JP2010266234A - Radiation tomograph - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体から放射される消滅放射線対を検出して、被検体内の放射線薬剤の分布のイメージングを行う放射線断層撮影装置に関し、特に、放射線検出器がC型、円環状に配列した検出器リングを有する放射線断層撮影装置に関する。 The present invention relates to a radiation tomography apparatus that detects an annihilation radiation pair emitted from a subject and images a distribution of a radiopharmaceutical in the subject, and in particular, the radiation detectors are arranged in a C shape and an annular shape. The present invention relates to a radiation tomography apparatus having a detector ring.
医療機関には、放射線薬剤の分布をイメージングする放射線断層撮影装置が配備されている。この様な放射線断層撮影装置の具体的な構成について説明する。従来の放射線断層撮影装置は、図9(a)に示すように、放射線を検出する放射線検出器51(特許文献1参照)が円環状に並んで構成される検出器リング62が備えられている。この検出器リング62は、被検体内の放射性薬剤から照射される互いに反対方向となっている一対の放射線(消滅放射線対)を検出する。
In medical institutions, radiation tomography apparatuses that image the distribution of radiopharmaceuticals are deployed. A specific configuration of such a radiation tomography apparatus will be described. As shown in FIG. 9A, the conventional radiation tomography apparatus includes a
検出器リング62の構成について説明する。検出器リング62は、図9(a)に示すように、z方向に放射線検出器51の3個分の厚みを有している。検出器リング62は、全て同一の放射線検出器51から構成される。
The configuration of the
放射線断層撮影装置を用いた検査方法について説明する。放射性薬剤が注射投与された被検体は、検出器リング62の内部に導入される。放射線断層撮影装置は、検出器リング62の内側に導入された被検体の部分について、放射性薬剤の分布をイメージングするのである。このように検出器リング62の内部の空間が、放射線断層撮影装置の撮影視野となっている。
An inspection method using a radiation tomography apparatus will be described. A subject to which a radiopharmaceutical is injected is introduced into the
ところで、放射線断層撮影装置には、被検体の乳房を検診することができるマンモグラフィー装置がある。この様なマンモグラフィー装置においては、検出器リング62の内部に被検体の乳房を導入することで、被検体の乳房を放射線断層撮影装置の撮影視野の範囲内に納めて、放射性薬剤分布のイメージングを行う。
By the way, the radiation tomography apparatus includes a mammography apparatus that can examine a breast of a subject. In such a mammography apparatus, the breast of the subject is introduced into the
しかしながら、従来構成の放射線断層撮影装置によれば、次の様な問題点がある。
従来の放射線断層撮影装置は、検出器リング62の部分によって、消滅放射線対の検出感度にムラが生じている。従来の放射線断層撮影装置は、この様なムラを無視して構成されており、放射線断層撮影装置の検出感度の悪化と、無用なコストアップを招いている。
However, the conventional configuration of the radiation tomography apparatus has the following problems.
In the conventional radiation tomography apparatus, the detection sensitivity of the annihilation radiation pair is uneven due to the
この様な問題点について具体的に説明する。図9は、検出器リング62に被検体Mが実際に導入された状態を示している。被検体Mの乳頭部付近P1で発生した消滅放射線対は、検出器リング62にとって検出しやすい。消滅放射線対を検出するには、消滅放射線対を構成する2つの放射線のいずれも検出器リング62で検出する必要がある。図9(a)のように乳頭部付近P1で発生した消滅放射線対は、その進行方向が検出器リング62に対してz方向に傾いていても、検出器リング62に入射する可能性が高く、図9(a)の矢印で示すような消滅放射線対も検出することができる。
Such problems will be specifically described. FIG. 9 shows a state in which the subject M is actually introduced into the
しかし、図9(b)のように、被検体Mの胸壁付近(乳房の付け根付近)P2で発生した消滅放射線対は、検出器リング62にとって検出し難い。図9(b)のように胸壁付近P2で発生した消滅放射線対の一方は、検出器リング62に入射しているものの、もう一方は、検出器リング62に入射することなく、検出器リング62の外部へ飛び去ってしまっている。このような消滅放射線対は、検出器リング62で検出することができない。実は、図9(a)と図9(b)とに示した消滅放射線対は、同一の角度で検出器リング62に入射しようとするものである。にもかかわらず、図9(a)の場合は、検出が可能であり、図9(b)の場合は、検出は不可能となっている。
However, as shown in FIG. 9B, the annihilation radiation pair generated near the chest wall (near the base of the breast) P2 of the subject M is difficult for the
つまり、検出器リング62は、その部位によって消滅放射線対の検出感度が異なっているのである。図10(a)は、検出器リング62において検出感度が最も高い部位Paにおける消滅放射線対の検出について説明するものである。検出器リング62の端部から部位Paまでのz方向における幅W1,W2は、十分に幅広となっている。したがって、検出器リング62が検出することができる消滅放射線対の進行方向は、図10(a)の矢印が示すように、様々な方向が考えられる。
That is, the detection sensitivity of the annihilation radiation pair varies depending on the part of the
図10(b)は、検出器リング62において検出感度が最低に近い部位Pbにおける消滅放射線対の検出について説明するものである。検出器リング62の一方の端部から部位Pbまでのz方向における幅W3は、十分に幅広となっている。しかし、検出器リング62のもう一方の端部から部位Pbまでのz方向における幅W4は、幅狭となっている。検出器リング62が検出できる消滅放射線対の進行方向は、幅狭となっている方の幅W4に依存するので、検出器リング62が検出できる消滅放射線対の進行方向は、図10(b)の矢印のパスで示すように限られたものとなる。このような検出器リング62の検出感度の特性を総合して説明すると、検出器リング62のz方向における中央部が最も検出感度が高く、そこからz方向に沿って離れるにつれ、検出感度は低くなるということである。
FIG. 10B illustrates detection of an annihilation radiation pair at a portion Pb where the detection sensitivity is close to the lowest in the
実際の検査において、検出器リング62の中央部が最も検出感度が高い必要は特にはなく、乳ガン検診の場合、むしろ、図10(b)の部位Pbのような検出器リング62の開口付近の検出感度が高いほうが望ましい場合が多い。しかし、従来構成によれば、検出器リング62は、同一の放射線検出器を用いて構成されるので、部位Pbの感度を高めたければ、検出感度が高く高価な放射線検出器を配列して検出器リング62を構成するしかない。つまり、従来構成によれば、検出感度を上げたければ、それだけ製造コストを増大させるしか方法がないのである。
In the actual examination, it is not particularly necessary that the center of the
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、検出器リングを構成する放射線検出器を工夫することで、製造コストを増加させずして、検出感度特性が改善された放射線断層撮影装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to devise a radiation detector that constitutes the detector ring, so that the detection sensitivity characteristic can be improved without increasing the manufacturing cost. It is to provide an improved radiation tomography apparatus.
本発明は、上述の課題を解決するために、次の様な構成をとる。
すなわち、請求項1に係る放射線断層撮影装置は、放射線を検出する第1放射線検出器が仮想円に沿って円弧状に配列された第1アレイと、放射線を検出する第2放射線検出器が仮想円に沿って円弧状に配列された第2アレイとを備え、各仮想円に直交するとともに、各仮想円の中心を通過する軸を中心軸としたとき、第1アレイ、および第2アレイが互いの中心軸を共有して、中心軸方向に配列することにより、第1アレイ側から被検体を導入させる開口を有する検出器リングが構成され、第1放射線検出器の放射線検出感度は、第2放射線検出器のそれよりも高くなっていることを特徴とするものである。
The present invention has the following configuration in order to solve the above-described problems.
That is, the radiation tomography apparatus according to claim 1 includes a first array in which first radiation detectors for detecting radiation are arranged in an arc shape along a virtual circle, and a second radiation detector for detecting radiation in a virtual manner. And a second array arranged in an arc along the circle, the first array and the second array being orthogonal to each virtual circle and having an axis passing through the center of each virtual circle as the central axis. By sharing the central axes of each other and arranging them in the direction of the central axis, a detector ring having an opening for introducing the subject from the first array side is configured, and the radiation detection sensitivity of the first radiation detector is 2 It is characterized by being higher than that of the radiation detector.
[作用・効果]本発明における放射線を検出する検出器リングは、第1アレイ、第2アレイで構成されている。第1アレイは、被検体の導入側に位置しているので、検出器リングの中央部に位置する第2アレイと比べて消滅放射線対の検出が難しい。しかしながら、第1アレイを構成する第1放射線検出器の放射線検出感度は、第2放射線検出器のそれよりも高くなっている。この様に、本発明における放射線断層撮影装置は、検出器リングの位置的な放射線感度のムラを抑制し、検出器リングの撮影視野範囲内に亘って、より均質な断層画像が提供できる。 [Operation / Effect] The detector ring for detecting radiation according to the present invention comprises a first array and a second array. Since the first array is located on the introduction side of the subject, it is difficult to detect the annihilation radiation pair as compared with the second array located in the center of the detector ring. However, the radiation detection sensitivity of the first radiation detector constituting the first array is higher than that of the second radiation detector. As described above, the radiation tomography apparatus according to the present invention can suppress unevenness in the positional radiation sensitivity of the detector ring, and can provide a more uniform tomographic image over the imaging field of view of the detector ring.
本発明によれば、第1アレイの検出感度を重点的に高めた構成となっているので、第2アレイの製造コストを増大させずに、上述の効果を達成することができる。 According to the present invention, since the detection sensitivity of the first array is intensively increased, the above-described effects can be achieved without increasing the manufacturing cost of the second array.
また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の放射線断層撮影装置において、第1放射線検出器は、放射線を光に変換する第1シンチレータと、光を検出する光検出器を備え、第2放射線検出器は、放射線を光に変換する第2シンチレータと、光を検出する光検出器を備え、第1アレイにおける第1放射線検出器は、第1シンチレータが仮想円の中心に向くように配列されるとともに、第2アレイにおける第2放射線検出器は、第2シンチレータが仮想円の中心に向くように配列されており、中心軸から第1放射線検出器に向かう方向における第1シンチレータの厚さは、中心軸から第2放射線検出器に向かう方向における第2シンチレータの厚さよりも厚くなっていることを特徴とするものである。
The invention according to
[作用・効果]上述の構成によれば、第1アレイに設けられる第1シンチレータの厚さが、第2アレイに設けられる第2シンチレータの厚さよりも厚くなっている。シンチレータの厚みが増すほど、放射線が光に変換される機会が多くなるので、シンチレータが放射線を光に変換する能力は向上する。上述の構成によれば、肉厚の第1シンチレータを有する第1放射線検出器の検出感度は、肉薄の第2シンチレータを有する第2放射線検出器の感度よりも確実に高まっており、第1放射線検出器の放射線検出感度を第2放射線検出器のそれよりも確実に高くすることができる。 [Operation / Effect] According to the above-described configuration, the thickness of the first scintillator provided in the first array is larger than the thickness of the second scintillator provided in the second array. The greater the thickness of the scintillator, the greater the chance that the scintillator will convert radiation into light, since there are more opportunities for radiation to be converted into light. According to the above-described configuration, the detection sensitivity of the first radiation detector having the thick first scintillator is reliably higher than the sensitivity of the second radiation detector having the thin second scintillator, and the first radiation The radiation detection sensitivity of the detector can surely be higher than that of the second radiation detector.
また、請求項3に係る発明は、請求項1に記載の放射線断層撮影装置において、放射線を検出する第3放射線検出器が仮想円に沿って円弧状に配列された第3アレイを更に備え、第1アレイ、第2アレイに加えて第3アレイがそれぞれの中心軸を共有して、各アレイがこの順に中心軸方向に配列することにより、検出器リングが構成され、第3放射線検出器の放射線検出感度は、第2放射線検出器のそれよりも高くなっていることを特徴とするものである。
The invention according to
[作用・効果]本発明における放射線を検出する検出器リングは、第1アレイ、第2アレイ、第3アレイで構成されている。第3アレイは、検出器リングの端部に位置しているので、検出器リングの中央部に位置する第2アレイと比べて消滅放射線対の検出が難しい。しかしながら、第3アレイを構成する第3放射線検出器の放射線検出感度は、第2放射線検出器のそれよりも高くなっている。この様に、本発明における放射線断層撮影装置は、検出器リングの位置的な放射線感度のムラを抑制し、検出器リングの撮影視野範囲内に亘って、より均質な断層画像が提供できる。 [Operation / Effect] The detector ring for detecting radiation according to the present invention includes a first array, a second array, and a third array. Since the third array is located at the end of the detector ring, it is difficult to detect annihilation radiation pairs as compared to the second array located at the center of the detector ring. However, the radiation detection sensitivity of the third radiation detector constituting the third array is higher than that of the second radiation detector. As described above, the radiation tomography apparatus according to the present invention can suppress unevenness in the positional radiation sensitivity of the detector ring, and can provide a more uniform tomographic image over the imaging field of view of the detector ring.
また、請求項4に係る発明は、請求項3に記載の放射線断層撮影装置において、第2放射線検出器は、放射線を光に変換する第2シンチレータと、光を検出する光検出器を備え、第3放射線検出器は、放射線を光に変換する第3シンチレータと、光を検出する光検出器を備え、第2アレイにおける第2放射線検出器は、第2シンチレータが仮想円の中心を向くように配列されるとともに、第3アレイにおける第3放射線検出器は、第3シンチレータが仮想円の中心を向くように配列されており、中心軸から第3放射線検出器に向かう方向における第3シンチレータの厚さは、中心軸から第2放射線検出器に向かう方向における第2シンチレータの厚さよりも厚くなっていることを特徴とするものである。
Further, the invention according to
[作用・効果]上述の構成によれば、第3アレイに設けられる第3シンチレータの厚さが、第2アレイに設けられる第2シンチレータの厚さよりも厚くなっている。シンチレータの厚みが増すほど、放射線が光に変換される機会が多くなるので、シンチレータが放射線を光に変換する能力は向上する。上述の構成によれば、肉厚の第3シンチレータを有する第3放射線検出器の検出感度は、肉薄の第2シンチレータを有する第2放射線検出器の感度よりも確実に高まっており、第3放射線検出器の放射線検出感度を第2放射線検出器のそれよりも確実に高くすることができる。 [Operation and Effect] According to the above-described configuration, the third scintillator provided in the third array is thicker than the second scintillator provided in the second array. The greater the thickness of the scintillator, the greater the chance that the scintillator will convert radiation into light, since there are more opportunities for radiation to be converted into light. According to the above-described configuration, the detection sensitivity of the third radiation detector having the thick third scintillator is surely higher than the sensitivity of the second radiation detector having the thin second scintillator. The radiation detection sensitivity of the detector can surely be higher than that of the second radiation detector.
また、請求項5に係る発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、アレイの各々は、各仮想円に沿ったC型となっていることを特徴とするものである。 The invention according to claim 5 is the radiation tomography apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein each of the arrays has a C shape along each virtual circle. To do.
[作用・効果]上述の構成によれば、被検体の乳房を検出器リングの奥まで導入することができる放射線断層撮影装置が提供できる。アレイの各々がC型となっていると、検出器リングの欠損部に被検体の腕を通すことができるからである。 [Operation / Effect] According to the above-described configuration, it is possible to provide a radiation tomography apparatus capable of introducing the breast of the subject to the back of the detector ring. This is because if each of the arrays is C-shaped, the arm of the subject can be passed through the defect portion of the detector ring.
また、請求項6に係る発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、アレイの各々は、各仮想円に沿ったO型となっていることを特徴とするものである。 The invention according to claim 6 is the radiation tomography apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein each of the arrays is O-shaped along each virtual circle. To do.
[作用・効果]上述の構成によれば、検出感度の高い放射線断層撮影装置が提供できる。被検体の関心部位が検出器リングに死角なく囲まれれば、それだけ、検出が可能な消滅放射線が多くなる。したがって、より鮮明な断層画像が取得できる放射線断層撮影装置が提供できる。 [Operation / Effect] With the above-described configuration, a radiation tomography apparatus with high detection sensitivity can be provided. If the region of interest of the subject is surrounded by the detector ring without blind spots, the amount of annihilation radiation that can be detected increases. Therefore, it is possible to provide a radiation tomography apparatus that can acquire a clearer tomographic image.
また、請求項7に係る発明は、請求項5または請求項6に記載の放射線断層撮影装置において、被検体の乳房を検診するマンモグラフィー装置であることを特徴とするものである。
The invention according to
[作用・効果]上述の構成によれば、放射線断層撮影装置は、被検体の乳房を検診するマンモグラフィー装置となっている。検出器リングに検出感度のムラがあるならば、被検体を検出器リングの内部深くまで進入させれば良いのではないかと一見思われる。しかし、乳房検診用のマンモグラフィー装置においては、検査中、被検体の乳房以外の部分は、検出器リングの外部に存するのであり、被検体の乳房を検出器リングの内部深くまで導入することができない。本発明の構成をマンモグラフィー装置に適応すれば、診断に適した断層画像が安価な装置で提供できることになるのである。 [Operation / Effect] According to the above-described configuration, the radiation tomography apparatus is a mammography apparatus for examining the breast of a subject. If there is uneven detection sensitivity in the detector ring, it may seem that the subject may be moved deep inside the detector ring. However, in the mammography apparatus for breast examination, during the examination, the part other than the breast of the subject exists outside the detector ring, and the breast of the subject cannot be introduced deep inside the detector ring. . If the configuration of the present invention is applied to a mammography apparatus, a tomographic image suitable for diagnosis can be provided by an inexpensive apparatus.
<放射線断層撮影装置の構成>
以下、本発明に係る放射線断層撮影装置の実施例を図面を参照しながら説明する。実施例1におけるγ線は本発明の放射線の一例である。なお、実施例1の構成は、乳房検診用のマンモグラフィー装置となっている。図1は、実施例1に係る放射線断層撮影装置の具体的構成を説明する機能ブロック図である。実施例1に係る放射線断層撮影装置9は、被検体の乳房をz方向から導入させるガントリ11と、ガントリ11の内部に設けられた被検体の乳房をz方向から導入させるリング状の検出器リング12とを備えている。検出器リング12に設けられた内穴は、z方向に伸びた円筒形(正確には、正8角柱)となっている。したがって、検出器リング12自身もz方向に伸びている。なお、検出器リング12の内穴の領域が、放射線断層撮影装置9の断層画像が生成できる撮影視野となっている。
<Configuration of radiation tomography system>
Embodiments of a radiation tomography apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The gamma rays in Example 1 are an example of the radiation of the present invention. The configuration of the first embodiment is a mammography apparatus for breast examination. FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a specific configuration of the radiation tomography apparatus according to the first embodiment. The radiation tomography apparatus 9 according to the first embodiment includes a
遮蔽プレート13は、タングステン等で構成される。放射性薬剤は、被検体の乳房B以外の部分にも存在するので、そこからも消滅γ線対が発生している。しかし、この様な関心部位以外から発生する消滅γ線対が検出器リング12に入射すると、断層画像撮影の邪魔となる。そこで、検出器リング12のz方向における被検体Mに近い側の一端を覆うようにリング状の遮蔽プレート13が設けられているのである。
The shielding
クロック19は、検出器リング12にシリアルナンバーとなっている時刻情報を送出する。検出器リング12から出力される検出データには、γ線をどの時点で検出したかという時刻情報が付与され、後述のフィルタ部20に入力される。
The
検出器リング12の構成について説明する。検出器リング12は、8個の放射線検出器1がz方向(中心軸方向)に垂直な平面上の仮想円に配列されることで、1つの単位リングが形成される。この単位リングがz方向に3個配列されて検出器リング12が構成される。単位リングのうち、被検体の乳房Bを挿入させる側に存し、遮蔽プレート13に隣接するものを、第1単位リング12aと呼び、第1単位リング12aに隣接する単位リングを第2単位リング12bと呼ぶ。また、第2単位リング12bに隣接する単位リングを第3単位リング12cと呼ぶ[図3(b)参照]。この様に、第1単位リング12a,第2単位リング12b,および第3単位リング12cがこの順にz方向に配列されることにより、検出器リング12が構成されている。なお、第1単位リング12aを構成する放射線検出器を第1放射線検出器1aと呼び、第2単位リング12bを構成する放射線検出器を第2放射線検出器1bと呼ぶ。そして、第3単位リング12cを構成する放射線検出器を第3放射線検出器1cと呼ぶ。第1放射線検出器1aの放射線検出の感度は、第2放射線検出器1bの放射線検出の感度よりも高くなっている。同様に、第3放射線検出器1cの放射線検出の感度は、第2放射線検出器1bの感度よりも高くなっている。第1単位リング12aは、本発明の第1アレイに相当し、第2単位リング12bは、本発明の第2アレイに相当する。また、第3単位リング12cは、本発明の第3アレイに相当する。
The configuration of the
放射線検出器1の構成について簡単に説明する。図2は、実施例1に係る放射線検出器の構成を説明する斜視図である。放射線検出器1は、図2に示すように放射線を光に変換するシンチレータ2と、光を検出する光検出器3とを備えている。そして、シンチレータ2と光検出器3との介在する位置には、光を授受するライトガイド4が備えられている。
The configuration of the radiation detector 1 will be briefly described. FIG. 2 is a perspective view illustrating the configuration of the radiation detector according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the radiation detector 1 includes a
シンチレータ2は、シンチレータ結晶が3次元的に配列されて構成されている。シンチレータ結晶は、Ceが拡散したLu2(1−X)Y2XSiO5(以下、LYSOとよぶ)によって構成されている。そして、光検出器3は、どのシンチレータ結晶が光を発したかという光の発生位置を特定することができるようになっているとともに、光の強度や、光の発生した時刻をも特定することができる。また、実施例1の構成のシンチレータ2は、採用しうる態様の例示にすぎない。したがって、本発明の構成は、これに限られるものではない。
The
同時計数部21(図1参照)には、フィルタ部20を経由して検出器リング12から出力された検出データが送られてきている。検出器リング12に同時に入射した2つのγ線は、被検体内の放射性薬剤に起因する消滅γ線対である。同時計数部21は、検出器リング12を構成するシンチレータ結晶のうちの2つの組み合わせ毎に消滅γ線対が検出された回数をカウントし、この結果を断層画像生成部22に送出する。同時計数におけるシンチレータ結晶の位置関係は、消滅γ線対が検出器リング12に入射した位置と入射した方向を示すものであり、放射性薬剤のマッピングに必要な情報である。シンチレータ結晶の組合せ毎に記憶される消滅γ線対検出の回数および消滅放射線のエネルギー強度は、被検体内における消滅γ線対の発生のバラツキを示すものであり、放射性薬剤のマッピングに必要な情報である。なお、同時計数部21による検出データの同時性の判断は、クロック19によって検出データに付与された時刻情報が用いられる。
Detection data output from the
フィルタ部20は、検出器リング12における無用なデータを同時計数部21に送出させない目的で設けられている。同時計数部21は、膨大なデータを扱わなければならないので、負荷がかかりやすい。フィルタ部20は、同時計数部21の負荷を軽減するように検出データを間引くことができる。例えば、被検体Mが検出器リング12の内部に挿入されていないときの検出データは、全てフィルタ部20が破棄して、同時計数部21に入力されない。
The
断層画像生成部22は、同時計数部21が出力する消滅γ線対の発生位置と放射線強度に関するデータを受け取って、消滅放射線の発生位置が空間的にマッピングされた断層画像を生成する。このときの断層画像としては、例えば、被検体の乳房Bを輪切りにするようなアキシャル画像となっている。
The tomographic
表示部36は、断層画像生成部22が生成した断層画像を表示させるものであり、操作卓35は、術者が放射線断層撮影装置9に対して行う諸操作を入力させるものである。記憶部37は、検出器リング12が出力する検出データ、同時計数部21が生成する同時計数データ、断層画像等、各部の動作によって生じるデータ、および各部の動作に際して参照されるパラメータの一切を記憶するものである。
The
なお、放射線断層撮影装置9は、各部を統括的に制御する主制御部41と、放射線断層画像を表示する表示部36とを備えている。この主制御部41は、CPUによって構成され、各種のプログラムを実行することにより、各部19,20,21,22を実現している。なお、上述の各部はそれらを担当する制御装置に分割されて実現されてもよい。
The radiation tomography apparatus 9 includes a
<検出器リングの具体的な構成>
次に、本発明における最も特徴的な構成である検出器リング12の具体的な構成について説明する。図3は、実施例1に係る検出器リング12の構成を説明する平面図、断面図である。図3(a)は、検出器リング12をz方向から見たときの平面図である。検出器リング12は、8つの放射線検出器1が円環状に配列されて構成されている。検出器リング12の内穴は、正8角柱となっている。しかも、検出器リング12の内壁は、全てシンチレータ2で覆われている。検出器リング12のz方向に沿った中心軸(検出器リング12の内壁の回転対称軸)をAとすると、中心軸Aは、検出器リング12の内穴の中心点に位置する。この中心軸Aから各放射線検出器1を見たとき、放射線検出器1のシンチレータ2は、全て中心軸Aに向いている。そして、放射線検出器1は、中心軸Aから見てシンチレータ2の裏側に、ライトガイド4と光検出器3とを備えている。
<Specific configuration of detector ring>
Next, a specific configuration of the
第1放射線検出器1aの有するシンチレータを第1シンチレータ2aと呼び、第2放射線検出器1bの有するシンチレータを第2シンチレータ2bと呼ぶ。同様に、第3放射線検出器1cを有するシンチレータを第3シンチレータ2cと呼ぶ。
The scintillator included in the first radiation detector 1a is referred to as a
図3(b)は、検出器リング12の断面図を示している。図3(b)に示すように、検出器リング12には、第1単位リング12a,第2単位リング12b,第3単位リング12cがこの順にz方向に配列されている。各単位リング12a,12b,12cに亘って内穴の形状は同一であり、各単位リング12a,12b,12cの内穴の幅16a,16b,16cは、同一となっている。したがって、z方向に並んだ各放射線検出器1a,1b,1cが有する各シンチレータ2a,2b,2cの中心軸Aに向いている正面は、単一の平面に属しており、各シンチレータ2a,2b,2cの3つの正面によって検出器リング12の内壁の一面が構成される。この様に構成することで、被検体の乳房Bの進入を邪魔することが無い検出器リング12が提供できる。この様に、各単位リング12a,12b,12cは、各々の中心軸(各単位リングの内壁の回転対称軸)を共有して、中心軸方向にこの順に配列されている。被検体の乳房Bは、第1単位リング12a側から挿入される。
FIG. 3B shows a sectional view of the
本発明の特徴的な構成は、各シンチレータ2a,2b,2cの幅にある。すなわち、中心軸Aから各シンチレータ2a,2b,2c(各放射線検出器1a,1b,1c)に向かう方向についての各シンチレータ2a,2b,2cの厚さに違いが持たせてあるのである。被検体の乳房B挿入側に位置する第1単位リング12aを構成する第1シンチレータ2aは、中心軸Aから遠ざかる方向に厚く、放射線検出感度が高いものとなっている。シンチレータ2を構成する物質は、高価である。したがって、シンチレータ2の厚みが厚いほど、放射線検出器1の価格は高いものとなる。第1単位リング12aを構成する第1放射線検出器1aは、高価である。
The characteristic configuration of the present invention is the width of each
一方、検出器リング12のz方向の中央に位置する第2単位リング12bを構成する第2シンチレータ2bは、中心軸Aから遠ざかる方向に薄く、放射線検出感度は、比較的低いものとなっている。その代り、第2単位リング12bを構成する第2放射線検出器1bは、安価なものとなっている。
On the other hand, the
そして、被検体の乳房Bから最も遠い位置に位置している第3単位リング12cを構成する第3シンチレータ2cは、中心軸Aから遠ざかる方向に厚く、放射線検出感度が高いものとなっている。その代り、第3単位リング12cを構成する第3放射線検出器1cは、高価である。なお、第3シンチレータ2cの厚さは、第1シンチレータ2aの厚さ以下となっている。すなわち、各シンチレータの中心軸Aから遠ざかる方向の厚さは、第2シンチレータ2b<第3シンチレータ2c≦第1シンチレータ2aという関係となっている。
And the
シンチレータ2の厚さが上述のような構成となっている効果について説明する。図4は、検出器リング12の模式図である。消滅点Pから発生した消滅γ線対は、検出器リング12の異なる2箇所に入射する。検出器リング12が長ければ長いほど、消滅γ線対が検出器リング12に入射しやすくなるので、検出器リング12の消滅γ線対の検出感度は高いものとなる。ところで、検出器リング12のz方向の両端部のうち、消滅点Pに近い側を第1端部12pとし、遠い側を第2端部12qとする。消滅点Pから第1端部12pまでの距離を第1距離R1とし、消滅点Pから第2端部12qまでの距離を第2距離R2とする。
An effect in which the thickness of the
消滅点Pから発生した消滅γ線対の一方は、第1端部12pに向かい、もう一方は、第2端部12qに向かう。消滅γ線対のいずれもが検出器リング12で検出されないと、同時計数が行えないのであるから、第1端部12pに向かったγ線と、第2端部12qに向かったγ線のいずれも、検出器リング12で検出される必要がある。第2端部12qに向かった方のγ線は、R2が長いものとなっているので、γ線の検出は容易である。しかし、第1端部12pに向かった方のγ線は、R1の長さしかない検出器リング12の1部分で検出される必要があるので、検出は難しい。したがって、検出器リング12は、発生位置がz方向の端部に近い消滅γ線対であればあるほど、検出し難いという特性を有している。
One of the annihilation γ-ray pairs generated from the annihilation point P is directed to the
ある消滅点Pから発生する消滅γ線対を検出できる検出器リング12の範囲は、第1距離R1で決定される。この範囲は、具体的には、検出器リング12の第1距離R1の二倍の長さを有する範囲R3である(図4参照)。範囲R3のz方向の中心は、消滅点Pのz方向の位置と一致している。範囲R3が狭いほど、消滅γ線対の検出は難しい。
The range of the
検出器リング12のz方向における被検体の乳房Bの挿入側の端に近い消滅点Paについて考える(図5参照)。検出器リング12において、消滅点Paから発せられる消滅γ線対を検出できる範囲R3は、狭いものとなっている。したがって、この様な消滅γ線対の検出は本来ならば困難である。しかし、実施例1の構成によれば、第1シンチレータ2aの厚さは中心軸Aから遠ざかる方向に厚いものとなっており、第1単位リング12aの検出感度は高いものとなっている。したがって、消滅点Paで発せられた消滅γ線対は、感度よく検出されることになる。この様な事情は、検出器リング12のz方向における被検体の乳房Bの挿入側の端の近くに消滅点がある場合についても同様である。とはいえ、被検体の乳房Bは、第1検出器リング12aから第3検出器リング12cに向かうにしたがって先細りの形状をしているので、第3単位リング12cが検出するγ線の線量は、比較的少なく、第3単位リング12cにおけるγ線の検出感度は、必ずしも第1単位リング12aと同等程度に高い必要はない。
Consider a vanishing point Pa close to the insertion side of the subject's breast B in the z direction of the detector ring 12 (see FIG. 5). In the
次に、検出器リング12のz方向における中央部に位置する消滅点Pbについて考える(図6参照)。検出器リング12において、消滅点Pbから発せられる消滅γ線対を検出できる範囲R3は、広いものとなっている。消滅点Pbは、検出器リング12におけるz方向の両端12p,12qのいずれにも遠いからである。したがって、この様な消滅γ線対の検出は容易であり、消滅点Pbで発せられた消滅γ線対は、感度よく検出されることになる。しかも、実施例1の構成によれば、第2シンチレータ2bの厚さは薄いものとなっており、第2単位リング12bの製造コストは抑制されたものとなっている。
Next, consider the vanishing point Pb located at the center of the
<放射線断層撮影装置の動作>
次に、実施例1に係る放射線断層撮影装置の動作について説明する。まず、被検体Mに放射性薬剤が注射される。この時点から所定の時間が経過した時点で、被検体の乳房Bが検出器リング12の内部に挿入される。術者が操作卓35を通じて、消滅γ線対の検出を指示すると、検出器リング12は、フィルタ部20に検出データの送出を開始する。このとき送出される検出データは、放射線の検出器リング12における入射位置と、エネルギーと、入射時間とが連関したデータセットとなっている。
<Operation of radiation tomography system>
Next, the operation of the radiation tomography apparatus according to Embodiment 1 will be described. First, a radiopharmaceutical is injected into the subject M. When a predetermined time has elapsed from this point, the subject's breast B is inserted into the
同時計数部21は、検出データに同時計数を行い、この結果を断層画像生成部22に送出する。断層画像生成部22は、被検体の乳房Bを輪切りにするような断層画像を生成し、これが表示部36に表示される。こうして、実施例1における放射線断層撮影装置の動作は終了となる。
The
以上のように、実施例1における放射線を検出する検出器リング12は、第1単位リング12a,第2単位リング12b,第3単位リング12cで構成されている。第1単位リング12a,第3単位リング12cは、検出器リング12のz方向における両端部に位置しているので、検出器リング12の中央部に位置する第2単位リング12bと比べて消滅γ線対の検出が難しい。しかしながら、第1単位リング12a,第3単位リング12cを構成する第1放射線検出器1a,第3放射線検出器1cの放射線検出感度は、第2放射線検出器1bのそれよりも高くなっている。この様に、実施例1における放射線断層撮影装置9は、検出器リング12の位置的な放射線感度のムラを抑制し、検出器リング12の撮影視野範囲内に亘って、より均質な断層画像が提供できる。
As described above, the
また、実施例1によれば、第1単位リング12a,第3単位リング12cの検出感度を重点的に高めた構成となっているので、第2単位リング12bの製造コストを増大させずに、実施例1の効果を達成することができる。
In addition, according to the first embodiment, since the detection sensitivity of the
また、実施例1の構成によれば、第1単位リング12a,第3単位リング12cに設けられる第1シンチレータ2a,第3シンチレータ2cの厚さが、第2単位リング12bに設けられる第2シンチレータ2bの厚さよりも厚くなっている。シンチレータ2の厚みが増すほど、放射線が光に変換される機会が多くなるので、シンチレータ2が放射線を光に変換する能力は向上する。実施例1の構成によれば、肉厚の第1シンチレータ2a,第3シンチレータ2cを有する第1放射線検出器1a,第3放射線検出器1cの検出感度は、肉薄の第2シンチレータ2bを有する第2放射線検出器1bの感度よりも確実に高まっており、第1放射線検出器1a,第3放射線検出器1cの放射線検出感度を第2放射線検出器1bのそれよりも確実に高くすることができる。
Further, according to the configuration of the first embodiment, the thickness of the
そして、実施例1の構成によれば、検出感度の高い放射線断層撮影装置9が提供できる。被検体の関心部位が検出器リング12に死角なく囲まれれば、それだけ、検出が可能な消滅放射線が多くなる。したがって、より鮮明な断層画像が取得できる放射線断層撮影装置9が提供できる。
And according to the structure of Example 1, the radiation tomography apparatus 9 with high detection sensitivity can be provided. If the region of interest of the subject is surrounded by the
実施例1の構成によれば、放射線断層撮影装置9は、被検体の乳房Bを検診するマンモグラフィー装置となっている。検出器リング12に検出感度のムラがあるならば、被検体を検出器リング12の内部深くまで進入させれば良いのではないかと一見思われる。しかし、乳房検診用のマンモグラフィー装置においては、検査中、被検体の乳房B以外の部分は、検出器リング12の外部に存するのであり、被検体の乳房を検出器リング12の内部深くまで導入することができない。実施例1の構成をマンモグラフィー装置に適応すれば、診断に適した断層画像が安価な装置で提供できることになるのである。
According to the configuration of the first embodiment, the radiation tomography apparatus 9 is a mammography apparatus that examines the breast B of the subject. If there is uneven detection sensitivity in the
本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described configuration and can be modified as follows.
(1)実施例1の構成によれば、第3単位リング12cを有する構成となっていたが、図7に示すように、これを有しない構成としても良い。乳房検診においては、被検体の胸壁部(乳房の付け根)において病変が頻発していると見込まれる場合は、必ずしも、乳房全体の検出感度を増加させる必要はない。本変形例によれば、被検体の胸壁部における消滅γ線対の検出感度が強化された構成となっており、製造コストが更に抑制された放射線断層撮影装置が提供できる。
(1) According to the configuration of the first embodiment, the configuration has the
(2)実施例1の構成によれば、検出器リング12は、リング状であったが、これに代えて、図8に示すように、欠損部を有するC型の検出器リング12としてもよい。各単位リング12a,12b,12cにも欠損部が設けられており、これらがz方向に積層されて検出器リング12を構成する。ガントリ11,および遮蔽プレート13も検出器リング12の形状に合わせてC型となっている。この様に構成することにより、被検体の乳房Bを検出器リング12の奥まで導入することができる放射線断層撮影装置9が提供できる。検出器リング12の欠損部に被検体の腕を通すことができるからである。
(2) According to the configuration of the first embodiment, the
(3)上述した各実施例のいうシンチレータ結晶は、LYSOで構成されていたが、本発明においては、その代わりに、GSO(Gd2SiO5)などのほかの材料でシンチレータ結晶を構成してもよい。本変形例によれば、より安価な放射線検出器が提供できる放射線検出器の製造方法が提供できる。 (3) The scintillator crystal referred to in each of the above embodiments was composed of LYSO. However, in the present invention, the scintillator crystal is composed of other materials such as GSO (Gd 2 SiO 5 ) instead. Also good. According to this modification, it is possible to provide a method of manufacturing a radiation detector that can provide a cheaper radiation detector.
(4)上述した各実施例において、光検出器は、光電子増倍管で構成されていたが、本発明はこれに限らない。光電子増倍管に代わって、フォトダイオードやアバランシェフォトダイオードや半導体検出器などを用いていもよい。 (4) In each of the embodiments described above, the photodetector is composed of a photomultiplier tube, but the present invention is not limited to this. Instead of the photomultiplier tube, a photodiode, an avalanche photodiode, a semiconductor detector, or the like may be used.
A 中心軸
1a 第1放射線検出器
1b 第2放射線検出器
1c 第3放射線検出器
2a 第1シンチレータ
2b 第2シンチレータ
2c 第3シンチレータ
9 放射線断層撮影装置
12 検出器リング
12a 第1単位リング(第1アレイ)
12b 第2単位リング(第2アレイ)
12c 第3単位リング(第3アレイ)
A central axis 1a
12b Second unit ring (second array)
12c Third unit ring (third array)
Claims (7)
放射線を検出する第2放射線検出器が仮想円に沿って円弧状に配列された第2アレイとを備え、
各仮想円に直交するとともに、各仮想円の中心を通過する軸を中心軸としたとき、
前記第1アレイ、および前記第2アレイが互いの中心軸を共有して、前記中心軸方向に配列することにより、前記第1アレイ側から被検体を導入させる開口を有する検出器リングが構成され、
前記第1放射線検出器の放射線検出感度は、前記第2放射線検出器のそれよりも高くなっていることを特徴とする放射線断層撮影装置。 A first array in which first radiation detectors for detecting radiation are arranged in an arc along a virtual circle;
A second radiation detector for detecting radiation comprises a second array arranged in an arc along a virtual circle;
When the axis that is orthogonal to each virtual circle and passes through the center of each virtual circle is the central axis,
The first array and the second array share the center axis of each other and are arranged in the direction of the center axis, thereby forming a detector ring having an opening for introducing the subject from the first array side. ,
The radiation tomography apparatus according to claim 1, wherein the radiation detection sensitivity of the first radiation detector is higher than that of the second radiation detector.
前記第1放射線検出器は、放射線を光に変換する第1シンチレータと、光を検出する光検出器を備え、
前記第2放射線検出器は、放射線を光に変換する第2シンチレータと、光を検出する前記光検出器を備え、
前記第1アレイにおける前記第1放射線検出器は、前記第1シンチレータが仮想円の中心に向くように配列されるとともに、前記第2アレイにおける前記第2放射線検出器は、前記第2シンチレータが仮想円の中心に向くように配列されており、
前記中心軸から前記第1放射線検出器に向かう方向における前記第1シンチレータの厚さは、前記中心軸から前記第2放射線検出器に向かう方向における前記第2シンチレータの厚さよりも厚くなっていることを特徴とする放射線断層撮影装置。 The radiation tomography apparatus according to claim 1,
The first radiation detector includes a first scintillator that converts radiation into light, and a photodetector that detects light,
The second radiation detector includes a second scintillator that converts radiation into light, and the photodetector that detects light,
The first radiation detectors in the first array are arranged so that the first scintillator faces the center of a virtual circle, and the second radiation detectors in the second array have a virtual second scintillator. Arranged to face the center of the circle,
The thickness of the first scintillator in the direction from the central axis toward the first radiation detector is thicker than the thickness of the second scintillator in the direction from the central axis toward the second radiation detector. A radiation tomography apparatus.
放射線を検出する第3放射線検出器が仮想円に沿って円弧状に配列された第3アレイを更に備え、
前記第1アレイ、前記第2アレイに加えて前記第3アレイがそれぞれの前記中心軸を共有して、各アレイがこの順に中心軸方向に配列することにより、前記検出器リングが構成され、
前記第3放射線検出器の放射線検出感度は、前記第2放射線検出器のそれよりも高くなっていることを特徴とする放射線断層撮影装置。 The radiation tomography apparatus according to claim 1,
A third radiation detector for detecting radiation further comprising a third array arranged in an arc along a virtual circle;
In addition to the first array and the second array, the third array shares the central axis, and the arrays are arranged in the direction of the central axis in this order, thereby configuring the detector ring.
The radiation tomography apparatus according to claim 3, wherein the radiation detection sensitivity of the third radiation detector is higher than that of the second radiation detector.
前記第2放射線検出器は、放射線を光に変換する前記第2シンチレータと、光を検出する光検出器を備え、
前記第3放射線検出器は、放射線を光に変換する第3シンチレータと、光を検出する前記光検出器を備え、
前記第2アレイにおける前記第2放射線検出器は、前記第2シンチレータが仮想円の中心を向くように配列されるとともに、前記第3アレイにおける前記第3放射線検出器は、前記第3シンチレータが仮想円の中心を向くように配列されており、
前記中心軸から前記第3放射線検出器に向かう方向における前記第3シンチレータの厚さは、前記中心軸から前記第2放射線検出器に向かう方向における前記第2シンチレータの厚さよりも厚くなっていることを特徴とする放射線断層撮影装置。 The radiation tomography apparatus according to claim 3,
The second radiation detector includes the second scintillator that converts radiation into light, and a photodetector that detects light,
The third radiation detector includes a third scintillator that converts radiation into light, and the photodetector that detects light,
The second radiation detectors in the second array are arranged so that the second scintillator faces the center of the virtual circle, and the third radiation detectors in the third array are virtual in the third scintillator. Arranged to face the center of the circle,
The thickness of the third scintillator in the direction from the central axis toward the third radiation detector is thicker than the thickness of the second scintillator in the direction from the central axis toward the second radiation detector. A radiation tomography apparatus.
前記アレイの各々は、各仮想円に沿ったC型となっていることを特徴とする放射線断層撮影装置。 The radiation tomography apparatus according to any one of claims 1 to 4,
Each of the arrays has a C shape along each virtual circle.
前記アレイの各々は、各仮想円に沿ったO型となっていることを特徴とする放射線断層撮影装置。 The radiation tomography apparatus according to any one of claims 1 to 4,
Each of the arrays is O-shaped along each virtual circle.
被検体の乳房を検診するマンモグラフィー装置であることを特徴とする放射線断層撮影装置。 The radiation tomography apparatus according to claim 5 or 6,
A radiation tomography apparatus characterized by being a mammography apparatus for examining a breast of a subject.
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