JPWO2010092623A1 - 放射線断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

本発明の課題は、メンテナンスが容易な放射線断層撮影装置を提供することにある。この課題を解決するための具体的な手段は、次のようなものである。すなわち、放射線断層撮影装置の検出器リング１２は、複数のリング１２ａを備えている。そして、リング１２ａがその隣のリングに近づくように移動することでリング１２ａが連接する構成となっている。仮にリング１２ａの間に隙間が設けられた状態で放射線断層撮影を行ったものとすると、検出器リング１２の検出感度は、この隙間に起因して悪くなることになる。しかしながら本発明によれば、リング１２ａが隣のリング１２ａに近づくように移動することで、隙間が詰められ、観測されない放射線を極力減少させることができる。

Description

この発明は、被検体から放射される放射線をイメージングする放射線撮影装置に関し、特に被検体の胴体部分を一度に撮影できる程度に広視野の放射線撮影装置に関する。

医療分野において、被検体に投与されて関心部位に局在した放射性薬剤から放出された消滅放射線対（例えばγ線）を検出し、被検体の関心部位における放射性薬剤分布の断層画像を得る放射線断層撮影装置(ECT:Emission Computed Tomography)に使用されている。ＥＣＴには、主なものとして、ＰＥＴ(Positoron Emission Tomography)装置、ＳＰＥＣＴ(Single Photon Emission Computed Tomography)装置などが挙げられる。

ＰＥＴ装置を例にとって説明する。ＰＥＴ装置は、ブロック状の放射線検出器をリング状に配列した検出器リングを有する。この検出器リングは、被検体を包囲するために設けられているものであり、被検体を透過してきた放射線を検出できる構成となっている。

まずは、従来のＰＥＴ装置の構成について説明する。従来のＰＥＴ装置５０は、図１０に示すように、被検体を導入する導入孔を備えたガントリ５１と、ガントリ５１の内部に、導入孔を囲むように、放射線を検出するブロック状の放射線検出器５２を配列して形成された検出器リング５３と、検出器リング５３を囲むように設けられた支持部材５４とを有している。そして、放射線検出器５２の各々について、その支持部材５４の介在する位置にブリーダ回路を備えたブリーダユニット５５が設けられており、これが支持部材５４と放射線検出器５２とを連結している。この様なＰＥＴ装置は、例えば、特許文献１に記載されている。

ＰＥＴ装置は、放射性薬剤より放射される消滅放射線対を測定する。すなわち、被検体Ｍの内部から放射される消滅放射線対は、進行方向が１８０°反対方向となっている放射線のペアである。
特開２００５−３１２９３０号公報

しかしながら、従来の放射線断層撮影装置には、次のような問題点がある。すなわち、従来の放射線断層撮影装置においては、撮影における視野範囲が狭いのである。従来構成に基づいて視野範囲を被検体の体軸方向（図１０におけるｚ方向）に視野範囲を広げようとした場合、検出器リング５３を被検体の体軸方向に延伸させることになる。しかし、そのような構成とすると、検出器リング５３を構成する放射線検出器５２の１つが故障した場合、ｚ方向に伸びて巨大な検出器リング５３を分解して放射線検出器５２を交換しなければならなくなる。この様なメンテナンスが困難な構成は、採用できない。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、検出感度が高く、メンテナンスが容易な放射線断層撮影装置を提供することにある。

本発明は、上述の課題を解決するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に係る発明は、被検体から放射される放射線を検出する放射線検出器が環状に配列されて構成される第１リングと、放射線検出器が環状に配列されて構成される第２リングと、両リングを包含するガントリと、ガントリに対して第１リングを移動させる第１移動手段と、第１移動手段を制御する移動制御手段と備え、両リングは、互いの中心軸を共有するように所定の隙間を空けて配置されているとともに、移動制御手段の制御に伴って、第１リングが第２リングに近づくように移動することにより、両リングが連接することを特徴とするものである。

［作用・効果］上述の放射線断層撮影装置の検出器リングは、第１リングと第２リングとを備えている。そして、第１リングおよび第２リングは、ガントリに包含されている。この様な構成とすることで、筐体を配列するだけで視野範囲を広げることができる。本発明によれば、従来通りの検出器リングを複数連ねることで、広視野範囲の放射線断層撮影装置が作成できる。

しかも、第１リングが第２リングに近づくように移動することで両リングが連接する構成となっている。この様にすることで、感度の高い放射線断層撮影装置が提供できる。仮に両リングの間に隙間が設けられた状態で放射線断層撮影を行ったものとすると、検出器リングの内部から隙間を通って、出射する放射線が現れる。この様な放射線は、放射線検出器に入射するものでなく観測されないのであるから、検出器リングの検出感度は、隙間の存在に起因して悪くなることになる。しかしながら本発明によれば、第１リングが第２リングに近づくように移動することで、隙間が詰められ、観測されない放射線を極力減少させることができる。

また、上述の第１リングの移動に係らず、ガントリは移動しないことを特徴とするものである。

［作用・効果］上述の構成は、本発明に係る放射線断層撮影装置の態様を具体的に表したものである。すなわち、第１リングは、ガントリに対して移動することで両リングが連接するのであり、ガントリが移動して両リングが連接するのではない。つまり、上述の構成に係る放射線断層撮影装置は、ガントリの中で第１リングが第２リングに向けて移動するのである。これにより、第１リングを移動させる第１移動手段をより小型のものとすることができる。

また、上述のガントリは、第１リングを包含する第１筐体と、第２リングを包含する第２筐体とを備え、両筐体は、機械的に着脱可能となっていればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成とすれば、よりメンテナンスが容易な放射線断層撮影装置が提供できる。例えば、第１リングを交換する必要が生じた場合、第１筐体と第２筐体とを脱離されて、第１筐体に包含される第１リングを露出することができる。この様な構成の具体的な構成は、第１筐体を第２筐体に対して中心軸と直交する方向に引き出して第１リングを露出させるのである。第１リングを第２リングから離間させ、両リングの間に所定の間隙を空けた状態としたうえで、第１筐体を引き出せば、第１リングが第２筐体に干渉することがない。

また、上述の放射線検出器が環状に配列されて構成される第３リングと、第２筐体に対して第２リングを移動させる第２移動手段とを備え、３個のリングは、互いの中心軸を共有するように配置されているとともに、第１リング、第２リング、第３リングの順に所定の隙間を空けて配置され、移動制御手段の制御に伴って、第１リング、および第２リングが同期的に第３リングに近づくように移動することにより、３個のリングが連接すればより望ましい。

［作用・効果］上述のような構成とすることでより制御が容易な放射線断層撮影装置が提供できる。すなわち、上述の構成に係る検出器リングは、３つのリングを有しており、第１リング、および第２リングが同期的に第３リングに近づくように移動して、３個のリングが連接する。つまり、移動制御手段は、各リングを一括に制御するのであるから、その制御はより単純なものとなる。

また、第２筐体は、第１筐体、および第３筐体に挟まれた位置に存する。そして、第２リングは、第１リング、および第３リングに連接する。ここで第２リングが故障し、第２リングを構成する放射線検出器を交換する必要が生じたとする。この場合、連接されていた３個のリングは、離間され、第２リングが第２筐体に包含される状態とする。この状態で第２筐体を引き出せば、容易に第２リングが露出することになるのである。

また、上述の中心軸方向における第１リングの幅は、中心軸方向における第１筐体の幅よりも狭ければより望ましい。

［作用・効果］第１リングの中心軸方向（被検体の体軸方向）の幅が同方向における第１筐体の幅よりも狭いことで、メンテナンスの目的で第１筐体を引き出したときに第１リングが第２筐体に干渉することがない。

また、上述の放射線対の同時計数を行う同時計数手段を備え、第１移動手段は、第１リングが第１筐体に格納された格納状態から、第１リングが第２リングに連接した連接状態を交互に繰り返すように第１リングを制御し、同時計数手段は、第１リングが両状態のいずれかとなっているとき放射線対を計数すればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成によれば、放射線の検出方法をより多様なものとすることができる。すなわち、放射線断層撮影装置は、格納状態、および連接状態のいずれでも放射線対を計数することができる構成となっている。言い換えると、両状態のいずれでも放射線の検出が行われるということである。単に、検出される放射線線量を増加させる観点で言えば、撮影には第１リングが連接状態となっている場合が好適であることになる。しかし、被検体における放射線発生部の分布によっては、第１リングが格納状態となっているほうがノイズが少なく鮮明な断層画像を取得できる場合もあるのである。この様に、上述の構成は、第１リングが移動するという特徴が放射線断層画像の撮影にも生かされたものとなっている。

また、上述の同時計数手段は、両状態に加えて、両状態の中間的な状態である中間状態にも放射線対を計数すればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成によれば、放射線の検出方法をさらに多様なものとすることができる。ノイズが少なく鮮明な断層画像を取得できるのは、中間状態である場合もある。上述の構成によれば、撮影に好適な第１リングの状態を探索することができる。また、上述の構成は、格納状態、連接状態、中間状態を繰返しながら、放射線の検出を行うこともできる。

また、上述の第１リングの位置を取得するリング位置取得手段と、リング位置取得手段の位置情報に基づいて、第１リングが出力した放射線対の位置情報を補正する位置情報補正手段とを備えればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な態様を表したものである。すなわち、上述の構成は、リング位置取得手段と、位置情報補正手段とを備えている。第１リングが被検体に対して移動するので、第１リングが出力する放射線対に関する情報が示す位置も被検体に対して移動することになる。上述の構成は、第１リングの位置に合わせて第１リングの出力する位置情報を補正することによって、被検体に対する放射線対の位置を取得する。この様にすることで、第１リングが被検体に移動しながら放射線の検出を行う構成においても、第１リングの移動の影響を受けないで歪みのない放射線断層画像が取得できるのである。

また、上述の構成に加え、中心軸方向に伸びるとともに第１リングの内部に挿入された天板を更に備えるとともに、これに加えて、（Ａ）天板に対し中心軸周りに回転可能な放射線源と、（Ｂ）天板に対し中心軸周りに回転可能な放射線検出手段と、（Ｃ）放射線源と放射線検出手段とを支持する支持手段と、（Ｄ）支持手段を回転させる回転手段と、（Ｅ）回転手段を制御する回転制御手段を備えた画像生成装置を更に備えればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成によれば、被検体の内部構造と、薬剤分布との両方を取得できる放射線断層撮影装置が提供できる。ＰＥＴ装置は、一般的に薬剤分布に係る情報を得ることができる。しかしながら、被検体の臓器や組織を写しこんだ断層画像を参照しながら診断を行う必要がある場合がある。上述の構成によれば、被検体の内部構造と、薬剤分布との両方を取得できるので、例えば両画像を重ね合わせることで、診断に好適な合成画像を生成させることができる。

上述の放射線断層撮影装置の検出器リングは、第１リングと第２リングとを備えている。そして、第１リングがその隣の第２リングに近づくように移動することで両リングが連接する構成となっている。この様にすることで、感度の高い放射線断層撮影装置が提供できる。仮に両リングの間に隙間が設けられた状態で放射線断層撮影を行ったものとすると、隙間を通って、検出器リングの内部から出射する放射線が現れる。この様な放射線は、放射線検出器に入射せず観測されないのであるから、検出器リングの検出感度は、隙間に起因して悪くなることになる。しかしながら、本発明によれば、第１リングが第２リングに近づくように移動することで、隙間が詰められ、観測されない放射線を極力減少させることができる。

実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。 実施例１に係る放射線検出器の構成を説明する斜視図である。 実施例１に係るリングの構成を説明する概念図である。 実施例１に係るガントリの構成を説明する斜視図である。 実施例１に係るリング移動機構の構成を説明する斜視図である。 実施例１に係る放射線断層撮影装置の動作を説明する断面図である。 実施例１に係る放射線断層撮影装置の動作を説明する断面図である。 実施例１に係る放射線断層撮影装置の動作を説明する断面図である。 実施例２に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。 従来の構成を説明する一部破断面図である。

符号の説明

ｄ 所定の隙間
１ 放射線検出器
９ 放射線断層撮影装置
１１ａ 第１筐体
１１ａ 第２筐体
１２ｃ 中央リング（第３リング）
１２ｄ 準中央リング（第２リング）
１２ｅ 周辺リング（第１リング）
１７ リング位置取得部（リング位置取得手段）
２１ 同時計数部（同時計数手段）
２２ 位置情報補正部（位置情報補正手段）
３９ リング移動機構（第１移動手段、第２移動手段）
４０ リング移動制御部（移動制御手段）
４１ 回転機構（回転手段）
４２ 回転制御部（回転制御手段）
４３ Ｘ線管（放射線源）
４４ ＦＰＤ（放射線検出手段）
４７ 支持体（支持手段）

＜放射線断層撮影装置の全体構成＞
以下、本発明に係る放射線断層撮影装置の各実施例を図面を参照しながら説明する。図１は、実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。実施例１に係る放射線断層撮影装置９は、図１に示すように、被検体Ｍを仰臥させる天板１０と、被検体Ｍを包囲する貫通穴を有するガントリ１１を有している。天板１０は、ガントリ１１の開口を貫通するように備えられているとともに、ガントリ１１の開口の伸びる方向に沿って進退自在となっている。この様な天板１０の摺動は、天板移動機構１５によって実現される。天板移動機構１５は、天板移動制御部１６によって制御される。

ガントリ１１の内部には、被検体Ｍから放射される消滅γ線対を検出する検出器リング１２が備えられている。この検出器リング１２は、被検体Ｍの体軸方向ｚ（本発明の延伸方向に相当する。）に伸びた筒状であり、その長さは、１．８ｍ程度である。すなわち、検出器リング１２は、被検体Ｍの少なくとも胴体部分を完全に覆う事ができる程度まで伸びている。クロック１９は、検出器リング１２に時間情報を送出する。検出器リング１２から出力される検出データは、γ線をどの時点で取得されたかという時刻情報が付与され、後述のフィルタ部２０に入力されることになる。

検出器リング１２は、複数のリング１２ａが体軸方向に連接して構成されている。具体的には、検出器リング１２は、リング１２ａがその中心軸を共有して連接することで構成されている（図６参照）。また、リング１２ａは、ブロック状の放射線検出器１がリング状に配列されて構成される。放射線検出器１における１つあたりの幅は、約５ｃｍであったとすると、リング１２ａに放射線検出器１は、ｚ方向（リング１２ａの中心軸方向）に例えば４個配列されていることになる［図３（ｂ）参照］。そして、厚さ約２０ｃｍのリング１２ａが７個分だけｚ方向に配列されて、被検体を覆う検出器リング１２が構成されているのである（図６参照）。なお、本明細書における「リング」は、検出器リング１２を構成する７個の環状の部材を表している。

放射線検出器１の構成について簡単に説明する。図２は、実施例１に係る放射線検出器の構成を説明する斜視図である。放射線検出器１は、図２に示すように放射線を蛍光に変換するシンチレータ２と、蛍光を検出する光検出器３とを備えている。そして、シンチレータ２と光検出器３との介在する位置には、蛍光を授受するライトガイド４が備えられている。

シンチレータ２は、シンチレータ結晶が２次元的に配列されて構成されている。シンチレータ結晶は、Ｃｅが拡散したＬｕ_{２（１−Ｘ）}Ｙ_２ＸＳｉＯ_５（以下、ＬＹＳＯとよぶ）によって構成されている。そして、光検出器３は、どのシンチレータ結晶が蛍光を発したかという蛍光発生位置を特定することができるようになっているとともに、蛍光の強度や、蛍光の発生した時刻をも特定することができる。また、実施例１の構成のシンチレータ２は、採用しうる態様の例示にすぎない。したがって、本発明の構成は、これに限られるものではない。

リング１２ａの構成について説明する。図３に示すように、実施例１によれば、１００個前後の放射線検出器１が円環状に配列することでリング１２ａが形成されるので、ｚ方向から貫通穴１２ｋを見たとき、貫通穴１２ｋは、例えば正１００角形となっている。貫通穴１２ｋは、ｚ方向に伸びて１００角柱の形状となっている。

ガントリ１１について説明する。実施例１に係る放射線断層撮影装置９は、図４に示すように、複数の筐体１１ａがｚ方向に連接してガントリ１１が構成される。筐体１１ａは、ｚ方向に約２５ｃｍの幅を有する円環状であり、その個数は、上述のリング１２ａと同数の７個となっている。リング１２ａの各々は、筐体１１ａの各々に覆われており、リング１２ａは、筐体１１ａからｚ方向に飛び出していない（図６参照）。

また、リング１２ａと筐体１１ａとの介在する位置には、筐体１１ａに対してリング１２ａをｚ方向に進退させるリング移動機構３９が備えられている。このリング移動機構３９は、図４においては、単一の筐体１１ａに設けられているように描かれているが、このリング移動機構３９は、７個の筐体１１ａの各々に設けられている。なお、リング移動機構３９は、リング移動制御部４０の制御に従う。主制御部３５は、リング移動制御部４０の制御を統括する。リング移動機構は、本発明の第１移動手段、第２移動手段に相当し、リング移動制御部は、本発明の移動制御手段に相当する。

リング移動機構３９は、図５に示すように、リング１２ａを支持する支持体３９ａと、４角形となっている支持体３９ａの４辺を支える４本のレール３９ｂと、モータなどのリング駆動部３９ｃと、リング駆動部３９ｃに駆動されるとともに支持体３９ａに設けられた回転部材３９ｄを有している。レール３９ｂの各々は、筐体１１ａに固着されている。回転部材３９ｄは、レール３９ｂの各々に設けられており、レール３９ｂの表面を回転しながら移動する。リング駆動部３９ｃは、リング移動制御部４０の制御にしたがって回転部材３９ｄを駆動し、これに伴い、リング１２ａは、筐体１１ａに対してｚ方向に進退自在に移動するのである。

なお、実施例１に係る放射線断層撮影装置９は、図１に示すように、被検体Ｍの断層画像を取得するための各部が更に設けられている。具体的には、放射線断層撮影装置９は、検出器リング１２で検出された検出データのうち、有効なデータを抽出するフィルタ部２０と、フィルタ部２０にて有効とみなされたデータを受信し、消滅γ線対の同時計数を行う同時計数部２１と、同時計数部２１にて消滅γ線対であると判断された２つのγ線検出データから検出器リング１２におけるγ線の入射位置を弁別するＬＯＲ特定部２３と、検出データを記憶するデータ記憶部２４と、被検体Ｍの断層画像を形成するマッピング部２５と、被検体Ｍの断層画像に較正を加える較正部２６とを備えている。較正部２６は、較正データ記憶部３４に記憶されたマップを参照して断層画像に写りこんだ偽像を除去する。同時計数部は、本発明の同時計数手段に相当する。

フィルタ部２０は、無用な検出データを廃棄する目的で設けられているものである。２つのシンチレータ結晶が放射線を捉えたとき、これは、単一の放射線対であったとされる。しかし、全てのシンチレータ結晶の組み合わせについて同時計数を行うと、データ処理が極めて煩雑となる。そこで、フィルタ部２０は、放射線対を捉えた２つのシンチレータ結晶が、ｚ方向に大きく離間していない放射線対を選択して同時計数部２１にパスする構成となっている。

そしてさらに、実施例１に係る放射線断層撮影装置９は、各部を統括的に制御する主制御部３５と、放射線断層画像を表示する表示部３６とを備えている。この主制御部３５は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより、フィルタ部２０，同時計数部２１，ＬＯＲ特定部２３，データ記憶部２４，およびマッピング部２５，較正部２６とを実現している。なお、上述の各部はそれらを担当する制御装置に分割されて実現されてもよい。

＜放射線断層撮影装置の動作＞
次に、実施例１において最も特徴的な構成である、放射線断層撮影装置９の動作について説明する。図６は、実施例１に係る放射線断層撮影装置の動作を説明する断面図である。放射線断層撮影装置９の初期状態において、隣接するリング１２ａの各々は、所定の間隔ｄ（例えば５ｃｍ）だけ離間している。そして、リング１２ａは、そのｚ方向における中央と、筐体１１ａのｚ方向の中央とが一致するように配置されている。つまり、リング１２ａのｚ方向の幅は、筐体１１ａのそれよりも狭くなっている。なお、図６は、筐体１１ａの各々にリング１２ａがｚ方向に飛び出さずに格納された状態であり、この状態を格納状態と呼ぶ。

この状態から術者が、入力部３８を通じて、リング１２ａを連接させる指示を行ったとすると、図７に示すように、リング移動制御部４０は、リング移動機構３９を制御して、検出器リング１２の中央に位置する中央リング１２ｃに集合するように、残りの６個のリング１２ａをｚ方向に移動させる。こうして、各リング１２ａの間に設けられていた間隔ｄは、塞がって消失し、各リング１２ａが連接することになる。なお、図７において、リング１２ａのうち、中央リング１２ｃに隣接する準中央リング１２ｄは、本発明の第２リングに相当する。そして、リング１２ａのうち、中央リング１２ｃとともに準中央リング１２ｄを挟むように隣接する周辺リング１２ｅは、本発明の第１リングに相当する。

リング１２ａの各々が中央リング１２ａに集中する構成とすることにより、検出器リング１２のｚ方向の端部に位置するリング１２ａの移動距離を極力小さくすることができる。図６において、ｚ方向に最後方にあるリング１２ａと、中央リング１２ａとの間には、２つのリング１２ａと、３箇所の間隙が存在する。つまり、図７におけるリング１２ａは、所定の間隙ｄの３倍の長さ（つまり、約１５ｃｍ）を移動するだけでよい。この様にすることで、リング移動機構３９の構成を単純なものとすることができる。仮に、ｚ方向に最前方にあるリング１２ａに他のリング１２ａが集中する構成となっていれば、ｚ方向に最後方にあるリング１２ａは、所定の間隙ｄの６倍の長さを移動しなければならなくなる。

なお、リング１２ａは、ガントリ１１ａに対して相対的に移動するのであり、リング１２ａが移動したとしても、各筐体１１ａの位置に変化はない。

また、術者が、入力部３８を通じて、リング１２ａを離間させるように指示を行ったとすると、図７の状態（連接状態）から図６の状態に戻る。この様な指示は、例えば、図７の状態において、リング１２ａを構成する放射線検出器１の故障が判明した場合、連接したリング１２ａを離間させて、リング１２ａの交換を行うときに行われる。

すなわち、各筐体１１ａは、機械的に着脱可能となっており、図８に示すように、筐体１１ａをｚ方向と直交する方向に引き出せば、筐体１１ａに包含されたリング１２ａが露出するのである。こうして、検出器リング１２の内部で放射線検出器１の故障が生じても、故障した放射線検出器１をリング１２ａごと取り出すことができる。これにより、放射線断層撮影装置９のメンテナンスがより容易となるのである。

＜放射線断層撮影装置を用いた検査＞
この様な放射線断層撮影装置を用いた検査方法について説明する。実施例１に係る放射線断層撮影装置９で検査を行うには、まず、放射線薬剤を予め注射投薬された被検体Ｍを天板１０に載置する。そして、天板１０を摺動させ、被検体Ｍをガントリ１１の開口に導入する。この時点より、被検体Ｍから発せられる消滅γ線対が検出される。このとき被検体Ｍにおける撮影部位は、全てガントリ１１の内部に納まる格好となり、放射線検出の期間中、天板１０は移動しない。

同時計数部２１は、逐次、検出器リング１２が出力する検出データについて同時計数を行い、消滅放射線対のペアリングが行われ、ＬＯＲ特定部２３は、消滅放射線対が検出器リング１２のどこに入射したのかを特定する。すなわち、２つの放射線が、所定のタイムウィンドウに収まる期間の間、検出器リング１２の異なる２箇所で検出された場合、２つの放射線は、同時に検出器リング１２に入射したものと見なされ、これらを、単一の放射線対であったものと見なすのである。なお、放射線がどの時点で検出器リング１２に入射したかは、クロック１９が検出信号に付加した時刻情報を基に判断される。同時計数部２１，ＬＯＲ特定部２３が出力したデータは、データ記憶部２４に記憶される。データ記憶部２４では、同時計数部が特定したＬＯＲ（Ｌｉｎｅ ｏｆ ｒｅｓｐｏｎｓｅ：放射線対を検出した２つのシンチレータ結晶を結ぶ線分）の各々について、同時計数部が検出データを出力した回数を記憶し、ＬＯＲ毎に消滅γ線対を計測した回数（同時イベント数）を記録する。つまり、データ記憶部２４には、ＬＯＲと消滅γ線対の計数回数とが連関されて記憶されている。マッピング部２５は、この関連データを組み立てて、断層画像（ＰＥＴ画像）を取得する。この様にして生成された被検体Ｍの断層画像は、較正部２６に出力され、被検体Ｍの断層像に重畳している偽像を除去するデータ処理が行われる。こうして得られた完成画像は、表示部３６にて表示される。これをもって、実施例１の構成に係る放射線断層撮影装置９を用いた検査は終了となる。

以上のように、実施例１の放射線断層撮影装置９の検出器リング１２は、周辺リング１２ｅと準中央リング１２ｄとを備えている。そして、周辺リング１２ｅおよび準中央リング１２ｄは、筐体１１ａの各々に包含されている。この筐体１１ａが連接してガントリ１１を構成しているのである。この様な構成とすることで、筐体１１ａを配列するだけで視野範囲を広げることができる。実施例１によれば、従来通りの検出器リングを複数連ねることで、広視野範囲の放射線断層撮影装置９が作成できる。

しかも、周辺リング１２ｅが準中央リング１２ｄに近づくように移動することで両リングが連接する構成となっている。この様にすることで、感度の高い放射線断層撮影装置９が提供できる。仮に両リングの間に隙間が設けられた状態で放射線断層撮影を行ったものとすると、隙間を通って、検出器リング１２から出射する放射線が現れる。この様な放射線は、放射線検出器１に入射せず、観測されないのであるから、検出器リング１２の検出感度は、隙間に起因して悪くなることになる。しかしながら、実施例１によれば、周辺リング１２ｅが準中央リング１２ｄに近づくように移動することで、隙間が詰められ、観測されない放射線を極力減少させることができる。

また、実施例１の筐体１１ａは、ｚ軸方向に連接されており、周辺リング１２ｅの移動に係らず、周辺リング１２ｅを包含する筐体１１ａの位置関係は変動しない。すなわち、周辺リング１２ｅは、筐体１１ａに対して移動することでリング１２ａ〜１２ｅが連接するのであり、筐体１１ａの位置が変更されてリング１２ａ〜１２ｅが連接するのではない。つまり、実施例１の構成に係る放射線断層撮影装置９は、ガントリ１１の中で周辺リング１２ｅが準中央リング１２ｄに向けて移動するのである。これにより、周辺リング１２ｅを移動させるリング移動機構３９をより小型のものとすることができる。

また、実施例１の筐体１１ａは、機械的に着脱可能となっている。例えば、周辺リング１２ｅを交換する必要が生じた場合、筐体１１ａ同士を脱離されて、筐体１１ａに包含される周辺リング１２ｅを露出することができる。すなわち、筐体１１ａをその隣の筐体１１ａに対してｚ方向と直交する方向に引き出して周辺リング１２ｅを露出させるのである。周辺リング１２ｅを準中央リング１２ｄから離間させ、図６の示すようにリング１２ａ〜１２ｅの間に所定の間隙ｄを空けた状態としたうえで、図８の示すようにｚ方向と直交する方向に筐体１１ａを引き出せば、周辺リング１２ｅが隣の筐体１１ａに干渉することがない。これにより、よりメンテナンスが容易な放射線断層撮影装置９が提供できる。

また、周辺リング１２ｅ，準中央リング１２ｄ，中央リング１２ｃは所定の隙間ｄを空けて配置され、リング移動制御部４０の制御に伴って、周辺リング１２ｅ，および準中央リング１２ｄが同期的に中央リング１２ｃに近づくように移動することにより、３個のリングが連接する構成となっている。つまり、リング移動制御部４０は、各リングを一括に制御するのであるから、その制御はより単純なものとなる。すなわち、実施例１のような構成とすることでより制御が容易な放射線断層撮影装置９が提供できる。

ここで準中央リング１２ｄが故障し、準中央リング１２ｄを構成する放射線検出器１を交換する必要が生じたとする。連接されていた３個のリングは、離間され、準中央リング１２ｄが筐体１１ａに包含される。この状態で筐体１１ａを引き出せば、容易に準中央リング１２ｄが露出することになるのである。

また、実施例１のｚ軸方向におけるリング１２ａの幅は、ｚ軸方向における筐体１１ａの幅よりも狭くなっている。これにより、メンテナンスの目的で筐体１１ａを引き出したときにリング１２ａが隣の筐体１１ａに干渉することがない。

次に、実施例２に係るＰＥＴ／ＣＴ装置について説明する。ＰＥＴ／ＣＴ装置とは、実施例１，実施例２で説明した放射線断層撮影装置（ＰＥＴ装置）９と、Ｘ線を用いた断層画像を生成するＣＴ装置とを有する構成で、両者で得られた断層画像を重ね合わせた合成画像を生成することができる医用装置である。

実施例２に係るＰＥＴ／ＣＴ装置の構成について説明する。実施例２に係るＰＥＴ／ＣＴ装置におけるＰＥＴ装置においては、実施例１，または実施例２で説明した放射線断層撮影装置（ＰＥＴ装置）９を用いることができる。したがって、実施例２における特徴的な部分であるＣＴ装置について説明する。図９に示すように、ＣＴ装置８は、ガントリ４５を有している。ガントリ４５には、ｚ方向に伸びた開口が設けられており、この開口に天板１０が挿入されている。

ガントリ４５の内部には、Ｘ線を被検体Ｍに向けて照射するＸ線管４３と、被検体Ｍを透過してきたＦＰＤ（フラット・パネル・ディテクタ）４４と、Ｘ線管４３とＦＰＤ４４とを支持する支持体４７とが備えられている。支持体４７は、リング形状となっており、ｚ軸周りに回転自在となっている。この支持体４７の回転は、例えばモータのような動力発生手段と、例えば歯車のような動力伝達手段とから構成される回転機構４１が実行する。また、回転制御部４２は、この回転機構４１を制御するものである。Ｘ線管は、本発明の放射線源に相当する。ＦＰＤは、本発明の放射線検出手段に相当し、支持体は、本発明の支持手段に相当する。回転機構は、本発明の回転手段に相当し、回転制御部は、本発明の回転制御手段に相当する。

ＣＴ画像生成部４８は、ＦＰＤ４４から出力されたＸ線検出データを基に、被検体ＭのＸ線断層画像を生成するものである。また、重ね合わせ部４９は、放射線断層撮影装置（ＰＥＴ装置）９から出力された被検体Ｍ内の薬剤分布を示すＰＥＴ画像と、上述のＸ線断層画像とを重ね合わせることで重合画像を生成する構成となっている。

主制御部３５は、各種のプログラムを実行することにより、実施例１，実施例２に係るマッピング部２５，較正部２６の他、回転制御部４２，ＣＴ画像生成部４８，重ね合わせ部４９，およびＸ線管制御部４６とを実現している。なお、上述の各部はそれらを担当する制御装置に分割されて実現されてもよい。

Ｘ線透視画像の取得方法について説明する。Ｘ線管４３とＦＰＤ４４とは、互いの相対位置を保った状態でｚ軸周りに回転する。このときＸ線管４３は間歇的にＸ線を被検体Ｍに向けて照射し、その度ごとに、ＣＴ画像生成部４８は、Ｘ線透視画像を生成する。この複数枚のＸ線透視画像は、ＣＴ画像生成部４８において例えば、既存のバック・プロジェクション法を用いて単一の断層画像に組み立てられる。

次に、合成画像の生成方法について説明する。ＰＥＴ／ＣＴ装置にて合成画像を取得するには、被検体Ｍの関心部位をＣＴ装置に導入して、そのＸ線断層画像を取得する。これに加えて被検体Ｍの関心部位を放射線断層撮影装置（ＰＥＴ装置）９に導入してＰＥＴ画像を取得することになる。重ね合わせ部４９によって両画像が重ね合わせられ、完成した合成画像は、表示部３６にて表示される。これにより、薬剤分布と被検体Ｍの内部構造とを同時に認識することができるので診断に好適な断層画像が提供できる。

以上のように、実施例２の構成によれば、被検体Ｍの内部構造と、薬剤分布との両方を取得できる放射線断層撮影装置９が提供できる。ＰＥＴ装置は、一般的に薬剤分布に係る情報を得ることができる。しかしながら、被検体Ｍの臓器や組織を写しこんだ断層画像を参照しながら診断を行う必要がある場合がある。上述の構成によれば、被検体Ｍの内部構造と、薬剤分布との両方を取得できるので、例えば両画像を重ね合わせることで、診断に好適な合成画像を生成させることができる。

本発明は、上述の構成に限られず、下記のような変形実施が可能である。

（１）各実施例では、図６のように、リング１２ａが連接状態のときに同時計数が行われていたが、同時計数は、図７のように、リング１２ａ〜１２ｅが格納状態となっているとき同時計数する構成とすることもできる。これにより、放射線の検出方法をより多様なものとすることができる。すなわち、放射線断層撮影装置９は、格納状態、および連接状態のいずれでも放射線対を計数することができる構成となっている。言い換えると、両状態のいずれでも放射線の検出が行われるということである。単に、検出される放射線線量を増加させる観点で言えば、撮影には周辺リング１２ｅが連接状態となっている場合が好適であることになる。しかし、被検体Ｍにおける放射線発生部の分布によっては、周辺リング１２ｅが格納状態となっているほうがノイズが少なく鮮明な断層画像を取得できる場合もあるのである。この様に、本変形例の構成は、周辺リング１２ｅが移動するという特徴が放射線断層画像の撮影にも生かされたものとなっている。

（２）また、両状態に加えて、同時計数は、両状態の中間的な状態である中間状態（図６と、図７の中間的な状態）にも行われる構成とすることもできる。これにより、放射線の検出方法をさらに多様なものとすることができる。ノイズが少なく鮮明な断層画像を取得できるのは、中間状態である場合もある。本変形例の構成によれば、撮影に好適なリング１２ａ〜１２ｅの状態を探索することができる。また、実施例１の構成は、格納状態、連接状態、中間状態を繰返しながら、放射線の検出を行うこともできる。

（３）また、各実施例の構成に加えて、図１におけるリングの位置を取得するリング位置取得部１７と、これが出力する位置情報に基づいて、リング１２ａ〜１２ｅが出力した放射線対の位置情報を補正する位置情報補正部２２とを利用する構成とすることもできる。すなわち、リング１２ａ〜１２ｅが被検体Ｍに対して移動するので、リング１２ａ〜１２ｅが出力する放射線対に関する情報が示す位置も被検体Ｍに対して移動することになる。実施例１の構成は、リング１２ａ〜１２ｅの位置に合わせてリング１２ａ〜１２ｅの出力する位置情報を補正することによって、被検体Ｍに対する放射線対の位置を取得する。この様にすることで、リング１２ａ〜１２ｅが被検体Ｍに移動しながら放射線の検出を行う構成においても、リング１２ａ〜１２ｅの移動の影響を受けないで歪みのない放射線断層画像が取得できるのである。なお、リング位置取得部１７は、図４におけるリング移動制御部４０よりリングの移動制御に関するデータを取得することでリング１２ａ〜１２ｅの位置情報を得るのである。位置情報補正部は、本発明の位置情報補正手段に相当し、リング位置取得部は、本発明のリング位置取得手段に相当する。

（４）上述した各実施例のいうシンチレータ結晶は、ＬＹＳＯで構成されていたが、本発明においては、その代わりに、ＧＳＯ（Ｇｄ_２ＳｉＯ_５）などのほかの材料でシンチレータ結晶を構成してもよい。本変形例によれば、より安価な放射線検出器が提供できる放射線検出器の製造方法が提供できる。

（５）上述した各実施例において、蛍光検出器は、光電子増倍管で構成されていたが、本発明はこれに限らない。光電子増倍管に代わって、フォトダイオードやアバランシェフォトダイオードや半導体検出器などを用いてもよい。

（６）上述した各実施例において、天板が摺動自在となっていたが、本発明はこれに限らず、たとえば、天板は固定であり、ガントリ１１が摺動する構成としてもよい。

以上のように、本発明は、医用の放射線断層撮影装置に適している。

本発明は、上述の課題を解決するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に係る発明は、被検体から放射される放射線を検出する放射線検出器が環状に配列されて構成される第１リングと、放射線検出器が環状に配列されて構成される第２リングと、両リングを包含するガントリと、ガントリに対して第１リングを移動させる第１移動手段と、第１移動手段を制御する移動制御手段と備え、両リングは、互いの中心軸を共有するように所定の隙間を空けて配置されているとともに、移動制御手段の制御に伴って、第１リングが第２リングに近づくように移動することにより、両リングが連接し、ガントリは、第１リングを包含する第１筐体と、第２リングを包含する第２筐体とを備え、両筐体は、機械的に着脱可能となっていることを特徴とするものである。

しかも、第１リングが第２リングに近づくように移動することで両リングが連接する構成となっている。この様にすることで、感度の高い放射線断層撮影装置が提供できる。仮に両リングの間に隙間が設けられた状態で放射線断層撮影を行ったものとすると、検出器リングの内部から隙間を通って、出射する放射線が現れる。この様な放射線は、放射線検出器に入射するものでなく観測されないのであるから、検出器リングの検出感度は、隙間の存在に起因して悪くなることになる。しかしながら本発明によれば、第１リングが第２リングに近づくように移動することで、隙間が詰められ、観測されない放射線を極力減少させることができる。
また、上述の構成とすれば、よりメンテナンスが容易な放射線断層撮影装置が提供できる。例えば、第１リングを交換する必要が生じた場合、第１筐体と第２筐体とを脱離されて、第１筐体に包含される第１リングを露出することができる。この様な構成の具体的な構成は、第１筐体を第２筐体に対して中心軸と直交する方向に引き出して第１リングを露出させるのである。第１リングを第２リングから離間させ、両リングの間に所定の間隙を空けた状態としたうえで、第１筐体を引き出せば、第１リングが第２筐体に干渉することがない。

Claims (9)

1. 被検体から放射される放射線を検出する放射線検出器が環状に配列されて構成される第１リングと、
   前記放射線検出器が環状に配列されて構成される第２リングと、
   前記両リングを包含するガントリと、
   前記ガントリに対して前記第１リングを移動させる第１移動手段と、
   前記第１移動手段を制御する移動制御手段と備え、
   両リングは、互いの中心軸を共有するように所定の隙間を空けて配置されているとともに、
   前記移動制御手段の制御に伴って、前記第１リングが前記第２リングに近づくように移動することにより、両リングが連接することを特徴とする放射線断層撮影装置。
2. 請求項１に記載の放射線断層撮影装置において、
   前記第１リングの移動に係らず、ガントリは移動しないことを特徴とする放射線断層撮影装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の放射線断層撮影装置において、
   前記ガントリは、第１リングを包含する第１筐体と、第２リングを包含する第２筐体とを備え、
   両筐体は、機械的に着脱可能となっていることを特徴とする放射線断層撮影装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
   前記放射線検出器が環状に配列されて構成される第３リングと、
   前記第２筐体に対して前記第２リングを移動させる第２移動手段とを備え、
   ３個のリングは、互いの中心軸を共有するように配置されているとともに、前記第１リング、前記第２リング、前記第３リングの順に所定の隙間を空けて配置され、
   前記移動制御手段の制御に伴って、前記第１リング、および前記第２リングが同期的に前記第３リングに近づくように移動することにより、３個のリングが連接することを特徴とする放射線断層撮影装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
   前記中心軸方向における前記第１リングの幅は、前記中心軸方向における前記第１筐体の幅よりも狭いことを特徴とする放射線断層撮影装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
   放射線対の同時計数を行う同時計数手段を備え、
   前記第１移動手段は、前記第１リングが前記第１筐体に格納された格納状態から、前記第１リングが前記第２リングに連接した連接状態を交互に繰り返すように前記第１リングを制御し、前記同時計数手段は、前記第１リングが両状態のいずれかとなっているとき放射線対を計数することを特徴とする放射線断層撮影装置。
7. 請求項６に記載の放射線断層撮影装置において、
   前記同時計数手段は、両状態に加えて、両状態の中間的な状態である中間状態にも放射線対を計数することを特徴とする放射線断層撮影装置。
8. 請求項７に記載の放射線断層撮影装置において、
   前記第１リングの位置を取得するリング位置取得手段と、
   前記リング位置取得手段の位置情報に基づいて、前記第１リングが出力した放射線対の位置情報を補正する位置情報補正手段とを備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
   前記中心軸方向に伸びるとともに前記第１リングの内部に挿入された天板を更に備えるとともに、これに加えて、
   （Ａ）前記天板に対し前記中心軸周りに回転可能な放射線源と、
   （Ｂ）前記天板に対し前記中心軸周りに回転可能な放射線検出手段と、
   （Ｃ）前記放射線源と前記放射線検出手段とを支持する支持手段と、
   （Ｄ）前記支持手段を回転させる回転手段と、
   （Ｅ）前記回転手段を制御する回転制御手段を備えた画像生成装置を更に備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。

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