JPH0267988A

JPH0267988A - 陽電子放射断層放射線カメラ

Info

Publication number: JPH0267988A
Application number: JP1181647A
Authority: JP
Inventors: Nizar A Mullani; ニザル　アブダル　ムラニ
Original assignee: Clayton Foundation for Research
Current assignee: Clayton Foundation for Research
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1989-07-13
Publication date: 1990-03-07
Also published as: AU602632B2; EP0350758A1; US4864138A; CA1271851A; AU3644989A

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】産業上の利用分野この発明は陽電子放射断層放射線カメラ（以下、陽電子
カメラという）に関する。

従来技術米国特許第４．５６３．５８２号、同第４．６４２．４
６４号に開示されているように、互いに偏位した複数の
シンチレーションクリスタル列を各光電子増倍管に対し
て配置した陽電子カメラが公知である。

発明が解決しようとする課題しかしながら、各クリスタルの軸方向の長さは各光電子
増倍管の軸方向寸法と同じであった。

クリスタルに課せられたこの長さ制約のために、カメラ
の断層分解能が制限されていた。断層分解能を向上する
には、クリスタルの軸方向の大きさ、即ちクリスタルの
長さが小さいことが望ましい。もちろん、上記米国特許
でも小さい寸法の光電子増倍管と一緒に用いれば小さい
長さのクリスタルの使用が可能である。しかし、これで
は費用が大幅に増大し、カメラが極めて複雑になってし
まう。

この発明の目的は、軸方向分解能が向上し、光電子増倍
管の数を増やすことなくより多くの断層を検出できる陽
電子カメラを提供するにある。

課題を解決するための手段この発明によると、各シンチレーションクリスタルの第
１端部の長さを各光電子増倍管の大きさよりも小さくし
て、光電子増倍管の数を増やすことなく軸方向分解能を
高め、患者収容開口部の検出断層数を増大できる。

光電子増倍管よりも小さい長さのクリスタルを用いると
、クリスタルの識別すなわちどのクリスタルが放射線で
励起されたかの識別が困難になる。そこで、この発明に
よると、一部分のクリスタルを他のクリスタルとは異な
る形状にして、どのクリスタルが励起されたかの識別を
可能にしている。

好ましくは、患者収容開口部に近い側の第１端部から、
光電子増倍管に隣接する第２端部へとクリスタルを傾斜
させて、上記形状差を得ることによって、一部分のクリ
スタルの第２端部の大きさを他のクリスタルの第２端部
の大きさと異ならせ必要な識別を行なう。

また、この発明によると、溝が切り込まれたクリスタル
棒を用いてクリスタルモジュールの構造を簡単化する。

さらにこの発明によると、陽電子カメラは。

患者収容開口部からの放射線を検出するため、該開口部
の軸の周りに横向きに並んで配置された複数個の検出器
リングを備え、各検出器リングは複数個の光電子増倍管
を有する。少なくとも２列のシンチレーションクリスタ
ル列が各光電子増倍管に対して配置され、他の検出器リ
ングの光電子増倍管へと延びる。各光電子増倍管上で一
方の列のクリスタルが、他方の列のクリスタルから偏位
している。各クリスタルは第１端部と第２端部とを有し
、第２端部は光電子増倍管に隣接し、第１端部は患者収
容開口部に臨む。各クリスタルは第１端部は各光電子増
倍管の幅よりも小さい長さを持っている。さらに、クリ
スタル列中の一部分のクリスタルは第２端部の長さが他
のクリスタルと異なっていて、どのクリスタルが放射線
で励起されたかを識別できる。

さらにこの発明によると、クリスタル列中の一部分のク
リスタルを第１端部から第２端部へと傾斜させる。

さらにこの発明によると、各クリスタル列を１つのブロ
ックから作り、該ブロック中に第１端部から第２端部へ
と途中まで延びる溝を設けて複数個のクリスタルを形成
する。一部分の溝は他の溝とは異なる角度で第１端部か
ら延びて、異なる第２端部長を与える。

さらにこの発明によると、クリスタルの第２端部の幅が
第１端部の幅よりも小さく、光電子増倍管による集光を
促進する。

さらにこの発明によると、全てのクリスタルの第１端部
長がほぼ等しい。

さらにこの発明によると、クリスタル列中の一部分のク
リスタルを第１端部から第２端部へと傾斜させて、該一
部分のクリスタルの第２端部の長さを他のクリスタルの
第２端部の長さと異ならせる。

実施例以下、実施例によりこの発明の詳細な説明する。

第１図において、陽電子カメラ２０は支持部材ｚ２と複
数個の検出器リング２４とを有し、検出器リング２４は
この図面では便宜上３列あるもののリングとして示され
、各検出器リングは患者からの放射線を検出するため患
者収容開口部２６のまわりに横向きに並んで配置されて
いる。開口部２６には、ルビジウム８２のような放射線
が照射される患者を支持するための患者陽ベツド２８が
配置されている。

１個の検出器リング２４について見ると、第２図に示す
ように複数の光電子増倍管Ａが患者収容開口ｚ６の軸３
０の周りに１個のリングを形成している。光電子増倍管
と収容開口２６との間には、光電子増倍管ごとにシンチ
レーションクリスタルが少なくとも２列３２．３４に配
置され、患者からの放射線を検出して光に変換する。検
出光は光電子増倍管に伝えられ電気パルスに変換される
。

本出願人の上記米国特許第４．６４２．４６４号に記載
のように、各光電子増倍管に対して所望の数のクリスタ
ル列を配置できる。いずれにしろ、例えば列３２．３４
のような複数のクリスタル列を相互にずらして設けるこ
とによって、撮像面の数の増大、良好なデータサンプリ
ング、光電子増倍管の数の低減、それに伴う低廉化を図
っているが、これについては後で詳述する。

上記米国特許の従来の装置においては、個々のクリスタ
ルは軸方向すなわちカメラ軸３０に平行な方向で、個々
の光電子増倍管の寸法と同じ大きさの長を有していた。

これに対してこの発明の１つの特徴は、使用する各クリ
スタルの第１端部の長さを各光電子増倍管の幅よりも小
さくして、カメラの断層分解能を向上させた点にある。

もちろん、各クリスタルの長さを低減し、かつ各光電子
増倍管の寸法も小さくしても断層分解能を向上できるが
、この寸法では費用が大幅に増大してしまう。この発明
の１つの利点は、現存のカメラについて光電子増倍管の
数を増やしたり、検出器モジュールの寸法を変えるなど
の変更を加えなくても、軸方向の分解能を高めてより多
くの断層が得られることにあり、これは上記のように光
電子増倍管の幅よりも小さい第１端部長のクリスタルを
使用することによって達成される。ただし、放射線によ
ってどのクリスタルが励起されたかを識別するために、
−部分のクリスタルは池のクリスタルと異なった形状を
もつ必要がある。

一例として、６個の検出器リングをもつカメラについて
説明すると、第２図、第５図〜第９図に示すように各検
出器リングは複数の光電子増倍管群Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ
、Ｆ（７）　うち（ＤＭＫｒするそれぞれ複数個の光電
子増倍管を有し、各光電子増倍管に対してＢＧＯクリス
タルのようなシンチレーションクリスタルが少なくとも
２列３２．３４配置され、各クリスタル列は他の検出器
リングの光電子増倍管へと延びている。したがって、ク
リスタル列３２．３４は光電子増倍管群Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ
、Ｅ、Ｆの１列に跨って延在する。なお、検出器リング
２４の数、シンチレーションクリスタル列の数は、上記
に限定されないことは言うまでもない。複数の検出器リ
ング２４はそれぞれ光電子増倍管Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ。

Ｆを有し、横向きに並んで配置されカメラ２０の軸３０
に対して垂直である。また、シンチレーションクリスタ
ルの列３２．３４は検出器リング２４に対してほぼ垂直
でかつ軸３０に対して平行な方向に延在する。

列３２中のクリスタルは２，４，６，８，１０，１２．
１４であり、列３４中のクリスタルは１，３，５，７，
９゜１１、１３．１５である。図示のカメラでは各クリ
スタルの第１端部の長さが各光電子増倍管の幅の２７３
で、６個の光電子増倍管リングに対して各列８個のクリ
スタルリングが互い違いに配置され、全断層数が３３と
なり軸方向分解能が向上される。

この発明の池の特徴によると、各クリスタルを適確に識
別するために、一部分のクリスタルを他のクリスタルと
異なる形状にし、光電子増倍管が受信、識別できる差異
出力信号を発生している。

第３図、第５図において、クリスタル列３４中の各クリ
スタルは第１端部と第２端部とを有する。クリスタル１
の第１端部は１′、第２端部は１′で示しである。他の
クリスタルについてもクリスタルの番号に“′を付して
第１端部を、°“を付して第２端部を表わす。第１端部
１’、３’、５’、？’、９’、　１１’、１３１．１
５’は患者収容開口部２６に臨み、第２端部１ｒ、　３
ｒ、　５ｒ、　７ｒ９　’　、　＋１’　、　１３’　
、　１５’は光電子増倍管に隣接する。

各クリスタルの第１端部Ｃ長さは各光電子増倍管の幅よ
りも小さく、全てのクリスタルは第１端部の長さがほぼ
等しい。しかし、クリスタル列中の一部分のクリスタル
は第２端部の長さが他のクリスタルと異っていて、どの
クリスタルが放射線で励起されたかを識別できるように
しである。好ましくは、各クリスタル列３２．３４を１
本のクリスタル捧から作り、棒中に溝４０を切り込んで
隣接クリスタルを分離するとよい。所々で溝４０を傾斜
させればクリスタル列中で一部分のクリスタルの第２端
部の長さが異なったものとなる。

第６図は、クリスタル列３２．３４中の各クリスタルの
第２端部が各光電子増倍管Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄ、Ｅ、Ｆに対して取る位置関係を示す。全クリスタル
の第２端部が同じだと、光電子増倍管は励起クリスタル
を正確に識別できない。第６図におけるクリスタルと光
電子増倍管との間の位置および第９図の識別表において
、クリスタル１が励起されると、全光量が光電子増倍管
Ａに伝えられて、クリスタル１が識別されることがわか
る。クリスタル３が励起されると、光電子増倍管Ａ、Ｂ
が同程度に付勢されてクリスタル３が識別される。とこ
ろが、クリスタル５゜７の第２端部５ｊ、　７１は、ク
リスタル５，７間の溝が傾斜しているために、大きさが
不等である。

すなわち、クリスタル５．７では界面がクリスタル第１
端部からクリスタル第２端部へと傾斜しているので、第
２端部の長さがクリスタル列中の他のクリスタルと相異
して識別が可能となる。

クリスタル列３２についてみると、クリスタル２はその
第２端部が増大していて、光電子増倍管面全体に結合し
たときの信号を１とすると、光電子増倍管Ａを０．７５
分の信号、光電子増倍管Ｂを０．２５分の信号だけ付勢
するので、これによって識別される。すなわち、クリス
タル２の第２端部２′がクリスタル１の第２端部と同じ
長さだと、光電子増倍管Ａはクリスタル１とクリスタル
２とを識別できない。したがって、隣接クリスタル間に
溝を形成して各光電子増倍管Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆに対する各クリスタルの第２端部を
第６図や第９図の識別表のように定めると、各クリスタ
ルの特定な出力信号によって、どのクリスタルが放射線
により励起されたかを識別できる。

好ましくは第３図に示したように溝４０を切り込んだク
リスタル棒から各クリスタル列を作るとクリスタルモジ
ュールの構造が簡単になり好適である。これは、全クリ
スタル、全クリスタル面かきもんと整列し、光電子増倍
管のところで第２端部が全て平坦になり、傾斜溝４０が
簡単に形成できて、隣接光電子増倍管への光の導入によ
るクリスタル識別が容易であるからである。

具体的には、ＢＧＯ棒のようなりリスタル棒中に、クリ
スタルの第１端部から第２端部へかけて溝４０を切り込
むが、この切り込みは第３図に示すように棒の全幅に亘
っていない。溝４０がクリスタルの第２端部まで達して
いないから、第２端部付近でのクリスタル間の光結合に
起因する若干の１話が当然発生する。漏話量は溝４０の
寸法と傾斜角に依存する。

もちろん、必要に応じて第４図に示すような個別クリス
タルからクリスタル列を作ることもできる。第４図中、
各クリスタルは第３図のクリスタル番号に“′ａ′′を
付して示す。

第７図に示すように、クリスタルの第２端部の幅をクリ
スタルの第１端部の幅よりも小さくすると、光電子増倍
管の感光領域への光導入量が増し、良好な集光が得られ
るので望ましい。

例えば、クリスタル２、クリスタル３を傾斜させて第２
端部２１．３１の幅を第１端部２’、　３’の幅よりも
小さくする。この特徴も第４図の個別クリスタルではな
く、第３図のようなりリスタルブロックを用いれば一層
容易に実現できる。

したがって、偏位クリスタル列３２．３４中の選択した
クリスタルを傾斜させることによって、各クリスタルの
第１端部の長さを軸方向、すなわち軸３０に平行な方向
に小さくすることが可能になり、これによってカメラの
断層分解能が向上し、かつ各クリスタルの識別が行なえ
る。

それ故、この発明は既述の諸口的かつ他の本来の利点を
達成するものである。この発明の上記の実施例は説明の
ために用いたものであり、その構造及び諸部品の配置の
詳細にわたる数多くの変形が、この発明の特許請求の範
囲内で当業者によって実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の陽電子放射断層放射線カメラの斜
視図、第２図は、複数の光電子増倍管およびクリスタル
を有する検出器リングを示す概略横断面図、第３図は、
この発明によるクリスタル列の１実施例を示す拡大斜視
図、第４図は、この発明によるクリスタル列の他の実施
例である分離クリスタル列を示す斜視図、第５図は、こ
の発明によるシンチレーションクリスタルと光電子増倍
管との関係を示す構成図、第６図は第５図の６−６線に
沿う横断面図、第７図は第６図の７−７線に沿う横断面
図、第８図はこの発明によるシンチレーションクリスタ
ルと光電子増倍管の対向対の概略斜視図、第９図は第５
図〜第８図の光電子増倍管による励起クリスタル検出の
様子を示す図である。１〜１６・・・シンチレーションクリスタル２０・・・
陽電子放射断層放射線カメラ２４・・・検出器リング　
　２６・・・患者収容開口部３０・・・開口部の軸　　
　３２．３４・・・クリスタル列１’　、３’　、５’
　、７’　、９’　、　１１’　、　１３’　、　１５
’・・第１端部１’、３’、５’、７’、９’、＋１’
、＋３’、１５’・・・第２端部Ａ−Ｆ・・・光電子増
倍管。

Claims

【特許請求の範囲】１、患者収容開口部からの放射線を検出するため、該開
口部の軸の周りに横向きに並んで配置された複数個の検
出器リングを備えた陽電子放射断層放射線カメラであっ
て、各検出器リングは複数個の光電子増倍管を有し、少
なくとも２列のシンチレーシヨンクリスタル列が各光電
子増倍管に対して配置され、他の検出器リングの光電子
増倍管へと延び、各光電子増倍管上で一方の列のクリス
タルが他方の列のクリスタルから偏位し、各クリスタル
は第１端部と第２端部とを有し、第２端部は光電子増倍
管に隣接し、第１端部は患者収容開口部に臨み、各クリ
スタルの第１端部は各光電子増倍管の幅よりも小さい長
さをもち、クリスタル列中の一部分のクリスタルは、第
２端部の長さが他のクリスタルと異なっていて、どのク
リスタルが放射線で励起されたかを識別できる陽電子放
射断層放射線カメラ。２、請求項１において、クリスタル列中の一部分のクリ
スタルを第１端部から第２端部へと傾斜させた陽電子放
射断層放射線カメラ。３、請求項１において、各クリスタル列を１つのブロッ
クから作り、該ブロック中に第１端部から第２端部へと
途中まで延びる溝を設けて複数個のクリスタルを形成し
た陽電子放射断層放射線カメラ。４、請求項３において、一部分の溝は他の溝とは異なる
角度で第１端部から延びて、異なる第２端部長を与える
陽電子放射断層放射線カメラ。５、請求項１において、クリスタルの第２端部の幅が第
１端部の幅よりも小さい陽電子放射断層放射線カメラ。６、患者収容開口部からの放射線を検出するため該開口
部の軸に対しほぼ垂直に横向きに並んで配置された複数
個の検出器リングを備えた陽電子放射断層放射線カメラ
であって、各検出器リングは複数個の光電子増倍管を有
し、少なくとも２列のシンチレーシヨンクリスタル列が
各光電子増倍管に対して配置され、検出器リングに対し
てほぼ垂直な方向へ延び、各光電子増倍管上で一方の列
のクリスタルが他方の列のクリスタルから偏位し、各ク
リスタルは第１端部と第２端部とを有し、第２端部は光
電子増倍管に隣接し、第１端部は患者収容開口部に臨み
、各クリスタルの第１端部は各光電子増倍管の幅よりも
小さい長さをもち、クリスタル列中の一部分のクリスタ
ルを第１端部から第２端部へと傾斜させ、該一部分のク
リスタルの第２端部の長さを他のクリスタルの第２端部
の長さと相異させて、どのクリスタルが放射線で励起さ
れたかを識別できる陽電子放射断層放射線カメラ。７、請求項６において、全てのクリスタルの第１端部長
がほぼ等しい陽電子放射断層放射線カメラ。