核医学イメージング装置、シンチレータアレイ及びシンチレータアレイ製造方法
【課題】シンチレータの光漏れを簡単に防止可能である核医学イメージング装置を提供することである。
【解決手段】核医学イメージング装置は、一つの実施形態において、シンチレータアレイを備える。核医学イメージング装置が備えるシンチレータアレイは、一つの実施形態において、反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータが配列されることで形成される。金属は、一つの実施形態において、アルミニウムと、銀と、アルミニウムを含む合金と、銀を含む合金とのうち、いずれかとなる。
【解決手段】核医学イメージング装置は、一つの実施形態において、シンチレータアレイを備える。核医学イメージング装置が備えるシンチレータアレイは、一つの実施形態において、反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータが配列されることで形成される。金属は、一つの実施形態において、アルミニウムと、銀と、アルミニウムを含む合金と、銀を含む合金とのうち、いずれかとなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、核医学イメージング装置、シンチレータアレイ及びシンチレータアレイ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体の生体組織における機能診断を行うことができる核医学イメージング装置として、陽電子断層撮影装置（ＰＥＴ装置、ＰＥＴ：Positron Emission Tomography）がある。また、ＰＥＴ装置と、形態情報を提供するＸ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置、ＣＴ： Computed Tomography）とが一体化されたＰＥＴ―ＣＴ装置もある。
【０００３】
ＰＥＴ装置を用いた検査であるＰＥＴ検査について簡単に説明する。ＰＥＴ検査を実行する際には、陽電子放出核種で標識された標識化合物が被検体に予め投与される。被検体に予め投与される標識化合物から放出される陽電子は、電子と結合して消滅する際に、略反対方向に５１１ｋｅＶの一対のガンマ線を放出する。電子と結合して消滅する際に放出される一対のガンマ線を「対消滅ガンマ線」とも称する。ここで、ＰＥＴ装置は、被検体の周囲に配置されたフォトンカウンティング（Photon Counting）方式の検出器を用いて、対消滅ガンマ線を同時計数する。そして、ＰＥＴ装置は、同時計数したガンマ線のデータを演算処理することで、ＰＥＴ画像を再構成する。
【０００４】
ＰＥＴ装置の検出器は、シンチレータが配列されたシンチレータアレイを有する。シンチレータアレイのシンチレータ各々は、ガンマ線が入射されると、入射されたガンマ線を可視光に変換して出力する。図１０は、従来のＰＥＴ装置の検出器が有するシンチレータアレイの一例について示す図である。図１０に示す例では、シンチレータアレイ７００は、６×８個のシンチレータ７０１が配列されたものである場合を例に示した。
【０００５】
また、シンチレータアレイにおいて、シンチレータとシンチレータとの間に、周囲にある他のシンチレータへの光漏れを防ぐ反射材を設ける手法がある。例えば、Ｌ字型の反射材を用いる手法がある。また、例えば、複数のＬ字型の反射材が予め連結しておくことで、シンチレータアレイにおいて２次元に配列されたシンチレータの列ごとに用いられる反射材を用いる手法もある。また、例えば、格子状の冶具の上に反射材を配置する手法などもある。なお、説明の便宜上、以下では、複数のＬ字型の反射材が連結されてシンチレータの列ごとに用いられる反射材を「ジグザグ型の反射材」とも称する。
【０００６】
図１１−１は、従来のＬ字型の反射材を用いる手法について簡単に示す図である。図１１−１に示す例では、４つのＬ字型の反射材７１０と、４つのシンチレータ７１１とを例に示した。図１１−１に示すように、Ｌ字型の反射材７１０各々が重なるように配置される。なお、図１１−１において、矢印７１２は、Ｌ字型の反射材７１０が重なる箇所を示す。
【０００７】
図１１−２は、従来のジグザグ型の反射材を用いる手法について簡単に示す図である。図１１−２に示す例では、２つのジグザグ型の反射材７２０と、８つのシンチレータ７２１とを例に示した。図１１−２に示すように、２つのジグザグ型の反射材７２０が重なるように配置される。なお、図１１−２において、矢印７２２は、２つのジグザグ型の反射材７２０が重なる箇所を示す。
【０００８】
図１１−３は、従来の格子状の冶具の上に反射材を配置する手法について簡単に示す図である。図１１−３に示す例では、格子状に溝が予め作成された冶具７３２を例に示した。図１１−３に示す例では、格子状の冶具７３２が、シンチレータ７３１が設けられる箇所を１０箇所有する場合を示した。なお、図１１−３に示す例では、記載の便宜上、シンチレータ７３１を１つ示した。また、図１１−３に示す例では、記載の便宜上、反射材７３０を３つ示した。図１１−３に示すように、反射材７３０が、冶具７３２の溝に設けられる。
【０００９】
ここで、図１１−１や図１１−３に示した手法では、反射材やシンチレータを配置するのに手間がかかる。また、図１１−１や図１１−３に示した手法では、反射材の位置がずれることで反射材と反射材との間に隙間ができ、シンチレータの光漏れが起こることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１０７９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、シンチレータの光漏れを簡単に防止可能である核医学イメージング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実施の形態の核医学イメージング装置は、シンチレータアレイを備える。シンチレータアレイは、反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータが配列されることで形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置の構成の全体像について示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態におけるＰＥＴスキャナとＸ線ＣＴスキャナとの関係の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態におけるＰＥＴスキャナの構成について示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態における検出器の構造の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態におけるアンガー型の検出器により検出される情報を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態におけるシンチレータの一例について示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態におけるシンチレータアレイの製造方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施形態における金属を蒸着する面の一例を示す図である。
【図９−１】図９−１は、第２の実施形態における金属を蒸着する面の一例を示す図である。
【図９−２】図９−２は、第２の実施形態における金属を蒸着する面の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、従来のＰＥＴ装置の検出器が有するシンチレータアレイの一例について示す図である。
【図１１−１】図１１−１は、従来のＬ字型の反射材を用いる手法について簡単に示す図である。
【図１１−２】図１１−２は、従来のジグザグ型の反射材を用いる手法について簡単に示す図である。
【図１１−３】図１１−３は、従来の格子状の冶具の上に反射材を配置する手法について簡単に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下では、核医学イメージング装置の一例として、ＰＥＴ−ＣＴ装置を用いて説明する。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、ＰＥＴ−ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置でも良く、ＰＥＴ装置であっても良く、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置などであっても良い。
【００１５】
図１は、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置の構成の全体像について示す図である。図１に示すように、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴスキャナ２００と、Ｘ線ＣＴスキャナ３００と、寝台４００と、コンソール装置５００とを有する。なお、図１に示す例では、説明の便宜上、ＰＥＴ検査の対象となる被検体４０２を併せて示した。被検体４０２は、寝台４００に載せられる。図１におけるＸ軸方向は、図１の天板４０１に載せられた被検体４０２の体軸方向を示す。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向と直行する水平面上の方向を示す。Ｚ軸方向は、垂直方向を示す。
【００１６】
なお、ＰＥＴ検査の対象となる被検体４０２は、陽電子放出核種で標識された標識化合物が予め投与される。標識化合物は、例えば、陽電子放出核種である「１８Ｆ（フッ素）」で標識された１８Ｆ標識デオキシグルコースが該当する。標識化合物は、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００による測定前に被検体４０２に投与される。ただし、標識化合物は、１８Ｆ標識デオキシグルコースに限定されるものではなく、任意の標識化合物を用いて良い。
【００１７】
寝台４００は、被検体４０２が載せられる天板４０１を有する。また、図１には図示していないが、寝台４００は、天板４０１を移動させる寝台制御部を有する。寝台制御部は、コンソール装置５００により制御され、天板４０１を移動させることで、天板４０１に載せられた被検体４０２をＰＥＴ−ＣＴ装置１００の撮影口内に移動させる。
【００１８】
ＰＥＴスキャナ２００は、ＰＥＴ画像を再構成するためのガンマ線を検出する検出器２１０を複数有する。また、複数ある検出器２１０は、被検体４０２の体軸を中心としてリング上に配置される。
【００１９】
ここで、ＰＥＴスキャナ２００は、被検体４０２の生体組織内に取り込まれた標識化合物から放出された一対のガンマ線を検出する。具体的には、ＰＥＴスキャナ２００は、検出器２１０がガンマ線を検出するごとに、ガンマ線を検出した検出器２１０の位置を示す検出位置と、ガンマ線が検出器２１０に入射した時点におけるエネルギー値と、検出器２１０がガンマ線を検出した検出時間とを収集する。ＰＥＴスキャナ２００により収集される情報を「計数情報」とも称する。なお、検出器２１０は、例えば、１０−１０秒〜１０−１２秒の精度にて検出時刻を収集する。
【００２０】
なお、ＰＥＴスキャナ２００は、例えば、ガンマ線の検出時間として検出時刻（絶対時間）を収集する。ただし、これに限定されるものではなく、ＰＥＴスキャナ２００は、例えば、ガンマ線の検出時間として、ＰＥＴ画像の撮影を開始してからの経過時間（相対時間）を収集しても良く、任意の時間を収集して良い。
【００２１】
Ｘ線ＣＴスキャナ３００は、Ｘ線ＣＴ画像を再構成するためのＸ線を照射するＸ線管３０１と、Ｘ線管３０１により照射されたＸ線を検出するＸ線検出器３０２とを有する。Ｘ線ＣＴスキャナ３００では、Ｘ線管３０１がＸ線を被検体４０２に照射し、被検体４０２を透過したＸ線をＸ線検出器３０２が検出する。
【００２２】
具体的には、Ｘ線ＣＴスキャナ３００は、被検体４０２の体軸を中心として回転しながら、Ｘ線管３０１がＸ線を照射し、Ｘ線検出器３０２がＸ線を検出する。言い換えると、Ｘ線ＣＴスキャナ３００は、被検体４０２の体軸を中心として回転しながら多方向からＸ線を被検体４０２に照射し、被検体４０２を透過することで被検体４０２に吸収されて減弱したＸ線を検出する。Ｘ線検出器３０２により検出されたＸ線に対して増幅処理やＡＤ変換処理などを行うことで生成されるデータを「Ｘ線投影データ」とも称する。Ｘ線ＣＴスキャナ３００は、Ｘ線投影データと、Ｘ線投影データを生成する際に用いられたＸ線を検出した検出位置とを収集する。
【００２３】
図２は、第１の実施形態におけるＰＥＴスキャナとＸ線ＣＴスキャナとの関係の一例を示す図である。図２では、Ｙ軸方向に見た場合におけるＰＥＴスキャナ２００とＸ線ＣＴスキャナ３００との断面図を示した。図２では、説明の便宜上、ＰＥＴスキャナ２００とＸ線ＣＴスキャナ３００とに加えて、天板４０１を併せて示した。
【００２４】
図２に示すように、ＰＥＴスキャナ２００では、Ｘ軸方向に複数の検出器２１０が配置される。また、複数の検出器２１０は、被検体４０２の体軸をリング状に取り囲むように配置される。図２に示すように、Ｘ線ＣＴスキャナ３００は、Ｘ線管３０１とＸ線検出器３０２とを有する。Ｘ線管３０１とＸ線検出器３０２とは、診断時に被検体４０２が載せられる天板４０１を挟んで対向する位置に配置される。また、図２に示すように、Ｘ線管３０１は、Ｘ線３０３を照射する。また、Ｘ線検出器３０２は、Ｘ線３０３により照射されたＸ線を検出する。
【００２５】
図３は、第１の実施形態におけるＰＥＴスキャナの構成について示す図である。図３では、Ｘ軸方向に見たＰＥＴスキャナ２００の断面図である。図３では、説明の便宜上、ＰＥＴスキャナ２００に加えて、被検体４０２と、寝台４００と、天板４０１とを併せて示した。図３に示すように、ＰＥＴスキャナ２００は、複数の検出器２１０が被検体４０２の周囲をリング状に取り囲むように配置される。検出器２１０は、例えば、フォトンカウンティング（Photon Counting）方式の検出器が該当する。
【００２６】
図４は、第１の実施形態における検出器の構造の一例を示す図である。図４に示すように、ガンマ線に由来する光を計数する検出器２１０は、シンチレータアレイ２２０と、ライトガイド２３０と、複数の光電子増倍管（ＰＭＴ：Photo Multiplier Tube）２４０とを有する。また、シンチレータアレイ２２０は、複数のシンチレータ２２１が２次元に配列されることで形成される。
【００２７】
なお、シンチレータ２２１は、例えば、ガンマ線を可視光に変換するＮａＩやＢＧＯなどで形成される。なお、シンチレータ２２１やシンチレータアレイ２２０の詳細については、後述する。また、ライトガイド２３０は、例えば、光透過性に優れたプラスチック素材などで形成される。
【００２８】
ここで、シンチレータ２２１と、ライトガイド２３０と、光電子増倍管２４０との関係について簡単に説明する。シンチレータ２２１は、被検体４０２から放出されて検出器２１０に入射されたガンマ線を可視光に変換し、可視光を出力する。シンチレータ２２１により出力された可視光を「シンチレーション光」とも称する。ライトガイド２３０は、シンチレータ２２１から出力された可視光を光電子増倍管２４０に伝達する。光電子増倍管２４０は、シンチレータ２２１によって出力された可視光をライトガイド２３０を介して受信し、受信した可視光を電気信号に変換する。
【００２９】
光電子増倍管２４０について更に説明する。光電子増倍管２４０は、シンチレーション光を受信して光電子を発生させる光電陰極と、光電陰極により発生された光電子を加速する電場を与える多段のダイノードと、電子の流れ出し口である陽極とを有する。光電効果により光電陰極から放出された電子は、ダイノードに向かって加速されてダイノードの表面に衝突し、複数の電子を出力する。ダイノードの表面にて複数の電子が出力される現象が多段のダイノードに渡って繰り返されることで、電子の数がなだれ的に増える。
【００３０】
例えば、陽極がシンチレーション光を１つ受信した場合を用いて説明する。この場合、陽極は、例えば、約１００万もの電子を出力する。シンチレーション光を１つ受信した場合に陽極から得られる電子の数を「光電子増倍管の利得率」とも称する。つまり、シンチレーション光を１つ受信した場合に１００万個の電子を陽極が出力する場合には、光電子増倍管２４０の利得率は、「１００万倍」となる。なお、電子数をなだれ的に増やす際には、ダイノードと陽極との間には、通常、１０００ボルト以上の電圧が印加される。
【００３１】
このように、検出器２１０では、シンチレータ２２１がガンマ線を可視光に変換し、光電子増倍管２４０が可視光を電気信号に変換することで、被検体４０２から放出されたガンマ線を検出する。
【００３２】
上述したように、ＰＥＴスキャナ２００は、検出器２１０がガンマ線を検出するごとに、検出器２１０の計数結果として、検出位置とエネルギー値と検出時刻とを収集する。ここで、複数の隣接する検出器２１０が同時にガンマ線を検出した場合における検出位置とエネルギー値とを計算する処理の一例について簡単に説明する。例えば、ＰＥＴスキャナ２００は、アンガー型位置計算処理を行うことで、検出位置を確定する。また、例えば、ＰＥＴスキャナ２００は、光電子増倍管２４０が位置検出型の光電子増倍管である場合には、位置検出型の光電子増倍管２４０を用いて検出位置を収集する。
【００３３】
図５は、第１の実施形態におけるアンガー型の検出器により検出される情報を示す図である。図５の（１）に示すように、３つの光電子増倍管２４０が、同じタイミングにてシンチレーション光を電気信号に変換して出力した場合を用いて説明する。この場合、ＰＥＴスキャナ２００は、同時に電気信号を出力した光電子増倍管２４０の位置を取得し、同時に電気信号を出力した光電子増倍管２４０から出力された電気信号のエネルギー値各々を取得する。そして、ＰＥＴスキャナ２００は、取得したエネルギー値から重心の位置を算出し、算出した重心の位置に対応するシンチレータ２２１を特定する。また、ＰＥＴスキャナ２００は、同じタイミングにてシンチレーション光を電気信号に変換して出力した各光電子増倍管２４０が出力した電気信号のエネルギー値を積分し、積分結果となるエネルギー値を検出器２１０に入射したガンマ線のエネルギー値とする。
【００３４】
また、図５の（２）に示すように、検出器２１０がガンマ線を検出するごとに、ＰＥＴスキャナ２００は、シンチレータ２２１を一意に識別する「シンチレータ番号」と、「エネルギー値」と、「検出時刻」とを収集する。図５の（２）に示す例では、「シンチレータ番号」「エネルギー値」「検出時刻」に加えて、更に、複数ある検出器２１０を一意に特定する情報である「モジュールＩＤ」を出力する場合を示した。
【００３５】
図１の説明に戻り、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１００がＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像とを再構成する場合における処理の流れについて簡単に説明する。ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴスキャナ２００とＸ線ＣＴスキャナ３００とが、図１や図２において右から左に移動したり、天板４０１が左から右に移動したりすることで、Ｘ線ＣＴスキャナ３００がＸ線投影データを収集し、その後、ＰＥＴスキャナ２００が計数情報を収集する。そして、コンソール装置５００が、収集した情報に基づいてＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像とを再構成する。ただし、これに限定されるものではなく、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００では、ＰＥＴスキャナ２００とＸ線ＣＴスキャナ３００とが、図１や図２において左から右に移動しても良く、天板４０１が右から左に移動しても良い。
【００３６】
コンソール装置５００は、Ｘ線ＣＴスキャナ３００により収集された情報によりＸ線ＣＴ画像を再構成する。また、コンソール装置５００は、ＰＥＴスキャナ２００により収集された計数情報を用いて同時計数情報を生成し、生成した同時計数情報に基づいてＰＥＴ画像を再構成する。なお、以下では、コンソール装置５００によるＰＥＴ画像を再構成する処理やＸ線ＣＴ画像を再構成する処理については、任意の手法を用いて実行して良い。
【００３７】
ここで、第１の実施形態におけるシンチレータ２２１は、ライトガイド２３０と接する面を除く面に金属が蒸着される。具体的には、シンチレータ２２１は、可視光を反射する金属が蒸着される。例えば、シンチレータ２２１は、アルミニウムと、銀と、アルミニウムを含む合金と、銀を含む合金とのうち、いずれかの金属が表面に蒸着される。この結果、第１の実施形態におけるシンチレータアレイ２２０は、反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータ２２１が配列されることで形成される。なお、以下では、アルミニウムと、銀と、アルミニウムを含む合金と、銀を含む合金とのうち、いずれかの金属を用いる場合を例に説明するが、これに限定されるものではなく、可視光を反射する任意の金属を用いても良い。
【００３８】
シンチレータ２２１に金属を蒸着する意義について簡単に説明する。上述したように、シンチレータ２２１は、ガンマ線が入射されると、ガンマ線を可視光に変換し、可視光をライトガイド２３０に出力する。ここで、シンチレータ２２１では、ガンマ線から変換された可視光は、シンチレータ２２１の表面で乱反射することでライトガイド２３０に向かう。ここで、シンチレータ２２１は、２次元に配列されてシンチレータアレイ２２０を形成しており、隣接する他のシンチレータ２２１に可視光が漏れることがある。このことを踏まえ、第１の実施形態では、シンチレータ２２１の表面に可視光を反射する金属を蒸着し、シンチレータ２２１を配列することで形成されたシンチレータアレイ２２０を用いる。この結果、シンチレータ２２１の光漏れを防止可能となる。また、別途用意した反射材がシンチレータ間に位置するように反射材とシンチレータとを組み合わせることでシンチレータアレイを形成する従来の手法と比較して、第１の実施形態におけるシンチレータアレイ２２０は、シンチレータ２２１とは別の反射材を用いることなくシンチレータ２２１を配列することで形成される結果、シンチレータ２２１の光漏れを簡単に防止可能となる。
【００３９】
また、ライトガイド２３０と接する面を除く面に金属が蒸着される点について簡単に説明する。上述したように、シンチレータ２２１は、ライトガイド２３０にシンチレーション光を出力する。このため、ライトガイド２３０と接する面に金属が蒸着された場合には、シンチレータ２２１からシンチレーション光が出力されず、検出器２１０が機能しない。このことを踏まえ、シンチレータ２２１のライトガイド２３０と接する面には、金属が蒸着されない。
【００４０】
図６は、第１の実施形態におけるシンチレータの一例について示す図である。図６におけるＸ軸方向は、図１の天板４０１に載せられた被検体４０２の体軸方向を示す。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向と直行する水平面上の方向を示す。Ｚ軸方向は、垂直方向を示す。また、図６に示す例では、Ｚ軸方向において、矢印方向に天板４０１が位置し、矢印とは逆の方向にライトガイド２３０が位置する場合を用いて説明する。
【００４１】
図６に示すように、シンチレータ２２１は、金属が蒸着された表面２５０と、金属が蒸着されていない表面２５１とを有する。図６に示す例では、ＸＹ平面にある２つの面のうち、Ｚ軸方向において矢印の向きとは逆側にある面がライトガイド２３０と接する面となり、Ｚ軸方向において矢印の向き側にある面が、被検体４０２と対する面となる。図６に示す例では、ライトガイド２３０と接する面を除くすべての面は、金属が蒸着された表面２５０となる。また、ライトガイド２３０と接する面は、金属が蒸着されていない表面２５１となる。
【００４２】
ここで、図６に示す例において、被検体４０２と対する面にも金属を蒸着する点について補足する。被検体４０２と対する面は、対消滅ガンマ線が入射する面となる。ここで、アルミニウムや銀、アルミニウムを含む合金、又は銀を含む合金などの金属を、被検体４０２と対する面に蒸着したとしても、対消滅ガンマ線がシンチレータ２２１に入射する際の妨げにならないことに着目し、被検体４０２と対する面にも金属を蒸着する。この結果、シンチレータ２２１に入射したガンマ線が変換された可視光を確実にライトガイド２３０に出力することが可能となる。
【００４３】
すなわち、上述したように、シンチレータ２２１では、ガンマ線から変換された可視光は、シンチレータ２２１の表面で乱反射することでライトガイド２３０に向かう。ここで、可視光が、被検体４０２と対する面に進み、被検体４０２と対する面に反射した後にライトガイド２３０と接する面に進む場合も考えられる。第１の実施形態におけるシンチレータ２２１によれば、被検体４０２と対する面にも金属を蒸着しておくことで、被検体４０２と対する面に可視光が反射したとしても、可視光が漏れることなく確実に反射され、シンチレータ２２１に入射したガンマ線が変換された可視光を確実にライトガイド２３０に出力することが可能となる。
【００４４】
（シンチレータアレイの製造方法）
図７は、第１の実施形態におけるシンチレータアレイの製造方法の流れの一例を示すフローチャートである。図７に示すように、シンチレータアレイ２２０を製造する場合には、金属を蒸着する任意の蒸着装置が、シンチレータ２２１の表面に金属を蒸着する（ステップＳ１０１）。例えば、蒸着装置は、アルミニウムと、銀と、アルミニウムを含む合金と、銀を含む合金とのうち、いずれかの金属を表面に蒸着する。
【００４５】
また、ここで、蒸着装置は、ライトガイド２３０と接する面を除く面に金属を蒸着する。例えば、蒸着装置は、ライトガイド２３０と接する面がマスクされたシンチレータ２２１を蒸着することで、マスクされた面となるライトガイド２３０と接する面に金属を蒸着しない。また、例えば、蒸着装置は、ライトガイド２３０と接する面が底部となるように配置されたシンチレータ２２１に金属を蒸着することで、隠れた面となるライトガイド２３０と接する面に金属を蒸着しない。
【００４６】
そして、シンチレータを配列する任意の配列装置は、蒸着装置により金属が蒸着されたシンチレータ２２１を２次元に配列することで、シンチレータアレイ２２０を形成する（ステップＳ１０２）。
【００４７】
なお、蒸着装置は、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法を用いて金属を蒸着する。ただし、これに限定されるものではなく、任意の手法を用いて金属を蒸着して良く、例えば、イオンプレーティング法や抵抗加熱法を用いても良い。
【００４８】
なお、上述した説明では、金属を蒸着する蒸着装置と、シンチレータを配列する配列装置とを別装置として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、蒸着装置と配列装置とを統合した１つの製造装置を用いてシンチレータアレイ２２０を製造しても良い。
【００４９】
（第１の実施形態の効果）
上述したように、第１の実施形態によれば、反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータが配列されることで形成されたシンチレータアレイを有するので、シンチレータ２２１の光漏れを簡単に防止可能である。
【００５０】
また、第１の実施形態によれば、金属は、アルミニウムと、銀と、アルミニウムを含む合金と、銀を含む合金とのうち、いずれかであるので、可視光を効率的に反射可能である。すなわち、アルミニウムや銀、アルミニウムを含む合金、銀を含む合金などは、他の金属と比較して可視光を効率的に反射することを踏まえ、シンチレータアレイ２２０は、アルミニウムや銀などが表面に蒸着されたシンチレータ２２１で形成される。
【００５１】
また、第１の実施形態によれば、シンチレータの表面のうち、ライトガイドと接する面を除く面に金属が蒸着されるので、シンチレ−ション光を確実にライトガイド２３０に出力可能である。
【００５２】
また、第１の実施形態によれば、シンチレータ２２１の表面に金属を蒸着し、その後、金属が蒸着されたシンチレータ２２１を配列することでシンチレータアレイ２２０を形成する。この結果、光漏れを確実に防止可能なシンチレータアレイ２２０を簡単に形成可能である。
【００５３】
例えば、シンチレータの光漏れを防ぐ手法として、シンチレータとシンチレータとの間に反射材を配置する手法がある。しかしながら、シンチレータとシンチレータとの間に反射材を配置する手法では、反射材を精度良く加工することが要求され、更に、反射材とシンチレータとをあわせて配列するのに手間がかかる。これに対して、第１の実施形態によれば、可視光を反射する金属が蒸着されたシンチレータ２２１をそのまま配列することで、光漏れを確実に防止可能なシンチレータアレイ２２０を形成できる。この結果、シンチレータアレイ２２０の製造を簡単にすることが可能である。また、シンチレータを配列するのに要する時間を短縮可能であり、シンチレータアレイ２２０を形成するコストを低減することも可能である。また、反射材を別途加工する必要がなくなり、反射材の加工精度が低い結果起こる光漏れを防止可能であり、加工精度に起因する検出器の位置分解能やエネルギー分解能などの性能劣化を防止可能である。また、反射材を別途用いない結果、反射材と反射材との隙間からの光漏れを防止可能である。
【００５４】
（第２の実施形態）
さて、上述した実施形態以外にも、その他の実施形態にて実施されても良い。そこで、以下では、その他の実施形態を示す。
【００５５】
（金属を蒸着する面）
例えば、上述した実施形態では、ライトガイド２３０と接する面以外のすべての面について、シンチレータに金属を蒸着する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ライトガイド２３０と接する面以外の面のうち、任意の面について金属を蒸着するようにしても良い。
【００５６】
図８は、第２の実施形態における金属を蒸着する面の一例を示す図である。例えば、図８に示すように、シンチレータ６０１のうち、被検体４０２と対する面と、２つあるＸＺ平面のうち一方の面と、２つあるＹＺ平面のうち一方の面について、金属が蒸着された表面２５０としても良い。言い換えると、２つあるＸＺ平面のうち他方の面と、２つあるＹＺ平面のうち他方の面について、金属が蒸着されていない表面２５１としても良い。
【００５７】
すなわち、図８に示す例では、シンチレータアレイ６００は、２つあるＸＺ平面のうち一方の面と、２つあるＹＺ平面のうち一方の面とに金属が蒸着されたシンチレータ６０１が、蒸着された面が同一の向きとなるように配列される。シンチレータ６０１−１とシンチレータ６０１−２とを例に説明する。図８に示すように、シンチレータ６０１−１とシンチレータ６０１−２とは、隣接している。ここで、シンチレータ６０１−１については、シンチレータ６０１−２と接する面が金属で蒸着された表面２５０となる。一方、シンチレータ６０１−２については、シンチレータ６０１−１と接する面は、金属で蒸着されていない表面２５１となる。この場合、シンチレータ６０１−１とシンチレータ６０１−２との間には、シンチレータ６０１−１の表面２５１に蒸着された金属が存在することとなり、シンチレータ６０１−１とシンチレータ６０１−２との間における光漏れが確実に防止される。
【００５８】
図９−１と図９−２とは、第２の実施形態における金属を蒸着する面の一例を示す図である。図９−１や図９−２に示すように、金属を蒸着するか否かを面ごとに変えなくても良く、同一面内において、金属を蒸着した部分と蒸着していない部分とがあっても良い。言い換えると、同一面内において、任意のパターンにて金属を蒸着しても良い。また、図８や図９−１や図９−２に示す例において、被検体４０２と対する面についても、金属を蒸着しなくても良い。このように、金属を蒸着する面を少なくすることで、金属の使用量を抑えることが可能である。また、金属蒸着面にバリエーションを持たせることで、様々なパターンのアレイを容易に作成することができ、性能向上を容易に図ることが可能となる。また、従来手法を用いて作成する場合には、精度よく作成することができない結果反射材がずれるなどの問題が発生する可能性が考えられるが、蒸着を用いて作成することで、精度よく作成することが可能となる。
【００５９】
（システム構成）
また、本実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。例えば、金属が蒸着されたシンチレータを配列する作業を手動にて行っても良い。この他、上述文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については（図１〜図９−２）、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００６０】
（その他）
なお、本実施形態で説明したシンチレータアレイ２２０を製造する製造方法は、コンピュータによって実行されるプログラムとして実現されても良い。本実施形態で説明したシンチレータアレイ２２０を製造する製造方法を実行するためのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、本実施形態で説明したシンチレータアレイ２２０を製造する製造方法を実行するためのプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【００６１】
（実施形態の効果）
以上述べた少なくとも１つの実施形態の核医学イメージング装置によれば、反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータが配列されることで形成されたシンチレータアレイを有することで、シンチレータの光漏れを簡単に防止可能となる。
【００６２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１００ ＰＥＴ−ＣＴ装置
２００ ＰＥＴスキャナ
２１０ 検出器
２２０ シンチレータアレイ
２２１ シンチレータ
２３０ ライトガイド
２５０ 表面
２５１ 表面
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、核医学イメージング装置、シンチレータアレイ及びシンチレータアレイ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体の生体組織における機能診断を行うことができる核医学イメージング装置として、陽電子断層撮影装置（ＰＥＴ装置、ＰＥＴ：Positron Emission Tomography）がある。また、ＰＥＴ装置と、形態情報を提供するＸ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置、ＣＴ： Computed Tomography）とが一体化されたＰＥＴ―ＣＴ装置もある。
【０００３】
ＰＥＴ装置を用いた検査であるＰＥＴ検査について簡単に説明する。ＰＥＴ検査を実行する際には、陽電子放出核種で標識された標識化合物が被検体に予め投与される。被検体に予め投与される標識化合物から放出される陽電子は、電子と結合して消滅する際に、略反対方向に５１１ｋｅＶの一対のガンマ線を放出する。電子と結合して消滅する際に放出される一対のガンマ線を「対消滅ガンマ線」とも称する。ここで、ＰＥＴ装置は、被検体の周囲に配置されたフォトンカウンティング（Photon Counting）方式の検出器を用いて、対消滅ガンマ線を同時計数する。そして、ＰＥＴ装置は、同時計数したガンマ線のデータを演算処理することで、ＰＥＴ画像を再構成する。
【０００４】
ＰＥＴ装置の検出器は、シンチレータが配列されたシンチレータアレイを有する。シンチレータアレイのシンチレータ各々は、ガンマ線が入射されると、入射されたガンマ線を可視光に変換して出力する。図１０は、従来のＰＥＴ装置の検出器が有するシンチレータアレイの一例について示す図である。図１０に示す例では、シンチレータアレイ７００は、６×８個のシンチレータ７０１が配列されたものである場合を例に示した。
【０００５】
また、シンチレータアレイにおいて、シンチレータとシンチレータとの間に、周囲にある他のシンチレータへの光漏れを防ぐ反射材を設ける手法がある。例えば、Ｌ字型の反射材を用いる手法がある。また、例えば、複数のＬ字型の反射材が予め連結しておくことで、シンチレータアレイにおいて２次元に配列されたシンチレータの列ごとに用いられる反射材を用いる手法もある。また、例えば、格子状の冶具の上に反射材を配置する手法などもある。なお、説明の便宜上、以下では、複数のＬ字型の反射材が連結されてシンチレータの列ごとに用いられる反射材を「ジグザグ型の反射材」とも称する。
【０００６】
図１１−１は、従来のＬ字型の反射材を用いる手法について簡単に示す図である。図１１−１に示す例では、４つのＬ字型の反射材７１０と、４つのシンチレータ７１１とを例に示した。図１１−１に示すように、Ｌ字型の反射材７１０各々が重なるように配置される。なお、図１１−１において、矢印７１２は、Ｌ字型の反射材７１０が重なる箇所を示す。
【０００７】
図１１−２は、従来のジグザグ型の反射材を用いる手法について簡単に示す図である。図１１−２に示す例では、２つのジグザグ型の反射材７２０と、８つのシンチレータ７２１とを例に示した。図１１−２に示すように、２つのジグザグ型の反射材７２０が重なるように配置される。なお、図１１−２において、矢印７２２は、２つのジグザグ型の反射材７２０が重なる箇所を示す。
【０００８】
図１１−３は、従来の格子状の冶具の上に反射材を配置する手法について簡単に示す図である。図１１−３に示す例では、格子状に溝が予め作成された冶具７３２を例に示した。図１１−３に示す例では、格子状の冶具７３２が、シンチレータ７３１が設けられる箇所を１０箇所有する場合を示した。なお、図１１−３に示す例では、記載の便宜上、シンチレータ７３１を１つ示した。また、図１１−３に示す例では、記載の便宜上、反射材７３０を３つ示した。図１１−３に示すように、反射材７３０が、冶具７３２の溝に設けられる。
【０００９】
ここで、図１１−１や図１１−３に示した手法では、反射材やシンチレータを配置するのに手間がかかる。また、図１１−１や図１１−３に示した手法では、反射材の位置がずれることで反射材と反射材との間に隙間ができ、シンチレータの光漏れが起こることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１０７９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、シンチレータの光漏れを簡単に防止可能である核医学イメージング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実施の形態の核医学イメージング装置は、シンチレータアレイを備える。シンチレータアレイは、反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータが配列されることで形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置の構成の全体像について示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態におけるＰＥＴスキャナとＸ線ＣＴスキャナとの関係の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態におけるＰＥＴスキャナの構成について示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態における検出器の構造の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態におけるアンガー型の検出器により検出される情報を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態におけるシンチレータの一例について示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態におけるシンチレータアレイの製造方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施形態における金属を蒸着する面の一例を示す図である。
【図９−１】図９−１は、第２の実施形態における金属を蒸着する面の一例を示す図である。
【図９−２】図９−２は、第２の実施形態における金属を蒸着する面の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、従来のＰＥＴ装置の検出器が有するシンチレータアレイの一例について示す図である。
【図１１−１】図１１−１は、従来のＬ字型の反射材を用いる手法について簡単に示す図である。
【図１１−２】図１１−２は、従来のジグザグ型の反射材を用いる手法について簡単に示す図である。
【図１１−３】図１１−３は、従来の格子状の冶具の上に反射材を配置する手法について簡単に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下では、核医学イメージング装置の一例として、ＰＥＴ−ＣＴ装置を用いて説明する。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、ＰＥＴ−ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置でも良く、ＰＥＴ装置であっても良く、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置などであっても良い。
【００１５】
図１は、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置の構成の全体像について示す図である。図１に示すように、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴスキャナ２００と、Ｘ線ＣＴスキャナ３００と、寝台４００と、コンソール装置５００とを有する。なお、図１に示す例では、説明の便宜上、ＰＥＴ検査の対象となる被検体４０２を併せて示した。被検体４０２は、寝台４００に載せられる。図１におけるＸ軸方向は、図１の天板４０１に載せられた被検体４０２の体軸方向を示す。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向と直行する水平面上の方向を示す。Ｚ軸方向は、垂直方向を示す。
【００１６】
なお、ＰＥＴ検査の対象となる被検体４０２は、陽電子放出核種で標識された標識化合物が予め投与される。標識化合物は、例えば、陽電子放出核種である「１８Ｆ（フッ素）」で標識された１８Ｆ標識デオキシグルコースが該当する。標識化合物は、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００による測定前に被検体４０２に投与される。ただし、標識化合物は、１８Ｆ標識デオキシグルコースに限定されるものではなく、任意の標識化合物を用いて良い。
【００１７】
寝台４００は、被検体４０２が載せられる天板４０１を有する。また、図１には図示していないが、寝台４００は、天板４０１を移動させる寝台制御部を有する。寝台制御部は、コンソール装置５００により制御され、天板４０１を移動させることで、天板４０１に載せられた被検体４０２をＰＥＴ−ＣＴ装置１００の撮影口内に移動させる。
【００１８】
ＰＥＴスキャナ２００は、ＰＥＴ画像を再構成するためのガンマ線を検出する検出器２１０を複数有する。また、複数ある検出器２１０は、被検体４０２の体軸を中心としてリング上に配置される。
【００１９】
ここで、ＰＥＴスキャナ２００は、被検体４０２の生体組織内に取り込まれた標識化合物から放出された一対のガンマ線を検出する。具体的には、ＰＥＴスキャナ２００は、検出器２１０がガンマ線を検出するごとに、ガンマ線を検出した検出器２１０の位置を示す検出位置と、ガンマ線が検出器２１０に入射した時点におけるエネルギー値と、検出器２１０がガンマ線を検出した検出時間とを収集する。ＰＥＴスキャナ２００により収集される情報を「計数情報」とも称する。なお、検出器２１０は、例えば、１０−１０秒〜１０−１２秒の精度にて検出時刻を収集する。
【００２０】
なお、ＰＥＴスキャナ２００は、例えば、ガンマ線の検出時間として検出時刻（絶対時間）を収集する。ただし、これに限定されるものではなく、ＰＥＴスキャナ２００は、例えば、ガンマ線の検出時間として、ＰＥＴ画像の撮影を開始してからの経過時間（相対時間）を収集しても良く、任意の時間を収集して良い。
【００２１】
Ｘ線ＣＴスキャナ３００は、Ｘ線ＣＴ画像を再構成するためのＸ線を照射するＸ線管３０１と、Ｘ線管３０１により照射されたＸ線を検出するＸ線検出器３０２とを有する。Ｘ線ＣＴスキャナ３００では、Ｘ線管３０１がＸ線を被検体４０２に照射し、被検体４０２を透過したＸ線をＸ線検出器３０２が検出する。
【００２２】
具体的には、Ｘ線ＣＴスキャナ３００は、被検体４０２の体軸を中心として回転しながら、Ｘ線管３０１がＸ線を照射し、Ｘ線検出器３０２がＸ線を検出する。言い換えると、Ｘ線ＣＴスキャナ３００は、被検体４０２の体軸を中心として回転しながら多方向からＸ線を被検体４０２に照射し、被検体４０２を透過することで被検体４０２に吸収されて減弱したＸ線を検出する。Ｘ線検出器３０２により検出されたＸ線に対して増幅処理やＡＤ変換処理などを行うことで生成されるデータを「Ｘ線投影データ」とも称する。Ｘ線ＣＴスキャナ３００は、Ｘ線投影データと、Ｘ線投影データを生成する際に用いられたＸ線を検出した検出位置とを収集する。
【００２３】
図２は、第１の実施形態におけるＰＥＴスキャナとＸ線ＣＴスキャナとの関係の一例を示す図である。図２では、Ｙ軸方向に見た場合におけるＰＥＴスキャナ２００とＸ線ＣＴスキャナ３００との断面図を示した。図２では、説明の便宜上、ＰＥＴスキャナ２００とＸ線ＣＴスキャナ３００とに加えて、天板４０１を併せて示した。
【００２４】
図２に示すように、ＰＥＴスキャナ２００では、Ｘ軸方向に複数の検出器２１０が配置される。また、複数の検出器２１０は、被検体４０２の体軸をリング状に取り囲むように配置される。図２に示すように、Ｘ線ＣＴスキャナ３００は、Ｘ線管３０１とＸ線検出器３０２とを有する。Ｘ線管３０１とＸ線検出器３０２とは、診断時に被検体４０２が載せられる天板４０１を挟んで対向する位置に配置される。また、図２に示すように、Ｘ線管３０１は、Ｘ線３０３を照射する。また、Ｘ線検出器３０２は、Ｘ線３０３により照射されたＸ線を検出する。
【００２５】
図３は、第１の実施形態におけるＰＥＴスキャナの構成について示す図である。図３では、Ｘ軸方向に見たＰＥＴスキャナ２００の断面図である。図３では、説明の便宜上、ＰＥＴスキャナ２００に加えて、被検体４０２と、寝台４００と、天板４０１とを併せて示した。図３に示すように、ＰＥＴスキャナ２００は、複数の検出器２１０が被検体４０２の周囲をリング状に取り囲むように配置される。検出器２１０は、例えば、フォトンカウンティング（Photon Counting）方式の検出器が該当する。
【００２６】
図４は、第１の実施形態における検出器の構造の一例を示す図である。図４に示すように、ガンマ線に由来する光を計数する検出器２１０は、シンチレータアレイ２２０と、ライトガイド２３０と、複数の光電子増倍管（ＰＭＴ：Photo Multiplier Tube）２４０とを有する。また、シンチレータアレイ２２０は、複数のシンチレータ２２１が２次元に配列されることで形成される。
【００２７】
なお、シンチレータ２２１は、例えば、ガンマ線を可視光に変換するＮａＩやＢＧＯなどで形成される。なお、シンチレータ２２１やシンチレータアレイ２２０の詳細については、後述する。また、ライトガイド２３０は、例えば、光透過性に優れたプラスチック素材などで形成される。
【００２８】
ここで、シンチレータ２２１と、ライトガイド２３０と、光電子増倍管２４０との関係について簡単に説明する。シンチレータ２２１は、被検体４０２から放出されて検出器２１０に入射されたガンマ線を可視光に変換し、可視光を出力する。シンチレータ２２１により出力された可視光を「シンチレーション光」とも称する。ライトガイド２３０は、シンチレータ２２１から出力された可視光を光電子増倍管２４０に伝達する。光電子増倍管２４０は、シンチレータ２２１によって出力された可視光をライトガイド２３０を介して受信し、受信した可視光を電気信号に変換する。
【００２９】
光電子増倍管２４０について更に説明する。光電子増倍管２４０は、シンチレーション光を受信して光電子を発生させる光電陰極と、光電陰極により発生された光電子を加速する電場を与える多段のダイノードと、電子の流れ出し口である陽極とを有する。光電効果により光電陰極から放出された電子は、ダイノードに向かって加速されてダイノードの表面に衝突し、複数の電子を出力する。ダイノードの表面にて複数の電子が出力される現象が多段のダイノードに渡って繰り返されることで、電子の数がなだれ的に増える。
【００３０】
例えば、陽極がシンチレーション光を１つ受信した場合を用いて説明する。この場合、陽極は、例えば、約１００万もの電子を出力する。シンチレーション光を１つ受信した場合に陽極から得られる電子の数を「光電子増倍管の利得率」とも称する。つまり、シンチレーション光を１つ受信した場合に１００万個の電子を陽極が出力する場合には、光電子増倍管２４０の利得率は、「１００万倍」となる。なお、電子数をなだれ的に増やす際には、ダイノードと陽極との間には、通常、１０００ボルト以上の電圧が印加される。
【００３１】
このように、検出器２１０では、シンチレータ２２１がガンマ線を可視光に変換し、光電子増倍管２４０が可視光を電気信号に変換することで、被検体４０２から放出されたガンマ線を検出する。
【００３２】
上述したように、ＰＥＴスキャナ２００は、検出器２１０がガンマ線を検出するごとに、検出器２１０の計数結果として、検出位置とエネルギー値と検出時刻とを収集する。ここで、複数の隣接する検出器２１０が同時にガンマ線を検出した場合における検出位置とエネルギー値とを計算する処理の一例について簡単に説明する。例えば、ＰＥＴスキャナ２００は、アンガー型位置計算処理を行うことで、検出位置を確定する。また、例えば、ＰＥＴスキャナ２００は、光電子増倍管２４０が位置検出型の光電子増倍管である場合には、位置検出型の光電子増倍管２４０を用いて検出位置を収集する。
【００３３】
図５は、第１の実施形態におけるアンガー型の検出器により検出される情報を示す図である。図５の（１）に示すように、３つの光電子増倍管２４０が、同じタイミングにてシンチレーション光を電気信号に変換して出力した場合を用いて説明する。この場合、ＰＥＴスキャナ２００は、同時に電気信号を出力した光電子増倍管２４０の位置を取得し、同時に電気信号を出力した光電子増倍管２４０から出力された電気信号のエネルギー値各々を取得する。そして、ＰＥＴスキャナ２００は、取得したエネルギー値から重心の位置を算出し、算出した重心の位置に対応するシンチレータ２２１を特定する。また、ＰＥＴスキャナ２００は、同じタイミングにてシンチレーション光を電気信号に変換して出力した各光電子増倍管２４０が出力した電気信号のエネルギー値を積分し、積分結果となるエネルギー値を検出器２１０に入射したガンマ線のエネルギー値とする。
【００３４】
また、図５の（２）に示すように、検出器２１０がガンマ線を検出するごとに、ＰＥＴスキャナ２００は、シンチレータ２２１を一意に識別する「シンチレータ番号」と、「エネルギー値」と、「検出時刻」とを収集する。図５の（２）に示す例では、「シンチレータ番号」「エネルギー値」「検出時刻」に加えて、更に、複数ある検出器２１０を一意に特定する情報である「モジュールＩＤ」を出力する場合を示した。
【００３５】
図１の説明に戻り、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１００がＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像とを再構成する場合における処理の流れについて簡単に説明する。ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、ＰＥＴスキャナ２００とＸ線ＣＴスキャナ３００とが、図１や図２において右から左に移動したり、天板４０１が左から右に移動したりすることで、Ｘ線ＣＴスキャナ３００がＸ線投影データを収集し、その後、ＰＥＴスキャナ２００が計数情報を収集する。そして、コンソール装置５００が、収集した情報に基づいてＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像とを再構成する。ただし、これに限定されるものではなく、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００では、ＰＥＴスキャナ２００とＸ線ＣＴスキャナ３００とが、図１や図２において左から右に移動しても良く、天板４０１が右から左に移動しても良い。
【００３６】
コンソール装置５００は、Ｘ線ＣＴスキャナ３００により収集された情報によりＸ線ＣＴ画像を再構成する。また、コンソール装置５００は、ＰＥＴスキャナ２００により収集された計数情報を用いて同時計数情報を生成し、生成した同時計数情報に基づいてＰＥＴ画像を再構成する。なお、以下では、コンソール装置５００によるＰＥＴ画像を再構成する処理やＸ線ＣＴ画像を再構成する処理については、任意の手法を用いて実行して良い。
【００３７】
ここで、第１の実施形態におけるシンチレータ２２１は、ライトガイド２３０と接する面を除く面に金属が蒸着される。具体的には、シンチレータ２２１は、可視光を反射する金属が蒸着される。例えば、シンチレータ２２１は、アルミニウムと、銀と、アルミニウムを含む合金と、銀を含む合金とのうち、いずれかの金属が表面に蒸着される。この結果、第１の実施形態におけるシンチレータアレイ２２０は、反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータ２２１が配列されることで形成される。なお、以下では、アルミニウムと、銀と、アルミニウムを含む合金と、銀を含む合金とのうち、いずれかの金属を用いる場合を例に説明するが、これに限定されるものではなく、可視光を反射する任意の金属を用いても良い。
【００３８】
シンチレータ２２１に金属を蒸着する意義について簡単に説明する。上述したように、シンチレータ２２１は、ガンマ線が入射されると、ガンマ線を可視光に変換し、可視光をライトガイド２３０に出力する。ここで、シンチレータ２２１では、ガンマ線から変換された可視光は、シンチレータ２２１の表面で乱反射することでライトガイド２３０に向かう。ここで、シンチレータ２２１は、２次元に配列されてシンチレータアレイ２２０を形成しており、隣接する他のシンチレータ２２１に可視光が漏れることがある。このことを踏まえ、第１の実施形態では、シンチレータ２２１の表面に可視光を反射する金属を蒸着し、シンチレータ２２１を配列することで形成されたシンチレータアレイ２２０を用いる。この結果、シンチレータ２２１の光漏れを防止可能となる。また、別途用意した反射材がシンチレータ間に位置するように反射材とシンチレータとを組み合わせることでシンチレータアレイを形成する従来の手法と比較して、第１の実施形態におけるシンチレータアレイ２２０は、シンチレータ２２１とは別の反射材を用いることなくシンチレータ２２１を配列することで形成される結果、シンチレータ２２１の光漏れを簡単に防止可能となる。
【００３９】
また、ライトガイド２３０と接する面を除く面に金属が蒸着される点について簡単に説明する。上述したように、シンチレータ２２１は、ライトガイド２３０にシンチレーション光を出力する。このため、ライトガイド２３０と接する面に金属が蒸着された場合には、シンチレータ２２１からシンチレーション光が出力されず、検出器２１０が機能しない。このことを踏まえ、シンチレータ２２１のライトガイド２３０と接する面には、金属が蒸着されない。
【００４０】
図６は、第１の実施形態におけるシンチレータの一例について示す図である。図６におけるＸ軸方向は、図１の天板４０１に載せられた被検体４０２の体軸方向を示す。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向と直行する水平面上の方向を示す。Ｚ軸方向は、垂直方向を示す。また、図６に示す例では、Ｚ軸方向において、矢印方向に天板４０１が位置し、矢印とは逆の方向にライトガイド２３０が位置する場合を用いて説明する。
【００４１】
図６に示すように、シンチレータ２２１は、金属が蒸着された表面２５０と、金属が蒸着されていない表面２５１とを有する。図６に示す例では、ＸＹ平面にある２つの面のうち、Ｚ軸方向において矢印の向きとは逆側にある面がライトガイド２３０と接する面となり、Ｚ軸方向において矢印の向き側にある面が、被検体４０２と対する面となる。図６に示す例では、ライトガイド２３０と接する面を除くすべての面は、金属が蒸着された表面２５０となる。また、ライトガイド２３０と接する面は、金属が蒸着されていない表面２５１となる。
【００４２】
ここで、図６に示す例において、被検体４０２と対する面にも金属を蒸着する点について補足する。被検体４０２と対する面は、対消滅ガンマ線が入射する面となる。ここで、アルミニウムや銀、アルミニウムを含む合金、又は銀を含む合金などの金属を、被検体４０２と対する面に蒸着したとしても、対消滅ガンマ線がシンチレータ２２１に入射する際の妨げにならないことに着目し、被検体４０２と対する面にも金属を蒸着する。この結果、シンチレータ２２１に入射したガンマ線が変換された可視光を確実にライトガイド２３０に出力することが可能となる。
【００４３】
すなわち、上述したように、シンチレータ２２１では、ガンマ線から変換された可視光は、シンチレータ２２１の表面で乱反射することでライトガイド２３０に向かう。ここで、可視光が、被検体４０２と対する面に進み、被検体４０２と対する面に反射した後にライトガイド２３０と接する面に進む場合も考えられる。第１の実施形態におけるシンチレータ２２１によれば、被検体４０２と対する面にも金属を蒸着しておくことで、被検体４０２と対する面に可視光が反射したとしても、可視光が漏れることなく確実に反射され、シンチレータ２２１に入射したガンマ線が変換された可視光を確実にライトガイド２３０に出力することが可能となる。
【００４４】
（シンチレータアレイの製造方法）
図７は、第１の実施形態におけるシンチレータアレイの製造方法の流れの一例を示すフローチャートである。図７に示すように、シンチレータアレイ２２０を製造する場合には、金属を蒸着する任意の蒸着装置が、シンチレータ２２１の表面に金属を蒸着する（ステップＳ１０１）。例えば、蒸着装置は、アルミニウムと、銀と、アルミニウムを含む合金と、銀を含む合金とのうち、いずれかの金属を表面に蒸着する。
【００４５】
また、ここで、蒸着装置は、ライトガイド２３０と接する面を除く面に金属を蒸着する。例えば、蒸着装置は、ライトガイド２３０と接する面がマスクされたシンチレータ２２１を蒸着することで、マスクされた面となるライトガイド２３０と接する面に金属を蒸着しない。また、例えば、蒸着装置は、ライトガイド２３０と接する面が底部となるように配置されたシンチレータ２２１に金属を蒸着することで、隠れた面となるライトガイド２３０と接する面に金属を蒸着しない。
【００４６】
そして、シンチレータを配列する任意の配列装置は、蒸着装置により金属が蒸着されたシンチレータ２２１を２次元に配列することで、シンチレータアレイ２２０を形成する（ステップＳ１０２）。
【００４７】
なお、蒸着装置は、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法を用いて金属を蒸着する。ただし、これに限定されるものではなく、任意の手法を用いて金属を蒸着して良く、例えば、イオンプレーティング法や抵抗加熱法を用いても良い。
【００４８】
なお、上述した説明では、金属を蒸着する蒸着装置と、シンチレータを配列する配列装置とを別装置として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、蒸着装置と配列装置とを統合した１つの製造装置を用いてシンチレータアレイ２２０を製造しても良い。
【００４９】
（第１の実施形態の効果）
上述したように、第１の実施形態によれば、反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータが配列されることで形成されたシンチレータアレイを有するので、シンチレータ２２１の光漏れを簡単に防止可能である。
【００５０】
また、第１の実施形態によれば、金属は、アルミニウムと、銀と、アルミニウムを含む合金と、銀を含む合金とのうち、いずれかであるので、可視光を効率的に反射可能である。すなわち、アルミニウムや銀、アルミニウムを含む合金、銀を含む合金などは、他の金属と比較して可視光を効率的に反射することを踏まえ、シンチレータアレイ２２０は、アルミニウムや銀などが表面に蒸着されたシンチレータ２２１で形成される。
【００５１】
また、第１の実施形態によれば、シンチレータの表面のうち、ライトガイドと接する面を除く面に金属が蒸着されるので、シンチレ−ション光を確実にライトガイド２３０に出力可能である。
【００５２】
また、第１の実施形態によれば、シンチレータ２２１の表面に金属を蒸着し、その後、金属が蒸着されたシンチレータ２２１を配列することでシンチレータアレイ２２０を形成する。この結果、光漏れを確実に防止可能なシンチレータアレイ２２０を簡単に形成可能である。
【００５３】
例えば、シンチレータの光漏れを防ぐ手法として、シンチレータとシンチレータとの間に反射材を配置する手法がある。しかしながら、シンチレータとシンチレータとの間に反射材を配置する手法では、反射材を精度良く加工することが要求され、更に、反射材とシンチレータとをあわせて配列するのに手間がかかる。これに対して、第１の実施形態によれば、可視光を反射する金属が蒸着されたシンチレータ２２１をそのまま配列することで、光漏れを確実に防止可能なシンチレータアレイ２２０を形成できる。この結果、シンチレータアレイ２２０の製造を簡単にすることが可能である。また、シンチレータを配列するのに要する時間を短縮可能であり、シンチレータアレイ２２０を形成するコストを低減することも可能である。また、反射材を別途加工する必要がなくなり、反射材の加工精度が低い結果起こる光漏れを防止可能であり、加工精度に起因する検出器の位置分解能やエネルギー分解能などの性能劣化を防止可能である。また、反射材を別途用いない結果、反射材と反射材との隙間からの光漏れを防止可能である。
【００５４】
（第２の実施形態）
さて、上述した実施形態以外にも、その他の実施形態にて実施されても良い。そこで、以下では、その他の実施形態を示す。
【００５５】
（金属を蒸着する面）
例えば、上述した実施形態では、ライトガイド２３０と接する面以外のすべての面について、シンチレータに金属を蒸着する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ライトガイド２３０と接する面以外の面のうち、任意の面について金属を蒸着するようにしても良い。
【００５６】
図８は、第２の実施形態における金属を蒸着する面の一例を示す図である。例えば、図８に示すように、シンチレータ６０１のうち、被検体４０２と対する面と、２つあるＸＺ平面のうち一方の面と、２つあるＹＺ平面のうち一方の面について、金属が蒸着された表面２５０としても良い。言い換えると、２つあるＸＺ平面のうち他方の面と、２つあるＹＺ平面のうち他方の面について、金属が蒸着されていない表面２５１としても良い。
【００５７】
すなわち、図８に示す例では、シンチレータアレイ６００は、２つあるＸＺ平面のうち一方の面と、２つあるＹＺ平面のうち一方の面とに金属が蒸着されたシンチレータ６０１が、蒸着された面が同一の向きとなるように配列される。シンチレータ６０１−１とシンチレータ６０１−２とを例に説明する。図８に示すように、シンチレータ６０１−１とシンチレータ６０１−２とは、隣接している。ここで、シンチレータ６０１−１については、シンチレータ６０１−２と接する面が金属で蒸着された表面２５０となる。一方、シンチレータ６０１−２については、シンチレータ６０１−１と接する面は、金属で蒸着されていない表面２５１となる。この場合、シンチレータ６０１−１とシンチレータ６０１−２との間には、シンチレータ６０１−１の表面２５１に蒸着された金属が存在することとなり、シンチレータ６０１−１とシンチレータ６０１−２との間における光漏れが確実に防止される。
【００５８】
図９−１と図９−２とは、第２の実施形態における金属を蒸着する面の一例を示す図である。図９−１や図９−２に示すように、金属を蒸着するか否かを面ごとに変えなくても良く、同一面内において、金属を蒸着した部分と蒸着していない部分とがあっても良い。言い換えると、同一面内において、任意のパターンにて金属を蒸着しても良い。また、図８や図９−１や図９−２に示す例において、被検体４０２と対する面についても、金属を蒸着しなくても良い。このように、金属を蒸着する面を少なくすることで、金属の使用量を抑えることが可能である。また、金属蒸着面にバリエーションを持たせることで、様々なパターンのアレイを容易に作成することができ、性能向上を容易に図ることが可能となる。また、従来手法を用いて作成する場合には、精度よく作成することができない結果反射材がずれるなどの問題が発生する可能性が考えられるが、蒸着を用いて作成することで、精度よく作成することが可能となる。
【００５９】
（システム構成）
また、本実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。例えば、金属が蒸着されたシンチレータを配列する作業を手動にて行っても良い。この他、上述文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については（図１〜図９−２）、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００６０】
（その他）
なお、本実施形態で説明したシンチレータアレイ２２０を製造する製造方法は、コンピュータによって実行されるプログラムとして実現されても良い。本実施形態で説明したシンチレータアレイ２２０を製造する製造方法を実行するためのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、本実施形態で説明したシンチレータアレイ２２０を製造する製造方法を実行するためのプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【００６１】
（実施形態の効果）
以上述べた少なくとも１つの実施形態の核医学イメージング装置によれば、反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータが配列されることで形成されたシンチレータアレイを有することで、シンチレータの光漏れを簡単に防止可能となる。
【００６２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１００ ＰＥＴ−ＣＴ装置
２００ ＰＥＴスキャナ
２１０ 検出器
２２０ シンチレータアレイ
２２１ シンチレータ
２３０ ライトガイド
２５０ 表面
２５１ 表面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータが配列されることで形成されたシンチレータアレイを有する核医学イメージング装置。
【請求項２】
前記金属は、アルミニウムと、銀と、アルミニウムを含む合金と、銀を含む合金とのうち、いずれかであることを特徴とする請求項１に記載の核医学イメージング装置。
【請求項３】
前記シンチレータの表面のうち、ライトガイドと接する面を除く面に前記金属が蒸着されることを特徴とする請求項１に記載の核医学イメージング装置。
【請求項４】
反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータが配列されることで形成された核医学イメージング装置のシンチレータアレイ。
【請求項５】
シンチレータの表面に反射材として金属を蒸着する蒸着工程と、
前記蒸着工程により金属が蒸着されたシンチレータを配列することで、シンチレータアレイを形成する形成工程と
を含んだことを特徴とするシンチレータアレイ製造方法。
【請求項１】
反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータが配列されることで形成されたシンチレータアレイを有する核医学イメージング装置。
【請求項２】
前記金属は、アルミニウムと、銀と、アルミニウムを含む合金と、銀を含む合金とのうち、いずれかであることを特徴とする請求項１に記載の核医学イメージング装置。
【請求項３】
前記シンチレータの表面のうち、ライトガイドと接する面を除く面に前記金属が蒸着されることを特徴とする請求項１に記載の核医学イメージング装置。
【請求項４】
反射材として金属が表面に蒸着されたシンチレータが配列されることで形成された核医学イメージング装置のシンチレータアレイ。
【請求項５】
シンチレータの表面に反射材として金属を蒸着する蒸着工程と、
前記蒸着工程により金属が蒸着されたシンチレータを配列することで、シンチレータアレイを形成する形成工程と
を含んだことを特徴とするシンチレータアレイ製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９−１】
【図９−２】
【図１０】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１１−３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９−１】
【図９−２】
【図１０】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１１−３】
【公開番号】特開２０１３−７５６９（Ｐ２０１３−７５６９Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８３５７（Ｐ２０１１−１３８３５７）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【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２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【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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