JP2000221272A

JP2000221272A - 放射線検出システムおよび核医学診断装置

Info

Publication number: JP2000221272A
Application number: JP2291299A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yamakawa; 勉山河
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、被検体に対して凹状の放射線半導
体検出器をその心臓に近接して配置し、９０゜心筋ＳＰ
ＥＣＴに相当する収集を行うことで、位置分解能や収集
感度を向上させる放射線検出システムおよび核医学診断
装置を提供する。【解決手段】２つの凹状の放射線半導体検出器３８、
３９を例えば６０゜の接合角度θ２で配置して構成す
る。放射線半導体検出器３８、３９の横幅を６０ｃｍ程
度、その曲がり具合（凹凸間の距離）を１３ｃｍ程度と
する。放射線半導体検出器３８、３９をその有効視野
（有効視野端は６３ｂ、６３ｃ、６４ｂ、６４ｃ）の視
野中心６３ａ、６４ａが被検体中心ＰＯに合うように移
動させ、必要に応じて、放射線半導体検出器３８、３９
を所定距離Ｓ１、Ｓ２（１０ｃｍ程度）だけ移動させ
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、患者などの被検体
に対して注入された放射性同位元素（ラジオアイソトー
プ、ＲＩ）により放出されるガンマ（γ）線のような放
射線を１次元または２次元的に検出して被検体内のＲＩ
分布を取得するための放射線検出システムおよび核医学
診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】患者などの被検体に放射性同位元素（ラ
ジオアイソトープ、ＲＩ）を注入し、その体内から放出
されるガンマ（γ）線のような放射線を１次元または２
次元検出器によって検出してＲＩ分布を取得することに
より、体内の病変部、血流量、脂肪酸代謝量などの機能
分布像を表示するシングルフォトンエミッションコンピ
ュータ断層法（ＳＰＥＣＴ）を用いたＳＰＥＣＴ装置
や、複数の検出器を備え、ポジトロン（陽電子）がエレ
クトロン（陰電子）と結合して消滅する際に１８０°方
向に放出されるガンマ線を同時検出してイメージングを
行う同時計数型ポジトロンエミッションコンピュータ断
層法（ＰＥＴ）を用いたＰＥＴ装置が知られている。ま
た、最近では、ＳＰＥＣＴと同時計数型ＰＥＴを行うた
めに複数の検出器を備えたＳＰＥＣＴ装置が知られるよ
うになってきている。これらの装置全般を核医学診断装
置と総称する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のＳＰＥＣＴ装置
では、シンチレータと光電子増倍管（ＰＭＴ）を複数ち
ょう密に配置してガンマ線を検出するアンガー型の検出
器が主流を占めていた。しかし、このような検出器に入
射したガンマ線をシンチレータによって一旦微弱な光に
変換し、この微弱な光を光電子倍増管やフォトダイオー
ドなどで電気信号に変換する必要がある。そのため、Ｓ
ＰＥＣＴ装置が大型になっていた他、エネルギー分解能
や計数特性などに限界があるため、現状以上の飛躍的な
性能向上は望めなかった。

【０００４】そこで、注目されてきているのが半導体検
出器である。半導体検出器はガンマ線を直接電気信号に
変換するので、電気信号への変換効率がよく、しかも半
導体セルでガンマ線を個別に検出できる。従って、エネ
ルギー分解能や計数特性の向上が期待されている。

【０００５】テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）系半導体
では現状のアンガー型の検出器で採用されているヨウ化
ナトリウム（ＮａＩ）のように単結晶構造にすることが
できないため、小型の検出器モジュール（半導体の２次
元アレイセルと、その下にこの２次元アレイセルの外側
にはみ出すことなく形成されているプリアンプおよび読
み出し回路とが内蔵されている）をちょう密に配置する
ことにより２次元半導体検出器を構成した例がある。し
かし、検出器モジュール間の相互接続と各検出器モジュ
ール内部のデッドスペースに不均一が生じ、また独特の
アーチファクトが発生するので、ＲＩ画像の再構成が難
しかった。

【０００６】また、半導体検出器に用いられる半導体セ
ルでは、コストおよび実装上の制約から、従来のデジタ
ルガンマカメラのようにきめ細かいピクセルを構成する
ことは難しく、細分化には限界があった。

【０００７】ところで、アンガー型の検出器は平面状に
設計されるのが一般的である。図１は従来のアンガー型
の平面検出器の構成および被検体との位置関係を説明す
るための図である。図１に示すアンガー型の平面検出器
は、平行コリメータ１０およびシンチレータ１１をそれ
ぞれ平面状にして構成されている。被検体Ｐに注入され
たＲＩによりその体内から放出されたガンマ線が平行コ
リメータ１０を介してシンチレータ１１で光に変換され
た後、図示しない光電子増倍管などにより電気信号に変
換されて信号処理されることになる。なお、被検体Ｐは
曲面を有しているために図１に示すアンガー型の平面検
出器の中心部においては被検体Ｐと近接するが、被検体
Ｐの周辺部になるに従って検出器が被検体Ｐから離れる
ため、ガンマ線の入射位置の検出に関する位置分解能が
劣化するのが一般的である。

【０００８】このようなアンガー型の平面検出器の代わ
りに、その全体が被検体Ｐにより近接するように被検体
Ｐに対して凹状の検出器を用いることが可能である。図
２は従来のアンガー型のガンマカメラの凹状検出器の構
成および被検体との位置関係を説明するための図であ
る。図２に示すアンガー型のガンマカメラ（ＢＩＣＲＯ
Ｎ社製）は、被検体Ｐを挟んで互いに対向して配置され
る２つの凹状検出器２０ａ、２０ｂによって構成されて
いる。凹状検出器２０ａ、２０ｂは、回転中心Ｏを中心
として回転半径Ｒだけそれぞれ離れており、図示しない
駆動機構によって回転方向Ｄ１に沿って被検体Ｐの周囲
を移動するようになっている。

【０００９】なお、凹状検出器２０ａと２０ｂは同一に
構成されている。凹状検出器２０ａは、シンチレータ２
１ａ、ライトガイド２２ａ、および光電子増倍管２３
ａ、・・・、２３ｎを備え、凹状検出器２０ｂは、シン
チレータ２１ｂ、ライトガイド２２ｂ、および光電子増
倍管２４ａ、・・・、２４ｎを備えている。シンチレー
タ２１ａ、２１ｂは、曲面状で円筒状に構成され、回転
中心Ｏから見て一定の厚さｔ１を有している。ガンマ線
の入射位置の検出は、回転中心Ｏに向けて配置される光
電子増倍管２３ａ、・・・、２３ｎ、２４ａ、・・・、
２４ｎによって行われる。

【００１０】このように構成されている凹状検出器２０
ａ、２０ｂにおいてシンチレータ２１ａ、２１ｂの中心
部分に入射したガンマ線に関しては、その入射位置のず
れが少ないので正確な入射位置を光電子増倍管で計算す
ることができる。しかし、ＳＰＥＣＴにおいて例えば平
行コリメータ（図示しない）をシンチレータ２１ａ、２
１ｂの被検体側にそれぞれ設置して平行ガンマ線を検出
する場合には、シンチレータ２１ａ、２１ｂは回転中心
Ｏから見て円筒状に一定の厚さｔ１を有して構成されて
いるため、凹状検出器２０ａ、２０ｂの中心部から周辺
部になるに従いガンマ線がシンチレータ２１ａ、２１ｂ
を通過する距離が増加する。従って、ＤＯＩ（Ｄｅｐｔ
ｈｏｆｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）の影響が大きくな
り、シンチレータ２１ａ、２１ｂにおいてガンマ線が吸
収される位置に応じて位置分解能誤差Δが生じ、計算さ
れる位置分解能の精度が劣化する。このため、凹状検出
器２０ａ、２０ｂはその周辺部において被検体Ｐに近接
するが、位置分解能は向上しないので、ＳＰＥＣＴに関
しては検出器の周辺部が被検体に近接するというメリッ
トを十分に生かすことができない。

【００１１】また、上述したように、平行コリメータを
設置して平行ガンマ線を検出する場合には、シンチレー
タ２１ａ、２１ｂは回転中心Ｏから見て円筒状に一定の
厚さｔ１を有して構成されているため、ガンマ線の入射
位置に応じて感度の差が生じ（周辺部の方が感度が向上
する）、本来感度を向上させたい検出器の中心部の感度
は向上させにくい。

【００１２】さらに、アンガー型の平面検出器を用いて
被検体の心筋に関する投影データを１８０゜分収集する
ために、２つの平面検出器を９０゜に配置して構成し、
検出器全体を９０゜回転させる方法がある。しかし、各
検出器の検出面は平面状に構成されているので、これら
の検出面を被検体の心臓部分に予想以上に近接させるこ
とができない。

【００１３】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、本発明の目的は、被検体に対して凹状の放射線半
導体検出器をその心臓に近接して配置し、９０゜心筋Ｓ
ＰＥＣＴに相当する収集を行うことにより、位置分解能
や収集感度を向上させることが可能な放射線検出システ
ムおよび核医学診断装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明の放射線検出システムは、被
検体に対して凹状に配置され、この被検体から放出され
た放射線を検出する２つの放射線半導体検出器を備え、
前記２つの放射線半導体検出器を９０゜未満の接合角度
で配置して構成したことを特徴とする。

【００１５】上記請求項１に記載の発明の放射線検出シ
ステムにおいて、請求項２に記載の発明は、前記接合角
度は５０゜から８０゜の範囲内であることを特徴とす
る。

【００１６】上記請求項１に記載の発明の放射線検出シ
ステムにおいて、請求項３に記載の発明は、前記被検体
を中心として前記２つの放射線半導体検出器を回転させ
る回転手段と、前記接合角度をθ（゜）とした場合、前
記回転手段による０からθ（゜）までの回転においては
前記２つの放射線半導体検出器を前記被検体に近接する
ように移動させ、前記回転手段によるθから１８０−θ
（゜）までの回転においては前記２つの放射線半導体検
出器の少なくともどちらか一方を前記被検体に近接する
ように移動させる移動手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１７】上記請求項１に記載の発明の放射線検出シ
ステムにおいて、請求項４に記載の発明は、前記２つの
放射線半導体検出器の検出面にそれぞれ取り付けられる
面線源を備え、前記各面線源から放出された放射線は、
前記被検体を挟んで対向する放射線半導体検出器にそれ
ぞれ検出されることを特徴とする。

【００１８】上記課題を解決するために、請求項５に記
載の発明の放射線検出システムは、被検体に対して凹状
に配置され、この被検体から放出された放射線を検出す
る放射線半導体検出器と、前記被検体を中心として前記
放射線半導体検出器を回転させる回転手段と、前記回転
手段による回転において前記放射線半導体検出器を前記
被検体に近接するように移動させる移動手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００１９】上記請求項５に記載の発明の放射線検出シ
ステムにおいて、請求項６に記載の発明は、前記回転手
段は、前記被検体を中心として前記放射線半導体検出器
を少なくとも１８０゜収集分のデータが得られるように
回転させることを特徴とする。

【００２０】上記請求項３または５に記載の発明の放射
線検出システムにおいて、請求項７に記載の発明は、前
記移動手段は、前記放射線半導体検出器を前記被検体と
の対向方向およびこの対向方向に直交するスライド方向
に移動させることを特徴とする。

【００２１】上記請求項１または５に記載の発明の放射
線検出システムにおいて、請求項８に記載の発明は、前
記放射線半導体検出器は、その横幅が４０ｃｍから６５
ｃｍの範囲内であり、その凹凸間の距離が６ｃｍから１
４ｃｍの範囲内であることを特徴とする。

【００２２】上記請求項７に記載の発明の放射線検出シ
ステムにおいて、請求項９に記載の発明は、前記移動手
段によって前記放射線半導体検出器をスライド方向に移
動させる距離は５ｃｍから１５ｃｍの範囲内であること
を特徴とする。

【００２３】上記請求項１から９に記載の発明の放射線
検出システムにおいて、請求項１０に記載の発明は、前
記放射線半導体検出器は、ＣｄＴｅによって構成される
複数の半導体セルを有することを特徴とする。

【００２４】上記課題を解決するために、請求項１１に
記載の発明は、被検体から放出された放射線を検出する
放射線検出システムを有する核医学診断装置において、
前記放射線検出システムは、前記被検体に対してそれぞ
れ凹状に配置された２つの放射線半導体検出器を備え、
前記２つの放射線半導体検出器を９０゜未満の接合角度
で配置して構成することを特徴とする。

【００２５】上記請求項１１に記載の発明の核医学診断
装置において、請求項１２に記載の発明は、前記接合角
度は５０゜から８０゜の範囲内であることを特徴とす
る。

【００２６】上記請求項１１に記載の発明の核医学診断
装置において、請求項１３に記載の発明は、前記被検体
を中心として前記２つの放射線半導体検出器を回転させ
る回転手段と、前記接合角度をθ（゜）とした場合、前
記回転手段による０からθ（゜）までの回転においては
前記２つの放射線半導体検出器を前記被検体に近接する
ように移動させ、前記回転手段によるθから１８０−θ
（゜）までの回転においては前記２つの放射線半導体検
出器の少なくともどちらか一方を前記被検体に近接する
ように移動させる移動手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００２７】上記請求項１１に記載の発明の核医学診断
装置において、請求項１４に記載の発明は、前記２つの
放射線半導体検出器の検出面にそれぞれ取り付けられる
面線源を備え、前記各面線源から放出された放射線は、
前記被検体を挟んで対向する放射線半導体検出器にそれ
ぞれ検出されることを特徴とする。

【００２８】上記課題を解決するために、請求項１５に
記載の発明は、被検体から放出された放射線を検出する
放射線検出システムを有する核医学診断装置において、
前記放射線検出システムは、前記被検体に対して凹状に
配置された放射線半導体検出器と、前記被検体を中心と
して前記放射線半導体検出器を回転させる回転手段と、
前記回転手段による回転において前記放射線半導体検出
器を前記被検体に近接するように移動させる移動手段と
を備えたことを特徴とする。

【００２９】上記請求項１５に記載の発明の核医学診断
装置において、請求項１６に記載の発明は、前記回転手
段は、前記被検体を中心として前記放射線半導体検出器
を少なくとも１８０゜収集分のデータが得られるように
回転させることを特徴とする。

【００３０】上記請求項１３または１５に記載の発明の
核医学診断装置において、請求項１７に記載の発明は、
前記移動手段は、前記放射線半導体検出器を前記被検体
との対向方向およびこの対向方向に直交するスライド方
向に移動させることを特徴とする。

【００３１】上記請求項１１または１５に記載の発明の
核医学診断装置において、請求項１８に記載の発明は、
前記放射線半導体検出器は、その横幅が４０ｃｍから６
５ｃｍの範囲内であり、その凹凸間の距離が６ｃｍから
１４ｃｍの範囲内であることを特徴とする。

【００３２】上記請求項１７に記載の発明の核医学診断
装置において、請求項１９に記載の発明は、前記移動手
段によって前記放射線半導体検出器をスライド方向に移
動させる距離は５ｃｍから１５ｃｍの範囲内であること
を特徴とする。

【００３３】上記請求項１１から１９に記載の発明の核
医学診断装置において、請求項２０に記載の発明は、前
記放射線半導体検出器は、ＣｄＴｅによって構成される
複数の半導体セルを有することを特徴とする。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００３５】（実施の形態１）本発明の第１の実施の形
態では、被検体に対して凹状の２つの放射線半導体検出
器を９０゜未満の接合角度で配置して構成し、このよう
に構成された放射線半導体検出器を被検体に近接させな
がらその投影データを収集する。

【００３６】図３は本発明の第１の実施の形態の核医学
診断装置に用いられる放射線半導体検出器の構成および
被検体との位置関係を示す図である。図３において、本
発明の第１の実施の形態の核医学診断装置に用いられる
放射線半導体検出器は、患者などの被検体Ｐから放出さ
れたガンマ（γ）線のような放射線を検出するための複
数の半導体セルを備え、被検体Ｐに対して凹状の放射線
半導体検出器アレイ３０と、半導体検出器アレイ３０の
被検体側でその検出面に沿って設けられている平行コリ
メータ３１とによって構成されている。なお、平行コリ
メータ３１は、被検体Ｐに対して垂直方向から入射され
るガンマ線のみを通過させて放射線半導体検出器アレイ
３０に導くために用いられる。

【００３７】放射線半導体検出器アレイ３０の各半導体
セルは、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）系半導体によ
って構成されている。この半導体にはガンマ線が入射す
る方向に対して水平な方向に高電圧印加電極と信号取り
出し電極が配置されている。高電圧印加電極は半導体に
高電圧を印加するために用いられ、信号取り出し電極は
高電圧が印加されている半導体からの検出信号を取り出
すために用いられる。なお、半導体セルはその長手方向
がガンマ線の入射方向に一致するように等間隔に配置さ
れる。

【００３８】放射線半導体検出器アレイ３０では、その
検出面において半導体セル部分の厚さに比べて電極部分
（高電圧印加電極および信号取り出し電極）の厚さを薄
くした構造が採用され、不感帯（ガンマ線の検出に寄与
しない部分）である電極部分が有感帯（ガンマ線の検出
に寄与する部分）である半導体セル部分の略１／１０以
下になるように形成されている。このように形成されて
いる放射線半導体検出器アレイ３０を凹状に配置する。
これにより、被検体Ｐの周辺部において放射線半導体検
出器の検出面が被検体Ｐの体表面に近接するので、位置
分解能が大幅に向上することが可能となる。

【００３９】最近、モノリシック型のモジュール検出器
をちょう密に配置して２次元検出器を構成する場合があ
るが、この場合には図３に示すような放射線半導体検出
器を構成することは困難である。

【００４０】本発明の第１の実施の形態では、放射線半
導体検出器アレイ３０の電極（高電圧印加電極および信
号取り出し電極）をガンマ線の入射方向に水平に設けて
いる。しかし、上述したように、図１に示す従来のアン
ガー型ガンマカメラに平行コリメータを設置した場合と
同様な方向においてその方向（ガンマ線吸収方向）に対
して同じ厚さを有するように複数の半導体セルを配置す
ることができるため、ガンマ線の入射位置による検出感
度の差も生じない。

【００４１】なお、本発明の第１の実施の形態では、図
３に示したような形状の放射線半導体検出器に限定され
ない。図４に示すように、例えば３つの平面を有し、放
射線半導体検出器アレイ３５および平行コリメータ３６
を備えた凹状の放射線半導体検出器を用いることも可能
である。すなわち、本発明では、被検体Ｐの心臓部分に
できるだけ近接するような検出面を有する放射線半導体
検出器を用いることが望ましいことになる。

【００４２】図５は本発明の第１の実施の形態の放射線
検出システムを備えた核医学診断装置の構成を示すブロ
ック図、図６は本発明の第１の実施の形態の放射線検出
システムを備えた核医学診断装置の外観構成を示す図で
ある。図５および図６において、本発明の第１の実施の
形態の核医学診断装置は、走行レール４５上を移動可能
に設けられたスタンドベース４１ａ、４１ｂと、スタン
ドベース４１ａ、４１ｂを走行させるための走行機構７
１ａ、７１ｂと、固定リング４７ａ、４７ｂに回転可能
に設けられ、被検体Ｐ２の周りを回転する回転リング４
９ａ、４９ｂと、回転リング４９ａ、４９ｂを回転させ
るための回転機構７２ａ、７２ｂと、被検体Ｐ２からの
放射線を検出し、検出した放射線を電気信号に変換して
所定の信号処理を行う信号処理ユニット３８ａ、３９ａ
を有する放射線半導体検出器３８、３９と、放射線半導
体検出器３８、３９を支持するための支持アーム５９
ａ、５９ｂを有し、放射線半導体検出器３８、３９を３
次元的に移動させるための移動機構５７ａ、５７ｂと、
被検体Ｐ２を載せるための寝台３３と、寝台３３を駆動
して上下方向（Ｙ方向）に移動させるための駆動ユニッ
ト７４と、走行機構７１ａ、７１ｂ、回転機構７２ａ、
７２ｂ、移動機構５７ａ、５７ｂ、および駆動ユニット
７４の動作を制御する制御ユニット７０と、信号処理ユ
ニット３８ａ、３９ａの出力信号を基にして画像生成を
行う画像生成ユニット７５と、画像生成ユニット７５に
よって生成された種々の画像を表示する表示ユニット７
６とを備えている。

【００４３】なお、放射線検出システム１０１ａは、放
射線半導体検出器３８、３９と、移動機構５７ａ、５７
ｂと、回転リング４９ａ、４９ｂと、回転機構７２ａ、
７２ｂとによって構成される。

【００４４】回転機構７２ａ、７２ｂは、駆動モータ５
１ａ、５１ｂと、駆動モータ５１ａ、５１ｂの駆動軸に
設けられた駆動ギア５３ａ、５３ｂと、駆動ギア５３
ａ、５３ｂと回転リング４９ａ、４９ｂを連動させるた
めのベルト５５ａ、５５ｂとによって構成される。

【００４５】以上のような構成により、制御ユニット７
０の制御の下で、回転機構７２ａ、７２ｂにより回転リ
ング４９ａ、４９ｂを回転させ、さらに、必要に応じて
移動機構５７ａ、５７ｂにより放射線半導体検出器３
８、３９を被検体Ｐ２に対する対向方向やこの対向方向
に直交するスライド方向に移動させる。もちろん、被検
体Ｐ２は放射線半導体検出器３８、３９の有効視野をは
み出さないようにする。これにより、放射線半導体検出
器３８、３９を被検体Ｐ２に近接して移動させながらそ
の周りを回転させて投影データを収集する。

【００４６】なお、投影データの収集時において放射線
半導体検出器３８、３９を被検体Ｐ２に対して自動的に
近接して移動させる場合には、例えば、次のような処理
を行う。すなわち、投影データの収集を行う前に放射線
半導体検出器３８、３９を被検体Ｐ２に対して近接して
移動させ、その時の放射線半導体検出器３８、３９の最
近接軌道に関する軌道情報を図示しない記憶ユニットに
記憶しておく。これにより、この軌道情報を基にした制
御ユニット７０の制御の下で放射線半導体検出器３８、
３９を自動的に近接して移動させることができる。

【００４７】または、放射線半導体検出器３８、３９の
検出面側に図示しない近接スイッチを予め設けておき、
投影データの収集時にはこの近接スイッチの出力情報を
基にした被検体Ｐ２との近接状態に従って放射線半導体
検出器３８、３９を移動させるようにすることもでき
る。

【００４８】図７は従来のアンガー型のガンマカメラの
９０゜心筋ＳＰＥＣＴ収集における放射線検出器の配置
および本発明の第１の実施の形態の核医学診断装置の６
０゜心筋ＳＰＥＣＴ収集における放射線半導体検出器の
配置を説明するための図である。

【００４９】図７に示すように、２点鎖線で示される２
つの放射線検出器１５、１６が９０゜の接合角度（２つ
の放射線検出器の検出面のそれぞれの一端を接合した場
合にそれらの検出面によって形成される角度）θ１で配
置して構成される従来のアンガー型のガンマカメラにお
いては、放射線検出器１５、１６の有効視野端６０ａ
（６０ｂ、６１ａ、６１ｂ）からシールド端６２までに
距離ｄ１がある。従って、放射線検出器１５、１６を９
０゜の接合角度で配置して構成した場合において放射線
検出器１５、１６を被検体Ｐ２の心臓Ｈに近接させるた
めには、必要に応じて放射線検出器１５、１６を支持す
るガントリ（図示しない）を左右方向（Ｘ方向）に移動
させたり、被検体Ｐ２を載せた寝台３３を上下方向（Ｙ
方向）に移動させる必要がある。

【００５０】一方、本発明の第１の実施の形態の核医学
診断装置においては、実線で示される２つの凹状の放射
線半導体検出器３８、３９を９０゜未満、特に、５０゜
から８０゜の範囲内、ここでは６０゜の接合角度θ２で
配置して構成している。この場合、通常のＳＰＥＣＴ収
集を考慮すると、放射線半導体検出器３８、３９の検出
面をどの位置においても被検体Ｐ２の心臓Ｈにできるだ
け近接させる必要がある。そのために、図３に示すよう
に、放射線半導体検出器３８、３９の横幅Ｗを４０ｃｍ
から６５ｃｍの範囲内、ここでは６０ｃｍ程度とし、そ
の曲がり具合（凹凸間の距離）Ｄを６ｃｍから１４ｃｍ
の範囲内、ここでは１３ｃｍ程度としている。なお、こ
れらの数値は、被検体Ｐ２の大きさ、その観察部位、放
射線半導体検出器３８、３９の接合角度などに応じて任
意に変更することができる。

【００５１】通常、放射線半導体検出器３８、３９をそ
の有効視野（有効視野端は６３ｂ、６３ｃ、６４ｂ、６
４ｃ）の視野中心６３ａ、６４ａが被検体中心ＰＯに合
うように移動させ、被検体Ｐ２を有効視野内からはみ出
さないようにしている。しかし、放射線半導体検出器３
８、３９を例えば６０゜の接合角度に配置して構成させ
て被検体Ｐ２の周りを回転しただけでは、被検体Ｐ２の
心臓Ｈに放射線半導体検出器３８、３９を十分に近接さ
せることができない場合がある。そこで、放射線半導体
検出器３８、３９をその回転中においてその接合位置か
ら離れる方向に移動させる。すなわち、放射線半導体検
出器３８、３９の視野中心６３ａ、６４ａを被検体中心
ＰＯに合う位置からそれぞれ所定距離Ｓ１、Ｓ２（５ｃ
ｍから１５ｃｍの範囲内、ここでは１０ｃｍ程度）だけ
シフトさせる。これにより、放射線半導体検出器３８、
３９を被検体Ｐ２の心臓Ｈに対して最も近接して移動さ
せることが可能となる。

【００５２】また、上述した従来のアンガー型のガンマ
カメラの場合と同様に、放射線半導体検出器３８、３９
を左右方向（Ｘ方向）に移動させることにより、放射線
検出器３８、３９が被検体Ｐ２にさらに近接した状態で
被検体Ｐ２の投影データを欠落させることなく収集する
ことができる。この場合、被検体Ｐ２の体型に応じて被
検体Ｐ２に対する放射線検出器３８、３９の近接距離を
計算すると、従来のアンガー型のガンマカメラの放射線
検出器の場合と比較して平均で４０ｍｍから５０ｍｍ程
度被検体Ｐ２に近接することが可能であることがわかっ
た。

【００５３】さらに、本発明の第１の実施の形態では、
従来のように放射線検出器を被検体Ｐ２に近接させるた
めに寝台３３を上下方向（Ｙ方向）に移動させる必要が
ないので、被検体Ｐ２に不安感を与えることがない。ま
た、寝台３３の上下方向の移動に伴う被検体Ｐ２の振動
によって生じる画像の画質の劣化を防止することができ
る。

【００５４】ところで、９０゜ＳＰＥＣＴ収集において
従来のアンガー型のガンマカメラでは、９０゜の接合角
度で配置して構成された放射線検出器を９０゜回転させ
ることによって１８０゜分の投影データが収集される。
しかし、本発明の第１の実施の形態のように２つの放射
線半導体検出器を６０゜の接合角度で配置して構成した
場合において全体を９０゜回転させただけでは、１８０
゜分の投影データを収集することができない。

【００５５】そのため、図８に示すように、本発明の第
１の実施の形態では、２つの放射線半導体検出器（図８
では検出器Ａおよび検出器Ｂ）を１２０゜回転させる必
要がある。なお、２つの放射線半導体検出器全体を６０
゜回転させることにより、０゜から１２０゜までの分の
投影データが収集されるが、さらに６０゜回転させて１
２０゜から１８０゜までの分の投影データを収集する場
合には、一方の放射線半導体検出器（検出器Ｂ）のみを
被検体に対する最近接軌道を考慮して移動させればよ
い。これは、検出器Ｂが１２０゜から１８０゜までの分
の投影データを収集している間、他方の放射線半導体検
出器（検出器Ａ）は６０゜から１２０゜までの分の投影
データを収集することが可能であるが、６０゜から１２
０゜までの分の投影データについては検出器Ｂによって
すでに収集されているので、検出器Ａで収集する必要が
なく、従って検出器Ａを被検体に近接させる必要がない
からである。

【００５６】これにより、０゜から１８０゜までの分の
投影データを収集する場合において、本発明の実施の形
態における放射線半導体検出器は、従来のアンガー型の
ガンマカメラの放射線検出器の場合と比較して、被検体
の心臓部分に対して平均して４０ｍｍから５０ｍｍ近接
している。従って、放射線半導体検出器の検出面の被検
体側に設けられているコリメータは従来と比較して被検
体にさらに近接することになる。

【００５７】ここで、例えば、従来のアンガー型のガン
マカメラの放射線検出器に用いられる大きさと同じ大き
さのコリメータを本発明の第１の実施の形態における放
射線半導体検出器に用いた場合、従来と比較して投影デ
ータの収集時間は１２０／９０＝１．３３倍程度と長く
なる。しかし、本発明の第１の実施の形態における放射
線半導体検出器は従来よりも被検体に近接し、また放射
線半導体検出器自体の位置分解能も向上しているので、
その相乗効果により非常に高い分解能を有する画像を得
ることができる。また、これを逆からいえば、従来と同
じ位置分解能が得られるようにコリメータを設計した場
合には、従来と比較して２倍以上の収集感度を得ること
が可能となる。従って、総合的には、従来と比較して２
／１．３３＝１．５倍以上の収集感度を得ることができ
る。これにより、放射線半導体検出器の被検体に対する
近接効果により高感度心筋ＳＰＥＣＴ収集を行うことが
可能となる。また、高スループットを目的とした収集を
行う場合には、その収集時間をさらに短縮することがで
きる。

【００５８】また、θ゜からθ゜−１８０゜までの分の
投影データを収集する場合においても、２つの放射線半
導体検出器の両方を被検体に最近接するように移動さ
せ、放射線検出器の一方から得られたデータも画像の再
構成に寄与させる。これにより、２つの放射線半導体検
出器の一方のみを被検体に最近接させる上述の場合と比
較して、画像の再構成に用いられるカウント数をさらに
増加させることができ、収集感度の改善を図ることがで
きる。

【００５９】図９は本発明の第１の実施の形態の核医学
診断装置の６０゜心筋ＳＰＥＣＴ収集時における放射線
半導体検出器の放射線吸収補正方法を説明するための図
である。

【００６０】図９に示すように、放射線半導体検出器３
８、３９の凹状の検出面に沿い、かつ放射線半導体検出
器３８、３９を構成する各半導体セルに対して垂直に放
射線（ガンマ線）が入射するように面線源８１、８２を
放射線半導体検出器３８、３９に取り付ける。面線源８
１は放射線半導体検出器３９の放射線吸収補正に用いら
れ、面線源８２は放射線半導体検出器３８の放射線吸収
補正に用いられる。なお、あらゆる体型の被検体Ｐ２を
想定した場合、面線源８１、８２が放射線半導体検出器
３８、３９に取り付けられる範囲は、ＳＰＥＣＴ収集の
場合において放射線半導体検出器３８、３９がどの位置
においても被検体Ｐ２の放射線吸収データを欠落なく収
集できるような範囲である。

【００６１】面線源８１、８２をエミッション収集に影
響を与えない程度に薄くし、検出する放射線のエネルギ
ーを選択することにより、エミッション収集と同時にト
ランスミッション収集を行うことが可能である。従っ
て、このような場合にも、エネルギー分解能に優れてお
り、かつ非常に高い計数率特性を有する放射線半導体検
出器は最適である。

【００６２】なお、面線源８１、８２は、放射線半導体
検出器３８、３９の検出面側に適切な補助ガイド（図示
しない）を設けることにより、この補助ガイドに沿って
放射線半導体検出器３８、３９に容易に取り付けること
が可能である。

【００６３】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態では、本発明の第１の実施の形態のように２つの放射
線半導体検出器を用いることなく、被検体に対して凹状
の放射線半導体検出器を単独で用いて被検体に近接させ
ながらその投影データを収集する。

【００６４】図１０は本発明の第２の実施の形態の核医
学診断装置の構成を示すブロック図、図１１は本発明の
第２の実施の形態の核医学診断装置の外観構成を示す図
である。図１０および図１１において、本発明の第２の
実施の形態の核医学診断装置は、２つの支柱３９ａ、３
９ｂが設けられているスタンドベース４１ａと、スタン
ドベース４１ａを走行させるための走行機構７１ａと、
固定リング４７ａに回転可能に設けられ、被検体Ｐ２の
周りを回転する回転リング４９ａと、回転リング４９ａ
を回転させるための回転機構７２ａと、被検体Ｐ２から
の放射線を検出し、検出した放射線を電気信号に変換し
て所定の信号処理を行う信号処理ユニット３８ａを有す
る放射線半導体検出器３８と、放射線半導体検出器３８
を支持するための支持アーム５９ａを有し、放射線半導
体検出器３８を３次元的に移動させるための移動機構５
７ａと、被検体Ｐ２を載せるための寝台３３と、寝台３
３を駆動して上下方向（Ｙ方向）に移動させるための駆
動ユニット７４と、走行機構７１ａ、回転機構７２ａ、
移動機構５７ａ、および駆動ユニット７４の動作を制御
する制御ユニット７０と、信号処理ユニット３８ａの出
力信号を基にして画像生成を行う画像生成ユニット７５
と、画像生成ユニット７５によって生成された種々の画
像を表示する表示ユニット７６とを備えている。

【００６５】なお、放射線検出システム１０１ａは、放
射線半導体検出器３８と、移動機構５７ａと、回転リン
グ４９ａと、回転機構７２ａとによって構成される。

【００６６】回転機構７２ａは、駆動モータ５１ａと、
駆動モータ５１ａの駆動軸に設けられた駆動ギア５３ａ
と、駆動ギア５３ａと回転リング４９ａを連動させるた
めのベルト５５ａとによって構成される。

【００６７】以上のような構成により、制御ユニット７
０の制御の下で、回転機構７２ａにより回転リング４９
ａを回転させ、さらに、必要に応じて移動機構５７ａに
より放射線半導体検出器３８を被検体Ｐ２に対する対向
方向やこの対向方向に直交するスライド方向に移動させ
る。もちろん、被検体Ｐ２は放射線半導体検出器３８、
３９の有効視野をはみ出さないようにする。これによ
り、放射線半導体検出器３８を被検体Ｐ２に近接させな
がらその周りを１８０゜回転させて投影データを収集す
る。

【００６８】なお、投影データの収集時において放射線
半導体検出器３８を被検体Ｐ２に対して自動的に近接し
て移動させる場合には、本発明の第１の実施の形態と同
様に、次のような処理を行う。すなわち、投影データの
収集を行う前に放射線半導体検出器３８を被検体Ｐ２に
対して近接して移動させ、その時の放射線半導体検出器
３８の最近接軌道に関する軌道情報を図示しない記憶ユ
ニットに記憶しておく。これにより、この軌道情報を基
にした制御ユニット７０の制御の下で放射線半導体検出
器３８を自動的に近接して移動させることができる。

【００６９】または、放射線半導体検出器３８の検出面
側に図示しない近接スイッチを予め設けておき、投影デ
ータの収集時にはこの近接スイッチの出力情報を基にし
た被検体Ｐ２との近接状態に従って放射線半導体検出器
３８を移動させるようにすることもできる。

【００７０】図１２は本発明の第２の実施の形態の核医
学診断装置の心筋ＳＰＥＣＴ収集における放射線半導体
検出器の位置を説明するための図である。

【００７１】図１２に示すように、凹状の放射線半導体
検出器３８の検出面をどの位置においても被検体Ｐ２の
心臓Ｈにできるだけ近接させるようにする。従って、こ
の場合にも、本発明の第１の実施の形態と同様に、放射
線半導体検出器３８の横幅Ｗを４０ｃｍから６５ｃｍの
範囲内、ここでは６０ｃｍ程度とし、その曲がり具合
（凹凸間の距離）Ｄを６ｃｍから１４ｃｍの範囲内、こ
こでは１３ｃｍ程度としている。もちろん、これらの数
値は、被検体Ｐ２の大きさやその観察部位などに応じて
任意に変更することができる。

【００７２】通常、放射線半導体検出器３８をその有効
視野（有効視野端は６３ｂ、６３ｃ）の視野中心６３ａ
が被検体中心ＰＯに合うように移動させ、被検体Ｐ２を
有効視野内からはみ出さないようにしている。しかし、
これだけでは、本発明の第１の実施の形態の場合と同様
に、被検体Ｐ２の心臓Ｈに放射線半導体検出器３８を十
分に近接させることができない場合がある。そこで、放
射線半導体検出器３８を被検体Ｐ２との相対位置に応じ
て移動させる。すなわち、放射線半導体検出器３８の視
野中心６３ａを被検体中心ＰＯに合う位置から所定距離
Ｓ３（５ｃｍから１５ｃｍの範囲内、ここでは１０ｃｍ
程度）だけシフトさせる。

【００７３】具体的には、図１３に示すように、放射線
半導体検出器３８が被検体Ｐ２の被検体中心ＰＯを通る
垂直線ＹＹに対して左側に傾いて位置している場合
（（ａ）の場合）には、放射線半導体検出器３８の視野
中心６３ａを垂直線ＹＹから離れる方向に所定距離Ｓ４
だけシフトさせる。また、放射線半導体検出器３８の視
野中心６３ａが垂直線ＹＹ上に位置する場合（（ｂ）の
場合）には、放射線半導体検出器３８の視野中心６３ａ
はシフトさせない。さらに、放射線半導体検出器３８が
垂直線ＹＹに対して右側に傾いて位置する場合（（ｃ）
の場合）には、放射線半導体検出器３８の視野中心６３
ａを垂直線ＹＹから離れる方向に所定距離Ｓ５だけシフ
トさせる。もちろん、必要に応じて、被検体Ｐ２に対す
る対向方向にも放射線半導体検出器３８を移動させる。
以上のような動作を行うことにより、放射線半導体検出
器３８を被検体Ｐ２の心臓に対して最も近接して移動さ
せることが可能となる。

【００７４】

【発明の効果】以上、本発明によれば、被検体に対して
凹状の２つの放射線半導体検出器を９０゜未満の接合角
度で配置して構成させて従来よりも被検体に近接させて
おり、また放射線半導体検出器自体の位置分解能も向上
しているので、非常に高い分解能を有する画像を得るこ
とができる。また、位置分解能が従来と同じである場合
にはより高い収集感度を得ることができるので、高感度
心筋ＳＰＥＣＴ収集を行うことが可能となる。さらに、
高スループットを目的とした収集を行う場合には、その
収集時間をさらに短縮することができる。さらにまた、
被検体の投影データの収集時において寝台を上下方向に
移動させる必要がないため、被検体に与える不安感や得
られる画像の劣化を極力少なくすることが可能となる。

【００７５】また、本発明によれば、被検体に対して凹
状の放射線半導体検出器を単独で用いて被検体に近接さ
せているので、位置分解能や収集感度を向上させること
ができるとともに、放射線検出システムの構成が簡単と
なり、核医学診断装置全体のコストを低減させることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のアンガー型の平面検出器の構成および被
検体との位置関係を説明するための図である。

【図２】従来のアンガー型の凹状検出器の構成および被
検体との位置関係を説明するための図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の核医学診断装置に
用いられる放射線半導体検出器の構成および被検体との
位置関係を説明するための図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態の核医学診断装置に
用いられる放射線半導体検出器の他の構成および被検体
との位置関係を説明するための図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態の放射線検出システ
ムを備えた核医学診断装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】本発明の第１の実施の形態の放射線検出システ
ムを備えた核医学診断装置の外観構成を示す図である。

【図７】従来のアンガー型のガンマカメラの９０゜心筋
ＳＰＥＣＴ収集における放射線検出器の配置および本発
明の第１の実施の形態の核医学診断装置の６０゜心筋Ｓ
ＰＥＣＴ収集における放射線半導体検出器の配置を説明
するための図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態の核医学診断装置に
用いられる放射線検出システムの２つの放射線半導体検
出器による６０゜心筋ＳＰＥＣＴ収集を説明するための
図である。

【図９】本発明の第１の実施の形態の核医学診断装置の
６０゜心筋ＳＰＥＣＴ収集時における放射線半導体検出
器の放射線吸収補正方法を説明するための図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態の核医学診断装置
の構成を示すブロック図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態の核医学診断装置
の外観構成を示す図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態の核医学診断装置
の心筋ＳＰＥＣＴ収集における放射線半導体検出器の位
置を説明するための図である。

【図１３】本発明の第２の実施の形態の核医学診断装置
に用いられる単独の放射線半導体検出器による心筋ＳＰ
ＥＣＴ収集を説明するための図である。

【符号の説明】

Ｈ心臓Ｐ、Ｐ２被検体３３寝台３０、３５半導体検出器アレイ３１、３６平行コリメータ３８、３９放射線半導体検出器３８ａ、３９ａ信号処理ユニット４５走行レール４１ａ、４１ｂスタンドベース４７ａ、４７ｂ固定リング４９ａ、４９ｂ回転リング５７ａ、５７ｂ移動機構５９ａ、５９ｂ支持アーム７０制御ユニット７１ａ、７１ｂ走行機構７２ａ、７２ｂ回転機構７４駆動ユニット７５画像生成ユニット７６表示ユニット８１、８２面線源１０１ａ放射線検出システム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体に対して凹状に配置され、この被
検体から放出された放射線を検出する２つの放射線半導
体検出器を備え、前記２つの放射線半導体検出器を９０゜未満の接合角度
で配置して構成したことを特徴とする放射線検出システ
ム。
【請求項２】前記接合角度は５０゜から８０゜の範囲
内であることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出
システム。
【請求項３】前記被検体を中心として前記２つの放射
線半導体検出器を回転させる回転手段と、前記接合角度をθ（゜）とした場合、前記回転手段によ
る０からθ（゜）までの回転においては前記２つの放射
線半導体検出器を前記被検体に近接するように移動さ
せ、前記回転手段によるθから１８０−θ（゜）までの
回転においては前記２つの放射線半導体検出器の少なく
ともどちらか一方を前記被検体に近接するように移動さ
せる移動手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記
載の放射線検出システム。
【請求項４】前記２つの放射線半導体検出器の検出面
にそれぞれ取り付けられる面線源を備え、前記各面線源から放出された放射線は、前記被検体を挟
んで対向する放射線半導体検出器にそれぞれ検出される
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システ
ム。
【請求項５】被検体に対して凹状に配置され、この被
検体から放出された放射線を検出する放射線半導体検出
器と、前記被検体を中心として前記放射線半導体検出器を回転
させる回転手段と、前記回転手段による回転において前記放射線半導体検出
器を前記被検体に近接するように移動させる移動手段と
を備えたことを特徴とする放射線検出システム。
【請求項６】前記回転手段は、前記被検体を中心とし
て前記放射線半導体検出器を少なくとも１８０゜収集分
のデータが得られるように回転させることを特徴とする
請求項５に記載の放射線検出システム。
【請求項７】前記移動手段は、前記放射線半導体検出
器を前記被検体との対向方向およびこの対向方向に直交
するスライド方向に移動させることを特徴とする請求項
３または５に記載の放射線検出システム。
【請求項８】前記放射線半導体検出器は、その横幅が
４０ｃｍから６５ｃｍの範囲内であり、その凹凸間の距
離が６ｃｍから１４ｃｍの範囲内であることを特徴とす
る請求項１または５に記載の放射線検出システム。
【請求項９】前記移動手段によって前記放射線半導体
検出器をスライド方向に移動させる距離は５ｃｍから１
５ｃｍの範囲内であることを特徴とする請求項７に記載
の放射線検出システム。
【請求項１０】前記放射線半導体検出器は、ＣｄＴｅ
によって構成される複数の半導体セルを有することを特
徴とする請求項１から９のいずれかに記載の放射線検出
システム。
【請求項１１】被検体から放出された放射線を検出す
る放射線検出システムを有する核医学診断装置におい
て、前記放射線検出システムは、前記被検体に対してそれぞ
れ凹状に配置された２つの放射線半導体検出器を備え、前記２つの放射線半導体検出器を９０゜未満の接合角度
で配置して構成することを特徴とする核医学診断装置。
【請求項１２】前記接合角度は５０゜から８０゜の範
囲内であることを特徴とする請求項１１に記載の核医学
診断装置。
【請求項１３】前記被検体を中心として前記２つの放
射線半導体検出器を回転させる回転手段と、前記接合角度をθ（゜）とした場合、前記回転手段によ
る０からθ（゜）までの回転においては前記２つの放射
線半導体検出器を前記被検体に近接するように移動さ
せ、前記回転手段によるθから１８０−θ（゜）までの
回転においては前記２つの放射線半導体検出器の少なく
ともどちらか一方を前記被検体に近接するように移動さ
せる移動手段とを備えたことを特徴とする請求項１１に
記載の核医学診断装置。
【請求項１４】前記２つの放射線半導体検出器の検出
面にそれぞれ取り付けられる面線源を備え、前記各面線源から放出された放射線は、前記被検体を挟
んで対向する放射線半導体検出器にそれぞれ検出される
ことを特徴とする請求項１１に記載の核医学診断装置。
【請求項１５】被検体から放出された放射線を検出す
る放射線検出システムを有する核医学診断装置におい
て、前記放射線検出システムは、前記被検体に対して凹状に配置された放射線半導体検出
器と、前記被検体を中心として前記放射線半導体検出器を回転
させる回転手段と、前記回転手段による回転において前記放射線半導体検出
器を前記被検体に近接するように移動させる移動手段と
を備えたことを特徴とする核医学診断装置。
【請求項１６】前記回転手段は、前記被検体を中心と
して前記放射線半導体検出器を少なくとも１８０゜収集
分のデータが得られるように回転させることを特徴とす
る請求項１５に記載の核医学診断装置。
【請求項１７】前記移動手段は、前記放射線半導体検
出器を前記被検体との対向方向およびこの対向方向に直
交するスライド方向に移動させることを特徴とする請求
項１３または１５に記載の核医学診断装置。
【請求項１８】前記放射線半導体検出器は、その横幅
が４０ｃｍから６５ｃｍの範囲内であり、その凹凸間の
距離が６ｃｍから１４ｃｍの範囲内であることを特徴と
する請求項１１または１５に記載の核医学診断装置。
【請求項１９】前記移動手段によって前記放射線半導
体検出器をスライド方向に移動させる距離は５ｃｍから
１５ｃｍの範囲内であることを特徴とする請求項１７に
記載の核医学診断装置。
【請求項２０】前記放射線半導体検出器は、ＣｄＴｅ
によって構成される複数の半導体セルを有することを特
徴とする請求項１１から１９のいずれかに記載の核医学
診断装置。