JP4370420B2

JP4370420B2 - ガンマカメラシステム

Info

Publication number: JP4370420B2
Application number: JP2006270369A
Authority: JP
Inventors: 崇白旗; 亮太小原; 哲夫中澤; 宮崎　　靖
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2026-10-02
Also published as: JP2008089396A

Description

本発明は、ガンマ線などの放射線を放出する核種から放射されるガンマ線などの放射線を検出して画像化するガンマカメラに関わる。

放射線放出核種から放射される放射線を検出して画像化する機器の代表的なものとして、ポジトロン断層撮像(Positron Emission Tomography, PET)装置があげられる。PET装置では、被写体に投与されたトレーサー中の陽電子放出核種が崩壊して陽電子を放出する。放出された陽電子が近傍に存在する原子中の電子と対消滅し、電子の静止質量に等しいエネルギーのガンマ線を反対方向に2個放出する。放出された2個のガンマ線を周囲に配置された複数の検出器のうちの2つで同時に検出する。2つの検出器を結ぶ直線上にガンマ線源が存在することになり、複数のガンマ線ペアに対して収集したデータから、ガンマ線源を画像化することができる。

一般にPET装置では、検出器と被写体の距離を遠ざければ遠ざけるほど画像の解像度(空間分解能)が向上し、検出器と被写体の距離を近づければ近づけるほど感度(検出効率)が向上する。従って、解像度と感度を同時に向上させるのは困難である。最近、検出器を深さ方向に多層に積み重ねることで検出器と被写体の距離を近づけても、解像度の低下を減少させることができるような技術も開発されつつある(例えば、特許文献1)。
特許第3697340号公報

しかしながらデータ量が増加し画像再構成に膨大な演算時間を要するという点に配慮されていなかった。

本発明の目的は、画像再構成処理を効率的に演算可能なガンマカメラを提供することにある。

上記目的は、被写体に注入した薬剤に含まれる所定の核種から放出される放射線を検出して画像化するガンマカメラシステムであって、上蓋部及び下蓋部と、前記上蓋部及び前記下蓋部の内部に配置される複数のデータ収集の可能な検出器と、前記被写体の形状や大きさに合わせて前記複数の検出器の配置を可変設定する手段と、前記複数の検出器によって収集されたデータをもとに前記被写体の診断画像を再構成する手段と、記再構成された診断画像を表示する手段と、を備え、前記上蓋部と前記下蓋部の内部には前記被写体が配置され、前記上蓋部と前記下蓋部には前記被写体内から放出される放射線を遮蔽する遮蔽材が内装されていることを特徴とするガンマカメラシステムによって達成される。

本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図1に本発明によるガンマカメラシステムの一例を示す。ガンマカメラシステムはガンマ線源から入射したガンマ線についてコンプトン散乱を起こさせ、発生した散乱ガンマ線(および必要に応じて反跳電子)を検出する複数のガンマ線検出部10と、それぞれの検出器に接続され、検出した散乱ガンマ線(および必要に応じて反跳電子)データを収集するデータ収集部11と、データ収集部11で得られた情報を統合するデータ統合部12と、データを記憶するデータ記憶部13と、検出器の位置情報を取得する検出器位置制御部14と、検出器位置情報を記憶する検出器位置情報記憶部15と、データ記憶部13および検出器位置情報記憶部15に記憶された情報を用いて画像再構成演算を行う画像再構成演算部16と、再構成された画像を表示する表示装置17からなる。さらに、各ガンマ線検出部10は、図2に示すように、例えば前段検出器20および後段検出器21の2つの検出器とそれぞれの検出器で得られるデータを読み出す前段用データ読出部22および後段用データ読出部23からなる。前段用データ読出部22および後段用データ読出部23はデータ収集部11に接続される。ここでは、前段、後段2つの検出器からなるコンプトンカメラを例に図示したが、多段構造をとる場合でも同様である。

本発明の各実施形態について図面を用いて説明する。なお、ここでは、ガンマ線放出核種で標識した薬剤を人体に投与し、人体内から放出されるガンマ線を検出器して画像化する場合を例に説明する。

本発明の第1の実施形態について説明する。第1の実施形態では全身を撮影する場合を例に説明する。本実施形態におけるガンマカメラの外観を図3に示す。本ガンマカメラは上蓋部30と下蓋部31からなり、図4に示すように開閉式となっていて、内部に被写体40が入り撮影することが可能である。また、ガンマ線検出部10が内部に配置されている。図5を用いて、カメラの内部構造を説明する。図5は図3で示したガンマカメラを短軸方向に切断した断面構造(破線50で切断した断面構造)を示している。内部には小型の検出器が複数配置される(検出器51など)。各検出器には伸縮式のアーム52とジョイント53が接続されており、ジョイント53は例えば球状の形状をとるなどし、任意の角度への自由な回転が可能で、検出器を被写体の表面へ密着させられる構造をとる。ジョイント53の位置と角度を認識することで、検出器の位置と角度が求められる。求めた検出器の位置と角度情報はいった検出器位置情報記憶部15に記憶されたあと、再構成演算に必要なデータ収集が完了した時点で画像再構成演算部16に渡され、検出器の位置情報が画像再構成演算に反映される。被写体の大きさが異なる場合には、図6に示すように、例えば大きな被写体60についてはすべての検出器を用いて撮影を行い、小さな被写体61については必要数の検出器のみを用いて撮影するようにしてもよい。ここで検出器62〜69が未使用である。これにより被写体の形状や大きさに関わらず検出器と被写体を密着させた検出器配置が可能となる。

被写体内部から放出されたガンマ線は検出器51で検出され、データ収集部、データ統合部を経由して画像再構成演算部にて画像化される。画像再構成法としては例えば、特許文献2などに記載の方法を用いても良い。ここで、被写体と検出器とを密着させることにより被写体内から放出されたガンマ線はほとんどすべて検出器へ入射することになる。従って、従来の検出器と被写体を密着させる機構をもたないカメラに比べ、感度を向上させることができる。また、コンプトンカメラは前段検出器と被写体の距離が近いほど解像度が向上する。

以上より、本構造をもつカメラでは画像の解像度と感度を同時に向上させることが可能となる。従って、解像度向上による診断能の向上と、感度向上により投与する薬剤量が減らせることで被写体の被曝量の低減効果が期待できる。また、全身を同時に撮影することが可能なため、撮影時間の短縮が図れる。さらに、カメラの上蓋部30と下蓋部31の内部には放射線を遮蔽する遮蔽材54が内装されている。これにより被写体内から放出されるガンマ線を遮蔽材54で遮蔽することができ、カメラ外部への漏洩線量を低減させることができるため、カメラ周辺で作業する人の被曝量の低減が可能となる。
特願2006-164527号公報

本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では被写体の全身をカメラ内部に入れて撮影する場合を説明した。しかし、部分的な撮影だけでよい場合や被写体が閉所恐怖症の場合などに全身をカメラ内部にいれて撮影するのは好ましくないことがある。第2の実施形態では部分的な撮影が可能なガンマカメラについて説明する。内部に複数の検出器が配置され、被写体に密着させられる機構を持っている部分については第1の実施形態と同様である。本実施形態では、カメラが部分的に開閉する機構をもつ。図3に示したガンマカメラの上蓋部30が図7に示すように複数領域(例えば領域70〜75)に分かれており、用途に応じていくつかの領域のみを閉じて撮影する。例えば、頭部以外を撮影したい場合、領域70は開いた状態にし、領域71〜74を閉じた状態にして撮影する。これにより、被写体が閉所恐怖症の場合にも、頭部が外に出ていることにより、恐怖心を緩和するなどの効果が得られる。

第1，第2の実施形態では、被写体が人体であり装置内で被写体が寝ている場合を例に説明したが、もちろん被写体は人体である必要はない。また、人体であったとしても、被写体が寝ている状態で撮影するのではなく、例えば座っている状態、立っている状態に対して、複数検出器を撮影対象部位へ密着するように配置してもよい。

第1，第2の実施形態では本カメラシステムを診断目的で使用するような場合を例にとり説明した。しかし、診断用だけでなくたとえば放射線治療中のモニタリング用機器として使用してもよい。その場合は、あらかじめ本システムや他の撮像装置により治療箇所を特定する。特定された情報を元に、放射線を照射する方向に位置する検出器のみを被写体に密着させず開けておく。それ以外の周辺の検出器を用いて撮影を行い、表示装置に画像を表示することにより、放射線が正しい位置へ照射されているかをモニターすることが可能となる。

以上のとおり説明した実施形態によれば、ガンマカメラの解像度を向上させることができ診断能の向上が期待できる。また感度も向上するため、従来の装置に比べ少ない薬剤投与量での撮影が可能となる。従って、被写体の被曝低減効果が期待できる。撮影時間を短縮する効果も得られる。さらに、カメラ周辺に位置する作業者の被曝量を低減する効果もある。

本発明のガンマカメラシステムの一例を示す図。ガンマ線検出部の構成の一例を示す図。第1の実施形態におけるガンマカメラの外観図。第1の実施形態のおけるガンマカメラの外観図。本発明のガンマカメラの内部構造説明図。本発明のガンマカメラの内部構造説明図。第2の実施形態におけるガンマカメラの外観図。

符号の説明

10 ガンマ線検出部、11 データ収集部、12 データ統合部、13 データ記憶部、14 検出器位置制御部、15 検出器位置情報記憶部、16 画像再構成演算部、17 表示装置

Claims

被写体に注入した薬剤に含まれる所定の核種から放出される放射線を検出して画像化するガンマカメラシステムであって、
開閉可能な上蓋部及び下蓋部と、
前記上蓋部及び前記下蓋部の内部に配置される複数のデータ収集の可能な検出器と、
前記被写体の形状や大きさに合わせて前記複数の検出器の配置を可変設定する手段と、
前記複数の検出器によって収集されたデータをもとに前記被写体の診断画像を再構成する手段と、
前記再構成された診断画像を表示する手段と、を備え、
前記上蓋部と前記下蓋部の内部には前記被写体が配置され、前記上蓋部と前記下蓋部には前記被写体内から放出される放射線を遮蔽する遮蔽材が内装されていることを特徴とするガンマカメラシステム。
前記検出器には、前記検出器の位置と角度を調整するためのアーム及びジョイントが接続されていることを特徴とする請求項１記載のガンマカメラシステム。