JPH01227999A - コリメータ並びにそれを用いる測定装置及びポジトロンｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、測定対象の測定領域を確定し、測定領域の各
位置から放出される放射線を各位置に対応した検出器群
で計数する際に利用されるコリメータ並びにそれを用い
る測定装置及びポジトロンＣＴ装置に関する。

〔従来の技術〕

人体などの被測定物の所定部分９例えば頭部の状態を測
定する装置として、被測定物内に放射性同位元素を分布
させ、被測定物の所定部分すなわち測定視野の部分から
放出される放射線（ガンマ線）を検出するポジトロンＣ
Ｔ装置が知られている。

第７図はこの種の一般的なポジトロンＣＴ装置の縦断面
図である。

このポジトロンＣＴ装置は、コリメータ壁５１ａ乃至５
１ｍと、各コリメータ壁５１ａ乃至５１ｍの間に配置さ
れた各検出器群５２ａ乃至５２ｎ（ｎ＝ｍ−１）とを備
えている。各検出器群５２ａ乃至５２ｎは、放射線を検
出する検出器が複数個環状に配置されて構成されている
。またコリメータ壁５１ａ乃至５１ｍは、通常リング形
状をしており、放射線遮蔽効果の高い鉛やタングステン
などの材料で一体に形成されており、隣接するコリメー
タ壁１例えば５１ａと５１ｂとによってこれらのコリメ
ータ壁５１ａ、５１ｂ間の検出器群５２ａに対する１つ
のコリメータを構成している。

このような構成のポジトロンＣＴ装置では、測定対象６
０１例えば人体の頭部の各位置範囲６０ａ乃至６０ｎに
分布している放射性同位元素６１からの放射線Ｒを各位
置範囲６０ａ乃至６０ｎに対応した各検出器群５２ａ乃
至５２ｎで同時計数しデータ収集することによって、測
定対象６０内の状態を測定することができる。同時計数
は、第８図（ａ）に示すように所定の位置範囲９例えば
６０ｂに分布した放射性同位元素６１からの放射線か、
この位置範囲６０ｂに対応した検出器群５２ｂにのみ入
射し検出されるのが理想的であるが、第８図（ｂ）に示
すように例えば位置範囲６０ｂ以外の範囲に分布してい
る放射性同位元素６１からの放射線が位置範囲６０ｂに
対応した検出器群５２ｂで偶発同時計数されたり、ある
いは第８図（Ｃ）に示すように例えば位置範囲６０ｂ以
外の範囲に分布している放射性同位元素６１からの放射
線が散乱物質６２により散乱されて位置範囲６０ｂに対
応した検出器群５２ｂで散乱同時計数される場合がある
。コリメータは、このような偶発同時計数や散乱同時計
数を減少させ位置分解能の低下を防止するために設けら
れている。

従来、上述のようなコリメータの設置の仕方には、固定
式、アタッチメント式、交換式がある。

固定式とは、コリメータ壁を常にポジトロンＣ′ｒ装置
に固定し、被測定物の大きさによらず高さｈ’　　（検
出器群５２ａ乃至５２ｎの先端からコリメータ壁の内側
先端までの距離）を一定のものとして設置する仕方であ
り、アタッチメント式とは、一定の高さのコリメータ壁
７０をポジトロンＣＴ装置に固定して設置しく第９図（
ａ）参照）、このコリメータ壁７０に被測定物の大きさ
等に対応した高さのコリメータ壁７１を着脱自在に付加
して（第９図（ｂ）参照）設置する仕方である。また交
換式とは、現在設置されている一定の高さのコリメータ
ｇＬ８０（第１０図（ａ）参照）全体を被測定物の大き
さ等に応じた高さのコリメータ壁８１（第１０図（ｂ）
参照）に交換可能に設置する仕方である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、当業者間には、１台のポジトロン０７′Ｔ装
置を多種の測定対象に適用したいという要望がある。す
なわち測定対象に応じて別々の装置を用いるのでなく、
例えば人体の全身を測定する場合９人体の頭部を測定す
る場合等、いずれの場合にも同じ１つの装置で測定しう
る汎用性が望まれる。

しかしながら、１台のポジトロンＣＴ装置を種々の測定
対象に適用させようとする場合、コリメータが固定式で
その高さが低、いようなときには、人体の全身を測定す
る目的には適しているが、人体の一部１例えば全身に比
べ大きさの小さい頭部を測定するには十分な遮蔽効果を
得ることができず、これにより偶発同時計数、散乱同時
計数がなされる確率が多く分解能が劣化するという問題
があった。

またコリメータがアタッチメント式や交換式になってい
るときには、偶発同時計数や散乱同時計数をある程度防
止できるが、測定対象の形状、大きさの多様性に対応さ
せるにはまだ不十分である。

さらにアタッチメント式や交換式のコリメータでは、個
々の高価なコリメータ壁を用意しなければならず、また
その都度オペレータによる交換、付加の作業を必要とし
、コスト的にまた操作性に問題がある。また交換、付加
の作業は、コリメータ壁の重量が大きいため安全性の点
でも問題がある。

本発明は、１台の装置で多種′の測定対象を分解能良く
測定可能で、交換、付加等を必要としないコリメータ並
びにこれを用いた測定装置及びポジトロンＣＴ装置を提
供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、半径方向に移動可能に配置された複数のコリ
メータ要素を備えたコリメータ壁を所定の間隔をへだて
て配置していることを特徴とするコリメータ並びにこれ
を用いた測定装置およびポジトロンＣ′ｒ装置によって
、上記従来技術の問題点を改善するものである。

〔作用〕

本発明のコリメータでは、所定の間隔をへだてて配置さ
れたコリメータ壁の各々が複数のコリメータ要素を備え
ており、複数のコリメータ要素は半径方向に移動可能に
９例えば半径方向に回転および／または摺動可能に配置
されている。これによってコリメータ壁の高さを可変に
設定できる。

またこのようなコリメータを測定装置およびポジトロン
ＣＴ装置に用いるとき、コリメータ要素を例えば外部か
ら制御して移動させてコリメータ壁を測定対象の形状、
大きさに合った高さにし、これによって、１台の装置で
多種の測定対象を分解能良く測定できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明に係るコリメータを適用したポジトロンＣＴ
装置の縦断面図である。このポジトロンＣＴ装置は、コ
リメータ壁１４ａ乃至１４ｍを間隔をへだてて配置し、
これらの間に検出器群４ａ乃至４ｎを配置して構成され
ている。隣接するコリメータ壁１例えばコリメータ壁１
４ａとコリメータ壁１４ｂとは、これらの間の検出器群
４ａに対する１つのコリメータを構成している。

□　第２図は本発明の第１の実施例のコリメータを示す
ものであり第２図にはコリメータ１を構成するコリメー
タ壁の横断面形状が示されている。第１の実施例のコリ
メータ１は、互いにいくらか重なり合って円周ＣＲ上に
等間隔に配置された複数の板状のコリメータ要素２から
なるコリメータ壁を備えている。コリメータ壁の各コリ
メータ要素２は、円周ＣＲ上の各点Ｐを中心に紙面内で
回転するように取付けられている。

なお各コリメータ要素２には鉛やタングステンなど、放
射線遮蔽効果の高い材料が用いられる。

このようなコリメータ１を第１図に示すポジトロンＣ′
Ｆ装置などに組込んで用いる場合、環状に配置した検出
器群４（第１図において例えば検出器群４ａ）あるいは
この検出器群４を支持する環状部材（図示せず）の前記
円周ＣＲ上の各点Ｐに上記各コリメータ要素２を紙面内
で回転自在に取付け、各点Ｐを中心とした各コリメータ
要素２の回転をポジトロンＣＴ装置などの外部から制御
するようにする。

このようにして各コリメータ要素２を各点Ｐのまわりで
回転させることによりコリメータｌの高さｈ（検出器群
４の先端からコリメータ壁の内側先端すなわち各コリメ
ータ要素２の内側先端までの距離）、換言すれば測定対
象が入る中心部３の大きさを測定対象の大きさに合うよ
う調節することができる。すなわち、各コリメータ要素
２を矢印Ｆ１の方向に回転させると、コリメータ１の高
さｈを小さく中心部３の大きさを大きくすることができ
て例えば人体の全身を測定するのに適したものとなる。

また各コリメータ要素２を矢印Ｆ２の方向に回転させる
とコリメータ１の高さｈを大きく中心部３の大きさを小
さくすることができて、例えば人体の頭部だけを測定す
るのに適したものとなる。

第３図は本発明の第２の実施例のコリメータを示すもの
であり、第３図にはコリメータ１１を構成するコリメー
タ壁の横断面形状が示されている。

第２の実施例のコリメータ１１は、第１の実施例のコリ
メータｌと同様に互いにいくらか重なり合って円周ＣＲ
’上に等間隔に配置された複数の板状のコリメータ要素
１２からなるコリメータ壁を備えているが、各コリメー
タ要素１２は、円周ＣＲ゛の半径方向にすなわち矢印Ｆ
３で示す方向に摺動可能となっている。

これにより、各コリメータ要素１２を矢印Ｆ３の方向に
摺動させることによって第１の実施例のコリメータ１と
同様にコリメータ１１の高さｈを測定対像の大きさに合
わせて容易に調節することができる。

第４図、第５図は第２図または第３図のコリメータ壁を
間隔をへだてて配置し、その周辺に検出各群４を配置し
、その中心にそれぞれ半径が５　ａｍ。

１０３の測定対象６０を配置したときの計算機シミュレ
ーションによる同時計数結果を示した図であり、第４図
、第５図の横軸はコリメータ１゜１１の高さり、＃ｌＩ
軸は同時計数率となっており、真の同時計数結果、偶発
同時計数結果、散乱同時計数結果はそれぞれグラフＴＲ
，ＡＲ，ＳＲとして示されている。

第４図、第５図かられかるように、コリメータ１．１１
の高さｈが大きくなるにつれて偶発同時計数率ＡＲ，散
乱同時計数率ＳＲを減少させることができて、この結果
から測定対象の大きさに応じてコリメータ１，１１の高
さｈを変えることは分解能等の測定データの質を向上さ
せる上で非常に有効となる。

上述した第１および第２の実施例では、測定対象の大き
さに見合った高さに容易に調節しうる機能をコリメータ
１．１１を有する装置にもたせているので、コリメータ
１．１１の高さｈを測定対象の形状、大きさの多様性に
容易に対応させて、偶発同時計数率、散乱同時計数率を
有効に減少させることが可能となる。また交換、付加等
の作業を必要としないので操作性、安全性の点で優れて
いる。

なお上述の第１および第２の実施例において、コリメー
タ要素２．１２の個数を図示のものに比べてさらに多く
し、測定対象の種々の形状、大きさにより適合し易くさ
せても良い。

また上述の実施例において、回転または活動を連続的に
行なわせコリメータ１．１１の高さを連続的に変えるよ
うにしても良いし、回転または摺動を段階的に行なわせ
コリメータ１．１１の高さを段階的に変えるようにして
も良い、さらに第１および第２の実施例を組合せて、コ
リメータ要素に回転および摺動の自由度を与えても良く
、さらにより多くの自由度を与えるように設計しても良
い。

また上述の実施例では、各コリメータ要素２゜１２を円
周ＣＲ，ＣＲ’上に配置するとしたが必ずしも円周上で
なくともまた等間隔でなくとも良い。

第６図はコリメータを備えた測定装置の縦断面図である
。この測定装置は、ポジトロンＣＴ装置などのようにエ
ミッションＣＴおよび同時計数を情報源とする装置であ
っても良いし、同時計数を必要としないＸＩＩＣＴ装置
、γ線Ｃ′Ｆ装置、中性子ＣＴ装置などのＣ′ｒ装置で
あっても良いし、あるいはＣＴ装置以外の装置であって
も良い、第６図の測定装置には、検出装置として大口径
２次元光電子増倍管２１が用いられ、またコリメータ壁
２２ａ乃至２２ｍは、全体がコリメータ壁の中心軸線２
方向に沿って移動可能に互いに所定の間隔をへだてて配
置されている。

このようなポジトロンＣ′ｒ装置では、測定対象６０、
例えば人体の測定領域６３ａを測定しようとする場合に
は、コリメータ壁２２ａ乃至２２ｍ全体を第６図に示す
ような位置に設定する。測定領域６３ｂを測定しようと
する場合にはコリメータ壁２２ａ乃至２２ｍ全体を左側
に移動させれば良い、このようにして中心軸線２方向に
沿って測定領域の設定を任意に行なうことが可能となる
。

なおコリメータ！！　２２　ａ乃至２２ｍを中心軸線Ｚ
方向に移動させることは測定対象を中心軸線Ｚ方向に移
動することと等価であるが、測定対象９例えば人体を移
動させる場合には人体に精神的動揺（不安感等）を生じ
させる恐れがあるので、コリメータ壁２２ａ乃至２２ｍ
を移動させる方が良い。

また各コリメータ壁２２ａ乃至２２ｍの間隔（コリメー
タ開口スペース）を可変に設定するようにコリメータ壁
２２ａ乃至２２ｍを移動可能に配置しても良い、この場
合には、測定領域を可変にできるとともに軸線Ｚ方向に
沿って分解能を可変にできる。なお分解能を高く（低く
）するように各コリメータ２２ａ乃至２２ｍの間隔を調
節したときには、その相反効果として検出感度は低く（
高く）なる。

コリメータ壁２２ａ乃至２２ｍ全体を移動させる手段と
、コリメータ壁２２ａ乃至２２ｍ間の間隔を可変にする
手段とは、いずれか一方だけが装置に備わっていても良
いし、両方の手段が装置に備わっていても良い。

またこれらの手段をコリメータ壁を半径方向に移動させ
て高さを調節する前述の手段と組合せて用いることがで
きる。この組合せは、特に測定装置がポジトロンＣＴ装
置などのエミッションＣＴおよび同時計数を情報源とす
る装置である場合には有効である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によれば、所定の間隔を
へだてて配置されたコリメータのコリメータ壁を半径方
向に移動可能に配置した複数のコリメータ要素で構成し
ているので、特に、同時計数を情報源とするポジトロン
Ｃ′ｒ装置などの測定装置にこのコリメータを用いる場
合、測定対象の大きさに見合った高さにコリメータを調
節することにより１台の装置で多種の測定対象を分解能
良く測定できて、さらにコリメータ壁の交換、付加等を
行なわなくても良いので装置の操作性、安全性を著しく
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコリメータを用いたポジトロンＣ
Ｔ装置の＊！ｌＲ面図、第２図、第３図はそれぞれ本発
明の第１．第２の実施例のコリメータのｉｐ！断面図、
第４図、第５図はそれぞれ半径が５１．１０３の測定対
象の計算機シミュレーションによる同時計数結果を示す
図、第６図は測定装置の縦断面図、第７図は従来のポジ
トロンＣＴ装置の概略断面図、第８図（ａ）乃至（Ｃ）
はそれぞれ真の同時計数、偶発同時計数、散乱同時計数
を説明するための図、第（１！１（ａ）　、　（ｂ）は
アタッチメント式のコリメータを説明するための図、第
１０図（ａ）　、　（ｂ）は交換式のコリメータを説明
するための図である。 １．１１・・・コリメータ、 １４ａ乃至１４ｎ、２２ａ乃至２２　ｍ　・・−コリメ
ータ壁、２．１２・・・コリメータ要素、４ａ乃至４ｎ
、４・・・検出器群、 ｈ・・・コリメータの高さ 第１図 第２図 第５図 同時計数率（にｃｐｓ） 同時計数率（にｃｐｓ） 第６図 第７図 第９図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） 手続ネ市ＩＥ書　　　（７ 昭和６３年　６ハコ４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）所定の間隔をへだてて配置されたコリメータ壁で構
   成されるコリメータにおいて、前記コリメータ壁は半径
   方向に移動可能に配置された複数のコリメータ要素を備
   えていることを特徴とするコリメータ。 ２）コリメータを用いた測定装置において、前記コリメ
   ータの各コリメータ壁は半径方向に高さが可変に設定さ
   れるようになっていることを特徴とする測定装置。 ３）コリメータを用いたポジトロンＣＴ装置において、
   コリメータの各コリメータ壁は半径方向に高さが可変に
   設定されるようになっていることを特徴とするポジトロ
   ンＣＴ装置。