JP3937942B2

JP3937942B2 - 放射線検査装置

Info

Publication number: JP3937942B2
Application number: JP2002177875A
Authority: JP
Inventors: 進一小嶋; 菊男梅垣; 隆司岡崎; 健介雨宮; 博司北口; 雄一郎上野; 憲史柳田; 一磨横井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: JP2003090882A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線検査装置に係り、特にＸ線ＣＴ，陽電子放出型ＣＴ（ポジトロン・エミッション・コンピューテッド・トモグラフィ（Positron Emission Computed Tomography）、以下、ＰＥＴという）及び単光子放出型ＣＴ(シングル・フォトン・エミッション・コンピューテッド・トモグラフィ（Single Photon Emission Computed Tomography））、以下、ＳＰＥＣＴという）に適用するのに好適な放射線検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被検診者の体内の機能，形態を無侵襲で撮像する技術として、放射線を用いた検査がある。その中で、使用する放射線を用いた代表的な検査方法として、Ｘ線ＣＴ，ＰＥＴ及びＳＰＥＣＴがある。Ｘ線ＣＴはＸ線源から放出された放射線を被検診者に照射し、その被検診者の体内における放射線の透過率から体内の形態を撮像する方法である。体内を透過したＸ線の強度を放射線検出器で検出することにより、Ｘ線源と放射線検出器との間の線減弱係数が求まる。この線減弱係数をアイトリプルイートランザクションオンニュークリアサイエンス(IEEE Transaction on Nuclear Science）ＮＳ−２１巻、２２８〜２２９頁に記載されているフィルタードバックプロジェクション法（Filtered Back Projection Method)などを用いて各ボクセルの線減弱係数を求め、その値をＣＴ値に変換する。Ｘ線ＣＴによく用いられる線源は約８０ｋｅｖ前後である。
【０００３】
ＰＥＴは、陽電子放出核種（¹⁵Ｏ，¹³Ｎ，¹¹Ｃ，¹⁸Ｆ等）、及び体内の特定の細胞に集まる性質を有する物質を含む放射性薬剤（以下、ＰＥＴ用薬剤という）を被検診者に投与し、そのＰＥＴ用薬剤が体内のどの部位で多く消費されているかを調べる方法である。ＰＥＴ用薬剤中の陽電子放出核種から放出された陽電子が、付近の細胞の電子と結合して消滅し、５１１ｋｅＶのエネルギーを有する一対のγ線（γ線対という）を放射する。これらのγ線は、互いに正反対の方向に放射される。この一対のγ線をγ線検出器で検知すれば、どの２つの検出素子の間で陽電子が放出されたかがわかる。それらの多数のγ線対を検知することで、ＰＥＴ用薬剤を多く消費する場所がわかる。例えば、特定の細胞に集まる性質を有する物質として糖を用いて陽電子放出核種を含むＰＥＴ用薬剤を製造した場合、このＰＥＴ用薬剤は糖代謝の激しい癌細胞に集まる。このため、癌病巣を発見することが可能である。なお、得られたデータは、先ほど示したフィルタードバックプロジェクションなどの方法により各ボクセルの放射線発生密度に変換される。ＰＥＴに用いられる¹⁵Ｏ，¹³Ｎ，¹¹Ｃ，¹⁸Ｆは２分から１１０分の短半減期の放射性同位元素である。
【０００４】
ＰＥＴによる検査では、陽電子消滅の際に発生するγ線が被検診者の体内で減衰するため、トランスミッション像を撮像し補正する。トランスミッション像とは、例えば放射線源にセシウムを用いてγ線を入射させ、被検診者の体内を透過したγ線の強度を測定することにより体内におけるγ線の減衰率を測定する方法である。得られたγ線減衰率を用いて体内でのγ線減衰率を見積もりＰＥＴで得られたデータを補正することにより、より高精度なＰＥＴ像を得ることが可能である。
【０００５】
ＳＰＥＣＴは、シングルフォトン放出核種を含む放射性薬剤（以下、SPECT 用薬剤という）を被検診者に投与し、核種から放出されるγ線をγ線検出器で検出する。ＳＰＥＣＴによる検査時によく用いられるシングルフォトン放出核種から放出されるγ線のエネルギーは数１００ｋｅＶ前後である。ＳＰＥＣＴの場合、単一γ線が放出されるため、検出素子に入射した角度が得られない。そこで、コリメータを用いて特定の角度から入射するγ線のみを検出することにより角度情報を得ている。ＳＰＥＣＴは、特定の腫瘍や分子に集積する性質を有する物質、及びシングルフォトン放出核種（⁹⁹Ｔｃ，⁶⁷Ｇａ，²⁰¹Ｔｌ等）を含む放射性薬剤（ＳＰＥＣＴ用薬剤という）を被検診者に投与し、ＳＰＥＣＴ用薬剤より発生するγ線を検知してＳＰＥＣＴ用薬剤を多く消費する場所を特定する検査方法である。ＳＰＥＣＴの場合も、得られたデータはフィルタードバックプロジェクションなどの方法により各ボクセルのデータに変換する。なお、ＳＰＥＣＴでもトランスミッション像を撮影することがしばしばある。ＳＰＥＣＴに用いられる⁹⁹Ｔｃ，⁶⁷Ｇａ，²⁰¹Ｔｌは、ＰＥＴに用いられる放射性同位元素の半減期よりも長く６時間から３日である。
【０００６】
従来、以上に述べた各検査はそれぞれ独立に行っていた。ＰＥＴ及びSPECT による検査では検査装置内で放射性薬剤の消費量分布を知ることは可能である。しかしながら、被検診者の体内の部位との対応に関する情報が無いため、病巣の詳細位置が判らない場合がある。このため、近年、ＰＥＴ像またはＳＰＥＣＴ像と、被検診者の体内の部位が特定できるＸ線ＣＴ像との結合が行われている。その放射線検査装置の一例が、特開平７−２０２４５号公報に記載されている。すなわち、その放射線検査装置は、Ｘ線ＣＴ装置の撮像装置とＰＥＴ装置の撮像装置とを直ぐ側に並列に設置し、擬似的な同時撮像を行う。被検診者は、被検診者保持装置のベッド上に横たえられ、ベッドの水平方向の移動により両撮像装置内に順次移送される。被検診者は、Ｘ線ＣＴ装置の撮像装置で撮影された後、ＰＥＴ装置の撮像装置で撮影される。この場合、２つの撮影を行う時間間隔が短く、被検診者はベッドの上で殆ど動かないため２つの撮像装置で得られた撮像データであるＰＥＴデータとＸ線ＣＴデータの対応関係が分かる。その対応関係の情報を用いて、ＰＥＴデータとＸ線ＣＴデータとを結合し、被検診者の病巣位置の特定を行っている。
【０００７】
特開平９−５４４１号公報は、ベッドを兼用して、Ｘ線ＣＴ装置の撮像装置とＳＰＥＣＴ装置の撮像装置を直ぐ側で並列に配置した放射線検査装置を記載している。各撮像装置で得られた撮像データであるＸ線ＣＴデータとＳＰＥＣＴデータとを結合し、被検診者の病巣位置の特定を行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の各公開公報に記載された放射線検査装置では、一見すると２つの撮像データの位置関係が明確であるように思えるが、被検診者が両撮像装置の間で動く可能性がある。最近でのＰＥＴ装置の撮像装置の分解能は約５mmであり、Ｘ線ＣＴ装置の撮像装置の分解能はそれよりも約１桁小さく約０.５mm である。そのため、両撮像装置の間で被検診者が動いたり、被検診者の角度が変われば両撮像装置で得られた各撮像データの対応関係が不明瞭になる。その結果、例えば、各々の撮像データを画像再構成した後、共通して各像に存在する特徴領域を抽出し、その特徴領域の位置関係から、各像の位置関係を求め、位置合わせを行う必要が生じる。また、これらの放射線検査装置は、放射線検出器等をそれぞれ有する２つの撮像装置を備えているため装置構成が複雑である。
【０００９】
本発明の目的は、診断精度を向上できる放射線検査装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の特徴は、Ｘ線の検出信号及びγ線の検出信号の両方を出力する複数の放射線検出器とを備えたことにある。それぞれの放射線検出器がＸ線検出信号及びγ線検出信号の両方を出力するため、その放射線検出器を備えた放射線検査装置は、被検体を透過したＸ線を検出する複数の放射線検出器を備えた撮像装置、及び被検体から放出されたγ線を検出する複数の放射線検出器を備えた他の撮像装置を備えた従来の放射線検査装置に比べて装置構成が著しく単純化される。
【００１３】
好ましくは、Ｘ線検出信号に基づいて被検診者の第１断層像のデータを作成し、γ線検出信号に基づいて被検診者の第２断層像のデータを作成し、かつ第１断層像のデータと第２断層像のデータとを合成した合成断層像のデータを作成する断層像データ作成装置を備える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の好適な一実施例である放射線検査装置を、図１及び図２を用いて以下に説明する。本実施例の放射線検査装置は、撮像装置１３，被検診者保持装置１１，信号弁別装置４，同時計数装置５，記憶装置６，コンピュータ１４及びモニタ３２を備えている。被検診者保持装置１１は、保持部１２、および保持部１２の上端部に位置して長手方向に移動可能に保持部１２に設置されたベッド８を有する。撮像装置１３は、放射線検出器２，貫通している孔部１８を有するケーシング１５，Ｘ線源装置１６及びガイドレール５０を備える。撮像装置１３は、ベッド８の長手方向に対して直角の方向に設置される。放射線検出器２は半導体放射線検出器であり、多数の放射線検出器２（合計１００００個）が孔部１８の周囲を取り囲むように配列されてケーシング１５に設置される。放射線検出器２は、孔部１８の円周方向に多数配列される。この円周方向における放射線検出器２の配列が、孔部１８の奥行き方向、すなわちベッド８の移動方向に複数列配置される。これらの放射線検出器２は、放射線検出器３１を構成する。放射線検出器２の検出部である半導体素子部は、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ），ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、またはカドミウムテルル亜鉛（ＣＺＴ）等で構成される。
【００１５】
Ｘ線源装置１６は、Ｘ線源３，駆動装置制御装置９及びＸ線源駆動装置１７を有する。Ｘ線源駆動装置１７は、ケーシング内に、図示されていないが、モーター、及び減速機構を有する動力伝達機構を備える。動力伝達機構は、モーターに連結される。Ｘ線源３は、Ｘ線源駆動装置１７のケーシングに取り付けられて、孔部１８内に伸びている。環状のガイドレール５０は、ケーシング１５の被検診者保持装置１１に面する側壁に、孔部１８を取り囲むように設置される。Ｘ線源駆動装置１７は、落下しないようにかつ環状のガイドレール５０に沿って移動可能にガイドレール５０に取り付けられる。Ｘ線源駆動装置１７は、図示していないが、前述の動力伝達機構から回転力を受けるピニオンを有する。このピニオンはガイドレール５０に設けられたラックと噛合う。
【００１６】
信号弁別装置４は、波形整形装置４１，γ線弁別装置４２及び波高分析装置４３を有する。信号弁別装置４は、配線１９によって放射線検出器２に接続される。信号弁別装置４は、各々の放射線検出器２毎に１個設けられる。配線１９は信号弁別装置４の波形整形装置４１に接続される。γ線弁別装置４２及び波高分析装置４３は波形整形装置４１に接続される。γ線弁別装置４２は同時計数装置５を介してコンピュータ１４に接続される。同時計数装置５は１個でありγ線弁別装置４２に接続される。同時計数装置５は、幾つかのγ線弁別装置４２毎に設けても良い。各波高分析装置４３はコンピュータ１４に接続される。記憶装置６及びモニタ３２がコンピュータ１４に接続される。電源４４のマイナス端子は抵抗２０を介して配線１９に接続され、電源４４のプラス端子は放射線検出器２に接続される。信号弁別装置４は信号処理装置である。この信号処理装置は、波高分析装置４３を有する第１の信号処理装置、及び波形整形装置４１及びγ線弁別装置４２を有する第２信号処理装置を備える。
【００１７】
本実施例は、Ｘ線ＣＴ検査（Ｘ線源３から放射されて被検診者の体内を投下したＸ線を放射線検出器で検出する行為）及びＰＥＴ検査（ＰＥＴ用薬剤に起因して被検診者の体内から放射されるγ線を放射線検出器で検出する行為）を一台の撮像装置１３を用いて行う例である。
【００１８】
検診を行う前に、まず、被検診者７の体内に、予め注射などの方法により前述したＰＥＴ用薬剤を投与し、ＰＥＴ用薬剤が撮像可能な状態に体内に拡散して患部に集まるまでの所定時間を待機する。ＰＥＴ用薬剤は、検診する患部に応じて選ばれる。その所定時間の経過によってＰＥＴ用薬剤は、被検診者７の患部（例えば癌の患部）に集積する。その所定時間が経過した後、被検診者７を被検診者保持装置１１のベッド８上に寝かせる。なお、検査の種類によっては、ＰＥＴ用薬剤をベッド８上に寝かせられた被検診者７に投与することもある。また、そのＰＥＴ用薬剤を被検診者７に投与しながら、撮像装置１３で被検診者７を撮像することもある。例えば、半減期が２分である¹⁵Ｏを使用する場合には、それを被検診者７に投与しながら撮像を行う。
【００１９】
撮像装置１３を用いて被検診者７の撮像を行う場合、ベッド８を撮像装置１３に向かって移動させる。ベッド８上の被検診者７及びベッド８が、孔部１８内に挿入されて反対側に向かって移動する。被検診者７の患部に集積したＰＥＴ用薬剤に起因して体内より放出された５１１ｋｅＶのγ線は、放射線検出器２に入射される。一方、Ｘ線源３から照射されたあるエネルギーを有するＸ線は、被検診者７を透過後、放射線検出器２に入射される。Ｘ線のエネルギーは例えば８０ｋｅＶである。Ｘ線ＣＴ検査中は、Ｘ線源装置１６をガイドレール５０に沿って被検診者７の周りを移動させるため、Ｘ線源３からのＸ線が周方向のあらゆる位置から被検診者７に照射される。Ｘ線ＣＴ検査開始時にＸ線源装置１６をガイドレール５０に沿って動かすとき、駆動装置制御装置９は、駆動開始信号を出力して、Ｘ線源駆動装置１７のモーターに接続された、電源とつながる開閉器を閉じる。電流の供給によりモーターが回転し、その回転力が動力伝達機構を介してピニオンに伝えられ、ピニオンが回転する。ピニオンがガイドレール５０のラックと噛合っているため、Ｘ線源装置１６がガイドレール５０に沿って周方向に移動する。Ｘ線源３は、孔部１８内に挿入された状態で被検診者７の周囲を移動する。Ｘ線ＣＴ検査終了時には、駆動装置制御装置９は駆動停止信号を出力して上記の開閉器を開く。
【００２０】
各放射線検出器２は、Ｘ線源３から放射されて被検診者７の体内を透過したＸ線、及びＰＥＴ用薬剤に起因して患部から放出されたγ線をそれぞれ検出し、その体内を透過したＸ線の検出信号（以下、Ｘ線撮像信号という）及びγ線の検出信号（以下、γ線撮像信号という）を含んでいる出力信号をそれぞれ出力する。Ｘ線源３から放射されたＸ線は、上記患部を透過して放射線検出器２で検出される。ある放射線検出器２から出力されたＸ線撮像信号及びγ線撮像信号は、該当する配線１９を介して該当する信号弁別装置４に入力される。電源４４は、放射線検出器２を作動させるために放射線検出器２に電圧を印加する。その電圧の印加により放射線検出器２の半導体素子部に電場が発生しているため、この半導体素子部にＸ線及びγ線が入射されると、半導体素子部に電荷が発生する。この電荷が撮像信号として放射線検出器２から出力される。
【００２１】
信号弁別装置４の機能を以下に説明する。信号弁別装置４は、放射線検出器２の出力信号からＸ線撮像信号及びγ線撮像信号を分離する機能を有する。すなわち、信号弁別装置４は、１つの放射線検出器２で検出したＸ線撮像信号及びγ線撮像信号をエネルギー弁別する装置である。なお、Ｘ線源３がＸ線を放射する時間間隔は、信号弁別装置４の動作タイムウィンドウΔτに比べて長い。
【００２２】
信号弁別装置４の波形整形装置４１は、放射線検出器２からの出力信号を入力する。入力されたγ線撮像信号は、図３に示すように、最初に急激に立下り、その後、指数関数的に０に近づくような形になっている。波形整形装置４１の出力信号を入力するγ線弁別装置４２は、図３に示すような波形のγ線撮像信号を処理できない。このため、波形整形装置４１は、図３に示すような波形のγ線撮像信号を、例えば図４に示すように時間的なガウス分布の波形を有するγ線撮像信号に変換して出力する。放射線検出器２で検出されたＸ線撮像信号も、波形整形装置４１で波形がガウス分布に整形されて出力される。
【００２３】
波形整形装置４１の出力γ線撮像信号及びＸ線撮像信号は、γ線弁別装置４２及び波高分析装置４３に入力される。γ線弁別装置４２がγ線撮像信号を処理し、波高分析装置４３がＸ線撮像信号を処理する必要がある。このため、本実施例では以下の工夫がなされている。
【００２４】
ＰＥＴ用薬剤から放出された陽電子が陽電子消滅により体内で生成するγ線のエネルギーは先に述べたように５１１ｋｅＶである。しかし、半導体素子部内でγ線のエネルギー全てが電荷に変わるとは限らない。このため、γ線弁別装置４２は、例えばエネルギーが５１１ｋｅＶよりも低い４５０ｋｅＶをエネルギー設定値として、このエネルギー設定値（第１エネルギー設定値という）以上のエネルギーを有する撮像信号を入力したときに所定のエネルギーを有するパルス信号を発生させる。すなわち、γ線弁別装置４２は、第１エネルギー設定値以上のエネルギーを有する撮像信号（γ線撮像信号）が入力されたときに上記のエネルギーを有するパルス信号を発生させる装置である。
【００２５】
波高分析装置４３は、波形整形装置４１から出力された、第１エネルギー設定値よりも低いエネルギーを有する撮像信号（Ｘ線撮像信号）が入力されたとき、その撮像信号の計数値を計測する。本実施例では、被検診者７に照射されるＸ線のエネルギーが８０ｋｅＶであるため、波高分析装置４３は第２エネルギー設定値である７０ｋｅＶ以上で第３エネルギー設定値である９０ｋｅＶ以下の範囲のエネルギーを有する撮像信号（Ｘ線撮像信号）を計数しその撮像信号の計数値を出力する。このような特定のエネルギーの撮像信号の処理を行うことによって波高分析装置４３の負荷は著しく軽減される。
【００２６】
上記のように、γ線弁別装置４２及び波高分析装置４３において特定のエネルギーを有する撮像信号を処理するためには、所定のエネルギー範囲の撮像信号を通過させるフィルタをγ線弁別装置４２及び波高分析装置４３内（またはγ線弁別装置４２及び波高分析装置４３の前段）に設けるとよい。第１エネルギー設定値以上のエネルギーを有する撮像信号を通過させ、その設定値よりも低いエネルギーを有する撮像信号の通過を阻止する第１フィルタがγ線弁別装置４２内に設けられる。γ線弁別装置４２は第１フィルタを通過した撮像信号に対してパルス信号を発生する。第２エネルギー設定値以上で第３エネルギー設定値以下の範囲のエネルギーを有する撮像信号を通過させ、その範囲外のエネルギーを有する撮像信号の通過を阻止する第２フィルタが波高分析装置４３内に設けられる。波高分析装置４３は、第２フィルタを通過した撮像信号（Ｘ線撮像信号）を計数する。
【００２７】
本実施例は、信号弁別装置４を用いることによって、放射線検出器２の出力である撮像信号からピーク計数値に対するエネルギーが異なるγ線撮像信号及びＸ線撮像信号を分離することができる。
【００２８】
同時計数装置５は、各信号弁別装置４のγ線弁別装置４２から出力されたパルス信号を入力しこれらのパルス信号を用いて同時計数を行い、γ線撮像信号に対する計数値を求める。更に、同時計数装置５は、前述の一対のγ線に対する一対のパルス信号によりその一対のγ線を検出した２つの検出点（一対の放射線検出器２の位置）をγ線検出の位置情報としてデータ化する。
【００２９】
コンピュータ１４は、図５に示すステップ２１〜２９の処理手順に基づいて処理を実行する。このような処理を実行するコンピュータ１４は、断層像データ作成装置である。同時計数装置５によって計数されたγ線撮像信号の計数値、同時計数装置５から出力された検出点の位置情報、及び波高分析装置４３から出力されたＸ線撮像信号の計数値が入力される（ステップ２１）。入力された、γ線撮像信号の計数値，検出点の位置情報、及びＸ線撮像信号の計数値は、記憶装置６に記憶される（ステップ２２）。
【００３０】
次に、ステップ２３において、Ｘ線撮像信号の計数値の補正が行われる。この補正について、以下に詳細に説明する。
【００３１】
被検診者７に照射するＸ線のエネルギーは、前述のように８０ｋｅＶであり、ＰＥＴ用薬剤に起因してその体内で発生するγ線に比べて低いエネルギーである。波高分析装置４３から出力されたＸ線撮像信号の計数値には、エネルギーが半導体素子部内で８０ｋｅＶ前後に減衰したγ線撮像信号の計数値が含まれている。このため、そのＸ線撮像信号の計数値からγ線撮像信号の計数値を除去する補正を行って、真のＸ線撮像信号の計数値を求める。Ｘ線撮像信号の計数値の補正方法の一例を説明する。例えば５１１ｋｅＶのγ線の検出スペクトルを予め測定しておき、この検出スペクトルの測定結果を用いて８０ｋｅＶ前後のγ線の強度を見積もる。放射線検出器２の半導体素子部に対して５１１ｋｅＶのγ線を照射したときのスペクトルが図６のように得られたとする。そして、例えば被検診者７の体内から放出されたγ線がある半導体素子部で１００個検出されたとする。その場合、図６のピーク部分における計数値（カウント数）が１００個になるように図６に示すスペクトル全体の計数値を等倍した後、Ｘ線撮像信号の計数値から、等倍されたその計数値を差し引くことにより、図７に示す正確なＸ線撮像信号単体の計数値（カウント数）が得られる。この補正された計数値は、記憶装置６に記憶される。
【００３２】
記憶装置６に記憶されているＸ線撮像信号の補正された計数値を用いて強度を算出し、得られた強度のデータを用いて、被検診者７の体内の各ボクセルにおけるＸ線の減衰率を算出する（ステップ２４）。この減衰率及びＸ線撮像信号の強度は記憶装置６に記憶される。
【００３３】
被検診者７の横断面（以下、横断面とは被検診者が立った状態での横断面をいう）の断層像を、該当する位置でのＸ線撮像信号の減衰率を用いて再構成する（ステップ２５）。Ｘ線撮像信号の強度、すなわちＸ線撮像信号の減衰率を用いて再構成した断層像をＸ線ＣＴ像と称する。ステップ２５においては、ＰＥＴ薬剤が集積している患部を通る断層面でのＸ線ＣＴ像も再構成される。Ｘ線ＣＴ像を再構成するために、記憶装置６から読み出されたＸ線撮像信号の減衰率を用いて、Ｘ線源３とＸ線を検出した放射線検出器２の半導体素子部との間における体内での線減弱係数を求める。この線減弱係数を用いて、フィルタードバックプロジェクション法により各ボクセルの線減弱係数を求める。各ボクセルの線減弱係数の値を用いて各ボクセルにおけるＣＴ値を得る。これらのＣＴ値を用いてＸ線ＣＴ像のデータが得られる。このＸ線ＣＴ像のデータは、記憶装置６に記憶される。
【００３４】
患部で発生したγ線は体内を透過する間に吸収・減衰されるため、これらの効果を前述の減衰率のデータより見積ってγ線撮像信号の計数値に補正をかけることにより、更に高精度なγ線撮像信号の計数値を得ることも可能である。ステップ２６では、γ線撮像信号の計数値を補正する。γ線撮像信号の計数値に関する補正方法の一例を以下に述べる。まず、Ｘ線撮像信号の減衰率を用いて被検診者７の断層像を再構成し、体内の各位置におけるＣＴ値を求める。得られたＣＴ値から、各位置における物質組成を見積もる。そして物質組成データから５１１
ｋｅＶにおける各位置での線減弱係数を見積もる。得られた線減弱係数データを用いて一対のγ線を検出した一対の半導体素子部間の線減弱係数をフォワードプロジェクション法により求める。求められたその線減弱係数の逆数をγ線撮像信号の計数値に掛け合わせることにより体内減衰によるデータ差の補正がなされる。
【００３５】
患部（例えば癌の患部）を含む、被検診者７の横断面の断層像を、該当する位置でのγ線撮像信号の補正後の計数値を用いて再構成する（ステップ２７）。γ線撮像信号の計数値を用いて再構成した断層像をＰＥＴ像と称する。この処理を詳細に説明する。記憶装置６から読み出されたγ線撮像信号の計数値を用いて、一対のγ線を検出した一対の放射線検出器２（検出点の位置情報より特定）の各半導体素子部間における体内での線減弱係数を求める。この線減弱係数を用いて、フィルタードバックプロジェクション法により各ボクセルの線減弱係数を求める。得られた各ボクセルの線減弱係数の値を用いて各ボクセルにおける放射線発生密度を得る。これらの放射線発生密度に基づいてＰＥＴ像のデータを得ることができる。このＰＥＴ像のデータは、記憶装置６に記憶される。
【００３６】
ＰＥＴ像のデータとＸ線ＣＴ像のデータとを合成して、両データを含む合成断層像のデータを求め、記憶装置６に記憶させる（ステップ２８）。患部の位置におけるＰＥＴ像データとその位置のＸ線ＣＴ像データを合成して、患部の位置での被検診者７の横断面の合成断層像データを求める。ＰＥＴ像のデータとＸ線ＣＴ像のデータとの合成は、両方の像データにおける、孔部１８の中心軸の位置を合わせることによって、簡単にかつ精度良く行うことができる。すなわち、ＰＥＴ像のデータ及びＸ線ＣＴ像のデータは、共通の放射線検出器２から出力された撮像信号に基づいて作成されるので、前述のように位置合せを精度良く行える。合成断層像のデータは、記憶装置６から呼び出されてモニタ３２に出力され（ステップ２９）、モニタ３２のディスプレイに表示される。モニタ３２に表示された合成断層像はＸ線ＣＴ像を含んでいるので、ＰＥＴ像における患部の、被検診者７の体内での位置を容易に確認することができる。すなわち、Ｘ線ＣＴ像は内臓及び骨の像を含んでいるので、医者は、患部（例えば、癌の患部）が存在する位置を、その内臓及び骨との関係で精度よく特定することができる。
【００３７】
なお、Ｘ線ＣＴ像は複数のスキャンデータが必要なため、Ｘ線源駆動装置１７を用いてＸ線源３をガイドレール５０に沿って移動させることによって、放射線検出器２により必要なデータ量を得ることができる。
【００３８】
本実施例では、放射線検出器３１がＸ線撮像信号及びγ線撮像信号の両方を出力する複数の放射線検出器２で構成されているため、放射線検出器３１はγ線検出部でありＸ線検出部でもある。本実施例は、Ｘ線検出部が、ベッド８の長手方向においてγ線検出部の一端とγ線検出部の他端との間に形成される領域内に位置している。
【００３９】
本実施例によれば、以下に示す効果を得ることができる。
【００４０】
（１）本実施例では、放射線検出器２のそれぞれが被検診者７の体内を透過するＸ線（透過Ｘ線という）、及びＰＥＴ用薬剤に起因してその体内から放出されるγ線の両方を検出してＸ線撮像信号及びγ線撮像信号を出力する。このため、従来技術は撮像装置として透過Ｘ線を検出する撮像装置及びγ線を検出する他の撮像装置を必要としていたが、本実施例は一台の撮像装置１３で前述の透過Ｘ線及びγ線の両方を検出でき、放射線検査装置の構成を著しく単純化でき、かつ放射線検査装置を小型化できる。しかも、本実施例は、透過Ｘ線及びγ線の両方を検出する放射線検出器２の出力信号からＸ線撮像信号及びγ線撮像信号のそれぞれを分離し、分離したＸ線撮像信号の強度を用いて、被検診者の、内臓及び骨の画像を含む患部（ＰＥＴ用薬剤が集積）の位置での第１の断層像（Ｘ線ＣＴ像）を再構成でき、分離したγ線撮像信号の強度を用いて、その被検診者の、患部の画像を含む第２の断層像（ＰＥＴ像）を再構成できる。第１断層像のデータ及び第２断層像のデータは透過Ｘ線及びγ線の両方を検出する放射線検出器２の出力信号に基づいて再構成されているので、患部の位置における第１断層像及び第２断層像の両データを精度良く位置合せして合成することができ、精度のよい、患部，内臓及び骨の画像を含む断層像（合成断層像）を簡単に得ることができる。この合成断層像によれば、内臓及び骨との関係で、患部の位置を正確に知ることができる。
【００４１】
（２）Ｘ線検出部がベッド８の長手方向においてγ線検出部の一端とγ線検出部の他端との間に形成される領域内に位置しているため、ＰＥＴ検査を実施している被検診者７の所定の領域に対して、被検診者７をベッド８により移動させずに同じ位置でＸ線ＣＴ検査を実施できる。このため、検査中に被検診者７がベッド８上で動いた場合でも、患部の位置でのＰＥＴ像及びＸ線ＣＴ像の両データを精度よく合成できる。得られた、患部の位置での合成断層像データ、すなわち、モニタ３２に表示された合成断層像画像を用いることによって、患部の診断精度を向上できる。特に、臓器が込み入っている箇所に患部が存在する場合でも、本実施例で得られた断層画像により患部の位置を適切に把握でき、患部の診断精度が向上する。
【００４２】
（３）本実施例は、第１の断層像を作成するために必要な撮像信号、及び第２の断層像を作成するために必要な撮像信号を共通の放射線検出器２から得ることができるため、被検診者の検査に要する時間（検査時間）を著しく短縮できる。換言すれば、短い検査時間で、第１の断層像を作成するために必要な撮像信号、及び第２の断層像を作成するために必要な撮像信号を得ることができる。本実施例は、従来技術のように、被検診者を、透過Ｘ線を検出する撮像装置からγ線を検出する他の撮像装置まで移動させる必要がなく、被検診者が動く確率を低減できる。被検診者を、透過Ｘ線を検出する撮像装置からγ線を検出する他の撮像装置まで移動させる必要がなくなることも、被検診者の検査時間の短縮に寄与する。
【００４３】
（４）さらに、Ｘ線ＣＴ像の作成のために必要なＸ線撮像信号を得るために要する検査時間は、ＰＥＴ像の作成のために必要なγ撮像信号を得るために要する検査時間よりも短い。このため、そのγ線撮像信号得るための検査時間の間、常にＸ線源３からＸ線を被検診者に照射してＸ線撮像信号を得ることによって、被検診者が検査中に動いた場合でもＸ線撮像信号に基づいて得られるＸ線ＣＴ像の連続像から、被検診者の揺動に伴うＰＥＴ像のデータのずれを補正できる。
【００４４】
（５）放射線検出器２として用いている半導体放射線検出器は、エネルギー分解能が高い。このため、本実施例では、放射線検出器２から出力されたＸ線撮像信号及びγ線撮像信号を弁別装置４で簡単に分離できる。
【００４５】
（６）放射線検出器２として半導体放射線検出器を用いているため、撮像装置１３を小型化できる。
【００４６】
（７）本実施例は、Ｘ線源３を周回させて放射線検出器３１を孔部１８の周方向及び軸方向に移動させないため、放射線検出器３１を移動させるに必要なモーターに比べてＸ線源３を周回させるモーターの容量を小さくできる。後者のモーターの駆動に要する消費電力も、前者のモーターのそれよりも少なくできる。
【００４７】
（８）本実施例は、環状の放射線検出器３１の内側でＸ線源３が周回するため、放射線検出器３１の直径が大きくなり、放射線検出器３１を構成する放射線検出器２の個数を多くすることができる。周方向における放射線検出器２の個数の増加は、感度の向上をもたらし、被検診者７の横断面の分解能を向上させる。
【００４８】
なお、必ずしも被検診者に対する検査時間のすべての間、Ｘ線ＣＴ検査とPET検査の両方を行う必要はない。必要なデータ量に応じてＰＥＴ検査のみ行う時間やＸ線ＣＴ検査のみを行う時間があってもよい。
【００４９】
（実施例２）
本発明の他の実施例である放射線検査装置を説明する。図示されていないが、本実施例の構成は、図１の構成において信号弁別装置４の替りに図８に示す信号弁別装置４Ａを用いたものである。信号弁別装置４Ａは、後述の実施例４でも信号弁別装置４の替りに用いることができ、実施例４でも用いることができる。信号弁別装置４Ａは、前述の信号弁別装置４に切替スイッチ６０を新たに設置し、更に波高分析装置４３を信号処理装置３３に替えた構成を有する。信号弁別装置４Ａは、波形整形装置４１，γ線弁別装置４２、及びＸ線強度を求める信号処理装置３３を備える。信号処理装置３３は積分装置（図示せず）を有する。切替スイッチ６０は、可動端子６１、及び固定端子６２及び６３を有する。配線１９は、可動端子６１に接続される。波形整形装置４１は固定端子６２及びγ線弁別装置４２に接続される。信号処理装置３３は固定端子６３に接続される。信号弁別装置４Ａは信号処理装置であり、この信号処理装置は第１の信号処理装置である信号処理装置３３、及び波形整形装置４１及びγ線弁別装置４２を有する第２信号処理装置を備える。
【００５０】
図２に示す信号弁別装置４では、γ線撮像信号及びＸ線撮像信号がγ線弁別装置４２及び波高分析装置４３に入力されるため、各信号の定量性が維持できない場合がある。また、Ｘ線源３から放射されるＸ線の時間間隔を信号弁別装置のタイムウィンドウΔτよりも短くして、Ｘ線ＣＴ検査の検査時間を短縮したい場合がある。この要求を満たすために、本実施例の信号弁別装置４Ａは、切替スイッチ６０を設け、切替スイッチ６０の切替えにより配線１９により伝送されてくる撮像信号をγ線弁別装置４２または信号処理装置３３に伝えるように構成される。ＰＥＴ検査時は、可動端子６１を固定端子６２に接続してＰＥＴ検査を行う。
【００５１】
切替スイッチ６０の固定端子６２または固定端子６３に接続する切替操作は、駆動装置制御装置９の出力である制御信号に基づいて行われる。駆動装置制御装置９は、前述のようにＸ線源装置１６の移動動作を制御するが、同時にＸ線源３に対して１８０°反対側の位置にある放射線検出器２を選択し、選択した放射線検出器２に接続される信号弁別装置４Ａの切替スイッチ６０の可動端子６１を固定端子６３に接続する。
【００５２】
上記の放射線検出器２（Ｘ線源３に対して１８０°反対側の位置にある）の選択について説明する。Ｘ線源駆動装置１７内のモーターにはエンコーダー（図示せず）が連結される。駆動装置制御装置９は、エンコーダーの検出信号を入力してＸ線源３のガイドレール５０上の位置を求め、このＸ線源３の位置と１８０°反対側に位置する放射線検出器２を、記憶している各放射線検出器２の位置のデータを用いて選択する。Ｘ線源３から放射されるＸ線はガイドレール５０の円周方向にある幅を有しているため、被検診者７の体内を透過したＸ線を検出する放射線検出器２は、選択した放射線検出器２以外にも円周方向に複数個存在することになる。駆動装置制御装置９はその複数の放射線検出器２も選択する。そのため、駆動装置制御装置９は、それらの放射線検出器２に接続された複数個の切替スイッチ６０の可動端子６１も固定端子６３に接続する。駆動装置制御装置９が、Ｘ線源３の移動によって別の放射線検出器２を選択したときには、新たに選択放射線検出器２となる放射線検出器２に接続された可動端子６１は固定端子６３に接続される。選択放射線検出器でなくなった放射線検出器２に接続された可動端子６１は駆動装置制御装置９によって固定端子６２に接続される。本実施例も、実施例１と同様に、Ｘ線撮像信号及びγ線撮像信号の両方を出力する複数の放射線検出器２によって環状の放射線検出器３１が形成される。
【００５３】
放射線検出器２から出力されたγ線撮像信号は、可動端子６１が固定端子６２に接続されている状態で波形整形装置４１を介してγ線弁別装置４２に入力され、前述した放射線検査装置１のそれらと同様な処理を受ける。γ線弁別装置４２から出力されたパルス信号は、同時計数装置５に入力される。同時計数装置５から出力されたγ線撮像信号の計数値がコンピュータ１４に入力されて放射線検査装置１で行われる処理によりＰＥＴ像のデータが求められる。本実施例では、可動端子６１と固定端子６２とが接続されている状態では、後述するように放射線検出器２にＸ線が入射されないので、γ線撮像信号のみが波形整形装置４１及びγ線弁別装置４２に入力される。γ線弁別装置４２は、第１フィルタによってＰＥＴ像のデータ作成に悪影響を与える低エネルギーのγ線信号を削除する。このため、精度の良いＰＥＴ像のデータを得ることができる。
【００５４】
次に、放射線検出器２から出力されたＸ線撮像信号の処理を、図９を用いて説明する。Ｘ線源３より放射されるＸ線の時間間隔は信号弁別装置４ＡのタイムウィンドウΔτに比べて小さいため、Δτの間に複数のＸ線が放射線検出器２に入射される。一方、放射性薬剤に起因して発生するγ線はΔτの間に複数のγ線対が発生した場合、どの放射線検出器２の間で発生したかが分からなくなるため、Δτの間に被検診者の体内で平均１個、若しくはそれ以下のγ線対しか発生しないようにする。これは、被検診者に投与するＰＥＴ検査用の放射性薬剤の量を、Δτの間に体内で平均１個、若しくはそれ以下のγ線対しか発生しないような量に調整することによって可能である。放射線検出器２は一般のＰＥＴ装置では数千から数万個に及ぶため、例えば１０Δτの間に同じ放射線検出器に複数のγ線が入射する確率はほとんど０である。そこで、例えば１０Δτの検査時間の間にＸ線源３よりＸ線を放射した場合で、その期間に一度、γ線が放射線検出器に入射したとする（図９（ｂ））。すると、体内を透過したＸ線によるＸ線撮像信号、そのγ線によるγ線撮像信号は図９（ｄ）及び（ｃ）のような形になる。この結果、放射線検出器２から出力される撮像信号は、図９（ｂ）のような形になる。従って、放射線検出器２の出力信号から例えば最も大きな信号を除いた信号を平均することにより、Ｘ線撮像信号の強度が求まる。
【００５５】
可動端子６１が固定端子６３に接続されているときに放射線検出器２で検出されたＸ線撮像信号及び極めて少ない個数のγ線撮像信号が信号処理装置３３に入力され、積分装置によってそれらの撮像信号が積算される。この撮像信号の積算は、可動端子６１が固定端子６３に接続されている間に行われ、可動端子６１が固定端子６２に接続されたときに積算を終了する。
【００５６】
信号処理装置３３からＸ線撮像信号の積算値、すなわちＸ線撮像信号の強度の情報がコンピュータ１４に入力される。本実施例では、図５のステップ２１の「Ｘ線撮像信号の計数値の入力」が「Ｘ線撮像信号の強度の入力」、及びステップ２２の「Ｘ線撮像信号の計数値の記憶」が「Ｘ線撮像信号の強度の記憶」となり、ステップ２３の処理が実行されない。ステップ２２の処理後にステップ２４の処理が実行される。ステップ２４による演算処理によって、入力したＸ線撮像信号の強度からγ線撮像信号の積算値（予め決めた個数（１，２個）のγ線撮像信号の積算値）を差引いて可動端子６１が固定端子６３に接続されている時間で平均したＸ線撮像信号の平均強度を求める。この平均強度に基づいて各ボクセルにおける減衰率を計算し、ステップ２５でＸ線ＣＴ像のデータを求める。
【００５７】
信号弁別装置４Ａを用いることによって、γ線撮像信号及びＸ線撮像信号の定量性が改善できる。信号弁別装置４の替りに本実施例の信号弁別装置４Ａを用いた放射線検査装置１は、実施例１で述べた効果も生じる。本実施例は、実施例１のように、放射線検出器２の出力信号からＸ線撮像信号とγ線撮像信号をそれぞれ分離する処理を行ってはいないが、放射線検出器２から出力されたＸ線撮像信号に基づいてＸ線ＣＴ像データを作成することができ、γ線撮像信号に基づいてＰＥＴ像のデータを得ることができる。本実施例は、実施例１で生じる（１）〜（８）の効果を得ることができる。
【００５８】
（実施例３）
本発明の他の実施例である放射線検査装置を、図１０を用いて説明する。本実施例は、Ｘ線ＣＴ検査とＰＥＴ検査とを一台の撮像装置１３Ａを用いて行う例である。本実施例の放射線検査装置１Ａは、配線１９Ｂによって信号処理装置３３に接続される放射線検出器５４、及び配線１９Ａによって信号弁別装置４Ｂに接続される放射線検出器５５を有する。放射線検出器５４及び５５は、放射線検出器２と同様に、半導体放射線検出器である。放射線検出器５４と放射線検出器５５とは、撮像装置１３Ａの孔部１８の円周方向に交互に配置される。放射線検出器５４及び５５の配置は、交互に配置する必要はなく、必要においてそれらの配列割合を変えてもよい。信号弁別装置４Ｂは信号処理装置である。
【００５９】
信号弁別装置４Ｂは、図１１に示すように、直列に接続された波形整形装置４１及びγ線弁別装置４２を有する。波形整形装置４１が配線１９Ａに接続される。電源４４の接続状態は、図２に示す構成と同じである。
【００６０】
放射線検出器５４及び５５は、図１の実施例における放射線検出器２と同様に、Ｘ線撮像信号及びγ線撮像信号を出力する。放射線検出器５４に接続された信号処理装置３３は、前述した信号弁別装置４Ａの信号処理装置３３と同様にＸ線撮像信号の積分値であるＸ線撮像信号の強度を出力する。放射線検出器５５の出力を入力する波形整形装置４１及びγ線弁別装置４２は、信号弁別装置４のそれらと同じ処理を実行する。γ線弁別装置４２はγ線撮像信号に基づいたパルス信号を発生する。
【００６１】
本実施例のコンピュータ１４における処理は、実施例２で述べたその処理と同じである。最終的に、患部の位置でのＸ線ＣＴ像及びＰＥＴ像の両データを合成し、患部位置での合成断層像のデータが得られる。本実施例は、実施例２で述べた効果を得ることができる。放射線検出器５４及び５５を交互に配置することによってγ線が検出できない位置（放射線検出器５４が配置された位置）及びＸ線が検出できない位置（放射線検出器５５が配置された位置）が存在することによる、ＰＥＴ像及びＸ線ＣＴ像の画質の低下を補うために、例えばモーターを用いて放射線検出器５４及び５５を孔部１８の円周方向に旋回させる。これによって、その円周方向においてきめ細かくＸ線及びγ線を検出することができる。このため、ＰＥＴ像およびＸ線ＣＴ像の画質の低下を防止できる。本実施例は、ベッド８の長手方向に配置された複数の放射線検出器５４によってＸ線源制御装置５３が構成され、その長手方向に配置された放射線検出器５５によってγ線検出部３５が構成される。Ｘ線源制御装置５３とγ線検出部３５が孔部１８の周方向に交互に配置されている。Ｘ線源制御装置５３は、ベッド８の長手方向においてγ線検出部３５の一端とγ線検出部３５の他端との間に形成される領域内に位置している。本実施例も、実施例１で生じる（１）〜（８）の効果を得ることができる。
【００６２】
（実施例４）
本発明の他の実施例である放射線検査装置１Ｂを、図１２に基づいて以下に説明する。放射線検査装置１Ｂは、Ｘ線ＣＴ装置及びＳＰＥＣＴ装置の機能を有している。放射線検査装置１Ｂの撮像装置３０は、放射線検査装置１の撮像装置１３における各放射線検出器２よりも孔部１８の中心側にコリメータ１０を配置したものである。放射線検査装置１Ｂの他の構成は放射線検査装置１と同じである。本実施例も、図示されていないが、実施例１と同様に、複数の放射線検出器２で構成された放射線検出器３１を有する。この放射線検出器３１はＸ線検出部及びγ線検出部を兼用している。信号弁別装置４は前述のように信号処理装置である。計数装置５Ａは各信号弁別装置４のγ線弁別装置４２のそれぞれに接続される。計数装置５Ａは幾つかのγ線弁別装置４２毎に設けても良い。コリメータ１０は、図１２に図示されていないが各放射線検出器２毎にそれぞれ対向するように設けられ、Ｘ線及びγ線が通過する貫通孔を有する。本実施例は、Ｘ線ＣＴ検査とＳＰＥＣＴ検査（ＳＰＥＣＴ用薬剤に起因して被検診者の体内から放射されるγ線を放射線検出器で検出する行為）とを一台の撮像装置３０を用いて行う例である。
【００６３】
ＳＰＥＣＴ検査では、前述したシングルフォトン放出核種を含むＳＰＥＣＴ用薬剤を投与した被検診者７をベッド８上に寝かせて、ＳＰＥＣＴ用薬剤に起因して被検診者７の体内で発生する単一のγ線を放射線検出器２で検出する。特定の角度から入射するγ線を検出するために、前述のようにコリメータ１０が配置される。例えば、コリメータ１０は放射線検出器２に対して垂直な方向のγ線を放射線検出器２に入射可能にしている。
【００６４】
被検診者の体内を透過したＸ線を放射線検出器２で検出する場合には、放射線検出器２に対して斜め方向から入射するＸ線も必要である。コリメータ１０によってそのＸ線が遮られるとＸ線ＣＴ検査が行えなくなる。このため、本実施例は、高エネルギーＸ線を発生するＸ線源３を用い、そのＸ線を被検診者に照射して体内を透過するＸ線を放射線検出器２で検出する。本実施例におけるＸ線源３は、図１の実施例で用いられるＸ線源３よりも高エネルギーＸ線を放射する。
【００６５】
ＳＰＥＣＴ用薬剤に起因して発生するγ線のエネルギーはＰＥＴ用薬剤に起因して発生するγ線のエネルギーよりも低い。ＳＰＥＣＴ用薬剤に起因して発生するγ線のエネルギーは、例えば約８０ｅＶ〜１３０ｋｅＶの範囲にある。この場合、コリメータ１０は、約８０ｅＶ以下のエネルギーを有するγ線が貫通孔以外の部分を透過しないように構成される。
【００６６】
Ｘ線源３により照射されるＸ線は、ＳＰＥＣＴ用薬剤によって発生するγ線のエネルギーと同じにならないようにし、更にコリメータ１０の貫通孔以外の部分を透過できるエネルギーを有するＸ線にする。これにより、コリメータ１０を装着した状態でＸ線ＣＴ検査を行うことが可能になる。例えば、Ｘ線のエネルギーを３００ｋｅＶとし、γ線のエネルギーを１００ｋｅＶ、コリメータ１０の材質としてタングステンを用いた場合を考える。タングステンの３００ｋｅＶ光子における線源弱定数は約６.０cm^-1 であるのに対し、１００ｋｅＶ光子における線源弱定数は約８３cm^-1である。このため、コリメータ１０をＸ線，γ線がそれぞれ０.５mm 透過した場合、Ｘ線は約７５％透過するのに対し、γ線は約２％しか透過しない。この結果、放射線検出器２は、放射線検出器２に斜めに入射するＸ線に対しても出力信号を出力するが、コリメータ１０にて遮られる、斜めに入射したγ線に対しては出力信号を出力しない。
【００６７】
本実施例において、各放射線検出器２は、Ｘ線源３から放射されて被検診者７の体内を透過したＸ線、及び体内のＳＰＥＣＴ用の放射性薬剤に起因して患部から放出されたγ線をそれぞれ検出し、Ｘ線撮像信号及びそのγ線の検出信号（γ線撮像信号）を含んでいる出力信号（撮像信号）をそれぞれ出力する。本実施例は、患部を透過するＸ線も該当する位置にある放射線検出器２で検出される。信号弁別装置４は、撮像信号からＸ線撮像信号とγ線撮像信号とを分離する。本実施例では、γ線弁別装置４２は第１エネルギー設定値（例えば１２０ｋｅＶ）以下のエネルギーを有する撮像信号(γ線撮像信号)を入力したときにパルス信号を出力する。計数装置５Ａは、そのパルス信号の計数を行い、γ線撮像信号に対する計数値を求める。波高分析装置４３は、第２エネルギー設定値（例えば２９０ｋｅＶ）以上で第３エネルギー設定値（３１０ｋｅＶ）以下の範囲のエネルギーを有する撮像信号（Ｘ線撮像信号）の計数値を出力する。γ線撮像信号及びＸ線撮像信号の各計数値は、コンピュータ１４に入力され、記憶装置６に記憶される。コンピュータ１４は、それらの計数値を用いて図５に示された処理手順に基づいた処理を実行する。本実施例で実行されるステップ２１〜２９のうち、図１に示される実施例で実行される処理とは異なるステップの処理だけを以下に説明する。本実施例のステップ２３で行われるＸ線撮像信号の計数値の補正は、図１に示す実施例のステップ２３で実行される補正とは異なり、コリメータ１０の線源弱計数を用いて行われる。この補正について、詳細に説明する。
【００６８】
得られたＸ線撮像信号の計数値は、コリメータ１０を透過したＸ線の計数値が含まれているため、コリメータ１０の線源弱計数を用いて補正する必要がある。例えばコリメータ１０がタングステンで作られており、かつＸ線がコリメータ１０を１mm透過した場合、先ほど示した線源弱計数から、計数が約０.５５倍となる。このため、記憶装置６に記憶しているＸ線撮像信号の計数値にその逆数をかけることによりその計数値の補正ができる。
【００６９】
本実施例のステップ２７ではフィルタードバックプロジェクション法によりＳＰＥＣＴ像の再構成の処理が実行される。ＳＰＥＣＴ像とは、本実施例で得られたγ線撮像信号の計数値を用いて再構成した、被検診者７の横断面の断層像をいう。本実施例のステップ２８では、ステップ２５で得られたＸ線ＣＴ像のデータとステップ２７で得られたＳＰＥＣＴ像のデータにおける、撮像装置の孔部１８の中心軸の位置を合わせることによって、患部位置におけるＸ線ＣＴ像のデータ及びＳＰＥＣＴ像のデータの両データの合成が精度良く行われる。得られた合成断層像のデータは、記憶装置６に記憶される。
【００７０】
本実施例は、共通の放射線検出器２の出力信号に基づいて得られたＸ線ＣＴ像のデータとＳＰＥＣＴ像のデータとの合成により、合成断層像のデータを得るものであるが、図１の実施例で生じる(１）〜(８）の効果を得ることができる。図１の実施例の効果の記載で「ＰＥＴ像」とあるのは、本実施例では「ＳＰＥＣＴ像」となる。
【００７１】
なお、必ずしも被検診者に対する検査時間すべての間、Ｘ線ＣＴ検査とSPECT検査の両方を行う必要はない。必要なデータ量に応じてＳＰＥＣＴ検査のみ行う時間やＸ線ＣＴ検査のみを行う時間があってもよい。
【００７２】
実施例２，実施例３及び実施例６で用いられる各撮像装置において、各放射線検出器の孔部１８の中心側に、本実施例と同様にコリメータ１０を配置してもよい。このようなコリメータ１０を有する各撮像装置は、ＳＰＥＣＴ検査に用いることができる。
【００７３】
（実施例５）
本発明の他の実施例である放射線検査装置１Ｃを、図１３及び図１４を用いて説明する。放射線検査装置１Ｃは、前述の放射線検査装置１Ｂと同じく、Ｘ線ＣＴ装置及びＳＰＥＣＴ装置の機能を有している。放射線検査装置１Ｃは、放射線検査装置１Ｂの撮像装置３０を撮像装置３０Ａに替えた部分が放射線検査装置１Ｂと異なっている。撮像装置３０Ａ以外の、放射線検査装置１Ｃの構成は、放射線検査装置１Ｂの構成と同じである。撮像装置３０Ａはコリメータ１０及びＸ線源３を孔部１８の軸方向に移動できる構成となっており、この構成が撮像装置３０にない構成である。孔部１８の周囲に配置された複数の放射線検出器２によって環状の放射線検出部３６が構成される。放射線検出部３６は、Ｘ線撮像信号を出力するＸ線検出部であってγ線撮像信号を出力するγ線検出部であり、両検出部を兼ねている。撮像装置３０Ａの他の構成は、撮像装置３０と同じである。本実施例は、Ｘ線ＣＴ検査とＳＰＥＣＴ検査とを一台の撮像装置３０Ａを用いて行う例である。
【００７４】
コリメータ１０は、図示されていないが、ケーシング１５の内側に設置された、孔部１８の軸方向に伸びる複数の直線状の水平方向ガイドレール上に水平方向に移動可能に設置される。コリメータ１０を水平方向に移動させるコリメータ駆動装置は、図示されていないが、ケーシング１５内のコリメータ収納領域７０に設置されたモーター、このモーターの回転軸に連結されるピニオン及びコリメータ１０の外周に設けられたラックを備える。そのラックは、コリメータ１０の外周で、コリメータ１０の貫通孔を避けるように、孔部１８の軸方向に伸びている。ピニオンはラックと噛合っている。モーターの回転力を受けて回転するピニオンによって、ラックが取り付けられているコリメータ１０が孔部１８の軸方向に移動する。Ｘ線源駆動装置１７は、前述したＸ線源装置１６をガイドレール５０に沿って移動させる駆動機構（第１駆動機構）以外に、Ｘ線源３を孔部１８の軸方向に移動させる他の駆動機構（第２駆動機構、図示せず）を備えている。この第２駆動機構は、図示されていないが、Ｘ線源駆動装置１７の前述のモーターに第２クラッチを介して連結される第２動力伝達機構、Ｘ線源３に設けられたラック（孔部１８の軸方向に伸びている）と噛合って第２動力伝達機構に連結されるピニオンを有する。本実施例では、第１駆動機構の動力伝達機構（第１動力伝達機構）と前述のモーターとを第１クラッチによって連結する。
【００７５】
本実施例におけるコリメータ１０は、ＳＰＥＣＴ検査開始前にコリメータ駆動装置によって図１３に示すように放射線検出器２の前面に移動される。また、ＳＰＥＣＴ検査開始前に第１クラッチによるモーターと第１動力伝達機構との連結を解除して第２クラッチによりモーターと第２動力伝達機構とを連結させ、モーターの駆動によりＸ線源３を図１３のように放射線検出器２の前面から孔部１８の外側に移動させる。この状態でＳＰＥＣＴ検査が行われる。コリメータ１０はＸ線ＣＴ検査開始前にコリメータ駆動装置によって図１４のようにコリメータ収納領域７０に収納される。Ｘ線源３は、Ｘ線ＣＴ検査開始前に第２クラッチによりモーターと第２動力伝達機構とを連結させた状態でのモーターの駆動によって孔部１８内に挿入され、図１４に示すように放射性検出器２の前面に位置する。
【００７６】
ベッド８上には、ＳＰＥＣＴ用薬剤を投与された被検診者７が寝かせられている。ＳＰＥＣＴ検査時には、前述したようにコリメータ１０を用いて放射線検出器２に入射するγ線の方向を特定する必要がある。このため、図１３の状態でＳＰＥＣＴ検査が実施される。ＳＰＥＣＴ検査時には放射線検出器２からはγ線撮像信号のみが出力され、信号弁別装置４のγ線弁別装置４２からγ線撮像信号に対するパルス信号が出力される。パルス信号は計数装置５Ａで計数され、γ線撮像信号の計数値としてコンピュータ１４（図示せず）に入力される。
【００７７】
Ｘ線ＣＴ検査時においては、Ｘ線源駆動装置１７において第１クラッチによってモーターと第１動力伝達機構を連結させて（第２クラッチは離れている）モーターの駆動によりＸ線源装置１６をガイドレール５０に沿って移動させる。被検診者７の体内を透過してくるＸ線を放射線検出器２で検出する。放射線検出器２はＸ線撮像信号のみを出力し、信号弁別装置４の波高分析装置４３はＸ線撮像信号の計数値を出力する。この計数値もコンピュータ１４に入力される。コンピュータ１４は、放射線検査装置１Ｂのコンピュータ１４と同様な処理を行い、患部の位置におけるＳＰＥＣＴ像及びＸ線ＣＴ像の両データを精度よく合成でき、合成断層像のデータを得ることができる。この合成断層像のデータはモニタ３２（図示せず）に表示される。
【００７８】
本実施例は一台の撮像装置３０で前述の透過Ｘ線及びγ線の両方を検出でき、放射線検出器を撮像装置二台分を設ける必要もなく、放射線検査装置の構成を著しく単純化できる。
【００７９】
本実施例は、放射線検出器２の出力信号から分離したＸ線撮像信号の強度を用いて、実施例１で述べた患部の位置での被検診者の第１の断層像（Ｘ線ＣＴ像）を再構成でき、分離したγ線撮像信号の強度を用いて、その被検診者の、患部の画像を含む第２の断層像（ＳＰＥＣＴ像）を再構成できる。これらの断層像のデータを実施例１と同様に精度良く合成でき、精度のよい、患部，内臓及び骨の画像を含む断層像（合成断層像）を簡単に得ることができる。この合成断層像によれば、内臓及び骨との関係で、患部の位置を正確に知ることができる。本実施例は実施例１で述べた同じ理由で、被検診者の検査時間の短縮に寄与する。特に、ＳＰＥＣＴ検査時におけるベッド８の移動方向とＸ線ＣＴ検査におけるベッド８の移動方向を逆にすることによって、検査時間は更に減少する。例えば、ベッド８を孔部１８に挿入する方向に動かしながらＸ線ＣＴ検査を実施し、Ｘ線ＣＴ検査終了後に引続いてベッド８を孔部１８から引抜く方向に動かしながらSPECT 検査を実施する。この場合は、Ｘ線ＣＴ検査終了後にベッド８を孔部１８から引抜いて再び孔部１８内に挿入して実施するＳＰＥＣＴ検査に比べて検査時間が短縮される。
【００８０】
本実施例のＸ線源３は、放射線検査装置１ＢのＸ線源３よりもエネルギーの低いＸ線を放射するものでよく、コンパクトになる。また、本実施例は、低いエネルギーのＸ線を使用できるので、被検診者に対する負担を軽減できる。しかしながら、Ｘ線のエネルギーが低下してＳＰＥＣＴ用の放射性薬剤に起因して体内から放出されるγ線のエネルギーと同一になった場合には、信号弁別装置４でＸ線撮像信号とγ線撮像信号とのエネルギー弁別が不可能になる。このため、例えば８０ｋｅＶのγ線を出すＳＰＥＣＴ用薬剤を用いる場合は、例えば１００ｋｅＶのＸ線を用いる必要がある。
【００８１】
コリメータ１０をコリメータ収納領域７０に収納してＸ線ＣＴ検査を行っているときでも、放射線検出器２は体内から放出されるγ線を検出する。このときに放射線検出器２に入射したγ線に関しては、角度情報が得られない。このγ線の検出信号（γ線撮像信号）に基づいてＳＰＥＣＴ像のデータを得ることができれば、Ｘ線源からエネルギーの低いＸ線を放出した場合においてもコリメータ１０が不要となって撮像装置３０Ａにおける孔部１８の軸方向の寸法を短くできる。これは、撮像装置３０Ａの小型化につながる。これを達成するために、２つの方法が考えられる。第１の方法は、コリメータ１０をコリメータ収納領域７０に収納している間に放射線検出器２に入射したγ線の計数値は、特定の分布状態を仮定してコリメータ１０が存在する状態の個数を見積もる方法である。第２の方法は、コリメータ１０が前面に位置していない時間が最も長い放射線検出器２のγ線の検出時間を基準時間として、他の放射線検出器２が検出したγ線の計数値を基準時間分のその計数値に合わせる方法である。これらの第１及び第２の方法を用いることにより、各放射線検出器２の出力であるγ線撮像信号を用いて得られたその計数値の重みを均一にしてから、例えばフィルタードバックプロジェクション法などを用いてＳＰＥＣＴ像のデータを求める。
【００８２】
（実施例６）
本発明の他の実施例である放射線検査装置１Ｄを、図１５を用いて以下に説明する。放射線検査装置１Ｄは、放射線検査装置１の構成にＸ線源制御装置５３を付加し、かつ放射線検査装置１の信号弁別装置４を図８に示す信号弁別装置４Ａに取り替えた構成を有する。放射線検査装置１Ｄの他の構成は放射線検査装置１と同じである。本実施例も、Ｘ線検出部及びγ線検出部の機能を有する放射線検出器３１を有する。本実施例は、Ｘ線ＣＴ検査とＰＥＴ検査とを一台の撮像装置１３を用いて行う例である。信号弁別装置４Ａは信号処理装置である。
【００８３】
本実施例は、発明者らによる以下の検討に基づいてなされた。Ｘ線ＣＴ像のデータは、Ｘ線源から放射されたＸ線を特定の方向に所定時間の間、照射し、体内を透過したＸ線を放射線検出器により検出する作業を繰り返し（スキャン）、放射線検出器で検出されたＸ線の強度に基づいて作成される。精度の良いＸ線ＣＴ像のデータを得るためには、Ｘ線ＣＴ検査においてＸ線を検出している放射線検出器に被検診者の体内から放出されるγ線が入射しないことが望ましい。このためには、「１つの放射線検出器においては、γ線の入射率に対応して被検診者へのＸ線の照射時間を短くすればγ線の影響は無視可能である」との発明者らの新しい知見に基づいて、被検診者へのＸ線の照射時間の短縮を図った。そのＸ線の照射時間Ｔを決めるために、まず、１つの放射線検出器へのγ線の入射率を考える。ＰＥＴ検査において被検診者に投与するＰＥＴ用薬剤に基づいた体内の放射能をＮ（Ｂｑ），発生するγ線の体内通過率をＡ、１つの放射線検出器の立体角から求めた入射率をＢ、放射線検出器の感度をＣとすると、１つの放射線検出器で検出するγ線の率α(個／sec）は（１）式で与えられる。（１）式において係数
α＝２ＮＡＢＣ …（１）
の「２」は、1個の陽電子消滅の際に一対（２個）のγ線が放出されることを意味している。照射時間Ｔ内に１つの放射線検出器でγ線が検出される確率Ｗは（２）式で与えられる。（２）式のＷの値を小さくするように照射時間Ｔを決め
Ｗ＝１−exp（−Ｔα） …（２）
ることによって、Ｘ線ＣＴ検査時において１つの放射線検出器に入射されるγ線の影響は無視できる程度になる。
【００８４】
Ｘ線の照射時間Ｔの一例を以下に述べる。(１）および(２）式に基づいて具体的なＸ線の照射時間Ｔを求めた。ＰＥＴ検査において被検診者に投与するＰＥＴ用薬剤に起因する体内での放射線の強度は、最大で３６０ＭＢｑ程度であり（Ｎ＝３６０ＭＢｑ）、γ線の体内通過率Ａは被検診者の体を半径１５cmの水と仮定すれば０.６程度（Ａ＝０.６）である。例えば一辺５mmの放射線検出器を半径５０cmでリング状に配置する場合を考えると、１つの放射線検出器の立体角から求めた入射率Ｂは８×１０^-6（Ｂ＝８×１０^-6）である。また、放射線検出器の検出感度Ｃは半導体放射線検出器を使用した場合最大で０.６程度（Ｃ＝０.６）である。これらの値から１つの放射線検出器のγ線の検出率αは２０００（個／sec ）程度である。Ｘ線の照射時間Ｔを例えば１.５μsecとすれば、１つの放射線検出器がＸ線検出中にγ線を検出される確率Ｗは０.００３となり、このγ線はほとんど無視できる。体内投与放射能を３６０ＭＢｑ以下とした場合、Ｘ線の照射時間を１.５μsec以下にすれば、Ｗ＜０.００３つまりγ線の検出確率は０.３％以下となり無視できる。
【００８５】
Ｘ線源制御装置５３はＸ線源３からのＸ線の放出時間を制御する。Ｘ線源３は図示されていないがＸ線管を有する。このＸ線管は、陽極，陰極，陰極の電流源、及び陽極と陰極との間に電圧を印加する電圧源を外筒内に備える。陰極はタングステン製のフィラメントである。電流源から陰極に電流を流すことによってフィラメントから電子が放出される。この電子は、電圧源から陰極と陽極との間に印加される電圧（数百ｋＶ）によって加速され、ターゲットである陽極（Ｗ，Ｍｏ等）に衝突する。電子の陽極への衝突により８０ｋｅＶのＸ線が発生する。このＸ線がＸ線源３から放出されて、ベッド８上の被検診者７に照射される。被検診者７には体内投与放射能が３６０ＭＢｑになるようにＰＥＴ用薬剤が投与されている。
【００８６】
駆動装置制御装置９から駆動開始信号が出力されたとき、前述のようにＸ線源装置１６がガイドレール５０に沿って移動し、Ｘ線源３も一緒に移動する。ガイドレール５０に沿ったＸ線源３の移動は、Ｘ線源駆動装置１７によって所定の速度で行われる。Ｘ線源制御装置５３は、Ｘ線管内の陽極（または陰極）と電圧源との間に設けられた開閉器（以下、Ｘ線源開閉器という、図示せず）を、第１設定時間の間で閉じ、第２設定時間の間で開き、これらの開閉制御を繰り返す。陽極と陰極との間には、第１設定時間の間で電圧が印加され、第２設定時間の間で電圧が印加されない。この制御によって、Ｘ線管からＸ線がパルス状に放出される。第１設定時間は照射時間Ｔ（例えば１μsec ）である。第２設定時間は、Ｘ線源３が１つの放射線検出器２とこれに隣接する他の放射線検出器２の間を移動する時間Ｔ₀ であり、ガイドレール５０の周方向におけるＸ線源３の移動速度で定まる。第１及び第２設定時間はＸ線源制御装置５３に記憶されている。
【００８７】
Ｘ線ＣＴ検査におけるＸ線の検出及び検出したＸ線の信号処理について説明する。Ｘ線ＣＴ検査を開始する際に駆動装置制御装置９から駆動開始信号が出力され、前述のようにＸ線源３がガイドレール５０に沿って移動する。その駆動開始信号はＸ線源制御装置５３に入力される。Ｘ線源制御装置５３は、駆動開始信号の入力に基づいて、Ｘ線源３、具体的にはＸ線管にＸ線発生開始信号を出力する。このＸ線発生開始信号によってＸ線源開閉器が閉じられる。陽極と陰極との間に電圧が印加されてＸ線が発生する。Ｘ線源３から放出されたそのＸ線は、ファンビーム状に被検診者７に照射され、被検診者７を透過した後、孔部１８の中心を基点にＸ線源３から１８０度の位置にある放射線検出器２を中心に孔部１８の円周方向においても複数の放射線検出器２に入射する。Ｘ線源制御装置５３は、そのＸ線開閉器を第１設定時間、すなわち１μsec の間、閉じ、次の第２設定時間の間でＸ線源開閉器は開く。Ｘ線源３の周方向への移動に伴って、前述の時間間隔でＸ線開閉器の開閉が繰り返される。Ｘ線源開閉器が閉じているときに放出されるＸ線は、前述のＸ線源３と対向する位置にある上記の各放射線検出器２に入射する。
【００８８】
Ｘ線が入射されている各放射線検出器２の出力信号は、実施例２で述べたように、駆動装置制御装置９の制御によって切替スイッチ６０の可動端子６１が固定端子６３に接続されているため、信号処理装置３３に入力される。患部を透過したＸ線も該当する放射線検出器２によって検出される。信号処理装置３３は、Ｘ線撮像信号の強度の情報をコンピュータ１４に入力する。被検診者７の患部からはＰＥＴ用薬剤に起因した５１１ｋｅＶのγ線が放出され、このγ線が放射線検出器２に入射される。Ｘ線が入射している放射線検出器２のγ線の検出確率は、前述したように無視できるほど小さい。Ｘ線が入射している放射線検出器２以外の放射線検出器２は、γ線を検出してγ線撮像信号を出力する。これらの放射線検出器２に接続された可動端子６１は固定端子６２に接続されているので、波形整形装置４１及びγ線弁別装置４２に入力される。γ線弁別装置４２から出力された、第１エネルギー設定値以上のγ線撮像信号に対するパルス信号は、同時計数装置５で計数される。得られたγ線撮像信号の計数値は、コンピュータ１４に入力される。コンピュータ１４にて行われる処理は、実施例２で説明した処理と同じである。ただし、本実施例では、実施例２で実行されるステップ２４の処理のうち、γ線撮像信号の積算値を差引くことは行われない。コンピュータ１４での処理により、合成断層像のデータが得られる。本実施例の各放射線検出器２は、時間的にはずれているが、Ｘ線撮像信号及びγ線撮像信号の両方を出力する。
【００８９】
本実施例は、実施例２で生じる効果（実施例１で生じる効果も含む）を得ることができる。本実施例は、実施例２よりも信号処理装置３３に入力されるγ線撮像信号が著しく減少する。このため、Ｘ線撮像信号に基づいた精度のよいＸ線ＣＴ像のデータを得ることはできる。最終的に得られた合成断層像のデータをモニタ３２に表示したとき、患部の位置を精度良く知ることができる。本実施例は、実施例２と同様に、放射線検出器２から出力される出力信号からＸ線撮像信号とγ線撮像信号をそれぞれ分離する処理を行ってはいないが、Ｘ線ＣＴ像データを作成することができ、ＰＥＴ像のデータを得ることができる。
【００９０】
（実施例７）
本発明の他の実施例である実施例７の放射線検査装置を、図１６及び図１７を用いて説明する。本実施例の放射線検査装置は、撮像装置１３Ｂ及び被検診者保持装置１１を備える。本実施例の放射線検査装置は、図示されていないが、図１０に示す信号弁別装置４Ｂ，同時計数装置５,信号処理装置３３,記憶装置６，コンピュータ１４及びモニタ３２を備える。実施例６との違いは撮像装置１３Ｂにあるので、以下主に撮像装置１３Ｂを中心に説明する。
【００９１】
撮像装置１３Ｂは、ベッド８の長手方向において並行に配置された複数の放射線検出器環状体３７，Ｘ線源装置１６Ａ及びＸ線検出装置４８を備える。各放射線検出器環状体３７は、環状保持部材３８の内面に複数の放射線検出器２を周方向及び軸方向に設置している。各環状保持部材３８は、検出器保持装置３９によって個々に支持部材４０上に設置されている。各放射線検出器環状体３７の相互間に、間隙４５がそれぞれ形成される。環状の周方向ガイドレール５６が各環状保持部材３８の外面に設けられる。Ｘ線源軸方向ガイドレール５１及び検出器軸方向ガイドレール５２は、お互いに１８０°離れた位置で各環状保持部材３８の外面に軸方向に延びて設けられる。Ｘ線源装置１６Ａは、そのケーシング内に、図示されていないが、モーター，減速機構、及び周方向移動用と軸方向移動用の２種のピニオンを有する。Ｘ線源装置１６Ａの周方向移動時には、減速機構が周方向移動用ピニオンに接続され、モーターが回転した駆動力を周方向移動用ピニオンに伝達する。Ｘ線源装置１６Ａの軸方向移動時には、減速機構が軸方向移動用ピニオンに接続され、モーターが回転した駆動力を軸方向移動用ピニオンに伝達する。周方向移動用ピニオンは周方向ガイドレール５６に設けられたラックと噛み合うことにより、また軸方向移動用ピニオンはＸ線源軸方向ガイドレール５１に設けられたラックと噛み合うことにより、自走式のＸ線源装置１６Ａは環状保持部材３８の外面側においてそれぞれの方向に移動可能である。Ｘ線源３はＸ線源装置１６Ａ内で環状保持部材３８に面して設けられる。
【００９２】
Ｘ線検出装置４８は、環状保持部材３８の外側で、半円の連結部材(図示せず)によってＸ線源装置１６Ａに連結される。このため、Ｘ線源装置１６Ａが周方向ガイドレール５６に沿って環状保持部材３８の周方向に移動するときには、Ｘ線検出装置４８は、Ｘ線源装置１６Ａの移動に伴って周方向ガイドレール５６に沿って環状保持部材３８の外側で環状保持部材３８の周方向に移動する。Ｘ線源装置１６ＡがＸ線源軸方向ガイドレール５１に沿って環状保持部材３８の軸方向に移動するときには、Ｘ線検出装置４８は、Ｘ線源装置１６Ａの移動に伴って検出器軸方向ガイドレール５２に沿って環状保持部材３８の外側で環状保持部材３８の軸方向に移動する。Ｘ線検出装置４８は複数のＸ線検出器４７を周方向に配置している。Ｘ線検出装置４８に設置された複数のＸ線検出器４７によってＸ線検出部が構成される。Ｘ線検出器４７は環状保持部材３８の軸方向にも複数個配列してもよい。
【００９３】
γ線検出部４６は、全放射線検出器環状体３７に設けられた放射線検出器２によって構成される。Ｘ線検出部は、ベッド８の長手方向においてγ線検出部４６の一端とγ線検出部４６の他端との間に形成される領域内に位置している。放射線検出器２及びＸ線検出器４７は、実施例１で述べた半導体放射線検出器である。
【００９４】
ＰＥＴ用薬剤を投与された被検診者７はベッド８を移動させることによって孔部１８内の所定の位置まで移動させる。Ｘ線源３から放出されたＸ線４９は間隙４５を通過して被検診者７に照射される。Ｘ線源３から放出されるＸ線４９は、Ｘ線源装置１６Ａが周方向ガイドレール５６に沿って移動されることによって周囲から被検診者７に照射される。被検診者７を透過したＸ線４９は、Ｘ線検出部のＸ線検出器４７によって検出される。Ｘ線源装置１６Ａ及びＸ線検出装置４８を隣の間隙４５まで移動させるためには、１つの間隙４５からのＸ線の照射が完了した後、Ｘ線源装置１６ＡをＸ線源軸方向ガイドレール５１に沿って移動させる。そのとき、Ｘ線検出装置４８は検出器軸方向ガイドレール５２に沿って移動する。Ｘ線源装置１６Ａが隣の間隙４５に達したとき、Ｘ線源装置１６Ａ及びＸ線検出装置４８を周方向ガイドレール５６に沿って移動させる。Ｘ線源３から放出されるＸ線４９は、その間隙４５を通過して被検診者７に照射される。
【００９５】
いずれかの間隙４５を通して照射されたＸ線４９は、被検診者７の患部を透過する。被検診者７を透過したＸ線はＸ線検出器４７で検出される。Ｘ線検出器４７はＸ線撮像信号を出力する。患部から放出されたγ線は放射線検出器２で検出される。放射線検出器２はγ線撮像信号を出力する。Ｘ線撮像信号は信号処理装置３３で処理される。γ線撮像信号は信号弁別装置４Ｂ及び同時計数装置５で処理される。コンピュータ１４は、実施例１と同様に、被検診者７の体内の各ボクセルにおけるＸ線の減衰率に基づいてＸ線ＣＴ像を再構成し、γ線撮像信号の計数値を用いてＰＥＴ像を再構成する。コンピュータ１４は、患部の位置におけるＰＥＴ像データとその位置のＸ線ＣＴ像データを合成して、患部の位置での被検診者７の横断面の合成断層像データを求める。
【００９６】
本実施例は、実施例１で生じる（１）〜（８）の効果を得ることができる。更に、本実施例は、以下に示す効果も得ることができる。
【００９７】
（９）本実施例では切替スイッチ６０が不要となる。つまり、環状保持部材３８上に設置している放射線検出器２は、配線１９Ａで波形整形装置４１を介してγ線弁別装置４２に接続されている。一方、Ｘ線検出器４７は、配線１９Ｂで信号処理装置３３に接続されている。したがって回路構成が単純化される。また、切替スイッチ等の制御も必要なくなり制御方法も単純化できる。
【００９８】
（１０）本実施例では、Ｘ線源装置１６Ａ及びＸ線検出装置４８が３６０度回転可能な構成となっている。従って、Ｘ線ＣＴ検査において、１断面像を得るために３６０度方向のデータを得ることが可能となり、Ｘ線ＣＴ画像の画質の向上が図れる。
【００９９】
（１１）本実施例では、孔部１８の中心軸に対してＸ線源３とＸ線検出器４７を対向の位置に配置している。従って、Ｘ線ＣＴ検査の２次元の断面画像の撮影時にＸ線をこの断面に平行に照射することが可能となり、Ｘ線ＣＴ像の画質の向上が図れる。
【０１００】
（１２）本実施例は、Ｘ線を間隙４５に対して平行に照射できる。従って、間隙４５の幅を通過するＸ線の幅とほぼ同等な幅まで最小化することが可能である。間隙４５はＰＥＴ検査時のデータ欠損領域であり、間隙４５幅の最小化により、ＰＥＴ検査の高速化，画質の向上が図れる。
【０１０１】
（１３）本実施例では、Ｘ線検出装置４８をＰＥＴ検査用のγ線を検出する放射線検出器２と別個に備えている。従って、Ｘ線検出装置４８内での複数のＸ線検出器４７の配列ピッチを任意に設定可能であり、Ｘ線ＣＴ像の高分解能化が容易に実施できる。
【０１０２】
Ｘ線検出部の少なくとも一部がベッド８の長手方向においてγ線検出部の一端とγ線検出部の他端との間に形成される領域内に位置していれば、患部の位置でのＰＥＴ像及びＸ線ＣＴ像の両データを精度よく合成できる。得られた、患部の位置での合成断層像データを用いることによって、患部の診断精度を向上できる。
【０１０３】
以上に述べた各実施例は、放射線検出器として半導体放射線検出器を用いているが、半導体放射線検出器の替りにシンチレータを用いることも可能である。シンチレータを用いた場合でも、その出力信号は、前述した各信号弁別装置で信号処理することができる。シンチレータのクリスタルとしては、ビスマスゲルマネート，ガドリニウムシリケートまたはイットリニウムシリケートが用いられる。放射線検出器としてシンチレータを用いることによって、各実施例における検査時間が更に短縮できる。
【０１０４】
【発明の効果】
本発明によれば、断層画像を用いての診断精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な一実施例である放射線検査装置の斜視図である。
【図２】図１に示す実施例における信号弁別装置の構成図である。
【図３】図２の波形整形装置に入力されるγ線撮像信号の波形を示す説明図である。
【図４】図２の波形整形装置から出力されたγ線撮像信号の波形を示す説明図である。
【図５】図１のコンピュータで実行される処理手順のフローチャートである。
【図６】放射線検出器で検出されたγ線撮像信号のエネルギースペクトルを示す説明図である。
【図７】γ線撮像信号を除去したＸ線撮像信号のエネルギースペクトルを示す説明図である。
【図８】図１に示す実施例における信号弁別装置の他の実施例を示す説明図である。
【図９】図８の信号弁別装置の動作タイムチャートである。
【図１０】本発明の他の実施例である放射線検査装置の斜視図である。
【図１１】図１０に示す信号弁別装置の詳細構成図である。
【図１２】本発明の他の実施例である放射線検査装置の斜視図である。
【図１３】本発明の他の実施例である放射線検査装置の縦断面図である。
【図１４】図１２の実施例においてコリメータを放射線検出器の位置からずらした状態を示す説明図である。
【図１５】本発明の他の実施例である放射線検査装置の斜視図である。
【図１６】本発明の他の実施例である放射線検査装置の縦断面図である。
【図１７】図１６のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…放射線検査装置、２，３１，５５…放射線検出器、３…Ｘ線源、４，４Ａ，４Ｂ…信号弁別装置、５…同時計数装置、６…記憶装置、８…ベッド、９…駆動装置制御装置、１０…コリメータ、１１…被検診者保持装置、１３，１３Ａ，１３Ｂ，３０，３０Ａ…撮像装置、１４…コンピュータ、１５…ケーシング、１６，１６Ａ…Ｘ線源装置、１７…Ｘ線源駆動装置、１８…孔部、３２…モニタ、３７…放射線検出器環状体、４１…波形整形装置、４２…γ線弁別装置、４３…波高分析装置、４４…電源、４８…Ｘ線検出装置、５０…ガイドレール、５１…Ｘ線源軸方向ガイドレール、５２…検出器軸方向ガイドレール、５３…Ｘ線源制御装置、５６…周方向ガイドレール、６０…切替スイッチ。

Claims

陽電子放出型ＣＴ装置又は単光子放出型ＣＴ装置のいずれかの放射線検査装置において、
ベッドと、Ｘ線を放出するＸ線源と、前記Ｘ線の検出信号及びγ線の検出信号の両方を出力する複数の放射線検出器と、前記Ｘ線源を前記ベッドの周りで回転させる第１Ｘ線源移動装置と、前記Ｘ線源を前記ベッドの長手方向に移動させる第２Ｘ線源移動装置と、前記Ｘ線検出信号を処理する第１信号処理装置と、前記γ線検出信号を処理する第２信号処理装置と、前記放射線検出器から出力された前記Ｘ線検出信号及び前記γ線検出信号を、前記第１信号処理装置又は前記第２信号処理装置に伝える切替装置と、前記Ｘ線源の位置に応じて選択された前記放射線検出器からの前記Ｘ線検出信号を前記第１信号処理装置に伝えるように前記切替装置を制御する切替制御装置を備えたことを特徴とする放射線検査装置。
陽電子放出型ＣＴ装置又は単光子放出型ＣＴ装置のいずれかの放射線検査装置において、
ベッドと、Ｘ線を放出するＸ線源と、前記Ｘ線の検出信号及びγ線の検出信号を含む出力信号を出力する複数の放射線検出器と、前記Ｘ線源を前記ベッドの周りで回転させる第１Ｘ線源移動装置と、前記Ｘ線源を前記ベッドの長手方向に移動させる第２Ｘ線源移動装置と、前記Ｘ線検出信号を処理する第１信号処理装置と、前記γ線検出信号を処理する第２信号処理装置と、前記放射線検出器から出力された前記Ｘ線検出信号及び前記γ線検出信号を、前記第１信号処理装置又は前記第２信号処理装置に伝える切替装置と、前記Ｘ線源の位置に応じて選択された前記放射線検出器からの前記Ｘ線検出信号を前記第１信号処理装置に伝えるように前記切替装置を制御する切替制御装置を備えたことを特徴とする放射線検査装置。
陽電子放出型ＣＴ装置又は単光子放出型ＣＴ装置のいずれかの放射線検査装置において、
長手方向に移動可能なベッドを有する被検診者保持装置と、撮像装置と、信号処理装置とを備え、
前記撮像装置が、
前記ベッドが挿入される孔部を形成するケーシングと、
Ｘ線を放出するＸ線源と、
前記孔部の周囲を取り囲んで配置され、前記Ｘ線及びγ線を検出して前記Ｘ線の検出信号及び前記γ線の検出信号の両方を出力する複数の放射線検出器と、
前記Ｘ線源を前記ベッドの周りで回転させる第１Ｘ線源移動装置と、
前記Ｘ線源を前記ベッドの長手方向に移動させる第２Ｘ線源移動装置とを備え、
前記信号処置装置は、前記複数の放射線検出器の各々に接続され、
前記Ｘ線検出信号を処理する第１信号処理装置、前記γ線検出信号を処理する第２信号処理装置、及び前記放射線検出器からの前記Ｘ線検出信号を前記第１信号処理装置に伝え、かつ前記放射線検出器からの前記γ線検出信号を前記第２信号処理装置に伝える切替装置とを有し、
前記Ｘ線源の位置に応じて選択された前記放射線検出器から出力された前記Ｘ線検出信号を前記第１信号処理装置に伝えるように前記切替装置を制御する切替制御装置を備えたことを特徴とする放射線検査装置。
陽電子放出型ＣＴ装置又は単光子放出型ＣＴ装置のいずれかの放射線検査装置において、
長手方向に移動可能なベッドを有する被検診者保持装置と、撮像装置と、信号処理装置とを備え、
前記撮像装置が、
前記ベッドが挿入される孔部を形成するケーシングと、
Ｘ線を放出するＸ線源と、
前記孔部の周囲を取り囲んで配置され、前記Ｘ線及び放射性薬剤に起因して前記被検診者から放出されたγ線を検出して前記Ｘ線の検出信号及び前記γ線の検出信号を含む出力信号を出力する複数の放射線検出器と、
前記Ｘ線源を前記ベッドの周りで回転させる第１Ｘ線源移動装置と、
前記Ｘ線源を前記ベッドの長手方向に移動させる第２Ｘ線源移動装置とを備え、
前記信号処置装置は、前記複数の放射線検出器の各々に接続され、
前記Ｘ線検出信号を処理する第１信号処理装置、前記γ線検出信号を処理する第２信号処理装置、及び前記放射線検出器からの前記Ｘ線検出信号を前記第１信号処理装置に伝え、かつ前記放射線検出器からの前記γ線検出信号を前記第２信号処理装置に伝える切替装置とを有し、
前記Ｘ線源の位置に応じて選択された前記放射線検出器から出力された前記Ｘ線検出信号を前記第１信号処理装置に伝えるように前記切替装置を制御する切替制御装置を備えたことを特徴とする放射線検査装置。
前記切替制御装置は、
前記Ｘ線源の位置を求め、前記Ｘ線源の位置に基づいて前記Ｘ線を検出する前記放射線検出器を選択し、選択された前記放射線検出器からの前記Ｘ線検出信号を前記第１信号処理装置に伝えるように前記切替装置を制御する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の放射線検査装置。
前記切替制御装置は、
前記選択された放射線検出器以外の他の放射線検出器からの前記γ線検出信号を前記第２信号処理装置に伝えるように前記切替装置を制御する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の放射線検査装置。
前記Ｘ線源からのＸ線の放出及び停止を交互に行わせかつそのＸ線の放出を設定された時間の間に行わせるＸ線源制御装置を備え、
前記切替制御装置は、
前記Ｘ線源が前記Ｘ線を放出している間に前記Ｘ線検出信号を前記第１信号処理装置に伝えるように前記切替装置を制御する請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の放射線検査装置。
陽電子放出型ＣＴ装置又は単光子放出型ＣＴ装置のいずれかの放射線検査装置において、
長手方向に移動可能なベッドを有する被検診者保持装置と、撮像装置と、信号処理装置とを備え、
前記撮像装置が、
前記ベッドが挿入される孔部を形成するケーシングと、
第１放射線を放出する放射線源と、
前記孔部の周囲を取り囲んで配置され、前記第１放射線、及び放射性薬剤に起因して被検診者から放出される第２放射線を検出して前記第１放射線の検出信号及び前記第２放射線の検出信号の両方を出力する複数の放射線検出器と、
前記放射線源を前記ベッドの周りで回転させる第１放射線源移動装置と、
前記放射線源を前記ベッドの長手方向に移動させる第２放射線源移動装置とを有し、
前記信号処置装置は、前記複数の放射線検出器の各々に接続され、
前記第１放射線検出信号を処理する第１信号処理装置、前記第２放射線検出信号を処理する第２信号処理装置、及び前記放射線検出器からの前記第１放射線検出信号を前記第１信号処理装置に伝え、かつ前記放射線検出器からの前記第２放射線検出信号を前記第２信号処理装置に伝える切替装置とを有し、
前記放射線源の位置に応じて選択された前記放射線検出器から出力された前記第１放射線検出信号を前記第１信号処理装置に伝えるように前記切替装置を制御する切替制御装置を備えたことを特徴とする放射線検査装置。
前記第１信号処理装置の出力に基づいて第１断層像のデータを作成し、前記第２信号処理装置の出力に基づいて第２断層像のデータを作成し、かつ前記第１断層像のデータと前記第２断層像のデータとを合成した合成断層像のデータを作成する断層像データ作成装置を備えた請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の放射線検査装置。
前記撮像装置は、
各前記放射線検出器に対向させて配置されたコリメータを備え、前記コリメータは前記放射線検出器よりも前記孔部の中心側に位置している請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の放射線検査装置。
前記コリメータは、
前記ケーシング内に設けられた直線状のガイドに移動可能に設置され、前記コリメータを前記孔部の軸方向に移動させる駆動装置を設けた請求項１０記載の放射線検査装置。
前記放射線検出器は、
半導体放射線検出器及びシンチレータのいずれかである請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の放射線検査装置。