JP2007205980A - 核医学診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影時の自由度を大きして有用性が十分に発揮できるようにする。
【解決手段】この発明の装置は、アーム部材搬送機構７がＣ字状アーム部材３を第１，第２の両γ線検出器１，２ごと天井に沿って配設されたレール部材５，６に沿って搬送するのに伴って、両γ線検出器１，２が平行移動して撮影場所が変化するので、天井のレール部材配設範囲でＲＩ分布画像の撮影場所を移動させられる。加えて、被検体ｍに投与された放射性同位元素によって生じるγ線を検出する両γ線検出器１，２は、従来のようにガントリに配置されるのではなく、Ｃ字状アーム部材３の一端部と他端部に配置されているので、撮影中、施術者が被検体ｍにアクセスしたり、他の機器を併置したりできるので、撮影時の自由度が大きくて有用性を十分に発揮することができる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、被検体に投与された放射性同位元素（ＲＩ＝ラジオアイソトープ）によって放出されるγ線を検出してエミッションデータを収集すると共に収集したエミッションデータにしたがってＲＩ分布画像を取得する核医学診断装置に係り、特に撮影時の自由度をアップするための技術に関する。

有用性の高い核医学診断装置のひとつであるＰＥＴ（ポジトロン・エミッション・トモグラフィ）装置は、図６に示すように、被検体ｍが載置される天板９１と、天板９１が被検体ｍを載置したまま出入りする開口部（トンネル）９２Ａを中央に有する大型のガントリ９２とが配設されていると共に、図７に示すリングタイプのγ線検出器９３、あるいは、図８に示すフラットタイプのγ線検出器９４がガントリ９２に配備されている。γ線検出器９３やγ線検出器９４はシンチレータとフォトマルチプライヤ（光電子増倍管）等で構成される。断層像タイプのＲＩ分布画像を撮影する場合、γ線検出器９３は停止したままで３６０度分のデータが収集できるが、γ線検出器９４は矢印で示すように回転させて３６０度分のデータを収集する。

従来のＰＥＴ装置によりＲＩ分布画像の撮影が行われる場合、被検体ｍが天板９１に載せられてガントリ９２の開口部９２Ａに進入してきた被検体ｍに投与されているＲＩによって生じる５１１ｋｅＶのエネルギーのγ線（消滅γ線）がγ線検出器９３あるいはγ線検出器９４により検出される。γ線検出器９３やγ線検出器９４から出力されるγ線検出信号がＲＩ分布画像取得用のエミッションデータとして収集されると共に、収集されたエミッションデータに基づいて再構成処理が行われて断層像タイプないし平面像タイプのＲＩ分布画像が取得される。ＰＥＴ装置の場合、被検体ｍに投与された¹¹ＣなどのＲＩのポジトロンの消滅により同時に発生して反対方向へ向かって進む二つの消滅γ線が、γ線検出器９３あるいはγ線検出器９４で同時に検出された場合（γ線が同時計数された時）にエミッションデータの収集が行なわれる（例えば非特許文献１，２を参照。）。

全身用ポジトロンＥＣＴ装置ＨＥＡＤＴＴＯＭＥ−・（ＳＥＴ−１４００Ｗ）の開発〔島津評論Vol45,No4,(1983)〕 全身用ポジトロンＣＴ装置Eminence-Bの開発〔島津評論Vol61,No3 & No4 (2004)〕

しかしながら、上記従来のＰＥＴ装置は、撮影時の自由度が小さくて有用性を十分に発揮できないという問題がある。
撮影時の自由度が小さい第１の理由は、事実上、ＲＩ分布画像の撮影場所がガントリ９２の設置位置に限られることにある。γ線検出器９３あるいはγ線検出器９４が配備された大型のガントリ９２はいったん設置すると移動は殆ど不可能で、撮影場所がガントリ９２の設置位置に限られてしまうので、ＰＥＴ装置の有用性を十分に発揮させられない。

撮影時の自由度が小さい第２の理由は、撮影中は被検体ｍにアクセスできないからことにある。撮影中、被検体ｍはガントリ９２の開口部９２Ａの内にあり、事実上アクセスすることができない。
撮影時の自由度が小さい第３の理由は、撮影中は他の機器を併存させられないことにある。撮影中、被検体ｍはガントリ９２の開口部９２Ａの内にあるので、ガントリ９２が邪魔になって他の機器を併置することができない。
撮影中、被検体ｍにアクセスできなかったり、他の機器を併置させられない場合、撮影中に外科手術を施したり、あるいは、撮影と並行して治療を施したりすることができないので、ＰＥＴ装置の有用性を十分に発揮させられない。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、撮影時の自由度が大きくて有用性を十分に発揮することができる核医学診断装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明に係る核医学診断装置は、（Ａ）被検体に投与された放射性同位元素（ＲＩ）によって生じるγ線を検出するγ線検出器が一端部と他端部に対向配置されているＣ字状アーム部材と、（Ｂ）天井または床に沿って配設されるレール部材と、（Ｃ）レール部材に沿ってＣ字状アーム部材を搬送するアーム部材搬送手段と、（Ｄ）Ｃ字状アーム部材を回転させるアーム部材回転手段と、（Ｅ）Ｃ字状アーム部材の一端部と他端部に配置されている両γ線検出器から出力されるγ線検出信号をＲＩ分布画像取得用のエミッションデータとして収集するエミッションデータ収集手段と、（Ｆ）エミッションデータ収集手段により収集されたエミッションデータに基づいてＲＩ分布画像を取得するＲＩ分布画像取得手段とを備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１の発明の核医学診断装置では、アーム部材搬送手段がＣ字状アーム部材をγ線検出器ごと天井または床に沿って配設されたレール部材に沿って搬送するのに伴って、γ線検出器が平行移動して撮影場所が変化する。またアーム部材回転手段がＣ字状アーム部材を回転させるのに伴って、γ線検出器が被検体の周りで回転して撮影方向が変化する。したがって、ＲＩ分布画像の撮影を行う場合、撮影前ないし撮影中、必要に応じてＣ字状アーム部材をレール部材に沿って搬送して撮影場所を変えたり、Ｃ字状アーム部材を回転させて撮影方向を変えたりする。

一方、ＲＩ分布画像の撮影中、Ｃ字状アーム部材の一端部と他端部に配置されている両γ線検出器は被検体に投与された放射性同位元素（ＲＩ）によって生じるγ線を検出してγ線検出信号を出力する。他方、エミッションデータ収集手段は両γ線検出器から出力されるγ線検出信号をＲＩ分布画像取得用のエミッションデータとして収集すると共に、ＲＩ分布画像取得手段はエミッションデータ収集手段によって収集されたエミッションデータに基づいて断層像タイプのＲＩ分布画像あるいは平面像タイプのＲＩ分布画像の一方または両方を取得する。

すなわち、請求項１の発明の核医学診断装置の場合、アーム部材搬送手段がＣ字状アーム部材をγ線検出器ごと天井または床に沿って配設されたレール部材に沿って搬送するのに伴って、γ線検出器が平行移動して撮影場所が変化するので、天井または床のレール部材配設範囲でＲＩ分布画像の撮影場所を移動させることができる。
加えて、請求項１の発明の核医学診断装置の場合、被検体に投与された放射性同位元素によって生じるγ線を検出するγ線検出器は、従来のようにガントリに配置されるのではなく、Ｃ字状アーム部材の一端部と他端部に配置されているので、撮影中、施術者が被検体にアクセスしたり、他の機器を併置したりできる。
よって、請求項１の発明の核医学診断装置は、撮影時の自由度が大きくて有用性を十分に発揮することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の核医学診断装置において、（Ｇ）γ線検出器が被検体に対して接離する方向にγ線検出器を移動させる検出器接離移動手段と、（Ｈ）Ｃ字状アーム部材の回転中にγ線検出器を被検体に対して接離する方向に移動させてγ線検出器を被検体に適当な距離まで近づける近接制御を検出器接離移動手段に対して行う近接移動制御手段を備えているものである。

［作用・効果］請求項２の発明の装置においては、γ線検出器を被検体に接近させるとγ線の検出範囲が広がり、見かけ上、γ線検出器の感度が上がり、逆にγ線検出器を被検体から離隔させるとγ線の検出範囲が狭まり、見かけ上、γ線検出器の感度が下がる。したがって、請求項２の発明の核医学診断装置の場合、近接移動制御手段による近接制御を検出器接離移動手段に対し行って、Ｃ字状アーム部材の回転中にγ線検出器を被検体に対して接離する方向に移動させてγ線検出器を被検体に適当な距離まで近づけることにより、γ線検出器は常に良好な感度を保つことができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の核医学診断装置において、（Ｉ）γ線検出器と被検体との距離を測定する測距センサを備え、前記近接移動制御手段は、γ線検出器と被検体との距離が一定になるように前記検出器接離移動手段を制御するものである。

［作用・効果］請求項３の発明の装置においては、Ｃ字状アーム部材の回転中にγ線検出器を被検体に対して接離する方向に移動させてγ線検出器を被検体に近づけるとともに、γ線検出器と被検体との距離が一定になるように検出器接離移動手段が制御されるので、γ線検出器の感度を層良好に維持することができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の核医学診断装置において、レール部材が被検体の体軸方向と被検体の体側方向へそれぞれ延びているものである。

［作用・効果］請求項４の発明の装置の場合、被検体の体軸方向へ延びているレール部材に沿ってＣ字状アーム部材を搬送すると、γ線検出器が被検体の体軸方向へ平行移動して撮影場所を被検体の体軸方向に移動させることができる。被検体の体側方向へ延びているレール部材に沿ってＣ字状アーム部材を搬送すると、γ線検出器が被検体の体側方向へ平行移動して撮影場所を被検体の体側方向に移動させることができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の核医学診断装置において、アーム部材回転手段がＣ字状アーム部材の回転として、Ｃ字状アーム部材の曲がりに沿ってＣ字状アーム部材がスライドするスライド回転と、Ｃ字状アーム部材を支承する水平軸部材の中心軸を回転軸としてＣ字状アーム部材が横向きに回る横向き回転を行うものである。

［作用・効果］請求項５の発明の装置の場合、アーム部材回転手段によるＣ字状アーム部材の回転として、Ｃ字状アーム部材の曲がりに沿ってＣ字状アーム部材がスライドするＣ字状アーム部材のスライド回転と、Ｃ字状アーム部材を支承する水平軸部材の中心軸を回転軸としてＣ字状アーム部材が横向きに回るＣ字状アーム部材の横向き回転のいずれでも行える。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の核医学診断装置において、ＲＩ分布画像取得手段がＣ字状アーム部材が回転している間にγ線検出器から出力されるγ線検出信号に基づいて断層像タイプのＲＩ分布画像を取得するものである。

［作用・効果］請求項６の発明の装置の場合、Ｃ字状アーム部材が回転している間にγ線検出器が被検体の周りで回転して撮影方向が変化するので、ＲＩ分布画像取得手段は撮影方向が異なるγ線検出信号に基づいて良好な画質で断層像タイプのＲＩ分布画像を取得することができる。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の核医学診断装置において、被検体に投与される放射性同位元素がポジトロン型の放射性同位元素であって、エミッションデータ収集手段が、反対方向に進む消滅γ線がγ線検出器によって同時に検出された時のγ線検出信号だけをエミッションデータとして収集するものである。

［作用・効果］請求項７の発明の装置の場合、エミッションデータ収集手段が被検体に投与された放射性同位元素から放出されるポジトロンの消滅に伴って生じて反対方向に進む消滅γ線がγ線検出器により同時に検出された時のγ線検出信号だけをエミッションデータとして収集するので、被検体に投与されているポジトロン型の放射性同位元素についてのＲＩ分布画像を撮影することができる。

この発明の核医学診断装置の場合、アーム部材搬送手段がＣ字状アーム部材をγ線検出器ごと天井または床に沿って配設されたレール部材に沿って搬送するのに伴って、γ線検出器が平行移動して撮影場所が変化するので、天井または床のレール部材配設範囲でＲＩ分布画像の撮影場所を移動させることができる。
加えて、この発明の核医学診断装置の場合、被検体に投与された放射性同位元素によって生じるγ線を検出するγ線検出器は、従来のようにガントリに配置されるのではなく、Ｃ字状アーム部材の一端部と他端部に配置されているので、撮影中、施術者が被検体にアクセスしたり、他の機器を併置したりできる。
よって、この発明の核医学診断装置は、撮影時の自由度が大きくて有用性を十分に発揮することができる。

この発明の核医学診断装置の実施例を説明する。図１は実施例に係るＰＥＴ（ポジトロン・エミッション・トモグラフィ）装置の全体構成を示すブロック図、図２は実施例のＰＥＴ装置のγ線検出器まわりの構成を示す正面図、図３は実施例のＰＥＴ装置のγ線検出器まわりの構成を示す側面図である。

実施例のＰＥＴ装置では、図１〜図３に示すように、天板ＢＤの上の被検体ｍに投与されたポジトロン放出型の放射性同位元素（ＲＩ）によって生じるγ線を検出する第１γ線検出器１および第２γ線検出器２がＣ字状アーム部材３の一端部と他端部に対向配置されており、トランスミッションデータを収集する際に被検体ｍに放射線を照射する外部放射線源４が第１γ線検出器１と第２γ線検出器２の前側に配置されている。第１γ線検出器１および第２γ線検出器２は、入射γ線を光に変換するシンチレータと、このシンチレータから放出される光を電気に変換して出力するフォトマルチプライヤとが縦横に多段に設置されたフラットタイプの２次元検出器である。

実施例のＰＥＴ装置は、天井ＵＷに沿って配設されている固定レール部材５および可動レール部材６と、固定レール部材５や可動レール部材６に沿ってＣ字状アーム部材３を搬送するアーム部材搬送機構７を備えている。固定レール部材５は被検体ｍの体軸Ｚと平行な方向（天板ＢＤの長手方向）へレールが延びる向きで天井ＵＷに直に取り付けられている。可動レール部材６は被検体ｍの体軸Ｚと直角な平行な方向（天板ＢＤの短手方向）へレールが延びる向きで固定レール部材５の下側に移動可能に吊り下げられている。

アーム部材搬送機構７は、可動レール部材６を吊り下げたままで固定レール部材５に案内されながら走行する第１走行部８と、Ｃ字状アーム部材３を保持するアーム支持部材１０を吊り下げたままで可動レール部材６に案内されながら走行する第２走行部９とを有している。そして、第１走行部８の場合、車輪駆動部８Ａが作動して車輪８Ｂが回転するのに伴って第１走行部８は可動レール部材６ごと固定レール部材５の上を図２に矢印ＲＡで示す向きに走行する。第２走行部９の場合、車輪駆動部９Ａが作動して車輪９Ｂが回転するのに伴って第２走行部９はアーム支持部材１０を可動レール部材６の上を図３に矢印ＲＢで示す向きに走行する。したがって、第１走行部８の走行によってアーム支持部材１０が図２に矢印ＲＡで示す向きに移動し、第２走行部９の走行によってアーム支持部材１０が図３に矢印ＲＢで示す向きに移動する。

一方、Ｃ字状アーム部材３はアーム部材回転機構１１を介してアーム支持部材１０の下端部に取り付けられて保持されている。その結果、第１走行部８の走行によりアーム支持部材１０が移動するのに伴ってＣ字状アーム部材３は図２に矢印ＲＡで示す方向に搬送され、第２走行部９の走行によりアーム支持部材１０が移動するのに伴ってＣ字状アーム部材３は図３に矢印ＲＢで示す方向に搬送される。
こうして、Ｃ字状アーム部材３が搬送されると、Ｃ字状アーム部材３に配置されている第１，第２の両γ線検出器１，２が平行移動して撮影場所が変化する。

他方、Ｃ字状アーム部材３は水平軸部材１２で支承された状態でアーム支持部材１０の下端部にアーム部材回転機構１１ごと取り付けられている。そして、Ｃ字状アーム部材３はアーム部材回転機構１１によって、図３中に矢印ｒａで示すように、Ｃ字状アーム部材の曲がりに沿ってＣ字状アーム部材３がスライドするスライド回転と、図３中に矢印ｒｂで示すようにＣ字状アーム部材３を支承する水平軸部材１２の中心軸を回転軸としてＣ字状アーム部材３が横向きに（水平軸周りに）回る横向き回転とがそれぞれ行える構成とされている。

アーム部材回転機構１１には、Ｃ字状アーム部材３の側に設置されたラック１１Ａと水平軸部材１２の側に設置されたピニオン１１Ｂおよび電気モータ１１Ｃが配備されていて、電気モータ１１Ｃによって回転するピニオン１１Ｂが噛み合っているラック１１Ａを移動させるので、Ｃ字状アーム部材の曲がりに沿ってＣ字状アーム部材３がスライドするＣ字状アーム部材３のスライド回転が行われる。

加えて、アーム部材回転機構１１には、水平軸部材１２に同軸的に連結された電気モータ１１ａが配備されていて、電気モータ１１ａの回転が水平軸部材１２に伝達されて水平軸部材１２が回転すると水平軸部材１２の中心軸を回転軸としてＣ字状アーム部材３が横向きに回るＣ字状アーム部材３の横向き回転が行われる。
こうして、Ｃ字状アーム部材３が回転すると、Ｃ字状アーム部材３に配置されている第１，第２の両γ線検出器１，２が被検体ｍの周りで回転して撮影方向が変化する。

なお、アーム部材搬送機構７は搬送制御部１３からオペレータの操作や予め設定されたプログラムに応じた搬送制御データを受けながらＣ字状アーム部材３を搬送し、アーム部材回転機構１１は回転制御部１４からオペレータの操作や予め設定されたプログラムに応じた回転制御データを受けながらＣ字状アーム部材３を回転させる。さらに、搬送制御部１３はＣ字状アーム部材３の搬送の為の搬送制御データを第１，第２の両γ線検出器１，２の搬送位置を示す搬送位置データとして送出し、回転制御部１４は、Ｃ字状アーム部材３の回転の為の角度制御データを第１，第２の両γ線検出器１，２の回転位置を示す回転角度データとして送出する。

また、実施例のＰＥＴ装置は、図１に示すように、第１，第２の両γ線検出器１，２の後段に、エミッションデータ収集部１５とトランスミッションデータ収集部１６と吸収補正部１７とＲＩ分布画像取得部１８とが配備されている他、ＲＩ分布画像や装置の操作メニューなどを表示する表示モニタ１９や、装置の稼働に必要なデータや指令などを入力する操作部２０などが配備されている。

エミッションデータ収集部１５は、第１，第２の両γ線検出器１，２から出力されるγ線検出信号を、第１，第２の両γ線検出器１，２についての搬送位置データおよび回転角度データなどと照合しながら、ＲＩ分布画像取得用のエミッションデータとして収集する。加えて、エミッションデータ収集部１５の場合、被検体ｍに投与された放射性同位元素から放出されるポジトロンの消滅に伴って生じて反対方向に進む消滅γ線が第１，第２の両γ線検出器１，２により同時に検出された時のγ線検出信号だけをエミッションデータとして収集する。つまり、反対方向に進む消滅γ線のうちの一方のγ線が第１γ線検出器１で検出されると同時に、他方のγ線が第２γ線検出器１で検出された時のγ線検出信号だけがエミッションデータとして収集される。被検体ｍに投与されるポジトロン型のＲＩとしては、¹¹Ｃ，¹³Ｎ，¹⁵Ｏ，¹⁸Ｆなどが挙げられる。

トランスミッションデータ収集部１６は、外部放射線源４による被検体ｍへの放射線の照射に伴って第１，第２の両γ線検出器１，２から出力される放射線検出信号を、第１，第２の両γ線検出器１，２についての搬送位置データおよび回転角度データなどと照合しながら、吸収補正用のトランスミッションデータとして収集する。
吸収補正部１７は、エミッションデータ収集部１５で収集されたエミッションデータをトランスミッションデータ収集部１６で収集されたトランスミッションデータを用いて吸収補正する。

ＲＩ分布画像取得部１８は、吸収補正されたエミッションデータに加えて第１，第２の両γ線検出器１，２についての搬送位置データおよび回転角度データなどに基づき再構成処理を行って断層像タイプのＲＩ分布画像や平面像タイプのＲＩ分布画像を取得する。表示モニタ１９は画面にＲＩ分布画像取得部１８で取得されたＲＩ分布画像を映し出す。なお、スライド回転の場合、第１，第２の両γ線検出器１，２は３６０°回転するわけでなく、回転角度範囲は通常９０°〜１８０°程度であるが、９０°〜１８０°程度の回転角度範囲でも断層像タイプのＲＩ分布画像を取得するのに特に支障はない。
なお、主制御部２１は、コンピュータとその動作プログラムを中心に構成されており、操作部２０から入力される指令や撮影の進行状況に応じて、各部に命令やデータを送出して装置を正常に稼働させる役割を果たす。

加えて、実施例のＰＥＴ装置は、図３に示すように、各γ線検出器１，２を第１，第２のγ線検出器１，２が被検体ｍに対して接離する方向に移動させる２組の検出器接離移動機構２２と、Ｃ字状アーム部材３の回転中に各γ線検出器１，２を被検体ｍに対して接離する方向に移動させて各γ線検出器１，２を被検体に適当な距離まで近づける近接制御を各検出器接離移動機構２２に対して行う近接移動制御部２３を備えている。

第１，第２の各γ線検出器１，２を被検体ｍに接近させるとγ線の検出範囲が広がり、見かけ上、γ線検出器１，２の感度が上がり、逆に各γ線検出器１，２を被検体ｍから離隔させるとγ線の検出範囲が狭まり、見かけ上、γ線検出器１，２の感度が下がる。したがって、具体的には後述するように、実施例のＰＥＴ装置の場合、近接移動制御部２３が各検出器接離移動機構２２に対して行う近接制御により、Ｃ字状アーム部材３の回転中に各γ線検出器１，２が被検体ｍに対して接離する方向に移動して被検体ｍに適当な距離まで近づく結果、各γ線検出器１，２は常に良好な感度を保てる構成とされている。なお、被検体ｍの下には天板ＢＤがあるので、第１，第２の各γ線検出器１，２が天板ＢＤの裏側に位置するときは天板ＢＤを考慮した近接制御が第１，第２の各γ線検出器１，２に対して行われる。

具体的には、図３に示すように、検出器接離移動機構２２は電気モータ２２Ａにより回転する棒ネジ２２Ｂを有しており、各γ線検出器１，２の係止部１ａ，２ａが各棒ネジ２２Ｂに螺合していて、棒ネジ２２Ｂが回転して係止部１ａ，２ａが各棒ネジ２２Ｂに沿って移動するのに伴って各γ線検出器１，２が前進あるいは後退する構成とされている。また近接移動制御部２３は各γ線検出器１，２と被検体ｍの距離をそれぞれ測定する（例えば超音波式）測距センサ２３ａ，２３ａを有するのに加えて、近接移動制御部２３が電気モータ２２Ａの回転量と回転方向をコントロールして各測距センサ２３ａ，２３ａで検出される距離を各γ線検出器１，２の被検体ｍに対する適当な距離として設定された所定の距離に一致させることにより、各γ線検出器１，２と被検体との距離が一定になるように制御する構成とされている。

ただ、第１，第２の各γ線検出器１，２を被検体ｍに対して接離する方向に移動させるのに伴ってγ線検出器１，２の位置が変化するので近接移動制御部２３は近接制御データを位置変動データとして送出する。
したがって、実施例の装置の場合、装置の機械的原点に対する第１，第２の各γ線検出器１，２の位置と向きは、搬送制御部１３から送出される搬送位置データと、回転制御部１４から送出される回転角度データと、近接移動制御部２３から送出される位置変動データとにしたがって定まる。

つまり、実施例の装置では、装置の機械的原点に対する第１，第２の各γ線検出器１，２の位置と向きが変化しながら撮影が進行することになるので、以下に、装置の機械的原点に対する第１，第２の各γ線検出器１，２の位置と向きが変化する時の再構成アルゴリズムについて説明しておく。

第１，第２の各γ線検出器１，２は、図４および図５に示すように、微小なγ線検出素子ａ，ｂの集合体であり、両γ線検出器１，２の間に装置の機械的原点ＯＭを起点とするベクトルＶＣで規定される中心座標ＯＣを有する画像再構成領域Ｃが設定される。装置の機械的原点ＯＭから各γ線検出器１，２の中心座標ＯＡ，ＯＢに至るベクトルＶＡ，ＶＢは上述の搬送位置データと回転角度データおよび位置変動データとに基づいて求められる。γ線検出器１，２の中心座標ＯＡ，ＯＢからγ線検出素子ａ，ｂに至るベクトルＷＡ，ＷＢはγ線検出器１，２におけるγ線検出素子ａ，ｂのアドレス（座標）に基づいて求められる。

したがって、被検体ｍから放出されたγ線が同時計数される現象（以下、適宜「イベント」と略記）が起こった場合、装置の機械的原点ＯＭからγ線を同時検出したγ線検出素子ａ，ｂに至るベクトルｕＡ，ｕＢも次の式（１）および式（２）にしたがって求められる。
ｕＡ＝ＶＡ＋ＷＡ ・・・・（１）
ｕＢ＝ＶＢ＋ＷＢ ・・・・（２）

一方、被検体ｍから放出されたγ線が同時計数される現象（イベント）が起こった場合、γ線を検出したγ線検出素子ａ，ｂのアドレス対データ、および、γ線を検出したγ線検出素子ａ，ｂについてのベクトルｕＡ，ｕＢのアドレス対データがイベント毎にリストモード型データとして収集記憶される。
他方、リストモード型データとして収集記憶されたベクトルｕＡ，ｕＢのアドレス対データから、γ線を同時検出したγ線検出素子ａ，ｂを結ぶ直線ＬＯＲ(Line of Response)がイベント毎に求められる。ポジトロン放出種は直線ＬＯＲの上に存在する。

このように、γ線を同時検出したγ線検出素子ａ，ｂを結ぶ直線ＬＯＲ(Line of Response)がイベントごとに求められる場合については、逐次近似型のリストモード再構成アルゴリズムが適用される〔例えばJ Reader et al 1998 Phys. Med. Biol.43 835-846 （非特許文献）を参照〕。このリストモード再構成アルゴリズムの画像の更新式は（３）式の通りである。（３）式の更新式が繰り返されることでＲＩ分布画像が求まる。

ここで、ｆ^k _j はｋ回目の反復ににおける画素ｊの画素値、ａ_ijは画素ｊから出たγ線がＬＯＲｉに検出される確率、Ｍは測定されたイベントの数、Ｉは本撮像条件（検出器配置）における全ＬＯＲの数である。
なお、実施例の装置に適用される画像再構成アルゴリズムで用いられる更新式は（３）式に限られるものではない。

以上に述べたように、実施例のＰＥＴ装置は、アーム部材搬送機構７がＣ字状アーム部材３を第１，第２の両γ線検出器１，２ごと天井に沿って配設されたレール部材５，６に沿って搬送するのに伴って、両γ線検出器１，２が平行移動して撮影場所が変化するので、天井のレール部材配設範囲でＲＩ分布画像の撮影場所を移動させられる。
加えて、実施例のＰＥＴ装置の場合、被検体ｍに投与された放射性同位元素によって生じるγ線を検出する両γ線検出器１，２は、従来のようにガントリに配置されるのではなく、Ｃ字状アーム部材３の一端部と他端部に配置されているので、撮影中、施術者が被検体ｍにアクセスしたり、他の機器を併置したりできる。
よって、実施例のＰＥＴ装置は、撮影時の自由度が大きくて有用性を十分に発揮することができる。

この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、以下のように変形実施することも可能である。
（１）実施例の装置は、ポジトロン型の核医学診断装置であるＰＥＴ装置であったが、この発明はＳＰＥＣＴ装置などのポジトロン型の装置でない核医学診断装置にも適用できる。

（２）実施例のＰＥＴ装置は、γ線検出器が配置されているＣ字状アーム部材が天井に配設されたレール部材に沿って走行する天井走行型であったが、この発明は、γ線検出器が配置されているＣ字状アーム部材が床に配設されたレール部材に沿って走行する床走行型にも適用することができる。

（３）実施例のＰＥＴ装置の場合、第１，第２の両γ線検出器１，２の位置と向きが搬送制御部１３から送出される搬送位置データと、回転制御部１４から送出される回転角度データと、近接移動制御部２３から送出される位置変動データとにしたがって定まる構成であったが、第１，第２の両γ線検出器１，２の位置と向きを磁気式センサーや光学式センサを利用して測る構成であってもよい。

磁気式センサーを利用する場合、例えば、Ｃ字状アーム部材３に直交３軸方向に向けて電波を発信する発信器を取り付け、床側の３箇所に各１個の受信器を配置しておき、３個の受信器から出力される受信信号にしたがって第１，第２の両γ線検出器１，２に位置と向きを求める構成とする。
光学式センサーを利用する場合、例えば、Ｃ字状アーム部材３に目印ピースを取り付け、床側の３箇所に光学カメラを配置しておき、３個の光学カメラから出力される映像信号にしたがって第１，第２の両γ線検出器１，２の位置と向きを求める構成とする。

（４）実施例の場合、γ線検出器１，２と被検体ｍの距離を測距センサ２３ａにより計測する構成であったが、γ線検出器１，２と被検体ｍの距離を断層像タイプのＲＩ分布画像を利用して計測する構成であってもよい。ミッションデータと第１，第２のγ線検出器１，２についての搬送位置データに基づいて再構成処理を行ってγ線検出器１，２の搬送位置における断層像タイプのＲＩ分布画像を取得すると共に、さらに断層像タイプのＲＩ分布画像における被検体ｍの輪郭位置とγ線検出器１，２についての回転角度データに基づいてγ線検出器１，２と被検体ｍの距離を求める構成とする。

実施例に係るＰＥＴ装置の全体構成を示すブロック図である。 実施例のＰＥＴ装置のγ線検出器まわりの構成を示す正面図である。 実施例のＰＥＴ装置のγ線検出器まわりの構成を示す側面図である。 実施例のＰＥＴ装置におけるγ線検出器と画像再構成領域の配置関係を示す模式図である。 実施例のＰＥＴ装置におけるγ線検出器および画像再構成領域の座標系を示すグラフである。 従来のＰＥＴ装置のガントリの構成例を示す正面図である。 従来のＰＥＴ装置のガントリの構成例を示す立面図である。 従来のＰＥＴ装置のガントリの他の構成例を示す立面図である。

符号の説明

１ … 第１γ線検出器（γ線検出器）
２ … 第２γ線検出器（γ線検出器）
３ … Ｃ字状アーム部材
５ … 固定レール部材（レール部材）
６ … 可動レール部材（レール部材）
７ … アーム部材搬送機構（アーム部材搬送手段）
１１ … アーム部材回転機構（アーム部材回転手段）
１２ … 水平軸部材
１５ … エミッションデータ収集部（エミッションデータ収集手段）
１８ … ＲＩ分布画像取得部（ＲＩ分布画像取得手段）
２２ … 検出器接離移動機構（検出器接離移動手段）
２３ … 近接移動制御部（近接移動制御手段）
ｍ … 被検体
Ｚ … （被検体の）体軸

Claims (7)

1. （Ａ）被検体に投与された放射性同位元素（ＲＩ）によって生じるγ線を検出するγ線検出器が一端部と他端部に対向配置されているＣ字状アーム部材と、（Ｂ）天井または床に沿って配設されるレール部材と、（Ｃ）レール部材に沿ってＣ字状アーム部材を搬送するアーム部材搬送手段と、（Ｄ）Ｃ字状アーム部材を回転させるアーム部材回転手段と、（Ｅ）Ｃ字状アーム部材の一端部と他端部に配置されている両γ線検出器から出力されるγ線検出信号をＲＩ分布画像取得用のエミッションデータとして収集するエミッションデータ収集手段と、（Ｆ）エミッションデータ収集手段により収集されたエミッションデータに基づいてＲＩ分布画像を取得するＲＩ分布画像取得手段とを備えていることを特徴とする核医学診断装置。
2. 請求項１に記載の核医学診断装置において、（Ｇ）γ線検出器が被検体に対して接離する方向にγ線検出器を移動させる検出器接離移動手段と、（Ｈ）Ｃ字状アーム部材の回転中にγ線検出器を被検体に対して接離する方向に移動させてγ線検出器を被検体に適当な距離まで近づける近接制御を検出器接離移動手段に対して行う近接移動制御手段を備えている核医学診断装置。
3. 請求項２に記載の核医学診断装置において、（Ｉ）γ線検出器と被検体との距離を測定する測距センサを備え、前記近接移動制御手段は、γ線検出器と被検体との距離が一定になるように前記検出器接離移動手段を制御する核医学診断装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の核医学診断装置において、レール部材が被検体の体軸方向と被検体の体側方向へそれぞれ延びている核医学診断装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の核医学診断装置において、アーム部材回転手段がＣ字状アーム部材の回転として、Ｃ字状アーム部材の曲がりに沿ってＣ字状アーム部材がスライドするスライド回転と、Ｃ字状アーム部材を支承する水平軸部材の中心軸を回転軸としてＣ字状アーム部材が横向きに回る横向き回転を行う核医学診断装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の核医学診断装置において、ＲＩ分布画像取得手段がＣ字状アーム部材が回転している間にγ線検出器から出力されるγ線検出信号に基づいて断層像タイプのＲＩ分布画像を取得する核医学診断装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の核医学診断装置において、被検体に投与される放射性同位元素がポジトロン型の放射性同位元素であって、エミッションデータ収集手段が、反対方向に進む消滅γ線がγ線検出器によって同時に検出された時のγ線検出信号だけをエミッションデータとして収集する核医学診断装置。
   
   

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