(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に投与されたポジトロン放射性薬剤から放出される放射線を検出して撮像を行うポジトロンＣＴ装置であって、
前記被検体を囲む円のうち、円弧上の一部に配置された検出器ユニットを複数備えるとともに、
各々の前記検出器ユニットを支持し、円弧上に配置された支持アームを複数備え、
前記被検体を囲む円上に沿って各々の前記支持アームが互いに独立して動くことで前記検出器ユニットを駆動するように構成し、
さらに、前記ポジトロンＣＴ装置は、一方向に前記検出器ユニットおよび前記支持アームを動かすように構成することで、個々の検出器ユニット間の距離を変更する距離変更機構を備え、
前記距離変更機構は、前記支持アームを鉛直方向に動かすことにより個々の前記検出器ユニット間の距離を変更することを特徴とするポジトロンＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のポジトロンＣＴ装置において、
前記距離変更機構は、前記支持アームを円周方向に動かすことにより個々の前記検出器ユニット間の距離を変更することを特徴とするポジトロンＣＴ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のポジトロンＣＴ装置において、
前記支持アームを保持するアーム保持部を備え、
前記距離変更機構は、前記支持アームを前記アーム保持部に対して円周方向に摺動させることにより当該支持アームを円周方向に動かすことを特徴とするポジトロンＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のポジトロンＣＴ装置において、
前記支持アームを保持するアーム保持部と、
当該アーム保持部を保持する昇降部と
を備え、
前記距離変更機構は、前記昇降部を鉛直方向に昇降移動させることにより、前記昇降部に保持された前記アーム保持部および当該アーム保持部に保持された支持アームを鉛直方向に動かすことを特徴とするポジトロンＣＴ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のポジトロンＣＴ装置において、
前記距離変更機構の動作による前記検出器ユニットと前記支持アームとの衝突を防止する衝突防止機構を備えることを特徴とするポジトロンＣＴ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のポジトロンＣＴ装置において、
前記検出器ユニットの数が２つであり、前記支持アームの数が２つの場合において、
一方の支持アームが一方の検出器ユニットを支持し、他方の支持アームが他方の検出器ユニットを支持する際に、前記衝突防止機構は、一方の支持アームと他方の検出器ユニットとの衝突、あるいは他方の支持アームと一方の検出器ユニットとの衝突を防止することを特徴とするポジトロンＣＴ装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のポジトロンＣＴ装置において、
前記衝突防止機構を機械的な機構で構成することを特徴とするポジトロンＣＴ装置。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれかに記載のポジトロンＣＴ装置において、
前記衝突防止機構を電気的に位置制御する機構で構成することを特徴とするポジトロンＣＴ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のポジトロンＣＴ装置において、
前記衝突防止機構は
前記検出器ユニットあるいはそれを保持する機構の位置を検出する位置検出機構と、
当該位置検出機構による位置検出結果に基づいて前記距離変更機構を制御する制御部と
を備えることを特徴とするポジトロンＣＴ装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載のポジトロンＣＴ装置において、
前記検出器ユニットおよび前記支持アームを搬送可能な台車に取り付け、前記被検体を載置する載置台を囲むように前記検出器ユニットを設置するように構成することを特徴とするポジトロンＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検体内に投与されたポジトロン放射性薬剤から放出される放射線を検出してポジトロンの分布画像を画像として生成するポジトロンＣＴ装置に係り、特に、被検体として人体を対象として撮像する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポジトロンＣＴ装置、すなわちＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置は、陽電子（Positron）の消滅によって発生する２本のγ線を、複数個の検出器で同時に検出したときのみ（つまり同時計数したときのみ）被検体の断層画像を再構成するように構成されている。具体的には、陽電子放出核種を含んだ放射性薬剤を被検体に投与して、投与された被検体から放出される511Kevの対消滅γ線を多数の検出器素子（例えばシンチレータ）群からなる検出器で検出する。そして、２つの検出器で一定時間内にγ線を検出した場合に“同時”に検出したとして、それを一対の対消滅γ線として計数し、さらに対消滅発生位置を検出した２つの検出器を結ぶ直線（LOR: Line Of Response）を特定する。このように検出された同時計数情報を蓄積して再構成処理を行って、陽電子放出核種画像（すなわち断層画像）を得る。【０００３】
近年、このような装置では、ＰＥＴ装置で得られた断層画像と他のモダリティ（modality）装置で得られた形態画像とを重ね合わせて診断するようになってきている。画像の重ね合わせの際に画像がずれないように、被検体を載置する載置台（例えば寝台）に複数のＰＥＴ装置・モダリティ装置が対応するＰＥＴ／ＣＴ装置のような装置が増えている。【０００４】
しかし、既設のモダリティ装置に新しいモダリティ装置を追加設置することは、寝台部の制約もあり難しく、複数のＰＥＴ装置・モダリティ装置を新規に購入する必要が生じる。そこで、検出器ユニットおよびそれを支持する支持アームを搬送可能な台車に取り付け、寝台を囲むように検出器ユニットを設置するように構成したＰＥＴ装置が本出願人から提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００５】
このＰＥＴ装置では、既設のモダリティ装置（例えばＸ線ＣＴ装置）の寝台を共用し、モダリティ装置の傍に台車を搬送することで、モダリティ装置に隣接して検出器ユニットを設置することができる。よって、複数のＰＥＴ装置・モダリティ装置を新規に購入することなく、既設のモダリティ装置にＰＥＴ装置を追加設置することができる。【０００６】
このＰＥＴ装置では、図１１に示すように、円弧上に配置された２つの支持アームＡ１，Ａ２（第１Ｃ字状アーム部材，第２Ｃ字状アーム部材）の先端に検出器ユニットＵ１，Ｕ２（第１γ線検出器，第２γ線検出器）をそれぞれ取り付けている。被検体Ｍを囲む円上に沿って２つの支持アームＡ１，Ａ２が互いに独立して動き、検出器ユニットＵ１，Ｕ２のγ線入射面が被検体Ｍを挟んで対向するように検出器ユニットＵ１，Ｕ２の傾き角度を変化させて調整する。このように構成することで、傾き角度を変化させつつ図１１（ａ）や図１１（ｂ）のように被検体Ｍのサイズに合わせて個々の検出器ユニットＵ１，Ｕ２の距離を変更して、検出器ユニットＵ１，Ｕ２が互いに対向した状態で撮像を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４６５０３２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１１のような構成を有する装置の場合には、次のような問題がある。
すなわち、図１１に示すように、支持アームＡ１，Ａ２の先端に検出器ユニットＵ１，Ｕ２をそれぞれ取り付けており、いわゆる検出器ユニットＵ１，Ｕ２は片持ち支持されている。したがって、検出器ユニットＵ１，Ｕ２は振動しやすく、かつ傾き角度を変化させて調整する機構が必要となり、構造が煩雑となる。【０００９】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、検出器ユニットが振動しにくく、簡易な構造を実現することができるポジトロンＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、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、この発明に係るポジトロンＣＴ装置は、被検体内に投与されたポジトロン放射性薬剤から放出される放射線を検出して撮像を行うポジトロンＣＴ装置であって、前記被検体を囲む円のうち、円弧上の一部に配置された検出器ユニットを複数備えるとともに、各々の前記検出器ユニットを支持し、円弧上に配置された支持アームを複数備え、前記被検体を囲む円上に沿って各々の前記支持アームが互いに独立して動くことで前記検出器ユニットを駆動するように構成し、さらに、前記ポジトロンＣＴ装置は、一方向に前記検出器ユニットおよび前記支持アームを動かすように構成することで、個々の検出器ユニット間の距離を変更する距離変更機構を備え、前記距離変更機構は、前記支持アームを鉛直方向に動かすことにより個々の前記検出器ユニット間の距離を変更することを特徴とするものである。
【００１１】
［作用・効果］この発明に係るポジトロンＣＴ装置によれば、被検体を囲む円のうち、円弧上の一部に配置された検出器ユニットを複数備えるとともに、各々の検出器ユニットを支持し、円弧上に配置された支持アームを複数備えている。なお、検出器ユニットの数は支持アームの数と必ずしも同数である必要はない。被検体を囲む円上に沿って各々の支持アームが互いに独立して動くことで検出器ユニットを駆動するように構成する。各々の検出器ユニットは円弧上にそれぞれ配置されており、各々の支持アームも円弧上にそれぞれ配置されているので、各々の検出器ユニット全体は支持アームに沿って支持される構造となる。【００１２】
したがって、検出器ユニットは片持ち支持されることなく、検出器ユニットの支持が安定する。その結果、検出器ユニットが振動しにくくなる。また、被検体を囲む円となる円弧上に各々の検出器ユニットはそれぞれ配置されているので、傾き角度を変化させて調整する機構が不要となる。その結果、簡易な構造を実現することができる。【００１３】
また、重点撮像範囲に合わせて検出器ユニットをそれぞれ配置することで、撮像範囲を囲む立体角を拡げることができるという効果をも奏する。【００１４】
さらに、上述した発明に係るポジトロンＣＴ装置において、一方向に検出器ユニットおよび支持アームを動かすように構成することで、個々の検出器ユニット間の距離を変更する距離変更機構を備える。特に、距離変更機構により個々の検出器ユニット間の距離を縮小変更することにより被検体を囲む立体角をさらに拡げることが可能である。また、個々の検出器ユニット間の距離を縮小変更することにより検出器ユニットが被検体に近接するので検出器感度をも向上させることが可能である。さらに、距離変更機構は、支持アームを鉛直方向に動かすことにより個々の検出器ユニット間の距離を変更する。
【００１５】
また、距離変更機構の動作による検出器ユニットと支持アームとの衝突を防止する衝突防止機構を備えるのが好ましい。例えば、検出器ユニットの数が２つであり、支持アームの数が２つの場合において、一方の支持アームが一方の検出器ユニットを支持し、他方の支持アームが他方の検出器ユニットを支持するとする。個々の検出器ユニット間の距離を変更するために距離変更機構が検出器ユニットおよび支持アームを動かすことにより、一方の支持アームと他方の検出器ユニットとが衝突する、あるいは他方の支持アームと一方の検出器ユニットとが衝突する恐れがある。そこで、距離変更機構の動作による検出器ユニットと支持アームとの衝突を防止する衝突防止機構を備えることで、これらの衝突を未然に防ぐことができる。衝突防止機構については、機械的な機構であってもよいし、電気的に位置制御する機構であってもよいし、これらの機構を両方組み合わせた機構であってもよい。【００１６】
上述したこれらの発明に係るポジトロンＣＴ装置の一例は、検出器ユニットおよび支持アームを搬送可能な台車に取り付け、被検体を載置する載置台を囲むように検出器ユニットを設置するように構成することである。このように構成することで、検出器ユニットの移動および搬送可能な台車を組み合わせることができ、既設装置の載置台（例えば寝台）上にある被検体をポジトロンＣＴ装置により撮像することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明に係るポジトロンＣＴ装置によれば、被検体を囲む円のうち、円弧上の一部に配置された検出器ユニットを複数備えるとともに、各々の検出器ユニットを支持し、円弧上に配置された支持アームを複数備えている。被検体を囲む円上に沿って各々の支持アームが互いに独立して動くことで検出器ユニットを駆動するように構成するので、検出器ユニットが振動しにくく、簡易な構造を実現することができる。さらに、一方向に検出器ユニットおよび支持アームを動かすように構成することで、個々の検出器ユニット間の距離を変更する距離変更機構を備え、特に、個々の検出器ユニット間の距離を縮小変更することにより被検体を囲む立体角をさらに拡げることが可能である。また、個々の検出器ユニット間の距離を縮小変更することにより検出器ユニットが被検体に近接するので検出器感度をも向上させることが可能である。さらに、距離変更機構は、支持アームを鉛直方向に動かすことにより個々の検出器ユニット間の距離を変更する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の概略側面図および検出器ユニットおよび支持アームの概略正面図である。
【図２】実施例に係るＰＥＴ装置の概略斜視図である。
【図３】検出器ユニット内のγ線検出器の概略図である。
【図４】γ線検出器の概略斜視図である。
【図５】両γ線検出器および画像再構成領域の配置関係を示す模式図である。
【図６】両γ線検出器および画像再構成領域の座標系を示すグラフである。
【図７】ＰＥＴ装置による撮像形態の概略側面図である。
【図８】ＰＥＴ装置による図７とは別の撮像形態の概略側面図である。
【図９】変形例に係るＰＥＴ装置の概略側面図である。
【図１０】衝突防止機構の概略断面図である。
【図１１】従来のＰＥＴ装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１９】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１（ａ）および図１（ｂ）は、実施例に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の概略側面図および検出器ユニットおよび支持アームの概略正面図であり、図２（ａ）〜図２（ｃ）は、実施例に係るＰＥＴ装置の概略斜視図である。なお、図１（ｂ）の側面図は、図１（ａ）の側面図を逆側から見た側面図であって、被検体Ｍの頭側から見た側面図である。【００２０】
本実施例に係るＰＥＴ装置は、図１および図２に示すように、２つの検出器ユニット１，２と、２つの支持アーム３，４とを備えている。各々の検出器ユニット１，２は、被検体Ｍを囲む円のうち、円弧上の一部にそれぞれ配置されている。同様に、各々の支持アーム３，４は、円弧上の一部にそれぞれ配置されている。また、支持アーム３は検出器ユニット１を支持しており、支持アーム４は検出器ユニット２を支持している。検出器ユニット１，２は、この発明における検出器ユニットに相当し、支持アーム３，４は、この発明における支持アームに相当する。【００２１】
その他に、ＰＥＴ装置は、２つのアーム保持部５，６と、２つの昇降部７，８とを備え、搬送可能な台車９を備えている。各々のアーム保持部５，６は各々の支持アーム３，４を保持している。支持アーム３はアーム保持部５に対して矢印ＲＡ方向（円周方向）に摺動可能に構成されている。一方、支持アーム４はアーム保持部６に対して矢印ＲＢ方向（円周方向）に摺動可能に構成されている。台車９は、この発明における台車に相当する。【００２２】
このように支持アーム３，４を構成することで、被検体Ｍを囲む円上に沿って各々の支持アーム３，４が互いに独立して動く。支持アーム３の移動に伴って、支持アーム３に支持された検出器ユニット１も同方向の矢印ＲＡ方向（円周方向）に駆動する。一方、支持アーム４の移動に伴って、支持アーム４に支持された検出器ユニット２も同方向の矢印ＲＢ方向（円周方向）に駆動する。【００２３】
このように、被検体Ｍを囲む円上に沿って各々の支持アーム３，４が互いに独立して動くことで検出器ユニット１，２を駆動するように構成している。また、検出器ユニット１・支持アーム３，検出器ユニット２・支持アーム４の組み合わせ毎に互いに独立して動くので、便宜上、図面では検出器ユニット１・支持アーム３の組み合わせを点描のハッチングで図示し、検出器ユニット２・支持アーム４の組み合わせを濃い灰色の塗りつぶしで図示する。【００２４】
各々の昇降部７，８は各々のアーム保持部５，６を保持している。昇降部７は台車９に対して矢印ＲＣ方向（図１（ａ）を参照）（鉛直方向）に昇降移動可能に構成されている。一方、昇降部８は台車９に対して矢印ＲＤ方向（図１（ｂ）を参照）（鉛直方向）に昇降移動可能に構成されている。【００２５】
このように昇降部７，８を構成することで、鉛直方向に各々のアーム保持部５，６が互いに独立して動く。昇降部７の移動に伴って、昇降部７に保持されたアーム保持部５も同方向の矢印ＲＣ方向（鉛直方向）に動き、アーム保持部５に保持された支持アーム３、さらには支持アーム３に支持された検出器ユニット１も同方向の矢印ＲＣ方向（鉛直方向）に駆動する。一方、昇降部８の移動に伴って、昇降部８に保持されたアーム保持部６も同方向の矢印ＲＤ方向（鉛直方向）に動き、アーム保持部６に保持された支持アーム４、さらには支持アーム４に支持された検出器ユニット２も同方向の矢印ＲＤ方向（鉛直方向）に駆動する。【００２６】
台車９の底部には、後輪１０と前輪１１とを取り付けており、これらを床上で動かすことで、台車９は搬送可能に構成されている。なお、前輪１１にはモータ（図示省略）が駆動軸（図示省略）を介して連結されており、モータの駆動により前輪１１を駆動させて、術者が台車９の後ろから任意の方向に押し引きして後輪１０を転がすことで、台車９を床面上に任意の方向に動かすことができる。したがって、既設装置（例えばＸ線ＣＴ装置のようなモダリティ装置）の傍に台車９を搬送することで、既設装置に隣接して検出器ユニット１，２を設置することができる。【００２７】
ＰＥＴ装置の外部構成として、既設装置に備えられた寝台２０がある。寝台２０は、基台部２１（図１では図示省略）と天板２２とを備えている。基台部２１は床面に設置されており、鉛直方向に伸縮させることができ、基台部２１に支持された天板２２の高さを変更することができる。天板２２は被検体Ｍを載置し、基台部２１に対して水平方向に天板２２を進退移動させることができる。【００２８】
その他に、ＰＥＴ装置は、距離変更機構３０（図１（ａ）のみ図示）を備えている。距離変更機構３０は、一方向に距離ユニット１，２および支持アーム３，４を動かすように構成することで、個々の検出器ユニット１，２間の距離を変更する。図１（ａ）では、距離変更機構３０の結線の先を昇降部７のみ図示しているが、本実施例ではアーム保持部５，６や昇降部８にもつながっている。距離変更機構３０は、モータや駆動軸やギアやラック（いずれも図示省略）などで構成されている。距離変更機構３０は、この発明における距離変更機構に相当する。【００２９】
距離変更機構３０により、支持アーム３をアーム保持部５に対して矢印ＲＡ方向（円周方向）に摺動させるには、アーム保持部５にモータや駆動軸やギアを取り付け、支持アーム３に円弧ラックを取り付ける。モータの駆動により駆動軸を介してギアを駆動させて、ギアに噛合された円弧ラックを駆動させることにより、支持アーム３をアーム保持部５に対して矢印ＲＡ方向（円周方向）に摺動させる。距離変更機構３０により、支持アーム４をアーム保持部６に対して矢印ＲＢ方向（円周方向）に摺動させる場合も同様である。【００３０】
なお、距離変更機構３０は、このような構成に限定されない。例えば、モータや駆動軸やギアやベルトなどで構成し、ベルトを支持アーム３に周回させて、モータの駆動により駆動軸を介してギアを駆動させて、ギアに噛合されたベルトの周回により支持アーム３をアーム保持部５に対して矢印ＲＡ方向（円周方向）に摺動させてもよい。【００３１】
距離変更機構３０により、昇降部７を台車９に対して矢印ＲＣ方向（鉛直方向）に昇降移動させるには、台車９にモータや駆動軸やギアを取り付け、昇降部７に平板ラックを取り付ける。モータの駆動により駆動軸を介してギアを駆動させて、ギアに噛合された平板ラックを駆動させることにより、昇降部７を台車９に対して矢印ＲＣ方向（鉛直方向）に昇降移動させる。距離変更機構３０により、昇降部８を台車９に対して矢印ＲＤ方向（鉛直方向）に昇降移動させる場合も同様である。【００３２】
なお、距離変更機構３０は、このような構成に限定されない。例えば、モータや駆動軸や羅軸やガイド部材などで構成し、昇降部７がガイド部材にスライドするように取り付け、モータの駆動により駆動軸を介して羅軸を回転駆動させて、羅軸の回転駆動により昇降部７をガイド部材に対して矢印ＲＣ方向（鉛直方向）に昇降移動させて、昇降部７を台車９に対して矢印ＲＣ方向（鉛直方向）に昇降移動させてもよい。【００３３】
このように、距離変更機構３０により、支持アーム３，４をアーム保持部５，６に対して円周方向に摺動させ、昇降部７，８を台車９に対して鉛直方向に昇降移動させ、さらにはアーム保持部５，６および支持アーム３，４を鉛直方向に昇降移動させることで、一方向（ここでは円周方向、鉛直方向）に支持アーム３，４を動かす。したがって、個々の検出器ユニット１，２間の距離を変更する。【００３４】
放射性薬剤が投与された被検体Ｍから発生したγ線をγ線検出器１ａ，２ａ（図５や図６を参照）のシンチレータブロック（図１や図２では図示省略）が光に変換して、変換されたその光をγ線検出器１ａ，２ａの光電子増倍管(PMT: Photo Multiplier Tube)（図１や図２では図示省略）は増倍させて電気信号に変換する。その電気信号を画像情報（画素値）として同時計数回路（図示省略）に送り込む。【００３５】
具体的には、被検体Ｍに放射性薬剤を投与すると、ポジトロン放出型のＲＩのポジトロンが消滅することにより、２本のγ線が発生する。同時計数回路は、シンチレータブロックの位置とγ線の入射タイミングとをチェックし、被検体Ｍの両側にある２つのシンチレータブロックでγ線が同時に入射したときのみ、送り込まれた画像情報を適正なデータと判定する。一方のシンチレータブロックのみにγ線が入射したときには、同時計数回路は棄却する。つまり、同時計数回路は、上述した電気信号に基づいて、２つのγ線検出器１ａ，２ａにおいてγ線が同時観測されたことを検出する。【００３６】
同時計数回路に送り込まれた画像情報を投影データとして求める。その投影データを再構成して断層画像（ＲＩ分布画像）を求める。【００３７】
続いて、検出器ユニット１，２の具体的な構成について、図３および図４を参照して説明する。図３は、検出器ユニット内のγ線検出器の概略図であり、図４は、γ線検出器の概略斜視図である。図３および図４では、検出器ユニット１を代表して説明するが、検出器ユニット２についても検出器ユニット１と同様の構成であるので、その説明については省略する。また、γ線検出器として、相互作用を起こした深さ方向の位置(DOI: Depth of Interaction)を弁別することができるＤＯＩ検出器を例に採って説明する。【００３８】
図３に示すように、検出器ユニット１は複数のγ線検出器１ａが円弧上に配置されるようにユニット化して構成されている。γ線検出器１ａは、図３および図４に示すように、シンチレータブロック１Ａと、そのシンチレータブロック１Ａに対して光学的に結合されたライトガイド１Ｂと、そのライトガイド１Ｂに対して光学的に結合された光電子増倍管（以下、単に「ＰＭＴ」と略記する）１Ｃとを備えている。シンチレータブロック１Ａを構成する各シンチレータ素子は、γ線の入射に伴って発光することでγ線から光に変換する。この変換によってシンチレータ素子はγ線を検出する。シンチレータ素子において発光した光がシンチレータブロック１Ａで十分に拡散されて、ライトガイド１Ｂを介してＰＭＴ１Ｃに入力される。ＰＭＴ１Ｃは、シンチレータブロック１Ａで変換された光を増倍させて電気信号に変換する。その電気信号は、上述したように画像情報（画素値）として同時計数回路（図示省略）に送り込まれる。【００３９】
また、γ線検出器１ａは、図４に示すように、３次元的に配置されたシンチレータ素子からなり、深さ方向に複数の層からなるＤＯＩ検出器である。図３および図４では、４層のＤＯＩ検出器を図示しているが、層の数については、複数であれば特に限定されない。また、γ線検出器は必ずしもＤＯＩ検出器である必要はなく、１層のみのシンチレータ素子からなるγ線検出器であってもよい。【００４０】
上述したように、距離変更機構３０（図１を参照）により、個々の検出器ユニット１，２間の距離が変更され、γ線検出器１ａ，２ａ（検出器ユニット２のγ線検出器２ａについては図５や図６を参照）の相対的な位置・向きは常に変化する。被検体Ｍの撮像姿勢やサイズに合わせて検出器ユニット１，２を鉛直方向に互いに対向させたり（図２（ｂ）を参照）、水平方向に互いに対向させたり（図２（ｃ）を参照）、あるいは被検体Ｍに近接させて（図７（ｂ）を参照）撮像を行う。それによって、γ線検出器１ａ，２ａで検出されるγ線の量が増加してγ線検出器１ａ，２ａのγ線検出感度が向上する。したがって、本実施例では、装置の機械的原点に対するγ線検出器１ａ，２ａの位置・向きが変化しながら撮像が進行することにもなる。【００４１】
続いて、装置の機械的原点に対する装置の機械的原点に対するγ線検出器１ａ，２ａの位置・向きが変化する時の再構成アルゴリズムについて、図５および図６を参照して説明する。図５は、両γ線検出器および画像再構成領域の配置関係を示す模式図であり、図６は、両γ線検出器および画像再構成領域の座標系を示すグラフである。【００４２】
各γ線検出器１ａ，２ａは、図５および図６に示すように、微小なシンチレータ素子ａ，ｂの集合体であり、両γ線検出器１ａ，２ａの間に装置の機械的原点ＯＭを起点とするベクトルＶＣで規定される中心座標ＯＣを有する画像再構成領域Ｓが設定される。装置の機械的原点ＯＭから各γ線検出器１ａ，２ａの中心座標ＯＡ，ＯＢに至るベクトルＶＡ，ＶＢは、位置センサ（図示省略）によって検出された各γ線検出器１ａ，２ａの位置データと角度センサ（図示省略）によって検出された各γ線検出器１ａ，２ａの回転角度データとに基づいて求められる。【００４３】
したがって、被検体Ｍから放出されたγ線が同時計数される現象（以下、適宜「イベント」と略記）が起こった場合、装置の機械的原点ＯＭからγ線を同時検出したシンチレータ素子ａ，ｂに至るベクトルｕＡ，ｕＢも次の式（１）および式（２）にしたがって求められる。【００４４】
ｕＡ＝ＶＡ＋ＷＡ          ・・・・（１）
ｕＢ＝ＶＢ＋ＷＢ          ・・・・（２）
一方、被検体Ｍから放出されたγ線が同時計数される現象（イベント）が起こった場合、γ線を検出したシンチレータ素子ａ，ｂのアドレス対データ、およびγ線を検出したシンチレータ素子ａ，ｂについてのベクトルｕＡ，ｕＢのアドレス対データがイベント毎にリストモード型データとして収集記憶される。他方、リストモード型データとして収集記憶されたベクトルｕＡ，ｕＢのアドレス対データから、γ線を同時検出したシンチレータ素子ａ，ｂを結ぶ直線ＬＯＲ(Line Of Response)がイベント毎に求められる。ポジトロン放出種は直線ＬＯＲの上に存在する。【００４５】
ベクトルｕＡはリストモード型データとして保存されたγ線検出器１ａ，２ａの位置および向きの情報と次の式（３）とにしたがって求められる。なお、γ線検出器１ａ，２ａの位置および向きのデータは変化があった時だけタグ情報として保存されるようにしてもよい。
ｕＡ＝ＲX ・ＲY ・ＲZ ・Ｔ・ＷＡ          ・・・・（３）
ただし、以下に示すように、ＲX ，ＲY ，ＲZ は装置の機械的原点ＯＭを原点として互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸まわりのγ線検出器１ａ，２ａの回転、ＴはＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各方向の位置（すなわちＶＡ）である。また、ベクトルｕＢもベクトルｕＡの場合と同様にして求めることができる。【００４６】
【数１】
0006024764.tif 000002
【００４７】
このように、γ線を同時検出したシンチレータ素子ａ，ｂを結ぶ直線ＬＯＲ(Line Of Response) がイベントごとに求められる場合については、逐次近似型のリストモード再構成アルゴリズムが適用される〔例えばJ Reader et al 1998 Phys.Med Bial.43  835-846 （非特許文献）を参照〕。このリストモード再構成アルゴリズムの画像の更新式は（４）式の通りである。（４）式の更新式が繰り返されることでＲＩ分布画像（ポジトロンの分布画像）が求まる。【００４８】
【数２】
0006024764.tif 000003
【００４９】
ここで、ｆk j はｋ回目の反復における画素ｊの画素値、ａijは画素ｊから出たγ線がＬＯＲｉに検出される確率、Ｍは測定されたイベントの数、Ｉは本撮像条件（γ線検出器配置）における全ＬＯＲの数である。なお、本実施例に適用される画像再構成アルゴリズムで用いられる更新式は（４）式に限定されるものではない。この画像再構成アルゴリズムは「逐次近似法」と呼ばれる公知の手法であるので、その具体的な手法については説明を省略する。【００５０】
次に、ＰＥＴ装置による具体的な撮像形態について、上述した図２とともに、図７および図８を参照して説明する。図７は、ＰＥＴ装置による撮像形態の概略側面図であり、図８は、ＰＥＴ装置による図７とは別の撮像形態の概略側面図である。なお、図７や図８では、図１（ｂ）の側面図と同様に、図１（ａ）の側面図に対して逆側から見た側面図であって、被検体Ｍの頭側から見た側面図である。よって、昇降部７，８が同じ高さで配置されてアーム保持部５，６が完全に重なって配置されているときには、図１（ａ）ではアーム保持部６・昇降部８が隠れてアーム保持部５・昇降部７のみが現れていたのに対して、図７（ａ）では逆にアーム保持部５・昇降部７が隠れてアーム保持部６・昇降部８のみが現れる。【００５１】
先ず、図２（ａ）〜図２（ｃ）の撮像形態について説明する。図２（ａ）に示すように、支持アーム３，４が完全に重なって配置されて、検出器ユニット１，２の端部が隣接している状態から、図２（ｂ）の矢印ＲＡＲ方向（円周方向の右回り）に支持アーム３とともに検出器ユニット１を移動させ、矢印ＲＢＬ方向（円周方向の左回り）に支持アーム４とともに検出器ユニット２を移動させる。そして、被検体Ｍの上下に検出器ユニット１，２を鉛直方向に互いに対向させる。ここで、右回りとは、天板２２に仰向けに載置された被検体Ｍから見たときの回転方向であり、左周りとは、当該被検体Ｍから見たときの回転方向である。【００５２】
一方、図２（ｂ）に示すように、検出器ユニット１，２を鉛直方向に互いに対向させた状態から、図２（ｃ）の矢印ＲＡＲ方向（円周方向の右回り）に支持アーム３とともに検出器ユニット１を移動させ、矢印ＲＢＲ方向（円周方向の右回り）に支持アーム４とともに検出器ユニット２を移動させる。そして、被検体Ｍの左右に検出器ユニット１，２を水平方向に互いに対向させる。【００５３】
図２（ａ）〜図２（ｃ）の撮像形態では、昇降部７，８を昇降移動させずに支持アーム３，４を同じ高さで配置しつつ矢印ＲＡ方向（円周方向）あるいは矢印ＲＢ（円周方向）に摺動させたが、図７（ａ）、図７（ｂ）の撮像形態のように各々の昇降部７，８を互いに独立に昇降移動させて、支持アーム３，４の高さを互いに変更してもよい。【００５４】
続いて、図７（ａ）、図７（ｂ）の撮像形態について説明する。図２（ａ）に示すように、支持アーム３，４が完全に重なって配置されて、検出器ユニット１，２の端部が隣接している状態から、図７（ａ）の矢印ＲＡＲ方向（円周方向の右回り）に支持アーム３とともに検出器ユニット１を移動させ、矢印ＲＢＬ方向（円周方向の左回り）に支持アーム４とともに検出器ユニット２を移動させる。そして、図２（ｂ）と同様に図７（ａ）に示すように、被検体Ｍの上下に検出器ユニット１，２を鉛直方向に互いに対向させる。【００５５】
さらに、図７（ａ）に示すように、検出器ユニット１，２を鉛直方向に互いに対向させた状態から、図７（ｂ）の矢印ＲＣＤ方向（鉛直方向の下方）に昇降部７とともにアーム保持部５や支持アーム３や検出器ユニット１を下降させ、矢印ＲＤＵ方向（鉛直方向の上方）に昇降部８とともにアーム保持部６や支持アーム４や検出器ユニット２を上昇させる。そして、被検体Ｍの上下に検出器ユニット１，２を近接させる。【００５６】
図１、図２および図７では被検体Ｍを中心に置いたが、図８（ｂ）に示すように被検体Ｍを径方向に検出器ユニット１，２に近接させてもよい。なお、図８（ａ）、図８（ｂ）の撮像形態では、検出器ユニット１，２、被検体Ｍのみ図示し、他の構成については図示を省略する。図２（ａ）に示すように、検出器ユニット１，２の端部が隣接している状態から、図８（ａ）の矢印ＲＡＲ方向（円周方向の右回り）に検出器ユニット１を９０°回転移動させ、矢印ＲＢＲ方向（円周方向の右回り）に検出器ユニット２を９０°回転移動させる。そして、図８（ａ）に示すように、被検体Ｍの上方に検出器ユニット１，２を配置する。【００５７】
さらに、図８（ａ）に示すように、被検体Ｍの上方に検出器ユニット１，２を配置した状態から、図８（ｂ）の矢印ＲＣＤ方向（鉛直方向の下方）に検出器ユニット１を下降させ、矢印ＲＤＤ方向（鉛直方向の下方）に検出器ユニット２を下降させる。これによって、被検体Ｍを径方向に検出器ユニット１，２に近接させることができる。もちろん、検出器ユニット１，２を下降させずに、天板２２（図１、図２および図７を参照）のみを上昇させることで天板２２に載置された被検体Ｍを上昇させて、被検体Ｍを径方向に検出器ユニット１，２に近接させてもよい。その他に、検出器ユニット１，２を下降させて、天板２２を上昇させることで、被検体Ｍを径方向に検出器ユニット１，２に近接させてもよい。なお、被検体Ｍの上方に検出器ユニット１，２を配置する図８の撮像形態に限定されず、被検体Ｍの下方に検出器ユニット１，２を配置する撮像形態や、被検体Ｍの左右のいずれかに検出器ユニット１，２を配置する撮像形態においても、同様に被検体Ｍを径方向に検出器ユニット１，２に近接させてもよい。【００５８】
上述の構成を備えた本実施例に係るＰＥＴ装置によれば、被検体Ｍを囲む円のうち、円弧上の一部に配置された検出器ユニットを複数（本実施例では検出器ユニット１，２の２つ）備えるとともに、各々の検出器ユニット１，２を支持し、円弧上に配置された支持アームを複数（本実施例では支持アーム３，４の２つ）備えている。被検体Ｍを囲む円上に沿って各々の支持アーム３，４が互いに独立して動くことで検出器ユニット１，２を駆動するように構成している。各々の検出器ユニット１，２は円弧上にそれぞれ配置されており、各々の支持アーム３，４も円弧上にそれぞれ配置されているので、各々の検出器ユニット１，２全体は支持アーム３，４に沿って支持される構造となる。本実施例の場合には、検出器ユニット１全体は支持アーム３に沿って支持され、検出器ユニット２全体は支持アーム４に沿って支持される。【００５９】
したがって、検出器ユニット１，２は片持ち支持されることなく、検出器ユニット１，２の支持が安定する。その結果、検出器ユニット１，２が振動しにくくなる。また、被検体Ｍを囲む円となる円弧上に各々の検出器ユニット１，２はそれぞれ配置されているので、傾き角度を変化させて調整する機構が不要となる。【００６０】
また、重点撮像範囲に合わせて検出器ユニットをそれぞれ配置することで、撮像範囲を囲む立体角を拡げることができるという効果をも奏する。【００６１】
本実施例では、一方向（本実施例では円周方向、鉛直方向）に検出器ユニット１，２および支持アーム３，４を動かすように構成することで、個々の検出器ユニット１，２間の距離を変更する距離変更機構３０を備えるのが好ましい。特に、距離変更機構３０により個々の検出器ユニット１，２間の距離を縮小変更（例えば図７（ａ）に示す撮像形態から図７（ｂ）に示す撮像形態に縮小変更）することにより被検体Ｍを囲む立体角をさらに拡げることが可能である。また、個々の検出器ユニット１，２間の距離を縮小変更することにより検出器ユニット１，２が被検体Ｍに近接するので検出器感度をも向上させることが可能である。【００６２】
本実施例では、検出器ユニット１，２および支持アーム３，４を搬送可能な台車９に取り付け、被検体Ｍを載置する載置台（本実施例では寝台２０）を囲むように検出器ユニット１，２を設置するように構成している。このように構成することで、検出器ユニット１，２の移動および搬送可能な台車９を組み合わせることができ、既設装置（例えばＸ線ＣＴ装置のようなモダリティ装置）の載置台（本実施例のように寝台２０）上にある被検体ＭをＰＥＴ装置により撮像することができる。【００６３】
この発明は、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。【００６４】
（１）上述した実施例では、被検体として人体を例に採って説明したが、小動物（例えばマウス）を撮像するポジトロンＣＴ装置（ＰＥＴ装置）に適用してもよい。【００６５】
（２）上述した実施例では、人体の全身を撮像するポジトロンＣＴ装置（ＰＥＴ装置）について説明したが、撮像対象については全身に限定されない。被検体の頭部を撮像する頭部用ＰＥＴ装置や被検体の乳房を撮像するマンモ用ＰＥＴ装置などに適用してもよい。【００６６】
（３）上述した実施例では、検出器ユニットの数は２つであり、支持アームの数は２つであったが、複数であれば、必ずしも２つに限定されず、検出器ユニットの数が３つ以上であってもよいし、支持アームの数が３つ以上であってもよい。また、円弧上の一部に複数の検出器ユニットを配置し、円弧上に複数の支持アームを配置し、各々の支持アームが互いに独立して動くことで検出器ユニットを駆動するように構成するのであれば、検出器ユニットの数は支持アームの数と必ずしも同数である必要はない。【００６７】
（４）上述した実施例では、検出器ユニットおよび支持アームともに円弧状の一部にそれぞれ配置されていたが、支持アームに関しては円環状につながって配置されていてもよい。例えば、図９に示すように、円環のレール形状の支持アーム４１，４２を円弧状にそれぞれ配置（支持アーム４１，４２のいずれか一方を手前，他方を奥に配置）し、ガントリ４３が支持アーム４１，４２を保持する。支持アーム４１が矢印ＲＥ（円周方向）に移動することに伴って、支持アーム４１に支持された検出器ユニット１も同方向の矢印ＲＥ（円周方向）に駆動し、支持アーム４２が矢印ＲＦ（円周方向）に移動することに伴って、支持アーム４２に支持された検出器ユニット２も同方向の矢印ＲＦ（円周方向）に駆動する。なお、検出器ユニット１，２については円環状につながって配置されると駆動することができなくなるので、実施例と同様に円弧状の一部に配置されるように構成する。【００６８】
（５）上述した実施例では、個々の検出器ユニット１，２間の距離を変更するのに、円周方向、鉛直方向に検出器ユニット１，２および支持アーム３，４を動かしたが、円周方向や鉛直方向に限定されない。水平方向に検出器ユニットおよび支持アームを動かしてもよいし、円周方向や鉛直方向と水平方向とを組み合わせてもよい。また、被検体Ｍを囲む円の中心を基準として、円の径方向に検出器ユニットおよび支持アームを動かしてもよい。【００６９】
（６）上述した実施例では、検出器ユニットおよび支持アームを搬送可能な台車に取り付けて、既設装置の載置台を囲むように検出器ユニットを設置したが、必ずしも搬送可能な台車に検出器ユニットおよび支持アームを取り付ける必要はない。床面や天井面などに固定に据え付けられた基台を有したＰＥＴ装置などに適用してもよい。【００７０】
（７）上述した実施例では、ＰＥＴ装置単体について説明したが、ＰＥＴ装置と他のモダリティ装置（例えばＸ線ＣＴ装置）とを組み合わせた装置にも適用してもよい。【００７１】
（８）距離変更機構３０（図１（ａ）を参照）の動作による検出器ユニットと支持アームとの衝突を防止する衝突防止機構を備えるのが好ましい。上述した実施例のように検出器ユニットの数が２つであり、支持アームの数が２つの場合において、一方の支持アーム３（図１、図２および図７を参照）が一方の検出器ユニット１（図１、図２および図７を参照）を支持し、他方の支持アーム４（図１、図２および図７を参照）が他方の検出器ユニット２（図１、図２および図７を参照）を支持すると、個々の検出器ユニット１，２間の距離を変更するために距離変更機構３０が検出器ユニット１，２および支持アーム３，４を動かすことにより、一方の支持アーム３と他方の検出器ユニット２とが衝突する、あるいは他方の支持アーム４と一方の検出器ユニット１とが衝突する恐れがある。特に、支持アーム３と検出器ユニット２とが接触し、かつ支持アーム４と検出器ユニット１とが接触している状態から、検出器ユニット１および支持アーム３を上昇させて、あるいは検出器ユニット２および支持アーム４を下降させようとすると、支持アーム３と検出器ユニット２とが衝突し、かつ支持アーム４と検出器ユニット１とが衝突する。【００７２】
そこで、図１０に示すように、距離変更機構の動作による検出器ユニットと支持アームとの衝突を防止する衝突防止機構５０を備えることで、これらの衝突を未然に防ぐことができる。衝突防止機構５０については、図１０（ａ）に示すように機械的な機構であってもよいし、図１０（ｂ）に示すように電気的に位置制御する機構であってもよいし、これらの機構を両方組み合わせた機構であってもよい。衝突防止機構５０は、この発明における衝突防止機構に相当する。【００７３】
図１０（ａ）に示すように機械的な機構で衝突防止機構５０を構成する場合には、昇降部７の下端に飛び出し部５１を設ける。支持アーム３（図１０（ａ）では図示省略）と検出器ユニット２（図１０（ａ）では図示省略）とが接触し、かつ支持アーム４（図１０（ａ）では図示省略）と検出器ユニット１（図１０（ａ）では図示省略）とが接触している場合には、昇降部７と昇降部８とが同じ高さに位置することになる。この状態から、昇降部７を上昇させて、あるいは昇降部８を下降させようとすると、昇降部７の上昇により検出器ユニット１および支持アーム３が上昇し、あるいは昇降部８の下降により検出器ユニット２および支持アーム４が下降して、支持アーム３と検出器ユニット２とが衝突し、かつ支持アーム４と検出器ユニット１とが衝突する。そこで、昇降部７が昇降部８よりも高くなるのを防ぐために、上述した飛び出し部５１を設けることで、昇降部７が昇降部８よりも高くなる直前で飛び出し部５１が昇降部８に接触するので、昇降部７，８を機械的に停止させることができる。【００７４】
また、図１０（ｂ）に示すように電気的に位置制御する機構衝突防止機構５０を構成する場合には、検出器ユニット、支持アームあるいは昇降部にポテンショメータなどの位置検出機構５２を設け、これらの位置を検出して、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成された制御部５３に、位置検出機構５２による位置検出結果を送り込む。そして、制御部５３は、衝突する直前の位置が位置検出機構５２から送られてきたら、例えば距離変更機構３０を制御して駆動停止させることで、衝突を未然に防ぐことができる。
【符号の説明】
【００７５】
１，２  …  検出器ユニット
３，４  …  支持アーム
９  …  台車
３０  …  距離変更機構
５０  …  衝突防止機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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