放射線同時計数処理方法および断層撮影装置
【課題】検出器の感度の影響を受けずに精度よく補正を行うことができる放射線同時計数処理方法および断層撮影装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ステップＳ４の規格化では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算平均値を用いて規格化し、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出では、同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の加算平均値を、ステップＳ４の規格化で規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算平均値で除算することで、検出器の感度の影響を受けずに精度よく補正を行うことができる。
【解決手段】ステップＳ４の規格化では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算平均値を用いて規格化し、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出では、同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の加算平均値を、ステップＳ４の規格化で規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算平均値で除算することで、検出器の感度の影響を受けずに精度よく補正を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して得られたデータに対して一連の演算処理を行う放射線同時計数処理方法および断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置は、陽子（Positron）、すなわちポジトロンの消滅によって発生する複数本のγ線を検出して複数個の検出器でγ線を同時に検出したときのみ被検体の断層画像を再構成するように構成されている。
【０００３】
このＰＥＴ装置では、放射性薬剤を被検体に投与した後、対象組織における薬剤蓄積の過程を経時的に測定することで、様々な生体機能の定量測定が可能である。したがって、ＰＥＴ装置によって得られる断層画像は機能情報を有する。
【０００４】
ところで、γ線を同時に検出する、すなわちγ線を同時計数する技術では、γ線を２次元的に検出する２Ｄ−ＰＥＴの他に、近年ではγ線を３次元的に検出する３Ｄ−ＰＥＴが用いられている。かかる３Ｄ−ＰＥＴでは、被検体の近傍に各検出器を大立体角にそれぞれ配設することでγ線の検出効率を高め、検出器の感度を飛躍的に向上させることができる。
【０００５】
γ線を同時計数するには同時計数回路に各γ線を入力して、入力されたγ線の時間差が所定のタイムウィンドウ内に収まっているか否かで判断される。実際の同時計数回路では、４ｎｓ〜２０ｎｓ（ｎｓ＝１０−９ｓ）という非常に短いタイムウィンドウ内に検出されたγ線を「同時」とみなしている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
ＰＥＴの定量性の維持、画質の維持のためには、検出器の感度を補正（すなわちノーマライズ）することが必須である。ＰＥＴにおけるノーマライズは、同時計数する対向した２つの検出器を結ぶ仮想上の直線である同時計数LOR(Line Of Response)ごとの計数のバラツキをなくすことが目的であるので、従来では全てのLOR間の線源量が等しくなるような条件下でデータ収集を行い、得られた計数分布の逆数を各ＬＯＲのノーマライズ係数（感度補正係数）とするdirect法が用いられている。しかし、direct法では全てのLORごとのデータを保存する必要があるので、検出器の数の二乗に比例したデータサイズとなる。ＰＥＴ装置の撮像視野の拡張・高分解能化に伴い、上述したような３Ｄ−ＰＥＴを採用するなどのように検出器の数が増加するので、より少ないデータサイズの補正因子を持つことが求められる。
【０００７】
そこで、ノーマライズ係数（感度補正係数）がいくつかの積に分けられる性質を利用して、装置や検出器の幾何条件などから決まる不変な要素（経年的に変化しない要素）を用い、経年的に変動する可能性のある要素（経年的に変化する変動の要素）のみを定期的に更新する手法が用いられている。この手法は「要素別感度補正法」と呼ばれている（例えば、非特許文献１、２参照）。
【０００８】
この要素別感度補正法では、図３（ａ）に示すように、同時計数する検出器リング対を（ｕ，ｖ）、図３（ｂ）に示すように、同時計数するリング内検出器対を（ｉ，ｊ）としたときに、感度補正係数ＮＣｕｉｖｊを下記（１）式のような要素に分解する。
【０００９】
ＮＣｕｉｖｊ＝εｕｉ×εｖｊ×ｂｕｖｋ×ｄｕｖｒｋ×ｇｕｖｒ×ｆｕｖ …（１）
ただし、上記（１）中のεｕｉ，εｖｊは検出器固有感度、ｄｕｖｒｋは結晶干渉因子、ｆｕｖはリングペア感度、ｂｕｖｋはブロック形状因子、ｇｕｖｒは動径方向幾何学因子、ｋはブロック内の結晶相対位置、ｒは動径方向位置である。
【００１０】
これらの要素のうち、ｇｕｖｒ，ｄｕｖｒｋなどは幾何学的に決まる要素であり、ｆｕｖも経年的に変化しない要素である。したがって、低散乱の均一線源で一度測定しておけばよい。検出器固有感度εｕｉ，εｖｊは、例えばフォトマルチプライヤ（光電子増倍管）のゲインなどの影響で経年的に変動する可能性のある要素であるので、所定期間で定期的に更新を行うためにその都度測定する。検出器固有感度εｕｉ，εｖｊについては、上述した非特許文献１のような「ファンサム(fan-sum)法」と呼ばれる手法で算出される。
【００１１】
ファンサム法は、円筒ファントムをモデルとして同時計数を行い、図１０に示すように、ある検出器ｄと対になる対向ファン検出器列との同時計数和（あるいは同時計数の加算平均値）を、全ての個々の検出器に対する対向ファン検出器列との平均的な同時計数和（あるいは加算平均値）で除算するなどして、検出器ｄの固有感度を求める。検出器dを全ての検出器について考慮することで、全ての検出器の固有感度を求める。これを同時計数投影データで行う場合、全ての検出器の固有感度は、図６に示すような２種類の傾き成分Ｅｆｆ１，Ｅｆｆ２を有したパスについて考慮することで得られる。
【００１２】
検出器固有感度のバラツキがランダムに存在しても、かかる算出法では、上述したように、経年的に変化しない要素については一度の測定のみで済み、経年的に変化する変動の要素である検出器固有感度についてのみ定期的に測定して更新すればよい。また従来のdirect法に比べ、変動の要素のみを求める同時計数測定は短時間ですむ。したがって、direct法と比較すると簡便かつ効果的である。
【特許文献１】特開２０００−２８７２７号公報
【特許文献２】特開平７−１１３８７３号公報
【非特許文献１】北村圭司、石川亮宏、山谷泰賀 “jPET-D4における要素別感度補正法の開発”、平成16年度次世代PET装置開発研究報告書、ｐ．４３−４８、[online]、独立行政法人 放射線医学総合研究所、インターネット< URL : http://www.nirs.go.jp/usr/medical-imaging/ja/study/jPET_D4_2005/p43_48.pdf>
【非特許文献２】Badawi RD, Lodge MA, Marsden PK: Algorithms for calculating detector efficiency normalization coefficients for true coincidences in 3D PET. Phys. Med. Biol. 43, 1998
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。すなわち、補正の精度が検出器の感度差の影響を受けてしまうという問題がある。感度が極端に異なる検出器が存在しない場合には、従来技術に示した算出法は簡便かつ効果的であるが、対向ファン検出器列内に感度が極端に異なる検出器が存在する場合には、検出器の感度の影響を受けてしまう。具体的には、その極端に異なる検出器を含むファンと含まないファンとではファンサムされた同時計数和（あるいは同時計数の加算平均値）に影響を及ぼし、求める検出器固有感度の精度が劣化し、結果として感度補正の過不足が生じてしまう。
【００１４】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、検出器の感度の影響を受けずに精度よく補正を行うことができる放射線同時計数処理方法および断層撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して得られたデータに対して演算処理を行う放射線同時計数処理方法であって、放射線検出器群を構成する複数の放射線検出器について、各々の放射線検出器の特性を示す感度補正係数を、経年的に変化しない不変の要素と、経年的に変化する変動の要素とに分解した場合に、（Ａ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、前記不変の要素を求める要素導出工程と、（Ｂ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、同時計数投影データを求める同時計数投影データ導出工程と、（Ｃ）前記（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化する規格化工程と、（Ｄ）前記（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を全体領域の加算データで除算する除算工程と、（Ｅ）前記（Ｄ）の除算工程で除算された値を前記変動の要素とし、その変動の要素と前記（Ａ）の要素導出工程で求められた不変の要素との積で前記感度補正係数を放射線検出器ごとに求める感度補正係数導出工程と、（Ｆ）前記（Ｅ）の感度補正係数導出工程で求められた各々の放射線検出器ごとの感度補正係数を用いて、対象となる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データを放射線検出器ごとに補正する補正工程とを備えることを特徴とするものである。
【００１６】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、（Ａ）の要素導出工程では、モデルとなる低散乱かつ均一な被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、経年的に変化しない不変の要素を求める。（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程では、モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、同時計数投影データを求め、（Ｃ）の規格化工程では、（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化する。（Ｄ）の除算工程では、（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を全体領域の加算データで除算する。（Ｅ）の感度補正係数導出工程では、（Ｄ）の除算工程で除算された値を経年的に変化する変動の要素とし、その変動の要素と（Ａ）の要素導出工程で求められた不変の要素との積で各々の放射線検出器の特性を示す感度補正係数を放射線検出器ごとに求める。
【００１７】
上述した（Ｃ）の規格化工程を除くとともに（Ｄ）の除算工程での除算する対象（規格化された同時計数投影データ）が従来と異なる部分を除けば、（Ａ）の要素導出工程、（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程、（Ｄ）の除算工程および（Ｅ）の感度補正係数導出工程は上述した従来の要素別感度補正法に相当する工程である。（Ｃ）の規格化工程を除くとともに（Ｄ）の除算工程での除算する対象（規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算データ）が従来と異なる部分を除けば、（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程、（Ｄ）の除算工程は上述した従来のファンサム法に相当する工程である。
【００１８】
つまり、（Ｃ）の規格化工程では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化し、（Ｄ）の除算工程では、（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を、全体領域の加算データで除算する部分が従来と異なる点である。（Ｃ）の規格化工程では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化することで、所定のパス間のバラツキが擬似的に補正される。その擬似的に補正された、すなわち規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算データを用いて、（Ｄ）の除算工程で除算を行うことで、別の所定のパスが前者のパスの感度のバラツキの影響を受けることなく変動の要素を精度よく求めることができる。その結果、（Ｅ）の感度補正係数導出工程で感度補正係数を精度よく求めることができ、検出器の感度の影響を受けずに精度よく補正を行うことができる。
【００１９】
上述した発明において、上述した統計量の一例は加算値あるいは加算平均値（すなわち相加平均値）である（請求項２に記載の発明）。つまり、（Ｄ）の除算工程では、（Ｃ）の規格化された同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の加算値あるいは加算平均値を、（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算データで除算することになる。なお、統計量は加算値あるいは加算平均値に代表される加算データに限定されず、中央値（メディアン）やヒストグラムでの最も頻度の高い値であってもよい。
【００２０】
また、上述したこれらの発明において、（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程、（Ｃ）の規格化工程、（Ｄ）の除算工程、（Ｅ）の感度補正係数導出工程および（Ｆ）の補正工程を所定期間で繰り返し行うのが好ましい（請求項３に記載の発明）。経年的に変化しない不変の要素については、感度ムラが少ない状態で一回のみ同時計数測定を行えばよく、経年的に変化する変動の要素についてのみ、（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程、（Ｃ）の規格化工程、（Ｄ）の除算工程、（Ｅ）の感度補正係数導出工程および（Ｆ）の補正工程を繰り返し行って更新する。このように不変の要素については理想的な検出器状態(感度ムラが少ない状態)で行った一回の同時計数測定データを用いるので、従来のdirect法よりも幾何学的要素に関わる補正の精度が安定する。また、経年的に変化する変動の要素については定期的な同時計数データおよび不変の要素に基づいて更新するので、経年的に変化する変動の要素に的確に対応した状態で補正が行われ、補正が効果的となる。したがって、従来と比較すると簡便かつ効果的である。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して断層画像を得る断層撮影装置であって、（ａ）複数の放射線検出器から構成された放射線検出器群と、（ｂ）各々の放射線検出器の特性を示す感度補正係数を、経年的に変化しない不変の要素と、経年的に変化する変動の要素とに分解した場合に、（Ａ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、前記不変の要素を求める要素導出工程と、（Ｂ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、同時計数投影データを求める同時計数投影データ導出工程と、（Ｃ）前記（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化する規格化工程と、（Ｄ）前記（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を、全体領域の加算データで除算する除算工程と、（Ｅ）前記（Ｄ）の除算工程で除算された値を前記変動の要素とし、その変動の要素と前記（Ａ）の要素導出工程で求められた不変の要素との積で前記感度補正係数を放射線検出器ごとに求める感度補正係数導出工程と、（Ｆ）前記（Ｅ）の感度補正係数導出工程で求められた各々の放射線検出器ごとの感度補正係数を用いて、対象となる被検体から発生した放射線を同時計数されて得られた出力データを放射線検出器ごとに補正する一連の演算処理を行う演算手段と、（ｃ）その演算処理で補正された出力データに基づいて画像処理を行って断層画像を出力する画像処理手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２２】
［作用・効果］請求項４に記載の発明によれば、（Ａ）の要素導出工程、（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程、（Ｃ）の規格化工程、（Ｄ）の除算工程、（Ｅ）の感度補正係数導出工程および（Ｆ）の補正工程の一連の演算処理を行う演算手段を備えている。その演算処理のうち、（Ｃ）の規格化工程では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化し、（Ｄ）の除算工程では、（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を、全体領域の加算データで除算することで、検出器の感度の影響を受けずに精度よく補正を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明に係る放射線同時計数処理方法および断層撮影装置によれば、（Ｃ）の規格化工程では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化し、（Ｄ）の除算工程では、（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を、全体領域の加算データで除算することで、検出器の極端な感度差があっても、その影響を受けずに精度よく補正を行うことができる。
【実施例】
【００２４】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例１に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図である。
【００２５】
本実施例に係るＰＥＴ装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１を備えている。この天板１は、上下に昇降移動、被検体Ｍの体軸Ｚに沿って平行移動するように構成されている。このように構成することで、天板１に載置された被検体Ｍは、後述するガントリ２の開口部２ａを通って、頭部から順に腹部、足部へと走査されて、被検体Ｍの投影データや断層画像といった診断データを得る。なお、走査される部位や各部位の走査順序については特に限定されない。
【００２６】
天板１の他に、本実施例装置は、開口部２ａを有したガントリ２と、互いに近接配置された複数個のシンチレータブロック３ａと複数個のフォトマルチプライヤ３ｂとを備えている。シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂは、被検体Ｍの体軸Ｚ周りを取り囲むようにしてリング状に配置されており、ガントリ２内に埋設されている。フォトマルチプライヤ３ｂは、シンチレータブロック３ａよりも外側に配設されている。
【００２７】
シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂからなるγ線検出器３の具体的な配置としては、例えば、被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向にはγ線検出器３が１６個並び、被検体Ｍを囲むγ線検出器３が多角形のリング（図３（ｂ）を参照）からなる場合において多角形の各辺にγ線検出器３が２４個並ぶ形態が挙げられる。なお、被検体Ｍを囲むγ線検出器３の径によってγ線検出器３が並ぶ個数は１６個に限定されないし、被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向にγ線検出器３が並ぶ個数も１６個に限定されない。なお、γ線検出器３の構造上、各γ線検出器３については、被検体Ｍを挟んで互いに対向する必要はない。また、本実施例では、シンチレータブロック３ａが、シンチレータ層を多層に積層してコンプトン散乱が起きやすくなるように構成されている。また、このγ線検出器３は、３次元（ＤＯＩ）検出器である。シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂからなるγ線検出器３は、この発明における放射線検出器群に相当する。
【００２８】
その他にも、本実施例装置は、天板駆動部４とコントローラ５とメモリ部６と入力部７と出力部８と同時計数回路９と再構成部１０とを備えている。天板駆動部４は、天板１の上述した移動を行うように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。
【００２９】
コントローラ５は、本実施例装置を構成する各部分を統括制御する。コントローラ５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。なお、本実施例では、コントローラ５は、図２に示すγ線同時計数処理に係る演算処理を実行する機能を備えている。また、γ線同時計数処理を実行する場合には、メモリ部６の後述するγ線同時計数処理プログラム６ａを読み出すことで行われる。したがって、コントローラ５は、この発明における演算手段に相当する。
【００３０】
メモリ部６は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体で構成されている。本実施例では、同時計数回路９や再構成部１０で処理されたデータについてはＲＡＭに書き込んで記憶し、必要に応じてＲＡＭから読み出す。特に、本実施例では、一連のγ線同時計数処理に含まれる補正処理に用いられる補正元データ（検出器固有感度εｕｉ，εｖｊ、結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度、ｆｕｖ、ブロック形状因子ｂｕｖｋ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒ、感度補正係数ＮＣｕｉｖｊなど）についてはメモリ部６の補正元データメモリ部６ｂに書き込んで記憶し、補正時に補正元データメモリ部６ｂから読み出す。ＲＯＭには、γ線同時計数処理プログラム６ａを予め記憶している。補正元データの具体的な作成方法やγ線同時計数処理プログラム６ａの具体的な処理については、図２のフローチャートで後述するとともに、補正元データの内容については、図３〜図７の模式図で後述する。
【００３１】
入力部７は、オペレータが入力したデータや命令をコントローラ５に送り込む。入力部７は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。出力部８はモニタなどに代表される表示部やプリンタなどで構成されている。
【００３２】
再構成部１０は、例えば上述したメモリ部６などに代表される記憶媒体のＲＯＭに記憶されたプログラムあるいは入力部７で入力された命令をコントローラ５が実行することで実現される。再構成部１０は、この発明における画像処理手段に相当する。
【００３３】
放射性薬剤、すなわち放射性同位元素（ＲＩ）が投与された被検体Ｍから発生したγ線をシンチレータブロック３ａが光に変換して、変換されたその光をフォトマルチプライヤ３ｂが光電変換して電気信号に出力する。その電気信号を画像情報（画素）として同時計数回路９に送り込む。
【００３４】
具体的には、被検体Ｍに放射性薬剤を投与すると、ポジトロン放出型のＲＩのポジトロンが消滅することにより、２本のγ線が発生する。同時計数回路９は、シンチレータブロック３ａの位置とγ線の入射タイミングとをチェックし、被検体Ｍを挟んで互いに対向位置にある２つのシンチレータブロック３ａでγ線が同時に入射したと判定されたときのみ、送り込まれた計数情報を同時計数データとする。一方のシンチレータブロック３ａのみにγ線が入射したときには、同時計数回路９は、ノイズと判定してそれを棄却する。
【００３５】
同時計数回路９に送り込まれた画像情報を投影データとして、再構成部１０に送り込む。再構成部１０がその投影データを再構成して、被検体Ｍの断層画像を求める。断層画像を、コントローラ５を介して出力部９に送り込む。このようにして、再構成部１０で得られた断層画像に基づいて核医学診断を行う。
【００３６】
補正元データの具体的な作成方法やγ線同時計数処理プログラム６ａの具体的な処理について、図２のフローチャートを参照して説明するとともに、補正元データの内容については、図３〜図７の模式図を参照して説明する。図２は、補正元データの作成処理、およびγ線同時計数処理プログラム６ａによる同時計数処理の一連の流れを示したフローチャートである。また、図３は、ＬＯＲの定義を検出器で示した模式図であり、図４は、各々の不変の要素をそれぞれ求める説明に供する模式図であり、図５は、円筒ファントムを同時計数収集した場合の投影データの模式図であり、図６は、傾き成分を有したパスを併せて図示した投影データの模式図であり、図７は、感度が極端に異なる検出器のパスが存在したときの投影データの模式図である。なお、図３では、フォトマルチプライヤ３ｂの図示を省略する。
【００３７】
（ステップＳ１）円筒ファントムの同時計数
図３に示すように、円筒ファントムをモデルとした被検体Ｍから発生したγ線が、被検体Ｍを挟んで互いに対向位置にある２つのシンチレータブロック３ａで同時に入射したときのみ、同時計数回路９がγ線を同時計数する。図３（ａ）は同時計数する検出器リング対から見た図であり、図３（ｂ）はリング内検出器対から見た図である。図３（ａ）に示すように、同時計数する検出器リング対を（ｕ，ｖ）、図３（ｂ）に示すように、同時計数するリング内検出器対を（ｉ，ｊ）とする。
【００３８】
（ステップＳ２）ライン線源の同時計数
検出器リング内を回転するライン線源から発生したγ線が、被検体Ｍを挟んで互いに対向位置にある２つのシンチレータブロック３ａで同時に入射したときのみ、同時計数回路９がγ線を同時計数する。この計数データから、後述のステップ３により投影データを導出する。
【００３９】
（ステップＳ３´）不変の要素の導出
ライン線源同時計数データにおいて、同時計数回路９に送り込まれた計数情報に基づいて、結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度ｆｕｖ、ブロック形状因子ｂｕｖｋ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒといった経年的に変化しない不変の要素を求める。これらの要素は幾何学的に決まる要素であるので経年的に変化しない。
【００４０】
動径方向幾何学因子ｇｕｖｒについては、図４（ａ）に示すように、投影データの全投影角度について加算し、横軸にリングの径方向をとるとともに、縦軸に計数値をとって計数の一次元分布を求め、その分布をキャンセルする逆数を動径方向幾何学因子ｇｕｖｒとすることで求められる。結晶干渉因子ｄｕｖｒｋについては、動径方向幾何学因子で補正された投影データにおいて、リングの径方向の結晶並びが一致する投影角度毎に投影データを加算し、横軸にリングの径方向をとるとともに、縦軸に計数値をとって計数の一次元分布を求め、その分布をキャンセルする逆数を結晶干渉因子ｄｕｖｒｋとすることで求められる。投影角ごとの結晶並びの違いは、図４（ｂ）に示すような検出器ブロック間等に生じる抜けなどに起因する。なお、各辺単位での動径方向幾何学因子ｇｕｖｒと相違して、結晶干渉因子ｄｕｖｒｋについては各辺単位よりも細かい各ブロック単位で考慮されるので、ブロック内の結晶相対位置ｋも変数として加えられる。ブロック形状因子ｂｕｖｋについては、動径方向幾何学因子、結晶干渉因子が補正された投影データにおいて、各ブロック単位での計数分布に基づいて得ることができる。しかし、計数率や散乱線の割合などによって変動する特性もあるので、変動の因子に分類される場合もある。リングペア感度ｆｕｖについては、動径方向幾何学因子、結晶干渉因子、ブロック形状因子が補正された投影データにおいて、図３（ａ）に示す検出器リング対間を結ぶＬＯＲを考慮した計数分布に基づいて得られる。
【００４１】
これらの結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度ｆｕｖ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒを、後述するステップＳ８での感度補正を行うための補正元データとして、コントローラ５を介して、メモリ部６の補正元データメモリ部６ｂに書き込んで記憶する。結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度ｆｕｖ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒは、この発明における不変の要素に相当する。また、このステップＳ３´は、この発明における（Ａ）の要素導出工程に相当する。
【００４２】
（ステップＳ３）投影データ導出
ステップＳ３´と並行して、同時計数回路９に送り込まれた計数情報を投影データとする。具体的には、図５に示すように、縦軸をγ線の照射方向θとし、横軸を被検体Ｍの体軸Ｚに直交する面方向（すなわち径方向）とした投影データを作成する。
【００４３】
（ステップＳ３´´）不変の要素のみ感度補正
ステップＳ３で求められた投影データに対し、ステップ２で求めた不変の要素のみを考慮した感度補正を適用し、不変の要素が感度補正された投影データを作成する。
【００４４】
（ステップＳ４）規格化
ステップＳ３´´で求められた投影データ上の円筒ファントムに相当する部分を、図５ではＣＭで図示するとともに、パスを、図５ではＰで図示する。なお、投影データ上の円筒ファントムに相当する部分ＣＭは、「ファン領域」とも呼ばれる。この投影データも補正元データとして、コントローラ５を介して、メモリ部６の補正元データメモリ部６ｂに書き込んで記憶する。投影データは、この発明における同時計数投影データに相当する。また、上述したステップＳ３は、この発明における（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程に相当する。
【００４５】
所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データ（本実施例では加算平均値）を用いて規格化する。具体的には、図６に示すように、パスＰは、図からみて左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１、および右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２からなる。先ず、所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定し、次に所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定する。そして、先ず、最初に指定された右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有した所定のパスＰにある各画素値を、その右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有した各々のパスＰ全体の加算平均値（すなわち相加平均値）でそれぞれ除算することで規格化する。次に後で指定された左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有した所定のパスＰにある各画素値を、その左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有した各々のパスＰ全体の加算平均値（すなわち相加平均値）でそれぞれ除算することで規格化する。この規格化されたデータも補正元データとして、コントローラ５を介して、メモリ部６の補正元データメモリ部６ｂに書き込んで記憶する。このステップＳ４は、この発明における（Ｃ）の規格化工程に相当する。
【００４６】
（ステップＳ５）除算／検出器固有感度の導出
ステップＳ３´´で求められた投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量（実施例では加算平均値）を、ステップＳ４で規格化された投影データ上の全体領域の加算データ（本実施例では加算平均値）で除算する。具体的には、ステップＳ４で所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定した場合には、ステップＳ５で別の所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定し、ステップＳ４で所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定した場合には、ステップＳ５で別の所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定する。そして、ステップＳ４で所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定した場合には、左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有した別の所定のパスＰにある画素値の加算平均値（すなわち相加平均値）を、ステップＳ４で規格化された投影データ上の全体領域の加算データ（本実施例では加算平均値）で除算する。また、ステップＳ４で所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定した場合には、右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有した別の所定のパスＰにある画素値の加算平均値（すなわち相加平均値）を、ステップＳ４で規格化された投影データ上の全体領域の加算データ（本実施例では加算平均値）で除算する。
【００４７】
このように除算された値を検出器固有感度εｕｉ，εｖｊとして、この検出器固有感度εｕｉ，εｖｊも補正元データとして求め、コントローラ５を介して、メモリ部６の補正元データメモリ部６ｂに書き込んで記憶する。
【００４８】
例えば、図７（ａ）に示すように、極端な感度差の検出器のパスをＰ１で図示する。また、図７（ｂ）に示すように、左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１のうち、感度ムラの小さいパスで計算される検出器“１”の感度をε１とし、極端な感度差の検出器のパスＰ１を交差したパスで計算される検出器“２”の感度をε２とする。また、図７（ｂ）に示すように、右下がりの傾き成分Ｅｆｆ１のうち、感度ムラの小さいパスで計算される検出器“３”の感度をε１とし、極端な感度差の検出器のパスＰ１で計算される検出器“４”の感度をε４とする。
【００４９】
検出器固有感度εｕｉ，εｖｊは、この発明における変動の要素に相当する。すなわち、検出器固有感度εｕｉ，εｖｊは、例えばフォトマルチプライヤのゲインなどの影響で経年的に変動する可能性のある要素であるので、所定期間で定期的に更新を行うためにその都度測定する。このステップＳ４は、この発明における（Ｄ）の除算工程に相当する。
【００５０】
（ステップＳ６）感度補正係数の導出
ステップＳ５で求められた検出器固有感度εｕｉ，εｖｊとステップＳ３´で求められた結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度、ｆｕｖ、ブロック形状因子ｂｕｖｋ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒとの積で感度補正係数ＮＣｕｉｖｊをγ線検出器３ごとに求める。具体的には、検出器固有感度εｕｉ，εｖｊと、結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度、ｆｕｖ、ブロック形状因子ｂｕｖｋ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒとを上記（１）式に代入することで感度補正係数ＮＣｕｉｖｊを求める。この動径方向幾何学因子ｇｕｖｒも補正元データとして、コントローラ５を介して、メモリ部６の補正元データメモリ部６ｂに書き込んで記憶する。このステップＳ６は、この発明における（Ｅ）の感度補正係数導出工程に相当する。
【００５１】
（ステップＳ７）被検体の同時計数
対象となる被検体Ｍから発生したγ線が、被検体Ｍを挟んで互いに対向位置にある２つのシンチレータブロック３ａで同時に入射したときのみ、同時計数回路９がγ線を同時計数する。
【００５２】
（ステップＳ８）感度補正
ステップＳ６で求められた各々のγ線検出器３ごとの感度補正係数ＮＣｕｉｖｊをメモリ部６の補正元データメモリ部６ｂから読み出して用いて、同時計数回路９から出力された同時計数データを、検出器対３ごとに補正する。この補正されたデータを投影データとして、再構成部１０に送り込み、再構成部１０がその投影データを再構成して、被検体Ｍの断層画像を求めて、コントローラ５を介して出力部９に送り込む。このステップＳ８は、この発明における（Ｆ）の補正工程に相当する。
【００５３】
上述の構成を備えた本実施例１に係るＰＥＴ装置によれば、上述したステップＳ１〜Ｓ８の一連のγ線同時計数処理に係る演算処理を行うコントローラ５を備えている。ステップＳ２のライン線源の同時計数では、モデル（ここでは回転するライン線源）となる低散乱かつ均一な被検体Ｍから発生したγ線を同時計数し、ステップＳ３´の不変の要素の導出では、ステップＳ１の円筒ファントムの同時計数で同時計数された出力データ（画像情報）に基づいて、経年的に変化しない不変の要素として結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度ｆｕｖ、ブロック形状因子ｂｕｖｋ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒを求める。
【００５４】
ステップＳ３の投影データ導出では、ステップＳ１の円筒ファントムの同時計数で同時計数された出力データ（画像情報）に基づいて、同時計数投影データを求め、ステップＳ４の規格化では、ステップＳ３´´の不変の要素のみの感度補正で求められた、不変の要素の感度補正済みの同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データ（実施例では加算平均値）を用いて規格化する。
【００５５】
ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出では、ステップＳ３´´の不変の要素のみの感度補正で求められた同時計数投影データ（ここでは投影データ）上の別の所定のパスにある画素値の統計量（実施例では加算平均値）を、ステップＳ４の規格化で規格化された投影データ上の全体領域の加算データ（本実施例では加算平均値）で除算する。ステップＳ６の感度補正係数の導出では、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出で除算された値を経年的に変化する変動の要素（検出器固有感度εｕｉ，εｖｊ）とし、その変動の要素である検出器固有感度εｕｉ，εｖｊとステップＳ３´の不変の要素の導出で求められた結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度、ｆｕｖ、ブロック形状因子ｂｕｖｋ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒとの積で各々のγ線検出器３の特性を示す感度補正係数ＮＣｕｉｖｊをγ線検出器３ごとに求める。
【００５６】
上述したステップＳ４の規格化を除くとともにステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出での除算する対象（規格化された投影データ上の全体領域の加算データ）が従来と異なる部分を除けば、ステップＳ１の円筒ファントムの同時計数、ステップＳ３´の不変の要素の導出、ステップＳ３の投影データの導出、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出、ステップＳ６の感度補正係数の導出、ステップ９のライン線源の同時計数およびステップ１０の不変の要素のみの感度補正は上述した従来の要素別感度補正法に相当する工程である。ステップＳ４の規格化を除くとともにステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出での除算する対象（規格化された投影データ上の全体領域の加算データ）が従来と異なる部分を除けば、ステップＳ３の投影データ導出、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出は上述した従来のファンサム法に相当する工程である。
【００５７】
つまり、ステップＳ４の規格化では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データ（実施例では加算平均値）を用いて規格化し、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出では、不変の要素が感度補正された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量（実施例では加算平均値）を、ステップＳ４の規格化で規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算データ（本実施例では加算平均値）で除算する部分が従来と異なる点である。ステップＳ４の規格化では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データ（実施例では加算平均値）を用いて規格化することで、所定のパス間のバラツキが擬似的に補正される。
【００５８】
上述した図７を参照して具体的に説明すると、従来においても検出器“１”のパス上の同時計数は、値のバラツキが比較的に小さく、また全体の平均値に近い値であるので、感度ε１は問題とならない。しかし、検出器“２”は極端な感度差の検出器“４”の影響を受けてパス上の平均値が高めに計算されるので、感度ε２は計数を低めに抑えようとする値になる。その結果、感度補正不足になる。これに対して、本実施例の場合には、左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１に関する検出器固有感度をステップＳ５で求める段階で、先のステップＳ４で右下がりの傾き成分Ｅｆｆ１のバラツキが規格化によって擬似的に補正されている状態となっているので、左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１は右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２の感度のバラツキの影響（特に検出器“３”、“４”）を受けることなく、感度ε１、ε２を求めることができる。その結果、感度補正不足が改善され、均一性が保たれる。右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２についても同様である。
【００５９】
このように補正された、すなわち規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算データ（実施例では加算平均値）を用いて、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出で除算を行うことで、別の所定のパスが前者のパスの感度のバラツキの影響を受けることなく変動の要素である検出器固有感度を精度よく求めることができる。その結果、ステップＳ６の感度補正係数の導出で感度補正係数を精度よく求めることができ、γ線検出器３の感度の影響を受けずに精度よく補正を行うことができる。
【００６０】
本実施例では、統計量として加算平均値を例に採って説明している。つまり、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出では、ステップＳ３の投影データの導出で求められた同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の加算平均値を、ステップＳ４の規格化で規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算データ（本実施例では加算平均値）で除算することになる。
【００６１】
なお、ステップＳ１の円筒ファントムの同時計数、ステップＳ３の投影データ導出、ステップＳ４の規格化、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出、ステップＳ６の感度補正係数の導出、ステップＳ７の被検体の同時計数およびステップＳ８の感度補正を所定期間で繰り返し行うのが好ましい。経年的に変化しない不変の要素については、検出器ゲイン調整直後など検出器の感度ムラが少ない理想的な状態で、ステップＳ２のライン線源の同時計数を一回のみ行えばよく、経年的に変化する変動の要素である検出器固有感度についてのみ、ステップＳ１の円筒ファントムの同時計数、ステップＳ３の投影データ導出、ステップ１０の不変の要素のみの感度補正、ステップＳ４の規格化、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出、ステップＳ６の感度補正係数の導出、ステップＳ７の被検体の同時計数およびステップＳ８の感度補正を繰り返し行って更新する。従来のdirect法における同時計数測定よりも、変動の要素を求める同時計数測定の方が短時間測定ですむので、従来と比較すると簡便になる。また、不変の要素は理想的な検出器状態で測定された際の補正値を使用し、経年的に変化する変動の要素である検出器固有感度についてのみ繰り返し更新するので、不変の要素は常に安定した補正値を適用しつつ、検出器固有感度に的確に対応した状態で補正が行われ、補正が効果的となる。したがって、従来と比較すると簡便かつ効果的である。
【００６２】
ステップＳ４の規格化において、所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定して、右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有した所定のパスＰにある各画素値を、その右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有した各々のパスＰ全体の加算平均値でそれぞれ除算することで規格化した後に、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出において、別の所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定し、左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有した別の所定のパスＰにある画素値の加算平均値を、ステップＳ４で規格化された投影データ上の全体領域の加算データで除算してもよい。逆に、ステップＳ４の規格化において、所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定して、左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有した所定のパスＰにある各画素値を、その左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有した各々のパスＰ全体の加算平均値でそれぞれ除算することで規格化した後に、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出において、別の所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定し、右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有した別の所定のパスＰにある画素値の加算平均値を、ステップＳ４で規格化された投影データ上の全体領域の加算データで除算してもよい。
【００６３】
このように、本実施例の場合には、ステップＳ４で所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定した後に、ステップＳ５で別の所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定してもよいし、ステップＳ４で所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定した後に、ステップＳ５で別の所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定してもよい。したがって、指定して補正する順番（Ｅｆｆ２→Ｅｆｆ１、あるいはＥｆｆ１→Ｅｆｆ２）は任意でよく、極端な感度差を有する検出器の場所や数に依存せずに、固有検出器感度を適切に求めることができる。なお、従来の手法では、極端な感度差を有する検出器の場所や数に依存して、指定して補正する順番が変わるので、予め順番を決定する必要がある。また、従来の手法では、両方の成分に極端な感度差が含まれている場合には、順番をいくら変えても本実施例のような効果を得ることはできない。
【００６４】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００６５】
（１）上述した実施例では、ＰＥＴ装置を例に採って説明したが、この発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して断層画像を得る断層撮影装置であれば、ＰＥＴ装置に限定されずに適用することができる。
【００６６】
（２）上述した実施例では、シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂから構成されるγ線検出器３が静止したままでγ線を検出する静止型であったが、シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂが被検体Ｍの周りを回転しながらγ線を検出する回転型でもよい。
【００６７】
（３）上述した実施例では、吸収補正を行うために被検体の近傍に外部線源を備えた装置にも適用することができる。すなわち、被検体Ｍに投与する放射性薬剤、すなわち放射性同位元素（ＲＩ）と同種の放射線を外部線源から照射して、吸収補正データ（トランスミッションデータ）を求めて、この吸収補正データを用いて吸収補正を行う前に、感度補正を行うことも可能である。
【００６８】
（４）この発明は、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とを備えたＰＥＴ−ＣＴのように、断層撮影装置と他の撮影装置（その他に核磁気共鳴装置 (MRI: Magnetic Resonance Imaging)など）とを組み合わせた装置にも適用することができる。
【００６９】
（５）上述した実施例では、この発明における放射線検出器群は、多角形のリング（図３（ｂ）を参照）からなるγ線検出器３であったが、図８（ａ）に示す円形状のリングからなるγ線検出器３であってもよいし、図８（ｂ）に示す四角形のリングからなるγ線検出器３であってもよいし、図８（ｃ）に示す三角形のリングからなるγ線検出器３であってもよい。また、必ずしもリングである必要はなく、図９（ａ）あるいは図９（ｂ）に示す互いに対向したγ線検出器３であってもよい。
【００７０】
（６）上述した実施例では、統計量として加算平均値を例に採って説明したが、加算平均値以外の加算データとして加算値（ここでは計数和）でもよい。なお、統計量は加算値あるいは加算平均値に代表される加算データに限定されず、中央値（メディアン）やヒストグラムでの最も頻度の高い値であってもよい。
【００７１】
（７）上述した実施例では、規格化する際に用いられる加算データとして加算平均値を例に採って説明したが、上述した変形例（６）と同様に、加算値（ここでは計数和）でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】実施例１に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図である。
【図２】補正元データの作成処理、およびγ線同時計数処理プログラムによる同時計数処理の一連の流れを示したフローチャートである。
【図３】ＬＯＲの定義を検出器で示した模式図であり、（ａ）は同時計数する検出器リング対から見た図、（ｂ）はリング内検出器対から見た図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、各々の不変の要素をそれぞれ求める説明に供する模式図である。
【図５】円筒ファントムを同時計数収集した場合の投影データの模式図である。
【図６】傾き成分を有したパスを併せて図示した投影データの模式図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、感度が極端に異なる検出器のパスが存在したときの投影データの模式図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、変形例に係る検出器の概略図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る検出器の概略図である。
【図１０】ファンサム法における計数の説明に供する検出器の模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
３ … γ線検出器
５ … コントローラ
１０ … 再構成部
ＮＣｕｉｖｊ … 感度補正係数
εｕｉ，εｖｊ … 検出器固有感度
ｄｕｖｒｋ … 結晶干渉因子
ｆｕｖ … リングペア感度
ｂｕｖｋ … ブロック形状因子
ｇｕｖｒ … 動径方向幾何学因子
Ｐ … パス
Ｍ … 被検体
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して得られたデータに対して一連の演算処理を行う放射線同時計数処理方法および断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置は、陽子（Positron）、すなわちポジトロンの消滅によって発生する複数本のγ線を検出して複数個の検出器でγ線を同時に検出したときのみ被検体の断層画像を再構成するように構成されている。
【０００３】
このＰＥＴ装置では、放射性薬剤を被検体に投与した後、対象組織における薬剤蓄積の過程を経時的に測定することで、様々な生体機能の定量測定が可能である。したがって、ＰＥＴ装置によって得られる断層画像は機能情報を有する。
【０００４】
ところで、γ線を同時に検出する、すなわちγ線を同時計数する技術では、γ線を２次元的に検出する２Ｄ−ＰＥＴの他に、近年ではγ線を３次元的に検出する３Ｄ−ＰＥＴが用いられている。かかる３Ｄ−ＰＥＴでは、被検体の近傍に各検出器を大立体角にそれぞれ配設することでγ線の検出効率を高め、検出器の感度を飛躍的に向上させることができる。
【０００５】
γ線を同時計数するには同時計数回路に各γ線を入力して、入力されたγ線の時間差が所定のタイムウィンドウ内に収まっているか否かで判断される。実際の同時計数回路では、４ｎｓ〜２０ｎｓ（ｎｓ＝１０−９ｓ）という非常に短いタイムウィンドウ内に検出されたγ線を「同時」とみなしている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
ＰＥＴの定量性の維持、画質の維持のためには、検出器の感度を補正（すなわちノーマライズ）することが必須である。ＰＥＴにおけるノーマライズは、同時計数する対向した２つの検出器を結ぶ仮想上の直線である同時計数LOR(Line Of Response)ごとの計数のバラツキをなくすことが目的であるので、従来では全てのLOR間の線源量が等しくなるような条件下でデータ収集を行い、得られた計数分布の逆数を各ＬＯＲのノーマライズ係数（感度補正係数）とするdirect法が用いられている。しかし、direct法では全てのLORごとのデータを保存する必要があるので、検出器の数の二乗に比例したデータサイズとなる。ＰＥＴ装置の撮像視野の拡張・高分解能化に伴い、上述したような３Ｄ−ＰＥＴを採用するなどのように検出器の数が増加するので、より少ないデータサイズの補正因子を持つことが求められる。
【０００７】
そこで、ノーマライズ係数（感度補正係数）がいくつかの積に分けられる性質を利用して、装置や検出器の幾何条件などから決まる不変な要素（経年的に変化しない要素）を用い、経年的に変動する可能性のある要素（経年的に変化する変動の要素）のみを定期的に更新する手法が用いられている。この手法は「要素別感度補正法」と呼ばれている（例えば、非特許文献１、２参照）。
【０００８】
この要素別感度補正法では、図３（ａ）に示すように、同時計数する検出器リング対を（ｕ，ｖ）、図３（ｂ）に示すように、同時計数するリング内検出器対を（ｉ，ｊ）としたときに、感度補正係数ＮＣｕｉｖｊを下記（１）式のような要素に分解する。
【０００９】
ＮＣｕｉｖｊ＝εｕｉ×εｖｊ×ｂｕｖｋ×ｄｕｖｒｋ×ｇｕｖｒ×ｆｕｖ …（１）
ただし、上記（１）中のεｕｉ，εｖｊは検出器固有感度、ｄｕｖｒｋは結晶干渉因子、ｆｕｖはリングペア感度、ｂｕｖｋはブロック形状因子、ｇｕｖｒは動径方向幾何学因子、ｋはブロック内の結晶相対位置、ｒは動径方向位置である。
【００１０】
これらの要素のうち、ｇｕｖｒ，ｄｕｖｒｋなどは幾何学的に決まる要素であり、ｆｕｖも経年的に変化しない要素である。したがって、低散乱の均一線源で一度測定しておけばよい。検出器固有感度εｕｉ，εｖｊは、例えばフォトマルチプライヤ（光電子増倍管）のゲインなどの影響で経年的に変動する可能性のある要素であるので、所定期間で定期的に更新を行うためにその都度測定する。検出器固有感度εｕｉ，εｖｊについては、上述した非特許文献１のような「ファンサム(fan-sum)法」と呼ばれる手法で算出される。
【００１１】
ファンサム法は、円筒ファントムをモデルとして同時計数を行い、図１０に示すように、ある検出器ｄと対になる対向ファン検出器列との同時計数和（あるいは同時計数の加算平均値）を、全ての個々の検出器に対する対向ファン検出器列との平均的な同時計数和（あるいは加算平均値）で除算するなどして、検出器ｄの固有感度を求める。検出器dを全ての検出器について考慮することで、全ての検出器の固有感度を求める。これを同時計数投影データで行う場合、全ての検出器の固有感度は、図６に示すような２種類の傾き成分Ｅｆｆ１，Ｅｆｆ２を有したパスについて考慮することで得られる。
【００１２】
検出器固有感度のバラツキがランダムに存在しても、かかる算出法では、上述したように、経年的に変化しない要素については一度の測定のみで済み、経年的に変化する変動の要素である検出器固有感度についてのみ定期的に測定して更新すればよい。また従来のdirect法に比べ、変動の要素のみを求める同時計数測定は短時間ですむ。したがって、direct法と比較すると簡便かつ効果的である。
【特許文献１】特開２０００−２８７２７号公報
【特許文献２】特開平７−１１３８７３号公報
【非特許文献１】北村圭司、石川亮宏、山谷泰賀 “jPET-D4における要素別感度補正法の開発”、平成16年度次世代PET装置開発研究報告書、ｐ．４３−４８、[online]、独立行政法人 放射線医学総合研究所、インターネット< URL : http://www.nirs.go.jp/usr/medical-imaging/ja/study/jPET_D4_2005/p43_48.pdf>
【非特許文献２】Badawi RD, Lodge MA, Marsden PK: Algorithms for calculating detector efficiency normalization coefficients for true coincidences in 3D PET. Phys. Med. Biol. 43, 1998
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。すなわち、補正の精度が検出器の感度差の影響を受けてしまうという問題がある。感度が極端に異なる検出器が存在しない場合には、従来技術に示した算出法は簡便かつ効果的であるが、対向ファン検出器列内に感度が極端に異なる検出器が存在する場合には、検出器の感度の影響を受けてしまう。具体的には、その極端に異なる検出器を含むファンと含まないファンとではファンサムされた同時計数和（あるいは同時計数の加算平均値）に影響を及ぼし、求める検出器固有感度の精度が劣化し、結果として感度補正の過不足が生じてしまう。
【００１４】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、検出器の感度の影響を受けずに精度よく補正を行うことができる放射線同時計数処理方法および断層撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して得られたデータに対して演算処理を行う放射線同時計数処理方法であって、放射線検出器群を構成する複数の放射線検出器について、各々の放射線検出器の特性を示す感度補正係数を、経年的に変化しない不変の要素と、経年的に変化する変動の要素とに分解した場合に、（Ａ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、前記不変の要素を求める要素導出工程と、（Ｂ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、同時計数投影データを求める同時計数投影データ導出工程と、（Ｃ）前記（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化する規格化工程と、（Ｄ）前記（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を全体領域の加算データで除算する除算工程と、（Ｅ）前記（Ｄ）の除算工程で除算された値を前記変動の要素とし、その変動の要素と前記（Ａ）の要素導出工程で求められた不変の要素との積で前記感度補正係数を放射線検出器ごとに求める感度補正係数導出工程と、（Ｆ）前記（Ｅ）の感度補正係数導出工程で求められた各々の放射線検出器ごとの感度補正係数を用いて、対象となる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データを放射線検出器ごとに補正する補正工程とを備えることを特徴とするものである。
【００１６】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、（Ａ）の要素導出工程では、モデルとなる低散乱かつ均一な被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、経年的に変化しない不変の要素を求める。（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程では、モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、同時計数投影データを求め、（Ｃ）の規格化工程では、（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化する。（Ｄ）の除算工程では、（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を全体領域の加算データで除算する。（Ｅ）の感度補正係数導出工程では、（Ｄ）の除算工程で除算された値を経年的に変化する変動の要素とし、その変動の要素と（Ａ）の要素導出工程で求められた不変の要素との積で各々の放射線検出器の特性を示す感度補正係数を放射線検出器ごとに求める。
【００１７】
上述した（Ｃ）の規格化工程を除くとともに（Ｄ）の除算工程での除算する対象（規格化された同時計数投影データ）が従来と異なる部分を除けば、（Ａ）の要素導出工程、（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程、（Ｄ）の除算工程および（Ｅ）の感度補正係数導出工程は上述した従来の要素別感度補正法に相当する工程である。（Ｃ）の規格化工程を除くとともに（Ｄ）の除算工程での除算する対象（規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算データ）が従来と異なる部分を除けば、（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程、（Ｄ）の除算工程は上述した従来のファンサム法に相当する工程である。
【００１８】
つまり、（Ｃ）の規格化工程では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化し、（Ｄ）の除算工程では、（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を、全体領域の加算データで除算する部分が従来と異なる点である。（Ｃ）の規格化工程では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化することで、所定のパス間のバラツキが擬似的に補正される。その擬似的に補正された、すなわち規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算データを用いて、（Ｄ）の除算工程で除算を行うことで、別の所定のパスが前者のパスの感度のバラツキの影響を受けることなく変動の要素を精度よく求めることができる。その結果、（Ｅ）の感度補正係数導出工程で感度補正係数を精度よく求めることができ、検出器の感度の影響を受けずに精度よく補正を行うことができる。
【００１９】
上述した発明において、上述した統計量の一例は加算値あるいは加算平均値（すなわち相加平均値）である（請求項２に記載の発明）。つまり、（Ｄ）の除算工程では、（Ｃ）の規格化された同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の加算値あるいは加算平均値を、（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算データで除算することになる。なお、統計量は加算値あるいは加算平均値に代表される加算データに限定されず、中央値（メディアン）やヒストグラムでの最も頻度の高い値であってもよい。
【００２０】
また、上述したこれらの発明において、（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程、（Ｃ）の規格化工程、（Ｄ）の除算工程、（Ｅ）の感度補正係数導出工程および（Ｆ）の補正工程を所定期間で繰り返し行うのが好ましい（請求項３に記載の発明）。経年的に変化しない不変の要素については、感度ムラが少ない状態で一回のみ同時計数測定を行えばよく、経年的に変化する変動の要素についてのみ、（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程、（Ｃ）の規格化工程、（Ｄ）の除算工程、（Ｅ）の感度補正係数導出工程および（Ｆ）の補正工程を繰り返し行って更新する。このように不変の要素については理想的な検出器状態(感度ムラが少ない状態)で行った一回の同時計数測定データを用いるので、従来のdirect法よりも幾何学的要素に関わる補正の精度が安定する。また、経年的に変化する変動の要素については定期的な同時計数データおよび不変の要素に基づいて更新するので、経年的に変化する変動の要素に的確に対応した状態で補正が行われ、補正が効果的となる。したがって、従来と比較すると簡便かつ効果的である。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して断層画像を得る断層撮影装置であって、（ａ）複数の放射線検出器から構成された放射線検出器群と、（ｂ）各々の放射線検出器の特性を示す感度補正係数を、経年的に変化しない不変の要素と、経年的に変化する変動の要素とに分解した場合に、（Ａ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、前記不変の要素を求める要素導出工程と、（Ｂ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、同時計数投影データを求める同時計数投影データ導出工程と、（Ｃ）前記（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化する規格化工程と、（Ｄ）前記（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を、全体領域の加算データで除算する除算工程と、（Ｅ）前記（Ｄ）の除算工程で除算された値を前記変動の要素とし、その変動の要素と前記（Ａ）の要素導出工程で求められた不変の要素との積で前記感度補正係数を放射線検出器ごとに求める感度補正係数導出工程と、（Ｆ）前記（Ｅ）の感度補正係数導出工程で求められた各々の放射線検出器ごとの感度補正係数を用いて、対象となる被検体から発生した放射線を同時計数されて得られた出力データを放射線検出器ごとに補正する一連の演算処理を行う演算手段と、（ｃ）その演算処理で補正された出力データに基づいて画像処理を行って断層画像を出力する画像処理手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２２】
［作用・効果］請求項４に記載の発明によれば、（Ａ）の要素導出工程、（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程、（Ｃ）の規格化工程、（Ｄ）の除算工程、（Ｅ）の感度補正係数導出工程および（Ｆ）の補正工程の一連の演算処理を行う演算手段を備えている。その演算処理のうち、（Ｃ）の規格化工程では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化し、（Ｄ）の除算工程では、（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を、全体領域の加算データで除算することで、検出器の感度の影響を受けずに精度よく補正を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明に係る放射線同時計数処理方法および断層撮影装置によれば、（Ｃ）の規格化工程では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化し、（Ｄ）の除算工程では、（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を、全体領域の加算データで除算することで、検出器の極端な感度差があっても、その影響を受けずに精度よく補正を行うことができる。
【実施例】
【００２４】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例１に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図である。
【００２５】
本実施例に係るＰＥＴ装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１を備えている。この天板１は、上下に昇降移動、被検体Ｍの体軸Ｚに沿って平行移動するように構成されている。このように構成することで、天板１に載置された被検体Ｍは、後述するガントリ２の開口部２ａを通って、頭部から順に腹部、足部へと走査されて、被検体Ｍの投影データや断層画像といった診断データを得る。なお、走査される部位や各部位の走査順序については特に限定されない。
【００２６】
天板１の他に、本実施例装置は、開口部２ａを有したガントリ２と、互いに近接配置された複数個のシンチレータブロック３ａと複数個のフォトマルチプライヤ３ｂとを備えている。シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂは、被検体Ｍの体軸Ｚ周りを取り囲むようにしてリング状に配置されており、ガントリ２内に埋設されている。フォトマルチプライヤ３ｂは、シンチレータブロック３ａよりも外側に配設されている。
【００２７】
シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂからなるγ線検出器３の具体的な配置としては、例えば、被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向にはγ線検出器３が１６個並び、被検体Ｍを囲むγ線検出器３が多角形のリング（図３（ｂ）を参照）からなる場合において多角形の各辺にγ線検出器３が２４個並ぶ形態が挙げられる。なお、被検体Ｍを囲むγ線検出器３の径によってγ線検出器３が並ぶ個数は１６個に限定されないし、被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向にγ線検出器３が並ぶ個数も１６個に限定されない。なお、γ線検出器３の構造上、各γ線検出器３については、被検体Ｍを挟んで互いに対向する必要はない。また、本実施例では、シンチレータブロック３ａが、シンチレータ層を多層に積層してコンプトン散乱が起きやすくなるように構成されている。また、このγ線検出器３は、３次元（ＤＯＩ）検出器である。シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂからなるγ線検出器３は、この発明における放射線検出器群に相当する。
【００２８】
その他にも、本実施例装置は、天板駆動部４とコントローラ５とメモリ部６と入力部７と出力部８と同時計数回路９と再構成部１０とを備えている。天板駆動部４は、天板１の上述した移動を行うように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。
【００２９】
コントローラ５は、本実施例装置を構成する各部分を統括制御する。コントローラ５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。なお、本実施例では、コントローラ５は、図２に示すγ線同時計数処理に係る演算処理を実行する機能を備えている。また、γ線同時計数処理を実行する場合には、メモリ部６の後述するγ線同時計数処理プログラム６ａを読み出すことで行われる。したがって、コントローラ５は、この発明における演算手段に相当する。
【００３０】
メモリ部６は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体で構成されている。本実施例では、同時計数回路９や再構成部１０で処理されたデータについてはＲＡＭに書き込んで記憶し、必要に応じてＲＡＭから読み出す。特に、本実施例では、一連のγ線同時計数処理に含まれる補正処理に用いられる補正元データ（検出器固有感度εｕｉ，εｖｊ、結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度、ｆｕｖ、ブロック形状因子ｂｕｖｋ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒ、感度補正係数ＮＣｕｉｖｊなど）についてはメモリ部６の補正元データメモリ部６ｂに書き込んで記憶し、補正時に補正元データメモリ部６ｂから読み出す。ＲＯＭには、γ線同時計数処理プログラム６ａを予め記憶している。補正元データの具体的な作成方法やγ線同時計数処理プログラム６ａの具体的な処理については、図２のフローチャートで後述するとともに、補正元データの内容については、図３〜図７の模式図で後述する。
【００３１】
入力部７は、オペレータが入力したデータや命令をコントローラ５に送り込む。入力部７は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。出力部８はモニタなどに代表される表示部やプリンタなどで構成されている。
【００３２】
再構成部１０は、例えば上述したメモリ部６などに代表される記憶媒体のＲＯＭに記憶されたプログラムあるいは入力部７で入力された命令をコントローラ５が実行することで実現される。再構成部１０は、この発明における画像処理手段に相当する。
【００３３】
放射性薬剤、すなわち放射性同位元素（ＲＩ）が投与された被検体Ｍから発生したγ線をシンチレータブロック３ａが光に変換して、変換されたその光をフォトマルチプライヤ３ｂが光電変換して電気信号に出力する。その電気信号を画像情報（画素）として同時計数回路９に送り込む。
【００３４】
具体的には、被検体Ｍに放射性薬剤を投与すると、ポジトロン放出型のＲＩのポジトロンが消滅することにより、２本のγ線が発生する。同時計数回路９は、シンチレータブロック３ａの位置とγ線の入射タイミングとをチェックし、被検体Ｍを挟んで互いに対向位置にある２つのシンチレータブロック３ａでγ線が同時に入射したと判定されたときのみ、送り込まれた計数情報を同時計数データとする。一方のシンチレータブロック３ａのみにγ線が入射したときには、同時計数回路９は、ノイズと判定してそれを棄却する。
【００３５】
同時計数回路９に送り込まれた画像情報を投影データとして、再構成部１０に送り込む。再構成部１０がその投影データを再構成して、被検体Ｍの断層画像を求める。断層画像を、コントローラ５を介して出力部９に送り込む。このようにして、再構成部１０で得られた断層画像に基づいて核医学診断を行う。
【００３６】
補正元データの具体的な作成方法やγ線同時計数処理プログラム６ａの具体的な処理について、図２のフローチャートを参照して説明するとともに、補正元データの内容については、図３〜図７の模式図を参照して説明する。図２は、補正元データの作成処理、およびγ線同時計数処理プログラム６ａによる同時計数処理の一連の流れを示したフローチャートである。また、図３は、ＬＯＲの定義を検出器で示した模式図であり、図４は、各々の不変の要素をそれぞれ求める説明に供する模式図であり、図５は、円筒ファントムを同時計数収集した場合の投影データの模式図であり、図６は、傾き成分を有したパスを併せて図示した投影データの模式図であり、図７は、感度が極端に異なる検出器のパスが存在したときの投影データの模式図である。なお、図３では、フォトマルチプライヤ３ｂの図示を省略する。
【００３７】
（ステップＳ１）円筒ファントムの同時計数
図３に示すように、円筒ファントムをモデルとした被検体Ｍから発生したγ線が、被検体Ｍを挟んで互いに対向位置にある２つのシンチレータブロック３ａで同時に入射したときのみ、同時計数回路９がγ線を同時計数する。図３（ａ）は同時計数する検出器リング対から見た図であり、図３（ｂ）はリング内検出器対から見た図である。図３（ａ）に示すように、同時計数する検出器リング対を（ｕ，ｖ）、図３（ｂ）に示すように、同時計数するリング内検出器対を（ｉ，ｊ）とする。
【００３８】
（ステップＳ２）ライン線源の同時計数
検出器リング内を回転するライン線源から発生したγ線が、被検体Ｍを挟んで互いに対向位置にある２つのシンチレータブロック３ａで同時に入射したときのみ、同時計数回路９がγ線を同時計数する。この計数データから、後述のステップ３により投影データを導出する。
【００３９】
（ステップＳ３´）不変の要素の導出
ライン線源同時計数データにおいて、同時計数回路９に送り込まれた計数情報に基づいて、結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度ｆｕｖ、ブロック形状因子ｂｕｖｋ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒといった経年的に変化しない不変の要素を求める。これらの要素は幾何学的に決まる要素であるので経年的に変化しない。
【００４０】
動径方向幾何学因子ｇｕｖｒについては、図４（ａ）に示すように、投影データの全投影角度について加算し、横軸にリングの径方向をとるとともに、縦軸に計数値をとって計数の一次元分布を求め、その分布をキャンセルする逆数を動径方向幾何学因子ｇｕｖｒとすることで求められる。結晶干渉因子ｄｕｖｒｋについては、動径方向幾何学因子で補正された投影データにおいて、リングの径方向の結晶並びが一致する投影角度毎に投影データを加算し、横軸にリングの径方向をとるとともに、縦軸に計数値をとって計数の一次元分布を求め、その分布をキャンセルする逆数を結晶干渉因子ｄｕｖｒｋとすることで求められる。投影角ごとの結晶並びの違いは、図４（ｂ）に示すような検出器ブロック間等に生じる抜けなどに起因する。なお、各辺単位での動径方向幾何学因子ｇｕｖｒと相違して、結晶干渉因子ｄｕｖｒｋについては各辺単位よりも細かい各ブロック単位で考慮されるので、ブロック内の結晶相対位置ｋも変数として加えられる。ブロック形状因子ｂｕｖｋについては、動径方向幾何学因子、結晶干渉因子が補正された投影データにおいて、各ブロック単位での計数分布に基づいて得ることができる。しかし、計数率や散乱線の割合などによって変動する特性もあるので、変動の因子に分類される場合もある。リングペア感度ｆｕｖについては、動径方向幾何学因子、結晶干渉因子、ブロック形状因子が補正された投影データにおいて、図３（ａ）に示す検出器リング対間を結ぶＬＯＲを考慮した計数分布に基づいて得られる。
【００４１】
これらの結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度ｆｕｖ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒを、後述するステップＳ８での感度補正を行うための補正元データとして、コントローラ５を介して、メモリ部６の補正元データメモリ部６ｂに書き込んで記憶する。結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度ｆｕｖ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒは、この発明における不変の要素に相当する。また、このステップＳ３´は、この発明における（Ａ）の要素導出工程に相当する。
【００４２】
（ステップＳ３）投影データ導出
ステップＳ３´と並行して、同時計数回路９に送り込まれた計数情報を投影データとする。具体的には、図５に示すように、縦軸をγ線の照射方向θとし、横軸を被検体Ｍの体軸Ｚに直交する面方向（すなわち径方向）とした投影データを作成する。
【００４３】
（ステップＳ３´´）不変の要素のみ感度補正
ステップＳ３で求められた投影データに対し、ステップ２で求めた不変の要素のみを考慮した感度補正を適用し、不変の要素が感度補正された投影データを作成する。
【００４４】
（ステップＳ４）規格化
ステップＳ３´´で求められた投影データ上の円筒ファントムに相当する部分を、図５ではＣＭで図示するとともに、パスを、図５ではＰで図示する。なお、投影データ上の円筒ファントムに相当する部分ＣＭは、「ファン領域」とも呼ばれる。この投影データも補正元データとして、コントローラ５を介して、メモリ部６の補正元データメモリ部６ｂに書き込んで記憶する。投影データは、この発明における同時計数投影データに相当する。また、上述したステップＳ３は、この発明における（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程に相当する。
【００４５】
所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データ（本実施例では加算平均値）を用いて規格化する。具体的には、図６に示すように、パスＰは、図からみて左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１、および右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２からなる。先ず、所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定し、次に所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定する。そして、先ず、最初に指定された右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有した所定のパスＰにある各画素値を、その右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有した各々のパスＰ全体の加算平均値（すなわち相加平均値）でそれぞれ除算することで規格化する。次に後で指定された左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有した所定のパスＰにある各画素値を、その左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有した各々のパスＰ全体の加算平均値（すなわち相加平均値）でそれぞれ除算することで規格化する。この規格化されたデータも補正元データとして、コントローラ５を介して、メモリ部６の補正元データメモリ部６ｂに書き込んで記憶する。このステップＳ４は、この発明における（Ｃ）の規格化工程に相当する。
【００４６】
（ステップＳ５）除算／検出器固有感度の導出
ステップＳ３´´で求められた投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量（実施例では加算平均値）を、ステップＳ４で規格化された投影データ上の全体領域の加算データ（本実施例では加算平均値）で除算する。具体的には、ステップＳ４で所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定した場合には、ステップＳ５で別の所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定し、ステップＳ４で所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定した場合には、ステップＳ５で別の所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定する。そして、ステップＳ４で所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定した場合には、左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有した別の所定のパスＰにある画素値の加算平均値（すなわち相加平均値）を、ステップＳ４で規格化された投影データ上の全体領域の加算データ（本実施例では加算平均値）で除算する。また、ステップＳ４で所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定した場合には、右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有した別の所定のパスＰにある画素値の加算平均値（すなわち相加平均値）を、ステップＳ４で規格化された投影データ上の全体領域の加算データ（本実施例では加算平均値）で除算する。
【００４７】
このように除算された値を検出器固有感度εｕｉ，εｖｊとして、この検出器固有感度εｕｉ，εｖｊも補正元データとして求め、コントローラ５を介して、メモリ部６の補正元データメモリ部６ｂに書き込んで記憶する。
【００４８】
例えば、図７（ａ）に示すように、極端な感度差の検出器のパスをＰ１で図示する。また、図７（ｂ）に示すように、左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１のうち、感度ムラの小さいパスで計算される検出器“１”の感度をε１とし、極端な感度差の検出器のパスＰ１を交差したパスで計算される検出器“２”の感度をε２とする。また、図７（ｂ）に示すように、右下がりの傾き成分Ｅｆｆ１のうち、感度ムラの小さいパスで計算される検出器“３”の感度をε１とし、極端な感度差の検出器のパスＰ１で計算される検出器“４”の感度をε４とする。
【００４９】
検出器固有感度εｕｉ，εｖｊは、この発明における変動の要素に相当する。すなわち、検出器固有感度εｕｉ，εｖｊは、例えばフォトマルチプライヤのゲインなどの影響で経年的に変動する可能性のある要素であるので、所定期間で定期的に更新を行うためにその都度測定する。このステップＳ４は、この発明における（Ｄ）の除算工程に相当する。
【００５０】
（ステップＳ６）感度補正係数の導出
ステップＳ５で求められた検出器固有感度εｕｉ，εｖｊとステップＳ３´で求められた結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度、ｆｕｖ、ブロック形状因子ｂｕｖｋ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒとの積で感度補正係数ＮＣｕｉｖｊをγ線検出器３ごとに求める。具体的には、検出器固有感度εｕｉ，εｖｊと、結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度、ｆｕｖ、ブロック形状因子ｂｕｖｋ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒとを上記（１）式に代入することで感度補正係数ＮＣｕｉｖｊを求める。この動径方向幾何学因子ｇｕｖｒも補正元データとして、コントローラ５を介して、メモリ部６の補正元データメモリ部６ｂに書き込んで記憶する。このステップＳ６は、この発明における（Ｅ）の感度補正係数導出工程に相当する。
【００５１】
（ステップＳ７）被検体の同時計数
対象となる被検体Ｍから発生したγ線が、被検体Ｍを挟んで互いに対向位置にある２つのシンチレータブロック３ａで同時に入射したときのみ、同時計数回路９がγ線を同時計数する。
【００５２】
（ステップＳ８）感度補正
ステップＳ６で求められた各々のγ線検出器３ごとの感度補正係数ＮＣｕｉｖｊをメモリ部６の補正元データメモリ部６ｂから読み出して用いて、同時計数回路９から出力された同時計数データを、検出器対３ごとに補正する。この補正されたデータを投影データとして、再構成部１０に送り込み、再構成部１０がその投影データを再構成して、被検体Ｍの断層画像を求めて、コントローラ５を介して出力部９に送り込む。このステップＳ８は、この発明における（Ｆ）の補正工程に相当する。
【００５３】
上述の構成を備えた本実施例１に係るＰＥＴ装置によれば、上述したステップＳ１〜Ｓ８の一連のγ線同時計数処理に係る演算処理を行うコントローラ５を備えている。ステップＳ２のライン線源の同時計数では、モデル（ここでは回転するライン線源）となる低散乱かつ均一な被検体Ｍから発生したγ線を同時計数し、ステップＳ３´の不変の要素の導出では、ステップＳ１の円筒ファントムの同時計数で同時計数された出力データ（画像情報）に基づいて、経年的に変化しない不変の要素として結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度ｆｕｖ、ブロック形状因子ｂｕｖｋ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒを求める。
【００５４】
ステップＳ３の投影データ導出では、ステップＳ１の円筒ファントムの同時計数で同時計数された出力データ（画像情報）に基づいて、同時計数投影データを求め、ステップＳ４の規格化では、ステップＳ３´´の不変の要素のみの感度補正で求められた、不変の要素の感度補正済みの同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データ（実施例では加算平均値）を用いて規格化する。
【００５５】
ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出では、ステップＳ３´´の不変の要素のみの感度補正で求められた同時計数投影データ（ここでは投影データ）上の別の所定のパスにある画素値の統計量（実施例では加算平均値）を、ステップＳ４の規格化で規格化された投影データ上の全体領域の加算データ（本実施例では加算平均値）で除算する。ステップＳ６の感度補正係数の導出では、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出で除算された値を経年的に変化する変動の要素（検出器固有感度εｕｉ，εｖｊ）とし、その変動の要素である検出器固有感度εｕｉ，εｖｊとステップＳ３´の不変の要素の導出で求められた結晶干渉因子ｄｕｖｒｋ、リングペア感度、ｆｕｖ、ブロック形状因子ｂｕｖｋ、動径方向幾何学因子ｇｕｖｒとの積で各々のγ線検出器３の特性を示す感度補正係数ＮＣｕｉｖｊをγ線検出器３ごとに求める。
【００５６】
上述したステップＳ４の規格化を除くとともにステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出での除算する対象（規格化された投影データ上の全体領域の加算データ）が従来と異なる部分を除けば、ステップＳ１の円筒ファントムの同時計数、ステップＳ３´の不変の要素の導出、ステップＳ３の投影データの導出、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出、ステップＳ６の感度補正係数の導出、ステップ９のライン線源の同時計数およびステップ１０の不変の要素のみの感度補正は上述した従来の要素別感度補正法に相当する工程である。ステップＳ４の規格化を除くとともにステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出での除算する対象（規格化された投影データ上の全体領域の加算データ）が従来と異なる部分を除けば、ステップＳ３の投影データ導出、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出は上述した従来のファンサム法に相当する工程である。
【００５７】
つまり、ステップＳ４の規格化では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データ（実施例では加算平均値）を用いて規格化し、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出では、不変の要素が感度補正された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量（実施例では加算平均値）を、ステップＳ４の規格化で規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算データ（本実施例では加算平均値）で除算する部分が従来と異なる点である。ステップＳ４の規格化では、同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データ（実施例では加算平均値）を用いて規格化することで、所定のパス間のバラツキが擬似的に補正される。
【００５８】
上述した図７を参照して具体的に説明すると、従来においても検出器“１”のパス上の同時計数は、値のバラツキが比較的に小さく、また全体の平均値に近い値であるので、感度ε１は問題とならない。しかし、検出器“２”は極端な感度差の検出器“４”の影響を受けてパス上の平均値が高めに計算されるので、感度ε２は計数を低めに抑えようとする値になる。その結果、感度補正不足になる。これに対して、本実施例の場合には、左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１に関する検出器固有感度をステップＳ５で求める段階で、先のステップＳ４で右下がりの傾き成分Ｅｆｆ１のバラツキが規格化によって擬似的に補正されている状態となっているので、左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１は右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２の感度のバラツキの影響（特に検出器“３”、“４”）を受けることなく、感度ε１、ε２を求めることができる。その結果、感度補正不足が改善され、均一性が保たれる。右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２についても同様である。
【００５９】
このように補正された、すなわち規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算データ（実施例では加算平均値）を用いて、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出で除算を行うことで、別の所定のパスが前者のパスの感度のバラツキの影響を受けることなく変動の要素である検出器固有感度を精度よく求めることができる。その結果、ステップＳ６の感度補正係数の導出で感度補正係数を精度よく求めることができ、γ線検出器３の感度の影響を受けずに精度よく補正を行うことができる。
【００６０】
本実施例では、統計量として加算平均値を例に採って説明している。つまり、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出では、ステップＳ３の投影データの導出で求められた同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の加算平均値を、ステップＳ４の規格化で規格化された同時計数投影データ上の全体領域の加算データ（本実施例では加算平均値）で除算することになる。
【００６１】
なお、ステップＳ１の円筒ファントムの同時計数、ステップＳ３の投影データ導出、ステップＳ４の規格化、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出、ステップＳ６の感度補正係数の導出、ステップＳ７の被検体の同時計数およびステップＳ８の感度補正を所定期間で繰り返し行うのが好ましい。経年的に変化しない不変の要素については、検出器ゲイン調整直後など検出器の感度ムラが少ない理想的な状態で、ステップＳ２のライン線源の同時計数を一回のみ行えばよく、経年的に変化する変動の要素である検出器固有感度についてのみ、ステップＳ１の円筒ファントムの同時計数、ステップＳ３の投影データ導出、ステップ１０の不変の要素のみの感度補正、ステップＳ４の規格化、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出、ステップＳ６の感度補正係数の導出、ステップＳ７の被検体の同時計数およびステップＳ８の感度補正を繰り返し行って更新する。従来のdirect法における同時計数測定よりも、変動の要素を求める同時計数測定の方が短時間測定ですむので、従来と比較すると簡便になる。また、不変の要素は理想的な検出器状態で測定された際の補正値を使用し、経年的に変化する変動の要素である検出器固有感度についてのみ繰り返し更新するので、不変の要素は常に安定した補正値を適用しつつ、検出器固有感度に的確に対応した状態で補正が行われ、補正が効果的となる。したがって、従来と比較すると簡便かつ効果的である。
【００６２】
ステップＳ４の規格化において、所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定して、右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有した所定のパスＰにある各画素値を、その右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有した各々のパスＰ全体の加算平均値でそれぞれ除算することで規格化した後に、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出において、別の所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定し、左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有した別の所定のパスＰにある画素値の加算平均値を、ステップＳ４で規格化された投影データ上の全体領域の加算データで除算してもよい。逆に、ステップＳ４の規格化において、所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定して、左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有した所定のパスＰにある各画素値を、その左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有した各々のパスＰ全体の加算平均値でそれぞれ除算することで規格化した後に、ステップＳ５の除算／検出器固有感度の導出において、別の所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定し、右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有した別の所定のパスＰにある画素値の加算平均値を、ステップＳ４で規格化された投影データ上の全体領域の加算データで除算してもよい。
【００６３】
このように、本実施例の場合には、ステップＳ４で所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定した後に、ステップＳ５で別の所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定してもよいし、ステップＳ４で所定のパスとして左下がりの傾き成分Ｅｆｆ１を有したパスＰを指定した後に、ステップＳ５で別の所定のパスとして右下がりの傾き成分Ｅｆｆ２を有したパスＰを指定してもよい。したがって、指定して補正する順番（Ｅｆｆ２→Ｅｆｆ１、あるいはＥｆｆ１→Ｅｆｆ２）は任意でよく、極端な感度差を有する検出器の場所や数に依存せずに、固有検出器感度を適切に求めることができる。なお、従来の手法では、極端な感度差を有する検出器の場所や数に依存して、指定して補正する順番が変わるので、予め順番を決定する必要がある。また、従来の手法では、両方の成分に極端な感度差が含まれている場合には、順番をいくら変えても本実施例のような効果を得ることはできない。
【００６４】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００６５】
（１）上述した実施例では、ＰＥＴ装置を例に採って説明したが、この発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して断層画像を得る断層撮影装置であれば、ＰＥＴ装置に限定されずに適用することができる。
【００６６】
（２）上述した実施例では、シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂから構成されるγ線検出器３が静止したままでγ線を検出する静止型であったが、シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂが被検体Ｍの周りを回転しながらγ線を検出する回転型でもよい。
【００６７】
（３）上述した実施例では、吸収補正を行うために被検体の近傍に外部線源を備えた装置にも適用することができる。すなわち、被検体Ｍに投与する放射性薬剤、すなわち放射性同位元素（ＲＩ）と同種の放射線を外部線源から照射して、吸収補正データ（トランスミッションデータ）を求めて、この吸収補正データを用いて吸収補正を行う前に、感度補正を行うことも可能である。
【００６８】
（４）この発明は、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とを備えたＰＥＴ−ＣＴのように、断層撮影装置と他の撮影装置（その他に核磁気共鳴装置 (MRI: Magnetic Resonance Imaging)など）とを組み合わせた装置にも適用することができる。
【００６９】
（５）上述した実施例では、この発明における放射線検出器群は、多角形のリング（図３（ｂ）を参照）からなるγ線検出器３であったが、図８（ａ）に示す円形状のリングからなるγ線検出器３であってもよいし、図８（ｂ）に示す四角形のリングからなるγ線検出器３であってもよいし、図８（ｃ）に示す三角形のリングからなるγ線検出器３であってもよい。また、必ずしもリングである必要はなく、図９（ａ）あるいは図９（ｂ）に示す互いに対向したγ線検出器３であってもよい。
【００７０】
（６）上述した実施例では、統計量として加算平均値を例に採って説明したが、加算平均値以外の加算データとして加算値（ここでは計数和）でもよい。なお、統計量は加算値あるいは加算平均値に代表される加算データに限定されず、中央値（メディアン）やヒストグラムでの最も頻度の高い値であってもよい。
【００７１】
（７）上述した実施例では、規格化する際に用いられる加算データとして加算平均値を例に採って説明したが、上述した変形例（６）と同様に、加算値（ここでは計数和）でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】実施例１に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図である。
【図２】補正元データの作成処理、およびγ線同時計数処理プログラムによる同時計数処理の一連の流れを示したフローチャートである。
【図３】ＬＯＲの定義を検出器で示した模式図であり、（ａ）は同時計数する検出器リング対から見た図、（ｂ）はリング内検出器対から見た図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、各々の不変の要素をそれぞれ求める説明に供する模式図である。
【図５】円筒ファントムを同時計数収集した場合の投影データの模式図である。
【図６】傾き成分を有したパスを併せて図示した投影データの模式図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、感度が極端に異なる検出器のパスが存在したときの投影データの模式図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、変形例に係る検出器の概略図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る検出器の概略図である。
【図１０】ファンサム法における計数の説明に供する検出器の模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
３ … γ線検出器
５ … コントローラ
１０ … 再構成部
ＮＣｕｉｖｊ … 感度補正係数
εｕｉ，εｖｊ … 検出器固有感度
ｄｕｖｒｋ … 結晶干渉因子
ｆｕｖ … リングペア感度
ｂｕｖｋ … ブロック形状因子
ｇｕｖｒ … 動径方向幾何学因子
Ｐ … パス
Ｍ … 被検体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して得られたデータに対して演算処理を行う放射線同時計数処理方法であって、放射線検出器群を構成する複数の放射線検出器について、各々の放射線検出器の特性を示す感度補正係数を、経年的に変化しない不変の要素と、経年的に変化する変動の要素とに分解した場合に、（Ａ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、前記不変の要素を求める要素導出工程と、（Ｂ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、同時計数投影データを求める同時計数投影データ導出工程と、（Ｃ）前記（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化する規格化工程と、（Ｄ）前記（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を全体領域の加算データで除算する除算工程と、（Ｅ）前記（Ｄ）の除算工程で除算された値を前記変動の要素とし、その変動の要素と前記（Ａ）の要素導出工程で求められた不変の要素との積で前記感度補正係数を放射線検出器ごとに求める感度補正係数導出工程と、（Ｆ）前記（Ｅ）の感度補正係数導出工程で求められた各々の放射線検出器ごとの感度補正係数を用いて、対象となる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データを放射線検出器ごとに補正する補正工程とを備えることを特徴とする放射線同時計数処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線同時計数処理方法において、前記統計量は加算値あるいは加算平均値であって、前記（Ｄ）の除算工程では、前記（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の加算値あるいは加算平均値を、全体領域の加算データで除算することを特徴とする放射線同時計数処理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放射線同時計数処理方法において、前記（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程、（Ｃ）の規格化工程、（Ｄ）の除算工程、（Ｅ）の感度補正係数導出工程および（Ｆ）の補正工程を所定期間で繰り返し行うことを特徴とする放射線同時計数処理方法。
【請求項４】
放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して断層画像を得る断層撮影装置であって、（ａ）複数の放射線検出器から構成された放射線検出器群と、（ｂ）各々の放射線検出器の特性を示す感度補正係数を、経年的に変化しない不変の要素と、経年的に変化する変動の要素とに分解した場合に、（Ａ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、前記不変の要素を求める要素導出工程と、（Ｂ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、同時計数投影データを求める同時計数投影データ導出工程と、（Ｃ）前記（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化する規格化工程と、（Ｄ）前記（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を、全体領域の加算データで除算する除算工程と、（Ｅ）前記（Ｄ）の除算工程で除算された値を前記変動の要素とし、その変動の要素と前記（Ａ）の要素導出工程で求められた不変の要素との積で前記感度補正係数を放射線検出器ごとに求める感度補正係数導出工程と、（Ｆ）前記（Ｅ）の感度補正係数導出工程で求められた各々の放射線検出器ごとの感度補正係数を用いて、対象となる被検体から発生した放射線を同時計数されて得られた出力データを放射線検出器ごとに補正する一連の演算処理を行う演算手段と、（ｃ）その演算処理で補正された出力データに基づいて画像処理を行って断層画像を出力する画像処理手段とを備えることを特徴とする断層撮影装置。
【請求項１】
放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して得られたデータに対して演算処理を行う放射線同時計数処理方法であって、放射線検出器群を構成する複数の放射線検出器について、各々の放射線検出器の特性を示す感度補正係数を、経年的に変化しない不変の要素と、経年的に変化する変動の要素とに分解した場合に、（Ａ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、前記不変の要素を求める要素導出工程と、（Ｂ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、同時計数投影データを求める同時計数投影データ導出工程と、（Ｃ）前記（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化する規格化工程と、（Ｄ）前記（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を全体領域の加算データで除算する除算工程と、（Ｅ）前記（Ｄ）の除算工程で除算された値を前記変動の要素とし、その変動の要素と前記（Ａ）の要素導出工程で求められた不変の要素との積で前記感度補正係数を放射線検出器ごとに求める感度補正係数導出工程と、（Ｆ）前記（Ｅ）の感度補正係数導出工程で求められた各々の放射線検出器ごとの感度補正係数を用いて、対象となる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データを放射線検出器ごとに補正する補正工程とを備えることを特徴とする放射線同時計数処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線同時計数処理方法において、前記統計量は加算値あるいは加算平均値であって、前記（Ｄ）の除算工程では、前記（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の加算値あるいは加算平均値を、全体領域の加算データで除算することを特徴とする放射線同時計数処理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放射線同時計数処理方法において、前記（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程、（Ｃ）の規格化工程、（Ｄ）の除算工程、（Ｅ）の感度補正係数導出工程および（Ｆ）の補正工程を所定期間で繰り返し行うことを特徴とする放射線同時計数処理方法。
【請求項４】
放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を同時計数して断層画像を得る断層撮影装置であって、（ａ）複数の放射線検出器から構成された放射線検出器群と、（ｂ）各々の放射線検出器の特性を示す感度補正係数を、経年的に変化しない不変の要素と、経年的に変化する変動の要素とに分解した場合に、（Ａ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、前記不変の要素を求める要素導出工程と、（Ｂ）モデルとなる被検体から発生した放射線を同時計数して得られた出力データに基づいて、同時計数投影データを求める同時計数投影データ導出工程と、（Ｃ）前記（Ｂ）の同時計数投影データ導出工程で求められた同時計数投影データ上の所定のパスにある各画素値を、そのパス全体の加算データを用いて規格化する規格化工程と、（Ｄ）前記（Ｃ）の規格化工程で規格化された同時計数投影データ上の別の所定のパスにある画素値の統計量を、全体領域の加算データで除算する除算工程と、（Ｅ）前記（Ｄ）の除算工程で除算された値を前記変動の要素とし、その変動の要素と前記（Ａ）の要素導出工程で求められた不変の要素との積で前記感度補正係数を放射線検出器ごとに求める感度補正係数導出工程と、（Ｆ）前記（Ｅ）の感度補正係数導出工程で求められた各々の放射線検出器ごとの感度補正係数を用いて、対象となる被検体から発生した放射線を同時計数されて得られた出力データを放射線検出器ごとに補正する一連の演算処理を行う演算手段と、（ｃ）その演算処理で補正された出力データに基づいて画像処理を行って断層画像を出力する画像処理手段とを備えることを特徴とする断層撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１７０３２９（Ｐ２００８−１７０３２９Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４６８７（Ｐ２００７−４６８７）
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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