JPS6223266B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は陽電子横断断層装置にかかわり、さ
らに詳しくは改良された検出器配列からなる検出
器リングを具備する陽電子横断断層装置に関して
いる。 〔従来の技術〕 ポジトロンを放出するラジオアイソトープを被
検体に投与し、ラジオアイソトープの体内分布を
体外から計測したり、被検体の横断面イメージと
してCRTなどに表示する装置、つまり陽電子横
断断層装置はすでに知られている。 第１図はこのような陽電子横断断層装置の構成
を示していて、参照符号１は被検体、２はガンマ
線検出器、４は同時計数回路、５はデータ収集記
録装置、６はデータ処理装置、７はデイスプレイ
装置をそれぞれ示している。 検出器２は計測あるいは表示される被検体の横
断面を含んでいる一平面上に配置され、この横断
面に含まれたラジオアイソトープに起因するガン
マ線を検出している。被検体に投与されるラジオ
アイソトープは、たとえば、炭素11（ ¹¹C）、窒
素13（ ¹³N）、ふつ素18（ ¹⁸F）などのようなポ
ジトロンを放出するものから選ばれる。これらの
ラジオアイソトープの原子核から放出されたポジ
トロンはごく近傍にある電子と消滅反応をなし
て、ふたつのガンマ線光子をたがいに反対方向へ
同時に発生する。 いま、被検体１の両側にあるふたつの検出器２
が消滅ガンマ線光子を同時に検出すると、消滅ガ
ンマ線光子の発生位置、近似的にはポジトロンを
放出したラジオアイソトープ原子の位置はふたつ
の検出器を結ぶ直線上にある。見い出されたラジ
オアイソトープの位置は同時計数をなしたふたつ
の検出器の位置座標によつて指定することができ
るが、被検体に固定されかつ検出器２を含む平面
上に設定された、適宜の座標系の原点と前記直線
との距離ｔと、同直線がこの座標系のひとつの座
標軸にたいしてなす角度θとによつても指定する
ことができる。この明細書において、検出された
ラジオアイソトープの位置はふたつの検出器を結
ぶ直線によつて代表させ、距離ｔと角度θとであ
らわし、これをサンプル位置とよび、そして同時
計数回路によつて結ばれたふたつの検出器の各々
を検出器対とよんでいる。 このようにして検出器対と同時計数回路とによ
つて検出されたポジトロンの放出はサンプリング
回数とサンプル位置（ｔ，θ）とをデータ収集装
置５に収録される。データ処理装置６はこれらの
データをｔの値ごとに並べ替えたのちに、像再構
成をなし、被検体における前記平面で切られた部
分のイメージ、つまりラジオアイソトープの分布
にもとずく横断面イメージをデイスプレイ装置７
に表示させる。 第２図は検出器リングにおける検出器配列の一
例を示している。検出器リング３を構成する各検
出器は被検体１を囲む円周の中心を向いて、この
円周上に等間隔に配置されている。図面には三十
六個のガンマ線検出器２のみが示されているが、
実際には六十ないし二百個の検出器からなつてい
る。各検出器は検出器配列中心あるいは円周の中
心Ｃに関して反対側にある検出器と同時計数回路
によつてつながれている。同時計数回路によつて
つながれることで検出器対をつくつている検出器
はひとつだけでなく、着目した検出器から見て、
この検出器の検出範囲内にある反対側の検出器の
すべてと同時計数回路によつて結ばれている。こ
のような検出器リングをもつ陽電子横断断層装置
では検出器リングを回転などの機械的運動をさせ
ることなく、サンプリングを行なわせることによ
つて、検出器が配列されている円周の1/2程度の
半径の円内の任意位置にあるラジオアイソトープ
から放出されるガンマ線対を検出しかつ同時計数
をなして、サンプル位置（ｔ，θ）を決定するこ
とができる。 他の陽電子横断断層装置として、第２図に示す
ような、検出器を等間隔に配置された検出器リン
グを検出器間隔の1/2の回転をなさせるものが提
供されている。これは、検出器リングが原位置に
あるときにサンプリングをなした後に、検出器間
隔の1/2の回転を検出器リングになさせてからさ
らにサンプリングを行なうもので、検出器リング
を回転させないときに比べて、二倍の異なるサン
プル値ｔを得ることができる。 さらに、より多くの異なるサンプル値ｔを得ら
れる陽電子横断断層装置として、検出器リングを
ウオブリングさせるものが発表されている。この
装置において、検出器リングは先に述べたものと
同様に検出器を等間隔に配列したものからなつて
いて、検出器の配列中心が検出器を含む平面内に
ある小円周に沿つて移動するようにさせられてい
る。この小円周の直径は通常検出器間隔と同程度
に選ばれる。サンプリングはこの並進運動中に四
個所ないし八個所で検出器リングを停止させて行
なつている。この装置は検出器リングを回転させ
ていないものに比較して、サンプリング回数に応
じた、つまり四倍ないし八倍にサンプル密度を増
大させることができる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 陽電子横断断層装置において、再構成イメージ
の分解能を検出器の固有位置分解能に近づけるた
めには、サンプリング理論から、隣接するｔの値
の差、すなわちサンプル間隔が検出器の固有位置
分解能の少なくとも1/2である必要がある。検出
器の固有位置分解能は検出器の開口巾の1/2であ
るので、サンプル間隔は検出器の開口巾の少なく
ても1/4を要求されている。これは検出器が通常
密接に配列されているため、検出器間隔の1/4と
もいいかえることができる。 検出器リングが検出器を均等間隔でもつて配列
することによつて形成され、サンプリングが検出
器リングを静止させたままでなされる陽電子横断
断層装置では、等しいθの値ごとに得られるサン
プルが前述のように検出器間隔にほぼ等しい、と
びとびのｔの値をもつものしか得られない。 また、検出器リングが検出器間隔の1/2の回転
をなされることで、サンプリングを行なう陽電子
横断断層装置では、θの値の各々におけるｔの値
を検出器間隔の1/2にさせることができる。が、
検出器リングがこれ以上の回転をなされても、ｔ
の値が同じサンプルしか得られない。 第２４図はこれらの陽電子横断断層装置におい
て、θがある値のときに得られるサンプルあるい
はサンプル間隔を示している。検出器リングが回
転されないときには、実線で示すように、サンプ
ル間隔Δｔの値は検出器間隔に等しくなる。厳密
には、サンプル間隔Δｔは検出器リングの回転中
心付近で検出器間隔に等しく、回転中心から離れ
るにしたがつて、検出器間隔よりも小さくなる。
が、後者の程度は無視することができる。検出器
リングが回転されると、各々検出器は反対側にあ
る検出器にたいして反対方向に動くことになるの
で、たとえば検出器Ａは矢印で示すように時計方
向に、検出器Ｂも時計方向にそれぞれ動くことに
なるので、これらの検出器が検出器間隔の1/2の
移動をなしたときにのみ、他のサンプルと同じθ
の値をもつサンプルのサンプリングをなすことが
できる。しかし、検出器リングがこれ以上の回転
をなされても、得られる同じθの値をもつサンプ
ルはそれ以前のサンプルに重なるだけとなる。 これらの陽電子横断断層装置では、このため、
分解能の高い再構成イメージは検出器の数をいち
じるしく増大させなければ期待することができな
い。実際に、前者の断層装置として、二百八十個
の検出器から構成された検出器リングをもつもの
も発表されている。 第２５図は検出器が均等間隔で配列された検出
器リングがウオブリングさせられる陽電子横断断
層装置におけるサンプリングの状態を示してい
る。ここではサンプリングが一周期のウオブリン
グ運動の間に八回行なわれる典型的な例を示して
いる。本来、この近傍では特定のθに対応するサ
ンプルは一個しかないが、ウオブリングによつて
多数の異なるｔの値をもつサンプルを得られ、し
たがつてサンプル間隔を小さくする、つまり再構
成イメージの空間分解能を向上させる効果があ
る。しかしながら、この方法では、図から明らか
なように、サンプル間隔が規則的に不等間隔にな
る。さらにサンプルのθの値が変ると、サンプル
間隔およびその疎密の分布が変化する。このよう
に角度θおよび距離ｔによつてサンプルの疎密が
規則的にあらわれると、再構成イメージにアーチ
フアクトを生じやすく、またイメージの分解能が
もつとも疎密な部分、つまりサンプル間隔の大き
な部分に強く影響されることになる。 本発明は、検出器リングが回転のみさせられる
陽電子横断断層装置にかかわり、この装置がもつ
走査機構のシンプルさを失うことなしに、少ない
検出器の数でもつて、θの値の各々にてｔの値が
多数の異なる値をもつサンプルを得られ、しかも
ｔの値に対するサンプル数の分布を均一にさせる
ことができるようにさせたものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の陽電子横断断層装置は、検出器リング
に、規則的な配列からはずれて配置された少なく
てもひとつの検出器を具備させると共に、検出器
リングの一回転中に、各々検出器が回転前の検出
器位置に一致することのない検出器配列を具備さ
せて、ｔが多くの異なる値をもつサンプルを得ら
れるようにさせたものである。第３図を参照し
て、詳しく説明する。 第３図において、参照符号ＣとXXとは被検体
に固定された座標系の原点と座標軸とであつて、
検出器リングの検出器配列中心は点Ｃに一致して
いて、検出器リングはこれを中心にして回転する
ことができる。ｒ_i，ｒ_jは中心Ｃから検出器ｉ，
ｊまでの距離、α_i，α_jはｒ_i，ｒ_jが座標軸XXと
なす角度である。そして、ｔ_ij，θ_ijは検出器ｉ
とｊとを結ぶ直線と点Ｃとの間の距離およびこの
直線が座標軸にたいしてなす角度、つまり検出器
ｉとｊとが同時計数をなすことによつて得られた
情報のサンプル位置をあらわしている。 すべての角度は反時計方向が正、時計方向が負
とすると、任意の検出器によつて得られるサンプ
ル位置ｔ_ij，θ_ijは第３図から次の式によつて得
ることができる。 θ_ij＝tan^-1ｒ_ｉｓｉｎα_ｉ−ｒ_ｊｓｉｎα_ｊ／ｒ_ｉ
ｃｏｓα_ｉ−ｒ_ｊｃｏｓα_ｊ…(1) ｔ_ij＝−ｒ_isin（θ_ij−α_i） …(2) 本発明は、とりうるｉ，ｊの組み合わせの範囲
内にて、式(2)のｔ_ijができるだけ多くの値を取る
ようにさせたものである。より具体的に述べる
と、本発明は、検出器リングに、規則的な配列か
らはずれて配置された少なくてもひとつの検出器
を含ませて、つまり検出器の一部を残余の検出器
にたいして不均等間隔に配列することで、あるい
は一部の検出器を不均等配列させると共に、回転
中心から距離を残余の検出器と異ならせたもので
ある。 本発明の陽電子横断断層装置の実施例は、以下
に、第４図ないし第２３図および第２６図と共に
説明する。 〔実施例〕 第４図および第５図は本発明による陽電子横断
断層装置の具体的構成を示している。この陽電子
横断断層装置は回転フレーム１１１を備え、回転
フレームはほぼ円筒形をなした本体を有してい
る。本体の一端には端板が固定されている。端板
にあるボスには軸１１１ａがかん合かつ固定され
ている。軸１１１ａの反対側は基台１１２にある
軸受１１３に保持されている。軸１１１ａにはベ
ルト車１１４が取り付けられ、このベルト車は基
台に設置された電動機１１５の回転軸にあるベル
ト車にタイミングベルト１１７によつてつながれ
ていて、電動機によつて回転フレームを基台１１
２の上で回転させることができるようにさせてい
る。 ガンマ線検出器１２１が回転フレームの周面に
沿つて配置され、ひとつの検出器リングを形成し
ている。検出器自体はたとえばシンチレーシヨン
クリスタル１２２と光電子増倍管１２３とからな
つていて、シンチレーシヨンクリスタルがガンマ
線の入射によつて蛍光を生じ、光電子増倍管がこ
の蛍光の強さに比例するパルスを出力するものか
らなつている。各シンチレーシヨンクリスタルは
回転フレーム１１１の回転中心軸に直交する仮想
平面上に位置するように配置されている。この陽
電子横断断層装置において、検出器１２１は、つ
まりシンチレーシヨンカウンタは、たとえば全部
で六十四個あり、前述のように、一部を規則的な
配列からはずして配列されている。また、隣り合
う検出器は光電子増倍管が相互に直交するように
それぞれ位置され、これによつて検出器を密に配
列することができるようにさせて、装置全体をコ
ンパクトに構成させている。 また、ガンマ線検出器１２１はこれらと一緒に
回転フレーム１１１に設置された前置増幅器に電
気的に接続され、前置増幅器はプーリ１１４に固
定された支持板１２９にある同時計数回路１３０
に、検出器１２１が回転中心をはさんで反対側に
ある複数の検出器と同時計数をとるように接続さ
れている。同時計数回路は図示を省略された前処
理装置およびスリツプリングなどの信号伝達手段
を介して、この陽電子横断断層装置と共にポジト
ロンECTシステムを構成しているデータ処理装
置に接続されている。コリメータ５はふたつのリ
ング状部材１２４，１２５から構成されている。
これらのリング状部材はガンマ線通路１２０を形
成するように対面して配置されている。コリメー
タを構成する一方の部材１２４は車輪１２６をも
つ支持台１２７に設置され、他方の部材１２５は
検出器１２１と一緒に回転フレーム１１１に固定
されている。被検体１３２を支持するベツドの天
板１３３は基台１３４に支持され、基台にある車
輪１３５によつて移動させることができるように
なつている。 第６図は検出器リングにおける検出器配列を示
している。図面ではシンチレーシヨンクリスタル
のみが示されている。シンチレーシヨンクリスタ
ルの各々は支持体１１１の回転中心軸Ｃに直交す
る一平面上にあり、この回転中心軸を中心として
いるひとつの円周上に配置されている。そして、
シンチレーシヨンクリスタルは十八個が回転中心
軸Ｃを通る直線XX、つまり前記円の直径線によ
つて分割されることで形成されている一方の円弧
ａに配置され、残る十七個が他方の円弧ｂに配置
され、そしてすべての検出器は円弧の各々におい
て等間隔に配置されている。図面において、円弧
ａにあるシンチレーシヨンクリスタルは符号１２
２ａで、もうひとつの円弧ｂにあるそれらは１２
２ｂでもつて示されている。したがつて、第一番
目から第十八番目までのシンチレーシヨンクリス
タル１２２ａは回転中心軸Ｃから見て角度10゜ず
つずらして円周の半分に配列され、第十九番目か
ら第三十五番目までのシンチレーシヨンクリスタ
ルは角度180゜／17（約10.6゜）ずつずらして円
周の残る半分に配列されている。そして、各検出
器は、それぞれ、各検出器と回転中心軸Ｃとを結
ぶ直線に関して角度±30゜の範囲内にある対面す
る検出器と同時計数回路によつて接続されてい
る。このような検出器配列をもつ検出器リングは
回転させつつサンプリングをなすことによつて、
多く異なる値をもつサンプルを得ることができ
る。 第７図および第８図は、それぞれ、検出器リン
グが第２図に示す検出器配列をもつ従来の陽電子
横断断層装置と第６図に示す本発明による陽電子
横断断層装置とにおいて、検出器リングを回転さ
せないで得られるサンプルの位置の分布を示して
いる。これらのｔ，θ分布図は、計算の都合上、
検出器間隔が２cmに、前記円周の半径が11.5cmに
選ばれた検出器リングによつて得ている。そし
て、各検出器は角度±30゜の範囲内にある対面し
ている検出器と同時計数をとるものとしている。
従来の陽電子横断断層装置は、第７図からも明ら
かなように、検出器リングを回転させない場合、
θの等しいサンプルにたいするｔの間隔が回転中
心軸Ｃの付近にて検出器間隔の２cmに等しく、ｔ
の大きな周辺部にて検出器間隔よりもわずかに小
さくなつている。さらに、検出器リングが回転中
心軸Ｃを中心として角度５゜だけの回転、つまり
検出器間隔の1/2に関連する角度だけ回転され、
サンプリングが回転の前後でなされると、回転後
に得られるサンプル位置は分布図において回転前
に得られたサンプル位置の分布を横軸に沿つて角
度５゜だけ平行移動させたものとなる。したがつ
て、θが等しいｔの間隔は検出器リングを静止し
たままで得られるｔの間隔の1/2にさせることが
できる。しかし、検出器リングがそれ以上の回転
をなされても、サンプルは重なることになつて、
ｔの間隔を小さくすることはできない。 第６図に関連して述べた本発明による陽電子横
断断層装置の検出器リングでは、第８図から明ら
かなように、検出器リングを回転しながら、サン
プリングをつぎつぎに行なつても、サンプルは検
出器リングの一回転中に重なりを生じない。した
がつて、θが等しいときのｔの間隔は従来の陽電
子横断断層装置に比較して小さくなる。より具体
的に述べると、従来の陽電子横断断層装置におい
て、三十六個の検出器を使用し、角度６゜の回転
をなさせ、サンプリングが回転の前後でなされて
も、ｔの間隔がほぼ１cmであるのにたいして、本
発明による陽電子横断断層装置では角度360゜に
わたる検出器リングの回転、三十五個の検出器の
使用および検出器間隔の違いを除いて、パラメー
タを従来の装置の検出器リングと同じ条件にさせ
たときに、ほとんどのｔの間隔が約0.05cmとなつ
ている。 本発明の装置では回転走査を前提としているの
で、θの値は十分に小さい間隔をとることができ
る。つまり、検出器リングが一回転すれば、任意
のサンプル点はそのｔの値を変えないで、すべて
のθの値をとることができる。この場合、サンプ
ル位置についての評価をなすには、第７図あるい
は第８図の形式よりも、これらの図のすべてのサ
ンプル位置ｔについての頻度分布、つまり図にお
けるすべてのサンプル（丸点）を縦軸に投影し、
縦軸の単位長さあたりに存在するサンプルの数、
すなわちサンプル密度分布を見るほうが好都合で
ある。 第９図および第１０図はｔのサンプリング密度
分布を示している。これらの図面において、横軸
はｔを、縦軸はｔの巾１mmの範囲内にあるサンプ
ルの数、すなわちｔに関するサンプリング密度を
それぞれあらわしている。 第９図は五十個のガンマ線検出器が半径20cmの
円周上に等間隔に配列された検出器リングをもつ
従来の陽電子横断断層装置のサンプリング密度分
布図である。第１０図のサンプリング密度分布図
は、本発明による第６図の検出器配列と第９図に
示す従来のそれとが直接に比較することができる
ようにさせるために、二十五個の検出器を円周の
半分に等間隔に配置し、二十六個の検出器を円周
の残る半分に等間隔に配置した、第６図に似た検
出器配列によつて得たものである。第９図はサン
プリングのないｔの領域が約1.2cmごとに周期的
に存在し、実際問題としてサンプリングは約1.2
cm間隔で行なわれているといえる。第１０図では
連続的かつかなり一様な分布となつていて、１mm
間隔を考えても、その間に四個程度のサンプルが
比較的均等に存在していることを示している。両
者の差は明らかであろう。なお、第９図および第
１０図のサンプリング密度分布図は若干の平滑化
（スムージング）を施されている。CT装置におい
て、計測されたプロジエクシヨンデータは、像再
構成に際して、再構成イメージの解像度をわずか
に劣化させることになるが、ノイズを減少させる
ために、しばしばスムージングをかけられてい
る。第９図において、ひとつのピークを形成し
て、１mmおきに４mmの巾にわたつて分布している
サンプルは、スムージングの効果によるものであ
る。この明細書では以降必要に応じてスムージン
グ処理されたｔの分布を検討する。以上述べた本
発明による検出器リングではふたつの円弧上の検
出器は一個のみ異なつているが、同様な効果は他
の組み合わせ、たとえば二十三個の検出器と二十
八個の検出器との組み合わせでも得ることができ
る。 また、第２６図は検出器を規則的に、つまり検
出器間隔を一定に配列した検出器リングがウオブ
リングされる陽電子横断断層装置によつて得られ
るサンプリング密度分布を示している。これにお
いて、検出器リングの直径は40cm、検出器数は五
十三個に、ウオブリング円の直径は23mm、サンプ
リングの回数は実用化されている装置ではもつと
も多い三十二回に選ばれている。図面から明らか
なように、サンプル数が集中するｔの値がある一
方、サンプル数の少ないｔの値の領域が見られ、
この傾向は規則的に現われている。これらは再構
成画像の質を最良に保つためには望ましくない性
質である。本発明による装置では、これにたいし
て、より細かいサンプリングがより均一に得られ
ること明らかである。 第１１図は検出器リングにおける他の検出器配
列を示している。この検出器リングにおいて、ガ
ンマ線検出器のシンチレーシヨンクリスタルは支
持体１１１の回転中心軸Ｃに直交する平面上にあ
り、かつ回転中心軸Ｃを中心としている円周上に
配列されているが、シンチレーシヨンクリスタル
は回転中心軸Ｃを通りかつ互いに直交する二本の
直線XX，YYによつて分割されることによつて形
成された四つの円弧ａ，ｂ，ｃ，ｄに、それぞれ
十一個，十二個，十三個および十四個ずつ等間隔
に配列されている。円弧ａにある第一番目から第
十一番目までのシンチレーシヨンクリスタル１２
２ａは回転中心軸Ｃから見て角度90／11゜ごと
に、円弧ｂにある第十二番目から第二十三番目ま
でのシンチレーシヨンクリスタル１２２ｂは角度
90／12゜ごとにそれぞれ位置されている。円弧ｃ
における第二十四番目から第三十六番目までのシ
ンチレーシヨンクリスタル１２２ｃはそれぞれ角
度90／13゜ごとに、そして円弧ｄにおける第三十
七番目から第五十番目までのシンチレーシヨンク
リスタル１２２ｄはそれぞれ角度90／14゜ごとに
配列されている。この検出器リングが回転中心軸
Ｃを中心に回転されることによつて得られるサン
プリング密度分布は第１２図に示されている。こ
のような検出器配列において、円弧ａ，ｂ，ｃ，
ｄの検出器の数は十個，十一個，十二個，十三個
および十四個であつてもよい。 また、検出器リングにおけるガンマ線検出器の
配列は、これらに替えて、検出器が四つの円弧の
各々に等数ずつかつ等間隔に配列されているが、
隣り合う円弧の境界の両側にある隣り合う検出器
が回転中心軸Ｃに対して張る角度をそれぞれ異な
る値となるようにさせてもよい。 第１３図はこのような検出器配列の一例を示し
ている。これにおいて、全数五十二個の検出器
は、四つの円弧ａ，ｂ，ｃ，ｄにそれぞれ十三個
の検出器が回転中心軸Ｃから見て角度360゜／
（52＋１）＝6.7925゜ごとにそれぞれ配列されてい
るが、円弧ａにある第十三番目のシンチレーシヨ
ンクリスタルと円弧ｂにある第十四番目のシンチ
レーシヨンクリスタルとは角度が6.7925＋6.7925
×３／８＝9.3396゜で配列されている。円弧ｂの
第二十六番目のシンチレーシヨンクリスタルと第
二十七番目のシンチレーシヨンクリスタルとは角
度が6.7925＋6.7925×４／８＝10.1887゜で配列さ
れている。円弧ｃにある第三十九番目のシンチレ
ーシヨンクリスタルと円弧ｄの第四十番目のシン
チレーシヨンクリスタルとは角度が6.7925＋
6.7925×１／８＝7.6415゜で配列されている。そ
して、円弧ｄの第五十二番目のシンチレーシヨン
クリスタルと円弧ａの第一番目のシンチレーシヨ
ンクリスタルとは角度が6.7925＋6.7925×０／８
＝6.7925゜で配列されている。この検出器配列に
よるサンプリング密度分布は第１４図に示されて
いる。 第１５図は検出器リングにおける他の検出器配
列を示している。この検出器配列は、検出器が配
列されている回転中心軸Ｃを中心とする円周を八
つの円弧ａ〜ｈに分割し、六個のシンチレーシヨ
ンクリスタルを各々の円弧上に回転中心から見て
角度7.5゜ずつずらして配列することによつて構
成され、円弧ａ，ｂ，ｃ，ｄの境界の両側にある
隣接しているシンチレーシヨンクリスタルも角度
7.5゜で配列されている。が、円弧ｄ，ｅ，ｆ，
ｇ，ｈ，ａの境界にありかつ隣り合うシンチレー
シヨンクリスタルは角度が7.5゜でない角度でも
つて配列されている。すなわち、円弧ｄにおける
第二十四番目のシンチレーシヨンクリスタルと円
弧ｅにおける第二十五番目のシンチレーシヨンク
リスタルとは角度が7.031゜で、円弧ｅにある第
三十番目のシンチレーシヨンクリスタルと円弧ｆ
にある第三十一番目のシンチレーシヨンクリスタ
ルとは角度が6.563゜で、円弧ｆにある第三十六
番目のシンチレーシヨンクリスタルと円弧ｇの第
三十七番目のシンチレーシヨンクリスタルとは角
度が6.562゜で、円弧ｇの第四十二番目のシンチ
レーシヨンクリスタルと円弧ｈの第四十三番目の
シンチレーシヨンクリスタルとは角度が6.563゜
で、そして円弧ｈの第四十八番目のシンチレーシ
ヨンクリスタルと円弧ａの第一番目のシンチレー
シヨンクリスタルは角度が10.781゜でもつてそれ
ぞれ配列されている。この検出器配列によつて得
られるサンプリング密度分布は第１６図に示され
ている。 また、検出器リングはガンマ線検出器が回転中
心軸Ｃを中心とする円周をふたつに分割し、各円
弧において同数ずつ等間隔に配列されているが、
各円弧において隣接する二個の検出器を中心Ｃか
ら見込む角度が異なるような配列を具備させるこ
ともできる。 第１７図はこのような検出器配列の一例を示し
ている。ガンマ線検出器のシンチレーシヨンクリ
スタルは円弧ａに二十四個を、円弧ｂにも二十四
個を配列されている。円弧ａにおける第一番目の
シンチレーシヨンクリスタルから第二十四番目ま
でのシンチレーシヨンクリスタルは角度が7.5゜
でもつて、円弧ｂにおける第二十五番目のシンチ
レーシヨンクリスタルから第四十八番目のシンチ
レーシヨンクリスタルは角度が7.344゜でもつて
それぞれ配列されている。なお、円弧ａにある第
二十四番目のシンチレーシヨンクリスタルと円弧
ｂにある第二十五番目のシンチレーシヨンクリス
タルとは角度が7.422゜で、円弧ｂにある第四十
八番目のシンチレーシヨンクリスタルと円弧ａに
ある第一番目のシンチレーシヨンクリスタルとは
角度が11.172゜でもつてそれぞれ配列されてい
る。この検出器リングが回転中心軸Ｃを中心に回
転されたときに得られるｔのサンプリング密度分
布は第１８図に示されている。 第１９図は検出器リングにおけるさらに他の検
出器配列を示している。この検出器リングでは検
出器がそれぞれ異なる角度でもつて配列されてい
る。検出器（シンチレーシヨンクリスタル）は任
意に選んだ一個の検出器ｉと回転中心軸Ｃを結ぶ
直線と、回転中心軸Ｃを通る任意に選んだ基準直
線とのなす角度をAiとし、その隣の検出器ｉ―
１の角度Ai―１とAiとの差、つまり検出器ｉと
検出器ｉ―１とが中心Ｃに対して張る角度をΔｉ
としている。なお、図面における検出器番号ｉは
基準直線XXに一致する位置に配置されている検
出器を１番としてあり、これから反時計方向に配
置されている検出器が２番，３番，４番，…とし
ている。したがつて、回転中心軸Ｃに関する角度
Aiは検出器の位置をあらわし、角度Δｉは検出
器ｉと検出器ｉ―１との間の間隔をあらわしてい
る。この検出器配列は、サンプリング密度が検出
器数を五十個とし、検出器が配列される円の半径
を20cmとし、視野半径を10cmとしたときに、もつ
とも一様になるような条件のもとに、電子計算機
を利用して検出器配列を求めて、それによつて得
られた次表のような結果にしたがつて検出器を配
列することによつて構成されている。この検出器
配列によるサンプリング密度分布は、適当するス
ムージングを施したときに第２０図に示すように
なり、全視野にわたつてほぼ均一である。

【表】

【表】

〔発明の効果〕

本発明の陽電子横断断層装置は、以上述べたよ
うに、検出器アレイが規則的な配列からはずれて
配置された、少なくてもひとつの検出器を具備さ
せられていて、検出器リングの回転のみでもつ
て、距離ｔが多くの異なる値をもつサンプルをサ
ンプリングすることができるため、分解能のたか
いラジオアイソトープの分布にもとずく再構成イ
メージを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は陽電子横断断層装置の一般的構成を示
す説明図、第２図は従来の陽電子横断断層装置に
おけるガンマ線検出器の配列を示す説明図であ
る。第３図は本発明の陽電子横断断層装置におけ
る検出器配列を示す説明図である。第４図ないし
第７図は本発明の陽電子横断断層装置の一実施例
を示していて、第４図は縦断面図、第５図は第４
図Ｖ―Ｖ線にそうガンマ線検出器まわりの拡大正
面図、第６図は検出器リングの検出器配列を示す
説明図、第７図は第２図に示す従来の検出器配列
によつて得られるサンプルのｔ，θ分布図、第８
図は第６図に示す本発明の検出器配列によつて得
られるサンプルのｔ，θ分布図、第９図は第２図
に示す従来の検出器配列に得られるｔについての
サンプリング密度分布図、第１０図は本発明の検
出器配列によつて得られるｔについてのサンプリ
ング密度分布図である。第１１図は本発明の陽電
子横断断層装置における検出器リングの他の検出
器配列を示す説明図、第１２図は第１１図の検出
器配列によつて得られるｔについてのサンプリン
グ密度分布図である。第１３図は本発明の陽電子
横断断層装置における検出器リングのさらに他の
検出器配列を示す説明図、第１４図は第１３図の
検出器配列によつて得られるｔについてのサンプ
リング密度分布図である。第１５図は本発明の陽
電子横断断層装置における検出器リングのさらに
また他の検出器配列を示す説明図、第１６図は第
１５図の検出器配列によつて得られるｔについて
のサンプリング密度分布図である。第１７図は本
発明の陽電子横断断層装置における検出器リング
のさらにまた他の検出器配列を示す説明図、第１
８図は第１７図の検出器配列によつて得られるｔ
についてのサンプリング密度分布図である。第１
９図は本発明の陽電子横断断層装置における検出
器リングのさらにまた他の検出器配列を示す説明
図、第２０図は第１９図の検出器配列によつて得
られるｔについてのサンプリング密度分布図であ
る。第２１図は本発明の陽電子横断断層装置にお
ける検出器リングのさらにまた他の検出器配列を
示す説明図、第２２図は第２１図の検出器配列に
よつて得られるｔについてのサンプリング密度分
布図、第２３図は従来の陽電子横断断層装置にお
けるサンプリング密度分布図である。第２４図お
よび第２５図はそれぞれ従来の陽電子横断断層装
置におけるサンプリングの状態を示す説明図であ
る。第２６図は検出器リングがウオブリングされ
る従来の陽電子横断断層装置におけるサンプリン
グ密度分布図である。 １２１〜１２３…ガンマ線検出器、１３２…被
検体、Ｃ…検出器リングの回転中心軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ある軸のまわりに間隔を固定された状態で配
   列された複数の検出器を有する、前記軸を中心と
   して回転可能な検出器リングをもち、検出器リン
   グは少なくてもひとつの検出器が規則的な配列か
   らはずれて配置され、検出器リングの一回転中
   に、各々の検出器が回転前の検出器位置に一致す
   ることのない検出器配列を具備していること、を
   特徴としている陽電子横断断層装置。 ２ 前記少なくてもひとつの検出器がこれに隣接
   する検出器との間の間隔を他の検出器のそれと異
   ならせることで、規則的な配列からはずれた配置
   をなされている特許請求の範囲第１項に記載の陽
   電子横断断層装置。 ３ 前記少なくてもひとつの検出器がこれに隣接
   する検出器との間の間隔および不規則配置される
   検出器と前記回転中心軸との間に距離を、他の検
   出器のこれらと異ならせることで、規則的な配列
   からはずれた配置をなされている特許請求の範囲
   第１項に記載の陽電子横断断層装置。