JP3910461B2

JP3910461B2 - 放射線源分布画像形成装置

Info

Publication number: JP3910461B2
Application number: JP2002036888A
Authority: JP
Inventors: 直史伊藤; 直人安江; 昌夫神保; 英樹流王
Original assignee: 安西メディカル株式会社
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2022-02-14
Also published as: EP1336869A2; EP1336869A3; US20030150996A1; US6946659B2; JP2003240855A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体に含まれる放射線源から放射される放射線を検出し、前記放射線源の前記被検体における分布画像を形成する放射線源分布画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
核医学診断分野において、放射線被曝による被験者への影響が重要視されている。例えば、患部に放射線を照射することで癌治療を行う場合、患部に対する放射線の曝射量を正確に把握しなければならないことは当然であるが、その周辺の正常な組織に対する放射線の被曝量を把握することも重要である。また、原子力発電所等での事故によって放射線源を吸引したような場合においても、その被曝量を把握することが必要である。
【０００３】
従来、このような曝射量あるいは被曝量の把握方法として、患部に投与される放射線源の量からシミュレーションによって推定する方法がある。しかしながら、シミュレーションでは、正確な曝射量あるいは被曝量を把握することができない。
【０００４】
そこで、例えば、放射線源から放射されるガンマ線をＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータにより検出し、検出された情報に基づいて被検体内の放射線源の分布画像を構築するようにしたガンマカメラ装置（アンガーカメラ装置）が開発されている。
【０００５】
ところで、従来のガンマカメラ装置は、被検体の断層画像を得るため、検出器を被検体の回りに回転させる構成となっており、装置が大型であるだけでなく、装置と一体化された専用寝台が必要であった。
【０００６】
そこで、このようなガンマカメラ装置において、シンチレータの前面に所定の配列規則に従って多数の開口部を形成した、いわゆる、符号化開口板を配置し、この符号化開口板を介してシンチレータにより得られた情報に基づき、被検体における放射線源の３次元分布画像を構築できるように構成したガンマカメラ装置が提案されている（計測自動制御学会論文集 Vol.28, No.4, 426／432（1992）「Ｍ配列を用いた符号化開口放射型ＣＴ」、（社）計測自動制御学会計測部門第１７回センシングフォーラム（2000）「符号化開口ＣＴを用いた^99mＴｃ３次元分布再構成」参照）。
【０００７】
この符号化開口板を用いたガンマカメラ装置によれば、検出器を被検体の回りに回転させることなく放射線源の分布画像を得ることができるため、装置の小型化を達成することが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のガンマカメラ装置に代表される放射線源分布画像形成装置において、装置の一層の小型化を達成して占有スペースを少なくするとともに、被検体の放射線源分布画像を迅速に形成することができる放射線源分布画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、被検体に含まれる放射線源から放射される放射線を検出し、前記放射線源の前記被検体における分布画像を形成する放射線源分布画像形成装置において、
前記放射線を検出する複数の放射線検出素子を１次元配列してなるラインセンサと、
前記ラインセンサと前記被検体との間に配置され、複数の開口部が前記放射線検出素子の配列方向に所定の配列規則で配列される符号化開口板と、
前記ラインセンサおよび前記符号化開口板を移動させる移動手段と、
前記放射線検出素子によって検出された前記放射線に基づき、前記放射線源の分布画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって形成された前記放射線源の分布画像を表示する表示手段と、
を備え、
前記移動手段は、前記ラインセンサおよび前記符号化開口板を前記被検体に沿って第１方向に移動させる第１移動機構と、前記ラインセンサおよび前記符号化開口板を前記被検体に沿って前記第１方向と直交する第２方向に移動させる第２移動機構と、複数の前記放射線検出素子の配列方向が前記第１方向または前記第２方向と直交するように前記ラインセンサおよび前記符号化開口板を旋回させる旋回機構とを有し、
前記画像形成手段は、前記被検体を分割したｎ個の各ボクセルから一定時間内に放射される前記放射線のカウント数をＳ＝（Ｓ₁，Ｓ₂，…，Ｓ_n）、ｍ個の前記各放射線検出素子で一定時間内に検出される前記放射線のカウント数をＰ^*＝（Ｐ^* ₁，Ｐ^* ₂，…，Ｐ^* _m）、前記カウント数Ｐ^*の期待値をＰ＝（Ｐ₁，Ｐ₂，…，Ｐ_m）として、前記カウント数Ｓを観測する条件下でカウント数Ｐ^*を得る条件付確率Ｐｒｏｂ（Ｐ^*｜Ｓ）を、
【数１】

とし、前記条件付確率Ｐｒｏｂ（Ｐ^*｜Ｓ）が最大となる前記カウント数Ｓを算出して前記分布画像を形成することを特徴とする。
【００１０】
この場合、１次元配列構成からなるラインセンサおよび符号化開口板を、移動手段によって被検体に沿って移動させることにより、放射線源の分布画像を得ることができる。当該装置は、被検体に沿って移動するだけの構成であるため、非稼動時において所望の場所に容易に収納することが可能である。
【００１１】
また、例えば、Ｍ系列の配列規則からなる複数の開口部を有する符号化開口板をラインセンサと被検体との間に配置することにより、ラインセンサを被検体に対して回転させることなく、被検体における放射線源の分布画像を迅速に得ることができる。
【００１２】
この符号化開口板をラインセンサに対して着脱自在に構成することにより、例えば、ラインセンサのみによって放射線源の所在領域を迅速に特定した後、符号化開口板を介して特定領域における放射線源の詳細な分布画像を得ることができる。
【００１３】
なお、ラインセンサは、被検体に沿った第１方向と、第１方向に直交する第２方向とに移動可能とし、さらに、移動方向と直交する方向に放射線検出素子が配列されるように旋回可能とすることにより、ラインセンサの移動方向に対する放射線源の分布画像の精度を高めることが可能となる。
【００１４】
また、ラインセンサを被検体に対して昇降可能とすることにより、ラインセンサと被検体との距離を一定に維持することができ、被検体の検出部位によらず同一の画像取得条件に従って放射線源分布画像を得ることができる。
【００１５】
ラインセンサを構成する放射線検出素子としては、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅからなる半導体検出素子を用いることにより、測定に要する時間を短縮し、放射線源の分布を高感度に得ることができるとともに、検出した放射線の強度から放射線源の同定を行うこともできる。
【００１６】
なお、ラインセンサによって放射線源の分布画像を形成すると同時に、撮像部によって被検体の２次元画像を形成し、これらの画像を表示することにより、放射線源の分布を被検体の部位に関連付けて容易に把握することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施形態の放射線源分布画像形成装置１０を示す。放射線源分布画像形成装置１０は、床面１２に敷設された平行な直線状の２本の溝１４ａ、１４ｂに収納されるガイドレール１６ａ、１６ｂと、ガイドレール１６ａ、１６ｂに沿って移動する放射線情報検出部１８と、放射線情報検出部１８によって検出された放射線情報から放射線分布画像を形成するパーソナルコンピュータ等の画像処理部２０とから基本的に構成される。
【００１８】
放射線情報検出部１８は、各ガイドレール１６ａ、１６ｂ上に配設される支柱２２ａ、２２ｂと、支柱２２ａ、２２ｂの上端部間に橋架される本体部２４とを備える。この場合、支柱２２ａ、２２ｂと本体部２４（移動手段）とで形成されるガイドレール１６ａ、１６ｂ間の空間には、ストレッチャー２６に載置された被検体２８が配置される。
【００１９】
支柱２２ａ、２２ｂの下端部には、放射線情報検出部１８を矢印Ｘ方向に移動させるＸ方向移動モータ３０ａ、３０ｂが配設される。Ｘ方向移動モータ３０ａ、３０ｂには、図２および図３に示すように、チェーン３２ａ〜３２ｄを介して車輪３４ａ〜３４ｄが連結される。これらの車輪３４ａ〜３４ｄは、ガイドレール１６ａ、１６ｂに係合する。
【００２０】
本体部２４には、図３に示す矢印Ｙ方向に延在するガイドレール３６ａ、３６ｂと、ガイドレール３６ａ、３６ｂと平行なラック３８が配設される。ガイドレール３６ａ、３６ｂには、取付板４０が係合する。取付板４０の下面には、Ｙ方向移動モータ４２が装着されており、その回転軸に連結するピニオン４４がラック３８に噛合することで、取付板４０が矢印Ｙ方向に移動可能となる。
【００２１】
取付板４０の下面には、ブラケット４６が図２に示すように垂架して配設され、このブラケット４６に沿って矢印Ｚ方向（鉛直方向）に延在するガイドレール４８ａ、４８ｂが配設される。ガイドレール４８ａ、４８ｂには、側部に矢印Ｚ方向に延在するラック５０を備えた取付板５２（図３参照）が係合する。ブラケット４６には、Ｚ方向移動モータ５４が装着されており、その回転軸に連結するピニオン５６がラック５０に噛合することで、取付板５２が矢印Ｚ方向に移動可能となる。
【００２２】
取付板５２には、旋回モータ５８が装着されており、その回転軸に噛合するギヤ６０の軸体６２の下端部には、検出ユニット６４が配設される。
【００２３】
検出ユニット６４は、図４に示すように、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ等からなる多数の半導体検出素子６６（放射線検出素子）を１次元配列して構成されるラインセンサ６８と、間隔が疑似ランダム系列であるＭ系列に従った所定の周期パターンに設定された多数の開口部７０をラインセンサ６８に沿って１次元配列して構成されるコリメータ７２（符号化開口板）とを備える。この場合、Ｍ系列の自己相関関数は、δ関数に近く、ピーク以外では相関関数値が一定となる特徴を備えている。なお、開口部７０の間隔は、２値の疑似ランダム系列であれば、Ｍ系列以外に、Ｑ系列（平方剰余系列）、Ｇｏｌｄ系列、Ｗａｌｓｈ符号からなるものを使用することも可能である。
【００２４】
コリメータ７２は、ラインセンサ６８に対して着脱自在に構成される。この場合、マグネットを介してコリメータ７２をラインセンサ６８に着脱自在とすることができる。また、クランプ部材を介してコリメータ７２をラインセンサ６８に着脱自在とすることもできる。
【００２５】
検出ユニット６４を支持する軸体６２には、円板７３が装着されており、この円板７３の外周部には、軸体６２を介して円板７３とともに旋回する距離センサ７４およびＣＣＤ（charge coupled device）カメラ７６が配設される。距離センサ７４は、検出ユニット６４と被検体２８との距離を検出するもので、例えば、赤外線センサ等によって構成することができる。ＣＣＤカメラ７６は、放射線源分布画像形成装置１０によって形成された放射線源分布画像に対応する被検体２８の２次元画像を撮像する。
【００２６】
図４は、放射線情報検出部１８に接続される画像処理部２０を中心とする制御ブロック図を示す。
【００２７】
画像処理部２０は、信号処理回路７８（画像形成手段）を有する。信号処理回路７８は、ラインセンサ６８を構成する各半導体検出素子６６からの放射線検出信号、距離センサ７４からの距離信号、ＣＣＤカメラ７６からの画像信号を処理するとともに、Ｘ方向移動制御部８０、Ｙ方向移動制御部８２、Ｚ方向移動制御部８４、旋回制御部８６を介して、Ｘ方向移動モータ３０ａ、３０ｂ、Ｙ方向移動モータ４２、Ｚ方向移動モータ５４、旋回モータ５８の制御を行う。Ｘ方向移動モータ３０ａ、３０ｂには、検出ユニット６４のＸ方向の位置を検出するＸ方向位置検出部８８が接続され、Ｙ方向移動モータ４２には、検出ユニット６４のＹ方向の位置を検出するＹ方向位置検出部９０が接続される。また、信号処理回路７８には、形成された放射線源分布画像や被検体２８の画像等を表示する表示部９２（表示手段）と、画像処理部２０に対する指示を行うためのキーボード９４が接続される。なお、必要に応じて、マウスを接続することもできる。
【００２８】
図５は、画像処理部２０における信号処理回路７８の回路ブロック図を示す。
【００２９】
ラインセンサ６８を構成する各半導体検出素子６６は、増幅器９６を介してマルチプレクサ（ＭＵＸ：multiplexer）９８に接続される。マルチプレクサ９８は、各半導体検出素子６６によって検出された放射線検出信号を順次切り換えてカウンタ１００に供給するとともに、放射線検出信号をＡ／Ｄ（analog/digital）変換器１０２に供給する。
【００３０】
カウンタ１００は、放射線検出信号に基づいて放射線をカウントし、放射線源分布演算部１０４に供給する。放射線源分布演算部１０４は、各半導体検出素子６６によって検出された放射線のカウント数に基づき、被検体２８における放射線源の分布を演算する。断面画像生成部１０６は、放射線源分布演算部１０４によって求めた放射線源分布の被検体２８における断面画像を生成する。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換器１０２は、放射線検出信号をデジタル信号に変換し核種弁別部１０８に供給する。核種弁別部１０８は、Ａ／Ｄ変換器１０２から供給される放射線検出信号と、核種弁別データメモリ１１０から供給される放射線源の核種固有の放射線強度データである核種弁別データとを比較し、放射線源の核種を特定する。
【００３２】
一方、ＣＣＤカメラ７６は、Ａ／Ｄ変換器１１２に接続されており、Ａ／Ｄ変換器１１２によってデジタル信号に変換された被検体２８の２次元画像信号は、フレームメモリ１１４に格納される。また、Ｘ方向位置検出部８８およびＹ方向位置検出部９０は、断面画像位置演算部１１６に接続される。この場合、断面画像位置演算部１１６は、検出ユニット６４によって検出された放射線源分布の被検体２８に対する断面位置を演算する。
【００３３】
断面画像生成部１０６、核種弁別部１０８、フレームメモリ１１４および断面画像位置演算部１１６は、画像合成部１１８に接続される。画像合成部１１８は、断面画像生成部１０６から供給される放射線源の分布画像情報、核種弁別部１０８から供給される核種情報、フレームメモリ１１４から供給される被検体２８の画像情報、断面画像位置演算部１１６から供給される断面位置情報に基づき、所望の画像を合成し、表示部９２に供給する。
【００３４】
本実施形態の放射線源分布画像形成装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３５】
被曝することで放射線源を吸引した被検体２８、放射線治療中の被検体２８、あるいは、患部検出のため放射性同位元素（ＲＩ：Radioisotope）が投与された被検体２８は、ストレッチャー２６に載置された状態でガイドレール１６ａ、１６ｂ間の所定部位に配置される。
【００３６】
次いで、画像処理部２０の信号処理回路７８からの指令に基づき、Ｘ方向移動モータ３０ａ、３０ｂが駆動され、例えば、診断室の壁部に収容されていた放射線情報検出部１８が矢印Ｘ方向に移動する。すなわち、Ｘ方向移動モータ３０ａ、３０ｂが駆動されると、チェーン３２ａ〜３２ｄを介して連結された車輪３４ａ〜３４ｄが回転し、放射線情報検出部１８がガイドレール１６ａ、１６ｂに沿って矢印Ｘ方向に移動する。
【００３７】
ここで、放射線情報検出部１８が矢印Ｘ方向に移動する間、本体部２４に設けられた検出ユニット６４は、図１および図２に示すように、ラインセンサ６８を構成する半導体検出素子６６の配列方向が矢印Ｙ方向に平行となる状態に設定されている。検出ユニット６４は、この状態で被検体２８に沿って移動する。検出ユニット６４が移動する間、本体部２４に設けられた距離センサ７４は、被検体２８と検出ユニット６４との距離を検出し、その距離が一定となるように検出ユニット６４を矢印Ｚ方向に昇降制御する。すなわち、信号処理回路７８は、距離センサ７４によって検出された距離信号に基づいてＺ方向移動モータ５４を駆動し、ピニオン５６およびラック５０を介して検出ユニット６４を昇降させることにより、被検体２８と検出ユニット６４との距離が一定に保持される。
【００３８】
そこで、検出ユニット６４を構成する各半導体検出素子６６は、被検体２８の内部の放射線源から放出される放射線をコリメータ７２の開口部７０を介して検出する。半導体検出素子６６によって検出された放射線は、信号処理回路７８に供給され、以下のようにして信号処理されることで、被検体２８のＹ−Ｚ断層面における放射線源分布画像が生成される。
【００３９】
図６に示す模式図は、被検体２８を任意の断層面においてｎ個のボクセルに分割し、そのボクセルの１つをｊ（ｊ＝１、２、…、ｎ）とし、また、放射線を検出する半導体検出素子６６の素子数をｍとし、その素子の１つをｉ（ｉ＝１、２、…、ｍ）として表したものである。
【００４０】
ｊ番目のボクセルがある一定時間内に放射する放射線のカウント数の期待値をＳ_j、ｉ番目の半導体検出素子６６で一定時間内に検出される放射線のカウント数の期待値をＰ_i、実際に検出される放射線のカウント数をＰ^* _iとする。ｊ番目のボクセルから放射された放射線がｉ番目の半導体検出素子６６で検出される確率をｆ_ijとすると、次の関係が成り立つ。
【００４１】
【数１】

【００４２】
放射線源から放射される放射線のカウント数は、ポアソン分布に従ってランダムに変動するため、ｉ番目の半導体検出素子６６で検出されるカウント数もランダムに変動し、その期待値Ｐ_iは、（１）式で与えられる。
【００４３】
確率ｆ_ijは、ｊ番目のボクセル、ｉ番目の半導体検出素子６６、コリメータ７２の開口部７０の位置関係および開口部７０の配列パターンであるＭ系列から幾何学的に決まる。しかしながら、放射線の吸収や散乱がない理想的な条件下であっても、確率ｆ_ijの値を計算によって厳密に求めることは、計算量が多く困難であるため、実際の計算では、ボクセル内の放射線源分布がボクセルの中心に置いた点放射線源で代表されるものと仮定して近似的に求める。
【００４４】
すなわち、ｊ番目のボクセルから放射されてｉ番目の半導体検出素子６６に到達する放射線の経路は、ｊ番目のボクセルの中心を頂点とし、ｉ番目の半導体検出素子６６を底面とする立錐を構成し、この立錐の頂点の立体角をΩ、立錐が切り取るコリメータ７２上の面積に占める開口部７０の面積の比（幾何光学的透過率）をτとすると、確率ｆ_ijは、
ｆ_ij＝（Ω／４π）・τ …（２）
として与えられる。なお、ボクセルに比して半導体検出素子６６が小さい場合には、半導体検出素子６６の中心を頂点としてボクセルに接する面を底面とする立錐を構成することにより、この立錐から確率ｆ_ijをより高精度に求めることができる。
【００４５】
放射線源の分布をＳ＝（Ｓ₁，Ｓ₂，…，Ｓ_n）、放射線のカウント数をＰ^*＝（Ｐ^* ₁，Ｐ^* ₂，…，Ｐ^* _m）と表すと、この分布Ｓを観測するという条件下でカウント数Ｐ^*が得られる条件付き確率（尤度）Ｐｒｏｂ（Ｐ^*｜Ｓ）は、ポアソン分布の式と（１）式とを用いて、以下の（３）式で表される。なお、（３）式において、記号「^」は、べき乗を表すものとする。
【００４６】
【数２】

【００４７】
信号処理回路７８では、（３）式の条件付き確率Ｐｒｏｂ（Ｐ^*｜Ｓ）が最大となる放射線源の分布Ｓを漸近的に求める。
【００４８】
図７は、図５に示す信号処理回路７８において、（３）式を用いて放射線源の分布Ｓを具体的に求める際のフローチャートを示す。
【００４９】
先ず、被検体２８内の放射線源から放射される放射線をコリメータ７２を介して半導体検出素子６６により検出し、増幅器９６およびマルチプレクサ９８を介してカウンタ１００に導入してカウントする。放射線源分布演算部１０４は、カウンタ１００によってカウントしたカウント信号を取り込み、放射線源の投影データであるカウント数Ｐ^*を収集する（ステップＳ１）。次に、推定放射線源の分布Ｓの初期値を設定した後（ステップＳ２）、放射線源の推定投影像である期待値Ｐ＝（Ｐ₁，Ｐ₂，…，Ｐ_m）を計算する（ステップＳ３）。なお、推定放射線源の分布Ｓの初期値は、例えば、一様分布となるように設定することができる。
【００５０】
次いで、ステップＳ３で求めた推定投影像である期待値Ｐと、ステップＳ１で収集した投影データであるカウント数Ｐ^*とを比較し（ステップＳ４）、これらが許容誤差内にあるか否かを判定し（ステップＳ５）、許容誤差内にない場合には、推定投影像の不一致量Ｐ^*／Ｐを計算する（ステップＳ６）。そして、この不一致量Ｐ^*／Ｐを被検体２８に対して逆投影することにより（ステップＳ７）、推定放射線源の分布Ｓを修正する（ステップＳ８）。
【００５１】
ステップＳ３〜Ｓ８の処理を繰り返し行うことにより、期待値Ｐが漸近的にカウント数Ｐ^*に近づくことになる。そして、ステップＳ５において、期待値Ｐとカウント数Ｐ^*とが許容誤差内にあると判定された場合、そのときの推定放射線源の分布Ｓを、被検体２８のＹ−Ｚ断層面における放射線源分布画像データとして断面画像生成部１０６に供給する（ステップＳ９）。
【００５２】
一方、放射線情報検出部１８の本体部２４には、検出ユニット６４に対して矢印Ｘ方向に一定の距離関係を保持した状態でＣＣＤカメラ７６が配設されている。ＣＣＤカメラ７６によって撮像された被検体２８の２次元画像データは、Ａ／Ｄ変換器１１２によってデジタルデータに変換された後、一旦フレームメモリ１１４に格納される。断面画像位置演算部１１６は、検出ユニット６４によって検出された放射線情報から形成される放射線源分布画像データのＹ−Ｚ断層面の矢印Ｘ方向に対する位置（Ｘ方向位置データ）を、Ｘ方向移動モータ３０ａ、３０ｂに装着されたＸ方向位置検出部８８からの検出信号に基づいて求める。
【００５３】
次いで、画像合成部１１８は、断面画像生成部１０６において生成された被検体２８のＹ−Ｚ断層面の放射線源分布画像データと、フレームメモリ１１４に格納された被検体２８の２次元画像データとを合成する。この合成に際して、画像合成部１１８は、断面画像位置演算部１１６から供給される放射線分布画像データのＸ方向位置データを基準とする２次元画像データをフレームメモリ１１４から切り出し、放射線源分布画像データと合成して表示部９２に表示する。
【００５４】
図８は、被検体２８の撮像画像１２０と、撮像画像１２０上にカーソル１２２で示されるＹ−Ｚ断層面における放射線源分布画像１２４とを合成して表示した合成画像１２６を示す。
【００５５】
放射線源分布画像形成装置１０は、以上のようにして合成画像１２６を表示することで、撮像画像１２０に従って撮像部位を容易に特定することのできる放射線源分布画像１２４を確認することができる。
【００５６】
ここで、放射線源の分布領域をラフに確認する場合には、放射線情報検出部１８を矢印Ｘ方向に高速に移動させ、放射線源分布演算部１０４および断面画像生成部１０６による放射線源分布画像１２４の生成処理を間引きして行うようにすればよい。
【００５７】
また、検出ユニット６４からコリメータ７２を取り外し、ラインセンサ６８により直接放射線情報を取り込むようにすれば、放射線源分布演算部１０４における演算負荷を軽減させ、放射線源の所在領域を迅速に特定することができる。すなわち、信号処理回路７８を構成する放射線源分布演算部１０４では、演算処理を行うことなく、カウンタ１００によって計数された放射線のカウント数から被検体２８における放射線源の所在領域を直接的に特定することができる。
【００５８】
このようにして、放射線源の所在領域を確認した後、ラインセンサ６８にコリメータ７２を装着し、確認した所在領域近傍において、放射線情報検出部１８の矢印Ｘ方向に対する移動速度を低速として走査することにより、詳細な放射線源分布画像１２４を得ることができる。この場合、放射線源分布画像１２４の矢印Ｙ方向に対する解像度は、半導体検出素子６６の素子数によって決定されてしまうが、矢印Ｘ方向に対する解像度は、放射線情報検出部１８の矢印Ｘ方向に対する移動速度に応じて任意に調整することができる。
【００５９】
放射線情報検出部１８では、以上のようにしてＹ−Ｚ断層面の放射線源分布画像１２４を得た後、必要に応じてＸ−Ｚ断層面の放射線源分布画像を形成することができる。
【００６０】
そこで、放射線情報検出部１８を矢印Ｘ方向に移動させることで放射線源の分布領域を確認した後、その分布領域に放射線情報検出部１８を停止させ、次いで、旋回モータ５８を駆動することにより、ギヤ６０を介して検出ユニット６４を９０゜旋回させる。このとき、円板７３に連結された距離センサ７４およびＣＣＤカメラ７６も９０゜旋回する。
【００６１】
次いで、Ｙ方向移動モータ４２を駆動し、ピニオン４４およびラック３８を介して検出ユニット６４を矢印Ｙ方向に移動させ、距離センサ７４によって被検体２８と検出ユニット６４との距離を一定に維持した状態で放射線情報を取得する。
【００６２】
図９は、ＣＣＤカメラ７６によって撮像した撮像画像１２８と、撮像画像１２８上でカーソル１３０により特定されたＸ−Ｚ断層面の被検体２８の放射線源分布画像１３２とを合成した合成画像１３４を表す。なお、カーソル１３０の位置は、Ｙ方向位置検出部９０によって検出された検出ユニット６４の矢印Ｙ方向の位置（Ｙ方向位置データ）に基づいて求めることができる。
【００６３】
このようにして得られたＸ−Ｚ断層面における放射線源分布画像１３２は、検出ユニット６４の矢印Ｙ方向に対する移動速度を調整することで、任意の解像度に調整することができる。
【００６４】
ここで、放射線の強度は、核種によって異なっており、本実施形態の放射線源分布画像形成装置１０では、その強度から放射線源の核種を弁別することができる。
【００６５】
信号処理回路７８では、半導体検出素子６６によって検出された放射線の検出信号を増幅器９６で増幅した後、マルチプレクサ９８を介してＡ／Ｄ変換器１０２でデジタル信号としての検出データに変換する。核種弁別部１０８では、検出データを核種弁別データメモリ１１０に格納されている核種弁別データと比較することにより、放射線源の核種を特定する。特定された核種データは、画像合成部１１８に供給され、表示部９２において、合成画像１２６とともに表示するようにすれば、被検体２８に対するより適切な処置が可能となる。
【００６６】
なお、上述した実施形態では、被検体２８のＸ−Ｚ断層面またはＹ−Ｚ断層面の放射線源分布画像を形成するものとして説明したが、これらの放射線源分布画像を用いて、被検体２８のＸ−Ｙ断層面の放射線源分布画像、あるいは、３次元放射線源分布画像を形成することもできる。
【００６７】
図１０は、ＣＣＤカメラ７６によって撮像された被検体２８の撮像画像１３６と、半導体検出素子６６によって検出された放射線に基づいて形成されたＸ−Ｙ断層面の放射線源分布画像１３８とを合成して得られた合成画像１４０を表す。
【００６８】
以上のようにして被検体２８の合成画像１２６、１３４、１４０を得、所定の診断処理が完了した後、放射線情報検出部１８は、ガイドレール１６ａ、１６ｂに沿って移動することで、例えば、診断室の壁部等に収容される。この場合、当該放射線源分布画像形成装置１０を使用しない状態において、当該診断室を他の目的等に利用することが可能となり、省スペース化を図ることができる。また、放射線源分布画像形成装置１０に対して、可搬型のストレッチャー２６等を利用可能であり、専用の撮影台が不要となる利点がある。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、放射線源の被検体における任意の解像度からなる分布画像を迅速に得ることができる。また、ラインセンサおよび符号化開口板を移動手段により移動可能に構成することで、被検体を載置する専用の載置台を不要とすることができる。さらに、当該装置を使用しない状態において、ラインセンサおよび符号化開口板を含む機構を収納状態とすることができ、これによって省スペース化を容易に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の放射線源分布画像形成装置の斜視構成図である。
【図２】本実施形態の放射線源分布画像形成装置の側面構成図である。
【図３】本実施形態の放射線源分布画像形成装置の平面構成図である。
【図４】本実施形態の放射線源分布画像形成装置における画像処理部を中心とする制御ブロック図である。
【図５】図４に示す信号処理回路の回路ブロック図である。
【図６】本実施形態の放射線源分布画像形成装置における断層画像構築の原理説明に供する図である。
【図７】本実施形態の放射線源分布画像形成装置における断層画像構築の処理フローチャートである。
【図８】本実施形態の放射線源分布画像形成装置により作成された合成画像の説明図である。
【図９】本実施形態の放射線源分布画像形成装置により作成された合成画像の説明図である。
【図１０】本実施形態の放射線源分布画像形成装置により作成された合成画像の説明図である。
【符号の説明】
１０…放射線源分布画像形成装置１８…放射線情報検出部
２０…画像処理部２４…本体部
２６…ストレッチャー２８…被検体
３０ａ、３０ｂ…Ｘ方向移動モータ４２…Ｙ方向移動モータ
５４…Ｚ方向移動モータ５８…旋回モータ
６４…検出ユニット６６…半導体検出素子
６８…ラインセンサ７０…開口部
７２…コリメータ７４…距離センサ
７６…ＣＣＤカメラ７８…信号処理回路
９２…表示部

Claims

被検体に含まれる放射線源から放射される放射線を検出し、前記放射線源の前記被検体における分布画像を形成する放射線源分布画像形成装置において、
前記放射線を検出する複数の放射線検出素子を１次元配列してなるラインセンサと、
前記ラインセンサと前記被検体との間に配置され、複数の開口部が前記放射線検出素子の配列方向に所定の配列規則で配列される符号化開口板と、
前記ラインセンサおよび前記符号化開口板を移動させる移動手段と、
前記放射線検出素子によって検出された前記放射線に基づき、前記放射線源の分布画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって形成された前記放射線源の分布画像を表示する表示手段と、
を備え、
前記移動手段は、前記ラインセンサおよび前記符号化開口板を前記被検体に沿って第１方向に移動させる第１移動機構と、前記ラインセンサおよび前記符号化開口板を前記被検体に沿って前記第１方向と直交する第２方向に移動させる第２移動機構と、複数の前記放射線検出素子の配列方向が前記第１方向または前記第２方向と直交するように前記ラインセンサおよび前記符号化開口板を旋回させる旋回機構とを有し、
前記画像形成手段は、前記被検体を分割したｎ個の各ボクセルから一定時間内に放射される前記放射線のカウント数をＳ＝（Ｓ₁，Ｓ₂，…，Ｓ_n）、ｍ個の前記各放射線検出素子で一定時間内に検出される前記放射線のカウント数をＰ^*＝（Ｐ^* ₁，Ｐ^* ₂，…，Ｐ^* _m）、前記カウント数Ｐ^*の期待値をＰ＝（Ｐ₁，Ｐ₂，…，Ｐ_m）として、前記カウント数Ｓを観測する条件下でカウント数Ｐ^*を得る条件付確率Ｐｒｏｂ（Ｐ^*｜Ｓ）を、

とし、前記条件付確率Ｐｒｏｂ（Ｐ^*｜Ｓ）が最大となる前記カウント数Ｓを算出して前記分布画像を形成することを特徴とする放射線源分布画像形成装置。
請求項１記載の装置において、
前記符号化開口板は、Ｍ系列の配列規則からなる複数の前記開口部を１次元配列して構成されることを特徴とする放射線源分布画像形成装置。
請求項１記載の装置において、
前記符号化開口板は、前記ラインセンサに対して着脱自在に構成されることを特徴とする放射線源分布画像形成装置。
請求項１記載の装置において、
前記ラインセンサの前記被検体に対する距離を調整する昇降機構を備えることを特徴とする放射線源分布画像形成装置。
請求項１記載の装置において、
前記放射線検出素子は、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅからなる半導体検出素子であることを特徴とする放射線源分布画像形成装置。