JP2001083252A - 核医学装置 - Google Patents

核医学装置

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JP2001083252A
JP2001083252A JP26229299A JP26229299A JP2001083252A JP 2001083252 A JP2001083252 A JP 2001083252A JP 26229299 A JP26229299 A JP 26229299A JP 26229299 A JP26229299 A JP 26229299A JP 2001083252 A JP2001083252 A JP 2001083252A
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radiation
radiation detector
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center
nuclear medicine
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卓三 ▲高▼山
Takuzo Takayama
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、放射線検出器内に複数の放射線検
出素子を縦方向および横方向において奇数個配列して有
効視野の中心に所定の放射線検出素子を位置させること
により、検出される放射線に関するデータを基に画像再
構成して得られるRI画像に生じるアーチファクトを大
幅に低減することが可能な核医学装置を提供することに
ある。 【解決手段】 放射線検出器40は、複数の半導体セル
によって構成されている放射線検出器アレイ40bを有
する。複数の半導体セルは横方向および縦方向(X方向
およびZ方向)においてそれぞれ奇数個配列される。こ
のようにしてピクセルワイズされた放射線検出器40を
その有効視野の中心60aが被検体Pの中心Poに合う
ように被検体Pの周囲で移動させ、被検体Pからの放射
線を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、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、R
I)で標識された放射性医薬品を投与し、この被検体内
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次元的に一定時間検出することによって被検体
内のRI分布像などを取得するための核医学装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、患者などの被検体にRIを投与
し、この被検体内から放出されるガンマ線のような放射
線を1次元または2次元的に検出して被検体内のRI分
布を取得することにより、その体内の病変部、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、複数の放射線検出器を備え、
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
同時に検出してイメージングを行う同時計数ポジトロン
エミッションコンピュータ断層法(PET)を用いた同
時計数PET装置が知られている。また、最近では、S
PECTと同時計数PETを行うために複数の放射線検
出器を備えたSPECT/PET兼用装置が知られるよ
うになってきている。これらの装置全般を核医学装置と
総称する。
【0003】このような従来の核医学装置に用いられる
放射線検出器(例えば半導体検出器やシンチレーション
検出器)を構成する複数の放射線検出素子は、各々素子
分離され、縦方向および横方向において2次元配列され
ている。
【0004】通常、このように構成されている放射線検
出器をその有効視野の中心線が被検体の中心を通るよう
に位置合わせしながら被検体の周りで移動させることに
より、被検体が放射線検出器の有効視野から外れないよ
うにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の核医学装置に用いられる放射線検出器においては、
その有効視野や放射線検出素子の大きさなどに応じてそ
の配列個数を決定している。しかし、このように構成さ
れている放射線検出器を上述のように被検体の周りで移
動させ、RIが投与された被検体からの放射線を検出す
る場合、放射線検出器の有効視野の中心におけるデータ
が得られないと、画像再構成後のRI画像にアーチファ
クトが生じる。
【0006】例えば、複数の放射線検出素子が縦方向お
よび横方向においてそれぞれ偶数個配列されている場
合、放射線検出器の有効視野の中心には放射線検出素子
(放射線の検出に寄与する部分である有感帯)は存在せ
ずに放射線検出素子のエッジ部分(放射線の検出に寄与
しない部分である不感帯)があるので、検出した放射線
に関するデータが有効視野の中心で欠落する。これによ
り、このようなデータを基にした画像再構成によって得
られるRI画像の中心部分にアーチファクトが生じる可
能性がある。従って、このようなアーチファクトを有す
るRI画像は画像診断を行う上で障害になるという問題
があった。
【0007】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、放射線検出器に2次元配列した
複数の放射線検出素子の数を縦方向および横方向におい
て奇数個にし、その有効視野の中心に所定の放射線検出
素子を位置させることにより、検出される放射線に関す
るデータを基に画像再構成を行って得られるRI画像に
生じるアーチファクトを大幅に低減することが可能な核
医学装置を提供することにある。
【0008】
【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に記載の発明の核医学装置は、放射性同位
元素を投与した被検体から放出される放射線を検出する
ための複数の放射線検出素子を縦方向および横方向に配
列した放射線検出器と、前記放射線検出器を前記被検体
の周りで移動させる移動手段と、前記放射線検出器の有
効視野の中心線が前記被検体の中心を通るように前記移
動手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記複数の
放射線検出素子は前記縦方向および横方向において奇数
個配列されていることを特徴とする。
【0009】また、上記課題を解決するために、請求項
2に記載の発明の核医学装置は、放射性同位元素を投与
した被検体から放出される放射線を検出するための複数
の放射線検出素子を2次元配列した放射線検出器と、前
記放射線検出器を前記被検体の周りで移動させる移動手
段と、前記放射線検出器の有効視野の中心線が前記被検
体の中心を通るように前記移動手段の動作を制御する制
御手段とを備え、前記複数の放射線検出素子の中の所定
の放射線検出素子は前記有効視野の中心に位置すること
を特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0011】図1および図2は本発明の実施の形態の核
医学装置の一例であ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)装置の外観構成を示す
図であり、図3は本発明の実施の形態の核医学装置の一
例であるSPECT装置の構成を示すブロック図であ
る。なお、図2は図1に示すように構成された核医学装
置を矢印Aの方向から見た図である。
【0012】図1、図2、および図3において、本発明
の実施の形態の核医学装置は、患者などの被検体Pの体
軸方向(Z方向)に沿って設けられている走行レール1
0上を移動可能に設置され、2つの支柱11a、11b
が形成されているスタンドベース11と、スタンドベー
ス11を走行レール10上で走行させるための走行機構
12と、スタンドベース11の2つの支柱11a、11
bによって支持されている固定リング13と、固定リン
グ13に対して回転可能に設けられ、被検体Pの周りを
回転する回転リング14と、回転リング14を回転させ
るための回転機構15と、放射性同位元素(ラジオアイ
ソトープ、RI)が投与された被検体Pから放出される
ガンマ(γ)線のような放射線を検出し、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ための信
号処理ユニット40aを有する放射線検出器40と、放
射線検出器40を支持するための支持アーム16aを有
し、放射線検出器40を3次元的に移動させるための移
動機構16と、被検体Pを載せるための天板30aを有
する寝台30と、寝台30を駆動して上下方向(Y方
向)などに移動させるための駆動ユニット17と、走行
機構12、回転機構15、移動機構16、および駆動ユ
ニット17の動作をそれぞれ制御する制御ユニット20
と、信号処理ユニット40aの出力信号を基にして画像
再構成を行う画像再構成ユニット21と、画像再構成ユ
ニット21によって再構成された種々の放射線画像(R
I画像)などを表示する表示ユニット22とを備えてい
る。
【0013】なお、回転機構15は、駆動モータ15a
と、駆動モータ15aの駆動軸に設けられた駆動ギア1
5bと、駆動ギア15bと回転リング14を連動させる
ためのベルト15cとによって構成されている。
【0014】以上のような構成において、制御ユニット
20の制御の下で回転機構15により回転リング14を
回転させ、放射線検出器40をその有効視野の中心線が
被検体Pの中心を通るようにしながら被検体Pの周りで
移動させ、被検体Pを放射線検出器40の有効視野から
外さないようにする。これにより、被検体Pから放出さ
れた放射線を放射線検出器40によって検出し、検出し
た放射線に関するデータを信号処理ユニット40aによ
って信号処理した後、信号処理ユニット40aの出力信
号を基に画像再構成ユニット21によって画像再構成処
理が行われ、その処理結果がRI画像などとして表示ユ
ニット22に表示されることになる。
【0015】図4は本発明の実施の形態の核医学装置に
おいて用いられる放射線検出器の構成を示す図であり、
図4(a)は本発明の実施の形態の放射線検出器の外観
構成を示す概略図、図4(b)は図4(a)に示す放射
線検出器の側面図である。図4に示すように、本発明の
実施の形態の放射線検出器60は、上述した信号処理ユ
ニット40aと同様な動作を行う信号処理ユニット60
dと、被検体Pから放出されたガンマ線を検出するため
の放射線検出器アレイ60eと、所定の方向、例えば放
射線入射面61に対して垂直方向(Y方向)から入射さ
れるガンマ線のみを通過させて放射線検出器アレイ60
eに到達させるためのコリメータ60fとによって構成
されている。
【0016】放射線検出器アレイ60eは、平面状の放
射線検出面62を有し、放射線検出素子として用いられ
る複数の半導体セルなどによって構成されている。各半
導体セルは、テルル化カドミウム(CdTe)やテルル
化カドミウム亜鉛(CdZnTe)などの半導体によっ
て構成されている。なお、各半導体セルにはガンマ線が
入射する方向に対して平行な方向に高電圧印加電極と信
号取り出し電極(それぞれ図示しない)が配置されてい
る。高電圧印加電極は半導体セル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
いる半導体セルからの入射ガンマ線に起因する検出信号
を取り出すために用いられる。
【0017】図4に示すように、放射線検出器60にお
いて、放射線検出器アレイ60eを構成する複数の半導
体セルは、2次元配列により2次元アレイを構成してお
り、横方向および縦方向(X方向およびZ方向)におい
てそれぞれ奇数個(ここでは7個)配列されている。こ
れにより、放射線検出器60は7x7でピクセルワイズ
され、これが有効視野を構成する。すなわち、画像再構
成を行うことにより得られるRI画像の1ピクセルは1
個の放射線検出素子により検出した放射線に関するデー
タに対応する。
【0018】なお、コリメータ60fには、放射線検出
器アレイ60eを構成する各半導体セルの位置に合わせ
て孔が設けられている。また、コリメータ60fは、放
射線検出器アレイ60eの放射線検出面62に取り付け
られるが、必要に応じて放射線検出器アレイ60eの放
射線検出面62から取り外される。放射線検出器60の
放射線入射面61は、放射線検出器アレイ60eにコリ
メータ60fが取り付けられていない場合には放射線検
出面62と一致する。
【0019】図5は本発明の実施の形態の核医学装置に
用いられる放射線検出器の構成と従来の核医学装置に用
いられる放射線検出器の構成を比較して説明するための
図であり、図5(a)は従来の核医学装置に用いられる
放射線検出器の構成の一部を上から見た図、図5(b)
は図4に示す本発明の実施の形態の核医学装置に用いら
れる放射線検出器の構成の一部を上から見た図である。
なお、図5(a)、図5(b)においてコリメータはい
ずれも図示していない。
【0020】図5(a)に示すように、従来の放射線検
出器80では、半導体セルに対応する半導体セル部分8
0aの厚さと比較して電極部分(高電圧印加電極および
信号取り出し電極などに対応する部分)80bの厚さを
薄くした構造が採用されており、ガンマ線の検出に寄与
しない部分(不感帯)である電極部分80bがガンマ線
の検出に寄与する部分(有感帯)である半導体セル部分
80aよりも狭くなるように形成されている。なお、複
数の半導体セルを縦方向と横方向においてそれぞれ偶数
個(ここでは6個)配列して2次元アレイを構成してお
り、電極部分80bによって各半導体セルを素子分離し
ている。これにより、放射線検出器80は6x6でピク
セルワイズされ、これが有効視野を構成する。
【0021】図5(a)からわかるように、従来の放射
線検出器80の有効視野の中心80cには電極部分(不
感帯)80bがあり、上述したように、放射線検出器8
0はその有効視野の中心線が被検体Pの中心Poを通る
ようにしながら移動することになるので、検出する放射
線に関するデータが有効視野の中心で欠落する。従っ
て、このようなデータを基にして画像再構成により得ら
れるRI画像の中心部分にはアーチファクトが生ずる。
【0022】一方、図5(b)に示すように、本発明の
実施の形態の放射線検出器60においては、放射線検出
器アレイ60eを構成する半導体セル部分および電極部
分60gがそれぞれ形成されているが、複数の半導体セ
ルは縦方向と横方向においてそれぞれ奇数個(ここでは
7個)配列して2次元アレイを構成しており、電極部分
60gにより各半導体セルを素子分離している。これに
より、放射線検出器60は7x7でピクセルワイズさ
れ、これが有効視野を構成する。
【0023】図5(b)からわかるように、放射線検出
器60の有効視野の中心60hには半導体セル(有感
帯)があるので、上述したように、放射線検出器60が
その有効視野の中心線が被検体Pの中心Poを通るよう
にしながら移動しても、検出する放射線に関するデータ
は有効視野の中心でも欠落しない。従って、このような
データを基にして画像再構成により得られるRI画像に
はアーチファクトが生じない。
【0024】すなわち、複数の放射線検出素子(半導体
セル)が縦方向と横方向において奇数個配列されていれ
ば、所定の放射線検出素子は放射線検出器の有効視野の
中心に位置することになるので、検出する放射線に関す
るデータが有効視野の中心で欠落せず、得られるRI画
像にはアーチファクトが生じないことになる。
【0025】図6は本発明の実施の形態の核医学装置に
用いられる放射線検出器による放射線の検出について説
明するための図である。なお、図6において、放射線検
出器40は、信号処理ユニット40aと、放射線検出器
アレイ60eと同様に構成されている放射線検出器アレ
イ40bと、コリメ−タ60fと同様に構成されている
コリメ−タ40cとを備えている。図6に示すように、
RI画像を取得する場合、放射線検出器40をその有効
視野(有効視野端は60b、60c)の中心60aが被
検体Pの中心Poに合うように被検体Pの周りで移動さ
せ、被検体Pが有効視野から外れないようにする。すな
わち、放射線検出器40が被検体Pの周りのどの位置に
移動した場合においても、放射線検出器40の有効視野
の中心60aを示す中心線が常に被検体Pの中心Poを
通るようにする。これにより、有効視野の中心60aに
は所定の半導体セルが位置しているので、検出する放射
線に関するデータが有効視野の中心で欠落せず、得られ
るRI画像にはアーチファクトが生じない。
【0026】図7は本発明の実施の形態の核医学装置に
おいて用いられる放射線検出器の他の構成を示す図であ
る。図7に示すように、放射線検出器70は、信号処理
ユニット40aと同様に動作する信号処理ユニット70
aと、被検体Pから放出されたガンマ線を検出するため
の放射線検出器アレイ70bと、所定の方向、例えば放
射線入射面72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検出器アレイ70bに到達さ
せるためのコリメータ70cとによって構成されてい
る。
【0027】放射線検出器アレイ70bは、全体として
凹状で曲面状に構成されている放射線検出面71を有
し、複数の半導体セル(半導体セル部分)および電極部
分によって構成されている。複数の半導体セルは、放射
線検出器70の放射線入射面72におけるそれぞれの入
射面を連続的にずらし、縦方向と横方向においてそれぞ
れ奇数個配列することにより2次元アレイを構成してお
り、各半導体セルは電極部分によって素子分離されてい
る。
【0028】従って、放射線検出器70の有効視野の中
心73には所定の半導体セルが位置し、放射線検出器7
0はその有効視野の中心73を示す中心線が被検体Pの
中心Poを通るようにしながら移動することになるの
で、検出する放射線に関するデータが有効視野の中心で
欠落せず、得られるRI画像にはアーチファクトが生じ
ない。
【0029】なお、コリメータ70cには、放射線検出
器アレイ70bを構成する各半導体セルの位置に合わせ
て孔が設けられている。また、コリメータ70cは、放
射線検出器アレイ70bの放射線検出面71に取り付け
られるが、必要に応じて放射線検出器アレイ70bの放
射線検出面71から取り外される。
【0030】また、図7に示すように、放射線検出器7
0の放射線入射面72は全体として凹状に構成されてい
るので、放射線入射面72が被検体Pの体表面に近接す
る。従って、空間分解能を大幅に向上させることが可能
となる。なお、放射線入射面72は、放射線検出器アレ
イ70bにコリメータ70cが取り付けられていない場
合には放射線検出面71と一致することになる。
【0031】本発明の実施の形態では、核医学装置とし
てSPECT装置を例にして説明したが、ポジトロンエ
ミッションコンピュータ断層法(PET)装置などにつ
いても本発明を適用することが可能である。
【0032】
【発明の効果】以上、本発明によれば、ピクセルワイズ
された放射線検出器において、その有効視野の中心に放
射線検出素子を位置させることにより、検出する放射線
に関するデータが有効視野の中心で欠落せず、従って、
アーチファクトが生じないRI画像を得ることができ
る。従って、画像診断に適したRI画像を提供すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の核医学装置の一例である
SPECT装置の外観構成を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態の核医学装置の一例である
SPECT装置の外観構成を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態の核医学装置の一例である
SPECT装置の構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施の形態の核医学装置に用いられる
放射線検出器の構成を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態の核医学装置に用いられる
放射線検出器の構成と従来の核医学装置に用いられる放
射線検出器の構成を比較して説明するための図である。
【図6】本発明の実施の形態の核医学装置に用いられる
放射線検出器による放射線の検出について説明するため
の図である。
【図7】本発明の実施の形態の核医学装置に用いられる
放射線検出器の他の構成を示す図である。
【符号の説明】
P 被検体 11 スタンドベース 12 走行機構 14 回転リング 15 回転機構 16 移動機構 17 駆動ユニット 20 制御ユニット 21 画像再構成ユニット 40、60、70 放射線検出器 40a、60d、70a 信号処理ユニット 40b、60e、70b 放射線検出器アレイ 40c、60f、70c コリメータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射性同位元素を投与した被検体から放
    出される放射線を検出するための複数の放射線検出素子
    を縦方向および横方向に配列した放射線検出器と、 前記放射線検出器を前記被検体の周りで移動させる移動
    手段と、 前記放射線検出器の有効視野の中心線が前記被検体の中
    心を通るように前記移動手段の動作を制御する制御手段
    とを備え、 前記複数の放射線検出素子は前記縦方向および横方向に
    おいて奇数個配列されていることを特徴とする核医学装
    置。
  2. 【請求項2】 放射性同位元素を投与した被検体から放
    出される放射線を検出するための複数の放射線検出素子
    を2次元配列した放射線検出器と、 前記放射線検出器を前記被検体の周りで移動させる移動
    手段と、 前記放射線検出器の有効視野の中心線が前記被検体の中
    心を通るように前記移動手段の動作を制御する制御手段
    とを備え、 前記複数の放射線検出素子の中の所定の放射線検出素子
    は前記有効視野の中心に位置することを特徴とする核医
    学装置。
  3. 【請求項3】 前記放射線検出素子は、テルル化カドミ
    ウムまたはテルル化カドミウム亜鉛の半導体セルによっ
    て構成されていることを特徴とする請求項1または2に
    記載の核医学装置。
  4. 【請求項4】 前記放射線検出素子によって検出された
    放射線に関するデータを基に画像再構成を行うことによ
    り放射線画像を取得する画像再構成手段を備え、前記複
    数の放射線検出素子のそれぞれは、前記画像再構成手段
    によって取得された放射線画像の各ピクセルに対応する
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の核医学装
    置。
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