JP3637155B2 - 核医学診断装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体に投与された放射性同位元素から放射されるガンマ線を検出し、放射性同位元素の体内分布を画像化する核医学診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
核医学診断装置は、シングルフォトン核種を用いて放射性同位元素の崩壊時の一個のガンマ線の検出を行い、この検出データに基づいて2次元的なガンマ線蓄積画像をえることを特徴としたシングルフォトンカメラと、ポジトロン核種を用いて陽電子が消滅する際に反対方向に一対のガンマ線を放出することを利用し、放出場所を特定することにより2次元的なガンマ線の蓄積画像を得ることを特徴としたポジトロンカメラとに分類される。
【0003】
また、近年、複数の角度でガンマ線を検出し、それに基づいて断層像を再構成する断層イメージングの技術(ECT(emission computed tomography))が実用化されている。このECTは、シングルフォトンECT(SPECT)と、ポジトロンECT(PET)とに大別される。
【0004】
ところで、従来のガンマ線の検出器としては、アンガー型検出器が主流をである。アンガー型検出器は、ガンマ線の入射方向を制限するためのコリメータと、ガンマ線をそのエネルギーに応じた光量の光に変換するシンチレータ(NaIの単結晶)と、ライトガイドと、ライトガイド上に2次元状にちょう密に配列された複数の光電子増倍管とがハウジングに収容されてなる。
【0005】
上記コリメータは、強度的に非常に弱い多孔型コリメータ本体を、側面シールドを兼ねている強固なフランジ部に固定した構造になっている。このフランジ部は構造的な強さと遮蔽性能の高さの要求から、比較的厚く作成されている。
【0006】
また、アンガー型検出器の有効視野は、周縁の光電子増倍管の中央までの範囲に限定されている。
したがって、従来のアンガー型検出器には、有効視野からハウジング端面までのデットスペースが非常に大きく、ハウジング端面が被検体の肩、脇、顎等の部位と干渉して、例えば頭部撮影では小脳や頸部まで視野に収めることはできなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、アンガー型検出器の有効視野を拡大しデットスペースを短縮可能な核医学診断装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被検体に投与された放射性同位元素から放射されるガンマ線の入射方向を制限するための第1のコリメータと、前記第1のコリメータを通過したガンマ線をそのエネルギーに応じた光量の光に変換するシンチレータと、前記シンチレータで変換された光をその光量に応じた電気信号に変換する配列された複数の光電子増倍管とを有するアンガー型検出器において、前記アンガー型検出器と有効視野が連続的につながるように、第2のコリメータと、前記第2のコリメータを通過したガンマ線を直接的に電気信号に変換する縦横に配列された複数の半導体素子とを有する半導体検出器が設けられることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による核医学診断装置の一実施形態を図面を参照して説明する。なお、本発明の核医学診断装置としては、シングルフォトン核種を用いて放射性同位元素の崩壊時の一個のガンマ線の検出を行い、この検出データに基づいて2次元的なガンマ線蓄積画像を得るシングルフォトンカメラ(シンチレーションカメラ)、ポジトロン核種を用いて陽電子が消滅する際に反対方向に一対のガンマ線を放出することを利用し、放出場所を特定することにより2次元的なガンマ線の蓄積画像を得ることを特徴としたポジトロンカメラ、シングルフォトン核種からのガンマ線を被検体の周囲の複数の角度から検出し、それに基づいて断層像を再構成するシングルフォトンECT(SPECT)、ポジトロン核種からのガンマ線を被検体の周囲の複数の角度から検出し、それに基づいて断層像を再構成するポジトロンECT(PET)のいずれでもよい。ここでは、シングルフォトンカメラ(シンチレーションカメラ)とSPECTを兼用できるタイプを一例として説明する。
【0010】
図1に本実施形態による核医学診断装置のブロック図を示す。検出器1は、アンガー型検出器2と、半導体検出器3とを有する。
アンガー型検出器2は、平行多孔型のコリメータ4と、ガンマ線をそのエネルギーに応じた光量の光に変換するシンチレータ5と、ライトガイド6と、シンチレータ5からライトガイド6を介して入射した光をその光量に応じた電気信号に変換する光電子増倍管(PMT)アレイ7とを有する。
【0011】
半導体検出器3は、平行多孔型のコリメータ8と、CdZnTe等のガンマ線を直接的に電気信号に変換する複数の半導体素子が縦横に配列された半導体素子アレイ9と、複数の半導体素子各々の出力を個々に増幅するためのプリアンプアレイ10と、プリアンプアレイ10の出力それぞれを個々にディジタル信号に変換するアナログディジタルコンバータ(ADC)アレイ11とを有する。
【0012】
信号処理プロセッサ12は、アンガー型検出器2の出力信号と半導体検出器3の出力信号とに基づいて、被検体に投与された放射性同位元素の体内分布を画像化する。また、SPECT撮影時には、信号処理プロセッサ12は、アンガー型検出器2の出力信号と半導体検出器3の出力信号とに基づいて、被検体の断面に関する放射性同位元素の体内分布を断層像として再構成する。これら画像データはディスプレイユニット13に表示される。
【0013】
図2に検出器1の構造を示す。同図(b)はガンマ線入射側から見た検出器1の平面図を示し、同図(a)は同図(b)のA−B断面図である。アンガー型検出器2のコリメータ4は、矩形(aセンチメートル(長辺)×bセンチメートル(短辺))の平行多孔構造体としてのコリメータ本体14を、取り付けネジ16でフランジ部(シールド部)15に固定された構造を有する。フランジ部15は、コリメータ本体14を補強し保護すると共に、側方から入射してくる不要なガンマ線を遮蔽する機能を果たしている。コリメータ本体14の背面にはシンチレータ5が装着される。シンチレータ5の背面には、ライトガイド5が装着される。ライトガイド5の背面には、複数の光電子増倍管(PMT)17が稠密に配列される。
【0014】
周縁の光電子増倍管17は、アンガー型検出器2としての有効視野F1 の外側に設置される。
半導体検出器3においては、矩形(bセンチメートル(長辺)×cセンチメートル(短辺))のコリメータ8の背面には例えばプリント基板に形成された半導体素子アレイ9が装着され、半導体素子アレイ9の背面には例えばプリント基板に形成されたプリアンプアレイ10及びADCアレイ11が装着される。
【0015】
半導体検出器3としての有効視野F2 が、コリメータ8の全面に一致するように、複数の半導体素子はb×cの全域にわたって配列されている。
フランジ部15の一部は切り欠かれる。この切り欠き部22には半導体検出器3が着脱可能に挿入される。主に半導体素子アレイ9の薄さは、半導体検出器3がフランジ部15の切り欠き部22に挿入されたとき、半導体検出器3がコリメータ4の表面から突出しない、又は数cmだけの突出にとどまる程度に半導体検出器3を薄く形成することを可能にする。
【0016】
半導体検出器3がフランジ部15の切り欠き部22に挿入されたとき、アンガー型検出器2の長辺方向に沿って、アンガー型検出器2の有効視野F1 と半導体検出器3の有効視野F2 とが連続的につながるように、半導体検出器3の長辺端部はアンガー型検出器2のコリメータ本体14の短辺端部に接触する。
【0017】
したがって、アンガー型検出器2のフランジ部15の切り欠き部22に半導体検出器3を挿入することにより、アンガー型検出器2の有効視野F2 を、F1 +F2 に実質的に拡大することができる。また、アンガー型検出器2のデッドスペースDS1 を、DS2 に短縮することができる。
【0018】
図3に頭部SPECT時の被検体に対する検出器1の位置を示している。頭部SPECT時には、アンガー型検出器2を頭部の周囲を回転させる。このとき、感度向上にためには、アンガー型検出器2を頭部に最接近させる必要があり、したがって図2に示したような被検体の肩に干渉しない位置でアンガー型検出器2を回転させなければならない。このような位置では、従来では、頸部が有効視野F1 から外れてしまい画像化できなかったが、本実施形態ではアンガー型検出器2のフランジ部15の切り欠き部22に半導体検出器3を挿入することにより、この頸部を半導体検出器3の有効視野F2 に収めることができる。その他、拡大された有効視野は、例えば心臓と肝臓との同時収集を可能とする。
【0019】
さらに、図4に示すように、取り外した半導体検出器3をシールドケース19に収納して、ケーブル20を介してデータ収集処理表示ユニット21に接続することにより、検査技師が直接手に持って被検体にかざし、病変部を確認するようなガンマ線プローブとしての使用も可能である。
本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々変形して実施可能である。
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体検出器をフランジ部の切り欠き部に装着することにより、アンガー型検出器の有効視野を実質的に拡大することができる。また、アンガー型検出器のデッドスペースを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施形態による核医学診断装置のブロック図。
【図2】図1の検出器の断面及び平面図。
【図3】本実施形態による頭部SPECT収集時のアンガー型検出器の被検体に対する位置を示す図。
【図4】図1の半導体検出器のガンマ線プローブとしての使用形態を示す図。
【符号の説明】
1…検出器ユニット、
2…アンガー型検出器、
3…半導体検出器、
4…コリメータ、
5…シンチレータ、
6…ライトガイド、
7…光電子増倍管アレイ、
8…コリメータ
9…半導体素子アレイ、
10…プリアンプアレイ、
11…ADCアレイ、
12…信号処理プロセッサ、
13…ディスプレイユニット、
14…コリメータ本体、
15…フランジ部、
16…取付けネジ、
17…光電子増倍管、
19…シールドケース、
20…ケーブル、
21…データ収集処理表示ユニット、
22…切り欠き部。

Claims (3)

  1. 被検体に投与された放射性同位元素から放射されるガンマ線の入射方向を制限するための第1のコリメータと、前記第1のコリメータを通過したガンマ線をそのエネルギーに応じた光量の光に変換するシンチレータと、前記シンチレータで変換された光をその光量に応じた電気信号に変換する配列された複数の光電子増倍管とを有するアンガー型検出器において、
    前記アンガー型検出器と有効視野が連続的につながるように、第2のコリメータと、前記第2のコリメータを通過したガンマ線を直接的に電気信号に変換する縦横に配列された複数の半導体素子とを有する半導体検出器が設けられることを特徴とするアンガー型検出器。
  2. 前記半導体素子はCdZnTeであることを特徴とする請求項1記載のアンガー型検出器
  3. 前記半導体検出器は、前記複数の半導体素子各々の出力を個々に増幅するための複数のプリアンプと、前記複数のプリアンプの出力それぞれを個々にディジタル信号に変換する複数のアナログディジタルコンバータとをさらに有することを特徴とする請求項1記載のアンガー型検出器
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