JP6890606B2 - ハイブリッドｘ線及びガンマ線撮像システム - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線及びガンマ量子の検出に関する。本発明は、医療分野、より具体的には、医用撮像及び医学的介入の分野に応用され、例えば関心領域のＸ線画像及び対応する核画像を提供するために使用される。

様々な医用撮像手順において、関心領域のＸ線画像及び核画像の両方を提供することが有益である。Ｘ線画像は、通常、関心領域の生体構造を示す構造情報を提供する。核画像は、本明細書では、物体内の放射性追跡子分布を示す画像を意味するものとして規定され、検出されたガンマ量子に基づいて生成される。核画像は、例えばガンマシンチグラフィ又はＳＰＥＣＴ画像であり、通常、関心領域に関する機能情報又は生理学的情報を提供する。当該２つの異なる画像タイプは一緒に使用されて、医学的検査時の基礎病理の特定を向上させる。

様々な医学的処置も、Ｘ線撮像及び核撮像の組み合わせから恩恵を受ける。選択的内部照射療法、即ち、ＳＩＲＴは、そのような医学的手順の１つであり、放射線を用いてがんを治療する。ＳＩＲＴは、しばしば、切除不能のがん、即ち、外科的に治療できないがんに使用され、腫瘍に供給する動脈への放射性物質のマイクロスフィアの注射を伴う。肝腫瘍又は転移がんが、しばしば、このやり方で治療される。しかし、当該治療を行う際、潜在的な副作用を防ぐために、幾つかのワークフローステップが必要となる。これらのステップには、イットリウム９０含有マイクロスフィアの注射前の非定型肺の閉鎖及び胃腸シャントが含まれる。これは、投与されたマイクロスフィアの肝外局在によって引き起こされる可能性のある放射線潰瘍を防ぐ。このために、低侵襲的処置中にＸ線誘導下でカテーテルベースの血管コイリングが行われる。その後、肺及び胃腸領域の方の残りのシャントレベルは、両方の主の肝動脈にテクネチウム凝集アルブミン（^９９ｍＴｃ）、即ち、Ｔｃ標識ＭＡＡを注射した後に、平面ガンマ撮像が続いて制御される。この処置中、患者は、通常、カテーテル検査室とＳＰＥＣＴ撮像室との間を繰り返し移送される。

したがって、核画像及びＸ線画像の両方を提供可能である撮像システムが必要である。

米国特許出願公開第２００９／００１６４８８Ａ１号は、２つの駆動手段を用いて調節可能であり、いずれの場合にも１つの医用測定システムの保持デバイスとして機能を果たす２つのＣアームを有する医用診断システムについて説明している。第１の測定システムは、Ｘ線エミッタ及びＸ線検出器を含み、高空間分解能を有するＸ線測定システムである。第２の測定システムは、組織機能を視覚化する核医学測定システムである。医学的診断及び介入が、両方の測定システムによって生成された画像情報に基づいて可能である。

しかし、医用撮像の分野において、また、医学的処置の分野において、核画像及びＸ線画像の両方を提供可能である改良型撮像システムが依然として必要である。

本発明は、関心領域の核画像及びＸ線画像の両方を提供可能であるシステムを提供することを目的とする。そこで、医用撮像装置が提供される。

当該医用撮像装置は、Ｘ線源、Ｘ線検出器、Ｘ線Ｃアーム及びガンマカメラを含む。Ｘ線源はＸ線Ｃアームの第１の部分に取り付けられ、Ｘ線検出器はＸ線Ｃアームの第２の部分に取り付けられる。Ｘ線源とＸ線検出器とは、Ｘ線源とＸ線検出器との間の進路に沿ってＸ線透過率を測定するために配置される。更に、ガンマカメラは、Ｘ線源とＸ線検出器との間の進路と交差する軌道に沿って移動可能である。有利には、ガンマカメラは、Ｘ線源とＸ線検出器との間の進路と交差する軌道に沿って移動可能であるため、Ｘ線源及び検出器によって生成される画像とガンマカメラによって生成される画像とは密接に対応している。

１つの態様によれば、撮像装置は、患者支持台を含む。患者支持台は、患者支持台を長さ方向に通る縦軸に沿って並進可能である。更に、Ｘ線源とＸ線検出器との間の進路は、縦軸に対して横方向に配置される。この配置は、患者支持台によって支えられる物体の周囲の撮像アクセスを向上させる。

別の態様によれば、撮像装置において、軌道は、Ｘ線源とＸ線検出器との間の進路と、Ｘ線検出器よりもＸ線源に近い位置において交差する。有利には、この位置において、Ｘ線源−Ｘ線検出器構成は狭い視野を有するので、連続的なＸ線−核撮像が、ガンマ検出器の最小限の移動で実現される。更に、同時Ｘ線−核撮像も、最小限にオフセットされたガンマ検出器を用いて実現される。

本発明の他の態様は、従属請求項によって説明される。

図１は、Ｘ線源１１１、Ｘ線検出器１１２、Ｘ線Ｃアーム１１３及びガンマカメラ１１４を含む医用撮像装置の第１の実施形態を示す。 図２は、Ｘ線源２１１、Ｘ線検出器２１２及びＸ線Ｃアーム２１３を含む医用撮像装置の第２の実施形態を示す。 図３は、Ｘ線源３１１、Ｘ線検出器３１２、Ｘ線Ｃアーム３１３、ガンマカメラ３１４及び患者支持台３１７を含む医用撮像装置の第３の実施形態を示す。 図４は、縦軸４１８に沿って並進可能である患者支持台４１７を含み、ガンマカメラ４１４が、縦軸４１８を横方向に交差する平面内に含まれる軌道４１６に沿って移動可能である医用撮像装置の第４の実施形態を示す。

上記されたように、本発明は、関心領域の核画像及びＸ線画像の両方を提供するシステムを提供し、、医用撮像装置が提供される。

図１は、Ｘ線源１１１、Ｘ線検出器１１２、Ｘ線Ｃアーム１１３及びガンマカメラ１１４を含む医用撮像装置の第１の実施形態を示す。図１に示されるように、Ｘ線源１１１はＸ線Ｃアーム１１３の第１の部分に取り付けられ、Ｘ線検出器１１２はＸ線Ｃアーム１１３の第２の部分に取り付けられている。Ｘ線源及びＸ線検出器は、Ｘ線源とＸ線検出器との間の進路１１５に沿ってＸ線透過率を測定するように配置される。図１におけるＸ線源−Ｘ線検出器構成の視野ＦＯＶが、進路１１５を含む破線によって示される。更に、ガンマカメラ１１４は、図示されるように、軌道１１６に沿って移動可能である。例えば軌道１１６は、レール、伸縮式部材、表面の溝、又は、図１に図示されない別の支持構造体によって画定される。軌道１１６は、Ｘ線源１１１とＸ線検出器１１２との間の進路１１５と、点Ｐｉｎｔ_１において交差する。

有利には、ガンマカメラ１１４は、Ｘ線源１１１とＸ線検出器１１２との間の進路１１５と交差する軌道に沿って移動可能であるため、Ｘ線源１１１及びＸ線検出器１１２によって撮像される関心領域ＲＯＩと同じ関心領域ＲＯＩに対応する核画像を生成するために使用することができる。軌道と経路とが互いに交差するので、核画像とＸ線画像との密接な対応性が達成される。更に、ガンマカメラがそれ自身の支持構造を有する場合、ガンマカメラとＸ線Ｃアームとの独立した動きが実現でき、これにより、位置決めの柔軟性が増加される。

好適には、図１におけるＸ線検出器１１２は、Ｘ線シンチレーション光を生成するＸ線シンチレータ素子のアレイと、Ｘ線シンチレーション光を捕捉する光検出器の対応アレイとを含むフラットパネルＸ線検出器アレイである。或いは、Ｘ線検出器１１２は、曲面パネル、又は、曲線形状を提供するように円弧の周りに配置された複数のフラットパネルセグメントを含んでもよい。Ｘ線源１１１は、標準的なＸ線源であってよいが、この位置にデュアルエネルギー源を使用することも想定される。Ｘ線Ｃアーム１１３は、標準的なＸ線Ｃアームであり、固定位置に取り付けられるか、又は、任意選択的に、矢印によって示されるように、その支持体の付近で動くように構成されてもよい。

図１の軌道１１６は、交差点Ｐｉｎｔ_１に加えて、軌道に沿って、ガンマカメラがＸ線源と検出器との間の進路１１５によって遮られないオフセット位置も含む。これは、例えばガンマカメラが、Ｘ線源１１１−Ｘ線検出器１１２構成の視野ＦＯＶから外れた位置にある軌道１１６の１つの端である。ガンマカメラ１１４を、交差点Ｐｉｎｔ_１とオフセット位置との間で軌道１１６に沿って移動可能であることによって、異なるビュー、したがって、Ｘ線画像と核画像との異なる対応度が実現可能である２つの可能な核撮像位置が提供される。当然ながら、軌道１１６に沿って追加の核撮像位置も提供される。更に、ガンマカメラは、ガンマカメラがＸ線源１１１によって放射された放射Ｘ線を遮らないように又は当該放射Ｘ線の影響を受けないように、Ｘ線撮像中、Ｘ線源及びＸ線検出器の視野ＦＯＶから外れたオフセット位置に配置されてよい。

使用時、図１の装置は、幾つかの異なるモードで使用される。１つの例示的なモードでは、Ｘ線源１１１−Ｘ線検出器１１２構成を使用して、医学的処置を行うために、関心領域ＲＯＩのＸ線画像の単一ショット又は連続ストリームが生成される。１つのそのような医学的処置は、上記カテーテルベースの血管コイリング処置である。Ｘ線誘導下で医学的処置が行われた後、ガンマカメラ１１４は、軌道１１６に沿って、軌道１１６が進路１１５と交差する点Ｐｉｎｔ_１まで動かされる。この位置において、ガンマカメラ１１４を使用して、Ｘ線画像に密接に対応するＲＯＩの核画像が生成される。更に、点Ｐｉｎｔ_１は、関心領域ＲＯＩに近いので、ガンマカメラ１１４によって、ＲＯＩからの多数のガンマカウントが検出される。つまり、より高い分解能の核画像がもたらされる。したがって、この例示的なモードでは、Ｘ線画像及び核画像は連続的に生成される。別の例示的なモードでは、Ｘ線画像及び核画像は、上記オフセット位置にあるガンマカメラ１１４と同時に生成される。このモードでは、ＲＯＩのＸ線ビューとガンマカメラビューとは明らかに僅かに異なる。有利には、この同時撮像構造では、最初の設定段階の後、撮像システム位置の更なる調整が不要である。

図１に示される軌道以外の他のガンマカメラ軌道が使用されてもよい。図２は、Ｘ線源２１１、Ｘ線検出器２１２及びＸ線Ｃアーム２１３を含む医用撮像装置の第２の実施形態を示す。図２には、ガンマカメラ２１４_Ａ、２１４_Ｂ、２１４_Ｃのそれぞれに対応する複数の任意選択的なガンマカメラ軌道２１６_Ａ、２１６_Ｂ、２１６_Ｃも示される。例えば軌道２１６_Ａ及び２１６_Ｃは、それぞれ、任意の軸Ｙ及びＸと一直線にされ、軌道２１６_Ｂは、ＺＸ平面内にある円弧である。好適な構造では、ガンマカメラ２１４_Ａ、２１４_Ｂ、２１４_Ｃのうちの１つによって例示される単一のガンマカメラが使用され、当該カメラは、軌道２１６_Ａ、２１６_Ｂ、２１６_Ｃのうちの少なくとも１つに沿って移動可能である。複数のガンマカメラが同様に使用されてよい。図２におけるＸ線源２１１及び対応するＸ線検出器２１２は、Ｘ線源２１１とＸ線検出器２１２との間の進路２１５に沿ってＸ線透過率を測定するように配置される。更に、各例示的なガンマカメラ２１４_Ａ、２１４_Ｂ、２１４_Ｃは、図示されるように、対応する軌道２１６_Ａ、２１６_Ｂ、２１６_Ｃに沿って移動可能である。円弧状軌道２１６_Ｂは、例えばレール、伸縮式梁、表面の溝、又は、図１に図示されないＣアームによって画定される。各軌道２１６_Ａ、２１６_Ｂ、２１６_Ｃは、Ｘ線源２１１とＸ線検出器２１２との進路２１５と、点Ｐｉｎｔ_２において交差する。任意選択的に、交差点Ｐｉｎｔ_２は、Ｘ線検出器２１２よりもＸ線源２１１に近い。有利には、この位置において、Ｘ線源−Ｘ線検出器構成は狭い視野を有するので、連続的なＸ線−核撮像がガンマ検出器の最小限の移動で実現される。更に、同時Ｘ線−核撮像も、最小限にオフセットされたガンマ検出器を用いて実現される。

図３は、Ｘ線源３１１、Ｘ線検出器３１２、Ｘ線Ｃアーム３１３、ガンマカメラ３１４及び患者支持台３１７を含む医用撮像装置の第３の実施形態を示す。Ｘ線源３１１及びＸ線検出器３１２は、進路３１５に沿ってＸ線透過率を測定するために、Ｘ線Ｃアーム３１３に配置される。更に、ガンマカメラ３１４は、軌道３１６に沿って移動可能である。軌道３１６は、Ｘ線源３１１とＸ線検出器３１２との間の進路３１５と、点Ｐｉｎｔ_３において交差する。更に、患者支持台３１７は、患者支持台を長さ方向に通る縦軸３１８を有する。患者支持台３１７は、縦軸３１８に沿って並進可能である。更に、Ｘ線源３１１とＸ線検出器３１２との進路３１５は、縦軸３１８に対して横方向に配置される。患者支持台３１７は、縦軸３１８に沿って並進可能であるため、患者支持台によって支えられる物体の周囲の撮像アクセスが向上される。

好適には、図３における軌道３１６及び縦軸３１８は相互に平行である。これにより、ガンマカメラ３１４は、患者支持台３１７によって支えられる物体の位置と一致して動かされ、これにより、例えばライブＸ線撮像中の患者支持台の移動中に物体の連続核撮像が提供される。１つの構成では、ガンマカメラ３１４は、任意選択的にガンマカメラ支持構造体を介して、患者支持台３１７に取り付けられるか又は患者支持台３１７によって支えられる。これにより、患者支持台３１７によって支えられる物体の同じ部分が、患者支持台３１７のその縦軸に沿った並進中に、ガンマカメラ３１４によって撮像される。これは、物体のガンマ画像が連続的であることによって、即ち、Ｘ線撮像中の物体の並進移動中であっても、翻って画質を向上させる。更に、当該支持構成は、患者の動きとガンマカメラの動きとの密接な対応を確実にし、これにより画質が向上される。別の構成では、ガンマカメラ３１４は、患者支持台３１７に対して並進可能である。これにより、操作者が、患者支持台３１７によって支えられる物体の異なる部分を撮像するか、又は、上記されたようにガンマカメラが放射Ｘ線を遮らないように又は当該放射Ｘ線の影響を受けないように、Ｘ線撮像中に、ガンマ検出器３１４をオフセット位置に移動させることができる。

図４は、縦軸４１８に沿って並進可能である患者支持台４１７を含み、ガンマカメラ４１４が、縦軸４１８を横方向に交差する平面内に含まれる軌道４１６に沿って移動可能である医用撮像装置の第４の実施形態を示す。したがって、図３と対照的に、図４の構成では、軌道４１６は、縦軸４１８を横方向に交差する平面内に含まれる。これは、患者支持台４１７に配置される物体の核撮像を行うための別のアクセスを提供する。有利には、この構成を使用して、様々な角度位置から縦軸４１８までの核撮像が提供される。好適には、軌道４１６は、回転の弧を含む。当該弧を使用して、各撮像中のガンマ検出器４１４から関心領域内の物体の中心までの距離の変化が低減され、これにより、関心領域における深度に依存する散乱効果が最小限に抑えられる。或いは、軌道４１６は直線であってもよい。任意選択的に、ガンマカメラ４１４は、ガンマカメラＣアーム４２１に取り付けられ、回転の弧は、ガンマカメラＣアームに沿ったガンマカメラの動きによって画定される。

任意選択的に、図３及び図４におけるＸ線Ｃアーム３１３、４１３は、それぞれ、Ｘ線Ｃアーム軸３１９、４１９を中心にＸ線Ｃアーム３１３、４１３を回転させるＸ線Ｃアーム支持体３２０、４２０を含む。Ｘ線Ｃアーム支持体は更に、Ｃアーム自体も回転させる。Ｘ線Ｃアーム支持体３２０、４２０は、当該動きを可能とするために、自在軸受、滑り継手又は歯車付きトラックを含む。Ｘ線Ｃアーム軸３１９、４１９及び対応する縦軸３１８、４１８は、相互に平行である。更に、図３及び図４において、Ｘ線Ｃアーム軸３１９、４１９はＹ軸と平行である。したがって、Ｘ線Ｃアーム支持体３２０、４２０は、図示されるＸＺ平面における回転を実現するために、点線の矢印の方向にＸ線Ｃアーム３１３、４１３を動かすように使用される。Ｘ線Ｃアーム支持体３２０、４２０は、例えばこの動きを実現するために、Ｃアームに取り付けられる歯と係合する歯付き機構を含む。これを行うことにより、Ｘ線カメラ及び核カメラがより柔軟に位置決めされる。本明細書全体を通して使用される「平行」との用語は、厳密に平行であることの約±１０度以内又は±５度以内であることを意味することを意図している。

更に又は或いは、図３及び図４におけるＸ線Ｃアーム３１３、４１３は、位置決めの柔軟性を更に向上させるために、図示されるように、Ｘ軸の周りの回転用に構成されてもよい。

１つの構成では、Ｘ線Ｃアーム支持体３２０、４２０及びガンマカメラ支持構造体は、互いに対し固定の機械的関係で保持される。当該構成は、任意の振動が両方の撮像システムに同様に影響を及ぼす傾向があるため、Ｘ線源及びＸ線検出器によって生成されるＸ線画像と、ガンマカメラによって生成される画像との密接な対応性を提供する。

要約するに、医用撮像装置が説明されている。医用撮像装置１００では、Ｘ線源１１１とＸ線検出器１１２との間の進路１１５に沿ってＸ線透過率を測定するために、Ｘ線源１１１がＸ線Ｃアーム１１３の第１の部分に取り付けられ、Ｘ線検出器１１２がＸ線Ｃアーム１１３の第２の部分に取り付けられる。ガンマカメラ１１４が、Ｘ線源とＸ線検出器との間の進路と交差する軌道１１６に沿って移動可能である。ガンマカメラが、Ｘ線源とＸ線検出器との間の進路と交差する軌道に沿って移動可能であるため、ガンマカメラを使用して、Ｘ線源及び検出器によって撮像される関心領域と同じ関心領域に密接に対応する核画像を生成することができる。

Claims (11)

1. Ｘ線源と、
   Ｘ線検出器と、
   Ｘ線Ｃアームと、
   単一のガンマカメラと、
   ガンマカメラ支持構造体と、
   を含み、
   前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の進路に沿ってＸ線透過率を測定するために、前記Ｘ線源は前記Ｘ線Ｃアームの第１の部分に取り付けられ、前記Ｘ線検出器は前記Ｘ線Ｃアームの第２の部分に取り付けられ、前記単一のガンマカメラは、前記ガンマカメラ支持構造体によって画定される線形軌道に沿って移動可能であり、前記線形軌道は、前記単一のガンマカメラが前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の前記進路内に配置可能であるように、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の前記進路と交差する、医用撮像装置。
2. Ｘ線Ｃアーム支持体を更に含み、
   前記Ｘ線Ｃアームは、前記Ｘ線Ｃアームの並進又は回転の少なくとも一方のために、前記Ｘ線Ｃアーム支持体に取り付けられる、請求項１に記載の医用撮像装置。
3. 前記Ｘ線Ｃアーム支持体及び前記ガンマカメラ支持構造体は、互いに固定された機械的関係に保持される、請求項２に記載の医用撮像装置。
4. 前記ガンマカメラ支持構造体及び前記Ｘ線Ｃアームは、互いに対して独立して移動可能である、請求項１から３の何れか一項に記載の医用撮像装置。
5. 患者支持台を更に含み、
   前記患者支持台は、前記患者支持台を長さ方向に通る縦軸に沿って並進可能であり、
   前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との前記進路は、前記縦軸に対して横方向に配置される、請求項１から４の何れか一項に記載の医用撮像装置。
6. 前記線形軌道及び前記縦軸は、相互に平行である、請求項５に記載の医用撮像装置。
7. 前記ガンマカメラは、前記患者支持台に対して並進可能である、請求項６に記載の医用撮像装置。
8. 前記ガンマカメラ支持構造体は、前記患者支持台によって支持される、請求項５から７の何れか一項に記載の医用撮像装置。
9. 前記線形軌道は、前記縦軸を横方向に交差する平面内に含まれる、請求項５に記載の医用撮像装置。
10. 前記線形軌道は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の前記進路と、前記Ｘ線検出器よりも前記Ｘ線源に近い点において交差する、請求項１から９の何れか一項に記載の医用撮像装置。
11. 前記Ｘ線Ｃアームは、Ｘ線Ｃアーム軸の周りの回転用に構成され、
    前記Ｘ線Ｃアーム軸と前記患者支持台を長さ方向に通る縦軸とは、相互に平行である、請求項５から９の何れか一項、又は、請求項５を直接的若しくは間接的に引用する請求項１０に記載の医用撮像装置。
    
    

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