核医学イメージング装置及び制御方法
【課題】ＰＥＴ画像の品質の劣化を抑えること。
【解決手段】実施形態の核医学イメージング装置は、計数情報収集部５２０と、判定部５２２と、破棄部５２３とを有する。計数情報収集部５２０は、ガンマ線に由来する光を計数する検出器が出力した計数結果からガンマ線の検出時間を含む計数情報を収集してバッファ５２１に格納する。判定部５２２は、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定する。そして、破棄部５２３は、判定部５２２により閾値を超えたと判定された場合に、検出器から収集される計数情報のうち、検出時間が、対消滅ガンマ線を略同時に計数した２つの計数情報を同時計数情報として生成するために用いられる所定の時間幅より大きい時間幅内にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する。
【解決手段】実施形態の核医学イメージング装置は、計数情報収集部５２０と、判定部５２２と、破棄部５２３とを有する。計数情報収集部５２０は、ガンマ線に由来する光を計数する検出器が出力した計数結果からガンマ線の検出時間を含む計数情報を収集してバッファ５２１に格納する。判定部５２２は、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定する。そして、破棄部５２３は、判定部５２２により閾値を超えたと判定された場合に、検出器から収集される計数情報のうち、検出時間が、対消滅ガンマ線を略同時に計数した２つの計数情報を同時計数情報として生成するために用いられる所定の時間幅より大きい時間幅内にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、核医学イメージング装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体の生体組織における機能診断を行な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 computed Tomography）が知られている。
【０００３】
具体的には、ＰＥＴ検査では、陽電子放出核種で標識された化合物が被検体に投与される。そして、ＰＥＴ装置は、標識化合物から放出された陽電子が電子と結合して消滅する際に、略反対方向に放出する５１１ｋｅＶの一対のガンマ線（対消滅ガンマ線）を、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（同時計数情報）を演算処理することにより、ＰＥＴ画像の再構成を行なう。
【０００４】
より詳細には、ＰＥＴ装置は、検出器が出力した計数結果からガンマ線の検出位置とガンマ線の検出時間（例えば、検出時刻）とガンマ線のエネルギー値とを含む計数情報を収集する。そして、核医学イメージング装置は、検出時間が一定の時間幅にある２つ計数情報の組み合わせを、対消滅ガンマ線を略同時に計数した同時計数情報として生成する。そして、ＰＥＴ装置は、同時計数情報を形成する各計数情報に含まれる検出位置を結ぶ直線上に陽電子を放出した標識化合物があるとして、標識化合物の分布を表すＰＥＴ画像を再構成する。
【０００５】
また、近年、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装置も実用化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
ここで、計数情報がＰＥＴ装置の処理能力を超えて得られる結果、計数情報が破棄されることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の核医学イメージング装置は、格納部と判定部と破棄部とを備える。格納部は、ガンマ線に由来する光を計数する検出器が出力した計数結果からガンマ線の検出時間を含む計数情報を収集して所定の記憶部に格納する。判定部は、前記所定の記憶部に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定する。破棄部は、前記判定部により前記閾値を超えたと判定された場合に、前記検出器から収集される計数情報のうち、検出時間が、対消滅ガンマ線を略同時に計数した２つの計数情報を同時計数情報として生成するために用いられる所定の時間幅より大きい時間幅内にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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コンソール装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】図７は、第１の実施形態におけるバッファに記憶された計数情報の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態における同時計数情報記憶部に記憶された同時計数情報の一例を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、破棄部および判定部を説明するための図（１）である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、破棄部および判定部を説明するための図（２）である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置によるＰＥＴ画像撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係るコンソール装置による高計数率時における計数情報破棄処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２の実施形態に係るコンソール装置が行なう補正処理を説明するための図（１）である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態に係るコンソール装置が行なう補正処理を説明するための図（２）である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態に係るコンソール装置が行なう補正処理を説明するための図（３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
以下、添付図面を参照して、核医学イメージング装置の実施形態を詳細に説明する。なお、 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が、これに限定されるものではない。例えば、ＰＥＴ−ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置でも良く、ＰＥＴ装置であっても良い。
【００１１】
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において、１００はＰＥＴ−ＣＴ装置を示し、２００はＰＥＴスキャナを示し、３００はＸ線ＣＴスキャナを示し、４００は寝台を示し、４０１は被検体が載せられる天板を示し、４０２は、被検体を示す。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。図１におけるＸ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方向は、Ｘ方向と直行する水平面上の方向を示す。Ｚ方向は、垂直方向を示す。
【００１２】
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。
【００１３】
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。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。例えば、ＰＥＴスキャナ２００は、天板４０１に載せられた被検体４０２の体外から、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（対消滅ガンマ線）を検出する。
【００１４】
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、第１の実施形態では、ガンマ線の検出時間として検出時刻（絶対時間）が計数情報として収集される場合について説明する。しかし、第１の実施形態は、ガンマ線の検出時間として、例えば、ＰＥＴ画像撮影開始からの経過時間（相対時間）が計数情報として収集される場合であっても良い。
【００１５】
ここで、検出器２１０により検出されるガンマ線と、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との関係について説明する。例えば、検出器２１０は、標識化合物から一対のガンマ線が１つ放出された場合に、一対のガンマ線のうち片方のみを検出し、もう一方のガンマ線は、他の検出器２１０で検出される。なお、一対のガンマ線（対消滅ガンマ線）を同時計数した２つの検出位置を結ぶ線は、ＬＯＲ（Line of Response）と呼ばれる。
【００１６】
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、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】
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。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。
【００１８】
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において、２００は、ＰＥＴスキャナを示し、２１０は、検出器を示し、３００は、Ｘ線ＣＴスキャナを示し、３０１は、Ｘ線管を示し、３０２はＸ線検出器を示し、３０３は、Ｘ線管３０１により照射されたＸ線を示す。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。
【００１９】
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、測定時に被検体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。
【００２０】
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において、４００は寝台を示し、４０１は天板を示し、４０２は被検体を示し、２１０は検出器を示す。図３は、Ｘ軸方向に見たＰＥＴスキャナの断面図である。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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において、２１１はシンチレータを示し、２１２はライトガイドを示し、２１３は光電子増倍管（ＰＭＴ：Photo Multiplier Tube）を示す。
【００２３】
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２１１と、ライトガイド２１２と、光電子増倍管２１３とを有する。シンチレータ２１１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２１１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。また、シンチレータ２１１は、図４に示すように、２次元に配列される。シンチレータ２１１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２１２は、シンチレータ２１１から出力された可視光を光電子増倍管２１３に伝達する。ライトガイド２１２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。光電子増倍管２１３は、シンチレータ２１１によって出力された可視光をライトガイド２１２を介して受信し、受信した可視光を電気信号に変換する。光電子増倍管２１３は、複数個配置される。
【００２４】
光電子増倍管２１３について更に説明する。光電子増倍管２１３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、複数の電子をたたき出す。ダイノードの表面にて複数の電子がたたき出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、電子数がなだれ的に増える。
【００２５】
例えば、陽極は、シンチレーション光を１つ受信した場合に、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。この場合、光電子増倍管２１３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。
【００２６】
このように、検出器２１０では、シンチレータ２１１がガンマ線を可視光に変換し、光電子増倍管２１３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。
【００２７】
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、図５を用いて、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。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。
【００２８】
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２１３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２１３を用いて検出位置を収集する。図５に示すように、３つの光電子増倍管２１３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２１３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２１３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２１１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２１３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。
【００２９】
図５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２１１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。
【００３０】
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。
【００３１】
ここで、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において左から右に移動したり、天板４０１や寝台４００が右から左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。その後、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ても良い。
【００３２】
図６は、第１の実施形態におけるコンソール装置の構成の一例を示すブロック図である。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く、説明を簡潔に行う。
【００３３】
図６に示す例では、説明の便宜上、コンソール装置５００に加えて、ＰＥＴスキャナ２００とＸ線ＣＴスキャナ３００とを併せて示した。図６に示す例では、コンソール装置５００は、入出力部５１０と、制御部５４０とを有する。また、図６に示す例では、コンソール装置５００は、Ｘ線ＣＴ画像を再構成するために、Ｘ線投影データ記憶部５３０と、Ｘ線ＣＴ画像再構成部５３１とを有する。また、また、図６に示す例では、コンソール装置５００は、ＰＥＴ画像を再構成するために、計数情報収集部５２０と、バッファ５２１と、判定部５２２と、破棄部５２３と、同時計数情報生成部５２４と、同時計数情報記憶部５２５と、ＰＥＴ画像再構成部５２６とを有する。なお、第１の実施形態では、１台のコンソール装置５００においてＸ線ＣＴ画像とＰＥＴ画像とが再構成される場合について説明する。しかし、第１の実施形態は、Ｘ線ＣＴ画像の再構成とＰＥＴ画像の再構成とが別々のコンソール装置において行なわれる場合であっても適用可能である。
【００３４】
入出力部５１０は、制御部５４０と接続される。入出力部５１０は、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００を利用する利用者から各種指示を受け付け、受け付けた各種指示を制御部５４０に送信する。また、入出力部５１０は、制御部５４０から情報を受信し、受信した情報を利用者に出力する。例えば、入出力部５１０は、キーボードやマウス、マイクなどが該当し、モニタやスピーカなどが該当する。なお、入出力部５１０によって受け付けられる情報や指示の詳細や、入出力部５１０によって出力される情報の詳細については、ここでは説明を省略し、関係する各部について説明する際に併せて説明する。
【００３５】
制御部５４０は、各種の処理手順などを規定したプログラムを記憶する内部メモリを有し、種々の処理を制御する。制御部５４０は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの電子回路が該当する。制御部５４０は、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００全体の処理を制御する。具体的には、制御部５４０は、ＰＥＴスキャナ２００およびＸ線ＣＴスキャナ３００を制御することで、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００による撮影を制御する。また、制御部５４０は、コンソール装置５００におけるＰＥＴ画像再構成処理およびＸ線ＣＴ画像再構成処理を制御する。また、制御部５４０は、ＰＥＴ画像や、Ｘ線ＣＴ画像、ＰＥＴ画像およびＸ線ＣＴ画像の重畳画像などを、入出力部５１０のモニタにて表示させる。
【００３６】
Ｘ線投影データ記憶部５３０は、Ｘ線ＣＴスキャナ３００から送信されたＸ線投影データを記憶する。Ｘ線ＣＴ画像再構成部５３１は、Ｘ線投影データ記憶部５３０が記憶するＸ線投影データを、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法により逆投影処理することで、Ｘ線ＣＴ画像を再構成する。
【００３７】
計数情報収集部５２０は、複数の検出器２１０が出力した計数結果からガンマ線の検出時間（検出時刻）を含む計数情報を収集してバッファ５２１に格納する。すなわち、計数情報収集部５２０は、ＰＥＴスキャナ２００にて収集された計数情報を順次受信して、受信した計数情報をバッファ５２１に格納する。なお、計数情報収集部５２０は、ＰＥＴスキャナ２００内に設置される場合であっても良い。計数情報収集部５２０は、「格納部」とも称する。
【００３８】
バッファ５２１は、計数情報収集部５２０により格納された計数情報を記憶する。バッファ５２１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やフラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、又は、ハードディスクや光ディスクなどの記憶装置が該当する。図７は、第１の実施形態におけるバッファに記憶された計数情報の一例を示す図である。
【００３９】
図７に示す例では、バッファ５２１は、「モジュールＩＤ」に対応付けて、「シンチレータ番号」と「エネルギー値」と「検出時刻」とを記憶する。なお、「モジュールＩＤ」は、複数ある検出器２１０それぞれを一意に特定するための情報である。
【００４０】
図７に示す例では、バッファ５２１は、モジュールＩＤ「Ｄ１」に対応付けて、シンチレータ番号「Ｐ１１」エネルギー値「Ｅ１１」検出時刻「Ｔ１１」を記憶し、シンチレータ番号「Ｐ１２」エネルギー値「Ｅ１２」検出時刻「Ｔ１２」を記憶する。すなわち、バッファ５２１は、検出器「Ｄ１」にて検出時刻「Ｔ１１」にシンチレータ「Ｐ１１」がエネルギー値「Ｅ１１」のガンマ線を検出したことを記憶し、検出器「Ｄ１」にて検出時刻「Ｔ１２」にシンチレータ「Ｐ１２」がエネルギー値「Ｅ１２」のガンマ線を検出したことを記憶する。また、バッファ５２１は、他の検出器２１０から出力された計数結果に基づく計数情報についても同様に記憶する。
【００４１】
図６に戻って、同時計数情報生成部５２４は、バッファ５２１に記憶されている計数情報のうち、検出時間（検出時刻）の差が所定の時間幅（タイムウィンドウ）にある２つ計数情報の組み合わせを、対消滅ガンマ線を略同時に計数した同時計数情報として生成する。
【００４２】
具体的には、同時計数情報生成部５２４は、操作者により指定された同時計数情報生成条件に基づいて同時計数情報を生成する。例えば、同時計数情報生成条件には、タイムウィンドウが含まれる。タイムウィンドウは、一対のガンマ線の双方を計数した場合における２つの検出時刻の差の上限を示す。
【００４３】
陽電子放出核種から同時に放出された一対のガンマ線であれば、一対のガンマ線に含まれるガンマ線各々の検出時刻は、同時であったり、同時でなくても２つの検出時刻の差が僅かになる。このことを踏まえ、同時計数情報生成部５２４は、タイムウィンドウを用いることで、誤った同時計数情報を生成するのを防止する。
【００４４】
例えば、タイムウィンドウ「１０ナノ秒」を用いて同時計数情報生成部５２４が同時計数情報を生成する場合を例に説明する。この場合、同時計数情報生成部５２４は、「モジュールＩＤ」ごとの「検出時刻（Ｔ）」を参照し、２つの検出時刻の差が「タイムウィンドウ：１０ナノ秒」以内である計数情報の組み合わせを、モジュール間で検索する。
【００４５】
ここで、検出時刻がタイムウィンドウ以内にある組み合わせを検索することを「Coincidence Finding」とも称する。また、同時計数情報生成部５２４により生成された同時計数情報のリストを「Coincidence List」とも称する。
【００４６】
なお、同時計数情報生成部５２４は、タイムウィンドウとともにエネルギーウィンドウを用いることで、同時計数情報を生成する場合であってもよい。
【００４７】
また、同時計数情報生成部５２４が同時計数情報を生成するために検索した計数情報は、同時計数情報の生成後、順次、バッファ５２１から破棄される。
【００４８】
そして、同時計数情報生成部５２４は、生成した同時計数情報を同時計数情報記憶部５２５に格納する。例えば、同時計数情報記憶部５２５は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やフラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、又は、ハードディスクや光ディスクなどの記憶装置が該当する。図８は、第１の実施形態における同時計数情報記憶部に記憶された同時計数情報の一例を示す図である。
【００４９】
図８に示すように、同時計数情報記憶部５２５は、２つの計数情報の組み合わせを記憶する。図８では記載の便宜上、計数情報の組み合わせに含まれる２つの計数情報をそれぞれ「計数情報Ａ」と「計数情報Ｂ」と記載した。図８に示す例では、同時計数情報記憶部５２５は、シンチレータ番号「Ｐ１１」エネルギー値「Ｅ１１」検出時刻「Ｔ１１」を含む計数情報Ａと、シンチレータ番号「Ｐ２２」エネルギー値「Ｅ２２」検出時刻「Ｔ２２」を含む計数情報Ｂとの組み合わせを記憶する。すなわち、同時計数情報記憶部５２５は、陽電子放出核種から放出された一対のガンマ線のうち一方について、検出時刻「Ｔ１１」にシンチレータ「Ｐ１１」が検出したことを記憶し、陽電子放出核種から放出された一対のガンマ線のうち他方について、検出時刻「Ｔ２２」にシンチレータ「Ｐ２２」が検出したことを記憶する。
【００５０】
図６に戻って、ＰＥＴ画像再構成部５２６は、同時計数情報生成部５２４により生成された同時計数情報を同時計数情報記憶部５２５から読み出して、読み出した同時計数情報を用いてＰＥＴ画像を再構成する。具体的には、ＰＥＴ画像再構成部５２６は、同時計数情報をガンマ線の投影データ（サイノグラム）とし、ガンマ線の投影データから逐次近似法を用いることで、ＰＥＴ画像を再構成する。なお、逐次近似法としては、ＭＬＥＭ（Maximum Likelihood Expectation Maximization）法や、ＭＬＥＭ法のアルゴリズムを改良することで大幅に収束時間を短縮したＯＳＥＭ（Ordered Subset MLEM）法がある。
【００５１】
このように、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、従来、ＰＥＴスキャナ２００内でハードウェアで行なわれていた同時計数情報の生成処理を、コンソール装置５００内で実行する。すなわち、従来では、ハードウェアで設定されていた時間幅を用いて、同時計数情報を生成したが、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、例えば、ソフトウェアで任意に設定可能な時間幅を用いて、同時計数情報を生成することができる。その結果、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、例えば、操作者が同時計数情報生成条件の変更を行ないたい場合に、柔軟に対応することができる。
【００５２】
しかし、高計数率時には、同時計数情報を生成する前に、計数情報がバッファ５２１から溢れる場合がある。かかる場合、ある時間内に収集された計数情報がまとめて破棄されることとなり、同時計数情報の数が不足して、ＰＥＴ画像の画質が劣化してしまうこととなる。
【００５３】
そこで、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、図６に示す判定部５２２および破棄部５２３の処理を行なう。
【００５４】
すなわち、判定部５２２と破棄部５２３とは、協同することで、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定し、超えたと判定した場合、ＰＥＴ画像の画質の劣化が抑えられるように、計数情報をバッファ５２１から破棄する。
【００５５】
まず、判定部５２２は、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定する。例えば、バッファ５２１の容量が１０Ｍバイトであり、閾値が８Ｍバイトである場合を例に用いて説明する。この場合、判定部５２２は、任意の判定タイミングになると、バッファ５２１に格納された計数情報の容量を識別する。そして、判定部５２２は、識別した計数情報の容量が８Ｍバイトを超えていた場合には超えたと判定し、８Ｍバイトを超えていなかった場合には超えていないと判定する。なお、任意の判定タイミングとは、例えば、利用者により予め設定される。
【００５６】
そして、破棄部５２３は、判定部５２２により閾値を超えたと判定された場合に、検出器２１０から収集される計数情報のうち（すなわち、計数情報収集部５２０が収集した計数情報のうち）、検出時間が上述した時間幅（タイムウィンドウ）より大きい時間幅内にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する。例えば、同時計数情報生成条件として、１０ナノ秒がタイムウィンドウとして設定されている場合、破棄部５２３の処理に用いられる時間幅は、１０ナノ秒より大きい時間幅として設定される。なお、以下では、破棄部５２３の処理に用いられる時間幅を「設定時間幅」と記載する。
【００５７】
また、設定時間幅は、さらに、ＰＥＴ画像の再構成に用いられる同時計数情報を生成するための計数情報の収集に要する時間幅より小さい時間幅として設定される。例えば、設定時間幅は、ミリ秒単位となる。
【００５８】
図９Ａおよび図９Ｂは、破棄部および判定部を説明するための図である。図９Ａおよび図９Ｂに示す例では、バッファ５２１の記憶領域のうち、下部から上部へと順に計数情報が検出時刻順に格納され、バッファ５２１に格納された計数情報が下部から上部へと順に読み出されて同時計数情報が生成される。
【００５９】
図９Ａは、ＰＥＴスキャナ２００やコンソール装置５００が処理可能な通常の計数率時におけるバッファ５２１を示す。６００は、閾値を示し、６０１は、計数情報を記憶している記憶領域を示し、６０２や６０３は、計数情報を記憶していない記憶領域を示す。図９Ｂは、ＰＥＴスキャナ２００やコンソール装置５００が処理可能な通常の計数率よりも高い高計数率時におけるバッファ５２１を示す。図９Ｂの左図において、６１１や６１２は、計数情報を記憶している記憶領域を示し、６１３は、計数情報を記憶していない記憶領域を示す。図９Ｂの右図は、バッファ５２１の閾値を超えた部分の記憶領域を示す。６２１や６２２は、それぞれ、設定時間幅に検出時刻が含まれる計数情報群が記憶された記憶領域を示す。
【００６０】
図９Ａに示すように、判定部５２２が、通常の計数率時にて、閾値６００を超えないと判定した場合、破棄部５２３は、計数情報をバッファ５２１から破棄しない。
【００６１】
一方、図９Ｂに示すように、判定部５２２が、高計数率時にて、閾値６００を超えたと判定した場合には、破棄部５２３は、バッファ５２１に格納された計数情報のうち、検出時刻が設定時間幅にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する。例えば、破棄部５２３は、数マイクロ秒単位の設定時間幅を用いて間欠的に計数情報群を破棄する。図９Ｂの右図に示す例では、破棄部５２３は、閾値を超えたバッファ５２１の記憶領域に格納された計数情報のうち、記憶領域６２１に記憶された計数情報群をバッファ５２１から削除し、記憶領域６２２に記憶された計数情報群を削除しない。例えば、破棄部５２３は、検出時刻が検出を開始してから「１０５マイクロ秒」から「１１０マイクロ秒」となる計数情報をすべて削除し、「１１１マイクロ秒」から「１１６マイクロ秒」までの計数情報を削除することなくバッファ５２１に留める。そして、破棄部５２３は、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量が閾値を下回るまで、時間軸に沿った間欠的な破棄処理を続行する。
【００６２】
ここで、上述したように、バッファ５２１に記憶されている計数情報は、同時計数情報生成部５２４により順次読み出され、処理が終わるとともに順次破棄されていく。すなわち、バッファ５２１に新たに格納される計数情報の容量が、破棄部５２３により破棄される計数情報の容量と同時計数情報生成部５２４により読み出される計数情報の容量よりも小さければ、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量は、順次減少して閾値よりも小さくなる。
【００６３】
なお、上記では、設定時簡幅が、破棄対象となる計数情報群の選択処理と破棄されない対象となる計数情報群の選択処理とで同じ場合について説明した。しかし、第１の実施形態は、設定時簡幅が、破棄対象となる計数情報群の選択処理と破棄されない対象となる計数情報群の選択処理とで異なる場合であってもよい。例えば、破棄部５２３は、破棄対象となる計数情報群の選択を「設定時簡幅：５マイクロ秒間」により行ない、破棄されない対象となる計数情報群の選択を「設定時簡幅：４マイクロ秒間」により行なってもよい。
【００６４】
また、図９Ｂに示す例では、記憶領域６１２から計数情報を破棄する場合について説明したが、破棄部５２３は、記憶領域６１１から破棄しても良く、任意の記憶領域に記憶された計数情報を破棄して良い。
【００６５】
ここで、破棄部５２３が設定時間幅を用いて破棄処理を行なうことの有用性について説明する。例えば、バッファ５２１から計数情報が溢れる場合、計数情報をランダムに破棄することも考えられる。上述したように、ＰＥＴ画像を再構成する際には、Coincidence Findingにより得られる同時計数情報が投影データ（サイノグラム）として用いられる。言い換えると、対消滅ガンマ線を計数した２つの計数情報の両方が得られて初めて、ＰＥＴ画像の再構成時に用いられることになる。
【００６６】
ここで、収集した計数情報全体を「１」とし、「ｔ（０＜ｔ＜１）」を残し、「１−ｔ」を破棄した場合について説明する。かかる場合、同時計数情報として検索される２の計数情報が残る確率は、それぞれ「ｔ」であり、２つの計数情報の双方が残る確率は、「ｔ2」となる。例えば、「ｔ＝０．５」の場合、破棄後に同時計数を見出せる確率は、破棄前に同時計数を見出せる確率の「０．２５倍」となる。
【００６７】
一方、設定時間幅に含まれる計数情報をまとめて破棄する場合について検討する。この場合、設定時間幅にある計数情報が破棄される一方、破棄される設定時間幅以外の時間幅に含まれる計数情報は破棄されない。ここで、同時計数情報として検索される２つの計数情報の双方は、検出時刻の差がタイムウィンドウ（第１の実施形態では、１０ナノ秒）以内にある。設定時間幅がタイムウィンドウより大きい時間幅であれば、破棄部５２３により破棄される計数情報群に同時計数情報として検索される２つ計数情報のうち一方のみが含まれる可能性は、低い。言い換えれば、破棄部５２３により破棄されない計数情報群に、同時計数情報として検索される２つの計数情報の双方が残る確率は、略「１」となる。従って、破棄後に同時計数を見出せる確率は、破棄前に同時計数を見出せる確率と変わらない。
【００６８】
かかる判定部５２２および破棄部５２３による処理が行なわれている状態で、第１の実施形態における同時計数情報生成部５２４は、バッファ５２１に記憶されている計数情報を用いて、同時計数情報を生成する。そして、第１の実施形態におけるＰＥＴ画像再構成部５２６は、判定部５２２および破棄部５２３による処理が行なわれている状態でバッファ５２１に記憶されている計数情報から生成された同時計数情報を用いて、ＰＥＴ画像を再構成する。
【００６９】
このように、第１の実施形態では、設定時間幅に含まれる計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄することで、計数情報を破棄するとしても、ランダムに破棄する場合と比較して同時計数情報の数の減少幅を抑えることができ、ＰＥＴ画像の画質の劣化を抑えることが可能となる。
【００７０】
図１０を用いて、第１の実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００によるＰＥＴ画像撮影処理の流れの一例を示す。図１０は、第１の実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置によるＰＥＴ画像撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、以下に説明する一連の処理に先だって、Ｘ線ＣＴ画を撮影する。
【００７１】
図１０に示すように、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００では、撮影要求を利用者から受け付けると（ステップＳ１０１肯定）、制御部５４０がＰＥＴスキャナ２００を動作させ、ＰＥＴスキャナ２００が計数情報を収集する（ステップＳ１０２）。すなわち、ＰＥＴスキャナ２００は、ガンマ線を検出するごとに、検出位置とエネルギー値と検出時刻とを収集する。
【００７２】
そして、計数情報収集部５２０は、ＰＥＴスキャナ２００により収集された計数情報を受信してバッファ５２１に格納する（ステップＳ１０３）。そして、同時計数情報生成部５２４は、バッファ５２１に格納された計数情報における「検出時刻」を参照し、検出時刻の差がタイムウィンドウ以内である計数情報の組み合わせを検索することで、同時計数情報を生成する（ステップＳ１０４）。
【００７３】
そして、ＰＥＴ画像再構成部５２６は、同時計数情報生成部５２４により生成された同時計数情報を用いてＰＥＴ画像を再構成する（ステップＳ１０５）。
【００７４】
図１１を用いて、第１の実施形態に係るコンソール装置５００による高計数率時における計数情報破棄処理の流れの一例を示す。図１１は、第１の実施形態に係るコンソール装置による高計数率時における計数情報破棄処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７５】
図１１に示すように、判定部５２２は、任意の判定タイミングになると（ステップＳ２０１肯定）、バッファ５２１に格納された計数情報の容量を識別する（ステップＳ２０２）。
【００７６】
そして、破棄部５２３は、判定部５２２により閾値を超えたと判定された場合には（ステップＳ２０３肯定）、バッファ５２１に格納された計数情報のうち、検出時刻が設定時間幅にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄し（ステップＳ２０４）、処理を終了する。なお、設定時間幅は、同時計数情報を生成するために用いられる所定の時間幅より大きい時間幅であり、さらに、ＰＥＴ画像の再構成に用いられる同時計数情報を生成するための計数情報の収集に要する時間幅より小さい時間幅として設定される。一方、判定部５２２により閾値を超えたと判定されなかった場合には（ステップＳ２０３否定）、計数情報を破棄することなく処理を終了する。
【００７７】
上述したように、第１の実施形態では、計数情報収集部５２０は、ガンマ線に由来する光を計数する検出器２１０が出力した計数結果からガンマ線の検出時間を含む計数情報を収集してバッファ５２１に格納する。そして、判定部５２２は、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定する。そして、破棄部５２３は、判定部５２２により閾値を超えたと判定された場合に、検出器２１０から収集される計数情報のうち、検出時間が、対消滅ガンマ線を略同時に計数した２つの計数情報を同時計数情報として生成するために用いられる所定の時間幅より大きい時間幅内にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する。すなわち、収集した計数情報全体を「１」とし、「ｔ（０＜ｔ＜１）」を残し、「１−ｔ」をランダムに破棄する手法では、同時計数情報として検索される２つの計数情報の双方が残る確率が「ｔ2」となる。これに対して、第１の実施形態によれば、破棄部５２３により破棄されない計数情報群に、同時計数情報として検索される２つの計数情報の双方が残る確率を略「１」とすることができ、ＰＥＴ画像の品質の劣化を抑えることが可能である。
【００７８】
また、第１の実施形態では、破棄部５２３の破棄処理に用いられる時間幅は、さらに、ＰＥＴ画像の再構成に用いられる同時計数情報を生成するための計数情報の収集に要する時間幅より小さい時間幅として設定される。すなわち、第１の実施形態では、必要以上に計数情報を破棄することを回避することができ、ＰＥＴ画像が再構成されることを担保することが可能となる。
【００７９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、コンソール装置５００が、破棄部５２３が行なった破棄処理に関する情報を用いた補正処理を行なう場合について、図１２〜図１４を用いて説明する。図１２〜図１４は、第２の実施形態に係るコンソール装置が行なう補正処理を説明するための図である。
【００８０】
ＰＥＴ画像を参照することで、医師は、関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）における標識化合物で修飾された薬剤の集積量を判断して、例えば、腫瘍の有無などの画像診断を行なう。ＲＯＩ内の薬剤の集積量は、当該ＲＯＩ内に集積した薬剤により放出される対消滅ガンマ線を同時計数した結果に比例する。以下、対消滅ガンマ線を同時計数した結果のことを、「計数（Counts）」と記載する。図１２は、横軸を薬剤の集積量を示す標識化合物の活性（Activity）とし、縦軸を計数（Counts）としたグラフを示す。
【００８１】
活性と計数とは、比例関係にあることから、活性と計数とをプロットしたグラフは、理想的には、図１２に示すように、線形性を有する直線１０となる。しかし、高計数時には、検出器２１０の不感時間（Dead Time）が大きくなり、また、計数情報を生成するための処理対象となるデータが積み重なる（pile up）こととなる。また、従来では、高計数時には、バッファ５２１からランダムに計数情報が破棄されていた。このため、従来のＰＥＴ装置において計測された計数は、例えば、活性が所定値より大きくなると、急激に低下し、また、計数の低下の度合いも一定とならない。このため、従来において計数と活性とをプロットしたグラフは、例えば、図１２に示すギザギザな線１１となっていた。
【００８２】
一方、第１の実施形態では、検出時刻が設定時間幅にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄するように、破棄処理の制御を行なう。これにより、破棄後に同時計数を見出せる確率は、破棄前に同時計数を見出せる確率と略同じとなる。その結果、第１の実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００において計測された計数を活性に対してプロットしたグラフは、従来と比較して、計数の低下度が減少し、また、計数の低下の度合いも滑らかとなる。このため、第１の実施形態において、計数と活性とをプロットしたグラフは、例えば、図１２に示す滑らかな曲線１２となる。
【００８３】
破棄処理の制御を行なうことで、第１の実施形態で再構成されるＰＥＴ画像は、撮像時に起こった対消滅イベントを略網羅した画像となる。ただし、第１の実施形態で再構成されるＰＥＴ画像のＲＯＩ内における集積量を示す画素値は、破棄処理が行なわれた場合、実際の集積量に対応する画素値より低くなっている。すなわち、第１の実施形態で再構成されるＰＥＴ画像は、ＲＯＩ内の薬剤の集積量を定性的に反映した画像であるが、ＲＯＩ内の薬剤の集積量の定量性を保証する画像ではない場合がある。
【００８４】
ただし、破棄部５２３が時間軸に沿って間欠的に行なった破棄処理に関する情報から、「撮影時に収集された計数情報の総数」に対する「破棄された計数情報の数」の割合は、既知である。すなわち、破棄部５２３が行なった破棄処理における計数情報の破棄率は、既知の値となる。
【００８５】
例えば、撮影時に起こった同一ＬＯＲにおける対消滅イベントの総数を「Ｎ」とし、破棄率が「α（ただし、０≦α≦１）」であるとする。かかる場合、第１の実施形態において同時計数情報生成部５２４が生成した同時計数情報は、平均的には、撮影時に起こった同一ＬＯＲにおける対消滅イベントの数を「Ｎ×（１−α）」と計数した結果となる。
【００８６】
従って、計数結果を真の計数結果に補正するために、破棄率に基づく係数「１／（１−α）」を用いることで、図１２に示す曲線１２は、直線１０と略同一の線形性を有する直線に補正することができる。
【００８７】
そこで、第２の実施形態に係るコンソール装置５００は、バッファ５２１が記憶する計数情報から生成された同時計数情報を、破棄部５２３が行なった破棄処理における計数情報の破棄率に基づいて補正する第１補正処理を行なう。または、第２の実施形態に係るコンソール装置５００は、バッファ５２１が記憶する計数情報から生成された同時計数情報から再構成されたＰＥＴ画像を、破棄部５２３が行なった破棄処理における計数情報の破棄率に基づいて補正する第２補正処理を行なう。
【００８８】
第１補正処理が行なわれる場合、例えば、図１３に示すように、同時計数情報記憶部５２５とＰＥＴ画像再構成部５２６との間に補正部５２７が設置される。同時計数情報記憶部５２５は、同時計数情報生成部５２４がバッファ５２１から計数情報を用いて生成した同時計数情報を記憶している。補正部５２７は、破棄率に基づいて、同時計数情報を補正した補正同時計数情報を生成する。例えば、補正部５２７は、同時計数情報における各ＬＯＲの数を破棄率に基づく係数「１／（１−α）」で乗算することで、補正同時計数情報を生成する。そして、ＰＥＴ画像再構成部５２６は、補正同時計数情報を用いてＰＥＴ画像を再構成する。なお、補正部５２７は、同時計数情報生成部５２４と同時計数情報記憶部５２５との間に設置される場合であっても良い。かかる場合、補正部５２７は、同時計数情報生成部５２４が生成した同時計数情報から補正同時計数情報を生成し、補正同時計数情報を同時計数情報記憶部５２５に格納する。
【００８９】
第２補正処理が行なわれる場合、例えば、図１４に示すように、ＰＥＴ画像再構成部５２６の後段に補正部５２８が設置される。同時計数情報記憶部５２５は、同時計数情報生成部５２４がバッファ５２１から計数情報を用いて生成した同時計数情報を記憶している。ＰＥＴ画像再構成部５２６は、同時計数情報記憶部５２５が記憶する同時計数情報を用いてＰＥＴ画像を再構成する。
【００９０】
そして、補正部５２８は、破棄率に基づいて、ＰＥＴ画像再構成部５２６が再構成したＰＥＴ画像を補正する。例えば、補正部５２８は、ＰＥＴ画像の各画素の画素値を「１／（１−α）」で乗算することで、ＰＥＴ画像から補正画像を生成する。
【００９１】
第１補正処理や第２補正処理が行なわれることで、高計数時におけるＰＥＴ画像の定量性を復活させることができる。すなわち、ＲＯＩ内やＲＯＩ周辺部位の定量性をＰＥＴ画像において保証することができる。
【００９２】
上記の補正処理は、特に、ＰＥＴ画像を用いた全身検査を行なう場合に有用となる。全身検査では、例えば、被検体４０２を一部重複させた複数の撮影部位に分け、天板４０１を移動させながら各撮影部位のＰＥＴ画像が撮影される。しかし、薬剤の集積量は、撮影部位によって異なるため、第１の実施形態で説明した破棄処理の制御を行なった場合、撮影部位間で破棄率が異なることとなる。かかる場合、同じ集積量であるにも関わらず、ＰＥＴ画像ごとに画素値が異なる可能性がある。このため、例えば、第１の実施形態で再構成された複数の撮影部位それぞれのＰＥＴ画像を合成した全身ＰＥＴ画像を参照して、異なる撮影部位それぞれのＲＯＩ間で薬剤の集積量を比較することは、困難となってしまう場合がある。
【００９３】
上述した破棄率に基づく補正処理を行なうことで、撮影部位それぞれのＰＥＴ画像の定量性を復活させることができる。すなわち、第１補正処理や第２補正処理を行なうことで、同じ集積量となる画素の画素値を、ＰＥＴ画像間で略同じ値とすることができる。このため、例えば、第２実施形態では、全身ＰＥＴ画像を参照して、異なる撮影部位それぞれのＲＯＩ間で薬剤の集積量を比較することを保証することができる。なお、第１補正処理や第２補正処理を実行するか否かは、操作者により任意に選択可能である。
【００９４】
（第３の実施形態）
さて、上述した第１および第２の実施形態以外にも、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。
【００９５】
例えば、上述した第１および第２の実施形態では、判定部５２２は、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量を判定する場合について説明したが、第１の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、判定部５２２は、バッファ５２１の空き容量の閾値を保持し、バッファ５２１の空き容量を判定しても良い。
【００９６】
また、例えば、上述した第１および第２の実施形態では、破棄部５２３は、バッファ５２１に記憶されている計数情報を破棄する場合について説明したが、第１の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、破棄部５２３は、計数情報を受信した段階において、計数情報に含まれる検出時刻を用いてフィルタリングすることで、計数情報を破棄しても良い。つまり、バッファ５２１に格納される前に、計数情報を破棄しても良い。
【００９７】
また、例えば、上述した第１および第２の実施形態では、コンソール装置５００がＰＥＴスキャナ２００から計数情報を受信して用いる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、コンソール装置５００は、ＰＥＴスキャナ２００から検出器２１０による計数結果そのものを受信しても良い。この場合、コンソール装置５００は、光電子増倍管２１３から出力される波形データそのものを受信し、受信した波形データから計数情報を生成する。
【００９８】
また、第１および第２の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。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１４）、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００９９】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【０１００】
なお、第１および第２の実施形態で説明した核医学イメージング装置が実行する制御方法は、あらかじめ用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。また、制御プログラムは、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。
【０１０１】
上述したように、第１〜第３の実施形態によれば、ＰＥＴ画像の品質の劣化を抑えることが可能である。
【０１０２】
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】
【０１０３】
１００ ＰＥＴ−ＣＴ装置
２００ ＰＥＴスキャナ
２１０ 検出器
２１１ シンチレータ
２１２ ライトガイド
２１３ 光電子増倍管
３００ Ｘ線ＣＴスキャナ
３０１ Ｘ線管
３０２ Ｘ線検出器
５００ コンソール装置
５１０ 入出力部
５２０ 計数情報収集部
５２１ バッファ
５２２ 判定部
５２３ 破棄部
５２４ 同時計数情報生成部
５２５ 同時計数情報記憶部
５２６ ＰＥＴ画像再構成部
５３０ Ｘ線投影データ記憶部
５３１ Ｘ線ＣＴ画像再構成部
５４０ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、核医学イメージング装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体の生体組織における機能診断を行な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 computed Tomography）が知られている。
【０００３】
具体的には、ＰＥＴ検査では、陽電子放出核種で標識された化合物が被検体に投与される。そして、ＰＥＴ装置は、標識化合物から放出された陽電子が電子と結合して消滅する際に、略反対方向に放出する５１１ｋｅＶの一対のガンマ線（対消滅ガンマ線）を、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（同時計数情報）を演算処理することにより、ＰＥＴ画像の再構成を行なう。
【０００４】
より詳細には、ＰＥＴ装置は、検出器が出力した計数結果からガンマ線の検出位置とガンマ線の検出時間（例えば、検出時刻）とガンマ線のエネルギー値とを含む計数情報を収集する。そして、核医学イメージング装置は、検出時間が一定の時間幅にある２つ計数情報の組み合わせを、対消滅ガンマ線を略同時に計数した同時計数情報として生成する。そして、ＰＥＴ装置は、同時計数情報を形成する各計数情報に含まれる検出位置を結ぶ直線上に陽電子を放出した標識化合物があるとして、標識化合物の分布を表すＰＥＴ画像を再構成する。
【０００５】
また、近年、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装置も実用化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
ここで、計数情報がＰＥＴ装置の処理能力を超えて得られる結果、計数情報が破棄されることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の核医学イメージング装置は、格納部と判定部と破棄部とを備える。格納部は、ガンマ線に由来する光を計数する検出器が出力した計数結果からガンマ線の検出時間を含む計数情報を収集して所定の記憶部に格納する。判定部は、前記所定の記憶部に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定する。破棄部は、前記判定部により前記閾値を超えたと判定された場合に、前記検出器から収集される計数情報のうち、検出時間が、対消滅ガンマ線を略同時に計数した２つの計数情報を同時計数情報として生成するために用いられる所定の時間幅より大きい時間幅内にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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コンソール装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】図７は、第１の実施形態におけるバッファに記憶された計数情報の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態における同時計数情報記憶部に記憶された同時計数情報の一例を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、破棄部および判定部を説明するための図（１）である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、破棄部および判定部を説明するための図（２）である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置によるＰＥＴ画像撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係るコンソール装置による高計数率時における計数情報破棄処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２の実施形態に係るコンソール装置が行なう補正処理を説明するための図（１）である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態に係るコンソール装置が行なう補正処理を説明するための図（２）である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態に係るコンソール装置が行なう補正処理を説明するための図（３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
以下、添付図面を参照して、核医学イメージング装置の実施形態を詳細に説明する。なお、 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が、これに限定されるものではない。例えば、ＰＥＴ−ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置でも良く、ＰＥＴ装置であっても良い。
【００１１】
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において、１００はＰＥＴ−ＣＴ装置を示し、２００はＰＥＴスキャナを示し、３００はＸ線ＣＴスキャナを示し、４００は寝台を示し、４０１は被検体が載せられる天板を示し、４０２は、被検体を示す。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。図１におけるＸ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方向は、Ｘ方向と直行する水平面上の方向を示す。Ｚ方向は、垂直方向を示す。
【００１２】
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。
【００１３】
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。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。例えば、ＰＥＴスキャナ２００は、天板４０１に載せられた被検体４０２の体外から、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（対消滅ガンマ線）を検出する。
【００１４】
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、第１の実施形態では、ガンマ線の検出時間として検出時刻（絶対時間）が計数情報として収集される場合について説明する。しかし、第１の実施形態は、ガンマ線の検出時間として、例えば、ＰＥＴ画像撮影開始からの経過時間（相対時間）が計数情報として収集される場合であっても良い。
【００１５】
ここで、検出器２１０により検出されるガンマ線と、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との関係について説明する。例えば、検出器２１０は、標識化合物から一対のガンマ線が１つ放出された場合に、一対のガンマ線のうち片方のみを検出し、もう一方のガンマ線は、他の検出器２１０で検出される。なお、一対のガンマ線（対消滅ガンマ線）を同時計数した２つの検出位置を結ぶ線は、ＬＯＲ（Line of Response）と呼ばれる。
【００１６】
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、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】
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。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。
【００１８】
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において、２００は、ＰＥＴスキャナを示し、２１０は、検出器を示し、３００は、Ｘ線ＣＴスキャナを示し、３０１は、Ｘ線管を示し、３０２はＸ線検出器を示し、３０３は、Ｘ線管３０１により照射されたＸ線を示す。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。
【００１９】
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、測定時に被検体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。
【００２０】
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において、４００は寝台を示し、４０１は天板を示し、４０２は被検体を示し、２１０は検出器を示す。図３は、Ｘ軸方向に見たＰＥＴスキャナの断面図である。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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において、２１１はシンチレータを示し、２１２はライトガイドを示し、２１３は光電子増倍管（ＰＭＴ：Photo Multiplier Tube）を示す。
【００２３】
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２１１と、ライトガイド２１２と、光電子増倍管２１３とを有する。シンチレータ２１１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２１１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。また、シンチレータ２１１は、図４に示すように、２次元に配列される。シンチレータ２１１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２１２は、シンチレータ２１１から出力された可視光を光電子増倍管２１３に伝達する。ライトガイド２１２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。光電子増倍管２１３は、シンチレータ２１１によって出力された可視光をライトガイド２１２を介して受信し、受信した可視光を電気信号に変換する。光電子増倍管２１３は、複数個配置される。
【００２４】
光電子増倍管２１３について更に説明する。光電子増倍管２１３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、複数の電子をたたき出す。ダイノードの表面にて複数の電子がたたき出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、電子数がなだれ的に増える。
【００２５】
例えば、陽極は、シンチレーション光を１つ受信した場合に、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。この場合、光電子増倍管２１３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。
【００２６】
このように、検出器２１０では、シンチレータ２１１がガンマ線を可視光に変換し、光電子増倍管２１３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。
【００２７】
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、図５を用いて、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。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。
【００２８】
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２１３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２１３を用いて検出位置を収集する。図５に示すように、３つの光電子増倍管２１３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２１３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２１３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２１１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２１３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。
【００２９】
図５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２１１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。
【００３０】
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。
【００３１】
ここで、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において左から右に移動したり、天板４０１や寝台４００が右から左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。その後、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ても良い。
【００３２】
図６は、第１の実施形態におけるコンソール装置の構成の一例を示すブロック図である。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く、説明を簡潔に行う。
【００３３】
図６に示す例では、説明の便宜上、コンソール装置５００に加えて、ＰＥＴスキャナ２００とＸ線ＣＴスキャナ３００とを併せて示した。図６に示す例では、コンソール装置５００は、入出力部５１０と、制御部５４０とを有する。また、図６に示す例では、コンソール装置５００は、Ｘ線ＣＴ画像を再構成するために、Ｘ線投影データ記憶部５３０と、Ｘ線ＣＴ画像再構成部５３１とを有する。また、また、図６に示す例では、コンソール装置５００は、ＰＥＴ画像を再構成するために、計数情報収集部５２０と、バッファ５２１と、判定部５２２と、破棄部５２３と、同時計数情報生成部５２４と、同時計数情報記憶部５２５と、ＰＥＴ画像再構成部５２６とを有する。なお、第１の実施形態では、１台のコンソール装置５００においてＸ線ＣＴ画像とＰＥＴ画像とが再構成される場合について説明する。しかし、第１の実施形態は、Ｘ線ＣＴ画像の再構成とＰＥＴ画像の再構成とが別々のコンソール装置において行なわれる場合であっても適用可能である。
【００３４】
入出力部５１０は、制御部５４０と接続される。入出力部５１０は、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００を利用する利用者から各種指示を受け付け、受け付けた各種指示を制御部５４０に送信する。また、入出力部５１０は、制御部５４０から情報を受信し、受信した情報を利用者に出力する。例えば、入出力部５１０は、キーボードやマウス、マイクなどが該当し、モニタやスピーカなどが該当する。なお、入出力部５１０によって受け付けられる情報や指示の詳細や、入出力部５１０によって出力される情報の詳細については、ここでは説明を省略し、関係する各部について説明する際に併せて説明する。
【００３５】
制御部５４０は、各種の処理手順などを規定したプログラムを記憶する内部メモリを有し、種々の処理を制御する。制御部５４０は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの電子回路が該当する。制御部５４０は、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００全体の処理を制御する。具体的には、制御部５４０は、ＰＥＴスキャナ２００およびＸ線ＣＴスキャナ３００を制御することで、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００による撮影を制御する。また、制御部５４０は、コンソール装置５００におけるＰＥＴ画像再構成処理およびＸ線ＣＴ画像再構成処理を制御する。また、制御部５４０は、ＰＥＴ画像や、Ｘ線ＣＴ画像、ＰＥＴ画像およびＸ線ＣＴ画像の重畳画像などを、入出力部５１０のモニタにて表示させる。
【００３６】
Ｘ線投影データ記憶部５３０は、Ｘ線ＣＴスキャナ３００から送信されたＸ線投影データを記憶する。Ｘ線ＣＴ画像再構成部５３１は、Ｘ線投影データ記憶部５３０が記憶するＸ線投影データを、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法により逆投影処理することで、Ｘ線ＣＴ画像を再構成する。
【００３７】
計数情報収集部５２０は、複数の検出器２１０が出力した計数結果からガンマ線の検出時間（検出時刻）を含む計数情報を収集してバッファ５２１に格納する。すなわち、計数情報収集部５２０は、ＰＥＴスキャナ２００にて収集された計数情報を順次受信して、受信した計数情報をバッファ５２１に格納する。なお、計数情報収集部５２０は、ＰＥＴスキャナ２００内に設置される場合であっても良い。計数情報収集部５２０は、「格納部」とも称する。
【００３８】
バッファ５２１は、計数情報収集部５２０により格納された計数情報を記憶する。バッファ５２１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やフラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、又は、ハードディスクや光ディスクなどの記憶装置が該当する。図７は、第１の実施形態におけるバッファに記憶された計数情報の一例を示す図である。
【００３９】
図７に示す例では、バッファ５２１は、「モジュールＩＤ」に対応付けて、「シンチレータ番号」と「エネルギー値」と「検出時刻」とを記憶する。なお、「モジュールＩＤ」は、複数ある検出器２１０それぞれを一意に特定するための情報である。
【００４０】
図７に示す例では、バッファ５２１は、モジュールＩＤ「Ｄ１」に対応付けて、シンチレータ番号「Ｐ１１」エネルギー値「Ｅ１１」検出時刻「Ｔ１１」を記憶し、シンチレータ番号「Ｐ１２」エネルギー値「Ｅ１２」検出時刻「Ｔ１２」を記憶する。すなわち、バッファ５２１は、検出器「Ｄ１」にて検出時刻「Ｔ１１」にシンチレータ「Ｐ１１」がエネルギー値「Ｅ１１」のガンマ線を検出したことを記憶し、検出器「Ｄ１」にて検出時刻「Ｔ１２」にシンチレータ「Ｐ１２」がエネルギー値「Ｅ１２」のガンマ線を検出したことを記憶する。また、バッファ５２１は、他の検出器２１０から出力された計数結果に基づく計数情報についても同様に記憶する。
【００４１】
図６に戻って、同時計数情報生成部５２４は、バッファ５２１に記憶されている計数情報のうち、検出時間（検出時刻）の差が所定の時間幅（タイムウィンドウ）にある２つ計数情報の組み合わせを、対消滅ガンマ線を略同時に計数した同時計数情報として生成する。
【００４２】
具体的には、同時計数情報生成部５２４は、操作者により指定された同時計数情報生成条件に基づいて同時計数情報を生成する。例えば、同時計数情報生成条件には、タイムウィンドウが含まれる。タイムウィンドウは、一対のガンマ線の双方を計数した場合における２つの検出時刻の差の上限を示す。
【００４３】
陽電子放出核種から同時に放出された一対のガンマ線であれば、一対のガンマ線に含まれるガンマ線各々の検出時刻は、同時であったり、同時でなくても２つの検出時刻の差が僅かになる。このことを踏まえ、同時計数情報生成部５２４は、タイムウィンドウを用いることで、誤った同時計数情報を生成するのを防止する。
【００４４】
例えば、タイムウィンドウ「１０ナノ秒」を用いて同時計数情報生成部５２４が同時計数情報を生成する場合を例に説明する。この場合、同時計数情報生成部５２４は、「モジュールＩＤ」ごとの「検出時刻（Ｔ）」を参照し、２つの検出時刻の差が「タイムウィンドウ：１０ナノ秒」以内である計数情報の組み合わせを、モジュール間で検索する。
【００４５】
ここで、検出時刻がタイムウィンドウ以内にある組み合わせを検索することを「Coincidence Finding」とも称する。また、同時計数情報生成部５２４により生成された同時計数情報のリストを「Coincidence List」とも称する。
【００４６】
なお、同時計数情報生成部５２４は、タイムウィンドウとともにエネルギーウィンドウを用いることで、同時計数情報を生成する場合であってもよい。
【００４７】
また、同時計数情報生成部５２４が同時計数情報を生成するために検索した計数情報は、同時計数情報の生成後、順次、バッファ５２１から破棄される。
【００４８】
そして、同時計数情報生成部５２４は、生成した同時計数情報を同時計数情報記憶部５２５に格納する。例えば、同時計数情報記憶部５２５は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やフラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、又は、ハードディスクや光ディスクなどの記憶装置が該当する。図８は、第１の実施形態における同時計数情報記憶部に記憶された同時計数情報の一例を示す図である。
【００４９】
図８に示すように、同時計数情報記憶部５２５は、２つの計数情報の組み合わせを記憶する。図８では記載の便宜上、計数情報の組み合わせに含まれる２つの計数情報をそれぞれ「計数情報Ａ」と「計数情報Ｂ」と記載した。図８に示す例では、同時計数情報記憶部５２５は、シンチレータ番号「Ｐ１１」エネルギー値「Ｅ１１」検出時刻「Ｔ１１」を含む計数情報Ａと、シンチレータ番号「Ｐ２２」エネルギー値「Ｅ２２」検出時刻「Ｔ２２」を含む計数情報Ｂとの組み合わせを記憶する。すなわち、同時計数情報記憶部５２５は、陽電子放出核種から放出された一対のガンマ線のうち一方について、検出時刻「Ｔ１１」にシンチレータ「Ｐ１１」が検出したことを記憶し、陽電子放出核種から放出された一対のガンマ線のうち他方について、検出時刻「Ｔ２２」にシンチレータ「Ｐ２２」が検出したことを記憶する。
【００５０】
図６に戻って、ＰＥＴ画像再構成部５２６は、同時計数情報生成部５２４により生成された同時計数情報を同時計数情報記憶部５２５から読み出して、読み出した同時計数情報を用いてＰＥＴ画像を再構成する。具体的には、ＰＥＴ画像再構成部５２６は、同時計数情報をガンマ線の投影データ（サイノグラム）とし、ガンマ線の投影データから逐次近似法を用いることで、ＰＥＴ画像を再構成する。なお、逐次近似法としては、ＭＬＥＭ（Maximum Likelihood Expectation Maximization）法や、ＭＬＥＭ法のアルゴリズムを改良することで大幅に収束時間を短縮したＯＳＥＭ（Ordered Subset MLEM）法がある。
【００５１】
このように、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、従来、ＰＥＴスキャナ２００内でハードウェアで行なわれていた同時計数情報の生成処理を、コンソール装置５００内で実行する。すなわち、従来では、ハードウェアで設定されていた時間幅を用いて、同時計数情報を生成したが、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、例えば、ソフトウェアで任意に設定可能な時間幅を用いて、同時計数情報を生成することができる。その結果、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、例えば、操作者が同時計数情報生成条件の変更を行ないたい場合に、柔軟に対応することができる。
【００５２】
しかし、高計数率時には、同時計数情報を生成する前に、計数情報がバッファ５２１から溢れる場合がある。かかる場合、ある時間内に収集された計数情報がまとめて破棄されることとなり、同時計数情報の数が不足して、ＰＥＴ画像の画質が劣化してしまうこととなる。
【００５３】
そこで、第１の実施形態におけるＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、図６に示す判定部５２２および破棄部５２３の処理を行なう。
【００５４】
すなわち、判定部５２２と破棄部５２３とは、協同することで、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定し、超えたと判定した場合、ＰＥＴ画像の画質の劣化が抑えられるように、計数情報をバッファ５２１から破棄する。
【００５５】
まず、判定部５２２は、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定する。例えば、バッファ５２１の容量が１０Ｍバイトであり、閾値が８Ｍバイトである場合を例に用いて説明する。この場合、判定部５２２は、任意の判定タイミングになると、バッファ５２１に格納された計数情報の容量を識別する。そして、判定部５２２は、識別した計数情報の容量が８Ｍバイトを超えていた場合には超えたと判定し、８Ｍバイトを超えていなかった場合には超えていないと判定する。なお、任意の判定タイミングとは、例えば、利用者により予め設定される。
【００５６】
そして、破棄部５２３は、判定部５２２により閾値を超えたと判定された場合に、検出器２１０から収集される計数情報のうち（すなわち、計数情報収集部５２０が収集した計数情報のうち）、検出時間が上述した時間幅（タイムウィンドウ）より大きい時間幅内にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する。例えば、同時計数情報生成条件として、１０ナノ秒がタイムウィンドウとして設定されている場合、破棄部５２３の処理に用いられる時間幅は、１０ナノ秒より大きい時間幅として設定される。なお、以下では、破棄部５２３の処理に用いられる時間幅を「設定時間幅」と記載する。
【００５７】
また、設定時間幅は、さらに、ＰＥＴ画像の再構成に用いられる同時計数情報を生成するための計数情報の収集に要する時間幅より小さい時間幅として設定される。例えば、設定時間幅は、ミリ秒単位となる。
【００５８】
図９Ａおよび図９Ｂは、破棄部および判定部を説明するための図である。図９Ａおよび図９Ｂに示す例では、バッファ５２１の記憶領域のうち、下部から上部へと順に計数情報が検出時刻順に格納され、バッファ５２１に格納された計数情報が下部から上部へと順に読み出されて同時計数情報が生成される。
【００５９】
図９Ａは、ＰＥＴスキャナ２００やコンソール装置５００が処理可能な通常の計数率時におけるバッファ５２１を示す。６００は、閾値を示し、６０１は、計数情報を記憶している記憶領域を示し、６０２や６０３は、計数情報を記憶していない記憶領域を示す。図９Ｂは、ＰＥＴスキャナ２００やコンソール装置５００が処理可能な通常の計数率よりも高い高計数率時におけるバッファ５２１を示す。図９Ｂの左図において、６１１や６１２は、計数情報を記憶している記憶領域を示し、６１３は、計数情報を記憶していない記憶領域を示す。図９Ｂの右図は、バッファ５２１の閾値を超えた部分の記憶領域を示す。６２１や６２２は、それぞれ、設定時間幅に検出時刻が含まれる計数情報群が記憶された記憶領域を示す。
【００６０】
図９Ａに示すように、判定部５２２が、通常の計数率時にて、閾値６００を超えないと判定した場合、破棄部５２３は、計数情報をバッファ５２１から破棄しない。
【００６１】
一方、図９Ｂに示すように、判定部５２２が、高計数率時にて、閾値６００を超えたと判定した場合には、破棄部５２３は、バッファ５２１に格納された計数情報のうち、検出時刻が設定時間幅にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する。例えば、破棄部５２３は、数マイクロ秒単位の設定時間幅を用いて間欠的に計数情報群を破棄する。図９Ｂの右図に示す例では、破棄部５２３は、閾値を超えたバッファ５２１の記憶領域に格納された計数情報のうち、記憶領域６２１に記憶された計数情報群をバッファ５２１から削除し、記憶領域６２２に記憶された計数情報群を削除しない。例えば、破棄部５２３は、検出時刻が検出を開始してから「１０５マイクロ秒」から「１１０マイクロ秒」となる計数情報をすべて削除し、「１１１マイクロ秒」から「１１６マイクロ秒」までの計数情報を削除することなくバッファ５２１に留める。そして、破棄部５２３は、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量が閾値を下回るまで、時間軸に沿った間欠的な破棄処理を続行する。
【００６２】
ここで、上述したように、バッファ５２１に記憶されている計数情報は、同時計数情報生成部５２４により順次読み出され、処理が終わるとともに順次破棄されていく。すなわち、バッファ５２１に新たに格納される計数情報の容量が、破棄部５２３により破棄される計数情報の容量と同時計数情報生成部５２４により読み出される計数情報の容量よりも小さければ、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量は、順次減少して閾値よりも小さくなる。
【００６３】
なお、上記では、設定時簡幅が、破棄対象となる計数情報群の選択処理と破棄されない対象となる計数情報群の選択処理とで同じ場合について説明した。しかし、第１の実施形態は、設定時簡幅が、破棄対象となる計数情報群の選択処理と破棄されない対象となる計数情報群の選択処理とで異なる場合であってもよい。例えば、破棄部５２３は、破棄対象となる計数情報群の選択を「設定時簡幅：５マイクロ秒間」により行ない、破棄されない対象となる計数情報群の選択を「設定時簡幅：４マイクロ秒間」により行なってもよい。
【００６４】
また、図９Ｂに示す例では、記憶領域６１２から計数情報を破棄する場合について説明したが、破棄部５２３は、記憶領域６１１から破棄しても良く、任意の記憶領域に記憶された計数情報を破棄して良い。
【００６５】
ここで、破棄部５２３が設定時間幅を用いて破棄処理を行なうことの有用性について説明する。例えば、バッファ５２１から計数情報が溢れる場合、計数情報をランダムに破棄することも考えられる。上述したように、ＰＥＴ画像を再構成する際には、Coincidence Findingにより得られる同時計数情報が投影データ（サイノグラム）として用いられる。言い換えると、対消滅ガンマ線を計数した２つの計数情報の両方が得られて初めて、ＰＥＴ画像の再構成時に用いられることになる。
【００６６】
ここで、収集した計数情報全体を「１」とし、「ｔ（０＜ｔ＜１）」を残し、「１−ｔ」を破棄した場合について説明する。かかる場合、同時計数情報として検索される２の計数情報が残る確率は、それぞれ「ｔ」であり、２つの計数情報の双方が残る確率は、「ｔ2」となる。例えば、「ｔ＝０．５」の場合、破棄後に同時計数を見出せる確率は、破棄前に同時計数を見出せる確率の「０．２５倍」となる。
【００６７】
一方、設定時間幅に含まれる計数情報をまとめて破棄する場合について検討する。この場合、設定時間幅にある計数情報が破棄される一方、破棄される設定時間幅以外の時間幅に含まれる計数情報は破棄されない。ここで、同時計数情報として検索される２つの計数情報の双方は、検出時刻の差がタイムウィンドウ（第１の実施形態では、１０ナノ秒）以内にある。設定時間幅がタイムウィンドウより大きい時間幅であれば、破棄部５２３により破棄される計数情報群に同時計数情報として検索される２つ計数情報のうち一方のみが含まれる可能性は、低い。言い換えれば、破棄部５２３により破棄されない計数情報群に、同時計数情報として検索される２つの計数情報の双方が残る確率は、略「１」となる。従って、破棄後に同時計数を見出せる確率は、破棄前に同時計数を見出せる確率と変わらない。
【００６８】
かかる判定部５２２および破棄部５２３による処理が行なわれている状態で、第１の実施形態における同時計数情報生成部５２４は、バッファ５２１に記憶されている計数情報を用いて、同時計数情報を生成する。そして、第１の実施形態におけるＰＥＴ画像再構成部５２６は、判定部５２２および破棄部５２３による処理が行なわれている状態でバッファ５２１に記憶されている計数情報から生成された同時計数情報を用いて、ＰＥＴ画像を再構成する。
【００６９】
このように、第１の実施形態では、設定時間幅に含まれる計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄することで、計数情報を破棄するとしても、ランダムに破棄する場合と比較して同時計数情報の数の減少幅を抑えることができ、ＰＥＴ画像の画質の劣化を抑えることが可能となる。
【００７０】
図１０を用いて、第１の実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００によるＰＥＴ画像撮影処理の流れの一例を示す。図１０は、第１の実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置によるＰＥＴ画像撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００は、以下に説明する一連の処理に先だって、Ｘ線ＣＴ画を撮影する。
【００７１】
図１０に示すように、ＰＥＴ−ＣＴ装置１００では、撮影要求を利用者から受け付けると（ステップＳ１０１肯定）、制御部５４０がＰＥＴスキャナ２００を動作させ、ＰＥＴスキャナ２００が計数情報を収集する（ステップＳ１０２）。すなわち、ＰＥＴスキャナ２００は、ガンマ線を検出するごとに、検出位置とエネルギー値と検出時刻とを収集する。
【００７２】
そして、計数情報収集部５２０は、ＰＥＴスキャナ２００により収集された計数情報を受信してバッファ５２１に格納する（ステップＳ１０３）。そして、同時計数情報生成部５２４は、バッファ５２１に格納された計数情報における「検出時刻」を参照し、検出時刻の差がタイムウィンドウ以内である計数情報の組み合わせを検索することで、同時計数情報を生成する（ステップＳ１０４）。
【００７３】
そして、ＰＥＴ画像再構成部５２６は、同時計数情報生成部５２４により生成された同時計数情報を用いてＰＥＴ画像を再構成する（ステップＳ１０５）。
【００７４】
図１１を用いて、第１の実施形態に係るコンソール装置５００による高計数率時における計数情報破棄処理の流れの一例を示す。図１１は、第１の実施形態に係るコンソール装置による高計数率時における計数情報破棄処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７５】
図１１に示すように、判定部５２２は、任意の判定タイミングになると（ステップＳ２０１肯定）、バッファ５２１に格納された計数情報の容量を識別する（ステップＳ２０２）。
【００７６】
そして、破棄部５２３は、判定部５２２により閾値を超えたと判定された場合には（ステップＳ２０３肯定）、バッファ５２１に格納された計数情報のうち、検出時刻が設定時間幅にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄し（ステップＳ２０４）、処理を終了する。なお、設定時間幅は、同時計数情報を生成するために用いられる所定の時間幅より大きい時間幅であり、さらに、ＰＥＴ画像の再構成に用いられる同時計数情報を生成するための計数情報の収集に要する時間幅より小さい時間幅として設定される。一方、判定部５２２により閾値を超えたと判定されなかった場合には（ステップＳ２０３否定）、計数情報を破棄することなく処理を終了する。
【００７７】
上述したように、第１の実施形態では、計数情報収集部５２０は、ガンマ線に由来する光を計数する検出器２１０が出力した計数結果からガンマ線の検出時間を含む計数情報を収集してバッファ５２１に格納する。そして、判定部５２２は、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定する。そして、破棄部５２３は、判定部５２２により閾値を超えたと判定された場合に、検出器２１０から収集される計数情報のうち、検出時間が、対消滅ガンマ線を略同時に計数した２つの計数情報を同時計数情報として生成するために用いられる所定の時間幅より大きい時間幅内にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する。すなわち、収集した計数情報全体を「１」とし、「ｔ（０＜ｔ＜１）」を残し、「１−ｔ」をランダムに破棄する手法では、同時計数情報として検索される２つの計数情報の双方が残る確率が「ｔ2」となる。これに対して、第１の実施形態によれば、破棄部５２３により破棄されない計数情報群に、同時計数情報として検索される２つの計数情報の双方が残る確率を略「１」とすることができ、ＰＥＴ画像の品質の劣化を抑えることが可能である。
【００７８】
また、第１の実施形態では、破棄部５２３の破棄処理に用いられる時間幅は、さらに、ＰＥＴ画像の再構成に用いられる同時計数情報を生成するための計数情報の収集に要する時間幅より小さい時間幅として設定される。すなわち、第１の実施形態では、必要以上に計数情報を破棄することを回避することができ、ＰＥＴ画像が再構成されることを担保することが可能となる。
【００７９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、コンソール装置５００が、破棄部５２３が行なった破棄処理に関する情報を用いた補正処理を行なう場合について、図１２〜図１４を用いて説明する。図１２〜図１４は、第２の実施形態に係るコンソール装置が行なう補正処理を説明するための図である。
【００８０】
ＰＥＴ画像を参照することで、医師は、関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）における標識化合物で修飾された薬剤の集積量を判断して、例えば、腫瘍の有無などの画像診断を行なう。ＲＯＩ内の薬剤の集積量は、当該ＲＯＩ内に集積した薬剤により放出される対消滅ガンマ線を同時計数した結果に比例する。以下、対消滅ガンマ線を同時計数した結果のことを、「計数（Counts）」と記載する。図１２は、横軸を薬剤の集積量を示す標識化合物の活性（Activity）とし、縦軸を計数（Counts）としたグラフを示す。
【００８１】
活性と計数とは、比例関係にあることから、活性と計数とをプロットしたグラフは、理想的には、図１２に示すように、線形性を有する直線１０となる。しかし、高計数時には、検出器２１０の不感時間（Dead Time）が大きくなり、また、計数情報を生成するための処理対象となるデータが積み重なる（pile up）こととなる。また、従来では、高計数時には、バッファ５２１からランダムに計数情報が破棄されていた。このため、従来のＰＥＴ装置において計測された計数は、例えば、活性が所定値より大きくなると、急激に低下し、また、計数の低下の度合いも一定とならない。このため、従来において計数と活性とをプロットしたグラフは、例えば、図１２に示すギザギザな線１１となっていた。
【００８２】
一方、第１の実施形態では、検出時刻が設定時間幅にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄するように、破棄処理の制御を行なう。これにより、破棄後に同時計数を見出せる確率は、破棄前に同時計数を見出せる確率と略同じとなる。その結果、第１の実施形態に係るＰＥＴ−ＣＴ装置１００において計測された計数を活性に対してプロットしたグラフは、従来と比較して、計数の低下度が減少し、また、計数の低下の度合いも滑らかとなる。このため、第１の実施形態において、計数と活性とをプロットしたグラフは、例えば、図１２に示す滑らかな曲線１２となる。
【００８３】
破棄処理の制御を行なうことで、第１の実施形態で再構成されるＰＥＴ画像は、撮像時に起こった対消滅イベントを略網羅した画像となる。ただし、第１の実施形態で再構成されるＰＥＴ画像のＲＯＩ内における集積量を示す画素値は、破棄処理が行なわれた場合、実際の集積量に対応する画素値より低くなっている。すなわち、第１の実施形態で再構成されるＰＥＴ画像は、ＲＯＩ内の薬剤の集積量を定性的に反映した画像であるが、ＲＯＩ内の薬剤の集積量の定量性を保証する画像ではない場合がある。
【００８４】
ただし、破棄部５２３が時間軸に沿って間欠的に行なった破棄処理に関する情報から、「撮影時に収集された計数情報の総数」に対する「破棄された計数情報の数」の割合は、既知である。すなわち、破棄部５２３が行なった破棄処理における計数情報の破棄率は、既知の値となる。
【００８５】
例えば、撮影時に起こった同一ＬＯＲにおける対消滅イベントの総数を「Ｎ」とし、破棄率が「α（ただし、０≦α≦１）」であるとする。かかる場合、第１の実施形態において同時計数情報生成部５２４が生成した同時計数情報は、平均的には、撮影時に起こった同一ＬＯＲにおける対消滅イベントの数を「Ｎ×（１−α）」と計数した結果となる。
【００８６】
従って、計数結果を真の計数結果に補正するために、破棄率に基づく係数「１／（１−α）」を用いることで、図１２に示す曲線１２は、直線１０と略同一の線形性を有する直線に補正することができる。
【００８７】
そこで、第２の実施形態に係るコンソール装置５００は、バッファ５２１が記憶する計数情報から生成された同時計数情報を、破棄部５２３が行なった破棄処理における計数情報の破棄率に基づいて補正する第１補正処理を行なう。または、第２の実施形態に係るコンソール装置５００は、バッファ５２１が記憶する計数情報から生成された同時計数情報から再構成されたＰＥＴ画像を、破棄部５２３が行なった破棄処理における計数情報の破棄率に基づいて補正する第２補正処理を行なう。
【００８８】
第１補正処理が行なわれる場合、例えば、図１３に示すように、同時計数情報記憶部５２５とＰＥＴ画像再構成部５２６との間に補正部５２７が設置される。同時計数情報記憶部５２５は、同時計数情報生成部５２４がバッファ５２１から計数情報を用いて生成した同時計数情報を記憶している。補正部５２７は、破棄率に基づいて、同時計数情報を補正した補正同時計数情報を生成する。例えば、補正部５２７は、同時計数情報における各ＬＯＲの数を破棄率に基づく係数「１／（１−α）」で乗算することで、補正同時計数情報を生成する。そして、ＰＥＴ画像再構成部５２６は、補正同時計数情報を用いてＰＥＴ画像を再構成する。なお、補正部５２７は、同時計数情報生成部５２４と同時計数情報記憶部５２５との間に設置される場合であっても良い。かかる場合、補正部５２７は、同時計数情報生成部５２４が生成した同時計数情報から補正同時計数情報を生成し、補正同時計数情報を同時計数情報記憶部５２５に格納する。
【００８９】
第２補正処理が行なわれる場合、例えば、図１４に示すように、ＰＥＴ画像再構成部５２６の後段に補正部５２８が設置される。同時計数情報記憶部５２５は、同時計数情報生成部５２４がバッファ５２１から計数情報を用いて生成した同時計数情報を記憶している。ＰＥＴ画像再構成部５２６は、同時計数情報記憶部５２５が記憶する同時計数情報を用いてＰＥＴ画像を再構成する。
【００９０】
そして、補正部５２８は、破棄率に基づいて、ＰＥＴ画像再構成部５２６が再構成したＰＥＴ画像を補正する。例えば、補正部５２８は、ＰＥＴ画像の各画素の画素値を「１／（１−α）」で乗算することで、ＰＥＴ画像から補正画像を生成する。
【００９１】
第１補正処理や第２補正処理が行なわれることで、高計数時におけるＰＥＴ画像の定量性を復活させることができる。すなわち、ＲＯＩ内やＲＯＩ周辺部位の定量性をＰＥＴ画像において保証することができる。
【００９２】
上記の補正処理は、特に、ＰＥＴ画像を用いた全身検査を行なう場合に有用となる。全身検査では、例えば、被検体４０２を一部重複させた複数の撮影部位に分け、天板４０１を移動させながら各撮影部位のＰＥＴ画像が撮影される。しかし、薬剤の集積量は、撮影部位によって異なるため、第１の実施形態で説明した破棄処理の制御を行なった場合、撮影部位間で破棄率が異なることとなる。かかる場合、同じ集積量であるにも関わらず、ＰＥＴ画像ごとに画素値が異なる可能性がある。このため、例えば、第１の実施形態で再構成された複数の撮影部位それぞれのＰＥＴ画像を合成した全身ＰＥＴ画像を参照して、異なる撮影部位それぞれのＲＯＩ間で薬剤の集積量を比較することは、困難となってしまう場合がある。
【００９３】
上述した破棄率に基づく補正処理を行なうことで、撮影部位それぞれのＰＥＴ画像の定量性を復活させることができる。すなわち、第１補正処理や第２補正処理を行なうことで、同じ集積量となる画素の画素値を、ＰＥＴ画像間で略同じ値とすることができる。このため、例えば、第２実施形態では、全身ＰＥＴ画像を参照して、異なる撮影部位それぞれのＲＯＩ間で薬剤の集積量を比較することを保証することができる。なお、第１補正処理や第２補正処理を実行するか否かは、操作者により任意に選択可能である。
【００９４】
（第３の実施形態）
さて、上述した第１および第２の実施形態以外にも、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。
【００９５】
例えば、上述した第１および第２の実施形態では、判定部５２２は、バッファ５２１に記憶されている計数情報の容量を判定する場合について説明したが、第１の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、判定部５２２は、バッファ５２１の空き容量の閾値を保持し、バッファ５２１の空き容量を判定しても良い。
【００９６】
また、例えば、上述した第１および第２の実施形態では、破棄部５２３は、バッファ５２１に記憶されている計数情報を破棄する場合について説明したが、第１の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、破棄部５２３は、計数情報を受信した段階において、計数情報に含まれる検出時刻を用いてフィルタリングすることで、計数情報を破棄しても良い。つまり、バッファ５２１に格納される前に、計数情報を破棄しても良い。
【００９７】
また、例えば、上述した第１および第２の実施形態では、コンソール装置５００がＰＥＴスキャナ２００から計数情報を受信して用いる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、コンソール装置５００は、ＰＥＴスキャナ２００から検出器２１０による計数結果そのものを受信しても良い。この場合、コンソール装置５００は、光電子増倍管２１３から出力される波形データそのものを受信し、受信した波形データから計数情報を生成する。
【００９８】
また、第１および第２の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。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１４）、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００９９】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【０１００】
なお、第１および第２の実施形態で説明した核医学イメージング装置が実行する制御方法は、あらかじめ用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。また、制御プログラムは、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。
【０１０１】
上述したように、第１〜第３の実施形態によれば、ＰＥＴ画像の品質の劣化を抑えることが可能である。
【０１０２】
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】
【０１０３】
１００ ＰＥＴ−ＣＴ装置
２００ ＰＥＴスキャナ
２１０ 検出器
２１１ シンチレータ
２１２ ライトガイド
２１３ 光電子増倍管
３００ Ｘ線ＣＴスキャナ
３０１ Ｘ線管
３０２ Ｘ線検出器
５００ コンソール装置
５１０ 入出力部
５２０ 計数情報収集部
５２１ バッファ
５２２ 判定部
５２３ 破棄部
５２４ 同時計数情報生成部
５２５ 同時計数情報記憶部
５２６ ＰＥＴ画像再構成部
５３０ Ｘ線投影データ記憶部
５３１ Ｘ線ＣＴ画像再構成部
５４０ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガンマ線に由来する光を計数する検出器が出力した計数結果からガンマ線の検出時間を含む計数情報を収集して所定の記憶部に格納する格納部と、
前記所定の記憶部に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記閾値を超えたと判定された場合に、前記検出器から収集される計数情報のうち、検出時間が、対消滅ガンマ線を略同時に計数した２つの計数情報を同時計数情報として生成するために用いられる所定の時間幅より大きい時間幅内にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する破棄部と、
を備える、核医学イメージング装置。
【請求項２】
前記破棄部の破棄処理に用いられる時間幅は、さらに、核医学画像の再構成に用いられる同時計数情報を生成するための計数情報の収集に要する時間幅より小さい時間幅である、請求項１に記載の核医学イメージング装置。
【請求項３】
前記所定の記憶部が記憶する計数情報から生成された同時計数情報、または、当該同時計数情報から再構成された核医学画像を、前記破棄部が行なった破棄処理における計数情報の破棄率に基づいて補正する補正部、
をさらに備える、請求項１に記載の核医学イメージング装置。
【請求項４】
格納部が、ガンマ線に由来する光を計数する検出器が出力した計数結果からガンマ線の検出時間を含む計数情報を収集して所定の記憶部に格納し、
判定部が、前記所定の記憶部に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定し、
破棄部が、前記判定ステップにより前記閾値を超えたと判定された場合に、前記検出器から収集される計数情報のうち、検出時間が、対消滅ガンマ線を略同時に計数した２つの計数情報を同時計数情報として生成するために用いられる所定の時間幅より大きい時間幅内にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する、
こと含む、制御方法。
【請求項１】
ガンマ線に由来する光を計数する検出器が出力した計数結果からガンマ線の検出時間を含む計数情報を収集して所定の記憶部に格納する格納部と、
前記所定の記憶部に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記閾値を超えたと判定された場合に、前記検出器から収集される計数情報のうち、検出時間が、対消滅ガンマ線を略同時に計数した２つの計数情報を同時計数情報として生成するために用いられる所定の時間幅より大きい時間幅内にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する破棄部と、
を備える、核医学イメージング装置。
【請求項２】
前記破棄部の破棄処理に用いられる時間幅は、さらに、核医学画像の再構成に用いられる同時計数情報を生成するための計数情報の収集に要する時間幅より小さい時間幅である、請求項１に記載の核医学イメージング装置。
【請求項３】
前記所定の記憶部が記憶する計数情報から生成された同時計数情報、または、当該同時計数情報から再構成された核医学画像を、前記破棄部が行なった破棄処理における計数情報の破棄率に基づいて補正する補正部、
をさらに備える、請求項１に記載の核医学イメージング装置。
【請求項４】
格納部が、ガンマ線に由来する光を計数する検出器が出力した計数結果からガンマ線の検出時間を含む計数情報を収集して所定の記憶部に格納し、
判定部が、前記所定の記憶部に記憶されている計数情報の容量が閾値を超えたか否かを判定し、
破棄部が、前記判定ステップにより前記閾値を超えたと判定された場合に、前記検出器から収集される計数情報のうち、検出時間が、対消滅ガンマ線を略同時に計数した２つの計数情報を同時計数情報として生成するために用いられる所定の時間幅より大きい時間幅内にある計数情報を時間軸に沿って間欠的に破棄する、
こと含む、制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−７３２４３（Ｐ２０１２−７３２４３Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８８８４０（Ｐ２０１１−１８８８４０）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]