JP2009180641A - コリメータ、コリメータ積層体、およびマルチモダリティシステム - Google Patents

コリメータ、コリメータ積層体、およびマルチモダリティシステム Download PDF

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Abstract

【課題】融合画像に現れるアーチファクトを低減することができるコリメータおよびコリメータ積層体、並びにそのコリメータ又はコリメータ積層体を適用したマルチモダリティシステムを提供する。
【解決手段】検出器31に、コリメータ積層体32を取り付ける。コリメータ積層体32は、積層された複数のコリメータ321〜328から構成されている。コリメータ321〜328の各々は、4辺の側端面と、放射線が通過する複数の貫通孔34とを有している。コリメータ321〜328の各々には、1辺の側端面から最外位置にある貫通孔34の一つに到達するように形成された切欠き部321aを設け、渦電流が流れないようにする。
【選択図】図2

Description

本発明は、放射線が通過する複数の孔を有するコリメータおよびコリメータ積層体、並びにそのコリメータ又はコリメータ積層体を適用したマルチモダリティシステムに関する。
近年、複数のモダリティを組み合わせて被検体の診断を行うマルチモダリティシステム(例えば、PET−CT、PET−MRI)が注目されている。
"サブリミ超高分解能PET−MRI装置開発研究プログラム"、[平成20年1月31日検索]、インターネット<URL:http://www.lifescience.mext.go.jp/download/40th/40-3-5.pdf>
マルチモダリティシステムは、単一のモダリティでは得られなかった情報を得ることが可能であり、今後、ますます、開発が進んでいくと考えられる。例えば、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置とSPECT(Single
Photon Emission Computed Tomography)装置とが組み合わされたマルチモダリティなどの開発が考えられる。MRI装置は、被検体の臓器や組織の形態情報を得ることができ、一方、SPECT装置は、被検体の臓器や組織の機能情報を得ることができる。したがって、MRI装置とSPECT装置とを組み合わせることによって、形態情報と機能情報とが融合された融合画像を得ることができる。このような融合画像を得ることができれば、病巣の位置をより正確に特定することができるなど、いろいろがメリットがある。しかし、MRI装置とSPECT装置とが組み合わされたマルチモダリティシステムでは、撮像中に、MRI装置から発生する磁場によってSPECT装置のコリメータに渦電流が流れた場合、融合画像にアーチファクトが現れるという問題がある。
本発明は、上記の事情に鑑み、融合画像に現れるアーチファクトを低減することができるコリメータおよびコリメータ積層体、並びにそのコリメータ又はコリメータ積層体を適用したマルチモダリティシステムを提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明のコリメータは、
端面と、放射線が通過する複数の孔と、を有するコリメータであって、
前記端面から前記複数の孔のうちの少なくともいずれか一つの孔にまで到達する切欠き部を有している。
上記目的を達成する本発明のコリメータ積層体は、
積層された複数のコリメータを有するコリメータ積層体であって、
前記複数のコリメータの各々は、端面と、放射線が通過する複数の孔と、を有しており、
前記複数のコリメータの各々は、前記端面から、前記複数の孔のうちの少なくともいずれか一つの孔にまで到達する切欠き部を有している。
上記目的を達成する本発明のマルチモダリティシステムは、本発明のコリメータ又はコリメータ積層体を有している。
本発明のコリメータは、コリメータの端面から、放射線が通過する孔にまで到達する切欠き部を有している。したがって、コリメータに流れる渦電流を低減又は除去することができる。また、本発明のマルチモダリティは本発明のコリメータを有しているので、渦電流によるアーチファクトが低減又は除去された融合画像を取得することができる。
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。尚、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。
図1は、本発明のマルチモダリティシステムの一例の斜視図である。
マルチモダリティシステム1は、MRI装置2と、SPECT装置3と、を有している。SPECT装置3は、2つの放射線検出機器30を有している。放射線検出機器30は、クレドール4に取り付けられている。放射線検出機器30の間には、被検体10が横になっている。
被検体10を撮像する場合、被検体10は、SPECT装置3と一緒に、MRI装置2のボア2a内に搬入される。MRI装置2は、ボア2a内に搬入された被検体10を撮像することにより、被検体10の臓器や組織の形態情報を取得する。
また、被検体10には、放射性核種が投与されている。したがって、SPECT装置3の放射線検出機器30は、被検体10の中の放射性核種から放射されたガンマ線を検出する。SPECT装置3は、検出したガンマ線に基づいて、被検体10の臓器や組織の機能情報を取得する。したがって、MRI装置2とSPECT装置3とを組み合わせることによって、形態情報と機能情報とが融合された融合画像を得ることができる。
図2は、放射線検出機器30の拡大図である。
放射線検出機器30は、検出器31を有している。検出器31は、被検体10の中の放射性核種から放射されたガンマ線を検出する。また、放射線検出機器30はコリメータ積層体32を有している。本実施形態では、このコリメータ積層体32を備えることによって、渦電流に起因したアーチファクトが除去又は低減された高品質な融合画像を得ることができる。以下に、コリメータ積層体32の具体的な構造について先に説明し、その後に、渦電流に起因したアーチファクトが除去又は低減される理由について説明する。
コリメータ積層体32は、放射線通過部33を有している。放射線通過部33は、コリメータ積層体32を貫通する複数の放射線用貫通孔34を有している。ここでは、複数の放射線用貫通孔34は、m行n列(例えば、32行32列)の格子状に配列されているが、これらの放射線用貫通孔34の数や、放射線用貫通孔34の配列パターンは、適宜変更可能である。これらの放射線用貫通孔34は、所定の方向から放射線検出機器30に飛来してきたガンマ線40を通過させるが、その他の方向から飛来してきたガンマ線41はできるだけ遮蔽するように形成されている。したがって、検出器31は、所定の方向から飛来してきたガンマ線40を効率よく検出することができる。
コリメータ積層体32は、放射線通過部33の周辺部35に、ボルト36が貫通する4つのボルト用貫通孔351〜354を有している。コリメータ積層体32は、ボルト36によって、検出器31の前面に取り付けられる。
図3は、コリメータ積層体32の分解斜視図である。
コリメータ積層体32は、複数のコリメータを積層することによって構成されている。本実施形態では、コリメータ積層体32は、8枚のコリメータ321〜328を積層することによって構成されているが、コリメータの積層枚数は、8枚より少なくしてもよく、又は8枚より多くてもよい。これらのコリメータ321〜328が積層されることにより、図2に示すようなコリメータ積層体32が構成される。
次に、コリメータ積層体32を構成するコリメータ321〜328の具体的な構造について説明する。コリメータ321〜328の説明にあたっては、先にコリメータ321について説明する。
図4は、コリメータ321の正面図、図5は、図4のA−A断面図、図6は、図4のB−B断面図である。
コリメータ321は、図4に示すように、略正方形の形状のコリメータであり、4つの側端面S1、S2、S3、およびS4を有している。
コリメータ321は、放射性核種から放射されたガンマ線を通過させるための放射線通過領域R1を有している。放射線通過領域R1は、m行n列(例えば、32行32列)の格子状に配された複数の貫通孔Hを有している。複数の貫通孔Hは、図5および図6に示すように、コリメータ321の表面FSから裏面BSを貫通するように形成されている。尚、説明の便宜上、放射線通過領域R1の角部分に形成されている貫通孔は、符号「H」の代わりに、符号「H1」、「H2」、「H3」、および「H4」が付されている(図4参照)。
また、各コリメータ321は、図4に示すように、放射線通過領域R1を取り囲むように広がる周辺領域R2に、ボルト36(図2参照)が挿通される貫通孔P1〜P4を有している。貫通孔P1〜P4も、コリメータ321の表面FSから裏面BSを貫通するように形成されている(図5参照)。
更に、コリメータ321は、コリメータ321の一部を切り取るように形成されたスリット状の切欠き部321aを有している。
コリメータ321の切欠き部321aは、図6に示すように、4つの側端面S1〜S4のうちの側端面S1から、放射線通過領域R1の貫通孔H1に到達するように形成されている。したがって、切欠き部321aは、貫通孔H1に繋がっている。また、切欠き部321aは、コリメータ321の表面FSから裏面BSを貫通するようにも形成されている(図6参照)。したがって、図4に示すように、周辺領域R2の貫通孔P1側の領域r21は、周辺領域R2の貫通孔P4側の領域r22から分離されている。
コリメータ321は、上記のような構造を有している。
他のコリメータ322〜328も、コリメータ321と同様に、4つの側端面S1、S2、S3、およびS4を有しており、放射線通過領域R1にはm行n列の複数の貫通孔Hを有し、周辺領域R2には4つの貫通孔P1、P2、P3、およびP4を有している。更に、他のコリメータ322〜328も、コリメータ321と同様に、切欠き部を有している。したがって、8枚のコリメータ321〜328は、ほとんど同じ構造を有している。ただし、8枚のコリメータ321〜328は、切欠き部の形成位置が異なっている。以下に、8枚のコリメータ321〜328の切欠き部がどの位置に形成されているかについて説明する。
図7は、コリメータ321〜328の正面図、図8は、各コリメータ321〜328の切欠き部の形成位置を説明する表である。
コリメータ321〜328の各々は、図7に示すように、4つの側端面S1、S2、S3、およびS4を有しており、放射線通過領域R1には複数の貫通孔Hを有し、周辺領域R2には4つの貫通孔P1、P2、P3、およびP4を有している。更に、コリメータ321〜328は、切欠き部321a〜328aを有している。しかし、コリメータ321〜328は、切欠き部321a〜328aの形成位置が互いに異なっている。
図8の表には、「側端面」の欄と、「放射線通過領域R1の貫通孔」の欄が設けられている。「側端面」の欄には「S1」、「S2」、「S3」、又は「S4」の文字が記載されている。放射線通過領域R1の貫通孔」の欄には、「H1」、「H2」、「H3」、又は「H4」が設けられている。
例えば、コリメータ321の切欠き部321aでは、「側端面」の欄に「S1」と記載されており、「放射線通過領域R1の貫通孔」の欄に「H1」と記載されている。これは、コリメータ321の切欠き部321aが、側端面S1から放射線通過領域R1の貫通孔H1に到達するように形成されていることを意味する(図4および図7参照)。他のコリメータの切欠き部についても、同様に考えることができる。例えば、コリメータ327の切欠き部327aでは、「側端面」の欄に「S4」と記載されており、「放射線通過領域R1の貫通孔」の欄に「H4」と記載されている。これは、コリメータ327の切欠き部327aが、側端面S4から放射線通過領域R1の貫通孔H4に到達するように形成されていることを意味する(図7参照)。
したがって、図7および図8から、コリメータ321〜328の切欠き部321a〜328aは、互いに異なる位置に形成されていることがわかる。
上記のような切欠き部321a〜328aを有するコリメータ321〜328が積層されることによって、コリメータ積層体32が構成される。
図9は、コリメータ積層体32の正面図、図10は、図9のA−A断面図である。
コリメータ積層体32は、図9に示すように、放射線通過部33に、複数の放射線用貫通孔34を有している。尚、説明の便宜上、放射線通過部33の角部分に形成されている放射線用貫通孔は、符号「34」の代わりに、符号「34a」、「34b」、「34c」、および「34d」が付されている。放射線用貫通孔34aは、図10に示すように、コリメータ321〜328の放射線通過領域R1内の貫通孔H1が一列に連なることによって構成される。コリメータ積層体32の他の放射線用貫通孔も、放射線用貫通孔34aと同様に、コリメータ321〜328の放射線通過領域R1の貫通孔が一列に連なることによって構成される。例えば、コリメータ積層体32の放射線用貫通孔34cは、図10に示すように、コリメータ321〜328の放射線通過領域R1の貫通孔H3が一列に連なることによって構成される。
また、コリメータ積層体32は、放射線通過部33の周辺部35に、4つのボルト用貫通孔351〜354を有している。これらのボルト用貫通孔351〜354のうちのボルト用貫通孔351は、図10に示すように、コリメータ321〜328の周辺領域R2内の貫通孔P1が一列に連なることによって構成される。コリメータ積層体32の他のボルト用貫通孔352、353、および354も、ボルト用貫通孔351と同様に、コリメータ321〜328の周辺領域R2の貫通孔が一列に連なることによって構成される。例えば、コリメータ積層体32のボルト用貫通孔353は、図10に示すように、コリメータ321〜328の周辺領域R2の貫通孔P3が一列に連なることによって構成される。
コリメータ321〜328の切欠き部321a〜328aは、互いに異なる位置に形成されている(図4参照)。したがって、コリメータ積層体32(積層されたコリメータ321〜328)の切欠き部321a〜328aは、図9に示すように、互いに重ならない位置に配されている。
上記のように構成されたコリメータ積層体32が、マルチモダリティシステム1のSPECT装置3に使用されている。このコリメータ積層体32を備えることによって、渦電流に起因したアーチファクトが除去又は低減された高品質な融合画像を得ることができるという効果がある。次に、この効果が得られる理由を説明するために、コリメータ積層体32の代わりに、従来から存在するコリメータを使用した場合に生ずる問題について先に説明する。
図11は、従来から存在するコリメータを使用した場合に生じる問題を説明する図である。
従来のコリメータ300は、コリメータ積層体32が有する切欠き部321a〜328aは備えていない。したがって、従来のコリメータ300をマルチモダリティシステム1のSPECT装置3に使用すると、コリメータ300の放射線通過部330の周辺部350に渦電流301が流れる。被検体10の撮像中に渦電流301が流れてしまうと、マルチモダリティシステム1により得られる融合画像に、渦電流301に起因したアーチファクトが現れる恐れがある。したがって、マルチモダリティシステム1に従来のコリメータ300を適用しても、高品質な融合画像を得ることができず、例えば、病巣の位置をより正確に特定することが困難であるという問題がある。
これに対して、本発明の一形態であるコリメータ積層体32は、切欠き部321a〜328aを有している。したがって、コリメータ積層体32には実質的に渦電流301が流れないようにすることができ、渦電流301に起因したアーチファクトが除去又は低減された高品質な融合画像を得ることができる。
上記の実施形態では、各切欠き部321a〜328aは、放射線通過領域R1内の一つの貫通孔にのみ到達するように形成されている。例えば、切欠き部321aは、放射線通過領域R1内の一つの貫通孔H1にのみ到達するように形成されている(図4参照)。しかし、一つの切欠き部を放射線通過領域R1内の複数の貫通孔に到達させることも可能である。
尚、上記の実施形態では、コリメータ積層体32が使用されているが、コリメータ積層体32の代わりに、コリメータ321〜328のうちのいずれか一枚のコリメータを使用することも可能である。一枚のコリメータであっても、コリメータには切欠き部が形成されているので、渦電流301を防止することができる。ただし、コリメータを一枚しか使用しない場合、一枚のコリメータの切欠き部が、本来は遮蔽したいガンマ線41(図2参照)の通り道になり、ガンマ線41が検出器31で検出されやすくなる。ガンマ線41が検出されやすくなると、画像にアーチファクトが生じやすくなるので、一枚のコリメータよりもコリメータ積層体32を使用することが好ましい。ただし、大きなアーチファクトが現れないのであれば、一枚のコリメータを使用してもよい。
また、上記の実施形態では、各コリメータ321〜328の切欠き部321a〜328aは、互いに異なる位置に形成されている。しかし、各コリメータ321〜328の切欠き部321a〜328aの全てが、異なる位置に形成されている必要はない。例えば、コ8個のコリメータ321〜328のうちの7個のコリメータは同じ位置に切欠き部を有し、残りの一つのコリメータが、7個のコリメータとは異なる位置に切欠き部を有するようにしてもよい。
図12は、8個のコリメータ321〜328のうちの7個のコリメータ322〜328が同じ位置に切欠き部を有し、コリメータ321が、7個のコリメータ322〜328とは異なる位置に切欠き部を有している一例を示す図である。
図12では、7個のコリメータ322〜328は、側端面S2から放射線通過領域R1の貫通孔H1にまで延在する切欠き部322a〜328aを有しており、コリメータ321のみが、側端面S1から放射線通過領域R1の貫通孔H1にまで延在する切欠き部321aを有している。このように、全てのコリメータの切欠き部が異なる位置に形成されている必要はなく、コリメータ積層体は、同じ位置に形成された切欠き部を有していてもよい。
尚、図12において、コリメータ321の切欠き部321aも、他のコリメータ322〜328と同様に、側端面S2から放射線通過領域Rの孔H1にまで延在するように形成してもよい。ただし、この場合、全てのコリメータ321〜328の切欠き部321a〜328aが同じ位置に形成される。したがって、同じ位置に形成された切欠き部321a〜328aが、本来は遮蔽したいガンマ線41(図2参照)の通り道となり、その結果、ガンマ線41が検出器31で検出されやすくなる恐れがある。したがって、融合画像にアーチファクトを生じる恐れがあるので、少なくとも一枚のコリメータの切欠き部は、他のコリメータの切欠き部とは異なる位置に形成しておくことが望ましい。ただし、大きなアーチファクトが現れないのであれば、全てのコリメータの切欠き部を同じ位置に形成してもよい。
また、上記の実施形態では、各コリメータ321〜328の切欠き部321a〜328aは、放射線通過領域R1の貫通孔H1〜H4のうちのいずれかの貫通孔に到達するように形成されている。しかし、各切欠き部は、孔H1〜H4以外の別の孔に到達するように形成されてもよい。
また、上記の実施形態では、コリメータ積層体32に渦電流が流れないようにするため、コリメータ積層体32の各コリメータ321〜328に直線形状の切欠き部(スリット)321a〜328aが形成されている。しかし、各コリメータ321〜328には、別の形状の切欠き部を形成してもよい。
図13は、別の形状の切欠き部を有するコリメータを示す図である。
図13のコリメータ321’は、V字形状の切欠き部321a’を有している。切欠き部321a’は、コリメータ321’の側端面S1から放射線通過領域の貫通孔H5に到達するように形成されている。このように、コリメータに設けられる切欠き部は、図4に示す形状には限られず、図13に示す形状の切欠き部など、種々の形状の切欠き部を使用することができる。
更に、コリメータの切欠き部は、直線形状やV字形状以外の別の形状とすることもできる。
図14は、直線形状およびV字形状以外の別の形状の切欠き部を有するコリメータを示す図である。
図14には、ひし形の形状の切欠き部321a’’を有するコリメータが示されている。このように、切欠き部は、様々な形状とすることができる。
尚、上記の実施形態のマルチモダリティ1は、MRI装置2とSPECT装置3との組合せである。しかし、本発明は、コリメータ又はコリメータ積層体が必要となるマルチモダリティシステムであれば、例えば、MRI装置とPET(Positron Emission Tomography)装置との組合せなど、別のマルチモダリティシステムに対しても適用することができる。
本発明のマルチモダリティシステムの一例の斜視図である。 放射線検出機器30の拡大図である。 コリメータ積層体32の分解斜視図である。 コリメータ321の正面図である。 図4のA−A断面図である。 図4のB−B断面図である。 コリメータ321〜328の正面図である。 各コリメータ321〜328の切欠き部の形成位置を説明する表である。 コリメータ積層体32の正面図である。 図9のA−A断面図である。 従来から存在するコリメータを使用した場合に生じる問題を説明する図である。 8個のコリメータ321〜328のうちの7個のコリメータ322〜328が同じ位置に切欠き部を有し、コリメータ321が、7個のコリメータ322〜328とは異なる位置に切欠き部を有している一例を示す図である。 別の形状の切欠き部を有するコリメータを示す図である。 直線形状およびV字形状以外の別の形状の切欠き部を有するコリメータを示す図である。
符号の説明
1 マルチモダリティシステム
2 MRI装置
2a ボア
3 SPECT装置
10 被検体
30 放射線検出機器
31 検出器
32 コリメータ積層体
33 放射線通過部
34 放射線用貫通孔
35 周辺部
36 ボルト
40、41 ガンマ線
321、322、323、324、325、326、327、328 コリメータ
321a、322a、323a、324a、325a、326a、327a、328a 切欠き部
351、352、353、354 ボルト用貫通孔

Claims (11)

  1. 端面と、放射線が通過する複数の孔と、を有するコリメータであって、
    前記端面から前記複数の孔のうちの少なくともいずれか一つの孔にまで到達する切欠き部を有する、コリメータ。
  2. 前記切欠き部は、スリットである、請求項1に記載のコリメータ。
  3. 積層された複数のコリメータを有するコリメータ積層体であって、
    前記複数のコリメータの各々は、端面と、放射線が通過する複数の孔と、を有しており、
    前記複数のコリメータの各々は、前記端面から、前記複数の孔のうちの少なくともいずれか一つの孔にまで到達する切欠き部を有する、コリメータ積層体。
  4. 前記複数のコリメータのうちの少なくとも一つのコリメータの切欠き部は、他のコリメータの切欠き部とは異なる位置に形成されている、コリメータ積層体。
  5. 前記切欠き部は、スリットである、請求項4に記載のコリメータ積層体。
  6. MRI装置と、請求項1又は2に記載のコリメータを有する放射線装置と、を有するマルチモダリティ。
  7. 前記放射線装置は、前記コリメータを有する放射線検出機器を有している、請求項6に記載のマルチモダリティ。
  8. 前記マルチモダリティは、被検体を支持するクレドールを有し、
    前記放射線検出機器は、前記クレドールに取り付けられている、請求項7に記載のマルチモダリティ。
  9. MRI装置と、請求項3〜5のうちのいずれか一項に記載のコリメータ積層体を有する放射線装置と、を有するマルチモダリティ。
  10. 前記放射線装置は、前記コリメータ積層体を有する放射線検出機器を有している、請求項9に記載のマルチモダリティ。
  11. 前記マルチモダリティは、被検体を支持するクレドールを有し、
    前記放射線検出機器は、前記クレドールに取り付けられている、請求項10に記載のマルチモダリティ。
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