断層撮影装置、及び断層撮影装置における測定データの処理方法
【課題】 測定データのデータ量を正確に演算し、測定を行う前に測定データを格納可能かどうかを把握することのできる断層撮影装置及び断層撮影装置における測定データの処理方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 被検体から放出される放射線を検出して得る測定データを記憶部に格納し、前記記憶部に格納された測定データに基づき前記被検体の断層画像を再生成する断層撮影装置において、少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する予測データ量演算部と、前記予測データ量よりも前記記憶部の残存容量が大きいか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記予測データ量よりも前記記憶部の残存容量が大きいと判定された場合に、前記測定データを前記記憶部に格納する格納部とを含む。
【解決手段】 被検体から放出される放射線を検出して得る測定データを記憶部に格納し、前記記憶部に格納された測定データに基づき前記被検体の断層画像を再生成する断層撮影装置において、少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する予測データ量演算部と、前記予測データ量よりも前記記憶部の残存容量が大きいか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記予測データ量よりも前記記憶部の残存容量が大きいと判定された場合に、前記測定データを前記記憶部に格納する格納部とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内にある放射性同位元素から放出されるガンマ線を検出することによって断層撮影を行う断層撮影装置、及び断層撮影装置における測定データの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体（被検体）の内部の情報を得るために断層撮影装置が広く用いられるようになってきた。中でも、ポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）装置は、被検体内の機能情報の精密情報が得られるため、近年、さかんに用いられている。ＰＥＴ装置では被検体の体内の機能情報が得られるため、様々な難病の病理解明が可能である。
（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１９０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＰＥＴ装置、特に、半導体素子を検出素子として用いた半導体ＰＥＴ装置においては、コンピュータで画像を再生成するために必要な測定データのデータ量は、膨大なものとなる。これは、例えば、被検体から放出される放射線を検出する放射線検出装置は、被検体を囲むように１６個配置され、各々の放射線検出装置には、放射線を検出する１６個の半導体検出素子が２列配置され、このような多チャンネルのデータを測定するようなことが行われるからである。
【０００５】
こうして得られた測定データは、例えば、コインシデンス形式のデータとしてメモリに格納されることによって保存され、コンピュータによって断層画像が再生成される。
【０００６】
しかしながら、上述のような測定データのデータ量は、例えば、数１００Ｇバイトに及ぶこともあるため、断層撮影装置のメモリ容量の残存度合によっては、測定を行ったものの、メモリに十分な空きがないために、測定データを保存できない場合があった。
【０００７】
また、測定を行うためには装置の立ち上げ等の準備だけでなく、貴重な放射性物質を調達するスケジュール等の調整も関係するため、測定データを保存できないために測定を中断するようなことが生じると、作業効率が著しく低下するという問題があった。特に、放射性物質には半減期があるため、開始時刻等の予定の変更は極めて困難な場合もある。
【０００８】
また、一般にはメモリを増設することも考えられるが、数１００Ｇバイトのデータを幾つも保存するためにメモリを増設することは、メモリの容量が大きすぎるため、コスト面からも現実的ではなかった。
【０００９】
また、測定データのデータ量は、核種、投与量、及び測定時間によって決まるが、従前はデータ量を予測する作業を手計算で行っていた。この計算には膨大な量の計算が必要であるため、例えば、計算ミス等によってデータ量が実際のデータ量と大きく異なるようなことがあると、測定データを保存できない可能性が生じるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、測定データのデータ量を正確に演算し、測定を行う前に測定データを保存可能かどうかを把握することのできる断層撮影装置、及び断層撮影装置のデータの処理方法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】
【００１１】
本発明の一局面の断層撮影装置は、被検体から放出される放射線を検出して得る測定データを記憶部に格納し、前記記憶部に格納された測定データに基づき前記被検体の断層画像を再生成する断層撮影装置において、少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する予測データ量演算部と、前記予測データ量よりも前記記憶部の残存容量が大きいか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記予測データ量よりも前記記憶部の残存容量が大きいと判定された場合に、前記測定データを前記記憶部に格納する格納部とを含む。
【００１２】
また、少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、測定中に前記被検体から放出されると予測される予測放射線カウント数を演算する予測放射線カウント数演算部をさらに含み、前記予測データ量演算部は、前記予測放射線カウント数演算部によって演算される前記予測放射線カウント数に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算してもよい。
【００１３】
また、前記判定部により、前記予測データ量が前記記憶部の残存容量より大きくないと判定された場合に、前記格納部による前記測定データの前記記憶部への格納を禁止するインターロック部をさらに含んでもよい。
【００１４】
また、前記測定データは、コインシデンス測定データで表されてもよい。
【００１５】
本発明の一局面の断層撮影装置における測定データの処理方法は、被検体から放出される放射線を検出して得る測定データに基づき前記被検体の断層画像を再生成する断層撮影装置における測定データの処理方法であって、少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する予測データ量演算工程と、前記予測データ量よりも記憶部の残存容量が大きいか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において前記予測データ量よりも記憶部の残存容量が大きいと判定された場合に、前記測定データを前記記憶部に格納する格納工程とを含む。
【００１６】
また、少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、測定中に前記被検体から放出されると予測される予測放射線カウント数を演算する予測放射線カウント数演算工程をさらに含み、前記予測データ量演算工程は、前記予測放射線カウント数演算工程において演算された前記予測放射線カウント数に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する工程であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、測定データのデータ量を正確に演算し、測定を行う前に測定データを保存可能かどうかを把握することのできる断層撮影装置、及び断層撮影装置のデータの処理方法を提供できるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態のＰＥＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０の構成を示す斜視図である。
【図３】半導体検出部の概略平面図である。
【図４】半導体検出素子の動作を説明するための図である。
【図５】半導体検出部の概略正面透視図である。
【図６】本実施の形態の断層撮影装置における測定データの処理方法で用いる入力画面である。
【図７】本実施の形態の断層撮影装置における測定データの処理方法の手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の断層撮影装置、及び断層撮影装置のデータの処理方法を適用した実施の形態について説明する。
【００２０】
本発明の断層撮影装置は、断層撮影装置として一般な、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT：単一光子放射形コンピュータ断層撮影）装置、及びポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）装置に適用が可能であるが、ここでは、特に分解能の高い半導体素子を用いたＰＥＴ装置に適用した実施の形態について説明を行う。
【００２１】
図１は、実施の形態のＰＥＴ装置の構成を示すブロック図である。
【００２２】
本実施の形態のＰＥＴ装置１０は、平面視で被検体Ｓを３６０度囲むように被検体Ｓの周囲に配置され、ガンマ線を検出する放射線検出器１１と、放射線検出器１１で検出される測定データを処理し、得られた被検体Ｓの体内のポジトロン核種ＲＩの位置の画像データを再生成する情報処理部１２と、画像データを表示等する表示部１３と、被検体Ｓや放射線検出器１１の移動等の制御を行う制御部１４と、情報処理部１２や制御部１４に指示を送る端末や画像データを出力するプリンタ等を含む入出力部１５と、放射線検出器１１の測定データを格納する格納部であるデータ格納部１００とを含む。
【００２３】
放射線検出器１１は、被検体Ｓの設置領域の周囲の環状の基台１６上に配設され、被検体Ｓから放射されるγ線を検出する複数の検出器である。
【００２４】
放射線検出器１１は、半導体検出部２０と検出回路３０を含み、半導体検出部２０は、ガンマ線γａ，γｂの入射面が被検体Ｓに面するように配置される。なお、予め被検体Ｓにはポジトロン核種ＲＩで標識化された検査用薬剤が導入されている。
【００２５】
半導体検出部２０は、ポジトロン核種ＲＩからの陽電子の消滅の際に、同時に発生する２つのガンマ線γａ、γｂを検出する。２つのガンマ線γａ、γｂは、互いに略１８０度をなして放出されるので、被検体Ｓを挟んで対向する放射線検出器１１の半導体検出部２０に入射する。ガンマ線γａ、γｂが入射した２つの半導体検出部２０の各々は、ガンマ線γａ、γｂの入射により生じる電気信号（検出信号）を検出回路３０に送出する。
【００２６】
検出回路３０は、例えば、検出信号を増幅するためのＡＳＩＣと、入射時刻および入射位置をデジタルデータとして情報処理部１２に送出するＦＰＧＡを含む。検出回路３０は、半導体検出部２０で検出される検出信号から、ガンマ線γａ、γｂが検出素子に入射した時刻（入射時刻）と入射位置を決定し、検出信号、入射時刻、及び入射位置を含む測定データを情報処理部１２に送出する。
【００２７】
情報処理部１２は、検出回路３０から入力される検出データに基づいてコインシデンス検出および画像再生成アルゴリズムによる画像データの再生成を行う。コインシデンス検出では、入射時刻が設定された時間幅以下の２つの検出データがある場合に、それらの検出データを有効と判定してコインシデンス検出データとし、一方、入射時刻が一致しない検出データを無効と判定して破棄する。情報処理部１２は、コインシデンス測定データをデータ格納部１００に格納する。
【００２８】
情報処理部１２は、データ格納部１００に格納されたコインシデンス測定データと、コインシデンス測定データに含まれる位置情報（入射位置の情報）を用いてサイノグラムを作成し、サイノグラムを用いて所定の画像再生成アルゴリズム（例えば、期待値最大化（Ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ Ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ）法）に基づいて画像データを再生成する。表示部１３は、入出力部１５の要求に応じて再生成された画像データを表示する。なお、コインシデンス検出および画像再生成アルゴリズムは上述した事項に限定されず、公知の事項を用いることができる。
【００２９】
また、情報処理部１２は、データ格納部１００の残存容量（空き容量）を検出できるように構成されており、測定開始前に、放射線検出器１１で検出される測定データのデータ量の予測値（予測データ量）とデータ格納部１００の残存容量とを比較し、測定によって得られる測定データをデータ格納部１００に格納できるかどうかを判定することができる。
【００３０】
このような処理を行うために、情報処理部１２は、主制御部１２１、予測放射線カウント数演算部１２２、予測データ量演算部１２３、及び判定部１２４を含む。
【００３１】
ここで、予測放射線カウント数演算部１２２は、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、測定中に被検体Ｓから放出されると予測される予測放射線カウント数を演算する。
【００３２】
予測データ量演算部１２３は、予測放射線カウント数演算部１２２によって演算される予測放射線カウント数に基づき、測定データの予測データ量を演算する。
【００３３】
判定部１２４は、予測データ量よりも格納部１００の残存容量が大きいか否かを判定する。
【００３４】
主制御部１２１は、予測放射線カウント数演算部１２２、予測データ量演算部１２３、及び判定部１２４の間におけるデータの授受、及びその他の処理を統括的に行う情報処理部１２内のメインの制御部である。
【００３５】
これらの処理を行う主制御部１２１、予測放射線カウント数演算部１２２、予測データ量演算部１２３、及び判定部１２４は、情報処理部１２の内部で図示しないバスによって接続されている。
【００３６】
なお、この判定処理の詳細については後述する。
【００３７】
データ格納部１００は、放射線検出器１１内の半導体検出部２０に含まれる検出素子で検出される測定データ（コインシデンス測定データ）を格納する格納部である。データ格納部１００は、放射線検出器１１内の半導体検出部２０に含まれる検出素子の識別番号と測定データとを関連付けて格納する。検出素子の識別番号は、検出素子の位置情報と関連付けられているため、データ格納部１００に格納される測定データは、検出素子の位置情報と関連付けられている。また、データ格納部１００の残存容量は、情報処理部１２によって監視される。
【００３８】
また、データ格納部１００には、核種の半減期を表すデータが格納されている。この半減期を表すデータは、情報処理部１２で測定データ量の予測値（予測データ量）を計算する際に参照される。
【００３９】
以上の構成および動作により、ＰＥＴ装置１０は、被検体Ｓの体内に選択的に位置するポジトロン核種ＲＩからのガンマ線を検出し、サイノグラムの作成を経て、ポジトロン核種ＲＩの分布状態の画像データを再生成する。なお、本実施の形態に係るＰＥＴ装置１０は、放射線検出器１１に主な特徴がある。以下、放射線検出器１１を詳しく説明する。
【００４０】
ＰＥＴ装置１０の放射線検出器１１1〜１１8は、被検体Ｓの周囲に３６０度に亘って配置される。各々の放射線検出器１１1〜１１8には、被検体Ｓ側に半導体検出部２０が設けられている。ここで、被検体Ｓの体軸方向（紙面を貫く方向）をＺ軸方向（紙面裏側から表側に向かう方向が＋Ｚ方向、紙面表側から裏側に向かう方向が−Ｚ方向）とする。
【００４１】
また、放射線検出器１１1の半導体検出部２０の幅方向を＋ｘ方向とするｘ軸をとり、放射線検出器１１1の半導体検出部２０の奥行き方向を＋ｙ方向とするｙ軸をとる。
【００４２】
ここで、放射線検出器１１は、被検体Ｓに対して相対的にＺ軸方向に移動可能としてもよい。なお、図１において８個の放射線検出器１１1〜１１8が示されているがこれらの数は一例に過ぎず、放射線検出器の数は適宜選択される。
【００４３】
図２は、放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０の構成を示す斜視図であり、ガンマ線の略入射側から半導体検出部を見た図である。図３は、半導体検出部の模式的平面図である。図４は、半導体検出素子の動作を説明するための図である。
【００４４】
図２〜図４を参照するに、半導体検出部２０は、配線基板２１と、配線基板２１上に配置された２つの半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂと、半導体検出部２０の出力を検出回路（図１に示す検出回路３０）に送出するためのコネクタ２９等を含む。半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂは、各々、略平板状の半導体結晶体２４のＺ軸方向に垂直な２つの面に、第１電極２５および第２電極２６が設けられてなる。半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂは、各々、第２電極２６側の面にＹ軸方向に沿って形成された溝部２４ｂによって半導体結晶体２４がＸ軸方向に互いに区切られてなる半導体検出素子２３1〜２３6と、半導体検出素子２３1〜２３6の配列方向の両側（Ｘ軸方向外側）に設けられたガード部材２８ａ，２８ｂ等を含む。半導体結晶体２４とガード部材２８ａ，２８ｂとは同一材料からなり一体化されている。なお、図２および図３では、隣接する半導体検出素子２３1〜２３6間に、破線あるいは実線で区切り位置を示しているが、区切り位置は溝部のＸ軸方向の中央を通り、かつＹ軸方向に沿って延びている。半導体検出素子２３1〜２３6の間隔は、隣接する区切り位置間の距離に相当する。
【００４５】
なお、図２では、放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０内の半導体検出素子２３1〜２３6が配列されている方向を配列方向（Ｘ軸方向）、２つの半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂが配列される方向を奥行き方向（Ｙ軸方向）、配線基板２１と半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂとが積層される方向を積層方向（Ｚ軸方向）と称する。また、ここでは、半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂの各々の半導体検出素子２３1〜２３6の数を６個としているが、２個以上であればその数に特に制限はない。
【００４６】
また、図２には、放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０が配線基板２１に搭載されている状態を示すが、放射線検出器１１２〜１１８に含まれる半導体検出部２０も同一の配線基板２１に搭載されている。
【００４７】
各々の半導体検出素子２３1〜２３6は、それぞれ、半導体結晶体２４と、半導体結晶体２４の上面に形成された第１電極部２５と下面に形成された第２電極部２６を含む。
【００４８】
半導体結晶体２４は、その材料としては、例えば、エネルギーが５１１ｋｅＶのガンマ線に有感なテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、Ｃｄ1-xＺｎxＴｅ（ＣＺＴ）、臭化タリウム（ＴｌＢｒ）、シリコンなどが挙げられる。また、これらの材料には導電性等を制御するためのドーパントが含まれていてもよい。
【００４９】
また、半導体結晶体２４は、半導体検出素子２３1〜２３6のいずれのものも、幅、奥行き、および幅がそれぞれ同等に設定されている。半導体結晶体２４は、例えば、幅（Ｘ軸方向）が１．２ｍｍ、奥行き（Ｙ軸方向）が５ｍｍ、厚さが約１ｍｍの寸法を有する。なお、半導体結晶体２４は、半導体の結晶成長法であるブリッジマン法や、移動加熱法を用いて半導体結晶を形成し、所定の結晶方位に切出される。
【００５０】
第１電極２５は、半導体結晶体２４の上面を略覆う導電膜である。第１電極２５には負のバイアス電圧Ｖｂが印加され、カソードとなっている。半導体結晶体２４がＣｄＴｅで構成される場合は第１電極２５には例えばＰｔが用いられる。バイアス電圧Ｖbは、直流電圧で例えば−６０Ｖ〜−１０００Ｖに設定される。なお、第１電極２５は、６つの半導体結晶体２４の上面全体に亘って連続して形成されている。但し、第１電極２５は、ガード部材２８ａ，２８ｂの上面を覆っているが、これは必須ではない。なお、バイアス電圧は、配線基板２１の外部から配線パターン３６およびワイヤ配線３５を介して供給される。
【００５１】
第２電極２６は、半導体結晶体２４の溝部２４ｂと溝部２４ｂとの間の下面を略覆う導電膜を含む。第２電極２６はアノードとして機能する。なお、第２電極２６側の半導体結晶体２４中にはＩｎ（インジウム）が注入されている。半導体結晶体２４がＣｄＴｅで構成される場合は、第２電極２６に例えばＡｕが用いられる。第２電極２６は半導体検出素子２３1〜２３6のそれぞれに設けられており、互いに隣接する第２電極２６同士は電気的に絶縁されている。第２電極２６は、導電性接着層２７およびパッド電極３２を介して配線基板２１に設けられた配線パターン（不図示）を介してコネクタ２９と電気的に接続される。
【００５２】
なお、第２電極２５は、ガード部材２８ａ，２８ｂの下面にも形成されており、導電性接着層２７およびパッド電極３２を介して接地されている。このようにすることで、ガード部材２８ａ，２８ｂに入射したガンマ線により生じた電子正孔対を接地電位に流すことで、検出信号に雑音として混入することを回避できる。なお。このガード部材２８ａ，２８ｂの下面の構造は必須ではなく、ガード部材を半導体結晶体以外の材料を用いた場合は設けなくともよい。
【００５３】
導電性接着層２７は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、およびこれらの合金から選択される金属粉やカーボンフィラーと、樹脂製の導電性接着剤で構成され、例えば、導電性ペーストや異方性接着剤を用いることができる。
【００５４】
図４に示すように、半導体検出素子２３は、半導体結晶体２４にガンマ線γが入射すると、ガンマ線のエネルギーに応じた数の電子正孔対が生成される。半導体結晶体２４には、第２電極２６から第１電極２５の方向に電界が印加されているので正孔は第１電極２５に引きつけられ、電子は第２電極２６に引きつけられる。これにより検出信号が生じ検出回路に送出される。なお、ガンマ線γが半導体結晶体２４に入射しても電子正孔対の生成は確率的であり、半導体結晶体２４中で電子正孔対の生成が行われず、突き抜けてしまう場合もある。
【００５５】
図２および図３に戻り、ガード部材２８ａ，２８ｂは、半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂの配列方向の両端部に設けられ、半導体検出素子２３1および２３6の外側面を保護する。ガード部材２８ａ，２８ｂの材料は第１電極２５と第２電極２６とを電気的に導通させない材料であれば特に限定されないが、製造工程における加熱によって熱膨張係数差により生じる応力による悪影響を回避できる点で、半導体結晶体２４と同一材料を含むことが好ましい。さらに、ガード部材２８ａ，２８ｂは、半導体結晶体２４と連続した同一結晶板から形成されてなることがとりわけ好ましい。これにより、ガード部材２８ａ，２８ｂを半導体結晶体２４に接着する必要がなく、ガード部材２８ａ，２８ｂの形成工程を簡略化できる。但し、ガード部材２８ａと半導体検出素子２３1との間、およびガード部材２８ｂと半導体検出素子２３6との間には、溝部２４ｃを形成することが好ましい。これによりガード部材２８ａ，２８ｂに入射したガンマ線によって生じた電子正孔対が隣接する半導体検出素子２３1，２３6の第２電極２６に流れ込むことを回避できる。なお、溝部２４ｃは、溝部２４ｂと同等の形状に形成すればよい。また、ガード部材２８ａ，２８ｂの幅は、後ほど詳述するが半導体検出素子２３1〜２３6の間隔に基づく所定の幅に設定される。
【００５６】
２つの半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂは、いずれも上述した構造を有しているが、図３に示すように配線基板２１上の配置が異なっている。以下、ガンマ線γが入射する側に配置された半導体検出素子アレイを第１半導体検出素子アレイ２２ａ、奥側に配置された半導体検出素子アレイを第２半導体検出素子アレイ２２ｂと呼ぶ。但し両者の区別が不要な場合は単に半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂと呼ぶ。
【００５７】
第１半導体検出素子アレイ２２ａおよび第２半導体検出素子アレイ２２ｂは、互いの半導体検出素子の位置関係に特徴がある。第１半導体検出素子アレイ２２ａおよび第２半導体検出素子アレイ２２ｂのいずれも配列方向（Ｘ軸方向）にそれぞれ所定の間隔ＰＴで配置されている。さらに、第１半導体検出素子アレイ２２ａの半導体検出素子２３1の紙面左側面２３1aは、基準線Ｘａ−Ｘａから間隔ＰＴだけ離隔した位置に配置されている。他方、第２半導体検出素子アレイ２２ａの半導体検出素子２３1の紙面左側面２３1bは、基準線Ｘａ−Ｘａから間隔ＰＴ／２だけ離隔した位置に配置されている。このようにして、第１半導体検出素子アレイ２２ａの半導体検出素子２３1〜２３6の各々と、第２半導体検出素子アレイ２２ｂの半導体検出素子２３1〜２３6の各々とは、互いに配列方向にＰＴ／２だけ変位して配置される。
【００５８】
また、第１半導体検出素子アレイ２２ａの紙面左端のガード部材２８ａは間隔ＰＴと同等の幅に設定され、紙面右端のガード部材２８ｂは間隔ＰＴの１／２に設定される。他方、第２半導体検出素子アレイ２２ｂの紙面左端のガード部材２８ｂは間隔ＰＴの１／２に設定され、紙面右端のガード部材２８ａは間隔ＰＴに設定される。このようにガード部材２８ａ，２８ｂを設けることにより、半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂの幅（配列方向の長さ）を互いに同等とする。そして、半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂはその紙面左端が基準線Ｘａ−Ｘａに一致するように配置される。このようにすることで、半導体検出部２０の組立工程において、２つの半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂを配置する際に、それぞれの半導体検出素子２３1〜２３6を上述した位置関係になるようにする位置決めが飛躍的に容易になる。なお、このようにガード部材２８ａ、２８ｂは設ける方が好ましいが、本発明に必須のものではない。
【００５９】
なお、上記では、半導体検出素子アレイ２２ａ、２２ｂの紙面左端の端部で位置決めを行ったが、紙面右端の基準線Ｘb−Ｘbで位置決めを同様に行ってもよい。
【００６０】
このように、第１半導体検出素子アレイ２２ａおよび第２半導体検出素子アレイ２２ｂは、半導体検出素子２３1〜２３6の間隔ＰＴの１／２だけ配列方向にずらして、かつ奥行き方向に配列されることにより、半導体検出部２０は、その視野中央（すなわち、半導体検出部２０の略正面から入射するガンマ線）の空間分解能が、半導体検出素子アレイを一つだけ設けた場合の視野中央の空間分解能よりも向上する。その向上の程度は、半導体検出部２０の視野中央の空間分解能は、半導体検出素子の幅を１／２に設定したときの視野中央の空間分解能に略同等となる。
【００６１】
さらに、第１半導体検出素子アレイ２２ａおよび第２半導体検出素子アレイ２２ｂはそれぞれ奥行き方向（Ｙ軸方向）に配列され、各々の半導体検出素子アレイ２２ａ、２２ｂは、半導体検出素子アレイを一個だけ設けてその半導体検出素子の奥行きを半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂの奥行きの和と同等に設定した場合よりも短小化されている。これにより、先の図２（Ｂ）において説明したように、半導体検出部２０の視野周辺部での空間分解能を向上できる。
【００６２】
さらに、半導体検出部２０の検出効率は、半導体検出素子アレイを一個だけ設けてその半導体検出素子の奥行きを半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂの奥行きの和と同等に設定した場合と同様となるので、検出効率を維持できる。これらの点については後述するシミュレーションによって示すが、以下、その効果を簡単に説明する。
【００６３】
図５は、半導体検出部の概略正面透視図である。なお、図５中、第１電極、第２電極、および導電性接着層の図示を省略している。
【００６４】
図５を参照するに、半導体検出部２０をその正面（ガンマ線の入射側）から透視すると、第１半導体検出素子アレイ２２ａの半導体検出素子２３1〜２３6と第２半導体検出素子アレイ２２ｂの半導体検出素子２３1〜２３6とが互いに重なり、あたかも間隔ＰＴの１／２の半導体検出素子が一列に配列して形成されているように見える。ガンマ線は、第１半導体検出素子アレイ２２ａで電子正孔対を生成するものと、第１半導体検出素子アレイ２２ａを透過して第２半導体検出素子アレイ２２ｂで電子正孔対を生成するものとが確率的に存在する。そのため、ガンマ線にとって、半導体検出素子アレイ２２ａ、２２ｂは、図５の透視図のように、１／２の半導体検出素子が一列に配列して形成されているのと略同等となる。このことから、半導体検出部２０は、その視野中央の空間分解能が、半導体検出素子の間隔ＰＴの１／２に設定したときの空間分解能に近づくことが十分推察される。さらにこのことは、半導体検出部２０の視野周辺部の空間分解能の向上にも寄与すると推察される。
【００６５】
なお、ここでは、放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０内の半導体検出素子２３1〜２３6について説明したが、放射線検出器１１２〜１１８も同様に考えることができる。
【００６６】
次に、図７及び図６を用いて本実施の形態の断層撮影装置における測定データの処理方法について説明する。
【００６７】
図６は、本実施の形態の断層撮影装置における測定データの処理方法で用いる入力画面である。この入力画面２００は、表示部１３に表示される。入力画面２００への数値等の入力は、入出力部１５を介して行うことができる。
【００６８】
入力画面２００は、核種入力部２０１、投与放射能量入力部２０２、計測時間入力部２０３、実行ボタン２０４、及び結果表示部２０５を含む。
【００６９】
核種入力部２０１は、被検体Ｓに導入される核種を入力する入力部である。図６に示す画面例には、１８−Ｆ（フッ素）が入力されている状態を示す。
【００７０】
投与放射能量入力部２０２は、投与放射能量を入力する入力部である。図６に示す画面例には、２Ｍｂｑ（メガベクレル）の投与放射能量が入力されている状態を示す。
【００７１】
計測時間入力部２０３は、被検体Ｓから放射される放射能を計測する時間を入力するための入力部である。計測の種類によっては、計測時間が１０時間以上（例えば一晩中）にわたる場合もあるが、図６の画面例には、計測時間として３０分が入力されている状態を示す。
【００７２】
実行ボタン２０４は、核種入力部２０１に入力される核種の半減期、投与放射能量入力部２０２に入力される被検体Ｓへの投与放射能量、及び計測時間入力部２０３に入力される放射線の測定時間に基づいて、測定中に被検体から放射される予測放射線カウント数を演算し、この予測放射線カウント数を測定データ量に変換した値（予測データ量）を導出し、さらに、予測データ量の測定データをデータ格納部１００に格納可能か否かの演算を実行するためのボタンである。すなわち、この実行ボタン２０４は、これから行う測定によって得られる測定データを保存できるだけの残存データ量がデータ格納部１００にあるか否かの判定処理を実行するためのボタンである。
【００７３】
結果表示部２０５は、残存データ量から予測データ量を減算して残存容量を計算した結果を表す表示部であり、図６に示す画面例には、保存可能である旨（残量ＯＫ）、予測データ量、及び予測残存容量が表示されている。
【００７４】
なお、核種の壊変定数をλ、半減期をＴとすると時刻ｔにおける放射能量Ａ（ｔ）は次式で求まる。
【００７５】
Ａ（ｔ）＝Ａ（０）ｅ−λｔ、ただしλ＝（ｌｎ２／Ｔ）
時刻０〜ｔの間にこの核種から放出される放射線対の数は、上式を時間ｔで積分することによって求まる。
【００７６】
予測データ量は、この放射線の数に半導体検出素子の感度等によって決まる係数を乗ずることによって導出することができる。
【００７７】
また、以上で説明した予測データ量は、コインシデンス測定データの予測データ量であるが、格納部１００に格納するデータの量をより正確に把握するためには、補正のためのランダムデータ（ランダム補正データ）の予測データ量（予測ランダム補正データ量）をさらに考慮することが好ましい。
【００７８】
予測ランダム補正データ量は、放射能量Ａ（ｔ）を２乗したものを時間ｔで積分し、半導体検出素子の感度やタイムウィンドウ等によって決まる値を乗ずることによって導出できる。
【００７９】
従って、格納部１００に格納するデータのトータルの予測データ量は、予測コインシデンス測定データ量と予測ランダム補正データ量とを加算することによって求められる。
【００８０】
このため、以下では、予測データ量とは、予測コインシデンス測定データ量と予測ランダム補正データ量とを加算して得るデータ量を意味することとする。
【００８１】
図７は、本実施の形態の断層撮影装置における測定データの処理方法の手順を示す図である。これは、情報処理部１２内の主制御部１２１、予測放射線カウント数演算部１２２、予測データ量演算部１２３、及び判定部１２４によって実行される処理である。
【００８２】
次に図７に示す処理について説明する。
【００８３】
主制御部１２１は、核種の入力があったか否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、核種の入力が確認されるまで繰り返し実行される。図６に示す画面例のように、例えば、核種の種類を表す１８−Ｆが入力されると、ステップＳ１の処理は終了してステップＳ２に進行する。
【００８４】
主制御部１２１は、投与放射能量の入力があったか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２の処理は、投与放射能量の入力が確認されるまで繰り返し実行される。図６に示す画面例のように、例えば、投与放射能量を表す数値（２Ｍｂｑ）が入力されると、ステップＳ２の処理は終了してステップＳ３に進行する。
【００８５】
主制御部１２１は、計測時間の入力があったか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ２の処理は、計測時間の入力が確認されるまで繰り返し実行される。図６に示す画面例のように、例えば、計測時間を表す数値（２Ｍｂｑ）が入力されると、ステップＳ３の処理は終了してステップＳ４に進行する。
【００８６】
主制御部１２１は、実行ボタン２０４が入力されたか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４の処理は、核種の入力が確認されるまで繰り返し実行される。主制御部１２１は、核種が入力されると、予測放射線カウント数演算部１２２に予測放射線カウント数の演算を実行させる。
【００８７】
予測放射線カウント数演算部１２２は、ステップＳ１で入力された核種を表すデータ、ステップＳ２で入力された投与放射能量、及びステップＳ３で入力された計測時間に基づき、予測放射線カウント数を演算する（ステップＳ５）。
【００８８】
具体的には、ステップＳ１で入力された核種を表すデータを用いてデータ格納部１００から核種の半減期を読み込み、この核種の半減期と、ステップＳ２で入力された投与放射能量と、ステップＳ３で入力された計測時間とを用いて予測放射線カウント数を導出する。なお、主制御部１２１は、予測放射線カウント数が演算されると予測データ量演算部１２３に予測データ量の演算を実行させる。
【００８９】
予測データ量演算部１２３は、Ｓ５で演算された予測放射線カウント数に基づき、予測データ量を演算する（ステップＳ６）。予測データ量は、予測放射線カウント数で表される放射線の数に半導体検出素子の感度等によって決まる係数を乗ずることによって導出される。
【００９０】
主制御部１２１は、データ格納部１００にアクセスし、現在の残存容量を取得する（ステップＳ７）。ステップＳ６で導出した予測データ量と比較することにより、データを保存可能かどうか判定するためである。
【００９１】
主制御部１２１は、ステップＳ７で取得した残存容量からステップＳ６で導出した予測データ量を減算し、予測残存容量を演算する（ステップＳ８）。減算結果によってデータを保存可能かどうかの判定に用いるためである。なお、主制御部１２１は、ステップＳ８の処理が終了すると、判定部１２４に判定処理を実行させる。
【００９２】
判定部１２４は、予測データ量を減じても残存容量があるか否かを判定する（ステップＳ９）。予測データ量を減じた結果、残存容量が残らなければ、測定データをデータ格納部１００に格納することができない（すなわち、保存不可能である）からである。
【００９３】
主制御部１２１は、ステップＳ９において、現在の残存容量から予測データ量を減じた結果、残存容量が残ると判定した場合は、保存可能である旨の表示「残存容量ＯＫ」を入力画面２００の結果表示部２０５に表示する（ステップＳ１０Ａ）。このとき、予測データ量、及び予測残存容量も併せて表示される。
【００９４】
一方、主制御部１２１は、ステップＳ９において、現在の残存容量から予測データ量を減じた結果、残存容量が残らないと判定した場合は、保存不可能である旨の表示「残存容量ＮＧ」を入力画面２００の結果表示部２０５に表示する（ステップＳ１０Ｂ）。
【００９５】
以上により、情報処理部１２によって演算された予測データ量よりもデータ格納部１００の残存容量が大きいか否かが判定され、予測データ量よりもデータ格納部１００の残存容量が大きいと判定された場合に、測定データがデータ格納部１００に格納される。
【００９６】
なお、ステップＳ１０Ｂにおいて保存不可能であると判定された場合においても、入力画面２００の結果表示部２０５に予測データ量、及び予測残存容量が表示されるため、既にデータ格納部１００に格納されているデータの少なくとも一部を削除すれば、即座に格納可能な残存容量を確保することができる。
【００９７】
以上、本実施の形態の断層撮影装置及び断層撮影装置における測定データの処理方法によれば、放射線の測定を行う前に、その測定によって得られる測定データを保存可能であるか否かを判定することができるので、データ格納部１００の残存容量が不足することを未然に防止でき、効率的に断層画像を撮影することができる。
【００９８】
貴重な放射性物質を扱う断層撮影では、半減期がある放射性物質を調達するスケジュール等を守ることには非常な厳格さが求められるため、本実施の形態のように、保存可能かどうかを測定前に予め判断できることは、作業効率の著しい向上に繋がるという効果がある。
【００９９】
また、一般にはメモリを増設することも考えられるが、数１００Ｇバイトのデータを幾つも保存するためにメモリを増設することは、メモリの容量が大きすぎるため、本実施の形態のように、保存可能かどうかを測定前に予め判断できることにより、コスト面でも非常に有利な断層撮影装置を提供することができる。
【０１００】
また、測定データの予測データ量は、核種、投与量、及び測定時間に基づいて情報処理部１２によって導出されるため、計算ミス等を未然に排除でき、作業効率を向上させることができる。
【０１０１】
なお、以上では、核種の半減期、被検体Ｓへの投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて予測放射線カウント数を演算し、この予測放射線カウント数から予測データ量を導出する形態について説明した。このように予測データ量を導出する際に、予測放射線カウント数の演算を経ることは、特に、測定規格等で放射線のカウント数に制限があるような場合に、測定前に放射線のカウント数の予測値が分かるため、作業効率を向上させることができる。また、コインシデンス測定データに対して、予測ランダム補正データ量を得るためのランダム補正データは投与放射能量の２乗に比例して増加する。このため、コインシデンス測定データのカウント数の予測値とランダム補正データのカウント数の予測値を別々に把握できれば、特に、ランダム補正データのカウント数の予測値が多く演算された場合に、投与放射能量を減らすための判断材料として利用できるので便利であり、作業効率を向上させることができる。
【０１０２】
しかしながら、予測放射線カウント数（あるいはこれに加えてランダム補正データのカウント数の予測値）の演算は、必ずしも必要ではなく、予測放射線カウント数（あるいはこれに加えてランダム補正データのカウント数の予測値）の演算を行なわずに、核種の半減期、被検体Ｓへの投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、直接的に予測データ量を導出するように構成してもよい。このように予測放射線カウント数（あるいはこれに加えてランダム補正データのカウント数の予測値）の演算を行なわずに直接的に予測データ量を導出する場合は、放射線カウント数の演算を行わないため、演算工程が少なくなり、より迅速に予測データ量を導出することができる。このため、特に、測定規格等で放射線のカウント数に制限がないような場合には、測定を迅速に行うことができ、作業効率を向上させることができる。
【０１０３】
また、以上では、データ格納部１００の残存容量から予測データ量を減算することによって、予測データ量とデータ格納部１００の残存容量とを比較する形態について説明したが、減算処理を行わずに、予測データ量とデータ格納部１００の残存容量とを比較するようにしてもよい。
【０１０４】
また、ステップＳ１０Ｂにおいて、データ格納部１００の現在の残存容量から予測データ量を減じた結果、残存容量が残らないと判定した場合は、保存不可能である旨を入力画面２００の結果表示部２０５に表示することに加えて、測定データをデータ格納部１００に格納できないように、インターロックをかけるように構成してもよい。このような処理は、情報処理部１２が行うように構成すればよい。
【０１０５】
また、以上では、測定データに基づいてサイノグラムを作成し、サイノグラムに基づいて断層画像を再生成する形態について説明したが、断層画像を得るためのプロセスで必ずしもサイノグラムを作成する必要はなく、サイノグラム以外の２値データで表すバイナリデータを測定データに基づいて作成してもよい。
【０１０６】
また、以上では、核種として１８−Ｆ（フッ素）を入力する形態について説明したが、被検体に投与する核種は、１８−Ｆに限られず、例えば、１５−Ｎ（窒素）、１１−Ｃ（炭素）でもよい。
【０１０７】
また、投与放射能量は、被検体Ｓの種類や測定内容等に応じて任意の量に設定することができ、同様に、計測時間は、被検体Ｓの種類や測定内容等に応じて任意の量に設定することができる。
【０１０８】
なお、本実施の形態では、ＰＥＴ装置を例に説明したが、本発明は、ＳＰＥＣＴ（単一光子放射形コンピュータ断層撮影）装置や、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置にも適用できる。
【０１０９】
以上、本発明の例示的な実施の形態の断層撮影装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０ ＰＥＴ装置
１１、１１1〜１１8 放射線検出器
１２ 情報処理部
１３ 表示部
１４ 制御部
１５ 入出力部
１６ 基台
２０、４０、５０ 半導体検出部
２１ 配線基板
２２、２２1〜２２n 半導体検出素子アレイ
２２ａ 第１半導体検出素子アレイ
２２ｂ 第２半導体検出素子アレイ
２３、２３1〜２３6 半導体検出素子
２４ 半導体結晶体
２４ａ 入射面
２４ｂ、２４ｃ 溝部
２５ 第１電極
２６ 第２電極
２７ 導電性接着層
２８ａ、２８ｂ、２８1〜２８n ガード部材
２９ コネクタ
３０ 検出回路
１００ データ格納部
１２１ 主制御部
１２２ 予測放射線カウント数演算部
１２３ 予測データ量演算部
１２４ 判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内にある放射性同位元素から放出されるガンマ線を検出することによって断層撮影を行う断層撮影装置、及び断層撮影装置における測定データの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体（被検体）の内部の情報を得るために断層撮影装置が広く用いられるようになってきた。中でも、ポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）装置は、被検体内の機能情報の精密情報が得られるため、近年、さかんに用いられている。ＰＥＴ装置では被検体の体内の機能情報が得られるため、様々な難病の病理解明が可能である。
（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１９０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＰＥＴ装置、特に、半導体素子を検出素子として用いた半導体ＰＥＴ装置においては、コンピュータで画像を再生成するために必要な測定データのデータ量は、膨大なものとなる。これは、例えば、被検体から放出される放射線を検出する放射線検出装置は、被検体を囲むように１６個配置され、各々の放射線検出装置には、放射線を検出する１６個の半導体検出素子が２列配置され、このような多チャンネルのデータを測定するようなことが行われるからである。
【０００５】
こうして得られた測定データは、例えば、コインシデンス形式のデータとしてメモリに格納されることによって保存され、コンピュータによって断層画像が再生成される。
【０００６】
しかしながら、上述のような測定データのデータ量は、例えば、数１００Ｇバイトに及ぶこともあるため、断層撮影装置のメモリ容量の残存度合によっては、測定を行ったものの、メモリに十分な空きがないために、測定データを保存できない場合があった。
【０００７】
また、測定を行うためには装置の立ち上げ等の準備だけでなく、貴重な放射性物質を調達するスケジュール等の調整も関係するため、測定データを保存できないために測定を中断するようなことが生じると、作業効率が著しく低下するという問題があった。特に、放射性物質には半減期があるため、開始時刻等の予定の変更は極めて困難な場合もある。
【０００８】
また、一般にはメモリを増設することも考えられるが、数１００Ｇバイトのデータを幾つも保存するためにメモリを増設することは、メモリの容量が大きすぎるため、コスト面からも現実的ではなかった。
【０００９】
また、測定データのデータ量は、核種、投与量、及び測定時間によって決まるが、従前はデータ量を予測する作業を手計算で行っていた。この計算には膨大な量の計算が必要であるため、例えば、計算ミス等によってデータ量が実際のデータ量と大きく異なるようなことがあると、測定データを保存できない可能性が生じるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、測定データのデータ量を正確に演算し、測定を行う前に測定データを保存可能かどうかを把握することのできる断層撮影装置、及び断層撮影装置のデータの処理方法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】
【００１１】
本発明の一局面の断層撮影装置は、被検体から放出される放射線を検出して得る測定データを記憶部に格納し、前記記憶部に格納された測定データに基づき前記被検体の断層画像を再生成する断層撮影装置において、少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する予測データ量演算部と、前記予測データ量よりも前記記憶部の残存容量が大きいか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記予測データ量よりも前記記憶部の残存容量が大きいと判定された場合に、前記測定データを前記記憶部に格納する格納部とを含む。
【００１２】
また、少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、測定中に前記被検体から放出されると予測される予測放射線カウント数を演算する予測放射線カウント数演算部をさらに含み、前記予測データ量演算部は、前記予測放射線カウント数演算部によって演算される前記予測放射線カウント数に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算してもよい。
【００１３】
また、前記判定部により、前記予測データ量が前記記憶部の残存容量より大きくないと判定された場合に、前記格納部による前記測定データの前記記憶部への格納を禁止するインターロック部をさらに含んでもよい。
【００１４】
また、前記測定データは、コインシデンス測定データで表されてもよい。
【００１５】
本発明の一局面の断層撮影装置における測定データの処理方法は、被検体から放出される放射線を検出して得る測定データに基づき前記被検体の断層画像を再生成する断層撮影装置における測定データの処理方法であって、少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する予測データ量演算工程と、前記予測データ量よりも記憶部の残存容量が大きいか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において前記予測データ量よりも記憶部の残存容量が大きいと判定された場合に、前記測定データを前記記憶部に格納する格納工程とを含む。
【００１６】
また、少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、測定中に前記被検体から放出されると予測される予測放射線カウント数を演算する予測放射線カウント数演算工程をさらに含み、前記予測データ量演算工程は、前記予測放射線カウント数演算工程において演算された前記予測放射線カウント数に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する工程であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、測定データのデータ量を正確に演算し、測定を行う前に測定データを保存可能かどうかを把握することのできる断層撮影装置、及び断層撮影装置のデータの処理方法を提供できるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態のＰＥＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０の構成を示す斜視図である。
【図３】半導体検出部の概略平面図である。
【図４】半導体検出素子の動作を説明するための図である。
【図５】半導体検出部の概略正面透視図である。
【図６】本実施の形態の断層撮影装置における測定データの処理方法で用いる入力画面である。
【図７】本実施の形態の断層撮影装置における測定データの処理方法の手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の断層撮影装置、及び断層撮影装置のデータの処理方法を適用した実施の形態について説明する。
【００２０】
本発明の断層撮影装置は、断層撮影装置として一般な、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT：単一光子放射形コンピュータ断層撮影）装置、及びポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）装置に適用が可能であるが、ここでは、特に分解能の高い半導体素子を用いたＰＥＴ装置に適用した実施の形態について説明を行う。
【００２１】
図１は、実施の形態のＰＥＴ装置の構成を示すブロック図である。
【００２２】
本実施の形態のＰＥＴ装置１０は、平面視で被検体Ｓを３６０度囲むように被検体Ｓの周囲に配置され、ガンマ線を検出する放射線検出器１１と、放射線検出器１１で検出される測定データを処理し、得られた被検体Ｓの体内のポジトロン核種ＲＩの位置の画像データを再生成する情報処理部１２と、画像データを表示等する表示部１３と、被検体Ｓや放射線検出器１１の移動等の制御を行う制御部１４と、情報処理部１２や制御部１４に指示を送る端末や画像データを出力するプリンタ等を含む入出力部１５と、放射線検出器１１の測定データを格納する格納部であるデータ格納部１００とを含む。
【００２３】
放射線検出器１１は、被検体Ｓの設置領域の周囲の環状の基台１６上に配設され、被検体Ｓから放射されるγ線を検出する複数の検出器である。
【００２４】
放射線検出器１１は、半導体検出部２０と検出回路３０を含み、半導体検出部２０は、ガンマ線γａ，γｂの入射面が被検体Ｓに面するように配置される。なお、予め被検体Ｓにはポジトロン核種ＲＩで標識化された検査用薬剤が導入されている。
【００２５】
半導体検出部２０は、ポジトロン核種ＲＩからの陽電子の消滅の際に、同時に発生する２つのガンマ線γａ、γｂを検出する。２つのガンマ線γａ、γｂは、互いに略１８０度をなして放出されるので、被検体Ｓを挟んで対向する放射線検出器１１の半導体検出部２０に入射する。ガンマ線γａ、γｂが入射した２つの半導体検出部２０の各々は、ガンマ線γａ、γｂの入射により生じる電気信号（検出信号）を検出回路３０に送出する。
【００２６】
検出回路３０は、例えば、検出信号を増幅するためのＡＳＩＣと、入射時刻および入射位置をデジタルデータとして情報処理部１２に送出するＦＰＧＡを含む。検出回路３０は、半導体検出部２０で検出される検出信号から、ガンマ線γａ、γｂが検出素子に入射した時刻（入射時刻）と入射位置を決定し、検出信号、入射時刻、及び入射位置を含む測定データを情報処理部１２に送出する。
【００２７】
情報処理部１２は、検出回路３０から入力される検出データに基づいてコインシデンス検出および画像再生成アルゴリズムによる画像データの再生成を行う。コインシデンス検出では、入射時刻が設定された時間幅以下の２つの検出データがある場合に、それらの検出データを有効と判定してコインシデンス検出データとし、一方、入射時刻が一致しない検出データを無効と判定して破棄する。情報処理部１２は、コインシデンス測定データをデータ格納部１００に格納する。
【００２８】
情報処理部１２は、データ格納部１００に格納されたコインシデンス測定データと、コインシデンス測定データに含まれる位置情報（入射位置の情報）を用いてサイノグラムを作成し、サイノグラムを用いて所定の画像再生成アルゴリズム（例えば、期待値最大化（Ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ Ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ）法）に基づいて画像データを再生成する。表示部１３は、入出力部１５の要求に応じて再生成された画像データを表示する。なお、コインシデンス検出および画像再生成アルゴリズムは上述した事項に限定されず、公知の事項を用いることができる。
【００２９】
また、情報処理部１２は、データ格納部１００の残存容量（空き容量）を検出できるように構成されており、測定開始前に、放射線検出器１１で検出される測定データのデータ量の予測値（予測データ量）とデータ格納部１００の残存容量とを比較し、測定によって得られる測定データをデータ格納部１００に格納できるかどうかを判定することができる。
【００３０】
このような処理を行うために、情報処理部１２は、主制御部１２１、予測放射線カウント数演算部１２２、予測データ量演算部１２３、及び判定部１２４を含む。
【００３１】
ここで、予測放射線カウント数演算部１２２は、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、測定中に被検体Ｓから放出されると予測される予測放射線カウント数を演算する。
【００３２】
予測データ量演算部１２３は、予測放射線カウント数演算部１２２によって演算される予測放射線カウント数に基づき、測定データの予測データ量を演算する。
【００３３】
判定部１２４は、予測データ量よりも格納部１００の残存容量が大きいか否かを判定する。
【００３４】
主制御部１２１は、予測放射線カウント数演算部１２２、予測データ量演算部１２３、及び判定部１２４の間におけるデータの授受、及びその他の処理を統括的に行う情報処理部１２内のメインの制御部である。
【００３５】
これらの処理を行う主制御部１２１、予測放射線カウント数演算部１２２、予測データ量演算部１２３、及び判定部１２４は、情報処理部１２の内部で図示しないバスによって接続されている。
【００３６】
なお、この判定処理の詳細については後述する。
【００３７】
データ格納部１００は、放射線検出器１１内の半導体検出部２０に含まれる検出素子で検出される測定データ（コインシデンス測定データ）を格納する格納部である。データ格納部１００は、放射線検出器１１内の半導体検出部２０に含まれる検出素子の識別番号と測定データとを関連付けて格納する。検出素子の識別番号は、検出素子の位置情報と関連付けられているため、データ格納部１００に格納される測定データは、検出素子の位置情報と関連付けられている。また、データ格納部１００の残存容量は、情報処理部１２によって監視される。
【００３８】
また、データ格納部１００には、核種の半減期を表すデータが格納されている。この半減期を表すデータは、情報処理部１２で測定データ量の予測値（予測データ量）を計算する際に参照される。
【００３９】
以上の構成および動作により、ＰＥＴ装置１０は、被検体Ｓの体内に選択的に位置するポジトロン核種ＲＩからのガンマ線を検出し、サイノグラムの作成を経て、ポジトロン核種ＲＩの分布状態の画像データを再生成する。なお、本実施の形態に係るＰＥＴ装置１０は、放射線検出器１１に主な特徴がある。以下、放射線検出器１１を詳しく説明する。
【００４０】
ＰＥＴ装置１０の放射線検出器１１1〜１１8は、被検体Ｓの周囲に３６０度に亘って配置される。各々の放射線検出器１１1〜１１8には、被検体Ｓ側に半導体検出部２０が設けられている。ここで、被検体Ｓの体軸方向（紙面を貫く方向）をＺ軸方向（紙面裏側から表側に向かう方向が＋Ｚ方向、紙面表側から裏側に向かう方向が−Ｚ方向）とする。
【００４１】
また、放射線検出器１１1の半導体検出部２０の幅方向を＋ｘ方向とするｘ軸をとり、放射線検出器１１1の半導体検出部２０の奥行き方向を＋ｙ方向とするｙ軸をとる。
【００４２】
ここで、放射線検出器１１は、被検体Ｓに対して相対的にＺ軸方向に移動可能としてもよい。なお、図１において８個の放射線検出器１１1〜１１8が示されているがこれらの数は一例に過ぎず、放射線検出器の数は適宜選択される。
【００４３】
図２は、放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０の構成を示す斜視図であり、ガンマ線の略入射側から半導体検出部を見た図である。図３は、半導体検出部の模式的平面図である。図４は、半導体検出素子の動作を説明するための図である。
【００４４】
図２〜図４を参照するに、半導体検出部２０は、配線基板２１と、配線基板２１上に配置された２つの半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂと、半導体検出部２０の出力を検出回路（図１に示す検出回路３０）に送出するためのコネクタ２９等を含む。半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂは、各々、略平板状の半導体結晶体２４のＺ軸方向に垂直な２つの面に、第１電極２５および第２電極２６が設けられてなる。半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂは、各々、第２電極２６側の面にＹ軸方向に沿って形成された溝部２４ｂによって半導体結晶体２４がＸ軸方向に互いに区切られてなる半導体検出素子２３1〜２３6と、半導体検出素子２３1〜２３6の配列方向の両側（Ｘ軸方向外側）に設けられたガード部材２８ａ，２８ｂ等を含む。半導体結晶体２４とガード部材２８ａ，２８ｂとは同一材料からなり一体化されている。なお、図２および図３では、隣接する半導体検出素子２３1〜２３6間に、破線あるいは実線で区切り位置を示しているが、区切り位置は溝部のＸ軸方向の中央を通り、かつＹ軸方向に沿って延びている。半導体検出素子２３1〜２３6の間隔は、隣接する区切り位置間の距離に相当する。
【００４５】
なお、図２では、放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０内の半導体検出素子２３1〜２３6が配列されている方向を配列方向（Ｘ軸方向）、２つの半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂが配列される方向を奥行き方向（Ｙ軸方向）、配線基板２１と半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂとが積層される方向を積層方向（Ｚ軸方向）と称する。また、ここでは、半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂの各々の半導体検出素子２３1〜２３6の数を６個としているが、２個以上であればその数に特に制限はない。
【００４６】
また、図２には、放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０が配線基板２１に搭載されている状態を示すが、放射線検出器１１２〜１１８に含まれる半導体検出部２０も同一の配線基板２１に搭載されている。
【００４７】
各々の半導体検出素子２３1〜２３6は、それぞれ、半導体結晶体２４と、半導体結晶体２４の上面に形成された第１電極部２５と下面に形成された第２電極部２６を含む。
【００４８】
半導体結晶体２４は、その材料としては、例えば、エネルギーが５１１ｋｅＶのガンマ線に有感なテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、Ｃｄ1-xＺｎxＴｅ（ＣＺＴ）、臭化タリウム（ＴｌＢｒ）、シリコンなどが挙げられる。また、これらの材料には導電性等を制御するためのドーパントが含まれていてもよい。
【００４９】
また、半導体結晶体２４は、半導体検出素子２３1〜２３6のいずれのものも、幅、奥行き、および幅がそれぞれ同等に設定されている。半導体結晶体２４は、例えば、幅（Ｘ軸方向）が１．２ｍｍ、奥行き（Ｙ軸方向）が５ｍｍ、厚さが約１ｍｍの寸法を有する。なお、半導体結晶体２４は、半導体の結晶成長法であるブリッジマン法や、移動加熱法を用いて半導体結晶を形成し、所定の結晶方位に切出される。
【００５０】
第１電極２５は、半導体結晶体２４の上面を略覆う導電膜である。第１電極２５には負のバイアス電圧Ｖｂが印加され、カソードとなっている。半導体結晶体２４がＣｄＴｅで構成される場合は第１電極２５には例えばＰｔが用いられる。バイアス電圧Ｖbは、直流電圧で例えば−６０Ｖ〜−１０００Ｖに設定される。なお、第１電極２５は、６つの半導体結晶体２４の上面全体に亘って連続して形成されている。但し、第１電極２５は、ガード部材２８ａ，２８ｂの上面を覆っているが、これは必須ではない。なお、バイアス電圧は、配線基板２１の外部から配線パターン３６およびワイヤ配線３５を介して供給される。
【００５１】
第２電極２６は、半導体結晶体２４の溝部２４ｂと溝部２４ｂとの間の下面を略覆う導電膜を含む。第２電極２６はアノードとして機能する。なお、第２電極２６側の半導体結晶体２４中にはＩｎ（インジウム）が注入されている。半導体結晶体２４がＣｄＴｅで構成される場合は、第２電極２６に例えばＡｕが用いられる。第２電極２６は半導体検出素子２３1〜２３6のそれぞれに設けられており、互いに隣接する第２電極２６同士は電気的に絶縁されている。第２電極２６は、導電性接着層２７およびパッド電極３２を介して配線基板２１に設けられた配線パターン（不図示）を介してコネクタ２９と電気的に接続される。
【００５２】
なお、第２電極２５は、ガード部材２８ａ，２８ｂの下面にも形成されており、導電性接着層２７およびパッド電極３２を介して接地されている。このようにすることで、ガード部材２８ａ，２８ｂに入射したガンマ線により生じた電子正孔対を接地電位に流すことで、検出信号に雑音として混入することを回避できる。なお。このガード部材２８ａ，２８ｂの下面の構造は必須ではなく、ガード部材を半導体結晶体以外の材料を用いた場合は設けなくともよい。
【００５３】
導電性接着層２７は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、およびこれらの合金から選択される金属粉やカーボンフィラーと、樹脂製の導電性接着剤で構成され、例えば、導電性ペーストや異方性接着剤を用いることができる。
【００５４】
図４に示すように、半導体検出素子２３は、半導体結晶体２４にガンマ線γが入射すると、ガンマ線のエネルギーに応じた数の電子正孔対が生成される。半導体結晶体２４には、第２電極２６から第１電極２５の方向に電界が印加されているので正孔は第１電極２５に引きつけられ、電子は第２電極２６に引きつけられる。これにより検出信号が生じ検出回路に送出される。なお、ガンマ線γが半導体結晶体２４に入射しても電子正孔対の生成は確率的であり、半導体結晶体２４中で電子正孔対の生成が行われず、突き抜けてしまう場合もある。
【００５５】
図２および図３に戻り、ガード部材２８ａ，２８ｂは、半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂの配列方向の両端部に設けられ、半導体検出素子２３1および２３6の外側面を保護する。ガード部材２８ａ，２８ｂの材料は第１電極２５と第２電極２６とを電気的に導通させない材料であれば特に限定されないが、製造工程における加熱によって熱膨張係数差により生じる応力による悪影響を回避できる点で、半導体結晶体２４と同一材料を含むことが好ましい。さらに、ガード部材２８ａ，２８ｂは、半導体結晶体２４と連続した同一結晶板から形成されてなることがとりわけ好ましい。これにより、ガード部材２８ａ，２８ｂを半導体結晶体２４に接着する必要がなく、ガード部材２８ａ，２８ｂの形成工程を簡略化できる。但し、ガード部材２８ａと半導体検出素子２３1との間、およびガード部材２８ｂと半導体検出素子２３6との間には、溝部２４ｃを形成することが好ましい。これによりガード部材２８ａ，２８ｂに入射したガンマ線によって生じた電子正孔対が隣接する半導体検出素子２３1，２３6の第２電極２６に流れ込むことを回避できる。なお、溝部２４ｃは、溝部２４ｂと同等の形状に形成すればよい。また、ガード部材２８ａ，２８ｂの幅は、後ほど詳述するが半導体検出素子２３1〜２３6の間隔に基づく所定の幅に設定される。
【００５６】
２つの半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂは、いずれも上述した構造を有しているが、図３に示すように配線基板２１上の配置が異なっている。以下、ガンマ線γが入射する側に配置された半導体検出素子アレイを第１半導体検出素子アレイ２２ａ、奥側に配置された半導体検出素子アレイを第２半導体検出素子アレイ２２ｂと呼ぶ。但し両者の区別が不要な場合は単に半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂと呼ぶ。
【００５７】
第１半導体検出素子アレイ２２ａおよび第２半導体検出素子アレイ２２ｂは、互いの半導体検出素子の位置関係に特徴がある。第１半導体検出素子アレイ２２ａおよび第２半導体検出素子アレイ２２ｂのいずれも配列方向（Ｘ軸方向）にそれぞれ所定の間隔ＰＴで配置されている。さらに、第１半導体検出素子アレイ２２ａの半導体検出素子２３1の紙面左側面２３1aは、基準線Ｘａ−Ｘａから間隔ＰＴだけ離隔した位置に配置されている。他方、第２半導体検出素子アレイ２２ａの半導体検出素子２３1の紙面左側面２３1bは、基準線Ｘａ−Ｘａから間隔ＰＴ／２だけ離隔した位置に配置されている。このようにして、第１半導体検出素子アレイ２２ａの半導体検出素子２３1〜２３6の各々と、第２半導体検出素子アレイ２２ｂの半導体検出素子２３1〜２３6の各々とは、互いに配列方向にＰＴ／２だけ変位して配置される。
【００５８】
また、第１半導体検出素子アレイ２２ａの紙面左端のガード部材２８ａは間隔ＰＴと同等の幅に設定され、紙面右端のガード部材２８ｂは間隔ＰＴの１／２に設定される。他方、第２半導体検出素子アレイ２２ｂの紙面左端のガード部材２８ｂは間隔ＰＴの１／２に設定され、紙面右端のガード部材２８ａは間隔ＰＴに設定される。このようにガード部材２８ａ，２８ｂを設けることにより、半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂの幅（配列方向の長さ）を互いに同等とする。そして、半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂはその紙面左端が基準線Ｘａ−Ｘａに一致するように配置される。このようにすることで、半導体検出部２０の組立工程において、２つの半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂを配置する際に、それぞれの半導体検出素子２３1〜２３6を上述した位置関係になるようにする位置決めが飛躍的に容易になる。なお、このようにガード部材２８ａ、２８ｂは設ける方が好ましいが、本発明に必須のものではない。
【００５９】
なお、上記では、半導体検出素子アレイ２２ａ、２２ｂの紙面左端の端部で位置決めを行ったが、紙面右端の基準線Ｘb−Ｘbで位置決めを同様に行ってもよい。
【００６０】
このように、第１半導体検出素子アレイ２２ａおよび第２半導体検出素子アレイ２２ｂは、半導体検出素子２３1〜２３6の間隔ＰＴの１／２だけ配列方向にずらして、かつ奥行き方向に配列されることにより、半導体検出部２０は、その視野中央（すなわち、半導体検出部２０の略正面から入射するガンマ線）の空間分解能が、半導体検出素子アレイを一つだけ設けた場合の視野中央の空間分解能よりも向上する。その向上の程度は、半導体検出部２０の視野中央の空間分解能は、半導体検出素子の幅を１／２に設定したときの視野中央の空間分解能に略同等となる。
【００６１】
さらに、第１半導体検出素子アレイ２２ａおよび第２半導体検出素子アレイ２２ｂはそれぞれ奥行き方向（Ｙ軸方向）に配列され、各々の半導体検出素子アレイ２２ａ、２２ｂは、半導体検出素子アレイを一個だけ設けてその半導体検出素子の奥行きを半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂの奥行きの和と同等に設定した場合よりも短小化されている。これにより、先の図２（Ｂ）において説明したように、半導体検出部２０の視野周辺部での空間分解能を向上できる。
【００６２】
さらに、半導体検出部２０の検出効率は、半導体検出素子アレイを一個だけ設けてその半導体検出素子の奥行きを半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂの奥行きの和と同等に設定した場合と同様となるので、検出効率を維持できる。これらの点については後述するシミュレーションによって示すが、以下、その効果を簡単に説明する。
【００６３】
図５は、半導体検出部の概略正面透視図である。なお、図５中、第１電極、第２電極、および導電性接着層の図示を省略している。
【００６４】
図５を参照するに、半導体検出部２０をその正面（ガンマ線の入射側）から透視すると、第１半導体検出素子アレイ２２ａの半導体検出素子２３1〜２３6と第２半導体検出素子アレイ２２ｂの半導体検出素子２３1〜２３6とが互いに重なり、あたかも間隔ＰＴの１／２の半導体検出素子が一列に配列して形成されているように見える。ガンマ線は、第１半導体検出素子アレイ２２ａで電子正孔対を生成するものと、第１半導体検出素子アレイ２２ａを透過して第２半導体検出素子アレイ２２ｂで電子正孔対を生成するものとが確率的に存在する。そのため、ガンマ線にとって、半導体検出素子アレイ２２ａ、２２ｂは、図５の透視図のように、１／２の半導体検出素子が一列に配列して形成されているのと略同等となる。このことから、半導体検出部２０は、その視野中央の空間分解能が、半導体検出素子の間隔ＰＴの１／２に設定したときの空間分解能に近づくことが十分推察される。さらにこのことは、半導体検出部２０の視野周辺部の空間分解能の向上にも寄与すると推察される。
【００６５】
なお、ここでは、放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０内の半導体検出素子２３1〜２３6について説明したが、放射線検出器１１２〜１１８も同様に考えることができる。
【００６６】
次に、図７及び図６を用いて本実施の形態の断層撮影装置における測定データの処理方法について説明する。
【００６７】
図６は、本実施の形態の断層撮影装置における測定データの処理方法で用いる入力画面である。この入力画面２００は、表示部１３に表示される。入力画面２００への数値等の入力は、入出力部１５を介して行うことができる。
【００６８】
入力画面２００は、核種入力部２０１、投与放射能量入力部２０２、計測時間入力部２０３、実行ボタン２０４、及び結果表示部２０５を含む。
【００６９】
核種入力部２０１は、被検体Ｓに導入される核種を入力する入力部である。図６に示す画面例には、１８−Ｆ（フッ素）が入力されている状態を示す。
【００７０】
投与放射能量入力部２０２は、投与放射能量を入力する入力部である。図６に示す画面例には、２Ｍｂｑ（メガベクレル）の投与放射能量が入力されている状態を示す。
【００７１】
計測時間入力部２０３は、被検体Ｓから放射される放射能を計測する時間を入力するための入力部である。計測の種類によっては、計測時間が１０時間以上（例えば一晩中）にわたる場合もあるが、図６の画面例には、計測時間として３０分が入力されている状態を示す。
【００７２】
実行ボタン２０４は、核種入力部２０１に入力される核種の半減期、投与放射能量入力部２０２に入力される被検体Ｓへの投与放射能量、及び計測時間入力部２０３に入力される放射線の測定時間に基づいて、測定中に被検体から放射される予測放射線カウント数を演算し、この予測放射線カウント数を測定データ量に変換した値（予測データ量）を導出し、さらに、予測データ量の測定データをデータ格納部１００に格納可能か否かの演算を実行するためのボタンである。すなわち、この実行ボタン２０４は、これから行う測定によって得られる測定データを保存できるだけの残存データ量がデータ格納部１００にあるか否かの判定処理を実行するためのボタンである。
【００７３】
結果表示部２０５は、残存データ量から予測データ量を減算して残存容量を計算した結果を表す表示部であり、図６に示す画面例には、保存可能である旨（残量ＯＫ）、予測データ量、及び予測残存容量が表示されている。
【００７４】
なお、核種の壊変定数をλ、半減期をＴとすると時刻ｔにおける放射能量Ａ（ｔ）は次式で求まる。
【００７５】
Ａ（ｔ）＝Ａ（０）ｅ−λｔ、ただしλ＝（ｌｎ２／Ｔ）
時刻０〜ｔの間にこの核種から放出される放射線対の数は、上式を時間ｔで積分することによって求まる。
【００７６】
予測データ量は、この放射線の数に半導体検出素子の感度等によって決まる係数を乗ずることによって導出することができる。
【００７７】
また、以上で説明した予測データ量は、コインシデンス測定データの予測データ量であるが、格納部１００に格納するデータの量をより正確に把握するためには、補正のためのランダムデータ（ランダム補正データ）の予測データ量（予測ランダム補正データ量）をさらに考慮することが好ましい。
【００７８】
予測ランダム補正データ量は、放射能量Ａ（ｔ）を２乗したものを時間ｔで積分し、半導体検出素子の感度やタイムウィンドウ等によって決まる値を乗ずることによって導出できる。
【００７９】
従って、格納部１００に格納するデータのトータルの予測データ量は、予測コインシデンス測定データ量と予測ランダム補正データ量とを加算することによって求められる。
【００８０】
このため、以下では、予測データ量とは、予測コインシデンス測定データ量と予測ランダム補正データ量とを加算して得るデータ量を意味することとする。
【００８１】
図７は、本実施の形態の断層撮影装置における測定データの処理方法の手順を示す図である。これは、情報処理部１２内の主制御部１２１、予測放射線カウント数演算部１２２、予測データ量演算部１２３、及び判定部１２４によって実行される処理である。
【００８２】
次に図７に示す処理について説明する。
【００８３】
主制御部１２１は、核種の入力があったか否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、核種の入力が確認されるまで繰り返し実行される。図６に示す画面例のように、例えば、核種の種類を表す１８−Ｆが入力されると、ステップＳ１の処理は終了してステップＳ２に進行する。
【００８４】
主制御部１２１は、投与放射能量の入力があったか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２の処理は、投与放射能量の入力が確認されるまで繰り返し実行される。図６に示す画面例のように、例えば、投与放射能量を表す数値（２Ｍｂｑ）が入力されると、ステップＳ２の処理は終了してステップＳ３に進行する。
【００８５】
主制御部１２１は、計測時間の入力があったか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ２の処理は、計測時間の入力が確認されるまで繰り返し実行される。図６に示す画面例のように、例えば、計測時間を表す数値（２Ｍｂｑ）が入力されると、ステップＳ３の処理は終了してステップＳ４に進行する。
【００８６】
主制御部１２１は、実行ボタン２０４が入力されたか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４の処理は、核種の入力が確認されるまで繰り返し実行される。主制御部１２１は、核種が入力されると、予測放射線カウント数演算部１２２に予測放射線カウント数の演算を実行させる。
【００８７】
予測放射線カウント数演算部１２２は、ステップＳ１で入力された核種を表すデータ、ステップＳ２で入力された投与放射能量、及びステップＳ３で入力された計測時間に基づき、予測放射線カウント数を演算する（ステップＳ５）。
【００８８】
具体的には、ステップＳ１で入力された核種を表すデータを用いてデータ格納部１００から核種の半減期を読み込み、この核種の半減期と、ステップＳ２で入力された投与放射能量と、ステップＳ３で入力された計測時間とを用いて予測放射線カウント数を導出する。なお、主制御部１２１は、予測放射線カウント数が演算されると予測データ量演算部１２３に予測データ量の演算を実行させる。
【００８９】
予測データ量演算部１２３は、Ｓ５で演算された予測放射線カウント数に基づき、予測データ量を演算する（ステップＳ６）。予測データ量は、予測放射線カウント数で表される放射線の数に半導体検出素子の感度等によって決まる係数を乗ずることによって導出される。
【００９０】
主制御部１２１は、データ格納部１００にアクセスし、現在の残存容量を取得する（ステップＳ７）。ステップＳ６で導出した予測データ量と比較することにより、データを保存可能かどうか判定するためである。
【００９１】
主制御部１２１は、ステップＳ７で取得した残存容量からステップＳ６で導出した予測データ量を減算し、予測残存容量を演算する（ステップＳ８）。減算結果によってデータを保存可能かどうかの判定に用いるためである。なお、主制御部１２１は、ステップＳ８の処理が終了すると、判定部１２４に判定処理を実行させる。
【００９２】
判定部１２４は、予測データ量を減じても残存容量があるか否かを判定する（ステップＳ９）。予測データ量を減じた結果、残存容量が残らなければ、測定データをデータ格納部１００に格納することができない（すなわち、保存不可能である）からである。
【００９３】
主制御部１２１は、ステップＳ９において、現在の残存容量から予測データ量を減じた結果、残存容量が残ると判定した場合は、保存可能である旨の表示「残存容量ＯＫ」を入力画面２００の結果表示部２０５に表示する（ステップＳ１０Ａ）。このとき、予測データ量、及び予測残存容量も併せて表示される。
【００９４】
一方、主制御部１２１は、ステップＳ９において、現在の残存容量から予測データ量を減じた結果、残存容量が残らないと判定した場合は、保存不可能である旨の表示「残存容量ＮＧ」を入力画面２００の結果表示部２０５に表示する（ステップＳ１０Ｂ）。
【００９５】
以上により、情報処理部１２によって演算された予測データ量よりもデータ格納部１００の残存容量が大きいか否かが判定され、予測データ量よりもデータ格納部１００の残存容量が大きいと判定された場合に、測定データがデータ格納部１００に格納される。
【００９６】
なお、ステップＳ１０Ｂにおいて保存不可能であると判定された場合においても、入力画面２００の結果表示部２０５に予測データ量、及び予測残存容量が表示されるため、既にデータ格納部１００に格納されているデータの少なくとも一部を削除すれば、即座に格納可能な残存容量を確保することができる。
【００９７】
以上、本実施の形態の断層撮影装置及び断層撮影装置における測定データの処理方法によれば、放射線の測定を行う前に、その測定によって得られる測定データを保存可能であるか否かを判定することができるので、データ格納部１００の残存容量が不足することを未然に防止でき、効率的に断層画像を撮影することができる。
【００９８】
貴重な放射性物質を扱う断層撮影では、半減期がある放射性物質を調達するスケジュール等を守ることには非常な厳格さが求められるため、本実施の形態のように、保存可能かどうかを測定前に予め判断できることは、作業効率の著しい向上に繋がるという効果がある。
【００９９】
また、一般にはメモリを増設することも考えられるが、数１００Ｇバイトのデータを幾つも保存するためにメモリを増設することは、メモリの容量が大きすぎるため、本実施の形態のように、保存可能かどうかを測定前に予め判断できることにより、コスト面でも非常に有利な断層撮影装置を提供することができる。
【０１００】
また、測定データの予測データ量は、核種、投与量、及び測定時間に基づいて情報処理部１２によって導出されるため、計算ミス等を未然に排除でき、作業効率を向上させることができる。
【０１０１】
なお、以上では、核種の半減期、被検体Ｓへの投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて予測放射線カウント数を演算し、この予測放射線カウント数から予測データ量を導出する形態について説明した。このように予測データ量を導出する際に、予測放射線カウント数の演算を経ることは、特に、測定規格等で放射線のカウント数に制限があるような場合に、測定前に放射線のカウント数の予測値が分かるため、作業効率を向上させることができる。また、コインシデンス測定データに対して、予測ランダム補正データ量を得るためのランダム補正データは投与放射能量の２乗に比例して増加する。このため、コインシデンス測定データのカウント数の予測値とランダム補正データのカウント数の予測値を別々に把握できれば、特に、ランダム補正データのカウント数の予測値が多く演算された場合に、投与放射能量を減らすための判断材料として利用できるので便利であり、作業効率を向上させることができる。
【０１０２】
しかしながら、予測放射線カウント数（あるいはこれに加えてランダム補正データのカウント数の予測値）の演算は、必ずしも必要ではなく、予測放射線カウント数（あるいはこれに加えてランダム補正データのカウント数の予測値）の演算を行なわずに、核種の半減期、被検体Ｓへの投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、直接的に予測データ量を導出するように構成してもよい。このように予測放射線カウント数（あるいはこれに加えてランダム補正データのカウント数の予測値）の演算を行なわずに直接的に予測データ量を導出する場合は、放射線カウント数の演算を行わないため、演算工程が少なくなり、より迅速に予測データ量を導出することができる。このため、特に、測定規格等で放射線のカウント数に制限がないような場合には、測定を迅速に行うことができ、作業効率を向上させることができる。
【０１０３】
また、以上では、データ格納部１００の残存容量から予測データ量を減算することによって、予測データ量とデータ格納部１００の残存容量とを比較する形態について説明したが、減算処理を行わずに、予測データ量とデータ格納部１００の残存容量とを比較するようにしてもよい。
【０１０４】
また、ステップＳ１０Ｂにおいて、データ格納部１００の現在の残存容量から予測データ量を減じた結果、残存容量が残らないと判定した場合は、保存不可能である旨を入力画面２００の結果表示部２０５に表示することに加えて、測定データをデータ格納部１００に格納できないように、インターロックをかけるように構成してもよい。このような処理は、情報処理部１２が行うように構成すればよい。
【０１０５】
また、以上では、測定データに基づいてサイノグラムを作成し、サイノグラムに基づいて断層画像を再生成する形態について説明したが、断層画像を得るためのプロセスで必ずしもサイノグラムを作成する必要はなく、サイノグラム以外の２値データで表すバイナリデータを測定データに基づいて作成してもよい。
【０１０６】
また、以上では、核種として１８−Ｆ（フッ素）を入力する形態について説明したが、被検体に投与する核種は、１８−Ｆに限られず、例えば、１５−Ｎ（窒素）、１１−Ｃ（炭素）でもよい。
【０１０７】
また、投与放射能量は、被検体Ｓの種類や測定内容等に応じて任意の量に設定することができ、同様に、計測時間は、被検体Ｓの種類や測定内容等に応じて任意の量に設定することができる。
【０１０８】
なお、本実施の形態では、ＰＥＴ装置を例に説明したが、本発明は、ＳＰＥＣＴ（単一光子放射形コンピュータ断層撮影）装置や、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置にも適用できる。
【０１０９】
以上、本発明の例示的な実施の形態の断層撮影装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０ ＰＥＴ装置
１１、１１1〜１１8 放射線検出器
１２ 情報処理部
１３ 表示部
１４ 制御部
１５ 入出力部
１６ 基台
２０、４０、５０ 半導体検出部
２１ 配線基板
２２、２２1〜２２n 半導体検出素子アレイ
２２ａ 第１半導体検出素子アレイ
２２ｂ 第２半導体検出素子アレイ
２３、２３1〜２３6 半導体検出素子
２４ 半導体結晶体
２４ａ 入射面
２４ｂ、２４ｃ 溝部
２５ 第１電極
２６ 第２電極
２７ 導電性接着層
２８ａ、２８ｂ、２８1〜２８n ガード部材
２９ コネクタ
３０ 検出回路
１００ データ格納部
１２１ 主制御部
１２２ 予測放射線カウント数演算部
１２３ 予測データ量演算部
１２４ 判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体から放出される放射線を検出して得る測定データを記憶部に格納し、前記記憶部に格納された測定データに基づき前記被検体の断層画像を再生成する断層撮影装置において、
少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する予測データ量演算部と、
前記予測データ量よりも前記記憶部の残存容量が大きいか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記予測データ量よりも前記記憶部の残存容量が大きいと判定された場合に、前記測定データを前記記憶部に格納する格納部と
を含む、断層撮影装置。
【請求項２】
少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、測定中に前記被検体から放出されると予測される予測放射線カウント数を演算する予測放射線カウント数演算部をさらに含み、
前記予測データ量演算部は、前記予測放射線カウント数演算部によって演算される前記予測放射線カウント数に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する、請求項１に記載の断層撮影装置。
【請求項３】
前記判定部により、前記予測データ量が前記記憶部の残存容量より大きくないと判定された場合に、前記格納部による前記測定データの前記記憶部への格納を禁止するインターロック部をさらに含む、請求項１又は２に記載の断層撮影装置。
【請求項４】
前記測定データは、コインシデンス測定データで表される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の断層撮影装置。
【請求項５】
被検体から放出される放射線を検出して得る測定データに基づき前記被検体の断層画像を再生成する断層撮影装置における測定データの処理方法であって、
少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する予測データ量演算工程と、
前記予測データ量よりも記憶部の残存容量が大きいか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において前記予測データ量よりも記憶部の残存容量が大きいと判定された場合に、前記測定データを前記記憶部に格納する格納工程と
を含む断層撮影装置における測定データの処理方法。
【請求項６】
少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、測定中に前記被検体から放出されると予測される予測放射線カウント数を演算する予測放射線カウント数演算工程をさらに含み、
前記予測データ量演算工程は、前記予測放射線カウント数演算工程において演算された前記予測放射線カウント数に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する工程である、請求項５に記載の断層撮影装置における測定データの処理方法。
【請求項１】
被検体から放出される放射線を検出して得る測定データを記憶部に格納し、前記記憶部に格納された測定データに基づき前記被検体の断層画像を再生成する断層撮影装置において、
少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する予測データ量演算部と、
前記予測データ量よりも前記記憶部の残存容量が大きいか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記予測データ量よりも前記記憶部の残存容量が大きいと判定された場合に、前記測定データを前記記憶部に格納する格納部と
を含む、断層撮影装置。
【請求項２】
少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、測定中に前記被検体から放出されると予測される予測放射線カウント数を演算する予測放射線カウント数演算部をさらに含み、
前記予測データ量演算部は、前記予測放射線カウント数演算部によって演算される前記予測放射線カウント数に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する、請求項１に記載の断層撮影装置。
【請求項３】
前記判定部により、前記予測データ量が前記記憶部の残存容量より大きくないと判定された場合に、前記格納部による前記測定データの前記記憶部への格納を禁止するインターロック部をさらに含む、請求項１又は２に記載の断層撮影装置。
【請求項４】
前記測定データは、コインシデンス測定データで表される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の断層撮影装置。
【請求項５】
被検体から放出される放射線を検出して得る測定データに基づき前記被検体の断層画像を再生成する断層撮影装置における測定データの処理方法であって、
少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する予測データ量演算工程と、
前記予測データ量よりも記憶部の残存容量が大きいか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において前記予測データ量よりも記憶部の残存容量が大きいと判定された場合に、前記測定データを前記記憶部に格納する格納工程と
を含む断層撮影装置における測定データの処理方法。
【請求項６】
少なくとも、核種の半減期、被検体への投与放射能量、及び放射線の測定時間に基づいて、測定中に前記被検体から放出されると予測される予測放射線カウント数を演算する予測放射線カウント数演算工程をさらに含み、
前記予測データ量演算工程は、前記予測放射線カウント数演算工程において演算された前記予測放射線カウント数に基づいて、前記測定データの予測データ量を演算する工程である、請求項５に記載の断層撮影装置における測定データの処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１８５６７５（Ｐ２０１０−１８５６７５Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８２１４（Ｐ２００９−２８２１４）
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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