするからである。散乱をさらに低
減するためには、再形成領域からさらに後方へ検出器を
移動させて、患者に対する検出器の側面遮蔽の長さを増
大させる。これによって、患者の体からの散乱放射線に
対する検出器検出角の低減が促進される。１２個の遮蔽
長、９９α径の検出器リング、１個の検出器リング毎の
検出器数が１４４、並置検出器間隔が１１６ａＰｔ，検
出器リングの数が５個であるＴＯＦＰＥＴカメ２を用い
ると、各相互面同時検出線の相対効早は表４のようにな
シ、この相対効率が、従来の最近傍相互利用技術との比
較でのこの発明のカメラの全感度に寄与する割合は１．
６であり、中心部スライスの感度は１本のまっすぐなス
ライスの３倍となる。

（以下余白）表　　４この発明の前述の考察は、２次元配置において相互同時
検出線を利用するための簡単な構成についてなされ、上
記２次元配はは１本の同時検出線、直線又は相互同時検
出線を決める２個の検出器が、検出ｉ　１Ｊングの中心
を通る面内で互匹に１８０’ｉ間して設けられるよりな
ものであった。この発明の詳細な説明は、相互同時検出
線が３次元配置において測定されるＴＯＦＦＥＴカメラ
の実施例につき行なう。このような３次元配置では、１
本の相互同時検出線が異なる検出器リング上の検出器間
に存在すると共に、これらの検出器が１８００以外の角
度で互いに離間して配置される。

第５図はこの発明のＴＯＦＰＩＴカメ２の測定回路のブ
ロック図を示す。図示の検出器装置１０は、複数個の検
出器群０乃至７に分割される。各検出器群はｍＸｎの大
きさの７レイに分けられる。ここで、ｍは１個の検出器
リング上の複数個の検出器の数を表わし、凰は検出器装
置１０内の検出器リングの数を表わす。この実施例の場
合、ｍは１８、亀は５で各検出器群中の検出器数は全体
で９０である。

この発明によると、１個の検出器群内の各検出器は、こ
れに対向する複数側の検出器群内の他の検出器を監視す
る。蘂５図では検出器群Ｏが検出器群２乃至６を監視し
ている。Ｗ４ｏの１個の検出器リング中の各検出器が、
これから１８０＠離間した同一検出器リング上の検出器
を監視するのみならず、各検出船群２乃至６内の各検出
器をも監視する。したがって、所定の検出器群内の各検
出器は、検出器（１１１間した）とこの検出器が監視す
る群内の各検出器との間の、想定相互同時検出線によっ
て定まる再形成領域の３次元体を監視することとなる。

説明の便宜上、各検出器群はある時刻に１個とシ出され
る。

１個の検出器群中の各検出器間の全同時検出線として定
められるｌ同時検出線群を横切る他の１個の検出器群を
監視し、他の検出器群中の各地の検出器も同様であると
する。

この発明によると、ある陽電子放射線に対する１本の同
時検出線に沿５２個の光子の同時検出に関する経過時間
情報が測定される。検出された１個の消滅の経過時間の
測定について以下に述べる。各検出器群の各検出器は符
号器１２に接続される。この符号器は１対の符号器１２
に組合わされた経過時間検出器１４への開始又は停止変
換信号として機能する稼動信号を発生する。この発明で
は、８個の符号器１２と、２０個の経過時間検出器１４
を設ける。各検出器群は対向する５個の検出器群を監視
するから、２０本の非冗長群同時検出線を得ることがで
きる。

したがって、２０本の群同時検出ＭＫ沿って発生する多
数の消滅を検出するために、２０個の経過時間検出器１
４が設けられる。

１個の検出器群の各検出器から１個の割合で、各符号器
１２は９０個の信号ｌＩＩを受ける。各符号器１２で走
査が行なわれ、これＫより検出器群からの各信号線が順
次検査されて、該検出器群が光子の放射を受光している
か否か決める。

もし検出器が稼動されていれば、符号器１２は稼動信号
と、９０個の検出器のうちのどの検出器が稼動信号を発
生しているかを定める特定の７ピツトアドレスとを出力
する。２個の光子の同時検出間の時間差ｔ″測定る丸め
に、各群同時検出線はその群の内の１個七基準群として
任意に選び、時間差測定を開始させる開始変換信号ｔ−
発生する。群同時検出線を決める他の群は時間測定を停
止させるのに使用される。

第５図は群０，３の群同時検出線の間の経過時間検出器
１４ｔ−示す。群０と組合った符号器１２からの稼動信
号を、ゲート付時間／デイジタル変換器１６への開始変
換信号として用いる。

また群３と組合つ九符号器１２からの稼動信号を停止変
換信号として用いる。時間／ディジタル変換器の出力は
、ＴＯＰ測定の９♂ットデイジタル符号であって、開始
及び停止能動信号を発生する検出器に対する符号８Ｊ１
２のアドレスと一緒に、ＦＩＦＯ（先入れ先出し／々ツ
７ア）１Ｂへ供給される。ワブリングや検出器装置１０
の並進位置などの他の情報もＰＩＦ０１８へ供給される
。ワブリングと検出器装置１０の長手方向位置決めにつ
いては後で詳細に述べる。

２０本の群同時検出線のそれぞれに沿って検出された各
消滅べ関する経過時間の測定は、次のようにして見られ
る。

経過時間検出器１４のＰＩＦＯ１１３内の情報は、共通
Ａスを介して複数個の詳対プロセッナ２０へ接続する。

各経過時間検出器１４に１個の群対プロセッサ２０ｔ−
組合わせである。各群対プスセツサ２０は座標変換を行
って、再形成領域の測定空間内での消滅現象のｘ、ｙ、
ｓ位置を決定すると共に、一致角（θ）とこれに伴う減
衰−根性係数を得る。減衰−根性係数を用いることによ
り、１個の消滅を最大見込み位置で画像データに寄与さ
せるのではなくして、平面スライス及び中間スライス内
での数個の測定位置間に検出消滅の寄与を分布させるこ
とができる。

各詳対プロセッサ２０は、経過時間検出器１４からのデ
ータ用０ＦＩＦＯノソフアメモリ２２と、マイクロプロ
セッサ２６と２ンダムアクセスメモリ２４とを備えてい
る。非常に高速のデータノスが群対プロセッサ２００そ
れぞれと、複数個のスライスプロセッサ２８とを相互接
続する。この実施例では、２０個のスライスプロセッサ
２８を設け、これらのプロセッサはデータ検出モードに
応じて、再形成領Ｉｔｃを介して９乃至２０個の画像ス
ライスを発生できる。

各スライスプロセッサ２８は群対プロセツナ２０からの
データ用のＦＩＦＯＡソファメモリ３０を有する。また
各スライスプロセッサ２８は、マイクロプロセッサ３４
及び画像ランダムアク竜スメモリ３２も備える。そして
、このスライスプロセッサ２８は各消滅の幾何学的位置
を、位置不確定関数及び減衰−根性係数に従って寄与成
分に変換して、各画像スライスに関するデータを作る。

画像データが完了すると、表示プロセッサ３８に応答す
る表示器４ｏがスライスデータからの２次元画像又は全
てのスライスからの情報を含む３次元画像ｔ−表示する
。

各スライスプロセッサ２８にはマスタプロセッサ３６も
接続している。このプロセッサ３６は系の較正計算及び
オペレータと、ＴＯＦＰＥＴカメラとの間のインターフ
ェースの構成に参与する。この発明のプロセッサ２６．
３４として、アドノンス　マイクロ　デバイス社の２９
００型の高速マイクロプログラマブル　ビット　スライ
ス装置を使用でき、２００ｎｓ＠ａ以下のサイクル時間
の２４♂ツト構造に構成できる。さらに各プロセッサ２
６．３４と並列動作する１６ピツト　ハードウェアの複
合チップを組込めば、位置決めに必要な計算を高速化で
きると共に、多数の画像データ位置への各消滅の寄与を
決定することができる。

第６図にはこの発明による再形成領域の測定空間を示す
。この測定空間では平面スライス及び中間スライスが、
それぞれの上面に積重ねられ、各面が測定位置の７レイ
に分割されている。

各測定位置を画素位置と呼ぶ。各画素測定位置は３次元
座標系（ｘ、ｙ、ｓ）に従って測定空間内に配置される
。各面は既知の画素位置からなる一致アレイを有する。

図示を簡単にするため、第６図では同時検出線を、１個
の検出消滅に対する位置不確定関数と一緒に１上部面ス
ライスに含ませである。前述のように１群対プロセッサ
２０から出力された各検出消滅は、各検出消滅の幾何学
的位置と共に、この消滅へ与えられる相互面スライスの
一致ＩＩＡ（同時検出！’りの角θ及び減衰−根性係数
を有する（ＮＩＪ６図の同時検出線に対しては角０は零
である。）。減衰−根性係数は、位置不確定関数ｔ−重
み付けする機能を有する。この重み付けによって、検出
消滅ｔ−１個の画素位置での１個の現象として取）扱う
ことなく、むしろ重み付は不確定関数Ｏ非零値が跨がる
同時検出線に、最も近接する複数個の画素位置での画像
データに付加される分布寄与をうろことができる。第６
図には、同時検出ｌｌ１ＩＫ最も近接する画素位置への
分布寄与として示しである。減衰一様性係数に従って位
置不確定関数を重み付けすることにより、高次の同時検
出（一致）　ｂ　ｒ　（ｌ　ｓｄ、・を適切に使用でき
る。

１本の相互同時検出線が含まれる幾何学的にもつと複雑
な場合には、１個の分布寄与を受すとる種々の画素位置
が異なる画像スライス上に存在することとなるが、原理
は同じである。すなわち、各画像スライス上の各画素位
置であって、同時検出線に最も近いものが決定され、こ
の同時検出線に沿う重み付は不確定関数から計算された
寄与が、その測定画素位置に対するデータと加え合せら
れる。

周知のように、画像の再形成には一様なサンプリングと
、検出器の一様な応答性が要求される。しかし実際には
、カメツの４００個以上も゛の検出器に同様な検出効率
又はタイ電ング性能を期待できないため、上記要求ｔ−
実現するのは難かしい。再形成アルゴリズムに各検出器
を一様化するのに極めて近いデータが与えられるように
、データが検出されるので群対プロセッサ２Ｇ及びスフ
イスプロセッサ２８において補正が可能である。しかし
て、サンプリングでのある程度の差異を補正して一様化
できるので、画像に多くの手を加えないですむ。再形成
領域のサンプリングを増大させる手段として、シンチレ
ーシヨンの測定中に検出器装置のワブリングを行う。こ
こでワブリングなる用語は、各検出器が円運動を描くよ
うに検出器装置全体を回転することを意味する。ワブリ
ングが正しく円である場合、１個の検出器リング上で１
８０＠層間して配置された２個の検出ａに対するワブリ
ングは第７図示のようになる。円形ワブリングについて
図示し説明するが、検出器の位置が既知であって、該検
出器の幾何学的位置が計算可能であれば、任意の経路に
沿って移動させることができる。対象とする領域のサン
プリングを最も増大させるのに、円形運動が適している
ことが判明した。

第７図において、この発明によると、ワゾリングｔ−１
４４の間隔にディジタル化する。検出器のワブリングの
効果は明らかであ）、再形成領域は、検出器を固定位置
に置いた場合に比し、一層一様にかつ一層完全にサンプ
リングされる。

ワゾリング径が１９．８ｍのとき、直径５０３の一様な
発生源のサンプリングでの誤差は、一様な視野に対して
１％以下である。検出器装置１０のワブリングは既知量
であるから、第６図で定める測定空間内での各検出消滅
の位置を正確に決定できる。

相互同時検出線に対するサンプリングをさらに改善し、
かつ検出器間の対象領域のサンプリングを完全に行なう
ために、Ｚ軸方向すなわち画像再形成の面に垂直に検出
器装置を移動する。

再形成領域に対するこのような検出器装置の長手方向割
出しを第８図に示す。この場合、４個の並進ステップを
用いる。検出器リングで定まる平面１２４１５３間の領
域を、一様にサンプリングするのに４個の並進で充分で
あることが判明した。各側出し位置は、検出器間間隔の
約にである。

第８図において、検出器装置１Ｇが最左端位置くあると
き、実線で示す９個の平面スライス５３及び中間スライ
ス５６が見られる。検出器装置が検出器間の間隔のＫだ
け右側へ割出されると、９個の平面スライス５３及び中
間スライス５６は、点線で示す位置において対象領域を
通過する。この過程が各側出し位置で繰り返されると、
対象領域の有効範囲が増大する。

この実施例の場合、スライスの厚さはＺ軸方向の並進距
離と等しくされる。再形成領域内の２０個の全スライス
に対し、各スライスは独立に処理される。これら２０個
のスライスは、組合わせられて１α８ｆｉ幅の１０個の
スライス、又は１６．１−幅の７個のスライス等を形成
する。

このようなスライスの結合は、画像が再形成された後で
オペレータの選択に従い行うことができる。

以上、詳細に説明したように１この発明の多すングＰＥ
Ｔカメ２によれば、異なる検出器リング上の検出器間の
相互同時検出線が、検出消滅の経過時間情報と共に用い
られて、再形成領域内の消滅の幾何学的位置を正確に決
定する。

各消滅の位置に最も近い平面又は中間スライス上の最も
近い位置が決められる。検出器系に対する位置不確定関
数及び減衰一様性係数にもとづいて、消滅からの非零寄
与が見られる同時検出線の最も近くの測定位置に対する
各消滅の寄与が測定位置のデータに追加される。このよ
うＫして、全ての検出器リング間の相互同時検出線が画
像データに寄与して、カメラの放射線検出効率を増大さ
せる。

この発明を説明するのに、その好適実施例（ついて述べ
た。しかし、この発明の特許請求の範圧内において、種
々の追加、削除、置換もしくは他の変形を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の陽電子放射カメラの部分的説明図、第
２図は、この発明による中間データに対する相互同時検
出線を示す図、第３図は、第２図のものによ〕同時検出
線に沿う時経過測定から生じる位置不確定関数を説明す
るための図、第４図は、この発明による時経過位置決め
によった相互同時検出線に沿う消滅の中間スライスへの
寄与を説明する丸めの図、第５図は、この発明による陽
電子放射カメ２のブロック図、第６図は、この発明によ
り再形成領域を通る平面スライス及び中間スライスを含
む空間のサンプリングを示し、測定空間での各測定位置
でえられた全計数に対する検出消滅の分布寄与を説明す
るための図、第７図は、この発明による検出装置のワブ
リングを説明するための図、第８図は、この発明におけ
る再形成領域長手方向に対する検出器装置の割出しの中
間スライス発生への影響を説明するための図である。Ｏ〜７・・・検出器群　　１０・・・検出器装置１２・
・・符号器　　　　　１４・・・経過時間検出器１６・
・・時間／ディジタル変換器１８・−ＦＩＦＯ（先入れ先出しＡソファ）２０・・・
群対プロセッサ　２２・・・ＦＩＦＯ／々ツファメモリ
２４・・・ランダムアクセスメモリ２６−９．マイクロプロセッサ　２８・・・スライスプ
ロセッサ３０・−Ｆ　Ｉ　Ｆ　Ｏノ々ツ７アメ毫り３２
・・・画像ランダムアクセスメモリ３４・・・マイクロ
プロセッサ　３６・・・マスタプロセッサ３８・・・表
示プロセッサ　　４０・・・表示器５１・・・検出器　
　　　５２・・・隔壁５３・・・平面スライス　５４・
・・相互同時検出線５５・・・位置の不確定曲線　５６
・・・中間スライス−Ｚｒφ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）再形成領域の周囲に並置された複数個の検出器リ
ングを有し、各検出器リングが周縁を有すると共に、こ
の周縁に配置されかつ再形成領域に指向して該領域から
の放射線を検出する複数個のシンチレーション検出器を
有し、各検出器リングの各検出器は各検出器リング上で
１８０°離間して対向配置され、各検出器は対向検出器
と共に検出器対を構成し、この検出器対は再形成領域内
で発生する陽電子消滅と、各検出器とを結ぶ一致立体角
円筒線で形成される同時検出線内で放射した２個の光子
を検出し、各検出器リングは再形成領域を通る平面スラ
イスを形成して、各平面スライスから測って任意の２個
の隣接検出器リング間の全ての等距離点で中間スライス
を形成し、各スライスが測定位置のアレイを有している
時経過陽電子放射線検出方法であって、（ａ）１本の同時検出線に沿って検出された各消滅の経
過時間を決める工程と、（ｂ）平面スライスを形成する検出器リング上の検出器
間の同時検出線に沿って検出された多数の消滅の経過時間から各平面スライスで検出された各消滅の位置を決める工程と、（ｃ）異なる検出器リング上の検出器を有する各同時検
出線に沿って検出された各消滅に対する位置を経過時間から決める工程と、（ｄ）（ｉ）各平面スライスでの同時検出線からの各測
定位置で検出された消滅と異なる検出器リング上の検出器を含む同時検出線上で検出された消滅とを加え合わせて、検出された消滅位置が平面内の測定位置の所定距離内に在るようにし、（ｉｉ）中間スライス上の各測定位置に対して、異なる
検出器リング上の検出器を含む同時検出線上での消滅を加え合せて、検出された消滅位置が中間面内の測定位置の所定距離内にあるようにして、各平面スライス及び中間スライスでの各測定位置で発生した全検出消滅を形成する工程とを備えていることを特徴とする時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（２）特許請求の範囲第１項において、前記１本の同時
検出線に沿い各消滅の経過時間を測定する工程は、検出
器対での各検出器によって１個の消滅から放射線の同時
検出間の時間差を測定する工程を含み、検出器対の一方
の検出器での放射線検出が他方の検出器での放射線検出
の所定時間間隔内にあるとき、同時検出が生じる時経過
陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（３）特許請求の範囲第１項において、検出器対の両検
出器による１個の消滅の検出間の所定時間間隔は、再形
成領域の大きさに従って制御される時経過陽電子放射カ
メラによる放射線検出方法。
（４）特許請求の範囲第３項において、前記所定時間間
隔は、８ｎｓｅｃ以下である時経過陽電子放射カメラの
放射線検出方法。
（５）特許請求の範囲第２項において、１個の同時検出
線に沿う１個の消滅の位置の決定工程は、以下の式を解
く工程を含み、ｘ＝〔［（ＴＯＦ）・２（Ｃ）＋Ｄ］／２〕＋Δここで
、ｘは同時検出線を定める検出器対の一方の検出器から
測った距離、Ｃは光速、Ｄは検出器間の同時検出線の長
さ、そしてΔは検出器装置内での信号伝達に起因する遅
延変数を表わしている時経過陽電子放射カメラによる放
射線検出方法。
（６）特許請求の範囲第１項、第２項又は第５項におい
て、各平面スライス及び中間スライスでの各位置での全
検出消滅を形成する工程は、（ａ）異なる検出器リング
上の検出器間の１本の同時検出線に沿って検出された各
消滅の位置を、直交成分に変換する工程であって、この成分の
一方が、（ｉ）同時検出線を定める検出器対の一方を含
む平面スライスから測定した消滅の垂直距離であり、平面を定めるのに用いた検出器が基準検出器でこの平面が当該消滅に対する基準平面であり、上記成分の他方が、（ｉｉ）同時検出線の基準平面への投
影線に沿い消滅の基準検出器から測定された水平距離である工程と、（ｂ）消滅の基準平面からの垂直距離で測って異なる検
出器リング上の検出器間の１個の同時検出線に沿って検出した消滅に最も近い平面スライス又は中間スライスを、各消滅に対して決める工程と、（ｃ）消滅に最も近い、工程（ｂ）で決められた平面で
の測定位置と、工程（ａ）で決められた水平距離から定
めた測定位置とを加え合わせて、異なる検出器リング上の検出器により検出された消滅を、平面スライス及び中間スライスでの全検出消滅に組入れる工程とを備えている時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（７）特許請求の範囲第６項において、異なる検出器リ
ング上の検出器間の１個の同時検出線に沿う１個の消滅
の位置を変換する工程は、（ａ）ｘを同時検出線を定め
る検出器対の基準検出器からの同時検出線に沿う消滅の
距離、θを同時検出線と基準平面との間で測られた角度、Ｚを基準平面から消滅までの測定垂直距離とするとき、垂直距離Ｚに対する次の式Ｚ＝ｘｓｉｎθ を解く工程と、（ｂ）基準検出器を含む基準平面で測った基準検出器か
らの水平距離ｄに対する次の式ｄ＝ｘｃｏｓθ を解く工程とを備えている時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（８）特許請求の範囲第１項において、（ａ）１個の検出器リングの全検出器を含む平面により
形成される平面、又は（ｂ）１個の中間スライスに含まれる全測定位置により
形成される平面での各測定位置でえられる消滅の数から、再形成領域を通る１個の平面スライスとして再形成領域の２次元画像を発生する工程を備えている時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（９）特許請求の範囲第１項において、再形成領域に対
する各検出器の位置が、公知の方法で変化するように検
出器リングをワブリングさせて、再形成領域に沿う長手
方向移動に対する検出器リングの固定位置での再形成領
域のサンプリングを増大させる工程を備えている時経過
陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（１０）特許請求の範囲第１項又は第９項において、（
ａ）再形成領域に対する長手方向において複数個の検出
器リングを所定増分だけ割出す工程と、（ｂ）複数個の検出器間の全同時検出線に沿う消滅を検
出して、平面スライスと中間スライス上の各測定位置で検出された消滅をえ、これによっ
て検出器リングの数を増大せずに、再形成領域のサンプリングを増大する工程を各割出し位置で繰返す工程とを備えている時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（１１）特許請求の範囲第６項において、１個の同時検
出線に沿う各消滅の位置が、該同時検出線に沿う位置不
確定関数で特徴づけられる位置不確定性を有し、該関数
のピークが消滅に対する最大見込み位置で生じ、各平面
スライス及び中間スライスでの各測定位置で生じた全検
出消滅を形成する工程が、（ａ）検出消滅の最大見込み位置に中心を持つ位置不確
定関数による広がりを持ち、最大見込み位置に対する１本の同時検出線に沿う複数個の離間位置についての直交成分を決める工程と、（ｂ）工程（ａ）で決まる各位置に対して、その位置で
の位置不確定関数の値に従って部分消滅寄与を決める工程と、（ｃ）各離間位置での各部分消滅寄与と、離間位置に最
も近い平面スライス又は中間スライス上の最も近い測定位置で測定された消滅とを加え合わせる工程とを備えている時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（１２）特許請求の範囲第１１項において、１本の同時
検出線に沿う離間位置に対する部分消滅寄与を決める工
程が、位置不確定関数を減衰一様性係数で重み付けして
、画像データに組込まれた全分布寄与を１個の消滅に等
しくする工程を含む時経過陽電子放射カメラによる放射
線検出方法。
（１３）再形成領域の周囲に並置された複数ｎ個の検出
器リングを有し、各検出器リングが周縁を有すると共に
この周縁の周りに配置されて、１個の検出器と他の１個
の検出器とを結ぶ一致立体角円筒線で形成される同時検
出線に沿い、再形成領域から発生する放射線を検出する
複数個のシンチレーション検出器を有し、検出器リング
上の複数個の検出器は複数個の検出器群に分割され、ｍ
が同一リング上の隣接検出器の数を表わすとき、各検出
器群はｍ×ｎ個の検出器を有し、複数個の検出器群はそ
の間に複数本の群同時検出線を形成し、各群同時検出線
は第１群と第２群とを結ぶと共に、第１群からある時刻
に１個あて取出した各検出器と、第２群のそれぞれの検
出器との間の同時検出線を含み、第１群の各検出器は第
２群の各検出器と共に、それらの間の同時検出線に沿っ
て放射された２個の光子を検出するための検出器対を形
成し、各検出器リングは再形成領域を通る平面スライス
を形成して、各平面スライスから測って任意の２個の隣
接検出器リング間の全ての等距離点で中間スライスを形
成し、各スライスが再形成領域に含まれる測定位置のア
レイを有している時経過陽電子放射カメラによる放射線
検出方法であって、（ａ）群同時検出線に沿って検出した消滅の経過時間を
決め、この経過時間の決定が群のどの同時検出線が消滅を検出したかを決める工程と、（ｂ）１個の同時検出線に沿って検出された各消滅の位
置を経過時間から決める工程と、（ｃ）消滅の位置に最も近い平面スライス又は中間スラ
イス上の最も近い測定位置を各検出消滅に対して決める工程と、（ｄ）各検出消滅を消滅の位置に最も近い測定位置で、
すでにえられた消滅の数に加え合わせることによって、各平面スライス及び中間スライスでの各測定位置に対する全検出消滅を形成する工程とを備えている時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（１４）特許請求の範囲第１３項において、群同時検出
線を形成する第１群と第２群との間の該同時検出線に沿
って検出された各消滅の経過時間を測定する工程が、（ａ）第１群の各検出器を順次走査して検出器が再形成
領域からの光子の検出を示す能動信号を発生しているかどうかを決める工程と、（ｂ）第１群からの能動信号の検出に応答して時間間隔
測定を開始する工程と、（ｃ）第２群の各検出器を順次走査して、検出器が再形
成領域からの光子の検出を示す能動信号を発生しているかどうかを決める工程と、（ｄ）第２群からの能動信号の検出に応答して時間間隔
測定を停止し、時間間隔が所定値より小さいと、えられた測定時間が検出消滅の経過時間を表わしてなる工程と、（ｅ）経過時間間隔を発生した２個の検出器を各検出消
滅ごとに表示して、検出消滅が沿う同時検出線を表示する工程とを備えている時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（１５）特許請求の範囲第１４項において、１個の消滅
の検出に対する所定時間間隔は、再形成領域の大きさに
よって決定される時経過陽電子放射カメラによる放射線
検出方法。
（１６）特許請求の範囲第１４項において、１本の同時
検出線に沿う消滅の位置の決定工程は以下の式を解く工
程を含み、ｘ＝〔［（ＴＯＦ）・（Ｃ）＋Ｄ］／２〕＋Δここで、
ｘは同時検出線を定める検出器対の一方の検出器から測
った距離、Ｃは光速、Ｄは検出器間の同時検出線の長さ
、そしてΔは検出器間の電子的遅れを表わしている時経
過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（１７）特許請求の範囲第１６項において、平面スライ
ス又は中間スライス上の最も近い測定位置を各検出消滅
に対し決める工程は、（ａ）１本の同時検出線に沿って検出された各消滅の位
置を直交成分に変換する工程であって、この成分の一方が、（ｉ）同時検出線を形成する
検出器対の一方を含む平面スライスから測定した消滅の垂直距離であり、平面を形成するのに用いた検出器が基準検出器で、この平面が当該消滅に対する基準平面であり、上記成分の他方が、（ｉｉ）基準平面に投影
された同時検出線に沿って測定された基準平面内基準検出器からの消滅の水平距離である工程と、（ｂ）消滅の基準平面からの垂直距離で測って消滅に最
も近い平面スライス又は中間スライスを、各消滅に対して決める工程と、（ｃ）工程（ａ）で決められた水平距離から、消滅に最
も近い工程（ｂ）で決められた平面内の測定位置を決定
する工程とを備えている時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（１８）特許請求の範囲第１７項において、１本の同時
検出線に沿う１個の消滅の位置を直交成分に変換する工
程は、（ａ）ｘを同時検出線を定める検出器対の基準検出器か
らの同時検出線に沿う消滅の距離、θを同時検出線と基
準平面との間で測った角度、Ｚを基準平面から消滅までの測定垂直距離とするとき、垂直距離Ｚに対する次の式Ｚ＝ｘ・ｓｉｎθ を解く工程と、（ｂ）基準検出器を含む基準平面で測った基準検出器か
らの水平距離ｄに対する次の式ｄ＝ｘ・ｃｏｓθ を解く工程とを備えている時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（１９）特許請求の範囲第１３項において、（ａ）１個
の検出器リングの全検出器を含む平面により定まる平面
又は、（ｂ）１個の中間スライスに含まれる全測定位置により
定まる平面での各測定位置でえられる消滅の数から、１個の平面スライスとして再形成領域の２次元画像を発生する工程を備えている時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（２０）特許請求の範囲第１３項において、再形成領域
に対する各検出器の位置が、公知の方法で変化するよう
に検出器リングをワブリングさせて、検出器リングの固
定位置での再形成領域のサンプリングを増大させる工程
を備えている時経過陽電子放射カメラによる放射線検出
方法。
（２１）特許請求の範囲第１３項又は第２０項において
、（ａ）再形成領域に対する長手方向において、複数個の
検出器リングを所定増分だけ割出しする工程と、（ｂ）複数個の検出器間の同時検出線に沿う消滅を検出
して、平面スライスと中間スライス上の各測定位置で画像データをえ、これによって検出器リングの数を増大せずに再形成領域のサンプリングを増大する工程を各割出し位置で繰返す工程とを備えている時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（２２）特許請求の範囲第１３項において、１個の同時
検出線に沿う各消滅の位置が、該同時検出線に沿う位置
不確定関数で特徴づけられる位置不確定性を有し、該関
数のピークが消滅に対する最大見込み位置で生じ、各平
面スライス及び中間スライスでの各測定位置で生じた全
検出消滅を形成する工程が、（ａ）検出消滅の最大見込み位置に中心を持ち、最大見
込み位置に対する１本の同時検出線に沿う複数個の離間位置についての直交成分を決める工程と、（ｂ）工程（ａ）で決まる各位置に対し、その位置での
位置不確定関数の値に従って部分消滅寄与を決める工程と、（ｃ）各離間位置での各部分消滅寄与と、離間位置に最
も近い平面スライス又は中間スライス上の最も近い測定位置で測定された消滅とを加え合わせる工程とを備えている時経過陽電子放射カメラによる放射線検出方法。
（２３）特許請求の範囲第２２項において、１本の同時
検出線に沿う離間位置に対する部分消滅寄与を決める工
程が、位置不確定関数を減衰一様性係数で重み付けして
、画像データに組込まれた全分布寄与を１個の消滅に等
しくする工程を含む時経過陽電子放射カメラによる放射
線検出方法。
（２４）１本の同時検出線に沿う陽電子消滅により放射
された光子を検出し、かつ再形成領域内での消滅を位置
決めし、この場合１本の同時検出線に沿う各消滅の位置
が、位置不確定関数で定められる位置不確定性を有し、
さらに再形成領域を通る平面スライスとして２次元画像
を発生し、各スライスが複数個の測定位置を含んでいる
時経過陽電子放射カメラであって、（ａ）再形成領域の周囲に並置された複数個ｎの検出器
リングを備え、各検出器リングは同時検出線に沿って再形成領域からの放射線を検出するために検出器リングの周囲に配置された複数個のシンチレーション検出器を有し、ここで１本の同時検出線は、１個の検出器から、他の１個の検出器への一致立体角の円筒状投影によって定まり、この円筒状投影内で１個の消滅が検出され、（ｉ）検出器リング上の複数個の検出器が検出器群に分
割され、ｍが同一検出器リング上の隣接検出器の数を表わすとき、各群はｍ ×ｎの検出器を有し、複数個の検出器群はその間に複数本の群同時検出線を形成し、各群同時検出線は第１群と第２群とを結ぶと共に、第１群からある時刻に１個あて取出した各検出器と、第２群のそれぞれの検出器との間の同時検出線を有し、第１群の各検出器は第２群の各検出器と共に、それらの間の同時検出線に沿って放射された２個の光子を検出するための検出器対を形成し、（ｉｉ）各検出器リングは再形成領域を通る平面ス
ライスを形成して、各平面スライスから測って任意の２個の隣接検出器リング間の全ての等距離点で中間スライスを形成し、各スライスが再形成領域に含まれる測定点のアレイを有し、（ｂ）１本の群同時検出線に沿う第１、第２検出器群に
よる１個の消滅からの光子の同時検出間の時間差を測定する複数個の経過時間検出器を備え、第１群内の１個の検出器による光子検出が、第２群内の１個の検出器による光子検出の所定時間間隔内にあるとき、同時検出が発生するようになっており、（ｃ）複数個の群対処理器を備え、１個の群対処理器が
経過時間検出器のそれぞれに組合わされて、消滅の位置に最も近いスライスでの最も近い測定位置に対する各検出消滅の位置を決定するようになっており、（ｄ）群対処理器に応答して各平面スライス及び中間ス
ライスでの各測定位置で検出された消滅の数を発生する複数個のスライス処理器を備え、各消滅は位置不確定関数に従って、検出消滅の同時検出線に最も近く存在する複数個の測定位置で検出された消滅の数に対する部分寄与を発生するようになっており、（ｅ）１個の平面スライス又は中間スライスでの各測定
位置でえられた消滅の数から、再形成領域の２次元画像を再形成領域を通る平面スライスとして表示する表示手段を備えていることを特徴とする時経過陽電子放射カメラ。
（２５）特許請求の範囲第２４項において、スライス処
理器に応答するマスタ処理器を備え、このマスタ処理器
は制御された系の較正を与えると共に、オペレータによ
るインターフェースを与えるようになっている時経過陽
電子放射カメラ。
（２６）特許請求の範囲第２４項又は第２５項において
、平面スライス及び中間スライスでの測定位置で検出さ
れた消滅から、再形成領域の３次元画像を表示する表示
手段を備えている時経過陽電子放射カメラ。
（２７）特許請求の範囲第２４項において、前記時経過
検出器のそれぞれが、（ａ）第１検出器群と組合わされて、第１検出器群内の
１個の検出器が１個の消滅からの１個の光子を検出した時を検出する第１符号器を備え、この第１符号器が検出された１個の光子に応答して開始変換信号を発生するようになっており、（ｂ）第２検出器群と組合わされた第２符号器を備え、
第１、第２検出器群がその間に１本の群同時検出線を形成して、第２検出器群内の１個の検出器が１個の消滅からの１個の光子を検出した時を検出し、第２符号器が検出された１個の光子に応答して停止変換信号を発生するようになっており、（ｃ）開始及び停止変換信号に応答して第１群による光
子検出と、第２群による光子検出との間の時間差を測定する時間／ディジタル変換器を備え、この時間差が所定値より小さいとき、該時間差は第１、第２群で光子を検出した検出器間の同時検出器線に沿う消滅の経過時間を表わすようになっている時経過陽電子放射カメラ。
（２８）特許請求の範囲第２７項において、経過時間検
出器は、各検出消滅についての測定経過時間を記憶する
先入れ、先出しバッファメモリを備えている時経過陽電
子放射カメラ。
（２９）特許請求の範囲第２４項において、消滅の検出
の際に、再形成領域に対する各検出器の位置が公知の方
法で変化して再形成領域のサンプリングを増大するよう
に、複数個の検出器リングをワブリングする手段を備え
ている時経過陽電子放射カメラ。
（３０）特許請求の範囲第２４項又は第２９項において
、複数個の検出器リングを再形成領域に対して、長手方
向に所定増分だけ割出して、再形成領域を通る測定スラ
イスの数を増大させる手段を備えている時経過陽電子放
射カメラ。
（３１）特許請求の範囲第２４項において、複数個の群
対処理器は、各検出消滅の各位置について、平面スライ
スに対する同時検出線の角度及び減衰一様性係数を出力
し、これによってスライス処理器は位置不確定関数に重
み付けし、同時検出線に沿う分布寄与に最も近い測定位
置に対する画像データに組入れられる同時検出線に沿う
部分分布消滅寄与をえ、全分布寄与を消滅に対して等し
くなるようになっている時経過陽電子放射カメラ。