核医学イメージング装置及び解析システム
【課題】光学結合剥れを非破壊的に検査することを課題とする。
【解決手段】ＰＥＴ装置１００は、光学結合剥れ検査部２７を備える。一例を挙げると、光学結合剥れ検査部２７は、検出器モジュール１４に接着した圧電素子等に電気信号を入力し、該検出器モジュール１４内で音波を発生させる。また、光学結合剥れ検査部２７は、検出器モジュール１４内で伝播された音波を検出し、検出した音波を周波数解析する。そして、光学結合剥れ検査部２７は、解析の結果、光学結合剥がれが生じた面に特有な周波数分布を発見したり、前回検査時の周波数分布と比較したりすることで、光学結合剥がれの有無を検出する。
【解決手段】ＰＥＴ装置１００は、光学結合剥れ検査部２７を備える。一例を挙げると、光学結合剥れ検査部２７は、検出器モジュール１４に接着した圧電素子等に電気信号を入力し、該検出器モジュール１４内で音波を発生させる。また、光学結合剥れ検査部２７は、検出器モジュール１４内で伝播された音波を検出し、検出した音波を周波数解析する。そして、光学結合剥れ検査部２７は、解析の結果、光学結合剥がれが生じた面に特有な周波数分布を発見したり、前回検査時の周波数分布と比較したりすることで、光学結合剥がれの有無を検出する。
【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及び解析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、核医学イメージング装置として、陽電子放出コンピュータ断層撮影装置（以下、ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置）が知られている。ＰＥＴ装置は、例えば人体内組織の機能画像を生成する。具体的には、ＰＥＴ装置による撮影においては、まず陽電子放出核種で標識された放射性医薬品が被検体に投与される。すると、被検体内の生体組織に選択的に取り込まれた陽電子放出核種が陽電子を放出し、放出された陽電子は、電子と結合して消滅する。このとき、陽電子は、一対のガンマ線をほぼ反対方向に放出する。一方、ＰＥＴ装置は、被検体の周囲にリング状に配置された検出器を用いてガンマ線を検出し、検出結果から同時計数情報（Coincidence List）を生成する。そして、ＰＥＴ装置は、生成した同時計数情報を用いて逆投影処理による再構成を行い、ＰＥＴ画像を生成する。
【０００３】
ここで、ＰＥＴ装置の検出器は、シンチレータと、光電子増倍管と、ライトガイドとを有し、シンチレータとライトガイドとの間の光学結合や、ライトガイドと光電子増倍管との間の光学結合は、検出器の性能上、重要な要素となっている。このため、光学結合面において光の反射や散乱が起こらないように、通常は、屈折率の近い材質が用いられ、また、空気層等が入らないように接着される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】（社）日本画像医療システム工業会編集「医用画像・放射線機器ハンドブック」名古美術印刷株式会社 平成13年、P.190−191
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一般に、上述した光学結合は、輸送時の振動や経時変化等により剥がれる可能性がある。一方で、検出器に光を当てると検出器の特性を乱す可能性があるため、光学結合剥れの有無を目視によって検査することも難しい。このようなことから、光学結合剥れを非破壊的に検査する手法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施の形態の核医学イメージング装置は、検出器と、音波発生部と、音波検出部と、解析部とを有する。検出器は、被検体から放出される放射線を検出する。音波発生部は、前記検出器に対して電気信号を入力し、該検出器内で音波を発生させる。音波検出部は、前記検出器内で伝播された前記音波を検出する。解析部は、前記音波検出部によって検出された音波を解析する。
【０００７】
また、実施の形態の解析システムは、核医学イメージング装置と、受信部と、解析部とを備える。核医学イメージング装置は、検出器と、音波発生部と、音波検出部と、送信部とを備える。検出器は、被検体から放出される放射線を検出する。音波発生部は、前記検出器に対して電気信号を入力し、該検出器内で音波を発生させる。音波検出部は、前記検出器内で伝播された前記音波を検出する。送信部は、前記音波検出部によって検出された音波に関する信号を送信する。受信部は、前記送信部から送信された前記音波に関する信号をネットワークを介して受信する。解析部は、受信された前記音波に関する信号から音波を解析する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施例１に係るＰＥＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施例１に係る検出器モジュールを説明するための図である。
【図３】図３は、実施例１に係るデータ記憶部を説明するための図である。
【図４】図４は、実施例１に係る計数情報記憶部が記憶する計数情報の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施例１に係る同時計数情報記憶部が記憶する同時計数情報の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施例１に係る光学結合剥れ検査部の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施例１に係る検査を説明するための図である。
【図８】図８は、実施例１に係る検査の変形例を説明するための図である。
【図９】図９は、実施例１に係る検査の変形例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、実施例２に係る解析システムを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態に係る核医学イメージング装置及び解析システムの一例を説明する。まず、実施例１に係るＰＥＴ装置１００を説明するとともにその変形例を説明し、次に、実施例２に係る解析システムを説明する。実施例２に係る解析システムは、後述するように、ＰＥＴ装置１５０と解析装置２００とを備える。
【実施例１】
【００１０】
実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、音波を用いた光学結合剥がれ検査を実現する。具体的には、実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、検出器モジュールに接着した圧電素子等に電気信号を入力し、該検出器モジュール内で音波を発生させる。また、実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、検出器モジュール内で伝播された音波を検出し、検出した音波を周波数解析する。そして、実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、解析の結果、光学結合剥がれが生じた面に特有な周波数分布を発見したり、前回検査時の周波数分布と比較したりすることで、光学結合剥がれの有無を検出する。
【００１１】
かかる光学結合剥がれ検査は、後述する光学結合剥がれ検査部２７において主に実現される。以下、まず、実施例１に係るＰＥＴ装置１００の構成を説明し、その後、光学結合剥がれ検査部２７による検査を詳細に説明する。
【００１２】
［実施例１に係るＰＥＴ装置１００の構成］
まず、図１〜５を用いて、実施例１に係るＰＥＴ装置１００の構成を説明する。図１は、実施例１に係るＰＥＴ装置１００の構成を示すブロック図である。図１に例示するように、実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、架台装置１０と、コンソール装置２０とを有する。
【００１３】
架台装置１０は、陽電子から放出された一対のガンマ線を検出し、検出結果に基づいて計数情報を収集する。図１に例示するように、架台装置１０は、天板１１と、寝台１２と、寝台駆動部１３と、検出器モジュール１４と、計数情報収集部１５とを有する。なお、架台装置１０は、図１に例示するように、撮影口となる空洞を有する。
【００１４】
天板１１は、被検体Ｐが横臥するベッドであり、寝台１２の上に配置される。寝台駆動部１３は、後述する寝台制御部２３による制御のもと、天板１１を移動させる。例えば、寝台駆動部１３は、天板１１を移動させることにより、被検体Ｐを架台装置１０の撮影口内に移動させる。
【００１５】
検出器モジュール１４は、被検体Ｐから放出されるガンマ線を検出する。図１に例示するように、検出器モジュール１４は、架台装置１０において、被検体Ｐの周囲をリング状に取り囲むように複数配置される。
【００１６】
図２は、実施例１に係る検出器モジュール１４を説明するための図である。図２の（Ａ）に例示するように、検出器モジュール１４は、フォトンカウンティング（photon counting）方式、アンガー型の検出器であり、シンチレータ１４１と、光電子増倍管（ＰＭＴ（Photomultiplier Tube）とも称する）１４２と、ライトガイド１４３とを有する。なお、図２の（Ｂ）は、図２の（Ａ）に例示する矢印方向から検出器モジュール１４を観察した様子を示す。
【００１７】
シンチレータ１４１は、被検体Ｐから放出されて入射したガンマ線を可視光に変換し、変換した可視光（以下、シンチレーション光）を出力する。シンチレータ１４１は、例えばＮａＩ（Sodium Iodide）、ＢＧＯ（Bismuth Germanate）、ＬＹＳＯ（Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate）、ＬＳＯ（Lutetium Oxyorthosilicate）、ＬＧＳＯ（Lutetium Gadolinium Oxyorthosilicate）等のシンチレータ結晶によって形成され、図２の（Ａ）に例示するように、２次元に配列される。また、光電子増倍管１４２は、シンチレータ１４１から出力されたシンチレーション光を増倍して電気信号に変換する。図２の（Ａ）に例示するように、光電子増倍管１４２は、複数配置される。ライトガイド１４３は、シンチレータ１４１から出力されたシンチレーション光を光電子増倍管１４２に伝達する。ライトガイド１４３は、例えば光透過性に優れたプラスチック素材等によって形成される。
【００１８】
なお、光電子増倍管１４２は、シンチレーション光を受光し光電子を発生させる光電陰極、発生した光電子を加速する電場を与える多段のダイノード、及び、電子の流れ出し口である陽極を有する。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、複数の電子を叩き出す。この現象が多段のダイノードに渡って繰り返されることにより、なだれ的に電子数が増倍され、陽極での電子数は、約１００万にまで達する。かかる例では、光電子増倍管１４２の利得率は、１００万倍となる。また、なだれ現象を利用した増幅のために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。
【００１９】
このように、検出器モジュール１４は、被検体Ｐから放出されたガンマ線をシンチレータ１４１によってシンチレーション光に変換し、変換したシンチレーション光を光電子増倍管１４２によって電気信号に変換することで、被検体Ｐから放出されたガンマ線を検出する。
【００２０】
図１に戻り、計数情報収集部１５は、検出器モジュール１４による検出結果に基づいて計数情報を収集する。具体的には、計数情報収集部１５は、検出器モジュール１４に入射したガンマ線の検出位置と、検出器モジュール１４に入射した時点におけるガンマ線のエネルギー値と、検出器モジュール１４に入射したガンマ線の検出時間とを、検出器モジュール１４毎に収集し、収集したこれらの計数情報を、コンソール装置２０に送信する。
【００２１】
まず、計数情報収集部１５は、検出器モジュール１４による検出結果から検出位置を収集するために、アンガー型位置計算処理を行う。具体的には、計数情報収集部１５は、シンチレータ１４１から出力されたシンチレーション光を同じタイミングで電気信号に変換した光電子増倍管１４２を特定する。そして、計数情報収集部１５は、特定した各光電子増倍管１４２の位置及び電気信号の強度に対応するガンマ線のエネルギー値を用いて重心の位置を演算することで、ガンマ線が入射したシンチレータ１４１の位置を示すシンチレータ番号（Ｐ）を決定する。なお、光電子増倍管１４２が位置検出型光電子増倍管である場合には、光電子増倍管１４２が検出位置の収集を行ってもよい。
【００２２】
また、計数情報収集部１５は、各光電子増倍管１４２によって出力された電気信号の強度を積分演算することで、検出器モジュール１４に入射したガンマ線のエネルギー値（Ｅ）を決定する。また、計数情報収集部１５は、検出器モジュール１４によってガンマ線が検出された検出時間（Ｔ）を収集する。例えば、計数情報収集部１５は、１０−１２秒（ピコ秒）単位の精度にて検出時間（Ｔ）を収集する。なお、検出時間（Ｔ）は、絶対時刻であってもよいし、例えば撮影開始時点からの経過時間であってもよい。このように、計数情報収集部１５は、計数情報として、シンチレータ番号（Ｐ）、エネルギー値（Ｅ）、及び検出時間（Ｔ）を収集する。
【００２３】
コンソール装置２０は、操作者によるＰＥＴ装置１００の操作を受け付け、ＰＥＴ画像の撮影を制御するとともに、架台装置１０によって収集された計数情報を用いてＰＥＴ画像を再構成する。また、コンソール装置２０は、光学結合剥れ検査を行う。具体的には、コンソール装置２０は、図１に例示するように、入力部２１と、表示部２２と、寝台制御部２３と、データ記憶部２４と、同時計数情報生成部２５と、画像再構成部２６と、光学結合剥がれ検査部２７と、システム制御部２８とを有する。なお、コンソール装置２０が有する各部は、内部バスを介して接続される。
【００２４】
入力部２１は、ＰＥＴ装置１００の操作者によって各種指示や各種設定の入力に用いられるマウスやキーボード等であり、入力された各種指示や各種設定を、システム制御部２８に転送する。例えば、入力部２１は、光学結合剥れ検査の実行指示の入力に用いられる。表示部２２は、操作者によって参照されるモニタ等であり、システム制御部２８による制御のもと、ＰＥＴ画像や、光学結合剥れ検査の解析結果を表示したり、操作者から各種指示や各種設定を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。寝台制御部２３は、寝台駆動部１３を制御する。
【００２５】
データ記憶部２４は、ＰＥＴ装置１００において用いられる各種データを記憶する。図３は、実施例１に係るデータ記憶部２４を説明するための図である。図３に例示するように、データ記憶部２４は、計数情報記憶部２４ａと、同時計数情報記憶部２４ｂと、ＰＥＴ画像記憶部２４ｃとを有する。なお、データ記憶部２４は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（flash memory）等の半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスク等で実現される。
【００２６】
計数情報記憶部２４ａは、計数情報収集部１５によって収集された検出器モジュール１４毎の計数情報を記憶する。具体的には、計数情報記憶部２４ａは、計数情報収集部１５から送信された検出器モジュール１４毎の計数情報を記憶する。また、計数情報記憶部２４ａが記憶する計数情報は、同時計数情報生成部２５による処理に利用される。なお、計数情報記憶部２４ａが記憶する計数情報は、同時計数情報生成部２５による処理に利用された後に削除されてもよいし、所定期間記憶されていてもよい。
【００２７】
図４は、実施例１に係る計数情報記憶部２４ａが記憶する計数情報の一例を示す図である。図４に例示するように、計数情報記憶部２４ａは、検出器モジュール１４を識別するモジュールＩＤに対応付けて、シンチレータ番号（Ｐ）と、エネルギー値（Ｅ）と、検出時間（Ｔ）とを記憶する。
【００２８】
同時計数情報記憶部２４ｂは、同時計数情報生成部２５によって生成された同時計数情報を記憶する。具体的には、同時計数情報記憶部２４ｂは、同時計数情報生成部２５によって格納されることで、同時計数情報を記憶する。また、同時計数情報記憶部２４ｂが記憶する同時計数情報は、画像再構成部２６による処理に利用される。なお、同時計数情報記憶部２４ｂが記憶する同時計数情報は、画像再構成部２６による処理に利用された後に削除されてもよいし、所定期間記憶されていてもよい。
【００２９】
図５は、実施例１に係る同時計数情報記憶部２４ｂが記憶する同時計数情報の一例を示す図である。図５に例示するように、同時計数情報記憶部２４ｂは、コインシデンスＮｏ．に対応付けて、計数情報の組合せを記憶する。
【００３０】
ＰＥＴ画像記憶部２４ｃは、画像再構成部２６によって再構成されたＰＥＴ画像を記憶する。具体的には、ＰＥＴ画像記憶部２４ｃは、画像再構成部２６によって格納されることで、ＰＥＴ画像を記憶する。また、ＰＥＴ画像記憶部２４ｃが記憶するＰＥＴ画像は、システム制御部２８によって表示部２２に表示される。
【００３１】
図１に戻り、同時計数情報生成部２５は、計数情報収集部１５によって収集された計数情報を用いて同時計数情報を生成する。具体的には、同時計数情報生成部２５は、計数情報記憶部２４ａに格納された計数情報を読み出し、エネルギー値及び検出時間に基づいて、陽電子から放出された一対のガンマ線が同時に計数された計数情報の組合せを検索する。また、同時計数情報生成部２５は、検索した計数情報の組合せを同時計数情報として生成し、生成した同時計数情報を同時計数情報記憶部２４ｂに格納する。
【００３２】
例えば、同時計数情報生成部２５は、操作者によって入力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。同時計数情報生成条件には、エネルギーウィンドウ幅と時間ウィンドウ幅とが指定される。例えば、同時計数情報生成部２５は、エネルギーウィンドウ幅「３５０ｋｅＶ〜５５０ｋｅＶ」及び時間ウィンドウ幅「６００ピコ秒」に基づいて同時計数情報を生成する。
【００３３】
例えば、同時計数情報生成部２５は、計数情報記憶部２４ａを参照し、図４に例示したエネルギー値（Ｅ）及び検出時間（Ｔ）を参照する。そして、同時計数情報生成部２５は、検出時間（Ｔ）の差が時間ウィンドウ幅「６００ピコ秒」以内であり、かつ、エネルギー値（Ｅ）が共にエネルギーウィンドウ幅「３５０ｋｅＶ〜５５０ｋｅＶ」にある計数情報の組合せを、検出器モジュール１４間で検索する。そして、同時計数情報生成部２５は、同時計数生成条件を満たす組合せとして「Ｐ１１、Ｅ１１、Ｔ１１」と「Ｐ２２、Ｅ２２、Ｔ２２」との組合せを検索すると、同時計数情報として生成し、図５に例示するように、同時計数情報記憶部２４ｂに格納する。
【００３４】
画像再構成部２６は、ＰＥＴ画像を再構成する。具体的には、画像再構成部２６は、同時計数情報記憶部２４ｂに格納された同時計数情報を投影データ（サイノグラムデータ）として読み出し、読み出した投影データを逆投影処理することで、ＰＥＴ画像を再構成する。また、画像再構成部２６は、再構成したＰＥＴ画像をＰＥＴ画像記憶部２４ｃに格納する。
【００３５】
光学結合剥がれ検査部２７は、ＰＥＴ装置１００において、音波による光学結合剥がれ検査を実現する。例えば、光学結合剥がれ検査部２７は、ＰＥＴ装置１００の据付時等、光学結合剥れ検査の実行指示の入力が入力部２１において受け付けられると、一連の光学結合剥れ検査処理を実行する。また、例えば、光学結合剥がれ検査部２７は、２４時間毎、１週間毎等の所定周期で、一連の光学結合剥れ検査処理を実行する。なお、光学結合剥がれ検査処理については、後に詳述する。
【００３６】
システム制御部２８は、架台装置１０及びコンソール装置２０を制御することによって、ＰＥＴ装置１００の全体制御を行う。例えば、システム制御部２８は、ＰＥＴ装置１００における撮影を制御する。
【００３７】
なお、上述した同時計数情報生成部２５、画像再構成部２６、光学結合剥がれ検査部２７及びシステム制御部２８等の各部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路によって実現される。
【００３８】
［実施例１に係る光学結合剥れ検査］
続いて、図６〜９を用いて、実施例１に係る光学結合剥れ検査部２７を説明する。図６は、実施例１に係る光学結合剥れ検査部の構成を示すブロック図であり、図７は、実施例１に係る検査を説明するための図である。また、図８及び９は、実施例１に係る検査の変形例を説明するための図である。
【００３９】
図６に例示するように、実施例１に係る光学結合剥れ検査部２７は、音波発生部２７ａと、音波検出部２７ｂと、解析部２７ｃと、通知情報出力部２７ｄとを有する。また、図７に例示するように、実施例１に係る検出器モジュール１４は、ライトガイド１４３に圧電素子１４ａが接着され、また、所定の光電子増倍管１４２に圧電素子１４ｂが接着される。なお、図７においては、観察される５つの光電子増倍管１４２のうち、右から２番目の光電子増倍管１４２とライトガイド１４３との間に光学結合剥れが生じている。
【００４０】
なお、実施例１においては、ライトガイド１４３及び所定の光電子増倍管１４２それぞれに圧電素子が接着される例を説明するが、後述するように、開示の技術はこれに限られるものではない。また、実施例１においては「圧電素子」が接着される例を説明するが、開示の技術はこれに限られるものではなく、音波の発生や検出に用いることが可能な素子であれば、任意に選択することができる。
【００４１】
音波発生部２７ａは、検出器モジュール１４に対して電気信号を入力し、該検出器モジュール１４内で音波を発生させる。具体的には、音波発生部２７ａは、検出器モジュール１４のライトガイド１４３に接着された圧電素子１４ａに電気信号を入力し、該検出器モジュール１４内で音波を発生させる。
【００４２】
ここで、実施例１に係る音波発生部２７ａは、電気信号としてパルス信号（図７の１４ｃ）を入力する。パルス信号は、広い周波数帯域の音波を発生させることに適しているからである。すなわち、シンチレータ１４１とライトガイド１４３との間の光学結合剥れ、及び、ライトガイド１４３と光電子増倍管１４２との間の光学結合剥れを検査するために発生させる音波は、シンチレータ１４１、光電子増倍管１４２、及びライトガイド１４３の全てと共振する周波数であることが望ましい。言い換えると、広い周波数帯域の音波を発生させることが望ましい。このため、実施例１に係る音波発生部２７ａは、あえてパルス信号を入力する。なお、開示の技術はパルス信号に限られるものではなく、パルス信号以外の電気信号であってもよい。
【００４３】
また、実施例１に係る音波発生部２７ａは、図７に例示するように、ライトガイド１４３に接着された圧電素子１４ａに電気信号を入力する。すなわち、シンチレータ１４１とライトガイド１４３との間の光学結合剥れ、及び、ライトガイド１４３と光電子増倍管１４２との間の光学結合剥れを検査する目的であるので、音波の発生源も、中間に位置付けられるライトガイド１４３とすることが適している。なお、開示の技術はライトガイド１４３に接着された圧電素子１４ａに電気信号を入力する手法に限られるものではなく、例えば、シンチレータ１４１に接着された圧電素子に入力する手法や、光電子増倍管１４２に接着された圧電素子に入力する手法等でもよい。
【００４４】
音波検出部２７ｂは、検出器モジュール１４内で伝播された音波を検出する。具体的には、音波検出部２７ｂは、検出器モジュール１４の所定の光電子増倍管１４２に接着された圧電素子１４ｂから音波（図７の１４ｄ）を検出する。なお、開示の技術は所定の光電子増倍管１４２に接着された圧電素子１４ｂから音波を検出する手法に限られるものではない。例えば、図８に例示するように、ライトガイド１４３に接着された圧電素子１４ｅであって電気信号の入力に用いられた圧電素子１４ｅと同じ圧電素子１４ｅから音波を検出する手法でもよい。また、例えば、所定のシンチレータ１４１に接着された圧電素子から音波を検出する手法等でもよい。すなわち、検出器モジュール１４内を音波が伝播される以上、音波の検出は、圧電素子がどの位置に接着されているかにかかわらず可能であるので、圧電素子の位置も数も任意に変更可能である。
【００４５】
解析部２７ｃは、音波検出部２７ｂによって検出された音波を解析する。具体的には、解析部２７ｃは、音波検出部２７ｂによって検出された音波に対し、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）等による周波数解析を行い、解析の結果、光学結合剥がれが生じた面に特有な周波数分布を発見することで、光学結合剥がれの有無を検出する。この場合、例えば、解析部２７ｃは、別途実験等によって特定された「光学結合剥がれが生じた面に特有な周波数分布」を予め記憶部に保持する。そして、解析部２７ｃは、解析結果と、記憶部に保持する「光学結合剥がれが生じた面に特有な周波数分布」とを比較することで、光学結合剥がれが生じた面に特有な周波数分布を発見し、光学結合剥れの有無を検出する。
【００４６】
また、例えば、解析部２７ｃは、前回検査時の周波数分布と比較することで、光学結合剥がれの有無を検出してもよい。この場合、例えば、解析部２７ｃは、検査毎に、解析結果を記憶部に保持する。そして、解析部２７ｃは、新たに検査が行われると、今回検査時の解析結果と、記憶部に保持する解析結果とを比較し、例えば、解析結果に所定閾値以上の変化が現れたことを検出し、光学結合剥れの有無を検出する。
【００４７】
なお、開示の技術は上記手法に限られるものではない。例えば、開示の技術は、光学結合剥れの有無を検出する手法に限られず、光学結合剥れの位置を特定する手法であってもよい。この場合、例えば、解析部２７ｃは、光学結合剥れが生じる「位置」と「音波の周波数特性」との対応関係を別途実験等によって求め、予め記憶部に保持する。そして、解析部２７ｃは、解析結果を用いて記憶部に保持する対応関係を参照し、今回の解析結果が示す周波数特性に対応付けて記憶されている「位置」を特定することで、光学結合剥れの位置を特定する。
【００４８】
あるいは、複数の圧電素子を、個々の光電子増倍管１４２や、個々のシンチレータ１４１に接着する手法によって、光学結合剥れの位置を特定する手法であってもよい。例えば、図９に例示するように、ライトガイド１４３に圧電素子１４ｆを接着し、また、光電子増倍管１４２それぞれに圧電素子１４ｇを接着する。この場合、音波発生部２７ａは、ライトガイド１４３に接着された圧電素子１４ｆに電気信号を入力し、音波検出部２７ｂは、光電子増倍管１４２に接着された圧電素子１４ｇそれぞれから音波を検出する。
【００４９】
ここで、例えば、ライトガイド１４３と所定の光電子増倍管１４２との間で光学結合剥れが発生したとする。この場合、光学結合剥れが発生した光電子増倍管１４２に接着された圧電素子１４ｇから検出された音波は、他の光電子増倍管１４２に接着された圧電素子１４ｇから検出された音波とは異なる特有な周波数分布を有すると考えられる。このため、解析部２７ｃは、音波検出部２７ｂによって検出された複数の音波それぞれを周波数解析し、特有な周波数分布を有するものを特定することにより、光学結合剥れの位置（光学結合剥れが発生した光電子増倍管１４２）を特定する。
【００５０】
図６に戻り、通知情報出力部２７ｄは、解析部２７ｃによって光学結合剥れが生じたことが解析されると、光学結合剥れが生じたことを通知する通知情報を表示部２２に出力する。なお、通知情報出力部２７ｄは、光学結合剥れが生じた場合に限らず、光学結合剥れが生じていない場合にも、その旨を通知する通知情報を表示部２２に出力してもよい。
【００５１】
［実施例１の効果］
上述したように、実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、光学結合剥れ検査部２７を備える。光学結合剥れ検査部２７は、音波発生部２７ａと、音波検出部２７ｂと、解析部２７ｃとを有する。音波発生部２７ａは、検出器モジュール１４に対して電気信号を入力し、該検出器モジュール１４内で音波を発生させる。音波検出部２７ｂは、検出器モジュール１４内で伝播された音波を検出する。解析部２７ｃは、音波検出部２７ｂによって検出された音波を解析する。このように、実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、音波を用いた光学結合剥れ検査を実現することによって、光学結合剥れを非破壊的に検査することが可能である。
【００５２】
すなわち、電気信号を入力して音波を発生させ、検出器モジュール１４内で伝播された音波を検出し、音波の伝播特性の変化に基づいて光学結合剥れの有無や位置を特定する手法であるので、暗所で行うことが可能であり、ＰＥＴ装置１００を分解する必要もなく、非破壊的である。また、上述したように、電気信号の入力から解析までを自動で行うので、手間もかからず、簡易である。
【００５３】
ひいては、例えば検出器モジュール１４の製造段階で簡易に品質検査を行うことが可能になる。また、例えばＰＥＴ装置１００の設置後、稼動中のＰＥＴ装置１００に対しても適用することが可能であるので、例えば保守点検時のヘルスチェック機能として組み込むことも可能であり、高頻度に品質検査を行うことが可能になる。言い換えると、気付きにくい光学系の故障を、非破壊的に、簡易に、高頻度に、検査することが可能になり、品質向上、メンテナンス向上に資する。
【００５４】
また、上述したように、実施例１に係る光学結合剥れ検査部２７は、通知情報出力部２７ｄをさらに有する。通知情報出力部２７ｄは、解析部２７ｃによって光学結合剥れが生じたことが解析されると、光学結合剥れが生じたことを通知する通知情報を出力する。このようなことから、例えば保守点検者は、光学結合剥れ検査の結果を簡易に認識することが可能である。
【００５５】
また、上述したように、実施例１に係る音波発生部２７ａは、電気信号としてパルス信号を入力する。パルス信号は、広い周波数帯域の音波を発生させることに適しているからであり、このようなことから、実施例１によれば、光学結合剥れ検査をより高精度に行うことが可能である。
【００５６】
また、上述したように、実施例１において、例えばライトガイド１４３において音波を発生させる手法を用いれば、光学結合剥れ検査をより高精度に行うことが可能である。また、上述したように、実施例１において、例えばシンチレータ１４１毎や光電子増倍管１４２毎に音波を検出する手法を用いれば、光学結合剥れが生じた位置まで特定することが可能である。あるいは、上述したように、実施例１において、音波の周波数特性を解析して記憶部を参照し、光学結合剥れが生じた位置と周波数特性との対応関係に基づいて光学結合剥れが生じた位置を特定する手法を用いることも可能である。
【実施例２】
【００５７】
続いて、図１０を用いて、実施例２に係る解析システムを説明する。図１０に例示するように、実施例２に係る解析システムは、ＰＥＴ装置１５０と、解析装置２００とを有する。ここで、上記実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、光学結合剥れ検査部２７に、解析部２７ｃ及び通知情報出力部２７ｄを有するものであったが、実施例２に係るＰＥＴ装置１５０は、自装置で解析を行わずに、ネットワークを介して接続された解析装置２００に対して解析に必要な情報を伝達する。そして、解析装置２００が、解析処理や、通知情報の出力処理等を行う。例えばリモート保守に適用することが可能である。
【００５８】
具体的には、図１０に例示するように、ＰＥＴ装置１５０は、ＰＥＴ装置１００の光学結合剥れ検査部２７の替わりに、光学結合剥れ検査部２９を備える。光学結合剥れ検査部２９は、図１０に例示するように、音波発生部２９ａと、音波検出部２９ｂと、送信部２９ｃとを有する。なお、ＰＥＴ装置１５０は、ＰＥＴ装置１００と同様に、その他の各部を備える。
【００５９】
音波発生部２９ａは、実施例１に係る音波発生部２７ａと同様、検出器モジュール１４に対して電気信号を入力し、該検出器モジュール１４内で音波を発生させる。音波検出部２９ｂは、実施例１に係る音波検出部２７ｂと同様、検出器モジュール１４内で伝播された音波を検出する。送信部２９ｃは、音波検出部２９ｂによって検出された音波に関する信号を送信する。
【００６０】
一方、解析装置２００は、図１０に例示するように、受信部２１０と、解析部２２０と、通知情報出力部２３０とを有する。受信部２１０は、送信部２９ｃから送信された音波に関する信号をネットワークを介して受信する。解析部２２０は、実施例１に係る解析部２７ｃと同様、受信部２１０によって受信された音波に関する信号から音波を解析する。通知情報出力部２３０は、実施例１に係る通知情報出力部２７ｄと同様、解析部２２０によって光学結合剥れが生じたことが解析されると、光学結合剥れが生じたことを通知する通知情報を出力する。
【００６１】
なお、解析システムの構成は図１０の例に限られず、例えば、解析処理まではＰＥＴ装置１５０側で行い、その解析結果のみが解析装置２００側に伝達される構成であってもよい。
【実施例３】
【００６２】
なお、開示の技術は、上記実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００６３】
例えば、上記実施例１において、ＰＥＴ装置１００の構成として図１を例示したが、開示の技術はこれに限られるものではない。例えば、計数情報収集部１５がコンソール装置２０側に備えられていてもよいし、反対に、同時計数情報生成部２５が架台装置１０側に備えられていてもよい。また、データ記憶部２４に記憶された各種データも、架台装置１０側に備えられていても、あるいはコンソール装置２０側に備えられていてもよい。それぞれのデータがＰＥＴ装置１００に保持される期間も任意である。
【００６４】
また、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】
【００６５】
１００ ＰＥＴ装置
２７ 光学結合剥れ検査部
２７ａ 音波発生部
２７ｂ 音波検出部
２７ｃ 解析部
２７ｄ 通知情報出力部
【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及び解析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、核医学イメージング装置として、陽電子放出コンピュータ断層撮影装置（以下、ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置）が知られている。ＰＥＴ装置は、例えば人体内組織の機能画像を生成する。具体的には、ＰＥＴ装置による撮影においては、まず陽電子放出核種で標識された放射性医薬品が被検体に投与される。すると、被検体内の生体組織に選択的に取り込まれた陽電子放出核種が陽電子を放出し、放出された陽電子は、電子と結合して消滅する。このとき、陽電子は、一対のガンマ線をほぼ反対方向に放出する。一方、ＰＥＴ装置は、被検体の周囲にリング状に配置された検出器を用いてガンマ線を検出し、検出結果から同時計数情報（Coincidence List）を生成する。そして、ＰＥＴ装置は、生成した同時計数情報を用いて逆投影処理による再構成を行い、ＰＥＴ画像を生成する。
【０００３】
ここで、ＰＥＴ装置の検出器は、シンチレータと、光電子増倍管と、ライトガイドとを有し、シンチレータとライトガイドとの間の光学結合や、ライトガイドと光電子増倍管との間の光学結合は、検出器の性能上、重要な要素となっている。このため、光学結合面において光の反射や散乱が起こらないように、通常は、屈折率の近い材質が用いられ、また、空気層等が入らないように接着される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】（社）日本画像医療システム工業会編集「医用画像・放射線機器ハンドブック」名古美術印刷株式会社 平成13年、P.190−191
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一般に、上述した光学結合は、輸送時の振動や経時変化等により剥がれる可能性がある。一方で、検出器に光を当てると検出器の特性を乱す可能性があるため、光学結合剥れの有無を目視によって検査することも難しい。このようなことから、光学結合剥れを非破壊的に検査する手法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施の形態の核医学イメージング装置は、検出器と、音波発生部と、音波検出部と、解析部とを有する。検出器は、被検体から放出される放射線を検出する。音波発生部は、前記検出器に対して電気信号を入力し、該検出器内で音波を発生させる。音波検出部は、前記検出器内で伝播された前記音波を検出する。解析部は、前記音波検出部によって検出された音波を解析する。
【０００７】
また、実施の形態の解析システムは、核医学イメージング装置と、受信部と、解析部とを備える。核医学イメージング装置は、検出器と、音波発生部と、音波検出部と、送信部とを備える。検出器は、被検体から放出される放射線を検出する。音波発生部は、前記検出器に対して電気信号を入力し、該検出器内で音波を発生させる。音波検出部は、前記検出器内で伝播された前記音波を検出する。送信部は、前記音波検出部によって検出された音波に関する信号を送信する。受信部は、前記送信部から送信された前記音波に関する信号をネットワークを介して受信する。解析部は、受信された前記音波に関する信号から音波を解析する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施例１に係るＰＥＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施例１に係る検出器モジュールを説明するための図である。
【図３】図３は、実施例１に係るデータ記憶部を説明するための図である。
【図４】図４は、実施例１に係る計数情報記憶部が記憶する計数情報の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施例１に係る同時計数情報記憶部が記憶する同時計数情報の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施例１に係る光学結合剥れ検査部の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施例１に係る検査を説明するための図である。
【図８】図８は、実施例１に係る検査の変形例を説明するための図である。
【図９】図９は、実施例１に係る検査の変形例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、実施例２に係る解析システムを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態に係る核医学イメージング装置及び解析システムの一例を説明する。まず、実施例１に係るＰＥＴ装置１００を説明するとともにその変形例を説明し、次に、実施例２に係る解析システムを説明する。実施例２に係る解析システムは、後述するように、ＰＥＴ装置１５０と解析装置２００とを備える。
【実施例１】
【００１０】
実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、音波を用いた光学結合剥がれ検査を実現する。具体的には、実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、検出器モジュールに接着した圧電素子等に電気信号を入力し、該検出器モジュール内で音波を発生させる。また、実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、検出器モジュール内で伝播された音波を検出し、検出した音波を周波数解析する。そして、実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、解析の結果、光学結合剥がれが生じた面に特有な周波数分布を発見したり、前回検査時の周波数分布と比較したりすることで、光学結合剥がれの有無を検出する。
【００１１】
かかる光学結合剥がれ検査は、後述する光学結合剥がれ検査部２７において主に実現される。以下、まず、実施例１に係るＰＥＴ装置１００の構成を説明し、その後、光学結合剥がれ検査部２７による検査を詳細に説明する。
【００１２】
［実施例１に係るＰＥＴ装置１００の構成］
まず、図１〜５を用いて、実施例１に係るＰＥＴ装置１００の構成を説明する。図１は、実施例１に係るＰＥＴ装置１００の構成を示すブロック図である。図１に例示するように、実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、架台装置１０と、コンソール装置２０とを有する。
【００１３】
架台装置１０は、陽電子から放出された一対のガンマ線を検出し、検出結果に基づいて計数情報を収集する。図１に例示するように、架台装置１０は、天板１１と、寝台１２と、寝台駆動部１３と、検出器モジュール１４と、計数情報収集部１５とを有する。なお、架台装置１０は、図１に例示するように、撮影口となる空洞を有する。
【００１４】
天板１１は、被検体Ｐが横臥するベッドであり、寝台１２の上に配置される。寝台駆動部１３は、後述する寝台制御部２３による制御のもと、天板１１を移動させる。例えば、寝台駆動部１３は、天板１１を移動させることにより、被検体Ｐを架台装置１０の撮影口内に移動させる。
【００１５】
検出器モジュール１４は、被検体Ｐから放出されるガンマ線を検出する。図１に例示するように、検出器モジュール１４は、架台装置１０において、被検体Ｐの周囲をリング状に取り囲むように複数配置される。
【００１６】
図２は、実施例１に係る検出器モジュール１４を説明するための図である。図２の（Ａ）に例示するように、検出器モジュール１４は、フォトンカウンティング（photon counting）方式、アンガー型の検出器であり、シンチレータ１４１と、光電子増倍管（ＰＭＴ（Photomultiplier Tube）とも称する）１４２と、ライトガイド１４３とを有する。なお、図２の（Ｂ）は、図２の（Ａ）に例示する矢印方向から検出器モジュール１４を観察した様子を示す。
【００１７】
シンチレータ１４１は、被検体Ｐから放出されて入射したガンマ線を可視光に変換し、変換した可視光（以下、シンチレーション光）を出力する。シンチレータ１４１は、例えばＮａＩ（Sodium Iodide）、ＢＧＯ（Bismuth Germanate）、ＬＹＳＯ（Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate）、ＬＳＯ（Lutetium Oxyorthosilicate）、ＬＧＳＯ（Lutetium Gadolinium Oxyorthosilicate）等のシンチレータ結晶によって形成され、図２の（Ａ）に例示するように、２次元に配列される。また、光電子増倍管１４２は、シンチレータ１４１から出力されたシンチレーション光を増倍して電気信号に変換する。図２の（Ａ）に例示するように、光電子増倍管１４２は、複数配置される。ライトガイド１４３は、シンチレータ１４１から出力されたシンチレーション光を光電子増倍管１４２に伝達する。ライトガイド１４３は、例えば光透過性に優れたプラスチック素材等によって形成される。
【００１８】
なお、光電子増倍管１４２は、シンチレーション光を受光し光電子を発生させる光電陰極、発生した光電子を加速する電場を与える多段のダイノード、及び、電子の流れ出し口である陽極を有する。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、複数の電子を叩き出す。この現象が多段のダイノードに渡って繰り返されることにより、なだれ的に電子数が増倍され、陽極での電子数は、約１００万にまで達する。かかる例では、光電子増倍管１４２の利得率は、１００万倍となる。また、なだれ現象を利用した増幅のために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。
【００１９】
このように、検出器モジュール１４は、被検体Ｐから放出されたガンマ線をシンチレータ１４１によってシンチレーション光に変換し、変換したシンチレーション光を光電子増倍管１４２によって電気信号に変換することで、被検体Ｐから放出されたガンマ線を検出する。
【００２０】
図１に戻り、計数情報収集部１５は、検出器モジュール１４による検出結果に基づいて計数情報を収集する。具体的には、計数情報収集部１５は、検出器モジュール１４に入射したガンマ線の検出位置と、検出器モジュール１４に入射した時点におけるガンマ線のエネルギー値と、検出器モジュール１４に入射したガンマ線の検出時間とを、検出器モジュール１４毎に収集し、収集したこれらの計数情報を、コンソール装置２０に送信する。
【００２１】
まず、計数情報収集部１５は、検出器モジュール１４による検出結果から検出位置を収集するために、アンガー型位置計算処理を行う。具体的には、計数情報収集部１５は、シンチレータ１４１から出力されたシンチレーション光を同じタイミングで電気信号に変換した光電子増倍管１４２を特定する。そして、計数情報収集部１５は、特定した各光電子増倍管１４２の位置及び電気信号の強度に対応するガンマ線のエネルギー値を用いて重心の位置を演算することで、ガンマ線が入射したシンチレータ１４１の位置を示すシンチレータ番号（Ｐ）を決定する。なお、光電子増倍管１４２が位置検出型光電子増倍管である場合には、光電子増倍管１４２が検出位置の収集を行ってもよい。
【００２２】
また、計数情報収集部１５は、各光電子増倍管１４２によって出力された電気信号の強度を積分演算することで、検出器モジュール１４に入射したガンマ線のエネルギー値（Ｅ）を決定する。また、計数情報収集部１５は、検出器モジュール１４によってガンマ線が検出された検出時間（Ｔ）を収集する。例えば、計数情報収集部１５は、１０−１２秒（ピコ秒）単位の精度にて検出時間（Ｔ）を収集する。なお、検出時間（Ｔ）は、絶対時刻であってもよいし、例えば撮影開始時点からの経過時間であってもよい。このように、計数情報収集部１５は、計数情報として、シンチレータ番号（Ｐ）、エネルギー値（Ｅ）、及び検出時間（Ｔ）を収集する。
【００２３】
コンソール装置２０は、操作者によるＰＥＴ装置１００の操作を受け付け、ＰＥＴ画像の撮影を制御するとともに、架台装置１０によって収集された計数情報を用いてＰＥＴ画像を再構成する。また、コンソール装置２０は、光学結合剥れ検査を行う。具体的には、コンソール装置２０は、図１に例示するように、入力部２１と、表示部２２と、寝台制御部２３と、データ記憶部２４と、同時計数情報生成部２５と、画像再構成部２６と、光学結合剥がれ検査部２７と、システム制御部２８とを有する。なお、コンソール装置２０が有する各部は、内部バスを介して接続される。
【００２４】
入力部２１は、ＰＥＴ装置１００の操作者によって各種指示や各種設定の入力に用いられるマウスやキーボード等であり、入力された各種指示や各種設定を、システム制御部２８に転送する。例えば、入力部２１は、光学結合剥れ検査の実行指示の入力に用いられる。表示部２２は、操作者によって参照されるモニタ等であり、システム制御部２８による制御のもと、ＰＥＴ画像や、光学結合剥れ検査の解析結果を表示したり、操作者から各種指示や各種設定を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。寝台制御部２３は、寝台駆動部１３を制御する。
【００２５】
データ記憶部２４は、ＰＥＴ装置１００において用いられる各種データを記憶する。図３は、実施例１に係るデータ記憶部２４を説明するための図である。図３に例示するように、データ記憶部２４は、計数情報記憶部２４ａと、同時計数情報記憶部２４ｂと、ＰＥＴ画像記憶部２４ｃとを有する。なお、データ記憶部２４は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（flash memory）等の半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスク等で実現される。
【００２６】
計数情報記憶部２４ａは、計数情報収集部１５によって収集された検出器モジュール１４毎の計数情報を記憶する。具体的には、計数情報記憶部２４ａは、計数情報収集部１５から送信された検出器モジュール１４毎の計数情報を記憶する。また、計数情報記憶部２４ａが記憶する計数情報は、同時計数情報生成部２５による処理に利用される。なお、計数情報記憶部２４ａが記憶する計数情報は、同時計数情報生成部２５による処理に利用された後に削除されてもよいし、所定期間記憶されていてもよい。
【００２７】
図４は、実施例１に係る計数情報記憶部２４ａが記憶する計数情報の一例を示す図である。図４に例示するように、計数情報記憶部２４ａは、検出器モジュール１４を識別するモジュールＩＤに対応付けて、シンチレータ番号（Ｐ）と、エネルギー値（Ｅ）と、検出時間（Ｔ）とを記憶する。
【００２８】
同時計数情報記憶部２４ｂは、同時計数情報生成部２５によって生成された同時計数情報を記憶する。具体的には、同時計数情報記憶部２４ｂは、同時計数情報生成部２５によって格納されることで、同時計数情報を記憶する。また、同時計数情報記憶部２４ｂが記憶する同時計数情報は、画像再構成部２６による処理に利用される。なお、同時計数情報記憶部２４ｂが記憶する同時計数情報は、画像再構成部２６による処理に利用された後に削除されてもよいし、所定期間記憶されていてもよい。
【００２９】
図５は、実施例１に係る同時計数情報記憶部２４ｂが記憶する同時計数情報の一例を示す図である。図５に例示するように、同時計数情報記憶部２４ｂは、コインシデンスＮｏ．に対応付けて、計数情報の組合せを記憶する。
【００３０】
ＰＥＴ画像記憶部２４ｃは、画像再構成部２６によって再構成されたＰＥＴ画像を記憶する。具体的には、ＰＥＴ画像記憶部２４ｃは、画像再構成部２６によって格納されることで、ＰＥＴ画像を記憶する。また、ＰＥＴ画像記憶部２４ｃが記憶するＰＥＴ画像は、システム制御部２８によって表示部２２に表示される。
【００３１】
図１に戻り、同時計数情報生成部２５は、計数情報収集部１５によって収集された計数情報を用いて同時計数情報を生成する。具体的には、同時計数情報生成部２５は、計数情報記憶部２４ａに格納された計数情報を読み出し、エネルギー値及び検出時間に基づいて、陽電子から放出された一対のガンマ線が同時に計数された計数情報の組合せを検索する。また、同時計数情報生成部２５は、検索した計数情報の組合せを同時計数情報として生成し、生成した同時計数情報を同時計数情報記憶部２４ｂに格納する。
【００３２】
例えば、同時計数情報生成部２５は、操作者によって入力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。同時計数情報生成条件には、エネルギーウィンドウ幅と時間ウィンドウ幅とが指定される。例えば、同時計数情報生成部２５は、エネルギーウィンドウ幅「３５０ｋｅＶ〜５５０ｋｅＶ」及び時間ウィンドウ幅「６００ピコ秒」に基づいて同時計数情報を生成する。
【００３３】
例えば、同時計数情報生成部２５は、計数情報記憶部２４ａを参照し、図４に例示したエネルギー値（Ｅ）及び検出時間（Ｔ）を参照する。そして、同時計数情報生成部２５は、検出時間（Ｔ）の差が時間ウィンドウ幅「６００ピコ秒」以内であり、かつ、エネルギー値（Ｅ）が共にエネルギーウィンドウ幅「３５０ｋｅＶ〜５５０ｋｅＶ」にある計数情報の組合せを、検出器モジュール１４間で検索する。そして、同時計数情報生成部２５は、同時計数生成条件を満たす組合せとして「Ｐ１１、Ｅ１１、Ｔ１１」と「Ｐ２２、Ｅ２２、Ｔ２２」との組合せを検索すると、同時計数情報として生成し、図５に例示するように、同時計数情報記憶部２４ｂに格納する。
【００３４】
画像再構成部２６は、ＰＥＴ画像を再構成する。具体的には、画像再構成部２６は、同時計数情報記憶部２４ｂに格納された同時計数情報を投影データ（サイノグラムデータ）として読み出し、読み出した投影データを逆投影処理することで、ＰＥＴ画像を再構成する。また、画像再構成部２６は、再構成したＰＥＴ画像をＰＥＴ画像記憶部２４ｃに格納する。
【００３５】
光学結合剥がれ検査部２７は、ＰＥＴ装置１００において、音波による光学結合剥がれ検査を実現する。例えば、光学結合剥がれ検査部２７は、ＰＥＴ装置１００の据付時等、光学結合剥れ検査の実行指示の入力が入力部２１において受け付けられると、一連の光学結合剥れ検査処理を実行する。また、例えば、光学結合剥がれ検査部２７は、２４時間毎、１週間毎等の所定周期で、一連の光学結合剥れ検査処理を実行する。なお、光学結合剥がれ検査処理については、後に詳述する。
【００３６】
システム制御部２８は、架台装置１０及びコンソール装置２０を制御することによって、ＰＥＴ装置１００の全体制御を行う。例えば、システム制御部２８は、ＰＥＴ装置１００における撮影を制御する。
【００３７】
なお、上述した同時計数情報生成部２５、画像再構成部２６、光学結合剥がれ検査部２７及びシステム制御部２８等の各部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路によって実現される。
【００３８】
［実施例１に係る光学結合剥れ検査］
続いて、図６〜９を用いて、実施例１に係る光学結合剥れ検査部２７を説明する。図６は、実施例１に係る光学結合剥れ検査部の構成を示すブロック図であり、図７は、実施例１に係る検査を説明するための図である。また、図８及び９は、実施例１に係る検査の変形例を説明するための図である。
【００３９】
図６に例示するように、実施例１に係る光学結合剥れ検査部２７は、音波発生部２７ａと、音波検出部２７ｂと、解析部２７ｃと、通知情報出力部２７ｄとを有する。また、図７に例示するように、実施例１に係る検出器モジュール１４は、ライトガイド１４３に圧電素子１４ａが接着され、また、所定の光電子増倍管１４２に圧電素子１４ｂが接着される。なお、図７においては、観察される５つの光電子増倍管１４２のうち、右から２番目の光電子増倍管１４２とライトガイド１４３との間に光学結合剥れが生じている。
【００４０】
なお、実施例１においては、ライトガイド１４３及び所定の光電子増倍管１４２それぞれに圧電素子が接着される例を説明するが、後述するように、開示の技術はこれに限られるものではない。また、実施例１においては「圧電素子」が接着される例を説明するが、開示の技術はこれに限られるものではなく、音波の発生や検出に用いることが可能な素子であれば、任意に選択することができる。
【００４１】
音波発生部２７ａは、検出器モジュール１４に対して電気信号を入力し、該検出器モジュール１４内で音波を発生させる。具体的には、音波発生部２７ａは、検出器モジュール１４のライトガイド１４３に接着された圧電素子１４ａに電気信号を入力し、該検出器モジュール１４内で音波を発生させる。
【００４２】
ここで、実施例１に係る音波発生部２７ａは、電気信号としてパルス信号（図７の１４ｃ）を入力する。パルス信号は、広い周波数帯域の音波を発生させることに適しているからである。すなわち、シンチレータ１４１とライトガイド１４３との間の光学結合剥れ、及び、ライトガイド１４３と光電子増倍管１４２との間の光学結合剥れを検査するために発生させる音波は、シンチレータ１４１、光電子増倍管１４２、及びライトガイド１４３の全てと共振する周波数であることが望ましい。言い換えると、広い周波数帯域の音波を発生させることが望ましい。このため、実施例１に係る音波発生部２７ａは、あえてパルス信号を入力する。なお、開示の技術はパルス信号に限られるものではなく、パルス信号以外の電気信号であってもよい。
【００４３】
また、実施例１に係る音波発生部２７ａは、図７に例示するように、ライトガイド１４３に接着された圧電素子１４ａに電気信号を入力する。すなわち、シンチレータ１４１とライトガイド１４３との間の光学結合剥れ、及び、ライトガイド１４３と光電子増倍管１４２との間の光学結合剥れを検査する目的であるので、音波の発生源も、中間に位置付けられるライトガイド１４３とすることが適している。なお、開示の技術はライトガイド１４３に接着された圧電素子１４ａに電気信号を入力する手法に限られるものではなく、例えば、シンチレータ１４１に接着された圧電素子に入力する手法や、光電子増倍管１４２に接着された圧電素子に入力する手法等でもよい。
【００４４】
音波検出部２７ｂは、検出器モジュール１４内で伝播された音波を検出する。具体的には、音波検出部２７ｂは、検出器モジュール１４の所定の光電子増倍管１４２に接着された圧電素子１４ｂから音波（図７の１４ｄ）を検出する。なお、開示の技術は所定の光電子増倍管１４２に接着された圧電素子１４ｂから音波を検出する手法に限られるものではない。例えば、図８に例示するように、ライトガイド１４３に接着された圧電素子１４ｅであって電気信号の入力に用いられた圧電素子１４ｅと同じ圧電素子１４ｅから音波を検出する手法でもよい。また、例えば、所定のシンチレータ１４１に接着された圧電素子から音波を検出する手法等でもよい。すなわち、検出器モジュール１４内を音波が伝播される以上、音波の検出は、圧電素子がどの位置に接着されているかにかかわらず可能であるので、圧電素子の位置も数も任意に変更可能である。
【００４５】
解析部２７ｃは、音波検出部２７ｂによって検出された音波を解析する。具体的には、解析部２７ｃは、音波検出部２７ｂによって検出された音波に対し、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）等による周波数解析を行い、解析の結果、光学結合剥がれが生じた面に特有な周波数分布を発見することで、光学結合剥がれの有無を検出する。この場合、例えば、解析部２７ｃは、別途実験等によって特定された「光学結合剥がれが生じた面に特有な周波数分布」を予め記憶部に保持する。そして、解析部２７ｃは、解析結果と、記憶部に保持する「光学結合剥がれが生じた面に特有な周波数分布」とを比較することで、光学結合剥がれが生じた面に特有な周波数分布を発見し、光学結合剥れの有無を検出する。
【００４６】
また、例えば、解析部２７ｃは、前回検査時の周波数分布と比較することで、光学結合剥がれの有無を検出してもよい。この場合、例えば、解析部２７ｃは、検査毎に、解析結果を記憶部に保持する。そして、解析部２７ｃは、新たに検査が行われると、今回検査時の解析結果と、記憶部に保持する解析結果とを比較し、例えば、解析結果に所定閾値以上の変化が現れたことを検出し、光学結合剥れの有無を検出する。
【００４７】
なお、開示の技術は上記手法に限られるものではない。例えば、開示の技術は、光学結合剥れの有無を検出する手法に限られず、光学結合剥れの位置を特定する手法であってもよい。この場合、例えば、解析部２７ｃは、光学結合剥れが生じる「位置」と「音波の周波数特性」との対応関係を別途実験等によって求め、予め記憶部に保持する。そして、解析部２７ｃは、解析結果を用いて記憶部に保持する対応関係を参照し、今回の解析結果が示す周波数特性に対応付けて記憶されている「位置」を特定することで、光学結合剥れの位置を特定する。
【００４８】
あるいは、複数の圧電素子を、個々の光電子増倍管１４２や、個々のシンチレータ１４１に接着する手法によって、光学結合剥れの位置を特定する手法であってもよい。例えば、図９に例示するように、ライトガイド１４３に圧電素子１４ｆを接着し、また、光電子増倍管１４２それぞれに圧電素子１４ｇを接着する。この場合、音波発生部２７ａは、ライトガイド１４３に接着された圧電素子１４ｆに電気信号を入力し、音波検出部２７ｂは、光電子増倍管１４２に接着された圧電素子１４ｇそれぞれから音波を検出する。
【００４９】
ここで、例えば、ライトガイド１４３と所定の光電子増倍管１４２との間で光学結合剥れが発生したとする。この場合、光学結合剥れが発生した光電子増倍管１４２に接着された圧電素子１４ｇから検出された音波は、他の光電子増倍管１４２に接着された圧電素子１４ｇから検出された音波とは異なる特有な周波数分布を有すると考えられる。このため、解析部２７ｃは、音波検出部２７ｂによって検出された複数の音波それぞれを周波数解析し、特有な周波数分布を有するものを特定することにより、光学結合剥れの位置（光学結合剥れが発生した光電子増倍管１４２）を特定する。
【００５０】
図６に戻り、通知情報出力部２７ｄは、解析部２７ｃによって光学結合剥れが生じたことが解析されると、光学結合剥れが生じたことを通知する通知情報を表示部２２に出力する。なお、通知情報出力部２７ｄは、光学結合剥れが生じた場合に限らず、光学結合剥れが生じていない場合にも、その旨を通知する通知情報を表示部２２に出力してもよい。
【００５１】
［実施例１の効果］
上述したように、実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、光学結合剥れ検査部２７を備える。光学結合剥れ検査部２７は、音波発生部２７ａと、音波検出部２７ｂと、解析部２７ｃとを有する。音波発生部２７ａは、検出器モジュール１４に対して電気信号を入力し、該検出器モジュール１４内で音波を発生させる。音波検出部２７ｂは、検出器モジュール１４内で伝播された音波を検出する。解析部２７ｃは、音波検出部２７ｂによって検出された音波を解析する。このように、実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、音波を用いた光学結合剥れ検査を実現することによって、光学結合剥れを非破壊的に検査することが可能である。
【００５２】
すなわち、電気信号を入力して音波を発生させ、検出器モジュール１４内で伝播された音波を検出し、音波の伝播特性の変化に基づいて光学結合剥れの有無や位置を特定する手法であるので、暗所で行うことが可能であり、ＰＥＴ装置１００を分解する必要もなく、非破壊的である。また、上述したように、電気信号の入力から解析までを自動で行うので、手間もかからず、簡易である。
【００５３】
ひいては、例えば検出器モジュール１４の製造段階で簡易に品質検査を行うことが可能になる。また、例えばＰＥＴ装置１００の設置後、稼動中のＰＥＴ装置１００に対しても適用することが可能であるので、例えば保守点検時のヘルスチェック機能として組み込むことも可能であり、高頻度に品質検査を行うことが可能になる。言い換えると、気付きにくい光学系の故障を、非破壊的に、簡易に、高頻度に、検査することが可能になり、品質向上、メンテナンス向上に資する。
【００５４】
また、上述したように、実施例１に係る光学結合剥れ検査部２７は、通知情報出力部２７ｄをさらに有する。通知情報出力部２７ｄは、解析部２７ｃによって光学結合剥れが生じたことが解析されると、光学結合剥れが生じたことを通知する通知情報を出力する。このようなことから、例えば保守点検者は、光学結合剥れ検査の結果を簡易に認識することが可能である。
【００５５】
また、上述したように、実施例１に係る音波発生部２７ａは、電気信号としてパルス信号を入力する。パルス信号は、広い周波数帯域の音波を発生させることに適しているからであり、このようなことから、実施例１によれば、光学結合剥れ検査をより高精度に行うことが可能である。
【００５６】
また、上述したように、実施例１において、例えばライトガイド１４３において音波を発生させる手法を用いれば、光学結合剥れ検査をより高精度に行うことが可能である。また、上述したように、実施例１において、例えばシンチレータ１４１毎や光電子増倍管１４２毎に音波を検出する手法を用いれば、光学結合剥れが生じた位置まで特定することが可能である。あるいは、上述したように、実施例１において、音波の周波数特性を解析して記憶部を参照し、光学結合剥れが生じた位置と周波数特性との対応関係に基づいて光学結合剥れが生じた位置を特定する手法を用いることも可能である。
【実施例２】
【００５７】
続いて、図１０を用いて、実施例２に係る解析システムを説明する。図１０に例示するように、実施例２に係る解析システムは、ＰＥＴ装置１５０と、解析装置２００とを有する。ここで、上記実施例１に係るＰＥＴ装置１００は、光学結合剥れ検査部２７に、解析部２７ｃ及び通知情報出力部２７ｄを有するものであったが、実施例２に係るＰＥＴ装置１５０は、自装置で解析を行わずに、ネットワークを介して接続された解析装置２００に対して解析に必要な情報を伝達する。そして、解析装置２００が、解析処理や、通知情報の出力処理等を行う。例えばリモート保守に適用することが可能である。
【００５８】
具体的には、図１０に例示するように、ＰＥＴ装置１５０は、ＰＥＴ装置１００の光学結合剥れ検査部２７の替わりに、光学結合剥れ検査部２９を備える。光学結合剥れ検査部２９は、図１０に例示するように、音波発生部２９ａと、音波検出部２９ｂと、送信部２９ｃとを有する。なお、ＰＥＴ装置１５０は、ＰＥＴ装置１００と同様に、その他の各部を備える。
【００５９】
音波発生部２９ａは、実施例１に係る音波発生部２７ａと同様、検出器モジュール１４に対して電気信号を入力し、該検出器モジュール１４内で音波を発生させる。音波検出部２９ｂは、実施例１に係る音波検出部２７ｂと同様、検出器モジュール１４内で伝播された音波を検出する。送信部２９ｃは、音波検出部２９ｂによって検出された音波に関する信号を送信する。
【００６０】
一方、解析装置２００は、図１０に例示するように、受信部２１０と、解析部２２０と、通知情報出力部２３０とを有する。受信部２１０は、送信部２９ｃから送信された音波に関する信号をネットワークを介して受信する。解析部２２０は、実施例１に係る解析部２７ｃと同様、受信部２１０によって受信された音波に関する信号から音波を解析する。通知情報出力部２３０は、実施例１に係る通知情報出力部２７ｄと同様、解析部２２０によって光学結合剥れが生じたことが解析されると、光学結合剥れが生じたことを通知する通知情報を出力する。
【００６１】
なお、解析システムの構成は図１０の例に限られず、例えば、解析処理まではＰＥＴ装置１５０側で行い、その解析結果のみが解析装置２００側に伝達される構成であってもよい。
【実施例３】
【００６２】
なお、開示の技術は、上記実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００６３】
例えば、上記実施例１において、ＰＥＴ装置１００の構成として図１を例示したが、開示の技術はこれに限られるものではない。例えば、計数情報収集部１５がコンソール装置２０側に備えられていてもよいし、反対に、同時計数情報生成部２５が架台装置１０側に備えられていてもよい。また、データ記憶部２４に記憶された各種データも、架台装置１０側に備えられていても、あるいはコンソール装置２０側に備えられていてもよい。それぞれのデータがＰＥＴ装置１００に保持される期間も任意である。
【００６４】
また、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】
【００６５】
１００ ＰＥＴ装置
２７ 光学結合剥れ検査部
２７ａ 音波発生部
２７ｂ 音波検出部
２７ｃ 解析部
２７ｄ 通知情報出力部
【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する検出器と、
前記検出器に対して電気信号を入力し、該検出器内で音波を発生させる音波発生部と、
前記検出器内で伝播された前記音波を検出する音波検出部と、
前記音波検出部によって検出された音波を解析する解析部と
を備えたことを特徴とする核医学イメージング装置。
【請求項２】
前記解析部によって光学結合剥れが生じたことが解析されると、光学結合剥れが生じたことを通知する通知情報を出力する通知情報出力部をさらに備えた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】
前記音波発生部は、前記電気信号としてパルス信号を入力することを特徴とする請求項１または２に記載の核医学イメージング装置。
【請求項４】
前記検出器は、被検体から放出された放射線をシンチレーション光に変換するシンチレータと、該シンチレーション光を増倍して電気信号に変換する光電子増倍管と、該シンチレータから出力されたシンチレーション光を該光電子増倍管に出力するライトガイドとを有するものであって、
前記音波発生部は、前記ライトガイドにおいて音波を発生させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の核医学イメージング装置。
【請求項５】
前記検出器は、被検体から放出された放射線をシンチレーション光に変換するシンチレータと、該シンチレーション光を増倍して電気信号に変換する光電子増倍管と、該シンチレータから出力されたシンチレーション光を該光電子増倍管に出力するライトガイドとを有するものであって、
前記音波検出部は、前記シンチレータ毎および／または前記光電子増倍管毎に前記音波を検出し、
前記解析部は、前記音波検出部によって前記シンチレータ毎および／または前記光電子増倍管毎に検出された音波を解析することにより、光学結合剥れが生じた位置を特定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の核医学イメージング装置。
【請求項６】
光学結合剥れが生じる位置と、前記解析部によって解析される音波の周波数特性との対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、
前記解析部は、前記音波検出部によって検出された音波の周波数特性を解析して前記記憶部を参照し、該周波数特性との対応関係に基づいて光学結合剥れが生じた位置を特定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の核医学イメージング装置。
【請求項７】
被検体から放出される放射線を検出する検出器と、
前記検出器に対して電気信号を入力し、該検出器内で音波を発生させる音波発生部と、
前記検出器内で伝播された前記音波を検出する音波検出部と、
前記音波検出部によって検出された音波に関する信号を送信する送信部とを備えた核医学イメージング装置と、
前記送信部から送信された前記音波に関する信号をネットワークを介して受信する受信部と、
受信された前記音波に関する信号から音波を解析する解析部と
を備えたことを特徴とする解析システム。
【請求項１】
被検体から放出される放射線を検出する検出器と、
前記検出器に対して電気信号を入力し、該検出器内で音波を発生させる音波発生部と、
前記検出器内で伝播された前記音波を検出する音波検出部と、
前記音波検出部によって検出された音波を解析する解析部と
を備えたことを特徴とする核医学イメージング装置。
【請求項２】
前記解析部によって光学結合剥れが生じたことが解析されると、光学結合剥れが生じたことを通知する通知情報を出力する通知情報出力部をさらに備えた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】
前記音波発生部は、前記電気信号としてパルス信号を入力することを特徴とする請求項１または２に記載の核医学イメージング装置。
【請求項４】
前記検出器は、被検体から放出された放射線をシンチレーション光に変換するシンチレータと、該シンチレーション光を増倍して電気信号に変換する光電子増倍管と、該シンチレータから出力されたシンチレーション光を該光電子増倍管に出力するライトガイドとを有するものであって、
前記音波発生部は、前記ライトガイドにおいて音波を発生させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の核医学イメージング装置。
【請求項５】
前記検出器は、被検体から放出された放射線をシンチレーション光に変換するシンチレータと、該シンチレーション光を増倍して電気信号に変換する光電子増倍管と、該シンチレータから出力されたシンチレーション光を該光電子増倍管に出力するライトガイドとを有するものであって、
前記音波検出部は、前記シンチレータ毎および／または前記光電子増倍管毎に前記音波を検出し、
前記解析部は、前記音波検出部によって前記シンチレータ毎および／または前記光電子増倍管毎に検出された音波を解析することにより、光学結合剥れが生じた位置を特定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の核医学イメージング装置。
【請求項６】
光学結合剥れが生じる位置と、前記解析部によって解析される音波の周波数特性との対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、
前記解析部は、前記音波検出部によって検出された音波の周波数特性を解析して前記記憶部を参照し、該周波数特性との対応関係に基づいて光学結合剥れが生じた位置を特定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の核医学イメージング装置。
【請求項７】
被検体から放出される放射線を検出する検出器と、
前記検出器に対して電気信号を入力し、該検出器内で音波を発生させる音波発生部と、
前記検出器内で伝播された前記音波を検出する音波検出部と、
前記音波検出部によって検出された音波に関する信号を送信する送信部とを備えた核医学イメージング装置と、
前記送信部から送信された前記音波に関する信号をネットワークを介して受信する受信部と、
受信された前記音波に関する信号から音波を解析する解析部と
を備えたことを特徴とする解析システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−３７４１７（Ｐ２０１２−３７４１７Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７８６０３（Ｐ２０１０−１７８６０３）
【出願日】平成２２年８月９日（２０１０．８．９）
【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２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月９日（２０１０．８．９）
【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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