WO2001059477A1

WO2001059477A1 - Tomographe a emission de positrons

Info

Publication number: WO2001059477A1
Application number: PCT/JP2001/000579
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Ohba; Hideo Tsukada
Original assignee: Hamamatsu Photonics K.K.
Priority date: 2000-02-07
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2001-08-16
Also published as: EP1256817A1; JP2001221861A; DE60115848T2; EP1256817A4; EP1256817B1; US20030014132A1; AU2001228845A1; JP4408162B2; US7191109B2; DE60115848D1

Description

明糸田

ポジトロンェミッショントモグラフィ装置

技術分野

本発明は、被験薬物の評価等に好適に用いられるポジトロンェミッショントモグラフィ装置に関する。

背景技術

ポジトロンェミッショントモグラフィ装置（陽電子放射断層撮影装置、以下、 P E T装置という）は、被検体内に陽電子放出性の標識物質を投与すると共に、電子 ·陽電子対消滅に伴って被検体の被計測部位で発生した放射線を同時計数し、被計測部位における放射線濃度の空間分布を計測 ·画像化することによって、被計測部位の特定の関心領域における標識物質の集積量変化等を調査するものであり、アルツハイマー型又は血管性の痴呆症に対する薬物等の評価に応用されつつある。

図 1 0は、従来の P E T装置の構成を示すブロック構成図である。この P E T 装置 1 0 0は、検出部 1 0 1、データ収集部 1 0 2、画像再構成部 1 0 3、及び静注部 1 0 4を備えて構成される。ここで、データ収集部 1 0 2は、フレーム依存ヒストグラムカウントメモリ 1 0 5を備える。

続いて、この P E T装置 1 0 0の動作について説明する。まず、静注部 1 0 4 によって被検体 S (例えばサル）に標識物質 Tが静注される。次いで、被検体 S の被計測部位 H (例えば頭部）が検出部 1 0 1内の測定空間に挿入された後、被検体 Sの頭部に達した標識物質 Tから発する放射線が検出部 1 0 1によって同時計数され、データ収集部 1 0 2に同時計数デ一夕が送信される。デ一夕収集部 1 0 2では、送信された同時計数データがフレーム依存ヒストグラムカウントメモリ 1 0 5内に蓄えられ、撮像フレームに応じて加算される。そして、加算されたデータが画像再構成部 1 0 3に送られ、これをもとに被検体 Sの被計測部位 Hにおける放射線濃度分布が画像化される。

薬物の評価試験においては、標識物質 τが投与された後に被験薬物 Yが被検体 Sに投与される。そして、上記のようにして得られた放射線濃度を被検体 S特有の生理学的定数等に基づいて数値解析することによって、被測定部位 Hの関心領域における被験薬物 Yの投与前後の標識物質 Tの集積量変化等が導き出される。発明の開示

従来の P E T装置においては、一般に、 1回の静注によって標識物質を注入する方法（いわゆるボーラス注入法）が用いられていた。

しかしながら、このボーラス注入法では、標識物質の半減期によって計測後半には S /N比が低下してしまうため、これを補う目的で標識物質の投与量を多めに設定しなければならなかった。そのため、被検体への被ばく量が多くなつてしまうと共に、計測初期の高い放射線濃度から計測後半の低い放射線濃度までを計測できるように P E T装置における放射線濃度の計測レンジを広くする必要があつた。

一方、従来の P E T装置において、ボーラス注入法に代え、標識物質を含むガスを定常的に被検体に吸入させ続ける方法（いわゆるガス定常吸入法）が用いられることもあった。このガス定常吸入法は、被検体内の放射線濃度を定常状態にすることを目的とするものである。

しかしながら、このガス定常吸入法では、標識物質の流量等は、被検体の生理的状態（特に呼吸量）の変化に大きく影響を受けてしまうため、実際には被検体内の放射線濃度を定常状態にすることは困難であった。そのため、計測された放射線濃度には誤差が多く含まれてしまい、実験の正確性が担保できなかった。また、従来の: P E T装置において、計測されたデータを数値解析するためには、実験中における被検体の生体機能の状態（例えば血液内の放射線濃度等）を把握する必要があった。そのため、実験中又は実験終了後、被検体から動脈血を採血し、この動脈血を分析して実験中の被検体内の状態を示す生理学的定数が導き出されていた。

しかしながら、動脈血の採血は、被検体に身体的かつ精神的負担を強いるものであると共に、採血をするには専門の人員を別途必要とし、さらにはこれらの人員が採血された血液から被ばくするおそれもあった。また、採血された血液の分祈には、多くの人員と高価な機器（クロマトグラフィ、オートガンマカウン夕等）が必要とされていた。

さらに、上記のようにして得られた生理学的定数を用いる数値解析には、重畳積分を含む難解な解析計算が必要とされていた。そのため、数値解析用の人員や計算機器を別途必要とすると共に、結果が判明するまでに長期間（例えば 1週間）かかってしまうことがあった。このような場合には、直前の実験結果に基づいて次の実験条件を適宜変更するということができないため、実験の進行の著しい遅滞を招いていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、正確かつ簡便に計測を行うことが可能であると共に、迅速かつ容易に計測結果を把握することが可能なポジトロンェミッショントモグラフィ装置（P E T装置）を提供することを目的とする。

本発明に係るポジトロンェミッショントモグラフィ装置（P E T装置）は、被検体内に陽電子放出性の標識物質を投与すると共に、電子 ·陽電子対消滅に伴つて被検体の被計測部位で発生した放射線を同時計数し、被計測部位における放射線濃度の空間分布を計測する P E T装置において、被計測部位から同時計数された放射線データのうち、特定の関心領域の放射線データを抽出する関心領域デー夕抽出手段と、抽出された関心領域の放射線デ一夕に基づいて、被検体内への標識物質の最適投与条件を算出する投与条件算出手段と、最適投与条件に基づいて、被検体への標識物質の投与条件をフィ一ドバック制御する投与制御手段とを備えることを特徴とする。

この P E T装置によれば、例えば 1フレームごとに被測定部位の関心領域における放射線データが抽出された後、この放射線デ一夕に基づいて関心領域の放射線濃度が被検体の生理状態（血液流量等）によらず定常になるような標識物質の最適な投与条件（単位時間当たりの投与量等）が算出され、この最適な投与条件に見合うように被検体への標識物質の投与量等がフイードバック制御される。このようにして、被計測部位全体の放射線濃度ではなく、関心領域における放射線濃度が定常になるようにフィードノック制御すれば、 P E T装置における放射線濃度の計測レンジを広げる必要がなくなる。また、被験薬物投与後の関心領域における標識物質の集積量変化を、放射線濃度の変化量としてリアルタイムで正確かつ簡便に導き出すことが可能になる。従って、動脈血の採血や難解な数値計算を要せず、実験結果の算出に必要な人員、期間及び分析機器等を大幅に削減することができる。

図面の簡単な説明

図 1は、第 1の実施形態に係る P E T装置の構成を示すプロック図である。図 2は、第 1の実施形態に係る P E T装置における関心領域データ抽出処理、投与速度算出処理及び投与速度制御処理を説明するフローチャートである。図 3は、第 1の実施形態に係る P E T装置において関心領域の放射線データの抽出を説明するための模式図である。

図 4は、第 1の実施形態に係る P E T装置における投与速度算出処理を説明する詳細なフローチャートである。

図 5は、第 1の実施形態に係る P E T装置における関心領域の放射線濃度の時間変化を示すグラフである。

図 6は、第 2の実施形態に係る P E T装置における関心領域データ抽出処理及び投与速度制御処理を説明するフローチャートである。

図 7は、第 2の実施形態に係る P E T装置において関心領域の放射線デ一夕の抽出を説明するための模式図である。

図 8は、第 3の実施形態に係る P E T装置における関心領域デ一夕抽出処理及び投与速度制御処理を説明するフローチャートである。

図 9は、第 3の実施形態に係る P E T装置において検出器ペアの寄与率の算出を説明するための模式図である。

図 1 0は、従来の P E T装置の構成を示すブロック図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、添付図面を参照して、本発明に係るポジトロンェミッショントモグラフィ装置（P E T装置）の実施形態について詳細に説明する。なお、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、本発明に係るポジトロンェミッショントモグラフィ装置（P E T装置）の第 1の実施形態について説明する。図 1は、第 1の実施形態に係る P E T装置 1のブロック構成図である。同図に示されるように、この P E T装置 1は、検出部 1 0と、データ収集部 2 0と、画像情報制御部 3 0と、静注部 4 0と、計算処理部 5 0と、投与速度制御部 6 0と、表示部 7 0とを備えて構成される。

検出部 1 0は、被検体（例えばサル） Sの被計測部位（例えば頭部） Hが配置可能な測定空間を内部に含み、多数の検出器が中心軸の周囲にリング状に配列されている。これらの検出器は、測定空間の方向に受光面が向けられており、測定空間側から入射した放射線を検出する。検出部 1 0の各検出器とデータ収集部 2 0とは信号線で接続されており、検出した放射線のエネルギーに応じた検出信号が検出器からデータ収集部 2 0に送信される。

データ収集部 2 0は、撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ 2 1と、撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ 2 2とを備える。このデータ収集部 2 0は、検出部 1 0を構成する多数の検出器のうちの 1対の検出器が電子 ·陽電子対消滅に伴つて発生した放射線（エネルギ 5 1 1 k e V ) を同時検出したことを、検出部 1 0から送信された検出信号に基づいて認識し、各検出信号に基づく同時計数デー夕を撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ 2 1及び撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ 2 2に蓄積する。撮像フレ依存ヒストグラムメモリ 2 1は、—画像情報制御部 3 0兰信号線で接続されている。また、撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ 2 2は、計算処理部 5 0と信号線で接続されている。撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ 2 1 に蓄積され加算されたデ一夕は、予め設定された撮像フレーム（デ一夕収集の区切りとなる期間）に応じて画像情報制御部 3 0に送信される。

画像情報制御部 3 0は、画像情報メモリ 3 1を備えており、この画像情報メモリ 3 1には、計測開始前に予め作成されたマスク画像等の情報が記憶されている。画像情報制御部 3 0は、計算処理部 5 0と信号線で接続されており、画像情報メモリ 3 1に記憶された画像情報等は、撮像フレーム等に応じて計算処理部 5 0に送信される。

静注部 4 0は、被検体 Sに静脈注射するための注射針及び被検体 S内に標識物質 Tを注入するためのポンプ等を備える。計測期間中には、被検体 Sに注射針が挿入された状態のまま保持されており、ポンプによつて標識物質 Tが投与されつづける。また、このポンプは、投与制御手段である投与速度制御部 6 0の制御を受けて、標識物質 Tの静注速度を変化可能な構造となっている。

計算処理部 5 0は、撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ 2 2から送信される同時計数データ及び画像情報制御部 3 0から送信される画像情報等に基づレ、て被測定部位 H内の特定の関心領域 Kの放射線デ一夕を抽出し、関心領域 Kの放射線濃度及び最適な投与速度（単位時間当たりの静注量）を算出する。この計算処理部 5 0は、投与速度制御部 6 0及び表示部 7 0と信号線で接続されており、算出された関心領域 Kの放射線濃度は表示部 7 0に送信され、算出された最適な投与速度は投与速度制御部 6 0に送信される。

投与速度制御部 6 0は、静注部 4 0と信号線で接続されており、送信された最適な投与速度情報に基づいて静注部 4 0による投与速度を制御する。また、表示部 7 0は例えば液晶モニタ等であり、送信された関心領域 Kの放射線濃度をグラフ等によって表示する。続いて、本実施形態に係る P E T装置 1の動作について、図 2に示すフローチャ一トを参照しながら、関心領域データ抽出処理、投与速度算出処理（投与条件算出処理）及び投与速度制御処理（投与制御処理）を中心に説明する。

計測開始後の処理を説明する前に、計測開始前に行なわれる処理について説明する。この計測前処理では、まず、予め計測された被検体 Sの被測定部位 Hに関する M R Iの解剖画像等が、画像情報制御部 3 0の画像情報メモリ 3 1に入力される（ステップ 1— 1、以下 S 1 - 1のように略記する）。次いで、この画像上に関心領域 Kが設定される（S 1 — 2 )。関心領域 Kは、被験薬物 Yの投与によって標識物質 Tの集積量等が変化する部位であり、被験薬物 Yの種類や目的等によつて適宜選択される。

次に、設定された画像をもとに関心領域 Kのデータのみを残すマスク画像が作成される（S 1— 3 )。このマスク画像では、関心領域 K内を 1、関心領域 K以外の領域を 0と設定される。マスク画像が作成された後、マスク画像と P E T画像との位置合わせが行なわれる（S 1— 4 )。

上記のような計測前処理が行われた後、計測が開始される。被検体 Sの被測定部位 Hが検出部 1 0の測定空間に挿入され、被検体 Sへの標識物質 T (例えば、陽電子放出性の ¹⁵0等を含む化合物）の投与が開始される。そして、電子 *陽電子対消滅によつて被計測部位 Hから発生した放射線が同時計数され、この同時計数データが、撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ 2 1及び撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ 2 2に収集される（S 1 — 1 1 )。この同時計数デ一夕は、 1 フレームが終了するまで繰り返し収集され、同時計数デ一夕が撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ 2 1及び撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ 2 2に蓄積される。

1フレームが終了した後、加算された同時計数データは計算処理部 5 0に送信され、この同時計数データをもとに被測定部位 Hの P E T画像（放射線データ画像）の再構成が行なわれる（S 1— 1 2 )。このとき、画像情報制御部 3 0から、予め位置合わせされたマスク画像が計算処理部 50に送信される。そして、計算処理部 50において、再構成された PET画像とマスク画像とが合成される（S 1— 13)。この合成によって、例えば図 3に示されるように、関心領域 Kの PE T画像（すなわち、関心領域内の放射線濃度分布を示す画像）が抽出される。次いで、計算処理部 50では、抽出された関心領域 Kの PET画像をもとに、関心領域 Kの PETデータ（放射線濃度デ一夕）が導出される（S 1— 14)。この関心領域 Kの P E Tデ一夕は表示部 70に送信され、グラフ等として表示される。また、計算処理部 50では、この関心領域 Kの PETデータに基づいて、関心領域 Kの放射線濃度が定常になるような最適な投与速度が算出される（S 1— 15)。

ここで、図 4に示すフローチャートを参照しながら、最適な投与速度（最適投与条件）の算出処理を詳細に説明する。この算出処理を行なう際の前処理として、予め過去の PETデータが画像情報制御部 30の画像情報メモリ 3 1に入力される（S 1—2 1)。そして、入力された PE Tデータのうち、基準としたい入力関数データが予め設定され（S 1— 22)、この基準入力関数デ一夕に基づいて基準入力関数のグラフが作成される（S 1— 23)。

S 1 - 14において関心領域 Kの PETデータが算出された後、予め作成されている基準入力関数のグラフと算出された P E Tデータによるグラフとのずれが計算される（S 1— 24)。そして、このずれを補正するような標識物質 Tの最適な投与速度が算出される（S 1—25)。なお、このフレームで得られた PETデ一夕によるグラフは、予め作成された基準入力関数のグラフと置き換えられ、次のフレームにおける基準入力関数のグラフとして用いてもよい。

この後、算出された最適な投与速度に関する情報が投与速度制御部 60に送信され、投与速度制御部 60は、静注部 40における標識物質 Tの投与速度（投与条件）がこの最適な投与速度になるようにフィードバック制御する（S 1— 16)。このような一連の処理が終了すると、計測は次のフレームへと進行する。次フレームの計測において、静注部 4 0では、算出された最適な投与速度で被検体 Sへの標識物質 Tの投与が行なわれる。

このような処理が繰り返されて、フレームが次々と進行する。各フレームごとに投与速度がフィードバック制御されるため、フレームの進行と共に関心領域 K から発生する放射線濃度を定常化することができる。関心領域 Kから発生する放射線濃度が定常状態になった後、被験薬物 Yが被検体 Sに投与される。そして、関心領域 Kから発生する放射線濃度の変化（すなわち、標識物質 Tの集積量変化）をみることによって被験薬物 Yが評価される。

図 5は、本実施形態に係る P E T装置における関心領域の放射線濃度の時間変化を示すグラフであり、このようなグラフは表示部 7 0においてリアルタイムで視認することができる。同図に示すように、関心領域 Kから発生する放射線濃度の時間変化は、大きく 3つの期間に分けられる。

第 1の期間 P 1は、まだ関心領域 Kの放射線濃度が安定せず、血液流量等に依存している段階である。第 2の期間 P 2は、標識物質 Tの投与速度をフィードバック制御したことによって、関心領域 Kの放射線濃度が定常状態となつた段階である。第 3の期間 P 3は、被験薬物 Yの投与によって定常状態であった閧心領域 Kの放射線濃度に変化が生じた段階である。本実施形態では、期間 P 3における関心領域 Kの放射線濃度の変化を調べることによって被験薬物 Yの効果が評価される。

本実施形態に係る P E T装置 1によれば、 1フレームごとに被測定部位の関心領域における同時計数デ一夕が抽出された後、この同時計数デ一夕から導出された関心領域 Kの放射線濃度データに基づいて、関心領域 Kの放射線濃度が被検体 Sの生理状態（血液流量等）によらず定常になるような標識物質の最適投与条件として、最適な投与速度が算出される。そして、算出された最適な投与速度に基づいて、被検体 Sへの標識物質 Tの投与速度がフィードバック制御される。

このようにして、被計測部位 H全体の放射線濃度ではなく、関心領域 Kにおける放射線濃度が定常になるようにフィードバック制御すれば、放射線濃度の計測レンジを広げる必要がなくなる。同時に、被験薬物 Y投与後の関心領域 Kにおける標識物質 τの集積量変化を、放射線濃度の変化量としてリアルタイムで正確かつ簡便に導き出すことが可能になる。従って、動脈血の採血や難解な数値解析を要せず、実験結果の算出に必要な人員、期間及び分析機器等を大幅に削減することができる。

また、本実施形態に係る P E T装置 1では、抽出された放射線濃度データがグラフ等として表示部 7 0においてリアルタイムで表示される。従って、関心領域 Kにおける放射線濃度の変化等をリアルタィムで容易に視認することが可能になり、計測の結果等を迅速に判断することができる。

また、本実施形態に係る P E T装置 1では、関心領域の放射線データを画像として抽出することによって抽出精度を高くすることが可能であると共に、同時計数デ一夕ではなく放射線濃度として抽出することができる。

さらに、本実施形態に係る P E T装置 1では、予め基準入力関数のグラフを作成し、この基準入力関数のグラフとのずれを補正するようにして標識物質 Tの投与速度を算出している。従って、同一の被検体に対して複数回計測を行う場合はもとより、複数の被検体（すなわち、生理学的定数が異なる被検体）を計測する場合であっても、煩雑な計算や分析を行う必要がなくなる。

次に、本発明に係るポジトロンェミッショントモグラフィ装置（P E T装置）の第 2の実施形態について説明する。第 2の実施形態に係る P E T装置 2の構成は第 1の実施形態とほぼ同様であるため、ここでは、図 6に示すフローチャートを参照しながら、この P E T装置 2の動作について、関心領域デ一夕抽出処理、投与速度算出処理及び投与速度制御処理を中心に説明する。

計測開始後の処理を説明する前に、計測開始前に行なわれる処理について説明する。この計測前処理では、第 1の実施形態と同様に、予め計測された被検体 S の被測定部位 Hに関する M R Iの解剖画像等が画像情報制御部 3 0の画像情報メモリ 3 1に入力され（S 2— 1 )、次いで、この画像上に関心領域 Kが設定される (S 2 - 2 )o

次に、設定された画像をもとに関心領域 Kのデータのみを残すマスク画像が作成され（S 2— 3)、マスク画像と P E T画像との位置合わせが行なわれる（S 2 —4)。その後、本実施形態では、このマスク画像が投影データ上に前方投影され、投影マスクが作成される（S 2— 5)。

上記のような計測前処理が行われた後、計測が開始される。被検体 Sの被測定部位 Hが検出部 10の測定空間に挿入され、被検体 Sに標識物質 Tの投与が開始される。そして、被計測部位から発生した放射線が同時計数され、この同時計数デ一夕が撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ 2 1及び撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ 22に収集される（S 2— 1 1)。この同時計数データは、 1フレ —ムが終了するまで繰り返し収集され、同時計数デ一夕が撮像フレーム依存ヒストグラムメモリ 2 1及び撮像フレーム非依存ヒストグラムメモリ 22に蓄積される。

1フレームが終了した後、加算された同時計数デ一夕は計算処理部 50に送信され、このデ一夕が投影データ上に前方投影される（S 2_ 12)。このとき、画像情報制御部 30から予め位置合わせされた投影マスクが計算処理部 50の投影データ上に送信される。そして、計算処理部 50において、投影 PETデ一夕（投影放射線データ）と投影マスクとが合成される（S 2一 13)。この合成によって、例えば図 7に示されるように、関心領域 Kの投影 PETデ一夕が抽出される。次いで、計算処理部 50では、抽出された関心領域 Kの投影 PETデ一夕をもとに関心領域 Kの P E Tデ一夕が導出される（S 2— 14)。この関心領域 Kの P ETデータは表示部 70に送信され、グラフ等として表示される。また、計算処理部 50では、第 1の実施形態と同様に、関心領域 Kの P E Tデ一夕に基づいて、関心領域 Kの放射線濃度が定常になるような最適な投与速度が算出される（S 2 — 15)。この後、算出された最適な投与速度に関する情報が投与速度制御部 6 0に送信され、投与速度制御部 6 0は、静注部 4 0における標識物質 Tの投与速度がこの最適な投与速度になるようにフィードバック制御する（S 2— 1 6 )。このような一連の処理が終了すると、計測は次のフレームへと進行する。次フレームの計測中には、静注部 4 0では、算出された最適な投与速度で被検体 Sへの標識物質 T の投与が行なわれる。

本実施形態に係る P E T装置 2によれば、投影データ上で関心領域 Kの投影放射線データと投影マスクを合成するため、時間分解能を向上させることが可能になる。

最後に、本発明に係るポジトロンエミッシヨントモグラフィ装置（P E T装置）の第 3の実施形態について説明する。第 3の実施形態に係る P E T装置 3の構成も第 1の実施形態とほぼ同様であるため、ここでは、図 8に示すフローチャートを参照しながら、この P E T装置 3の動作について、関心領域データ抽出処理、投与速度算出処理及び投与速度制御処理を中心に説明する。

計測開始後の処理を説明する前に、計測開始前に行なわれる処理について説明する。この計測前処理では、予め被検体 Sの被測定部位 Hに関する予備的な P E T計測が行なわれる（S 3 _ l )。そして、この予備的 P E T計測によって得られた P E Tデ一夕をもとに P E T画像が再構成される（ S 3— 2 )。

また、第 1の実施形態と同様に、予め計測された被検体 Sの被測定部位 Hに関する M R Iの解剖画像等が画像情報制御部 3 0の画像情報メモリ 3 1に入力され、この画像上に関心領域 Kが設定される（S 3— 3 )。そして、設定された画像をもとに関心領域 Kのデータのみを残すマスク画像が作成され（S 3— 4 )、マスク画像と予備的 P E T画像とが合成される（S 3— 5 )。

次に、合成された画像をもとに、関心領域 Kから各検出器ペアへの寄与率が算出される（S 3 _ 6 )。この寄与率は、各検出器ペアの検出した同時計数値のうち、関心領域 Kから発生した放射線の寄与する割合を示すものであり、例えば図 9に示されるような場合には、検出器ペアを結ぶ線分が関心領域 Kを横切る距離ゃ予備的 P E T画像により得られる放射線濃度分布等に基づいて各検出器ペアにつき 0から 1の間の値に設定される。そして、各検出器ペアごとの寄与率をまとめた寄与率テーブルが作成される（S 3— 7)。

上記のような計測前処理が行われた後、計測が開始される。被検体 Sの被測定部位 Hが検出部 10の測定空間に挿入され、被検体 Sに標識物質 Tの投与が開始される。そして、被計測部位から発生した放射線が同時計数される（S 3— 1 l)o 本実施形態では、フレームごとではなく、得られた同時計数データが時系列的に計算処理部 50に送信される。計算処理部 50では、その同時計数データを検出した検出器ペアが特定される（S 3— 12)。

このとき、予め作成された各検出器ペアごとの寄与率テーブルが計算処理部 5 0に送信され、これに基づいて各同時計数データに重み付け処理がされる（S 3 — 13)。例えば、寄与率が 0. 7 (70%) である検出器ペアによって検出された場合には、同時計数 1のものは 0. 7に減じられる。なお、このとき得られた同時計数デ一夕を含めた寄与率テーブルが新たに作成され、次の同時計数データの重み付け処理の際に用いてもよい。

次いで、計算処理部 50では、上記のように重み付けされた同時計数データに基づいて関心領域 Kの PETデータが抽出される（S 3— 14)。この関心領域 K の PETデ一夕は表示部 70に送信され、グラフ等として表示される。また、計算処理部 50では、第 1の実施形態と同様に、関心領域 Kの PETデータに基づいて、関心領域 Kの放射線濃度が定常になるような最適な投与速度が算出される

この後、算出された最適な投与速度に関する情報が投与速度制御部 60に送信され、投与速度制御部 60は、静注部 40における標識物質 Tの投与速度がこの最適な投与速度になるようにフィードバック制御する（S 2— 16)。本実施形態における PET撮像は、 1フレームが終了すると次フレームへと進行する。しかし、最適投与速度の算出及び制御は、フレームに依存しないで適宜行われるため、静注部 4 0では、その都度最適な投与速度で被検体 Sへの標識物質 Tの投与が行なわれる。

本実施形態に係る P E T装置 3によれば、各検出器ペアに基づく時系列的なデ一夕を用いるため、非常に高い時間分解能を有する関心領域 Kの放射線データを抽出することが可能になる。

本発明に係るポジトロンェミッショントモグラフィ装置（P E T装置）は、上記実施形態に限定されるものではなく、他の条件等に応じてさまざまな変形態様をとることが可能である。例えば、上述した実施形態では、関心領域 Kの放射線データの抽出処理を行う関心領域データ抽出手段の機能、及び最適投与条件の算出処理を行う投与条件算出手段の機能を、単一の計算処理部 5 0によって実現している。これに対して、これらの処理を、信号線を介して別個に設けられた処理部、例えば、関心領域データ抽出処理部及び投与条件算出処理部でそれそれ実行されるように構成することも可能である。

産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明に係るポジトロンェミッショントモグラフィ装置 ( P E T装置）は、正確かつ簡便に計測を行うことが可能であると共に、迅速かつ容易に計測結果を把握することが可能なポジトロンェミッショントモグラフィ装置として利用可能である。

すなわち、 P E T装置における放射線濃度の計測レンジを広げる必要がなくなると共に、被験薬物投与後の関心領域における放射線濃度の変化量等をリアルタィムで正確かつ簡便に導き出すことが可能になる。従って、動脈血の採血や難解な数値解析を要せず、実験結果の算出に必要な人員、期間及び分析機器等を大幅に削減することができる。

Claims

言青求の範囲

1 . 被検体内に陽電子放出性の標識物質を投与すると共に、電子 ·陽電子対消滅に伴って前記被検体の被計測部位で発生した放射線を同時計数し、前記被計測部位における放射線濃度の空間分布を計測するポジトロンェミッショントモグラフィ装置において、

前記被計測部位から同時計数された放射線データのうち、特定の関心領域の放射線データを抽出する関心領域データ抽出手段と、

抽出された前記関心領域の放射線データに基づいて、前記被検体内への前記標識物質の最適投与条件を算出する投与条件算出手段と、

前記最適投与条件に基づいて、前記被検体への前記標識物質の投与条件をフィードバック制御する投与制御手段と

を備えることを特徴とするポジトロンエミッシヨントモグラフィ装置。

2 . 抽出された前記関心領域の放射線データを即時に画像表示可能な関心領域データ表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項 1に記載のポジトロンェミッショントモグラフィ装置。

3 . 前記関心領域データ抽出手段は、

前記被計測部位の位置情報が表示された画像上に前記関心領域を設定し、前記被計測部位から同時計数された放射線データを画像再構成した放射線データ画像、及び、前記画像上から前記関心領域以外の領域の放射線データを除去したマスク画像を作成し、

前記放射線データ画像及び前記マスク画像を合成することによつて前記関心領域の放射線データを抽出することを特徴とする請求項 1又は 2に記載のポジト口ンェミッショントモグラフィ装置。

4 . 前記関心領域データ抽出手段は、

前記被計測部位の位置情報が表示された画像上に前記関心領域を設定し、前記画像上から前記関心領域以外の領域の放射線データを除去したマスク画像を作成し、 —― ―—― ―— ―—.

前記被計測部位から同時計数された放射線データを投影データ上に投影した投影放射線データ、及び、前記マスク画像を前記投影デ一夕上に投影した投影マスクを作成し、

前記投影放射線データ及び前記投影マスクを合成することによって前記関心領域の放射線データを抽出することを特徴とする請求項 1又は 2に記載のポジト口ンェミッショントモグラフィ装置。

5 . 前記関心領域データ抽出手段は、

前記被計測部位の位置情報が表示された画像上に前記関心領域を設定し、前記被計測部位から検出された複数の同時計数データについて、前記各同時計数データを得た検出器ペアを結ぶ線分と前記関心領域との位置関係に基づいて重み付けを行ない、

前記重み付けに基づいて前記関心領域の放射線データを抽出することを特徴とする請求項 1又は 2に記載のポジトロンエミッシヨントモグラフィ装置。