CN1965759A - 核医学诊断装置以及透射摄像方法 - Google Patents

Abstract

在使用外部射线源进行透射摄像的核医学诊断装置以及透射摄像方法中，以作为外部射线源使用点射线源确保宽阔的视野、缩短透射摄像所需要的时间为课题。具有形成了插入床的孔部的摄像装置和减弱补偿数据生成装置，摄像装置具有：设置在孔部周围的多个放射线检测器；和在与孔部最近的位置设置的放射线检测器和孔部之间，沿床的长度方向设置的多个γ射线发生单元；多个γ射线发生单元各自具备作为单光子发射原子核素的γ射线源，具有交互地从某一个γ射线发生单元对其外部，向孔部发出γ射线的结构；减弱补偿数据生成装置根据通过从γ射线发生单元放出的γ射线的射入从放射线检测器输出的检测信号，生成减弱补偿数据。由此来解决上述课题。

Description

核医学诊断装置以及透射摄像方法

技术领域

本发明涉及一种进行使用外部射线源的透射摄像的核医学诊断装置以及透射摄像方法。

背景技术

作为核医学诊断装置，具有伽马照相机、单光子发射断层成像装置(SinglePhton Emission Computed Tomography，以下记为SPECT装置。)以及正电子发射断层成像装置(Positron Emission Computed Tomography，以下记为PET装置。)等。

在使用核医学诊断装置的检查中，使作为被检测体的被检测者服下含有具有在特定的部位聚集的性质的物质的放射性药剂，通过放射线检测器检测由于在该部位聚集的放射性药剂从被检测者的病患部发射出的γ射线。从被检测者的病患部发射出的γ射线具有特定的能量峰值(在使用PET装置检查时使用511KeV左右的放射性药剂，在使用SPECT装置检查时使用100KeV左右的放射性药剂。)。核医学诊断装置根据从检测到γ射线的放射线检测器输出的检测信号，生成包含放射性药剂的聚集部位的图像的断层图像(以下称为功能图像。)。将其称为放射摄像(或者放射计测)。

在放射摄像中，具有二维摄像和三维摄像。二维摄像因为在检测器与检测器之间设置赛普特膜(scepter)进行摄像，所以摄像装置轴方向的检测灵敏度均一，而且可以抑制散射线的影响。但是，由于整个摄像装置的灵敏度较低，所以为了收集生成功能图像所需要的数据，需要较长的时间。另一方面，不设置赛普特膜的三维摄像存在难以确保摄像装置轴方向的检测灵敏度均一，容易混入由散射线或随机符合(coincidence)产生的噪声等问题，但是因为整个摄像装置的检测灵敏度较高，所以用于收集生成功能图像所需要的数据的时间较短。近年来，要求生产能力的提高，使三维摄像成为主流。

从被检测者放出的γ射线在透过被检测者的体内时被减弱(吸收)。在使用核医学诊断装置的检查中，为了确保定量性，对在体内的γ射线的减弱量(吸收量)进行评价，根据该评价对放射计测中的γ射线的减弱进行补偿(减弱补偿或者吸收补偿)是重要的。把收集减弱补偿所需要的数据(以下称为投射数据。)的计测称为透射摄像(或透射计测)。透射摄像使用设置在被检测者与放射线检测器之间的外部伽马射线源(以下称为外部射线源。)，透射数据的收集方法因外部射线源的种类而不同。在外部射线源中具有使用作为正电子原子核素的⁶⁸Ge-⁶⁸Ga(锗68-镓68)的棒状射线源、使用作为单光子发射原子核素的¹³⁷Cs的点射线源等。

⁶⁸Ge-⁶⁸Ga的棒状射线源的一对具有511KeV能量的γ射线成180°地放射。在使用了棒状射线源的透射摄像中，在从棒状射线源放射出的一对γ射线中，使其中一方的γ射线透过被检测者由放射线检测器进行检测，使另一方的γ射线不透过被检测者由另一放射线检测器进行检测。根据检测到γ射线的放射线检测器输出的各个检测信号进行同时计数，收集该检测器之间的透射数据。在使用PET装置的检查(以下称为PET检查)中，采用使被检测者服下放射性药剂，在经过了放射性药剂向检测部位聚集所需要的时间(30～60分钟)后，连续地进行透射摄像和放射摄像的进样后方法。此时，由于从⁶⁸Ge-⁶⁸Ga的棒状射线源放射出的γ射线和由于在被检测者的体内聚集的放射性药剂放射的γ射线的能量同为511keV，所以在透射和放射之间产生数据的混入，噪声变多。此外，从棒状射线源放射出的另一方的γ射线不透过被检测体，直接射入设置在棒状射线源附近位置的放射线检测器中。因此，该放射线检测器的计数率较高，对棒状射线源的射线源强度存在限制。

另一方面，¹³⁷Cs(铯137)的点射线源具有放射性物质和控制γ射线的照射方向并且形成γ射线的照射区域(例如圆锥状)的遮蔽体，放射具有662keV能量的γ射线。在使用点射线源的透射摄像中，使形成了照射形状放射出的γ射线透过被检测者，通过放射线检测器检测该γ射线。PET装置根据检测到γ射线的放射线检测器的位置信息和外部射线源的位置信息，收集透射数据。在采用进样法使用¹³⁷Cs的点射线源的情况下，因为从点射线源放射出的γ射线和从被检测体的体内放射出的γ射线的能量不同，所以具有透射和放射之间的数据混入较少的优点。此外，点射线源通过遮蔽容器和准直器限定γ射线的照射范围，γ射线不会射入设置在点射线源附近的放射线检测器，所以可以提高点射线源的射线源强度，可以在短时间内收集统计噪声少的透射数据。如此，通过透射数据质量的提高，功能图像的画质也提高。根据以上的观点，使用点射线源的透射摄像已成为目前的主流。

专利文献1记载了一种SPECT装置，其具有一个外部射线源，该外部射线源具有对从外部射线源放射出的γ射线的照射区域进行限制的屏蔽以及设置在该屏蔽开口部的沿水平方向进退驱动的快门(shutter)。专利文献1通过打开、关闭快门，对来自外部射线源的γ射线的照射开始以及照射停止进行控制。放射线检测器被设置在与外部射线源相向的位置，按照所支持的旋转传动比级(step)与外部射线源一起旋转。在使用一个外部射线源的透射摄像中，摄像装置的可摄像范围内的摄像视野狭窄，此外，在伴随移动的透射摄像中摄像时间较长。

专利文献2记载了沿摄像装置内的床的长度方向设置了多个点射线源的PET装置以及SPECT装置。PET装置以及SPECT装置为了使从多个点射线源照射的γ射线不同时射入相同的放射线检测器，在点射线源与点射线源之间设置了准直器。在专利文献2这样的点射线源和准直器的组合中，当为了缩短摄像时间提高射线源强度时，需要增加各个准直器的厚度，所以对于提高强度具有限制。此外，专利文献2中记载的PET装置以及SPECT装置的检测器被设置在环的一部分中，所以摄像装置的断面内的摄像视野被限定。

【专利文献1】特开平9-264961号公报

【专利文献2】美国专利第6,040,580号说明书

发明内容

在使用一个点射线源的透射摄像中，床的长度方向的视野狭窄。在无法一次对全部的检查对象范围进行摄像时(例如全身的癌检查)，使摄像装置或者床进行移动，使摄影范围重叠地将检查对象范围分割为多个来进行摄影，但在伴随移动的透射摄像中，需要取得较宽的叠加宽度，全身透射摄像需要较长时间。此外，不伴随床移动的脑功能检查、心功能检查要求不移动摄像装置或床，在一个摄像位置对脑或心等目标器官进行摄像。但是，因为点射线源的摄像范围窄，所以难以一次拍摄检查对象范围(关心部位)。

本发明的目的在于，使用多个点射线源，从其中一个点射线源放出放射线来确保较宽的视野，缩短透射摄像所需要的时间。

为了达成上述目的，本发明的第一特征在于，具有形成了插入床的孔部的摄像装置和减弱补偿数据生成装置；摄像装置具有设置在孔部周围的多个放射线检测器、在与孔部最近的位置设置的放射线检测器和孔部之间沿床的长度方向设置的多个γ射线发生单元；多个γ射线发生单元各自具备作为单光子发射原子核素的γ射线源，具有交互地从某一个γ射线发生单元对其外部，向孔部发出γ射线的结构；减弱补偿数据生成装置根据通过从γ射线发生单元放出的γ射线的射入从放射线检测器输出的检测信号，生成减弱补偿数据。

此外，为了达成上述目的，本发明的第二特征在于，具有形成了插入床的孔部的摄像装置和减弱补偿数据生成装置；摄像装置具有设置在孔部周围的多个放射线检测器、和γ射线发生单元，该γ射线发生单元具有作为单光子发射原子核素的、在与孔部最近的位置设置的放射线检测器和孔部之间设置的多个γ射线源，以及向孔部放出来自γ射线源的γ射线的多个放出窗口；γ射线发生单元具有从某一个放出窗口交互地放出γ射线的结构；减弱补偿数据生成装置根据通过从γ射线发生单元放出的γ射线的射入从放射线检测器输出的检测信号，生成减弱补偿数据。

根据本发明，可以使用点射线源确保视野，缩短透射摄像所需要的时间。

附图说明

图1是表示本发明一最佳实施例的PET装置的摄像装置的、床的长度方向的断面结构的结构图。

图2表示了使用了点射线源时的断面内有效视野(FOV)以及轴方向有效视野(AFOV)。

图3示意地表示了图1所示的PET装置的外部射线源的、射线源支撑旋转轴的轴方向的断面结构。

图4示意地表示了内啮合齿轮、旋转环以及射线源支撑旋转轴的结构。

图5示意地表示了外部射线源以及射线源支撑旋转轴的结构。(a)是表示点射线源的设置位置的示意图，(b)是表示外部射线源1a放出γ射线时的点射线源的设置位置的示意图，(c)是表示外部射线源1b放出γ射线时的点射线源的设置位置的示意图。

图6是表示简单设置了两个点射线源时的FOV的示意图。(a)是表示设置了扇角为θ的点射线源时的FOV的示意图，(b)是表示FOV为最大时的点射线源的设置位置的示意图。

图7是表示图1所示的点射线源的设置位置以及γ射线的放出区域的示意图。

图8是表示作为本发明的其它实施例的PET装置的点射线源的设置位置以及γ射线的放出区域的示意图。

图9是比较了简单设置了两个点射线源时的摄像视野和图1所示的使用了两个外部射线源时的摄像视野的坐标图。

图10是比较了简单设置了三个点射线源时的摄像视野和本发明其它实施例的使用了三个外部射线源时的摄像视野的坐标图。

图11是表示作为本实施例的一个最佳实施例的PET装置的结构的斜视图。

图12示意地表示了图11所示的PET装置。

图13是表示图12所示的组件基板的结构图。

具体实施方式

以下，使用附图对实施例进行说明。

(实施例1)

使用附图，对作为本发明一最佳实施例的核医学诊断装置进行说明。以具有两个外部射线源的PET装置100为例，说明本实施例的核医学诊断装置，上述外部射线源使用作为点光子发射原子核素的¹³⁷Cs(铯137)。

如图11所示，PET装置100具有摄像装置11、床15、数据处理装置(数据存储装置)23以及显示装置24。如图12所示，数据处理装置23具有信号辨别装置28、同时计数装置25、断层图像信息生成装置26、透射数据处理装置(减弱补偿数据生成装置)29、存储装置30、以及射线源位置检测装置33。信号辨别装置28与同时计数装置25以及减弱补偿数据生成装置29连接。同时计数装置25与断层图像信息生成装置26连接。减弱补偿数据生成装置29与存储装置30连接。存储装置30与断层图像信息生成装置26连接。断层图像信息生成装置26与显示装置32连接。

如图12所示，摄像装置11形成用于插入床15的孔部(贯通部)17，包围该孔部17的周围地设置多个检测器组件12。检测器组件12在床15的长度方向上具备多个组件基板41。如图13所示，组件基板41具有多个放射线检测器(半导体放射线检测器)21、多个模拟ASIC40、多个数据取得IC38以及数据汇集IC39。模拟ASIC40具备多个信号处理装置27。数据取得IC38具备多个分组数据生成装置36以及数据汇集装置37。多个放射线检测器21包围孔部17地设置在其周围。还在床15的长度方向上设置多列放射线检测器21。此外，沿孔部17的径向方向设置多列放射线检测器21。各个放射线检测器21分别与各个信号处理装置27相连接。即，对每个放射线检测器21设置信号处理装置27。各个信号处理装置27与分组数据生成装置36连接。多个分组数据生成装置36与数据汇集装置37连接。多个数据汇集装置37与数据汇集IC39连接。数据汇集IC39与设置在数据处理装置23中的信号辨别装置28连接。

此外，如图1所示，摄像装置11具有外罩(casing)19，在其内部具有外部射线源1a，1b、放射线遮蔽容器13以及环状的旋转环5。包围孔部17的周围、且在内侧形成齿条(rack)的内啮合齿轮8设置在外罩19的内部，并无法旋转地固定在外罩19上。内啮合齿轮8可以在床15的长度方向上滑动地安装在外罩19上。在与孔部17最近的位置设置的放射线检测器21和孔部17之间设置外部射线源1a、1b。外部射线源1a、1b沿床15的长度方向并排地设置，并由固定在旋转环5上的射线源外壳(housing)支撑棒6支撑。射线源外壳支撑棒6在其内部具有射线源支撑旋转轴9。射线源支撑旋转轴9贯通旋转环5，在前端具有齿轮10。齿轮10被插入内啮合齿轮8内，与在内啮合齿轮8的内部形成的齿条啮合(图4)。旋转驱动装置7被设置在外罩19内，具有电动机(未图示)、动力传递机构(未图示)以及齿轮22。动力传递机构与电动机连结。齿轮22被安装在动力传递机构的旋转轴上。齿轮22与在旋转环5中形成的齿条啮合。与旋转驱动装置7的旋转轴连结的旋转角度检测器34以及与射线源支撑旋转轴9连结的旋转角度检测器35分别与射线源位置检测装置33连接。

如图3所示，外部射线源1a具有射线源外壳18A、透射用点射线源(¹³⁷Cs，以下称为点射线源)2a以及遮蔽体4a。点射线源2a以及遮蔽体4a设置在射线源外壳18A的内部。在射线源外壳18A上形成的放射线放出窗口(放射线放出口)3a使从点射线源2a放射出的γ射线形成希望的形状，将该γ射线放出到射线源外壳18A的外部。在将从点射线源2a放射出的γ射线向孔部17放出的位置形成放射线放出窗口3a。射线源外壳18A是放射线遮蔽体，对从放射线放出窗口3a以外的区域向外部放射的γ射线进行遮蔽。使射线源外壳18A和射线源外壳支撑棒6一体化。遮蔽体4a在射线源外壳18A内被固定在射线源支撑旋转轴9上。点射线源2a设置在遮蔽体4a的表面部分上。

外部射线源1b具有射线源外壳18B、点射线源2b以及遮蔽体4b。点射线源2b以及遮蔽体4b被设置在形成了与放射线放出窗口3a相同的放射线放出窗口3b的射线源外壳18B内。射线源外壳18B与射线源外壳18A结合。遮蔽体4b经由设置在射线源外壳18A、18B内的旋转轴9a，被安装在遮蔽体4a上。在遮蔽体4b的表面部分上设置的点射线源2b被设置在射线源支撑旋转轴9的旋转方向上与点射线源2a成180度的位置上。

以下，对本实施例的放射摄像以及透射摄像的方法进行说明。在本实施例中，以被检测者的心功能检查为例，对采用同时进行放射摄像和透射摄像的放射/透射同时摄像方法(ET同时摄像法)的情况进行说明。

在进行PET检查之前，预先通过注射使作为被检测体的被检测者14服下放射性药剂(例如¹⁸F)。被检测者14等待被检测者14服下的PET用药剂在体内扩散，进入作为检查部位的心肌并聚集所需要的时间(30分钟～60分钟)。之后，使被检测者14躺在床15上。

操作员对设置在操作员控制台(未图示)上的按钮进行操作，对集中控制部(未图示)输出检查开始信号。当输入检查开始信号时，集中控制部把与被检测者14的检查对象范围有关的信息以及床移动开始信号输出给床移动控制装置(未图示)。输入了床移动开始信号的床移动控制装置根据输入的信息，移动床15使作为被检测者14的检查对象的心脏进入PET装置100的γ射线检测区域(孔部17)。此外，集中控制部将射线源设置信号输出给前进驱动装置(未图示)。前进驱动装置根据射线源设置信号，使射线源外壳1、旋转环5、射线源外壳支撑棒6以及外部射线源1a，1b在孔部17的轴方向(床15的长度方向)上移动。外部射线源1a，1b通过该移动，被从放射线遮蔽容器13中取出，设置在规定位置上。在该状态下，开始透射摄像以及放射摄像。

首先，对透射摄像进行说明。集中控制部闭合与旋转驱动装置7的电动机相连接的电源所连接的开闭装置(未图示)。通过电流的供给，该电动机旋转，该旋转力经由动力传递机构传递给齿轮22。旋转环5通过齿轮22的旋转，在孔部17的周围向箭头(图4)的方向旋转。外部射线源1a、1b以及射线源外壳支撑棒6等通过旋转环5旋转，在孔部17的周围，即被检测者14的周围旋转。而且，由于旋转环5的旋转，与内啮合齿轮8的齿条啮合的齿轮10旋转，射线源支撑旋转轴9、点射线源2a、2b以及遮蔽体4a、4b向图5(b)(c)所示的箭头方向旋转。遮蔽体4a进行遮蔽，以使在点射线源2a位于放射线放出窗口3a以外的位置时，从点射线源2a放出的γ射线不从放射线放出窗口3a向孔部17放出。遮蔽体4b进行遮蔽，以使在点射线源2b位于放射线放出窗口3b以外的位置时，从点射线源2b放出的γ射线不从放射线放出窗口3b向孔部17放出。而且，如上所述，点射线源2a、2b被分别设置在成180度的位置上(图5(a))，所以通过它们的旋转，从外部射线源1a以及1b中的某一方的外部射线源放出γ射线。γ射线交互地从外部射线源1a以及1b中的某一方射出。

这些γ射线在透过被检测者14之后，通过以连结孔部17的轴心和点射线源2a、2b的各个直线的延长线上的放射线检测器21为中心，位于圆周方向上的多个放射线检测器21进行检测。这些放射线检测器21把与该γ射线的能量对应的γ射线检测信号(以下称为透射信号)输出给各个相应的信号处理装置27。信号处理装置27根据从各个放射线检测器21输出的透射信号，生成用于确定γ射线的检测时刻的定时信号。所生成的定时信号被发送给分组数据生成装置36。分组数据生成装置36根据定时信号，决定γ射线的检测时刻(τ)，确定检测器ID(用于判别放射线检测器21的ID)(N)。此外，信号处理装置27根据透射信号，生成γ射线的峰值信息，并将生成的峰值信息发送给分组数据生成装置36。分组数据生成装置36将峰值信息转换为数字的峰值信息(E)。分组数据生成装置36在时刻信息(τ)、检测器ID(N)中附加峰值信息(E)来生成分组数据(N，τ，E)。分组数据(N，τ，E)经由数据汇集装置37以及数据汇集装置IC被发送给信号辨别装置28。

然后，对放射摄像进行说明。从插入孔部17内的床15上的被检测者14的体内，因放射性药剂产生的511keV的成对的γ射线向所有的方向发射。该成对的γ射线的各γ射线通过位于180°相反方向上的各个放射线检测器21进行检测。从这些放射线检测器21输出的与该γ射线的能量对应的各个γ射线检测信号(以下称为放射信号)被输入各相应的信号处理装置27中。信号处理装置27根据从各个放射线检测器21输出的放射信号，生成用于确定γ射线的检测时刻的定时信号。生成的定时信号被发送给分组数据生成装置36。分组数据生成装置36根据定时信号，决定γ射线的检测时刻(τ)，确定检测器ID(用于判别放射线检测器21的ID)(N)。此外，信号处理装置27根据透射信号，生成γ射线的峰值信息，并将生成的峰值信息发送给分组数据生成装置36。分组数据生成装置36将峰值信息转换为数字的峰值信息(E)。分组数据生成装置36在时刻信息(τ)、检测器ID(N)中附加峰值信息(E)来生成分组数据(N，τ，E)。分组数据(N，τ，E)经由数据汇集装置37以及数据汇集装置IC被发送给信号辨别装置28。此外，将放射线检测器21的位置信息设为第一位置信息。

信号辨别装置28当输入了具有第一设定范围的峰值信息的分组数据时，将该分组数据输出给减弱补偿数据生成装置29，当输入了具有第二设定范围的峰值信息的分组数据时，将该分组数据输出给同时计数装置25。在本实施例中，向被检测者14照射的γ射线的能量为662keV，所以将第一设定范围设为600keV至680keV。因放射性药剂产生的γ射线的能量为511keV，所以将第二设定范围设为450keV至530keV。即，信号辨别装置28根据分组数据中包含的峰值信息，判断所输入的分组数据是因从外部射线源1a或1b放射出的γ射线产生的，还是因PET用药剂放射出的γ射线产生的。信号辨别装置28根据该判定结果，将该分组数据如前所述输出给减弱补偿数据生成装置29或同时计数装置25。

以下，对射线源位置检测装置33取得在时刻τ的外部射线源的位置信息的方法进行说明。射线源位置检测装置33取得孔部17的圆周方向上的点射线源2a、2b的各自的位置信息(第二位置信息)，摄像装置11的轴方向(孔部17的轴方向)上的点射线源2a、2b的各自的位置信息(第三位置信息)，以及求出点射线源2a、2b的哪一个正在照射γ射线，并取得正在放射出γ射线的外部射线源的点射线源的位置信息(X)。具体地说，设置在旋转驱动装置7上的旋转角度检测器34把表示旋转环5的旋转角度的信号(旋转角度检测信号)输出给射线源位置检测装置33。射线源位置检测装置33根据输入的旋转角度检测信号，求出点射线源2a以及2b的各自的第二位置信息。射线源位置检测装置33根据通过前进驱动装置点射线源2a以及2b在摄像装置11的轴方向上的移动量，可以求出该轴方向上的点射线源2a以及2b各自的第三位置信息。此外，射线源位置检测装置33具备未图示的存储装置，该存储装置存储旋转环5的旋转角度和齿轮10的旋转角度的关系，即存储与旋转环5的旋转角度检测信号对应的射线源支撑旋转轴9的旋转角度信息。射线源位置检测装置33在从旋转角度检测器34输入了旋转角度信号时，读出与该旋转角度信息对应的射线源支撑旋转轴9的旋转角度信息，根据该旋转角度信息求出点射线源2a或点射线源2b的哪一个面向放射线放出窗口。由此，射线源位置检测装置33识别外部射线源1a、1b中的哪一个正在发射出γ射线。射线源位置检测装置33根据这些信息(第二位置信息、第三位置信息以及表示哪个外部射线源放射出了γ射线的信息)，求出正在向被检测者14放出γ射线的点射线源的位置信息(N1)，并在该位置信息(N1)中附加时刻信息(t)输出给射线源位置存储装置31。射线源位置存储装置31把从射线源位置检测装置33输出的点射线源的位置信息(N1)以及时刻信息(t)相关联地进行存储。

减弱补偿数据生成装置29根据从信号辨别装置28输入的分组数据(N，τ，E)的检测时刻τ，从射线源位置检测装置33取得在检测时刻τ的点射线源的位置信息。例如，射线源位置检测装置33在减弱补偿数据生成装置29请求在时刻(t1)的点射线源的位置信息(X1)时，将该位置信息(X1)输出给减弱补偿数据生成装置29。减弱补偿数据生成装置29根据点射线源的位置信息、分组数据中包含的检测器ID以及γ射线检测信号的计数值，计算被检测者14体内的各体元的γ射线的衰减率。减弱补偿数据生成装置29具有作为生成减弱补偿数据的减弱补偿数据生成装置的功能。该衰减率作为透射数据存储在存储装置30中。

当取得了被检测者14体内的全部体元的衰减率时，集中控制部打开开闭装置。之后，电动机停止，旋转环5的旋转停止。集中控制部将射线源储存信号输出给前进驱动装置。前进驱动装置使外部射线源1a、1b在孔部17的轴方向上移动，储存到放射线遮蔽容器13中。因此，透射摄像结束。

同时计数装置25根据从信号辨别装置28输入的各分组数据中包含的各个检测时刻，进行同时计数处理，所述各分组数据针对与所述成对的γ射线对应的各放射信号。即，当对于一对放射信号的各检测时刻的差在所设定的时间窗口的范围内时，判断该一对的放射信号是通过基于一个正电子的消失同时产生的一对γ射线产生的一对放射信号。同时计数装置25通过同时计数处理，把检测到该一对γ射线中的各γ射线的两个检测点，即一对放射线检测器21的位置信息输出给断层图像信息生成装置26，上述同时计数处理基于与一对γ射线相对的一组分组数据。断层图像信息生成装置26读出存储装置30中存储的透射数据，来进行放射信号的计数值的减弱补偿。根据这些补偿后的放射信号的计数值以及检测点的位置信息，断层图像信息生成装置26生成断层图像信息。将该断层图像信息在显示装置32上进行显示。

使用图7，对使用本实施例的外部射线源1a、1b进行透射摄像时可以实现的摄像视野进行说明。在本实施例中，把通过孔部17的中心O的水平方向的坐标轴设为x坐标，把通过该中心O的垂直方向的坐标轴设为y坐标，把孔部17的轴方向的坐标轴设为z坐标(参照图6)。在表示摄像视野的具有代表性的参数中具有纵断面内的摄像视野(以下称为FOV。)和床15的长度方向的摄像视野(以下称为AFOV)(图2)。FOV的区域以及AFOV的区域越宽广，透射摄像的摄像视野越广。在本实施例中，把床15的长度方向上的放射线检测器21的设置范围设为d，把点射线源2a以及2b在被检测者14的周围旋转的旋转半径设为r(图7)。点射线源2a以及2b的各个坐标为(z，y)＝(z_s，r)，(z，y)＝(d-z，r)，关于放射线检测器21的设置范围的中点(z坐标为d/2的点)对称地设置。如此对称地设置是为了使点射线源2a照射γ射线的区域以及点射线源2b照射的区域相等，使各自的FOV相等。

如图7所示，点射线源2a在从点射线源2a延长的两条直线之间的区域内，从点射线源2a放出γ射线(在z轴上照射线段AD)。点射线源2b在从点射线源2b延长的两条直线之间的区域内放出γ射线(在z轴上照射线段EB)。z轴上的A、B点的坐标为A(z，y)＝(z_s/2，0)，B(z，y)＝(d-z_s/2，0)。AFOV为线段AB的长度(由A点以及B点的z坐标的差表示)，所以由(式1)表示。此外，FOV在床15的长度方向的被检测者14的纵断面上不同，最小的FOV由(式2)表示。

(1)

d-z_s                                     (式1)

(2)

$2r(\frac{1}{1-z_r/d}-1)$ (式2)

作为使用多个外部射线源进行透射摄像的方法，如图6(a)(b)所示，还考虑在孔部17的圆周方向的一个纵平面内设置两个点射线源2a以及2b(以下称为简单设置)，从它们同时照射γ射线的情况。在简单设置点射线源2a以及2b进行了透射摄像时，求出可以实现的摄像视野，与本实施例的摄像视野进行比较。

在将放射线检测器21设置成环状简单设置点射线源2a、2b时，AFOV由沿床15的长度方向设置的放射线检测器21的设置范围决定。此外，FOV由从点射线源2a以及2b放出的γ射线的圆锥状的扇角θ以及设置了点射线源20a、20b的孔部17的圆周方向的位置决定。但是，外部射线源1a，1b需要满足以下的条件1以及2地进行设置，由此FOV的区域受到限制。条件1为：在来自点射线源2a的γ射线的放出范围(以下称为点射线源2a的放出范围)内不能设置其它的点射线源2b。在点射线源2a的照射范围内存在点射线源2b时，来自点射线源2a的γ射线被设置在其它的点射线源2b的射线源外壳18A遮挡，不能到达放射线检测器21，无法取得该区域的透射数据。条件2为：点射线源2a、2b不照射放射线检测器21的同一区域。在从不同的多个点射线源放射出的γ射线射入同一放射线检测器21时，无法区别检测到的γ射线是从哪个点射线源照射的γ射线。根据透过被检测者14的γ射线的能量的信息以及照射了γ射线的点射线源的位置信息，取得透射数据，所以在不满足条件2时，无法取得透射数据。使用图6(b)所示的x-y坐标求出满足以上两个条件设置了点射线源2a、2b时的FOV的最大值。设点射线源2a、2b的旋转半径为r，从各点射线源照射的γ射线由于放射线放出窗口成为扇角θ的圆锥形状。点射线源2a被设置在坐标(x，y)＝(0，r)。

点射线源2a的放出范围为由连结点射线源2a和A点的线段、连结点射线源20a和B点的线段以及弧AB围成的区域。A点以及B点的坐标为：

$A(\cos (\frac{3}{2}\mathrm{\π}-\mathrm{\θ}),\sin (\frac{3}{2}\mathrm{\π}-\mathrm{\θ})),B(\cos (\frac{3}{2}\mathrm{\π}+\mathrm{\θ}),\sin (\frac{3}{2}\mathrm{\π}+\mathrm{\θ}))$

点射线源2b的放出范围为由连结点射线源2b和C点的线段、连结点射线源20b和D点的线段以及弧CD围成的区域。为了满足条件2，需要使作为点射线源2b的放出范围的弧CD与点射线源2b的放出范围的弧AB不重叠地设置点射线源2b。在使作为点射线源2b的放出范围的一端的D点与作为点射线源2a的放出范围的一端的B点一致时(图6(a))，C点以及D点的坐标为：

$C(\cos (\frac{3}{2}\mathrm{\π}+3\mathrm{\θ}),\sin (\frac{3}{2}\mathrm{\π}+3\mathrm{\θ})),D(\cos (\frac{3}{2}\mathrm{\π}+\mathrm{\θ}),\sin (\frac{3}{2}\mathrm{\π}+\mathrm{\θ}))$

通过使作为点射线源2b的放出范围的一端的C点与点射线源2a的设置位置一致地设置点射线源2b(图6(b))，可以满足条件1，并且可以使点射线源2a以及2b的照射区域的弧AC为最大。即，在点射线源2a以及2b的扇角θ＝π/3时，弧AC为最大，FOV也为最大值。FOV由(式3)表示。FOV的最大值为r。

(3)

$r\sin \frac{\mathrm{\θ}}{2}$ (式3)

使用图9，对简单设置两个点射线源2a、2b时的透射摄像的摄像视野和本实施例的摄像视野进行比较。横轴是把孔部17的轴方向的放射线检测器21的设置范围d设为1时的与孔部17的轴方向z相关的射线源位置(考虑射线源设置的对称性，仅由一个点射线源的位置代表，所以z可以取到的范围为0≤z≤0.5)。纵轴表示把可以确保的摄像视野的最大值(关于AFOV为d，关于FOV为2r)设为1时的实际可以摄像的视野的比例。AFOV因为使用本实施例的情况和简单设置的情况相同，所以表示为AFOV(common)。关于FOV，把使用本实施例的情况表示为FOV_flash，把简单设置的情况表示为FOV_conventional。关于FOV，将简单设置与本实施例进行比较时，两者在横轴为1/3以下的区域其纵轴的值相同。但是，当横轴大于1/3时，简单设置时的纵轴为一定值(纵轴为0.5)，与此相对，本实施例的情况下的纵轴取0.5以上1.0以下的值。即，与通过简单设置可以取得的最大FOV相比，取得1～2倍宽广的摄像视野。具体地说，在点射线源的旋转半径r为700mm时，简单设置的FOV最大值为350mm，但通过使用本实施例，可以确保350mm至700mm。

根据本实施例可以得到以下的效果。

(1)在本实施例中，使用多个点射线源，进行控制以使从这些点射线源中的一个点射线源放出γ射线。因此，可以确保宽广的视野，由此可以缩短透射摄像所需要的时间。透射摄像所需要的摄像时间占据PET摄像的摄像时间的三分之一，所以通过缩短透射摄像的摄像时间可以缩短每个被检测者14进行PET检查所需要的时间，降低被检测者14的负担，此外增加一天中可以被检查的被检测者14的人数。

(2)在本实施例中，使用多个外部射线源，进行控制以使从这些外部射线源中的一个外部射线源放出γ射线，所以从多个不同的外部射线源放出的γ射线不会同时射入同一放射线检测器21。因此，可以正确地区别由放射线检测器21检测到的γ射线是从哪个外部射线源放出的γ射线。由此，可以正确地评价在被检测者14的体内的γ射线的减弱量，在放射摄像的γ射线的减弱补偿中，可以确保高的定量性。

(3)本实施例的结构为：通过旋转环5的旋转，与内啮合齿轮8的齿条啮合的齿轮10旋转，射线源支撑旋转轴9，点射线源2a、2b以及遮蔽体4a、4b在射线源外壳18A、18B的内部进行旋转。即，通过使外部射线源1a，1b以及射线源外壳支撑棒6等在孔部17的周围旋转(以下称为公转)的结构，使射线源保护旋转轴9、点射线源2a，2b以及遮蔽体4a，4b在射线源外壳18A，18B的内部旋转(以下称为自转)。因此，无需设置使点射线源2a，2b等自转的其它的旋转机构，可以简化外部射线源1a，1b的结构。

(4)在本实施例中，外部射线源1a具有形成放射线放出窗口3a的射线源外壳18，点射线源2a以及遮蔽体4b，点射线源2a以及遮蔽体4a被设置在射线源外壳18A的内部。因此，可以进行控制，以使从点射线2a发射出的γ射线从放射线放出窗口3a放出，而不从其它的区域放出。

(5)在本实施例中，把点射线源2b设置在表面部分的遮蔽体4b经由旋转轴9a被安装在把点射线源2a设置在表面部分的遮蔽体4a上，该遮蔽体4a安装在射线源支撑旋转轴9上。如此，射线源支撑旋转轴9、遮蔽体4a、旋转轴9a以及遮蔽体4b各自结合，所以通过使射线源支撑旋转轴9自转，可以同时使点射线源2a以及点射线源2b自转。因此，无需分别设置使点射线源2a自转的旋转机构以及使点射线源2b自转的旋转机构，简化外部射线源1a，1b的结构。

(6)在本实施例中，进行控制，以使在遮蔽体4a的表面部分设置的点射线源2a以及在遮蔽体4b的表面部分设置的点射线源2b自转，从某一个外部射线源放出γ射线。因此，无需在外部射线源1a以及1b设置对来自外部射线源1a以及外部射线源1b的γ射线的放出进行控制的快门，简化外部射线源1a以及1b的结构。

(7)本实施例将点射线源2a以及点射线源2b分别设置在射线源支撑旋转轴9的旋转方向的不同位置上，所以可以进行控制，以使通过使这些点射线源2a以及2b自转，从外部射线源1a或外部射线源1b的某一个放出γ射线。

(8)在本实施例中，射线源位置检测装置33根据从旋转角度检测器34输出的旋转角度检测信号，求出从外部射线源1a或外部射线源1b的哪一个放出γ射线。因此，无需在外部射线源设置监视从哪个外部射线源放出γ射线的装置，简化外部射线源的结构。

(9)在本实施例中，在床15的长度方向上分别设置外部射线源1a以及外部射线源1b，并且同时在孔部17的周围进行公转，因此，在来自外部射线源1a的γ射线的放出范围内，不设置其它的外部射线源1b。因此，不产生以下的问题：来自外部射线源1a的γ射线被设置在外部射线源1b的射线源外壳18B遮挡，不能到达放射线检测器21，无法取得该区域的透射数据。

(10)本实施例的结构为：将射线源外壳支撑棒6安装在旋转环5上，通过该旋转环5的旋转，使外部射线源1a，1b在孔部17(被检测者14)的周围旋转。因此，无需在放射线检测器21和孔部17之间设置用于使外部射线源1a，1b公转的轨道等。即，不产生以下的问题：从外部射线源1a，1b放出的γ射线被轨道等遮挡，不能到达放射线检测器21，无法取得该区域的透射数据。

(11)在本实施例中，把点光子发射原子核素用作点射线源2a，并且该点光子发射原子核素放出的γ射线所具有的能量与在被检测者14的体内聚集的放射性药剂放出的γ射线的能量不同。因此，PET装置100可以判别根据从点射线源2a放射的γ射线产生的γ射线检测信号和根据从被检测者14的体内放射的γ射线产生的γ射线检测信号，所以即使在采用进样后方法的情况下，透射和放射之间的数据混入也减少。

在本实施例中，设置了固定在射线源支撑旋转轴9上的遮蔽体4a以及固定在旋转轴9a上的遮蔽体4b。但是，也可以不设置遮蔽体4a以及4b，由具有遮蔽功能的材料来构成整个射线源支撑旋转轴9。在该情况下，可以得到和本实施例相同的效果。

(实施例2)

使用附图对作为本发明其它实施例的核医学诊断装置进行说明。本实施例的核医学诊断装置以具备三个外部射线源的PET装置为例进行说明，所述外部射线源使用作为点光子发射原子核素的¹³⁷Cs(铯137)。

本实施例的PET装置100A具有在实施例1的PET装置100中，将外部射线源1a、1b置换为外部射线源1c、1d、1e的结构。外部射线源1c具有射线源外壳18C、透射用点射线源(¹³⁷CS，以下称为点射线源)2c以及遮蔽体4c。外部射线源1d具有射线源外壳18D、透射用点射线源(¹³⁷CS，以下称为点射线源)2d以及遮蔽体4d。设置在遮蔽体4d的表面部分的点射线源2d被设置在沿射线源支撑旋转轴9的旋转方向与点射线源2c成120度的位置上。外部射线源1e具有射线源外壳18E、透射用点射线源(1³⁷CS，以下称为点射线源)2e以及遮蔽体4e。设置在遮蔽体4e的表面部分的点射线源2e被设置在沿射线源支撑旋转轴9的旋转方向与点射线源2d成120度的位置上。设置在遮蔽体4c的表面部分的点射线源2c被设置在沿射线源支撑旋转轴9的旋转方向与点射线源2e成120度的位置上。PET装置100A的其它结构与PET装置100相同。本实施例也从外部射线源1c、1d、1e中的某一个外部射线源放出γ射线。

对使用本实施例的外部射线源1c、1d、1e进行透射摄像时可以实现的摄像视野进行说明。在本实施例中，把通过孔部17的中心O的水平方向的坐标轴设为x坐标，把通过该中心O的垂直方向的坐标轴设为y坐标，把孔部17的轴方向的坐标轴设为z坐标。在本实施例中，把床15的长度方向上的放射线检测器21的设置范围设为d，把点射线源2c、2d、2e在被检测者14的周围旋转的旋转半径设为r(图8)。把点射线源2d设置在放射线检测器21的设置范围的中点(z坐标为d/2的点)，点射线源2c、2e以点射线源2d为中心对称地设置。通过如此对称地设置，可以使点射线源2c照射γ射线的区域、点射线源2d照射γ射线的区域以及点射线源2e照射γ射线的区域相等，使各自的FOV相等。

如图8所示，点射线源2c在从点射线源2c延长的两条直线之间的区域内从点射线源2c放出γ射线。点射线源2d在从点射线源2d延长的两条直线之间的区域内从点射线源2d放出γ射线。点射线源2e在从点射线源2e延长的两条直线之间的区域内从点射线源2e放出γ射线。即，点射线源2c、2d、2e在Z轴上的线段AB照射γ射线。Z轴上的A、B点的坐标为A(z_s/2，0)，B(d-z_s/2，0)。AFOV为线段AB的长度，所以由(式4)表示。此外，FOV由d-z_s表示。此外，FOV在床15长度方向的被检测者14的纵断面上不同，最小的FOV由(式5)表示。

(4)

d-z_s                           (式4)

(5)

$2r\left(\frac{1+2(z_s/d)}{3-2(z_s/d)}\right)$ (式5)

在摄像装置11内，在孔部17的圆周方向上简单设置三个点射线源2c、2d、2e，在从它们同时照射γ射线的情况下，求出可以实现的摄像视野，并与本实施例的摄像视野进行比较。在满足所述条件1以及2，简单设置了点射线源2c、2d、2e时，FOV由与实施例1相同的(式3)表示。由此，FOV的最大值为r。

使用图10，对简单设置三个点射线源2c、2d、2e时的透射摄像的摄像视野和本实施例的摄像视野进行比较。横轴是把床15的长度方向的放射线检测器21的设置范围d设为1时的与该长度方向z相关的射线源位置(考虑射线源设置的对称性，仅由一个射线源的位置代表，所以z可以取到的范围为0≤z≤0.5)。纵轴表示把可以确保的摄像视野的最大值(关于AFOV为d，关于FOV为2r)设为1时的实际可以摄像的视野的比例。AFOV因为在使用本实施例的情况和简单设置的情况下相同，所以表示为AFOV(common)。关于FOV，把使用本实施例的情况表示为FOV_flash，把简单设置的情况表示为FOV_conventional。与实施例1相同，根据本实施例，在横轴为1/6以上的区域，与简单设置相比可以得到1～2倍宽广的摄像视野。

根据本实施例，可以得到实施例1中产生的效果(1)～(11)。

在第一实施例以及第二实施例中，把点射线源设为¹³⁷CS，但也可以是⁵⁷Co(钴57)、^99mTc(锝99m)、^123mTe(碲123m)、¹³⁹Ce(铈139)、¹⁵³Gd(钆153)、²⁴¹Am(镅241)、²²Na(钠22)中的任意一种。

在第一实施例以及第二实施例中，以同时实施透射摄像和放射摄像的放射/透射同时收集法(ET同时收集法)为例进行了说明，但也可以采用连续地进行透射摄像和放射摄像的进样后法。

Claims (15)

1.一种核医学诊断装置，其特征在于，

具有：形成了插入床的孔部的摄像装置和减弱补偿数据生成装置，

所述摄像装置具有：设置在所述孔部周围的多个放射线检测器；

在与所述孔部最近的位置设置的所述放射线检测器和所述孔部之间，沿所述床的长度方向设置的多个γ射线发生单元，

所述多个γ射线发生单元各自具备作为单光子发射原子核素的γ射线源，具有交互地从某一个所述γ射线发生单元对其外部，向所述孔部放出γ射线的结构，

所述减弱补偿数据生成装置根据通过从所述γ射线发生单元放出的所述γ射线的射入从所述放射线检测器输出的检测信号，生成减弱补偿数据。

2.根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于，

所述γ射线发生单元各自具有作为包围所述γ射线源的放射线遮蔽体的外壳，

所述外壳形成了把从所述γ射线源放出的所述γ射线向所述孔部放出的放出窗口。

3.根据权利要求2所述的核医学诊断装置，其特征在于，

具有：支撑所述多个外壳的支撑部件；

安装所述支撑部件，进行旋转使所述支撑部件在所述孔部的周围旋转的旋转体；

安装所述γ射线源，在所述外壳内进行旋转使来自所述γ射线源的所述γ射线向所述孔部放出的射线源支撑部件。

4.根据权利要求3所述的核医学诊断装置，其特征在于，

具有：旋转驱动所述旋转体的驱动装置；

在内部形成齿条的内啮合齿轮；

设置在所述射线源支撑部件上与所述齿条啮合，通过所述旋转体的旋转进行旋转的齿轮。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的核医学诊断装置，其特征在于，

所述各个γ射线源被设置在沿所述射线源支撑部件的旋转方向不同的位置上。

6.根据权利要求3所述的核医学诊断装置，其特征在于，

具备放射线遮蔽体，其被设置在所述射线源支撑部件上，当所述点射线源位于所述放出窗口以外的位置时，进行遮蔽以使从所述点射线源放出的γ射线不从所述放出窗口放出。

7.根据权利要求2所述的核医学诊断装置，其特征在于，

所述多个γ射线发生单元是具备第一所述γ射线源的第一γ射线发生单元以及具有第二所述γ射线源的第二γ射线发生单元，

具备：设置各自的所述γ射线源的射线源支撑部件；和

使所述射线源支撑部件在所述孔部的周围旋转，并使其在所述外壳内部旋转的驱动装置。

8.根据权利要求7所述的核医学诊断装置，其特征在于，

所述第一γ射线源被设置在沿所述射线源支撑部件的旋转方向，与所述第二γ射线源不同的位置上。

9.根据权利要求7所述的核医学诊断装置，其特征在于，

将所述床的长度方向的所述放射线检测器的设置范围的长度设为d，

沿所述床的长度方向在距离所述放射线检测器的一端d/3至2d/3的位置设置所述第一γ射线源以及第二γ射线源。

10.根据权利要求2所述的核医学诊断装置，其特征在于，

所述多个γ射线发生单元是具备第一所述γ射线源的第一γ射线发生单元、具有第二所述γ射线源的第二γ射线发生单元以及具有第三所述γ射线源的第三γ射线发生单元，

具备：设置各自的所述γ射线的射线源支撑部件；和

使所述射线源支撑部件在所述孔部的周围旋转，并使其在所述外壳内部旋转的驱动装置，

将所述床的长度方向的所述放射线检测器的设置范围的长度设为d，

沿所述床的长度方向在距离所述放射线检测器的一端d/6至5d/6的位置设置所述第一γ射线源、所述第二γ射线源以及所述第三γ射线源。

11.一种核医学诊断装置，其特征在于，

具有形成了插入床的孔部的摄像装置和减弱补偿数据生成装置，

所述摄像装置具有：

设置在所述孔部周围的多个放射线检测器；和

γ射线发生单元，该γ射线发生单元具有：作为单光子发射原子核素的、在与孔部最近的位置设置的所述放射线检测器和所述孔部之间设置的多个γ射线源，以及向所述孔部放出来自所述γ射线源的γ射线的多个放出窗口，

所述γ射线发生单元具有从某一个所述放出窗口交互地放出所述γ射线的结构，

所述减弱补偿数据生成装置根据通过从所述γ射线发生单元放出的所述γ射线的射入从所述放射线检测器输出的检测信号，生成减弱补偿数据。

12.根据权利要求11所述的核医学诊断装置，其特征在于，

所述γ射线发生单元具有：包围所述多个γ射线源，遮蔽在所述放出窗口以外的区域放出的所述γ射线的外壳。

13.根据权利要求12所述的核医学诊断装置，其特征在于，

具有：多个放射线遮蔽体，当所述多个点射线源分别位于所述放出窗口以外的位置时，进行遮蔽以使从所述点射线源放出的所述γ射线不从所述放出窗口放出；和

射线源支撑部件，安装所述多个γ射线源，在所述外壳内进行旋转，

所述各个γ射线源被设置在沿所述射线源支撑部件的旋转方向不同的位置上。

14.根据权利要求12所述的核医学诊断装置，其特征在于，

具有：支撑所述外壳的支撑部件；

安装所述支撑部件，并进行旋转使所述支撑部件在所述孔部的周围旋转的旋转体；以及

旋转驱动所述旋转体的驱动装置。

15.根据权利要求13所述的核医学诊断装置，其特征在于，

具有：在内部形成齿条的内啮合齿轮；和

设置在所述射线源支撑部件上与所述齿条啮合进行旋转的齿轮。

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