JPH0436685A

JPH0436685A - シングルフォトンｅｃｔ装置

Info

Publication number: JPH0436685A
Application number: JP14339990A
Authority: JP
Inventors: Yoshibumi Azuma; 東　義文
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-02-06
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: JPH06105297B2

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】Ａ、産業上の利用分野この発明は、被検体内に投与され、集積した放射性同位
元素（ＲＩ）からの放射線を被検体の全周囲方向にわた
って検出し、被検体の断層像を得るシングルフォトンＥ
ＣＴ方法およびその装置に関する。

Ｂ、従来技術シングルフォトンＥＣＴ　（ＳＰＥＣＴ装置）装置には
大別して２つのタイプの装置があり、１つは、被検体の
全周囲を囲むように配置された放射線検出器を備えた装
置、もう１つは被検体の周囲空間を回転走査する放射線
検出器を備えた装置である。いずれのタイプの装置も、
放射線検出器の検出面に、放射線の入射方向を整えるコ
リメータを備えている。このコリメータは単に放射線の
入射方向を整えるだけでなく、検出感度と分解能を決定
するものである。

このような装置を用いて、被検体内におけるＲＩの分布
を画像化した断層像が得られ、その断層像（ＳＰＥＣＴ
像）は各種の診断に用いられている。また、臓器の病状
によって、Ｒｒの集積過程に差異が生じることが知られ
ており、診断によっては、ＲＩの集積過程における５Ｐ
ＥＣＴ像の経時変化を測定するダイナミック測定が行わ
れている。

このダイナミック測定は、被検体に投与したＲＩが、目
的とする臓器に集積していく過程で発生する放射線の数
を、ある設定時間毎に放射線検出器で検出し、その放射
線数（以下、カウント数と称する）に応じた複数枚の５
ＰＥＣＴ像を得るものである。

Ｃ０発明が解決しようとする課題しかしながら、従来の上述した従来装置には次のような
問題点がある。

放射線検出器の検出面に取り付けられるコリメータには
、検出感度および分解能に応じた複数種類のものがあり
、測定に応じたコリメータが選択されて取り付けられる
が、測定中に複数種類のコリメータを選択して取り換え
ることはできなかった。言い換えると、従来の装置は、
一定の感度および分解能をもつ装置で一回の測定を行う
ものであった。したがって、ダイナミック測定のように
、カウント数が時間的に変化していく画像を一回の測定
で複数枚撮影する場合では、各カウント数に応じて最適
な感度（または分解能）のコリメータを取り換えて撮影
することができず、低いカウント数のときに撮影した５
ＰＥＣＴ像は、その検出感度が不足して画質の低下（画
像のボケ、コントラストの低下）が住しるという欠点が
あった。

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、測定中にＲＩの集積度に応じた感度および分解能
をもつ、コリメータを選択し取り換えることができるシ
ングルフォトンＥＣＴ方法およびその装置を提供するこ
とを目的としている。

００課題を解決するための手段この発明は、上記目的を達成するために次のような構成
を備えている。

即ち、この発明のシングルフォトンＥＣＴ方法は、ＲＩ
の集積度に応じて、それに適した検出感度（または分解
能）をもつ複数種類のコリメータを時間的要素に関連付
けて予め選択指定しておき、前記選択指定された条件に
合ったコリメータを前記時間的要素ごとに放射線検出器
の検出面側に自動的に設置して、ＲＴ集積度の時間的変
化を撮像していくことを特徴としている。

また、この発明のシングルフォトンＥＣＴ装置は、被検
体内に投与され、集積した放射性同位元素（ＲＩ）から
の放射線を被検体の全周囲方向にわたり、放射線検出部
で検出して被検体の断層像を得るものであって、前記放
射線の検出感度（または分解能）に応じた複数種類のコ
リメータを放射線検出器の検出面に層状に複数個備える
とともに、個々のコリメータを前記検出面位置と、検出
面外の退避位置とに往復移動する移動機構、前記ＲＩの
集積度に応じた前記各種コリメータの選択条件を人力す
る入力手段と、前記入力された選択条件に基づいてコリ
メータを選択し、その選択されたコリメータを前記検出
面位置に配置させるとともに、それ以外のコリメータを
前記退避位置に配置させるように前記移動機構を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴としている。

８１作用この発明に係るシングルフォトンＥＣＴ方法によれば、
ＲＩの集積度に応じて、それに適した検出感度（または
分解能）をもつ複数種類のコリメータを時間的要素に関
連付けて予め選択指定しておき、ＲＩ集積度の時間的変
化の撮像を開始すると、前記選択指定された条件に合っ
たコリメータが前記時間的要素ごとに放射線検出器の検
出面側に自動的に設置される。これにより、ＲＴの集積
度に適したコリメータを用いたＲＩ集積度の時間的変化
の撮像が可能になる。

また、この発明に係るシングルフォトンＥＣＴ装置によ
れば、入力手段が、ＲＩの集積度（ＲＩが集積する過程
で放出する放射線数）に応じて、最適な感度（または分
解能）のコリメータを選択するための条件を入力する。

制御手段はその条件に応じて、該当するコリメータを選
択するための選択信号を移動機構に送出する。移動機構
は、各コリメータを相互に移動させ、前記選択されたコ
リメータを放射線検出器の検出面に配置するとともに、
該当コリメータ以外のコリメータを前記検出面外に配置
する。

このように、複数種類のコリメータを自動的に取り換え
ることができるので、ダイナミック測定のように放射線
カウント数が時間的に変化する場合でも、そのときの放
射線カウント数に適したコリメータを選択して配置する
ことができる。

Ｆ、実施例以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、５ＰＥＣＴ装置の一例の一部破断側面図であ
る。

ここでは、頭部用のリング型５ＰＥＣＴ装置を例示して
いる。

図中、符号１は内部に放射線検出部２を備えたガントリ
であり、被検体Ｍの挿入口３と、後述のコリメータの進
退移動を許容する開口４とが前後に形成されている。ガ
ントリ１内には、挿入される被検体Ｍの頭部の全周囲空
間にわたり、放射線検出部としてのシンチレーション検
出器５がリング状に配置されている。開口４の周囲壁か
ら後側（図面の左側）へ延出した状態で、円筒部６が設
けられており、フランジ形状となっている円筒部６の基
部は、ヘアリング７を介してその壁面に回動自在に支持
されている。フランジ部の外周面にはギア８が固定され
ており、ギア８はモータ９の出力軸に取り付けられた出
力ギア１０に噛合されている。図中、符号１１は駆動モ
ータ９をガントリ１の壁面部に支持する支持枠である。

この円筒部６内には、リング状の外輪コリメータＡと、
この外輪コリメータＡと同心円状に配された内輪コリメ
ータＢとが待機している。これらのコリメータＡ、Ｂは
一般にターボファンコリメータと称されているもので、
第２図に示すように、放射状に延びる多数の放射線透過
孔１２を形成している。

このコリメータの幾何学的寸法によって、放射線の検出
感度および分解能は決定され、感度はコリメータの厚み
（放射線透過孔１２の孔軸長さ）が薄く、放射線透過孔
１２の数が少ないほど向上し、分解能はその逆で、コリ
メータが厚く、放射線透過孔１２の数が多いほど向上す
るという性質がある。

この例で使用する外輪コリメータＡは、第２図（ａ）に
示すように、比較的厚さＴが薄く、放射線透過孔１２の
数が少ない高感度で低分解能のコリメータ、同図（ｂ）
の内輪コリメータＢは外輪コリメータＡよりも、比較的
厚さＴが厚く、放射線透過孔１２の数が多くなっており
、中間的な感度および分解能のコリメータである。

内外輪コリメータＡ、Ｂの後端部には、円筒状の支持部
材１４．１５が一体的に連設されており、第１図の■−
■矢視断面図（第３図）に示すように、支持部材１４は
、円筒部６の内周壁面の上端部に固着されているｒＨｊ
形のガイドレール１６に嵌入状態で支持され、支持部材
１５はその上端部に取り付けられている「Ｔ」形のガイ
ドレール１７によって、前記支持部材１４の下部に支持
されている。このように、各支持部材１４．１５はガイ
ドレール１．６．１７によって、それぞれ個々にこの円
筒部６内とガントリ１内とを往復移動可能に構成されて
いる。

円筒部６の外周壁面部には、各支持部材１４．１５を往
復移動させる移動機構１８．１９が取り付けられており
、移動機構１８は、円筒部６を貫通して支持部材１４の
壁面から延出しているアーム２０に係合し、移動機構１
９は、円筒部６と支持部材１４とを貫通して支持部材１
５の壁面から延出しているアーム２１に係合している。

各アーム２０．２１が貫通している円筒部６の孔は、各
支持部材１４．１５の前記往復移動を許容するために筒
袖方向に延びる長孔となっている。

次に、その移動機構１８．１９と、これに接続されてい
る制御系とについて、第４図の斜視図を参照して説明す
る。この図は円筒部６を斜め前方から見た図である。な
お、移動機構１８と１９とは同じ構成であるため、ここ
では移動機構１８を例にとって説明する。

円筒部６の外周壁面部に取り付けられているケーシング
１３の筒袖方向の内部両端には、駆動モータ２２と従動
ローラ２３が設けられており、駆動モータ２２の出力軸
に固定された駆動ローラ２４と従動ローラ２３の間には
ヘルド２５（またはチェーン）が架は渡されている。ベ
ルト２５の一部分には支持部材１４から延出しているア
ーム２０が固定されており、駆動モータ２２の回動にと
もなって、ベルト２５が回動し、アーム２０が往復動す
るように構成されている。

制御系は、移動機構１８内の駆動モータ２２と、移動機
横１９内の駆動モータ２６とをそれぞれ駆動するモータ
ドライブ回路ＭＤＩ、ＭＤ２と、入力された条件（ＲＩ
の集積度に応じた外輪コリメータＡ。

内輪コリメータＢの選択条件）に応じて、モータドライ
ブ回路ＭＤＩ、ＭＤ２に制御信号を出力する制御手段と
してのＣＰ　Ｕ２７と、ダイナミンク測定時における５
ＰＥＣＴ像のフレーム数、Ｉフレームの撮影時間、外輪
コリメータＡ、内輪コリメータＢを選択するフレーム番
号などの選択条件を入力する入力手段としてのキーボー
ド２８およびＣＲＴ２９などで構成されている。

次に、第５図のＣＰＵ２７の動作フローチャートに従い
、上述の５ＰＥＣＴ装置の動作について説明する。

なお、ここでは被検体Ｍの頭部のダイナミック測定を行
う際の動作について説明する。

まず、キーボード２８を介して、ダイナミック測定の設
定条件を入力する（ステップＳｌ）。

この設定条件は、１回のダイナミック測定において得る
べき５ＰＥＣＴ像のフレーム数、１フレムの撮影に要す
る時間、外輪コリメータＡ、内輪コリメータＢを選択す
るフレーム番号（各フレムで使用する外輪コリメータＡ
、内輪コリメークＢの指定）などであり、例えば、第６
図に示すようなＲＩの集積度（ＲＩの集積具合を示すも
ので、集積過程でＲＩが放出する放射線のカウント数に
対応している）の経験的データを参照して行われる。Ｒ
Ｉの集積度は部位によって異なった経時変化となるが、
同一の部位であれば被検体Ｍが異なったとしても大体同
じような経時変化となることが知られているため、経験
知識を引用して測定条件の設定を行うことができる。例
えば、具体的に以下のような条件が人力されたとする。

■　フレーム数　＝−６フレーム ■　１フレームの時間　＝１０秒 ■　１．２フレーム−外輪コリメータＡ３．４フレ一ム
＝内輪コリメータＢ５、εフレーム−外輪コリメータＡ十内輪コリメータＢ１．２フレームは、初期の時間で撮影されるフレームで
あり、ＲＩの集積がまだ十分でない（ＲＩの集積度が低
い）ため、高感度（低分解能）の外輪コリメータＡを使
用し、３．４フレームの撮影時には、窓度・分解能とも
中間的な内輪コリメータＢを使用し、ある程度の時間が
経過した後、撮影される５、６フレームは十分にＲＩが
集積されて、放出するカウント数も高くなるので、感度
が低くなっても分解能を上げる方が好ましく、低怒度（
高分解能）となるように、外輪コリメータＡと内輪コリ
メータＢとを重ねて使用する、というような条件設定の
入力が、このステップＳ１で行われる。

ステップＳ２で、初期撮影で使用される外輪コリメータ
へのセツティングを行う。このセツティングは、モータ
ドライブ回路ＭＤＩに制御信号を与えて、移動機構１８
内の駆動モータ２２を回転駆動させ、支持部材１４に連
設されている外輪コリメータＡをガントリ１内のシンチ
レーション検出器５の検出面に配置することで行う（第
７図の（ａ）に示した状態になる）。

ステ・ツブＳ３で、測定を開始し、ガントリ１内に挿入
された被検体Ｍの頭部ＩＩ＋分布像の撮影を行う。すな
わち、モータ８により円筒部６を回転させることにより
、外輪コリメータＡを回転させて１フレームの撮影を行
う。このとき、ステップＳ１で入力された撮影時間（１
０秒）での撮影が行われ、シンチレーション検出器５が
検出した全周囲方向からの投影データ（１からの放射線
カウント数）は、カウンタとなっている画像メモリ（図
示せず）に取り込まれる。

１つのフレームの撮影が終了すると、そのフレーム数を
カウントしくステップＳ４）、ステップＳ１で入力され
た全フレーム数と一致するかどうかの判断を行う（ステ
ップ３５）。全フレームの撮影が完了した場合には、こ
の一連の処理を終え、まだ完了していない場合には、ス
テップＳ６に進む。

ステップＳ６で、撮影フレームのカウント数がステップ
Ｓ１で指定されたフレーム数に達したかどうかの判断を
行う。１．２フレームは外輪コリメータＡを使用して撮
影を行うので、フレームのカウント数が「２」になるま
では、ステップＳ３に戻って測定を行い、カウント数が
「３」になると、指定されたフレーム数での撮影が終了
したとして、次のステップＳ７に進む。

ステップＳ７：このステップで外輪コリメータＡ、Ｂの
変換が行われる。３．４フレームの撮影は、内輪コリメ
ータＢを使用するという指定入力がなされているので、
モータドライブ回路ＭＤＩに制御信号を与えて、駆動モ
ータ２２を先とは逆の方向に回転させることにより、外
輪コリメータＡを円筒部６内に退避させ、モータドライ
ブ回路ＭＤ２に制御信号を与えて、駆動モータ２６を回
転させ、内輪コリメータＢをガントリ１内のシンチレー
ション検出器５の検出面に配置する（第７図（ロ）参照
）。

配置後、ステップＳ３に戻り、先と同様にして１フレー
ムの撮影を行う。そして、ステップＳ４でフレーム数を
カウントし、指定されたフレーム数「４Ｊまでの撮影を
行う。撮影フレームのカウント数が「５」になると、ス
テップＳ６で指定されたフレーム数でのｆｉ影が終了し
たとして、ステップＳ７に進み、指定されたコリメータ
の配置を行う。

すなわち、５，６フレームは外輪コリメータＡ＋内輪コ
リメータＢを使用するという指定入力がされているので
、モータドライブ回路ＭＤＩに再び制御信号を与えて、
駆動モータ２２を回転させ、外輪コリメータＡをガント
リ１内に設置する。これで、シンナレーション検出器５
の検出面には、外輪コリメータＡと内輪コリメータＢと
が重ね合った状態で配置される（第７図（Ｃ）参照）。

この状態で、ステップＳ３に戻り、高分解能な５ＰＥＣ
Ｔ像の撮影が行われる。６フレームまで、この状態で撮
影を行うと、ステップＳ５で全てのフレームの撮影が完
了したと判断され、上記一連の処理を終了する。

このように、ダイナミック測定開始前に、ＲＩの集積度
に応じて、種々のコリメータの選択条件を指定入力して
やれば、測定中に自動的にコリメータの交換が行われ、
最適な感度（分解能）での撮影が実行できる。

また、そのコリメータの選択条件の指定は、時間的要素
に関連付けて行われるものであり、ここで言う時間的要
素とは、上記の撮影フレーム数であり、また、撮影時間
そのものである。したがって、上述の例で、２フレーム
終了後を２０秒経過後というように変えて、外輪コリメ
ータＡ、内輪コリメータＢの選択指定条件を入力するよ
うにしてもよい。

また、上述例では２種類のコリメータを備えた構成とし
ているが、この数に限ることなく、３種類以上のコリメ
ータを備え、条件に応じて適宜交換することも可能であ
る。

また、上述例では、リング型５ＰＥＣＴ装置を例示した
が、放射線検出部として、被検体Ｍの周囲空間を回転走
査するガンマカメラを用いた５ＰＥＣＴ装置でも適用す
ることができる。この場合、使用されるコリメータはリ
ング状のものではなく、平面状のコリメータが使用され
るので、ガンマカメラにコリメータの格納部を取りつけ
、その格納部とガンマカメラの検出面位置とを往復動可
能に構成してやればよく、前記同様に、コリメータの選
択指定条件として、時間的要素に関連した撮影フレーム
数（ガンマカメラの回転数）または撮影時間を指定して
、コリメータの交換を行うことができる。

Ｇ９発明の効果以上の説明から明らかなように、この発明に係るシング
ルフォトンＥＣＴ方法およびその装置によれば、ＲＩの
集積度に応じて、種々のコリメータの選択条件を指定入
力すると、その条件に従って、測定中に自動的にコリメ
ータの交換が行われ、最適な感度（分解能〕での撮影が
行われるので、ダイナミック測定のように、ＲＩからの
放射線数が経時的に変化するＲＩ分布データの測定を行
う場合では、その放射線数に応じた感度（または分解能
）のコリメータで撮影を行うことができ、高画質の画像
を得ることができるため、正確な診断に寄与することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７閏は、この発明の一実施例に係り、第
１図は５ＰＥＣＴ装置の一部破断側面図、第２図はコリ
メータＡ、　　Ｂの正面図、第３図は第１図のＩｎ−Ｉ
［１矢視断面図、第４図はコリメータの移動機構および
制御部の説明図、第５図は装置の概略動作を示したフロ
ーチャート、第６図はＲＩの集積度と時間との関係を示
したグラフ、第７図はコリメータの設置例を示した側面
図である。２・・・放射線検出部　　　１８．１９・・・移動機構
２７・・・ＣＰ　Ｕ　　　　　　　２８・・・キーボー
ド２９・・・ＣＲＴ　　　　　　　Ａ・・・外輪コリメ
ータＢ・・・内輪コリメータ　　Ｍ・・・被検体特許出
願人　株式会社　島津製作所

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検体内に投与され、集積した放射性同位元素（
ＲＩ）からの放射線を被検体の全周囲方向にわたり、放
射線検出部で検出して被検体の断層像を得るシングルフ
ォトンＥＣＴ方法であって、ＲＩの集積度に応じて、そ
れに適した検出感度（または分解能）をもつ複数種類の
コリメータを時間的要素に関連付けて予め選択指定して
おき、前記選択指定された条件に合ったコリメータを前
記時間的要素ごとに放射線検出器の検出面側に自動的に
設置して、ＲＩ集積度の時間的変化を撮像していくシン
グルフォトンＥＣＴ方法。
（２）被検体内に投与され、集積した放射性同位元素（
ＲＩ）からの放射線を被検体の全周囲方向にわたり、放
射線検出部で検出して被検体の断層像を得るシングルフ
ォトンＥＣＴ装置であって、前記放射線の検出感度（ま
たは分解能）に応じた複数種類のコリメータを放射線検
出器の検出面に層状に複数個備えるとともに、個々のコ
リメータを前記検出面位置と、検出面外の退避位置とに
往復移動する移動機構、前記ＲＩの集積度に応じた前記
各種コリメータの選択条件を入力する入力手段と、前記
入力された選択条件に基づいてコリメータを選択し、そ
の選択されたコリメータを前記検出面位置に配置させる
とともに、それ以外のコリメータを前記退避位置に配置
させるように前記移動機構を制御する制御手段とを備え
たことを特徴とするシングルフォトンＥＣＴ装置。