WO2010086899A1 - 放射線断層撮影装置 - Google Patents

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WO2010086899A1
WO2010086899A1 PCT/JP2009/000362 JP2009000362W WO2010086899A1 WO 2010086899 A1 WO2010086899 A1 WO 2010086899A1 JP 2009000362 W JP2009000362 W JP 2009000362W WO 2010086899 A1 WO2010086899 A1 WO 2010086899A1
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WO
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radiation
unit
ring
tomography apparatus
counting
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/000362
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English (en)
French (fr)
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大谷篤
天野昌治
井上芳浩
田中和巳
水田哲郎
Original Assignee
株式会社島津製作所
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2985In depth localisation, e.g. using positron emitters; Tomographic imaging (longitudinal and transverse section imaging; apparatus for radiation diagnosis sequentially in different planes, steroscopic radiation diagnosis)
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/161Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/1611Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting using both transmission and emission sources sequentially

Definitions

  • the present invention relates to a radiation imaging apparatus for imaging radiation emitted from a subject, and more particularly to a radiation imaging apparatus having a wide field of view to the extent that a body portion of a subject can be imaged at once.
  • a radiation tomography that obtains a tomographic image of a radiopharmaceutical distribution in a region of interest of a subject by detecting an annihilation radiation pair (for example, ⁇ -rays) released from a radiopharmaceutical that is administered to the subject and localized in the region of interest Used in photographic equipment (ECT: Emission-Computed Tomography).
  • ECT mainly includes a PET (Positoron Emission Tomography) apparatus, a SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) apparatus, and the like.
  • the PET apparatus has a detector ring in which block-shaped radiation detectors are arranged in a ring shape. This detector ring is provided to surround the subject and is configured to detect the radiation that has passed through the subject.
  • the radiation detector deployed in the detector ring of such a PET apparatus has a configuration capable of position discrimination in the depth direction of the scintillator provided in the radiation detector for the purpose of increasing spatial resolution. Is often installed.
  • a conventional PET apparatus 50 surrounds an introduction hole with a gantry 51 having an introduction hole for introducing a subject and a block-shaped radiation detector 52 for detecting radiation inside the gantry 51.
  • the detector ring 53 formed in such a manner and a support member 54 provided so as to surround the detector ring 53 are provided.
  • a bleeder unit 55 having a bleeder circuit is provided at a position where the support member 54 is interposed, and this connects the support member 54 and the radiation detector 52.
  • a PET apparatus is described in Patent Document 1, for example.
  • the PET device measures the annihilation radiation pair emitted from the radiopharmaceutical. That is, the annihilation radiation pair radiated from the inside of the subject M is a radiation pair whose traveling direction is opposite by 180 °. As shown in FIG. 11, the detector ring 53 has a detection element C for detecting an annihilation radiation pair stacked in the z direction. Thereby, the position of the annihilation radiation pair with respect to the detector ring 53 can be discriminated in the z direction.
  • the annihilation radiation pair generated from the annihilation point P inside the subject is incident on two different detection elements C included in the detector ring 53.
  • the two detection elements independently send two detection data D1, D2 to the incident time specifying unit 61.
  • the time of incidence on the detector ring 53 is specified for each of the detection data D1 and D2.
  • the detection data D1 and D2 are output to the simultaneous event certification unit 62, and it is certified whether the incidence of radiation indicated by the detection data D1 and D2 has occurred at the same time.
  • the detection data D1 and D2 are paired, and each is determined to be caused by a single event of occurrence of an annihilation radiation pair. Is done.
  • the detection data D1 and D2 are sent to the detection intensity specifying unit 63 and the LOR specifying unit 64. In the detection intensity specifying unit 63, the intensity of the incident radiation is calculated from the detection data D1 and D2.
  • position information of the detection data D1 and D2 is determined.
  • the vector data N associated with the calculated incident time, position information, and detection intensity is stored in the simultaneous event number storage unit 65 and used for generating a tomographic image of the subject.
  • the conventional radiation tomography apparatus has the following problems. That is, if the detector ring 53 is long in the z direction, there is a problem that the computation is greatly complicated. In recent years, radiation tomography apparatuses in which the detector ring 53 is wide enough to cover the whole body of the subject are being developed. In such a configuration, the detector ring 53 has a larger number of detection elements than before. Accordingly, the number of combinations of two different detection elements in the detector ring 53 is so large that it cannot be considered in the conventional apparatus. If a tomographic image is to be taken in consideration of the number of simultaneous events for all of these combinations, the calculation load on each unit 61, 62, 63, 64, 65 becomes very high. If this state is left as it is, an expensive arithmetic device is required to acquire a tomographic image of the subject M, and the time required for generating the tomographic image becomes long.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a radiation tomography apparatus capable of reducing the load of calculation of detection data even when the detector ring is wide. There is to do.
  • the radiation tomography apparatus is a ring unit configured by arranging unit detection rings in which radiation detection elements for detecting radiation are arranged in an annular shape so as to share their central axes.
  • a direct coincidence means for counting the number of simultaneous events, which is the number of times that two different radiation detection elements belonging to the ring unit have simultaneously detected radiation, wherein a plurality of ring units have their central axes
  • the detector rings are configured by sharing and are connected to both of the first ring unit and the second ring unit adjacent to each other, and belong to each of the first ring unit and the second ring unit.
  • Counts the number of simultaneous events which is the number of times that two radiation detection elements have simultaneously detected radiation. It is characterized in further comprising a counting means.
  • the configuration of the present invention has a plurality of ring units. Each ring unit is provided with direct coincidence means. The direct coincidence means counts the number of simultaneous events for the ring unit. In addition to this, the present invention is provided with cross coincidence means connected to both ring units adjacent to each other. The cross coincidence means counts the number of simultaneous events only when two radiation detection elements belonging to the first ring unit and the second ring unit adjacent to each other simultaneously detect radiation.
  • the detector ring in the present invention can be configured by connecting ring units having the same configuration as that of conventionally used radiographic apparatuses. Then, even if the detector ring becomes wider and the number of radiation detection elements increases, the simultaneous counting in the radiation tomography apparatus according to the present invention is shared by a plurality of direct simultaneous counting means for each ring unit. Therefore, no matter how many ring units are added, the computation load per one direct coincidence means does not fluctuate.
  • a cross coincidence means is provided in the configuration of the present invention. If the ring units are connected, annihilation radiation may be incident on each of the adjacent ring units. According to the present invention, such counting of annihilation radiation pairs is performed by the cross coincidence means. As a result, the number of annihilation radiation pairs used for generating a tomographic image is large.
  • the distance in the central axis direction between the radiation detection elements for which simultaneous counting is performed is limited to the thickness of the ring unit in the central axis direction or less. Therefore, the configuration of the present invention does not take into account annihilation radiation pairs that are not suitable for generating a tomographic image, so that a tomographic image suitable for diagnosis is generated while reducing the calculation load.
  • the radiation tomography apparatus which can be provided can be provided.
  • the above-described detector ring is more desirable if it can be mechanically disassembled in units of ring units.
  • the detector ring can be disassembled and transported into a plurality of ring units, and when the radiation tomography apparatus fails, the detector ring can be disassembled for each ring unit. So you can easily check the inside of the detector ring. In addition, the detection ring can be repaired by exchanging the ring unit.
  • the above-mentioned cross coincidence means counts the number of simultaneous cross events only when the distance between the two radiation detection elements in the central axis direction is equal to or less than a predetermined length.
  • the calculation load of the radiation tomography apparatus can be further reduced. That is, the cross coincidence unit does not perform coincidence counting even if two radiation detection elements that simultaneously detect radiation belong to each of the adjacent ring units unless their distance is equal to or less than a predetermined length. It is. By doing so, it is possible to provide a radiation tomography apparatus in which the calculation load is further reduced.
  • predetermined length storage means for storing the predetermined length and an input means for inputting the predetermined length are provided, and the predetermined length can be changed according to the input of the input means.
  • a list storage unit that stores a combination list in which combinations of two radiation detection elements are listed, and a count that instructs the cross coincidence unit to execute the count of the number of cross simultaneous events.
  • the count instruction means includes a combination list of combinations of the two detection elements that have detected the radiation. It is more desirable to instruct the cross coincidence means to execute counting only when registered in.
  • the above-described configuration shows a specific aspect of the tomography apparatus of the present invention. That is, according to the above-described configuration, the cross coincidence unit is instructed to perform counting using a combination list in which combinations of two radiation detection elements are listed. By configuring in this way, the cross coincidence unit can perform simultaneous counting only when the combination of two radiation detecting elements that simultaneously detect radiation is in the combination list. Since the combination list can list only the radiation detection element pairs whose distance is equal to or less than the predetermined length, the distance between the two radiation detection elements in the central axis direction can be easily set to the predetermined length. Or less.
  • the above-mentioned radiation tomography apparatus further includes a top plate extending in the central axis direction and inserted into the detector ring.
  • the top plate can be rotated around the central axis.
  • a radiation source (B) a radiation detection means rotatable around the central axis with respect to the top plate, (C) a support means for supporting the radiation source and the radiation detection means, and (D) a rotation for rotating the support means.
  • a radiation tomography apparatus capable of acquiring both the internal structure of the subject and the drug distribution can be provided.
  • a PET device can generally obtain information relating to drug distribution.
  • a composite image suitable for diagnosis can be generated.
  • the burden on the coincidence counting means can be reduced. That is, the configuration of the present invention is provided with direct coincidence means for each ring unit.
  • the simultaneous counting in the radiation tomography apparatus according to the present invention is performed by a plurality of direct coincidence means for each ring unit, and no matter how many ring units are added, the calculation per direct coincidence means is performed.
  • the load does not fluctuate.
  • a cross coincidence means is provided in the configuration of the present invention. As a result, the number of annihilation radiation pairs used for generating a tomographic image is large.
  • simultaneous counting is performed unless two radiation detection elements that simultaneously detect radiation are (A) belong to the same ring unit or (B) belong to each of adjacent ring units. It will never be. Therefore, the distance in the central axis direction between the radiation detection elements for which coincidence is performed is limited to the thickness of the ring unit in the central axis direction or less. Therefore, the configuration of the present invention does not take into account annihilation radiation pairs that are not suitable for generating a tomographic image, so that a tomographic image suitable for diagnosis is generated while reducing the calculation load.
  • the radiation tomography apparatus which can be provided can be provided.
  • FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a configuration of a radiation tomography apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a radiation detector according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure explaining the structure of the detector ring which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure explaining the structure of the ring unit which concerns on Example 1.
  • FIG. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operation of the filter according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operation of the filter according to the first embodiment.
  • 6 is a functional block diagram illustrating a configuration of a radiation tomography apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the operation of a filter according to a second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the operation of a filter according to a second embodiment.
  • FIG. 9 is a functional block diagram illustrating a configuration of a PET / CT apparatus according to a third embodiment. It is a figure explaining the structure of the PET apparatus of a conventional structure. It is a functional block diagram explaining the structure of the PET apparatus of a conventional structure.
  • the present invention is applied to a PET apparatus, and in the third embodiment, the present invention is applied to a PET / CT apparatus.
  • FIG. 1 is a functional block diagram illustrating the configuration of the radiation tomography apparatus according to the first embodiment.
  • the radiation tomography apparatus 9 according to the first embodiment includes a top plate 10 that lies on the subject M and a gantry 11 having a through hole that surrounds the subject M.
  • the top plate 10 is provided so as to pass through the opening of the gantry 11 and is movable back and forth along the direction in which the opening of the gantry 11 extends (z direction).
  • Such sliding of the top plate 10 is realized by the top plate moving mechanism 15.
  • the top plate moving mechanism 15 is controlled by the top plate movement control unit 16.
  • a detector ring 12 for detecting an annihilation gamma ray pair emitted from the subject M is provided inside the gantry 11, a detector ring 12 for detecting an annihilation gamma ray pair emitted from the subject M is provided.
  • the detector ring 12 has a cylindrical shape extending in the body axis direction z (corresponding to the extending direction of the present invention) of the subject M, and its length is 1 m to 1.8 m. That is, the detector ring 12 extends to such an extent that at least the body portion of the subject M can be completely covered.
  • the detector ring 12 is configured by arranging block-shaped radiation detectors 1 in a ring shape. Assuming that the width per one in the radiation detector 1 is about 5 cm, about 20 to 36 radiation detectors 1 are arranged on the detector ring 12 in the z direction. The configuration of the radiation detector 1 will be briefly described.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating the configuration of the radiation detector according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the radiation detector 1 includes a scintillator 2 that converts radiation into fluorescence, and a photodetector 3 that detects fluorescence. A light guide 4 for transmitting and receiving fluorescence is provided at a position where the scintillator 2 and the photodetector 3 are interposed.
  • the scintillator 2 is configured by scintillator crystals arranged three-dimensionally.
  • the scintillator crystal is composed of Lu 2 (1-X) Y 2X SiO 5 (hereinafter referred to as LYSO ) in which Ce is diffused.
  • the photodetector 3 can specify the fluorescence generation position indicating which scintillator crystal emits fluorescence, and can also specify the intensity of fluorescence and the time when the fluorescence is generated. it can.
  • the scintillator crystal corresponds to the radiation detection element of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the detector ring according to the first embodiment.
  • the radiation detectors 1 are arranged along a virtual circle (more precisely, a regular n-gon) in the detector ring 12.
  • the scintillator crystals are also arranged along a virtual circle (precisely, a regular n-gon), and constitute a unit detection ring 12b as shown in FIG.
  • the unit detection ring 12b is formed of scintillator crystals C (radiation detection elements) arranged at the same position in the z direction and arranged along an annular ring.
  • the unit detection ring 12b is a concept in which scintillator crystals are arranged in a line and is independent of the radiation detectors 1 arranged along a virtual circle. As shown in FIG. 3B, the unit detection ring 12b is connected in the z direction to form the detector ring 12. In other words, the unit detection rings 12b are connected to share a central axis along the z direction.
  • the unit detection ring 12b has a through-hole at the center, and the unit detection ring 12b is arranged so that the through-holes of the unit detection ring 12b are connected, and the detector ring 12 is configured. You can also.
  • the detector ring 12 is formed by arranging around 100 radiation detectors 1 in an annular shape. Therefore, when the through hole 12a is viewed from the z direction, the through hole 12a is, for example, It is a regular 100-gon. In this case, the plurality of unit detection rings 12b are connected so as to share the respective central axes, and the through hole 12a has a shape of a 100 prism.
  • the detector ring 12 is configured by connecting each of a plurality of ring units 121, 122, and 123 as shown in FIG.
  • This ring unit is configured by connecting the above-described unit detection rings 12b in the z direction.
  • the ring unit 121 includes about 12 radiation detectors 1 arranged in the z direction. In other words, the ring units are connected to share a central axis along the z direction.
  • the detector ring 12 is configured by mechanically connecting ring units 121, 122, and 123 manufactured separately. Therefore, the detector ring 12 can be mechanically disassembled in units of ring units.
  • the detector ring 12 is constituted by three ring units 121, 122, and 123, but the number of ring units constituting the detector ring 12 is not limited to this.
  • the radiation tomography apparatus 9 is further provided with various units for acquiring a tomographic image of the subject M as shown in FIG.
  • the radiation tomography apparatus 9 includes a C coincidence unit 20c and a D coincidence unit 20d that perform coincidence counting of annihilation ⁇ rays based on detection data detected by the detector ring 12, and detection data.
  • a data storage unit 17 that stores data
  • a mapping unit 18 that forms a tomographic image of the subject M
  • a calibration unit 19 that applies calibration to the tomographic image of the subject M are provided.
  • the calibration unit 19 is provided for the purpose of removing a false image reflected in the tomographic image, and superimposes predetermined calibration data on the tomographic image of the subject M.
  • the MRD storage unit 37 stores MRD described later.
  • the C coincidence unit corresponds to the cross coincidence unit of the present invention, and the D coincidence unit corresponds to the direct coincidence unit of the present invention.
  • the MRD storage unit corresponds to the predetermined length storage means of the present invention.
  • the radiation tomography apparatus 9 includes a main control unit 35 that performs overall control of each unit and a display unit 36 that displays a radiation tomographic image.
  • the main control unit 35 is constituted by a CPU, and realizes the mapping unit 18 and the calibration unit 19 by executing various programs.
  • each above-mentioned part may be divided
  • the input unit 38 is for inputting a surgeon's instruction, and for example, accepts a change in the MRD setting by the surgeon.
  • the input unit corresponds to the input unit of the present invention.
  • the C coincidence unit 20c includes a C filter 21c
  • the D coincidence unit 20d includes a D filter 21d.
  • the D coincidence unit 20d is provided in each of the ring units 121, 122, and 123.
  • two scintillator crystals belonging to each of the ring units in charge detect an annihilation ⁇ -ray pair.
  • the C coincidence counting unit 20c is connected to the ring units 121 and 122 adjacent to each other.
  • the C coincidence unit 20c counts the number of simultaneous events when two scintillator crystals belonging to different ring units detect an annihilation gamma ray pair.
  • the C filter 21c is provided across adjacent ring units, and another C filter 21c is also provided in the ring units 122 and 123 adjacent to each other.
  • the number of coincidence counters is as follows. That is, if the number of ring units constituting the detector ring 12 is n, the number of D coincidence units 20d provided in the radiation tomography apparatus 9 is n, and the number of C coincidence units 20c is n ⁇ . 1.
  • the clock 23 outputs time information to the D filter 21d and the C filter 21c.
  • the clock 23 is shown as if it is connected only to a single D filter 21 d, but in reality, the clock 23 is connected to all the filters provided in the radiation tomography apparatus 9. Will be.
  • an LOR specifying unit 22 and a fluorescence intensity calculating unit 24 are provided downstream of the D filter 21d.
  • the C coincidence unit 20c is also provided with an LOR specifying unit 22 and a fluorescence intensity calculation unit 24 downstream of the C filter 21c.
  • the output of the fluorescence intensity calculation unit 24 is output to the data storage unit 17.
  • the data output from the fluorescence intensity calculation unit 24 is data in which LOR, detection time, and detection intensity are related.
  • the LOR specifying unit 22 and the fluorescence intensity calculating unit 24 are not shown for a part of the coincidence counting unit for the sake of brevity.
  • the data processing in the radiation tomography apparatus 9 will be briefly described. Assume that a pair of annihilation ⁇ rays are incident on two different locations of the ring unit 121 of the detector ring 12 from the vanishing point P in FIG. Then, the ring unit 121 outputs two detection signals to the D filter 21d provided therein, and recognizes the fact that two annihilation ⁇ rays are incident on the ring unit 121 at the same time. This determination of simultaneity is performed using the clock 23. That is, time data is added to the detection signal output from the clock 23 to the detection signal.
  • the D filter 21d recognizes that the two detection signals are paired and are due to the annihilation gamma ray pair.
  • the two detection signals recognized as annihilation gamma rays pass through the D filter 21 d and are sent to the LOR specifying unit 22.
  • LOR is an abbreviation for Line of response, and is a line segment connecting two scintillator crystals on which annihilation ⁇ rays are incident. This LOR can also be expressed as position information in annihilation ⁇ -rays.
  • the fluorescence intensity calculation unit 24 specifies the fluorescence intensity of each scintillator crystal.
  • the D filter 21d allows each detection signal to pass only when two ⁇ rays are simultaneously incident on one of the ring units that it is responsible for, and discards the detection data of the ⁇ rays that could not be paired. To do.
  • the role of the D filter 21d will be described more specifically. As shown in FIG. 5A, it is assumed that ten scintillator crystals C are arranged in the z direction in the ring unit 121. Consider the scintillator crystal Cr belonging to the ring unit 121. Since ten unit detection rings 12b are arranged in the ring unit 121, among the LORs of the scintillator crystal Cr, the LORs through which the D filter 21d passes detection signals are LOR1d to LOR10d.
  • the D filter 21d discards the detection signal output from the scintillator crystal Cr as long as there is no scintillator crystal that can be paired in the ring unit 121.
  • the role of the C filter 21c is similar to that of the D filter 21d. However, unlike the D filter 21d, the C filter 21c is included in the scintillator crystal Cr and the LOR through which the C filter 21c passes the detection signal is either the scintillator crystal Cr or one of the ring units 122a and 122b adjacent to the ring unit 121. There are 20 types of LOR1c to LOR20c between the scintillator crystals belonging to (see FIG. 5B).
  • the C filter 21c provided between the ring units 121 and 122a has a scintillator crystal as long as there is no scintillator crystal that can be paired inside the ring unit 122a even when the scintillator crystal Cr senses ⁇ rays. Discard the detection signal for Cr.
  • the C filter 21c provided between the ring units 121 and 122b has a scintillator as long as there is no scintillator crystal that can be paired inside the ring unit 122b even if the scintillator crystal Cr senses ⁇ rays. The detection signal related to the crystal Cr is discarded.
  • the LOR through which the C filter 21c provided across the ring units 122a and 121 passes the detection signal is LOR1c to LOR10c, and the C filter 21c provided across the ring units 121 and 122b detects the detection signal.
  • LORs that pass are LOR11c to LOR20c.
  • the ring unit 121 corresponds to the first ring unit of the present invention
  • the ring units 122a and 122b correspond to the second ring unit of the present invention.
  • LOR1d to LOR10d there are 30 types of LOR used for coincidence counting: LOR1d to LOR10d, and LOR1c to LOR20c.
  • the data storage unit 17 in FIG. 1 stores how often an annihilation ⁇ -ray pair is detected for each LOR.
  • the LOR is selected only by the action of the C filter 21c and the D filter 21d and is suitable for acquisition of radiation tomographic images. Thereby, the burden concerning the LOR specific
  • the C coincidence counting unit 20c and the D coincidence counting unit 20d sequentially transmit detection data to the data storage unit 17.
  • the data storage unit 17 stores the number of times the coincidence counting unit outputs detection data, and records the number of annihilation gamma ray pairs (number of simultaneous events) for each LOR. . That is, the data storage unit 17 stores LOR and the number of counts of annihilation ⁇ -ray pairs in association with each other.
  • the mapping unit 18 assembles this related data and acquires a tomographic image (PET image).
  • PET image tomographic image of the subject M generated in this way is output to the calibration unit 19 and data processing for removing the false image superimposed on the tomographic image of the subject M is performed.
  • the completed image obtained in this way is displayed on the display unit 36. With this, the inspection using the radiation tomography apparatus 9 according to the configuration of the first embodiment is completed.
  • the configuration of the first embodiment includes a plurality of ring units.
  • Each of the ring units is provided with a D coincidence counting unit 20d.
  • the D coincidence counting unit 20d counts the number of simultaneous events for the ring unit.
  • a C coincidence unit 20c connected to both of the ring units adjacent to each other is provided.
  • the C coincidence counter 20c counts the number of simultaneous events only when two scintillator crystals belonging to each of the adjacent ring units detect radiation simultaneously.
  • the D coincidence counting unit 20d for each ring unit, the calculation does not become complicated even if the width of the detector ring 12 is long. That is, the ring unit has the same configuration as that of a conventionally used radiographic apparatus, and they are connected. Then, even if there are many scintillator crystals provided in the detector ring 12, the simultaneous counting in the radiation tomography apparatus 9 according to the first embodiment is shared by the plurality of D coincidence units 20d for each ring unit. Therefore, no matter how many ring units are added, the calculation load per D coincidence unit 20d does not change.
  • the configuration of the first embodiment is provided with a C coincidence unit 20c. If the ring units are connected, annihilation radiation may be incident on each of the adjacent ring units. According to the first embodiment, the C coincidence counting unit 20c performs such counting of annihilation ⁇ -ray pairs. As a result, the number of annihilation ⁇ -ray pairs used for generating a tomographic image becomes large.
  • the distance in the z direction between the scintillator crystals is only the thickness of the ring unit in the z direction.
  • the configuration of the first embodiment does not take into account annihilation ⁇ -ray pairs that are not suitable for generating a tomographic image, so that a tomography suitable for diagnosis while reducing the calculation load.
  • a radiation tomography apparatus 9 capable of generating an image can be provided.
  • the above-described detector ring 12 can be mechanically disassembled in units of ring units.
  • the detector ring 12 can be disassembled and transported into a plurality of ring units, and when the radiation tomography apparatus 9 breaks down, the detector ring 12 is provided for each ring unit. Since it can be disassembled, the inside of the detector ring 12 can be easily inspected. In addition, the detection ring can be repaired by exchanging the ring unit.
  • each of the C filters 21c is different in that a C list reference unit 25c and a C list storage unit 26c are provided.
  • each D filter 21d is provided with a D list reference unit 25d and a D list storage unit 26d.
  • the C list storage unit corresponds to the list storage unit of the present invention
  • the C list reference unit corresponds to the counting instruction unit of the present invention.
  • the configuration of the second embodiment can discard the detection signal more than the first embodiment. That is, the detection signal discarded in the first embodiment is discarded as it is. In addition to this, the configuration of the second embodiment additionally discards the detection signal according to the list stored in the list storage unit.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining how the detection signal of the radiation tomography apparatus according to the configuration of the second embodiment is discarded.
  • a region R in FIG. 8 is a region having a width corresponding to ten scintillator crystals before and after in the z direction from the scintillator crystal Cr.
  • the region R includes (A) a unit detection ring 12b to which the scintillator crystal Cr belongs, (B) ten unit detection rings 12b positioned in front of the scintillator crystal Cr in the z direction, and (C) in the z direction.
  • MRD the maximum number of different detector rings with the number of detector rings considering LOR.
  • MRD 10. Therefore, when the number of unit detection rings considering LOR is 1, MRD is 0.
  • the radiation tomography apparatus 9 according to the second embodiment can read the MRD stored in the MRD storage unit 37.
  • Several types of lists are stored in the C list storage unit 26c and the D list storage unit 26d, and a list suitable for reference is sent to the C list reference unit 25c and the D list reference unit 25d according to the MRD. .
  • the MRD can be changed, and the operator can adjust the width of the region R by resetting the MRD stored in the MRD storage unit 37 through the input unit 38. It has become.
  • the C filter 21c discards the detection signal when the LOR is not within the range of the region R in FIG. That is, in the first embodiment, the LOR between the ring unit 122a and the scintillator crystal Cr is 10 types of LOR1c to LOR10c as shown in FIG. 5, of which LOR1c to LOR8c are related. Since the detection signal is an LOR that protrudes from the region R, it is discarded.
  • the LOR drawn between the ring unit 122b and the scintillator crystal Cr was 10 types of LOR11c to LOR20c. Among them, detection signals related to the LOR20c protruded from the region R. Since it is LOR, it is discarded.
  • the LOR used for the coincidence counting is 21 types (2 ⁇ MRD + 1 types) of LOR1d to LOR10d (see FIG. 5A) and LOR9c to LOR19c (see FIG. 8).
  • the data storage unit 17 in FIG. 1 stores how often an annihilation ⁇ -ray pair is detected for each LOR.
  • the selection of the LOR corresponding to the MRD is performed by the C list reference unit 25c. That is, the C list reference unit 25c refers to the C list stored in the C list storage unit 26c and instructs the C filter 21c to discard the detection signals related to LOR1c to LOR8c and LOR20c.
  • the C list combinations of scintillator crystals corresponding to a predetermined MRD are listed. Specifically, when the MRD is 10, the C list lists scintillator crystal combinations related to LOR 9c to LOR 19c for the scintillator crystal Cr. The scintillator crystal combinations for LOR1c to LOR8c and LOR20c are not listed.
  • the C filter 21c additionally discards the detection data described above in accordance with an instruction from the C list reference unit 25c.
  • the configurations of the D list reference unit 25d, the D list storage unit 26d, and the D list stored in the D list reference unit 25d are the same as those of the C list reference unit 25c, the C list storage unit 26c, and the C list. To do. In the ring unit 121 to which the scintillator crystal Cr belongs, the detection data considering MRD is discarded.
  • the list generation unit 27 generates a C list and a D list for each MRD.
  • the D list is generated by listing, from a combination of two scintillator crystals belonging to a single ring unit, only those whose distances in the z direction of the two scintillator crystals are within the range specified by the MRD.
  • the C list is generated by listing, from a combination of two scintillator crystals belonging to each of the ring units adjacent to each other, only those whose z-direction distance between the two scintillator crystals is within the range specified by the MRD. .
  • the list generation unit corresponds to the list generation means of the present invention.
  • the calculation load of the radiation tomography apparatus 9 can be further reduced. That is, even if two scintillator crystals that simultaneously detect radiation belong to each of adjacent ring units, the C coincidence unit 20c performs coincidence if the distance between them is not less than the length specified by the MRD. It is not done. By doing so, it is possible to provide the radiation tomography apparatus 9 in which the calculation load is further reduced. That is, using the C list that lists the combinations of two scintillator crystals, the C coincidence counting unit 20c is instructed to perform counting. With this configuration, the C coincidence unit 20c can perform simultaneous counting only when the combination of two scintillator crystals that simultaneously detect radiation is in the C list.
  • the distance between the two scintillator crystals in the z direction can be easily specified by the MRD. It can be less than or equal to the length.
  • the PET / CT apparatus has a configuration including the radiation tomography apparatus (PET apparatus) 9 described in the first and second embodiments and a CT apparatus that generates a tomographic image using X-rays.
  • PET apparatus radiation tomography apparatus
  • This is a medical device that can generate a composite image obtained by superimposing the tomographic images.
  • the configuration of the PET / CT apparatus according to the third embodiment will be described.
  • the radiation tomography apparatus (PET apparatus) 9 described in the first or second embodiment can be used. Therefore, a CT apparatus which is a characteristic part in the third embodiment will be described.
  • the CT apparatus 8 has a gantry 45.
  • the gantry 45 is provided with an opening extending in the z direction, and the top plate 10 is inserted into the opening.
  • An gantry 45 supports an X-ray tube 43 that irradiates the subject with X-rays, an FPD (flat panel detector) 44 that has passed through the subject, and the X-ray tube 43 and the FPD 44.
  • a support 47 is provided.
  • the support 47 has a ring shape and is rotatable around the z axis.
  • the rotation of the support 47 is performed by a rotation mechanism 39 including a power generation unit such as a motor and a power transmission unit such as a gear.
  • the rotation control unit 40 controls the rotation mechanism 39.
  • the X-ray tube corresponds to the radiation source of the present invention.
  • the FPD corresponds to the radiation detection means of the present invention, and the support corresponds to the support means of the present invention.
  • the rotation mechanism corresponds to the rotation means of the present invention, and the rotation control unit corresponds to the rotation control means of the present invention.
  • the CT image generation unit 41 generates an X-ray tomographic image of the subject M based on the X-ray detection data output from the FPD 44.
  • the superimposing unit 42 generates a superposition image by superimposing the PET image indicating the drug distribution in the subject output from the radiation tomography apparatus (PET apparatus) 9 and the above-described X-ray tomographic image. It has a configuration.
  • the main control unit 35 executes various programs, so that, in addition to the mapping unit 18 and the calibration unit 19 according to the first and second embodiments, the rotation control unit 40, the CT image generation unit 41, the superposition unit 42, And the X-ray tube control unit 46 is realized.
  • each above-mentioned part may be divided
  • a method for obtaining a fluoroscopic image will be described.
  • the X-ray tube 43 and the FPD 44 rotate around the z axis while maintaining their relative positions.
  • the X-ray tube 43 intermittently irradiates the subject M with X-rays, and each time the CT image generation unit 41 generates an X-ray fluoroscopic image.
  • the plurality of fluoroscopic images are assembled into a single tomographic image using the existing back projection method in the CT image generation unit 41, for example.
  • a method for generating a composite image In order to acquire a composite image with the PET / CT apparatus, a region of interest of the subject M is introduced into the CT apparatus, and an X-ray tomographic image thereof is acquired. In addition to this, a region of interest of the subject M is introduced into a radiation tomography apparatus (PET apparatus) 9 to acquire a PET image. Both images are superimposed by the overlapping unit 42, and the completed composite image is displayed on the display unit 36. Thereby, since the drug distribution and the internal structure of the subject can be recognized simultaneously, a tomographic image suitable for diagnosis can be provided.
  • PET apparatus radiation tomography apparatus
  • the radiation tomography apparatus 9 that can acquire both the internal structure of the subject M and the drug distribution can be provided.
  • a PET device can generally obtain information relating to drug distribution.
  • a composite image suitable for diagnosis can be generated by superimposing both images.
  • the present invention is not limited to the above-described configuration, and can be modified as follows.
  • the scintillator crystal referred to in each of the above embodiments is composed of LYSO.
  • the scintillator crystal is composed of other materials such as GSO (Gd 2 SiO 5 ) instead. Also good. According to this modification, it is possible to provide a method of manufacturing a radiation detector that can provide a cheaper radiation detector.
  • the fluorescence detector is composed of a photomultiplier tube, but the present invention is not limited to this. Instead of the photomultiplier tube, a photodiode, an avalanche photodiode, a semiconductor detector, or the like may be used.
  • the top plate is slidable.
  • the present invention is not limited to this.
  • the top plate may be fixed and the gantry 11 may slide.
  • the present invention is suitable for a medical radiation tomography apparatus.

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Abstract

 本発明の目的は、検出器リングが幅広となっても、検出データの演算の負荷を軽減することができる放射線断層撮影装置を提供することにある。この様な課題を解決するために、本発明に係る放射線断層撮影装置は、γ線を同時に検出した2つのシンチレータ結晶が(A)同一のリングユニット121,122,123に属しているか(B)互いに隣接したリングユニット121,122,123の各々に属しているかしなければ、同時計数を行わない。したがって、放射線検出素子同士の中心軸方向の距離は、リングユニット121,122,123の中心軸方向の厚さ分以下に限られる。これにより、演算負荷を軽減しつつ、診断に好適な断層画像を生成することができる放射線断層撮影装置が提供できる。

Description

放射線断層撮影装置
 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。
 このようなPET装置の検出器リングに配備される放射線検出器には、空間分解能を高める目的で、放射線検出器に設けられたシンチレータの深さ方向の位置弁別が可能な構成となっているものがしばしば搭載される。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、放射線を検出するブロック状の放射線検出器52を導入孔を囲むように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。図11に示すように、検出器リング53は、消滅放射線対を検出する検出素子Cがz方向に積層されている。これにより、検出器リング53に対する消滅放射線対の位置をz方向について弁別できる。
 このようなPET装置における消滅放射線対の測定方法について説明する。図11に示すように、被検体の内部における消滅点Pから発生した消滅放射線対は、検出器リング53が有する異なる2つの検出素子Cに入射する。2つの検出素子は、独立的に2つの検出データD1,D2を入射時間特定部61に送出する。ここで、検出データD1,D2の各々について検出器リング53に入射した時間が特定される。
 続いて、検出データD1,D2は同時イベント認定部62に出力され、検出データD1,D2が示す放射線の入射が、同時に起こったものであるかが認定される。検出データD1,D2が検出器リング53に同時に入射したと認定された場合、検出データD1,D2は、ペアリングされ、各々は、消滅放射線対の発生という単一の事象に起因するものと認定される。検出データD1,D2は、検出強度特定部63,LOR特定部64に送出される。検出強度特定部63においては、検出データD1,D2より、入射した放射線の強度が算出される。LOR特定部64においては、検出データD1,D2の位置情報を割り出す。そして、算出された入射時間、位置情報および検出強度とが連関したベクトルデータNは、同時イベント数記憶部65に記憶され、被検体の断層画像の生成に用いられる。
特開2001-194459号公報
 しかしながら、従来構成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、検出器リング53をz方向に長いものとすると、飛躍的に演算が煩雑化するという問題点がある。近年において、被検体の全身を覆う程度に検出器リング53が幅広となっている放射線断層撮影装置が開発されつつある。この様な構成においては、検出器リング53には、従来より多数の検出素子が搭載される。したがって、検出器リング53における異なる2つの検出素子の組み合わせは、従来装置では考えられないほど多いものとなる。これらの組み合わせの全てをについて同時イベント数を考慮して断層画像を撮影しようとすると、各部61,62,63,64,65にかかる演算の負荷は、非常に高いものとなる。この状態を放置すれば、被検体Mの断層画像を取得するのに高価な演算装置が必要であるとともに、断層画像の生成に必要な時間は、長いものとなる。
 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、検出器リングが幅広となっても、検出データの演算の負荷を軽減することができる放射線断層撮影装置を提供することにある。
 本発明は、上述の目的を達成するために、次のような構成をとる。
 すなわち、本発明に係る放射線断層撮影装置は、放射線を検出する放射線検出素子が環状に配列された単位検出リングの各々が、それらの中心軸を共有して配列されることにより構成されたリングユニットと、リングユニットに属する2つの異なる放射線検出素子が同時に放射線を検出した回数である同時イベント数を計数するダイレクト同時計数手段とを備えた放射線断層撮影装置において、複数のリングユニットがそれらの中心軸を共有して配列されることにより検出器リングが構成され、互いに隣接する第1リングユニット、第2リングユニットの両方に接続されるとともに、第1リングユニット、第2リングユニットのそれぞれに属する2つの放射線検出素子が同時に放射線を検出した回数である同時イベント数を計数するクロス同時計数手段とを備えることを特徴とするものである。
 [作用・効果]本発明の構成は、複数のリングユニットを有する。リングユニットの各々には、ダイレクト同時計数手段が設けられている。ダイレクト同時計数手段は、リングユニットについて同時イベント数を計数するのである。本発明は、これに加えて、互いに隣接するリングユニットの両方に接続されたクロス同時計数手段が設けられている。クロス同時計数手段は、互いに隣接する第1リングユニット、第2リングユニットのそれぞれに属する2つの放射線検出素子が同時に放射線を検出した場合のみ同時イベント数を計数するのである。
 本発明における効果は次の通りである。まず、リングユニット毎にダイレクト同時計数手段を設けたことで、検出器リングの幅を長いものとしても、演算が煩雑化することがない。すなわち、本発明における検出器リングは、従来より使用されている放射線撮影装置と同程度の構成となっているリングユニットを連接すれば構成できるのである。そうすれば、検出器リングが幅広となり、放射線検出素子が多いものとなったとしても、本発明に係る放射線断層撮影装置における同時計数は、リングユニット毎に複数のダイレクト同時計数手段が分担して行うことになり、リングユニットをいくつ増設しようとも、ダイレクト同時計数手段1つ当たりに係る演算負荷は、変動しない。
 しかも、本発明の構成には、クロス同時計数手段が設けられている。リングユニットを連接すれば、消滅放射線が互いに隣接するリングユニットのそれぞれに入射する場合がある。本発明によれば、この様な消滅放射線対の計数は、クロス同時計数手段が行う。これにより、断層画像の生成に用いられる消滅放射線対の計測数は多いものとなる。
 ダイレクト同時計数手段、およびクロス同時計数手段とを備えた上述のような構成とすると、断層画像生成に適した消滅放射線対のみを選択的に計数することができる。検出器リングにおいて、同時に2つの放射線検出素子が放射線を検出したものとする。中心軸方向における放射線検出素子同士の距離が遠くなるほど、検出頻度が稀となり、しかも、放射線検出の感度が悪くなる。したがって、この様な放射線検出素子の組み合わせは、同時計数の段階において、最初から考慮に入れないほうがよいのである。本発明によれば、放射線を同時に検出した2つの放射線検出素子が(A)同一のリングユニットに属しているか(B)互いに隣接したリングユニットの各々に属しているかしなければ、同時計数が行われることはない。したがって、同時計数が行われる放射線検出素子同士の中心軸方向における距離は、リングユニットの中心軸方向の厚さ分以下に限られる。したがって、本発明の構成は、断層画像の生成に適さない消滅放射線対については、もとより考慮に入れられないものとなっているので、演算負荷を軽減しつつ、診断に好適な断層画像を生成することができる放射線断層撮影装置が提供できる。
 また、上述の検出器リングは、リングユニット単位で機械的に分解可能となっていればより望ましい。
 [作用・効果]この様な構成とすることで、よりメンテナンスが容易で、検査室の設置が簡単な放射線断層撮影装置が提供できる。上述の構成によれば、検出器リングは、複数のリングユニットに分解されて輸送することができるととともに、放射線断層撮影装置が故障したときに、検出器リングは、リングユニット毎に分解ができるので、容易に検出器リングの内部を点検できる。また、リングユニットを交換することで、検出リングを修理することもできる。
 また、上述のクロス同時計数手段は、中心軸方向における2つの放射線検出素子間の距離が所定の長さ以下となっているときのみクロス同時イベント数を計数すればより望ましい。
 [作用・効果]この様な構成とすることで、放射線断層撮影装置の演算の負荷を一層軽減することができる。すなわち、クロス同時計数手段は、放射線を同時に検出した2つの放射線検出素子が互いに隣接したリングユニットの各々に属していたとしても、それらの距離が所定の長さ以下でないと、同時計数を行わないのである。この様にすることにより演算の負荷を一層軽減された放射線断層撮影装置が提供できる。
 また、上述の所定長さを記憶する所定長記憶手段と、所定長さを入力させる入力手段とを備え、所定長さは、入力手段の入力にしたがって、変更可能となっていればより望ましい。
 [作用・効果]この様な構成とすることで、断層画像の生成時における同時計数手段の演算の負荷を調節することができる。これにより、断層画像に必要な解像度に合わせて、撮像方法を調整することができる。
 また、上述の放射線断層撮影装置において、2つの放射線検出素子の組み合わせをリスト化した組み合わせリストを記憶するリスト記憶手段と、クロス同時計数手段に対してクロス同時イベント数の計数の実行を指示する計数指示手段とを備え、第1リングユニット、第2リングユニットのそれぞれに属する2つの放射線検出素子が同時に放射線を検出したとき、計数指示手段は、放射線を検出した2つの検出素子の組み合わせが組み合わせリストに登録されている場合のみ、クロス同時計数手段に対して計数の実行を指示すればより望ましい。
 [作用・効果]上述の構成は、本発明の断層撮影装置の具体的な態様を示したものである。すなわち、上述の構成によれば、2つの放射線検出素子の組み合わせをリスト化した組み合わせリストを用いて、クロス同時計数手段に対して計数の実行が指示される。この様に構成することで、放射線を同時に検出した2つの放射線検出素子の組み合わせが組み合わせリストにあるときにのみクロス同時計数手段に同時計数させることができる。組み合わせリストには、距離が所定の長さ以下となっている放射線検出素子対のみをリストアップさせておくことができるので、容易に中心軸方向における2つの放射線検出素子間の距離が所定の長さ以下とすることができる。
 また、上述の所定長さを基に組み合わせリストを生成するリスト生成手段を備えればより望ましい。
 [作用・効果]この様な構成とすることで、所定長さを変更させたとしても、それに応じた組み合わせリストが取得される。したがって、所定長さを変更させたとしても、確実に演算負荷を軽減しつつ、診断に好適な断層画像を生成することができる放射線断層撮影装置が提供できる。
 また、上述の放射線断層撮影装置において、中心軸方向に伸びるとともに検出器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。
 本発明によれば、同時計数手段の負担を軽減することができる。すなわち、本発明の構成は、リングユニット毎にダイレクト同時計数手段を設けている。本発明に係る放射線断層撮影装置における同時計数は、リングユニット毎に複数のダイレクト同時計数手段が分担して行うことになり、リングユニットをいくつ増設しようとも、ダイレクト同時計数手段1つ当たりに係る演算負荷は、変動しない。しかも、本発明の構成には、クロス同時計数手段が設けられている。これにより、断層画像の生成に用いられる消滅放射線対の計測数は多いものとなる。
 本発明によれば、放射線を同時に検出した2つの放射線検出素子が(A)同一のリングユニットに属しているか(B)互いに隣接したリングユニットの各々に属しているかしなければ、同時計数が行われることはない。したがって、同時計数が行われる放射線検出素子同士の中心軸方向の距離は、リングユニットの中心軸方向の厚さ分以下に限られる。したがって、本発明の構成は、断層画像の生成に適さない消滅放射線対については、もとより考慮に入れられないものとなっているので、演算負荷を軽減しつつ、診断に好適な断層画像を生成することができる放射線断層撮影装置が提供できる。
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に係る検出器リングの構成を説明する図である。 実施例1に係るリングユニットの構成を説明する図である。 実施例1に係るフィルタの動作を説明する模式図である。 実施例1に係るフィルタの動作を説明する模式図である。 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。 実施例2に係るフィルタの動作を説明する模式図である。 実施例3に係るPET/CT装置の構成を説明する機能ブロック図である。 従来構成のPET装置の構成を説明する図である。 従来構成のPET装置の構成を説明する機能ブロック図である。
符号の説明
C                   シンチレータ結晶(放射線検出素子)
9                   放射線断層撮影装置
10                 天板
12b               単位検出リング
20c               C同時計数部(クロス同時計数手段)
20d               D同時計数部(ダイレクト同時計数手段)
25c               Cリスト参照部(計数指示手段)
26c               Cリスト記憶部(リスト記憶手段)
27                 リスト生成部(リスト生成手段)
37                 MRD記憶部(所定長記憶手段)
38                 入力部(入力手段)
39                 回転機構(回転手段)
40                 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)
121               リングユニット(第1リングユニット)
122a,122b          リングユニット(第2リングユニット)
 以下、本発明に係る放射線断層撮影装置における較正データの収集方法の最良の形態について説明する。なお、以下に説明するγ線は、本発明の放射線の一例である。実施例1,実施例2は、本発明をPET装置に適応したものであり、実施例3は、本発明をPET/CT装置に適応したものである。
 <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(z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、1m~1.8m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。
 検出器リング12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、検出器リング12に放射線検出器1は、z方向に約20個~36個配列されていることになる。この放射線検出器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3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Lu2(1-X)2XSiO(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。シンチレータ結晶は、本発明の放射線検出素子に相当する。
 検出器リング12の構成について説明する。図3は、実施例1に係る検出器リングの構成を説明する図である。放射線検出器1は、検出器リング12において仮想円(正確には、正n角形)に沿って並べられている。すると、シンチレータ結晶も仮想円(正確には、正n角形)に沿って並べられ、図3(a)に示すような単位検出リング12bを構成する。単位検出リング12bは、z方向について同一位置に存するとともに、円環に沿って配列されたシンチレータ結晶C(放射線検出素子)で構成される。すなわち、単位検出リング12bは、シンチレータ結晶が一列に並んだものであり、仮想円に沿って並べられた放射線検出器1とは独立した概念である。そして、図3(b)に示すように、この単位検出リング12bがz方向に連接されて検出器リング12が構成される。言い換えれば、単位検出リング12bは、z方向に沿った中心軸を共有して連接されている。単位検出リング12bの中心には、貫通孔が設けられており、単位検出リング12bの有する貫通孔が連結するように単位検出リング12bが配列され、検出器リング12が構成されていると捉えることもできる。
 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検出器リング12が形成されるため、z方向から貫通穴12aを見たとき、貫通穴12aは、例えば正100角形となっている。この場合、複数の単位検出リング12bは、各々の中心軸を共有して連結されており、貫通穴12aは、100角柱の形状となっている。
 なお、検出器リング12は、図4に示すように、複数のリングユニット121,122,123の各々が連接された構成されている。このリングユニットは、上述の単位検出リング12bがz方向に連接されて構成される。リングユニット121は、放射線検出器1が12個程度z方向に並んで構成されるものである。言い換えれば、リングユニットは、z方向に沿った中心軸を共有して連接されている。なお、検出器リング12は、別個に製造されたリングユニット121,122,123を機械的に連接することで構成される。したがって、検出器リング12は、リングユニット単位で機械的に分解可能となっている。また、図4においては、検出器リング12は、3つのリングユニット121,122,123によって構成されているが、検出器リング12を構成するリングユニットの個数はこれに限られるものではない。
 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を基に消滅γ線の同時計数を行うC同時計数部20c,およびD同時計数部20dと、検出データを記憶するデータ記憶部17と、被検体Mの断層画像を形成するマッピング部18と、被検体Mの断層画像に較正を加える較正部19とを備えている。較正部19は、断層画像に写りこんだ偽像を除去する目的で設けられたものであり、所定の較正用データを被検体Mの断層画像に重ね合わせる。また、MRD記憶部37は、後述のMRDを記憶するものである。C同時計数部は、本発明のクロス同時計数手段に相当し、D同時計数部は、本発明のダイレクト同時計数手段に相当する。また、MRD記憶部は、本発明の所定長記憶手段に相当する。
 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、およびマッピング部18,較正部19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。入力部38は、術者の指示を入力させるもので、例えば、術者によるMRDの設定の変更を受け付ける。入力部は、本発明の入力手段に相当する。
 <同時計数部の構成>
 次に、本発明における最も特徴的な構成である、C同時計数部20c,およびD同時計数部20dの構成について説明する。図4に示すように、実施例1に係るC同時計数部20cは、Cフィルタ21cを備え、D同時計数部20dは、Dフィルタ21dを備えている。D同時計数部20dは、各リングユニット121,122,123の各々に設けられており、D同時計数部20dは、各々が担当するリングユニットに属する2つのシンチレータ結晶が消滅γ線対を検出したとき、同時イベント数の計数を行うものである。一方、C同時計数部20cは、互いに隣接するリングユニット121,122に接続されている。このC同時計数部20cは、異なるリングユニットに属する2つのシンチレータ結晶が消滅γ線対を検出したとき、同時イベント数の計数を行うものである。Cフィルタ21cは、隣接するリングユニットに跨って設けられるものであり、別のCフィルタ21cが互いに隣接するリングユニット122,123にも設けられている。
 同時計数部の個数は、以下のようになっている。すなわち、検出器リング12を構成するリングユニットの個数をnとすると、放射線断層撮影装置9に設けられるD同時計数部20dの個数は、nであり、C同時計数部20cの個数は、n-1である。
 クロック23は、Dフィルタ21d,およびCフィルタ21cに時刻情報を出力している。図4においては、クロック23は、単一のDフィルタ21dにのみ接続されているかのように示されているが、実際は、クロック23は、放射線断層撮影装置9に設けられたフィルタの全てに接続されていることになる。
 D同時計数部20dには、Dフィルタ21dの下流にLOR特定部22,および蛍光強度算出部24が設けられている。なお、C同時計数部20cにも、Cフィルタ21cの下流にLOR特定部22,および蛍光強度算出部24が設けられている。蛍光強度算出部24の出力がデータ記憶部17に出力されることになる。蛍光強度算出部24から出力されるデータは、LOR,検出時間、検出強度が連関したデータである。なお、図4においては、簡潔な説明のため、同時計数部の一部については、LOR特定部22,および蛍光強度算出部24の図示を省略している。
 放射線断層撮影装置9におけるデータ処理について簡単に説明する。図4における消失点Pから、1対の消滅γ線が検出器リング12の有するリングユニット121の異なる2箇所に入射したとする。すると、リングユニット121は、それに設けられたDフィルタ21dに2つの検出信号を出力し、2つの消滅γ線がリングユニット121に同時に入射した事実を認識する。この同時性の判断は、クロック23を用いて行われる。すなわち、検出信号には、クロック23から出力される検出信号に時刻データが付与される。Dフィルタ21dは、2つの検出信号に付与された時刻データが単一のタイムウィンドウに収まったとき、2つの検出信号は、ペアリングされ、消滅γ線対によるものであると認識するのである。消滅γ線と認識された2つの検出信号は、Dフィルタ21dを通過し、LOR特定部22に送出される。LORとはLine of responseの略であり、消滅γ線が入射した2つのシンチレータ結晶を結ぶ線分である。このLORは、消滅γ線における位置情報であると表現することもできる。蛍光強度算出部24は、各々のシンチレータ結晶の蛍光強度を特定する。
 この様に、Dフィルタ21dは、それが担当するリングユニットのいずれかに2つのγ線が同時に入射したときのみ、それぞれの検出信号を通過させ、ペアリングできなかったγ線の検出データを破棄する。
 このDフィルタ21dの役割をより具体的に説明する。図5(a)に示すように、リングユニット121には、z方向にシンチレータ結晶Cが10個並んでいるものとする。リングユニット121に属するシンチレータ結晶Crについて考える。リングユニット121には、単位検出リング12bが10個並べられているのだから、シンチレータ結晶Crが有するLORのうち、Dフィルタ21dが検出信号をパスするLORは、LOR1d~LOR10dの10種類である。Dフィルタ21dは、シンチレータ結晶Crがγ線を感知しても、リングユニット121内部にペアリングできるシンチレータ結晶が存在しない限り、シンチレータ結晶Crが出力した検出信号を破棄する。
 Cフィルタ21cの役割もDフィルタ21dに類似している。ただし、Cフィルタ21cは、Dフィルタ21dと異なり、シンチレータ結晶Crが有するとともにCフィルタ21cが検出信号をパスするLORは、シンチレータ結晶Crと、リングユニット121に隣接するリングユニット122a,122bのいずれかに属するシンチレータ結晶との間のLOR1c~LOR20cの20種類である[図5(b)参照]。すなわち、リングユニット121,122aの間に設けらえられたCフィルタ21cは、シンチレータ結晶Crがγ線を感知しても、リングユニット122aの内部にペアリングできるシンチレータ結晶が存在しない限り、シンチレータ結晶Crに関する検出信号を破棄する。同様に、リングユニット121,122bの間に設けらえられたCフィルタ21cは、シンチレータ結晶Crがγ線を感知しても、リングユニット122bの内部にペアリングできるシンチレータ結晶が存在しない限り、シンチレータ結晶Crに関する検出信号を破棄する。ちなみに、リングユニット122a,121に跨って設けられているCフィルタ21cが検出信号をパスするLORは、LOR1c~LOR10cであり、リングユニット121,122bに跨って設けられているCフィルタ21cが検出信号をパスするLORは、LOR11c~LOR20cとなっている。リングユニット121は、本発明の第1リングユニットに相当し、リングユニット122a,122bは、本発明の第2リングユニットに相当する。
 こうして、同時計数に用いられるLORは、LOR1d~LOR10d,およびLOR1c~LOR20cの30種類となる。図1におけるデータ記憶部17には、LORの各々について、消滅γ線対がどの位の頻度で検出されたかが記憶される。
 こうして、リングユニット単位で検出信号の破棄を行うので、z方向にリングユニット3個分(図5においては、シンチレータ結晶30個分)以上離れたシンチレータ結晶が同時にガンマ線を検出したとしても、その検出信号は、LOR特定部22に向かう前に破棄される。
 ところで、z方向に離れ過ぎているシンチレータ結晶を結ぶLORについて同時計数を行っても、それほど断層画像の鮮明化に寄与しない。すなわち、図6に示すように、z方向に離れた2つのシンチレータ結晶に消滅γ線が入射したとき、消滅γ線は、よりz方向に沿ってシンチレータ結晶に入射することになる。図6のように、シンチレータ結晶の入射面から鋭い角度で入射するγ線の線量が少ないので感度が低く,S/N比が悪い値となる。この様なLORは、同時計数を行わず、最初から考慮に入れないほうがよいのである。実施例1においては、シンチレータ結晶の入射面から鋭い角度で入射するγ線を無視する構成となっている。すなわち、LORは、Cフィルタ21c,Dフィルタ21dの作用により選抜されて放射線断層画像の取得に適したもののみとなっている。これにより、LOR特定部22,蛍光強度算出部24にかかる負担は、より抑制されたものとなる。
 <放射線断層撮影装置の動作>
 次に、実施例1に係る放射線断層撮影装置9の動作について説明する。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。
 C同時計数部20c,D同時計数部20dは、逐次、検出データをデータ記憶部17に送信する。データ記憶部17では、同時計数部が特定したLOR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17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18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19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の構成は、複数のリングユニットを有する。リングユニットの各々には、D同時計数部20dが設けられている。D同時計数部20dは、リングユニットについて同時イベント数を計数するのである。実施例1は、これに加えて、互いに隣接するリングユニットの両方に接続されたC同時計数部20cが設けられている。C同時計数部20cは、互いに隣接するリングユニットのそれぞれに属する2つのシンチレータ結晶が同時に放射線を検出した場合のみ同時イベント数を計数するのである。
 リングユニット毎にD同時計数部20dを設けたことで、検出器リング12の幅を長いものとしても、演算が煩雑化することがない。すなわち、リングユニットを従来より使用されている放射線撮影装置と同程度の構成とし、それらを連接するのである。そうすれば、検出器リング12に設けられるシンチレータ結晶が多いものとなったとしても、実施例1に係る放射線断層撮影装置9における同時計数は、リングユニット毎に複数のD同時計数部20dが分担して行うことになり、リングユニットをいくつ増設しようとも、D同時計数部20dの1つ当たりに係る演算負荷は、変動しない。
 しかも、実施例1の構成には、C同時計数部20cが設けられている。リングユニットを連接すれば、消滅放射線が互いに隣接するリングユニットのそれぞれに入射する場合がある。実施例1によれば、この様な消滅γ線対の計数は、C同時計数部20cが行う。これにより、断層画像の生成に用いられる消滅γ線対の計測数は多いものとなる。
 D同時計数部20d,およびC同時計数部20cを備えれば、画像生成に適した消滅γ線対のみを選択的に計数することができる。検出器リング12において、同時に2つのシンチレータ結晶が放射線を検出したものとする。シンチレータ結晶同士のz方向の距離が遠くなるほど、検出頻度が稀となり、しかも、γ線検出の感度が悪くなる。したがって、この様なシンチレータ結晶の組み合わせは、同時計数の段階において、最初から考慮に入れないほうがよいのである。実施例1によれば、放射線を同時に検出した2つのシンチレータ結晶が(A)同一のリングユニットに属しているか(B)互いに隣接したリングユニットの各々に属しているかしなければ、同時計数が行われることはない。したがって、シンチレータ結晶同士のz方向の距離は、たかだか、リングユニットのz方向の厚さ分しかない。このように、実施例1の構成は、断層画像の生成に適さない消滅γ線対については、もとより考慮に入れられないものとなっているので、演算負荷を軽減しつつ、診断に好適な断層画像を生成することができる放射線断層撮影装置9が提供できる。
 また、上述の検出器リング12は、リングユニット単位で機械的に分解可能となっている。この様な構成とすることで、よりメンテナンスが容易で、検査室の設置が簡単な放射線断層撮影装置9が提供できる。上述の構成によれば、検出器リング12は、複数のリングユニットに分解されて輸送することができるととともに、放射線断層撮影装置9が故障したときに、検出器リング12は、リングユニット毎に分解ができるので、容易に検出器リング12の内部を点検できる。また、リングユニットを交換することで、検出リングを修理することもできる。
 次に、実施例2に係る放射線断層撮影装置9の構成について説明する。実施例2に係る構成は、実施例1に係る構成と同様である。ただし、図7に示すように、Cフィルタ21cの各々に、Cリスト参照部25cと、Cリスト記憶部26cとが設けられているところが異なる。他の相違点としては、Dフィルタ21dの各々に、Dリスト参照部25dと、Dリスト記憶部26dとが設けられているところが挙げられる。Cリスト記憶部は、本発明のリスト記憶手段に相当し、Cリスト参照部は、本発明の計数指示手段に相当する。
 実施例2の構成は、実施例1と比べて、検出信号をより廃棄させることができる。すなわち、実施例1において破棄される検出信号は、そのまま破棄される。実施例2の構成はこれに加えて、リスト記憶部に記憶されたリストに従い、検出信号の追加的な破棄を行う。
 図8は、実施例2の構成に係る放射線断層撮影装置の検出信号の破棄の様子を説明する模式図である。例として、シンチレータ結晶Crに関係するLORについて考えるものとする。図8における領域Rは、シンチレータ結晶Crからz方向について前後にシンチレータ結晶10個分だけの幅を有する領域である。具体的に領域Rは、(A)シンチレータ結晶Crの属する単位検出リング12bと、(B)z方向についてシンチレータ結晶Crの前方に位置する10個の単位検出リング12bと、(C)z方向についてシンチレータ結晶Crの後方に位置する10個の単位検出リング12bとを合計したシンチレータ結晶21個分の幅を有する領域である。このようにLORを考慮する検出器リング数で、異なる検出リングの最大数をMRD(Maximum ring difference)と呼び,上記の場合は、MRD=10となる。従って、LORを考慮する単位検出リング数が1である場合,MRDは0となる。実施例2に係る放射線断層撮影装置9は、MRD記憶部37に記憶されたMRDを読み出すことができる。Cリスト記憶部26c,Dリスト記憶部26dには、幾種類かのリストが記憶されており、MRDに応じて、参照に適したリストをCリスト参照部25c,Dリスト参照部25dに送出する。なお、MRDは、変更可能となっており、術者は、入力部38を通じてMRD記憶部37に記憶されているMRDを再設定することで、領域Rの広さを調整することができる構成となっている。
 Cフィルタ21cは、LORが図8における領域Rの範囲内にないとき、検出信号を破棄する。つまり、実施例1においては、リングユニット122aと、シンチレータ結晶Crとの間のLORは、図5で示したように、LOR1c~LOR10cの10種類であったが、うち、LOR1c~LOR8cに関係する検出信号は、領域Rからはみ出したLORであるので、破棄される。
 同様に、図5において、リングユニット122bと、シンチレータ結晶Crとの間に引かれるLORは、LOR11c~LOR20cの10種類であったが、うち、LOR20cに関係する検出信号は、領域Rからはみ出したLORであるので、破棄される。
 こうして、同時計数に用いられるLORは、LOR1d~LOR10d[図5(a)参照],およびLOR9c~LOR19c(図8参照)の21種類(2×MRD+1種類)となる。そして、図1におけるデータ記憶部17には、LORの各々について、消滅γ線対がどの位の頻度で検出されたかが記憶される。
 この様なMRDに応じたLORの選抜は、Cリスト参照部25cが行う。すなわち、Cリスト参照部25cは、Cリスト記憶部26cに記憶されているCリストを参照して、Cフィルタ21cに対し、LOR1c~LOR8c,およびLOR20cに関する検出信号を破棄するように指示する。
 Cリストには、所定のMRDに対応したシンチレータ結晶の組み合わせがリストアップされている。具体的には、MRDが10のとき、Cリストには、シンチレータ結晶Crについて、LOR9c~LOR19cに関するシンチレータ結晶の組み合わせがリストアップされている。LOR1c~LOR8c,およびLOR20cに関するシンチレータ結晶の組み合わせは、リストアップされていない。Cフィルタ21cは、Cリスト参照部25cの指示にしたがって、上述の検出データの追加的破棄を行う。
 Dリスト参照部25d,Dリスト記憶部26d,およびこれが記憶しているDリストの構成については、Cリスト参照部25c,Cリスト記憶部26c,およびCリストの各々と同様であるので説明を省略する。これらは、シンチレータ結晶Crが属するリングユニット121内において、MRDを考慮した検出データの破棄を行うものである。
 最後に、図7におけるリスト生成部27の構成について説明する。リスト生成部27は、MRD毎にCリスト、Dリストを生成するものである。Dリストは、単一のリングユニットに属する2つのシンチレータ結晶の組み合わせから、2つのシンチレータ結晶のz方向の距離がMRDの指定する範囲内にあるもののみをリストアップすることで生成される。Cリストは、互いに隣接するリングユニットの各々に属する2つのシンチレータ結晶の組み合わせから、2つのシンチレータ結晶のz方向の距離がMRDの指定する範囲内にあるもののみをリストアップすることで生成される。リスト生成部は、本発明のリスト生成手段に相当する。
 以上のように、実施例2の構成を採用すれば、放射線断層撮影装置9の演算の負荷を一層軽減することができる。すなわち、C同時計数部20cは、放射線を同時に検出した2つのシンチレータ結晶が互いに隣接したリングユニットの各々に属していたとしても、それらの距離がMRDの指定する長さ以下でないと、同時計数を行わないのである。この様にすることにより演算の負荷を一層軽減された放射線断層撮影装置9が提供できる。すなわち、2つのシンチレータ結晶の組み合わせをリスト化したCリストを用いて、C同時計数部20cに対して計数の実行が指示される。この様に構成することで、放射線を同時に検出した2つのシンチレータ結晶の組み合わせがCリストにあるときにのみC同時計数部20cに同時計数させることができる。Cリストには、距離がMRDの指定する長さ以下となっているシンチレータ結晶対のみをリストアップさせておくことができるので、容易にz方向における2つのシンチレータ結晶間の距離がMRDの指定する長さ以下とすることができる。
 次に、実施例3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3に係るPET/CT装置の構成について説明する。実施例3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3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線を被検体に向けて照射するX線管43と、被検体を透過してきた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39が実行する。また、回転制御部40は、この回転機構39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41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42は、放射線断層撮影装置(PET装置)9から出力された被検体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18,較正部19の他、回転制御部40,CT画像生成部41,重ね合わせ部42,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41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41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。両画像は重ね合わせ部42によって重ね合わせられ、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。
 実施例3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、次のような変形実施が可能である。
 (1)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(GdSiO)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。
 (2)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いもよい。
 (3)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。

Claims (7)

  1.  放射線を検出する放射線検出素子が環状に配列された単位検出リングの各々が、それらの中心軸を共有して配列されることにより構成されたリングユニットと、
     前記リングユニットに属する2つの異なる放射線検出素子が同時に放射線を検出した回数である同時イベント数を計数するダイレクト同時計数手段とを備えた放射線断層撮影装置において、
     複数のリングユニットがそれらの中心軸を共有して配列されることにより検出器リングが構成され、
     互いに隣接する第1リングユニット、第2リングユニットの両方に接続されるとともに、前記第1リングユニット、前記第2リングユニットのそれぞれに属する2つの放射線検出素子が同時に放射線を検出した回数である同時イベント数を計数するクロス同時計数手段とを備え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、
     前記検出器リングは、リングユニット単位で機械的に分解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。
  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、
     前記クロス同時計数手段は、前記中心軸方向における2つの放射線検出素子間の距離が所定の長さ以下となっているときのみクロス同時イベント数を計数することを特徴とする放射線断層撮影装置。
  4.  請求項3に記載の放射線断層撮影装置において、
     前記所定長さを記憶する所定長記憶手段と、
     前記所定長さを入力させる入力手段とを備え、
     前記所定長さは、前記入力手段の入力にしたがって、変更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。
  5.  請求項3または請求項4に記載の放射線断層撮影装置において、
     2つの放射線検出素子の組み合わせをリスト化した組み合わせリストを記憶するリスト記憶手段と、
     前記クロス同時計数手段に対してクロス同時イベント数の計数の実行を指示する計数指示手段とを備え、
     前記第1リングユニット、前記第2リングユニットのそれぞれに属する2つの放射線検出素子が同時に放射線を検出したとき、前記計数指示手段は、放射線を検出した2つの検出素子の組み合わせが前記組み合わせリストに登録されている場合のみ、前記クロス同時計数手段に対して計数の実行を指示することを特徴とする放射線断層撮影装置。
  6.  請求項5に記載の放射線断層撮影装置において、
     前記所定長さを基に前記組み合わせリストを生成するリスト生成手段を備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
  7.  請求項1ないし請求項6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検出器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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