JP3638973B2 - Ｔｃｔ・ｓｐｅｃｔ同時収集システム - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、被検体内の減衰係数分布を形成するトランスミッションデータ及びＳＰＥＣＴ画像を形成するエミッションデータを同時に（すなわち、検出器を被検体の周りに回転させながら行なう一連のデータ収集動作の中で）収集するＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検体内に投与した核種｛放射線同位元素（以下、ＲＩという）｝から放出されるγ線をガンマカメラにより検出して、被検体内におけるＲＩ分布を示す画像（以下、ＳＰＥＣＴ画像という）を得るＳＰＥＣＴ装置がある。
【０００３】
このＳＰＥＣＴ装置では、ＳＰＥＣＴ画像の定量化、すなわち、ＳＰＥＣＴ画像と実際の被検体内のＲＩ分布とを比例関係で対応させるために、次の２つの補正が行なわれている。すなわち、（１）「散乱性補正」と（２）「減衰補正」である。
【０００４】
（１）散乱性補正とは、ガンマカメラで得られたＳＰＥＣＴ画像に対し、被検体内でのγ線の散乱、ガンマカメラ内部（例えばコリメータ、ＮａＩシンチレータ等の内部）でのγ線の散乱に起因するγ線散乱成分を有効に除去するために行なわれるものであり、例えば、特開平５−８７９３３号公報に開示された方法が知られている。
【０００５】
一方、（２）減衰補正とは、次に述べるものである。すなわち、体内に投与されたＲＩから放出されるγ線は被検体内を通過して検出器によりエミッションデータとして検出されるが、この際、そのγ線は、被検体を構成する骨や各軟部組織それぞれが有する固有のγ線吸収係数に相当する分だけ指数関数的に減衰を受ける。
【０００６】
この減衰の度合いは、γ線が通過するパスの位置や長さによって異なるため不均一であり、実際に得られたＲＩ分布量は定量性を欠いたものとなってしまった。
【０００７】
このような問題を解決するため、被検体内の減衰の度合いを示す減衰係数分布（減衰マップ）を測定し、この減衰マップデータを参照してエミッションデータに補正（減衰補正）を行なっている。
【０００８】
上述したように、減衰補正を行なうためには、被検体内の減衰係数分布（減衰マップ）を測定する必要がある。この減衰マップを測定する手法の一つとしてＸ線ＣＴがある。
【０００９】
しかしながら、Ｘ線ＣＴの線源は白色光（エネルギーに幅がある）であることから、単色光であるγ線の減衰係数分布を正確に求めることは困難であった（エネルギーが異なるため、吸収係数も異なるから）。さらに、Ｘ線ＣＴ装置とＳＰＥＣＴ装置とは別個の装置であり、Ｘ線ＣＴ装置で減衰データを収集した後、ＳＰＥＣＴ装置へ被検体を移動させてエミッションデータを収集していたため、減衰データとエミッションデータとの収集を同時に行なえず、被検体の測定対象部位の位置を正確に合わせることが困難であった。
【００１０】
そこで、新たな手法として、エミッションデータ収集用のガンマカメラを用いてトランスミッションデータを収集し、被検体の減衰係数分布を得るトランスミッション（透過型）ＣＴ（以下、ＴＣＴ；Transmission computed tomographyという）装置（なお、この種のＴＣＴ装置のことをＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ収集システムともいう）が考え出された。このＴＣＴ装置に関しては、これまで以下に示すような多数の特許、論文、学会発表がなされている。
【００１１】
・Patent Number 5,055,687 Oct. 8,1991Ichihara（東芝）
・Patent Number 5,075,554 Dec.24,1991 Yunker et al.
・Patent Number 5,289,008 Feb.22,1994 Jaszczak et al.
・R.Jaszczak et al "Fast Trasmission CT for Determining Attenuation Maps a Collimated, Shuttered Line Source and Fan Beam Collimation"Conference Record of the 1992 IEEE Nucl.Sci.and Med.Img.
・EPFicaro, et al "Simultaneous Transmission/Emission Tomography Usinga Line Source with an Off-center Fanbeam Collimator" 1994 Society of Nucl.Med.
このＴＣＴ装置（ＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ収集システム）を用いてトランスミッションデータ及びエミッションデータを収集する場合、大別して次の２つの方法がある。すなわち、（１）「予めトランスミッションデータを収集しておき、続いてエミッションデータを収集し、先に収集されたトランスミッションデータに基づいて補正データを生成する方法」、（２）「トランスミッションデータ及びエミッションデータを同時に収集し、これらのデータから補正データを生成する方法」である。
【００１２】
（１）の方法では、トランスミッションデータを収集してからエミッションデータを収集するまでの間に時間差があるため、被検体の動きや内部（心臓、肺等）の動きによりトランスミッションデータとエミッションデータとを収集する上での環境が異なり、真の補正データを求めることが難しくなってしまう恐れがあった。
【００１３】
したがって、最近では、（２）の方法が考えられている。この（２）のトランスミッションデータ及びエミッションデータを同時に収集するシステムとして、図９に示すような２検出器対向型（２検出器が被検体を挟んで対向している）のＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムがある。
【００１４】
このシステムにおいて、エミッションデータを収集する検出器Ａとトランスミッションデータを収集する検出器Ｂは、被検体Ｈを挟んで対向した状態で図示しない架台に配設されている。この架台には、当該検出器Ａ、Ｂを回転中心Ｏを中心に一体に回転させる図示しない回転機構が備えられている。また、トランスミッションデータ用の線線源５０が検出器Ａの側面に、そのγ線放射側が検出器Ｂに向くように配設されている。そして、検出器Ｂの検出面側には、焦点を回転中心Ｏからずらしたファンビームコリメータが装着されている。
【００１５】
このシステムによれば、予め被検体に投与されたＲＩから放出されたγ線は、例えばステップ角度毎に回転する検出器Ａ、Ｂにより検出され、多方向のエミッションデータ群として処理される。
【００１６】
また、エミッションデータの収集と同時に、トランスミッションデータの収集も行なわれている。すなわち、線線源５０から放射されたγ線は、被検体Ｈを透過した後ファンビームコリメータを介して前述のように回転する検出器Ｂに入射し、トランスミッションデータとして処理される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
エミッションデータを収集してＳＰＥＣＴ画像を得る場合、コリメータの性質から被検体と検出器との距離が近いほど解像度の高い良好な画像が得られる。
【００１８】
すなわち、図１０に示すように、被検体Ｈ内の診断部位に取り込まれたＲＩから放射され、検出器Ａに取り込まれたγ線（エミッションデータ）のビームプロファイルは、検出器Ａが被検体に近接しているほうが良好であり、解像度が高くなっている。したがって、設計上検出器Ａは被検体にできるだけ近接して配設することが望ましかった。
【００１９】
一方、トランスミッションデータを収集する際には、線線源５０から放射されたγ線の、被検体Ｈを透過して検出器Ｂに入射する領域（以下、有効視野という）が広ければ広いほど効率よくデータ収集ができる。そこで、図１１に示すように、線線源５０をできるだけ被検体Ｈから離反させる、つまり、設計上検出器Ａを被検体からできるだけ離反させて配設することが有効視野の観点から効果的だった。
【００２０】
すなわち、エミッションデータ及びトランスミッションデータを効果的に収集するための検出器Ａの位置条件は相反しているため、両者を良好な条件で収集することが難しかった。また、仮に線線源５０を被検体から離反させて配設しても、図１１から分かるように、線線源５０から放射されるγ線は、検出器Ａに遮られてしまうため、効果がなかった。
【００２１】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、ＳＰＥＣＴ画像の画質（解像度等）を向上させ、トランスミッションデータ収集の際の有効視野も十分に確保しながらエミッションデータ及びトランスミッションデータを同時に（すなわち、検出器を被検体の周りに回転させながら行なう一連のデータ収集動作の中で）収集することができるＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムを提供することをその目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ収集システムは、その一態様として、線源から放出され被検体を透過してきた放射線を少なくとも検出する第１の検出器を有する第１の検出手段と、前記被検体に予め投与された核種から放出された放射線を検出する第２の検出器を有する第２の検出手段とを備え、前記第１及び第２の検出器を架台の診断用開口の中心軸を介して互いに平行に対向する位置に配設するとともに、前記第１の検出手段により検出された放射線に基づくトランスミッションデータ及び前記第２の検出手段により検出された放射線に基づくエミッションデータを同時に収集するようにする。このシステムは、更に、前記第１の検出器の入射面に対して所望の有効視野が得られる当該入射面の対向位置であって前記第２の検出器の移動経路の外の位置に前記線源を固定支持する支持手段と、前記第１の検出器に対向する方向に前記第２の検出器を予め設定された範囲内で移動可能な移動機構と、前記トランスミッションデータ収集時には前記第２の検出器を前記第１の検出器から離間する方向へ、前記有効視野から外れるように所要の距離だけ移動させるとともに、前記エミッションデータ収集時には前記第２の検出器を前記第１の検出器に近付く方向へ所要の距離だけ移動させるように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
例えば、前記支持手段は、一端を前記第１の検出器の一側面に固設し、他端に前記線源を設けたアーム機構である。
【００２４】
さらに、例えば、前記線源は線線源であり、前記第１の検出器の受光面側には多数のコリメート用の孔を有するコリメータが設けられ、その各孔の向きがそれぞれ前記線線源の方向を向くように形成されていてもよい。
【００２５】
さらに、好適には、このＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ収集システムは、前記第１の検出器により検出された放射線に基づくトランスミッションデータを再構成処理して減衰マップデータを作成する減衰マップデータ作成手段を備え、この減衰マップデータ作成手段は、前記線源と前記第１の検出器の入射面が作るファンの形が二等辺三角形でない場合に、得られた投影データを斜めに投影してファンの形状を二等辺三角形に処理する処理手段を有することである。
【００２６】
さらに、本発明に係るＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムは、線源から放出され被検体を透過してきた放射線を少なくとも検出する第１の検出器と、前記被検体に予め投与された核種から放出された放射線を検出する第２の検出器とを備え、前記第１及び第２の検出器を架台の診断用開口の中心軸を介して互いに平行に対向する位置に配設するとともに、前記第１の検出器により検出された放射線に基づくトランスミッションデータ及び前記第２の検出器により検出された放射線に基づくエミッションデータを同時に収集するようにしたシステムであって、前記線源は前記第２の検出器の受光面の端部の一部に配設された面線源から成り、前記第１の検出器は当該第１の検出器の受光面の前面に配置され且つ開口が前記面線源に向いたファンビームコリメータを有するとともに、前記エミッションデータ及び前記トランスミッションデータの中に含まれる散乱線を除去する散乱線除去手段を備えたことを特徴とする。
【００２７】
【作用】
本発明によれば、線源から放出され被検体を透過してきた放射線は、少なくとも第１の検出手段により検出され、被検体に予め投与された核種から放出された放射線は、第２の検出手段により検出される。そして、第１の検出手段により検出された放射線に基づくトランスミッションデータ，及び第２の検出手段により検出された放射線に基づくエミッションデータは、同時に（すなわち、検出器を被検体の周りに回転させながら行なう一連のデータ収集動作の中で）収集される。
【００２８】
このとき、第１の検出器及び第２の検出器が、架台の診断用開口の中心軸を介して互いに平行に対向する位置に配設されている。また、線源は、第１の検出器の入射面に対して所望の有効視野が得られる当該入射面の対向位置であって第２の検出器の移動経路の外の位置に固定支持されている。
【００２９】
この第１及び第２の検出器の対向状態及び線源の固定支持状態から、トランスミッションデータ収集時には、移動機構により第２の検出器が第１の検出器から離間する方向に有効視野から外れるように所要の距離だけ移動し、エミッションデータ収集時には、移動機構により第２の検出器が第１の検出器に近付く方向へ所要の距離だけ移動するように制御手段により制御される。このため、トランスミッションデータ収集時には、第２の検出器は第１の検出器の有効視野を妨げず、また、エミッションデータ収集時には、第２の検出器を被検体に近付けることができる。つまり、トランスミッションデータ検出のための有効視野を十分に確保することができる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明に係る実施例を、添付図面を参照して説明する。
【００３１】
（第１実施例）
本実施例に係るＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムは、トランスミッションデータ及びエミッションデータ検出用のガンマカメラを備えている。このガンマカメラの構成を図１（正面図）及び図２（側面図）に示す。また、このガンマカメラを用いたＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムのシステム構成を図３に示す。
【００３２】
ガンマカメラ１は架台２を備え、この架台２は、当該架台２に回転自在（図１に示すα方向）に取り付けられた回転フレーム３を備えている。前記架台２及び回転フレーム３の中央部には診断用開口３ａが設けられている。
【００３３】
回転フレーム３にはアーム４ａ、４ｂを介して一対の検出器５ａ、５ｂが、前記開口３ａの中心軸を挟んで、互いに平行に対向した状態で設けられている。この一対の検出器５ａ、５ｂの内、検出器５ａは被検体内から放出されたγ線を検出する検出器であり、検出器５ｂは被検体内を透過したγ線を検出する検出器である。
【００３４】
検出器５ａを支持するアーム４ａは、検出器５ａから検出器５ｂへ向かう方向（ｚ方向）に沿って延設されている。そのアーム４ａ中には、例えばスプロケットやギヤ等が組み合わされた移動機構６が設けられ、この移動機構６は、検出器５ａをその延設されたアーム４ａに沿ってｚ方向及びその反対方向（ｚ1方向）に移動可能に構成されている。
【００３５】
なお、初期状態の場合、検出器５ａは中心軸からある定められた距離に位置（初期位置という）するとともに、開口３ａの中心軸からの距離が検出器５ｂと等距離になるように位置している。
【００３６】
ガンマカメラ１は、トランスミッションデータを収集するための放射線（γ線）を放出する線線源放射機構７を備えている。この線線源放射機構７は、先端部７ａ、中間部７ｂ、基部７ｃ、及びこれらを連結する連結部７ｄ1〜７ｄ2から成る円弧状の支持アーム７Ａと、この支持アーム７Ａの先端部７ａに固定支持された線線源７Ｂとから成り、その支持アーム７Ａの基部７ｃが検出器５ｂの一側面に取り付けられている。また、支持アーム７Ａの先端部７ａ、中間部７ｂ、基部７ｃは、それぞれ連結部７ｄ1、７ｄ2を回転軸として回動自在になっている。なお、通常は、連結部７ｄ1、７ｄ2は固定してある。
【００３７】
線線源７Ｂは、そのγ線放射方向が他方の検出器５ｂの入射面（検出面ともいう）に向くように配設されるとともに、その有効視野が十分に得られるように、検出器５ｂから所要の長さだけ離れた位置に配設されている。さらに、線線源７Ｂは、検出器５ａの前記ｚ及びｚ1方向への移動の邪魔にならないような位置に配設されている。
【００３８】
つまり、線線源７Ｂは、支持アーム７Ａにより検出器Ｂとの間の位置関係が一定になるように配置している。
【００３９】
なお、検出器５ａは、線線源７Ｂの検出器５ｂからの距離よりも所要の長さ離れた位置まで移動させることが可能になっている。
【００４０】
そして、架台１には、回転フレーム３を回転させる回転駆動部８と、回転フレーム３の回転角度を検出する角度センサ９とが設けられている。
【００４１】
検出器５ａは、入射するγ（ガンマ）線のエネルギーを吸収してその入射点で蛍光を発する板状のシンチレータを有し、このシンチレータの入射面側には、鉛板に多数の平行孔（入射孔）が設けられたコリメータが取り付けられている。そして、シンチレータの背面側には、ライトガイドを介して複数本の光電子増倍管（photomultiplier tube:以下「ＰＭＴ」と呼ぶ）が配設されている。
【００４２】
また、検出器５ｂは前記検出器５ａと比べてコリメータの構成が異なっている。すなわち、この検出器５ｂのコリメータの多数の入射孔の向きは平行ではなく、線線源７Ｂのγ線放射点を向くようになっている。つまり、コリメータの入射孔の方向が、検出器５ｂに対してγ線が入射した方向とみなされる。
【００４３】
一方、ＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムは、図３に示すように、各検出器５ａ、５ｂにそれぞれ接続された位置・エネルギー計算回路１０ａ、１０ｂと、この位置・エネルギー計算回路１０ａ、１０ｂに接続されたγ線散乱成分除去回路１１ａ、１１ｂとを備えている。
【００４４】
γ線散乱成分除去回路１１ａの出力は、補正エミッションデータ生成回路１２に接続されている。一方、γ線補正成分除去回路１１ｂの出力は減衰マップ作成回路１３に接続されている。この減衰マップ作成回路１３の出力は補正エミッションデータ生成回路１２に接続されている。
【００４５】
補正エミッションデータ生成回路１２の出力側には、イメージメモリ１４、Ｄ／Ａ変換器１５、及び表示回路１６が順に備えられている。
【００４６】
検出器５ａの支持アーム７Ａには、当該アーム７Ａ内に設けられた移動機構６を制御することにより、検出器５ａの移動タイミング及び移動位置等を制御する検出器移動制御部１７が接続されている。
【００４７】
回転駆動部８には、回転フレーム３の回転角度を制御する検出器回転制御部１８が接続されている。なお、この検出器回転制御部１８は角度センサ９に接続され、この角度センサ９により検出される実際の回転フレーム３の回転角度に基づいて制御角度の微調整を行なっている。
【００４８】
線線源放射機構７には、当該機構７の支持アーム７Ａの先端部７ａ、中間部７ｂ、及び基部７ｃ回動角度、つまり、各先端部７ａ、中間部７ｂ、及び基部７ｃの回転位置を制御することにより、検出器５ｂへのγ線の入射方向を制御可能な線線源支持アーム移動制御部１９が接続されている。
【００４９】
さらに、ＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムは、コンピュータ回路を搭載したコントローラ２０を備えている。このコントローラ２０は、位置・エネルギー計算回路１０ａ、１０ｂ，γ線散乱成分補正回路１１ａ、１１ｂ，減衰マップ作成回路１３，補正エミッションデータ生成回路１２，検出器移動制御部１７，検出器回転制御部１８，及び線線源支持アーム移動制御部１９に対して、それぞれ制御信号ｃ1〜ｃ9を送ることにより、個別に制御可能になっている。また、コントローラ２０には、オペレータから必要なデータを当該コントローラ２０に対し入力可能な入力部２１が接続されている。
【００５０】
検出器５ａでは、エミッションデータ収集時に被検体Ｈ内のＲＩから放射されたγ線が入射されると、シンチレータの入射点が発光する。この光はライトガイドを経て複数のＰＭＴに入射され、光電変換される。したがって、ＰＭＴからはγ線の入射毎に入射光の強度に比例したパルス信号が出力される。
【００５１】
また、検出器５Ｂでは、トランスミッションデータ収集時に、線線源７Ｂから放射され、被検体Ｈを透過したγ線が入射されると、上述したようにシンチレータ、ライトガイド、及びＰＭＴを介してパルス信号が出力される。
【００５２】
検出器５ａ及び５ｂから出力されたパルス信号は、それぞれ位置・エネルギー計算回路１０ａ、１０ｂに入力されるようになっている。
【００５３】
位置・エネルギー計算回路１０ａ、１０ｂは、前置増幅器、重み付け抵抗、加算器等を有し（図示せず）、ＰＭＴから送られるパルス信号に基づいて、γ線の入射毎に、入射γ線の位置およびエネルギーを計算するとともに、求められた位置及びエネルギーに対し直線性補正やエネルギー補正を加えた後、それらの演算値に対応したディジタル値のエネルギー信号及び位置信号をγ線散乱成分除去回路１１ａ、１１ｂに出力する。
【００５４】
γ線散乱成分除去回路１１ａは、特開平５−８７９３３に開示されたような回路、すなわち、入力されたエネルギー信号及び位置信号から２次元画像データを作成する際に、エネルギーウインドウを１つの光電ピークに関して複数（例えば３つ）設定し、この各エネルギーウインドウにより収集した画像間の演算により散乱成分補正係数を求める。そして、その散乱成分補正係数を用いて作成された２次元画像データからγ線散乱成分を除去する。そして、γ線散乱成分が除去された２次元画像データ（エミッションデータ）を補正エミッションデータ生成回路１２に出力する。
【００５５】
同様に、γ線散乱成分補正回路１１ｂは、γ線散乱成分が除去された２次元画像データを減衰マップ作成回路１３に出力する。
【００５６】
減衰マップ作成回路１３は、入力された２次元画像データに対し、Ｘ線ＣＴ装置で知られている画像再構成処理を施して再構成画像データ（γ線吸収係数分布データ、言い換えれば減衰係数分布データ（減衰マップデータ）を作成する。
【００５７】
なお、本構成では、線線源７Ｂが検出器５ｂの検出面の中心線上（Ｘ線ＣＴ装置の場合はＸ線管がこの位置にある）に位置していない。したがって、線線源７Ｂから放射され、検出器５Ｂに検出されたγ線（ファンビーム）の形は二等辺三角形ではない。
【００５８】
そこで、プロファイル補正回路１３ａにより、次の２つの演算処理の内のいずれか一方を行なった後で画像再構成処理を行なっている。（１）二等辺三角形ではないファンビームをパラレルの状態に並びかえる演算処理を施してから断層像の再構成処理を行なう。（２）得られたファンビームデータを演算処理により斜めに投影するデータ処理を行なって二等辺三角形のファンビームデータにしてから再構成処理を行なう（図４参照）。
【００５９】
そして、減衰マップ作成回路１３は、得られた減衰マップデータを補正エミッションデータ生成回路１２に出力する。
【００６０】
補正エミッションデータ生成回路１２は、メモリ、コンピュータ等を搭載した演算回路を備え、入力されたエミッションデータ及び減衰マップデータに基づいて、例えば、Sorenson法やChang法等の補正アルゴリズムを用いて補正エミッションデータを生成し、この補正エミッションデータ、すなわち、ＳＰＥＣＴ画像データをイメージメモリ１４に出力する。
【００６１】
イメージメモリ１４に送られたＳＰＥＣＴ画像データは、Ｄ／Ａ変換器１５を介してアナログのＳＰＥＣＴ画像に変換された後表示回路１６のディスプレイに表示される。
【００６２】
次に、エミッションデータ及びトランスミッションデータの同時収集動作を中心に全体動作を述べる。なお、この同時収集動作とは、検出器を被検体の周りに回転させながら行なう一連のデータ収集動作の中でエミッションデータ及びトランスミッションデータの両方を収集することであり、後述する図 5 に示すように、ステップ角度毎にエミッションデータ及びトランスミッションデータを交互に収集する動作が含まれる。
【００６３】
先ず、ＳＰＥＣＴ用のＲＩ（例えばTl-201）が注入された後寝台の天板に載置された被検体Ｈを、診断用開口３ａ内の所要位置（対向する検出器５ａ、５ｂの間に診断部位がくる位置）に挿入する（図２参照）。そして、入力部２１から回転フレーム３ａの回転ステップ角度θ（例えば、３〜１０°）を入力するとともに、検出器５ａの回転軌道を決めるデータを入力する。例えば、楕円軌道を行なう場合では、楕円のデータ（焦点、長軸、短軸等）を入力する。コントローラ２０は、ステップ角度θ及び検出器５ａの軌跡データ（楕円）から、そのステップ角度θ毎の検出器５ａの被検体Ｈに対する近接位置を予め演算し、内部メモリに記憶しておく。
【００６４】
なお、この回転軌道を決めるデータは、例えば円軌道でもよく、また、被検体のシルエットに応じた軌跡（体表データ）を予め入力しておき、検出器５ａを被検体Ｈの体表に沿った近接位置を設定しておくこともできる。
【００６５】
このステップ角度θや近接位置データは、コントローラ２０の内部メモリに記憶される。
【００６６】
そして、オペレータは、入力部２１を操作してコントローラ２０に対しエミッションデータ及びトランスミッションデータの疑似的な同時収集指令を送る。
【００６７】
コントローラ２０は、その同時収集指令を受けて図５に示す処理を行なう。すなわち、コントローラ２０は、最初メモリに記憶されたステップ角度θを読み込み（ステップ１０１）、さらに上記近接位置データを読み込む（ステップ１０２）。
【００６８】
次いで、コントローラ２０は、初期状態にある検出器５ａを上記近接位置まで移動させる指令信号Ｃ7(1)を検出器移動部１７に送る（ステップ１０３）。検出器移動制御部１７では、その指令Ｃ7(1)を受けて移動機構６を制御する。この結果、初期位置にある検出器５ａはｚ1方向に移動し、上記近接位置に到達する（図２参照）。
【００６９】
この結果、被検体Ｈから放出されたγ線は、検出器５ａにより検出される。コントローラ２０は、位置・エネルギー計算回路１１ａ、γ線散乱成分補正回路１１ｂにそれぞれ指令信号Ｃ1、Ｃ3（エミッションデータ収集指令）を送り、エミッションデータの収集を行なう（ステップ１０４）。
【００７０】
一定時間のデータ収集が行なわれた後、コントローラ２０の処理は、ステップ１０５に進み、近接位置にある検出器５ａを被検体Ｈから十分離れた位置（遠方位置）まで移動させる指令信号Ｃ7(2)を送る。この結果、近接位置にある検出器５ａはｚ方向に移動し、遠方位置に到達する（図２参照）。
【００７１】
一方、線線源７Ｂからは被検体Ｈに向けてγ線が放射されている。
【００７２】
放射されたγ線は、被検体Ｈを透過した後検出器５ｂにより検出される。コントローラ２０は、位置・エネルギー計算回路１０ｂ、γ線散乱成分補正回路１１ｂにそれぞれ指令信号Ｃ2、Ｃ4（トランスミッションデータ収集指令）を送り、トランスミッションデータの収集を行なう（ステップ１０６）。
【００７３】
一定時間のデータ収集が行なわれた後、コントローラ２０の処理はステップ１０７に進み、回転フレーム３をステップ角度θだけ回転させる指令信号Ｃ8を検出器回転制御部１８に送る。検出器回転制御部１８では、その指令Ｃ8を受けて回転駆動部８を制御する。この結果、回転フレーム３は、ステップ角度θ回転する。
【００７４】
この後、コントローラ２０は、上述したステップ１０１〜ステップ１０７の処理を行なう。なお、線線源７Ｂが検出器５ｂに支持アーム７Ａを介して固定支持されているため、回転フレーム３の回転、すなわち、検出器５ａ及び検出器５ｂが回転しても、線線源５ｂと検出器５ｂとはその位置関係が変わらない状態で一体に回転する。したがって、回転フレーム３の回転に関係なくトランスミッションデータが検出できる。
【００７５】
ステップ１０１〜ステップ１０７の処理により、回転フレーム３がステップ角度θ回転した状態でのエミッションデータ及びトランスミッションデータが収集される。
【００７６】
そして、コントローラ２０は、回転フレーム３の回転した角度の総和θsumが３６０°を越えたか否かを判断する（ステップ１０８）。今は、回転フレーム３の回転角度はステップ角度θのみであるため、この判断の結果はＮＯであり、コントローラ２０は、ステップ１０１の処理に戻り、上述したステップ１０１〜ステップ１０８の処理が繰り返される。したがって、ステップ角度θ毎、すなわち、多方向からのエミッションデータ及びトランスミッションデータが収集される。このエミッションデータは、補正エミッションデータ生成回路１２に送られ、また、トランスミッションデータは、減衰マップ作成回路１３を介して減衰マップデータとなり補正エミッションデータ生成回路１２に送られる。
【００７７】
このようにしてデータの収集が進んだ後、回転フレーム３の回転角度の総和θsumが３６０角度を越えた場合、つまり、回転フレーム３が１回転した場合、ステップ１０８の判断はＹＥＳとなり、コントローラ２０の処理は、ステップ１０９に移行する。
【００７８】
ステップ１０９において、コントローラ２０は、補正エミッションデータ生成する指令（指令信号Ｃ6）を補正エミッションデータ生成回路１２に送り、処理を終了する。
【００７９】
補正エミッションデータ生成回路１２では、入力されたエミッションデータ及び減衰マップデータに基づいて、補正エミッションデータが生成される。この補正エミッションデータ（ＳＰＥＣＴ画像データ）はイメージメモリ１４、Ｄ／Ａ変換器１５を介して表示回路１６に送られる。この結果、散乱線補正及び減衰補正が施されたＳＰＥＣＴ画像が表示される。
【００８０】
以上述べたように、本実施例によれば、エミッションデータの収集の際には、検出器５ａを予め定められた近接位置に移動し、また、トランスミッションデータの収集の際には、検出器５ｂを被検体Ｈから十分離れた適宜位置に移動させることができるようになっている。このため、予め十分な有効視野が得られるような位置に線線源７Ｂを配設しても、検出器５ａが有効視野を遮ることがなく、トランスミッションデータを効率良く収集することができる。
【００８１】
なお、コントローラ２０のステップ１０５の処理とステップ１０６の処理の途中に線線源支持アーム移動制御部１９に指令信号Ｃ9を送り、支持アーム７Ａの先端部７ａ、中間部７ｂ、及び基部７ｃを回転させて、例えば線線源７Ｂのγ線放射面と検出器５ｂのγ線検出面とが略平行になる位置（なお、コリメータの孔の向きもその線線源７Ｂの位置に伴って変えておく）に移動させることもでき、有効視野をさらに増大させることもできる。
【００８２】
（第２実施例）
本実施例におけるガンマカメラ２２の正面図を図６に示す。すなわち、本実施例によれば、開口３ａの中心軸から所要の長さ離れた位置にトランスミッションデータ検出用の検出器５ｂを配設する一方、線線源７Ｂを、その線線源７Ｂのγ線放射方向が当該検出器５ｂの検出面に向くような位置であり、且つ検出器５ｂに対する有効視野が良好な位置に配設する。
【００８３】
また、エミッションデータ検出用の検出器２３を、トランスミッションデータ検出用の検出器５ｂとは対向せずに、架台３の診断用開口３ａの中心軸を介して互いに斜めに対向する位置であって、且つ検出器２３が線線源７Ｂからの有効視野から外れた位置になるように配設している。そして、検出器２３は、アーム４ａの第１実施例と略同等に構成された移動機構６ａにより開口３ａの中心軸に向かう方向、及びその反対方向に移動自在になっている。検出器２３及び検出器５ｂの出力は、図３に示す回路構成と略同等の回路群に接続されている。なお、その他の構成は第１実施例と略同様であり、その説明は省略する。
【００８４】
このように構成することにより、エミッションデータ収集用の検出器２３は、データ収集時に被検体１Ｈに対して上述した近接位置まで移動させても、当該検出器２３は線線源７Ｂから検出器５ｂへの視野を遮らないため、有効視野を十分に確保することができる。
【００８５】
したがって、エミッションデータ及びトランスミッションデータの両者を互いに良好な条件で同時収集することができる。
【００８６】
（第３実施例）
本実施例におけるガンマカメラ２４の正面図を図７に示す。本実施例は、エミッションデータ及びトランスミッションデータを単一の検出器２５で収集するものである。すなわち、開口３ａの中心軸から所要の長さ離れた位置に検出器２５を配設する一方、線線源７ｂをその線線源７ｂのγ線放射方向が当該検出器５ｂの検出面に向くような位置であり、且つ検出器２５に対する有効視野が良好な位置に配設する。
【００８７】
また、検出器２５は、支持アーム４ｂの第１実施例と略同等に構成された移動機構６ｂにより開口３ａの中心軸に向かう方向、及びその反対方向に移動自在になっている。検出器２５の出力は、図３に示す回路構成と略同等の回路群に接続されている。なお、その他の構成は第１実施例と略同様であり、その説明は省略する。
【００８８】
このように構成することにより、エミッションデータ収集時には、検出器２５を被検体Ｈに対する上述した近接位置まで移動させる一方、トランスミッションデータ収集時には、検出器２５を通常の位置に戻すことができる。つまり、エミッションデータ収集時には、検出器２５を近接位置まで移動させてデータ収集が可能であり、また、トランスミッションデータ収集時には線線源７Ｂから検出器２５への有効視野を十分に確保した状態でデータ収集が可能である。
【００８９】
したがって、エミッションデータ及びトランスミッションデータの両者を互いに良好な条件で同時収集することができる。
【００９０】
（第４実施例）
本実施例におけるガンマカメラ２６の正面図を図８に示す。本実施例では、開口３ａの中心軸を挟んで互いに平行に対向した状態で一対の検出器２７ａ、２７ｂが設けられている。この検出器２７ａ、２７ｂの内の一方の検出器２７ａの入射面側の一部に面線源２８が設けられている。また、検出器２７ａはエミッションデータ収集用であり、検出器２７ｂは、エミッションデータ及びトランスミッションデータの両者を収集可能である。また、検出器２７ａ、２７ｂはそれぞれアーム４ａ、４ｂの移動機構６ａ、６ｂにより開口３ａの中心軸に向かう方向、及びその反対方向に移動自在になっている。
【００９１】
なお、本実施例のシステム構成は、第１実施例と略同様であるが、異なる点は、検出器２７ｂの出力は位置・エネルギー計算回路１０ａ及び位置・エネルギー計算回路１０ｂに接続されていることである。つまり、検出器２７ｂでは、エミッションデータに対応するγ線に基づくパルス信号を位置・エネルギー計算回路１０ａへ出力し、トランスミッションデータに対応するγ線に基づくパルス信号を位置・エネルギー計算回路１０ｂへ出力するようになっている。
【００９２】
本実施例によれば、線源として面線源２８を、検出器２７ａの検出面側の一部に設けているため、検出器２７ａの配設位置に関係なく十分な有効視野が得られる。
【００９３】
なお、この際、（１）検出器２７ａの有効視野が狭くなること、（２）面線源２８を用いるため散乱線の混入が増大すること、が問題となるが、（１）の問題は、最悪の場合でも、検出器２７ｂによりエミッションデータ及びトランスミッションデータを収集することで回避でき、（２）の問題もγ線散乱成分補正回路１１ａ、１１ｂで増大した散乱線を除去することで回避できる。
【００９４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、エミッションデータ検出用の検出器の配設位置に関係なく、トランスミッションデータ検出器への有効視野が十分得られるため、トランスミッションデータを効率よく収集することができる。
【００９５】
すなわち、エミッションデータ検出用の検出器を、トランスミッションデータ検出用の検出器の有効視野から外れた位置、あるいはエミッションデータ収集時には外れる位置に移動させるような構成にしたため、有効視野が十分得られた状態を保持しながらエミッションデータ検出用の検出器を被検体に対する所望の位置まで近接させることができる。したがって、エミッションデータも効率良く収集することができる。
【００９６】
この結果、エミッションデータ及びトランスミッションデータにより生成されるＳＰＥＣＴ画像の画質（解像度等）を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例に係るＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムのガンマカメラの正面図。
【図２】 本発明の第１実施例に係るＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムのガンマカメラの側面図。
【図３】 本発明の第１実施例に係るＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムのシステム構成図。
【図４】 ファンビームのプロファイルを変更する処理を概念的に表した図。
【図５】 第１実施例におけるコントローラの処理の一例を示す概略フローチャート。
【図６】 本発明の第２実施例に係るＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムのガンマカメラの正面図。
【図７】 本発明の第３実施例に係るＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムのガンマカメラの正面図。
【図８】 本発明の第４実施例に係るＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムのガンマカメラの正面図。
【図９】 従来の２検出器型のＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムの概略構成を示す図。
【図１０】 エミッションデータ収集用の検出器の被検体からの位置に対するビームプロファイルの変化を示す図。
【図１１】トランスミッションデータ収集用の検出器の被検体からの距離に対する有効視野の変化を示す図。
【符号の説明】
１ ガンマカメラ
２ 架台
３ 回転フレーム
３ａ 診断用開口
４ａ アーム
４ｂ アーム
５ａ 検出器
５ｂ 検出器
６ 移動機構
７ 線線源放射機構
７ａ 先端部
７ｂ 中間部
７ｃ 基部
７ｄ1 連結部
７ｄ2 連結部
７Ａ 支持アーム
７Ｂ 線線源
８ 回転駆動部
９ 角度センサ
１０ａ、１０ｂ 位置・エネルギー計算回路
１１ａ、１１ｂ γ線散乱成分補正回路
１２ 補正エミッションデータ生成回路
１３ 減衰マップ作成回路
１３ａ プロファイル補正回路
１４ イメージメモリ
１５ Ｄ／Ａ変換器
１６ 表示回路
１７ 検出器移動制御部
１８ 検出器回転制御部
１９ 線線源支持アーム移動制御部
２０ コントローラ
２１ 入力部
２２ ガンマカメラ
２３ 検出器
２４ ガンマカメラ
２５ 検出器
２６ ガンマカメラ
２７ａ 検出器
２７ｂ 検出器
２８ 面線源

Claims (5)

1. 線源から放出され被検体を透過してきた放射線を少なくとも検出する第１の検出器を有する第１の検出手段と、前記被検体に予め投与された核種から放出された放射線を検出する第２の検出器を有する第２の検出手段とを備え、前記第１及び第２の検出器を架台の診断用開口の中心軸を介して互いに平行に対向する位置に配設するとともに、前記第１の検出手段により検出された放射線に基づくトランスミッションデータ及び前記第２の検出手段により検出された放射線に基づくエミッションデータを同時に収集するようにしたＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムにおいて、
   前記第１の検出器の入射面に対して所望の有効視野が得られる当該入射面の対向位置であって前記第２の検出器の移動経路の外の位置に前記線源を固定支持する支持手段と、
   前記第１の検出器に対向する方向に前記第２の検出器を予め設定された範囲内で移動可能な移動機構と、
   前記トランスミッションデータ収集時には前記第２の検出器を前記第１の検出器から離間する方向へ、前記有効視野から外れるように所要の距離だけ移動させるとともに、前記エミッションデータ収集時には前記第２の検出器を前記第１の検出器に近付く方向へ所要の距離だけ移動させるように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システム。
2. 前記支持手段は、一端を前記第１の検出器の一側面に固設し、他端に前記線源を設けたアーム機構である請求項１記載のＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システム。
3. 前記線源は線線源であり、前記第１の検出器の受光面側には多数のコリメート用の孔を有するコリメータが設けられ、前記各孔の向きがそれぞれ前記線線源の方向を向くように形成された請求項１記載のＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システム。
4. 前記第１の検出器により検出された放射線に基づくトランスミッションデータを再構成処理して減衰マップデータを作成する減衰マップデータ作成手段を備え、
   この減衰マップデータ作成手段は、前記線源と前記第１の検出器の入射面が作るファンの形が二等辺三角形でない場合に、得られた投影データを斜めに投影してファンの形状を二等辺三角形に処理する処理手段を有した請求項１に記載のＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システム。
5. 線源から放出され被検体を透過してきた放射線を少なくとも検出する第１の検出器と、前記被検体に予め投与された核種から放出された放射線を検出する第２の検出器とを備え、
   前記第１及び第２の検出器を架台の診断用開口の中心軸を介して互いに平行に対向する位置に配設するとともに、前記第１の検出器により検出された放射線に基づくトランスミッションデータ及び前記第２の検出器により検出された放射線に基づくエミッションデータを同時に収集するようにしたＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システムにおいて、
   前記線源は前記第２の検出器の受光面の端部の一部に配設された面線源から成り、前記第１の検出器は当該第１の検出器の受光面の前面に配置され且つ開口が前記面線源に向いたファンビームコリメータを有するとともに、
   前記エミッションデータ及び前記トランスミッションデータの中に含まれる散乱線を除去する散乱線除去手段を備えたことを特徴とするＴＣＴ・ＳＰＥＣＴ同時収集システム。

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