ルックアップテーブル作成方法及びＰＥＴシステム
【課題】ＰＥＴ検出器における結晶識別を容易にすることが可能なルックアップテーブル作成方法及びＰＥＴシステムを提供することである。
【解決手段】実施形態に係るルックアップテーブル作成方法は、シンチレーションアレイ内の複数の結晶のうち第１の一部の結晶を覆うためにシンチレーションアレイ上の第１の位置にマスクを配列する。また、シンチレーションアレイにガンマ線を照射し、シンチレーションアレイにより生成された光を受ける光センサからの第１のセットのデータを収集する。また、複数の結晶のうち第２の一部の結晶を覆うためにシンチレーションアレイ上の第２の位置にマスクを再配列して、ガンマ線の照射を繰り返し、光センサから第２のセットのデータを収集する。また、第１のセットの収集データから作成した第１のフラッドヒストグラムを、第２のセットの収集データから作成した第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせる。
【解決手段】実施形態に係るルックアップテーブル作成方法は、シンチレーションアレイ内の複数の結晶のうち第１の一部の結晶を覆うためにシンチレーションアレイ上の第１の位置にマスクを配列する。また、シンチレーションアレイにガンマ線を照射し、シンチレーションアレイにより生成された光を受ける光センサからの第１のセットのデータを収集する。また、複数の結晶のうち第２の一部の結晶を覆うためにシンチレーションアレイ上の第２の位置にマスクを再配列して、ガンマ線の照射を繰り返し、光センサから第２のセットのデータを収集する。また、第１のセットの収集データから作成した第１のフラッドヒストグラムを、第２のセットの収集データから作成した第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で述べる実施形態は、概してポジトロン放射断層撮影（Positron Emission Tomography：ＰＥＴ）検出器における結晶識別に関する。特に、ここで述べる実施形態は、ＰＥＴ検出器における結晶識別を容易にする改良方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ガンマ線検出器、特にＰＥＴの使用は、医用イメージングの分野で増大している。ＰＥＴイメージングでは、注射、吸入、または経口摂取によって、撮像される被検体に放射性薬剤が取り入れられる。放射性薬剤の投与後、その薬剤は、その物理的および生体分子的な特性によって、人体内の特定部位に集中する。薬剤の実際の空間分布、薬剤の蓄積領域の濃度、および投与されてから最終的に排出されるまでのプロセスの動態は、全て、臨床的な重要性を持ち得る因子である。このプロセスの間に、放射性薬剤に付着したポジトロン放射体は、半減期、分岐比などの同位元素の物理的性質に応じてポジトロンを放射する。
【０００３】
放射性核種は、ポジトロンを放射する。そして、放射されたポジトロンが電子と衝突すると、消滅イベントが起こり、ポジトロンおよび電子が消滅する。多くの場合、消滅イベントは、ほぼ１８０度方向に放出される５１１ｋｅＶの２つのガンマ線を発生させる。
【０００４】
ＰＥＴイメージングシステムは、被検体から放射されるガンマ線を検出するために、相互に対向して配設された検出器を使用する。典型的には、各角度から飛来するガンマ線を検出するために、環状に配置された検出器を使用する。したがって、ＰＥＴスキャナは、本質的に等方性になっているはずの照射をできるだけ多く捕獲できるように、典型的には実質的に円筒形状を有している。対応できていない角度のものを捕獲するのに部分円環を使用すること及び検出器を回転することも考えられないことではない。しかし、これらの手法を実施しても、結果は、スキャナ全体の感度に対して厳しいものとなる。１つの面に含まれる全てのガンマ線が検出器と相互作用を起こす機会を有する円筒形状では、軸方向の寸法が大きくなると、感度又は照射を捕獲する能力に非常に有利な効果が現れる。したがって、最良の構造は、全てのガンマ線が検出される可能性がある球体構造である。当然ながら、人体への適用では、球状構造は、極めて大きくなり、極めて高価にならざるをえない。したがって、現実的には、検出器の軸方向の長さが可変である円筒形状が、最新のＰＥＴスキャナの構造の基本である。
【０００５】
ＰＥＴスキャナ全体の形状が分かれば、もう１つの課題は、できるだけ多くのシンチレーション材料をガンマ線経路に配置して、できるだけ多くのガンマ線を停止させて光に変換することである。断層撮影再構成の原理によって放射性同位体の時空間分布を再構成できるようにするために、検出された各イベントのエネルギー（すなわち、発生した光の量）、位置、及びタイミングを特徴付ける必要がある。ほとんどの最新ＰＥＴスキャナは、数千個の個別の結晶で構成される。これらの結晶は、モジュール化して配置され、シンチレーションイベントの位置を特定するために用いられている。典型的には、結晶素子の断面は、概ね４ｍｍ×４ｍｍである。これよりも小さい寸法や大きい寸法、または正方形以外の断面の場合もある。結晶の長さや奥行きは、ガンマ線を捕捉する確率を決定することになるのであるが、典型的には、１０〜３０ｍｍの範囲である。かかる検出器モジュールは、スキャナの主たる構成部品である。
【０００６】
上記のように、ＰＥＴイメージングシステムは単なる計数器ではなく、シンチレーション事象の存在を検出することに加え、その部位の識別も行う必要がある。各相互作用の部位を識別できるようにするための最も端的な設計は、概念的には、恐らくシンチレータ結晶毎に独立した光センサ及びデータ収集チャネルを有するようにすることである。一般的な光センサの物理的な大きさ、各データ収集チャネルに必要な電力、及びこれらの品目の関連コスト等の制約があり、光センサ数及び電子機器のチャネル数を減らすために、通常は何らかの形で多重化が採用される。このため、個々の光センサが１つ以上の結晶に入射する複数のガンマ線を検出し、さらに１つの結晶に入射する複数のガンマ線を１つ以上の光センサが検出するため、これらの光センサの出力を個々の結晶で識別する必要がある。
【０００７】
一般的に、結晶アレイ全体がガンマ線を大量に受けて、フラッドヒストグラムが作られる。このフラッドヒストグラムのピークを、画像処理技術を用いて見つける作業が繰り返される。しかし、自動画像処理技術を利用できないフラッドヒストグラム上では、ピークを人がクリックする場合があり、人力による介入がしばしば起こる。このため、多数の結晶を識別するための自動処理は、市販されたものがない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＷＷ．Ｍｏｓｅｓ著、「改訂ＰＥＴにおける飛行時間」ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｖｏｌ．５０、Ｎｏ．５、ｐ．１３２５〜１３３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、ＰＥＴ検出器における結晶識別を容易にすることが可能なルックアップテーブル作成方法及びＰＥＴシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態に係るルックアップテーブル作成方法は、ガンマ線検出器において相互作用の結晶を識別するためのルックアップテーブルを作成するルックアップテーブル作成方法である。前記ルックアップテーブル作成方法は、シンチレーションアレイ内の複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを、第１の一部の結晶を覆うために前記シンチレーションアレイ上の第１の位置に配列するステップを含む。また、前記ルックアップテーブル作成方法は、前記シンチレーションアレイに所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップを含む。また、前記ルックアップテーブル作成方法は、前記シンチレーションアレイにより生成された光を受けるために配置された少なくとも１つの光センサからの第１のセットのデータを収集するステップを含む。また、前記ルックアップテーブル作成方法は、前記複数の結晶のうち前記第１の一部の結晶とは異なる第２の一部の結晶を覆うために前記シンチレーションアレイ上の第２の位置に前記マスクを再配列するステップを含む。また、前記ルックアップテーブル作成方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイ上の前記第２の位置に配列して、前記所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップを繰り返すステップを含む。また、前記ルックアップテーブル作成方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイ上の前記第２の位置に配列して、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するステップを含む。前記ルックアップテーブル作成方法は、前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するステップを含む。前記ルックアップテーブル作成方法は、重ね合わせたフラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせるステップを含む。前記ルックアップテーブル作成方法は、前記重ね合わせたフラッドヒストグラムの領域を、前記複数の結晶のうち対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明とこれに付随する多くの利点をより完全に理解することは、以下の詳細な説明を参照し添付図面と関連付けて考えれば、容易にできる。しかし、添付図面とそこに示される例は、発明の詳細な説明に含まれる本発明の範囲を決して制限するものではない。発明の詳細な説明及び図面に含まれる本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載により規定される。
【図１】図１は、円筒形のＰＥＴ検出器の例を示す。
【図２】図２は、検出器を２方向から見た図であり、シンチレータ結晶の配置を示す。
【図３】図３は、ＰＥＴシステムの例を示す。
【図４】図４は、ガンマ線検出システムの概略図である。
【図５】図５は、ＰＥＴシステムの構築で使用される処理装置のブロック図である。
【図６】図６は、ＰＥＴ管理システムの例を示す。
【図７】図７は、シンチレータアレイの例を示す。
【図８】図８は、第１の位置に格子構造を有するマスク付きのシンチレータアレイを示す。
【図９】図９は、第２の位置に格子構造を有するマスク付きのシンチレータアレイを示す。
【図１０】図１０は、ブロック構造を有するマスク付きのシンチレータアレイを示す。
【図１１】図１１は、マスク無しのシンチレータアレイのフラッドヒストグラムの例を示す。
【図１２】図１２は、マスクを使用した結晶識別を実行するための手順の例を示す。
【図１３】図１３は、マスクを使用した結晶識別を実行するための手順の別の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書に開示する実施形態は、ガンマ線検出器において相互作用の結晶を特定するためのルックアップテーブルを作成する方法を含む。前記方法は、一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために、シンチレーションアレイ内の複数の結晶のうち前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを配置するステップを含む。ここで前記マスクは、第１の一部の結晶を覆うため前記シンチレーションアレイ上の第１の位置に配列されたものである。前記方法は、シンチレーションアレイに所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップを含む。さらに、前記方法は、前記シンチレーションアレイにより生成された光を受けるために配置された少なくとも１つの光センサからの第１のセットのデータを収集するステップを含む。また、前記方法は、前記複数の結晶のうち第２の一部の結晶を覆うために、前記シンチレーションアレイ上の第２の位置に前記マスクを再配列するステップを含む。ここで前記第２の一部の結晶は、前記第１の一部の結晶とは異なるものである。その上、前記方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイ上の前記第２の位置に配列して、前記照射するステップを繰り返すステップを含む。次に、前記方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイ上の前記第２の位置に配列して、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するステップを含む。前記方法は、前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するステップを含む。さらに、前記方法は、重ね合わせたフラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせるステップを含む。また、前記方法は、前記重ね合わせたフラッドヒストグラムの領域を、前記複数の結晶のうち対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成するステップを含む。
【００１３】
本明細書に開示する実施形態は、ガンマ線検出器において相互作用の結晶を特定するためのルックアップテーブルを作成する方法を含む。前記方法は、一部の結晶へのガンマ線を遮るために、シンチレーションアレイ内の複数の結晶のうち前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを配置するステップを含む。ここで前記マスクは、第１の一部の結晶を覆うため前記シンチレーションアレイ上の第１の位置に配列されたものである。前記方法は、前記シンチレーションアレイに所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップを含む。さらに、前記方法は、前記シンチレーションアレイにより生成された光を受けるために配置された少なくとも１つの光センサからの第１のセットのデータを収集するステップを含む。また、前記方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイから取り去るステップを含む。その上、前記方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイの位置から取り去り、前記照射するステップを繰り返すステップを含む。次に、前記方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイ上に配列せずに、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するステップを含む。前記方法は、前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するステップを含む。さらに、前記方法は修正フラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムから差し引くステップを含む。また、前記方法は、前記第１のフラッドヒストグラムと修正フラッドヒストグラムの領域を、前記複数の結晶のうち対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成するステップを含む。
【００１４】
本明細書に開示する実施形態は、結晶識別のためのＰＥＴシステムを含む。また、前記システムは、複数の結晶を含むシンチレーションアレイ、及び前記複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを含む。前記システムは、前記シンチレーションアレイによって生成される光を受けるように配置された少なくとも１つの光センサを含む。さらに、前記システムは、第１の一部の結晶を覆うために前記マスクが前記シンチレーションアレイの上の第１の位置に配置されたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第１のセットのデータを収集するように構成された処理装置を含む。さらに、前記処理装置は、前記第１の一部の結晶とは異なる第２の一部の結晶を覆うために前記マスクが前記シンチレーションアレイ上の第２の位置に配置されたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するように構成される。さらに、前記処理装置は、前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラム、及び前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するように構成される。その上、前記処理装置は、重ね合わせたフラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせるように構成される。また前記重ね合わせたフラッドヒストグラムの領域を前記複数の結晶のうちの対応する結晶に割り当てることによりルックアップテーブルを生成するように構成される。
【００１５】
本明細書で開示される実施形態は、結晶識別のためのＰＥＴシステムを含む。また、前記システムは、複数の結晶を含むシンチレーションアレイ、及び前記複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを含む。前記システムは、前記シンチレーションアレイによって生成された光を受けるように配置された少なくとも１つの光センサを含む。さらに、前記システムは、第１の一部の結晶を覆うために前記マスクが前記シンチレーションアレイの上の第１の位置に配置されたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第１のセットのデータを収集するように構成された処理装置を含む。さらに、前記処理装置は、前記マスクが前記シンチレーションアレイから取り去られたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するように構成される。さらに、前記処理装置は、前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラム、及び前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するように構成される。その上、前記処理装置は、修正フラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムから差し引くように構成される。また、前記処理装置は、前記第１のフラッドヒストグラム及び前記修正フラッドヒストグラムの領域を前記複数の結晶のうちの対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成するよう構成される。
【００１６】
一実施形態に係る方法により、シンチレータアレイにおける端部の結晶を、現行の方法よりも確実に検出しマッピングしやすくなる。一実施形態では、前記方法は、ＰＥＴシステムの中で使用されるシンチレータアレイの上に配置されたマスクを使用するステップを含む。例として、前記マスクは、前記マスクで覆われる結晶へのガンマ線の照射を遮るように構成される。このため、結晶へのガンマ線の照射を遮る前記マスクを使用することにより、隣接する結晶からの干渉が除去されて、シンチレータアレイ内の各結晶の識別が容易になる。
【００１７】
図１に、円筒形リング１０２を備えた円筒形ＰＥＴ検出器１００の例を示す。一部の実施形態に係る前記ＰＥＴ検出器には、複数のシンチレータアレイ１０４を含むものもある。撮像対象の患者すなわち被検体がシリンダ１０２の内部に置かれる。放射線医薬品（ポジトロン放射体）が被検体に投与される。放射線医薬品は崩解する際に、ポジトロンを放出する。これらのポジトロンは近くの電子と相互作用して両者は消滅し、同一直線上に２つの５１１ｋｅＶのガンマ線を発生する。そして、これらのガンマ線はシンチレータと相互作用し、光学光子に変換される。光学的にシンチレータ結晶に接続された光電子倍増管（Photomultiplier Tube：ＰＭＴ）が光学光子を検出し、入射ガンマ線のエネルギーに比例した電気信号を生成する。これら２つのガンマ線を多くのそうした崩壊過程を通して検出し、そして断層画像再構成処理を用いることにより、投与した放射線医薬品の実際の空間的分布画像を詳細に描くことが可能である。
【００１８】
一実施形態では、１つのＰＭＴが２つ以上のシンチレータ結晶に光学的に接続されている。図２は検出器を２方向から見た図であり、シンチレータ結晶２００、ライトガイド２０２、光センサ２０４（例えば、ＰＭＴ）の配置を示す。図２に示すように、光センサ２０４は２つ以上の結晶から光を受ける。一実施形態では、ライトガイドがシンチレーション光を１つのシンチレータ結晶から複数の光センサ上に広げる。
【００１９】
図３はＰＥＴシステムの例を示す図で、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０２、ガンマ線３０４、シンチレータアレイ３０６、光センサ３０８が含まれる。一実施形態では、ガンマ線３０４は５１１ｋｅＶでシンチレータアレイ３０６に向け放出される。ガンマ線の発生源の例には、消滅事象を発生させる医薬品を摂取した被検体が含まれる。ガンマ線がシンチレータアレイ３０６に衝突すると、１つ以上の結晶が放射化し、光が１つ以上の光センサ３０８に放出される。この光を受けると同時に、光センサ３０８は光を電気信号に変換する。この電気信号は検出情報の解析のためにＣＰＵ３０２に送られる。一部の実施形態では、ＣＰＵ３０２はＰＥＴシステム３００から離れ、ＰＥＴシステム３００と無線通信するものもある。
【００２０】
図４は、一実施形態に係るガンマ線検出システムの概略図である。当業者には自明であるが、図４のガンマ線検出システムはＰＥＴシステムや飛行時間型（Time Of Flight：ＴＯＦ）ＰＥＴシステムの一部を形成する。ＰＥＴシステムと飛行時間型ＰＥＴシステムについてのさらなる解説は、簡潔にするため省略する。しかし、飛行時間型ＰＥＴシステムについての解説が非特許文献１にあり、その全ての内容が参照することにより本明細書に組み込まれるものとする。
【００２１】
一実施形態によると、図４のガンマ線検出システムは、ＣＰＵ３０２（図３）に相当する演算装置４７０を含む。また図４のガンマ線検知システムは、光センサ３０８（図３）に相当する光センサ４３５Ａ、４３５Ｂ、４４０Ａ、４４０Ｂを含む。一実施形態では、光センサ４３５Ａ、４３５Ｂ、４４０Ａ、４４０Ｂは非線形である。
【００２２】
図４では、光センサ４３５Ａ、４４０Ａはライトガイド４３０Ａの上に配置されており、シンチレーション結晶アレイ４０５Ａはライトガイド４３０Ａの下に配置されている。当業者に自明であるが、実施形態は任意の光センサを用いた検出器に適用できる。この光センサにはシリコン光電子増倍管（Silicon Photomultiplier：ＳｉＰＭ）又はＳｉＰＭｓをアレイ状に配置したものも含まれる。第２のシンチレーション結晶アレイ４０５Ｂが、シンチレーション結晶アレイ４０５Ａに対向して、ライトガイド４３０Ｂ、光センサ４３５Ｂ、４４０Ｂに重ねて配置される。
【００２３】
図４では、ガンマ線が被検体（図示せず）から放出されると、ガンマ線は互いに約１８０度の反対方向に進む。ガンマ線は、相互作用の結晶４００Ａと相互作用の結晶４００Ｂで、ほぼ同時に検出される。そして、既定制限時間内に相互作用の結晶４００Ａと相互作用の結晶４００Ｂでガンマ線が検出されると、シンチレーション事象が特定される。こうして、ガンマ線検出システムはガンマ線を、相互作用の結晶４００Ａと相互作用の結晶４００Ｂでほぼ同時に検出する。しかし簡略化のために、相互作用の結晶４００Ａでのガンマ検出のみをここで説明する。当業者には自明であるが、相互作用の結晶４００Ａについての説明は、相互作用の結晶４００Ｂでのガンマ線検出にも同様に適用できる。
【００２４】
図４に戻り、各光センサ４３５Ａ、４４０Ａ、４３５Ｂ、４４０Ｂはデータ取得装置４５０又は４６０に接続されている。データ取得装置４５０、４６０は、シンチレーション光に反応して光センサ４３５Ａ、４４０Ａ、４３５Ｂ、４４０Ｂで生成される対応波形を積分することにより、デジタル化した出力を生成する。
【００２５】
データ取得装置４５０、４６０は、１ギガヘルツ〜５ギガヘルツのサンプリングレートで動作するシグマデルタ変換器等のアナログデジタル変換器を含む。あるいは、データ取得装置４５０、４６０は、一定のサンプリングレートではなく電圧閾値をトリガに用いて光センサ波形をサンプリングする多重閾値サンプラを含む。当業者には自明であるが、他のサンプリング方法及びデータ取得装置も可能である。例えば、エネルギーとタイミングでそれぞれ別のチャネルを用いることも可能である。この場合、一般的にエネルギーチャネルには、整形フィルタ及びより低いサンプリングレートのアナログデジタル変換器を使用する。また、タイミングチャネルは典型的に、複数の光センサからの信号を合計する。次に、合計されたタイミング信号が積分器に入力され、時間デジタル変換器で各事象の受信毎にタイムスタンプが生成される。
【００２６】
出力データが得られると演算装置４７０に送られ、以下に説明する方法に基づき相互作用の結晶及び消滅事象のエネルギーレベルが算出される。次に、出力値と受信時間が電子記憶装置４７５に格納され、ディスプレイ４８５に表示できる。インタフェース４８０は、演算装置４７０の構成と制御の両方又は一方を行うことと、演算装置４７０に更なる命令を出すこととの両方又は一方のために使用される。
【００２７】
当業者には自明であるが、ディスプレイ４８５は、ブラウン管ディスプレイ（Cathode-Ray Tube：ＣＲＴ）や液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）等である。インタフェース４８０は、キーボード、マウス、トラックボール、マイクロホン、タッチスクリーン等、中央処理装置を接続して機能させるための既知のデバイスである。同様に当業者には自明であるが、電子記憶装置４７５は、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc − Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）ディスク、フラッシュメモリ、あるいは別の中央処理装置である。さらに、電子記憶装置４７５は、演算装置４７０から着脱可能又は分離可能であり、あるいはこれに取り付けられている。電子記憶装置４７５は、ネットワークを介して演算装置に接続されており、そのため別の部屋や建物等、演算装置４７０関連の別の場所に設置される。
【００２８】
図５は、ＰＥＴシステム３００（図３）又は演算装置４７０（図４）を構築するために使用される処理装置５００のブロック図である。一部の実施形態によると、それぞれ並行して動作する１つ以上の処理装置５００が、ＰＥＴシステム３００（図３）又は演算装置４７０（図４）を構築するために使用される。
【００２９】
一実施形態では、処理装置５００は、メインメモリ５４０とＲＯＭ５５０の両方又は一方の中に格納されたデータと命令を処理するＣＰＵ５８０を含む。またＣＰＵ５８０は、ディスク５１０又はＣＤ−ＲＯＭ５２０に格納した情報を処理する。１つの例として、ＣＰＵ５８０は、少なくとも１つの米国Ｉｎｔｅｌ社製のＸｅｎｏｎ（登録商標）プロセッサあるいは米国ＡＭＤ社製のＯｐｔｅｒｏｎ（登録商標）プロセッサを使用する米国ＩＢＭ社製のＩＢＭ Ｓｙｓｔｅｍ Ｘ（登録商標）である。こうして、可搬式装置における処理に対応する命令が、ディスク５１０、ＣＤ−ＲＯＭ５２０、メインメモリ５４０、あるいはＲＯＭ５５０のいずれか１つに格納される。
【００３０】
一実施形態では、処理装置５００は、ネットワークインタフェース５７５（米国Ｉｎｔｅｌ社製のＩｎｔｅｌ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＲＯ ネットワークインタフェースカード等）、ディスプレイ５０２（Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ ＨＰ Ｌ２４４５ｗ ＬＣＤモニタ等）を接続して機能させるためのディスプレイ制御部５３０（米国ＮＶＩＤＩＡ社製のＮＶＩＤＩＡ（登録商標） ＧｅＦｏｒｃｅ（登録商標） ＧＴＸ グラフィックスアダプタ等）を含む。また処理装置５００は、キーボード５９５、及びローラーボールやマウス等のポインティングデバイス５８５を接続して機能させるためのＩ／Ｏインタフェース５９０を含む。一部の実施形態によると、ディスク制御部５６０が、ディスク５１０（ハードディスクドライブ、フラッシュメモリドライブ等）、及びＣＤ−ＲＯＭ５２０又はＤＶＤドライブをバス５７０に相互接続する。バス５７０は、ＩＳＡ（Industrial Standard Architecture）、ＥＩＳＡ（Extended Industrial Standard Architecture）、ＶＥＳＡ（Video Electronics Standards Association）、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）等、処理装置５００の構成要素の全てを相互接続するものである。ディスプレイ５０２、キーボード５９５、及びポインティングデバイス５８５、さらにはディスプレイ制御部５３０、ディスク制御部５６０、ネットワークインタフェース５７５、及びＩ／Ｏインタフェース５９０についても、周知の機能であるため簡潔にするために、一般的機能及び機能性の説明を省略する。もちろん、当技術分野で他の処理装置やハードウェア（米国Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ社製のＦｒｅｅｓｃａｌｅ（登録商標） ＣｏｌｄＦｉｒｅ（登録商標）、ｉ．ＭＸ、ＡＲＭプロセッサ等）も知られている。
【００３１】
図５の処理装置５００の例は、ＰＣ（Personal Computer）等の計算機器のハードウェアプラットフォームである。またＣＰＵ５８０は、Ｉｎｔｅｌ Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサ等、当技術分野で知られている任意の処理装置である。メインメモリ５４０、ＲＯＭ５５０、ディスク５１０、又はＣＤ−ＲＯＭ５２０のいずれかに格納されているコンピュータで読み取り可能な命令が、ユーティリティアプリケーション、バックグラウンドデーモン、又はオペレーティングシステムの構成要素、あるいはこれらの組み合わせとして提供され、ＣＰＵ５８０、及びＭｉｃｒｏｓｏｆｔ ＶＩＳＴＡ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｓｏｌａｒｉｓ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ ＭＡＣ−ＯＳ（登録商標）等の当業者に知られているシステムと連動して実行される。
【００３２】
メインメモリ５４０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）メモリ等である。一方、ＲＯＭ５５０はＰＲＯＭ（Programmable Read Only Memory）などの読み出し専用メモリである。さらに、メインメモリ５４０及びＲＯＭ５５０の説明は、このようなメモリは公知であり簡潔のため、省略する。
【００３３】
図６に、１つ以上のモジュールを含むＰＥＴ管理システム６００の例を示す。一実施形態では、モジュールは、ハードウェア、あるいはハードウェアとソフトウェアを組み合わせたものである。ＰＥＴ管理システム６００は、ＣＰＵ３０２（図３）あるいは演算装置４７０（図４）の中に組み込まれている。一実施形態によると、ＰＥＴ管理システム６００は、シンチレータアレイ管理モジュール６０４、マスク管理モジュール６０６、フラッドヒストグラムモジュール６０８、結晶識別モジュール６１０、及びルックアップテーブル（ＬＵＴ）モジュール６１２を含む。
【００３４】
一実施形態によると、シンチレータアレイ管理モジュール６０４は、様々な種類のシンチレータアレイの状況を常に監視する。例として、シンチレータアレイはＮ×Ｎに配列される。
【００３５】
一実施形態では、マスク管理モジュール６０６が各マスクの状況を常に監視する。例として、奇数番目あるいは偶数番目の結晶が格子構造を持つＮ×Ｎマスクで覆われる。別の例として、アレイ内の結晶の一部（例えば、Ｎ／２×Ｎ／２）がブロック構造を持つマスクによって覆われる。これに応じて、一実施形態では、マスク管理モジュール６０６は、マスクで覆われた結晶の状況を常に監視する。
【００３６】
一実施形態では、フラッドヒストグラムモジュール６０８が、アルゴリズムを実行してフラッドヒストグラムを作成する。さらなる実施形態では、結晶識別モジュール６１０が、アルゴリズムを実行して結晶を識別する。例として、結晶識別モジュール６１０が、シンチレータアレイ管理モジュール６０４とマスク管理モジュール６０６にアクセスし、特定のフラッドヒストグラムのために用いられるシンチレータアレイとマスクに関する情報を検索する。こうして、結晶識別モジュール６１０は、使用するシンチレータアレイとマスクに基づいて結晶識別処理を実行する。一部の実施形態によると、ＬＵＴモジュール６１２は、アルゴリズムを実行してルックアップテーブルを作成する。
【００３７】
図２に示すように、ガンマ光が結晶と相互作用するシンチレーションプロセスで発生する光が、相互作用の物理的位置に基づき２つ以上の隣接するＰＭＴによって検出される。シンチレータアレイにおける相互作用の実際の位置（垂直位置Ｙ及び軸上位置Ｚ）は、一部の実施形態によると、アンガーロジック、及び信号を記録した全てのＰＭＴからの信号を用いて算出される。
【００３８】
一実施形態によると、画像再構成処理では、ＸＹ位置ではなく個々の結晶素子の識別情報が用いられる。したがって、アレイ内の個々の結晶に対しＸＹ位置をマッピングすることにより、画像再構成処理を容易に行うことができる。画像再構成処理に加えて、ＰＥＴスキャンの前に、ＸＹ位置毎ではなく結晶毎にエネルギー補正やタイミング補正等の補正を行う。ＸＹ位置を個々の結晶素子に対応付けるこの処理は、結晶識別と呼ばれている。一部の実施形態によると、ルックアップテーブル（Look Up Table）が結晶識別処理によって作成される。例として、ルックアップテーブルは、１つ以上のＸＹ位置と個々の結晶を相互に関連付ける。ＬＵＴは一度作成されると、メモリに格納される。一度作成されると、同じＬＵＴを通常のスキャン毎に使用して、事象を結晶に割り当てる。
【００３９】
一実施形態では、全ての結晶に十分な数の光線が当るようにして、結晶アレイにガンマ線を照射することにより、ＬＵＴテーブルが作成される。次に、これらの事象の情報をヒストグラムで表した２Ｄマップが作成される。このマップは「フラッドヒストグラム」と呼ばれる。ピークを識別し結晶に割り当てるために、フラッドヒストグラムは様々な自動及び半自動アルゴリズムで処理される。しかし、この自動処理は全てのピークを識別するわけではなく、特にピークが互いに密集している端部の結晶では識別しない場合がある。
【００４０】
このため、一実施形態では、マスクをシンチレータアレイの上に配置することで、シンチレータアレイ内の各結晶の検出を容易にする。マスクは、十分な厚みを持つ鉛やタングステン等の高密度材料で作られ、５１１ｋｅＶで入射するガンマ線を阻止あるいは大幅に減衰させることができる。一実施形態では、マスクは１個の継ぎ目のない材料である。さらなる実施形態では、マスクは格子状に加工される。
【００４１】
一実施形態によると、シンチレータアレイへの入射ガンマ線の照射は、まずマスク付きで、次にマスク無しで行われる。マスクをシンチレータアレイの上に被せると、特定の結晶素子にガンマ線が照射されるが、一部には照射されない。この照射で作成されるフラッドヒストグラムのピークの位置は、マスク無しでのフラッドヒストグラムとは非常に異なり、ピーク同士がより離れている。したがって、ピーク間に隙間があるため、ピークの識別が容易になる。一実施形態によると、１回目の照射で照射されないピクセルは、２回目の操作で入射ガンマ線が照射される。２回目の照射の間は、マスクは１回目の照射で照射された結晶を覆うように置き換えられている、あるいはマスクは完全に取り去られている。こうして、全ての結晶に照射される。
【００４２】
図７に、シンチレータアレイ７００の例を示す。図７に示すように、シンチレータアレイ７００は、６×１６のアレイである。しかし、その他の実施形態では、どのような大きさ（すなわち、Ｎ×Ｍのアレイ）でも可能である。矢印７０２は、１つ以上のガンマ線がシンチレータアレイ７００上に入射する方向を示している。シンチレータアレイ７００は、シンチレータアレイ管理モジュール６０４内で指定される。
【００４３】
例えば、マスクは、シンチレータアレイ内の連続して配置された２つの結晶を覆わない格子構造である。図８に、一実施形態として、格子構造を有するマスク８００をアレイ上の第１の位置に配置したシンチレータアレイ７００を示す。図８に示すように、マスク８００は格子構造を有し、アレイ７００の各行列内の結晶を１つおきに覆う。一実施形態では、マスク８００は５１１ｋｅＶ以上のガンマ線を遮るように構成される。マスクに適した材料の例として、鉛とタングステンがある。こうして、一実施形態では、第１の位置においてマスク８００により覆われるシンチレータアレイ７００内の結晶には、ガンマ線が照射されない。マスク８００はマスク管理モジュール６０６内で指定される。
【００４４】
図９に、シンチレータアレイ上の第２の位置に移したマスク８００を示す。図９に示すように、第２の位置では、第１の位置でマスク７００により覆われなかったシンチレータアレイ７００内の各結晶が、第２の位置でマスク８００により覆われる。このため、一実施形態では、第２の位置でマスクにより覆われた結晶は、ガンマ線に照射されない。一実施形態では、マスク８００は、手動で、あるいは任意の自動装置によって、第１の位置から第２の位置に移される。
【００４５】
一実施形態では、マスク８００を用いたシンチレータアレイ７００の結晶識別は、図８に示すように、マスク８００をシンチレータアレイ７００上の第１の位置に配置し、そしてマスク８００で覆われていないシンチレータアレイ７００内の結晶にガンマ線を照射することによって、実行される。第１のフラッドヒストグラムが、第１の位置にマスク８００を置いた第１の照射により生成される。次に、マスク８００がシンチレータアレイ７００上の第２の位置に移され（図９に示すように）、第２の位置でマスクに覆われなかったシンチレータアレイ７００内の結晶にガンマ線が照射される。第２のフラッドヒストグラムが、マスク８００を置かない第２の照射によって生成される。当業者には周知であるが、マスク８００を第１又は第２の位置に配置する順番は入れ替えられる。
【００４６】
これを受けて、一実施形態では、第１のフラッドヒストグラムが第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせられる。こうして、シンチレータアレイ７００内の各結晶は、重ね合わせたフラッドヒストグラムを用いて識別される。図８、９に示すように、シンチレータアレイ７００内の結晶の一部だけが第１及び第２の照射の間に照射されるので、第１と第２のフラッドヒストグラムを重ね合わせたフラッドヒストグラムは、マスクを使用していないシンチレータアレイ７００のフラッドヒストグラムよりもはっきり見える。これにより、結晶識別処理が容易になる。
【００４７】
その他の実施形態では、マスク８００を用いたシンチレータアレイ７００の結晶識別は、シンチレータアレイ７００上の第１又は第２の位置に（それぞれ図８又は図９に示すように）マスク８００を最初に置き、そしてシンチレータアレイ７００にガンマ線を照射することにより実行される。第１のフラッドヒストグラムが、マスク８００を第１又は第２の位置に置いた第１の照射によって生成される。次に、マスク８００がシンチレータアレイ７００から取り去られる（図７に示すように）、シンチレータアレイ７００内の全ての結晶にガンマ線が照射される。第２のフラッドヒストグラムが、マスク８００を使わない第２の照射によって生成される。そのため、一実施形態では、第１の照射の間にマスクで覆われていなかったシンチレータアレイ７００の中の結晶が、第１のフラッドヒストグラムを用いて識別される。そして、第１の照射の間にマスクで覆われていたシンチレータアレイ７００の中の結晶は、第２のフラッドヒストグラムから第１のフラッドヒストグラムを差し引くことにより識別される。シンチレータアレイ管理モジュール６０４内で指定されるシンチレータアレイ７００、及びマスク管理モジュール６０６内で指定されるマスク８００に基づいて、結晶識別モジュール６１０は、第１のフラッドヒストグラムを第２のフラッドヒストグラムから差し引く際にどの結晶を識別すべきか判断する。第２の照射の間にマスクを用いない方法は、マスクを置き換える方法に比べて少し短い時間で行われる。後者はマスクの位置を動かすのに時間を要すからである。
【００４８】
例えば、マスク１０００は、シンチレータアレイ１００内の連続して配置された少なくとも２つの結晶を覆うブロック構造である。ここで、端部の結晶は非端部の結晶よりも識別が難しいため、これら端部の結晶に対応するピークをアレイ中央部の結晶からの他のピークと分離することにより、端部の結晶の結晶識別がさらに容易になる。そこで、図１０に、別の実施例として、ブロック構造を有するマスク１０００を使用したシンチレータアレイ７００を示す。図１０に示すように、マスク１０００は、シンチレータアレイ７００の端部の結晶を除く全ての結晶をガンマ線から遮断するよう構成される。すなわち、マスク１０００は、シンチレータアレイ７００内の端部に配置された結晶を除く全ての結晶を覆う。さらに図１０に示すように、マスク１０００には穿孔あるいは格子状の網加工が施されておらず、したがってマスク８００（図８、図９）に比べて安く簡単に作成できる。
【００４９】
一実施形態では、マスク１０００を用いたシンチレータアレイ７００の結晶識別は、シンチレータアレイ７００上にマスク１０００を最初に配置し（図１０に示すように）、そしてシンチレータアレイ７００にガンマ線を照射することにより実行される。第１のフラッドヒストグラムは、マスク１０００を置いた第１の照射によって生成される。次に、マスク１０００がシンチレータアレイ７００から取り去られ（図７に示すように）、シンチレータアレイ７００内の全ての結晶にガンマ線が照射される。第２のフラッドヒストグラムは、マスク１０００を置かない第２の照射によって生成される。こうして、一実施形態では、シンチレータアレイ７００の端部の結晶は第１のフラッドヒストグラムを用いて識別され、シンチレータアレイ７００の残りの結晶は第１のフラッドヒストグラムを第２のフラッドヒストグラムから差し引くことにより識別される。
【００５０】
図１１に、マスクを使用しないシンチレータアレイ７００のフラッドヒストグラム１１００の例を示す。フラッドヒストグラム１１００には、端部の結晶でも歪みがあるものと歪みが無いものの両方が見られる。例えば、ボックス１１０２で分けられた結晶のグループは歪んでおらず、正確に識別できる。しかし、ボックス１１０４で分けられた結晶のグループは歪んでおり、正確には識別できない。さらに、干渉し合う２つの隣接する結晶からの光が原因で、フラッドヒストグラム内に歪みが生じている。このため、格子構造のマスク８００（図８、図９）を用いることにより、歪みの少ないフラッドヒストグラムを作成する。同様に、ブロック状のマスク１０００（図１０）を用いることにより、端部付近の歪みが少ないフラッドヒストグラムを作成する。
【００５１】
図１２に、マスクを用いて結晶識別を行うための手順の例を示す。一実施形態では、図１２に示す手順は、ＰＥＴ管理システム６００により実行される。
【００５２】
手順は通例、シンチレータアレイとマスクを指定するステップ１２００からスタートする。例えば、図８では、６×１６のシンチレータアレイとマスク８００が、それぞれシンチレータアレイ管理モジュール６０４とマスク管理モジュール６０６により指定される。
【００５３】
工程はステップ１２０２に進み、マスクがシンチレータアレイ上の第１の位置に配置される。例として、マスク８００はシンチレータアレイ７００上の図８に示すような第１の位置に配置される。工程はステップ１２０４に進み、シンチレータアレイにガンマ線の照射を開始する。例として、被検体が、ガンマ線を発生する消滅事象を引き起こす放射線薬品を摂取してもよい。
【００５４】
工程はステップ１２０６に進み、先に説明したように、光センサからのデータを収集する。工程はステップ１２０８に進み、フラッドヒストグラムモジュール６０８（図６）が第１のフラッドヒストグラムを作成する。工程はステップ１２０８からステップ１２１０に進み、マスクを第２の位置に移す。例えば、マスク８００が、図９に示すようにシンチレータアレイ７００上の第１の位置から第２の位置に移される。
【００５５】
工程はステップ１２１２に進み、例えば、ステップ１２０４について先に説明したように、シンチレータアレイにガンマ線の照射を開始する。工程はステップ１２１４に進み、ステップ１２０６について先に説明したように、光センサからの第２の照射用のデータを収集する。
【００５６】
工程はステップ１２１６に進み、ステップ１２０８について先に説明したように、第２のフラッドヒストグラムを作成する。工程はステップ１２１８に進み、第１のフラッドヒストグラムを第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせる。工程はステップ１２２０に進み、結晶識別モジュール６１０（図６）が任意のアルゴリズムを用いて、シンチレータアレイの結晶を識別する。工程はステップ１２２２に進み、例えば、ＬＵＴモジュール６１２（図６）がルックアップテーブルを作成する。一実施形態では、ルックアップテーブルが作成された後、図１２の工程は終了する。
【００５７】
図１３に、マスクを用いて結晶識別を行うための手順の別の例を示す。一実施形態では、工程のステップ１３００〜１３０８は、ステップ１２００〜１２０８（図１２）について上述した工程と全く同じである。
【００５８】
工程はステップ１３０８からステップ１３１０に進み、マスクが取り去られる。例として、シンチレータアレイ上にマスクがないとき、図７に示すように、シンチレータアレイ内の全ての結晶にガンマ線が照射される。工程はステップ１３１２に進み、先に説明したようにマスクを付けずにシンチレータアレイへの照射を開始する。
【００５９】
工程はステップ１３１６に進み、先に説明したように第２のフラッドヒストグラムを作成する。工程はステップ１３１８に進み、第１のフラッドヒストグラムを第２のフラッドヒストグラムから差し引く。工程はステップ１３２０に進み、先に説明したように結晶識別を実行する。工程はステップ１３２２に進み、先に説明したようにルックアップテーブルを作成する。一実施形態では、ルックアップテーブルが作成された後、図１３に示す工程は終了する。
【００６０】
ある特定の実施形態を説明してきたが、これらの実施形態は、単なる事例として提示したものであって、本発明の範囲を限定するものではない。実際、本明細書で説明した新規の方法及びシステムは、様々な別の態様で具体化が可能である。さらには、本明細書で説明した方法及びシステムにおいて様々な省略、置換、及び変更が本発明の範囲を逸脱することなく可能である。添付の特許請求の範囲及びその均等物は、本発明の範囲と精神に収まると考えられる態様又は変更を有効範囲に含むためのものである。
【符号の説明】
【００６１】
３００ ＰＥＴシステム
３０６、７００ シンチレータアレイ
３０８ 光センサ
６００ ＰＥＴ管理システム
８００ マスク
【技術分野】
【０００１】
本明細書で述べる実施形態は、概してポジトロン放射断層撮影（Positron Emission Tomography：ＰＥＴ）検出器における結晶識別に関する。特に、ここで述べる実施形態は、ＰＥＴ検出器における結晶識別を容易にする改良方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ガンマ線検出器、特にＰＥＴの使用は、医用イメージングの分野で増大している。ＰＥＴイメージングでは、注射、吸入、または経口摂取によって、撮像される被検体に放射性薬剤が取り入れられる。放射性薬剤の投与後、その薬剤は、その物理的および生体分子的な特性によって、人体内の特定部位に集中する。薬剤の実際の空間分布、薬剤の蓄積領域の濃度、および投与されてから最終的に排出されるまでのプロセスの動態は、全て、臨床的な重要性を持ち得る因子である。このプロセスの間に、放射性薬剤に付着したポジトロン放射体は、半減期、分岐比などの同位元素の物理的性質に応じてポジトロンを放射する。
【０００３】
放射性核種は、ポジトロンを放射する。そして、放射されたポジトロンが電子と衝突すると、消滅イベントが起こり、ポジトロンおよび電子が消滅する。多くの場合、消滅イベントは、ほぼ１８０度方向に放出される５１１ｋｅＶの２つのガンマ線を発生させる。
【０００４】
ＰＥＴイメージングシステムは、被検体から放射されるガンマ線を検出するために、相互に対向して配設された検出器を使用する。典型的には、各角度から飛来するガンマ線を検出するために、環状に配置された検出器を使用する。したがって、ＰＥＴスキャナは、本質的に等方性になっているはずの照射をできるだけ多く捕獲できるように、典型的には実質的に円筒形状を有している。対応できていない角度のものを捕獲するのに部分円環を使用すること及び検出器を回転することも考えられないことではない。しかし、これらの手法を実施しても、結果は、スキャナ全体の感度に対して厳しいものとなる。１つの面に含まれる全てのガンマ線が検出器と相互作用を起こす機会を有する円筒形状では、軸方向の寸法が大きくなると、感度又は照射を捕獲する能力に非常に有利な効果が現れる。したがって、最良の構造は、全てのガンマ線が検出される可能性がある球体構造である。当然ながら、人体への適用では、球状構造は、極めて大きくなり、極めて高価にならざるをえない。したがって、現実的には、検出器の軸方向の長さが可変である円筒形状が、最新のＰＥＴスキャナの構造の基本である。
【０００５】
ＰＥＴスキャナ全体の形状が分かれば、もう１つの課題は、できるだけ多くのシンチレーション材料をガンマ線経路に配置して、できるだけ多くのガンマ線を停止させて光に変換することである。断層撮影再構成の原理によって放射性同位体の時空間分布を再構成できるようにするために、検出された各イベントのエネルギー（すなわち、発生した光の量）、位置、及びタイミングを特徴付ける必要がある。ほとんどの最新ＰＥＴスキャナは、数千個の個別の結晶で構成される。これらの結晶は、モジュール化して配置され、シンチレーションイベントの位置を特定するために用いられている。典型的には、結晶素子の断面は、概ね４ｍｍ×４ｍｍである。これよりも小さい寸法や大きい寸法、または正方形以外の断面の場合もある。結晶の長さや奥行きは、ガンマ線を捕捉する確率を決定することになるのであるが、典型的には、１０〜３０ｍｍの範囲である。かかる検出器モジュールは、スキャナの主たる構成部品である。
【０００６】
上記のように、ＰＥＴイメージングシステムは単なる計数器ではなく、シンチレーション事象の存在を検出することに加え、その部位の識別も行う必要がある。各相互作用の部位を識別できるようにするための最も端的な設計は、概念的には、恐らくシンチレータ結晶毎に独立した光センサ及びデータ収集チャネルを有するようにすることである。一般的な光センサの物理的な大きさ、各データ収集チャネルに必要な電力、及びこれらの品目の関連コスト等の制約があり、光センサ数及び電子機器のチャネル数を減らすために、通常は何らかの形で多重化が採用される。このため、個々の光センサが１つ以上の結晶に入射する複数のガンマ線を検出し、さらに１つの結晶に入射する複数のガンマ線を１つ以上の光センサが検出するため、これらの光センサの出力を個々の結晶で識別する必要がある。
【０００７】
一般的に、結晶アレイ全体がガンマ線を大量に受けて、フラッドヒストグラムが作られる。このフラッドヒストグラムのピークを、画像処理技術を用いて見つける作業が繰り返される。しかし、自動画像処理技術を利用できないフラッドヒストグラム上では、ピークを人がクリックする場合があり、人力による介入がしばしば起こる。このため、多数の結晶を識別するための自動処理は、市販されたものがない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＷＷ．Ｍｏｓｅｓ著、「改訂ＰＥＴにおける飛行時間」ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｖｏｌ．５０、Ｎｏ．５、ｐ．１３２５〜１３３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、ＰＥＴ検出器における結晶識別を容易にすることが可能なルックアップテーブル作成方法及びＰＥＴシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態に係るルックアップテーブル作成方法は、ガンマ線検出器において相互作用の結晶を識別するためのルックアップテーブルを作成するルックアップテーブル作成方法である。前記ルックアップテーブル作成方法は、シンチレーションアレイ内の複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを、第１の一部の結晶を覆うために前記シンチレーションアレイ上の第１の位置に配列するステップを含む。また、前記ルックアップテーブル作成方法は、前記シンチレーションアレイに所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップを含む。また、前記ルックアップテーブル作成方法は、前記シンチレーションアレイにより生成された光を受けるために配置された少なくとも１つの光センサからの第１のセットのデータを収集するステップを含む。また、前記ルックアップテーブル作成方法は、前記複数の結晶のうち前記第１の一部の結晶とは異なる第２の一部の結晶を覆うために前記シンチレーションアレイ上の第２の位置に前記マスクを再配列するステップを含む。また、前記ルックアップテーブル作成方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイ上の前記第２の位置に配列して、前記所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップを繰り返すステップを含む。また、前記ルックアップテーブル作成方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイ上の前記第２の位置に配列して、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するステップを含む。前記ルックアップテーブル作成方法は、前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するステップを含む。前記ルックアップテーブル作成方法は、重ね合わせたフラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせるステップを含む。前記ルックアップテーブル作成方法は、前記重ね合わせたフラッドヒストグラムの領域を、前記複数の結晶のうち対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明とこれに付随する多くの利点をより完全に理解することは、以下の詳細な説明を参照し添付図面と関連付けて考えれば、容易にできる。しかし、添付図面とそこに示される例は、発明の詳細な説明に含まれる本発明の範囲を決して制限するものではない。発明の詳細な説明及び図面に含まれる本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載により規定される。
【図１】図１は、円筒形のＰＥＴ検出器の例を示す。
【図２】図２は、検出器を２方向から見た図であり、シンチレータ結晶の配置を示す。
【図３】図３は、ＰＥＴシステムの例を示す。
【図４】図４は、ガンマ線検出システムの概略図である。
【図５】図５は、ＰＥＴシステムの構築で使用される処理装置のブロック図である。
【図６】図６は、ＰＥＴ管理システムの例を示す。
【図７】図７は、シンチレータアレイの例を示す。
【図８】図８は、第１の位置に格子構造を有するマスク付きのシンチレータアレイを示す。
【図９】図９は、第２の位置に格子構造を有するマスク付きのシンチレータアレイを示す。
【図１０】図１０は、ブロック構造を有するマスク付きのシンチレータアレイを示す。
【図１１】図１１は、マスク無しのシンチレータアレイのフラッドヒストグラムの例を示す。
【図１２】図１２は、マスクを使用した結晶識別を実行するための手順の例を示す。
【図１３】図１３は、マスクを使用した結晶識別を実行するための手順の別の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書に開示する実施形態は、ガンマ線検出器において相互作用の結晶を特定するためのルックアップテーブルを作成する方法を含む。前記方法は、一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために、シンチレーションアレイ内の複数の結晶のうち前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを配置するステップを含む。ここで前記マスクは、第１の一部の結晶を覆うため前記シンチレーションアレイ上の第１の位置に配列されたものである。前記方法は、シンチレーションアレイに所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップを含む。さらに、前記方法は、前記シンチレーションアレイにより生成された光を受けるために配置された少なくとも１つの光センサからの第１のセットのデータを収集するステップを含む。また、前記方法は、前記複数の結晶のうち第２の一部の結晶を覆うために、前記シンチレーションアレイ上の第２の位置に前記マスクを再配列するステップを含む。ここで前記第２の一部の結晶は、前記第１の一部の結晶とは異なるものである。その上、前記方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイ上の前記第２の位置に配列して、前記照射するステップを繰り返すステップを含む。次に、前記方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイ上の前記第２の位置に配列して、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するステップを含む。前記方法は、前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するステップを含む。さらに、前記方法は、重ね合わせたフラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせるステップを含む。また、前記方法は、前記重ね合わせたフラッドヒストグラムの領域を、前記複数の結晶のうち対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成するステップを含む。
【００１３】
本明細書に開示する実施形態は、ガンマ線検出器において相互作用の結晶を特定するためのルックアップテーブルを作成する方法を含む。前記方法は、一部の結晶へのガンマ線を遮るために、シンチレーションアレイ内の複数の結晶のうち前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを配置するステップを含む。ここで前記マスクは、第１の一部の結晶を覆うため前記シンチレーションアレイ上の第１の位置に配列されたものである。前記方法は、前記シンチレーションアレイに所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップを含む。さらに、前記方法は、前記シンチレーションアレイにより生成された光を受けるために配置された少なくとも１つの光センサからの第１のセットのデータを収集するステップを含む。また、前記方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイから取り去るステップを含む。その上、前記方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイの位置から取り去り、前記照射するステップを繰り返すステップを含む。次に、前記方法は、前記マスクを前記シンチレーションアレイ上に配列せずに、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するステップを含む。前記方法は、前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するステップを含む。さらに、前記方法は修正フラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムから差し引くステップを含む。また、前記方法は、前記第１のフラッドヒストグラムと修正フラッドヒストグラムの領域を、前記複数の結晶のうち対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成するステップを含む。
【００１４】
本明細書に開示する実施形態は、結晶識別のためのＰＥＴシステムを含む。また、前記システムは、複数の結晶を含むシンチレーションアレイ、及び前記複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを含む。前記システムは、前記シンチレーションアレイによって生成される光を受けるように配置された少なくとも１つの光センサを含む。さらに、前記システムは、第１の一部の結晶を覆うために前記マスクが前記シンチレーションアレイの上の第１の位置に配置されたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第１のセットのデータを収集するように構成された処理装置を含む。さらに、前記処理装置は、前記第１の一部の結晶とは異なる第２の一部の結晶を覆うために前記マスクが前記シンチレーションアレイ上の第２の位置に配置されたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するように構成される。さらに、前記処理装置は、前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラム、及び前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するように構成される。その上、前記処理装置は、重ね合わせたフラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせるように構成される。また前記重ね合わせたフラッドヒストグラムの領域を前記複数の結晶のうちの対応する結晶に割り当てることによりルックアップテーブルを生成するように構成される。
【００１５】
本明細書で開示される実施形態は、結晶識別のためのＰＥＴシステムを含む。また、前記システムは、複数の結晶を含むシンチレーションアレイ、及び前記複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを含む。前記システムは、前記シンチレーションアレイによって生成された光を受けるように配置された少なくとも１つの光センサを含む。さらに、前記システムは、第１の一部の結晶を覆うために前記マスクが前記シンチレーションアレイの上の第１の位置に配置されたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第１のセットのデータを収集するように構成された処理装置を含む。さらに、前記処理装置は、前記マスクが前記シンチレーションアレイから取り去られたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するように構成される。さらに、前記処理装置は、前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラム、及び前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するように構成される。その上、前記処理装置は、修正フラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムから差し引くように構成される。また、前記処理装置は、前記第１のフラッドヒストグラム及び前記修正フラッドヒストグラムの領域を前記複数の結晶のうちの対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成するよう構成される。
【００１６】
一実施形態に係る方法により、シンチレータアレイにおける端部の結晶を、現行の方法よりも確実に検出しマッピングしやすくなる。一実施形態では、前記方法は、ＰＥＴシステムの中で使用されるシンチレータアレイの上に配置されたマスクを使用するステップを含む。例として、前記マスクは、前記マスクで覆われる結晶へのガンマ線の照射を遮るように構成される。このため、結晶へのガンマ線の照射を遮る前記マスクを使用することにより、隣接する結晶からの干渉が除去されて、シンチレータアレイ内の各結晶の識別が容易になる。
【００１７】
図１に、円筒形リング１０２を備えた円筒形ＰＥＴ検出器１００の例を示す。一部の実施形態に係る前記ＰＥＴ検出器には、複数のシンチレータアレイ１０４を含むものもある。撮像対象の患者すなわち被検体がシリンダ１０２の内部に置かれる。放射線医薬品（ポジトロン放射体）が被検体に投与される。放射線医薬品は崩解する際に、ポジトロンを放出する。これらのポジトロンは近くの電子と相互作用して両者は消滅し、同一直線上に２つの５１１ｋｅＶのガンマ線を発生する。そして、これらのガンマ線はシンチレータと相互作用し、光学光子に変換される。光学的にシンチレータ結晶に接続された光電子倍増管（Photomultiplier Tube：ＰＭＴ）が光学光子を検出し、入射ガンマ線のエネルギーに比例した電気信号を生成する。これら２つのガンマ線を多くのそうした崩壊過程を通して検出し、そして断層画像再構成処理を用いることにより、投与した放射線医薬品の実際の空間的分布画像を詳細に描くことが可能である。
【００１８】
一実施形態では、１つのＰＭＴが２つ以上のシンチレータ結晶に光学的に接続されている。図２は検出器を２方向から見た図であり、シンチレータ結晶２００、ライトガイド２０２、光センサ２０４（例えば、ＰＭＴ）の配置を示す。図２に示すように、光センサ２０４は２つ以上の結晶から光を受ける。一実施形態では、ライトガイドがシンチレーション光を１つのシンチレータ結晶から複数の光センサ上に広げる。
【００１９】
図３はＰＥＴシステムの例を示す図で、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０２、ガンマ線３０４、シンチレータアレイ３０６、光センサ３０８が含まれる。一実施形態では、ガンマ線３０４は５１１ｋｅＶでシンチレータアレイ３０６に向け放出される。ガンマ線の発生源の例には、消滅事象を発生させる医薬品を摂取した被検体が含まれる。ガンマ線がシンチレータアレイ３０６に衝突すると、１つ以上の結晶が放射化し、光が１つ以上の光センサ３０８に放出される。この光を受けると同時に、光センサ３０８は光を電気信号に変換する。この電気信号は検出情報の解析のためにＣＰＵ３０２に送られる。一部の実施形態では、ＣＰＵ３０２はＰＥＴシステム３００から離れ、ＰＥＴシステム３００と無線通信するものもある。
【００２０】
図４は、一実施形態に係るガンマ線検出システムの概略図である。当業者には自明であるが、図４のガンマ線検出システムはＰＥＴシステムや飛行時間型（Time Of Flight：ＴＯＦ）ＰＥＴシステムの一部を形成する。ＰＥＴシステムと飛行時間型ＰＥＴシステムについてのさらなる解説は、簡潔にするため省略する。しかし、飛行時間型ＰＥＴシステムについての解説が非特許文献１にあり、その全ての内容が参照することにより本明細書に組み込まれるものとする。
【００２１】
一実施形態によると、図４のガンマ線検出システムは、ＣＰＵ３０２（図３）に相当する演算装置４７０を含む。また図４のガンマ線検知システムは、光センサ３０８（図３）に相当する光センサ４３５Ａ、４３５Ｂ、４４０Ａ、４４０Ｂを含む。一実施形態では、光センサ４３５Ａ、４３５Ｂ、４４０Ａ、４４０Ｂは非線形である。
【００２２】
図４では、光センサ４３５Ａ、４４０Ａはライトガイド４３０Ａの上に配置されており、シンチレーション結晶アレイ４０５Ａはライトガイド４３０Ａの下に配置されている。当業者に自明であるが、実施形態は任意の光センサを用いた検出器に適用できる。この光センサにはシリコン光電子増倍管（Silicon Photomultiplier：ＳｉＰＭ）又はＳｉＰＭｓをアレイ状に配置したものも含まれる。第２のシンチレーション結晶アレイ４０５Ｂが、シンチレーション結晶アレイ４０５Ａに対向して、ライトガイド４３０Ｂ、光センサ４３５Ｂ、４４０Ｂに重ねて配置される。
【００２３】
図４では、ガンマ線が被検体（図示せず）から放出されると、ガンマ線は互いに約１８０度の反対方向に進む。ガンマ線は、相互作用の結晶４００Ａと相互作用の結晶４００Ｂで、ほぼ同時に検出される。そして、既定制限時間内に相互作用の結晶４００Ａと相互作用の結晶４００Ｂでガンマ線が検出されると、シンチレーション事象が特定される。こうして、ガンマ線検出システムはガンマ線を、相互作用の結晶４００Ａと相互作用の結晶４００Ｂでほぼ同時に検出する。しかし簡略化のために、相互作用の結晶４００Ａでのガンマ検出のみをここで説明する。当業者には自明であるが、相互作用の結晶４００Ａについての説明は、相互作用の結晶４００Ｂでのガンマ線検出にも同様に適用できる。
【００２４】
図４に戻り、各光センサ４３５Ａ、４４０Ａ、４３５Ｂ、４４０Ｂはデータ取得装置４５０又は４６０に接続されている。データ取得装置４５０、４６０は、シンチレーション光に反応して光センサ４３５Ａ、４４０Ａ、４３５Ｂ、４４０Ｂで生成される対応波形を積分することにより、デジタル化した出力を生成する。
【００２５】
データ取得装置４５０、４６０は、１ギガヘルツ〜５ギガヘルツのサンプリングレートで動作するシグマデルタ変換器等のアナログデジタル変換器を含む。あるいは、データ取得装置４５０、４６０は、一定のサンプリングレートではなく電圧閾値をトリガに用いて光センサ波形をサンプリングする多重閾値サンプラを含む。当業者には自明であるが、他のサンプリング方法及びデータ取得装置も可能である。例えば、エネルギーとタイミングでそれぞれ別のチャネルを用いることも可能である。この場合、一般的にエネルギーチャネルには、整形フィルタ及びより低いサンプリングレートのアナログデジタル変換器を使用する。また、タイミングチャネルは典型的に、複数の光センサからの信号を合計する。次に、合計されたタイミング信号が積分器に入力され、時間デジタル変換器で各事象の受信毎にタイムスタンプが生成される。
【００２６】
出力データが得られると演算装置４７０に送られ、以下に説明する方法に基づき相互作用の結晶及び消滅事象のエネルギーレベルが算出される。次に、出力値と受信時間が電子記憶装置４７５に格納され、ディスプレイ４８５に表示できる。インタフェース４８０は、演算装置４７０の構成と制御の両方又は一方を行うことと、演算装置４７０に更なる命令を出すこととの両方又は一方のために使用される。
【００２７】
当業者には自明であるが、ディスプレイ４８５は、ブラウン管ディスプレイ（Cathode-Ray Tube：ＣＲＴ）や液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）等である。インタフェース４８０は、キーボード、マウス、トラックボール、マイクロホン、タッチスクリーン等、中央処理装置を接続して機能させるための既知のデバイスである。同様に当業者には自明であるが、電子記憶装置４７５は、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc − Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）ディスク、フラッシュメモリ、あるいは別の中央処理装置である。さらに、電子記憶装置４７５は、演算装置４７０から着脱可能又は分離可能であり、あるいはこれに取り付けられている。電子記憶装置４７５は、ネットワークを介して演算装置に接続されており、そのため別の部屋や建物等、演算装置４７０関連の別の場所に設置される。
【００２８】
図５は、ＰＥＴシステム３００（図３）又は演算装置４７０（図４）を構築するために使用される処理装置５００のブロック図である。一部の実施形態によると、それぞれ並行して動作する１つ以上の処理装置５００が、ＰＥＴシステム３００（図３）又は演算装置４７０（図４）を構築するために使用される。
【００２９】
一実施形態では、処理装置５００は、メインメモリ５４０とＲＯＭ５５０の両方又は一方の中に格納されたデータと命令を処理するＣＰＵ５８０を含む。またＣＰＵ５８０は、ディスク５１０又はＣＤ−ＲＯＭ５２０に格納した情報を処理する。１つの例として、ＣＰＵ５８０は、少なくとも１つの米国Ｉｎｔｅｌ社製のＸｅｎｏｎ（登録商標）プロセッサあるいは米国ＡＭＤ社製のＯｐｔｅｒｏｎ（登録商標）プロセッサを使用する米国ＩＢＭ社製のＩＢＭ Ｓｙｓｔｅｍ Ｘ（登録商標）である。こうして、可搬式装置における処理に対応する命令が、ディスク５１０、ＣＤ−ＲＯＭ５２０、メインメモリ５４０、あるいはＲＯＭ５５０のいずれか１つに格納される。
【００３０】
一実施形態では、処理装置５００は、ネットワークインタフェース５７５（米国Ｉｎｔｅｌ社製のＩｎｔｅｌ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＲＯ ネットワークインタフェースカード等）、ディスプレイ５０２（Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ ＨＰ Ｌ２４４５ｗ ＬＣＤモニタ等）を接続して機能させるためのディスプレイ制御部５３０（米国ＮＶＩＤＩＡ社製のＮＶＩＤＩＡ（登録商標） ＧｅＦｏｒｃｅ（登録商標） ＧＴＸ グラフィックスアダプタ等）を含む。また処理装置５００は、キーボード５９５、及びローラーボールやマウス等のポインティングデバイス５８５を接続して機能させるためのＩ／Ｏインタフェース５９０を含む。一部の実施形態によると、ディスク制御部５６０が、ディスク５１０（ハードディスクドライブ、フラッシュメモリドライブ等）、及びＣＤ−ＲＯＭ５２０又はＤＶＤドライブをバス５７０に相互接続する。バス５７０は、ＩＳＡ（Industrial Standard Architecture）、ＥＩＳＡ（Extended Industrial Standard Architecture）、ＶＥＳＡ（Video Electronics Standards Association）、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）等、処理装置５００の構成要素の全てを相互接続するものである。ディスプレイ５０２、キーボード５９５、及びポインティングデバイス５８５、さらにはディスプレイ制御部５３０、ディスク制御部５６０、ネットワークインタフェース５７５、及びＩ／Ｏインタフェース５９０についても、周知の機能であるため簡潔にするために、一般的機能及び機能性の説明を省略する。もちろん、当技術分野で他の処理装置やハードウェア（米国Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ社製のＦｒｅｅｓｃａｌｅ（登録商標） ＣｏｌｄＦｉｒｅ（登録商標）、ｉ．ＭＸ、ＡＲＭプロセッサ等）も知られている。
【００３１】
図５の処理装置５００の例は、ＰＣ（Personal Computer）等の計算機器のハードウェアプラットフォームである。またＣＰＵ５８０は、Ｉｎｔｅｌ Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサ等、当技術分野で知られている任意の処理装置である。メインメモリ５４０、ＲＯＭ５５０、ディスク５１０、又はＣＤ−ＲＯＭ５２０のいずれかに格納されているコンピュータで読み取り可能な命令が、ユーティリティアプリケーション、バックグラウンドデーモン、又はオペレーティングシステムの構成要素、あるいはこれらの組み合わせとして提供され、ＣＰＵ５８０、及びＭｉｃｒｏｓｏｆｔ ＶＩＳＴＡ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｓｏｌａｒｉｓ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ ＭＡＣ−ＯＳ（登録商標）等の当業者に知られているシステムと連動して実行される。
【００３２】
メインメモリ５４０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）メモリ等である。一方、ＲＯＭ５５０はＰＲＯＭ（Programmable Read Only Memory）などの読み出し専用メモリである。さらに、メインメモリ５４０及びＲＯＭ５５０の説明は、このようなメモリは公知であり簡潔のため、省略する。
【００３３】
図６に、１つ以上のモジュールを含むＰＥＴ管理システム６００の例を示す。一実施形態では、モジュールは、ハードウェア、あるいはハードウェアとソフトウェアを組み合わせたものである。ＰＥＴ管理システム６００は、ＣＰＵ３０２（図３）あるいは演算装置４７０（図４）の中に組み込まれている。一実施形態によると、ＰＥＴ管理システム６００は、シンチレータアレイ管理モジュール６０４、マスク管理モジュール６０６、フラッドヒストグラムモジュール６０８、結晶識別モジュール６１０、及びルックアップテーブル（ＬＵＴ）モジュール６１２を含む。
【００３４】
一実施形態によると、シンチレータアレイ管理モジュール６０４は、様々な種類のシンチレータアレイの状況を常に監視する。例として、シンチレータアレイはＮ×Ｎに配列される。
【００３５】
一実施形態では、マスク管理モジュール６０６が各マスクの状況を常に監視する。例として、奇数番目あるいは偶数番目の結晶が格子構造を持つＮ×Ｎマスクで覆われる。別の例として、アレイ内の結晶の一部（例えば、Ｎ／２×Ｎ／２）がブロック構造を持つマスクによって覆われる。これに応じて、一実施形態では、マスク管理モジュール６０６は、マスクで覆われた結晶の状況を常に監視する。
【００３６】
一実施形態では、フラッドヒストグラムモジュール６０８が、アルゴリズムを実行してフラッドヒストグラムを作成する。さらなる実施形態では、結晶識別モジュール６１０が、アルゴリズムを実行して結晶を識別する。例として、結晶識別モジュール６１０が、シンチレータアレイ管理モジュール６０４とマスク管理モジュール６０６にアクセスし、特定のフラッドヒストグラムのために用いられるシンチレータアレイとマスクに関する情報を検索する。こうして、結晶識別モジュール６１０は、使用するシンチレータアレイとマスクに基づいて結晶識別処理を実行する。一部の実施形態によると、ＬＵＴモジュール６１２は、アルゴリズムを実行してルックアップテーブルを作成する。
【００３７】
図２に示すように、ガンマ光が結晶と相互作用するシンチレーションプロセスで発生する光が、相互作用の物理的位置に基づき２つ以上の隣接するＰＭＴによって検出される。シンチレータアレイにおける相互作用の実際の位置（垂直位置Ｙ及び軸上位置Ｚ）は、一部の実施形態によると、アンガーロジック、及び信号を記録した全てのＰＭＴからの信号を用いて算出される。
【００３８】
一実施形態によると、画像再構成処理では、ＸＹ位置ではなく個々の結晶素子の識別情報が用いられる。したがって、アレイ内の個々の結晶に対しＸＹ位置をマッピングすることにより、画像再構成処理を容易に行うことができる。画像再構成処理に加えて、ＰＥＴスキャンの前に、ＸＹ位置毎ではなく結晶毎にエネルギー補正やタイミング補正等の補正を行う。ＸＹ位置を個々の結晶素子に対応付けるこの処理は、結晶識別と呼ばれている。一部の実施形態によると、ルックアップテーブル（Look Up Table）が結晶識別処理によって作成される。例として、ルックアップテーブルは、１つ以上のＸＹ位置と個々の結晶を相互に関連付ける。ＬＵＴは一度作成されると、メモリに格納される。一度作成されると、同じＬＵＴを通常のスキャン毎に使用して、事象を結晶に割り当てる。
【００３９】
一実施形態では、全ての結晶に十分な数の光線が当るようにして、結晶アレイにガンマ線を照射することにより、ＬＵＴテーブルが作成される。次に、これらの事象の情報をヒストグラムで表した２Ｄマップが作成される。このマップは「フラッドヒストグラム」と呼ばれる。ピークを識別し結晶に割り当てるために、フラッドヒストグラムは様々な自動及び半自動アルゴリズムで処理される。しかし、この自動処理は全てのピークを識別するわけではなく、特にピークが互いに密集している端部の結晶では識別しない場合がある。
【００４０】
このため、一実施形態では、マスクをシンチレータアレイの上に配置することで、シンチレータアレイ内の各結晶の検出を容易にする。マスクは、十分な厚みを持つ鉛やタングステン等の高密度材料で作られ、５１１ｋｅＶで入射するガンマ線を阻止あるいは大幅に減衰させることができる。一実施形態では、マスクは１個の継ぎ目のない材料である。さらなる実施形態では、マスクは格子状に加工される。
【００４１】
一実施形態によると、シンチレータアレイへの入射ガンマ線の照射は、まずマスク付きで、次にマスク無しで行われる。マスクをシンチレータアレイの上に被せると、特定の結晶素子にガンマ線が照射されるが、一部には照射されない。この照射で作成されるフラッドヒストグラムのピークの位置は、マスク無しでのフラッドヒストグラムとは非常に異なり、ピーク同士がより離れている。したがって、ピーク間に隙間があるため、ピークの識別が容易になる。一実施形態によると、１回目の照射で照射されないピクセルは、２回目の操作で入射ガンマ線が照射される。２回目の照射の間は、マスクは１回目の照射で照射された結晶を覆うように置き換えられている、あるいはマスクは完全に取り去られている。こうして、全ての結晶に照射される。
【００４２】
図７に、シンチレータアレイ７００の例を示す。図７に示すように、シンチレータアレイ７００は、６×１６のアレイである。しかし、その他の実施形態では、どのような大きさ（すなわち、Ｎ×Ｍのアレイ）でも可能である。矢印７０２は、１つ以上のガンマ線がシンチレータアレイ７００上に入射する方向を示している。シンチレータアレイ７００は、シンチレータアレイ管理モジュール６０４内で指定される。
【００４３】
例えば、マスクは、シンチレータアレイ内の連続して配置された２つの結晶を覆わない格子構造である。図８に、一実施形態として、格子構造を有するマスク８００をアレイ上の第１の位置に配置したシンチレータアレイ７００を示す。図８に示すように、マスク８００は格子構造を有し、アレイ７００の各行列内の結晶を１つおきに覆う。一実施形態では、マスク８００は５１１ｋｅＶ以上のガンマ線を遮るように構成される。マスクに適した材料の例として、鉛とタングステンがある。こうして、一実施形態では、第１の位置においてマスク８００により覆われるシンチレータアレイ７００内の結晶には、ガンマ線が照射されない。マスク８００はマスク管理モジュール６０６内で指定される。
【００４４】
図９に、シンチレータアレイ上の第２の位置に移したマスク８００を示す。図９に示すように、第２の位置では、第１の位置でマスク７００により覆われなかったシンチレータアレイ７００内の各結晶が、第２の位置でマスク８００により覆われる。このため、一実施形態では、第２の位置でマスクにより覆われた結晶は、ガンマ線に照射されない。一実施形態では、マスク８００は、手動で、あるいは任意の自動装置によって、第１の位置から第２の位置に移される。
【００４５】
一実施形態では、マスク８００を用いたシンチレータアレイ７００の結晶識別は、図８に示すように、マスク８００をシンチレータアレイ７００上の第１の位置に配置し、そしてマスク８００で覆われていないシンチレータアレイ７００内の結晶にガンマ線を照射することによって、実行される。第１のフラッドヒストグラムが、第１の位置にマスク８００を置いた第１の照射により生成される。次に、マスク８００がシンチレータアレイ７００上の第２の位置に移され（図９に示すように）、第２の位置でマスクに覆われなかったシンチレータアレイ７００内の結晶にガンマ線が照射される。第２のフラッドヒストグラムが、マスク８００を置かない第２の照射によって生成される。当業者には周知であるが、マスク８００を第１又は第２の位置に配置する順番は入れ替えられる。
【００４６】
これを受けて、一実施形態では、第１のフラッドヒストグラムが第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせられる。こうして、シンチレータアレイ７００内の各結晶は、重ね合わせたフラッドヒストグラムを用いて識別される。図８、９に示すように、シンチレータアレイ７００内の結晶の一部だけが第１及び第２の照射の間に照射されるので、第１と第２のフラッドヒストグラムを重ね合わせたフラッドヒストグラムは、マスクを使用していないシンチレータアレイ７００のフラッドヒストグラムよりもはっきり見える。これにより、結晶識別処理が容易になる。
【００４７】
その他の実施形態では、マスク８００を用いたシンチレータアレイ７００の結晶識別は、シンチレータアレイ７００上の第１又は第２の位置に（それぞれ図８又は図９に示すように）マスク８００を最初に置き、そしてシンチレータアレイ７００にガンマ線を照射することにより実行される。第１のフラッドヒストグラムが、マスク８００を第１又は第２の位置に置いた第１の照射によって生成される。次に、マスク８００がシンチレータアレイ７００から取り去られる（図７に示すように）、シンチレータアレイ７００内の全ての結晶にガンマ線が照射される。第２のフラッドヒストグラムが、マスク８００を使わない第２の照射によって生成される。そのため、一実施形態では、第１の照射の間にマスクで覆われていなかったシンチレータアレイ７００の中の結晶が、第１のフラッドヒストグラムを用いて識別される。そして、第１の照射の間にマスクで覆われていたシンチレータアレイ７００の中の結晶は、第２のフラッドヒストグラムから第１のフラッドヒストグラムを差し引くことにより識別される。シンチレータアレイ管理モジュール６０４内で指定されるシンチレータアレイ７００、及びマスク管理モジュール６０６内で指定されるマスク８００に基づいて、結晶識別モジュール６１０は、第１のフラッドヒストグラムを第２のフラッドヒストグラムから差し引く際にどの結晶を識別すべきか判断する。第２の照射の間にマスクを用いない方法は、マスクを置き換える方法に比べて少し短い時間で行われる。後者はマスクの位置を動かすのに時間を要すからである。
【００４８】
例えば、マスク１０００は、シンチレータアレイ１００内の連続して配置された少なくとも２つの結晶を覆うブロック構造である。ここで、端部の結晶は非端部の結晶よりも識別が難しいため、これら端部の結晶に対応するピークをアレイ中央部の結晶からの他のピークと分離することにより、端部の結晶の結晶識別がさらに容易になる。そこで、図１０に、別の実施例として、ブロック構造を有するマスク１０００を使用したシンチレータアレイ７００を示す。図１０に示すように、マスク１０００は、シンチレータアレイ７００の端部の結晶を除く全ての結晶をガンマ線から遮断するよう構成される。すなわち、マスク１０００は、シンチレータアレイ７００内の端部に配置された結晶を除く全ての結晶を覆う。さらに図１０に示すように、マスク１０００には穿孔あるいは格子状の網加工が施されておらず、したがってマスク８００（図８、図９）に比べて安く簡単に作成できる。
【００４９】
一実施形態では、マスク１０００を用いたシンチレータアレイ７００の結晶識別は、シンチレータアレイ７００上にマスク１０００を最初に配置し（図１０に示すように）、そしてシンチレータアレイ７００にガンマ線を照射することにより実行される。第１のフラッドヒストグラムは、マスク１０００を置いた第１の照射によって生成される。次に、マスク１０００がシンチレータアレイ７００から取り去られ（図７に示すように）、シンチレータアレイ７００内の全ての結晶にガンマ線が照射される。第２のフラッドヒストグラムは、マスク１０００を置かない第２の照射によって生成される。こうして、一実施形態では、シンチレータアレイ７００の端部の結晶は第１のフラッドヒストグラムを用いて識別され、シンチレータアレイ７００の残りの結晶は第１のフラッドヒストグラムを第２のフラッドヒストグラムから差し引くことにより識別される。
【００５０】
図１１に、マスクを使用しないシンチレータアレイ７００のフラッドヒストグラム１１００の例を示す。フラッドヒストグラム１１００には、端部の結晶でも歪みがあるものと歪みが無いものの両方が見られる。例えば、ボックス１１０２で分けられた結晶のグループは歪んでおらず、正確に識別できる。しかし、ボックス１１０４で分けられた結晶のグループは歪んでおり、正確には識別できない。さらに、干渉し合う２つの隣接する結晶からの光が原因で、フラッドヒストグラム内に歪みが生じている。このため、格子構造のマスク８００（図８、図９）を用いることにより、歪みの少ないフラッドヒストグラムを作成する。同様に、ブロック状のマスク１０００（図１０）を用いることにより、端部付近の歪みが少ないフラッドヒストグラムを作成する。
【００５１】
図１２に、マスクを用いて結晶識別を行うための手順の例を示す。一実施形態では、図１２に示す手順は、ＰＥＴ管理システム６００により実行される。
【００５２】
手順は通例、シンチレータアレイとマスクを指定するステップ１２００からスタートする。例えば、図８では、６×１６のシンチレータアレイとマスク８００が、それぞれシンチレータアレイ管理モジュール６０４とマスク管理モジュール６０６により指定される。
【００５３】
工程はステップ１２０２に進み、マスクがシンチレータアレイ上の第１の位置に配置される。例として、マスク８００はシンチレータアレイ７００上の図８に示すような第１の位置に配置される。工程はステップ１２０４に進み、シンチレータアレイにガンマ線の照射を開始する。例として、被検体が、ガンマ線を発生する消滅事象を引き起こす放射線薬品を摂取してもよい。
【００５４】
工程はステップ１２０６に進み、先に説明したように、光センサからのデータを収集する。工程はステップ１２０８に進み、フラッドヒストグラムモジュール６０８（図６）が第１のフラッドヒストグラムを作成する。工程はステップ１２０８からステップ１２１０に進み、マスクを第２の位置に移す。例えば、マスク８００が、図９に示すようにシンチレータアレイ７００上の第１の位置から第２の位置に移される。
【００５５】
工程はステップ１２１２に進み、例えば、ステップ１２０４について先に説明したように、シンチレータアレイにガンマ線の照射を開始する。工程はステップ１２１４に進み、ステップ１２０６について先に説明したように、光センサからの第２の照射用のデータを収集する。
【００５６】
工程はステップ１２１６に進み、ステップ１２０８について先に説明したように、第２のフラッドヒストグラムを作成する。工程はステップ１２１８に進み、第１のフラッドヒストグラムを第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせる。工程はステップ１２２０に進み、結晶識別モジュール６１０（図６）が任意のアルゴリズムを用いて、シンチレータアレイの結晶を識別する。工程はステップ１２２２に進み、例えば、ＬＵＴモジュール６１２（図６）がルックアップテーブルを作成する。一実施形態では、ルックアップテーブルが作成された後、図１２の工程は終了する。
【００５７】
図１３に、マスクを用いて結晶識別を行うための手順の別の例を示す。一実施形態では、工程のステップ１３００〜１３０８は、ステップ１２００〜１２０８（図１２）について上述した工程と全く同じである。
【００５８】
工程はステップ１３０８からステップ１３１０に進み、マスクが取り去られる。例として、シンチレータアレイ上にマスクがないとき、図７に示すように、シンチレータアレイ内の全ての結晶にガンマ線が照射される。工程はステップ１３１２に進み、先に説明したようにマスクを付けずにシンチレータアレイへの照射を開始する。
【００５９】
工程はステップ１３１６に進み、先に説明したように第２のフラッドヒストグラムを作成する。工程はステップ１３１８に進み、第１のフラッドヒストグラムを第２のフラッドヒストグラムから差し引く。工程はステップ１３２０に進み、先に説明したように結晶識別を実行する。工程はステップ１３２２に進み、先に説明したようにルックアップテーブルを作成する。一実施形態では、ルックアップテーブルが作成された後、図１３に示す工程は終了する。
【００６０】
ある特定の実施形態を説明してきたが、これらの実施形態は、単なる事例として提示したものであって、本発明の範囲を限定するものではない。実際、本明細書で説明した新規の方法及びシステムは、様々な別の態様で具体化が可能である。さらには、本明細書で説明した方法及びシステムにおいて様々な省略、置換、及び変更が本発明の範囲を逸脱することなく可能である。添付の特許請求の範囲及びその均等物は、本発明の範囲と精神に収まると考えられる態様又は変更を有効範囲に含むためのものである。
【符号の説明】
【００６１】
３００ ＰＥＴシステム
３０６、７００ シンチレータアレイ
３０８ 光センサ
６００ ＰＥＴ管理システム
８００ マスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガンマ線検出器において相互作用の結晶を識別するためのルックアップテーブルを作成するルックアップテーブル作成方法であって、
シンチレーションアレイ内の複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを、第１の一部の結晶を覆うために前記シンチレーションアレイ上の第１の位置に配列するステップと、
前記シンチレーションアレイに所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップと、
前記シンチレーションアレイにより生成された光を受けるために配置された少なくとも１つの光センサからの第１のセットのデータを収集するステップと、
前記複数の結晶のうち前記第１の一部の結晶とは異なる第２の一部の結晶を覆うために前記シンチレーションアレイ上の第２の位置に前記マスクを再配列するステップと、
前記マスクを前記シンチレーションアレイ上の前記第２の位置に配列して、前記所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップを繰り返すステップと、
前記マスクを前記シンチレーションアレイ上の前記第２の位置に配列して、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するステップと、
前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するステップと、
重ね合わせたフラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせるステップと、
前記重ね合わせたフラッドヒストグラムの領域を、前記複数の結晶のうち対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成するステップと、
を含んだことを特徴とするルックアップテーブル作成方法。
【請求項２】
ガンマ線検出器において相互作用の結晶を識別するためのルックアップテーブルを作成するルックアップテーブル作成方法であって、
シンチレーションアレイ内の複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを、第１の一部の結晶を覆うために前記シンチレーションアレイ上の第１の位置に配列するステップと、
前記シンチレーションアレイに所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップと、
前記シンチレーションアレイにより生成された光を受けるために配置された少なくとも１つの光センサからの第１のセットのデータを収集するステップと、
前記マスクを前記シンチレーションアレイから取り去るステップと、
前記複数の結晶の各結晶にガンマ線が照射されるように、前記マスクを前記シンチレーションアレイから取り去り、前記所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップを繰り返すステップと、
前記マスクを前記シンチレーションアレイ上に配列せずに、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するステップと、
前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するステップと、
修正フラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムから差し引くステップと、
前記第１のフラッドヒストグラム及び前記修正フラッドヒストグラムの領域を、前記複数の結晶のうち対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成するステップと、
を含んだことを特徴とするルックアップテーブル作成方法。
【請求項３】
前記マスクは、５１１ｋｅＶ以上のエネルギーレベルを有するガンマ線を遮るように構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項４】
前記マスクは、前記シンチレーションアレイ内の連続して配置された２つの結晶を覆わない格子構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項５】
前記マスクは、前記シンチレーションアレイ内の連続して配置された少なくとも２つの結晶を覆うブロック構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項６】
前記マスクは、前記シンチレーションアレイ内の端部に配置された結晶を除く全ての結晶を覆うことを特徴とする請求項１又は２に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項７】
結晶識別のためのＰＥＴシステムであって、
複数の結晶を含むシンチレーションアレイと、
前記複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために、前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクと、
前記シンチレーションアレイによって生成された光を受けるように配置された少なくとも１つの光センサと、
処理装置とを備え、
前記処理装置は、
第１の一部の結晶を覆うために前記マスクが前記シンチレーションアレイ上の第１の位置に配置されたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第１のセットのデータを収集し、
前記第１の一部の結晶とは異なる第２の一部の結晶を覆うために前記マスクが前記シンチレーションアレイ上の第２の位置に配置されたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集し、
前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成し、
重ね合わせたフラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせ、
前記重ね合わせたフラッドヒストグラムの領域を前記複数の結晶のうちの対応する結晶に割り当てることによりルックアップテーブルを生成する、
ことを特徴とするＰＥＴシステム。
【請求項８】
結晶識別のためのＰＥＴシステムであって、
複数の結晶を含むシンチレーションアレイと、
前記複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために、前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクと、
前記シンチレーションアレイによって生成された光を受けるように配置された少なくとも１つの光センサと、
処理装置とを備え、
前記処理装置は、
第１の一部の結晶を覆うために前記マスクが前記シンチレーションアレイの上の第１の位置に配置されたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第１のセットのデータを収集し、
前記マスクが前記シンチレーションアレイから取り去られたとき、前記シンチレーションアレイへの照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集し、
前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、
前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成し、
修正フラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムから差し引き、
前記第１のフラッドヒストグラム及び前記修正フラッドヒストグラムの領域を前記複数の結晶のうちの対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成する、
ことを特徴とするＰＥＴシステム。
【請求項９】
前記マスクは、５１１ｋｅＶ以上のエネルギーレベルを有するガンマ線を遮るように構成されることを特徴とする請求項７又は８に記載のＰＥＴシステム。
【請求項１０】
前記マスクは、前記シンチレーションアレイ内の連続して配置された２つの結晶を覆わない格子構造であることを特徴とする請求項７又は８に記載のＰＥＴシステム。
【請求項１１】
前記マスクは、前記シンチレーションアレイ内の連続して配置された少なくとも２つの結晶を覆うブロック構造であることを特徴とする請求項７又は８に記載のＰＥＴシステム。
【請求項１２】
前記マスクは、前記シンチレーションアレイ内の端部に配置された結晶を除く全ての結晶を覆うことを特徴とする請求項７又は８に記載のＰＥＴシステム。
【請求項１】
ガンマ線検出器において相互作用の結晶を識別するためのルックアップテーブルを作成するルックアップテーブル作成方法であって、
シンチレーションアレイ内の複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを、第１の一部の結晶を覆うために前記シンチレーションアレイ上の第１の位置に配列するステップと、
前記シンチレーションアレイに所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップと、
前記シンチレーションアレイにより生成された光を受けるために配置された少なくとも１つの光センサからの第１のセットのデータを収集するステップと、
前記複数の結晶のうち前記第１の一部の結晶とは異なる第２の一部の結晶を覆うために前記シンチレーションアレイ上の第２の位置に前記マスクを再配列するステップと、
前記マスクを前記シンチレーションアレイ上の前記第２の位置に配列して、前記所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップを繰り返すステップと、
前記マスクを前記シンチレーションアレイ上の前記第２の位置に配列して、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するステップと、
前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するステップと、
重ね合わせたフラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせるステップと、
前記重ね合わせたフラッドヒストグラムの領域を、前記複数の結晶のうち対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成するステップと、
を含んだことを特徴とするルックアップテーブル作成方法。
【請求項２】
ガンマ線検出器において相互作用の結晶を識別するためのルックアップテーブルを作成するルックアップテーブル作成方法であって、
シンチレーションアレイ内の複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクを、第１の一部の結晶を覆うために前記シンチレーションアレイ上の第１の位置に配列するステップと、
前記シンチレーションアレイに所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップと、
前記シンチレーションアレイにより生成された光を受けるために配置された少なくとも１つの光センサからの第１のセットのデータを収集するステップと、
前記マスクを前記シンチレーションアレイから取り去るステップと、
前記複数の結晶の各結晶にガンマ線が照射されるように、前記マスクを前記シンチレーションアレイから取り去り、前記所定のエネルギーを有するガンマ線を照射するステップを繰り返すステップと、
前記マスクを前記シンチレーションアレイ上に配列せずに、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集するステップと、
前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成するステップと、
修正フラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムから差し引くステップと、
前記第１のフラッドヒストグラム及び前記修正フラッドヒストグラムの領域を、前記複数の結晶のうち対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成するステップと、
を含んだことを特徴とするルックアップテーブル作成方法。
【請求項３】
前記マスクは、５１１ｋｅＶ以上のエネルギーレベルを有するガンマ線を遮るように構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項４】
前記マスクは、前記シンチレーションアレイ内の連続して配置された２つの結晶を覆わない格子構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項５】
前記マスクは、前記シンチレーションアレイ内の連続して配置された少なくとも２つの結晶を覆うブロック構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項６】
前記マスクは、前記シンチレーションアレイ内の端部に配置された結晶を除く全ての結晶を覆うことを特徴とする請求項１又は２に記載のルックアップテーブル作成方法。
【請求項７】
結晶識別のためのＰＥＴシステムであって、
複数の結晶を含むシンチレーションアレイと、
前記複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために、前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクと、
前記シンチレーションアレイによって生成された光を受けるように配置された少なくとも１つの光センサと、
処理装置とを備え、
前記処理装置は、
第１の一部の結晶を覆うために前記マスクが前記シンチレーションアレイ上の第１の位置に配置されたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第１のセットのデータを収集し、
前記第１の一部の結晶とは異なる第２の一部の結晶を覆うために前記マスクが前記シンチレーションアレイ上の第２の位置に配置されたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集し、
前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成し、
重ね合わせたフラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムに重ね合わせ、
前記重ね合わせたフラッドヒストグラムの領域を前記複数の結晶のうちの対応する結晶に割り当てることによりルックアップテーブルを生成する、
ことを特徴とするＰＥＴシステム。
【請求項８】
結晶識別のためのＰＥＴシステムであって、
複数の結晶を含むシンチレーションアレイと、
前記複数の結晶のうち一部の結晶へのガンマ線の照射を遮るために、前記一部の結晶を覆うように構成されたマスクと、
前記シンチレーションアレイによって生成された光を受けるように配置された少なくとも１つの光センサと、
処理装置とを備え、
前記処理装置は、
第１の一部の結晶を覆うために前記マスクが前記シンチレーションアレイの上の第１の位置に配置されたとき、前記シンチレーションアレイへのガンマ線の照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第１のセットのデータを収集し、
前記マスクが前記シンチレーションアレイから取り去られたとき、前記シンチレーションアレイへの照射に応じて、前記少なくとも１つの光センサから第２のセットのデータを収集し、
前記第１のセットの収集データから第１のフラッドヒストグラムを作成し、
前記第２のセットの収集データから第２のフラッドヒストグラムを作成し、
修正フラッドヒストグラムを作成するため、前記第１のフラッドヒストグラムを前記第２のフラッドヒストグラムから差し引き、
前記第１のフラッドヒストグラム及び前記修正フラッドヒストグラムの領域を前記複数の結晶のうちの対応する結晶に割り当てることにより、ルックアップテーブルを生成する、
ことを特徴とするＰＥＴシステム。
【請求項９】
前記マスクは、５１１ｋｅＶ以上のエネルギーレベルを有するガンマ線を遮るように構成されることを特徴とする請求項７又は８に記載のＰＥＴシステム。
【請求項１０】
前記マスクは、前記シンチレーションアレイ内の連続して配置された２つの結晶を覆わない格子構造であることを特徴とする請求項７又は８に記載のＰＥＴシステム。
【請求項１１】
前記マスクは、前記シンチレーションアレイ内の連続して配置された少なくとも２つの結晶を覆うブロック構造であることを特徴とする請求項７又は８に記載のＰＥＴシステム。
【請求項１２】
前記マスクは、前記シンチレーションアレイ内の端部に配置された結晶を除く全ての結晶を覆うことを特徴とする請求項７又は８に記載のＰＥＴシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−９８２８３（Ｐ２０１２−９８２８３Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９３５８（Ｐ２０１１−２３９３５８）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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