JP2005249412A - Radioactivity imaging system - Google Patents

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道雄 千田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and highly sensitive radioactivity imaging system capable of imaging positron-emitting nuclides, being easily used, and imaging even single-photon emitting nuclides. <P>SOLUTION: The radioactivity imaging system 1 detects radiation emitted from a body to be detected B and displays a distribution of the radiation. A gamma ray position detector 2 and a portable gamma ray detector 6 are opposed to each other, and a coincidence counting means 7 is provided between both detectors. The gamma ray position detector 2 is provided with a detachable collimator 5. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

請求項に係る発明は、核医学診断装置に関し、とくに、ポジトロン放出核種の画像化および単一光子放出核種の画像化を行う放射能画像化装置に関するものである。   The present invention relates to a nuclear medicine diagnostic apparatus, and more particularly, to a radioactivity imaging apparatus for imaging a positron emitting nuclide and a single photon emitting nuclide.

従来、ポジトロン放出核種の画像化にはポジトロンＣＴ（computed tomography）装置、いわゆるＰＥＴ（positron emission tomography）装置が用いられる場合が多かった。また単一光子放出核種の画像化にはガンマカメラが用いられていた。   Conventionally, a positron emission tomography (CT) apparatus, a so-called PET (positron emission tomography) apparatus, is often used for imaging positron emission nuclides. A gamma camera was used to image single-photon emitting nuclides.

下記の特許文献１は、前者の装置を示すものの一つである。同文献１等に示されるポジトロンＣＴ装置は、多数のガンマ線検出器をリング状に配列したガントリと、ガントリの内部に患者を送る移動装置およびデータ処理装置などで構成されていて、患者を移動させながら体内のポジトロン放出核種の分布を撮影するものである。
特開２００１−１９４４５９号公報 Patent Document 1 below is one of the former devices. The positron CT apparatus shown in the literature 1 and the like is composed of a gantry in which a number of gamma ray detectors are arranged in a ring shape, a moving device that sends a patient to the inside of the gantry, a data processing device, and the like. While photographing the distribution of positron emitting nuclides in the body.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-194459

ＰＥＴ装置は精度が高いが大型であり、対象部位が限定されている場合にその部位のみを画像化する等の簡便な測定には向かない。患者をトンネル状のガントリに入れるため、ＰＥＴ撮影中にＰＥＴ画像を見ながら別の検査や処置、たとえば超音波断層（エコー）検査を行うことが困難である。そのうえ、ＰＥＴ装置は極めて高価である。   The PET apparatus has high accuracy but is large in size, and is not suitable for simple measurement such as imaging only the target part when the target part is limited. Since the patient is put into the tunnel-like gantry, it is difficult to perform another examination or treatment such as an ultrasonic tomography (echo) examination while viewing the PET image during the PET imaging. Moreover, PET devices are very expensive.

ガンマカメラも最近小型化されたものの一般に大型で簡便な測定には向かないうえ、消滅ガンマ線のエネルギーが高いためにポジトロン放出核種の検出時の感度が極めて低いという問題点があった。   Although gamma cameras have recently been miniaturized, they are generally large and unsuitable for simple measurements, and the energy of annihilation gamma rays is high, resulting in very low sensitivity when detecting positron-emitting nuclides.

これらの点を考慮し、請求項の発明は、ポジトロン放出核種の画像化が可能であり、簡便に使用でき、かつ廉価で、かつ高感度で、さらには単一光子放出核種の画像化も可能な放射能画像化装置を提供することを目的とする。   In view of these points, the claimed invention can image positron emitting nuclides, can be used easily, is inexpensive, has high sensitivity, and can also image single photon emitting nuclides. An object is to provide a radioactivity imaging apparatus.

請求項１に記載の放射能画像化装置は、被検出体から放出される放射線を検出し、その放射能の分布を表示する放射能画像化装置であって、ガンマ線位置検出器と可搬型ガンマ線検出器とが対向して配置され、両検出器間に同時計数手段が設けられていることを特徴とする。   The radioactivity imaging apparatus according to claim 1 is a radioactivity imaging apparatus that detects radiation emitted from an object to be detected and displays a distribution of the radioactivity, and comprises a gamma ray position detector and a portable gamma ray. The detector is arranged to face the detector, and a coincidence counting means is provided between the detectors.

この装置によれば、ポジトロン放出核種を含む被検出体を間にしてガンマ線位置検出器と可搬型ガンマ線検出器とを対向して配置できる。そのように配置すると、両者がなすほぼ角錐状の空間においてポジトロンの消滅により放出される２本の互いに反対方向のガンマ線を、ガンマ線位置検出器と可搬型ガンマ線検出器とによって同時に検出できる。したがって、両検出器間で同時計数を行うことによりバックグラウンドを除去し、ポジトロン放出核種の分布を感度の良好な画像として表示することができる。なおここで「対向」とは、真正面に限らず、上記角錐状の空間が形成される配置をいう。また、両検出器の入射面のなす角度は平行でなくてもよい。   According to this apparatus, the gamma ray position detector and the portable gamma ray detector can be arranged to face each other with the detection object including the positron emitting nuclide in between. With such an arrangement, two gamma rays in opposite directions emitted by the annihilation of positrons can be detected simultaneously by the gamma ray position detector and the portable gamma ray detector in a substantially pyramidal space formed by the two. Therefore, by performing simultaneous counting between the two detectors, the background can be removed, and the distribution of positron emitting nuclides can be displayed as a highly sensitive image. Here, “opposite” is not limited to being directly in front, but means an arrangement in which the pyramidal space is formed. Further, the angle formed by the incident surfaces of both detectors may not be parallel.

可搬型ガンマ線検出器は、検査者が手で自由に動かせるので、見たい角度でのポジトロン放出核種の分布を短い積算時間で表示可能となる。ガンマ線位置検出器に対して被検出体をスライドさせることによって、撮影部位を自由に変えることもできる。両検出器をできるだけ接近させて周辺からのバックグラウンドを減らすことも可能である。画像を見ながら別の検査や処置をする場合に、必要なスペースの確保が容易である。このように、請求項１の放射能画像化装置は、構成が簡単で取り扱いが簡便であり、また廉価に装置を製造できるという利点もある。   Since the portable gamma-ray detector can be freely moved by an inspector by hand, the distribution of positron emitting nuclides at the desired angle can be displayed in a short integrated time. The imaging region can be freely changed by sliding the detection object with respect to the gamma ray position detector. It is also possible to reduce the background from the surroundings by bringing both detectors as close as possible. When another inspection or treatment is performed while viewing the image, it is easy to secure the necessary space. Thus, the radiological imaging apparatus according to claim 1 has an advantage that the structure is simple, the handling is simple, and the apparatus can be manufactured at low cost.

請求項２に記載の放射能画像化装置は、ガンマ線位置検出器が、着脱可能なコリメータを備えていることを特徴とする。
この装置では、ガンマ線位置検出器にコリメータを装着することにより、単一光子放出核種の位置検出も可能になる。 The radioactivity imaging apparatus according to claim 2 is characterized in that the gamma ray position detector includes a detachable collimator.
In this apparatus, the position of a single photon emission nuclide can be detected by attaching a collimator to the gamma ray position detector.

請求項３に記載の放射能画像化装置は、可搬型ガンマ線検出器が、一次元あるいは二次元の可搬型ガンマ線位置検出器であることを特徴とする。
この装置によれば、ガンマ線位置検出器と可搬型ガンマ線位置検出器とがなすほぼ角錐状の空間の放射能分布を、二次元または三次元の画像に表示することができ、被検出体の検出が容易になる。 The radioactivity imaging apparatus according to claim 3 is characterized in that the portable gamma ray detector is a one-dimensional or two-dimensional portable gamma ray position detector.
According to this device, the radioactivity distribution in the substantially pyramid-shaped space formed by the gamma ray position detector and the portable gamma ray position detector can be displayed on a two-dimensional or three-dimensional image, and detection of the detected object Becomes easier.

請求項４に記載の放射能画像化装置は、ガンマ線位置検出器が、ＧＳＯシンチレータからなることを特徴とする。
この装置のようにガンマ線位置検出器のシンチレータにＧＳＯ（ケイ酸ガドリニウム。Ｇｄ2ＳｉＯ5）を用いることにより、消滅ガンマ線に対して高感度で、低エネルギー単一光子に対してもエネルギー分解能の高い装置を達成することが可能となる。 The radioactivity imaging apparatus according to claim 4 is characterized in that the gamma ray position detector comprises a GSO scintillator.
By using GSO (gadolinium silicate, Gd 2 SiO 5 ) for the scintillator of the gamma ray position detector as in this device, it has high sensitivity to annihilation gamma rays and high energy resolution even for low energy single photons. An apparatus can be achieved.

請求項５に記載の放射能画像化装置は、ガンマ線位置検出器が、位置有感型光電子増倍管を備えていることを特徴とする。この装置によれば、空間分解能の高い画像を表示できる。   The radioactivity imaging apparatus according to claim 5 is characterized in that the gamma ray position detector includes a position-sensitive photomultiplier tube. According to this apparatus, an image with high spatial resolution can be displayed.

請求項６に記載の放射能画像化装置のように、可搬型ガンマ線位置検出器が、位置有感型光電子増倍管を備えていると、さらに空間分解能の高い画像を表示できる。   If the portable gamma ray position detector includes a position-sensitive photomultiplier tube as in the radiological imaging apparatus according to the sixth aspect, an image with higher spatial resolution can be displayed.

請求項１に記載の放射能画像化装置は、構成が簡単で取り扱いが簡便なうえ、廉価に装置を製造できる。放射能分布画像を表示しながら別の検査などを行うことも可能になる。   The radiological imaging apparatus according to the first aspect has a simple configuration, is easy to handle, and can be manufactured at low cost. It is also possible to perform another inspection while displaying the radiation distribution image.

請求項２に記載の放射能画像化装置は、ポジトロン放出核種と単一光子放出核種のどちらをも位置検出可能である。
請求項３に記載の放射能画像化装置は、放射能分布をより正確に画像化できる。 The radioactivity imaging apparatus according to claim 2 can detect the position of both the positron emitting nuclide and the single photon emitting nuclide.
The radioactivity imaging apparatus according to claim 3 can image radioactivity distribution more accurately.

請求項４に記載の装置は、消滅ガンマ線に対しても、また単一光子に対しても良好な感度を示す。
請求項５および請求項６に記載の装置は、空間分解能の高い画像を表示できる。 The device according to claim 4 exhibits good sensitivity both to annihilation gamma rays and to single photons.
The apparatus according to claims 5 and 6 can display an image with high spatial resolution.

本発明の実施形態を図面にもとづき説明する。
図１は、放射能画像化装置１の概念図である。放射能画像化装置１は、ガンマ線位置検出器２、可搬型ガンマ線検出器６、同時計数回路７、位置演算回路８、表示機構１０などにより構成している。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram of the radioactivity imaging apparatus 1. The radiological imaging apparatus 1 includes a gamma ray position detector 2, a portable gamma ray detector 6, a coincidence counting circuit 7, a position calculation circuit 8, a display mechanism 10, and the like.

ガンマ線位置検出器２は、多数の短冊状のシンチレータ３を二次元に（平面状に）配列し、それらを位置有感型光電子増倍管４に光学結合した構造のものを使用している。ただし、これに代えて一枚板のシンチレータを用いてもよいし、ブロック検出器やその他のコーディング型検出器を用いてもよい。シンチレータ３にはＧＳＯを用いている。ＧＳＯは発光量が比較的多い上にエネルギー分解能が高いので、低エネルギーガンマ線を用いた単一光子放出核種の放出するガンマ線の検出に適するからである。シンチレータ３の前面には、後述するコリメータ５（図２参照）を取り外し可能に装着することができる。   The gamma ray position detector 2 uses a structure in which a number of strip scintillators 3 are arranged two-dimensionally (in a plane) and optically coupled to a position-sensitive photomultiplier tube 4. However, instead of this, a single-plate scintillator may be used, or a block detector or other coding type detector may be used. GSO is used for the scintillator 3. This is because GSO is suitable for detection of gamma rays emitted by single photon emitting nuclides using low energy gamma rays because it emits a relatively large amount of light and has high energy resolution. A collimator 5 (see FIG. 2) described later can be detachably mounted on the front surface of the scintillator 3.

可搬型ガンマ線検出器６は、ガンマ線の計数率の測定ができるものであればよい。画像化できないもので十分であるが、画像化できるものを用いても差し支えない。可搬型ガンマ線検出器６は、手で持った状態でその位置を検査者が自由に移動できる。なお、図１中の符号７ａは、可搬型ガンマ線検出器６からの出力を受ける検出器である。   The portable gamma ray detector 6 may be any device that can measure the gamma ray count rate. Those that cannot be imaged are sufficient, but those that can be imaged may be used. The portable gamma ray detector 6 can be freely moved by the inspector while holding the portable gamma ray detector 6. 1 is a detector that receives an output from the portable gamma ray detector 6.

放射線画像化装置１によりポジトロンを検出する動作原理を以下に説明する。ガンマ線位置検出器２にはコリメータ５は装着しないで用いる。   The operation principle of detecting a positron by the radiation imaging apparatus 1 will be described below. The gamma ray position detector 2 is used without being equipped with a collimator 5.

ガンマ線位置検出器２と可搬型ガンマ線検出器６の間に、たとえばＦ−１８−ＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）など腫瘍に集積するポジトロン放出核種Ａを投与した被検者（図示せず）の体の一部で腫瘍の疑いのある部位、例えば乳がんの疑いのある胸部Ｂを配置する。腫瘍から正反対の方向に放出される２本の消滅ガンマ線Ｃの一方はガンマ線位置検出器２で検出され、他方は可搬型ガンマ線検出器６で検出される。したがって、ガンマ線位置検出器２の出力と可搬型ガンマ線検出器６の出力とを同時計数回路７で同時計数することで、消滅ガンマ線Ｃを検出することが可能となる。同時計数が生じた場合、ガンマ線位置検出器２の位置情報（位置演算回路８にて処理したもの）を一定時間メモリ９に蓄積し、そのデータを表示機構１０により表示する。   Between the gamma ray position detector 2 and the portable gamma ray detector 6, for example, the body of a subject (not shown) that has been administered a positron emitting nuclide A that accumulates in a tumor such as F-18-FDG (fluorodeoxyglucose). A part suspected of having a tumor, for example, breast B suspected of having breast cancer is placed. One of the two annihilation gamma rays C emitted from the tumor in the opposite direction is detected by the gamma ray position detector 2, and the other is detected by the portable gamma ray detector 6. Therefore, the annihilation gamma ray C can be detected by simultaneously counting the output of the gamma ray position detector 2 and the output of the portable gamma ray detector 6 by the coincidence counting circuit 7. When coincidence occurs, the position information of the gamma ray position detector 2 (processed by the position calculation circuit 8) is accumulated in the memory 9 for a predetermined time, and the data is displayed by the display mechanism 10.

上述のように、放射能画像化装置１を用いると、ガンマ線位置検出器２にコリメータ５を装着することなくポジトロン放出核種Ａの分布を画像化できる。また可搬型ガンマ線検出器６は、検査者が手で持って自由に位置を変更できるので、検査者が見たい角度でのポジトロン放出核種Ａの分布を短い積算時間で表示可能となる。この装置１は従来のＰＥＴ装置に比べて簡便であり、また廉価に構成できる利点がある。   As described above, when the radioactivity imaging apparatus 1 is used, the distribution of the positron emission nuclide A can be imaged without attaching the collimator 5 to the gamma ray position detector 2. Further, since the portable gamma ray detector 6 can be freely moved by the inspector by hand, the distribution of the positron emitting nuclide A at the angle desired by the inspector can be displayed in a short integrated time. The apparatus 1 is simpler than the conventional PET apparatus and has an advantage that it can be configured at a low cost.

放射能画像化装置１は、図２のように、ガンマ線位置検出器２にコリメータ５を装着して使用することもできる。単一光子放出核種Ｄから放出されるガンマ線Ｅは、コリメータ５を介してガンマ線位置検出器２で検出される。この場合、コリメータ５がガンマ線Ｅの入射方向を規定しているので、ガンマ線Ｅの検出位置を位置演算回路８にて処理してメモリ９に蓄積し、そのデータを表示機構１０で表示すれば、単一光子放出核種Ｄの分布を画像化できる。この場合、同時計数回路７は用いない。   As shown in FIG. 2, the radiological imaging apparatus 1 can be used with a gamma ray position detector 2 fitted with a collimator 5. The gamma ray E emitted from the single photon emission nuclide D is detected by the gamma ray position detector 2 via the collimator 5. In this case, since the collimator 5 defines the incident direction of the gamma ray E, if the detection position of the gamma ray E is processed by the position calculation circuit 8 and stored in the memory 9, and the data is displayed on the display mechanism 10, The distribution of the single photon emitting nuclide D can be imaged. In this case, the coincidence counting circuit 7 is not used.

放射能画像化装置１は、ＧＳＯをシンチレータ３として用いているので、単一光子放出核種Ｄからの低エネルギーガンマ線Ｅに関しても十分な空間分解能とエネルギー分解能で画像化が可能となる。
ポジトロン放出核種Ａと単一光子放出核種Ｄの計測は、モード切替手段（図示せず）により同時計数回路７を切り替えて、両方に使用する。 Since the radioactivity imaging apparatus 1 uses GSO as the scintillator 3, the low-energy gamma ray E from the single photon emission nuclide D can be imaged with sufficient spatial resolution and energy resolution.
The measurement of the positron emission nuclide A and the single photon emission nuclide D is used for both by switching the coincidence circuit 7 by mode switching means (not shown).

図３に、本発明の別の実施形態である放射能画像化装置１１の概念図を示す。放射能画像化装置１１は、可搬型のガンマ線検出器として、一次元（あるいは二次元）のガンマ線イメージングプローブ１２を用いている。可搬のイメージングプローブ１２を移動させながら、対向するイメージング検出器２・１２間で同時計数を行うことにより、イメージング検出器２・１２の間に配置したポジトロン放出核種Ａの画像を種々の角度に対して得ることが可能となる。これらの画像を演算することにより、検出器２・１２間のポジトロン放出核種Ａの分布の大まかな断層像を得ることができる。また、図１の放射能画像化装置１に比較して感度を大幅に向上できる。   In FIG. 3, the conceptual diagram of the radioactivity imaging apparatus 11 which is another embodiment of this invention is shown. The radioactivity imaging apparatus 11 uses a one-dimensional (or two-dimensional) gamma ray imaging probe 12 as a portable gamma ray detector. By moving the portable imaging probe 12 and performing simultaneous counting between the opposing imaging detectors 2 and 12, images of the positron emitting nuclide A arranged between the imaging detectors 2 and 12 can be obtained at various angles. It becomes possible to obtain. By calculating these images, a rough tomographic image of the distribution of the positron emitting nuclide A between the detectors 2 and 12 can be obtained. Further, the sensitivity can be greatly improved as compared with the radiological imaging apparatus 1 of FIG.

なお、発明を実施するにあたり、シンチレータはＧＳＯには限定されない。また、位置有感型光電子増倍管以外の光検出器を用いてもよい。   In carrying out the invention, the scintillator is not limited to GSO. Further, a photodetector other than the position sensitive photomultiplier tube may be used.

発明の実施による放射能画像化装置１を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the radioactivity imaging apparatus 1 by implementation of invention. 放射能画像化装置１のガンマ線位置検出器２にコリメータ５を装着した状態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the state which mounted | wore the gamma ray position detector 2 of the radioactivity imaging apparatus 1 with the collimator 5. FIG. 発明の別の実施形態である放射能画像化装置１１の概念図である。It is a conceptual diagram of the radioactivity imaging apparatus 11 which is another embodiment of invention.

符号の説明Explanation of symbols

１・１１ 放射能画像化装置
２ ガンマ線位置検出器
３ シンチレータ
４ 位置有感型光電子増倍管
５ コリメータ
６ 可搬型ガンマ線検出器
７ 同時計数回路
１２ イメージングプローブ
Ａ ポジトロン放出核種
Ｂ 胸部
Ｃ 消滅ガンマ線
Ｄ 単一光子放出核種
Ｅ ガンマ線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1.11 Radioactivity imaging device 2 Gamma-ray position detector 3 Scintillator 4 Position sensitive photomultiplier tube 5 Collimator 6 Portable gamma-ray detector 7 Simultaneous counting circuit 12 Imaging probe A Positron emission nuclide B Chest C Cannihilation gamma ray D Single One-photon emitting nuclide E Gamma ray

Claims (6)

被検出体から放出される放射線を検出し、放射能の分布を表示する放射能画像化装置であって、
ガンマ線位置検出器と可搬型ガンマ線検出器とが対向して配置され、両検出器間に同時計数手段が設けられていることを特徴とする放射能画像化装置。 A radioactivity imaging apparatus that detects radiation emitted from a detection target and displays a distribution of radioactivity,
A radioactivity imaging apparatus, wherein a gamma ray position detector and a portable gamma ray detector are arranged to face each other, and a coincidence counting means is provided between the two detectors. ガンマ線位置検出器が、着脱可能なコリメータを備えていることを特徴とする請求項１に記載の放射能画像化装置。   The radioactivity imaging apparatus according to claim 1, wherein the gamma ray position detector includes a detachable collimator. 可搬型ガンマ線検出器が、一次元あるいは二次元の可搬型ガンマ線位置検出器であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射能画像化装置。   The radiographic imaging apparatus according to claim 1 or 2, wherein the portable gamma ray detector is a one-dimensional or two-dimensional portable gamma ray position detector. ガンマ線位置検出器が、ＧＳＯシンチレータからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放射能画像化装置。   The radioactivity imaging apparatus according to claim 1, wherein the gamma ray position detector comprises a GSO scintillator. ガンマ線位置検出器が、位置有感型光電子増倍管を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の放射能画像化装置。   The radioactivity imaging apparatus according to claim 1, wherein the gamma ray position detector includes a position-sensitive photomultiplier tube. 可搬型ガンマ線位置検出器が、位置有感型光電子増倍管を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放射能画像化装置。
The radiographic imaging apparatus according to claim 1, wherein the portable gamma ray position detector includes a position-sensitive photomultiplier tube.
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