JP4968384B2 - 放射線断層撮影装置 - Google Patents

Description

この発明は、放射線をイメージングする放射線断層撮影装置に関し、特に、ブロック状の放射線検出器をリング状に配列した放射線断層撮影装置に関する。

医療分野において、被検体に投与されて関心部位に局在した放射性薬剤から放出された消滅放射線対（例えばγ線）を検出し、被検体の関心部位における放射性薬剤分布の断層画像を得る放射線断層撮影装置（ＥＣＴ：Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）に使用されている。ＥＣＴには、主なものとして、ＰＥＴ（ＰｏｓｉｔｏｒｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、ＳＰＥＣＴ（ＳｉｎｇｌｅＰｈｏｔｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置などが挙げられる。

ＰＥＴ装置を例にとって説明する。ＰＥＴ装置は、ブロック状の放射線検出器をリング状に配列した検出リングを有する。この検出リングは、被検体を包囲するために設けられているものであり、被検体を透過してきた放射線を検出できる構成となっている。

このようなＰＥＴ装置の検出リングに配備される放射線検出器には、分解効率を高めるため、放射線検出器に設けられたシンチレータの深さ方向の位置弁別が可能な構成となっているものがしばしば搭載される。まずは、従来のＰＥＴ装置の構成について説明する。図２１に示すように、従来のＰＥＴ装置５０は、被検体を導入する導入孔を備えたガントリ５１と、ガントリ５１の内部に、放射線を検出するブロック状の放射線検出器５２を導入孔を囲むように配列して形成された検出リング５３と、検出リング５３を囲むように設けられた支持部材５４とを有している。そして、放射線検出器５２の各々について、その支持部材５４の介在する位置にブリーダ回路を備えたブリーダユニット５５が設けられており、これが支持部材５４と放射線検出器５２とを連結している。このブリーダユニット５５は、放射線検出器５２における後述の光検出器６２と結合している。

次に、放射線検出器５２の構成について説明する。図２２に示すように、従来の放射線検出器５２は、放射線を蛍光に変換するシンチレータ６１と、蛍光を検出する光電子増倍管（以下、光検出器と呼ぶ）６２を備えている。シンチレータ６１は、直方体状のシンチレータ結晶６３が３次元的に配列されたものであり、光検出器６２は、蛍光がいずれのシンチレータ結晶６３から発したものであるのか弁別できるようになっている。すなわち、放射線検出器５２は、放射線がシンチレータ６１のどこに入射したのか弁別ができるようになっている。

ＰＥＴ装置５０は、消滅放射線対を検出することによって被検体の関心部位をイメージングする。すなわち、ＰＥＴ装置５０に挿入された被検体の体内に局在する放射性薬剤は、互いに方向が反対方向の消滅放射線対を出射する。この消滅放射線対は、２つの異なるシンチレータ６１で検出されることになる。しかしながら、シンチレータ６１の全てにわたって、それらの放射線の検出効率が均一であるとは限らない。この検出効率のムラは、放射線断層画像の視認性を悪化させる。

そこで、従来のＰＥＴ装置５０においては、ファン・サム法を用いて、シンチレータ６１の各々における放射線の検出効率のムラを予め計測しておく。そして、被検体に投与された放射性薬剤から出射した消滅放射線対が１対のシンチレータ６１で検出した際に、前もって取得しておいた検出効率のムラを参照して、シンチレータ６１の各々における放射線の検出効率のムラをキャンセルする構成となっている。この様な構成は、例えば、非特許文献１に記載されている。
「アイ・イー・イー・イー・トランスアクション・オン・ニュークリア・サイエンス」（ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＮＵＣＬＥＡＲ ＳＣＩＥＮＣＥ）（米国）１９９９年８月、第４６巻、第４号、ｐ．１０６２−１０６９

しかしながら、従来の構成によれば、ファン・サム法は、放射線検出器がリング状に配列した検出リングにしか使用することができない。つまり、放射線検出器がＣ形状に配列された乳房検査用のマンモＰＥＴには、このファン・サム法を単純に適応することができないので、必然的に、乳房検査用のマンモＰＥＴにおいて、シンチレータ６１の各々における放射線の検出効率のムラを十分に計測しておくことができない。

ここで、従来のファン・サム法について簡単に説明する。図２３は、従来のファン・サム法を説明する概念図である。シンチレータ結晶Ｃａの放射線の検出効率を知りたい場合、シンチレータ結晶Ｃａと対向するシンチレータ結晶Ｃ１〜シンチレータ結晶Ｃｎを用いる。すなわち、ガントリの内部に消滅放射線対を出射する放射性物質を導入した状態で、図２３に示すように、対をなしている消滅放射線対の放射線のうちの一方がシンチレータ結晶Ｃａに入射し、もう一方がシンチレータ結晶Ｃ１〜シンチレータ結晶Ｃｎのいずれかに入射した時の関連データを用いて、シンチレータ結晶Ｃａの放射線の検出効率を知るわけである。上述のシンチレータ結晶の組み合わせ以外に由来する放射線関連データは、シンチレータ結晶Ｃａの放射線の検出効率を知りたい場合は、使用しない。シンチレータ結晶Ｃａと、シンチレータ結晶Ｃ１〜シンチレータ結晶Ｃｎのいずれかを線で結んでいくと、ファン状となる。これを、ファン領域と呼ぶ。

そして、シンチレータ結晶Ｃａの検出効率が判明すると、今度は、同様な方法でシンチレータ結晶Ｃａの隣のシンチレータ結晶についての放射線の検出効率を求める。こうして、全てのシンチレータ結晶についての放射線の検出効率が得られる。これにより、シンチレータ結晶の各々における放射線の検出効率のムラがわかる。

図２３（ａ）におけるシンチレータ結晶Ｃｐとシンチレータ結晶Ｃｑは、互いに向き合っているシンチレータ結晶となっている。そして、シンチレータ結晶Ｃｐを中心とするファン領域の形状と、シンチレータ結晶Ｃｑを中心とするファン領域の形状は、同一となっている。すなわち、シンチレータ結晶Ｃａのファン領域と同一の形状である。シンチレータ結晶が円環状に配列されているからである。このように、ファン・サム法においては、全てのシンチレータ結晶が回転対称となっているので、各シンチレータ結晶における検出効率の測定条件の均一性が担保される。

ところが、乳房検診用のマンモＰＥＴにおいては、放射線検出器がＣ形状に配列される。マンモＰＥＴは、診断に好適な放射線断層画像を取得するには、被検体の関心部位をより深くガントリ５１の開口に挿入させる必要がある。そのために、被検体の腕部をよりガントリ５１に密着させることがより望ましい。したがって、ガントリ５１はＣ形状となっている。検出リング１２もガントリ５１の形状に倣うしかなく、円環状に放射線検出器を設けることができない。したがって、マンモＰＥＴの放射線検出器は、Ｃ形状に配列されるのである。

この様な場合、図２３（ｂ）におけるシンチレータ結晶Ｃｐとシンチレータ結晶Ｃｑは、互いに向き合っているシンチレータ結晶となっている。この場合は、シンチレータ結晶Ｃｐを中心とするファンの形状と、シンチレータ結晶Ｃｑを中心とするファンの形状は、同一とはなってはいない。放射線検出器がＣ形状に配列されているので、シンチレータ結晶の配列の回転対称性が乱されているからである。

ファン・サム法におけるシンチレータ結晶の放射線の検出効率は、シンチレータ結晶の各々における放射線の検出効率のムラを知るために行うのであるから、上述のように、シンチレータ結晶Ｃｐを中心とするファンの形状と、シンチレータ結晶Ｃｑを中心とするファンの形状とが同一となってはいないことは、シンチレータ結晶の各々における放射線の検出効率のムラを正確に知ることができないことを示している。シンチレータ結晶Ｃｐにおける放射線の検出効率を知るためのファン領域と、シンチレータ結晶Ｃｑにおけるそれとが異なっているからである。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、放射線検出器がＣ形状に配列したとしても、シンチレータ結晶の検出効率を測定する際に、その測定条件の均一性を担保し、各シンチレータ結晶における放射線の検出効率のムラを正確に取得することができる放射線断層撮影装置を提供することにある。

この発明は、この様な目的を達成するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明は、放射線を検出する放射線検出素子が弧状に配置された検出リングと、第１放射線検出素子、および第２放射線検出素子とが同時に放射線を検出した回数である同時イベント数を計数する同時計数手段と、第１放射線検出素子、および第２放射線検出素子とを結んだ線分である位置情報を出力する位置特定手段と、同時イベント数と、それに対応する位置情報とが関連付けられた関連データを記憶する関連データ記憶手段とを備えた放射線断層撮影装置において、検出リングは、放射線を検出する放射線検出素子が配列された配列部分と、放射線検出素子が配列されていない欠損部分とを有し、関連付けられた関連データを基に、第１放射線検出素子が欠損部分にあったと仮定した時の同時イベント数とそれに対応する位置情報とを求め、それを関連データ記憶手段に追加して記憶することで欠損部分の関連データを補完する関連データ補完手段と、関連データと、補完により形成された関連データとを用いて検出リングに配置された各放射線検出素子の放射線の検出効率を得る検出効率取得手段と、放射線の検出効率を基に放射線断層画像を補正する補正手段とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明の構成の検出リングは、放射線検出素子が配列されていない欠損部分を有している。つまり、検出リングを構成する放射線検出素子の配列の回転対称性は、乱されたものとなっている。この様な構成にファン・サム法を従来どおりに当てはめると、放射線検出素子によって、ファン・サム法のファン領域の形状が互いに異なっているので、検出効率は、異なった条件で算出される。したがって、算出された検出効率は、実際の放射線検出素子の検出効率を忠実に再現したものとはならない。しかし、本発明は、関連データ補完手段を備えている。関連データ補完手段は、検出リングに実際に備えられた第１放射線検出素子が欠損部分にあったと仮定した時の関連データを形成し、それを関連データ記憶手段に追加して記憶することで欠損部分の関連データを補完する。こうして、関連データ補完手段は、欠損部分に放射線検出素子が配列したと仮定した時に得られるであろう位置情報とそれに対応した同時イベント数を取得する。この様な構成としたうえで、ファン・サム法を用いて検出効率の算出を行うと、放射線検出素子によって、ファン・サム法のファン領域の形状が一定となる。欠損部分が関係して実測することができない位置情報とそれに対応した同時イベント数（関連データ）が補完されているからである。したがって、本発明において算出される放射線検出素子の検出効率は、より現実の検出効率を忠実に再現したものとなる。このような検出効率を用いて、放射線断層画像の重み付け処理を行えば、放射線断層画像に重畳した放射線検出素子の各々における放射線の検出効率のムラが確実に除去される。こうして、本発明によれば、診断に好適な放射線断層画像が生成できる放射線断層撮影装置が提供できる。

また、上述の関連データ補完手段は、関連データ記憶手段で記憶された関連データを複製して、その複製を欠損部分で計数されたものとすることにより、第１放射線検出素子が欠損部分にあったと仮定したときの同時イベント数とそれに対応する位置情報を求めて補完すれば、より望ましい。

［作用・効果］上記構成によれば、関連データ記憶手段で記憶された関連データを複製して、その複製を欠損部分で計数されたものとすることにより、上述のような補完を行う。上記構成によれば、既に関連データ記憶部で記憶された関連データを使用するので、欠損部分の関連データは、確実に補完されることになる。

また、上述の関連データ補完手段による欠損部分における同時イベント数とそれに対応する位置情報の補完は、第１放射線検出素子、および第２放射線検出素子の相対位置を保持した状態で両者を仮想的に回転させて、第１放射線検出素子が欠損部分にあったと仮定することによってなされればより望ましい。

［作用・効果］上記構成は、関連データの補完方法を更に具体的なものとしている。すなわち、上記構成は、検出リングに属する第１放射線検出素子、および第２放射線検出素子の相対位置を保持した状態で両者を仮想的に回転させて、第１放射線検出素子が欠損部分にあったと仮定する。つまり、検出リングに属する第１放射線検出素子、および第２放射線検出素子で実測された同時イベント数を欠損部分における同時イベント数とすることで、簡単に関連データ補完手段による補完が完了する。

また、上述の関連データ補完手段は、複数の同時イベント数を平均して、その平均を欠損部分で計数されたものとすることにより、第１放射線検出素子が欠損部分にあったと仮定した時の同時イベント数を補完する構成とすることもできる。

［作用・効果］上記構成も、関連データの補完方法を具体的なものとしている。複数の同時イベント数を平均して、その平均を欠損部分で計数されたものとすることにより、関連データ補完手段による補完が行われる。上記構成による補完は、単一の関連データを基に欠損部分の関連データを補完するのではなく、複数の関連データを基に欠損部分の関連データを補完するので、より確実な補完が可能となっている。

また、上述の関連データ補完手段による欠損部分における同時イベント数の補完は、第１放射線検出素子、および第２放射線検出素子の相対位置を保持した状態で両者を仮想的に回転させていき、第１放射線検出素子、および第２放射線検出素子との位置関係と回転対称となっている放射線検出素子の対である回転対称放射線検出素子対を収集し、回転対称放射線検出素子対に対応する同時イベント数を平均するとともに、平均値を第１放射線検出素子が欠損部分にあったと仮定したときの同時イベント数とすることによりなされるように構成することもできる。

［作用・効果］上記構成は、複数の関連データを用いて欠損部分の関連データを補完する場合の具体的な構成を表している。すなわち、すなわち、第１放射線検出素子、および第２放射線検出素子の相対位置を保持した状態で両者を仮想的に回転させていき、回転対称放射線検出素子対を収集する。この回転対称放射線検出素子対における同時イベント数は、第１放射線検出素子、および第２放射線検出素子の対における同時イベント数と同様であると見なせる。放射線検出素子対の位置関係が同一となっているからである。この様な回転対称放射線検出素子対における同時イベント数を平均していけば、確実に欠損部分の関連データの補完にふさわしい同時イベント数を求めることができる。

［作用・効果］上記構成によれば、配列部分に配列された放射線検出素子の検出効率をより忠実に求めることができる。すなわち、検出効率取得手段は、いったん求めた放射線検出素子の検出効率を基に、再び放射線検出素子の検出効率を更新するので、得られる検出効率は、より実際の検出効率に近い値をとる。

また、上述の放射線検出素子は、円または多角形に沿って少なくとも弧状に配列されて放射線検出素子が一列に並んだ単位検出リングを構成し、複数の単位検出リングが積層されて、検出リングが形成されていればより望ましい。

［作用・効果］上記構成によれば、感度が強化された放射線断層撮影装置が提供できる。すなわち、上記構成は、複数の単位検出リングを有する。したがって、被検体の放射線断層撮影において、より多くの消滅放射線対を観測することができる。したがって、上記構成によれば、感度が強化された放射線断層撮影装置が提供できる。

また、上述の検出リングは、検出素子が弧状に並んだ単位検出リングが積層されることで形成され、関連データ補完手段による欠損部分における同時イベント数の補完は、単位検出リングを構成する放射線検出素子から得られた同時イベント数を補正して、それらを平均して同時イベント数平均値を求め、これを欠損部分で計数されたものとすることによりなされ、検出効率取得手段は、配列部分に配列されている放射線検出素子の検出効率をいったん所定の数値とするとともに、欠損部分にあったと仮定された放射線検出素子の検出効率を所定の数値とし、補正された同時イベント数と同時イベント数平均値とを基に放射線検出素子の検出効率を求め、求められた放射線検出素子の検出効率と欠損部分にあったと仮定された放射線検出素子の検出効率とを基に配列部分に配列されている放射線検出素子の検出効率を再び求め、その際に、欠損部分で計数されたと仮定する同時イベント数は、最初に求めた同時イベント数平均値に、前の計算で求められた放射線検出素子の検出効率を掛け合わせたものとする。また、欠損部分にあったと仮定された放射線検出素子の検出効率は、所定の数値のまま変更しない構成としてもよい。

また、上述の検出リングは、離間した複数個の欠損部分を有する構成とすることもできる。

［作用・効果］上記構成によれば、多様な放射線断層撮影装置が提供できる。離間した複数個の欠損部分を有するということは、言い換えれば、欠損部分によって分断された複数個の配列部分を有することでもある。この様な構成は、放射線断層撮影装置においてしばしば採用される。上記のような構成であっても、放射線検出素子の各々の検出効率は、より忠実に算出される。

本発明の構成の検出リングは、放射線検出素子が配列されていない欠損部分とを有している。そして、本発明は、関連データ補完手段を備えている。関連データ補完手段は、検出リングに実際に備えられた第１放射線検出素子が欠損部分にあったと仮定した時の関連データを形成し、それを関連データ記憶手段に追加して記憶することで欠損部分の関連データを補完する。こうして、関連データ補完手段は、欠損部分に放射線検出素子が配列したと仮定した時に得られるであろう位置情報とそれに対応した同時イベント数を取得する。

この様な構成としたうえで、ファン・サム法を用いて検出効率の算出を行うと、放射線検出素子によって、ファン・サム法のファン領域の形状が一定となる。欠損部分が関係して実測することができない位置情報とそれに対応した同時イベント数（関連データ）が補完されているからである。このような検出効率を用いて、放射線断層画像の重み付け処理を行えば、放射線断層画像に重畳した放射線検出素子の各々における放射線の検出効率のムラが確実に除去される。こうして、本発明によれば、診断に好適な放射線断層画像が生成できる放射線断層撮影装置が提供できる。

また、本発明は関連データ記憶手段で記憶された関連データを複製して、その複製を欠損部分で計数されたものとすることにより、上述のような補完を行う構成とすることもできる。上記構成によれば、既に関連データ記憶部で記憶された関連データを使用するので、欠損部分の関連データは、確実に補完されることになる。

実施例１に係る放射線検出器の斜視図である。 実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する一部破断面図である。 実施例１に係る放射線検出器群の構成を説明する分解斜視図である。 実施例１に係る検出リングの構成を説明する平面図である。 実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。 実施例１に係る検出効率マップの取得方法を説明するフローチャートである。 実施例１に係る単位検出リングの構成を説明する模式図である。 実施例１に係る検出効率取得部の動作を説明する概念図である。 実施例２に係る関連データ補完ステップを説明する模式図である。 実施例１，実施例２の構成に係る補完の効果について説明するシミュレーション結果である。 実施例１，実施例２の構成に係る補完の効果について説明するシミュレーション結果である。 実施例１，実施例２の構成に係る補完の効果について説明するシミュレーション結果である。 実施例１，実施例２の構成に係る補完の効果について説明するシミュレーション結果である。 実施例３に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。 実施例３の構成に係る補完の効果について説明するシミュレーション結果である。 実施例３に係る検出効率を比較するシミュレーション結果である。 実施例３に係る検出効率を比較するシミュレーション結果である。 実施例３に係る検出効率を比較するシミュレーション結果である。 実施例３に係る検出効率を比較するシミュレーション結果である。 本発明の１変形例に係る検出リングの構成を説明する平面図である。 従来の放射線断層撮影装置の構成を説明する一部破断面図である。 従来の放射線断層撮影装置の構成を説明する斜視図である。 従来のファン・サム法を説明する概念図である。

符号の説明

Ｃ シンチレータ結晶（放射線検出素子）
Ｓ 配列部分
Ｔ 欠損部分
１２ 検出リング
１２ａ 単位検出リング
２４ 同時計数部（同時計数手段）
２６ ＬＯＲ特定部（位置特定手段）
３０ 関連データ補完部（関連データ補完手段）
３１ 関連データ記憶部（関連データ記憶手段）
３２ 検出効率取得部（検出効率取得手段）

以下、本発明に係る放射線断層撮影装置の各実施例を図面を参照しながら説明する。

まず、実施例１に係る放射線断層撮影装置の説明に先立って、実施例１に係る放射線検出器１の構成について説明する。図１は、実施例１に係る放射線検出器の斜視図である。図１に示すように、実施例１に係る放射線検出器１は、シンチレータ結晶層２Ｄ，シンチレータ結晶層２Ｃ，シンチレータ結晶層２Ｂ，およびシンチレータ結晶層２Ａの順にシンチレータ結晶層の各々がｚ方向に積層されて形成されたシンチレータ２と、シンチレータ２の下面に設けられ、シンチレータ２から発する蛍光を検知する位置弁別機能を備えた光電子増倍管（以下、光検出器とよぶ）３と、シンチレータ２と光検出器３との間に介在する位置には、蛍光を授受するライトガイド４とを備える。したがって、シンチレータ結晶層の各々は、光検出器３に向かう方向に積層されて構成されている。また、シンチレータ結晶層２Ａは、シンチレータ２における放射線の入射面となっている。なお、各々のシンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは、光学的に結合され、各々の層間には、透過材ｔが設けられている。この透過材ｔの材料としては、シリコン樹脂からなる熱硬化性樹脂が使用できる。シンチレータ結晶層２Ａは、放射性線源から放射されるγ線の受光部となっており、ブロック状のシンチレータ結晶がシンチレータ結晶ａ（１，１）を基準としてｘ方向に３２個、ｙ方向に３２個マトリックス状に二次元配置された構成となっている。すなわち、シンチレータ結晶ａ（１，１）〜シンチレータ結晶ａ（１，３２）がｙ方向に配列して、シンチレータ結晶アレイを形成し、このシンチレータ結晶アレイがｘ方向に３２本配列してシンチレータ結晶層２Ａが形成される。なお、シンチレータ結晶層２Ｂ，２Ｃ，および２Ｄについてもシンチレータ結晶がシンチレータ結晶ｂ（１，１）、ｃ（１，１）、およびｄ（１，１）のそれぞれを基準としてｘ方向に３２個、ｙ方向に３２個マトリックス状に二次元配置された構成となっている。なお、シンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの各々において、透過材ｔが互いに隣接するシンチレータ結晶の間にも設けられている。したがって、シンチレータ結晶の各々は、透過材ｔに取り囲まれていることになる。この透過材ｔの厚さは、２５μｍ程度である。なお、γ線は、本発明の放射線に相当する。また、シンチレータ結晶は、本発明の放射線検出素子に相当する。

また、シンチレータ２に備えられたシンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄには、ｘ方向に伸びた第１反射板ｒと、ｙ方向に伸びた第２反射板ｓとが設けられている。この両反射板ｒ，ｓは、配列されたシンチレータ結晶の隙間に挿入されている。

シンチレータ２は、γ線の検出に適したシンチレータ結晶が３次元的に配列されて構成されている。すなわち、シンチレータ結晶は、Ｃｅが拡散したＬｕ_{２（１−Ｘ）}Ｙ_２ＸＳｉＯ_５（以下、ＬＹＳＯとよぶ）によって構成されている。シンチレータ結晶の各々は、シンチレータ結晶層に係らず、例えば、ｘ方向の長さが１．４５ｍｍ，ｙ方向の幅が１．４５ｍｍ，ｚ方向の高さが４．５ｍｍの直方体をしている。また、シンチレータ２の４側端面は、図示しない反射膜で被覆されている。また、光検出器３は、マルチアノードタイプであり、入射した蛍光のｘ，およびｙについての位置を弁別することができる。

次に、実施例１に係る放射線断層撮影装置１０の構成について説明する。図２は、実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する一部破断面図である。図２に示すように、実施例１に係る放射線断層撮影装置１０は、被検体を導入する開口を有するガントリ１１と、ガントリ１１の内部に設けられた、ガントリ１１の開口を包含するように設けられたＣ形状に放射線検出器が配列した検出リング１２を有する。この検出リング１２は、ブロック状の放射線検出器１ｐ，１ｑが弧状に配列されて構成されている。被検体から照射されたγ線は、この検出リング１２に入射する。そして、放射線断層撮影装置１０は、入射したγ線の強度や、入射時間、入射位置が検出リング１２により特定される構成となっている。なお、検出リングは、本発明の放射線検出器群に相当する。なお、実施例１に係るガントリ１１は、検出リング１２の形状に沿った弧状となっている。

そして、実施例１に係る放射線断層撮影装置１０においては、ガントリ１１の外部に由来する放射線が検出リング１２に進入するのを防止するＣ形状の遮蔽体１３を有している。この遮蔽体１３は、検出リング１２の有する平面となっている１側端を覆うように配設されている。具体的には、遮蔽体１３は、検出リング１２の有する平面となっている１対の側端のうち、放射線断層撮影装置１０における被検体Ｍの関心部位を導入する開口に隣接した１側端に設けられている。言い換えれば、遮蔽体１３は、検出リング１２を軸方向に延長するように設けられている。つまり、ガントリ１１の外部に位置する被検体Ｍの関心部位Ｂ以外の部位と、検出リング１２とは、このリング状の遮蔽体１３によって隔てられていることになる。なお、遮蔽体１３は、例えば、タングステンなどで構成される。

検出リング１２の構成について説明する。図３は、実施例１に係る放射線検出器群の構成を説明する分解斜視図である。図３に示すように、検出リング１２は、Ｃ形状となっている底板１４の形状に沿って複数の検出器ユニット１５が弧状に配列されて構成される。検出器ユニット１５は、２つの放射線検出器１と、Ｌ型の保持部材１６とを有している。保持部材１６は、主板１６ａを有し、そこで放射線検出器１を保持している。なお、図３においては、７個の検出器ユニット１５が正８角形の各辺に沿って弧状に配列されている。これは、図面を簡潔な基とするためである。実施例１の実際の形状は、１２個の検出器ユニット１５が正１４角形の各辺に沿って弧状に配列されている。

検出リング１２をｘ方向から見たとき、検出器ユニット１５に備えられたシンチレータ２が底板１４の内部方向に向くように配列されている。したがって、検出リング１２の内部は、シンチレータ２によって覆われていることになる。なお、検出器ユニット１５は、後述の副板１６ｂを介して底板１４にボルトとナットで締結されている。また、副板１６ｂには、ボルトを挿通させるための穴１６ｃが設けられている。そして、底板１４には、このボルトが貫通する長孔１４ａが検出器ユニット１５のそれぞれについて備えられている。なお、実施例１の構成では、１２個の検出器ユニット１５が弧に沿って配列されている。具体的には、１２個の検出器ユニット１５は、正１４角形の各辺に沿って配列される。

図４は、実施例１に係る検出リングの構成を説明する平面図である。すなわち、検出リング１２を軸方向から見たとき、図４に示すように、１２個の放射線検出器１が正１４角形の各辺に沿って弧状に配列した配列部分Ｓと、放射線検出器１を有しない欠損部分Ｔとを有している。この弧の曲率中心を曲率中心Ｄとする。

放射線断層撮影装置１０の具体的な構成について更に説明する。図５は、実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。図５に示すように、実施例１に係る放射線断層撮影装置１０は、ガントリ１１と、ガントリ１１の内部に設けられたＣ形状の検出リング１２と、ガントリ１１の外部に由来する放射線が検出リング１２に進入するのを防止するＣ形状の遮蔽体１３と、検出リング１２の内面側に設けられたγ線ファンビームを照射する外部線源１７と、これを駆動する外部線源駆動部１８とを備える。なお、外部線源駆動部１８は、外部線源駆動制御部１９にしたがって制御される。また、放射線断層撮影装置１０は、さらに被検体Ｍの関心部位Ｂの断層画像を取得するための各部が更に設けられている。具体的には、放射線断層撮影装置１０は、検出リング１２からのγ線の検出位置、検出強度、検出時間を表すγ線検出信号を受信し、消滅γ線対の同時計数を行う同時計数部２４と、同時計数部２４にて消滅γ線対であると判断された２つのγ線検出データからＬＯＲを特定するＬＯＲ特定部２５と、取得されたエミッションデータ、およびトランスミッションデータの放射線検出強度の重み付けを行う重み付け部２６と、後述のトランスミッションデータを参照してγ線の吸収補正を行う吸収補正部２７と、関心部位Ｂの放射線断層画像を形成する画像形成部２８とを備えている。なお、ＬＯＲ特定部は、本発明の位置特定手段に相当する。

放射線断層撮影装置１０が有する検出効率マップを取得するのに必要な各構成について説明する。図５に示すように、実施例１に係る放射線断層撮影装置１０は、後述の関連情報を記憶する関連データ記憶部３１と、シンチレータ結晶が欠損部分Ｔにあったと仮定したときの同時イベント数を求めて欠損部分Ｔにおける同時イベント数を補完する関連データ補完部３０と、同時イベント数と補完された同時イベント数とを用いて検出リングに配置された各放射線検出素子の放射線の検出効率を得る検出効率取得部３２とを有している。なお、関連データ補完部、関連データ記憶部、および検出効率取得部は、本発明の関連データ補完手段、関連データ記憶手段、および検出効率取得手段の各々に相当する。

そしてさらに、実施例１に係る放射線断層撮影装置１０は、外部線源駆動制御部１９などを統括的に制御する主制御部４０と、放射線断層画像を表示する表示部４１とを備えている。この主制御部４０は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより外部線源駆動制御部１９および同時計数部２４，ＬＯＲ特定部２５，吸収補正部２７，および画像形成部２８，関連データ補完部３０，検出効率取得部３２とを実現している。

放射線断層撮影装置１０は、ファン・サム法に基づいてシンチレータ結晶の各々における放射線の検出効率のムラを検出できるようになっている。つまり、検出リング１２の全体における放射線の検出効率の分布がマッピングされた検出効率マップを形成し、この検出効率マップに基づいて重み付け部２６は、エミッションデータ、およびトランスミッションデータの放射線検出強度の重み付けを行うことになる。

検出効率について説明する。シンチレータ結晶Ｃについて同一条件で放射線が入射しても、放射線を検出する能力は、実際には理想よりも低い場合があり、シンチレータ結晶Ｃの間でバラついたものとなっている。この原因としては、シンチレータ結晶Ｃの角部が欠けるなどのシンチレータ結晶Ｃの形状に由来するものであったり、透過材ｔに異物が混入していることなどが挙げられる。また、シンチレータ２におけるシンチレータ結晶Ｃの位置によっても、放射線を検出する能力は、バラつく。すなわち、シンチレータ２の周縁部に近づくほど、放射線を検出する能力は、低下する。そこで、このシンチレータ結晶Ｃの放射線を検出する能力を示す指標として、検出効率を用いる。検出効率は、シンチレータ結晶Ｃが放射線を検出する能力の差異を補正して、均一なものとするのに使用される。

以下、この様な放射線断層撮影装置１０の動作について説明する。実施例１の放射線断層撮影装置１０において被検体の放射線断層画像を取得するには、まず検出効率マップが必要となる。そこで、まずは、この検出効率マップを取得するまでの各ステップについて説明する。

実施例１に係る検出効率マップの取得方法は、図６に示すように、ガントリ１１の内部に、ファントム４５を載置する放射線源載置ステップＳ１と、ファントム４５から出射する消滅放射線対を検出リング１２に検出させる検出ステップＳ２，前ステップで得られた同時イベント数とそれに対応するＬＯＲを基に、欠損部分Ｔにシンチレータ結晶Ｃがあったと仮定したときの同時イベント数を形成し、欠損部分Ｔの同時イベント数を補完する関連データ補完ステップＳ３と、同時イベント数と補完により形成された同時イベント数とを用いて検出リング１２に配置された各シンチレータ結晶Ｃの放射線の検出効率を得る検出効率取得ステップＳ４と、検出リング１２における各シンチレータ結晶Ｃの配列に合わせて各検出効率をマッピングし、検出効率マップを形成する検出効率マップ形成ステップＳ５とを有している。以降、これらの各ステップについて、順を追って説明する。

＜放射線源載置ステップＳ１＞
まず、ガントリ１１の開口部にファントム４５を挿入する。このファントム４５には、陽電子放出核種を含んでいるので、ファントム４５からは、互いに反対方向に進む１対の消滅放射線がガントリ１１に向かって放射される。なお、このとき、検出効率の取得に邪魔な外部線源１７は、図示しない遮蔽庫に格納されている。

＜検出ステップＳ２＞
検出ステップＳ２の説明に先立って、ＬＯＲ（ｌｉｎｅｏｆｒｅｓｐｏｎｓｅ）について説明する。検出リング１２は、第１シンチレータ結晶Ｃと、第２シンチレータ結晶Ｃとを有するものとする。ファントム４５から発射する消滅放射線対の一方は、第１シンチレータ結晶Ｃに当たり、もう一方は、および第２シンチレータ結晶Ｃに当たって蛍光に変換される。つまり、消滅放射線対は、この第１シンチレータ結晶、第２シンチレータ結晶Ｃを結ぶ線分に含まれるいずれかの点から発射したことがわかる。このシンチレータ結晶同士を結ぶ線分をＬＯＲと呼ぶ。なお、ＬＯＲは、本発明の位置情報に相当する。このＬＯＲの特定は、ＬＯＲ特定部２５によって行われる。

γ線検出データは、同時計数部２４に送出される。同時計数部２４では、所定の時間的な幅を有するタイムウィンドウの中に第１シンチレータ結晶Ｃａ，および第２シンチレータ結晶Ｃｂで放射線が検出された場合、両シンチレータ結晶Ｃａ，Ｃｂで同時に放射線が検出されたとする。そして、この一対の放射線は、進行方向が互いに反対方向となっている消滅放射線対であったものと認定する。このように、第１シンチレータ結晶Ｃａ，および第２シンチレータ結晶Ｃｂで同時に放射線を検出することを同時イベントと呼ぶ。そして、同時計数部２４は、第１シンチレータ結晶Ｃａ，および第２シンチレータ結晶Ｃｂにて消滅放射線対が１回検出したものとして、そのカウント数を関連データ記憶部３１に送出する。こうして、第１シンチレータ結晶Ｃａ，および第２シンチレータ結晶Ｃｂのペアにおける同時イベントが起こった回数である同時イベント数が関連データ記憶部３１にて記憶される。これと同時に、この送出された同時イベント数に対応するＬＯＲがＬＯＲ特定部２５から関連データ記憶部３１に送出される。つまり、関連データ記憶部３１においては、同時イベント数は、第１シンチレータ結晶Ｃａ，および第２シンチレータ結晶ＣｂのペアにおけるＬＯＲと関連付けて記憶される。関連データ記憶部３１においては、第１シンチレータ結晶Ｃａ，および第２シンチレータ結晶Ｃｂのペアに限らず、考えられるシンチレータ結晶ペアの全てについて、それらの同時イベント数とそれに対応するＬＯＲが記憶される。この同時イベント数とそれに対応するＬＯＲが関連付けられて形成される情報を関連データと呼ぶ。

検出ステップＳ２においては、ファントム４５から出射される１対の消滅放射線を計測する。消滅放射線対の発生点は、ファントム４５の横断面の全域に分布している。したがって、検出ステップＳ２で得られたＬＯＲをファントム４５の断面図に描画していくと、その全域がＬＯＲによって塗りつぶされていくことになる。しかしながら、検出リング１２には、欠損部分Ｔが設けられているので、ファントム４５のうち、欠損部分Ｔの近傍領域（以降、ファントム４５の近傍領域という）においては、描画されるＬＯＲの密度は、より疎らとなっている。

＜関連データ補完ステップＳ３＞
次に、このファントム４５の近傍領域を通過するＬＯＲを補完し、欠損部分Ｔの存在に起因するＬＯＲの密度の偏りを補う。具体的には、欠損部分Ｔにシンチレータ結晶Ｃが配列されていたと仮定した時に、欠損部分Ｔに配列されたシンチレータ結晶Ｃに関する同時イベント数と、これに対応するＬＯＲからなる関連データを関連データ記憶部３１で記憶されている関連データを用いて、予測する。

関連データ補完ステップＳ３における予測は、検出リング１２の軸方向について、同一位置に位置するシンチレータ結晶Ｃについて取り扱う。すなわち、一列のシンチレータ結晶Ｃが弧状に並んだ配列を用いて同時イベント数を補完する。この一列のシンチレータ結晶Ｃを便宜上、単位検出リング１２ａと呼ぶ。検出リング１２には、２つの放射線検出器１ｐ，１ｑが検出リング１２の軸方向に配列されており、単一の放射線検出器１あたり３２個のシンチレータ結晶Ｃが検出リング１２の軸方向に配列されていることからすれば、検出リング１２は、その軸方向に配列した６４個の単位検出リング１２ａに分割されることができる。いいかえれば、シンチレータ結晶Ｃは、少なくとも弧状に配列されてシンチレータ結晶Ｃが一列に並んだ単位検出リング１２ａを構成し、複数の単位検出リング１２ａが軸方向に積層されて、検出リング１２が形成されている。

また、放射線検出器１に備えられたシンチレータ２には、４層のシンチレータ結晶層２Ａ〜２Ｄを有する。以降、簡単な説明のため、適宜、シンチレータ２には１層のシンチレータ結晶層しかないものとして説明を行う。

実施例１の関連データ補完ステップＳ３の具体的な動作について説明する。それに先立って、検出リング１２に設けられた１２個の放射線検出器１に通し番号を付与しておく。放射線検出器１の配列の一端に位置する放射線検出器１を０番目とし、順次、放射線検出器１に番号を付与して、配列の他端に位置する放射線検出器１を１１番目とする。

また、単位検出リング１２ａに配列されたシンチレータ結晶Ｃにも通し番号を付与しておく。図７は、実施例１に係る単位検出リングの構成を説明する模式図である。すなわち、０番目の放射線検出器１に配列したシンチレータ結晶Ｃのうち、欠損部分Ｔに面しているシンチレータ結晶Ｃを１番目とし、以降、各放射線検出器１を跨ぎながらシンチレータ結晶Ｃに番号を付与していき、１１番目の放射線検出器１に配列したシンチレータ結晶Ｃのうち、欠損部分Ｔに面しているシンチレータ結晶Ｃを３８４番目とする。すなわち、付与された番号が３２の倍数となっているシンチレータ結晶Ｃは、放射線検出器１が有するシンチレータ２の端部に位置していることになる。

同時イベント数が補完される様子を説明する。単位検出リング１２ａにおいてシンチレータ結晶Ｃは３８４個しかない。しかし、ここでは、欠損部分Ｔにおいても、配列部分Ｓと同様のピッチでシンチレータ結晶Ｃが配列しているものと仮定する。具体的には、３８４番目のシンチレータ結晶Ｃの隣に３８５番目のシンチレータ結晶Ｃ３８５が配列され、以降、シンチレータ結晶Ｃ１と、シンチレータ結晶Ｃ３８５の間に６３個のシンチレータ結晶Ｃ３８６〜シンチレータ結晶Ｃ４４８が配列されたと仮定する。なお、シンチレータ結晶３８５〜シンチレータ結晶４１６は、一列に配列され、正１４角形となっている検出リング１２の一辺をなし、残りのシンチレータ結晶４１７〜シンチレータ結晶４４８も、一列に配列され、正１４角形となっている検出リング１２の一辺をなしているものと仮定する。すなわち、シンチレータ結晶１〜シンチレータ結晶４４８は、正１４角形の各辺に沿って配列され、シンチレータ結晶Ｃの配列は、曲率中心Ｄを中心として１４回回転対称となっている。

ここで、シンチレータ結晶Ｃ１９３と、シンチレータ結晶Ｃ３８５とが有するＬＯＲβに対応する同時イベント数を求めてみる。シンチレータ結晶Ｃ３８５は、実在しないので、このＬＯＲβに対応する同時イベント数を測定することはできない。シンチレータ結晶１〜シンチレータ結晶４４８は、正１４角形の各辺に沿って配列されているわけであるから、このＬＯＲβと回転対称となっているＬＯＲが存在することになる。例えば、それは、図７におけるＬＯＲαであり、実在するシンチレータ結晶Ｃ１２９とシンチレータ結晶Ｃ３２１とを結ぶ線分となっている。このとき、ＬＯＲβにおけるシンチレータ結晶Ｃ１９３は、ＬＯＲαのシンチレータ結晶１２９に対応し、ＬＯＲβにおけるシンチレータ結晶Ｃ３８５は、ＬＯＲαのシンチレータ結晶Ｃ３２１に対応する。この回転対称となっているＬＯＲに対応する同時イベント数は、同様であると見なせる。

関連データ記憶部３１には、考えられる実在のシンチレータ結晶Ｃのペアの全てについて、それらの同時イベント数とそれに対応するＬＯＲが記憶されているわけであるから、ＬＯＲαに対応する同時イベント数は、確実に存在することになる。

実施例１の構成においては、関連データ補完部３０は、ＬＯＲαに対応する同時イベント数を関連データ記憶部３１から読み出して、これをＬＯＲβに関連づけ、関連データを形成する。そして、それらは、関連データ記憶部３１に追加される。つまり、実施例１の構成によれば、ＬＯＲαに対応する関連データを複製して、その複製のＬＯＲを書き換えてシンチレータ結晶Ｃ１９３と、シンチレータ結晶Ｃ３８５のペアで計数されたものとすることにより、シンチレータ結晶Ｃ３２１が欠損部分Ｔにあったと仮定したときの同時イベント数とそれに対応する位置情報を予想できる。関連データ補完部３０では、上述の実在しないシンチレータ結晶Ｃ３８５が有するＬＯＲβに係る同時イベント数をＬＯＲαに係る同時イベント数とすることで、ファントム４５の近傍領域におけるＬＯＲとそれに対応する同時イベント数のデータを補完する。つまり、関連データ補完部３０は、関連データ記憶部３１に記憶された実測の同時イベント数とそれに対応するＬＯＲを基に、シンチレータ結晶３２１が欠損部分Ｔにあったと仮定した時の同時イベント数とそれに対応するＬＯＲβとを形成する。そして、関連データ補完部３０は、形成された同時イベント数と、それに対応するＬＯＲβを関連データ記憶部３１に追加して記憶することで欠損部分Ｔの関連データを補完する。

また、関連データ補完部３０は、Ｃ１２９，およびＣ３２１の相対位置を保持した状態で両者を仮想的に回転させて、Ｃ３２１が検出リング１２の欠損部分Ｔにあったと仮定することでＬＯＲβに係る同時イベント数を導出すると表現することもできる。

なお、関連データ補完部３０では上述のＬＯＲα以外の同時イベント数が実測できないＬＯＲについても同様の処理を行う。この様な処理を行うには、下記の式１が利用できる。なお、実在しないシンチレータ結晶Ｃｉとシンチレータ結晶Ｃｊとを結ぶＬＯＲγを回転移動させるとする。
ｍ（ｉ，ｊ）＝ｍ（ｉ＋Ｎ_ｃｘ，ｊ＋Ｎ_ｃｘ）……（１）

ここで、ｉ，ｊは、仮想シンチレータ結晶Ｃを含めたシンチレータ結晶Ｃの番号であり、実施例１においては、１から４４８までの整数である。ｍ（ｉ，ｊ）は、シンチレータ結晶Ｃｉ，シンチレータ結晶Ｃｊにおける同時イベント数を表している。そして、Ｎ_ｃは、放射線検出器１の一個当たり何個のシンチレータ結晶Ｃが単位検出リング１２ａに配列されているかということを示しており、実施例１において、シンチレータ結晶Ｃは、正１４角形の一辺に３２個配列されているので、Ｎ_ｃ＝３２である。なお、ｘは、整数で、ＬＯＲγの回転強度を表している。具体的には、ＬＯＲγは、上述の式１に示した回転移動により、ｘ／１４回転することになる。これにより、ＬＯＲγを有するシンチレータ結晶Ｃの各々は、シンチレータ結晶を１個としたとき、ｘ×３２個分だけ移動することになる。図７の例では、ｘ＝２である。つまり、シンチレータ結晶ＣについてＮ_ｃ個飛ばしにシンチレータ結晶Ｃｉを仮想的に回転させれば、その位置は、ＬＯＲβと回転対称となっているＬＯＲαを有するシンチレータ結晶Ｃの位置と一致する。

なお、式１においてｉ＋Ｎ_ｃｘ，およびｊ＋Ｎ_ｃｘは、１から４４８までの整数である。式１において、ｉ＋Ｎ_ｃｘを単純に計算すると、４４８を超えてしまう場合がある。この場合、ｉ＋Ｎ_ｃｘが示すシンチレータ結晶Ｃの番号は、ｉ＋Ｎ_ｃｘを４４８で割ったときの余りとなる。例えば、ｉ＋Ｎ_ｃｘが４４９であるとすると、図７を見ればわかるように、これは、シンチレータ結晶Ｃ４４８の次のシンチレータ結晶Ｃを示しているのであり、実際は、シンチレータ結晶Ｃ１である。なお、ｊ＋Ｎ_ｃｘについても同様である。

実施例１においては、ｘをいずれかに選択したうえで、ＬＯＲとそれに対応する同時イベント数を補完する。検出リング１２は、仮想的なシンチレータ結晶Ｃを６４個、実在するシンチレータ結晶Ｃを３８４個有している。したがって、関連データ補完ステップＳ３が終了した時点で、関連データ記憶部３１が記憶するＬＯＲと同時イベント数とが連関した関連データの数は、検出ステップＳ２の終了時点と比較して、補完により、増加する。

＜検出効率取得ステップＳ４＞
検出効率取得部３２は、関連データ記憶部３１で記憶されたＬＯＲと同時イベント数とが連関した関連データを用いて、各シンチレータ結晶Ｃにおける検出効率を取得する。これには、従来技術であるファン・サム法が使用できる。図８は、実施例１に係る検出効率取得部の動作を説明する概念図である。図８（ａ）に示すように、シンチレータ結晶Ｃｐの検出効率を知りたければ、シンチレータ結晶Ｃｐを中心としてファン状に広がる複数のＬＯＲ４６に対応する関連データを関連データ記憶部３１からピックアップする。そして、ピックアップされたＬＯＲ４６に連関している同時イベント数を全て合計し、その合計値をピックアップしたＬＯＲ４６の個数で除算すると、シンチレータ結晶Ｃｐの検出効率が算出できる。なお、検出効率取得部３２は、この様な検出効率の算出を全てのシンチレータ結晶Ｃｐについて行う。つまり、上述と同一の処理は、例えば、３８３回くりかえされるわけである。しかし、実際には、計算を簡略化する目的で、長さの短いＬＯＲ４６は、無視されるので、実際の繰り返し回数はこれよりも少なくなる。

また、図８（ｂ）に示すように、シンチレータ結晶Ｃｑの検出効率を知りたければ、シンチレータ結晶Ｃｑを中心としてファン状に広がる複数のＬＯＲ４７，４８に対応する関連データを関連データ記憶部３１からピックアップする。図８（ｂ）における破線で示したＬＯＲ４８は、欠損部分Ｔが関係しているので、これらに対応する同時イベント数を実測することはできない。しかしながら、実施例１の発明によれば、欠損部分Ｔにシンチレータがあったと仮定したときの同時イベント数が関連データ補完ステップＳ３において、取得されて補完済みとなっている。したがって、検出効率取得部３２は、図８（ｂ）における破線で示したＬＯＲ４８における同時イベント数を関連データ記憶部３１から取得することができる。なお、図８においては、簡潔な説明のため、ファン状に広がるＬＯＲの本数を省略して描写している。

図８（ａ）と図８（ｂ）とを比較すればわかるように、シンチレータ結晶Ｃの検出効率を取得する際に、複数のＬＯＲで構成されるファンの形状を一定とすることができる。したがって、単位検出リングに属するシンチレータ結晶Ｃの検出効率を取得する演算を同一条件で行うことができる。それは、シンチレータ結晶Ｃに係らずファンは、実測することができない同時イベント数を補完することで、同一形状となるからである。

こうして、単位検出リング１２ａに属するシンチレータ結晶Ｃの全ての検出効率を取得する。なお、検出リング１２は、６４個の単位検出リング１２ａを有しているわけであるから、上述の操作は、６４個の単位検出リングのそれぞれについて行われる。

＜検出効率マップ形成ステップＳ５＞
そして、検出効率取得ステップＳ４で得られた各シンチレータ結晶Ｃの検出効率をシンチレータ結晶Ｃの順番どおりに配列することで検出効率マップが形成される。こうして、実施例１に係る検出効率マップが取得される。この検出効率マップは、関連データ記憶部３１に送出され、そこで記憶される。

図５を参照しながら、実施例１に係る放射線断層撮影装置１０の検査方法について説明する。実施例１に係る放射線断層撮影装置１０で検査を行うには、まず、放射性薬剤を予め注射投与された被検体Ｍの関心部位Ｂ（乳房）をガントリ１１の開口に挿入する。そして、関心部位Ｂのγ線吸収分布を示すトランスミッションデータを取得する。つまり、外部線源１７から関心部位Ｂに向けてファン状のγ線ファンビームを照射する。このγ線ビームは、関心部位Ｂと透過して検出リング１２によって検出されることになる。そして、外部線源１７を検出リング１２の内周面に沿って円弧状の軌道に沿って移動させながら、この様な検出を関心部位Ｂの全周に亘って行い、関心部位Ｂの全体のγ線吸収係数マップを得る。

上記のようなトランスミッションデータの取得に引き続いて、関心部位Ｂに局在する放射線薬剤から放出される消滅γ線対を検出するエミッションデータの取得が行われる。それに先立って、このエミッションデータの取得に邪魔となった外部線源１７を検出リング１２の軸方向に移動させ、図示しない遮蔽庫に入庫させる。

続いて、エミッションデータの取得が行われる。つまり、関心部位Ｂの内部から放出される進行方向が３６０°反対方向となっている消滅γ線対が検出リング１２によって検出される。検出リング１２によって検出されたγ線検出信号は、同時計数部２４に送出され、２つのγ線光子を検出リング１２の互いに異なる位置で同時刻に検出した場合のみ１カウントとし後段のデータ処理が行われるようになっている。そして、このようなエミッションデータの取得を続けることで、関心部位Ｂにおける放射性薬剤の内部局在を画像化するのに十分なカウント数のエミッションデータを得る。最後に、被検体Ｍの関心部位Ｂをガントリ１１の開口から退出させて検査は終了となる。

次に、図１０を参照しながら、実施例１に係る断層撮影装置におけるデータ処理について説明する。検出リング１２から出力されるトランスミッション検出データＴｒは、同時計数部２４に送出される。そして、トランスミッション検出データＴｒ，およびエミッション検出データＥｍは、ＬＯＲ特定部２５に送出され、ＬＯＲを特定する。こうして、γ線の同時イベント数と、ＬＯＲの情報とを含んだトランスミッション検出データＴｒ，およびγ線の検出数と、検出位置の情報とを含んだエミッション検出データＥｍが形成され、これが、後段の重み付け部２６に送出される。

重み付け部２６は、関連データ記憶部３１から検出効率マップを読み出す。そして、これを用いて、エミッション検出データＥｍおよび、トランスミッション検出データＴｒに重畳しているシンチレータ結晶Ｃの検出効率のバラツキを消去する。形成されたエミッション検出データＥｍおよび、トランスミッション検出データＴｒは、吸収補正部２７に送出される。

吸収補正部２７では、エミッション検出データＥｍに対して、前述のトランスミッション検出データＴｒを参照しながら、エミッション検出データＥｍに重畳した関心部位Ｂのγ線吸収分布の影響を除く吸収補正が行われる。こうして、関心部位Ｂ内の放射性薬剤分布をより正確に表した検出データは、画像形成部２８に送出され、そこで放射線断層画像が再構成される。最後に、それが表示部４１で表示される。こうして、実施例１に係る放射線断層撮影装置１０の検査は、完了となる。

以上のように、実施例１の構成の検出リング１２は、シンチレータ結晶Ｃが配列されていない欠損部分Ｔを有している。つまり、検出リング１２を構成するシンチレータ結晶Ｃの配列の回転対称性は、乱されたものとなっている。この様な構成にファン・サム法を従来どおりに当てはめると、シンチレータ結晶Ｃによって、ファン・サム法のファン領域の形状が互いに異なっているので、検出効率は、異なった条件で算出される。したがって、算出された検出効率は、実際のシンチレータ結晶Ｃの検出効率を忠実に再現したものとはならない。

しかし、実施例１は、関連データ補完部３０を備えている。関連データ補完部３０は、検出リング１２に実際に備えられた第１シンチレータ結晶Ｃが欠損部分Ｔにあったと仮定した時の関連データを形成し、それを関連データ記憶部３１に追加して記憶することで欠損部分Ｔの関連データを補完する。こうして、関連データ補完部３０は、欠損部分Ｔにシンチレータ結晶Ｃが配列したと仮定した時に得られるであろう位置情報とそれに対応した同時イベント数を取得する。この様な構成としたうえで、ファン・サム法を用いて検出効率の算出を行うと、シンチレータ結晶Ｃによって、ファン・サム法のファン領域の形状が一定となる。欠損部分Ｔが関係して実測することができない位置情報とそれに対応した同時イベント数（関連データ）が補完されているからである。したがって、実施例１において算出されるシンチレータ結晶Ｃの検出効率は、より現実の検出効率を忠実に再現したものとなる。このような検出効率を用いて、放射線断層画像の重み付け処理を行えば、放射線断層画像に重畳したシンチレータ結晶Ｃの各々における放射線の検出効率のムラが確実に除去される。こうして、実施例１によれば、診断に好適な放射線断層画像が生成できる放射線断層撮影装置が提供できる。

また、実施例１の構成によれば、関連データ記憶部３１で記憶された関連データを複製して、その複製を欠損部分Ｔで計数されたものとすることにより、上述のような補完を行う。実施例１の構成によれば、既に関連データ記憶部で記憶された関連データを使用するので、欠損部分Ｔの関連データは、確実に補完されることになる。より具体的には、実施例１の構成は、検出リング１２に属する第１シンチレータ結晶Ｃ、および第２シンチレータ結晶Ｃの相対位置を保持した状態で両者を仮想的に回転させて、第１シンチレータ結晶Ｃが欠損部分Ｔにあったと仮定する。つまり、検出リング１２に属する第１シンチレータ結晶Ｃ、および第２シンチレータ結晶Ｃで実測された同時イベント数を欠損部分Ｔにおける同時イベント数とすることで、簡単に関連データ補完部３０による補完が完了する。

次に、実施例２に係る放射線断層撮影装置１０の構成について説明する。実施例２に係る放射線断層撮影装置１０の構成のうち、実施例１と共通の部分については、説明を省略する。すなわち、実施例２の装置的構成は、実施例１のそれと同様である。

実施例２に係る放射線断層撮影装置１０は、同時イベント数の補完方法が、実施例１の構成と異なる。したがって、実施例１で説明した、関連データ補完ステップＳ３の代わりに、関連データ補完ステップＴ３が実行されるものとして、この実施例２独自の構成について説明する。

＜関連データ補完ステップＴ３＞
実施例２の構成においては、複数の同時イベント数を平均して、その平均を欠損部分Ｔで計数されたものとすることによりシンチレータ結晶Ｃが欠損部分Ｔにあったと仮定した時の同時イベント数を補完する。すなわち、正１４角形の隣接する２辺が欠損部分Ｔとなっている場合は、図９に示すように、第１シンチレータ結晶Ｃｉが欠損部分Ｔにあり、第２シンチレータ結晶Ｃｊが配列部分Ｓにあったと仮定したときのＬＯＲδにおける同時イベント数を求める構成について説明する。検出リング１２は、欠損部分Ｔにシンチレータ結晶Ｃが配列していたとすれば、正１４角形の各辺に沿ってシンチレータ結晶Ｃが配列しているわけだから、ＬＯＲδと回転対称となっており、同時イベント数がＬＯＲδと同様とみなせるＬＯＲは、１３個あることになる。しかし、実際は、検出リング１２は、欠損部分Ｔを有するので、計数が可能なＬＯＲは、これよりも少なくなる。すなわち、欠損部分Ｔとなっている正１４角形の隣接する２辺のうち、第１シンチレータ結晶Ｃｉがあったと仮定した１辺を第１辺とし、他の辺を第２辺とすると、シンチレータ結晶Ｃが配列していないことで計数できないＬＯＲは、ＬＯＲδを回転させることで、第１シンチレータ結晶Ｃｉが第２辺に属する位置にくる場合のＬＯＲと、第２シンチレータ結晶Ｃｊが第１辺に属する位置にくる場合のＬＯＲと、第２シンチレータ結晶Ｃｊが第１辺に属する位置にくる場合のＬＯＲの３通りがある。つまり、ＬＯＲδと回転対称となっている１３個のＬＯＲのうち、３個は、同時イベント数を実際に計数することができない。

したがって、実施例２における関連データ補完部３０は、計数できる１０個のＬＯＲについての同時イベント数に対応する同時イベント数を関連データ記憶部３１から読み出して、その平均を算出することで、その平均値を第１シンチレータ結晶Ｃｉが欠損部分Ｔにあり、第２シンチレータ結晶Ｃｊが配列部分Ｓにあったと仮定したときのＬＯＲδにおける同時イベント数とする。このとき、以下の式２が利用できる。なお、実在しないシンチレータ結晶Ｃｉとシンチレータ結晶Ｃｊとを結ぶＬＯＲδの同時イベント数を求めるものとする。

ここで、ｉ，ｊは、仮想シンチレータ結晶Ｃを含めたシンチレータ結晶Ｃの番号であり、実施例２においては、１から４４８までの整数である。＜ｍ（ｉ，ｊ）＞は、シンチレータ結晶Ｃｉ，シンチレータ結晶Ｃｊにおける同時イベント数を表している。そして、Ｎ_ｃは、放射線検出器１の一個当たり何個のシンチレータ結晶Ｃが単位検出リング１２ａに配列されているかということを示しており、実施例２おいて、シンチレータ結晶Ｃは、正１４角形の一辺に３２個配列されているので、Ｎ_ｃ＝３２である。なお、ｘは、整数で、ＬＯＲδの回転強度を表している。具体的には、ＬＯＲδは、ｘ／１４回転して、回転先のＬＯＲに移動する。これにより、回転元のＬＯＲにおけるシンチレータ結晶Ｃの各々は、シンチレータ結晶を１個としたとき、ｘ×３２個分だけ移動することになる。また、Ａは、放射線検出器１の欠損数を表しており、実施例２においては、正１４角形の２辺が欠損部分Ｔとなっているわけであるから、Ａ＝２である。そして、Ｎ_ｂは、欠損した放射線検出器１を含めた放射線検出器１の配列数であり、実施例２においては、正１４角形に沿って放射線検出器１が配列されているのであるから、Ｎ_ｂ＝１４である。また、Ｎ_ａは、０≦ｘ＜Ｎ_ｂの範囲でＬＯＲδの回転先のＬＯＲにおいて、シンチレータ結晶Ｃｉ，シンチレータ結晶Ｃｊの両方が欠損しているＬＯＲの個数を示している。実施例２の構成においては、Ｎ_ａ＝０である。

つまり、実施例２に係る関連データ補完部３０による欠損部分Ｔにおける同時イベント数の補完は、シンチレータ結晶Ｃｉ，およびシンチレータ結晶Ｃｊの相対位置を保持した状態で両者を仮想的に回転させていき、シンチレータ結晶Ｃｉ，およびシンチレータ結晶Ｃｊとの位置関係と回転対称となっているシンチレータ結晶Ｃの対であるシンチレータ結晶Ｃ（ｉ＋Ｎ_ｃｘ）、およびシンチレータ結晶Ｃ（ｊ＋Ｎ_ｃｘ）を収集し、収集された１０セットのシンチレータ結晶Ｃ（ｉ＋Ｎ_ｃｘ）、およびシンチレータ結晶Ｃ（ｊ＋Ｎ_ｃｘ）に対応する同時イベント数を取得し、これを平均する。得られた平均値は、シンチレータ結晶Ｃｉが欠損部分Ｔにあったと仮定したときの同時イベント数とされる。なお、シンチレータ結晶Ｃ（ｉ＋Ｎ_ｃｘ）、およびシンチレータ結晶Ｃ（ｊ＋Ｎ_ｃｘ）は、本発明の回転対称放射線検出素子対に相当する。

実施例１，および実施例２の構成では実測できないＬＯＲを補完することで、各シンチレータ結晶Ｃの検出効率は、より正確に求めることができる。この様子をシミュレーションで再現したので、これについて説明する。図１０は、実施例１，実施例２の構成に係る補完の効果について説明するシミュレーション結果である。図１０の縦軸は、検出効率を意味し、横軸は、単一の単位検出リング１２ａに属するシンチレータ結晶Ｃの番号を意味している。図１０（ａ）は、検出リング１２の欠損部分Ｔにも放射線検出器１を並べて、１４個の放射線検出器を円環状に配列させた状態で各シンチレータ結晶Ｃの検出効率を求めた結果である。図１０（ｂ）は、検出リング１２の欠損部分Ｔに放射線検出器１を配列しない状態で、同時イベント数の補完を行なわずに各シンチレータ結晶Ｃの検出効率を求めた結果である。図１０（ｃ）は、検出リング１２の欠損部分Ｔに放射線検出器１を配列しない状態で、実施例１の手法に基づいて同時イベント数の補完を行い、各シンチレータ結晶Ｃの検出効率を求めた結果である。図１０（ｄ）は、検出リング１２の欠損部分Ｔに放射線検出器１を配列しない状態で、実施例２の手法に基づいて同時イベント数の補完を行い、各シンチレータ結晶Ｃの検出効率を求めた結果である。なお、図１０における結果は、全て、シンチレータ２が有する１層目のシンチレータ結晶層２Ａについてのシミュレーションである。

図１０（ａ）と図１０（ｂ）におけるグラフ形は、互いに異なっている。いずれも、ファン・サム法を用いて検出効率を求めているにもかかわらず、同一とならないのは、ファン・サム法で使用されるファン領域が全てのシンチレータ結晶Ｃにおいて、同一の形状となっていないからである。図１０（ｃ）は、同時イベント数の補完を行った実施例１の構成の基で検出効率を求めた結果である。すると、図１０（ｃ）のグラフ形は、図１０（ｂ）よりもむしろ図１０（ａ）に似通っている。つまり、図１０（ｃ）における検出効率を求める際に、使用されるファン領域は、全てのシンチレータ結晶Ｃにおいて、同一の形状となっているので、シンチレータ結晶Ｃの検出効率をより忠実に求めることができる。

図１０（ｄ）は、同時イベント数の補完を行った実施例２の構成の基で検出効率を求めた結果である。すると、図１０（ｄ）のグラフ形は、図１０（ｂ）よりもむしろ図１０（ａ）に似通っている。つまり、図１０（ｄ）における検出効率を求める際に、使用されるファン領域は、全てのシンチレータ結晶Ｃにおいて、同一の形状となっているので、シンチレータ結晶Ｃの検出効率をより忠実に求めることができる。

また、図１１は、シンチレータ２が有する２層目のシンチレータ結晶層２Ｂにおけるシミュレーション結果である。図１１中の（ａ），（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）における各条件は、図１０で説明したそれと同様である。放射線検出器１が有する２層目のシンチレータ結晶層２Ｂが属するシンチレータ結晶Ｃについて、図１０と同様なシミュレーションを行った結果である。図１１も、図１０の場合と同様、シンチレータ結晶Ｃの検出効率をより忠実に求めることができることを示している。

また、図１２は、シンチレータ２が有する３層目のシンチレータ結晶層２Ｃにおけるシミュレーション結果である。図１２中の（ａ），（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）における各条件は、図１０で説明したそれと同様である。放射線検出器１が有する３層目のシンチレータ結晶層２Ｃが属するシンチレータ結晶Ｃについて、図１０と同様なシミュレーションを行った結果である。図１２も、図１０の場合と同様、シンチレータ結晶Ｃの検出効率をより忠実に求めることができることを示している。

また、図１３は、シンチレータ２が有する４層目のシンチレータ結晶層２Ｄにおけるシミュレーション結果である。図１３中の（ａ），（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）における各条件は、図１０で説明したそれと同様である。放射線検出器１が有する３層目のシンチレータ結晶層２Ｄが属するシンチレータ結晶Ｃについて、図１０と同様なシミュレーションを行った結果である。図１３も、図１０の場合と同様、シンチレータ結晶Ｃの検出効率をより忠実に求めることができることを示している。

以上のように、実施例２の構成によれば、複数の同時イベント数を平均して、その平均を欠損部分Ｔで計数されたものとすることにより、関連データ補完部３０による補完が行われる。実施例２の構成による補完は、単一の関連データを基に欠損部分Ｔの関連データを補完するのではなく、複数の関連データを基に欠損部分Ｔの関連データを補完するので、より確実な補完が可能となっている。

具体的には、第１シンチレータ結晶Ｃ、および第２シンチレータ結晶Ｃの相対位置を保持した状態で両者を仮想的に回転させていき、回転対称シンチレータ結晶対を収集する。この回転対称シンチレータ結晶対における同時イベント数は、第１シンチレータ結晶Ｃ、および第２シンチレータ結晶Ｃの対における同時イベント数と同様であると見なせる。シンチレータ結晶対の位置関係が同一となっているからである。この様な回転対称シンチレータ結晶対における同時イベント数を平均していけば、確実に欠損部分Ｔの関連データの補完にふさわしい同時イベント数を求めることができる。

次に、実施例３に係る放射線断層撮影装置１０の構成について説明する。実施例３に係る放射線断層撮影装置１０の構成のうち、実施例１と共通の部分については、説明を省略する。すなわち、実施例３の装置的構成は、実施例１のそれとほぼ同様である。

実施例３に係る放射線断層撮影装置１０は、同時イベント数の補完方法が、実施例１の構成と異なる。したがって、実施例１で説明した、関連データ補完ステップＳ３の代わりに、関連データ補完ステップＵ３が実行されるものとして、この実施例３独自の構成について説明する。また、図１４に示すように、実施例３に係る放射線断層撮影装置１０においては、同時イベント数を補正する同時イベント数補正部３３が設けられている。

＜関連データ補完ステップＵ３＞
検出リング１２が有するＬＯＲは、様々な長さのものがある。また、ＬＯＲと検出リング１２とがなす角度も様々である。そして、シンチレータ結晶Ｃが放射線検出器１のどこに位置しているかで検出器がシンチレータ結晶Ｃから発した蛍光の検出能力が変動する。この様に、実施例１，実施例２で取り扱ったシンチレータ結晶Ｃの検出効率は、必ずしもシンチレータ結晶Ｃ固有の放射線の検出効率を意味してはいない。すなわち、実施例１，実施例２でいう検出効率は、シンチレータ結晶Ｃが放射線を蛍光に変換する能力（以下、変換能という）のみならず、上述のようなＬＯＲの長さによる影響も重畳する。実施例３においては、変換能の見かけ上の変動を予め補正した同時イベント数を用いて、各シンチレータ結晶Ｃの検出効率を得る。つまり、実施例３のいう検出効率は、変換能のことである。

例えば、実施例１で説明したシミュレーションで得たグラフは、図１０に示すように、シンチレータ結晶Ｃ３２個分のピッチで、アーチが連接したような形状となっている。この様なアーチ状の成分は、放射線検出器１が有するシンチレータ２の端部は、放射線の検出感度が悪いという、変換能と関係のない理由で現れたものである。この様な、ＬＯＲの違いによる変換能の見かけ上の変動は、実施例１，実施例２で取り扱った同時イベント数を補正することで除去することができる。同時イベント数補正部３３においては、いったん同時イベント数を含む関連データを関連データ記憶部３１から読み出して、所定の補正を行い、補正データを形成した後、これを関連データ記憶部３１にて記憶させる。同時イベント数補正部３３には、ＬＯＲに依存的に変化する変換能の見かけ上の変動のパターンが記憶されており、これを基に、関連データから補正データを形成するようになっている。実施例３においても、実際に計測することができないＬＯＲの同時イベント数は、補完されるわけである。が、その具体的な方法は、検出が可能なＬＯＲについての同時イベント数を全てをいったん補正して、これらの平均を取得する。この平均値を同時イベント数平均値と呼ぶ。同時イベント数平均値を実際に計測することができないＬＯＲの同時イベント数であるものとして、ＬＯＲに関する環境に影響されないシンチレータ結晶Ｃの検出効率（変換能）を求める。なお、この平均の取得は、関連データ補完部３０によって行われる。また、実施例３においては、ある単位検出リングｕに属するシンチレータ結晶Ｃｉの検出効率ε_ｕｉを求めるものとし、以下の式が利用できる。

ここで、ｆａｎ＿ｉとは、シンチレータ結晶Ｃｉを中心とするファン領域を意味しており、コーン状である。したがって、ｆａｎ＿ｉに属するＬＯＲは、シンチレータ結晶Ｃｉと、単位検出リングｕに属しない任意のシンチレータ結晶Ｃとが有するＬＯＲも含む。実施例１に係る関連データ補完ステップＳ３においては、単位検出リング１２ａに属するシンチレータ結晶Ｃについてのみ取り扱っていたが、実施例３の構成は、これとは異なり、単位検出リング１２ａを跨いだＬＯＲをも参照して同時イベント数の補完が行われることになる。

実際の操作としては、このｆａｎ＿ｉに属するシンチレータ結晶Ｃｖｊの検出効率ε^０ _ｖｊをいったん全て１と仮定し、この仮定に基づいて式３の分母を求める。なお、シンチレータ結晶Ｃｖｊには、仮想的なシンチレータ結晶Ｃをも含んでいる。なお、シンチレータ結晶Ｃｖｊは、単位検出リングｖに属するシンチレータ結晶Ｃｊの意味である。

次に、式３の分子について説明する。ｍ’^（ｋ）（ｕ，ｉ，ｖ，ｊ）は、ｋ回目の計算で得られた単位検出リングｕに属するシンチレータ結晶Ｃｕｉと、単位検出リングｖに属するシンチレータ結晶Ｃｖｊとが有するＬＯＲに対応する同時イベント数を示している。なお、ｍ’は、同時イベント数補正部３３で補正された同時イベント数であることを意味している。つまり、式３の分子は、ｆａｎ＿ｉに属するＬＯＲに対応する補正された同時イベント数を足し合わせることを意味している。

検出が可能なＬＯＲについての同時イベント数を全てをいったん補正するということは、シンチレータ結晶Ｃが放射線を蛍光に変換する能力である変換能の見かけ上の変動は、予め補正されている。したがって、全てのＬＯＲは、シンチレータ結晶Ｃ固有の変換能以外については、同一条件とみなすことができる。

式３のｊは、実在のシンチレータ結晶Ｃと仮想的なシンチレータ結晶Ｃとを含んだ母集団である。これのうち、ｊについて仮想的なシンチレータ結晶Ｃである要素だけを抜き出して、新たな集団ｍ’^（ｋ）（ｕ，ｉ，ｖ，ｊ_０）を考える。そのときに、ｍ’^（ｋ）（ｕ，ｉ，ｖ，ｊ_０）は、下記の式４を用いて表すことができる。

ここで、ｍ’^（ｋ）（ｕ，ｉ，ｖ，ｊ_０）は、ｋ回目に得られた同時イベント数を意味している。そして、ｍ’_ａｖｅ（ｕ，ｖ，ｉ，ｊ）は、実在のシンチレータ結晶Ｃで計数された同時イベント数の平均を意味している。ε^{（ｋ−１）} _ｕｉは、ｋ−１回目である前回に得られた実在するシンチレータ結晶Ｃｉについての検出効率である。そして、ε^（０） _ｊ０は、仮想的なシンチレータ結晶Ｃｊ_０の検出効率（固定値）である。なお、ｍ’_ａｖｅ（ｕ，ｖ，ｉ，ｊ）のｊには、実在のシンチレータ結晶Ｃで構成される。

実施例３では、この様なε_ｕｉをいったん求めておき、これらを再び式３の分母に代入して、新たなε_ｕｉを求める。前回の演算結果をε^ｋ−１としたとき、今回の演算結果はε^ｋとして表現できる。検出効率ε^０ _ｖｊは、全て１であり、式３を用いることにより、検出効率ε_ｖｊの算出が繰返される。これにより、ε^ｋ _ｖｊの値は、より信憑性の高いものとなる。この様な検出効率ε^ｋ _ｖｊの算出方法を繰り返しファン・サム法と呼ぶ。なお、式３の分母に含まれる仮想的なシンチレータ結晶Ｃに関する検出効率は、繰り返し回数に係らず、全て１で固定である。

実施例３における補完の効果について、シミュレーションを行ったのでこれについて説明する。図１５は、実施例３の構成に係る補完の効果について説明するシミュレーション結果である。まず、検出リング１２が有するシンチレータ結晶Ｃの検出効率を所定のバラツキを持たせつつ、予め、決定しておく。そして、これから、各ＬＯＲにおける同時イベント数をシミュレーションにより求め、ＬＯＲに関する環境に影響されないように、補正しておく。この補正は、同時イベント数補正部３３における補正に相当する。そして、この補正された同時イベント数を式３に代入して検出効率ε^ｋ _ｖｊを求めた。

図１５における円印のプロットは、１層目のシンチレータ結晶層２Ａにおける演算結果を表し、四角印のプロットは、２層目のシンチレータ結晶層２Ｂにおける演算結果を表している。また、三角印のプロットは、３層目のシンチレータ結晶層２Ｃにおける演算結果を表し、バツ印のプロットは、４層目のシンチレータ結晶層２Ｄにおける演算結果を表している。そして、横軸は、繰り返し回数ｋを表しており、縦軸は、予め決めたシンチレータ結晶Ｃの検出効率に対する、式３を用いて算出されたシンチレータ結晶Ｃの検出効率の誤差を表しており、これが小さいほど、予め決定しておいた検出効率を忠実に再現できたことになる。

図１５は、色抜きプロットは従来のファン・サム法、色抜き破線付きプロットは補完する同時イベント数を一定とした繰り返しファン・サム法、塗り潰した実線付きプロットは式３、式４に基づいて更新した同時イベント数で補完する繰り返しファン・サム法それぞれで検出効率ε^ｋ _ｖｊを求めた比較結果である。図１５に示した１層目のシンチレータ結晶層２Ａにおける演算結果を参照すれば分かるように、従来のファン・サム法で求めた検出効率ε^ｋ _ｖｊの誤差は４．０％程度になっているのに対して、更新した同時イベント数で補完する繰り返しファン・サム法で求めた検出効率ε^ｋ _ｖｊの誤差は、繰り返し回数ｋを増加させると、１．８％程度となっている。この様に、実施例３の構成の基で検出効率ε^ｋ _ｖｊを求めた場合、それは、実際のシンチレータ結晶Ｃの有する検出効率により忠実となる。

つまり、実施例３の構成によれば、関連データ補完部３０による欠損部分Ｔにおける同時イベント数の補完は、単位検出リング１２ａを構成するシンチレータ結晶Ｃから得られた同時イベント数を補正して、それらを平均して同時イベント数平均値を求め、これを欠損部分Ｔで計数されたものとすることによりなされる。そして、検出効率取得部３２は、配列部分Ｓに配列されている放射線検出素子の検出効率をいったん所定の数値とするとともに、欠損部分にあったと仮定されたシンチレータ結晶Ｃの検出効率を１とし、補正された同時イベント数と同時イベント数平均値とを基にシンチレータ結晶Ｃの検出効率を求め、求められたシンチレータ結晶Ｃの検出効率と欠損部分Ｔにあったと仮定されたシンチレータ結晶Ｃの検出効率とを基に配列部分Ｓに配列されているシンチレータ結晶Ｃの検出効率を再び求め、その際に、欠損部分Ｔで計数されたと仮定する同時イベント数は、最初に求めた同時イベント数平均値に、前の計算で求められたシンチレータ結晶Ｃの検出効率を掛け合わせたものとする。また欠損部分Ｔにあったと仮定されたシンチレータ結晶Ｃの検出効率は、１のまま変更しない構成となっている。なお、配列部分Ｓに配列されたシンチレータＣ、および欠損部分Ｔにあったと仮定されたシンチレータ結晶Ｃの検出効率を１とすることは、本発明の所定の数値を１とすることに相当する。

実施例３の構成に係る効果を別の観点から説明する。図１６は、実施例３に係る検出効率を比較するシミュレーション結果である。図１６の縦軸は、単位検出リング１２ａに属するシンチレータ結晶Ｃの検出効率であり、横軸は、単一の単位検出リング１２ａに属するシンチレータ結晶Ｃの番号を意味している。そして、図１６の（ｃ）及び（ｄ）は、ｋ＝１０となっているときの検出効率であり、シンチレータ結晶Ｃが２次元的に配列されて構成されるシンチレータ結晶層２Ａの中央に位置する単位検出リング１２ａについてのシミュレーションである。図１６（ａ）は、本来のシンチレータ結晶Ｃが有する検出効率（変換能）を示している。図１６（ｂ）は、検出リング１２の欠損部分Ｔに放射線検出器１を配列しない状態で、同時イベント数の補完を行なわずに、各シンチレータ結晶Ｃの検出効率を従来のファン・サム法により求めた結果である。図１６（ｃ）は、検出リング１２の欠損部分Ｔに放射線検出器１を配列した状態で、実施例３の手法に基づいて一定値の同時イベント数で補完を行い、各シンチレータ結晶Ｃの検出効率を求めた結果である。図１６（ｄ）は、検出リング１２の欠損部分Ｔに放射線検出器１を配列した状態で、実施例３の手法に基づいて更新した同時イベント数で補完を行い、各シンチレータ結晶Ｃの検出効率を求めた結果である。図１６（ａ）と図１６（ｂ）とを比較すればわかるように、検出リング１２の欠損部分Ｔの存在により、ファン・サム法で取得される検出効率は、撹乱される。また図１６（ａ）と図１６（ｃ）より補完用いる同時イベント数を更新しないために本来の検出効率からずれた位置で収束する。

図１６（ａ）と図１６（ｄ）とを比較すればわかるように、実施例３の構成によれば、検出リング１２に欠損部分Ｔが存在したとしても、繰り返しファン・サム法で取得される検出効率は、現実の検出効率に近いものとなっている。

また、図１７は、シンチレータ２が有する２層目のシンチレータ結晶層２Ｂにおけるシミュレーション結果である。図１７中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）における各条件は、図１６で説明したそれと同様である。放射線検出器１が有する２層目のシンチレータ結晶層２Ｂが属するシンチレータ結晶Ｃについて、図１６と同様なシミュレーションを行った結果である。図１７も、図１６の場合と同様、シンチレータ結晶Ｃの検出効率をより忠実に求めることができることを示している。

また、図１８は、シンチレータ２が有する３層目のシンチレータ結晶層２Ｃにおけるシミュレーション結果である。図１８中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）における各条件は、図１６で説明したそれと同様である。放射線検出器１が有する３層目のシンチレータ結晶層２Ｃが属するシンチレータ結晶Ｃについて、図１６と同様なシミュレーションを行った結果である。図１８も、図１６の場合と同様、シンチレータ結晶Ｃの検出効率をより忠実に求めることができることを示している。

また、図１９は、シンチレータ２が有する４層目のシンチレータ結晶層２Ｄにおけるシミュレーション結果である。図１９中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）における各条件は、図１６で説明したそれと同様である。放射線検出器１が有する４層目のシンチレータ結晶層２Ｄが属するシンチレータ結晶Ｃについて、図１６と同様なシミュレーションを行った結果である。図１９も、図１６の場合と同様、シンチレータ結晶Ｃの検出効率をより忠実に求めることができることを示している。

以上のように、実施例３の構成によれば、実施例１、実施例２の計算方法と異なる検出効率の算出方法が提供できる。実施例３の構成によれば、いったん同時イベント数を補正するので、検出効率を算出する演算は簡単なものとなる。また、単位検出リング１２ａを跨いでＬＯＲを考えて検出効率を算出するので、実施例１、実施例２の計算方法よりも有利な場合がある。

本発明は、上記各実施例の構成に限られることなく、下記のように変形実施できる。

（１）上述の実施例１において、ＬＯＲγには、回転対称なＬＯＲが１３個存在し、うち、実際に同時イベント数が計数できる１０個のＬＯＲの同時イベント数を複製することでＬＯＲγの同時イベント数を求めていたが、本発明はこの構成に限らない。検出リング１２にシンチレータが仮想円に沿って円弧状に配列されている場合、ＬＯＲγと回転対称となっているＬＯＲは、実施例１で説明したように、シンチレータ結晶Ｃを３２個飛ばしに現れるのではなく、シンチレータ結晶Ｃｉの隣のシンチレータ結晶Ｃ（ｉ＋１）は、ＬＯＲγと回転対称となっているＬＯＲを有している。この様な場合、上記式１に代わって、以下のような式５を利用することができる。
ｍ（ｉ，ｊ）＝ｍ（ｉ＋ｘ，ｊ＋ｘ）……（５）

（２）上述の実施例２において、ＬＯＲδには、回転対称なＬＯＲが１３個存在し、うち、実際に同時イベント数が計数できる１０個のＬＯＲの同時イベント数を平均することでＬＯＲδの同時イベント数を求めていたが、本発明はこの構成に限らない。検出リング１２にシンチレータが仮想円に沿って円弧状に配列されている場合、ＬＯＲδと回転対称となっているＬＯＲは、実施例２で説明したように、シンチレータ結晶Ｃを３２個飛ばしに現れるのではなく、シンチレータ結晶Ｃｉの隣のシンチレータ結晶Ｃ（ｉ＋１）は、ＬＯＲδと回転対称となっているＬＯＲを有している。この様な場合、上記式２に代わって、以下のような式６を利用することができる。ただしＮ_ｄは、単位検出リング１２ａに配列されたシンチレータ結晶Ｃの個数である。

（３）上述した各実施例のいうシンチレータ結晶は、ＬＹＳＯで構成されていたが、本発明においては、その代わりに、ＧＳＯ（Ｇｄ_２ＳｉＯ_５）などのほかの材料でシンチレータ結晶を構成してもよい。本変形例によれば、より安価な放射線検出器が提供できる放射線検出器の製造方法が提供できる。

（４）上述した各実施例において、シンチレータには、シンチレータ結晶層が４層設けられていたが、本発明はこれに限らない。例えば、１層のシンチレータ結晶層で構成されるシンチレータを本発明に適応してもよい。その他、放射線検出器の用途に合わせて、自在にシンチレータ結晶層の層数を調節することができる。

（５）上述した各実施例において、蛍光検出器は、光電子増倍管で構成されていたが、本発明はこれに限らない。光電子増倍管に代わって、フォトダイオードやアバランシェフォトダイオードなどを用いてもよい。

（６）上述した各実施例において、検出リングには単一の欠損部分Ｔを有していたが、本発明はこれに限らず、図２０に示すように、検出リングに離間した複数個の欠損部分Ｔ１、Ｔ２と、複数個の配列部分Ｓ１、Ｓ２とを有していてもよい。この様な構成は、泌尿器検査用のＰＥＴ装置などに適応できる。

（７）上述した各実施例において、欠損部分Ｔは、所定の目的を達成するために設けられたものであったが、本発明は、これに限らない。すなわち、本発明は、放射線検出器１が故障したときなどにも適応できる。

以上のように、本発明は、医療分野に使用される放射線断層撮影装置に適している。

Claims (9)

1. 放射線を検出する放射線検出素子が弧状に配置された検出リングと、第１放射線検出素子、および第２放射線検出素子とが同時に放射線を検出した回数である同時イベント数を計数する同時計数手段と、前記第１放射線検出素子、および前記第２放射線検出素子とを結んだ線分である位置情報を出力する位置特定手段と、同時イベント数と、それに対応する位置情報とが関連付けられた関連データを記憶する関連データ記憶手段とを備えた放射線断層撮影装置において、前記検出リングは、前記放射線を検出する放射線検出素子が配列された配列部分と、放射線検出素子が配列されていない欠損部分とを有し、前記関連付けられた関連データを基に、前記第１放射線検出素子が欠損部分にあったと仮定した時の同時イベント数とそれに対応する位置情報とを求め、それを関連データ記憶手段に追加して記憶することで欠損部分の関連データを補完する関連データ補完手段と、前記関連データと、補完により形成された関連データとを用いて検出リングに配置された各放射線検出素子の放射線の検出効率を得る検出効率取得手段と、前記放射線の検出効率を基に前記放射線断層画像を補正する補正手段とを備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
2. 請求項１に記載の放射線断層撮影装置において、前記関連データ補完手段は、前記関連データ記憶手段で記憶された前記関連データを複製して、その複製を欠損部分で計数されたものとすることにより、前記第１放射線検出素子が欠損部分にあったと仮定したときの同時イベント数とそれに対応する位置情報を求めて補完することを特徴とする放射線断層撮影装置。
3. 請求項２に記載の放射線断層撮影装置において、前記関連データ補完手段による欠損部分における前記同時イベント数とそれに対応する位置情報の補完は、前記第１放射線検出素子、および前記第２放射線検出素子の相対位置を保持した状態で両者を仮想的に回転させて、前記第１放射線検出素子が前記欠損部分にあったと仮定することによってなされることを特徴とする放射線断層撮影装置。
4. 請求項１に記載の放射線断層撮影装置において、前記関連データ補完手段は、複数の前記同時イベント数を平均して、その平均を欠損部分で計数されたものとすることにより、前記第１放射線検出素子が欠損部分にあったと仮定した時の同時イベント数を補完することを特徴とする放射線断層撮影装置。
5. 請求項４に記載の放射線断層撮影装置において、前記関連データ補完手段による欠損部分における前記同時イベント数の補完は、前記第１放射線検出素子、および前記第２放射線検出素子の相対位置を保持した状態で両者を仮想的に回転させていき、前記第１放射線検出素子、および前記第２放射線検出素子との位置関係と回転対称となっている放射線検出素子の対である回転対称放射線検出素子対を収集し、前記回転対称放射線検出素子対に対応する前記同時イベント数を平均するとともに、前記平均値を前記第１放射線検出素子が欠損部分にあったと仮定したときの同時イベント数とすることによりなされることを特徴とする放射線断層撮影装置。
6. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
   前記関連データ補完手段は、前記検出リングを構成する前記放射線検出素子から得られた同時イベント数から欠損部分で計数されたと仮定される同時イベント数を求めることにより、前記欠損部分における前記同時イベント数を補完する機能を含み、
   前記検出効率取得手段は、前記配列部分に配列されている前記放射線検出素子の検出効率をいったん所定の数値とするとともに、前記欠損部分にあったと仮定された前記放射線検出素子の検出効率を所定の数値とし、同時イベント数と前記欠損部分で計数されたと仮定した時の同時イベント数とを基に前記放射線検出素子の検出効率を求め、
   求められた前記放射線検出素子の検出効率と、前記欠損部分にあったと仮定された前記放射線検出素子の検出効率とを基に、前記欠損部分で計数されたと仮定した時の同時イベント数と、更新された放射線検出素子の検出効率との積を欠損部分で計数されたものとして再び補完して、前記配列部分に配列されている前記放射線検出素子の検出効率を再び求めて更新し、その際、前記欠損部分にあったと仮定された前記放射線検出素子の検出効率は、所定の数値のまま変更しないことを特徴とする放射線断層撮影装置。
7. 請求項６に記載の放射線断層撮影装置において、
   前記関連データ補完手段は、前記検出リングを構成する前記放射線検出素子から得られた同時イベント数を平均して求めた同時イベント数平均値を前記欠損部分で計数されたと仮定される同時イベント数とすることを特徴とする放射線断層撮影装置。
8. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、前記放射線検出素子は、円または多角形に沿って少なくとも弧状に配列されて前記放射線検出素子が一列に並んだ単位検出リングを構成し、複数の前記単位検出リングが積層されて、前記検出リングが形成されていることを特徴とする放射線断層撮影装置。
9. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、前記検出リングは、離間した複数個の欠損部分を有することを特徴とする放射線断層撮影装置。

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