JP2007524827A - 単一フォトン放出コンピュータ断層撮影システム - Google Patents
単一フォトン放出コンピュータ断層撮影システム Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】図38
Description
本出願は、1999年4月14日に出願された米国仮特許出願番号60/129,239号及び1999年8月30日に出願された米国特許第60/151,378号に対する優先権を主張する、2000年4月14日に出願された米国特許出願番号第09/549,435号(現在は米国特許第6,525,320号)の一部継続出願である2003年2月5日に出願された米国特許出願番号第10/358,961号の一部継続出願である。
また本出願は、2003年6月20日に出願された米国仮特許出願番号60/480,381号に対しても優先権を主張する。これらの全内容は引用により本明細書に組み込まれる。
及び、
を用いて、対応する値であるΨ及びφが計算される。
r及びθの各組み合わせに対し、対応する位置φ、Ψ、Rapp及びRdetに関連する強度値が保存される。本発明はまた、単一フォトン放出コンピュータ断層撮影システム及びそのための装置を較正する種々の方法を提供する。
1.総括
本発明の1つの態様は、単一フォトン放射型コンピュータ断層撮影法(SPECT)を実施するためのシステムを含む。本システムは、通常180°〜360°にわたる円弧体の周りに位置付けられるのが好ましい複数の放射線検出器モジュールから構成される放射線検出器組立体を含む。面内(軸方向)コリメーションは、放射線検出器組立体の角度範囲(典型的には180°〜360°)と同様の角度範囲にわたって延びる可動円弧体又はリングにより行われる。面交叉(縦方向)コリメーションは、静止位置に保持され横断面(縦方向軸線に垂直)に平行に配向されたフォトン減衰材料の複数のベーン又はシートによって行われる。任意選択的に、これらのベーンは、Styrofoam(登録商標)又は他のプラスチックのような放射線透過性スペーサ材料のシートにより分離することができる。また、本発明の幾つかの実施形態には、患者用椅子又は支持構造体も含まれる。
図1A及び図1Bは、心臓SPECTに最適化された本発明の好ましい実施形態の図であり、システム100の全体構成及び患者102の位置決めを示している。患者の出入り用開口部104が示されている。システムのイメージングセクション106は、患者の胸部の右側にわたって円弧体として延びる。イメージングセクションは、以下で説明するような内部構成要素を有する鉛遮断ハウジングからなる。イメージングセクションは、ベース110に固定されたスタンド108により支持される。同時に、イメージングセクションの後側部分及びスタンドは、患者支持体の「後部」を形成する。患者は、調整可能シート112に座る。このシートの垂直方向高さは、患者の心臓がイメージング装置の適切な部分内に位置付けられるように調整することができる。このような調整は、電動モータ、油圧装置又は他の手段により行うことができる。シートは、任意選択的に、水平方向に旋回するように調整可能であり、従って、患者の着座位置の出入りが容易になる。また、スタンド及びベースは、スキャン処理に必要な電子機器、並びに任意の必要な制御装置及び表示装置を含み、又は支持することができる。
図2は、個々の検出器モジュール150の1つの実施形態を示す。複数(通常は64)の個々のモジュールは、患者の周りに円弧状で配列される。この円弧は、ほぼ180°〜360°の範囲にわたって延びることができる。心臓のSPECTでは、好ましい実施形態は、約180°である。図示の実施形態は、心臓イメージング用の大きさにされた固体検出器モジュールである。他の検出器モジュールの実施形態を以下で検討する。図示のように、検出器モジュール150は、細長いストリップである。検出器の表面上の矩形領域は、個々の固体検出器素子152のアレイを示し、各々がデータ収集用の1つのピクセルを含む。この実施形態では、検出器素子のアレイは、1次元、即ち1×Nであるが、2次元アレイを用いることもできる。多芯リボンケーブル154は、検出器素子から信号を処理する電子機器まで電気信号を伝送する。或いは、処理回路の一部は、検出器素子と一体化してもよく、又は検出器素子によりパッケージ化してもよい。
図3は、心臓のSPECT用に最適化された本発明の実施形態のアパーチャ円弧体170を示す。単一の放射線検出器モジュール172が円弧体の後方に示され、相対的位置関係を実際に示している。図示のように、検出器モジュールは、縦方向軸線にほぼ平行である。円弧体170は、フォトン遮断部材として働き、鉛又は同様の高度減弱材料で作ることができる。円弧体170は、その後方に位置する放射線検出器モジュール172を覆うのに十分な高さがある。円弧体は、患者から放射されるフォトンを本質的に完全に吸収する十分な厚さ(通常約3mm)がある。円弧体には、一連の垂直方向のアパーチャスロット174が貫通しており、これによりアパーチャスロットと位置が合ったフォトン176が患者からスロットを通って検出器モジュールに到達することができる。スロットは、患者の縦方向軸線にほぼ平行であることが好ましい。
図9Aは、(上からの)患者の視野領域180、アパーチャ円弧体182及び検出器モジュール184の相対位置を図示している。検出器モジュールのセット及びアパーチャ円弧体が患者の周りに同心状に位置するのがわかる。心臓イメージングの1つの実施形態は、各々が個々の素子又はピクセルのアレイからなるほぼ64個の放射線検出器モジュール184を含む。この実施形態では、アパーチャ円弧体182は、ほぼ30cmの半径aで位置決めされ、検出器モジュール184は、ほぼ40cmの半径bで位置決めされている。ほぼ50cmの直径cを有する患者の視野領域は、円弧体182の内側に容易に適合する。アパーチャ円弧体182及び/又は検出器モジュール184のセットは、共通の円弧中心が縦方向軸線にある真の幾何学的円弧で配列することができる。或いは、片方又は両方を更に楕円形とするか、円弧中心を共有しない弓形とすることができる。例えば、円弧の中心は、円弧の半径が増大するように縦方向軸線から離れて位置付けることができる。また、円弧182及び/又はモジュールのセット184は、非弓形であってもよい。例えば、どちらかを一連の短い直線セグメントとして配列することもでき、或いは部分的に弓形で部分的に非弓形とすることもできる。別の実施例は、どちらかの弧の半径が異なる半径方向位置で異なり、曲率半径が「円弧」に沿って変化するようなる。
図10a〜図10cは、単一の検出器190及びアパーチャ円弧体の小セクション192を上から見た図を示す。この図は、アパーチャ円弧体192の3つの異なる回転位置での円弧体192と検出器190の相対位置を示している。各位置で、アパーチャスロット194の位置により、図示のように、検出器の応答ラインが特定の経路196に制約される。アパーチャスロット194が検出器190の前部で移動すると、検出器の見通し線は、患者にわたって扇形になり、複数の応答又は投影ラインが生成されるのがわかる。
全ての検出器は、常に1つのスロットのみを「通して見る」ことが好ましい。スロット間隔は、各検出器が一度に1つのスロットだけで照射されるように決められる。フォトン全体の検出効率は、アパーチャ円弧体内のスロット数に比例する。許容可能なスロットの最大数nslotは、アパーチャスロットで利用可能な光線の入射の最大角度を表す角度φarc、検出器円弧の半径、及びアパーチャ円弧体上の円弧θAの所与の長さなどのアパーチャ円弧体上の円弧の最小長さの関数であり、所与の検出器が一度に1つのスロットを通る患者の視野(θA)だけを見るようにする。
再び図3を参照すると、スロット174は、ほぼ垂直なスロットとして示される。即ち、該スロットは視野の縦方向軸線に平行である。本発明の別の態様によれば、スロットは、図12に示すように斜めとすることができる。図12は、貫通する斜めアパーチャ208を有するアパーチャ円弧体207を含む組立体を示す。斜めアパーチャは、調整可能な側部要素209により定められるように示されるが、代替的に弧207に切り込んだスロットにより形成することもできる。また、上記のスロットの実施形態と同様に、スロット縁部は、上記で開示された形状の何れかを含む種々の形態で先細とすることができる。当業者には明らかであるように、弧207に沿って間隔を置いて複数のアパーチャを配置することが好ましい。簡単にするために、図12には2つのアパーチャ208のみを示す。しかしながら、付加的なアパーチャがあることが好ましい。図12は、本発明の付加的な態様を示しており、これは、コリメータ設計に関して以下で検討する。角度付のスロット又はアパーチャ208を「垂直」から僅かに傾いた角度からほぼ水平までの範囲の種々の角度で備えることができる。更に別の方法として、スロットは、患者軸線に対して完全に「水平」にすることができる。また、アパーチャは、図12に示す角度に対して反対方向に角度を付けることもできる。
再び図3及び図11A−Fを参照すると、アパーチャ円弧体及び検出器のセットにより、横断面平面内でコリメーションされるが、縦方向にはコリメーションされていない投影データが得られる。このため、本発明は、図13に示すように、縦方向又は断面平面コリメータのセットを備えることが好ましい。当業者には明らかなように、図13に示すコリメータ設計は、図3に示すような「垂直」アパーチャ円弧体に用いるように設計される。縦方向コリメータは、図示のように配列された一連のスタック様の円弧状ベーン220からなり、図示の検出器222の円弧配列と同心円状に配置される。アパーチャ円弧体は、この図では省略しているが、縦方向コリメータベーンと同心円状に配置される。ベーンは、相互に平行であり、患者の縦方向軸線にほぼ垂直であることが好ましい。ベーンは、鉛又は同様の減衰材料のシート又はパネルであり、放射線透過性プラスチック発泡体又は同様の材料(図示せず)からなるスペーサで分離することができる。ベーンの数、大きさ、及び厚さは、用途に応じて変えることができる。
本発明によるシステムの面内分解能は、検出器及びアパーチャ円弧体の半径RD及びRA、アパーチャ円弧体からの対象物の距離Dist、並びにスロット及び検出器素子の幅、それぞれWslot及びWdetによって決まる。
ここで、robj及びrDは、それぞれ、半値全幅対象物及び検出器分解能、pdetは検出器の比質量偏差、fは縦方向コリメートベーンにより閉じられた前部領域の割合である。本発明の構成では、f=ベーン厚さ/ベーン分離である。
当業者には明らかなように、鉛コリメータの構築は相当困難である。鉛は、極めて高密度であるが、あまり剛性がなく、強靭でもない。従って、鉛のベーンは重くて損傷を受けやすい。従来の平行穴コリメータでは、ベーンは極めて薄く作られ、複数の小さな平行穴が形成されている。コリメータの穴の深さは、鉛材料の強度及び剛性により幾分制限される。即ち、特定の深さより深いコリメータが構築されることになる場合には、時間の経過と共に薄い鉛のベーンは実際に撓み、コリメータの有用性が失われる可能性がある。同様の検討事項は本発明にも当てはまる。図13の220及び図12の210などのコリメートベーンは、大きくて重いため、個々のベーンを適切に支持する方法が課題となる。更に、個々のベーンが正確に位置決めされて位置合わせされることが重要である。
図1及び図4に示すように、心臓イメージングに最適な実施形態では、円弧形状のイメージング機器を用いて、患者がイメージングシステムに容易に出入りできるようにする。しかしながら、アパーチャ円弧体が回転すると、円弧の開放領域内に僅かに延びることになる。従って、本発明には、図20A及び図20Bに示すように、任意選択的にアパーチャ円弧体の一方又は両方の端部に位置決めされることになる枢動延長フラップを設ける。この図は、その長さを延びる延長ベーン302を含むアパーチャ円弧体300の一方の端部を示している。図20Aは、円弧の移動の一方の末端位置のアパーチャ円弧体300及びベーン302を示しており、図20Bは、別の末端位置でのアパーチャ円弧体300及びベーン302を示している。延長ベーン302は、ヒンジ304によりアパーチャ円弧体に移動可能に取り付けられる。枢動ロッド306は、アパーチャ円弧体が移動することにより延長ベーンが該ロッドに押し付けられると、図20Bに示すように延長ベーンを枢動させて患者から離れるようにベーンの経路に配置される。これは、円弧又はベーンの開口への延長を最小にしながら、検出器を望ましくない外部放射から遮蔽する。
ここで検出器又はセンサ設計に移ると、本発明に種々の方法を用いることができる。図2及び図3は、1次元の直線状アレイとみなすことができるストリップ検出器を示している。また、本発明では2次元アレイも提供される。このようなアレイは、一体型ユニットとして設けることができ、或いは、2つ又はそれ以上の1次元アレイを極めて近い距離で配置することにより近似することもできる。イメージングシステムの全体感度は、利用可能な検出器表面積に直線的に比例する。
検出器モジュールの間隔が疎である場合には、本システムにより行われる角度サンプリングのパターンに間隙が見られる。このような間隙の重要性は、アパーチャ円弧体が移動するときに得られるデータの角度「ビン」の数に依存する。加えて、不完全な角度サンプリングにより引き起こされるアーチファクトの有意性は、臨床環境によって決まる。このようなアーチファクトが好ましくない場合には、本発明は、任意選択的に限定された角度範囲502を通して検出器モジュー500の円弧を回転させるための手段(図33)を提供し、このような移動は、連続的又は限定された数の不連続な段階の何れかで生じる。検出器の円弧の移動範囲は、検出器間の間隔に等しい。検出器移動の各段階で、アパーチャ円弧体504は移動506の範囲にわたって移動する。このように、検出器母集団が疎であっても角度投影の完全なセットを得ることができる。
当業者には公知のように、核医学イメージング装置には定期的な較正が必要である。典型的な平行穴のガンマカメラでは、較正を行うために片側に放射性材料を有する材料のシートをコリメータの面に接触させて位置付ける。本発明では様々な問題が生じる。管状放射線源は患者軸線に位置決めすることができる。しかしながら、幾つかの位置にわたって各円弧位置で長い照射時間を必要とするため、較正は極めて時間がかかることになる。また、このことにより、較正工程の間に室内が許容できない放射線レベルになる。図35は、好ましい較正方法を示す。アパーチャ円弧体の一部を510で示し、アパーチャを512で示す。較正部材514は、アパーチャ512に隣接して位置付けられる。これは円弧形状であり、図示したものよりも小さな半径及び曲率であってもよい。内側表面516は、その上に放射性材料を有し、該放射性材料によりフォトンがアパーチャ512を通って進むように位置決めされる。これによって、放射性材料が、アパーチャを「見る」ことができるセンサの全視野を覆うことになる。明らかに、複数の較正部材514が用いられ、1つがアパーチャの各々に配置される。これによって装置を迅速に較正することができ、較正装置をコンパクトに収納することができ、放射線への露出を最低限にすることができる。
上記で説明した本発明の実施形態は、検出器アレイ、コリメータ、及び遮断部材の各々の形状が弓形であるように仕様が定められている。当業者には明らかであるように、他の形状も可能である。例えば、検出器は、矩形又は正方形配列にレイアウトすることもできる。遮断部材及びコリメータも同様の形状にすることができる。別の実施例として、ストリップ又は2次元の検出器の何れかのセットは、視野の周りの種々の位置で直線状の列に配列することができる。この方法は、2次元の検出器520を用いて図36に示される。検出器520の各列は、その前方に位置付けられた直線シートの形態の遮断部材522を有する。遮断部材522は、貫通して形成されたスロット524のようなアパーチャを有し、矢印Dで示されるように移動し、ライン又は応答が視野を掃引するようにする。また、本明細書の他の実施形態で検討したコリメータを備えることもできる。更に別の形態では、検出器は、ストリップ又は2次元の何れであっても、図36に示すように配置することができ、円弧又はリング形状の遮断部材を用いることができる。この配列又は図36の配列は、180度と360度との間の円弧を覆うことができる。これらの実施形態では、2次元の検出器を用いる場合には、ガンマカメラに用いるような従来の大きな2次元の検出器を幾つかの(好ましくは4つの)要素に切り分け、これらの実施形態に必要な小さな2つの2次元検出器を得る。これにより構成要素の合計コストが低減される。
図37は、図18に示すものと類似したイメージング円弧体610の支持組立体を示す。しかしながら、図37は、上部支持部材612と下部支持部材614との間の付加的な方向に走る対角スポーク又は引張り部材を有する円弧体を示す。スポークは、垂直方向のセットと第1及び第2の対角方向のセットとを含むと考えることができる。垂直方向のセットのスポークを代表する水平スポークは616で表記される。第1の対角方向のセットのスポークを代表するスポークは618で表記され、第2の対角方向のセットのスポークを代表するスポークは620で表記される。図示するように、各セットは、円弧体に沿って配列され、上部及び下部支持部材612及び614の間に延びる同様に位置決めされた複数のスポークを含む。円弧体610は、3つのスポークのセット全てによって構成することができるが、1つ又は2つのスポークのセットだけで構成することもできる。好ましい1つの実施形態では、620で表される第2のセットの対角スポークだけが設けられる。上記で考察したように、支持組立体610は、本発明のイメージング装置のレスト部に取り付けられたベース部又は固定端部622を有し、円弧体の残部はベース622から自由端部まで延びる。幾つかの実施形態では、円弧体610の残部は、支持されておらず、従って、自立型にする必要がある。円弧体610はかなり重い場合があるので、その長さに沿う撓み及び捩れに耐えるように構成する必要がある。620で示されるスポークを設けることにより、円弧体の撓みを幾分補償することができる。当業者には明らであるように、スポーク620を締めることにより、スポークが緩む場合にとることになる位置に対して円弧体610の片持ち自由端部を持ち上げることができる。場合によっては、616及び618で表されるスポークも付加的な構造を与えるか、他の補償を与えるようにすることができる。
当業者には明らかなように、本発明によるイメージングシステムは、ほぼ矩形の平坦面を有する現行のイメージングカメラとは異なる形式でデータを提供する。これらの従来のカメラは、複数の角度から画像を撮り、各画像は、その角度から患者の2次元の「ピクチャ」を提供する。本発明では、フォトンは、複数の検出器により複数の角度から受け取られ、アパーチャ円弧体及び検出器が互いに相対移動するときに種々の検出器に対する応答のラインが患者領域にわたって掃引される。イメージングは、異なる様式で行われるため、本発明からのデータを最初に処理して現行の機械で用いられるフォーマットにすることが好ましい。次に、従来の再構成ソフトウェアを用い、結果として得られたデータを処理することができる。データを現在イメージング装置により提供される形式にフォーマットするこの中間段階を本明細書では「リビニング」と呼ぶ。
で与えられる。
図35に関して考察したように、本発明によるイメージングシステムを較正するために、あるタイプの較正用線源を設けることが望ましい。従来の2次元イメージングカメラでは、平坦シートの放射線源が、典型的にはコリメータの上部に置かれ、上方向に配向される。この較正用線源により、カメラの全表面が同じレベルの放射性照射に暴露され、カメラを較正することができるようになる。即ち、カメラの特定の部分の読み取りがカメラの他の部分に対し高いかもしくは低い場合にはソフトウェア調節を行うことができ、較正後に結果として得られる読み取り値が一様になる。これらの従来の較正法には幾つかの欠点がある。第1に、放射性較正用線源は大きくて重く、技術者が操作するのが困難なことが多い。これらは通常、過剰な放射線被曝を避けるために、大きな鉛のボックスに収納される。しかしながら、ボックスの大きさ及び重量に起因して、技術者は、ボックスを1箇所に置き、次いで放射線源をイメージングが実際に行われる部屋の中に技術者の体に隣接して運ぶことを余儀なくされる場合が多い。これは不便であり、技術者の放射線被曝が付加されることになる。また、較正用線源とカメラの感知表面との間に位置決めされたコリメータにより、10000フォトン毎に約1個しか通過して感知表面に到達することができない。従って、較正手順は時間がかかることが多い。
上記で考察したように、本発明は、CZTなどの固体検出器の何れか、又は光電管が裏付けされたシンチレーション材料で作ることができる。上記の実施形態では、シンチレーション材料の個々の要素を並べて組み立てた。好ましい別の実施形態によれば、図74に820で示すようなシンチレーション材料の単一の大きな湾曲した結晶を備えることができる。この結晶の単一の湾曲要素は、その面に沿って刻み目を付けることができ、この刻み目線は、異なるフォトン受信領域に分割されるように結晶を通って部分的に切断される。図75は、複数の光電管822が裏付けされた結晶820を示す。
Claims (37)
- フォトン放出放射性同位体の3次元分布を表す形式の複数の断層画像を生成するための単一フォトン放出コンピュータ断層撮影システムであって、
患者の一部が視野内に位置するように患者を支持するための患者支持体を含み、縦方向軸線が視野を通して定められるベースと、
フォトンが衝突したかどうかを検出するよう動作可能なフォトン応答性検出器を含み、前記視野内に位置する患者の一部から放出されるフォトンを検出するように動作可能な前記視野に隣接する検出器組立体と、
前記視野と前記検出器との間に配置され、位置が合ったフォトンを通過させるため貫通して形成されたアパーチャスロットを有する、前記検出器から前記アパーチャを通って応答ラインが定められるフォトン遮断部材と、
フォトン減衰材料で作られた複数のコリメートベーンを含むコリメーション組立体と、
第1の支持部材と、該第1の支持部材から間隔を置いて配置された第2の支持部材とを含み、前記コリメーション組立体が前記両支持部材の間に配置され、第1の距離が前記コリメーション組立体と前記第1の支持部材との間に定められ第2の距離が前記コリメーション組立体と前記第2の支持部材との間に定められるようにされた、前記コリメーション組立体を支持するための支持組立体と、
前記第1の距離を調節するよう動作可能な第1の調節装置と、前記第2の距離を調節するよう動作可能な第2の調節装置とを含む調節組立体と、
を備えることを特徴とするシステム。 - 前記コリメーション組立体が、前記視野に向かって配向された前面と前記視野から離れる方向に配向された背面とを有し、前記第1の調節装置が、各々が前記第1の支持部材と前記コリメーション組立体との間に延びる第1のペアの調節部材を含み、前記調節部材の1つが、前記コリメーション組立体の前面に対して他の調節部材よりも近接していることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第2の調節装置が、各々が前記第1の支持部材と前記コリメーション組立体との間に延びる第2のペアの調節部材を含み、前記調節部材の1つが前記コリメーション組立体の前面に対して他の調節部材よりも近接しており、前記第1及び第2のペアの調節部材が協働して、前記第1の距離及び前記第2の距離並びに前記支持組立体に対する前記コリメーション組立体の角度を調節するよう動作可能であることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 前記支持部材は、ほぼ同じ広がりを有し、各々が前記ベースに支持された固定端部とこれから間隔を置いて配置された自由端部とを有し、前記コリメーション組立体が、前記ベースに隣接する第1の端部と前記支持部材の自由端部に隣接する第2の端部とを有し、前記第1の調節装置が、前記第1の支持部材と前記コリメーション組立体との間に延びる第1の複数の調節部材を含み、前記第2の調節装置が、前記第2の支持部材と前記コリメーション組立体との間に延びる第2の複数の調節部材を含み、前記両調節部材が協働して、前記支持部材に対して前記コリメーション組立体の位置を調節することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の複数の調節部材が、前記第1の支持部材の前記固定端部と自由端部との間に間隔を置いて配置され、前記第2の複数の調節部材が、前記第2の支持部材の前記固定端部と自由端部との間に間隔を置いて配置されることを特徴とする請求項4に記載のシステム。
- 前記コリメーション組立体が、前記視野に向かって配向された前面と、前記視野から離れる方向に配向された背面とを有し、前記第1の複数の調節部材が前部のセットと後部のセットとを含み、前記第1のセットが、前記コリメーション組立体の前面に対して前記後部のセットよりも近接していることを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 前記第2の複数の調節部材が前部のセットと後部のセットとを含み、前記第1のセットが前記コリメーション組立体の前面に対して前記後部のセットよりも近接していることを特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 前記支持部材が、ほぼ弓形であり、前記縦方向軸線に垂直な平面に全体的に配置され、前記支持部材が、前記視野の周りで少なくとも部分的にほぼ弓形に延びることを特徴とする請求項4に記載のシステム。
- 前記支持部材が各々、ほぼ平坦な部材であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記支持部材が、ほぼ同じ広がりを有することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記支持組立体が、前記ベースに支持された固定端部と、これから間隔を置いて配置された自由端部とを有することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記支持組立体が、前記第1の支持部材と第2の支持部材との間に延びる複数の引張り部材を更に含み、各引張り部材が、前記第1の支持部材と相互に連結された第1の端部と、前記第2の支持部材と相互に連結された第2の端部とを有し、前記引張り部材は、前記第1の端部と第2の端部との間の距離が調節されるように調節可能であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記各支持部材が、前記ベースにより支持された固定端部と、これから間隔を置いて配置された自由端部とを有することを特徴とする請求項12に記載のシステム。
- 前記引張り部材が、前記支持部材の固定端部と第2の端部との間に間隔を置いて配置されることを特徴とする請求項13に記載のシステム。
- 前記引張り部材の少なくとも一部は、前記第2の端部よりも前記第1の端部の方が前記支持部材の固定端部から遠くにあるように角度が付けられ、前記他の引張り部材は、前記第1の端部よりも前記第2の端部の方が前記支持部材の固定端部から遠くにあるように角度が付けられることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
- 前記縦方向軸線がほぼ垂直であり、前記支持組立体が全体的に前記縦方向軸線に垂直な平面に配置され、前記第1の支持部材が上部支持部材であり前記第2の支持部材が下部支持部材であるようにされることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記コリメーション組立体が、フォトン遮断材料のシートと放射線透過材料のシートとの交互のスタックを含み、前記フォトン遮断材料のシートが前記コリメートベーンを定めることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記検出器及び前記フォトン遮断部材の一方を該検出器及び前記フォトン遮断部材の他方に対して相対的に移動させ、前記アパーチャが前記検出器に対して変位し且つ前記応答ラインが前記視野の少なくとも一部にわたり掃引するように動作可能な変位アクチュエータを更に備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記視野内の患者の部分が前記患者の胴体であり、前記縦方向軸線がほぼ垂直であり、前記患者の頭が腰よりも実質的に高い状態で前記患者の胴体がほぼ垂直に延びることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記ベースが、患者の腰を支持するためのほぼ水平な底部と、患者の後部を支持するためのほぼ垂直な後部分とを有する椅子様構造体を含むことを特徴とする請求項19に記載のシステム。
- 前記支持組立体がほぼ弓形であり且つ少なくとも部分的に前記視野を囲むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記コリメーション組立体が、前記フォトン遮断部材と前記検出器との間に配置されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 放射線透過性材料が、前記コリメーション組立体の前記ベーン間に配置されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記コリメートベーンが前記縦方向軸線にほぼ垂直であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記コリメートベーンが前記縦方向軸線に対して角度を成すことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記アパーチャスロットが、縦方向軸線にほぼ平行であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記アパーチャスロットが、前記ベーンの少なくとも一部に対しほぼ垂直であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- ベースと、
視野をイメージングするための検出器組立体であって、フォトンが衝突するかどうかを検出するよう動作可能なフォトン応答検出器を含み、前記視野から放出されるフォトンを検出するように動作可能な検出器組立体と、
フォトン減衰材料で作られた複数のコリメートベーンを含むコリメーション組立体と、
第1の支持部材と、該第1の支持部材から間隔を置いて配置された第2の支持部材とを含み、前記コリメーション組立体が前記両支持部材の間に配置され、第1の距離が前記コリメーション組立体と前記第1の支持部材との間に定められ第2の距離が前記コリメーション組立体と前記第2の支持部材との間に定められるようにされた、前記コリメーション組立体を支持するための支持組立体と、
前記第1の距離を調節するよう動作可能な第1の調節装置と、前記第2の距離を調節するよう動作可能な第2の調節装置とを含む調節組立体と、
を備えることを特徴とするイメージングシステム。 - 半径方向イメージングシステムからの断層撮影画像データが、視野の周りの複数の位置に配置されている間に読み取り値を得るタイプの従来のガンマ線カメラから得られるデータに対応するように前記データをリビニングする方法であって、
前記視野が、貫通して定められる縦方向軸線を有し、前記従来のガンマ線カメラが前記縦方向軸線に平行な中心線を備えた感知面を有し、前記縦方向軸線と前記中心線との間に垂直に位置ラインが定められ、前記位置ラインを含み且つ前記縦方向軸線に垂直であるように感知平面が定められ、前記縦方向軸線に垂直であり且つ前記感知平面内に含まれるようにベースラインが定められ、前記従来のガンマ線カメラの角度位置が前記ベースラインと前記位置ラインとの間の角度θとして定められ、前記従来のガンマ線カメラが、前記感知面上へのフォトン衝突を検出するよう動作可能であり、前記感知平面における各衝突が前記中心線から距離rの位置に位置付けられ、
前記リビニング方法が、
患者の一部が前記視野内に位置付けられるように該患者を支持するための患者支持体を含むベースと、前記視野に隣接するほぼ弓形の検出器組立体であって、フォトンが前記検出器に衝突するかどうかを検出するよう動作可能なフォトン応答検出器を含み、更に前記弓形の検出器組立体に沿って前記検出器への衝突位置を識別するよう動作可能な検出器組立体と、前記視野と前記検出器との間に配置され、位置が合ったフォトンを通過させるため貫通して形成されたアパーチャスロットを有する、前記検出器から前記アパーチャを通って応答ラインが定められるフォトン遮断部材と、フォトン減衰材料で作られ且つ複数の間隙を定めるように間隔を置いて配置された複数のほぼ平行なコリメートベーンを含むコリメーション組立体と、前記検出器及び前記フォトン遮断部材の一方を前記検出器及び前記フォトン遮断部材の他方に対して相対的に移動させ、前記アパーチャが前記検出器に対して変位し且つ前記応答ラインが前記視野の少なくとも一部を掃引するように動作可能な変位アクチュエータとを備える半径方向イメージングシステムを準備する段階と、
全体的に前記感知平面に衝突する複数のフォトンに関連する検出器読み取り値であって、各々が強度を含む複数の検出器読み取り値を得る段階と、
前記視野の中心線からの半径Rdet及び前記ベースラインに対する角度位置Ψを含む、前記検出器組立体からの各読み取り値の位置を求める段階と、
前記視野の中心線からの半径Rapp及び前記ベースラインに対する角度位置θを含む、各読み取り値に対する前記アパーチャスロットの位置を求める段階と、
従来のガンマ線カメラのr及びθの各組み合わせに対して次式:
及び、
を用いて、対応する値であるΨ及びφを計算する段階と、
r及びθの各組み合わせに対し、前記対応する位置φ、Ψ、Rapp及びRdetに関連する強度値を保存する段階と。
を含む方法。 - コンピュータ・デバイスを準備して前記コンピュータ・デバイスを用いて前記計算を行い、保存する段階を更に含むことを特徴とする請求項29に記載の方法。
- 付加的な感知平面を定めて、前記付加的な感知平面の各々に対して検出器読み取り値を得る段階を更に含むことを特徴とする請求項29に記載の方法。
- 医用イメージング装置において、
患者の胴体の一部が視野内に位置付けられるように前記患者を支持するための患者支持体を含み、前記視野を通って縦方向軸線が定められるベースと、
前記視野に隣接し、前記縦方向軸線に垂直な平面内に全体的に配置される、前記ベースにより支持された固定端部とこれから間隔を置いて配置された自由端部との間の前記視野の周りに少なくとも部分的にほぼ弓形に延びるほぼ弓形のイメージングセクションと、
を備え、
前記ほぼ弓形のイメージングセクションが、
フォトン減衰材料で形成された複数のほぼ平行なコリメートベーンを含むコリメーション組立体と、
支持組立体と、
を含み、
前記支持組立体が、
前記ベースにより支持される固定端部及びこれから間隔を置いて配置される自由端部を有する、前記縦方向軸線に垂直な平面に全体的に配置される第1の支持部材と、
前記第1の支持部材からある距離だけ間隔を置いて配置され、前記第1の支持部材にほぼ平行であり、前記第1の支持部材とほぼ同じ広がりを有し、且つ前記ベースに支持された固定端部とこれから間隔を置いて配置された自由端部とを有する第2の支持部材と、
前記支持部材の固定端部と自由端部との間に間隔を置いて配置され、各々が前記第1の支持部材と相互連結された第1の端部と前記第2の支持部材と相互連結された第2の端部とを有し、前記第1の端部と第2の端部との間の距離を調節するように調節可能である、前記第1の支持部材と前記第2の支持部材との間に延びる複数の引張り部材と、
を有し、
前記コリメーション組立体が前記第1の支持部材とび第2の支持部材との間に配置されており、
前記引張り部材の少なくとも一部は、前記第2の端部よりも前記第1の端部の方が前記支持部材の固定端部から遠くにあるように角度が付けられ、前記他の引張り部材は、前記第1の端部よりも前記第2の端部の方が前記支持部材の固定端部から遠くにあるように角度が付けられることを特徴とする医療用イメージング装置。 - 視野をイメージングするための単一フォトン放出コンピュータ断層撮影システムと前記システムのための較正用線源との組み合わせであって、
前記単一フォトン放出コンピュータ断層撮影システムが、
フォトンが衝突したかどうかを検出するよう動作可能なフォトン応答検出器を含む、前記視野に隣接する検出器組立体と、
位置が合ったフォトンを通過させるため貫通して形成されたアパーチャスロットを有し、前記検出器から前記アパーチャを通って応答ラインが定められ、前記視野に向かって配向された前面と前記検出器組立体に向かって配向された背面とを有する、前記視野と前記検出器との間に配置されたフォトン遮断部材と、
フォトン減衰材料で形成された複数のほぼ平行なコリメートベーンを含むコリメーション組立体であって、前記ベーンが複数の間隙を定めるように間隔を置いて配置され、前記複数のベーンが前記間隙の1つを通過するフォトンだけが前記視野から前記検出器へ進むことができるように記検出器と前記視野との間に配置されたコリメーション組立体と、
前記支持組立体が、第1の支持部材と前記第1の支持部材から間隔を置いて配置された第2の支持部材とを含む、前記フォトン遮断部材を支持するための支持組立体であって、前記フォトン遮断部材が前記支持部材間に配置され、前記フォトン遮断部材から間隔を置いて配置された前記支持部材の1つに開口部が形成され、前記支持部材間に前記較正用線源を受けるためのホルダが配置され、前記ホルダが前記支持部材の1つに枢動可能に取り付けられて、前記開口部と位置合わせされた線源受け取り位置と前記線源が前記フォトン遮断部材に隣接して前記開口部とほぼ位置合わせされた較正位置から枢動することができるようにした支持組立体と、
前記検出器及び前記フォトン遮断部材の一方を前記検出器及び前記フォトン遮断部材の他方に対して相対的に移動させ、前記アパーチャが前記検出器に対して変位し且つ前記応答ラインが前記視野の少なくとも一部にわたり掃引するように動作可能な変位アクチュエータと、
を含み、
前記較正用線源が、前記システムを較正するための設置位置及び前記較正用線源が前記システムから分離されている非設置位置とを有し、
前記較正用線源が、
前記較正用線源が前記設置位置にあるときに前記遮断部材の前面に隣接すると共に前記アパーチャに隣接して配置されるように構成された支持体と、
内側面と外側面とを有し、前記較正用線源が前記設置位置にあるときに前記内側面が前記アパーチャに向かって配向されるように前記支持部材と相互連結される放射線遮断材料で形成された放射線遮断物部材と、
前記アパーチャ隣接して取り付けられるような大きさにされた放射線源であって、
前記較正用線源が前記設置位置にあるときには前記放射線源が前記アパーチャに隣接して配置され、且つ前記放射線源からの放射線が前記アパーチャを通って放射されるように、前記遮断物部材の内側面に配置される放射線源と、
を含む、
ことを特徴とする組み合わせ。 - 前記遮断物部材の内側面が凹面であることを特徴とする請求項33に記載の組み合わせ。
- 前記放射線源がほぼ円筒形であることを特徴とする請求項33に記載の組み合わせ。
- 視野をイメージングするための単一フォトン放出コンピュータ断層撮影システムと前記システムのための較正用線源との組み合わせであって、
前記単一フォトン放出コンピュータ断層撮影システムが、
フォトンが衝突したかどうかを検出するよう動作可能なフォトン応答検出器を含む、前記視野に隣接する検出器組立体と、
位置が合ったフォトンを通過させるため貫通して形成されたアパーチャスロットを有し、前記検出器から前記アパーチャを通って応答ラインが定められ、前記視野に向かって配向された前面と前記検出器組立体に向かって配向された背面とを有する、前記視野と前記検出器との間に配置されたフォトン遮断部材と、
フォトン減衰材料で形成された複数のほぼ平行なコリメートベーンを含むコリメーション組立体であって、前記ベーンが複数の間隙を定めるように間隔を置いて配置され、前記複数のベーンが前記間隙の1つを通過するフォトンだけが前記視野から前記検出器へ進むことができるように記検出器と前記視野との間に配置されたコリメーション組立体と、
前記検出器及び前記フォトン遮断部材の一方を前記検出器及び前記フォトン遮断部材の他方に対して相対的に移動させ、前記アパーチャが前記検出器に対して変位し且つ前記応答ラインが前記視野の少なくとも一部にわたり掃引するように動作可能な変位アクチュエータと、
を含み、
前記較正用線源が、前記システムを較正するための設置位置及び前記較正用線源が前記システムから分離されている非設置位置とを有し、
前記較正用線源が、
前記較正用線源が前記設置位置にあるときに前記遮断部材の前面に隣接すると共に前記アパーチャに隣接して配置されるように構成された支持体と、
内側面と外側面とを有し、前記較正用線源が前記設置位置にあるときに前記内側面が前記アパーチャに向かって配向されるように前記支持部材と相互連結される放射線遮断材料で形成された放射線遮断物部材と、
前記アパーチャ隣接して取り付けられるような大きさにされたほぼ円筒形の放射線源であって、
前記較正用線源が前記設置位置にあるときには前記放射線源が前記アパーチャに隣接して配置され、且つ前記放射線源からの放射線が前記アパーチャを通って放射されるように、前記遮断物部材の内側面に配置される放射線源と、
を含む、
ことを特徴とする組み合わせ。 - 前記遮断物部材の内側面が凹面であることを特徴とする請求項36に記載の組み合わせ。
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