特許 7517966 ＰＥＴ装置および算出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】ＰＥＴ装置および算出方法

(51)【国際特許分類】

   G01T 1/161 20060101AFI20240709BHJP

   G01T 7/00 20060101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

G01T1/161 Z

G01T1/161 C

G01T7/00 C

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020197946

(22)【出願日】2020-11-30

(65)【公開番号】P2021110730

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2023-10-04

(31)【優先権主張番号】62/957,590

(32)【優先日】2020-01-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/866,993

(32)【優先日】2020-05-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】ウエンユエン チー

(72)【発明者】

【氏名】イ チャン

(72)【発明者】

【氏名】エヴレン アズマ

(72)【発明者】

【氏名】シャオリ リ

(72)【発明者】

【氏名】リ ヤン

(72)【発明者】

【氏名】ペン ペン

(72)【発明者】

【氏名】ジェフリー コルサマー

【審査官】佐藤 賢斗

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１９２８９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－１７０３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／２０３８２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１７６０８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】S. Kinouchi et al.，New Component-Based Normalization Method to Correct PET System Models，Medical Imaging Technology，日本，The Japanese Society of Medical Imaging Technology，2011年，Vol. 29, No. 5，pp. 239-249，DOI: 10.11409/mit.29.239

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｔ １／００ － １／４０

Ｇ０１Ｔ ７／００ － ７／１２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の結晶が配列されたリングが複数配列されて構成されるＰＥＴ（Positron Emission Tomography）検出器と、
線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいた、前記結晶毎の第１の結晶効率と、円筒状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第２の結晶効率と、前記線状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第３の結晶効率と、を取得する取得部と、
前記第１の結晶効率と前記第２の結晶効率と前記第３の結晶効率とに基づいて、第４の結晶効率を算出する算出部と、
を備える、ＰＥＴ装置。

【請求項2】

前記線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいて、前記結晶の各々で検出されるシングルイベントを計数する計数部と、
前記リング毎の同時計数イベントの数を決定する決定部をさらに備え、
前記取得部は、前記シングルイベントの数と、前記同時計数イベントの数とに基づいて、前記第１の結晶効率を取得する、請求項１に記載のＰＥＴ装置。

【請求項3】

前記取得部は、前記シングルイベントの数に基づいて前記結晶の軸横断方向の相対的効率を決定し、前記同時計数イベントの数に基づいて前記結晶の軸方向の相対的効率を決定し、前記軸方向の相対的効率および前記軸横断方向の相対的効率に基づいて、前記第１の結晶効率を取得する、請求項２に記載のＰＥＴ装置。

【請求項4】

前記取得部は、模擬された前記円筒状線源から照射されるガンマ線を、模擬されたＰＥＴ検出器において検出した場合の、結晶の各々で検出されるシングルイベントの数と、リング毎の同時計数イベントの数とに基づいて、前記第２の結晶効率を取得し、模擬された線状線源から照射されるガンマ線を、前記模擬されたＰＥＴ検出器において検出した場合の、結晶の各々で検出されるシングルイベントの数と、リング毎の同時計数イベントの数とに基づいて、前記第３の結晶効率を取得する、請求項１～３のいずれか１つに記載のＰＥＴ装置。

【請求項5】

前記取得部は、前記模擬された線状線源から照射されるガンマ線に基づく前記シングルイベントの数に基づいて前記結晶の軸横断方向の相対的効率を決定し、前記模擬された線状線源から照射されるガンマ線に基づく前記同時計数イベントの数に基づいて前記結晶の軸方向の相対的効率を決定し、前記軸方向の相対的効率および前記軸横断方向の相対的効率に基づいて、前記第３の結晶効率を取得する、請求項４に記載のＰＥＴ装置。

【請求項6】

前記計数部は、前記線状線源から照射される実測のガンマ線に基づく前記リング毎のシングルイベントの数の分布に対して、前記分布に基づく曲線を適用することで、前記シングルイベントの数を補正する、請求項２に記載のＰＥＴ装置。

【請求項7】

前記取得部は、前記模擬された前記円筒状線源から照射されるガンマ線に基づく前記リング毎のシングルイベントの数の分布に対して、前記分布に基づく曲線を適用することで、前記模擬された前記円筒状線源に基づく前記シングルイベントの数を補正する、請求項４に記載のＰＥＴ装置。

【請求項8】

前記取得部は、前記模擬された前記線状線源から照射されるガンマ線に基づく前記リング毎のシングルイベントの数の分布に対して、前記分布に基づく曲線を適用することで、前記模擬された前記線状線源に基づく前記シングルイベントの数を補正する、請求項４に記載のＰＥＴ装置。

【請求項9】

前記第４の結晶効率を用いて正規化されたデータセットに基づいて、ＰＥＴ画像を再構成する再構成部をさらに備える、請求項１～８のいずれか１つに記載のＰＥＴ装置。

【請求項10】

複数の結晶が配列されたリングが複数配列されて構成されるＰＥＴ（Positron Emission Tomography）検出器と、
線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいて、前記結晶の各々で検出されるシングルイベントを計数する計数部と、
線状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づくシングルイベントの数と、円筒状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第１の結晶効率とを取得する取得部と、
前記実測のガンマ線に基づくシングルイベントの数と前記シミュレーションに基づくシングルイベントの数とに基づいて、前記第１の結晶効率を補正することで第２の結晶効率を算出する算出部と、
を備える、ＰＥＴ装置。

【請求項11】

複数の結晶が配列されたリングが複数配列されて構成されるＰＥＴ（Positron Emission Tomography）検出器を有するＰＥＴ装置によって実行される算出方法であって、
線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいた、前記結晶毎の第１の結晶効率と、円筒状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第２の結晶効率と、前記線状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第３の結晶効率と、を取得し、
前記第１の結晶効率と前記第２の結晶効率と前記第３の結晶効率とに基づいて、第４の結晶効率を算出する、
ことを含む、算出方法。

【請求項12】

複数の結晶が配列されたリングが複数配列されて構成されるＰＥＴ（Positron Emission Tomography）検出器を有するＰＥＴ装置によって実行される算出方法であって、
線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいて、前記結晶の各々で検出されるシングルイベントを計数し、
線状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づくシングルイベントの数と、円筒状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第１の結晶効率とを取得し、
前記実測のガンマ線に基づくシングルイベントの数と前記シミュレーションに基づくシングルイベントの数とに基づいて、前記第１の結晶効率を補正することで第２の結晶効率を算出する、
ことを含む、算出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書及び図面に開示の実施形態は、ＰＥＴ装置および算出方法に関する。

【0002】

具体的には、本開示は、任意の半径の小さな円筒状線源を用いた実データ収集と正規化シミュレーションの組み合わせにより、有限な空間的広がりを有する線源を用いた場合と等価な陽電子放出断層撮影（Positron Emission Tomography：ＰＥＴ）検出器の正規化を可能にするＰＥＴ装置及び算出方法に関する。

【背景技術】

【0003】

本明細書で提供される背景の説明は、本開示の文脈を一般的に提示することを目的とするものである。現在の指定された発明者の研究は、この背景の項目で説明されている範囲において、ならびに出願時に先行技術と見なされない説明の態様においては、明示的にも黙示的にも本開示に対する先行技術として自認するものではない。

【0004】

陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）は、放射性トレーサーの使用を通して、ヒトまたは動物における生化学的プロセスをイメージングできる機能的イメージングモダリティである。ＰＥＴイメージングでは、注射、吸入、または摂取を介して、イメージングすべき患者にトレーサー物質が導入される。投与された後、この物質は、その物理的および生体分子特性により、患者の身体の特定の場所に集積される。当該物質の実際の空間分布、蓄積領域の強度、および投与から最終的な排泄までのプロセスの動態は、全て臨床的意義を有し得る因子である。

【0005】

ＰＥＴシステムは、正確で信頼できる画像再構成を保証するために、幾つかの補正を使用することができる。最も一般的で重要な補正の１つは減衰補正である。ＰＥＴの減衰を正確に補正する機能は、特に単一光子放射型コンピュータ断層撮影（Single Photon Emission Computed Tomography：ＳＰＥＣＴ）と比較して、最終的な再構成画像を大幅に改善した最初の発展の１つであった。減衰に加えて、他のモダリティを用いた一般的な補正スキーム（例えば散乱補正、不感時間の推定）、およびその他のＰＥＴ固有の補正（例えばランダム補正）もまた、定性的および定量的な結果の改善のために使用される。

【0006】

ＰＥＴ検出器の構造および結晶自体の固有の特性は、考慮されうる種々のタイプの系統的エラーおよびランダムエラーの原因となりうる。ＰＥＴデータセットの応答線（Lines Of Response：ＬＯＲ）は、検出器の効率の変動、対象となる立体角、および隣接するデータ要素の合計を含む様々な理由で感度が異なる。これらの変動に関する情報は、定量的でアーチファクトのない画像をより正確に再構成するために利用される。特に、これらの変動は、画像再構成の前または最中に修正することができる。ノーマライゼーション（以下、正規化とも記載する）とは、上記の変動を補正するプロセスを指し、正規化係数は各ＬＯＲの補正係数を指す。正規化が不十分なＰＥＴ検出器は、生成される画像の診断値を低下させる可能性がある。

【0007】

デフリーズ（Defrise）法は、重く且つ調製が難しい大型の均一な円筒状ファントムまたは回転円筒状ファントムの使用を含む。これは、ｉ）デフリーズ法は、円筒状ファントムの中心を通過するＬＯＲと隣接するＬＯＲの数が同じであるとの仮定に基づいており、ｉｉ）大きな円筒状ファントムは、軸横断方向ドメインで結晶の斜めの入射角を有する事象を有することができ、ｉｉｉ）円筒状ファントムは実際の患者のサイズに近い、ためである。このような円筒状ファントムは、より長い軸方向の視野（Field Of View：ＦＯＶ）または大きなボアを備えたＰＥＴスキャナでは取り扱いがますます困難になる可能性がある。したがって、任意のＰＥＴスキャナで使用するための、半径が小さく且つ重量の小さいファントムを用いた方法が望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１４２３８９号明細書

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１３１７７４号明細書

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１７６０８７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、任意の半径の小さな円筒状線源を用いた結晶効率の算出を可能にすることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置付けることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0010】

実施形態のＰＥＴ装置は、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）検出器と、取得部と、算出部とを有する。ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）検出器は、複数の結晶が配列されたリングが複数配列されて構成される。取得部は、線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいた、前記結晶毎の第１の結晶効率と、円筒状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第２の結晶効率と、前記線状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第３の結晶効率と、を取得する。算出部は、前記第１の結晶効率と前記第２の結晶効率と前記第３の結晶効率とに基づいて、第４の結晶効率を算出する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1A】図１Ａは、一実施形態に係るＰＥＴスキャナの軸横断方向断面の概略図である。

【図1B】図１Ｂは、一実施形態に係る第１の結晶についての軸方向ドメインにおける結晶効率の正規化を示す図である。

【図1C】図１Ｃは、一実施形態に係る第２の結晶についての軸方向ドメインにおける結晶効率の正規化を示す図である。

【図2】図２は、一実施形態に係るリアル線状線源（Real Line Source：ＲＬＳ）を用いて結晶効率を決定する方法の一例を示すフローチャートである。

【図3】図３は、一実施形態に係るシミュレートされた円筒状線源を用いてシミュレートされた結晶効率を決定する方法の一例を示すフローチャートである

【図4】図４は、一実施形態に係るシミュレートされた線状線源を用いてシミュレートされた結晶効率を決定する方法の一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、一実施形態に係る第１の組み合わされた結晶効率を決定する方法の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、一実施形態に係る第２の組み合わされた結晶効率を決定する方法の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、一実施形態に係る結晶効率マップを示す図である。

【図8】図８は、一実施形態に係る補正されたシングルのプロファイルを決定する方法の一例を示すフローチャートである。

【図9A】図９Ａは、一実施形態に係る中心から外れた線源を用いたＲＬＳシングル計数の分布を示す図である。

【図9B】図９Ｂは、一実施形態に係るＲＬＳシングル計数の分布の曲線適合を示す図である。

【図9C】図９Ｃは、一実施形態に係る補正されたＲＬＳシングル計数分布の分布を示す図である。

【図10】図１０は、一実施形態に係る結晶効率マップを示す図である。

【図11A】図１１Ａは、一実施形態に係る陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）スキャナを示す斜視図である。

【図11B】図１１Ｂは、一実施形態によるＰＥＴスキャナを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、例として提案される本開示の様々な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明するが、添付図面においては、同様の数字は同様の要素を意味する。

【0013】

以下の開示では、提供される主題の異なる特徴を実装するための多くの異なる実施形態または例を提供する。本開示を簡略化するために、構成要素および配置の特定の例を以下に説明する。勿論、これらは単なる例であり、限定を意図するものではない。例えば、以下の説明において、第２の特徴の上または真上への第１の特徴の形成は、第１および第２の特徴が直接接触して形成される実施形態を含み得るものであり、また第１および第２の特徴が直接接触し得ないように、第１および第２の特徴の間に追加の特徴が形成され得る実施形態をも含み得るものである。更に、本開示では、様々な例において参照番号および／または文字を繰り返す場合がある。この繰り返しは、単純さおよび明確さを目的とするものであり、それ自体では、説明される様々な実施形態および／または構成の間の関係を規定するものではない。更に、「頂部」、「底部」、「真下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」などの空間的に相対的な用語が、図に示された要素または特徴と別の要素または特徴との関係を記載する説明を容易にするために、本明細書において使用され得る。これらの空間的に相対的な用語は、図に示された向きに加えて、使用中または動作中のデバイスの様々な向きを包含することが意図されている。当該システムは、他の方法で方向付けられてもよく（９０度または他の方向に回転して）、また本明細書で使用される空間的に相対的な記述子は、それに応じて同様に解釈されてよい。

【0014】

本明細書において記載される異なるステップの説明の順序は、明確化のために提示されているものである。一般に、これらのステップは任意の適切な順序で実行できる。更に、本明細書の異なる特徴、技法、構成などの各々は、本開示の種々の場所で論じられ得るが、当該概念の各々は互いに独立して、または互いに組み合わせて実施できることが意図されている。したがって、本開示の技術は、多くの異なる方法で具体化および検討することができる。

【0015】

本開示は、処理回路を具備するイメージングシステムに関し、当該処理回路は、リアル検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置されたリアル線状線源から放出されたシングルガンマ線のリアルシングル計数を取得するように設定され、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の各リングは相互に隣接して配置され且つ前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の軸方向に沿って延出し、前記シングルガンマ線は前記リアル検出器（複数）によって検出され、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各リアル検出器について、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各リアル検出器についての前記リアルシングル計数に基づき、軸横断方向の相対的効率を決定するように設定され、前記リアル線状線源から放出されて反対方向に移動する前記シングルガンマ線をペアリングして、前記シングルガンマ線のペアを取得するように設定され、前記リアル線状線源から放出され、且つｉ）前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の各リングにおいて同じ位置に配置された前記リアル検出器（複数）の第１のラインに沿った前記リアル検出器（複数）の第１のリアル検出器、およびｉｉ）前記リアル検出器（複数）の第２のラインに沿った全てのリアル検出器（複数）によって検出された前記シングルガンマ線のペア（複数）のリアルペア計数を取得するように設定され、前記第２のラインのリアル検出器（複数）は前記リングの第１のリアル検出器とは反対側の位置に配置され、ここで、前記第１のラインに沿ったリアル検出器（複数）の第１のリアル検出器は、前記検出されたペアにおける第１のシングルガンマ線を検出し、また前記リアル検出器（複数）の第２のラインにおけるリアル検出器（複数）の１つは、前記検出されたペアにおける第２のシングルガンマ線を検出するように設定され、
前記第１のラインのリアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記リアルペア計数に基づいて軸方向の相対的効率を決定するように設定され、また前記リアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記軸方向の相対的効率および前記軸横断方向の相対的効率に基づいて、リアル線状線源検出器効率を決定するように設定される。

【0016】

本開示は更に、スキャンニングシステムにおける検出器素子を正規化する方法に関し、当該方法は、リアル検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置されたリアル線状線源から放出されたシングルガンマ線のリアルシングル計数を取得することと、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の各リングは、相互に隣接して配置され且つ前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の軸方向に沿って延出し、前記シングルガンマ線は前記リアル検出器（複数）によって検出され、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各リアル検出器について、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各リアル検出器についての前記リアルシングル計数に基づいて、軸横断方向の相対的効率を決定することと、前記リアル線状線源から放出されて反対方向に移動する前記シングルガンマ線（複数）をペアリングして、前記シングルガンマ線のペア（複数）を取得することと、前記リアル線状線源から放出され、且つｉ）前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の各リングにおいて同じ位置に配置された前記リアル検出器（複数）の第１のラインに沿った前記リアル検出器（複数）の第１のリアル検出器、およびｉｉ）前記リアル検出器（複数）の第２のラインに沿った全てのリアル検出器（複数）によって検出された、前記シングルガンマ線のペア（複数）のリアルペア計数を取得することと、前記リアル検出器（複数）の第２のラインは前記リングの第１のリアル検出器とは反対側の位置に配置され、ここで、前記第１のラインに沿ったリアル検出器（複数）の第１のリアル検出器は、前記検出されたペアにおける第１のシングルガンマ線を検出し、また前記リアル検出器（複数）の第２のラインにおけるリアル検出器（複数）の１つは、前記検出されたペアにおける第２のシングルガンマ線を検出し、前記第１のラインのリアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記リアルペア計数に基づいて軸方向の相対的効率を決定することと、前記リアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記軸方向の相対的効率および前記軸横断方向の相対的効率に基づいて、リアル線状線源検出器効率を決定することとを含む。

【0017】

なお、上記した概要は、本開示または特許請求の範囲に記載の事項の全ての実施形態および／または付加的に新規な態様を特定するものではなく、異なる実施形態および対応する新規性のポイントの予備的な議論のみを提供するものである。本実施形態の更なる詳細および／または可能な全体像について、読者は、以下で更に議論される本開示の詳細な説明の項目、および対応する図へと導かれる。

【0018】

本明細書で論じられる１つの実施形態によれば、結晶効率の正規化のための方法は、ｉ）複数の検出器結晶のリング内の軸横断ドメインに沿った陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）スキャナシステムにおける複数の検出器結晶の各々について、シングルイベント計数を決定することと、ｉｉ）調整可能な半径の円筒状ファントムについて、複数の検出器結晶の軸方向ドメインに沿った複数の検出器結晶のペアについてのペア事象計数（コインシデンス計数）を決定することとを含む。

【0019】

本明細書で論じられる１つの実施形態によれば、結晶効率の正規化のための方法は、調整可能な半径を有する円筒状ファントムを含む。特に、可動部品を最小限に抑えることができ、また円筒ファントムの調製、取り扱い、および保管が改善される。一部の正規化の方法では、平均的な患者の胴体半径に最もよく一致するように２０ｃｍの半径を備えた円筒状ファントムを使用するが、ここに開示された方法の調整可能な半径の円筒状ファントムは、患者のために適切に調整および最適化することができる。特に、この円筒状ファントムは細く、任意の半径の小さな円筒状線源であり、理想的な点状線源放射線放出を有する線状線源に近づくことができる。

【0020】

ＰＥＴスキャナ効率の正規化について、検出器アレイ内の各検出器結晶は相互に差異を有する可能性がある。これは製造上の欠陥、変更された製造プロトコル、または単一の製造元の同じプロトコルで製造された結晶間でさえもマイナーな材料特性（結晶構造など）の変動を生じることに起因し得る。加えて、結晶がＰＥＴシステムに導入される際に、その結晶に接続される電子機器に性能の変動が含まれる可能性がある。最後に、結晶の幾何学的配置が効率の更なる相違をもたらす可能性があり、これには、結晶の位置および結晶間のギャップが含まれ得る。前述の全ての性能低下の原因に起因した検出器結晶の全体の性能は、検出器結晶の効率として表すことができる。すなわち、システム内の第１の検出器結晶は、同じシステム内の別の第２の結晶よりも少ない信号またはイベントを検出する可能性がある。このより少ない信号の検出は、例えば、放射線の追加の減衰という誤った結論（すなわち、身体が放射線を吸収したと誤って結論付けること）を導く可能性がある。これにより、最終的な画像再構成に追加の減衰が含められる可能性がある。検出器の結晶効率を考慮せずにデータから画像を再構築すると、不適切な診断を導き得る。したがって、画像再構成の精度を改善するために、結晶の正規化を利用して、全ての検出器結晶間の相対的な差異が決定される。特に、絶対的な検出器結晶効率の代わりに相対的な検出器結晶効率を用いることは、画像再構成を改善するために十分であることができる。

【0021】

図１Ａは、一実施形態に係るＰＥＴスキャナ１００の軸横断方向断面の概略図である。一実施形態において、ＰＥＴスキャナ１００は、中心軸周りにリング状に配置された、ガンマ線を検出するように構成された検出器結晶１０５を含む。ＰＥＴスキャナ１００は、リングの軸に沿って配置された検出器結晶１０５の追加のリングを含むことができる。ＰＥＴスキャナ１００の追加の特徴が、図１Ｂおよび１Ｃに示されており、また以下の付随する記載で説明される。ファントムまたは人間のような、スキャンされる対象物は検出器結晶１０５の中心に配置することができる。例えば、ファントムは、リアル線状線源（ＲＬＳ）１１０であることができる。以下では、「ＲＬＳ１１０」、「リアル検出器」、「リアルシングル計数」、「リアルペア計数」などにおける「リアル」の用語は、シミュレートされていない特徴を指称し得るものと理解することができる。例えば、ＲＬＳ１１０は、商業的設定においてユーザが取り扱うことができ、且つＰＥＴスキャナ１００内に物理的に配置することができる、物理的で有形のファントムまたは放射線源であることができる。同様に、以下では、「シミュレートされた」という修飾語を含む用語および特徴は、シミュレーションまたは数学的モデリング手法（例えばモンテカルロシミュレーション）を使用して、シミュレートまたはモデル化された用語および特徴を指すことができる。

【0022】

一実施形態において、ＲＬＳ１１０は中実または中空であることができ、例えば、陽電子を放出するトレーサーを有する流体を中空の空洞に充填することによって、放射線を放出するように構成することができる。特に、ＲＬＳ１１０は、使用される他のファントム、例えばより広い空洞の円筒状ファントムよりも軽量で且つ半径の小さいものであることができる。更に、ＲＬＳ１１０は、ＰＥＴスキャナに配置され且つ複雑な機械による正確な回転が必要な、ときには回転チューブファントムとも称されるより細い円筒状ファントムと比較して有利である。

【0023】

ファントムまたは人間から放出された陽電子が電子と衝突したときに、陽電子と電子が結合する対消滅イベントが発生する。殆どの場合、この対消滅イベントは実質的に１８０度離れて移動する２つのガンマ線（５１１ｋｅＶにおいて）を生成する。これらのガンマ線の１つは、シングル１１５と呼ばれる。断層撮影再構成原理を介してトレーサーの時空間分布を再構成するために、検出された各イベントは、そのエネルギー（すなわち、生成される光の量）、その場所、およびそのタイミングについて特徴付けされる。２つのガンマ線（すなわち、２つのシングル１１５）を検出し、それらの位置の間に線、すなわち、応答線（ＬＯＲ）を引くことによって、元となる崩壊のありそうな位置を決定することができる。

【0024】

図１Ｂおよび図１Ｃにおいては、一実施形態に係るＰＥＴスキャナ１００の軸方向断面の概略図を示す。この断面は、リング配置の結晶１０５の位置の１つが、複数のリングを有するＰＥＴスキャナ１００の長さに関して示されるように、ＰＥＴスキャナ１００の軸に沿うことができる。同様に、ＰＥＴスキャナ１００の中心に配置されたＲＬＳ１１０の長さも示されている。ＲＬＳ１１０は、図１Ａについて上述したように放射線を放出できるが、図１Ｂおよび図１Ｃにおいて、シングル１１５は、対消滅イベントから実質的に１８０度離れて移動する２つのシングル１１５へとペアリングされており、これはペア１２０と称することができる。

【0025】

一実施形態において結晶１０５の効率の正規化を実行するために、図１Ａは、中心に配置されたＲＬＳ１１０から放出されるシングル１１５が、如何にして同じリング内の各結晶１０５においてカウントされ、且つその後に当該シングル１１５の計数が比較され得るかを示している。すなわち、リアル（シミュレートされていない）のＲＬＳ１１０は、リアル（シミュレートされていない）のＰＥＴスキャナ１００に配置することができ、リアル結晶１０５の効率は、軸横断方向ドメイン（単独のリングの平面に沿ってＰＥＴスキャナ１００の軸に直交するドメイン）および軸方向ドメイン（ＰＥＴスキャナ１００の軸に沿うドメイン）に分離することができる。しかしながら、軸横断方向ドメインでは、各結晶１０５についてのシングル１１５の計数は、ＲＬＳ１１０をＰＥＴスキャナ１００に配置するときの位置決めエラーに起因して、位置依存性である可能性がある。すなわち、ＲＬＳ１１０の位置が検出器１０５のリングの片側に僅かに近い場合、その片側に沿った検出器１０５は、より多くのシングル１１５の計数を検出すると考えられる。したがって、結晶１０５間の効率の違いが結晶１０５の特性（例えば、材料（結晶構造）欠陥、製造欠陥など）によって引き起こされるのか、結晶１０５の位置によって引き起こされるのかについての曖昧さがあり得る。この曖昧さを解消するために、ＲＬＳ１１０を使用した効率の正規化ステップを更に実行することができる。

【0026】

図１Ｂは、一実施形態に係る第１の結晶１０５ａの軸方向ドメインにおける効率の正規化を示す図である。図１Ｃは、一実施形態に係る第２の結晶１０５ｂの軸方向ドメインにおける効率の正規化を示す図である。一実施形態において、第１の結晶１０５ａおよび第２の結晶１０５ｂは、ＰＥＴスキャナ１００のリングに沿った同じ位置であるが、異なるリング上にあることができる。第１の結晶１０５ａと第２の結晶１０５ｂの間の相対的な効率は、ｉ）シングル１１５を、第１の結晶１０５ａまたは第２の結晶１０５ｂと反対側のカップリングされた結晶により検出される許容可能なペア１２０にペアリングすること（ＰＥＴスキャナ１００の端縁に沿ったリングの結晶１０５と比較したときの、ＰＥＴスキャナ１００の中央のリングにある結晶１０５によるシングル１１５のアンバランスな検出を除去するため）と、ｉｉ）第１の結晶１０５ａおよび当該第１の結晶１０５ａとカップリングされた反対側に沿った全ての結晶１０５で検出されたペア１２０をカウントすることと、ｉｉｉ）第２の結晶１０５ｂで検出されたペア１２０および当該第２の結晶１０５ｂとカップリングされた反対側に沿った全ての結晶１０５において検出されたペア１２０をカウントすることによって決定することができる。反対側の同じ結晶１０５が、第１の結晶１０５ａおよび第２の結晶１０５ｂとカップリングするために使用されるので、これらのグループ間でペア１２０にカウント差がある場合、それは、第１の結晶１０５ａおよび第２の結晶１０５ｂの効率差によって生じる。これは、軸方向ドメインに沿ったＰＥＴスキャナ１００における各結晶１０５の相対的効率を決定するために、リング内の各位置にある全ての結晶１０５について実行することができる。

【0027】

続いて、軸方向および軸横断方向の両方の効率を組み合わせて、各結晶１０５についての全体的な効率を決定することができる。一実施形態において、各リングには、I個のリングおよびJ個の結晶１０５が存在し得る。各結晶１０５について検出されたシングル１１５の計数は、s_i,J, i=1, …,I, j=1, …, J として与えられ、また軸横断方向ドメインにおける結晶１０５の相対的効率は、以下の式（１）として与えることができる。

【0028】

【数1】

【0029】

また、各結晶１０５について検出されたペア１２０の計数は、p_i,J, i=1, …,I, j=1, …, J として与えることができ、また軸方向ドメインにおける結晶１０５の相対的効率は、以下の式（２）として与えることができる。

【0030】

【数2】

【0031】

したがって、結晶１０５の推定される結晶効率η_i,jは、以下の式（３）によって与えることができる。ここで、式（３）における「Ｎ」は、η_i,jの正規化因子である。

【0032】

【数3】

【0033】

図２は、一実施形態に係るＲＬＳ１１０を用いて結晶１０５の効率を決定する方法２００の一例を示すフローチャートである。ステップ２０５では、ＲＬＳ１１０がＰＥＴスキャナ１００内に配置される。ステップ２１０では、ＲＬＳ１１０から放出されたシングル１１５が、軸横断方向ドメインにおける結晶１０５についてカウントされ得る。すなわち、各リングにおける結晶１０５について、検出器１０５の各リングは、他のリングとは別にカウントされる。シングル１１５をカウントして、ＲＬＳシングル計数２１５「s_i,J」を取得することができる。軸方向ドメインについては、シングル１１５を一緒にペアリングしてステップ２２０においてカウントし、ＲＬＳペア計数２２５「p_i,J」を取得することができる。ステップ２３０では、軸横断方向ドメインにおける結晶１０５の相対的効率を、ＲＬＳシングル計数２１５に基づいて決定することができる(式（１）参照)。ステップ２３５では、軸方向ドメインにおける結晶１０５の相対的効率を、ＲＬＳペア計数２２５に基づいて決定することができる(式（２）参照)。ステップ２４０においては、ＲＬＳシングル計数２１５およびＲＬＳペア計数２２５に基づいて全体的なＲＬＳ１１０、結晶１０５の効率を決定して、ＲＬＳ結晶効率２４５を得ることができる。なお、有利なことに、方法２００の全体は単回の正規化スキャンで実行することができ、追加のファントムをスキャンする必要はない。

【0034】

すなわち、方法２００では、線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいて、結晶の各々で検出されるシングルイベントを計数し、リング毎の同時計数イベントの数を決定し、シングルイベントの数と、同時計数イベントの数とに基づいて、第１の結晶効率（ＲＬＳ結晶効率）を取得する。ここで、方法２００では、シングルイベントの数に基づいて結晶の軸横断方向の相対的効率を決定し、同時計数イベントの数に基づいて結晶の軸方向の相対的効率を決定し、軸方向の相対的効率および軸横断方向の相対的効率に基づいて、第１の結晶効率を取得する。

【0035】

例えば、図１Ａに示される結晶１０５は、隣接する結晶１０５と接触しているように描かれているが、実際の設定でのＰＥＴスキャナ１００は、結晶１０５間にギャップを含むことができるグループまたはモジュールに配置された結晶１０５を有し得る。ＲＬＳ１１０から決定される結晶効率は、より中心配置されたより点状線源様の起源に由来するより理想的なＬＯＲ（すなわち、ペア１２０）を提供することができるが、これは中心から外れた対消滅イベントの起源に由来する幾つかの影響を打ち消すことができる。中心から外れたＬＯＲは、次いで結晶１０５間のギャップに移動し、ギャップに起因して隣接する結晶１０５からの「陰」のない結晶１０５の側面におけるシングル１１５またはペア１２０の検出計数に更に寄与する。何れにしても、この計数は結晶１０５によって記録され、これにより、検出されたシングル１１５またはペア１２０の起源を決定することにおいてエラーを導く可能性がある。

【0036】

したがって、上記を考慮すると、シミュレートされた結晶効率は、ＰＥＴスキャナ１００内の円筒状線源のシミュレーションを介して決定することができる。シミュレーションは、結晶１０５の配置、結晶１０５間のギャップ、および結晶１０５の形状によって引き起こされる相対的効率の違いに対する洞察を提供することができる。これらの因子は、ＲＬＳ１１０および方法２００を介して決定できる電子部品、製造欠陥などによる変動により引き起こされる相対的効率の差を増大させるために、シミュレーションによって決定することができる。有利なことに、シミュレーションは比較的速く、正確であり、自律的で、且つ労力の少ない（ユーザから見て）方法を提供し、ＰＥＴスキャナ１００の相対的効率の差を更に改善することができる。

【0037】

図３は、一実施形態に係るシミュレートされた円筒状線源を用いてシミュレートされた結晶１０５の効率を決定する方法３００の一例を示すフローチャートである。ステップ３０５ではシミュレートされた円筒の形状が決定され、シミュレートされたＰＥＴスキャナに配置され得る。ステップ３１０では、シミュレートされた円筒から放出されたシミュレートされたシングルが、軸横断方向ドメインのシミュレートされた結晶についてカウントされ、シミュレートされた円筒のシングル計数３１５を得ることができる。軸方向ドメインについては、シミュレートされたシングルをペアリングし、ステップ３２０でカウントして、シミュレートされた円筒のペア計数３２５を取得できる。ステップ３３０では、シミュレートされた円筒のシングル計数３１５およびシミュレートされた円筒のペア計数３２５に基づいて、シミュレートされた円筒の効率が決定され、シミュレートされた円筒の結晶効率３３５を得ることができる。

【0038】

すなわち、方法３００では、模擬された円筒状線源から照射されるガンマ線を、模擬されたＰＥＴ検出器において検出した場合の、結晶の各々で検出されるシングルイベントの数と、リング毎の同時計数イベントの数とに基づいて、第２の結晶効率（シミュレートされた円筒状線源の結晶効率）を取得する。

【0039】

前述のように、結晶１０５の効率は、形状誤差（結晶１０５の配置、結晶１０５間のギャップ）および物理的特性誤差（製造欠陥など）によって影響を受ける。ＰＥＴスキャナ１００自体の結晶１０５の物理的特性エラーのみによって引き起こされる結晶効率の相対的な違いを決定するために、シミュレートされた線源をシミュレートされたＰＥＴスキャナに配置することができる。

【0040】

図４は、一実施形態に係るシミュレートされた線状線源を用いてシミュレートされた結晶１０５の効率を決定する方法４００の一例を示すフローチャートである。ステップ４０５では、シミュレートされた線状線源の形状を決定し、シミュレートされたＰＥＴスキャナに配置することができる。ステップ２１０では、シミュレートされた線源から放出されたシミュレートされたシングルが、軸横断方向ドメインのシミュレートされた結晶についてカウントされ得る。シミュレートされたシングルをカウントして、シミュレートされた線状線源のシングル計数４１５を取得することができる。軸方向ドメインについては、シミュレートされたシングルをペアリングし、ステップ４２０でカウントして、シミュレートされた線状線源ペア計数４２５を取得できる。ステップ４３０では、軸横断方向ドメインのシミュレートされた結晶の相対的効率を、シミュレートされた線状線源シングル計数４１５に基づいて決定する。ステップ４３５では、軸領域におけるシミュレートされた結晶の相対的効率を、シミュレートされた線状線源ペア計数４２５に基づいて決定できる。ステップ４４０において、全体的にシミュレートされた線状線源結晶効率を、シミュレートされた線状線源シングル計数４１５およびシミュレートされた線状線源ペア計数４２５に基づいて決定して、シミュレートされた線状線源結晶効率４４５を得ることができる。軸横断方向および軸方向ドメインにおけるシミュレートされた結晶の相対的効率４１５、４２５、およびシミュレートされた線状線源結晶効率４４５の計算は、方法２００の計算と同様に実行することができる。

【0041】

すなわち、方法４００では、模擬された線状線源から照射されるガンマ線を、模擬されたＰＥＴ検出器において検出した場合の、結晶の各々で検出されるシングルイベントの数と、リング毎の同時計数イベントの数とに基づいて、第３の結晶効率（ＳＬＳ結晶効率）を取得する。ここで、方法４００では、模擬された線状線源から照射されるガンマ線に基づくシングルイベントの数に基づいて結晶の軸横断方向の相対的効率を決定し、模擬された線状線源から照射されるガンマ線に基づく同時計数イベントの数に基づいて結晶の軸方向の相対的効率を決定し、軸方向の相対的効率および軸横断方向の相対的効率に基づいて、第３の結晶効率を取得する。

【0042】

例えば、方法４００は、方法２００と組み合わせて実行することができ、方法２００のＲＬＳ１１０の形状、配置、および放出特性は、方法４００のシミュレートされた線状線源についてユーザが入力した形状、配列、および放出特性と厳密に一致することができ、その逆もまた同様である。取得期間などの他のスキャン変数は、リアルＰＥＴスキャナ１００の望ましいスキャン条件に従って、シミュレーションで一致させることができる。その後、ＲＬＳシングル計数２１５と、シミュレートされた線状線源シングル計数４１５とを比較できる。シミュレーションとリアルＰＥＴスキャナ１００は同じ条件下で動作するように調整できるため、決定された結晶効率の値の間に不一致がある場合、その不一致はリアルＰＥＴスキャナ１００の結晶１０５の物理的特性エラーによって引き起こされる可能性がある。すなわち、シミュレーションは、実質的に同一の特性および寸法を有する実質的に同一の結晶をモデル化しており、エレクトロニクス効果、製造欠陥などに起因するエラーを強調させることができる。

【0043】

図５は、一実施形態に係る第１の組み合わされた結晶効率５１０を決定する方法５００の一例を示すフローチャートである。一実施形態において、ＲＬＳシングル計数２１５とシミュレートされた線状線源シングル計数４１５との比較は、非点状線源放出体からの幾何学誤差を完全に説明することができないので、比較は、シミュレートされた円筒の結晶効率３３５と組み合わせることができる。円筒状線源のシミュレーションを使用して、結晶１０５の効率に関する形状誤差を決定できる。

【0044】

【数4】

【0045】

【数5】

【0046】

すなわち、方法５００では、線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいて、前記結晶の各々で検出されるシングルイベントを計数し、線状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づくシングルイベントの数と、円筒状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第１の結晶効率とを取得し、前記実測のガンマ線に基づくシングルイベントの数と前記シミュレーションに基づくシングルイベントの数とに基づいて、前記第１の結晶効率を補正することで第２の結晶効率を算出する。

【0047】

図６は、一実施形態に係る第２の組み合わされた結晶効率６１０を決定する方法６００の一例を示すフローチャートである。シミュレートされた線状線源と正確に同じ位置および向きでＲＬＳ１１０を配置するのは、ユーザにとって困難である場合があり得る。何らかの正しくない配置により、検出されたＬＯＲの不均一な分布または分布の変化が発生する可能性がある。ＲＬＳ１１０の不正確な位置決めがこの種の変化を引き起こす場合、エラーがリアルな物理的特性エラーまたは位置決めエラーの何れにより引き起こされるのかに関して曖昧さが導入される。前述のように、ＲＬＳ１１０は、結晶１０５間の軸横断方向ドメインのギャップに起因するエラーを除いて、結晶１０５の効率の殆どを捕捉できる。すなわち、物理的特性および形状エラーの殆どは説明できるが、軸横断方向ドメインのギャップは説明できない。したがって、シミュレートされた円筒状線源が導入されるのは、結晶１０５間の軸横断方向ドメインのギャップを考慮することができるからである。次に、シミュレーションにおけるシミュレートされた線状線源とリアルスキャンにおけるＲＬＳ１１０の結果を比較することにより、物理特性エラーの影響を絞り込むことができる。シングル計数の相違は線源の配置に起因する場合があるが、ペア計数の違いにより絞り込まれた結晶効率は、線状線源の配置には影響されない。円筒状線源のシミュレーションを使用して、結晶１０５の効率に対する形状誤差を決定できる。

【0048】

【数6】

【0049】

【数7】

【0050】

すなわち、方法６００では、線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいた、結晶毎の第１の結晶効率と、円筒状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される結晶ごとの第２の結晶効率と、線状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第３の結晶効率とを取得し、第１の結晶効率と第２の結晶効率と第３の結晶効率とに基づいて、第４の結晶効率を算出する。換言すると、方法６００では、第２の結晶効率と第３の結晶効率とに基づいて、第１の結晶効率を補正することで、第４の結晶効率を算出する。

【0051】

結晶１０５の効率差が前述の方法の何れかにより決定された後に、正規化された値を利用して、後続の画像をより正確に再構成することができる。

【0052】

図７は、一実施形態に係る結晶効率マップを示す図である。ここで、図７（Ａ）は、一実施形態に係るデフリーズ法を使用して生成された円筒状線源からの結晶効率マップを示す図である。図７（Ｂ）は、一実施形態に係る方法６００を使用して生成された線状線源からの結晶効率マップを示す図である。図７（Ａ）および図７（Ｂ）は完全な結晶効率マップを示し、ＰＥＴスキャナ１００は、例えば、６４個のリング（結晶マップにおける行）および１リングあたり５７６個の結晶（結晶マップにおける列）を含むことができる。この結果は、方法６００からの提案された線状線源を利用した正規化結果が、円筒状線源を使用して得られたものと同様の全体的なパターンを有することを示している。

【0053】

図７（Ｃ）は、一実施形態に係る図７（Ａ）においてマークされた領域の拡大図である。図７（Ｄ）は、一実施形態に係る図７（Ｂ）においてマークされた領域の拡大図である。本開示によって提案された線状線源による正規化方法６００は、矢印で示される細部をうまく捕捉している。

【0054】

先の方法では、放射線源が中心に配置されると仮定されているが、これは常に実際的であるとは限らない。この課題を克服するために、中心から外れた線源についての取得後補正方法が本明細書で説明される。図８は、一実施形態に係る補正されたシングルプロファイルを決定する方法８００の一例を示すフローチャートである。ＲＬＳシングル計数２１５を取得した後、取得されたＲＬＳシングル計数２１５に基づいて、全ての結晶１０５が均一で、同じ取得に関して全く同じであると仮定して、ＲＬＳ１１０の中心補正を適用できる。適切に中心に配置された線状線源については、同じシングル計数を用いた全ての取得は同じであると考えられる。ここで、中心から外れたエラーがある場合、結晶１０５がＲＬＳ１１０に近づくと、シングル１１５のカウントがより多く検出される。このような相関が形成され、１つの結晶１０５がより多くのシングル１１５を検出すると、別の結晶１０５は同時に、より少ないシングル１１５を検出すると考えられる。一実施形態では、全ての結晶１０５が同じであると仮定して、ＲＬＳシングル計数２１５の分布をプロットすることができ、その観察される如何なる差も、ＲＬＳ１１０の配置に帰することができる（ステップ８０５）。その分布は、例えば、正弦曲線に適合させることができる（ステップ８１０）。中心誤差の範囲を特定するために、ＲＬＳシングル計数２１５の分布から低頻度の変化を抽出することができる。中心誤差による低周波数の変化は、例えばローパスフィルタのような正弦曲線に適合させることができる。元のＲＬＳシングル計数２１５の分布は、例えば、元のＲＬＳシングル計数２１５の分布曲線を正弦曲線で除算して、ほぼ均一な補正済み分布曲線を取得することによって補正することができ、これは３つの方法全てに使用できる（ステップ８１５）。これは、実際の補正されたＲＬＳシングル計数２１５と見なすことができる。

【0055】

すなわち、方法８００では、線状線源から照射される実測のガンマ線に基づくリング毎のシングルイベントの数の分布に対して、分布に基づく曲線を適用することで、シングルイベントの数を補正する。

【0056】

図９Ａは、一実施形態に係る中心から外れた線源を有するＲＬＳシングル計数２１５の分布を示す図である。図９Ａに示すように、分布は、中心から外れたＲＬＳ１１０に起因して、非平坦な形状を示す。

【0057】

図９Ｂは、一実施形態に係るＲＬＳシングル計数２１５の分布の曲線適合を示す図である。この曲線は、例えば、正弦曲線の形状であり得る。

【0058】

図９Ｃは、一実施形態に係る補正されたＲＬＳシングル計数２１５の分布を示す図である。元のＲＬＳシングル計数２１５の分布を正弦曲線で除算して、ＲＬＳシングル計数２１５のほぼ均一な補正済み分布曲線を得ることができる。

【0059】

図１０は、一実施形態に係る結晶効率マップを示す図である。ここで、図１０（Ａ）は、一実施形態に係るシミュレートされたＰＥＴスキャナにおいて中心に置かれた円筒状線源のシミュレートされた結晶効率マップを示す図である。

【0060】

図１０（Ｂ）は、一実施形態に係るＰＥＴスキャナ１００の中心に置かれたＲＬＳ１１０のシミュレートされた結晶効率マップを示す図である。

【0061】

図１０（Ｃ）は、一実施形態に係るＰＥＴスキャナ１００の中心から外れたＲＬＳ１１０のシミュレートされた結晶効率マップを示す図である。例えば、ＲＬＳ１１０は、２ｍｍだけ中心から外れている可能性がある。

【0062】

図１０（Ｄ）は、一実施形態に係る方法８００を使用して中心から外れた補正を伴うＲＬＳ１１０のシミュレートされた結晶効率マップを示す図である。ここで、補正されたマップは、図１０（Ｂ）のマップと厳密に一致する。

【0063】

図１１Ａおよび１１Ｂは、方法１００および２００を実装できるＰＥＴスキャナ１１００の非限定的な例を示す。図１１Ａは、一実施形態に係る陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）スキャナを示す斜視図である。図１１Ｂは、一実施形態によるＰＥＴスキャナを示す概略図である。ＰＥＴスキャナ１１００は、多くのガンマ線検出器（Gamma-Ray Detector：ＧＲＤ）（例えば、ＧＲＤ１、ＧＲＤ２…ＧＲＤＮを含む）を含み、これらはそれぞれ長方形の検出器モジュールとして構成されている。１つの実装例によれば、検出器リングは４０個のＧＲＤを含む。別の実装形態によれば、４８個のＧＲＤが存在し、より多くのＧＲＤを使用するほどＰＥＴスキャナ１１００の空洞サイズは大きくなる。

【0064】

各ＧＲＤは、ガンマ線を吸収してシンチレーション光子を放出する個々の検出器結晶の二次元アレイを含むことができる。シンチレーション光子は光電子増倍管（Photomultiplier Tube：ＰＭＴ）の２次元配列によって検出でき、これはＧＲＤにも配置されている。検出器結晶のアレイとＰＭＴの間には光ガイドを配置することができる。

【0065】

あるいは、シンチレーション光子はシリコン光電子増倍管（Silicon Photomultiplier：ＳｉＰＭ）のアレイによって検出することができ、個々の各検出器結晶は、それぞれのＳｉＰＭを有することができる。

【0066】

各光検出器（例えば、ＰＭＴまたはＳｉＰＭ）は、シンチレーション事象が発生するときを示すアナログ信号、および検出事象を生成するガンマ線のエネルギーを生成することができる。更に、１つの検出器結晶から放出された光子を複数の光検出器で検出でき、各光検出器で生成されたアナログ信号に基づいて、検出事象に対応する検出器結晶を、例えばアンガーロジック（Anger-Logic）および結晶復号化などを使用して決定できる。

【0067】

図１１Ｂは、対象物ＯＢＪから放出されたガンマ線を検出するように配置された、ガンマ線（ガンマ線）光子計数検出器（ＧＲＤ）を有するＰＥＴスキャナシステムの概略図を示している。ＧＲＤは、各ガンマ線検出に対応するタイミング、位置、およびエネルギーを測定できる。１つの実装形態では、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、ガンマ線検出器はリング状に配置される。検出器結晶は、二次元アレイに配置された個々のシンチレータ要素を有するシンチレータ結晶とすることができ、シンチレータ要素は、任意の既知のシンチレーション材料とすることができる。ＰＭＴは、各シンチレータ要素からの光が複数のＰＭＴによって検出されるように配置して、シンチレーション事象のアンガー演算および結晶復号を可能にすることができる。

【0068】

図１１Ｂは、ＰＥＴスキャナ１１００の配置の例を示し、撮像される対象物ＯＢＪは、テーブル１１１６上に置かれ、ＧＲＤモジュールＧＲＤ１～ＧＲＤＮは、対象物ＯＢＪおよびテーブル１１１６の周りに円周方向に配置される。ＧＲＤは、ガントリ１１４０に固定的に結合された円形コンポーネント１１２０に固定的に接続することができる。ガントリ１１４０は、ＰＥＴ撮像装置の多くの部品を収納している。ＰＥＴ撮像装置のガントリ１１４０はまた、対象物ＯＢＪおよびテーブル１１１６が通過できる開いた開口を含み、対消滅イベントにより対象物ＯＢＪから相互に反対方向に放出されたガンマ線はＧＲＤによって検出することができ、またタイミングおよびエネルギー情報は、ガンマ線ペアの一致を決定するために使用できる。

【0069】

図１１Ｂには、ガンマ線検出データを取得、格納、処理、および分配するための回路およびハードウェアもまた示されている。当該回路およびハードウェアには、プロセッサ１１７０、ネットワークコントローラ１１７４、メモリー１１７８、およびデータ取得システム（Data Acquisition System：ＤＡＳ）１１７６が含まれる。ＰＥＴ撮像装置には、ＧＲＤからの検出測定結果をＤＡＳ１１７６、プロセッサ１１７０、メモリー１１７８、およびネットワークコントローラ１１７４へとルーティングするデータチャネルも含まれる。ＤＡＳ１１７６は、検出器からの検出データの取得、デジタル化、およびルーティングを制御できる。１つの実装において、ＤＡＳ１１７６は、ベッド１１１６の動きを制御する。プロセッサ１１７０は、検出データからの画像の再構成、検出データの再構成前処理、および画像データの再構成後処理を含む機能を実行する。なお、上記した再構成を実行する機能は、再構成部の一例である。

【0070】

また、プロセッサ１１７０は、結晶効率を取得する取得機能と、結晶効率を補正する算出機能と、実測のガンマ線に基づくシングルイベントを計数する計数機能と、同時計数伊部との数を決定する決定機能とを実行する。なお、取得機能は、取得部の一例である。また、算出機能は、算出部の一例である。また、計数機能は、計数部の一例である。また、決定機能は、決定部の一例である。

【0071】

プロセッサ１１７０は、本明細書で説明される方法１００および／または２００の様々なステップならびにそれらの変形を実行するように構成され得る。プロセッサ１１７０は、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）または他の複雑なプログラマブル論理装置（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）のように、個別の論理ゲートとして実装できるＣＰＵを含むことができる。ＦＰＧＡまたはＣＰＬＤの実装は、ＶＨＤＬ、Ｖｅｒｉｌｏｇ、またはその他のハードウェア記述言語でコード化することができ、当該コードはＦＰＧＡまたはＣＰＬＤ内の電子メモリーに直接、または別個の電子メモリーとして保存できる。更に、当該メモリーは、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリなどのように不揮発性であってよい。当該メモリーはまた、スタティックまたはダイナミックＲＡＭなどの揮発性とすることができ、またマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサのようなプロセッサを設けて、当該電子メモリーを管理し、ならびにＦＰＧＡまたはＣＰＬＤと当該メモリーとの間の相互作用を管理することもできる。

【0072】

あるいは、プロセッサ１１７０内のＣＰＵは、方法１００および／または方法２００の様々なステップを実行する１組のコンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラムを実行することができ、当該プログラムは、上記の任意の非一時的電子メモリーおよび／またはハードディスクドライブ、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュドライブ、またはその他の既知の保存媒体に格納される。更に、コンピュータ可読命令は、ユーティリティアプリケーション、バックグラウンドデーモン、オペレーティングシステムのコンポーネント、またはそれらの組み合わせとして提供され、米国インテル社のＸｅｎｏｎプロセッサおよび米国ＡＭＤ社のＯｐｔｅｒｏｎプロセッサのようなプロセッサ、ならびにマイクロソフトＶＩＳＴＡ、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｓｏｌａｒｉｓ、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ、ＭＡＣ－ＯＳ、および当業者に知られている他のオペレーティングシステムのようなオペレーティングシステムと組み合わせて実行される。更に、ＣＰＵは、命令を実行するために並行して協働する複数のプロセッサとして実装することができる。

【0073】

メモリー１１７８は、ハードディスクドライブ、ＣＤ－ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、フラッシュドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、または当技術分野で知られている他の任意の電子記憶装置とすることができる。

【0074】

米国インテル社から入手できるインテルイーサネット（登録商標）ＰＲＯネットワークインターフェースカードのようなネットワークコントローラ１１７４は、ＰＥＴ撮像装置の様々な部分の間をインターフェースすることができる。更に、ネットワークコントローラ１１７４はまた、外部ネットワークとインターフェースすることもできる。理解され得るように、外部ネットワークは、インターネットのようなパブリックネットワーク、またはＬＡＮまたはＷＡＮネットワークのようなプライベートネットワーク、あるいはそれらの任意の組み合わせであることができ、ＰＳＴＮまたはＩＳＤＮサブネットワークを含むこともできる。外部ネットワークは、イーサネット・ネットワークのような有線にすることも、ＥＤＧＥ、１１Ｇ、４Ｇ無線セルラーシステムを含むセルラーネットワークなどの無線にすることもできる。無線ネットワークは、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、または他の既知のワイヤレス通信形式であることもできる。

【0075】

前述の説明では、処理システムの特定の幾何学形状、およびそこで使用される様々なコンポーネントおよびプロセスの説明など、特定の詳細が説明されている。しかしながら、本明細書における技術は、これらの特定の詳細から逸脱する他の実施形態で実施されてもよく、そのような詳細は説明の目的のためであり、限定ではないことを理解されたい。本明細書に開示される実施形態を添付の図面を参照して説明してきた。同様に説明の目的で、完全な理解を提供するために特定の数、材料および構成を示してきた。しかし、実施形態は、そのような特定の詳細を伴わずに実施されてもよい。なお、実質的に同一の機能構成を有する要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。

【0076】

様々な実施形態の理解を助けるために、種々の技法を複数の別個の動作として説明してきた。説明の順序は、これらの動作が必然的にその順序に依存することを意味すると解釈されるべきではない。実際、これらの動作は表示された順序で実行する必要はない。説明される動作は、説明される実施形態とは異なる順序で実行されてもよい。追加の実施形態では、様々な追加の動作を実行することができ、および／または説明した動作を省略することができる。

【0077】

以上、説明したとおり、実施形態によれば、任意の半径の小さな円筒状線源を用いた結晶効率の算出を可能にする。

【0078】

本開示の実施形態はまた、以下の括弧内において示されるとおりであり得る。

【0079】

（１）イメージングシステムであって、処理回路を具備し、当該処理回路は、リアル検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置されたリアル線状線源から放出されたシングルガンマ線のリアルシングル計数を取得するように設定され、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の各リングは相互に隣接して配置され且つ前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の軸方向に沿って延出し、前記シングルガンマ線は前記リアル検出器（複数）によって検出され、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各リアル検出器について、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各リアル検出器についての前記リアルシングル計数に基づき、軸横断方向の相対的効率を決定するように設定され、前記リアル線状線源から放出されて反対方向に移動する前記シングルガンマ線をペアリングして、前記シングルガンマ線のペアを取得するように設定され、前記リアル線状線源から放出され、且つｉ）前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の各リングにおいて同じ位置に配置された前記リアル検出器（複数）の第１のラインに沿った前記リアル検出器（複数）の第１のリアル検出器、およびｉｉ）前記リアル検出器（複数）の第２のラインに沿った全てのリアル検出器（複数）によって検出された前記シングルガンマ線のペア（複数）のリアルペア計数を取得するように設定され、前記第２のラインのリアル検出器（複数）は前記リングの第１のリアル検出器とは反対側の位置に配置され、ここで、前記第１のラインに沿ったリアル検出器（複数）の第１のリアル検出器は、前記検出されたペアにおける第１のシングルガンマ線を検出し、また前記リアル検出器（複数）の第２のラインにおけるリアル検出器（複数）の１つは、前記検出されたペアにおける第２のシングルガンマ線を検出するように設定され、前記第１のラインのリアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記リアルペア計数に基づいて軸方向の相対的効率を決定するように設定され、また前記リアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記軸方向の相対的効率および前記軸横断方向の相対的効率に基づいて、リアル線状線源検出器効率を決定するように設定されるイメージングシステム。

【0080】

（２）前記処理回路は更に、シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置されたシミュレートされた円筒状（Simulated Cylinder：ＳＣ）線源から放出されたＳＣシングルガンマ線のシミュレートされた円筒状（ＳＣ）シングル計数を取得するように設定され、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の各リングは互いに隣接して配置され、且つ前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の軸方向に沿って延出し、前記ＳＣシングルガンマ線は前記シミュレートされた検出器（複数）によって検出され、前記ＳＣ線源から放出されて反対方向に移動するＳＣシングルガンマ線をペアリングして、前記ＳＣシングルガンマ線のＳＣペアを取得するように設定され、前記ＳＣ線源から放出され、且つｉ）前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の各リングにおいて同じ位置に配置された前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のラインに沿った前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器、およびｉｉ）前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインに沿った全てのシミュレートされた検出器（複数）によって検出された、前記ＳＣシングルガンマ線のＳＣペア（複数）のＳＣペア計数を取得するように設定され、前記シミュレートされた検出器(複数)の第２のラインは前記リングの前記第１のシミュレートされた検出器とは反対側の位置に配置され、ここで、前記第１のラインに沿ったシミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＣペアにおける第１のＳＣシングルガンマ線を検出し、また前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインにおける１つのシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＣペアにおける第２のＳＣシングルガンマ線を検出し、前記シミュレートされた検出器（複数）の各シミュレートされた検出器について、前記ＳＣシングル計数および前記ＳＣペア計数に基づいてＳＣ線源検出器効率を決定するように設定され、また前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置されたシミュレートされた線状（Simulated Line：ＳＬ）線源から放出されたＳＬシングルガンマ線のＳＬシングル計数を取得するように設定される、（１）に記載のイメージングシステム。

【0081】

（３）前記処理回路は更に、前記リアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記リアルシングル計数、前記ＳＬシングル計数、および前記ＳＣ線源検出器効率に基づいて、第１の組み合わされた検出器効率を決定するように設定される、（２）に記載のシステム。

【0082】

（４）前記処理回路は更に、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各シミュレートされた検出器について、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各シミュレートされた検出器についてのＳＬシングル計数に基づいて、シミュレートされた軸横断方向の相対的効率を決定するように設定され、前記ＳＬ線源から放出された反対方向に移動する前記ＳＬシングルガンマ線をペアリングさせて、前記ＳＬシングルガンマ線のＳＬペア（複数）を取得するように設定され、前記ＳＬ線源から放出され、且つｉ）前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の各リングにおいて同じ位置に配置された前記シミュレートされた検出器(複数)の第１のラインに沿った前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器、およびｉｉ）前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインに沿った全てのシミュレートされた検出器（複数）によって検出された、前記ＳＬシングルガンマ線のＳＬペア（複数）のＳＬペア計数を取得するように設定され、前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインは前記リングの第１のシミュレートされた検出器とは反対側の位置に配置され、ここで、前記第１のラインに沿ったシミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＬペアにおける第１のＳＬシングルガンマ線を検出し、また前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインにおける１つのシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＬペアにおける第２のＳＬシングルガンマ線を検出し、前記シミュレートされた検出器（複数）の前記第１のラインの各シミュレートされた検出器について、前記ＳＬペア計数に基づいて、シミュレートされた軸方向の相対的効率を決定するように設定され、また前記シミュレートされた検出器（複数）の各シミュレートされた検出器について、前記シミュレートされた軸方向の相対的効率および前記シミュレートされた軸横断方向の相対的効率に基づいて、ＳＬ線源検出器効率を決定するように設定される、（２）または（３）に記載のシステム。

【0083】

（５）前記処理回路は更に、前記リアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記リアル線状線源検出器効率、前記ＳＣ線源検出器効率、および前記ＳＬ線源検出器効率に基づいて、第２の組み合わされた検出器効率を決定するように設定される、（２）または（４）に記載のシステム。

【0084】

（６）前記処理回路は更に、前記リアル検出器（複数）によって検出された前記シングルガンマ線の前記リアルシングル計数の生の分布を決定するように設定され、前記リアルシングル計数の生の分布に曲線を適合させるように設定され、また前記生の分布への曲線適合に基づき、前記リアルシングル計数の生の分布を正規化して、前記リアルシングル計数の補正された分布を生じさせるように設定される、（１）～（５）の何れか１項に記載のシステム。

【0085】

（７）前記処理回路は更に、前記シミュレートされた検出器（複数）によって検出された前記ＳＣシングルガンマ線の前記ＳＣシングル計数の生の分布を決定するように設定され、前記ＳＣシングル計数の生の分布に曲線を適合させるように設定され、また前記生の分布への曲線適合に基づき、前記ＳＣシングル計数の生の分布を正規化して、前記ＳＣシングル計数の補正された分布を生じさせるように設定される、（２）～（６）の何れか１項に記載のシステム。

【0086】

（８）前記処理回路は更に、前記シミュレートされた検出器（複数）によって検出された前記ＳＬシングルガンマ線のＳＬシングル計数の生の分布を決定するように設定され、前記ＳＬシングル計数の生の分布に曲線を適合させるように設定され、また前記生の分布への曲線適合に基づき、前記ＳＬシングル計数の生の分布を正規化し、前記ＳＬシングル計数の補正された分布を生じさせるように設定される、（２）～（７）の何れか１項に記載のシステム。

【0087】

（９）前記処理回路は更に、前記第２の組み合わされた検出器効率を使用して正規化されたデータセットに基づいて画像を再構成するように設定される、（５）に記載のシステム。

【0088】

（１０）イメージングシステムにおける検出器素子を正規化する方法であって、リアル検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置されたリアル線状線源から放出されたシングルガンマ線のリアルシングル計数を取得することと、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の各リングは、相互に隣接して配置され且つ前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の軸方向に沿って延出し、前記シングルガンマ線は前記リアル検出器（複数）によって検出され、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各リアル検出器について、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各リアル検出器についての前記リアルシングル計数に基づいて、軸横断方向の相対的効率を決定することと、前記リアル線状線源から放出されて反対方向に移動する前記シングルガンマ線（複数）をペアリングして、前記シングルガンマ線のペア（複数）を取得することと、前記リアル線状線源から放出され、且つｉ）前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の各リングにおいて同じ位置に配置された前記リアル検出器（複数）の第１のラインに沿った前記リアル検出器（複数）の第１のリアル検出器、およびｉｉ）前記リアル検出器（複数）の第２のラインに沿った全てのリアル検出器（複数）によって検出された、前記シングルガンマ線のペア（複数）のリアルペア計数を取得することと、前記リアル検出器（複数）の第２のラインは前記リングの第１のリアル検出器とは反対側の位置に配置され、ここで、前記第１のラインに沿ったリアル検出器（複数）の第１のリアル検出器は、前記検出されたペアにおける第１のシングルガンマ線を検出し、また前記リアル検出器（複数）の第２のラインにおけるリアル検出器（複数）の１つは、前記検出されたペアにおける第２のシングルガンマ線を検出し、前記第１のラインのリアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記リアルペア計数に基づいて軸方向の相対的効率を決定することと、前記リアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記軸方向の相対的効率および前記軸横断方向の相対的効率に基づいて、リアル線状線源検出器効率を決定することとを含む方法。

【0089】

（１１）更に、シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置されたシミュレートされた円筒状（ＳＣ）線源から放出されたＳＣシングルガンマ線のシミュレートされた円筒状（ＳＣ）シングル計数を取得することと、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の各リングは互いに隣接して配置され、且つ前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の軸方向に沿って延出し、前記ＳＣシングルガンマ線は前記シミュレートされた検出器によって検出され、前記ＳＣ線源から放出されて反対方向に移動するＳＣシングルガンマ線をペアリングして、前記ＳＣシングルガンマ線のＳＣペア（複数）を取得することと、前記ＳＣ線源から放出され、且つｉ）前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の各リングにおいて同じ位置に配置された前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のラインに沿った前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器、およびｉｉ）前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインに沿った全てのシミュレートされた検出器（複数）によって検出された、前記ＳＣシングルガンマ線のＳＣペア（複数）のＳＣペア計数を取得することと、前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインは前記リングの第１のシミュレートされた検出器とは反対側の位置に配置され、ここで、前記第１のラインに沿ったシミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＣペアにおける第１のＳＣシングルガンマ線を検出し、また前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインにおける１つのシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＣペアにおける第２のＳＣシングルガンマ線を検出し、前記シミュレートされた検出器（複数）の各シミュレートされた検出器について、前記ＳＣシングル計数および前記ＳＣペア計数に基づいてＳＣ線源検出器効率を決定することと、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置されたシミュレートされた線状（ＳＬ）線源から放出されたＳＬシングルガンマ線のＳＬシングル計数を取得することとを含む、（１０）に記載の方法。

【0090】

（１２）更に、前記リアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記リアルシングル計数、前記ＳＬシングル計数、および前記ＳＣ線源検出器効率に基づいて、第１の組み合わされた検出器効率を決定することとを含む、（１１）に記載の方法。

【0091】

（１３）更に、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各シミュレートされた検出器について、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各シミュレートされた検出器のためのＳＬシングル計数に基づいて、シミュレートされた軸横断方向の相対的効率を決定することと、前記ＳＬ線源から放出された反対方向に移動する前記ＳＬシングルガンマ線（複数）をペアリングさせて、前記ＳＬシングルガンマ線（複数）のＳＬペア（複数）を取得することと、前記ＳＬ線源から放出され、且つｉ）前記シミュレートされた検出器のリング（複数）の各リングにおいて同じ位置に配置された前記シミュレートされた検出器の第１のラインに沿った前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器、およびｉｉ）前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインに沿った全てのシミュレートされた検出器（複数）によって検出された、前記ＳＬシングルガンマ線のＳＬペア（複数）のＳＬペア計数を取得することと、前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインは前記リングの第１のシミュレートされた検出器とは反対側の位置に配置され、ここで、前記第１のラインに沿ったシミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＬペアにおける第１のＳＬシングルガンマ線を検出し、また前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインにおける１つのシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＬペアにおける第２のＳＬシングルガンマ線を検出し、前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のラインにおける各シミュレートされた検出器について、前記ＳＬペア計数に基づいてシミュレートされた軸方向の相対的効率を決定することと、前記シミュレートされた検出器（複数）の各シミュレートされた検出器について、前記シミュレートされた軸方向の相対的効率および前記シミュレートされた軸横断方向の相対的効率に基づいてＳＬ線源検出器効率を決定することとを含む、（１１）または（１２）の何れかに記載の方法。

【0092】

（１４）更に、前記リアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記リアル線状線源検出器効率、前記ＳＣ線源検出器効率、および前記ＳＬ線源検出器効率に基づいて、第２の組み合わされた検出器効率を決定することを含む、（１１）または（１３）の何れかに記載の方法。

【0093】

（１５）更に、前記リアル検出器（複数）によって検出された前記シングルガンマ線の前記リアルシングル計数の生の分布を決定することと、前記リアルシングル計数の生の分布に曲線を適合させることと、前記生の分布への曲線適合に基づき、前記リアルシングル計数の生の分布を正規化して、前記リアルシングル計数の補正された分布を生じさせることとを含む、（１０）～（１４）の何れか１項に記載の方法。

【0094】

（１６）更に、前記シミュレートされた検出器（複数）によって検出された前記ＳＣシングルガンマ線の前記ＳＣシングル計数の生の分布を決定することと、前記ＳＣシングル計数の生の分布に曲線を適合させることと、前記生の分布への曲線適合に基づき、前記ＳＣシングル計数の生の分布を正規化して、前記ＳＣシングル計数の補正された分布を生じさせることとを含む、（１１）～（１５）の何れか１項に記載の方法。

【0095】

（１７）更に、前記シミュレートされた検出器（複数）によって検出された前記ＳＬシングルガンマ線のＳＬシングル計数の生の分布を決定することと、前記ＳＬシングル計数の生の分布に曲線を適合させることと、前記生の分布への曲線適合に基づき、前記ＳＬシングル計数の生の分布を正規化し、前記ＳＬシングル計数の補正された分布を生じさせることとを含む、（１１）～（１６）の何れか１項に記載の方法。

【0096】

（１８）更に、前記第２の組み合わされた検出器効率を使用して正規化されたデータセットに基づいて画像を再構成することを含む、（１４）に記載の方法。

【0097】

（１９）回路によって実行されたときに、前記回路に対して、イメージングシステムにおける検出器素子を正規化する方法を実施させるための実行可能な命令を含む、コンピュータ読取り可能な非一時的記憶媒体であって、リアル検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置されたリアル線状線源から放出されたシングルガンマ線のリアルシングル計数を取得することと、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の各リングは相互に隣接して配置され且つ前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の軸方向に沿って延出し、前記シングルガンマ線は前記リアル検出器（複数）によって検出され、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各リアル検出器について、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各リアル検出器についての前記リアルシングル計数に基づいて、軸横断方向の相対的効率を決定することと、前記リアル線状線源から放出されて反対方向に移動する前記シングルガンマ線をペアリングして、前記シングルガンマ線のペア（複数）を取得することと、前記リアル線状線源から放出され、且つｉ）前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の各リングにおける同じ位置に配置された前記リアル検出器（複数）の第１のラインに沿った前記リアル検出器（複数）の第１のリアル検出器、およびｉｉ）前記リアル検出器（複数）の第２のラインに沿った全てのリアル検出器（複数）によって検出された、前記シングルガンマ線のペア（複数）のリアルペア計数を取得することと、前記リアル検出器（複数）の第２のラインは前記リングの第１のリアル検出器とは反対側の位置に配置され、ここで、前記第１のラインに沿ったリアル検出器（複数）の第１のリアル検出器は、前記検出されたペアにおける第１のシングルガンマ線を検出し、また前記リアル検出器（複数）の第２のラインにおけるリアル検出器の１つは、前記検出されたペアにおける第２のシングルガンマ線を検出し、前記第１のラインのリアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記リアルペア計数に基づいて軸方向の相対的効率を決定することと、前記リアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記軸方向の相対的効率および前記軸横断方向の相対的効率に基づいて、リアル線状線源検出器効率を決定することとを含む、コンピュータ読取り可能な非一時的記憶媒体。

【0098】

（２０）前記方法が更に、シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置されたシミュレートされた円筒状（ＳＣ）線源から放出されたＳＣシングルガンマ線のシミュレートされた円筒状（ＳＣ）シングル計数を取得することと、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の各リングは互いに隣接して配置され、且つ前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の軸方向に沿って延出し、前記ＳＣシングルガンマ線は前記シミュレートされた検出器（複数）によって検出され、前記ＳＣ線源から放出されて反対方向に移動するＳＣシングルガンマ線をペアリングして、前記ＳＣシングルガンマ線のＳＣペア（複数）を取得することと、前記ＳＣ線源から放出され、且つｉ）前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の各リングにおいて同じ位置に配置された前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のラインに沿った前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器、およびｉｉ）前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインに沿った全てのシミュレートされた検出器（複数）によって検出された、前記ＳＣシングルガンマ線のＳＣペア（複数）のＳＣペア計数を取得することと、前記シミュレートされた検出器の第２のラインは前記リングの第１のシミュレートされた検出器とは反対側の位置に配置され、ここで、前記第１のラインに沿ったシミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＣペアにおける第１のＳＣシングルガンマ線を検出し、また前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインにおける１つのシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＣペアにおける第２のＳＣシングルガンマ線を検出し、前記シミュレートされた検出器（複数）の各シミュレートされた検出器について、前記ＳＣシングル計数および前記ＳＣペア計数に基づいてＳＣ線源検出器効率を決定することと、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置されたシミュレートされた線状（ＳＬ）線源から放出されたＳＬシングルガンマ線のＳＬシングル計数を取得することと、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各シミュレートされた検出器について、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の１つのリングにおける各シミュレートされた検出器についてのＳＬシングル計数に基づいて、シミュレートされた軸横断方向の相対的効率を決定することと、前記ＳＬ線源から放出された反対方向に移動する前記ＳＬシングルガンマ線をペアリングさせて、前記ＳＬシングルガンマ線（複数）のＳＬペア（複数）を取得することと、前記ＳＬ線源から放出され、且つｉ）前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の各リングにおいて同じ位置に配置された前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のラインに沿った前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器、およびｉｉ）前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインに沿った全てのシミュレートされた検出器（複数）によって検出された、前記ＳＬシングルガンマ線のＳＬペア（複数）のＳＬペア計数を取得することと、前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインは前記リングの第１のシミュレートされた検出器とは反対側の位置に配置され、ここで、前記第１のラインに沿ったシミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＬペアにおける第１のＳＬシングルガンマ線を検出し、また前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインにおける１つのシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＬペアにおける第２のＳＬシングルガンマ線を検出し、前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のラインにおける各シミュレートされた検出器について、前記ＳＬペア計数に基づいてシミュレートされた軸方向の相対効率を決定することと、前記シミュレートされた検出器（複数）の各シミュレートされた検出器について、前記シミュレートされた軸方向の相対的効率および前記シミュレートされた軸横断方向の相対的効率に基づいてＳＬ線源検出器効率を決定することと、前記リアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記リアル線状線源検出器効率、前記ＳＣ線源検出器効率、および前記ＳＬ線源検出器効率に基づいて、第２の組み合わされた検出器効率を決定することとを含む、（１９）に記載のコンピュータ読取り可能な記憶媒体。

【0099】

（２１）イメージングシステムであって、処理回路を具備し、当該処理回路は、リアル検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置されたリアル線状線源から放出されたシングルガンマ線のリアルシングル計数を取得するように設定され、前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の各リングは相互に隣接して配置され且つ前記リアル検出器（複数）のリング（複数）の軸方向に沿って延出し、前記シングルガンマ線は前記リアル検出器（複数）によって検出され、シミュレートされた検出器（複数）のリングの中心に配置されたシミュレートされた円筒状（ＳＣ）線源から放出されたＳＣシングルガンマ線のシミュレートされた円筒状（ＳＣ）シングル計数を取得するように設定され、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の各リングは互いに隣接して配置され、且つ前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の軸方向に沿って延出し、前記ＳＣシングルガンマ線は前記シミュレートされた検出器によって検出され、前記ＳＣ線源から放出されて反対方向に移動するＳＣシングルガンマ線をペアリングして、前記ＳＣシングルガンマ線のＳＣペアを取得するように設定され、前記ＳＣ線源から放出され、且つｉ）前記シミュレートされた検出器のリング（複数）の各リングにおいて同じ位置に配置された前記シミュレートされた検出器の第１のラインに沿った前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器、およびｉｉ）前記シミュレートされた検出器の第２のラインに沿った全てのシミュレートされた検出器によって検出された、前記ＳＣシングルガンマ線のＳＣペア（複数）のＳＣペア計数を取得するように設定され、前記シミュレートされた検出器の第２のラインは前記リングの第１のシミュレートされた検出器とは反対側の位置に配置され、ここで、前記第１のラインに沿ったシミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＣペアにおける第１のＳＣシングルガンマ線を検出し、また前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインにおける１つのシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＣペアにおける第２のＳＣシングルガンマ線を検出し、前記シミュレートされた検出器（複数）の各シミュレートされた検出器について、前記ＳＣシングル計数、および前記ＳＣペア計数に基づいて、ＳＣ線源検出器効率を決定するように設定され、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置されたシミュレートされた線状（ＳＬ）線源から放出されたＳＬシングルガンマ線のＳＬシングル計数を取得するように設定され、前記リアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記リアルシングル計数、前記ＳＬシングル計数、および前記ＳＣ線源検出器効率に基づいて、第１の組み合わされた検出器効率を決定するように設定される、イメージングシステム。

【0100】

（２２）イメージングシステムにおける検出器素子を正規化する方法であって、リアル検出器のリングの中心に配置されたリアル線状線源から放出されたシングルガンマ線のリアルシングル計数を取得することと、前記リアル検出器のリング（複数）の各リングは相互に隣接して配置され且つ前記リアル検出器のリング（複数）の軸方向に沿って延出し、前記シングルガンマ線は前記リアル検出器によって検出され、シミュレートされた検出器（複数）のリングの中心に配置されたシミュレートされた円筒状（ＳＣ）線源から放出されたＳＣシングルガンマ線のシミュレートされた円筒状（ＳＣ）シングル計数を取得することと、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の各リングは互いに隣接して配置され、且つ前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の軸方向に沿って延出し、前記ＳＣシングルガンマ線は前記シミュレートされた検出器によって検出され、前記ＳＣ線源から放出されて反対方向に移動するＳＣシングルガンマ線をペアリングして、前記ＳＣシングルガンマ線のＳＣペア（複数）を取得することと、前記ＳＣ線源から放出され、且つｉ）前記シミュレートされた検出器(複数)のリング（複数）の各リングにおいて同じ位置に配置された前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のラインに沿った前記シミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器、およびｉｉ）前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインに沿った全てのシミュレートされた検出器（複数）によって検出された、前記ＳＣシングルガンマ線のＳＣペア（複数）のＳＣペア計数を取得することと、前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインは前記リングの第１のシミュレートされた検出器とは反対側の位置に配置され、ここで、前記第１のラインに沿ったシミュレートされた検出器（複数）の第１のシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＣペアにおける第１のＳＣシングルガンマ線を検出し、また前記シミュレートされた検出器（複数）の第２のラインにおける１つのシミュレートされた検出器は、前記検出されたＳＣペアにおける第２のＳＣシングルガンマ線を検出することと、前記シミュレートされた検出器（複数）の各シミュレートされた検出器について、前記ＳＣシングル計数および前記ＳＣペア計数に基づいてＳＣ線源検出器効率を決定することと、前記シミュレートされた検出器（複数）のリング（複数）の中心に配置された線状（ＳＬ）線源から放出されたＳＬシングルガンマ線のＳＬシングル計数を取得することと、前記リアル検出器（複数）の各リアル検出器について、前記リアルシングル計数、前記ＳＬシングル計数、および前記ＳＣ線源検出器効率に基づいて、第１の組み合わされた検出器効率を決定することとを含む方法。

【0101】

（２３）複数の結晶が配列されたリングが複数配列されて構成されるＰＥＴ（Positron Emission Tomography）検出器と、
線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいた、前記結晶毎の第１の結晶効率と、円筒状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第２の結晶効率と、前記線状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第３の結晶効率と、を取得する取得部と、
前記第２の結晶効率と前記第３の結晶効率とに基づいて、前記第１の結晶効率を補正することで第４の結晶効率を算出する算出部と、
を備える、ＰＥＴ装置。

【0102】

（２４）前記線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいて、前記結晶の各々で検出されるシングルイベントを計数する計数部と、
前記リング毎の同時計数イベントの数を決定する決定部をさらに備え、
前記取得部は、前記シングルイベントの数と、前記同時計数イベントの数とに基づいて、前記第１の結晶効率を取得する、（２３）に記載のＰＥＴ装置。

【0103】

（２５）前記取得部は、前記シングルイベントの数に基づいて前記結晶の軸横断方向の相対的効率を決定し、前記同時計数イベントの数に基づいて前記結晶の軸方向の相対的効率を決定し、前記軸方向の相対的効率および前記軸横断方向の相対的効率に基づいて、前記第１の結晶効率を取得する、（２４）に記載のＰＥＴ装置。

【0104】

（２６）前記取得部は、模擬された前記円筒状線源から照射されるガンマ線を、模擬されたＰＥＴ検出器において検出した場合の、結晶の各々で検出されるシングルイベントの数と、リング毎の同時計数イベントの数とに基づいて、前記第２の結晶効率を取得し、模擬された線状線源から照射されるガンマ線を、前記模擬されたＰＥＴ検出器において検出した場合の、結晶の各々で検出されるシングルイベントの数と、リング毎の同時計数イベントの数とに基づいて、前記第３の結晶効率を取得する、（２３）～（２５）のいずれか１つに記載のＰＥＴ装置。

【0105】

（２７）前記取得部は、前記模擬された線状線源から照射されるガンマ線に基づく前記シングルイベントの数に基づいて前記結晶の軸横断方向の相対的効率を決定し、前記模擬された線状線源から照射されるガンマ線に基づく前記同時計数イベントの数に基づいて前記結晶の軸方向の相対的効率を決定し、前記軸方向の相対的効率および前記軸横断方向の相対的効率に基づいて、前記第３の結晶効率を取得する、（２６）に記載のＰＥＴ装置。

【0106】

（２８）前記計数部は、前記線状線源から照射される実測のガンマ線に基づく前記リング毎のシングルイベントの数の分布に対して、前記分布に基づく曲線を適用することで、前記シングルイベントの数を補正する、（２４）に記載のＰＥＴ装置。

【0107】

（２９）前記取得部は、前記模擬された前記円筒状線源から照射されるガンマ線に基づく前記リング毎のシングルイベントの数の分布に対して、前記分布に基づく曲線を適用することで、前記模擬された前記円筒状線源に基づく前記シングルイベントの数を補正する、（２６）に記載のＰＥＴ装置。

【0108】

（３０）前記取得部は、前記模擬された前記線状線源から照射されるガンマ線に基づく前記リング毎のシングルイベントの数の分布に対して、前記分布に基づく曲線を適用することで、前記模擬された前記線状線源に基づく前記シングルイベントの数を補正する、（２６）に記載のＰＥＴ装置。

【0109】

（３１）前記第４の結晶効率を用いて正規化されたデータセットに基づいて、ＰＥＴ画像を再構成する再構成部をさらに備える、（２３）～（３０）のいずれか１つに記載のＰＥＴ装置。

【0110】

（３２）複数の結晶が配列されたリングが複数配列されて構成されるＰＥＴ（Positron Emission Tomography）検出器と、
線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいて、前記結晶の各々で検出されるシングルイベントを計数する計数部と、
線状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づくシングルイベントの数と、円筒状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第１の結晶効率とを取得する取得部と、
前記実測のガンマ線に基づくシングルイベントの数と前記シミュレーションに基づくシングルイベントの数とに基づいて、前記第１の結晶効率を補正することで第２の結晶効率を算出する算出部と、
を備える、ＰＥＴ装置。

【0111】

（３３）複数の結晶が配列されたリングが複数配列されて構成されるＰＥＴ（Positron Emission Tomography）検出器を有するＰＥＴ装置によって実行される算出方法であって、
線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいた、前記結晶毎の第１の結晶効率と、円筒状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第２の結晶効率と、前記線状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第３の結晶効率と、を取得し、
前記第２の結晶効率と前記第３の結晶効率とに基づいて、前記第１の結晶効率を補正することで第４の結晶効率を算出する、
ことを含む、算出方法。

【0112】

（３４）複数の結晶が配列されたリングが複数配列されて構成されるＰＥＴ（Positron Emission Tomography）検出器を有するＰＥＴ装置によって実行される算出方法であって、
線状線源から照射される実測のガンマ線に基づいて、前記結晶の各々で検出されるシングルイベントを計数し、
線状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づくシングルイベントの数と、円筒状線源から照射されるガンマ線を想定したシミュレーションに基づいて算出される前記結晶ごとの第１の結晶効率とを取得し、
前記実測のガンマ線に基づくシングルイベントの数と前記シミュレーションに基づくシングルイベントの数とに基づいて、前記第１の結晶効率を補正することで第２の結晶効率を算出する、
ことを含む、算出方法。

【0113】

当業者はまた、本発明の同じ目的を依然として達成しながら、上記で説明された技術の動作に対してなされた多くの変形が存在し得ることを理解するであろう。そのような変形は、本開示の範囲に含まれることが意図されている。したがって、本発明の実施形態の前述の説明は、限定することを意図したものではない。むしろ、本発明の実施形態に対する如何なる制限も、以下の特許請求の範囲に提示されるものである。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10】

【図11A】

【図11B】