JP2000180549A - イメ―ジング用検出器 - Google Patents

イメ―ジング用検出器

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JP2000180549A
JP2000180549A JP11347504A JP34750499A JP2000180549A JP 2000180549 A JP2000180549 A JP 2000180549A JP 11347504 A JP11347504 A JP 11347504A JP 34750499 A JP34750499 A JP 34750499A JP 2000180549 A JP2000180549 A JP 2000180549A
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radiation
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JP11347504A
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Daniel Gagnon
ダニエル ギヤッグノン
Christopher G Matthews
クリストフアー ジイ． マシュース
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Philips Nuclear Medicine Inc
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Marconi Medical Systems Inc
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    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/164—Scintigraphy
    • G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
    • G01T1/1648—Ancillary equipment for scintillation cameras, e.g. reference markers, devices for removing motion artifacts, calibration devices

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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来技術に伴う欠点を解消できる検出器を含む
放射線検出装置及び検出器を用いた方法を提供する。 【解決手段】放射線検出器はスリットコリメータを含
む。放射線検出器は各スリットが受けた放射線を受け
る。検出器の口径縦横比はほぼ３で、各半導体放射線検
出器(１０６)はそれぞれのスリットの横方向寸法(Ｗｙ)
より小さい横方向寸法(Ｃｙ)を有する。再構成処理装置
が、検出器の受けた放射線を示す画像を作成する。検出
器は固定軸(１０９)の周りに回転できる。代わりに、検
出器はその回転と整合して並進運動をし、ほぼ正方形の
視野を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はイメージング用検出
器の分野に関する。本発明は、原子核線カメラ又はガン
マ線カメラと単一フォトン放射とを結合した技術(ＳＰ
ＥＴ)に関連して特有の用途を見出すので、特にそれら
に関連付けて記述する。しかし、本発明は、単一フォト
ンプレーナイメージング、全身原子核線スキャン、ポジ
トロン放射技術(ＰＥＴ)及びその他の診断モードのよう
な、他の非接触検査技術及びイメージングシステムにも
また用途を見出すことは理解されなければならない。
【０００２】
【従来の技術】診断用原子核線イメージングにおいて
は、一つ以上の放射線検出器が、その中の被験者を受け
入れる可動ガントリに取り付けられていて、検査領域を
観察する。一般的に、放射線放出が可能な９９ｍＴｃ又
は１８Ｆ−フルオロデオキシグルコーズ(ＦＤＣ)のよう
な一つ以上の放射性医薬品又は放射性同位元素が、被験
者に投与される。放射性同位元素はその画像を作ろうと
する対象組織内に動いて行くのが好適である。検出器は
選択した経路又は走査軌跡に沿って被験者を走査し各検
出器が放射事象を検出する。
【０００３】伝統的なシンチレーション検出器において
は、検出器はシンチレーション結晶を含みこれが光電子
増倍管のアレーにより観測される。放射線吸収物質の格
子状又は蜂の巣状アレーを含むコリメータがシンチレー
ション結晶の間に置かれていてシンチレーション結晶が
受ける放射線の受光角を制限する。光電子増倍管の相対
出力を処理し補正して検出放射線の位置とエネルギを示
す信号を発生する。放射線データは次いで検査領域の画
像表現に再構築される。いわゆる回転ラミナー放射性核
種カメラ("ＲＯＬＥＣ")をＴｏｓｓｗｉｌｌ他が開示し
た。
【０００４】テルル化カドミウム(ＣｄＴｅ)検出器配置
を利用する装置がＭａｕｄｅｒｉ他Ａ Ｃｏｍｐｕｔｅ
ｒｉｚｅｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｌａｍｉｎａｒ Ｒ
ａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅ Ｃａｍｅｒａ，Ｎｕｃｌ．Ｍ
ｅｄ２０：３４１−３４４頁(１９７９)及びＥｎｔｉｎ
ｅ他、Ｃａｄｍｉｕｍ Ｔｅｌｌｕｒｉｄｅ Ｇａｍｍ
ａ Ｃａｍｅｒａ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｏｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，ＮＳ−２６
巻。1号、５５２−５５８頁(１９７９)に開示されてい
る。一つの変形によれば、この装置は、各検出器の視野
を一次元に拘束するタングステン板により隔離されたＣ
ｄＴｅ検出器のリニアアレーを含む。この装置は、正方
形(約４ｃｍ×４ｃｍ)の活性領域を持っているが、円形
鉛製マスクが活性領域を１３．２ｃｍ２に減少させてい
る。プラチナ薄膜電極を有するこの検出器は、プリント
回路板上の銅条に取付けられており、これはコリメータ
の基板として及び増幅−弁別回路用支持板としてもまた
役立っている。
【０００５】２５０ｍｍ×２５０ｍｍの活性領域を有す
るＲＯＬＥＣがＴｏｓｓｗｉｌｌの米国特許４，０９
０，０８０号において開示された。この装置は、スチー
ル製枠に支持された平行コリメータの間に置かれた発光
プラスチック板を含む。各発光板の後面にエポキシ接着
した光ファイバーが各検出器内で発生した光を対応する
光電子増倍管に転送する。Ｔｏｓｓｗｉｌｌによれば、
ＲＯＬＥＣは不連続的又は連続的に回転させるか、若し
くは、対称的にするのが好適だがそれに拘泥しないで、
その軸を別の曲線又はその他の構成に沿って動かしなが
ら又は回転しないで作動させる。分割ゲルマニウム結晶
を用いる装置が、Ｕｒｉｅ他、Ｒｏｔａｔｉｎｇ Ｌａ
ｍｉｎａｒ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃａｍｅｒａ ｗｉｔ
ｈ ＧＥ−Ｄｅｔｅｃｔｏｒ,Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．８
(６)，８６５−８７０頁(１９８１)、Ｍａｕｄｅｒｌｉ
他、Ｒｏｔａｔｉｎｇ Ｌａｍｉｎａｒ Ｅｍｉｓｓｉ
ｏｎ Ｃａｍｅｒａｗｉｔｈ ＧＥ−Ｄｅｔｅｃｔｏ
ｒ：Ａｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ，Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．８
(６)，８７１−８７６頁(１９８１)、Ｍａｌｍ他、Ａ
Ｇｅｒｍａｎｉｕｍｕ Ｌａｍｉｎａｒ Ｅｍｉｓｓｉ
ｏｎ Ｃａｍｅｒａ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏ
ｎ ｏｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，ＮＳ−２
９巻、４６５−４６８頁、及びＭａｕｄｅｒｌｉ他、Ｒ
ｏｔａｔｉｎｇ ＬａｍｉｎａｒＥｍｉｓｓｉｏｎ Ｃ
ａｍｅｒａ ｗｉｔｈ ＧＥ−Ｄｅｔｅｃｔｏｒ，Ｆｕ
ｒｔｈｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｍｅｄ．Ｐｈｙ
ｓ．１４(６)、１０２７−１０３１頁(１９８７)に記述
されている。
【０００６】第一の変形においては、厚さ１１．５ｍ
ｍ、４５ｍｍ×４５ｍｍの分割ゲルマニウム・検出器を
平行タングステン板の後に置く。結晶を分割して複数の
チャンネルを形成させ、板は分割区画と整列させる。径
４．５ｃｍの観測口を検出器と活性源との間に置く。検
出器コリメータ組立体をその中心の周りに回転したとき
複数の角方向で得られる投影データを数学的に再構成し
て活性分布の二次元画像を形成する。
【０００７】第二の変形においては、１９５ｍｍ×１９
５ｍｍの検出領域を模擬する。全長２５０ｍｍを有する
５ヶのゲルマニウム結晶を別々の電気チャンネルに分割
する。検出器は板の面に垂直な方向に直線的に並進させ
てフルサイズ・検出器を模擬する。
【０００８】ＲＯＬＥＣの一つの利点は、在来のアンガ
ー・カメラに対し効率が高いことである。詳説すると、
コリメータの構造により、入射放射線を大きい比率で検
出器面に到達させられる。コリメータ高さの増加又はコ
リメータ要素間の距離の減少により、効率への影響が在
来カメラに比し少なくて、空間解像度を改善できる。Ｒ
ＯＬＥＣは、比較的高い効率と空間解像度との利点を有
するが、これらは比較的高価な検出器材料を大量に必要
とするので生産するのに高価である。検出器材料費は比
較的小さい検出器・セグメントを多数使用して軽減出来
るけれども、このような方法は製造工程を複雑にし、個
々のセグメントの反応の変動を考慮に入れる必要を生じ
る。さらに別の欠点は、コリメータ細長薄板長さが検出
器視野と等しいことである。これは検出器、コリメー
タ、及び構造用に余分材料を必要とし、有用画像情報に
は役立たない偽の計数を持ち込み、回転構造体に余計な
質量と嵩を持ち込む。ＲＯＬＥＣのさらに別の不利な点
は、視野が円形であることである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】及び
【課題を解決するための手段】本発明の第一の特徴によ
れば、放射線検出装置は検出器を含む。この検出器は、
縦方向に間隔を置いた、複数のスリットを画定する複数
の放射線減衰性隔壁を含む。各スリットは、縦方向と横
方向の寸法をもち、横方向寸法は縦方向寸法より大きく
なっている。検出器はまた、複数の検出器セグメントを
含み、各検出器セグメントは横方向の寸法をもち、対応
するスリット内に受けた放射線を検出する。装置はま
た、スリットと対象物との間の角度関係を変更するよう
検出器と対象物とのうち一つに作動的に接続された装置
を含む。検出器セグメントの横方向寸法は、検出器の縦
方向視野より小さい。本発明のもっと限定された特徴に
よれば、検出器セグメントは二つ以上のサブセグメント
を含む。サブセグメントの横寸法の和は縦方向視野より
小さい。本発明のさらに限定された特徴によれば、検出
器は、第一と第二との放射線減衰性横遮蔽を含む。本発
明のさらに限定された特徴によれば、検出器の開口部縦
横比は１より大きい。本発明のさらに限定された特徴に
よれば、隔壁の横方向寸法は次式により与えられる。 Ｗy＝(LFOVｘ(Ｃz＋Ｗz)＋ＨｘＣy)／Ｃz＋Ｗz＋Ｈ 本発明のさらに限定された特徴によれば、各検出器セグ
メントの横方向寸法は、対応するスリットの横方向寸法
より小さい。本発明のさらに限定された特徴によれば、
各検出器セグメントは少なくとも二つの検出器サブセグ
メントを有する。このサブセグメントの横方向寸法はス
リットの横方向寸法より小さい。本発明の別の限定され
た特徴によれば、隣接スリットに受けられる放射線を検
出する検出器セグメントとの間に、放射線減衰性部材が
配置されている。放射線減衰性物質部分の厚さは隔壁厚
さより小さくてよい。隔壁は放射線減衰性部材を受け入
れるに適した材料自由領域を含むことがある。本発明の
さらにもっと限定された特徴によれば、放射線減衰性部
材と検出器セグメントとの間に、検出器セグメントと電
気接触をした電導体が配置されている。本発明の別の限
定された特徴によれば、検出器セグメントは物理的に分
離している。本発明の別の限定された特徴によれば、検
出器セグメントの断面は、円形と長方形とのうちの一つ
である。本発明の別の限定された特徴によれば、この装
置は、検出器セグメントが受けた放射線を示す画像を発
生するため検出器セグメントに作動的に接続された再構
成処理装置を含む。本発明の別の限定された特徴によれ
ば、この装置は、イメージングをする対象物に対し検出
器を支持するための手段を含む。
【００１０】本発明の別の特徴によれば、装置は検出器
を含み、その検出器は各々がその縦方向寸法より大きい
横方向寸法をもつ複数の縦方向に間隔を置いた開口部を
画定する縦方向に間隔を置いた複数の放射線減衰性要素
を備えたコリメータを含む。このコリメータは検査中
に、開口部と対象物との間の角度関係を変更するよう、
可動になっている。この検出器はまた、各々が横方向の
寸法をもち、対応する開口部で受けた放射線を検出する
複数の検出器セグメントを含む。検出器の開口部縦横比
は１より大きい。この装置はまた、検出器セグメントが
受けた放射線を示す画像を発生するため検出器セグメン
トに作動的に接続された再構成処理装置を含む。本発明
のもっと限定された特徴によれば、検出器セグメントは
半導体を含む。この半導体材料は、テルル化カドミウム
亜鉛であり得る。本発明のさらに別のもっと限定された
特徴によれば、検出器セグメントは、発光物質及び発光
物質と光学的に連絡しているフォト検出器を含む。本発
明のさらにもっと限定された特徴によれば、発光物質は
ヨウ化セシウムである 本発明の別の特徴によれば、回転ラミナー放射線カメラ
は、１より大きい縦横比を有する。本発明の別の特徴に
よれば、対象物を示す放射線を検出するための装置は、
複数の隔壁を備えた検出器を含む。この検出器はまた、
複数の放射線減衰性部材をも含む。隣接スリットの中に
受けた放射線を検出する検出器セグメントは、その間に
挿入された放射線減衰性部材を有する。本発明のもっと
限定された特徴によれば、この隔壁及び放射線減衰性部
材は、タングステンから構成される。本発明のもっと限
定された特徴によれば、この隔壁及び放射線減衰性部材
は、隔壁に対して横方向に運動するため取り付けられ
る。本発明の別の特徴によれば、方法は、放射性崩壊を
示すガンマ線を検出するため検出器を使用すること、検
出器を平面内で回転させること、及び検出器の回転に整
合させて、検出器の感度が非円形視野全体にわたって実
質的に一定であるようにその検出器を並進運動させるこ
とを含む。非円形視野は正方形にできる。もっと限定さ
れた特徴によれば、検出器は、正方形内で回転する一定
幅の曲線のセントロイドが移動する経路を、その縦軸に
垂直な線分がたどるよう、その回転に整合して並進運動
をする。一定幅の曲線はローレックス(Ｒｅｕｌｅｕｘ)
三角であることがある。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、例として添付図面を参照し
て本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１を
参照すると、患者のようなイメージングをする対象物は
支持体Ａの上に支えられている。この支持体は、基盤１
２に片持ち梁で取り付けられた薄くて比較的放射線透過
性の支持面１０を含む。この基盤は支持面上昇下降用及
び原子核線カメラガントリＢに対し縦方向に支持面を前
進後退させるためのモーターを含む。代わりに、ガント
リＢを縦方向に動かして相対縦方向運動をおこなっても
よい。ガントリＢは、固定１８と回転３０のガントリ部
分を含む。検出器２２ａ、２２ｂ、２２ｃが回転ガント
リ部分３０に取り付けてあって患者身体が挿入される開
口部を規定する。各検出器２２は鉛のような放射線減衰
性物質で作られた囲いを含む。これらのデタクタは、径
方向ではイメージング領域から近接し離隔し、及びイメ
ージング領域に関しては切線方向に、回転軸７０の周り
で回転出来るよう、ガントリ３０に取り付けられてい
る。検査領域の周りの検出器の相対角度位置もまた変更
できる。ガントリが回転軸７０の周りで回転するにつ
れ、回転する検出器が大凡円形のイメージング領域を規
定するが、その正確な形状は検出器がガントリ３０の回
転中に径方向に動かされると変わる。当該技術で知られ
ているように、放射線データは検出器がイメージング領
域の周りで回転されるときに収集され、そのデータが検
出放射線崩壊を示すイメージングに用いられる。３個の
検出器２２を持つものとして検出器を説明してきたが、
もっと多い(例えば、４個以上)又はもっと少ない(例え
ば、１個又は２個)数の検出器を使ってもよい。検出器
は、検査領域の周りに同じ角度間隔で配置する必要はな
く、各種の異なる構成を実施してよい。また検出器を患
者に対して動かしたりその周りで回転させる必要もな
く、相対運動は患者を検出器に対して動かして作っても
よい。当業者は図１に示すガントリは、多数の自由度を
備えたガントリの例示的なものであることを認めるであ
ろう。勿論、(もしあれば複数の)検出器と患者との間又
は検出器自体の間に所望の相対運動が作られる限り、別
の適切な検出器及び患者支持体が実現出来る。
【００１２】ここで図２に転ずると、各検出器は回転検
出器部分２３を含む。各検出器の検出器要素１０６ａ、
１０６ｂ、・・・１０６ｎからの信号は、信号調整兼ア
ナログ−デジタル転換回路１３０が受けて、メモリ１３
２の中に記憶される。モーター駆動装置１３４がモータ
ー１３６を回転させ、これが回転部分の主平面に垂直な
回転軸の周りで回転部分２３を回転させる。回転部分の
回転位置を示す信号１３８がメモリ１３２に渡され、検
出器要素１０６からのデータはそれにしたがって記憶さ
れる。再構成処理装置１４０がデータを、モニタ、フィ
ルム、又は類似のもののような表示装置の上に人が読み
取り得る形で表示するため再構成する。検出器２２を回
転軸７０の周りでイメージング領域の周りに回転させる
場合は、例えば複数の軸方向断面のような、断層写真画
像が出来上がる。このデータは、２段階処理を用いて再
構成できる。先ず、検出器要素１０６が回転軸１０９の
周りの複数位置それぞれで受けたデータを再構成して、
在来の二次元検出器が発生するデータに類似の二次元デ
ータセットを作成する。そこで回転軸７０の周りの複数
位置で得られた二次元データセットを再構成して容積画
像データを作るようにする。代わりに、データは単一段
階処理を用いて再構成してもよい。このとき検出器要素
１０６が回転軸１０９及び回転軸７０の周りの複数位置
それぞれで受けたデータは、直接再構成されて容積画像
データを作成する。
【００１３】図３を参照すると、回転検出器部分２３
は、長方形で平行に間隔を空けて離した隔壁つまり細長
薄板１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎを有するコリ
メータを含む。この隔壁は放射線減衰性物質から構築す
る。好適実施例においては、この隔壁をタングステンか
ら加工したけれども、適切な減衰を作る別の材料を使っ
てもよい。隔壁間の間隔が複数のスリット１０４ａ、１
０４ｂ、・・・１０４ｎを規定する。各隔壁は、高さＷ
ｚ、横方向寸法Ｗｙ、及び厚さＷｘを有する。隔壁の前
縁１０７は検査領域に面する。隔壁が平行の場合、縦方
向視野１１０(LFOV)は、隔壁数にその間隔を掛けたもの
に相当する。放射線感知性検出器１０６ａ、１０６ｂ、
・・・１０６ｎは、各スリット１０４ａ、１０４ｂ、・
・・１０４ｎで受けた放射線を検出するように配置す
る。検出器１０６ａ、１０６ｂ、・・・１０６ｎの各々
は、横方向寸法Ｃｙ、厚さＣｘ、及び高さＣｚを有す
る。これらの検出器は、隔壁１０２の横方向寸法Ｗｙの
中点の周りで中心合わせをするけれども、それからずら
せても構わない。一つの実施例においては、検出器要素
は、フォト・ダイオード又はその他の適切な光検出器と
光学的に連絡させて、ヨウ化セシウム(ＣｓＩ)又はヨウ
化ナトリウム(ＮａＩ)のような発光物質から加工した。
テルル化カドミウム亜鉛(ＣｄＺｎＴｅ)のような半導体
検出物質もまた使うことができる。特定用途の要件に応
じて、シリコン(Ｓｉ)、ゲルマニウム(Ｇｅ)、テルル化
カドミウム(ＣｄＴｅ)、ＨｇＩ２、砒素化ガリウム(Ｇ
ａＡＳ)、硫化ビスマス(Ｂｉ２Ｓ３)、ＰｂＩ２、Ｇａ
Ｓｅ、ＡｌＳｂ、又はＣｄＳｅもまた使うことができ
る。回転検出器部分２３は、その主平面に垂直の回転軸
１０９の周りに回転出来る。検出器は、放射線データを
収集する際連続的に回転してよい。代わりに、データ
は、複数の離散角度位置に置いた検出器を用いて収集し
てもよい。
【００１４】図４は、検出器の側面図を示し、ここでは
図示の目的で、検出器要素(１０６)の横方向寸法Ｃｙと
高さＣｚを０にしてある。検出器の側面に沿って鉛製横
遮蔽１０１が伸びる。この検出器は一般的に隔壁の前部
１０７とともに、イメージング面１１２の上高さＨで作
動させる。隔壁１０２のコーナー投影１１４がイメージ
ング面１１２と交わって、その横方向視野を定義する。
開口部縦横比は、横方向視野が検出器２３のLFOVに等し
くなるよう選ぶのが好適で、図３からのこの寸法を参考
のため図４に示す。図４の実施例において、開口部縦横
比は次の関係式にしたがって決定される。 開口部縦横比＝LFOV／Ｗy＝(Ｗz＋Ｈ)／Ｗz 式１ 図５(Ａ)に示すようにＣｙ＞０を有する検出器要素につ
いての開口部縦横比は、次の関係式にしたがって一般化
できる。 開口部縦横比＝LFOV／Ｗy＝１＋(H/Wz)−(ＣyＨ)／(ＷyＷz) 式２ 低エネルギ(例えば、約２５０ｋｅＶ以下)においては、
検出器の感度が検出器要素１０６のペリメータＣｙ＋２
Ｃｚとほぼ線型の関係にある。したがって、検出器要素
のペリメータを増加することにより、感度が改善でき
る。式２と図５(Ａ)を参照すると、しかし、ペリメータ
の増加は縦横比に影響すると同時に有用視野の外から受
ける計数及び検出器要素１０６の原価にも影響する。図
示したように、検出器縦横比(LFOV／Ｃｙ)は１より大き
いと同時に開口部縦横比よりも大きい。コーナー投影１
１４の外側領域１１５にある細長薄板１０２材料の幾つ
か又はすべてもまた省略してよい。したがって、隔壁は
梯形その他長方形でない形状になることがある。
【００１５】図５(Ａ)を参照すると、式２で説明した縦
横比は、視野全体にわたって均一な感度を与える。視野
の拡張は、拡張視野部分１１３ａ、１１３ｂの中では感
度が下がるけれども、コーナー投影１１１と画像面との
交点により定められる。それにしたがって開口部縦横比
の計算を調整する。検出器要素１０６の数量、と同時に
その寸法、形状及び位置は、所望の感度および感度輪郭
を作るため変更できる。図５(Ｂ)に示す例示的代替実施
例においては、円形断面を有する二つの検出器要素を使
用している。図５(Ｃ)の実施例においては、角型検出器
要素が設けてある。図５(Ｄ)の実施例においては、検出
器要素が隔壁の横方向中心から変位させてある。所望の
縦横比は、上述のように検出器要素１０６と細長薄板１
０２の幾何学的寸法に基づいて決定できる。検出器要素
１０６への電気接続は、アルミニウムで処理したマイラ
ーのような導体を検出器要素１０６と隔壁１０２との間
に置いておこなうことができる。この方法の一つの欠点
は、しかし、導電性材料の厚さが隔壁と検出器要素との
間に空所を持ち込んで、これが感度に有害な影響を与え
ることである。隔壁１０２の中又は検出器要素１０６の
中の溝又は窪みを導体厚さの幾分か又は全部を評価する
ため使ってもよい。
【００１６】図６に転じると、検出器要素１０６への電
気接続を容易にする代替構成が示されている。検出器要
素１０６は、検出器要素１０６の側面に到達出来るよ
う、その背面を隔壁１０２の背面を超えて伸ばして、隔
壁１０２の間に置かれている。在来のボンド技術を用い
て導線１１６を検出器要素１０６に接続する。導線１１
６は、信号調整電子処理を実行する回路板１１４に接続
される。
【００１７】図７を参照すると、コリメータ要素１０２
の各々は切り欠き領域１１８を含むことがある。検出器
要素１０６は対応するコリメータセグメント１２０に挿
し込んで検出器・サブアセンブリ１２２を形成する。検
出器要素１０６は、接着剤を用いて対応するコリメータ
セグメント１２０に接着する。代わりに、機械的枠構成
を使こともある。コリメータ組立体１００及び検出器・
サブアセンブリ１２０は、別個に組み立てて、その後接
合する。
【００１８】図８(Ａ)を参照すると、コリメータ要素１
０２の中の切り欠き領域を検出器要素とともに除去し
て、コリメータセグメント又はセパレータ１２０をその
後に取り付けてある。コリメータセグメント１２０の横
方向寸法は検出器要素１０６の横方向寸法より大きいか
又は等しいのが好適である。詳説すると、コリメータセ
グメント１２０は、コーナー投影が少なくとも細長薄板
の寸法とともに伸びるように寸法を決めるのが好適であ
る。このような配置に特有の利点は、検出器要素１０６
コリメータ・セグメントの配置が、任意の個数の位置
で、コリメータ要素１０２に固定的又は可動的に取り付
けられることである。
【００１９】図８(Ｂ)は、図８(Ａ)の配置を分解して示
す。規定する必要のある寸法は、１３個に検出器要素の
数(Ｎ)を加えただけある。これらの寸法には、検出器要
素１０６の寸法(Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ)、細長薄板１０２の
寸法(Ｗｘ、Ｗｙ、Ｗｚ)、セパレータ１２０の寸法(Ｓ
ｘ、Ｓｙ、Ｓｚ)、隣接細長薄板の間の空隙(Ｇ)、隔壁
のピッチ(Ｐ＝Ｇ＋Ｗｘ)、及びセパレータ内での検出器
要素の変位(Ｄｙ)が含まれる。上述のように、検出器の
LFOVは、Ｎ×Ｐ(ピッチＰのＮ個の検出器)である。検出
器要素１０６の寸法は数多くの要因の影響を受ける。エ
ネルギ解像度、感度、原価、及び二次粒子漏洩はすべ
て、検出器要素のＣｘ、Ｃｙ、及びＣｚの影響を受け
る。半導体(例えばＣｄＺｎＴｅ)検出器要素と発光体
(例えばＣｓＩ)検出器要素との互換を容易にする例示的
実施例においては、両方の型の検出器要素に適応するＣ
ｘ値を選ぶのが望ましい。比率Ｇ／Ｗｚを選択して所望
の空間解像度を設ける。隔壁厚さＷｘを選択してパンチ
スルーを最小にしながら感度を最大にするため及び適切
な機械的安定性を得る。
【００２０】図８(Ｃ)に転ずると、細長薄板１０２のＷ
ｙは、次のように決定できる。 Ｗy＝(LFOVｘ(Ｃz＋Ｗz)＋ＨｘＣy)／Ｃz＋Ｗz＋Ｈ 式３ 鉛製横遮蔽が放射線を阻止するので感度は下がっている
けれども、ＦＯＶ１１０を超えて伸びる対象物もまた信
号を発生することに注意する。全ＦＯＶ(視野)の寸法は
次式で与えられる。 FOV＝Ｗy＋(H/Wz)ｘ(Ｗy＋Ｃy) 式４
【００２１】検出器のピッチがコリメータ組立体１００
のピッチに相当している限り、セパレータ即ちコリメー
タセグメント１２０の厚さｔＳは、隔壁１０２の厚さよ
り薄くなる。アルミニウム処理のマイラーその他の適切
な導電材料をこのとき検出器要素１０６とコリメータセ
グメント１２０との間に置いて必要な電気相互接続を作
ることある。代わりに、検出器要素１０６の背面をコリ
メータセグメント１２０の背面を超えて伸ばして、上述
のように電気接続を容易にしてもよい。セパレータの高
さＳｚは、検出器要素の高さＣｚより大きいか又は等し
いのが好適である。正しいコリメーションをおこなうた
め、セパレータ１２０の長さＳｙは、検出器要素の長さ
Ｃｙより大きくするか又は等しくする。
【００２２】例示的実施の形態においては、各種パラメ
ータを下記のようになるよう選ばれ得る(寸法はｍｍ)。 パラメータ ＣｄＺｎＴｅ検出器 ＣｓＩ検出器 Ｎ １２８ １２８ Ｃｘ １．５ １．５ Ｃｙ １２ ３０ Ｃｚ ８ ２ Ｗｘ ０．３ ０．３ Ｗｙ １３０ １３０ Ｗｚ ４６ ４６ Ｓｘ ＜０．３ ＜０．３ Ｓｙ ３７ ３７ Ｓｚ ８ ２ Ｐ １．８ １．８ Ｇ １．５ １．５ Ｄｙ ８．３ ２．０ Ｈ ５０ ５０
【００２３】検出器２３を回転軸１０９の周りで回す
と、円形視野が得られる。スリットと被検対象物との間
の相対角度関係もまた、検出器の並進運動と整合して変
化する。図９(Ａ)を参照すると、検出器は、視野２０２
に含まれる範囲を最大にするよう、一定幅の曲線２００
に沿って回転に整合して動かすことができる。
【００２４】図示した実施の形態において、視野２０２
は正方形である。一定幅の曲線の用語は、正方形内の任
意の向きで、正方形の四辺に接触する図形の一族をあら
わす。一定幅の曲線２００が正方形２０２の中で軌道を
描くとき、そのセントロイドは同様に軌道２０４をたど
る。図示した実施例においては、一定幅の曲線２００は
ローレックス(Ｒｅｕｌｅｕｘ)三角である。ローレック
ス(Ｒｅｕｌｅｕｘ)三角は、その端点が正三角形の頂点
と交わる三つの円弧線分を有する。回転検出器部分２３
は正三角形の一辺を形成する、即ち、その縦軸がローレ
ックス(Ｒｅｕｌｅｕｘ)三角の二つの頂点と交わる、と
して想像することができる。円は、円を正方形の中で回
転させたときその一つのセントロイドは並進運動をしな
いけれども、一定幅の曲線であることが理解されるであ
ろう。
【００２５】検出器２３を回転させると、その中心２０
５は湾曲した菱形(尖端が四つのアステロイドまたは内
サイクロイドと同様の)形状を有する経路２０６をたど
る。並進運動と回転とは、検出器２３の縦軸に垂直でそ
の縦方向中点に交わる線分２０３がローレックス(Ｒｅ
ｕｌｅｕｘ)三角のセントロイド２０４が移動する経路
をたどるように、整合されている。検出器２３の縦軸の
端点はほぼ正方形の経路２１０をたどって、付随するほ
ぼ正方形の視野を作る。検出器２３の縦軸中点が検出器
２３LFOVの百分比としてたどるｘ−ｙ位置２０６を、図
９(Ｂ)に示す。その角位置θの関数としての検出器２３
のｘ位置を図９(Ｃ)に示す。
【００２６】検出器セグメントは隔壁の横方向延長の周
りに中心をおいてもよい。好適実施例においては、しか
し、検出器は中心から正方形の外側に近い検出器の横に
向かって、隔壁の横幅の四分の一に等しい量だけ、変位
されている。代わりに、この縦軸を検出器２３の横方向
中心から変位させてもよい。
【００２７】この技術に特有の利点は、図１０(Ａ)及び
図１０(Ｂ)にそれぞれ示したように、並進運動のない同
一検出器の回転軌道に比べ、ほぼ均一な感度が視野全体
にわたって得られることである。こうして、所望の正方
形視野を得るため小さい検出器を使用することができ
る。代わりに、同一寸法の検出器では、感度の均一性は
劣るが、回転だけの視野よりも大きい視野を得ることが
できる。本技術の別の利点は、検出器の中心が再構成視
野内の同一位置を指すとは限らないことである。検出器
の運動には固定点がないので、再構成視野の中に特殊点
は存在しない。軌道が循環的に対称ではない限り、検出
器の不均一性は環状加工体を生じない。さらに、検出器
が、平均して、再構成の全平面に近いので、いっそう均
一な視野が得られる。軌道は、ローレックス(Ｒｅｕｌ
ｅｕｘ)三角に関連して説明したけれども、他の一定幅
の曲線、例えば５辺以上を有する曲線に関連しても実現
できる。
【００２８】適切な駆動装置を用いて検出器２３をその
軌道を通じて駆動する。例えば、必要な並進運動を生じ
るためのｘ−ｙ位置決め駆動装置を必要な整合回転を生
じるための回転駆動装置と一緒に使うことがある。検出
器２３の縦軸の端点が経路２１０をたどる限り、検出器
２３の両端に係合してそれらを経路に沿って移動させる
歯車駆動機構を、整合した並進運動と回転運動を作るの
に実現してもよい。
【００２９】開示した軌道技術はまた、伝送放射性核イ
メージングにも、例えば減衰補正などのため、使うこと
ができる。画像を作成する対象物を伝送線源と適切な検
出器、例えば整合ローレックス(Ｒｅｕｌｅｕｘ)軌道に
したがう検出器又は在来のガンマ線カメラ・検出器、と
の間に置いて、線型線源又は一般には角型シート線源
を、上述の軌道内で動かす。
【００３０】本技術は医療用イメージングに限定されな
いこともまた理解されるであろう。これは他の型の位置
依存情報を収集することが必要な場合に利用できる。し
たがって本技術は、適切な型の検出器又は受信器ととも
に、赤外線、可視光線、赤外又は他の光線、熱線、電磁
場、及び類似のような、別の型の放射線を検出するのに
用いることができる。同様に、本技術は、適切な型のエ
ミッタ又は送信器とともに、上述のものを初めとする別
の型の放射線源と関連して用いることができる。本発明
を、好ましい実施の形態を参照して説明した。明らか
に、前記の記述を読んで理解したとき、他者に変更又は
代案が浮かぶであろう。本発明は、それらが特許請求の
範囲若しくはその同等物の範囲内に入る限り、当該変更
又は代案のすべてを含むと解釈されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】例示的原子核イメージング装置を示す。
【図２】イメージング装置に関するデータの調整と処理
の機能的関係を示す。
【図３】原子核イメージング装置用検出器の透視図を示
す。
【図４】原子核イメージング装置についての側面図を示
す。
【図５】図５(Ａ)、図５(Ｂ)、図５(Ｃ)、図５(Ｄ)は、
各々検出器の代替実施の形態を示す。
【図６】検出器への電気接続を示す。
【図７】検出器セグメントに関する配置を示す。
【図８】図８(Ａ)は、検出器セグメントに関する配置を
示す。図８(Ｂ)は、図８(Ａ)の配置を分解図で示す。図
８(Ｃ)は、図８Ａの配置の側面図を示す。
【図９】図９(Ａ)、図９(Ｂ)、図９(Ｃ)は、各々検出器
に関する軌道を示す。
【図１０】図１０(Ａ)、図１０(Ｂ)は、各々ローレック
ス(Ｒｅｕｌｅｕｘ)軌道及び円形軌道にしたがう再構成
視野を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マシュース クリストフアー ジイ. アメリカ合衆国 オハイオ 44124，リン ドハースト，ウエストバーン ロード 4935

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数のスリットを画定する縦方向に間隔を
    置いた複数の放射線減衰性隔壁(１０２)を含み、各スリ
    ットが縦方向と横方向との寸法をもち、横方向の寸法が
    縦方向の寸法より大きい検出器(２３)と；各々横方向寸
    法をもち、対応するスリットに受けた放射線を検出し、
    検出器が縦方向視野を備えている複数の放射線感受性検
    出器セグメント(１０６)と；検出器と対象物との間の角
    度関係を変更するよう、検出器と対象物のうちの一つに
    作動的に接続された駆動装置(１３４、１３６)とを有
    し、 検出器セグメントの横方向寸法(Ｃｙ)が縦方向視野(１
    １０)より小さいことを特徴とする対象物を表す放射線
    を検出する装置。
  2. 【請求項２】検出器セグメントが二つ以上のサブセグメ
    ントを備え、サブセグメントの横方向寸法の和が縦方向
    視野より小さいことを特徴とする請求項１に記載の装
    置。
  3. 【請求項３】検出器が第一と第二との放射線減衰性横方
    シールドを備えていることを特徴とする請求項１又は請
    求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】検出器の開口部縦横比が１より大きいこと
    を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装
    置。
  5. 【請求項５】各検出器セグメントの横方向寸法が対応す
    るスリットの横方向寸法より小さいことを特徴とする請
    求項１〜４いずれか一項に記載の装置。
  6. 【請求項６】駆動装置が、検出器と対象物との間の角度
    関係を変更し、かつ検出器の感度が長方形視野全体にわ
    たってほぼ一定になるよう検出器を対象物に対し並進運
    動させるよう、検出器に作動的に接続されていることを
    特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
  7. 【請求項７】隣接スリットに受けた放射線を検出する検
    出器セグメントの間に配置され放射線減衰性部材をさら
    に有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項
    に記載の装置。
  8. 【請求項８】隔壁が部材を受け入れるようにされた物質
    のない部分を含むことを特徴とする請求項７に記載の装
    置。
  9. 【請求項９】各々がその縦方向寸法より大きい横方向寸
    法をもつ複数の開口部を画定する複数の縦方向に間隔を
    あけた放射線減衰性要素(１０２)を備えたコリメータを
    含む検出器と、 放射性核種崩壊を表す放射線に感応し、各々横方向寸法
    (Ｃｙ)をもちそして対応する開口部に受けた放射線を検
    出し、検出器の開口部縦横比が１より大きい複数の検出
    器セグメント(１０６)と、 検出器と対象物との間の角度関係を変更するよう、検出
    器と対象物とのうちの一つに作動的に接続された駆動装
    置(１３４、１３６)と、を有することを特徴とする対象
    物を表す放射線を検出する装置。
  10. 【請求項１０】各検出器セグメントの横方向寸法が、そ
    のそれぞれの開口部の横方向寸法より小さいことを特徴
    とする請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】放射線減衰性要素の横方向寸法が次式 Ｗy＝(LFOVｘ(Ｃz＋Ｗz)＋ＨｘＣy)／Ｃz＋Ｗz＋Ｈ で与えられることを特徴とする請求項９又は請求項１０
    に記載の装置。
  12. 【請求項１２】検出器の視野が正方形に視野全体にわた
    ってほぼ一定になるよう検出器と対象物との相対位置を
    変更する手段をさらに有することを特徴とする請求項９
    〜１１のいずれか一項に記載の装置。
  13. 【請求項１３】検出器を用いて放射性核種崩壊を示すガ
    ンマ放射線を検出するステップと、検出器を平面内で回
    転するステップと、検出器の感度が非円形の視野全体に
    わたってほぼ一定になるよう、検出器の回転と整合して
    検出器を並進運動させるステップとを含むことを特徴と
    する方法。
  14. 【請求項１４】非円形の視野が正方形であることを特徴
    とする請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】検出器が縦軸を含み、検出器を並進運動
    させるステップは、縦軸に垂直の線分が正方形の中で回
    転する一定幅の曲線のセントロイドの移動する経路をた
    どるようその回転と整合して検出器を並進運動させるス
    テップを含むことを特徴とする請求項１３又は請求項１
    ４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】一定幅の曲線がローレックス(Ｒｅｕｌ
    ｅｕｘ)三角であることを特徴とする請求項１５に記載
    の方法。
  17. 【請求項１７】検出器が、複数の縦方向に間隔をあけた
    スリットを画定する複数の縦方向に間隔を空けた複数の
    隔壁と、各スリットで受けた放射線を検出するための複
    数の検出器セグメントとを含み、回転するステップが、
    検出器を、スリットと被検対象物との間の角度関係を変
    化させるよう回転するステップを含むことを特徴とする
    請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 【請求項１８】並進運動をさせるステップが、検出器
    を、検出器上の点が湾曲した菱形形状をもつ経路に沿っ
    て移動するよう、並進運動させるステップを含むことを
    特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の方
    法。
  19. 【請求項１９】検査領域に関して複数の角度位置におけ
    る放射線を検出するよう検査領域の周りの軌道内で検出
    器を回転するステップと、検出放射線を示す断層写真画
    像を作るステップとを含むことを特徴とする請求項１３
    〜１８のいずれか一項に記載の方法。
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