JP2007232685A - Mammography unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、放射性同位元素であるラジオアイソト−プ(RI)を利用して乳ガン検診を行うマンモグラフィ装置に関し、特に被検体の乳房領域のRI分布画像を撮影するための技術に関する。 The present invention relates to a mammography apparatus that performs breast cancer screening using a radioisotope (RI) that is a radioisotope, and more particularly to a technique for taking an RI distribution image of a breast region of a subject.
従来から乳ガン検診の際に病院等の医療機関で用いられているX線撮影方式のマンモグラフィ装置の場合、被検体の乳房領域の解剖学的情報をもたらすX線透過画像を撮影してX線透過画像の上で異変の有無を調べることによって乳ガン検診が行われる。
ただX線透過画像がもたらす解剖学的情報だけで、十分な乳ガン検診が行えるとは限らない。
In the case of an X-ray imaging mammography apparatus that has been used in medical institutions such as hospitals for breast cancer screening, an X-ray transmission image that provides anatomical information about the breast area of the subject is acquired and transmitted through the X-ray transmission system. Breast cancer screening is performed by checking the image for abnormalities.
However, it is not always possible to perform sufficient breast cancer screening using only anatomical information provided by X-ray transmission images.
そこで、被検体に投与されたRIの体内分布に相応するRI分布画像が撮影できるPET(ポジトロン・エミッション・トモグラフィ)装置を用いて被検体の乳房領域についてのRI分布画像を撮影して乳ガン検診を行うことが考えられる。PET装置によって撮影されるRI分布画像は、解剖学的情報とは観点の異なる生体機能的情報をもたらすので、X線透過画像の上で見逃される乳ガンを発見できる可能性があるからである。 Therefore, breast cancer screening is performed by taking an RI distribution image of the breast area of the subject using a PET (positron emission tomography) device that can take an RI distribution image corresponding to the distribution of the RI administered to the subject. Can be considered. This is because the RI distribution image photographed by the PET apparatus provides biofunctional information that is different from the anatomical information, so that there is a possibility that a breast cancer missed on the X-ray transmission image can be found.
従来のPET装置は、図13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14に示すリングタイプのγ線検出器93、あるいは、図15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93,94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(例えば非特許文献1, 2を参照。)。
As shown in FIG. 13, the conventional PET apparatus has a
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によって検出される。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。
When taking a RI distribution image with a conventional PET apparatus, the energy of 511 keV generated by the RI administered to the subject m that has entered the
しかしながら、上記従来のPET装置は、被検体mの乳房領域のRI分布画像を十分な感度で撮影することができないという問題がある。
被検体mが進入するガントリ92は開口部92Aの径が大きく、γ線検出器93あるいはγ線検出器94は被検体mから遠い位置にあってγ線を十分な感度で検出できないからである。
However, the conventional PET apparatus has a problem in that it cannot capture an RI distribution image of the breast region of the subject m with sufficient sensitivity.
This is because the
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、被検体の乳房領域のRI分布画像を十分な感度で撮影することができるマンモグラフィ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a mammography apparatus that can capture an RI distribution image of a breast region of a subject with sufficient sensitivity.
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マンモグラフィ装置は、(A)被検体に投与されて乳房領域に到来した放射性同位元素によって生じるγ線を検出するγ線検出手段と、(B)前記γ線検出手段の少なくとも一部を被検体に対して接離する方向に移動させる検出系接離移動手段と、(C)γ線検出手段から出力される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、(D)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。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the mammography apparatus according to the invention described in claim 1 includes: (A) γ-ray detection means for detecting γ-rays generated by a radioisotope administered to a subject and arriving at a breast region; and (B) the γ A detection system contact / separation moving means for moving at least a part of the line detection means in a direction in contact with and away from the subject; and (C) a γ ray detection signal output from the γ ray detection means Emission data collection means for collecting emission data, and (D) RI distribution image acquisition means for acquiring an RI distribution image based on the emission data collected by the emission data collection means. is there.
[作用・効果]請求項1の発明のマンモグラフィ装置によりRI分布画像を撮影する場合、γ線検出手段により、被検体に投与されて乳房領域に到来したラジオアイソト−プであるRIによって生じるγ線が検出されると共に、エミッションデータ収集手段により、γ線検出手段から出力される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。そして、RI分布画像取得手段により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被検体の乳房領域のRI分布画像が取得される。 [Operation / Effect] When an RI distribution image is taken by the mammography apparatus according to the first aspect of the present invention, gamma rays generated by RI which is a radioisotope that is administered to the subject and arrives at the breast region by the gamma ray detection means. Is detected, and the emission data collection means collects the γ-ray detection signal output from the γ-ray detection means as emission data for acquiring the RI distribution image. Then, an RI distribution image of the breast region of the subject is acquired by the RI distribution image acquisition unit based on the emission data collected by the emission data collection unit.
そして、請求項1の発明のマンモグラフィ装置では、RI分布画像の撮影の際、検出系接離移動手段により、γ線検出手段の少なくとも一部を被検体に対して接近する方向に移動させて被検体の乳房領域に近づける。γ線検出手段の少なくとも一部が被検体の乳房領域に近づけばγ線検出手段で検出されるγ線の量が増加してγ線の検出感度があがることになる。 In the mammography apparatus according to the first aspect of the present invention, when the RI distribution image is taken, at least a part of the γ-ray detection means is moved in the direction approaching the subject by the detection system contact / separation movement means. Approach the breast area of the specimen. If at least a part of the γ-ray detection means approaches the breast region of the subject, the amount of γ-rays detected by the γ-ray detection means increases and the detection sensitivity of γ-rays increases.
すなわち、請求項1の発明のマンモグラフィ装置の場合、被検体に投与されて乳房領域に到来した放射性同位元素によって生じるγ線を検出するγ線検出手段の少なくとも一部を検出系接離移動手段により被検体に対して接近する方向に移動させて被検体の乳房領域に近づけるので、γ線検出手段で検出されるγ線の量が増加してγ線検出手段のγ線検出感度はあがる。
よって、請求項1の発明のマンモグラフィ装置によれば、被検体の乳房領域のRI分布画像を十分な感度で撮影することができる。
That is, in the case of the mammography apparatus according to the first aspect of the present invention, at least a part of the γ-ray detection means for detecting γ-rays generated by the radioisotope that is administered to the subject and arrives at the breast region is detected by the detection system contact / separation movement means Since it moves closer to the subject and approaches the breast region of the subject, the amount of γ-rays detected by the γ-ray detection means increases and the γ-ray detection sensitivity of the γ-ray detection means increases.
Therefore, according to the mammography apparatus of the first aspect of the invention, an RI distribution image of the breast region of the subject can be taken with sufficient sensitivity.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のマンモグラフィ装置において、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。 According to a second aspect of the present invention, in the mammography apparatus according to the first aspect, the radioisotope administered to the subject is a positron type radioisotope, and the emission data collecting means is arranged in the opposite direction. Only the γ-ray detection signals when the annihilation γ-rays traveling are simultaneously detected by the γ-ray detector are collected as emission data.
[作用・効果]請求項2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。
[Operation / Effect] In the case of the apparatus of the invention of
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のマンモグラフィ装置において、γ線検出手段は、被検体の乳房領域を間にして対向する第1γ線検出器および第2γ線検出器からなると共に、検出系接離移動手段が、第1,第2の各γ線検出器を移動させるものである。
The invention described in
[作用・効果]請求項3の発明の装置の場合、被検体の乳房領域を間にして対向する第1γ線検出器および第2γ線検出器を検出系接離移動手段により被検体の方に移動させてγ線検出手段を被検体に近づけた状態でγ線を高感度で検出する。
[Operation / Effect] In the case of the apparatus of the invention of
また、請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載のマンモグラフィ装置において、γ線検出手段は、被検体の乳房領域を取り囲む複数個のγ線検出器からなると共に、検出系接離移動手段が、全てのγ線検出器を移動させるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the mammography apparatus according to the first or second aspect, the γ-ray detection means includes a plurality of γ-ray detectors surrounding the breast region of the subject, and a detection system connection. The separating / moving means moves all the γ-ray detectors.
[作用・効果]請求項4の発明の装置の場合、被検体の乳房領域を取り囲む複数個のγ線検出器を検出系接離移動手段により被検体の方に移動させてγ線検出手段を被検体に近づけた状態でγ線を高感度で検出する。
[Operation / Effect] In the case of the apparatus of the invention of
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のマンモグラフィ装置において、複数個のγ線検出器を被検体に対して接離する方向に対して直交する方向に移動させる検出系スライド移動手段をさらに備えたものである。
The invention according to
[作用・効果]請求項5の発明の装置の場合、検出系接離移動手段が複数個のγ線検出手段を被検体の方に移動させるとともに、検出系スライド移動手段が複数個のγ線検出手段を被検体に対して接離する方向に対して直交する方向に移動させるので、複数個のγ線検出手段を相互の干渉を避けて被検体に一層接近させることができる。
[Operation / Effect] In the case of the apparatus of the invention of
また、請求項6に記載の発明は、請求項1または2に記載のマンモグラフィ装置において、γ線検出手段は、うつ伏せ姿勢の被検体の乳房領域を受け入れる凹状γ線検出器と被検体の乳房領域の背面に向き合うフラット状γ線検出器とからなり、検出系接離移動手段がフラット状γ線検出器を移動させる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the mammography apparatus according to the first or second aspect, the γ-ray detection means includes a concave γ-ray detector that receives the breast region of the subject in a prone posture, and a breast region of the subject. And a detecting system contact / separation moving means moves the flat γ-ray detector.
[作用・効果]請求項5の発明の装置の場合、うつ伏せ姿勢の被検体の乳房領域を受け入れる凹状γ線検出器と被検体の乳房領域の背面に向き合うフラット状γ線検出器のうちフラット状γ線検出器の方を被検体の方に移動させてγ線検出手段を被検体に近づけた状態でγ線を高感度で検出する。
[Operation / Effect] In the case of the apparatus of the invention of
この発明のマンモグラフィ装置の場合、被検体に投与されて乳房領域に到来した放射性同位元素によって生じるγ線を検出するγ線検出手段の少なくとも一部を検出系接離移動手段により被検体に対して接近する方向に移動させて被検体の乳房領域に近づけるので、γ線検出手段で検出されるγ線の量が増加してγ線検出手段のγ線検出感度はあがる。
よって、この発明のマンモグラフィ装置によれば、被検体の乳房領域のRI分布画像を十分な感度で撮影することができる。
In the case of the mammography apparatus according to the present invention, at least a part of the γ-ray detection means for detecting γ-rays generated by the radioisotope that is administered to the subject and arrives at the breast region is detected with respect to the subject by the detection system contact / separation moving means. Since it is moved closer to the breast area of the subject, the amount of γ-rays detected by the γ-ray detection means increases and the γ-ray detection sensitivity of the γ-ray detection means increases.
Therefore, according to the mammography apparatus of the present invention, an RI distribution image of the breast region of the subject can be captured with sufficient sensitivity.
この発明のマンモグラフィ装置の実施例1を図面を参照しながら説明する。図1は実施例1に係るPET(ポジトロン・エミッション・トモグラフィ)方式のマン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1の装置のγ線検出機構まわりの構成を示す側面図、図3は実施例1の装置のγ線検出機構まわりの構成を示す正面図、図4は実施例1の装置による乳ガン検診状況を示す斜視図、図5は実施例1の装置による別の乳ガン検診状況を示す斜視図である。 A first embodiment of the mammography apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a PET (positron emission tomography) type mammography apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is a side view showing the configuration around the γ-ray detection mechanism of the apparatus of the first embodiment. FIG. 3 is a front view showing a configuration around the γ-ray detection mechanism of the apparatus of the first embodiment, FIG. 4 is a perspective view showing a breast cancer screening situation by the apparatus of the first embodiment, and FIG. 5 is another breast cancer by the apparatus of the first embodiment. It is a perspective view which shows the medical examination situation.
実施例1のマンモグラフィ装置では、図1〜図5に示すように、被検体mの乳房領域maを間にして対向する第1γ線検出器1および第2γ線検出器2が、被検体mに投与されて乳房領域maに到来した放射性同位元素(RI)によって生じるγ線を検出するγ線検出機構3を構成している。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縦横に設置されたフォトマルチプライヤとを備えたフラットタイプの2次元検出器である。また第1γ線検出器1と第2γ線検出器2の前側に吸収補正用のトランスミッションデータを収集する際に放射線を照射する外部放射線源4が設置されている。
In the mammography apparatus according to the first embodiment, as illustrated in FIGS. 1 to 5, the first γ-ray detector 1 and the second γ-
実施例1の装置は、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γ線検出機構3を搬送する検出系搬送機構7を備えている。固定レール部材5は、図2に示すように、水平に延びるXa軸と平行な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、図3に示すように、Xa軸と直交する向きに水平に延びるYa軸と平行な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。
The apparatus according to the first embodiment includes a fixed
検出系搬送機構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、γ線検出機構3を保持する検出系保持ロッド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Xa軸と平行な方向へ走行する。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は検出系保持ロッド10を可動レール部材6の上をYa軸と平行な方向へ走行する。したがって、第1走行部8の走行によって検出系保持ロッド10がXa軸と平行な方向へ移動し、第2走行部9の走行によって検出系保持ロッド10がYa軸と平行な方向へ移動する。
The detection
γ線検出機構3は検出系保持ロッド10の下端側に取り付けられて保持されている。したがって、第1走行部8の走行により検出系保持ロッド10が移動するのに伴ってγ線検出機構3はXa軸方向に搬送され、第2走行部9の走行により検出系保持ロッド10が移動するのに伴ってγ線検出機構3はYa軸方向に搬送される。こうして、γ線検出機構3が搬送されると撮影場所が水平方向に変化することになる。
The γ-
また実施例1の装置は、γ線検出機構3を昇降させる検出系昇降機構11を備えている。検出系保持ロッド10は筒状の外側ロッド10Aと内側ロッド10Bとからなり、外側ロッド10Aの上端が第2走行部9に固定されており、内側ロッド10Bは外側ロッド10Aに上下方向に移動可能に内挿されている。そして、検出系昇降機構11は、内側ロッド10Bの側に設置されたラック11Aと外側ロッド10Aの側に設置されたピニオン11Bおよび電気モータ11Cを有していて、電気モータ11Cの回転によってピニオン11Bが回るのに連れてピニオン11Bと噛み合っているラック11Aが移動すると、内側ロッド10Bが上または下に移行し、図2に示すように鉛直に延びるZa軸の方向にγ線検出機構3が昇り降りする。γ線検出機構3が昇降すると撮影場所が上下方向に変化することになる。
In addition, the apparatus according to the first embodiment includes a detection
一方、γ線検出機構3は検出系回転機構12および検出系取着部材13を介して検出系保持ロッド10の下端部に取り付けられている。検出系回転機構12は中心軸がXa軸に合致している水平軸部材12Aと水平軸部材12Aを中心軸を回転軸として回す電気モータ12Bとを有していて、水平軸部材12Aの先端にγ線検出機構3が検出系取着部材13ごと取り付けられており、電気モータ12Bが回転して水平軸部材12Aが回るのに伴って、γ線検出機構3が検出系取着部材13ごとXa軸まわりに回転する。
On the other hand, the γ-
このように、γ線検出機構3が回転すると撮影方向を変化させられる。例えば、図4に示すように、被検体mの乳房領域maを上下方向から撮影できるだけでなく、γ線検出機構3を90°回転させて、図5に示すように、被検体mの乳房領域maを前後方向から撮影することもできる。図5のように前後方向から撮影する時は、乳房領域maの端縁である脇の付け根も含めて撮影できる。
Thus, the imaging direction can be changed when the γ-
なお、検出系搬送機構7は搬送制御部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搬送制御データを受けながらγ線検出機構3を搬送する。検出系昇降機構11は昇降制御部15 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昇降制御データを受けながらγ線検出機構3を昇降する。検出系回転機構12は回転制御部16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γ線検出機構3を回転させる。
The detection
さらに、搬送制御部14はγ線検出機構3の搬送の為の搬送制御データをγ線検出機構3の搬送位置を示す搬送位置データとして送出する。昇降制御部15はγ線検出機構3の昇降の為の昇降制御データをγ線検出機構3の上下位置を示す上下位置データとして送出する。回転制御部16は、γ線検出機構3の回転の為の回転制御データをγ線検出機構3の回転位置を示す回転角度データとして送出する。
Further, the
また、実施例1の装置は、図1に示すように、γ線検出機構3の後段に、エミッションデータ収集部17とトランスミッションデータ収集部18と吸収補正部19とRI分布画像取得部20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21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22などが配備されている。
In addition, as shown in FIG. 1, the apparatus of the first embodiment includes an emission
エミッションデータ収集部17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17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。
The emission
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2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。つまり、実施例1の装置はPET方式のマンモグラフィ装置である。
That is, γ-ray detection when one of the annihilation γ-rays traveling in the opposite direction is detected by the first γ-ray detector 1 and at the same time the other γ-ray is detected by the second γ-
トランスミッションデータ収集部18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、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19は、エミッションデータ収集部17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18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。
The transmission
The
RI分布画像取得部20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と上下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21は画面にRI分布画像取得部20で取得されたRI分布画像を映し出す。
なお、主制御部23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22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。
The RI distribution
The
加えて、実施例1の装置は、図3に示すように、第1,第2の両γ線検出器1,2からなるγ線検出機構3を被検体mに対して接離する方向に移動させる検出系接離移動機構24を備えている。具体的には、図3に示すように、検出系接離移動機構24は検出系取着部材13に設置された電気モータ24Aおよび電気モータ24Aにより回転する棒ネジ24Bを各γ線検出器1,2ごとに有しており、各γ線検出器1,2の係止部1a,2aが各棒ネジ24Bに螺合していて、棒ネジ24Bが回転して係止部1a,2aが各棒ネジ24Bに沿って移動するのに伴って両γ線検出器1,2が同時に等距離だけ近づく向きに前進したり、逆に両γ線検出器1,2が同時に等距離だけ遠ざかる向きに後退する構成とされている。
In addition, as shown in FIG. 3, the apparatus of the first embodiment is configured so that the γ-
実施例1の装置により乳ガンの検診を行う場合、第1,第2の両γ線検出器1,2を遠ざかる向きに後退させておいて、図4あるいは図5に示すように、第1,第2の両γ線検出器1,2が被検体mの乳房領域maを間にして対向する状態にしてから、検出系接離移動機構24を作動させて両γ線検出器1,2を被検体mに近づく向きに前進させる。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、実質的にγ線検出器1,2からなるγ線検出機構3のγ線検出感度がアップする。
When performing breast cancer screening using the apparatus of the first embodiment, the first and second γ-
なお、検出系接離移動機構24は近接移動制御部25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近接制御データを受けながらγ線検出機構3を移動させると共に、近接移動制御部25は近接制御データをγ線検出機構3の位置変動データとして送出する。
実施例1の装置の場合、検出系接離移動機構24によるγ線検出機構3の移動が電動であるが、検出系接離移動機構24によるγ線検出機構3の移動は手動で行われる構成であってもよい。
The detection system contact / separation moving mechanism 24 moves the γ-
In the case of the apparatus of the first embodiment, the movement of the γ-
以上に詳述したように、実施例1の装置の場合、被検体mに投与されて乳房領域maに到来した放射性同位元素によって生じるγ線を検出するγ線検出機構3を検出系接離移動機構24により被検体mに対して接近する方向に移動させて被検体mの乳房領域maに近づけられるので、γ線検出機構3で検出されるγ線の量が増加してγ線検出機構3のγ線検出感度があがる。
よって、実施例1のマンモグラフィ装置によれば、被検体mの乳房領域maのRI分布画像を十分な感度で撮影することができる。
As described in detail above, in the case of the apparatus of Example 1, the γ-
Therefore, according to the mammography apparatus of the first embodiment, an RI distribution image of the breast region ma of the subject m can be captured with sufficient sensitivity.
なお、実施例1の装置の場合、装置の機械的原点に対するγ線検出機構3の位置と向きは、搬送制御部14から送出される搬送位置データと、昇降制御部15から送出される上下位置データと、回転制御部16から送出される回転角度データと、近接移動制御部25から送出される位置変動データとにしたがって定まる。
In the case of the apparatus of the first embodiment, the position and orientation of the γ-
つまり、実施例1の装置では、装置の機械的原点に対するγ線検出機構3の位置と向きが変化しながら撮影が進行することにもなるので、以下に、装置の機械的原点に対するγ線検出機構3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。
That is, in the apparatus according to the first embodiment, since the imaging proceeds while the position and orientation of the γ-
γ線検出機構3を構成する第1,第2の各γ線検出器1,2は、図6および図7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S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WA,WB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。
As shown in FIGS. 6 and 7, each of the first and second γ-
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)
Accordingly, when a phenomenon occurs in which γ rays emitted from the subject m are simultaneously counted (hereinafter abbreviated as “event” as appropriate), a γ ray detecting element a that simultaneously detects γ rays from the mechanical origin OM of the apparatus. , B, the vectors uA and uB are also obtained according to the following equations (1) and (2).
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。
On the other hand, when a phenomenon (event) in which γ rays emitted from the subject m are simultaneously counted occurs, address pair data of the γ ray detection elements a and b that detect γ rays, and γ that detects γ rays. Address pair data of vectors uA and uB for the line detection elements a and b are collected and stored as list mode type data for each event.
On the other hand, a straight line LOR (Line of Response) connecting γ-ray detection elements a and b that simultaneously detect γ-rays is obtained for each event from address pair data of vectors uA and uB collected and stored as list mode type data. The positron emitting species is above the straight line LOR.
ベクトルuAはリストモード型データとして保存されたγ線検出機構3としてのγ線検出器1,2の位置および向きの情報と次の式(3)にしたがって求められる。なお、γ線検出器1,2の位置および向きのデータは変化があった時だけタグ情報として保存されるようにしてもよい。
uA=RX ・RY ・RZ ・T・WA ・・・・(3)
但し、以下に示すように、RX ,RY ,RZ は装置の機械的原点OMを原点として互いに直交するX軸,Y軸,Z軸まわりのγ線検出器1,2の回転、TはX軸,Y軸,Z軸の各方向の位置(すなわちVA)である。
また、ベクトルuBもベクトルuAの場合と同様にして求めることができる。
The vector uA is obtained according to the following equation (3) and information on the position and orientation of the γ-
uA = R X , R Y , R Z , T, WA (3)
However, as shown below, R X , R Y , R Z are rotations of the γ-
Further, the vector uB can be obtained in the same manner as the vector uA.
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 Bial.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(4)式の通りである。(4)式の更新式が繰り返されることでRI分布画像が求まる。 In this way, when a straight line LOR (Line of Response) connecting γ-ray detection elements a and b that simultaneously detect γ-rays is obtained for each event, a successive approximation list mode reconstruction algorithm is applied [ For example, see J Reader et al 1998 Phys. Med Bial. 43 835-846 (non-patent literature). The image update formula of this list mode reconstruction algorithm is as shown in formula (4). The RI distribution image is obtained by repeating the updating formula (4).
ここで、fk j はk回目の反復における画素jの画素値、aij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1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(4)式に限られるものではない。
Here, f k j is the pixel value of the pixel j in the k-th iteration, a ij is the probability that the γ-ray emitted from the pixel j is detected by LORi, M is the number of measured events, and I is the main imaging condition It is the number of all LORs in (detector arrangement).
Note that the update formula used in the image reconstruction algorithm applied to the apparatus of the first embodiment is not limited to the formula (4).
さらに実施例1の装置の場合、画像再構成領域Sの中心座標OCは第1,第2の両γ線検出器1,2の中点にとられる。またγ線検出機構3はXa軸の1軸まわりに回転するだけであるので、β=0であって、γ=0であり、その結果、(3)式中のRY ,RZ は、いずれも次の式(5)となる。
Further, in the case of the apparatus according to the first embodiment, the center coordinate OC of the image reconstruction area S is set to the midpoint between the first and second γ-
次に、この発明のマンモグラフィ装置の実施例2を図面を参照しながら説明する。図8は実施例2に係るPET方式のマンモグラフィ装置のγ線検出機構まわりの構成を示す正面図、図9は実施例2の装置による乳ガン検診状況を示す斜視図である。
実施例2のマンモグラフィ装置では、図8および図9に示すように、被検体mの乳房領域maを取り囲む第1〜第4の4個のγ線検出器27〜30が、被検体mに投与されて乳房領域maに到来した放射性同位元素(RI)によって生じるγ線を検出するγ線検出機構26を構成している他は、実施例1の装置と同一であるので、相違する点のみを説明し、共通する点の説明は省略する。
Next, a second embodiment of the mammography apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a front view showing a configuration around the γ-ray detection mechanism of the PET mammography apparatus according to the second embodiment, and FIG. 9 is a perspective view showing a breast cancer screening situation by the apparatus of the second embodiment.
In the mammography apparatus of the second embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, first to fourth four γ-
第1〜第4のγ線検出器27〜30は、それぞれ円筒を縦に4等分割した形状を有しており、図8中に矢印で示すように、各γ線検出器27〜30が被検体mに対して接離する方向に移動可能となっていて、図8に実線で示すように、各γ線検出器27〜30が被検体mに対してもっとも接近する位置まで移動すると、図9に示すように、γ線検出機構26の全体が円筒形になる。
Each of the first to fourth γ-
したがって、実施例2の装置は、第1〜第4のγ線検出器27〜30からなるγ線検出機構26を被検体mに対して接離する方向に移動させる検出系接離移動機構31を備えている。具体的には、図8に示すように、検出系接離移動機構31は検出系取着部材13に設置された電気モータ31Aおよび電気モータ31Aにより回転する棒ネジ31Bを各γ線検出器27〜30ごとに有しており、各γ線検出器27〜30の係止部27a〜30aが各棒ネジ31Bに螺合していて、電気モータ31Aの回転で棒ネジ31Bが回転して係止部27a〜30aが各棒ネジ31Bに沿って移動するのに伴って全γ線検出器27〜30が同時に等距離だけ近づく向きに移動したり、逆に全γ線検出器27〜30が同時に等距離だけ遠ざかる向きに移動したりする構成とされている。
Therefore, the apparatus according to the second embodiment has a detection system contact /
実施例2の装置により乳ガンの検診を行う時は、第1〜第4のγ線検出器27〜30を図8中に一点鎖線で示すように、互いに遠ざかる向きに移動させた状態でγ線検出機構26を被検体mの乳房領域maにあてがっておいてから、全γ線検出器27〜30を被検体mの方に移動させてできるだけ近づけてRI分布画像を撮影する。
When breast cancer is screened by the apparatus of Example 2, the first to fourth γ-
図10は、実施例2の変形例に係るマンモグラフィ装置のγ線検出器の動きを示した正面図である。上記の実施例2では、γ線検出器27〜30を被検体m(乳房領域)に近づけていくと、γ線検出器27〜30が相互に干渉するので、図8に実線で示した状態(円筒形状態)よりも被検体に近づくことはできない。これに対して、図10に示した変形例では、γ線検出器27〜30を被検体(乳房領域)に対して接離する方向に移動させる検出系接離移動機構の他に、γ線検出器27〜30を正面視して接離方向に対して直交する方向に移動させる検出系スライド移動機構(図示せず)を備えている。検出系スライド移動機構は、例えば、図8に示した検出系接離移動機構31をベース板に搭載し、このベース板を接離方向と直交する方向に配設した、検出系接離移動機構31と同様のネジ送り機構で駆動することにより、容易に実現することができる。このように構成することにより、図10(a)の円筒形状態から図10(b)に示すように、γ線検出器27〜30の相互の干渉を避けてγ線検出器27〜30を被検体に一層接近させることができる。
FIG. 10 is a front view illustrating the movement of the γ-ray detector of the mammography apparatus according to the modification of the second embodiment. In the second embodiment, the γ-
次に、この発明のマンモグラフィ装置の実施例3を図面を参照しながら説明する。図11は実施例3に係るPET方式のマンモグラフィ装置のγ線検出機構まわりの構成を示す正面図、図12は実施例3の装置による乳ガン検診状況を示す斜視図である。 Next, a third embodiment of the mammography apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a front view showing the configuration around the γ-ray detection mechanism of the PET mammography apparatus according to the third embodiment, and FIG. 12 is a perspective view showing a breast cancer screening situation by the apparatus of the third embodiment.
実施例3のマンモグラフィ装置では、図11および図12に示すように、うつ伏せ姿勢の被検体mの乳房領域maを受け入れる凹状γ線検出器33と被検体mの乳房領域maの乳房領域の背面に向き合うフラット状γ線検出器34とが、被検体mに投与されて乳房領域maに到来した放射性同位元素(RI)によって生じるγ線を検出するγ線検出機構32を構成している他は、実施例1の装置と実質的に同様の構成であるので、相違する点のみを説明し、共通する点の説明は省略する。
In the mammography apparatus of the third embodiment, as shown in FIG. 11 and FIG. 12, a concave γ-
図12に示すように、乳ガン検診を受ける際に被検体mがうつ伏せで乗るベッドBDは、被検体mの乳房領域maに対応するところが途切れて空隙になっており、ベッドBDの空隙の間に凹状γ線検出器33が固定されていて、ベッドBDに被検体mがうつ伏せで乗ると自ずと被検体mの乳房領域maが凹状γ線検出器33に嵌まり込んで受け入れられる構成とされている。
As shown in FIG. 12, the bed BD on which the subject m rides on his / her face when undergoing breast cancer screening is discontinuous at the portion corresponding to the breast region ma of the subject m, and is between the gaps in the bed BD. The concave γ-
一方、γ線検出機構32の上部を構成する方のフラット状γ線検出器34は、ベッドBDに基端が固定されている逆L字状支持アーム35により凹状γ線検出器33の上方に垂直に保持されている検出系保持ロッド36の下端側に設置されていて、被検体mに対して接離する方向に移動可能となっている。したがって、実施例3の装置は、γ線検出機構32の上部であるフラット状γ線検出器34を被検体mに対して接離する方向に移動させる検出系接離移動機構37を備えている。
On the other hand, the flat γ-
具体的には、図11に示すように、検出系保持ロッド36が筒状の外側ロッド36Aと内側ロッド36Bとからなり、内側ロッド36Bが外側ロッド36Aに上下方向へ移動可能に内挿されている。外側ロッド36Aは逆L字状支持アーム35に取り付けられていて、内側ロッド36Bの下端にフラット状γ線検出器34が取り付けられている。そして、検出系接離移動機構37は、内側ロッド36Bの側に設置されたラック37Aと外側ロッド36Aの側に設置されたピニオン37Bおよび電気モータ37Cを有していて、電気モータ37Cの回転によってピニオン37Bが回るのに連れてピニオン37Bと噛み合っているラック37Aが移動すると、内側ロッド36Bが上または下に移行し、フラット状γ線検出器34が被検体mに対して近づいたり離れたりする。
Specifically, as shown in FIG. 11, the detection
実施例3の装置により乳ガンの検診を行う時は、フラット状γ線検出器34を上に移動させておき、被検体mをうつ伏せでベッドBDに乗せた後、フラット状γ線検出器34を下に移動させて被検体mに近づけておいてから、RI分布画像を撮影する。
なお、ベッドBDの表面に被検体mの形に合った凹みを形成しておけば、うつ伏せでベッドBDに乗せられた被検体mの安定度が高まる。
When performing breast cancer screening using the apparatus of Example 3, the flat γ-
In addition, if the dent suitable for the shape of the subject m is formed on the surface of the bed BD, the stability of the subject m placed on the bed BD is lowered.
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1〜3の装置は、PET方式のマンモグラフィ装置であったが、この発明はSPECT方式などPET以外の方式にも適用できる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
(1) Although the apparatuses of Examples 1 to 3 are PET mammography apparatuses, the present invention can also be applied to systems other than PET, such as the SPECT system.
(2)実施例1の装置は、γ線検出機構3が天井に配設されたレール部材に沿って搬送される天井走行型であったが、この発明は、γ線検出機構3が床に配設されたレール部材に沿って搬送される床走行型にも適用できる。
(2) The apparatus according to the first embodiment is a ceiling traveling type in which the γ-
(3)実施例1の装置の場合、γ線検出機構3の位置と向きが搬送制御部14から送出される搬送位置データと、昇降制御部15から送出される上下位置データと、回転制御部16から送出される回転角度データと、近接移動制御部25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、γ線検出機構3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計測する構成であってもよい。
(3) In the case of the apparatus of the first embodiment, the position and orientation of the γ-
磁気式センサーを利用する場合、例えば、γ線検出機構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γ線検出機構3の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、γ線検出機構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。
When using a magnetic sensor, for example, a transmitter that transmits radio waves in three orthogonal directions is attached to the γ-
When using an optical sensor, for example, a mark piece is attached to the γ-
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 …γ線検出機構(γ線検出手段)
17 …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)
20 …RI分布画像取得部(RI分布画像取得手段)
24 …検出系接離移動機構(検出系接離移動手段)
26 …γ線検出機構(γ線検出手段)
27 …第1γ線検出器
28 …第2γ線検出器
29 …第3γ線検出器
30 …第4γ線検出器
31 …検出系接離移動機構(検出系接離移動手段)
32 …γ線検出機構(γ線検出手段)
33 …凹状γ線検出器
34 …フラット状γ線検出器
37 …検出系接離移動機構(検出系接離移動手段)
m …被検体
ma …乳房領域
1 ... 1st gamma ray detector (gamma ray detector)
2 ... Second γ-ray detector (γ-ray detector)
3 ... γ-ray detection mechanism (γ-ray detection means)
17 ... Emission data collection unit (Emission data collection means)
20 ... RI distribution image acquisition unit (RI distribution image acquisition means)
24 ... Detection system contact / separation movement mechanism (detection system contact / separation movement means)
26 ... γ-ray detection mechanism (γ-ray detection means)
27 ... 1st γ-
32 .gamma. Ray detection mechanism (gamma ray detection means)
33 ... concave γ-
m ... subject ma ... breast area
Claims (6)
3. The mammography apparatus according to claim 1, wherein the γ-ray detection means includes a concave γ-ray detector that receives the breast region of the subject in a prone posture, and a flat γ-ray detector that faces the back of the breast region of the subject. A mammography apparatus in which the detection system contact / separation moving means moves the flat γ-ray detector.
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