JP2010048828A - 放射線検出システムおよび放射線検出システムを備えた核医学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、放射線検出器の形状に応じた天板の使用により、放射線検出器が天板と干渉せずに被検体に近接して被検体の周りを移動可能な放射線検出システムおよび放射線検出システムを備えた核医学装置を提供することにある。
【解決手段】全体として凹状に構成されている放射線入射面４２を有する放射線検出器４０を天板３０ａと干渉することなく被検体Ｐにより近接させるために、放射線入射面４２と同様に天板３０ａを曲面状にする。この場合、放射線検出器４０の放射線入射面４２の曲がりの度合いを基に天板３０ａの曲がりの度合いを決定する。具体的には、天板３０ａは、放射線検出器４０の放射線入射面４２の曲がりの度合いと同じまたはそれよりも大きくなるように形成する。または、天板３０を放射線検出器４０の放射線入射面４２の曲率以上の曲率を有するように形成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば、患者などの被検体に放射性同位元素（ラジオアイソトープ、ＲＩ）で標識された放射性医薬品を投与し、この被検体内から放出されるガンマ（γ）線のような放射線を１次元または２次元的に一定時間検出することによって被検体内のＲＩ分布像を取得するための放射線検出システムおよびこの放射線検出システムを備えた核医学装置に関する。

例えば、患者などの被検体にＲＩを投与し、この被検体内から放出されるガンマ線のような放射線を１次元または２次元に配置された放射線検出器によって検出して被検体のＲＩ分布を取得することにより、その体内の病変部、血流量、脂肪酸代謝量などの機能分布像を表示するシングルフォトンエミッションコンピュータ断層法（ＳＰＥＣＴ）を用いたＳＰＥＣＴ装置や、複数の放射線検出器を備え、ポジトロン（陽電子）がエレクトロン（陰電子）と結合して消滅する際に１８０°方向に放出されるガンマ線を同時に検出してイメージングを行う同時計数ポジトロンエミッションコンピュータ断層法（ＰＥＴ）を用いた同時計数ＰＥＴ装置が知られている。また、最近では、ＳＰＥＣＴと同時計数ＰＥＴを行うために複数の放射線検出器を備えたＳＰＥＣＴ／ＰＥＴ兼用装置が知られるようになってきている。これらの装置全般を核医学装置と総称する。

従来の核医学装置においては、放射線検出器と被検体との間の距離が短い方が（すなわち放射線検出器を被検体表面にできるだけ近接させた方が）空間分解能が向上するという特徴がある。そのため、放射線検出器を被検体表面にできるだけ近接させるために、放射線が入射する放射線入射面が平面状ではなく、放射線入射面が全体として凹状に構成されている放射線検出器が開発されている。

ところで、従来の核医学装置において、被検体を載せるために寝台に設けられている天板の形状は放射線検出システムを備えた架台の形状などに応じて決定されている。従って、上述したような放射線入射面が全体として凹状に構成されている放射線検出器を用いる場合において、このような放射線検出器の形状に応じた天板の形状の最適化はなされていないのが現状である。

従って、放射線検出器の形状に応じて寝台に設けられる天板の形状が最適化されていない場合において、例えば、上述したような全体として凹状に放射線入射面が構成されている放射線検出器を用いて被検体の周りを回転させてそのＲＩ分布像を取得する時には、放射線検出器が被検体に近接する動作中に天板に接触して干渉してしまうことがある。そのため、このような場合には、放射線検出器を被検体に十分に近接することができない。従って、全体として凹状に構成されている放射線入射面を有する放射線検出器を用いることにより被検体に対してより近接可能に構成した場合においても、期待した通りの空間分解能を得ることはできない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、被検体を載せるための寝台に設けられる天板の形状を全体として凹状に構成されている放射線入射面を有する放射線検出器の形状を基に形成して配置することにより、放射線検出器が天板と接触して干渉することなく被検体により近接しながら被検体の周りを移動可能にして空間分解能を向上させることができる放射線検出システムおよびこの放射線検出システムを備えた核医学装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明の放射線検出システムは、被検体を載せるための曲面状の天板を有する寝台と、全体として凹状に構成されている放射線入射面を有する放射線検出器と、前記被検体の周りにて前記放射線検出器を円形に一周回転させる機構と、前記円形の中心方向に前記放射線検出器を移動させる機構とを備え、前記天板は、前記放射線検出器の放射線入射面の曲率以上の曲率を有するように形成され、前記放射線検出器は、前記回転させる機構によって前記被検体の周りを回転されつつ放射線を検出することを特徴とする。

さらに、上記課題を解決するために、請求項９に記載の発明は、被検体に放射性同位元素を投与し、この被検体から放出された放射線を検出する放射線検出システムを備えた核医学装置において、前記放射線検出システムは、前記被検体を載せるための曲面状の天板を有する寝台と、全体として凹状に構成されている放射線入射面を有する放射線検出器と、前記被検体の周りにて前記放射線検出器を円形に一周回転させる機構と、前記円形の中心方向に前記放射線検出器を移動させる機構とを備え、前記天板は、前記放射線検出器の放射線入射面の曲率以上の曲率を有するように形成され、前記放射線検出器は、前記回転させる機構によって前記被検体の周りを回転されつつ放射線を検出することを特徴とする。

以上、本発明によれば、全体として凹状に構成されている放射線入射面を有する放射線検出器を用いた場合において、その放射線入射面の形状に合わせて寝台に設けられる天板の形状を決定することにより、放射線検出器が天板と干渉することなく被検体により近接して被検体の周りを移動させることができる。従って、空間分解能をさらに向上させることができ、より高解像度のＲＩ分布像を取得することが可能となる。

本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置の外観構成を示す図である。 本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置の外観構成を示す図である。 本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置に用いられる放射線検出器の構成を示す図である。 本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置における放射線検出器と寝台に設けられている天板の形状について説明するための図である。 本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置の寝台に設けられる天板の構成を示す図である。 本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置の寝台に設けられる天板の他の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１および図２は本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置の外観構成を示す図であり、図３は本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置の構成を示すブロック図である。なお、図２は図１に示す核医学装置を矢印Ａの方向から見た図である。

図１、図２、および図３において、本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置は、患者などの被検体Ｐの体軸方向（Ｚ方向）に沿って設けられている走行レール１０上を移動可能に設置され、２つの支柱１１ａ、１１ｂが形成されているスタンドベース１１と、スタンドベース１１を走行レール１０上で走行させるための走行機構１２と、固定リング１３に回転可能に設けられ、被検体Ｐの周りを回転する回転リング１４と、回転リング１４を回転させるための回転機構１５と、放射性同位元素（ラジオアイソトープ、ＲＩ）が投与された被検体Ｐから放出されるガンマ（γ）線のような放射線を検出し、検出した放射線を電気信号に変換して所定の信号処理を行うための信号処理ユニット４０ａを有する放射線検出器４０と、放射線検出器４０を支持するための支持アーム１６ａを有し、放射線検出器４０を３次元的に移動させるための移動機構１６と、被検体Ｐを載せるための被検体保持部材として用いられる曲面状の天板３０ａを有する寝台３０と、寝台３０を駆動して上下方向（Ｙ方向）などに移動させるための駆動ユニット１７と、走行機構１２、回転機構１５、移動機構１６、および駆動ユニット１７の動作をそれぞれ制御する制御ユニット２０と、信号処理ユニット４０ａの出力信号を基にして画像生成を行う画像生成ユニット２１と、画像生成ユニット２１によって生成された種々のＲＩ分布像を表示する表示ユニット２２とを備えている。

なお、放射線検出システム５０は、放射線検出器４０と、移動機構１６と、回転リング１４と、回転機構１５と、寝台３０とによって構成されている。

また、回転機構１５は、駆動モータ１５ａと、駆動モータ１５ａの駆動軸に設けられた駆動ギア１５ｂと、駆動ギア１５ｂと回転リング１４を連動させるためのベルト１５ｃとによって構成されている。

以上のような構成により、制御ユニット２０の制御の下で、回転機構１５により回転リング１４を回転させ、さらに、必要に応じて移動機構１６により放射線検出器４０を所定の方向に移動させる。もちろん、放射線検出器４０のこの移動の際には被検体Ｐが放射線検出器４０の有効視野から外れないようにする。これにより、放射線検出器４０を被検体Ｐに近接させながらその周りを移動させて被検体ＰのＲＩ分布像を収集する。

図４は本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置において用いられる放射線検出器の構成を示す図である。図４に示すように、放射線検出器４０は、上述した信号処理ユニット４０ａと、被検体Ｐから放出されたガンマ線を検出するための放射線検出器アレイ４０ｂと、所定の方向、例えば被検体Ｐに対して垂直方向から入射されるガンマ線のみを通過させて放射線検出器アレイ４０ｂに導くためのコリメータ４０ｃとによって構成されている。

放射線検出器アレイ４０ｂは、全体として凹状で曲面状に構成されている放射線検出面４１を有しており、複数の半導体セルなどによって構成されている。複数の半導体セルは、放射線検出器４０の放射線入射面４２におけるそれぞれの入射面を連続的にずらして配置されている。なお、各半導体セルは、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）やテルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）などの半導体によって構成されている。

コリメータ４０ｃは、放射線検出器アレイ４０ｂの放射線検出面４１に取り付けられるが、必要に応じて放射線検出器アレイ４０ｂの放射線検出面４１から取り外される。

図４に示すように、放射線検出器４０の放射線入射面４２は全体として凹状に構成されているので、被検体Ｐの周辺部において放射線入射面４２が被検体Ｐの体表面に近接する。従って、空間分解能を大幅に向上させることが可能となる。なお、放射線入射面４２は、放射線検出器アレイ４０ｂにコリメータ４０ｃが取り付けられていない場合には放射線検出面４１と一致することになる。

図５は本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置における放射線検出器と寝台に設けられている天板の形状について説明するための図である。図５に示すように、天板３０ａは、被検体Ｐを載せて保持するために必要な大きさ（面積）を有している。ここで、全体として凹状で曲面状に構成されている放射線入射面４２を有する放射線検出器４０を天板３０ａと干渉することなく被検体Ｐにより近接させてその周囲を移動させるために、放射線入射面４２と同様に天板３０ａを曲面状に形成している。

従って、この場合、放射線検出器４０の放射線入射面４２の曲がりの度合いを基にして天板３０ａの曲がりの度合いが決定される。具体的には、天板３０ａは、放射線検出器４０の放射線入射面４２の曲がりの度合いと同じまたはそれよりも大きくなるように形成される。また、天板３０ａを放射線検出器４０の放射線入射面４２の曲率以上の曲率を有するように形成する。これにより、放射線検出器４０が天板３０ａと接触して干渉することなく被検体Ｐにより近接させることができる。

なお、寝台３０は、それぞれ異なった大きさを有する複数の種類の天板を着脱することが可能なように構成されている。従って、被検体Ｐの大きさに応じて最適な大きさ（面積）の天板を使用することができ、放射線検出器４０が天板に干渉することなく被検体Ｐにより近接することが可能となる。

図６は本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置の寝台に設けられる天板の構成を示す図である。なお、上述したように、寝台に設けられる天板は、被検体を保持するために必要な大きさに形成されていることが望ましいが、天板が被検体と比較してあまり大きすぎると、放射線検出器が被検体に近接する際に天板に直ぐに接触して干渉してしまう。そのため、被検体に応じて適切な大きさの天板を使用する必要がある。

図６に示すように、天板６０は、被検体Ｐの体軸方向（Ｚ方向、図６では紙面に対して垂直な方向）に沿って延びて形成されているほぼ長方形の板状の天板本体部６０ａと、天板本体部６０ａの両側に設けられているほぼ長方形の板状の天板側部６０ｂ、６０ｃとを備え、天板側部６０ｂ、６０ｃは連結部６０ｄ、６０ｅを介して天板本体部６０ａに着脱可能に構成されている。従って、被検体Ｐの大きさに応じて天板側部６０ｂ、６０ｃを着脱することにより、最適な大きさの天板６０を構成することができるので、放射線検出器４０が天板６０と干渉することなく被検体Ｐにより近接可能となる。

なお、天板側部６０ｂ、６０ｃとしてそれぞれ異なった大きさを有する複数の種類の天板側部を着脱可能とすることにより、被検体Ｐに応じてより最適な大きさの天板６０を構成することができる。

図７は本発明の実施の形態の放射線検出システムを備えた核医学装置の寝台に設けられる天板の他の構成を示す図である。図７に示すように、天板６２は、被検体Ｐの体軸方向（Ｚ方向）に沿って延びて形成されているほぼ長方形の板状の天板本体部６２ａと、天板本体部６２ａの内部に収納可能に設けられ、複数の段階（ここでは２段階）にスライド可能に構成されているほぼ長方形の板状の天板側部６２ａ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅとを備えている。

なお、図７（ａ）では、天板側部６２ｂが天板本体部６２ａから外側（矢印Ｃ１の方向）に第１段階としてスライドし、さらに天板側部６２ｄが天板側部６２ｂから外側（矢印Ｃ１の方向）に第２段階としてスライドするとともに、天板側部６ｃが天板本体部６２ａから外側（矢印Ｃ２の方向）に第１段階としてスライドし、さらに天板側部６２ｅが天板側部６２ｃから外側（矢印Ｃ２の方向）に第２段階としてスライドしている状態を示している。また、図７（ｂ）では、天板側部６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅの全てが天板本体部６２ａの内部に収納されている状態を示している。

また、図７（ａ）は天板６２が最大の大きさを有している状態を示し、図７（ｂ）は天板６２が最小の大きさを有している状態を示しているが、これらの間の種々の大きさを天板６２が有するように構成することも可能である。すなわち、例えば、天板側部６２ｂ、６２ｃについては天板本体部６２ａからそれぞれスライドさせるが、天板側部６２ｄ、６２ｅについては天板側部６２ｂ、６２ｃの内部にそれぞれ収納した状態のままにしておくような場合である。なお、天板側部６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅはそれぞれ任意の長さだけスライドさせて固定することが可能である。

さらに、天板側部６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅは、それぞれオペレータなどが手動でスライドさせることができる。また、オペレータによる図示しない操作スイッチの操作により制御ユニット２０の制御の下で駆動ユニット１７を動作させて天板側部６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅをスライドさせるように構成することも可能である。

以上のように、被検体Ｐの大きさに応じて天板側部６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅを任意にスライドさせることにより、最適な大きさを有する天板６２を構成することができるので、放射線検出器４０が天板６２と干渉することなく被検体Ｐにより近接可能となる。

Ｐ 被検体
１１ スタンドベース
１２ 走行機構
１４ 回転リング
１５ 回転機構
１６ 移動機構
１７ 駆動ユニット
２０ 制御ユニット
２１ 画像生成ユニット
２２ 表示ユニット
３０ 寝台
３０ａ、６０、６２ 天板
４０ 放射線検出器
４０ａ 信号処理ユニット
４０ｂ 放射線検出器アレイ
４０ｃ コリメータ
５０ 放射線検出システム
６０ａ、６２ａ 天板本体部
６０ｂ、６０ｃ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ 天板側部
６０ｄ、６０ｅ 連結部

Claims (11)

1. 被検体を載せるための曲面状の天板を有する寝台と、
   全体として凹状に構成されている放射線入射面を有する放射線検出器と、
   前記被検体の周りにて前記放射線検出器を円形に一周回転させる機構と、
   前記円形の中心方向に前記放射線検出器を移動させる機構とを備え、
   前記天板は、前記放射線検出器の放射線入射面の曲率以上の曲率を有するように形成され、
   前記放射線検出器は、前記回転させる機構によって前記被検体の周りを回転されつつ放射線を検出することを特徴とする放射線検出システム。
2. 前記放射線検出器は、テルル化カドミウムまたはテルル化カドミウム亜鉛によって構成される複数の半導体セルを有することを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
3. 前記移動させる機構は、前記放射線検出器を支持して３次元的に移動させる移動機構を含み、
   前記回転させる機構は、前記被検体の周りを回転可能な円形の回転リングと、前記回転リングを回転させることにより前記移動機構に支持された前記放射線検出器を前記被検体の周りにて円形に一周回転させる回転機構とを含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
4. 前記寝台は、異なった大きさの天板を着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
5. 前記天板は、天板本体部と、この天板本体部に対して着脱可能に構成されている天板側部とを有することを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
6. 前記天板は、前記被検体を保持する面積を変えるためのスライド可能な天板側部を有することを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
7. 前記天板側部をスライドさせるための手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載の放射線検出システム。
8. 前記複数の半導体セルは、前記放射線入射面におけるそれぞれの入射面を連続的にずらして配置されていることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出システム。
9. 被検体に放射性同位元素を投与し、この被検体から放出された放射線を検出する放射線検出システムを備えた核医学装置において、
   前記放射線検出システムは、前記被検体を載せるための曲面状の天板を有する寝台と、
   全体として凹状に構成されている放射線入射面を有する放射線検出器と、
   前記被検体の周りにて前記放射線検出器を円形に一周回転させる機構と、
   前記円形の中心方向に前記放射線検出器を移動させる機構とを備え、
   前記天板は、前記放射線検出器の放射線入射面の曲率以上の曲率を有するように形成され、
   前記放射線検出器は、前記回転させる機構によって前記被検体の周りを回転されつつ放射線を検出することを特徴とする放射線検出システムを備えた核医学装置。
10. 前記移動させる機構は、前記放射線検出器を支持して３次元的に移動させる移動機構を含み、
    前記回転させる機構は、前記被検体の周りを回転可能な円形の回転リングと、前記回転リングを回転させることにより前記移動機構に支持された前記放射線検出器を前記被検体の周りにて円形に一周回転させる回転機構とを含むことを特徴とする請求項９に記載の放射線検出システムを備えた核医学装置。
11. 前記放射線検出器は、テルル化カドミウムまたはテルル化カドミウム亜鉛によって構成される複数の半導体セルを有し、前記複数の半導体セルは、前記放射線入射面におけるそれぞれの入射面を連続的にずらして配置されていることを特徴とする請求項９に記載の放射線検出システムを備えた核医学装置。

Images