JP2007178364A - 核医学診断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、放射線を利用した医学診断を高精度に行うための補正用放射線源を備えた核医学診断装置に関し、装置を大規模化させることなくかつ安定した動作で、補正用放射線のコンタミネーションを防止して撮像される被検体の断層画像の画質を向上させる核医学診断装置を提供することを課題にする。
【解決手段】核医学診断装置は、被検体(D)から放射される放射線を検出する放射線検出器(21)と、この放射線が被検体(D)を透過する際の減衰を補正するのに用いる補正用放射線源(30)と、補正用放射線(T)の進行方向を所定方向に規定する線源保持部(31)と、線源保持部(31)を体軸(Z)に沿って変位させるとともに補正用放射線(T)の進行方向を切替可能に支持する支持手段(40)と、支持手段(40)を被検体(D)の体軸(Z)の周りに周回転させる周回転手段(50)と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図3
【解決手段】核医学診断装置は、被検体(D)から放射される放射線を検出する放射線検出器(21)と、この放射線が被検体(D)を透過する際の減衰を補正するのに用いる補正用放射線源(30)と、補正用放射線(T)の進行方向を所定方向に規定する線源保持部(31)と、線源保持部(31)を体軸(Z)に沿って変位させるとともに補正用放射線(T)の進行方向を切替可能に支持する支持手段(40)と、支持手段(40)を被検体(D)の体軸(Z)の周りに周回転させる周回転手段(50)と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図3
Description
本発明は、放射線を利用する核医学診断装置に関し、特に、医学診断を高精度に行うための補正用放射線源を備える核医学診断装置に関する。
放射線を利用して医学診断を行う核医学診断装置のうち、陽電子放出型断層画像装置(以下、PET:Positron Emission computed Tomographyという)、単光子放出型断層画像装置(以下、SPECT:Single Photon Emission Computed Tomographyという)は、放射性薬剤を被検体(患者)に投与し、この投与された放射性薬剤の体内における分布を計測して断層画像を得る手法である。このような手法を採用することにより、分子レベルでの機能や代謝の検出が可能となり身体機能に基づく断層画像を提供することが可能になる。
投与される放射性薬剤として、PETでは陽電子放出核種(18F,15O,11C等)を含むものが、SPECTでは単光子放出核種(99Tc,67Ga,201Tl等)を含むものが用いられる。
投与される放射性薬剤として、PETでは陽電子放出核種(18F,15O,11C等)を含むものが、SPECTでは単光子放出核種(99Tc,67Ga,201Tl等)を含むものが用いられる。
ここで、PETについて代表して説明すると、被検体の体内に取り込まれた陽電子放出核種を含む放射性薬剤(例えば、フルオロデオキシグルコース(2-[F-18]fluoro-2-deoxy-D-glucose、FDG))は、糖代謝により被検体の腫瘍組織に集積する性質を有している。
そして集積した位置で陽電子放出核種が崩壊すると陽電子(ポジトロン:β+)を放出し、付近の細胞の電子と結合して消滅する。このように陽電子が消滅する際、互いに反対方向(180度±0.6度)に、それぞれ511keVのエネルギーを有する一対のγ線(放射線)が放出される。
このように放出された一対のγ線は、被検体の周囲に配置された多数の放射線検出器のうち二箇所で同時に検出される。そして、このように検出されたデータを蓄積して放射位置(つまり、放射性薬剤の集積位置)を同定して画像化し被検体における腫瘍部位を特定することができる。
そして集積した位置で陽電子放出核種が崩壊すると陽電子(ポジトロン:β+)を放出し、付近の細胞の電子と結合して消滅する。このように陽電子が消滅する際、互いに反対方向(180度±0.6度)に、それぞれ511keVのエネルギーを有する一対のγ線(放射線)が放出される。
このように放出された一対のγ線は、被検体の周囲に配置された多数の放射線検出器のうち二箇所で同時に検出される。そして、このように検出されたデータを蓄積して放射位置(つまり、放射性薬剤の集積位置)を同定して画像化し被検体における腫瘍部位を特定することができる。
ところで、このような核医学診断装置では、被検体の体内に取り込まれた核種(陽電子放出核種又は単光子放出核種)から放出される放射線は、被検体の体内を進行する過程で、吸収されたり散乱したりして減衰するものである。このような放射線の減衰は、撮像される被検体の断層画像の画質を低下させるものである。
このため、そのような画質の低下を補正するために、断層画像の撮像工程とは別個に、補正工程を設けている。この補正工程とは、補正用放射線源を被検体の体軸の周りに回転させて補正用放射線を被検体に照射して、放射線の減衰補正及び装置感度の補正を行う補正データを得る工程である(例えば、特許文献2参照)。
特開平8−338874号公報(段落番号0002〜0003、図1,図6参照)
このため、そのような画質の低下を補正するために、断層画像の撮像工程とは別個に、補正工程を設けている。この補正工程とは、補正用放射線源を被検体の体軸の周りに回転させて補正用放射線を被検体に照射して、放射線の減衰補正及び装置感度の補正を行う補正データを得る工程である(例えば、特許文献2参照)。
ところで、核医学診断装置が撮像工程にあるとき、退避させている補正用放射線源から漏洩する補正用放射線が放射線検出器に誤って計数(コンタミネーション)されて断層画像の画質を低下させる課題が存在する。このようなコンタミネーションを回避させようとして、補正用放射線源を放射線検出器から十分離れた位置まで退避させ、放射線の遮蔽を兼ねた収納容器に収納させようとすれば、核医学診断装置の大規模化が避けられない課題が生じる。
本発明は、前記した課題を解決することを目的として創案されたものであり、装置を大規模化させることなく、かつ簡易で安定した動作で、漏洩する補正用放射線のコンタミネーションを防止して撮像される被検体の断層画像の画質を向上させる核医学診断装置を提供するものである。
前記した課題を解決するために本発明は、核医学診断装置において、被検体から放射される放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線検出器により検出される前記放射線が前記被検体を透過する際に生じる減衰を補正するのに用いる補正用放射線源と、前記補正用放射線源を保持して出力される補正用放射線の進行方向を所定方向に規定する線源保持部と、前記線源保持部を前記被検体の体軸に沿って変位させるとともに前記補正用放射線の進行方向を切替可能に支持する支持手段と、前記支持手段を前記体軸の周りに周回転させる周回転手段と、を備えることを特徴とする。
このように発明が構成されることにより、補正用放射線源を被検体の体軸周りに周回させて補正用放射線を照射させて補正工程を実行することができる。そして、この補正工程が終了して撮像工程に移行する場合、補正用放射線源は、被検体及び放射線検出器から離れるように退避するとともに、補正用放射線の進行方向が切り替えられて被検体及び放射線検出器に補正用放射線が放射されないようになる。
本発明により次のような効果が得られる。すなわち、装置を大規模化させることなく、かつ簡易で安定した動作で、漏洩する補正用放射線のコンタミネーションを防止して撮像される被検体の断層画像の画質を向上させる核医学診断装置が提供される。
(第1実施形態)
本発明の核医学診断装置として好適な第1実施形態に係るPET装置について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態のPET装置10は、図1に示すように、ベッド11と、データ処理装置12と、表示装置13と、撮像装置20と、から構成されている。
このように構成されてPET装置10は、ベッド11に載置された被検体を計測空間Rに挿入して、腫瘍組織から放射されるγ線(放射線)を撮像装置20で検出し、この検出した信号をデータ処理装置12でデータ処理して放射線が発生する座標空間上の点を特定し、表示装置13でこの点の集合体を画像化して断層画像として表示するものである。このようにして、PET装置10は、被検体の体内における腫瘍部位を特定するものである。
ところで、PET装置10を用いて医学診断を行う場合、腫瘍部位を特定するための断層画像を得るための撮像工程と、この断層画像の画質向上に必要な補正データを得るための補正工程とを経る必要がある。そして、ベッド11に載置された被検体は、計測空間Rに挿入された状態で、この撮像工程及び補正工程が実行されることになる。
本発明の核医学診断装置として好適な第1実施形態に係るPET装置について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態のPET装置10は、図1に示すように、ベッド11と、データ処理装置12と、表示装置13と、撮像装置20と、から構成されている。
このように構成されてPET装置10は、ベッド11に載置された被検体を計測空間Rに挿入して、腫瘍組織から放射されるγ線(放射線)を撮像装置20で検出し、この検出した信号をデータ処理装置12でデータ処理して放射線が発生する座標空間上の点を特定し、表示装置13でこの点の集合体を画像化して断層画像として表示するものである。このようにして、PET装置10は、被検体の体内における腫瘍部位を特定するものである。
ところで、PET装置10を用いて医学診断を行う場合、腫瘍部位を特定するための断層画像を得るための撮像工程と、この断層画像の画質向上に必要な補正データを得るための補正工程とを経る必要がある。そして、ベッド11に載置された被検体は、計測空間Rに挿入された状態で、この撮像工程及び補正工程が実行されることになる。
図2を参照して説明を続ける。
ベッド11は、その上に被検体Dを載置して、放射線検出器ユニット21が円筒状に配列して形成される計測空間Rの中心軸と、被検体Dの体軸とが一致するように、被検体Dを固定するものである。
被検体Dには、半減期が110分のフッ素18(18F)を含むFDGが投与されており、糖代謝により被検体Dの腫瘍組織に集積したFDGに含まれるフッ素18(18F)から陽電子が放出され、この放出された陽電子と付近の電子とが対で消滅した際に生起したγ線(放射線)が放射されるようになっている。
ベッド11は、その上に被検体Dを載置して、放射線検出器ユニット21が円筒状に配列して形成される計測空間Rの中心軸と、被検体Dの体軸とが一致するように、被検体Dを固定するものである。
被検体Dには、半減期が110分のフッ素18(18F)を含むFDGが投与されており、糖代謝により被検体Dの腫瘍組織に集積したFDGに含まれるフッ素18(18F)から陽電子が放出され、この放出された陽電子と付近の電子とが対で消滅した際に生起したγ線(放射線)が放射されるようになっている。
データ処理装置12は、放射線検出器ユニット21,21…が保持して、計測空間Rの外周面に稠密に配置される多数の放射線検出器(図示せず)で検出されたγ線(放射線)の波高値や検出時刻のデータを、各放射線検出器ごとに蓄積できるようになっている。
そして、補正工程においてデータ処理装置12は、被検体Dを透過して各放射線検出器で検出される補正用放射線Tの波高値を補正データとして蓄積する。この補正工程で得られた補正用放射線Tの波高値は、被検体Dを透過する際の放射線の減衰特性に関する情報を含んでいるものである。
また、撮像工程においてデータ処理装置12は、被検体Dの体内から放射されて各放射線検出器で検出されるγ線(放射線)を、内蔵する同時計測装置12aによって所定の時間間隔で検出する。このようにして撮像工程で得られた撮像データに対して前記した補正データに基づき所定の補正演算処理を行って、同時に計測される二箇所の放射線検出器の位置を特定する。このようにして、データ処理装置12により特定された複数対の放射線検出器の位置から、511keVのγ線の発生する空間座標上の点が特定されて蓄積される。
そして、補正工程においてデータ処理装置12は、被検体Dを透過して各放射線検出器で検出される補正用放射線Tの波高値を補正データとして蓄積する。この補正工程で得られた補正用放射線Tの波高値は、被検体Dを透過する際の放射線の減衰特性に関する情報を含んでいるものである。
また、撮像工程においてデータ処理装置12は、被検体Dの体内から放射されて各放射線検出器で検出されるγ線(放射線)を、内蔵する同時計測装置12aによって所定の時間間隔で検出する。このようにして撮像工程で得られた撮像データに対して前記した補正データに基づき所定の補正演算処理を行って、同時に計測される二箇所の放射線検出器の位置を特定する。このようにして、データ処理装置12により特定された複数対の放射線検出器の位置から、511keVのγ線の発生する空間座標上の点が特定されて蓄積される。
表示装置13は、データ処理装置12により特定された511keVのγ線の発生する空間座標上の点を断層画像化して被検体Dの腫瘍部位を特定するとともに、所定の医学診断を行うための各種オペレーションを実施するものである。
図3を参照して説明を続ける。
撮像装置20は、放射線検出器ユニット21と、エンドシールド22と、補正用放射線源30と、線源保持部31と、遮蔽部材32と、支持手段40と、周回転手段50とから構成される。
このように構成されて撮像装置20は、ベッド11に載置された被検体Dを計測空間Rに挿入して、撮像工程において被検体Dの体内から放出されるγ線(放射線)を検出して断層画像を作成するのに必要な、前記した撮像データをデータ処理装置12(図1参照)に出力するものである。
また撮像装置20は、補正工程において、このγ線が被検体Dを透過する際に生じる減衰により生じる断層画像の画質低下を回復させるのに必要な、前記した補正データをデータ処理装置12(図1参照)に出力するものである。
撮像装置20は、放射線検出器ユニット21と、エンドシールド22と、補正用放射線源30と、線源保持部31と、遮蔽部材32と、支持手段40と、周回転手段50とから構成される。
このように構成されて撮像装置20は、ベッド11に載置された被検体Dを計測空間Rに挿入して、撮像工程において被検体Dの体内から放出されるγ線(放射線)を検出して断層画像を作成するのに必要な、前記した撮像データをデータ処理装置12(図1参照)に出力するものである。
また撮像装置20は、補正工程において、このγ線が被検体Dを透過する際に生じる減衰により生じる断層画像の画質低下を回復させるのに必要な、前記した補正データをデータ処理装置12(図1参照)に出力するものである。
放射線検出器ユニット21は、円周状にその複数個が配列して形成される円筒形状の中空部分が、計測空間Rとなるように構成されている。この放射線検出器ユニット21は、計測空間Rに接する面はもとよりその奥行き方向にいたるまで、多数の放射線検出器が(例えば、数万個から数十万個)稠密に配置されている。
このように構成されて放射線検出器ユニット21は、撮像工程において、被検体の体内から互いに反対方向(180度±0.6度)に放射される一対のγ線が、計測空間Rの外周面に入射する位置を、高い精度で検出するものである。さらに放射線検出器ユニット21は、補正工程において、被検体Dにおけるγ線の減衰特性を知るために、被検体Dを透過する補正用放射線Tの波高値を検出するものである。
このように構成されて放射線検出器ユニット21は、撮像工程において、被検体の体内から互いに反対方向(180度±0.6度)に放射される一対のγ線が、計測空間Rの外周面に入射する位置を、高い精度で検出するものである。さらに放射線検出器ユニット21は、補正工程において、被検体Dにおけるγ線の減衰特性を知るために、被検体Dを透過する補正用放射線Tの波高値を検出するものである。
エンドシールド22は、γ線の遮蔽性に優れる鉛材料などによって構成され、放射線検出器ユニット21が円周状に配列してなる円筒形状の両端に対を成して設けられている。
このように構成されてエンドシールド22は外部からγ線が放射線検出器ユニット21に侵入したり、補正用放射線源30からの補正用放射線Tが外部に漏れ出したりしないように遮蔽するものである。
このように構成されてエンドシールド22は外部からγ線が放射線検出器ユニット21に侵入したり、補正用放射線源30からの補正用放射線Tが外部に漏れ出したりしないように遮蔽するものである。
補正用放射線源30は、例えば、エネルギーが511keVのゲルマニウム68−ガリウム68(68Ge−68Ga)やエネルギーが662keVのセシウム137(137Cs)である。
このように構成されて補正用放射線源30は、被検体Dに向けて補正用放射線Tを照射して、放射線検出器ユニット21により検出されるγ線が被検体Dを透過する際の減衰特性を明らかにするものである。
このように構成されて補正用放射線源30は、被検体Dに向けて補正用放射線Tを照射して、放射線検出器ユニット21により検出されるγ線が被検体Dを透過する際の減衰特性を明らかにするものである。
このように補正用放射線源30を用いてγ線の減衰特性を調べる必要があるのは、被検体Dの表面部から放射されるγ線と深層部から放射されるγ線とでは、放射線検出器ユニット21において検出されるγ線検出効率が相違することによる。これは、被検体Dの体内から放射されるγ線は、体内を進行する過程で吸収されたり散乱されたりして減衰するからである。このような放射線の減衰は、撮像される被検体の断層画像の画質を低下させるものである。
そこで、撮像工程で被検体Dから放射されるγ線を放射線検出器ユニット21で検出して得た撮像データに対し、補正工程で被検体Dを透過させた補正用放射線Tを放射線検出器ユニット21で検出して得た補正データを適用して断層画像の画質を向上させるわけである。
そこで、撮像工程で被検体Dから放射されるγ線を放射線検出器ユニット21で検出して得た撮像データに対し、補正工程で被検体Dを透過させた補正用放射線Tを放射線検出器ユニット21で検出して得た補正データを適用して断層画像の画質を向上させるわけである。
線源保持部31は、鉛やタングステン材料から構成され、その内部に補正用放射線源30を収納するものである。そして、線源保持部31は、補正用放射線源30が収納されている部分から外部に通じる開口部31aが、計測空間Rの中心軸Zを向くように後記する支持棒41の先端に固定されている。
このように構成されて線源保持部31は、補正用放射線源30を保持して出力される補正用放射線Tの進行方向を所定方向に規定するとともに規定方向以外の放射線の漏洩を抑える役割を果たすものである。
このように構成されて線源保持部31は、補正用放射線源30を保持して出力される補正用放射線Tの進行方向を所定方向に規定するとともに規定方向以外の放射線の漏洩を抑える役割を果たすものである。
遮蔽部材32は、計測空間Rから退避した線源保持部31の開口部31aの近傍に配置され、線源保持部31から放射される補正用放射線Tを遮蔽するものである(適宜、図4参照)。
支持手段40は、さらに、支持棒41と、軸回転角付与部42と、直線変位付与部43とから構成されるものである。
このように構成されて支持手段40は、線源保持部31を被検体Dの体軸Zに沿って変位させるとともに補正用放射線Tの進行方向を切替可能に支持するものである。そして、支持手段40は、撮像工程において、線源保持部31を計測空間Rの外に退避させて、補正用放射線Tが被検体D及び放射線検出器ユニット21に照射されないようにするものである。また、支持手段40は、補正工程において、計測空間Rの内に配置される線源保持部31から照射される補正用放射線Tが、被検体Dを透過して放射線検出器ユニット21に入射するようにするものである。
このように構成されて支持手段40は、線源保持部31を被検体Dの体軸Zに沿って変位させるとともに補正用放射線Tの進行方向を切替可能に支持するものである。そして、支持手段40は、撮像工程において、線源保持部31を計測空間Rの外に退避させて、補正用放射線Tが被検体D及び放射線検出器ユニット21に照射されないようにするものである。また、支持手段40は、補正工程において、計測空間Rの内に配置される線源保持部31から照射される補正用放射線Tが、被検体Dを透過して放射線検出器ユニット21に入射するようにするものである。
支持棒41は、被検体Dの体軸Zに沿って配置される長尺の棒状のものであって、その先端に線源保持部31が固定されている。そして支持棒41の基端は後記する周回転体51の孔51bに、長手方向へ変位自在、軸回転自在に嵌合している。
軸回転角付与部42は、孔51bとともに支持棒41が貫通して、支持棒41を長手方向に変位自在に案内するとともに支持棒41に軸回転角を付与するように構成されている。
このように構成されて軸回転角付与部42は、支持棒41を軸回転させて、計測空間Rの内外において開口部31aの向きを変化させて補正用放射線Tの進行方向を任意に切り替えることができるものである。
軸回転角付与部42の例としては、後記する周回転手段50に固定されたステータに対し回転する中空ロータに、支持棒41が長手方向にのみ変位するようにキー溝を設けて、支持棒41を嵌合させる構成が考えられる。
また、軸回転角付与部42の他の例として、図示を省略するが、支持棒41と軸回転角付与部42との摺動面に相互に嵌合する捩れ形状の溝を設け、支持棒41の長手方向の変位量に比例して軸回転角が変位するような構成も考えられる。
このように構成されて軸回転角付与部42は、支持棒41を軸回転させて、計測空間Rの内外において開口部31aの向きを変化させて補正用放射線Tの進行方向を任意に切り替えることができるものである。
軸回転角付与部42の例としては、後記する周回転手段50に固定されたステータに対し回転する中空ロータに、支持棒41が長手方向にのみ変位するようにキー溝を設けて、支持棒41を嵌合させる構成が考えられる。
また、軸回転角付与部42の他の例として、図示を省略するが、支持棒41と軸回転角付与部42との摺動面に相互に嵌合する捩れ形状の溝を設け、支持棒41の長手方向の変位量に比例して軸回転角が変位するような構成も考えられる。
直線変位付与部43は、孔51bと軸回転角付与部42とともに支持棒41が貫通して、支持棒41の軸回転を自在に案内するとともに、支持棒41に長手方向の変位を付与するように構成されている。
このように構成されて直線変位付与部43は、支持棒41を長手方向に変位させて、線源保持部31を計測空間Rの内外に移動させるものである(適宜、図4参照)。
直線変位付与部43の例としては、後記する周回転手段50に一端が固定されて他端が支持棒41の末端を軸回転自在に支持するとともに、自身が油圧や空気圧の作用により回転軸Zの方向に伸縮するような構成が考えられる。
また、直線変位付与部43の他の例として、支持棒41が摺動する軸回転角付与部42の摺動面に回転ローラを設け、支持棒41を長手方向に送るときはこの回転ローラを支持棒41に接触させ、支持棒41を軸回転させるときはこの回転ローラの接触を解除するような構成も考えられる。
このように構成されて直線変位付与部43は、支持棒41を長手方向に変位させて、線源保持部31を計測空間Rの内外に移動させるものである(適宜、図4参照)。
直線変位付与部43の例としては、後記する周回転手段50に一端が固定されて他端が支持棒41の末端を軸回転自在に支持するとともに、自身が油圧や空気圧の作用により回転軸Zの方向に伸縮するような構成が考えられる。
また、直線変位付与部43の他の例として、支持棒41が摺動する軸回転角付与部42の摺動面に回転ローラを設け、支持棒41を長手方向に送るときはこの回転ローラを支持棒41に接触させ、支持棒41を軸回転させるときはこの回転ローラの接触を解除するような構成も考えられる。
周回転手段50は、さらに、周回転体51と、ピニオン52と、モータ53とから構成される。
このように構成されて周回転手段50は、支持手段40を被検体Dの体軸Zの周りに周回転させて、計測空間Rに配置される線源保持部31を被検体Dの体軸Zの周りに周回転させるものである。このように周回転手段50が動作することにより、被検体Dに対して補正用放射線Tを全方位から照射させるとともに、その透過した補正用放射線Tは、体軸Zに対して補正用放射線源30の対象に位置する放射線検出器ユニット21に入射することになる。このようにして、補正工程が実行されることになる。
このように構成されて周回転手段50は、支持手段40を被検体Dの体軸Zの周りに周回転させて、計測空間Rに配置される線源保持部31を被検体Dの体軸Zの周りに周回転させるものである。このように周回転手段50が動作することにより、被検体Dに対して補正用放射線Tを全方位から照射させるとともに、その透過した補正用放射線Tは、体軸Zに対して補正用放射線源30の対象に位置する放射線検出器ユニット21に入射することになる。このようにして、補正工程が実行されることになる。
周回転体51は、その外周に設けられたギア51aに噛み合うピニオン52がモータ53の駆動により回転することによって、計測空間Rの中心軸Zに一致する回転軸Zを中心に回転するものである。そして、周回転体51の外周に近い面には線源保持部31を支持する支持手段40が設けられている。
このように構成されて周回転体51は、モータ53が駆動すると周回転軌道Pで支持手段40を周回転させる。これにあわせて支持される線源保持部31も、体軸Zの周りで周回転軌道Pの周回転を行うことになる。
このように構成されて周回転体51は、モータ53が駆動すると周回転軌道Pで支持手段40を周回転させる。これにあわせて支持される線源保持部31も、体軸Zの周りで周回転軌道Pの周回転を行うことになる。
(動作説明)
次に、図3と図4とを参照して本発明の実施形態に係る核医学診断装置の動作説明を行う。被検体Dの断層画像を撮像する撮像工程の説明に先立って、この断層画像の画質を向上させるための補正データを取得する補正工程の説明を行う。
なお、実際のPET診断の工程において、この撮像工程、補正工程のどちらを先に行うとか、補正工程を実施するのが被検体Dに放射性薬剤を投与する前か後かとか等については、いずれの場合も有り得るとする。
次に、図3と図4とを参照して本発明の実施形態に係る核医学診断装置の動作説明を行う。被検体Dの断層画像を撮像する撮像工程の説明に先立って、この断層画像の画質を向上させるための補正データを取得する補正工程の説明を行う。
なお、実際のPET診断の工程において、この撮像工程、補正工程のどちらを先に行うとか、補正工程を実施するのが被検体Dに放射性薬剤を投与する前か後かとか等については、いずれの場合も有り得るとする。
まず、補正工程の被検体Dを載置したベッド11を計測空間Rに挿入する。そして、支持手段40を駆動させて、線源保持部31を計測空間Rの外側の退避位置から図3に示す計測空間Rの内側に配置させる。さらに、支持手段40は、補正用放射線Tの進行方向が被検体Dの方向を向くように、すなわち開口部31aが体軸Zの方向を向くように動作する。
次に周回転手段50を動作させて、補正用放射線源30が開口部31aを被検体Dに向けた状態で被検体Dの体軸Zの周りを周回する。これにより、補正用放射線Tが被検体Dに対して全方位から照射されることになる。そして、この全方位から照射された補正用放射線Tは被検体Dを透過して放射線検出器ユニット21で検出されることとなり、被検体Dにおけるγ線の減衰特性を補正する補正データが得られる。
なお、周回転手段50の周回運動は、補正用放射線Tが図3の破線で示されるように拡散して三次元的に補正データを取得するものであれば一回転でよいが、補正用放射線Tが拡散せずに二次元的に補正データを取得するものであれば、補正用放射線源30を体軸Zに沿って変位させながら数回回転させる必要がある。もしくは、補正用放射線源30の体軸Z方向の変位はそのままで、被検体Dを載置したままベッド11を体軸Z方向に変位させてもよい。
なお、周回転手段50の周回運動は、補正用放射線Tが図3の破線で示されるように拡散して三次元的に補正データを取得するものであれば一回転でよいが、補正用放射線Tが拡散せずに二次元的に補正データを取得するものであれば、補正用放射線源30を体軸Zに沿って変位させながら数回回転させる必要がある。もしくは、補正用放射線源30の体軸Z方向の変位はそのままで、被検体Dを載置したままベッド11を体軸Z方向に変位させてもよい。
次に図4を参照して補正工程を終了して、撮像工程に移行するまでの動作について説明する。
まず、周回転手段50の動作を停止させた後、支持手段40を動作させて補正用放射線源30を計測空間Rの内部から外部へ退避させる。そして、補正用放射線源30が計測空間Rの外部に配置されている遮蔽部材32に位置したところで、支持棒41を180°軸回転させる。すると、開口部31aの向きが切り替えられて補正用放射線Tの進行方向が反転する。これにより、補正用放射線Tは、被検体Dや放射線検出器ユニット21とは逆方向に進行することとなり、またエンドシールド22や線源保持部31自身、及び遮蔽部材32により遮蔽されることになるので、補正用放射線Tが放射線検出器ユニット21に入射することがない。
まず、周回転手段50の動作を停止させた後、支持手段40を動作させて補正用放射線源30を計測空間Rの内部から外部へ退避させる。そして、補正用放射線源30が計測空間Rの外部に配置されている遮蔽部材32に位置したところで、支持棒41を180°軸回転させる。すると、開口部31aの向きが切り替えられて補正用放射線Tの進行方向が反転する。これにより、補正用放射線Tは、被検体Dや放射線検出器ユニット21とは逆方向に進行することとなり、またエンドシールド22や線源保持部31自身、及び遮蔽部材32により遮蔽されることになるので、補正用放射線Tが放射線検出器ユニット21に入射することがない。
ところで、計測空間Rに位置する線源保持部31を180°軸回転させて遮蔽部材32の位置に退避させる手順としては、計測空間Rの内部で静止状態にある線源保持部31を180°軸回転させてから支持棒41を長手方向に変位させて遮蔽部材32の位置に退避させる場合、支持棒41を変位させながら線源保持部31を180°軸回転させてから遮蔽部材32の位置に退避させる場合、線源保持部31を遮蔽部材32の位置に退避させてから180°軸回転させる場合等、いずれの場合も取り得る。
このように、補正用放射線Tが計測空間Rの外部の退避位置についたところで、連続的に撮像工程に移ることとなる。撮像工程では、被検体Dから放出されるγ線を放射線検出器ユニット21が計数することによって、被検体の断層画像を得るのに必要な撮像データを取得する。この撮像工程においては、補正用放射線源30から放出される補正用放射線Tが誤って放射線検出器に計数(コンタミネーション)されることがないので高画質の被検体の断層画像が得られることになる。
(第2実施形態)
次に、本発明の核医学診断装置として好適な第2実施形態に係るPET装置について図5を参照しながら説明する。
本実施形態のPET装置に適用される撮像装置20´は、図5に示すように、支持棒41を屈折させる関節手段41aをさらに有する構成となっている。さらにこのような関節手段41aを有する構成に関連して、遮蔽部材32´の配置位置が第2実施形態では変更されることになる。なお、撮像装置20´を構成するその他の構成要素については、すでに説明したものと同一の符号を付すことにして説明を省略することとする。
次に、本発明の核医学診断装置として好適な第2実施形態に係るPET装置について図5を参照しながら説明する。
本実施形態のPET装置に適用される撮像装置20´は、図5に示すように、支持棒41を屈折させる関節手段41aをさらに有する構成となっている。さらにこのような関節手段41aを有する構成に関連して、遮蔽部材32´の配置位置が第2実施形態では変更されることになる。なお、撮像装置20´を構成するその他の構成要素については、すでに説明したものと同一の符号を付すことにして説明を省略することとする。
関節手段41aは、線源保持部31が固定されている支持棒41の先端部を屈折させて補正用放射線Tの進行方向を切り替えるように構成されている。
この関節手段41aは、図5に示されるにように、支持棒41の屈折する方向が、この関節手段41aの周回転軌道P(図3参照)の径方向に略一致するように規定されている。そして、支持棒41の長手方向の変位が適切に調節されて線源保持部31が計測空間Rの外部に退避された状態で、支持棒41の180°軸回転してから関節手段41aが径方向の外側に向かって90°屈折することにより、図示するように補正用放射線Tの進行方向が被検体Dの略反対側を向くようになる。これによって、補正用放射線源30から開口部31aを通して放射される補正用放射線Tは、被検体Dや放射線検出器ユニット21とは反対方向に放射される。
この関節手段41aは、図5に示されるにように、支持棒41の屈折する方向が、この関節手段41aの周回転軌道P(図3参照)の径方向に略一致するように規定されている。そして、支持棒41の長手方向の変位が適切に調節されて線源保持部31が計測空間Rの外部に退避された状態で、支持棒41の180°軸回転してから関節手段41aが径方向の外側に向かって90°屈折することにより、図示するように補正用放射線Tの進行方向が被検体Dの略反対側を向くようになる。これによって、補正用放射線源30から開口部31aを通して放射される補正用放射線Tは、被検体Dや放射線検出器ユニット21とは反対方向に放射される。
また、図示を省略するが、関節手段41aにより支持棒41の屈折する方向を、この関節手段41aの周回転軌道P(図3参照)の接線方向(つまり、紙面に垂直な方向)に略一致するように規定してもよい。この場合、線源保持部31が計測空間Rの外部に退避した状態で、支持棒41が90°軸回転してから関節手段41aが接線方向に90°屈折することにより、補正用放射線Tの進行方向が被検体Dの略反対側を向くようになる。これによって、補正用放射線源30から開口部31aを通して放射される補正用放射線Tは、被検体Dや放射線検出器ユニット21とは反対方向に放射されることになる。
この場合、線源保持部31を計測空間Rの外部に退避させるときの支持棒41の変位量を少なくすることができるので、PET装置の体軸方向の寸法を小さくすることができる。
この場合、線源保持部31を計測空間Rの外部に退避させるときの支持棒41の変位量を少なくすることができるので、PET装置の体軸方向の寸法を小さくすることができる。
以上説明したとおり本発明に係る核医学診断装置では、補正工程が終わった後に、線源保持部31を軸回転させたり、さらにこの線源保持部31を先端で支持する支持棒41を約90°屈折させたりした状態で計測空間Rの外側に退避する。これにより、補正用放射線源30から放射される補正用放射線Tの進行方向は、被検体D及び放射線検出器ユニット21とは反対方向を向くこととなり、撮像工程において補正用放射線源30から放射される補正用放射線Tが放射線検出器ユニット21に誤って計数されるコンタミネーションを完全に防ぐことができる。
さらに、補正用放射線源30を遮蔽しながら収納する専用の可動遮蔽容器を設けたり、退避した補正用放射線源30と、被検体D及び放射線検出器ユニット21との距離を広くとったりする必要がないので、PET装置10が大規模化することなく、医学診断施設における空間占有率を低減して省スペース化を図ることができる。また遮蔽化の動作も簡易で安定する。
さらに、補正用放射線源30を遮蔽しながら収納する専用の可動遮蔽容器を設けたり、退避した補正用放射線源30と、被検体D及び放射線検出器ユニット21との距離を広くとったりする必要がないので、PET装置10が大規模化することなく、医学診断施設における空間占有率を低減して省スペース化を図ることができる。また遮蔽化の動作も簡易で安定する。
なお以上の本発明に係る核医学診断装置としてPET装置を実施形態に挙げて説明を行ったが、本発明の核医学診断装置は、PET装置に限定されるものではなく補正用放射線源を備えた核医学診断装置の全般に適用することが可能である。例えばSPECT装置にも適用することが可能である。
10 PET装置(核医学診断装置)
20(20´) 撮像装置
21 放射線検出器ユニット
30 補正用放射線源
31 線源保持部
31a 開口部
32(32´) 遮蔽部材
40 支持手段
41 支持棒
41a 関節手段
42 軸回転角付与部
43 直線変位付与部
50 周回転手段
51 周回転体
D 被検体
P 周回転軌道
R 計測空間
T 補正用放射線
Z 体軸(回転軸)
20(20´) 撮像装置
21 放射線検出器ユニット
30 補正用放射線源
31 線源保持部
31a 開口部
32(32´) 遮蔽部材
40 支持手段
41 支持棒
41a 関節手段
42 軸回転角付与部
43 直線変位付与部
50 周回転手段
51 周回転体
D 被検体
P 周回転軌道
R 計測空間
T 補正用放射線
Z 体軸(回転軸)
Claims (7)
- 被検体から放射される放射線を検出する放射線検出器と、
前記放射線検出器により検出される前記放射線が前記被検体を透過する際に生じる減衰を補正するのに用いる補正用放射線源と、
前記補正用放射線源を保持して出力される補正用放射線の進行方向を所定方向に規定する線源保持部と、
前記線源保持部を前記被検体の体軸に沿って変位させるとともに前記補正用放射線の進行方向を切替可能に支持する支持手段と、
前記支持手段を前記体軸の周りに周回転させる周回転手段と、を備えることを特徴とする核医学診断装置。 - 前記支持手段は、
前記線源保持部が固定されるとともに前記被検体の体軸に沿って配置される支持棒と、
前記支持棒に軸回転角を付与する軸回転角付与部と、
前記支持棒に長手方向の変位を付与する直線変位付与部と、を有することを特徴とする請求項1に記載の核医学診断装置。 - 前記支持棒を屈折させる関節手段を有することを特徴とする請求項2に記載の核医学診断装置。
- 前記関節手段による前記支持棒の屈折する方向が、この関節手段の周回転軌道の径方向に略一致するとともに、前記補正用放射線の進行方向が前記被検体の略反対側を向くように前記支持棒の前記軸回転角及び前記長手方向の変位が付与されることを特徴とする請求項3に記載の核医学診断装置。
- 前記関節手段による前記支持棒の屈折する方向が、この関節手段の周回転軌道の接線方向に略一致するとともに、前記補正用放射線の進行方向が前記被検体の略反対側を向くように前記支持棒の前記軸回転角及び前記長手方向の変位が付与されることを特徴とする請求項3に記載の核医学診断装置。
- 前記線源保持部から出力される前記補正用放射線を遮蔽する遮蔽部材を有することを特徴とする請求項1に記載の核医学診断装置。
- 陽電子放出型断層画像装置に適用されることを特徴とする請求項1に記載の核医学診断装置。
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