JPS5835483A - Ｒｉ計算機断層撮影装置 - 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】 本発明はデータ処理装置を用いてＲＩ（ラジオ・アイソ
トープ；放射性同位元素）断層偉を再構成するＲＩ計算
機断層撮影装置に関するものである。

被検体（被検者）の断層面（横断面）に対し、種々の方
向からＸ＃を照射してその透過Ｘ線量を検出し、これを
デートとして該断層面の個々の位置におけるｘｌｓ吸収
率を電子計算機で解析すると共にそのＸ＠吸収率に応じ
た階調度で前記断層面の儂を画曹再構成するｘＩＩＩＣ
丁装置は被検体断層面の詳細マ健を得ることができ、診
断を飛躍的に向上させる画期的な装置である。

このＸ＠ＣＴ装置の出現によシ脳内の診断等に従来供さ
れていたシンチレーションカメラ等の装置はとのＸ１Ｉ
ＪＩＣを装置に道を蒙る結果となった。

しかし、シンチレーションカメラ等による核医学イメー
ジングはＸ＠ＣＴ装置に無い利点を備えている。

即ち、Ｘｌ１ＩＣＴ装置では組織のＸ＠吸収係数が形態
的データとして表示されるのに対し、核医学イメージン
グでは組織や臓器の生理的過程によ〉集積度が違うＲ１
等の放射性医薬品の投与によシ体内の組織や臓器等に集
積した該放射性医薬品の濃度分布が形態的のみならず生
理的データとして表示される。従って核医学イメージン
グの形態診断はＸ＃ＣＴ装置の分解能に比べればかなル
悪いが、生理的デートとの組み合わせた情報であるから
、それな、１大変有用な診断情報となる。

例えばシンチレーションカメラでは体内に分布するＲＩ
からの放出ｒ線を検出し、その検出位置との対応をもっ
てフィルム等に輝点として蓄積してシンチグラムを得る
が特定の臓器や悪性重傷に選択的に集積するＲ１を投与
することによってその診断対象である患部のみの情報を
得ることができる。

このような核医学イメージングのための装置を利用して
Ｘ＠ＣＴ装置のような断層像の画像再構成を試みる動き
があり、これがＲＩ計算機断層撮影装置（工２ツシ画ン
ＣＴ）として具体化されつつある。

例えばこの装置はｇｉ図に示す如く入射ｒＩＩの検出を
入射位置情報とともに検出できるアンガー型シンチレー
シ冒ン・カメラを用い、ＲＩを投与した被検者１の体軸
２を中心にその断層面（横断面）Ｋ沿ってこのシンチレ
ーション・カメラの検出器を移動させ、または検出器３
を固定し被検者１を回転させるなどして被検者の断層面
の種々の方向よ〕放射ｒ線の検出を行なってデータを収
集し、これをもとに計算機にょ）断層面内のＲ１分布を
解析して画像再構成を行なう。

即ち、従来ＯＢ！計算機断層撮影装置はシンチレーショ
ン・カメラによシ被検者１の断層面の各方向からのｒ線
検出データを得るのに際し、被検者の形状にかかわらず
常に回転中心２から同一の距離を保って円運動による検
出器３の走査を行なっていた。

ところが、筒２図に示せようにシンチレータｗｙ・カメ
ラの特性としてシンチレーション・カメラの検出器と被
検者体表面との距離によって解像度が大きく変わるため
、被検者の横断面が一般的には円でないことに起因して
投影方向（検出方向）！ＩＣよっては非常に解像度の悪
いｒ線検出データから断層像を再構成しなければならず
、良好再構成画像が得られない欠点があった。

距離が大きくなる忙つれ解像度の落石原因はシンチレー
ションカメラの検出器に装着するコリメータの能力にあ
る。

即ち、検出器は放射線を光に変換するシンチレータを板
状１ｃし、この板状のシンチレータの放射線入射面側に
散乱線を除去し、垂直に入射する放射線のみを通すため
のコリメータを設けている。このコリメータは鉛等の放
射減衰の大なる材料を用い、これを格子状或いは蜂の巣
状に形成したもので、コリメータに対し垂直方向よ）到
来する放射線のみを透過させるべく孔は径を小さく、長
さはできるだけ長く形成している。

とζろが、この径や長さＫは自ずと制限があるため、放
射線源の位置が遠くなればなる程、コリメータの各孔を
透過して来る放射組はその孔の垂線方向のものばかシで
はなく、それ以外の方向からのものも通す結果となる。

これは孔から覗く視野が遠方租広がる様子を考えると容
易に理解できる。

一方、コリメータを透過した放射線はシンチレータに入
り、その入射点で光に変換される。

そして、シンチレータの背面側に光を導くライトガイド
を介して二次元的に配設された橡数個の光電変換素子で
あるフォトマルチプライヤにそれぞれ導かれ、検出され
る。この各検出出力は各フォトマルチプライヤの位置に
応じた遅延時間をもって合成され、この合成出力よシシ
ンチレータの発光点の座標位置を計算することＫなる。

従ってコリメータの孔に対し斜め方向から入射した放射
１１１（ｒ線）によシシンチレータが光ってもその発光
点はその放射線の真の放出点を示していないからＲＩの
分布偉の解像度を低下させることになる。

従って検出器の被検体の体表面からの距離が大きくなる
と検出データの質が悪くなシ、良好な再構成画像が得ら
れないことになる。

発明者はこの点に鑑み、すでに超音波やレーデ光等を利
用し被検者と検出器との間の距離を計測する距離計測手
段を用いて検出器が被検者体表面よシ常に一定の距離を
保つようにして常に良好な解像度が得られるようにした
装置を提案した。

しかし、この方式は超音波やレーデを測距手段として用
いているため精度は高いものの装置が高価となる欠点が
ある。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、高価な測距
手段を用いず、臨床の場では容易にλ手できるＲＩを微
小量用いて線状の距離測定用線源を形成し、これを被検
体の検査対象部位近傍に巻装させ、シンチレーションカ
メラの検出器にて被検体内からのｒ線とともに検出し、
得られた検出出力のうち距離測定用線源の検出データを
解析することＫよって半値幅よシ距離を求め、この求め
た距離に応じて検出器の被検体に対する距離を制御する
ようにすることによシ解偉度の良い検出データが得られ
従って良好な再構成画像の得られるＲＩ計算機断層撮影
装置を提供することを目的とする。

以下、本発明の一実施例について第３図〜第５図を参照
して説明する。

第３図はエミッションＣＴＫおけるシンチレーション・
カメラの検出器視野の使い方を説明するための図であっ
て、アンガー型シンチレーション・カメラの検出器の有
効視野３１のうち、中央付近の領域Ｓ２を画像再構成に
用いるデータ収集領域とし、収集したｒ＃検出データの
座標位置よシ所望の断層面の亀のに該当するデータを抽
出し、該断層面の画像再構成を行なう。

周知のようにアンガー型シンチレーション・カメラの検
出器はコリメータの背面（ＭＩＬＫ放射線入射を受ける
とその入射放射線エネルイに応じた光を発光スるシンチ
レータを設け、このシンチレータの背面側に光導出用の
ライトガイドを設けると共にその背面に更に光電変換を
行なう複数のホトマルチシライヤを二次元的に配列した
本ので、シンチレータのある一点に放射線が入射すると
、その位置忙放射線エネルｆＫ応じた輝度で輝点が生ず
る。これをライトガイドで各ホトマルチシライヤに導く
と、各ホトマルチプライヤにはシンチレータの発光点位
置までの距離に応じて減衰された光が入射され、その光
量に応じた電気信号を得ることができる。これら各電気
信号を各々のホトマルチプライヤ位置に応じた遅延量を
与えて！軸、ｙ軸各々別々に導き、！軸、ｙ細別に合成
すると放射線のエネルゼ情報とともにＸａ７座標位置情
報を含む電気信号として検出できる。このようにして検
出された検出器の出力から、検出器の放射線入射位置座
標を位置計算回路によシ計算し、入射位置座標を求める
。また、波高分析器にょル検出器出方を波高分析して投
与したＲ１の放射ｒ線エネルギ範囲のもののみを抽出し
、この抽出されたものの位置情報をｒ線検出データとし
て収集してゆく。

第４図は本発明の具体例であって、本発明においては被
検者１０体の周囲にＲＩを用いた線状或いは帯状等の距
離−測定用線源４１を巻き付けた状態でシンチレーショ
ン・カメラの検出器３を被検者１の周囲に回転走査させ
る構成とする。

ここで、シンチレーション・カメラの検出器３は位置計
算回路や波高分析器なども備えているものとして説明す
る。

４２はシンチレーション・カメラの検出器３を被検者１
０体軸２を中心にその周囲に沿って回転走査させ、また
、シンチレーション・カメラの検出器３と被検者１との
距離を直線移動によって変えることのできるようにした
カメラ駆動機構、４３はこの駆動機構４２の制御を行な
う駆動回路、４４はシンチレーション・カメラの検出器
ｊＫて検出され位置計算されて得たγ線検出出力の位置
情報を受は渡すデータ収集回路、４６はこのデータ収集
回路４４を介して与えられた位置情報に対応するメモ９
１′Ｃｒ線検出記録を行ない、シンチグラム（二次元の
ＲＩ分布像）の如き像をメモリ上に形成すると共にその
画像の情報から検出器Ｓと被検者体表面との間の距離を
算出し、また、この算出した距離情報に基づいて検出器
３が被検者体表面よシ一定の距離を保りペ〈駆動回路４
ＪｉＣ制御出力を与えるデータ処理装置である。

前記距離測定用線源４１は被検者１に不必要な被曝を与
えることを避けるため、鉛等で作られた例えば断面Ｕ字
状のベルトの溝内にＲＩ線源を納め、シンチレーション
・カメラの検出器３の方向にのみ、ｒ＠を放射させる構
造とする。

距離測定用線源４１を巻き付ける位置は検出器Ｓの有効
視野３１の端に近く、再構成画像を得るために妨げＫな
らない位置とし、おおよその位置は常に一定とし、デー
タ処理装置４５に記憶させておく、これＫよシ、データ
処理装置４５は検出器３より得られたデータから距離測
定用線源４１の像を容易に識別できるようにしている。

このような構成の本装置は検出器Ｓによル被検者１から
放射されるｒ＃を検出する。そして、この検出出力よシ
位置計算等を行ない、これらのうち位置情報をデータ収
集回路４４に与える。

するとデータ収集回路４４はこの位置情報をデータ処理
装置４５に与え、データ処理装置４５はこの位置情報に
対応するメモリ上にｒ線検出記録を行なう。このメモリ
上の記録内容は第５図の如きである。

即ち、図中６１は−フレーム分の記録領域であシ、５２
は検出器３の有効視野、５３は距離測定用線源４Ｊの情
報である。記録は例えばメモリの一フレーム分の記録領
域６１上１ｆＣｒ　＃検出がある毎にその位置情報の示
す座標位置に対応させて検出回数等の形で記録する。従
ってメモリ上にはシンチグラムの如き画像の形で像が形
成される。距離測定用線源４１はその幅が予めわかって
おり、また第２図に示したようにシンチレーション・カ
メラの検出器３と距離測定用線源４１との距離が遠くな
れば解像度が低下し；距離測定用線源４１の像の半値幅
が増すからデータ処理装置４５を用いて距離測定用線源
４１の像を識別しその半値幅を計算する仁とによシ検出
器３と距離測定用線源４１との距離を測定することがで
きる。

即ち、メモリ上の距離測定用線源４１（Ｄ＠の位置はは
埋一定の位置に来るよう検出器３に対する距離測定用線
源４１装着の位置関係が設定されておシ、また距離測定
用線源４１の偉もメモリ上では検出頻度で記録されるの
で、検出頻度の上限、下限の値を設定し、その上、下限
を示す位置の中間（半値）の存在する位置間の幅を像の
データから調べると共に予め距離と半値幅との関係を測
定したデータと比較することにより検出器３と被検者体
表面との間の距離を知ることができる。

このようにして距離を求めるとデータ処理装置４５は次
にこの距離と予め設定された保つべき最適距離とを比較
し、その差が小さくなるような制御値を駆動回路４Ｓに
与える。これによシ駆動回路４３は入力された制御値に
対応する制御出力を駆動機構４２に与え、駆動機構４２
は動作して検出器３が被検者体表面に対し、前記設定さ
れた最適距離に保つよう移動操作させる。従って、検出
器３は解像度の保てる位置に置かれることになる。

このよう圧して検出器３の被検者体表面からの距離を最
適値に保ちつつ、被検者の周囲を回転走査させ、ｒ線検
出データの収集を行なうことによって解像度の良い再構
成画像を得ることができる。

以上詳述したように本発明は入射放射線の検出を入射位
置情報とともに検出できる検出器を用い、この検出器に
よシラジオアイソトープを投与した被検体の撮影対象部
位をその周囲よシ多方向から泗定し、得たデータを計算
機によシ解析して前記撮影対象部位断面の画像再構成を
行表う装置において、制御値に応じ前記検出器を前記被
検体に対し進退操作させる駆動機構と、前記検出器の視
野内断定位置に対応させて前記被検体の周囲に装着され
、放射線を放出する距離測定用線温と、前記検出器によ
シ検出された放射線の入射位置情報を収集すると共にこ
の収集情報よシ前記距離測定用線源の分布情報を得、予
め測定して得た前記検出器に対する距離別の分布情報と
比較して検出器の被検体に対する距離を求めると共にこ
の求めた距離に応じて前記検出器と被検体との距離が所
定値となる制御値を得るデータ処理装置とよシ構成し、
被検体外周に距離測定用線源を巻き、距離測定用線源の
検出情報を収集してこの線源の検出情報中における分布
を知シ、予め測定した距離測定用線源の検出器に対する
距離毎の検出情報との対比によシ骸距離を知り、これよ
シ検出器が距離測定用線源に対し所定の距離となるよう
に制御するようにしたので、簡単な構成で測距するとと
ができ、検出器は常に被検体よシ一定の最適距離に保た
れるから、検出器は良好な解像度で放射線検出を行なう
ことができ、従って、良好な画質の再構成画像を得るこ
とができるなど優れた特徴を有するＲ１計算機断層撮影
装置を提供することができる。

尚、本発明は上記し、且つ図面に示す実施例に限定する
ことなくその要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実
施し得ることは勿論であ択例えば被検者に投与するＲＩ
と距離測定用線源のＲＩとの種類を変えて各々のエネル
イ°ピーク値をずらし、データ処理装置４５からの制御
によって波高分析器のエネルギ範囲を切替える構成とす
れば更に距離測定用線源が被検者に投与したＲＩＫ及ぼ
す影響を低減できる。また、距離測定用線源の核種とし
て低エネルギ、長半減期のもの（例えば”’Ａｍ；エネ
ルギ６０ｋｅＶ。

半減期４５８日）を用いれば生体に対する放射線の影響
を小さくでき、放射線防護屯容易となる他、更に同一線
源を長期間にわたシ使用できる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は工きツションＣＴの概要を説明するための図、
第２図は被検者と検出器との距離に対する解像度の関係
を示す図、第３図はエミッションＣＴにおける画倫再構
成に用いる検出器の有効視野の領斌を示す図、第４図は
本発明の一実施例を示すプ四ツク図、第５図はデータ処
理装置における収集データの状況を説明するための図で
ある。 １・・・被検者、３−検出器、４１−・距離測定用線源
、４２−・・駆動機構、４３−・駆動回路、４５・・・
データ処理装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）入射放射線の検出を入射位置情報とともに検出で
   きる検出器を用い、この検出器によシラジオアイソトー
   プを投与した被検体の撮影対象部位をその周囲よシ多方
   向からＩＩＩ定し、得たデータを計算機によシ解析して
   前記撮影対象部位断面の画倫再構成を行表う装置忙おい
   て、制御値に応じ前記検出器を前記被検体に対し進退操
   作させる駆動機構と、前記検出器の視野内断定位置に対
   応させて前記被検体の周囲に装着され、放射線を放出す
   る距離測定用線源と、前記検出器によシ検出され丸飲射
   線の入射位置情報を収集すると共にこの収集情報よシ距
   離測定用紳源の分布情報を得、予め測定して得た前記検
   出器に対する距離別の分布情報と比較して検出器の被検
   体に対する距離を求めると共にこの求めた距離和名じて
   前記検出器と被検体との距離が所定値となる制御値を得
   るデータ処理装置とを具備し、前記検出器が前記被検体
   に対し常に一定の距離を保持されるようＫしたことを特
   徴とするＲ１計算機断層撮影装置。
2. （２）前記距離測定用線源は線状のものを用いることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＲ１計算機断層
   撮影装置。
3. （３）前記距離測定用線源は放射線不透過の断面略Ｕ字
   状のベルト内に装着し被検体に対する被曝を防止する構
   造としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ＲＩ計算機断層撮影装置。
4. （４）前記距離測定用線源は低エネルギで長半減期のも
   のを用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のＲＩ計算機断層撮影装置。