WO2015052820A1

WO2015052820A1 - 放射線検出器

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Publication number: WO2015052820A1
Application number: PCT/JP2013/077676
Authority: WO
Inventors: 寛道戸波; 淳一大井
Original assignee: 株式会社島津製作所
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2015-04-16

Abstract

　本発明に係る放射線検出器によれば、スリットコリメータ３とスラットコリメータ５を備えている。スリットコリメータ３は安価な重金属で構成される遮蔽部材１５と、スリット１９が設けられ、放射線の透過性が低い重金属で構成されるスリット部材１７によって構成される。そのため放射線の照射方向は精密に制限され、かつ製造コストが低廉な放射線検出器が実現できる。スラットコリメータ５は遮蔽板と、透過部が積層された円筒状の構造となっている。遮蔽板同士の間に透過部を設けることによって、遮蔽板同士の間隔は精密に維持される。そして透過部はハニカム構造を有しているので、放射線の減衰に対する入射角の影響はより小さくなる。そのため透過部に対して入射される放射線はいずれも均一に減衰されてγ線検出モジュールへ入射される。従って、より正確な画像を取得できる放射線検出器を実現できる。

Description

放射線検出器

　本発明は、シングルフォトン放出核種の濃度分布像を断層画像として撮像するＳＰＥＣＴ装置（ＳＰＥＣＴ：Ｓｉｎｇｌｅ　Ｐｈｏｔｏｎ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）を例とする核医学診断装置に用いられる放射線検出器に係り、特に放射線の照射方向を制限する平行多孔型のコリメータを備えた放射線検出器に関する。

　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線薬剤から放出された放射線を検出し、被検体の関心部位における放射線薬剤分布の断層画像を得るＥＣＴ装置（ＥＣＴ：Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が使用されている。ＥＣＴには、主なものとして、ＳＰＥＣＴ装置やＰＥＴ装置（ＰＥＴ：Ｐｏｓｉｔｒｏｎ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）などが知られている。

　例としてＳＰＥＣＴ装置について説明する。ＳＰＥＣＴ装置とは、シングルフォトン放出核種で標識された放射性薬剤の被検体内における分布を示すＳＰＥＣＴ画像を生成する装置である。被検体である人体に放射性薬剤を投与すると、特定の臓器に集積する。そして被検体の外部に放出される放射線を被検体外に配置された放射線検出器で検出し、放射性薬剤の濃度分布を投影した透過画像データを多方向から取得させる。取得された多数の透過画像データは逆投影法などの再構成演算を行うことによって、放射性薬剤の濃度分布を示す断層画像が取得される（特許文献１参照）。なお、一般的に放射性薬剤としてγ線を発生させる薬剤が用いられる。

　一般的なＳＰＥＣＴ装置において、放射線検出器に入射される放射線の方向を一定に制限すべく、鉛やタングステンなどの重金属で構成されたコリメータが放射線検出器に設けられる。コリメータは開口のパターンや形状により様々な種類がある。代表的なコリメータは小円形の開口部を多く備えたピンホール型コリメータであるが、全ての開口部を均等な大きさかつ均等な間隔で形成させる必要があるので、コリメータの製造が困難でありコストも高くなる。そこで近年では、多数の開口が平行に配置されている平行多孔型コリメータを複数組み合わせた放射線検出器について開発されている（非特許文献１，２参照）。

　ＳＰＥＣＴ装置に用いられる、従来例に係る放射線検出器について説明する。図９（ａ）に示されるように、放射線検出器１００はスリットコリメータ１０１と、スラットコリメータ１０３と、検出モジュール１０５とを備えている。

　スリットコリメータ１０１はｚ方向に軸心を有した筒状の構造を備えており、被検体Ｍの周囲を囲むように配置されている。そしてスリットコリメータ１０１は図９（ｂ）に示されるように、遮蔽部１０１ａと開口部１０１ｂを有している。遮蔽部１０１ａは高エネルギーのγ線を遮蔽させるため、鉛やタングステンなどの重金属で構成されている。開口部１０１ｂはｚ方向、すなわち被検体の体軸方向に延びている。また、スリットコリメータ１０１はｚ方向の軸回りに回転するように構成されている。

　スラットコリメータ１０３はスリットコリメータ１０１の外側を囲むように配置されており、ｘｙ平面に沿って設置された遮蔽リング１０７がｚ方向に等間隔に多数個並んだ構造を有している。遮蔽リング１０７は高エネルギーのγ線を遮蔽させるため、鉛やタングステンなどの重金属で構成されている。

　検出モジュール１０５は図９（ａ）に示されるように、スラットコリメータ１０３の外側をリング状に囲むように複数配置されている。検出モジュール１０５は入射されたγ線を検出し、検出されたγ線の情報に基づいてγ線の発生位置を算出させ、位置情報として蓄積させる。

　このように２つの平行多孔型コリメータである、スリットコリメータ１０１とスラットコリメータ１０３とを組み合わせることにより、被検体Ｍから検出モジュール１０５へ入射されるγ線の方向を一定に制限できる。すなわち図１０（ａ）に示されるように、被検体Ｍに投与された放射性薬剤は関心部位に蓄積され、蓄積された薬剤からγ線が放出される。放出されたγ線の大部分は遮蔽部１０１ａによって遮蔽され、開口部１０１ｂを通過したγ線Ｌのみがスラットコリメータ１０３へ到達する。開口部１０１ｂは、その長手方向がｚ方向に沿って平行となるように構成されている。そのため開口部１０１ｂを通過するγ線Ｌは、ｚ方向に沿って平行なファンビーム状となる。ファンビームの形状は、開口部１０１ｂの開口径Ｓ、および遮蔽部１０１ａの角度θに依存する。

　そして図１０（ｂ）に示されるように、スラットコリメータ１０３へ到達するγ線Ｌの大部分は遮蔽リング１０７によって遮蔽され、各々の遮蔽リング１０７の間隙を通過したγ線Ｎのみが検出モジュール１０５へ入射される。遮蔽リング１０７はｘｙ平面に沿って設けられ、ｚ方向に等間隔に並んでいる。従って、検出モジュール１０５に入射されるγ線Ｎはｚ方向に対して所定の入射角で遮蔽リング１０７の間隙を通過するペンシルビーム状のγ線に制限される。

　すなわち被検体Ｍの関心部位から放出されるγ線は、スリットコリメータ１０１の回転位置および遮蔽リング１０７の間隙の位置に合わせて照射方向が制限され、ペンシルビーム状のγ線Ｎとなって特定の検出モジュール１０５に入射される。入射されるγ線は検出モジュール１０５に検出され、検出されたγ線Ｎの情報に基づいて透過画像データが取得される。γ線Ｎは検出モジュール１０５に所定の角度で入射されるので、透過画像データに対して再構成演算を行うことによって、放射線薬剤の位置情報を正確に示す断層画像を取得することができる。

特開２００２－３４１０３５号公報

Ｓ．Ｔ．Ｍａｈｍｏｏｄ，　Ｋ．Ｅｒｌａｎｄｓｓｏｎ，　Ｉ．Ｃｕｌｌｕｍ　ａｎｄ　Ｂ．Ｆ．Ｈｕｔｔｏｎ，　"Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　ｎｏｖｅｌ　Ｓｌｉｔ－Ｓｌａｔ　ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ＳＰＥＣＴ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｕｍａｎ　ｂｒａｉｎ，"　Ｐｈｙｓ．Ｍｅｄ．Ｂｉｏｌ．，５４（２００９）３４３３－３４４９．Ｓ．Ｍａｈｍｏｏｄ，　Ｋ．Ｅｒｌａｎｄｓｓｏｎ，　ａｎｄ　Ｂ．Ｈｕｔｔｏｎ，　"Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　Ｉｍａｇｅ　Ｑｕａｌｉｔｙ　ｉｎ　ａ　ＳＰＥＣＴ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　Ｓｌｉｔ－Ｓｌａｔ　Ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ　ｂｙ　Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ　ａｎｄ　Ｎｏｎ－Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ　Ｄａｔａ，"　ＩＥＥＥ　Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．Ｓｙｍｐ．Ｃｏｎｆｅｒ．Ｒｅｃ．，Ｍ１０－３０，２００８．

　しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題点がある。
　すなわち、従来例に係る放射線検出器は、スリットコリメータとスラットコリメータの各々について、γ線を遮蔽させる部分はタングステンなどの重金属で構成させる必要がある。そしてスリットコリメータは、回転させる必要があるので回転運動による振動や遠心力に耐えうる構成を要する。一方、回転するスリットコリメータに対して、スラットコリメータは安定して静止した状態を保つ構成を要する。さらにＳＰＥＣＴ装置の大型化を防止するために、各々の平行多孔型コリメータについてラジアル方向の厚さを最小限に抑える必要がある。これらを全て満たす構造は複雑かつ製造コストの高いものとなりやすいので、先行文献においても適切な放射線検出器の構成は具体化されていない。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、平行多孔型コリメータを備え、より高性能で製造コストの低い核医学診断装置の実現を可能とする放射線検出器を提供することを目的とする。

　本発明は、このような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検出器は、放射線を遮蔽する重金属で構成される細長い板状の遮蔽部材と、放射線を通過させるスリットが長手方向に設けられ、前記遮蔽部材よりも放射線の透過性が低い重金属で構成される細長い板状のスリット部材とを各々の長辺を隣接させて交互にリング状に並べて構成された回転可能な円筒状の第１のコリメータと、前記第１のコリメータに対して同芯状に設けられ、放射線を遮蔽する重金属で構成されたリング状の遮蔽板を長手方向に並べ、前記遮蔽板同士の間に放射線を透過させる透過部が設けられる円筒状の第２のコリメータと、前記第１のコリメータおよび前記第２のコリメータの外側に配置され、前記両コリメータによって照射方向が制限された放射線を検出する放射線検出手段と、前記第１のコリメータを前記長手方向の軸回りに回転させる回転駆動手段とを備えていることを特徴とするものである。

　本発明に係る放射線検出器によれば、第１のコリメータは放射線を遮蔽する細長い板状の遮蔽部材と、放射線を通過させるスリットが設けられている細長い板状のスリット部材によって構成される。スリットはスリット部材の長手方向に沿って設けられ、遮蔽部材とスリット部材は、各々の長辺が隣接して交互にリング状に並べられる。そのため、第１のコリメータはスリットが長手方向に等ピッチで形成された円筒状の構造を有する。

　また、第１のコリメータは回転駆動手段によって長手方向の軸回りに回転する。そのため等ピッチで設けられたスリットもこれに連動して長手方向の軸回りに回転移動する。第１のコリメータに入射する放射線はスリットを通過するものを除いて好適に遮蔽される。従って第１のコリメータによって、放射線の照射方向は長手方向に延びたファンビーム状に制限される。

　そして、第１のコリメータを構成する遮蔽部材とスリット部材はそれぞれ異なる重金属で構成される。スリットが設けられたスリット部材は、放射線の透過性がより低い重金属で構成される。そのためスリット部材に設けられたスリットの周辺においても好適に放射線を遮蔽できる。従って、第１のコリメータによって放射線の照射方向は精密に制限される。

　また第２のコリメータは第１のコリメータに対して同芯状に設けられた円筒部を有している。そして第２のコリメータの円筒部において、放射線を遮蔽するリング状の遮蔽板が長手方向に並べられ、放射線を透過する透過部が遮蔽板の間に設けられている。そのため第１のコリメータを通過した放射線のうち、長手方向に対して特定の角度を有する放射線のみが第２のコリメータを通過する。従って、第１のコリメータと第２のコリメータによって、放射線はペンシルビーム状に制限される。放射線検出手段に入射される放射線は照射方向が制限されているので、放射線検出手段は放射線を放出させた薬剤の位置を正確に算出し、放射性薬剤の位置を示す正確な断層画像を形成することができる。

　また、本発明に係る放射線検出器は、前記スリットは前記スリット部材の中央部に設けられることが好ましい。

　本発明に係る放射線検出器によれば、スリットはスリット部材の中央部に設けられる。すなわちスリット部材は単一の重金属板で構成されており、スリットによって複数に分離することがない。そのため、遮蔽部材と隣接するスリット部材は容易に等ピッチで配列され、また遮蔽部材とスリット部材とはより安定に接合される。従って、第１のコリメータにおいて、遮蔽部材とスリット部材が分離することを回避できる。

　また、本発明に係る放射線検出器は、前記スリット部材は前記長手方向に平行に並列する２枚の重金属板によって構成され、前記スリットは前記重金属板同士の間隙によって形成されていることが好ましい。

　本発明に係る放射線検出器によれば、スリットは長手方向に平行に並列する重金属板同士の間隙によって形成される。この場合、スリット部材に精密なサイズのスリットを形成させる加工を行う必要がないので、放射線検出器の製造コストをより安価に抑えることができる。また、配置される重金属板同士の間隔を調整させることによってスリットの開口径を容易に好適な長さに調整できる。従って本発明に係る放射線検出器では、容易に放射線の照射方向をより精密に制限できる。

　また、本発明に係る放射線検出器は、前記スリット部材および前記遮蔽部材は、各々の長辺に互いに嵌合する嵌合部を備えており、前記第１のコリメータは前記嵌合部が互いに嵌合されることによって回転可能な円筒部を構成することが好ましい。

　本発明に係る放射線検出器によれば、遮蔽部材とスリット部材とは、各々の長辺に嵌合部を備えている。そして嵌合部の各々は、互いに精密に嵌合する構造を有しているので、遮蔽部材とスリット部材は精密かつより強固に連結される。従って、回転可能な構成を有する第１のコリメータにおいて、遠心力や振動などによって遮蔽部材とスリット部材が分離することをより確実に回避できる。

　また、本発明に係る放射線検出器は、前記遮蔽部材は鉛または鉛合金で構成され、前記スリット部材はタングステンまたはタングステン合金で構成されることが好ましい。

　本発明に係る放射線検出器によれば、遮蔽部材は鉛または鉛合金によって構成され、スリット部材はタングステンまたはタングステン合金によって構成される。スリット部材はスリットを画する部分において厚みが薄くなる。タングステンやタングステン合金は、重金属の中でも特に放射線の遮蔽性に優れている。従って、スリット部材は厚みが薄くなっている部分においてもγ線は確実に遮蔽される。そのため第１のコリメータは放射線の照射方向をより精密に制限させることができる。

　一方、遮蔽部材はスリットが設けられていないので、遮蔽部材全体において十分な厚さを有する。そのため十分な厚さを有する鉛または鉛合金によって、遮蔽部材１５に入射されるγ線は好適に遮蔽される。そして鉛や鉛合金は安価で加工が容易なので、第１のコリメータの製造コストをより安価に抑制することができる。

　また、本発明に係る放射線検出器は、前記第２のコリメータは、前記リング状の遮蔽板同士の間に、ハニカム構造を有し放射線を透過する透過部を介在させることにより、放射線を透過させる前記透過部が設けられることが好ましい。

　本発明に係る放射線検出器によれば、第２のコリメータは遮蔽板同士の間に透過部を介在させる。そのため、長手方向に沿って配設される遮蔽板同士の間隔をより精密に維持できる。そして、透過部はハニカム構造を有しているので、放射線の減衰に対する透過部へ入射される角度の影響はより小さくなる。そのため透過部に対してランダムに入射される放射線はいずれも均一に減衰されて放射線検出手段へ入射される。従って、より正確な画像を取得できる放射線検出器を実現できる。

　また、本発明はこのような目的を達成するために、次のような構成をとってもよい。
　すなわち、本発明に係る放射線検出器は、放射線を遮蔽する重金属で構成される円筒部を備え、前記円筒部の軸方向に延びて放射線を通過させるスリットが前記円筒部の周方向に並べて設けられる回転可能な第１のコリメータと、前記第１のコリメータに対して同芯状に設けられ、放射線を遮蔽する重金属で構成されたリング状の遮蔽板と、ハニカム構造を有し放射線を透過するリング状の透過部とが軸方向に交互に積層されることにより、前記遮蔽板同士の間隙に放射線を透過させる前記透過部が設けられる円筒状の第２のコリメータと、前記第１のコリメータおよび前記第２のコリメータの外側に配置され、前記両コリメータによって照射方向が制限された放射線を検出する放射線検出手段と、前記第１のコリメータを前記円筒部の軸回りに回転させる回転駆動手段とを備えていることを特徴とするものである。

　本発明に係る放射線検出器によれば、第２のコリメータはリング状の遮蔽板とリング状の透過部が、軸方向に交互に積層された円筒状の構造となっている。遮蔽板同士の間に透過部を設けることによって、軸方向に配設される遮蔽板同士の間隔をより精密に維持できる。

　そして透過部はハニカム構造を有しているので、放射線の減衰に対する透過部へ入射される角度の影響はより小さくなる。そのため透過部に対してランダムに入射される放射線はいずれも均一に減衰されて放射線検出手段へ入射される。従って、より正確な画像を取得できる放射線検出器を実現できる。

　また、本発明に係る放射線検出器は、前記遮蔽板は鉛、鉛合金、タングステン、もしくはタングステン合金のいずれか、またはこれらの複合体によって構成されることが好ましい。

　本発明に係る放射線検出器によれば、遮蔽板は鉛、鉛合金、タングステン、もしくはタングステン合金のいずれか、またはこれらの複合体によって構成される。これらの材料はいずれも放射線を好適に遮蔽する材料である。そのため第２のコリメータは放射線の照射方向を精密に制限できる。

　また、本発明に係る放射線検出器は、前記透過部は、ＡＢＳ樹脂、カーボンまたはポリカーボネートのいずれかによって構成されることが好ましい。

　本発明に係る放射線検出器によれば、透過部はＡＢＳ樹脂、カーボンまたはポリカーボネートのいずれかによって構成される。これらは形状が安定した材料である。そのため遮蔽板同士の間に透過部を設けることによって、遮蔽板同士の間隔はより精密に維持される。従って遮蔽板を軸方向に等ピッチで配列させることが容易になる。

　また、本発明に係る放射線検出器は、前記第２のコリメータは、強度を保持する強度保持手段を外周に備えることが好ましい。

　本発明に係る放射線検出器によれば、第２のコリメータは、強度を保持する強度保持手段を外周に備える構成となっている。強度保持手段はシート状で高強度の材料によって構成される。そのため強度保持手段を外周に備えることにより、第２のコリメータの強度がより高くなるので、遮蔽板および透過部が剥離することを確実に回避できる。

　また、本発明に係る放射線検出器は、前記第１のコリメータと前記第２のコリメータのうち、いずれか一方のコリメータが内周に配置され、他方のコリメータが前記いずれか一方のコリメータの外周に配置されることにより、コリメータ複合体を構成することが好ましい。

　また、本発明に係る放射線検出器は、前記第１のコリメータと前記第２のコリメータのうち、第１のコリメータが内周に配置され、第２のコリメータが前記第１のコリメータの外周に配置されることが好ましい。

　本発明に係る放射線検出器によれば、第１のコリメータは第２のコリメータの内周に配置され、第２のコリメータは第１のコリメータの外周に配置される。すなわち被検体に蓄積された放射線薬剤から周囲に放出される放射線は、まず第１のコリメータに入射され、これを通過した放射線は第２のコリメータに入射される。第１のコリメータに設けられるスリットと第２のコリメータに設けられる透過部はそれぞれ直交する方向に沿って形成されている。従って、２つのコリメータによって、被検体から放出される放射線はペンシルビーム状に制限されて放射線検出手段に入射される。放射線検出手段に入射される放射線は照射方向が制限されているので、放射線検出手段は放射性薬剤の正確な位置を算出できる。

　本発明に係る放射線検出器によれば、第１のコリメータと第２のコリメータを備えている。第１のコリメータは放射線を遮蔽する重金属で構成される遮蔽部材と、長手方向にスリットが設けられ、放射線の透過性が低い重金属で構成されるスリット部材とを各々の長辺を隣接させて交互にリング状に並べて円筒状となった構造を有する。そのため第１のコリメータは精密に放射線の照射方向を制限でき、かつ放射線検出器の製造コストが低廉となる。

　第２のコリメータは、第１のコリメータに対して同芯状に設けられ、放射線を遮蔽する重金属で構成されたリング状の遮蔽板を長手方向に並べて、遮蔽板同士の間に放射線を透過させる透過部が設けられた円筒状の構造となっている。従って、第１のコリメータと第２のコリメータによって、放射線検出手段に入射される放射線は照射方向が制限されているので、放射線検出手段は放射線を放出させた薬剤の一を正確に算出し、放射線薬剤の一を示す正確な断層画像を形成することができる。

　さらに、遮蔽板間の透過部にハニカム構造を有した発明では、遮蔽板同士の間隔をより精密に維持できるとともに、放射線の減衰に対する透過部へ入射される角度の影響はより小さくなる。そのため透過部に対してランダムに入射される放射線はいずれも均一に減衰されて放射線検出手段へ入射される。従って、本発明に係る放射線検出器を搭載させることにより、正確な画像を取得できるＳＰＥＣＴ装置を実現できる。

実施例１に係る放射線検出器をｘｙ平面に沿って裁断した縦断面図である。（ａ）は実施例１に係るスリットコリメータの構成を説明する概略図であり、（ｂ）は（ａ）において点線で囲んだ部分を拡大させた斜視図である。（ａ）は実施例１に係るスラットコリメータの構成を説明する概略図であり、（ｂ）は実施例１に係る透過性樹脂の構成を示す斜視図であり、（ｃ）は実施例１に係る透過部の構成を示す縦断面図である。実施例１に係る放射線検出器をｙｚ平面に沿って裁断した縦断面図である。（ａ）は実施例２に係るスリットコリメータの構成を説明する概略図であり、（ｂ）は（ａ）において点線で囲んだ部分を拡大させた斜視図である。実施例１に係るスリットコリメータの動作を説明する縦断面図である。実施例１に係るスラットコリメータの動作を説明する縦断面図である。実施例１に係る透過部の効果を説明する縦断面図である。（ａ）は実施例１、（ｂ）は比較例に係る透過部の縦断面図である。（ａ）は従来例に係る放射線検出器の縦断面図であり、　　　　　（ｂ）は（ａ）において点線で囲んだ部分を拡大させた斜視図である。（ａ）は従来例に係るスリットコリメータの動作を説明する縦断面図であり、（ｂ）は従来例に係るスラットコリメータの動作を説明する縦断面図である。

　以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。なお、以下の説明において放射線の一例としてγ線を用いることとする。

　＜全体構成の説明＞
　実施例１に係る放射線検出器１は、図１に示すようにスリットコリメータ３と、スラットコリメータ５と、γ線検出モジュール７とを備えている。なお、スリットコリメータ３は本発明における第１のコリメータに相当し、スラットコリメータ５は本発明における第２のコリメータに相当する。そしてγ線検出モジュール７は本発明における放射線検出手段に相当する。

　スリットコリメータ３はｘｙ平面に厚みを有したリング状の構造体であり、被検体Ｍの周囲を囲むように配置されている。スリットコリメータ３は、ｚ方向（被検体Ｍの体軸方向）の軸回りに回転可能となっている。スリットコリメータ３は図２（ａ）に示されるように、保持筐体９とコリメータリング１１と保持リング１３とを備えている。コリメータリング１１は遮蔽部材１５とスリット部材１７によって構成されたリング状の構造体であり、一方の開口部は保持筐体９と接合している。保持リング１３はコリメータリング１１の他方の開口部の内周に設けられており、コリメータリング１１を保持する。

　遮蔽部材１５およびスリット部材１７はいずれも細長い板状の構造を有し、被検体Ｍの関心部位から放出されるγ線を遮蔽する重金属で構成されている。遮蔽部材１５およびスリット部材１７の各々について、長辺はｚ方向に延びており、短辺は円周の一部を構成するように湾曲している。そして遮蔽部材１５およびスリット部材１７の厚さはいずれも略同じである。そして遮蔽部材１５とスリット部材１７の各々の長辺同士を隣接させて交互にリング状に並べることにより、円筒状のコリメータリング１１が形成される。遮蔽部材１５とスリット部材１７は交互に隣接するので、コリメータリング１１において、遮蔽部材１５とスリット部材１７はそれぞれ等ピッチで配列される。なお、遮蔽部材１５を構成する重金属の例としては鉛や鉛合金などが挙げられ、スリット部材１７を構成する重金属の例としてはタングステンやタングステン合金が挙げられる。

　スリット部材１７は中央にスリット１９が設けられている。スリット１９はスリット部材１７の厚さ方向に貫通した矩形の孔であり、その長手方向はｚ方向に延びている。コリメータリング１１においてスリット部材１７は等ピッチで配設される。そのためコリメータリング１１において、スリット１９が等ピッチで形成される。

　ここで遮蔽部材１５とスリット部材１７の構成についてさらに詳細に説明する。図２（ｂ）は図２（ａ）において点線で示した枠内について、ｘｙ平面に沿って断裁した縦断面図である。遮蔽部材１５は両方の長辺に嵌合凸部２１が設けられており、スリット部材１７は両方の長辺に嵌合凹部２３が設けられている。そして嵌合凸部２１と嵌合凹部２３は互いに嵌合する形状を有している。その一例として、実施例１では嵌合凸部２１の断面は山形状の凸型となっており、嵌合凹部２３の断面はＶ字状の凹型となっている。すなわち嵌合凸部２１と嵌合凹部２３が互いに嵌合することにより、遮蔽部材１５とスリット部材１７の結合は強固なものとなる。嵌合凸部２１と嵌合凹部２３は、本発明における嵌合部に相当する。

　また図２（ｂ）に示すように、スリット部材１７において、スリット１９の長辺を画するスリット端２４の断面は、精密かつ尖がった形状を有している。そのためスリット１９はスリット端２４の形状に応じて、θで示される角度に開口した構造を有する。スリットコリメータ３に入射されるγ線はスリット１９のみを通過するので、スリットコリメータ３によって、被検体Ｍから放出されたγ線の照射方向はθで示される角度のファンビーム状に制限される。

　スラットコリメータ５はスリットコリメータ３の外側を囲むように同芯状に配置されたリング状の構造体であり、図３（ａ）に示すように、コリメータリング２５と、保持筐体２７と、外周シート２９によって構成されている。コリメータリング２５は遮蔽板２５ａが長手方向に並べられ、その遮蔽板２５ａ同士の間に放射線を透過させる透過部２５ｂが設けられた円筒状の積層構造を備え、一例として８０層程度の積層構造を有している。保持筐体２７はコリメータリング２５の一端と接合されたリング状の構造体である。

　外周シート２９は、コリメータリング２５および保持筐体２７の各々の外周部に接着配置されており、スラットコリメータ５の強度を保持する。外周シート２９を構成する材料としてはγ線の透過性が高く、かつ高い強度を有するシート状のものが望ましい。材料の一例としては、マイラフィルム（商標）を例とするポリエステルフィルムや、カーボンシートなどが挙げられる。

　遮蔽板２５ａはリング状構造を有しており、高エネルギーのγ線を遮蔽させる重金属で構成されている。遮蔽板２５ａを構成する重金属として鉛、鉛合金、タングステン、もしくはタングステン合金、またはこれらの複合物が望ましい。なお、遮蔽板２５ａの厚さの一例は０．１ｍｍ～０．２ｍｍ程度である。

　透過部２５ｂはコリメータリング２５において、各々の遮蔽板２５ａの隙間を埋めるように配設される。透過部２５ｂを構成する材料としては、ＡＢＳ樹脂、カーボン、またはポリカーボネートなどが望ましい。これらの材料はγ線の透過性が高く、かつ安定した形状精度を確保できる樹脂である。そのため遮蔽板２５ａの間に透過部２５ｂが挟まれることにより、各々の遮蔽板２５ａはｚ方向に精密に等ピッチで配列する。そしてコリメータリング２５に入射されるγ線は透過部２５ｂを透過する。

　さらに透過部２５ｂの内部構成について説明する。透過部２５ｂの内部は、図３（ｂ）に示されるように、中空の正六角柱を構成する透過性樹脂３１がｘｙ平面に沿って隣接する構造を有している。透過性樹脂３１によって構成される各々の正六角柱はｚ方向に延びており、正六角柱の高さは透過部２５ｂの厚みと略同じである。すなわち図３（ｃ）に示されるように、透過部２５ｂはｘｙ平面に透過性樹脂３１によるハニカム構造を有する。透過性樹脂３１の例としては、ＡＢＳ樹脂、カーボン、またはポリカーボネートなどが望ましい。

　γ線検出モジュール７は図１に示されるように、スラットコリメータ５の外側をリング状に囲むように複数配置されている。γ線検出モジュール７は入射されたγ線を検出する。そして検出されたγ線の情報に基づいてγ線の発生位置を示す画像が形成される。

　ここで実施例１に係る放射線検出器の構成について、さらに具体的に説明する。図４に示されるように、放射線検出器１はスリットコリメータ３、スラットコリメータ５、およびγ線検出モジュール７に加えて、ボルト３１、ボルト３３、回転駆動部３５、およびベアリング３７を備えており、架台３９によって支持されている。

　ボルト３１は、コリメータリング１１を構成する遮蔽部材１５およびスリット部材１７の各々の一端を保持筐体９に締結させる。ボルト３３は、遮蔽部材１５およびスリット部材１７の各々の他端を保持リング１３に締結させる。回転駆動部３５は保持筐体９に接続されており、保持筐体９をｚ方向の軸回りに回転させる。回転駆動部３５は本発明における回転駆動手段に相当する。

　コリメータリング２５を構成する遮蔽板２５ａと透過部２５ｂの各々は、ｚ方向に交互に積層されている。保持筐体２７はベアリング３７を介して保持筐体９を支持している。すなわち保持筐体９はベアリング３７にガイドされ、回転駆動部３５によって被検体Ｍを中心としてｚ方向の軸回りに回転することとなる。保持筐体９の回転に連動してコリメータリング１１および保持リング１３もｚ方向の軸回りに回転する。すなわち回転駆動部３５によってスリットコリメータ３はｚ方向の軸回りに回転する。

　続いて、実施例１に係る放射線検出器１の動作について説明する。被検体である人体にγ線放出性の放射性薬剤を投与すると、放射性薬剤は特定の臓器に集積し、γ線を被検体Ｍの外部へ放出する。被検体Ｍの外部に放出されたγ線は、図６に示されるように、ｚ方向の軸回りに回転するスリットコリメータ３に入射される。

　遮蔽部材１５およびスリット部材１７はγ線を遮蔽する重金属によって構成される。そのためスリットコリメータ３に入射されるγ線の大部分、すなわちγ線Ｐ１は、遮蔽部材１５およびスリット部材１７によって遮蔽される。しかしスリット部材１７に設けられたスリット１９に入射されるγ線Ｐ２は遮蔽されることなく、スラットコリメータ５へ入射される。スリット１９は矩形の孔であり、その長手方向はｚ方向に延びている。また、スリット端２４の形状に応じて、スリット１９はθで示される角度だけ開いた形状となっている。そのためスリット１９を透過するγ線の照射方向は、ｚ方向に平行な角度θのファンビーム状に制限される。すなわちスリットコリメータ３に入射されるγ線は、ｚ方向に延びるファンビーム状のγ線Ｑとなってスラットコリメータ５へ入射される。

　遮蔽板２５ａはγ線を遮蔽する重金属によって構成されるので、図７で示すように、γ線Ｑ１は遮蔽板２５ａによって遮蔽される。一方、透過部２５ｂおよび外周シート２９は、γ線の透過性が高い材料によって構成されるので、γ線Ｑ２は透過部２５ｂおよび外周シート２９を透過し、γ線検出モジュール７へ入射される。

　スラットコリメータ５において、遮蔽板２５ａはｚ方向に対して精密に等ピッチで配設されている。そのためｚ方向に対して特定の角度でスラットコリメータ５に入射されるγ線のみが透過部２５ｂを透過することとなる。従って、スリットコリメータ３によってファンビーム状に制限されたγ線は、スラットコリメータ５によって、照射方向がｚ方向に対して特定の角度に制限され、ペンシルビーム状となってγ線検出モジュール７へ入射される。

　γ線検出モジュール７へ入射されるγ線は照射方向が制限されているので、γ線検出モジュール７はγ線を検出し、γ線の検出位置に基づいてγ線の発生位置を示す透過画像を形成する。そして形成された透過画像を再構成することによって、放射線薬剤の位置情報を正確に示す断層画像が形成される。

＜実施例１の構成による効果＞
　実施例１に係る放射線検出器では、スリットコリメータ３を構成するコリメータリング１１は、図２（ａ）に示されるように、遮蔽部材１５とスリット部材１７によって構成される。

　スリット１９が設けられているスリット部材１７は図２（ｂ）に示されるように、スリット１９を画するスリット端２４において薄くなる。スリット部材１７を構成するタングステンやタングステン合金は、特にγ線の遮蔽性が高い材料である。従って、厚みの薄いスリット端２４においてもγ線は確実に遮蔽されるので、γ線の照射方向はスリットコリメータ３によって、より精密に制限される。

　一方、遮蔽部材１５はγ線を好適に遮蔽する鉛または鉛合金で構成される。そして遮蔽部材１５にはスリット１９が設けられていないので、遮蔽部材１５は全体において十分な厚さを有する。そのため遮蔽部材１５に入射されるγ線は、十分に厚い鉛または鉛合金によって好適に遮蔽される。そしてタングステンなどと比べて鉛や鉛合金は安価で加工が容易な材料である。従って遮蔽部材１５を鉛や鉛合金で構成することにより、放射線検出器１の製造コストを抑制することができる。

　また、遮蔽部材１５は嵌合凸部２１を備えており、スリット部材１７は嵌合凹部２３を備えている。嵌合凸部２１および嵌合凹部２３の各々は互いに精密に嵌合する構造を有している。そのため嵌合凸部２１および嵌合凹部２３によって、隣接する遮蔽部材１５とスリット部材１７は精密かつ強固に接合される。従って、ｚ軸回りに回転するスリットコリメータ３において、遠心力や振動などによって遮蔽部材１５とスリット部材１７が分離することを好適に回避することができる。

　実施例１に係る放射線検出器では、図３（ａ）に示されるように、スラットコリメータ５を構成するコリメータリング２５は、遮蔽板２５ａと透過部２５ｂが交互に多数積層された構造となっている。遮蔽板２５ａはγ線を遮蔽する重金属で構成され、透過部２５ｂはγ線を透過する透過性樹脂３１によって構成される。

　透過部２５ｂを構成する透過性樹脂３１は、ＡＢＳ樹脂など形状が安定した材料である。そのため遮蔽板２５ａ同士の間に透過部２５ｂを設けることによって、薄層リング状の遮蔽板２５ａ同士の間隔は透過部２５ｂによって精密に維持される。従って遮蔽板２５ａを、ｚ方向に対して等ピッチで配列させることが容易になる。

　そして透過部２５ｂはハニカム状の構造となっているので、透過部２５ｂを構成する透過性樹脂３１の量は好適に抑制される。そのため、透過部２５ｂを透過するγ線の減衰を最小限に抑えることができるので、放射線検出器１の出力を高くすることができる。また図８（ａ）に示すように、ハニカム構造の透過部２５ｂへ異なる角度で入射されるγ線Ｎ１およびγ線Ｎ２の各々について、透過する透過性樹脂３１の厚さはいずれも略同じである。すなわち、透過部２５ｂに対してランダムに入射されるγ線はより均一に減衰されてγ線検出モジュール７へ入射される。その結果、γ線検出モジュール７によって算出される放射線薬剤の位置情報はより正確なものとなる。

　一方、比較例として図８（ｂ）に示すように透過部２５ｂが透過性樹脂３１によって構成される格子状の構造を挙げて考察する。この場合、透過部２５ｂに入射されるγ線は不均一に減衰する。すなわち格子に沿った角度で入射されるγ線Ｎ１は、格子を横切る角度で入射されるγ線Ｎ２と比較して、より大きく減衰されて検出モジュール７へ入射される。従ってγ線検出モジュール７によって算出される放射線薬剤の位置情報は不正確なものとなる。従って、実施例１に係るスラットコリメータ５によって、正確な画像の取得および高い出力の両方を満たす放射線検出器の実現が可能となる。

　スラットコリメータ５はコリメータリング２５および保持筐体２７の外側を外周シート２９が被覆する構成となっている。図４に示すように、コリメータリング２５は遮蔽板２５ａおよび透過部２５ｂがｚ方向に交互に多層積層された構造を有している。そして保持筐体２７はコリメータリング２５の一方と接合されているので、コリメータリング２５は放射線検出器１において、片持ちで支えられた状態となっている。そのためラジアル方向に加わる力によって、遮蔽板２５ａと透過部２５ｂが剥離することが懸念される。

　外周シート２９はマイラフィルム（商標）を例とするポリエステルフィルムやカーボンシートなど、シート状で高強度の材料によって構成される。そのため外周シート２９で覆うことにより、スラットコリメータ５のラジアル方向に対する強度がより高くなり、遮蔽板２５ａおよび透過部２５ｂの剥離は好適に回避される。

　次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。なお、実施例１に係る放射線検出器と同じ構成については同符号を付して詳細な説明については省略する。

　実施例２に係る移動型Ｘ線撮影装置において、スリットコリメータ３Ａは図５（ａ）に示されるように、保持筐体９とコリメータリング１１Ａと保持リング１３とを備えている。

　コリメータリング１１Ａは遮蔽部材１５とスリット部材１７Ａによって構成されたリング状の構造体である。スリット部材１７Ａは細長い一対の重金属板４１，４３によって構成されている。遮蔽部材１５およびスリット部材１７Ａの各々について、長辺はｚ方向に延びており、短辺は円周の一部を構成するように湾曲している。そして遮蔽部材１５とスリット部材１７Ａの各々の長辺同士が隣接して交互にリング状に並べられることにより、円筒状のコリメータリング１１Ａが形成される。遮蔽部材１５とスリット部材１７Ａは交互に隣接するので、コリメータリング１１Ａにおいて、遮蔽部材１５とスリット部材１７Ａはそれぞれ等ピッチで配列される。

　重金属板４１および重金属板４３はいずれも細長い板状の構造を有し、被検体Ｍの関心部位から放出されるγ線を遮蔽する重金属で構成されている。重金属板４１および重金属板４３を構成する重金属の例としてはタングステンやタングステン合金などが挙げられる。実施例２において、重金属板４１および重金属板４３はタングステンで構成されるものとする。

　重金属板４１は遮蔽部材１５の長辺の一方に隣接しており、重金属板４３は遮蔽部材１５の長辺の他方に隣接している。重金属板４１および重金属板４３の各々について、長辺はｚ方向に延びており、短辺は円周の一部を構成するように湾曲している。重金属板４１および重金属板４３はｚ方向に、間隔をあけて平行に並列する。すなわち、並列する重金属板４１と重金属板４３の間にスリット１９Ａが形成されることとなる。

　スリット１９Ａはスリット部材１７Ａの厚さ方向に貫通した矩形の孔であり、その長手方向はｚ方向に一致している。コリメータリング１１Ａにおいてスリット部材１７Ａは等ピッチで配設される。そのためコリメータリング１１Ａにおいて、スリット１９Ａが等ピッチで形成される。

　ここで遮蔽部材１５とスリット部材１７Ａの構成についてさらに詳細に説明する。図５（ｂ）は図５（ａ）において点線で示した枠内について、ｘｙ平面に沿って断裁した縦断面図である。遮蔽部材１５は両方の長辺に嵌合凸部２１が設けられており、重金属板４１と重金属板４３の各々は、遮蔽部材１５と隣接する長辺に嵌合凹部２３Ａが設けられている。そして嵌合凸部２１と嵌合凹部２３Ａは互いに嵌合する形状を有している。その一例として、実施例２では嵌合凸部２１の断面は山形状の凸型となっており、嵌合凹部２３Ａの断面はＶ字状の凹型となっている。すなわち嵌合凸部２１と嵌合凹部２３Ａが互いに嵌合することにより、遮蔽部材１５とスリット部材１７Ａの結合は強固なものとなる。

　また図５（ｂ）に示すように、重金属板４１と重金属板４３の各々において、スリット１９を画する長辺にはスリット端２４Ａが設けられている。スリット端２４Ａの断面は、精密かつ尖がった形状を有している。そのためスリット１９Ａはスリット端２４Ａの形状に応じて、θで示される角度に開口した構造を有する。スリットコリメータ３Ａに入射されるγ線はスリット１９Ａのみを通過する。従ってスリットコリメータ３Ａによって、被検体Ｍから放出されたγ線の照射方向はθで示される角度のファンビーム状に制限される。

＜実施例２の構成による効果＞
　実施例２に係る放射線検出器では、スリットコリメータ３Ａを構成するコリメータリング１１Ａには細長い板状のスリット部材１７Ａが等ピッチで配設されている。そしてスリット部材１７Ａはスリット１９Ａが形成されるように並列された重金属板４１と重金属板４３によって構成されている。実施例１に係る放射線検出器では、スリット１９はスリット部材１７の中央に設けられる。そのため実施例１に係るスリットコリメータ３を製造する際に、スリット部材１７に精密なサイズの孔を開ける加工を行い、スリット１９を形成させる必要がある。

　一方、実施例２に係る放射線検出器では、間隔をあけて並列された重金属板４１と重金属板４３の間にスリット１９Ａが形成される。すなわち実施例２に係る放射線検出器では、精密なサイズの孔を開ける加工を行う工程は不要となる。そのため実施例２では、実施例１と比べて放射線検出器の製造コストをさらに安価に抑えることができる。また実施例２では、スリット端２４Ａ同士の距離を調整することにより、スリット１９Ａの開口径を容易に調整することができる。従って、実施例２に係る放射線検出器では、容易に精密なγ線の照射方向の制限を行うことができる。

　本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

　（１）上述した各実施例では、スラットコリメータ５の外側をリング状に囲むように複数の検出モジュール７を配置させたが、これに限られない。すなわち、スラットコリメータの外周円上に１または２以上の検出モジュール７を設け、被検体Ｍを中心として回転させる構成としてもよい。
　（２）上述した各実施例では、被検体Ｍの外側にスリットコリメータ３を設け、スリットコリメータ３の外側にスラットコリメータ５を設けたが、これに限られない。すなわち、被検体Ｍの外側にスラットコリメータ５を設け、スラットコリメータ５の外側にスリットコリメータ３を設ける構成をとってもよい。
　（３）上述した各実施例に係る放射線検出器は、ＳＰＥＣＴ装置の他にもＰＥＴ装置などの核医学診断装置にも用いることができる。

　１　　　　…放射線検出器　
　３　　　　…スリットコリメータ（第１のコリメータ）
　５　　　　…スラットコリメータ（第２のコリメータ）
　７　　　　…検出モジュール（放射線検出手段）　
　１１　　　…コリメータリング
　１５　　　…遮蔽部材
　１７　　　…スリット部材
　１９　　　…スリット
　２５　　　…コリメータリング
　２５ａ　　…遮蔽板
　２５ｂ　　…透過部
　２９　　　…外周シート（強度保持手段）
　３１　　　…透過性樹脂

Claims

　放射線を遮蔽する重金属で構成される細長い板状の遮蔽部材と、放射線を通過させるスリットが長手方向に設けられ、前記遮蔽部材よりも放射線の透過性が低い重金属で構成される細長い板状のスリット部材とを各々の長辺を隣接させて交互にリング状に並べて構成された回転可能な円筒状の第１のコリメータと、
　前記第１のコリメータに対して同芯状に設けられ、放射線を遮蔽する重金属で構成されたリング状の遮蔽板を長手方向に並べ、前記遮蔽板同士の間に放射線を透過させる透過部が設けられる円筒状の第２のコリメータと、
　前記第１のコリメータおよび前記第２のコリメータの外側に配置され、前記両コリメータによって照射方向が制限された放射線を検出する放射線検出手段と、
　前記第１のコリメータを前記長手方向の軸回りに回転させる回転駆動手段とを備えていることを特徴とする放射線検出器。
　請求項１に記載の放射線検出器において、
　前記スリットは前記スリット部材の中央部に設けられる放射線検出器。
　請求項１に記載の放射線検出器において、
　前記スリット部材は前記長手方向に平行に並列する２枚の重金属板によって構成され、
　前記スリットは前記重金属板同士の間隙によって形成されている放射線検出器。
　請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射線検出器において、
　前記スリット部材および前記遮蔽部材は、各々の長辺に互いに嵌合する嵌合部を備えており、
　前記第１のコリメータは前記嵌合部が互いに嵌合されることによって回転可能な円筒部を構成する放射線検出器。
　請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線検出器において、
　前記遮蔽部材は鉛または鉛合金で構成され、
　前記スリット部材はタングステンまたはタングステン合金で構成される放射線検出器。
　請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の放射線検出器において、
　前記第２のコリメータは、前記リング状の遮蔽板同士の間に、ハニカム構造を有し放射線を透過する透過部を介在させることにより、放射線を透過させる前記透過部が設けられる放射線検出器。
　放射線を遮蔽する重金属で構成される円筒部を備え、前記円筒部の軸方向に延びて放射線を通過させるスリットが前記円筒部の周方向に並べて設けられる回転可能な第１のコリメータと、
　前記第１のコリメータに対して同芯状に設けられ、放射線を遮蔽する重金属で構成されたリング状の遮蔽板と、ハニカム構造を有し放射線を透過するリング状の透過部とが軸方向に交互に積層されることにより、前記遮蔽板同士の間隙に放射線を透過させる前記透過部が設けられる円筒状の第２のコリメータと、
　前記第１のコリメータおよび前記第２のコリメータの外側に配置され、前記両コリメータによって照射方向が制限された放射線を検出する放射線検出手段と、
　前記第１のコリメータを前記円筒部の軸回りに回転させる回転駆動手段とを備えていることを特徴とする放射線検出器。
　請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の放射線検出器において、
　前記遮蔽板は鉛、鉛合金、タングステン、もしくはタングステン合金のいずれか、またはこれらの複合体によって構成される放射線検出器。
　請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の放射線検出器において、
　前記透過部は、ＡＢＳ樹脂、カーボンまたはポリカーボネートのいずれかによって構成される放射線検出器。
　請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の放射線検出器において、
　前記第２のコリメータは、強度を保持する強度保持手段を外周に備える放射線検出器。
　請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の放射線検出器において、
　前記第１のコリメータと前記第２のコリメータのうち、第１のコリメータが内周に配置され、第２のコリメータが前記第１のコリメータの外周に配置される放射線検出器。