JPS6145792B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は核医学に関する。さらに詳しくいう
と、本発明は、放射性核種で付印された物質を投
与された患者の脳のごとき人体の機関の放射能の
高感度定量および空間的位置決めをきわめて効率
的に可能にする作像装置（イメージヤ）に関す
る。 核医学の分野においては、作像の重要性が確認
されており、そしてこの問題は種々研究されて来
た。例えば、エデワード・エム・スミス、テネシ
ー州、マリビルの「医学的作像における核医学の
役割の論文（1976年核医学継続教育学会、東南分
会）、「物理学および機械工学」1977年７月／８月
号Vo1.、No.１、19〜53頁のトーマス・エ
フ・ブデインジヤーおよびエフ・ダビツド・ロロ
の「心臓血管疾患における進歩」なる論文、トー
マス・エフ・ブデインジヤ、ステイーブン・イ
ー・デレンツオ、グラント・テイー・グルベル
ク、ウイリアム・エル・グリーンベルク、および
ロナルド・エツチ・ヒユーズマンの「単一光子お
よび陽電子対消滅光子放出装置によるコンピユー
タを使用した放射線断層写真術」なる論文（ジヤ
ーナル・オブ・コンピユータ・アシステツド・ト
モグラフイ、Vo1.、No.１、1977年発行）を参
照。また、ダビツト・イー・クールおよびロイ・
キユー・エドワーヅの米国特許第3970853号の
「横断面放射性核種走査装置」なる特許には、放
射性核種を施した患者の脳の生体内横断面を得る
ための走査装置が記載されている。クール等の走
査装置は、オフセツトして配置された放射線検出
器の回転画像枠体内に緩く焦点調節されたコリメ
ータを配置したものを利用する。クール等の装置
においては、「太い感度線束」が利用され、そし
てこの装置は、作像技術に相当に寄与するが、所
望される最適の高い空間解像度および感度が得ら
れない。空間解像度を改善するめに「細い感度線
束」を利用する他の技術は、何が核医学の必要課
題であるかを考慮することにより一層阻害され
る。すなわち、核医学にあつては、患質が動かな
いでいられる短かい期間中例えばガンマ線光子の
ごとき患者から放出される放射線の最大量を集め
ることが必要課題である。 多くの「細い放射線束」を同時に記録するため
ガンマカメラおよび「平行孔」コリメータを使用
する他の技術も、同様の困難性があつた。 それゆえ、本発明の目的は、核医学に使用する
横断面作像装置であつて、人体機関の横断面から
放射される放射線を容易に集め、かつ横断面にお
ける人体機関の放射能の迅速な高感度定量および
空間的位置決めを可能とする作像装置を提供する
ことである。 本発明の特定の目的は、この種の作像装置にお
いて、コリメータを具備する複数の検出器組立体
を協働的かつ確実に移動させるための機械的走査
装置を提供することである。 本発明のさらに特定の目的は、この種の走査装
置において、 基板６０に設けられ、軸線に対して同心的な円
に関して接線方向にかつ対称的に配置された複数
の案内スロツト９０と、 基板６０に設けられ、該接線方向案内スロツト
９０の１つに平行でかつ前記軸線から遠隔的に離
間された案内スロツト２４５と、 前記基板６０の一側に前記軸線に関して枢着さ
れ、等角度間隔で配置され各前記案内スロツト９
０の１つと部分的に重なる複数のスロツト３０１
〜３１２を有する回転円板２６０と、 前記スロツト３０１〜３１２の１つに整列さ
れ、前記案内スロツト２４５と部分的に重なり、
カムホロワ２４０を介して該案内スロツト２４５
と結合されるみぞ付アーム２５０と、 前記基板６０上に前記回転円板２６０と反対側
に取り付けられ、等角度離間されて半径方向に整
列された交互の案内手段６５，８５であつて、そ
の１つ置きの案内手段６５が前記接線方向案内ス
ロツト９０から半径方向内向きに配置され、他の
１つ置きの案内手段８５が前記接線方向案内スロ
ツト９０から半径方向外向きに配置された複数の
案内手段６５，８５と、 該案内手段６５，８５に対して直交方向にかつ
該案内手段６５，８５上に摺動可能に配置された
複数のトラツク部材５８，７８と、 前記検出器組立体〜XIIに１つずつ前記トラツ
ク部材５８，７８上に装着されたキヤリツジ５
４，７４であつて、その第１のキヤリツジ５４が
半径方向内向きの案内手段６５上に取り付けられ
ていて該案内手段に平行にかつ対応する接線方向
案内スロツト９０と一部重なるように配置された
外向きに延びるみぞ付き部材９２を有し、第２の
キヤリツジ７４が半径方向内向きの案内手段８５
上に取り付けられていて対応する接線方向案内ス
ロツト９０と一部重なるように配置された内向き
に延びるみぞ付き部材９４を有している複数のキ
ヤリツジ５４，７４と、 前記各接線方向案内スロツト９０に摺動可能に
取り付けられ、一端部においてキヤリツジ５４，
７４のみぞ付き部材９２，９４と係合し、他端部
において回転円板２６０のスロツト３０１〜３１
２と係合する駆動ブロツク９１，９６、ならびに
前記案内スロツト２４５に摺動可能に取り付けら
れ、カムホロワ２４０を介してみぞ付きアーム２
５０に結合されている主駆動ブロツク２２０と、 前記主駆動ブロツク２２０に結合され、該主駆
動ブロツク２２０に前記案内スロツト２４５内に
おいて予定された距離だけ移動させて、前記回転
円板２６０を回転し、前記キヤリツジに予定され
た接線方向移動を付与する第１の駆動手段２００
と、 前記接線方向案内スロツト９０および前記トラ
ツク部材５８，７８から半径方向において内方に
配置され、互に隣接係合して反対方向に回転さ
れ、それぞれ外部ねじを有する駆動シヤフト１１
２，１２０により半径方向において隣接するトラ
ツク部材５８，７８に係合され、前記トラツク部
材５８，７８に交互の内向きおよび外向きの半径
方向運動を付与する複数の傘歯車１００，１１０
と、 前記駆動シヤフト１１２の１つにのみ結合さ
れ、前記傘歯車１１０を駆動する第２の駆動手段
１１８と を備える走査装置を提供することである。 本発明のこれらおよびその他の目的は、以下の
説明から一層明らかとなろう。 第１図を参照すると、寝台を昇降し、かつ該台
の頭台３を４で指示されるガントリの開口５中に
出入れするための制御装置（図示せず）を具備す
る患者の寝台が１で指示されている。ガントリ４
内には、追つて詳述するように、高度に焦点調節
されたコリメータを有する複数の走査検出器が独
特にして新規な態様で配置されている。コリメー
タからは、電気信号が発生され、そして該電気信
号は、例えば汎用コンピユータにより容易に処理
され、コンソル９に、放射性核種を施した患者の
脳の横断面の表示を生ぜしめる。しかして、該表
示は、高感度の定量および高い空間的解像度を示
す。患者の寝台１はガントリ４の開口５中に出入
りするように移動でき、複数の横断面の走査を可
能にする。 第２図を参照すると、この図は、ガントリ４内
における走査検出器の配置が８で示されている。
第２図の〜XIIで指示される各検出器は、第３図
および第３ａ図に詳細に例示される形式よりな
り、そしてこの図には、高度に焦点調節された鉛
コリメータ３０、シンチレーシヨンクリスタル３
２、光パイプ３４および光電子増倍管３６が示さ
れている。この配置は、１２の検出器が使用され
るとき図面に示される寸法を有するのが適当であ
り、矩形断面のテーパ孔の22×26の配列を含む含
アンチモン鉛合金より成るコリメータを含むのが
適当である。これらの孔は、普通シンチレーシヨ
ンクリスタル３２と衝合するコリメータの正面で
0.320インチ×0.160インチであり、反対の面でそ
の寸法の約60％である。すべての孔は、軸線がコ
リメータから６インチ離れた焦点６で交叉するよ
うに収れんする。孔を分離する隔壁は、クリスタ
ル面で約0.010インチ厚である。点放射線源に対
して半分の振幅を与える２点間の全幅として定義
されるコリメータ３０の代表的設計の解像度は、
横断面の平面で0.3インチ、スライズに垂直に0.5
インチ（スライス厚さ）である。 シンチレーシヨンクリスタル３２は、普通、矩
形のアルミニウム箱内に取り付けられ、柴外線透
過ガラスの窓の下に密封されたタリウム活性化ヨ
ー化ナトリウムクリスタルを含む。アルミニウム
ハウジングの底壁は、入射ガンマ線の吸収および
散乱を最小にするため薄く、好ましくは0.02イン
チ以下である。 本発明の非常に重要な特徴は、使用されるコリ
メータが単一の焦点で高度に焦点調節されること
である。すなわち、コリメータ内のすべての孔が
上記焦点で収れんして、コリメータが、放射線の
収集のため約0.05〜１ステラジアン好ましくは約
0.4ステラジアンの大きな立体角を含むようにな
されている。12台の焦点調節コリメータが使用さ
れる第２図に略示される形態において、角度
「Ａ」は約、そしてできるだけ30゜（360÷12）に
近く、例えば約24゜であり、第２ｂ図および第３
ａ図に示される角度「Ｂ」は約38.5゜である。12
台以外の数、例えば４台、８台、10台のコリメー
タが使用される場合、角度「Ａ」の設計は、コリ
メータの数で360゜を割つて得られる角度±６゜
である。本発明において、コリメータの焦点長
（６インチ）は、走査される患者の体部分を囲む
走査フイールドの直径の1/2より若干大きい。 本発明においては、コリメータの好ましい台数
は、例えば約２分／スライスの短かい期間に高い
感度および解像度を得るように12である。コリメ
ータの数の好ましい範囲は、６〜24の偶数であ
る。偶数のコリメータが好ましい。何故ならば、
各コリメータが機関の横断面の半分を走査するよ
うにコリメータを対で配置でき、それにより減衰
および散乱の影響を最小にできるからである。コ
リメータの数が奇数の場合、各コリメータが機関
の全横断面を走査するのがよい。 再度第２図を参照すると、検出器―XIIは、横
断面「Ｚ」の焦点走査を行なうように、追つて詳
しく説明されるようにガントリ４に機械的に装
着、結合される。しかして、横断面「Ｚ」は、患
者の頭―つま先軸線に垂直であり、第２ａ図に略
示されている。例示的距離を示す第２図を参照す
ると、検出器―XIIの位置は、焦点走査の始点
（または終点）を表わすものと考えることができ
る。交互の１対の相対する検出器―，―
，―は、「入り」位置と呼ばれる位置で示
されている。他の１対の相対する検出器―，
―および―XIIは、「出」位置と呼ばれる位
置で示されている。走査の開始時において、各検
出器―XIIは、走査フイールドＺに対して接線方
向の直線に沿つて同じ回転方向に移動する（患者
の「頭―つま先軸線Ｙ」の回りに時計または反時
計方向角度回転）。しかして各検出器の接線方向
移動量は同じ、すなわち全直径であり走査フイー
ルドの２つの隣接する象限を横切る。各接線移動
の完了時に、「入り」検出器，，，，
およびXIは、接線移動方向に垂直に予定された増
分だけ軸線Ｙから遠ざかる方向に移動し、「出」
検出器，等は、同じ増分だけ軸Ｙに向つて移
動し、そして全検出器の接線方向移動の方向は逆
転される。検出器のこの調整された移動は、各検
出器の焦点が、走査フイールドの少なくとも半
分、好ましくは後述のごとく1/2以上を走査する
まで繰り返えされる。そしてこの時点で走査は完
了され、最初入り位置にある検出器は出位置に
来、そして逆のものは逆となる。各検出器の焦点
により走査される領域は、ある角度分だけ他の検
出器の焦点走査と重なることに留意されたい。12
台の検出器の場合、隣接する検出器間には30゜の
重なりがあり、走査フイールド内の各走査点は、
後述のごとく少なくとも６台の検出器の焦点によ
り走査される。 次の説明に移ると、第４図は、較正のためそれ
ぞれ途中位置にある検出器―XIIを略示してい
る。第１０ｅ図は、第９図の好ましい配置の検出
器の途中位置を正確に示している。第４図に示さ
れる1/2位置において、全検出器―XIIは、軸線
Ｙから同じ距離にあり、検出器について詳しく
例示されるように、焦点EP₁が走査フイールドの
中途である。走査が完了されるとき、検出器は、
前述の接線方向および増分運動を経て、位置′
へとの外方へと移動し、こゝで検出器に対する
焦点走査は完了される。同時に、同じ相対運動
が、検出器，，，およびXIについても行
なわれる。偶数番号に付した検出器の相対運動は
検出器によつて表わされる。走査が完了される
と、検出器は内方に位置′へと移動し、そし
てこゝで検出器に対する焦点走査は完了され
る。第４ａ図は、６台の「外向き」移動検出器
，等の各々が行なう焦点走査を略示するもの
である。図示される走査は、それぞれの検出器に
ついて、指示されるそれぞれの放射方向角度、す
なわちα、α……αXIに沿つて行なわれる。
第４ｂ図には、６台の「内向き」移動検出器…
…XIIについて同様の提示がなされている。第５図
に代表的に例示されるように、横断面Ｚの任意の
点が、全検出器の少なくとも半分、現在考慮され
ている具体例においては少なくとも６台により焦
点走査される。オーバーラツプのため、中央領域
は、12台の検出器で走査される。本発明の好まし
い具体例において全部で12台の検出器により提供
されるこのオーバーラツプは、検出器の便利な等
価および標準化を可能ならしめる。第５図は、
「外向き」移動検出器例えばに対する焦点走査
を示しており、12線走査の場合の、走査線長
（8.315インチ）間隔3/8インチ、解像要素（128／
線）等の代表的寸法を示している。第５図に示さ
れるように、例示の点「Ｒ」は、６台の検出器
，，，，およびにより「焦点走査さ
れる。第５ａ図は第５図に基づくものであり、６
台の検出器により走査される走査フイールドにお
ける２つの任意に選ばれた点を走査する検出器を
示す。第５ｂ図も第５図に基づくものであるが、
この図は、12台に及ぶ検出器による走査が行なわ
れる走査の中央領域を示す。第５ｂ図の数字は、
指示された領域を走査する検出器の数を示してい
る。走査フイールドの任意の点に対する同じ形式
の情報は、検出器の位置に関してこの形式の網目
から機械的ないし規則的に決定できる。 上述のごとき横断焦点走査の行程中、各検出器
はコリメータの包含角内に現われる放出される放
射線例えばガンマホトンを連続的に受け取り、そ
してこの放射線は、各検出器の関連せるシンチレ
ーシヨンクリスタルおよび光電子増倍管により計
数値に変換される。それぞれの光電子増倍管によ
り提供される電気信号は、従来の方式で増幅さ
れ、パルス振幅弁別技術により検出された、走査
フイールド内の空間配向に関して、計数値および
検出器位置に対応するデイジタル数字の形式で識
別され、萬能型コンピユータのメモリに転送され
る。このようにして提供された蓄積された情報
は、本発明による高度に焦点調整されたコリメー
タの使用のため、容易に再構成され、焦点走査さ
れた横断面の放射能の高感度の定量および空間的
位置決めを可能にする。これは、焦点調節コリメ
ータが本質的に各点からの計数値を総合し、出入
りおよび接線方向の焦点走査により、コリメータ
の組合せで、横断面走査において各点の回りの実
質的に360゜をカバー（集計）するからである。
このようにして収集された計数値は、主としてコ
リメータの焦点から発する計数値であるが、焦点
からずれた点から発する若干の計数値も包含す
る。これらの所望しない計数値は、例えば1974年
６月発行「IEEEトランザクシヨン・オン・ニユ
クリヤ・サイエンス」のエル・エー・シエツプ、
ビー・エフ・ローガンの「頭部断面のフーリエ再
構成」なる論文に記載されるように、周波数空間
におけるランプ（ramp）のフーリエ変換を採用
するがごとき比較的簡単なアルゴリズムにより、
記憶された情報をフイルタ関数Ｈ（γ）γ^-k（ｋ
＞１）で分離デコンボリユーシヨンすることによ
り除去できる。得られた再構成データは、定量さ
れた空間的に配向された放射能を示すように表示
に利用できる。不所望の計数値を除去するため他
の周知の技術も使用できる。 この目的のために高度に焦点を調節されたコリ
メータを使用するという概念は、ラドンの等式
が、大きな角度について総計（収集）された計数
値を使用して再構成が可能であることを示す形式
で表わしうるという認識に基づくものである。 第６図を参照して、ラドンの式は、

【表】 原点において点を再構成すると、 Ｑ（Ｏ）＝−１／２π^２∫〓_０dA∫^∞ _−∞ｄＦ（Ｐ，Ａ
）／Ｐ dA＝△Ａ、Am＝ｍ△Ａ Ｍ＝投影の数（π／△Ａ） dP＝Ｄ、 Ｐ＝nDとする。 差によりdAを置き代えると、

【式】全角にわたるＦ （ ）の平均 そしてｎＤ＋（ｎ＋１）Ｄ／２＝Ｄ／２（2n＋１）で
あるから 上の最終の式（Ｏ）において、（nD）
は、コリメータおよび関連する検出器により直接
測定される。 第７図および前述の説明において、各検出器
―XIIの各焦点走査線は、128の個々の解像要素に
均一に分割され、そして走査フイールドにおける
その位置は、後述のガントリ走査駆動装置の機構
から普通の手法で導かれる。検出器が一走査線の
解像要素を通過し、これら解像要素を一様にサン
プルするとき、アキユームレータ８１０は、検出
器が各解像要素中を移動する時間の間検出器光電
子倍増管からの計数値を累積する。例えば、150
ミリ秒の代表的な解像要素通過時間の間、アキユ
ムレータは、4.8μ秒の間隔の間検出器光電子倍
増管により発生される計数値を受け入れる。しか
して、この計数パルスは、関連する検出器と組み
合わされたパルス幅弁別回路により設定される容
認しうるパルス振幅を有する。ある解像要素に対
する計数値がアキユムレータ８１０により受信さ
れると、このデータは、空間位置に対応するアド
レスに記憶のため萬能型コンピユータ８４０に転
送される。すなわち、格子が設定され、そして格
子の各解像要素に対して、収集された計数値の定
量を表わす対応する計数データが記憶される。 記憶されたデータは、好ましくは上述のアルゴ
リズムにより処理され、第８図に例示されるごと
き表示のためのデータを提供する。 検出器当り12本の走査線を含み１走査線当り
128本の解像要素をもつ本発明の好ましい具体例
において、検出器当り12本の走査線、単位走査線
当り128の解像要素を含む全検出器からのシンチ
レーシヨン計数データは、隣接するメモリ位置に
記憶される。しかして、各１対の相対する検出器
に対する走査線データは、後述のように、対向す
る検出器が同じ方向に移動することが明らかにす
るように隣接するメモリ位置に記憶される。これ
は、相対する検出器の反対の移動を補償する。各
走査線は、前述のごとく記憶された情報を分離す
るプログラム制御コンピユータにより処理され
る。各対向する検出器は12本の線を走査するが、
これらのうちの２本は前述のようにオーバーラツ
プするから、各検出器対に対して１つの合併され
た22×128の配列が発生される。合併された配列
は、次いで、各配列の30゜の角度配向を考慮に入
れて１つの128×128の配列に集計される。結果は
記憶され、画像を表示するのに利用される。 第９ａ〜９ｅ図を参照すると、これらの図は、
第１０ａ〜１０ｅ図とともに、上述の360゜焦点
走査を行なう新規に対して好ましい手段を示して
いる。第９ａ図は、ガントリ４を示す組立図であ
り、このガントリ４に、好ましくは3/4インチの
アルミニウムリブ付き鋳造物より成る垂直主板６
０が取り付けられている。主板の後側には、第１
０ｃ図に一層明瞭に示されるスロツト付きアーム
２５０を有する円板２６０が回転自在に取り付け
られている。しかして、該スロツト付きアーム２
５０は、第９ａ図に一層明瞭に示されているよう
に、駆動ブロツク２２０の移動にしたがつて接線
方向スロツト２４５中を移動するカムホロワ２４
０と係合する。接線方向スロツト２４５の直下に
は、これよりも短かい接線方向スロツト９０があ
り、そして同じ接線方向スロツト９０が、30゜の
間隔で同じ半径上に位置づけられている。５９で
指示される交互の組立体が、隣接するスロツト９
０から半径方向において内向きに配置されてお
り、７９で指示される交互のトラツキング組立体
が隣接するスロツト９０から半径方向において外
方に配置されている。第１０ｄ図に見られるよう
に、みぞ形支持体５０がトラツキング組立体５９
に固定的に係合されており、検出器組立体、
、、、およびXIを支持している。しかし
て、該組立体は５２で適所に保持される。みぞ型
支持体７０がトラツキング組立体７９に固定的に
係合され、検出器組立体、、、、およ
びXIIを支持している。しかして該組立体は７２で
適所に保持されている。動作に際して、第１ステ
ツプモータ２００が、結合されたスクリユ２１０
および円板２６０のアーム２５０を介して、トラ
ツキング組立体５９，７９を走査線に等しい距離
だけ同じ接線方向（時計方向または反時計方向）
に駆動する（第１０ｃ図）。走査線の完了時に、
板６０の背面に装着されたステツプモータ１１８
が、ベルト駆動装置１１９および結合されたスク
リユ１１２を介して、単一のトラツキング組立体
７９（第９ａ図においてこれは検出器に対する
トラツキング組立体）を接線スロツト９０に対し
て横断方向に走査線間の所望される距離に対応す
る距離だけ移動する。増分移動が内向きのとき、
検出器に対する傘歯車１１０が係合される反対
に回転しうる傘歯車１００を駆動して、係合され
るトラツキング組立体５９を外方に同じ増分移動
量移動させる。かくして、交互の検出器が「入
り」方向に走査し、他方隣接する検出器が「出」
方向に走査し、そして逆の場合は逆となる。第９
ａ図を参照すると、この図は走査手段の組立図を
示しており、例示される12台の―XIIの番号を付
した検出器は、前述のごとく、第４図の中途較正
位置で示されている。検出器―XIIはコリメータ
３０を有し、そしてこの角度「Ａ」は、隣接する
シンチレーシヨンクリスタル３２間に最少の間隙
を提供するため、360゜×12＝30゜にできるだけ
近く例えば約24゜である。シンチレーシヨンクリ
スタル３２は、第９ａ図においては、最適の密接
嵌合を可能にするため、３３で若干傾斜されて示
されている。 関連せるコリメータ３０、シンチレーシヨンク
リスタル３２、光パイプ３４および光電子倍増管
２６を備える交互の検出器，，……XIは、
前述のごとくみぞ型支持体５０に５２で取り付け
られる。支持体５０は、第９ｂ図に５６で示され
るようにキヤリジ５４に固定される。キヤリジ５
４は、第９ｄ図に例示されるトラツキング組立体
５９の一部である。しかして、該トラツキング組
立体は第９ｂ図および第９ｄ図に示されるマウン
ト６１に固定されたレール５８（トラツク部材）
を含む。しかして、キヤリジ５４は、後述の走査
動作中このレールに沿つて移動する。レール６５
（案内手段）が、支持体６７により主板６０に固
定されており、そしてこのレール６５は、隣接す
るスロツト９０に対して垂直に整列され、中央で
それと整列されている。 関連せるコリメータ３０、シンチレーシヨンク
リスタル３２、光パイプ３４および光電子倍増管
３６を備える他の交互の検出器，，XIIは、前
述のようにみぞ形支持体７０上に７２で取り付け
られている。支持体７０は、第９ｃ図に５７で示
されるごとくキヤリジ７４に固定される。キヤリ
ジ７４は、第９ｅ図に例示されるトラツキング組
立体７９の一部である。しかして、該トラツキン
グ組立体７９は、第９ｃおよび９ｅ図に図示され
るマウント８１に固定されたレール７８を含み、
後述の走査動作中、キヤリジ７４はこのレール７
８（トラツク部材）に沿つて移動する。マウント
８１は、後述のごとき走査動作中接線方向スロツ
ト９０に直角方向のレール８５（案内手段）に沿
つて移動するスライド８３に固定される。レール
８５は隣接するスロツト９０に垂直に配置され、
中央でそれと整列される。レール８５および６５
は、スロツト９０から等しい距離にあるマウント
上に位置づけられる。以上記載のごときトラツキ
ング組立体５９および７９は、同一であるが、交
互に、主板６０の隣接する接線方向スロツト９０
の両側に位置づけられる。トラツキング組立体５
９は、キヤリツジ５４に連結された外向きに延在
するみぞ付きブラケツト９２を有し、そして該ブ
ラケツト９２は、ブロツク９１上において関連す
るスロツト９０内を移動するカムホロワ９３と係
合する。 トラツキング組立体７９は、キヤリジ７４に結
合された内向きに延在するみぞ付きブラケツト９
４を有し、そして該ブラケツトは、関連せるスロ
ツト９０内を移動するブロツク９６上のカムホロ
ワ９５と係合する。上に言及され後でより詳しく
説明されるようにカムホロワ９３及び９５の作用
によるみぞ付きブラケツト９２及び９４の動作
は、検出器―の接線方向の走査運動を生ず
る。検出器―XIIの交互の「入り」及び「出」走
査運動は、上に言及され後でより詳しく説明され
るように傘歯車１００から導かれる。しかして該
傘歯車はトラツキング組立体５９及び反対方向に
回転する傘歯車１１０と係合され、そして該歯車
１１０は、第９ｆ図に見られるようにトラツキン
グ組立体７９と係合される。第９ｆ図を参照する
と検出器に対するトラツキング組立体７９が、
結合されたスクリユ１１２及びギアベルト配置１
１４及び傘歯車軸１１６により傘歯車１１０に結
合されて示されている。結合スクリユ１１２はス
テツプモータ１１８により駆動されるが、該モー
タは、ステツプモータ１１８の方向にしたがつて
検出器に対するトラツキング組立体７９を「入
り」または「出」方向に駆動し、また傘歯車１１
０を回転する。これは直接に駆動される唯一の傘
歯車である。隣接する傘歯車１００は、ギア１１
０と反対方向に傘歯車１１０により駆動され、そ
して該傘歯車１００に係合された結合スクリユ１
２０は、組立体７９が「入り」方向に移動しつつ
あるときトラツキング組立体５９を「出」方向に
移動し、また逆のときは逆となる。この結果全ト
ラツキング組立体７９が「入り」方向に一緒に移
動すれば、トラツキング組立体５９は一緒に
「出」方向に移動し、そして逆の場合は逆とな
る。 第１０ａ図を参照すると、この図は検出器及び
支持みぞ型部材が除去された第９ａ図の装置を示
している。第１０ｂ図は第１０ａ図の装置の断面
図であり、第１０ｃ図は第１０ａ図の装置の背面
図を示す。第１０ａ図においてトラツキング組立
体５９は「出」位置にあり、トラツキング組立体
７９は「入り」位置にあり、走査の開始を表わし
ている。第９ａ図は、較正に使用のため全トラツ
キング組立体が1/2走査位置にある状態を表わし
ており、第１０ａ〜１０ｃ図は「入り」、「出」状
態を表わしている。真の1/2走査位置は第１０ｅ
図に例示されている。第１０ａ図において、走査
動作の開始時に、板６０の正面に取り付けられた
ステツプモータ２００が結合スクリユ２１０を駆
動し、そして該スクリユが係合される駆動ブロツ
ク２２０をレール２３０に沿つて指示される方向
に移動させる。駆動ブロツク２２０は、板６０内
の接線方向スロツト２４５中を移動するカムホロ
ワ２４０に固定される。第１０ｂ図および１０ｃ
図に図示されるように、みぞ付きアーム２５０は
回転円板２６０上に取り付けられており、そして
該回転円板２６０は、板６０の反対側上の軸受２
８０に回転自在に取り付けられている。円板２６
０は、みぞ付きアーム２５０の直下にスロツト３
０１を有し、そして30゜の角度間隔でスロツト３
０２〜３１２を有している。これらの各スロツト
３０１〜３１２は、トラツキング組立体５９のブ
ラケツト部材９２と係合するスロツト９０中のカ
ムホロワ９３、またはトラツキング組立体７９の
ブラケツト部材９４と係合するカムホロワ９５と
係合する。かくして、第１０ａ図のトラツキング
組立体５９および７９の位置が走査の開始時を表
わし、検出器の代表的な位置が第１０ｄ図に示さ
れるごとくであると考えると、電動機２００が付
勢されて結合スクリユ２１０が駆動され、それに
より駆動ブロツク２２０が、第１０ｃ図の４００
で示されるように11.2インチの距離スロツト２４
５中を左方に接線方向に移動する。駆動ブロツク
２２０およびカムホロワ２４０のこの移動距離
は、接線方向スロツト９０中の全カムホロワ９３
および９５が、第５図および第１０ｄ図に示され
る走査線に等しい反時計方向の接線方向の距離３
００だけ同時に移動するようになされる。しかし
て、予定された移動ステツプ数は、上述のごと
く、走査解像要度数、代表的には走査線距離３０
０の1/128である。レール５８および７８に沿う
キヤリツジ５４および７４の接線方向の移動が完
了されると、例えば汎用コンピユータから、ある
いはその他の方法で信号が供給され、そして該信
号はステツプモータ１１８を作動する。該モータ
は、ベルト１１９によりスクリユ１１２に、そし
てベルト駆動結合１２１により傘歯車１１０の軸
１１６に係合される。ブラケツト部材９４は、第
９ｅ図から分るように、レール５８の下を通過す
るための間隙を有する。上述のリンク機構は、モ
ータ１１８の一定のステツプ数で、結合スクリユ
１１２をして指示されたトラツキング組立体７９
のスライド８３、したがつてキヤリジ７４を、第
１０ｄ図において４５０として示される所望の走
査線間隔に等しい距離だけ移動させるように配置
されている。同時に第９ｆ図に示されるように、
隣接する傘歯車１００が傘歯車１１０と反対方向
に回転し、そして検出器，等に対する他の傘
歯車が、検出器に対するモータ駆動傘歯車１１
０と同じ方向に回転する。したがつて、検出器
（，，等）に対するキヤリジ７４が走査線
間隔距離４５０外方に移動するとき、検出器，
……XIに対するキヤリジは、検出器XIのキヤリ
ツジに対して第９ｆ図から分るように走査線間距
離４５０だけ内向きに移動する。傘歯車１００が
傘歯車１１０と反対に回転されるため、結合スク
リユ１２０は、キヤリジ７４が外向きに移動しつ
つある間、スライド６３、したがつてキヤリジ５
４を内向きに移動させる。同時に、ステツプモー
タ２００に適当な信号が供給され、結合スクリユ
２１０が第１の方向と反対に回転せしめられ、ブ
ロツク２２０およびカムホロワ９３および９４の
接線方向移動が、前述のように、反対にただし時
計方向に行なわれる。第２の走査線が全検出器
―XIIに対して形成され、そしてステツプモータ１
１８が再作動され、検出器の内向きおよび外向き
の移動が前述のように繰り返えされる。この動作
サイクルは、第１０ｄ図に図示される「全走査」
が完了されるまで継続される。 上述の本発明の装置において、走査線方向は、
装置の中心の走査領域に対して接線方向のトラツ
キング組立体の移動として説明される。走査線に
沿う移動のための原動機は、スクリユを回転する
単一のステツプモータであり、スクリユが駆動ブ
ロツクを１組のレールに沿つて接線方向に移動さ
せる。駆動ブロツクは、回転円板に取り付けられ
たみぞ付きアームにカムホロワにより結合され
る。円板は、大形の玉軸受により主取付け板に結
合され、それにより円板は駆動ブロツクにより駆
動されるとき回転される。各トラツキング組立体
は、両端にカムホロワを有する接続ブロツクによ
り円板のスロツトに接続される。これらの接続ブ
ロツクは、円板の回転運動をトラツキング組立体
の直線運動に変換する。全接続ブロツクは、取付
け板の同じ半径上に位置づけされるから、全トラ
ツキング組立体の運動は同期され、トラツキング
組立体の速度および位置は、駆動ブロツクの速度
および位置に比例する。「入り―出」方向は、円
形の走査領域に関するトラツキング組立体の半径
方向移動である。走査線移動が完了すると、すな
わちトラツキング組立体のキヤリジが一極端位置
から反対の極端位置に移動されると、「入り―
出」方向原動機、すなわち第２のステツプモータ
がスクリユを回転し、そしてこのスクリユが、１
つの外部トラツキング組立体を、ある単位距離走
査領域の中心から遠ざけるように移動させる。そ
のトラツキング組立体を移動するスクリユーは、
確実駆動ベルトによりシヤフトに結合される。こ
のシヤフトの中心に向う端部上に、傘歯車、図面
においては30゜傘歯車が取り付けられている。こ
の傘歯車は、１つの円を形成する他の１１の30゜
の傘歯車を駆動する。駆動傘歯車の両側の２つの
傘歯車は、駆動傘歯車と反対方向に回転する。被
駆動傘歯車以外の傘歯車は、内部トラツキング組
立体を駆動する駆動スクリユに取り付けられる。
傘歯車、軸、確実駆動ベルト、スクリユ組合せに
より駆動されるトラツキング組立体は、外部トラ
ツキング組立体である。この例にあつては、走査
領域の回りに交互に離間された６個の組立体があ
る。「入り―出」方向原動機が、遠くにいる外部
トラツキング組立体を外向きに１単位距離移動せ
しめるとき、傘歯車組立体は、内部トラツキング
組立体を１単位距離内向きに移動させ、同時に５
つの外部トラツキング組立体を１単位距離外向き
に移動させる。このトラツキング組立体の内向き
および外向き移動を可能にし、そしてなお接続ブ
ロツクおよびキヤリジ間の適正な接続を維持する
ため、みぞ付きブラケツトが各キヤリジに堅固に
取り付けられる。接続ブロツクの端部のカムホロ
ワは、キヤリジに接線方向運動を転嫁する。トラ
ツキング組立体のすべての運動は機械的に結合さ
れ、各方向に対して１つのみの原動機で制御され
るから、トラツキング組立体により取り付けられ
て移動される検出器を相互に衝突させるような電
気信号の誤りや部品の故障は起こり得ない。内部
トラツキング組立体が内向きに移動しつつある
間、外部トラツキング組立体が外向きに移動する
という「入り―出」方向における独特な移動態様
は、検出器のもつとも緊密なパツキングを可能ら
ならしめる。より重要なことは、それが検出器コ
リメータに対してもつとも短かい焦点距離を可能
ならしめ、かつコリメータ間の約30゜の角度間隔
が、走査動作中一定に維持されることである。 第８図は、本発明の上述の好ましい具体例の実
施により得られる表示である。この表示は、放射
性核種が99m_TCの場合の２―５分／スライスの
「スライス」３―６を示している。 本発明の作像装置の特定の利点は、提供される
超高感度に起因して、病理学的変化の早期の診断
が可能なことであり、異常の位置および形状を正
確に示す像が得られる。また、任意の像を容易に
検索でき、各々２―５分で複数の横断方向スライ
スを容易に得ることができる。さらに、本発明に
おける高度に焦点調整されたコリメータの使用に
より、優れた細部をもつ背景対目標比の高い像を
容易にうることができる。加えて、２重の薬学的
研究を同時に容易に遂行できる。 本装置は、全装置を16′×16′（約4.88ｍ×4.88
ｍ）の室に収容できるように実施できる。重要な
ことは、高度に焦点調節されたコリメータを使用
してこの走査パターンを利用することにより、相
当短い焦点長さのコリメータの使用が可能となつ
たことである。すなわち、焦点長は、全走査フイ
ールドのほんの約1/2しか必要としない。全走査
動作中高度に焦点調節されたコリメータが連続的
かつ本質的に一定の隣接を維持しているため、患
者から発せられる放射線の最高の収集が可能とな
る。コリメータ配列の包含角外にあるのは約15％
より多くない。この空間は、シンチレーチヨンク
リスタルを鉛遮蔽するに十分許される程度であ
る。このように、本発明に依れば、複数の放射線
検出器組立体を協働的かつ確実に移動せしめるこ
とができて、小形かつコンパクトな走査装置を提
供することができ、しかも放射能の迅速かつ高感
度の定量および空間的位置決めが可能となる。 以上の説明は、特に、患者の頭の固定位置から
発する放射線の空間的位置および強度に向けられ
たものであるが、本発明は、技術に精通したもの
に認められるように、通常の変更で体の他の機関
に使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第１ａ図は本発明の特定の具体例
の一般的配置を示す図、第２図は本発明の作像装
置の概略図、第２ａ，２ｂおよび２ｃ図は、本発
明の作像装置に関する患者の位置を示す概略図、
第３，３ａおよび３ｂ図は本発明と関連して使用
するための高度に焦点調節されたコリメータを含
む検出器をなす図、第４図は本発明による高度に
焦点調節されたコリメータの配置およびコリメー
タの代表的相対移動を例示する概略図、第４ａお
よび第４ｂ図は本発明による高度に焦点調節され
たコリメータの走査パターンを示す概略図、第５
図は本発明による好ましい走査パターンを示す
図、第５ａおよび５ｂ図は第５図の走査パターン
の特定の部分を示す図、第６図は明細書中の数学
的表示と関連して使用される線図、第７図は本発
明の作像装置の一般的配置を示す概略図、第８図
は本発明の使用中に提示される表示を示す図、第
９ａ〜９ｆ図および第１０ａ〜１０ｅ図は、本発
明を実施するための好ましい装置を示す種々の図
である。図面中、主要な符号は以下の通りであ
る。 １：寝台、３：頭台、４：ガントリ、５：開
口、７：データ端末装置、９：コンソル、３０：
鉛コリメータ、３２：シンチレーシヨンクリスタ
ル、３４：光パイプ、３６：光電子増培管、５
９，７９：トラツキング組立体、８００：高速度
デイジタルスイツチ、８１０：アキユムレータ、
８２０：スキヤナデータマルチプレクサ、８３
０：メモリ、８４０：コンピユータ、８４３：コ
ンピユータバスインターフエース、８７０，８７
９：UART。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検下の物体を取り囲み、高度に焦点調節さ
   れたコリメータを有し、対称的に配置されかつ複
   数の対称的接線方向案内部材により案内される放
   射線検出器組立体と、案内部材に対する基板と、
   個々の検出器組立体の接線方向走査運動を遂行せ
   しめる駆動手段とを備え、検出器信号から放射線
   の分布像を形成する処理手段を具備する放射線走
   査装置において、 基板６０に設けられ、軸線に対して同心的な円
   に関して接線方向にかつ対称的に配置された複数
   の案内スロツト９０と、 基板６０に設けられ、該接線方向案内スロツト
   ９０の１つに平行でかつ前記軸線から遠隔的に離
   間された案内スロツト２４５と、 前記基板６０の一側に前記軸線に関して枢着さ
   れ、等角度間隔で配置され各々前記案内スロツト
   ９０の１つと部分的に重なる複数のスロツト３０
   １〜３１２を有する回転円板２６０と、 前記スロツト３０１〜３１２の１つに整列さ
   れ、前記案内スロツト２４５と部分的に重なり、
   カムホロワ２４０を介して該案内スロツト２４５
   と結合されるみぞ付きアーム２５０と、 前記基板６０上に前記回転円板２６０と反対側
   に取り付けられ、等角度離間されて半径方向に整
   列された交互の案内手段６５，８５であつて、そ
   の１つ置きの案内手段６５が前記接線方向案内ス
   ロツト９０から半径方向内向きに配置され、他の
   １つ置きの案内手段８５が前記接線方向案内スロ
   ツト９０から半径方向外向きに配置された複数の
   案内手段６５，８５と、 該案内手段６５，８５に対して直交方向にかつ
   該案内手段６５，８５上に摺動可能に配置された
   複数のトラツク部材５８，７８と、 前記検出器組立体〜XIIに１つずつ前記トラツ
   ク部材５８，７８上に装着されたキヤリツジ５
   ４，７４であつて、その第１のキヤリツジ５４が
   半径方向内向きの案内手段６５上に取り付けられ
   ていて該案内手段に平行にかつ対応する接線方向
   案内スロツト９０と一部重なるように配置された
   外向きに延びるみぞ付部材９２を有し、第２のキ
   ヤリツジ７４が半径方向内向きの案内手段８５上
   に取り付けられていて対応する接線方向案内スロ
   ツト９０と一部重なるように配置された内向きに
   延びるみぞ付き部材９４を有している複数のキヤ
   リツジ５４，７４と、 前記各接線方向案内スロツト９０に摺動可能に
   取り付けられ、一端部においてキヤリツジ５４，
   ７４のみぞ付き部材９２，９４と係合し、他端部
   において回転円板２６０のスロツト３０１〜３１
   ２と係合する駆動ブロツク９１，９６、ならびに
   前記案内スロツト２４５に摺動可能に取り付けら
   れ、カムホロワ２４０を介してみぞ付きアーム２
   ５０に結合されている主駆動ブロツク２２０と、 該主駆動ブロツク２２０に結合され、該主駆動
   ブロツク２２０を前記案内スロツト２４５内にお
   いて予定された距離だけ移動させて、前記回転円
   板２６０を回転し、前記キヤリツジに予定された
   接線方向移動を付与する第１の駆動手段２００
   と、 前記接線方向案内スロツト９０および前記トラ
   ツク部材５８，７８から半径方向において内方に
   配置され、互に隣接係合して反対方向に回転さ
   れ、それぞれ外部ねじを有する駆動シヤフト１１
   ２，１２０により半径方向において隣接するトラ
   ツク部材５８，７８に係合され、前記トラツク部
   材５８，７８に交互の内向きおよび外向きの半径
   方向運動を付与する複数の傘歯車１００，１１０
   と、 前記駆動シヤフト１１２の１つにのみ結合さ
   れ、前記傘歯車１１０を駆動する第２の駆動手段
   １１８と を備える放射線走査装置。