JP4843346B2 - マンモグラフィ装置 - Google Patents

Description

この発明は、被検体の乳房のＲＩ分布画像を撮るマンモグラフィ装置に係り、特に被検体の両乳房を一度に撮影するための技術に関する。

従来、病院等の医療機関で用いられている乳ガン検診用のＸ線撮影方式のマンモグラフィ装置の場合、被検体の乳房の解剖学的情報をもたらすＸ線写真等のＸ線透過画像を撮って乳ガンの有無をチェックする。ただＸ線透過画像を調べたけで、十分な乳ガン検診が行えるとは限らない。

そこで、被検体に投与された放射性同位元素（ラジオアイソトープ＝ＲＩ）の体内分布に相応するＲＩ分布画像が撮影できるＰＥＴ（ポジトロン・エミッション・トモグラフィ）技術を使って被検体の乳房のＲＩ分布画像を撮影して乳ガン検診を行うことが提案されている（非特許文献１を参照。）。
ＲＩ分布画像は、解剖学的情報をもたらすＸ線透過画像とは違って生体機能的情報をもたらすので、Ｘ線透過画像では見落とされてしまう乳ガンを発見できる可能性があるからである。

提案されているＰＥＴ式のマンモグラフィ装置は、図１８に示すように、被検体Ｕの二つの乳房ＵＡ，ＵＢのうち任意の一方の乳房の上側と下側に並置される上側γ線検出器６２と下側γ線検出器６３とからなるγ線検出機構６１を備えている。各γ線検出器６２，６３は、被検体Ｕに投与されて乳房ＵＡ，ＵＢに到来した放射性同位元素によって生じるγ線を光に変換するシンチレータユニット６２Ａ，６３Ａとシンチレータユニット６２Ａ，６３Ａから放出される光を検出して電気信号に変換してγ線検出信号として出力する光電変換デバイス６２Ｂ，６３Ｂとを有する。

提案されている別のＰＥＴ式のマンモグラフィ装置は、図１９に示すように、被検体Ｕの二つの乳房ＵＡ，ＵＢのうち任意の一方の乳房の上側および下側に加えて右側および左側に並置される上側γ線検出器６５と下側γ線検出器６６と右側γ線検出器６７と左側γ線検出器６８とからなるγ線検出機構６４を備えている。各γ線検出器６５〜６８は、被検体Ｕに投与されて乳房ＵＡ，ＵＢに到来した放射性同位元素によって生じるγ線を光に変換するシンチレータユニット６５Ａ〜６８Ａとシンチレータユニット６５Ａ〜６８Ａから放出される光を検出して電気信号に変換してγ線検出信号として出力する光電変換デバイス６５Ｂ〜６８Ｂとを有する。

一方、γ線検出機構６１あるいはγ線検出機構６４の後段ではγ線検出機構６１，６４から出力されるγ線検出信号にしたがってＲＩ分布画像取得用のエミッションデータが収集されると共に、収集されたエミッションデータに基づいて片一方の乳房ＵＡのＲＩ分布画像が取得される。
片方の乳房ＵＡのＲＩ分布画像の撮影が済むと、もう片一方の乳房ＵＢの側へγ線検出機構６１あるいはγ線検出機構６４を移してから、もう片一方の乳房ＵＢのＲＩ分布画像を同様にして撮影する。

Nuclear Instrument and Methods in Physics Research Section A Volume 497,Issue 1,p.82-89

しかしながら、上記の各ＰＥＴ式のマンモグラフィ装置は、いずれも、被検体の乳房のＲＩ分布画像を撮影するのに時間がかかるという問題がある。一方の乳房ＵＡのＲＩ分布画像を撮影した後、γ線検出機構６１あるいはγ線検出機構６４をもう片一方の乳房ＵＢの側へ移してから、もう片一方の乳房ＵＢのＲＩ分布画像を撮影しなければならず、両乳房ＵＡ，ＵＢを一度に撮影できないからである。
加えて、先のＰＥＴ式のマンモグラフィ装置の場合、乳房の右側と左側にはγ線検出器がないので感度が十分でないという問題もある。また後のＰＥＴ式のマンモグラフィ装置の場合、両乳房の間に入る右側γ線検出器６７あるいは左側γ線検出器６８が隣の乳房を強く圧迫するので、乳房に無理がかかるという問題がある。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被検体の両乳房のＲＩ分布画像を十分な感度で乳房に無理をかけずに一度に撮影することができるマンモグラフィ装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明に係るマンモグラフィ装置は、（Ａ）被検体に投与されて乳房に到来した放射性同位元素によって生じるγ線を光に変換するシンチレータユニットと、このシンチレータユニットから放出される光を検出し光入射面における光の入射位置と強度に応じた電気信号をγ線検出信号として出力する光電変換デバイスとを有し、少なくとも被検体の両乳房の間と各乳房の脇側に並置されると共に、両乳房の間では光電変換デバイスがシンチレータユニットのγ線入射面以外の面と向き合う位置に配設されているγ線検出手段と、（Ｂ）γ線検出手段から出力されるγ線検出信号にしたがってＲＩ分布画像取得用のエミッションデータを収集するエミッションデータ収集手段と、（Ｃ）エミッションデータ収集手段により収集されたエミッションデータに基づいて被検体の両乳房のＲＩ分布画像を取得するＲＩ分布画像取得手段とを備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１の発明のマンモグラフィ装置により被検体の乳房のＲＩ分布画像を撮影する時は、被検体に投与されて乳房に到来した放射性同位元素によって生じるγ線を光に変換するシンチレータユニットと、このシンチレータユニットから放出される光を検出し光入射面における光の入射位置と強度に応じた電気信号をγ線検出信号として出力する光電変換デバイスとを有するγ線検出手段が少なくとも被検体の両乳房の間と各乳房の脇側に並置される。そして、エミッションデータ収集手段がγ線検出手段から出力されるγ線検出信号にしたがってＲＩ分布画像取得用のエミッションデータを収集すると共に、ＲＩ分布画像取得手段がエミッションデータ収集手段で収集されたエミッションデータに基づいて被検体の両乳房のＲＩ分布画像を取得する。

すなわち、請求項１の発明のマンモグラフィ装置の場合、少なくとも被検体の両乳房の間と各乳房の脇側に並置されるγ線検出手段によって、両乳房のＲＩ分布画像の撮影が十分な感度で同時に行われる。

また、両乳房の間では光電変換デバイスがシンチレータユニットのγ線入射面以外の面と向き合う位置に配設されていて、光電変換デバイスが乳房とシンチレータユニットの間に介在せず、両乳房の間ではγ線検出手段の幅がシンチレータユニットの幅と光電変換デバイスの幅との合計幅ではなくて、シンチレータユニットの幅または光電変換デバイスの幅のどちらか一方の幅だけであるので、γ線検出手段によって乳房が強く圧迫されることはなく、乳房に無理がかからない。
よって、請求項１の発明のマンモグラフィ装置によれば、被検体の両乳房のＲＩ分布画像を十分な感度で乳房に無理をかけずに一度に撮影できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のマンモグラフィ装置において、γ線検出手段が、被検体の両乳房の間と両乳房の周囲とに配設されているものである。

［作用・効果］請求項２の発明の装置の場合、γ線検出手段が、被検体の両乳房の間と両乳房の周囲とに配設されているので、両乳房の周囲からそれぞれエミッションデータを収集することができ、もって両乳房の３次元ＲＩ分布画像を取得することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のマンモグラフィ装置において、γ線検出手段が、被検体の両乳房の間と各乳房の脇側および両乳房の上側と下側に並置されているものである。

［作用・効果］請求項３の発明の装置の場合、γ線検出手段が、被検体の両乳房の間と各乳房の脇側および両乳房の上側と下側に並置されているので、両乳房の周囲からそれぞれエミッションデータを収集することができ、もって両乳房の３次元ＲＩ分布画像を取得することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のマンモグラフィ装置において、γ線検出手段のシンチレータユニットが、少なくとも両乳房の間では、γ線を光に変えるシンチレータセルがＭ行Ｎ列（但し、Ｍ，Ｎは２以上の整数）に２次元配列されてなるシンチレータアレイをＫ層（但し、Ｋは２以上の整数）含み、これらＫ層のシンチレータアレイが光電変換デバイスの光入射面に積層されていて、シンチレータアレイの積層方向から見た時に各シンチレータアレイの同一配列位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生した光の間でも光電変換デバイスの光入射面において入射位置が異なる３次元γ線位置検出構造であるものである。

［作用・効果］請求項４の発明の装置の場合、少なくとも両乳房の間ではγ線検出手段が３次元γ線位置検出構造であって、シンチレータアレイの積層方向から見た時に各シンチレータアレイの異なる配列位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生した光は、光電変換デバイスの光入射面においてシンチレータアレイの２次元配列に対応した位置に別れて入射するのに加えて、シンチレータアレイの積層方向から見た時に各シンチレータアレイの同一配列位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生した光の間でも光電変換デバイスの光入射面における入射位置が異なる。したがって、各シンチレータセルのそれぞれで発生した光の入射位置は光電変換デバイスの光入射面において全て異なることになるので、光電変換デバイスの光入射面における光入射位置を検出することにより光が発生したシンチレータセルが特定できる結果、検出精度の高い３次元γ線位置検出が行える。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のマンモグラフィ装置において、Ｋ層のシンチレータアレイのうちの第ｋ層のシンチレータアレイにおいて第ｍ行第ｎ列に配置されたシンチレータセルＣk,m,n （但し１≦ｋ≦Ｋ，１≦ｍ≦Ｍ，１≦ｎ≦Ｎ）と表わしたときに、前記Ｋ層のシンチレータアレイのうちの第ｋ１層に含まれるシンチレータセルＣk1,m,nと、第ｋ２層に含まれるシンチレータセルＣk2,m,nとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件が互いに異なる（但し、ここでは、１＜ｍ＜Ｍ，１＜ｎ＜Ｎ）ものである。

［作用・効果］請求項５の発明の装置の場合、シンチレータユニットから光電変換デバイスの光入射面へ入る光の入射位置は、シンチレータユニットにおける光の発生位置に対応したものとなるが、第ｋ１層に含まれるシンチレータセルＣk1,m,nと、第ｋ２層に含まれるシンチレータセルＣk2,m,nとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件（例えば、反射率、透過率、粗度など）が互いに異なることにより、γ線を光に変換したシンチレータセルの位置が光電変換デバイスの光入射面から遠くても、光電変換デバイスの光入射面へ入る光の強度分布の幅は十分に狭いものとなり、光電変換デバイスの光入射面における光の入射位置がより明確となる。またシンチレータアレイの積層方向から見た時に各シンチレータアレイの同一配列位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生した光は、光電変換デバイスの光入射面において重心位置が十分に離れたものとなり、光電変換デバイスの光入射面における入射位置の違いが顕著となる。したがって、シンチレータアレイの積層数を増やすことが可能であり、またγ線をより高精度で検出することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のマンモグラフィ装置において、積層された各シンチレータアレイは、それぞれの発光パルスの減衰時間が異なるものである。

［作用・効果］請求項６の発明の装置の場合、積層された各シンチレータアレイの発光パルスの減衰時間が異なるので、その発光パルスの減衰時間の違いを識別することにより、いずれのシンチレータアレイで発光したかを検出することができる。したがって、両乳房の間に置かれて、光電変換デバイスがシンチレータユニットのγ線入射面以外の面と向き合う位置に配設されているγ線検出手段においても、γ線の入射位置を高精度に検出することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項４から６のいずれかに記載のマンモグラフィ装置において、両乳房の間ではシンチレータユニットを挟んで二つの光電変換デバイスが対向設置されているものである。

［作用・効果］請求項７の発明の装置の場合、対向設置されている二つの光電変換デバイスの間のシンチレータセルで生じた光を該シンチレータセルに近い方の光電変換デバイスで光電変換された電気信号をγ線検出信号とする構成にすることにより、光電変換デバイスから遠い位置のシンチレータセルで生じた光を十分な感度で検出できる。

請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載のマンモグラフィ装置において、放射性同位元素がポジトロン型の放射性同位元素であって、エミッションデータ収集手段が、反対方向に進む消滅γ線がγ線検出手段によって同時に検出された時のγ線検出信号だけにしたがってエミッションデータを収集するものである。

［作用・効果］請求項８の発明の装置の場合、エミッションデータ収集手段が被検体に投与された放射性同位元素から放出されるポジトロンの消滅に伴って生じて反対方向に進む消滅γ線がγ線検出手段により同時に検出された時のγ線検出信号だけにしたがってエミッションデータを収集するので、被検体に投与されているポジトロン型の放射性同位元素についてのＲＩ分布画像を撮影できる。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のマンモグラフィ装置において、γ線検出手段によって消滅γ線が同時に検出されたことを一つの同時計数手段により検知するものである。
［作用・効果］請求項９の発明の装置の場合、γ線検出手段によって消滅γ線が同時に検出されたことが一つの同時計数手段によって検知されるので、消滅γ線の飛来方向の特定処理と偶発同時計数の差分処理が容易となる。

この発明のマンモグラフィ装置の場合、少なくとも被検体の両乳房の間と各乳房の脇側に並置されるγ線検出手段によって、両乳房のＲＩ分布画像の撮影が同時に行われるので、両乳房のＲＩ分布画像を一度に十分な感度で撮影することができる。
また、両乳房の間では光電変換デバイスがシンチレータユニットのγ線入射面以外の面と向き合う位置に配設されていて、光電変換デバイスが乳房とシンチレータユニットの間に介在せず、両乳房の間ではγ線検出手段の幅がシンチレータユニットの幅と光電変換デバイスの幅との合計幅ではなくて、シンチレータユニットの幅または光電変換デバイスの幅のどちらか一方の幅だけであるので、γ線検出手段によって乳房が強く圧迫されることはなく、乳房に無理がかからない。
よって、この発明のマンモグラフィ装置によれば、被検体の両乳房のＲＩ分布画像を十分な感度で乳房に無理をかけずに一度に撮影することができる。

この発明のマンモグラフィ装置の実施例を図面を参照しながら説明する。図１は実施例に係るＰＥＴ（ポジトロン・エミッション・トモグラフィ）方式のマンモグラフィ装置の全体構成を示すブロック図である。

実施例のマンモグラフィ装置は、図１に示すように、被検体Ｕの両乳房ＵＡ，ＵＢの間と、両乳房ＵＡ，ＵＢの周囲とに配設されたγ線検出機構１を備えている。具体的には、γ線検出機構１は、被検体Ｕの両乳房ＵＡ，ＵＢの間と各乳房ＵＡ，ＵＢの脇側および両乳房ＵＡ，ＵＢの上側と下側に並置される右脇側γ線検出器２と左脇側γ線検出器３と中間γ線検出器４と上右側γ線検出器５と上左側γ線検出器６と下右側γ線検出器７と下左側γ線検出器８とから構成されている。各γ線検出器２〜８は被検体Ｕに投与されて乳房ＵＡ，ＵＢに到来した放射性同位元素（ＲＩ）によって生じるγ線を光に変換するシンチレータユニット２Ａ〜８Ａとシンチレータユニット２Ａ〜８Ａから放出される光を検出し光入射面における光の入射位置と強度に応じた電気信号をγ線検出信号として出力する光電変換デバイス２Ｂ〜８Ｂをそれぞれ有している。なお、本実施例では、両乳房ＵＡ，ＵＢの周囲に、平板状のγ線検出器２，３，５，６，７，８を矩形状に配置したが、両乳房ＵＡ，ＵＢの周囲にγ線検出器を円弧状に配設してもよい。

加えて、両乳房の間では配置される中間γ線検出器４の光電変換デバイス４Ｂがシンチレータユニット４Ａのγ線入射面以外の面と向き合う位置に配設されている。すなわち、中間γ線検出器４の場合、両乳房ＵＡ，ＵＢに真向かう両横面がγ線入射面となっている。その結果、他のγ線検出器２，３，５，６，７，８の場合、光電変換デバイス２Ｂ，３Ｂ，５Ｂ，６Ｂ，７Ｂ，８Ｂはγ線入射面と対向する面（反対側の面）に設置されているが、中間γ線検出器４の場合、その光電変換デバイス４Ｂは、図２および図３にも示すように、γ線入射面と直交する面、例えばシンチレータユニット４Ａの上面および下面に分かれて設置されている。

さらに、各γ線検出器２〜８のシンチレータユニット２Ａ〜８Ａはγ線を光に変えるシンチレータセルがＭ行Ｎ列（但し、Ｍ，Ｎは２以上の整数）に２次元配列されてなるシンチレータアレイをＫ層（但し、Ｋは２以上の整数）含み、これらＫ層のシンチレータアレイが光電変換デバイス２Ｂ〜８Ｂの光入射面に積層されていて、シンチレータアレイの積層方向から見た時に各シンチレータアレイの同一配列位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生した光の間でも光電変換デバイス２Ｂ〜８Ｂの光入射面において入射位置が異なる３次元γ線位置検出構造である。なお、本明細書において、シンチレータアレイの積層方向は、光電変換デバイス２Ｂ〜８Ｂの光入射面に対して直交する方向を意味する。その結果、本実施例において、両乳房ＵＡ，ＵＢの周囲に配設されるγ線検出器２，３，５，６，７，８は、シンチレータアレイの層数が同じになっているが、両乳房ＵＡ，ＵＢの間に配置されるγ線検出器４は、シンチレータアレイの層数が他のγ線検出器とは異なっている。

３次元γ線位置検出構造の各γ線検出器２〜８の場合、シンチレータアレイの積層方向から見た時に各シンチレータアレイの異なる配列位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生した光は、光電変換デバイスの光入射面においてシンチレータアレイの２次元配列に対応した位置に別れて入射するのに加えて、シンチレータアレイの積層方向から見た時に各シンチレータアレイの同一配列位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生した光の間でも光電変換デバイスの光入射面における入射位置が異なる。したがって、各シンチレータセルのそれぞれで発生した光の入射位置は光電変換デバイス２Ｂ〜８Ｂの光入射面において全て異なることになるので、光電変換デバイス２Ｂ〜８Ｂの光入射面における光入射位置を検出することにより光が発生したシンチレータセルが特定できる結果、検出精度の高い３次元γ線位置検出が行える。

また両乳房の間に配置される中間γ線検出器４の場合、光電変換デバイス４Ｂがシンチレータユニット４Ａの上面と下面に分かれて設置されている光電変換デバイス４Ｂ１と光電変換デバイス４Ｂ２とからなり、シンチレータユニット４Ａを挟んで二つの光電変換デバイス４Ｂ１，４Ｂ２が対向設置された構成となっている。その結果、二つの光電変換デバイス４Ｂ１，４Ｂ２の間のシンチレータユニット４Ａのシンチレータセルで生じた光を該シンチレータセルに近い方の光電変換デバイスで光電変換された電気信号をγ線検出信号とする構成にすることにより、光電変換デバイス４Ｂ１，４Ｂ２から遠い位置のシンチレータセルで生じた光も十分な感度で検出することができる。

なお、γ線検出機構１の場合、被検体Ｕの乳房ＵＡ，ＵＢの大きさに相当な個人差があるので、右脇側γ線検出器２と左脇側γ線検出器３の配置位置が左右に調節可能となっているのに加えて、上右側γ線検出器５〜下左側γ線検出器８の配置位置も上下に調節可能となっている構成であることが好ましい。

また、実施例の装置は、図１に示すように、γ線検出機構１の後段に、γ線検出機構１から出力されるγ線検出信号にしたがってＲＩ分布画像取得用のエミッションデータを収集するエミッションデータ収集部９と、エミッションデータ収集部９により収集されたエミッションデータに基づいて被検体Ｕの両乳房ＵＡ，ＵＢのＲＩ分布画像を取得するＲＩ分布画像取得部１０が配備されている他、ＲＩ分布画像や装置の操作メニューなどを表示する表示モニタ１１や、装置の稼働に必要なデータや指令などを入力する操作部１２などが配備されている。

エミッションデータ収集部９は、各γ線検出器２〜８から出力されるγ線検出信号にしたがってＲＩ分布画像取得用のエミッションデータを収集する。加えて、エミッションデータ収集部９の場合、放射性同位元素から放出されるポジトロンの消滅に伴って生じて反対方向に進む消滅γ線がγ線検出機構１により同時に検出された時のγ線検出信号だけにしたがってエミッションデータを収集する。つまり、実施例の装置はＰＥＴ方式のマンモグラフィ装置である。

具体的には、各γ線検出器２〜８から出力されるγ線検出信号は、図４に示すように、全て一つの同時計数部９Ａに送り込まれ、γ線検出機構１によって消滅γ線が同時に検出されたことが同時計数部９Ａによって検知された時にエミッションデータが収集される。被検体Ｕに投与されるポジトロン型のＲＩとしては、¹¹Ｃ，¹³Ｎ，¹⁵Ｏ，¹⁸Ｆなどが挙げられる。

なお、γ線検出機構１では、図５に実線で示すように、１個のポジトロンの消滅に伴って生じて反対方向に進む同一の消滅γ線が同時に検出される以外に、図５に点線で示すように、同一でない消滅γ線が同時に検出される（いわゆる）偶発同時計数現象が起こるが、エミッションデータ収集部９は通常の偶発同時計数の差分処理により偶発同時計数現象による誤差を解消する構成とされている。
実施例の装置のように、γ線検出機構１によって消滅γ線が同時に検出されたことが一つの同時計数部９Ａによって検知される構成である場合、消滅γ線の飛来方向の特定処理と偶発同時計数の差分処理が容易である。

ＲＩ分布画像取得部１０は、エミッションデータ収集部９により収集されたエミッションデータに基づいて再構成処理を行い、被検体Ｕの両乳房ＵＡ，ＵＢについて断層像タイプや平面像タイプのＲＩ分布画像を取得する。表示モニタ１１は画面にＲＩ分布画像取得部１０で取得されたＲＩ分布画像を映し出す。本実施例では、両乳房の間と両乳房の周囲とにγ線検出器を配設して両乳房の周りからエミッションデータを収集しているので、両乳房の３次元ＲＩ分布画像を得ることができる。３次元ＲＩ分布画像の再構成手法は周知であるので詳述しないが、γ線検出器を固定した場合のリストモード再構成手法を用いることができる（例えば、次の文献参照：R.H.Huesman et al.: List-Mode Maximum-Likelihood Reconstruction Applied to Positron Emission Mammography (PEM) with Irregular Sampling, IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING, VOL. 19, NO. 5, pp.532-537, 2000）。

主制御部１３は、コンピュータとその動作プログラムを中心に構成されており、操作部１２から入力される指令や撮影の進行状況に応じて、各部に命令やデータを送出して装置を正常に稼働させる役割を果たす。

加えて、実施例の装置の場合、各γ線検出器２〜８のシンチレータユニット２Ａ〜８Ａでは、Ｋ層のシンチレータアレイのうちの第ｋ層のシンチレータアレイにおいて第ｍ行第ｎ列に配置されたシンチレータセルＣk,m,n （但し１≦ｋ≦Ｋ，１≦ｍ≦Ｍ，１≦ｎ≦Ｎ）と表わしたときに、前記Ｋ層のシンチレータアレイのうちの第ｋ１層に含まれるシンチレータセルＣk1,m,nと、第ｋ２層に含まれるシンチレータセルＣk2,m,nとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件が互いに異なる（但し、ここでは、１＜ｍ＜Ｍ，１＜ｎ＜Ｎ）構成とされている。

そして、シンチレータユニット２Ａ〜８Ａから光電変換デバイス２Ｂ〜８Ｂの光入射面へ入る光の入射位置は、シンチレータユニット２Ａ〜８Ａにおける光の発生位置に対応したものとなるが、第ｋ１層に含まれるシンチレータセルＣk1,m,nと、第ｋ２層に含まれるシンチレータセルＣk2,m,nとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件（例えば、反射率、透過率、粗度など）が互いに異なることにより、γ線を光に変換したシンチレータセルの位置が光電変換デバイス２Ｂ〜８Ｂの光入射面から遠くても、光電変換デバイスの光入射面へ入る光の強度分布の幅が十分に狭いものとなり、光電変換デバイス２Ｂ〜８Ｂの光入射面における光の入射位置がより明確となる。またシンチレータアレイの積層方向から見た時に各シンチレータアレイの同一配列位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生した光は、光電変換デバイス２Ｂ〜８Ｂの光入射面において重心位置が十分に離れたものとなり、光電変換デバイス２Ｂ〜８Ｂの光入射面における入射位置の違いが顕著となる。したがって、シンチレータアレイの積層数を増やすことが可能であり、またγ線をより高精度で検出することができる。

上述の通り、各γ線検出器２〜８のシンチレータユニット２Ａ〜８Ａは高精度の３次元γ線位置検出に適するので、図６に示すように、シンチレータユニット１４においてシンチレータセル（以下、適宜「セル」と略記）が８行８列に２次元配列されてなる４層のシンチレータアレイ１５〜１８が光電変換デバイス１９の光入射面に積層されている場合を例にとって、以下に具体的に説明する。なお、以下の説明は本願出願人の先願に係る特開２００４−２７９０５７号公報においても詳細に開示されている。

先ず図６の中に図示したｘｙｚ直交座標系のｘｙ平面は光入射面に平行に設定されている。またシンチレータアレイ１５〜１８のうち光電変換デバイス１９の側から数えて第ｋ層目のシンチレータアレイｋにおいて第ｍ行第ｎ列に配置されたシンチレータセルをＣk,m,n とする。図６以下では全２５６個のセルのうち幾つかについてのみ符号Ｃk,m,n が具体的に付されている。

また、図７は第１行（ｍ＝１）のシンチレータユニット１４のｙｚ断面図、図８は第１列（ｎ＝１）のシンチレータユニット１４のｘｚ断面図、図９は第１層（ｋ＝１）のシンチレータアレイ１５のｘｙ断面図、図１０は第２層（ｋ＝２）のシンチレータアレイ１６のｘｙ断面図、図１１は第３層（ｋ＝３）のシンチレータアレイ１７のｘｙ断面図、図１２は第４層（ｋ＝４）のシンチレータアレイ１８のｘｙ断面図である。

図７〜図１２に示すように、各セル間およびセルの外面には、セルで生じた光に対して高反射率である反射材Ｒとセルで生じた光に対して高透過率である透過材Ｔが配されている（反射材Ｒと透過材Ｔとはハッチングの線の向きが逆であることによって区別される）。そして、反射材Ｒと透過材Ｔを各セル間およびセルの外面に図７〜図１２に示す通りに配されることで、Ｋ層のシンチレータアレイのうちの第ｋ１層に含まれるシンチレータセルＣk1,m,nと、第ｋ２層に含まれるシンチレータセルＣk2,m,nとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件が互いに異なる状態となっている。つまり或る層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣk1,m,nと他の層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣk2,m,nとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件が互いに異なる状態となっているのである。

その結果、シンチレータアレイ１５〜１８の積層方向から見た時に各シンチレータアレイの同一配列位置にあるセルそれぞれで発生した光は、光電変換デバイス１９の光入射面において重心位置が十分に離れたものとなり、光電変換デバイス１９の光入射面における入射位置の違いは顕著となる。すなわち、図１３は各セルそれぞれで発生した光についての光電変換デバイス１９の光入射面での入射位置を示す模式図であり、○印が第１層のシンチレータアレイ１５に含まれるセルＣ1,m,n で発生した光の入射位置Ｐ1,m,n を示す。▽印は第２層のシンチレータアレイ１６に含まれるセルＣ2,m,n で発生した光の入射位置Ｐ2,m,n を示す。△は第３層のシンチレータアレイ１７に含まれるセルＣ3,m,n で発生した光の入射位置Ｐ3,m,n を示す。□は第４層のシンチレータアレイ１８に含まれるセルＣ4,m,n で発生した光の入射位置Ｐ4,m,n を示す。図１３に示すように、２５６個の各セルで発生した光は光電変換デバイス１９の光入射面において明瞭に異なる位置にそれぞれ入射するのである。

なお、図６の中の光電変換デバイス１９としては、マルチアノード型の位置検出型光電子増倍管が好適なものとして配置されている。もちろん光電変換デバイス１９はマルチアノード型の位置検出型光電子増倍管に限定されるものではない。マルチアノード型の位置検出型光電子増倍管の場合、２次元配列された複数のアノードと、各アノードに対応したアノード端子を備え、各アノード端子と４つの出力端子１９Ａ〜１９Ｄとが抵抗器を介して接続されていて、各アノードからの電気信号を最終的に４つの出力端子１９Ａ〜１９Ｄから出力する。これら４つの出力端子１９Ａ〜１９Ｄから出力される電気信号の比は、光電変換デバイス１９の光入射面への光の入射位置に応じたものとなる。

具体的には、光電変換デバイス１９における光の入射位置の座標（ｘ，ｙ）が次の式（１）および（２）で求められる。
ｘ＝〔−（Ｉａ＋Ｉｃ）＋（Ｉｂ＋Ｉｄ）〕／（Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ）・・(1)
ｙ＝〔−（Ｉａ＋Ｉｂ）＋（Ｉｃ＋Ｉｄ）〕／（Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ）・・(2)
但し、Ｉａは出力端子１９Ａから出力される電気信号，Ｉｂは出力端子１９Ｂから出力される電気信号，Ｉｃは出力端子１９Ｃから出力される電気信号，Ｉｄは出力端子１９Ｄから出力される電気信号Ｄである。
また、４つの出力端子１９Ａ〜１９Ｄから出力される電気信号の和（Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ）は、光強度に応じたものとなる。

以上に詳述した通り、実施例のマンモグラフィ装置の場合、被検体Ｕの両乳房ＵＡ，ＵＢの間と各乳房ＵＡ，ＵＢの脇側および両乳房ＵＡ，ＵＢの上側と下側に並置されるγ線検出機構１の各γ線検出器２〜８によって、両乳房ＵＡ，ＵＢの周りが同時にγ線検出機構１で囲まれた状態でＲＩ分布画像の撮影が行われるので、両乳房ＵＡ，ＵＢのＲＩ分布画像を一度に十分な感度で撮影することができる。

加えて、実施例のマンモグラフィ装置の場合、両乳房ＵＡ，ＵＢの間では配置される中間γ線検出器４の光電変換デバイス４Ｂがシンチレータユニット４Ａのγ線入射面以外の面と向き合う位置に配設されていて、光電変換デバイス４Ｂが乳房ＵＡ，ＵＢとシンチレータユニット４Ａの間に介在せず、両乳房ＵＡ，ＵＢの間ではγ線検出機構１の幅がシンチレータユニット４Ａの幅と光電変換デバイス４Ｂの幅との合計幅ではなくて、シンチレータユニット４Ａの幅または光電変換デバイス４Ｂの幅のどちらか一方の幅だけであるので、γ線検出機構１によって乳房ＵＡ，ＵＢが強く圧迫されることはなく、乳房に無理がかからない。
よって、実施例のマンモグラフィ装置によれば、被検体Ｕの両乳房ＵＡ，ＵＢのＲＩ分布画像を十分な感度で乳房に無理をかけずに一度に撮影することができる。

この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、以下のように変形実施することも可能である。
（１）実施例の装置は、ＰＥＴ方式のマンモグラフィ装置であったが、この発明はＳＰＥＣＴ方式などＰＥＴ以外の方式にも適用できる。

（２）実施例の装置の場合、また両乳房ＵＡ，ＵＢの間に配置される中間γ線検出器４の光電変換デバイス４Ｂがシンチレータユニット４Ａの上面と下面に分かれて設置されている構成であったが、図１４および図１５に示すように光電変換デバイス４Ｂがシンチレータユニット４Ａの上面だけに設置されている他は、実施例と同一の構成である装置が、変形例としてあげられる。

また、図１６および図１７に示すように光電変換デバイス４Ｂがシンチレータユニット４Ａの前面に設置されている他は、実施例と同一の構成である装置も、他の変形例としてあげられる。
あるいは、光電変換デバイス４Ｂはシンチレータユニット４Ａの下面や後面に設置されていてもよいし、さらには上下面と前後面に分かれて設置されていたり、上下面と前後面の４面全てに設置されている構成であってもよい。

（３）実施例の装置において、上右側γ線検出器５と上左側γ線検出器６が１個の検出器に纏められた形態であったり、下右側γ線検出器７と下左側γ線検出器８も１個の検出器に纏められた形態であったりする他は実施例と同一の構成である装置も、変形例としてあげられる。

（４）実施例の装置では、被検体Ｕの両乳房ＵＡ，ＵＢの間と、両乳房ＵＡ，ＵＢの周囲（具体的には、各乳房ＵＡ，ＵＢの脇側および両乳房ＵＡ，ＵＢの上側と下側）にγ線検出器を配置したが、両乳房の平面像を得るだけでよい場合には、被検体Ｕの両乳房ＵＡ，ＵＢの間と、各乳房ＵＡ，ＵＢの脇側とにγ線検出器を配置するようにしてもよい。

（５）実施例の装置では、或る層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣk1,m,nと他の層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣk2,m,nとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件が互いに異なる状態とすることにより、γ線の入射位置（発光位置）を３次元的に検出できるようにした。但し、γ線の入射位置（発光位置）を３次元的に検出する手法はこれに限らず、積層された各シンチレータアレイの発光パルスの減衰時間が異なるようにしてもよい（例えば、特許文献：特開平６−３３７２８９号参照）。このように構成すれば、発光パルスの減衰時間の違いを識別することにより、いずれのシンチレータアレイで発光したかを検出することができる。発光パルスの減衰時間が異なるシンチレータの組み合わせとしては、例えば、ＢＧＯとＧｄ_２ＳｉＯ_５（ＧＳＯ）の組み合わせや、ＮａＩ、ＢａＦ_２、ＣｓＦの組み合わせがある。

実施例に係るＰＥＴ方式のマンモグラフィ装置の構成を示すブロック図である。 実施例の装置の中間γ線検出器を示す側面図である。 実施例の装置の中間γ線検出器を示す正面図である。 実施例の装置の同時計数処理状況を示すブロックである。 実施例の装置のγ線検出機構における同時計数状況を示す模式図である。 実施例の装置で用いるγ線検出器におけるシンチレータユニットの具体的構成を示す斜視図である。 γ線検出器におけるシンチレータユニットの縦断面図である。 γ線検出器におけるシンチレータユニットの他の縦断面図である。 シンチレータユニットの第１層のシンチレータアレイの横断面図である。 シンチレータユニットの第２層のシンチレータアレイの横断面図である。 シンチレータユニットの第３層のシンチレータアレイの横断面図である。 シンチレータユニットの第４層のシンチレータアレイの横断面図である。 γ線検出器の各セルそれぞれで発生した光についての光電変換デバイスの光入射面での入射位置を示す模式図である。 変形例の装置の中間γ線検出器を示す側面図である。 変形例の装置の中間γ線検出器を示す正面図である。 別の変形例の装置の中間γ線検出器を示す側面図である。 別の変形例の装置の中間γ線検出器を示す正面図である。 従来のマンモグラフィ装置のγ線検出機構まわりの構成を示す正面図である。 従来の別のマンモグラフィ装置のγ線検出機構まわりの構成を示す正面図である。

符号の説明

１ …γ線検出機構（γ線検出手段）
２ …右脇側γ線検出器
３ …左脇側γ線検出器
４ …中間γ線検出器
５ …上右側γ線検出器
６ …上左側γ線検出器
７ …下右側γ線検出器
８ …下左側γ線検出器
２Ａ〜８Ａ …シンチレータユニット
２Ｂ〜８Ｂ …光電変換デバイス
９ …エミッションデータ収集部（エミッションデータ収集手段）
９Ａ …同時計数部（同時計数手段）
１０ …ＲＩ分布画像取得部（ＲＩ分布画像取得手段）
１４ …シンチレータユニット
１５〜１８ …シンチレータアレイ
１９ …光電変換デバイス
Ｕ …被検体
ＵＡ，ＵＢ …乳房

Claims (9)

1. （Ａ）被検体に投与されて乳房に到来した放射性同位元素によって生じるγ線を光に変換するシンチレータユニットと、このシンチレータユニットから放出される光を検出し光入射面における光の入射位置と強度に応じた電気信号をγ線検出信号として出力する光電変換デバイスとを有し、少なくとも被検体の両乳房の間と各乳房の脇側に並置されると共に、両乳房の間では光電変換デバイスがシンチレータユニットのγ線入射面以外の面と向き合う位置に配設されているγ線検出手段と、（Ｂ）γ線検出手段から出力されるγ線検出信号にしたがってＲＩ分布画像取得用のエミッションデータを収集するエミッションデータ収集手段と、（Ｃ）エミッションデータ収集手段により収集されたエミッションデータに基づいて被検体の両乳房のＲＩ分布画像を取得するＲＩ分布画像取得手段とを備えていることを特徴とするマンモグラフィ装置。
2. 請求項１に記載のマンモグラフィ装置において、γ線検出手段が、被検体の両乳房の間と両乳房の周囲とに配設されているマンモグラフィ装置。
3. 請求項２に記載のマンモグラフィ装置において、γ線検出手段が、被検体の両乳房の間と各乳房の脇側および両乳房の上側と下側に並置されているマンモグラフィ装置。
4. 請求項１に記載のマンモグラフィ装置において、γ線検出手段のシンチレータユニットが、少なくとも両乳房の間では、γ線を光に変えるシンチレータセルがＭ行Ｎ列（但し、Ｍ，Ｎは２以上の整数）に２次元配列されてなるシンチレータアレイをＫ層（但し、Ｋは２以上の整数）含み、これらＫ層のシンチレータアレイが光電変換デバイスの光入射面に積層されていて、シンチレータアレイの積層方向から見た時に各シンチレータアレイの同一配列位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生した光の間でも光電変換デバイスの光入射面において入射位置が異なる３次元γ線位置検出構造であるマンモグラフィ装置。
5. 請求項４に記載のマンモグラフィ装置において、Ｋ層のシンチレータアレイのうちの第ｋ層のシンチレータアレイにおいて第ｍ行第ｎ列に配置されたシンチレータセルＣk,m,n （但し１≦ｋ≦Ｋ，１≦ｍ≦Ｍ，１≦ｎ≦Ｎ）と表わしたときに、前記Ｋ層のシンチレータアレイのうちの第ｋ１層に含まれるシンチレータセルＣk1,m,nと、第ｋ２層に含まれるシンチレータセルＣk2,m,nとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件が互いに異なる（但し、ここでは、１＜ｍ＜Ｍ，１＜ｎ＜Ｎ）マンモグラフィ装置。
6. 請求項４に記載のマンモグラフィ装置において、積層された各シンチレータアレイは、それぞれの発光パルスの減衰時間が異なるマンモグラフィ装置。
7. 請求項４から６のいずれかに記載のマンモグラフィ装置において、両乳房の間ではシンチレータユニットを挟んで二つの光電変換デバイスが対向設置されているマンモグラフィ装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載のマンモグラフィ装置において、放射性同位元素がポジトロン型の放射性同位元素であって、エミッションデータ収集手段が、反対方向に進む消滅γ線がγ線検出手段によって同時に検出された時のγ線検出信号だけにしたがってエミッションデータを収集するマンモグラフィ装置。
9. 請求項８に記載のマンモグラフィ装置において、γ線検出手段によって消滅γ線が同時に検出されたことを一つの同時計数手段により検知するマンモグラフィ装置。

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