(57)【要約】【課題】１つの検査で複数のコリメータ特徴量が要求される場合であっても、当該検査の種類に応じて１つのコリメータで好適な位置分解能および感度で撮像することができる核医学診断装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る核医学診断装置は、被検体を載置するための天板を有する寝台と、前記天板の長手方向に沿って複数の特徴量を有するコリメータと、前記被検体の撮像対象部位の指定を受け付ける受付部と、前記撮像対象部位と前記複数の特徴量とにもとづいて、前記撮像対象部位に応じた特徴量を有する前記コリメータの部分領域で前記撮像対象部位を撮像するよう、前記コリメータと前記天板との位置関係を調整する調整部と、を備える。【選択図】  図３
2018115968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を載置するための天板を有する寝台と、
前記天板の長手方向に沿って複数の特徴量を有するコリメータと、
前記被検体の撮像対象部位の指定を受け付ける受付部と、
前記撮像対象部位と前記複数の特徴量とにもとづいて、前記撮像対象部位に応じた特徴量を有する前記コリメータの部分領域で前記撮像対象部位を撮像するよう、前記コリメータと前記天板との位置関係を調整する調整部と、
を備えた核医学診断装置。
【請求項２】
前記受付部は、
複数の前記撮像対象部位を受け付けるとともに、前記複数の前記撮像対象部位ごとに位置分解能と感度のいずれを優先するかを受け付ける、
請求項１記載の核医学診断装置。
【請求項３】
前記調整部は、
前記複数の前記撮像対象部位を、前記撮像対象部位のそれぞれに応じた特徴量を有する前記コリメータの部分領域で同時に撮像するよう、前記コリメータと前記天板との位置関係を調整する、
請求項２記載の核医学診断装置。
【請求項４】
前記特徴量は、
前記コリメータの高さを示す指標値である、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項５】
前記特徴量は、
前記コリメータの孔径を示す指標値である、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項６】
前記特徴量は、
前記コリメータの孔どうしの間に設けられる隔壁の厚さを示す指標値である、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項７】
前記コリメータは、
前記天板の長手方向に沿って分割された複数の領域のそれぞれで特徴量の値が異なる、または、前記天板の長手方向に沿って連続的に特徴量の値が変化する、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項８】
前記受付部は、
前記撮像対象部位の検査に用いられる複数の放射性同位元素から放射される複数のガンマ線のエネルギーの情報を受け付け、
前記調整部は、
前記撮像対象部位と前記複数の特徴量と前記複数のガンマ線のエネルギーの情報にもとづいて、前記複数のガンマ線のエネルギーごとに、各エネルギーに応じた特徴量を有する前記コリメータの部分領域で前記撮像対象部位を撮像するよう、前記コリメータと前記天板との位置関係を調整する、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項９】
被検体を載置するための天板を有する寝台と、
前記天板の長手方向に沿って複数の特徴量を有するコリメータと、
前記被検体の撮像対象部位の指定を受け付ける受付部と、
前記複数の特徴量のそれぞれに対応する前記コリメータの複数の部分領域のそれぞれで前記撮像対象部位の撮像を行なうように制御する制御部と、
前記制御部によって取得された複数の撮像結果にもとづいて、前記撮像対象部位の放射性同位元素の分布を推定する推定部と、
を備えた核医学診断装置。
【請求項１０】
前記コリメータの表面と前記被検体との距離が近づくように、前記天板の短手方向に沿った軸回りに前記コリメータを傾動させるコリメータ駆動部、
をさらに備えた請求項９記載の核医学診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、核医学診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シンチグラフィを行なうためのＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission computed Tomography）装置などの核医学診断装置は、放射性同位元素（Radio Isotope、以下ＲＩという）を含む薬品（血流マーカ、トレーサ）が生体内の特定組織や臓器に選択的に取り込まれる性質を利用して、生体内に分布したＲＩから放射されるガンマ線を、生体外に配設されたガンマ線検出器を有するガンマカメラで検出する。核医学診断装置は、ガンマ線検出器によって検出したガンマ線の線量分布を画像化した核医学画像を生成することで、体内臓器などの機能画像を提供することができる。
【０００３】
ところで、検査で要求される感度および位置分解能、ならびに測定対象となるＲＩのガンマ線のエネルギーは、検査の種類および目的ごとに異なる。一方、コリメータは、コリメータの高さや孔の径、隔壁の厚さなどのコリメータ特徴量に応じて、位置分解能および感度が左右されることが知られている。このため、核医学診断装置は、検査の種類および目的ごとに、適切な特徴量を有するコリメータを配設することが好ましい。
【０００４】
しかし、検査によっては、複数の部位が撮像対象となる場合がある。この場合、撮像対象部位ごとに好適なコリメータ特徴量が異なると、ユーザは１つの検査の途中でコリメータの交換をする必要があり、煩雑である。また、検査によっては、複数のＲＩを用いる場合がある。この場合も、測定対象となるガンマ線のエネルギーごとに好適なコリメータ特徴量を有するコリメータを用いるためには、ユーザは１つの検査の途中でコリメータの交換をする必要があり、煩雑である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平０１−１０４５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、１つの検査で複数のコリメータ特徴量が要求される場合であっても、当該検査の種類に応じて１つのコリメータで好適な位置分解能および感度で撮像することができる核医学診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る核医学診断装置は、上述した課題を解決するために、被検体を載置するための天板を有する寝台と、前記天板の長手方向に沿って複数の特徴量を有するコリメータと、前記被検体の撮像対象部位の指定を受け付ける受付部と、前記撮像対象部位と前記複数の特徴量とに基づいて、前記撮像対象部位に応じた特徴量を有する前記コリメータの部分領域で前記撮像対象部位を撮像するよう、前記コリメータと前記天板との位置関係を調整する調整部と、を備えたものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る核医学診断装置の一例を示すブロック図。
【図２】放射線源を点線源と仮定した場合におけるコリメータ開口による位置分解能の劣化を説明するための図。
【図３】コリメータが、天板の長手方向に沿って分割された複数の領域のそれぞれで異なるコリメータ高さを有するコリメータである場合の一構成例を示す説明図。
【図４】（ａ）はコリメータが、天板の長手方向に沿って、連続的にコリメータ高さが変化するコリメータである場合の一構成例を示す説明図、（ｂ）はコリメータの第１変形例を示す説明図、（ｃ）は第２変形例を示す説明図。
【図５】（ａ）はコリメータが、天板の長手方向に沿って分割された複数の領域のそれぞれで異なる孔径ｄを有するコリメータである場合の一構成例を示す説明図、（ｂ）はコリメータが、コリメータ高さを部分的に連続的に変化させたコリメータである場合の一構成例を示す説明図。
【図６】第１の実施形態に係る処理回路のプロセッサにより、複数の撮像対象部位を、撮像対象部位のそれぞれに応じた特徴量を有するコリメータの部分領域で同時に撮像する手順の一例を示すフローチャート。
【図７】（ａ）は心臓領域の撮像データから動脈血内のＲＩ濃度の時間変化を測定するとともに、肝臓の場所ごとのＲＩ分布から肝機能を測定する検査における、心臓領域から得られるカウントの時間変化と肝臓領域から得られるカウントの時間変化の一例を示す説明図、（ｂ）は心臓を感度優先、肝臓を位置分解能優先とする場合において、天板の長手方向に沿って分割された複数の領域のそれぞれで異なるコリメータ高さを有するコリメータを用いる場合のコリメータと被検体の位置関係の一例を示す説明図。
【図８】第２の実施形態に係る処理回路のプロセッサにより、複数のガンマ線のエネルギーごとに、各エネルギーに応じた特徴量を有するコリメータの部分領域で撮像対象部位を撮像する手順の一例を示すフローチャート。
【図９】（ａ）は天板の長手方向に沿って分割された複数の領域のそれぞれで異なるコリメータ高さを有するコリメータを用いて低エネルギーガンマ線を撮像する場合のコリメータと被検体の位置関係の一例を示す説明図、（ｂ）はコリメータを用いて高エネルギーガンマ線を撮像する場合のコリメータと被検体の位置関係の一例を示す説明図。
【図１０】第３実施形態に係る処理回路のプロセッサによる実現機能例を示す概略的なブロック図。
【図１１】第３の実施形態に係る処理回路のプロセッサにより、コリメータ開口による位置分解能劣化を補正する手順の一例を示すフローチャート。
【図１２】天板の長手方向に沿って連続的にコリメータ高さＡが変化するコリメータを用いて全身収集する場合のコリメータと被検体の位置関係の一例を示す説明図。
【図１３】異なるコリメータ高さＡの部分領域で撮像された複数の画像ＩＭ（ｎ）からコリメータ開口による画像劣化関数Ｆ（ｎ）を推定し、コリメータ開口がない理想的な画像ＩＭｉｄｅａｌを推定する様子の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る核医学診断装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施形態に係る核医学診断装置は、シンチグラフィを行なうためのガンマ線検出器を備えた各種装置に適用することが可能である。以下の説明では、本発明に係る核医学診断装置として２検出器型のガンマ線検出器回転型のＳＰＥＣＴ装置を用いる場合の一例について示す。なお、ガンマ線検出器回転型ＳＰＥＣＴ装置としては、ガンマ線検出器が１つまたは３以上のものであってもよい。
【００１０】
（全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る核医学診断装置１の一例を示すブロック図である。核医学診断装置１は、スキャナ装置２およびコンソール３を有する。
【００１１】
スキャナ装置２は、ガンマ線検出器１１および１２と、ガンマ線検出器１１および１２のそれぞれに着脱自在に設けられた２つのコリメータ１３および１４と、回転架台１５と、固定架台１６と、回転駆動装置２１と、データ収集回路２２と、寝台装置２３とを有する。
【００１２】
ガンマ線検出器１１および１２は、回転架台１５に保持される。回転架台１５が回転駆動装置２１を介して所定の回転軸ｒの周り（ｚ軸（体軸）周り）に回転することにより、２つのガンマ線検出器１１および１２は一体として回転軸ｒの周りを回転する。回転架台１５は、固定架台１６に対して回転可能に支持された回転板を有する。ガンマ線検出器１１および１２は、この回転架台１５の回転板に保持される。固定架台１６は、土台に固定された筐体で構成される。回転架台１５および固定架台１６は、たとえば架台カバーにより覆われる。回転架台１５、固定架台１６、およびこれらを覆う架台カバーの中央部分には、撮像領域を内包する開口が設けられる。
【００１３】
ガンマ線検出器１１は、被検体（たとえば患者）Ｐに投与されたテクネシウムなどのＲＩ（放射性同位元素）から放射されるガンマ線を検出する。なお、ガンマ線検出器１２はガンマ線検出器１１と同様の構成および作用を有するため、説明を省略する。ガンマ線検出器１１は、シンチレータ型検出器であってもよいし、半導体型検出器であってもよい。
【００１４】
ガンマ線検出器１１がシンチレータ型検出器である場合は、ガンマ線検出器１１は、ガンマ線の入射角度を規定するためのコリメータ１３と、コリメータ１３によってコリメートされたガンマ線が入射すると瞬間的な閃光を発するシンチレータと、ライトガイドと、シンチレータから射出された光を検出する２次元に配列された複数の光電子増倍管と、シンチレータ用電子回路などを有する。シンチレータは、たとえばタリウム活性化ヨウ化ナトリウムＮａＩ（Ｔｌ）により構成される。
【００１５】
シンチレータ用電子回路は、ガンマ線が入射する事象（イベント）が発生するごとに、複数の光電子増倍管の出力にもとづいて複数の光電子増倍管により構成される検出面内におけるガンマ線の入射位置情報（位置情報）、入射強度情報および入射時刻情報を生成しコンソール３の処理回路３５に出力する。この位置情報は、検出面内の２次元座標の情報であってもよいし、あらかじめ検出面を複数の分割領域（１次セル）に仮想的に分割しておき（たとえば１０２４×１０２４個に分割しておき）、どの１次セルに入射があったかを示す情報であってもよい。
【００１６】
一方、ガンマ線検出器１１が半導体型検出器である場合は、ガンマ線検出器１１は、コリメータ１３と、コリメータ１３によりコリメートされたガンマ線を検出するための２次元に配列された複数のガンマ線検出用半導体素子（以下、半導体素子という）と、半導体用電子回路などを有する。半導体素子は、たとえばＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）により構成される。
【００１７】
半導体用電子回路は、ガンマ線が入射する事象（イベント）が発生するごとに、半導体素子の出力にもとづいて入射位置情報、入射強度情報および入射時刻情報を生成して処理回路３５に出力する。この位置情報は、複数の半導体素子（たとえば１０２４×１０２４個）のうちのどの半導体素子に入射したかを示す情報である。
【００１８】
すなわち、ガンマ線検出器１１は、イベントごとに入射位置情報、入射強度情報および入射時刻情報を出力する。また、位置情報は、１次セルのどの位置にガンマ線が入射したかを示す情報および検出面内の２次元座標の情報の少なくとも一方である。
【００１９】
ガンマ線検出器１１および１２は、処理回路３５により撮像タイミングを制御される。
【００２０】
コリメータ１３および１４はそれぞれ、鉛やタングステンなどの放射線を透過しづらい物質により構成され、光子が飛来する方向を規制するための複数の孔が設けられる。この孔は、たとえば六角形などの多角形形状を有する。
【００２１】
コリメータ１３および１４は、コリメータの高さや孔の径、隔壁の厚さなどのコリメータ特徴量に応じて、位置分解能および感度が変化する。コリメータ１３および１４の構成の詳細については、図２−図５を用いて後述する。
【００２２】
回転駆動装置２１は、回転架台１５を所定の回転軸（ｚ軸）の周りに高速回転させるためのモータなどの回転手段、回転手段の回転を制御するための電子部品、および回転手段の回転を回転架台１５に伝達するローラなどの伝達手段などを有する。回転駆動装置２１は、データ収集回路２２を介して処理回路３５に制御されて、回転架台１５を所定の回転軸（ｚ軸）の周りに回転させる。たとえば、処理回路３５は、回転架台１５を介してガンマ線検出器１１および１２を被検体Ｐの周りに連続にあるいはステップ的に回転させることにより、複数方向からの被検体の投影データを収集することが可能である。
【００２３】
データ収集回路２２は、たとえばプリント回路基板により構成され、処理回路３５により制御されて、ガンマ線検出器１１および１２、回転駆動装置２１および天板駆動装置２５を制御することにより、被検体Ｐの撮像を実行する。
【００２４】
データ収集回路２２は、ガンマ線検出器１１および１２のそれぞれの出力をたとえばリストモードで収集する。リストモードでは、ガンマ線の検出位置情報、強度情報、ガンマ線検出器１１および１２と被検体Ｐとの相対位置を示す情報（ガンマ線検出器１１および１２の位置や角度など）、およびガンマ線の検出時刻がガンマ線の入射イベントごとに収集される。
【００２５】
寝台装置２３は、天板２４と、天板駆動装置２５とを有する。被検体Ｐは、天板２４に載置される。天板駆動装置２５は、データ収集回路２２を介して処理回路３５に制御されて、天板２４を移動させる。具体的には、天板駆動装置２５は、天板２４をｚ軸方向やｘ軸方向に沿って移動させる駆動源としてのモータ、およびこのモータを制御するための電子部品などを有する。また、天板駆動装置２５は、天板２４を昇降させる駆動源としてのモータ、およびこのモータを制御するための電子部品などを有する。
【００２６】
また、スキャナ装置２は、天板２４の短手方向に沿った軸（ｘ軸）回りにガンマ線検出器１１ごとコリメータ１３を傾動させるコリメータ駆動装置２６を備えてもよい。コリメータ駆動装置２６はたとえば、天板２４の短手方向に沿った軸（ｘ軸）回りにガンマ線検出器１１を回転させるためのモータなどの回転手段、回転手段の回転を制御するための電子部品などを有する。また、コリメータ駆動装置２６は、コリメータ１４もガンマ線検出器１２ごと傾動させてもよい。
【００２７】
一方、核医学診断装置１のコンソール３は、たとえば一般的なパーソナルコンピュータやワークステーションなどにより構成され、入力回路３１、ディスプレイ３２、記憶回路３３、ネットワーク接続回路３４および処理回路３５を有する。なお、コンソール３は独立して設けられずともよく、たとえばコンソール３０の構成３１−３５の一部が固定架台１６に分散して設けられてもよい。
【００２８】
入力回路３１は、たとえばトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、テンキーなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を処理回路３５に出力する。たとえば、ユーザは、入力回路３１を介して撮像対象部位や検査で用いる放射性同位元素を指定することができる。
【００２９】
ディスプレイ３２は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成される。
【００３０】
記憶回路３３は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶回路３３は、処理回路３５により制御されて、表示画素ごとの計数値や核医学画像を記憶する。これら記録媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介した通信によりダウンロードされるように構成してもよい。また、
【００３１】
ネットワーク接続回路３４は、たとえば所定のプリント回路基板を有するネットワークカードなどにより構成され、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続回路３４は、この各種プロトコルに従って核医学診断装置１と他の機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、無線／有線の病院基幹ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。
【００３２】
処理回路３５は、記憶回路３３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、１つの検査で複数のコリメータ特徴量が要求される場合であっても、当該検査の種類に応じて１つのコリメータで好適な位置分解能および感度で撮像するための処理を実行するプロセッサである。
【００３３】
なお、本実施形態において、「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、または、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（たとえば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびＦＰＧＡ）等の回路を意味するものとする。プロセッサは、記憶媒体に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。
【００３４】
また、本実施形態では処理回路の単一のプロセッサが各機能を実現する場合の例について示したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つの記憶媒体が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。
【００３５】
（コリメータの構成）
続いて、本発明の一実施形態に係るコリメータ１３および１４の構成例について説明する。まず、コリメータ開口による位置分解能の劣化について説明する。
【００３６】
図２は、放射線源を点線源と仮定した場合におけるコリメータ開口による位置分解能の劣化を説明するための図である。なお、図２に示すコリメータは、全領域で均一な特徴量を有する一般的なコリメータである。
【００３７】
コリメータの高さをＡ、孔径をｄ、隔壁の厚さをｔ、点線源とコリメータの距離をｂ、シンチレータの平均検出距離をｃとすると、コリメータ開口による位置分解能ＲはＲ＝ｄ・（Ａ＋ｂ＋ｃ）／Ａと書ける。この式から明らかなように、位置の同定の精度を向上させるよう位置分解能Ｒを向上する（小さくする）ためには、コリメータ高さＡを高くするとよい。コリメータ高さＡを高くするほど、ガンマ線の入射が制限されるため、位置分解能が高まる。一方で、コリメータ高さＡを高くするほど、ガンマ線の入射が制限されるために感度は低下する。同様に、孔径ｄを小さくすると、位置分解能は向上する一方、感度は低下する。
【００３８】
すなわち、位置分解能と感度はバランスしている。このため、たとえば感度を高めるには、孔径ｄを大きく、コリメータ高さＡを低くするとよい。位置分解能を高める場合は、その逆である。
【００３９】
また、隔壁の厚さｔが厚いほど、コリメータのガンマ線の阻止能が向上する。一般に、ガンマ線がコリメータの隔壁を通過する最短のパスは、１つの障壁を最大の斜め角で通過する場合である。また、ガンマ線は、エネルギーが高いほど、物質の透過力が高い。このため、エネルギーの高いガンマ線を検出する場合は、隔壁の厚さｔを厚くするか、コリメータ高さＡを高くするとよい。
【００４０】
一般に、コリメータは、全領域で均一な特徴量を有するように構成される（図２参照）。この種のコリメータを用いる場合、１つの検査で複数のコリメータ特徴量が要求されると、１つの検査の途中でコリメータの交換をする必要が生じてしまい、大変不便である。
【００４１】
そこで、本発明の一実施形態に係るコリメータ１３および１４の少なくとも一方は、天板２４の長手方向（ｚ方向）に沿って互いに異なる複数の特徴量を有するよう構成される。以下、コリメータ１３の構成について説明する。
【００４２】
図３は、コリメータ１３が、天板２４の長手方向に沿って分割された複数の領域のそれぞれで異なるコリメータ高さＡを有するコリメータ１３ａである場合の一構成例を示す説明図である。図３には、コリメータ１３ａが、天板の長手方向に沿って３つの領域１３ａ１、１３ａ２および１３ａ３に分割された各領域で、それぞれで異なるコリメータ高さＡを有する場合の例を示した。図３に示すように、コリメータ高さＡを段階的に変化させたコリメータ１３ａは、天板２４の長手方向（ｚ方向）に沿って互いに異なる複数の特徴量を有するといえる。この場合、特徴量はコリメータ高さＡを示す指標値であり、コリメータ１３ａは天板２４の長手方向（ｚ方向）に沿ってコリメータ高さＡの値が段階的に変化する。
【００４３】
なお、図３には、ｚ軸方向正の向きに向かって分割された複数の領域ごとのコリメータ高さＡが減少する場合の例を示したが、この逆でもよいし、たとえばｚ軸方向の両端以外の領域でコリメータ高さＡが最大あるいは最小となってもよい。
【００４４】
図４（ａ）はコリメータ１３が、天板２４の長手方向に沿って、連続的にコリメータ高さＡが変化するコリメータ１３ｂである場合の一構成例を示す説明図である。また、図４（ｂ）は、コリメータ１３ｂの第１変形例を示す説明図であり、（ｃ）は第２変形例を示す説明図である。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、コリメータ高さＡを連続的に変化させたコリメータ１３ｂもまた、天板２４の長手方向（ｚ方向）に沿って互いに異なる複数の特徴量を有するといえる。この場合、特徴量はコリメータ高さＡを示す指標値であり、コリメータ１３ｂは、天板２４の長手方向（ｚ方向）に沿ってコリメータ高さＡの値が連続的に変化する。
【００４６】
また、コリメータ高さＡが場所により変化すると、コリメータと被検体Ｐとの距離が近接できない場合がある。この場合、スキャナ装置２がコリメータ駆動装置２６を備えているときは（図１参照）、図４（ｂ）に示すように、コリメータ１３ｂの表面と被検体Ｐとの距離が近づくように、コリメータ駆動装置２６は、天板２４の短手方向に沿った軸（ｘ軸）回りにガンマ線検出器１１ごと傾動させるとよい。コリメータ１３ｂの表面と被検体Ｐとの距離を近づけることにより、位置分解能および感度を向上させることができる。また、図４（ｃ）に示すように、天板２４の短手方向に沿った軸回りにガンマ線検出器１１ごと傾動させたときにコリメータ１３ｂの孔の軸が天板に垂直となるようにコリメータ１３ｂを構成してもよい。この場合、図４（ｂ）に示す第１変形例では斜位像が得られるのに比べ、第２変形例によれば正面像を得ることができる。
【００４７】
図５（ａ）は、コリメータ１３が、天板２４の長手方向に沿って分割された複数の領域のそれぞれで異なる孔径ｄを有するコリメータ１３ｃである場合の一構成例を示す説明図である。図５には、コリメータ１３ｃが、天板の長手方向に沿って３つの領域１３ｃ１、１３ｃ２および１３ｃ３に分割された各領域で、それぞれで異なる孔径ｄを有する場合の例を示した。図３に示したコリメータ１３ａと同様に、コリメータ孔径ｄを段階的に変化させたコリメータ１３ｃもまた、天板２４の長手方向（ｚ方向）に沿って互いに異なる複数の特徴量を有するといえる。
【００４８】
図５（ｂ）は、コリメータ１３が、コリメータ高さＡを部分的に連続的に変化させたコリメータ１３ｄである場合の一構成例を示す説明図である。図５（ｂ）に示すように、コリメータ１３は、図４（ａ）に示したコリメータ１３ｂの構成を部分的に採用してもよい。また、コリメータ１３ａ、１３ｂおよび１３ｃを適宜組み合わせてコリメータ１３を構成してもよい。
【００４９】
図３−５に示すように、本発明の一実施形態に係るコリメータ１３および１４の少なくとも一方は、天板２４の長手方向（ｚ方向）に沿って互いに異なる複数の特徴量を有する。このコリメータ１３を用いることにより、核医学診断装置１は、１つの検査で複数のコリメータ特徴量が要求される場合であっても、当該検査の種類に応じて１つのコリメータで好適な位置分解能および感度で撮像することができる。
【００５０】
続いて、核医学診断装置１によるコリメータ１３を用いた処理について説明する。
【００５１】
（第１の実施形態）
第１実施形態に係る核医学診断装置１は、１つの検査に複数の撮像対象部位が指定されている場合であって、撮像対象部位ごとに好適なコリメータ特徴量が異なる場合において、コリメータ１３を用いて撮像を行なう。
【００５２】
図１に示すように、第１実施形態に係る処理回路３５のプロセッサは、受付機能４１、調整機能４２および検査制御機能４３を実現する。これらの各機能はそれぞれプログラムの形態で記憶回路３３に記憶されている。
【００５３】
図６は、第１の実施形態に係る処理回路３５のプロセッサにより、複数の撮像対象部位を、撮像対象部位のそれぞれに応じた特徴量を有するコリメータ１３の部分領域で同時に撮像する手順の一例を示すフローチャートである。図６において、Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
【００５４】
まず、ステップＳ１において、受付機能４１は、被検体Ｐの撮像対象部位の指定を受け付ける。本実施形態においては、受付機能４１は、ユーザにより入力回路３１を介して指定された複数の撮像対象部位を受け付ける。
【００５５】
たとえば、心臓領域の撮像データからＲＩの入力関数（動脈血内のＲＩ濃度の時間変化）を測定するとともに、肝臓の場所ごとのＲＩ分布から肝機能を測定する検査を考える。この場合、受付機能４１は、ステップＳ１において心臓と肝臓の２つの部位が撮像対象部位として受け付ける。
【００５６】
図７（ａ）は、心臓領域の撮像データから動脈血内のＲＩ濃度の時間変化を測定するとともに、肝臓の場所ごとのＲＩ分布から肝機能を測定する検査における、心臓領域から得られるカウントの時間変化と肝臓領域から得られるカウントの時間変化の一例を示す説明図である。
【００５７】
この場合、ＲＩは、肘静脈から注射され、静脈から心臓（右房、右室）を経て肺を循環し、心臓（左房、左室）へ至って動脈と循環する。この場合、ＲＩが肺循環から心臓（左房、左室）まで移動する期間に心臓領域を撮像すれば、動脈中のＲＩ時間変化を測定できる。この期間では、心臓領域におけるＲＩの時間変化は急激である（図７（ａ）参照）。このため、このＲＩの時間変化を正確に捉えるためには、短い時間（サンプリング）でのデータ収集が必要になる。一方、観察対象とする領域は心臓全体でよく、時間変化を捉えることができれば、位置分解能は悪くてもよい。したがって、心臓領域の撮像には、位置分解能は悪いが感度が高いコリメータを用いることが望ましい。
【００５８】
一方、肝臓の部分ではＲＩ時間変化は緩やかで、長い時間（サンプリング）のデータ収集で十分である（図７（ａ）参照）。一方、観察対象とする領域は肝臓の局所ごとの部位であり、肝臓領域の撮像には、位置分解能が高いコリメータを用いることが望ましい。
【００５９】
図６のステップＳ２において、受付機能４１は、複数の撮像対象部位ごとに位置分解能と感度のいずれを優先するかを受け付ける。上記の心臓と肝臓を検査する例では、受付機能４１は、心臓は感度優先、肝臓は位置分解能優先との指定を受け付ける。
【００６０】
図７（ｂ）は心臓を感度優先、肝臓を位置分解能優先とする場合において、天板２４の長手方向に沿って分割された複数の領域のそれぞれで異なるコリメータ高さＡを有するコリメータ１３ａを用いる場合のコリメータ１３ａと被検体Ｐの位置関係の一例を示す説明図である。図７（ｂ）には、コリメータ１３ａとして、天板の長手方向に沿って２つの領域１３ａａ１および１３ａａ２に分割された各領域で異なるコリメータ高さＡを有するとともに、領域１３ａａ２のほうが領域１３ａａ１よりもコリメータ高さＡが高いコリメータ１３ａａを用いる場合の例を示す。
【００６１】
ステップＳ３において、調整機能４２は、撮像対象部位に応じた特徴量を有するコリメータ１３の部分領域で各撮像対象部位を撮像するよう、コリメータ１３と天板２４との位置関係を調整する。
【００６２】
たとえば、心臓を感度優先、肝臓を位置分解能優先とする場合においてコリメータ１３ａａを用いる場合には、調整機能４２は、コリメータ１３ａａの領域のうち、コリメータ高さＡが高い部分領域である領域１３ａａ２を肝臓が撮像可能な位置に位置決めするとともに、コリメータ高さが低い部分領域である領域１３ａａ２を心臓が撮像可能な位置に位置決めする（図７（ｂ）参照）。
【００６３】
次に、ステップＳ４において、検査制御機能４３は、コリメータ１３ａａの領域のうち、コリメータ高さＡが高い部分領域である領域１３ａａ２で肝臓を撮像すると同時に、コリメータ高さが低い部分領域である領域１３ａａ２で心臓を撮像する。この結果、核医学診断装置１は、心臓、肝臓のそれぞれの部位に最適なデータ収集を行なうことができる。
【００６４】
以上の手順により、１つの検査に複数の撮像対象部位が指定されている場合であって、撮像対象部位ごとに好適なコリメータ特徴量が異なる場合において、１つのコリメータ１３を用いて、検査中にコリメータの交換を行うことなく、各撮像対象部位に好適な位置分解能および感度で各撮像対象部位を同時に撮像することができる。
【００６５】
なお、上記説明では、コリメータ１３として、コリメータ高さＡを段階的に変化させたコリメータ１３ａの一例としてのコリメータａａを用いる場合の例を示したが、コリメータ１３は天板２４の長手方向（ｚ方向）に沿って互いに異なる複数の特徴量を有するコリメータであればよく、コリメータ１３ａに限られない。たとえば、コリメータ１３としてコリメータ１３ｂを用いる場合には、検査制御機能４３は、コリメータ１３ｂの領域のうち、コリメータ高さＡが高い部分領域で肝臓を撮像すると同時に、コリメータ高さが低い部分領域で心臓を撮像すればよい。また、コリメータ１３としてコリメータ１３ｃを用いる場合には、検査制御機能４３は、コリメータ１３ｃの領域のうち、孔径ｄが小さい部分領域で肝臓を撮像すると同時に、孔径ｄが大きい部分領域で心臓を撮像すればよい。
【００６６】
（第２の実施形態）
第２実施形態に係る核医学診断装置１は、１つの検査で複数のエネルギーを検出する場合において、１つのコリメータ１３を用いて、検査中にコリメータの交換を行なうことなく撮像を行なう点で、第１実施形態に係る核医学診断装置１と異なる。
【００６７】
図８は、第２の実施形態に係る処理回路３５のプロセッサにより、複数のガンマ線のエネルギーごとに、各エネルギーに応じた特徴量を有するコリメータ１３の部分領域で撮像対象部位を撮像する手順の一例を示すフローチャートである。図８において、Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
【００６８】
まず、ステップＳ１１において、受付機能４１は、被検体Ｐの撮像対象部位の指定を受け付ける。
【００６９】
次に、ステップＳ１２において、受付機能４１は、撮像対象部位の検査に用いられる複数のＲＩから放射される複数のガンマ線のエネルギーの情報を受け付ける。
【００７０】
腫瘍や炎症の検査などの、データ収集中にＲＩ分布がほとんど変化しない検査では、複数のＲＩを用いられる場合がある。たとえば、Ｔｃ−９９ｍ（１４０ｋｅＶ）とＩｎ−１１１（１７１ｋｅＶと２４５ｋｅＶ）の２種のＲＩを同時に使用した検査を行なう場合を考える。ガンマ線のエネルギーが高いほど、コリメータのガンマ線阻止能を高めることが好ましい。コリメータのガンマ線阻止能を高めるためには、たとえばコリメータ高さＡを長くすることが好ましい。しかし、ガンマ線の阻止能を高めた場合、位置分解能は向上するものの、感度は低下してしまう。
【００７１】
そこで、第２実施形態に係る核医学診断装置１は、１つの検査で複数のエネルギーを検出する場合において、１つのコリメータ１３を用いて、検査中にコリメータの交換を行なうことなく、撮像を行なう。
【００７２】
図９（ａ）は天板２４の長手方向に沿って分割された複数の領域のそれぞれで異なるコリメータ高さＡを有するコリメータ１３ａを用いて低エネルギーガンマ線を撮像する場合のコリメータ１３ａと被検体Ｐの位置関係の一例を示す説明図であり、（ｂ）はコリメータ１３ａを用いて高エネルギーガンマ線を撮像する場合のコリメータ１３ａと被検体Ｐの位置関係の一例を示す説明図である。図９（ａ）および（ｂ）には、コリメータ１３ａが、天板の長手方向に沿って３つの領域１３ａ１、１３ａ２および１３ａ３に分割された各領域異なるコリメータ高さＡを有するとともに、領域１３ａ１、１３ａ２、１３ａ３の順にコリメータ高さＡが低くなる高い場合の例を示した。
【００７３】
ステップＳ１３において、調整機能４２は、各エネルギーに応じた特徴量を有するコリメータ１３の部分領域で撮像対象部位を撮像するよう、コリメータ１３と天板２４との位置関係を調整する。
【００７４】
たとえば、Ｔｃ−９９ｍ（１４０ｋｅＶ）とＩｎ−１１１（１７１ｋｅＶと２４５ｋｅＶ）の２種のＲＩを同時に使用した検査を行なう場合であって、この３種のエネルギーを、ガンマ線エネルギーの低いＴｃ−９９ｍ（１４０ｋｅＶ）とＩｎ−１１１（１７１ｋｅＶ）を低エネルギー、Ｉｎ−１１１（２４５ｋｅＶ）を高エネルギーと、２つに分類する場合を考える。この場合、調整機能４２は、まずいずれか一方、たとえば低エネルギーのガンマ線を撮像するよう、コリメータ高さが低い部分領域である領域１３ａ３を撮像対象部位が撮像可能な位置に位置決めする（図９（ａ）参照）。
【００７５】
次に、ステップＳ１４において、検査制御機能４３は、コリメータ高さが低い部分領域である領域１３ａ３で撮像対象部位を撮像する。
【００７６】
次に、ステップＳ１５において、検査制御機能４３は、全ての測定対象エネルギーについて撮像を実行したか否かを判定する。未撮像のエネルギーがある場合は（ステップＳ１５のＮＯ）、ステップＳ１３に戻る。上記の低エネルギーと高エネルギーの２つに分類する例では、ステップＳ１３において、たとえば高エネルギーのガンマ線を撮像するよう、調整機能４２は、コリメータ高さが高い部分領域である領域１３ａ１を撮像対象部位が撮像可能な位置に位置決めする（ステップＳ１３、図９（ｂ）参照）。そして、検査制御機能４３は、コリメータ高さが高い部分領域である領域１３ａ１で撮像対象部位を撮像することで（ステップＳ１４）、全ての測定対象エネルギーについて撮像が終了し（ステップＳ１５のＹＥＳ）、一連の手順は終了となる。
【００７７】
この結果、核医学診断装置１は、コリメータ高さＡが低い部分領域で収集したデータを主に使用して、ガンマ線エネルギーの低いＴｃ−９９ｍとＩｎ−１１１（１７１ｋｅＶ）由来の核医学画像を生成することができる。また、核医学診断装置１は、コリメータ高さＡが高い部分領域で収集したデータを主に使用して、Ｉｎ−１１１（２４５ｋｅＶ）由来の核医学画像を生成することができる。
【００７８】
以上の手順により、１つの検査で複数のエネルギーを検出する場合において、１つのコリメータ１３を用いて、検査中にコリメータの交換を行うことなく、各エネルギーに好適な位置分解能および感度で撮像対象部位を撮像することができる。
【００７９】
なお、上記説明では、コリメータ１３としてコリメータ高さＡを段階的に変化させたコリメータ１３ａを用いる場合の例を示したが、天板２４の長手方向（ｚ方向）に沿って互いに異なる阻止能を有するコリメータであればよく、コリメータ１３ａに限られない。たとえば、第２実施形態に係るコリメータ１３として、天板２４の長手方向（ｚ方向）に沿って段階的に、あるいは連続的に、異なる隔壁の厚さｔを有するコリメータを用いることができる。この場合、検査制御機能４３は、隔壁の厚さｔが厚い部分領域で高エネルギーのガンマ線を撮像し、隔壁の厚さｔが薄い部分領域で低エネルギーのガンマ線を撮像するとよい。
【００８０】
（第３の実施形態）
図１０は、第３実施形態に係る処理回路３５のプロセッサによる実現機能例を示す概略的なブロック図である。
【００８１】
第３実施形態に係る核医学診断装置１は、コリメータ１３を用いて撮像を行なうことにより、コリメータ開口による位置分解能劣化を補正する点で第１実施形態に係る核医学診断装置１と異なる。
【００８２】
一般に、コリメータは、ガンマ線の入射方向を制限するが、孔径ｄおよびコリメータ高さＡは有限であるため、コリメータとＲＩの位置関係により、測定画像の位置分解能が劣化してしまう（コリメータ開口）。このコリメータ開口による位置分解能の劣化は、ＲＩ分布が点と仮定し、この点線源とコリメータとの距離が既知であれば、補正することができる。これは、この条件のもとであれば、コリメータ開口による位置分解能劣化は、数式で表現できるためである。しかし、実際の臨床検査では、ＲＩ分布は点ではなく、点線源とコリメータとの距離も既知とはいえないため、コリメータ開口による位置分解能の補正は実施できなかった。
【００８３】
そこで、第３実施形態に係る核医学診断装置１は、コリメータ１３を用い、同一の撮像位置を異なる位置分解能で撮像して取得した複数の画像にもとづいて、コリメータ開口がないと仮定した場合の理想的な画像を推定する。
【００８４】
図１０に示すように、第３実施形態に係る処理回路３５のプロセッサは、受付機能４１、検査制御機能４３および推定機能４４を実現する。これらの各機能はそれぞれプログラムの形態で記憶回路３３に記憶されている。
【００８５】
また、図１１は、第３の実施形態に係る処理回路３５のプロセッサにより、コリメータ開口による位置分解能劣化を補正する手順の一例を示すフローチャートである。図１１において、Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
【００８６】
まず、ステップＳ２１において、受付機能４１は、被検体Ｐの撮像対象部位の指定を受け付ける。以下の説明では、受付機能４１が全身収集（Ｗｈｏｌｅ−ｂｏｄｙ収集）の指示を受け付けた場合の例について説明する。全身収集では、データ収集中はＲＩ分布が変化しないものとする。
【００８７】
図１２は、天板２４の長手方向に沿って連続的にコリメータ高さＡが変化するコリメータ１３ｂを用いて全身収集する場合のコリメータ１３ｂと被検体Ｐの位置関係の一例を示す説明図である。
【００８８】
ステップＳ２２において、検査制御機能４３は、同一位置が、複数の特徴量のそれぞれに対応するコリメータ１３の部分領域のそれぞれで撮像されるようスキャナ装置２を制御する。たとえば、検査制御機能４３は、コリメータ１３ｂのｚ軸方向幅よりも小さい所定幅（たとえばｚ軸方向幅の５分の１など）ごとに撮像を行ないながら、コリメータ１３ｂと天板２４との位置関係を連続的にあるいはステップ的に変更していく。この結果、検査制御機能４３は、同一位置について、所定幅ごとに、互いに異なるコリメータ高さＡに対応する部分領域で、すなわち異なる位置分解能で、データ収集することができる。
【００８９】
次に、ステップＳ２３において、推定機能４４は、各撮像位置における、異なるコリメータ高さＡで撮像された複数の撮像結果にもとづいて、画像劣化関数Ｆ（ｎ）を推定する。
【００９０】
図１３は、異なるコリメータ高さＡの部分領域で撮像された複数の画像ＩＭ（ｎ）からコリメータ開口による画像劣化関数Ｆ（ｎ）を推定し、コリメータ開口がない理想的な画像ＩＭｉｄｅａｌを推定する様子の一例を示す説明図である。
【００９１】
いま、複数のコリメータ高さＡで撮像された画像をＩＭ（ｎ）、各画像に対応する位置分解能の劣化関数をＦ（ｎ）とし、推定したいコリメータ開口の影響がない理想画像をＩＭｉｄｅａｌとすると、ＩＭ（ｎ）＝Ｆ（ｎ）×ＩＭｉｄｅａｌの関係がある。
【００９２】
図１３上段に示すように、ステップＳ２２において、複数のコリメータ高さＡの部分領域で同一位置を撮像して得た複数の画像ＩＭ（ｎ）は、同一位置を異なる位置分解能で撮影した画像群である。この画像群のそれぞれは、異なるコリメータ開口効果（位置分解能の劣化）で撮影されている。このため、推定機能４４は、これらの複数の画像ＩＭ（ｎ）にもとづいて、画像劣化関数Ｆ（ｎ）を推定する。
【００９３】
次に、ステップＳ２４において、推定機能４４は、複数の撮像結果と推定した画像劣化関数Ｆ（ｎ）にもとづいて、理想画像ＩＭｉｄｅａｌを推定する（図１３下段参照）。
【００９４】
以上の手順により、コリメータ開口による位置分解能劣化を補正した理想画像ＩＭｉｄｅａｌを推定することができる。
【００９５】
天板２４の長手方向に沿ってコリメータ高さＡが異なるコリメータ１３を用いて全身収集を行なうと、コリメータ１３が被検体Ｐの表面に近接できない場合がある。この場合、図４（ｂ）に示すようにガンマ線検出器１１全体を傾けて、コリメータ１３の表面と被検体とが平行になる配置で全身収集検査を行うことにより、コリメータ１３ｂの表面と被検体Ｐとの距離を近づけることができ、位置分解能および感度を向上させることができる。
【００９６】
なお、第３実施形態に係る処理回路３５の機能は、第１実施形態に係る処理回路３５および第２実施形態に係る処理回路３５の各機能と組み合わせて用いることができる。
【００９７】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、１つの検査で複数のコリメータ特徴量が要求される場合であっても、当該検査の種類に応じて１つのコリメータで好適な位置分解能および感度で撮像することができる。
【００９８】
なお、本実施形態における処理回路３５の受付機能４１、調整機能４２、検査制御機能４３および推定機能４４は、それぞれ特許請求の範囲における受付部、調整部、制御部および推定部の一例である。また、本実施形態におけるコリメータ駆動装置２６は、特許請求の範囲におけるコリメータ駆動部の一例である。
【００９９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１００】
１…核医学診断装置
１３…コリメータ
２３…寝台装置
２４…天板
３５…処理回路
４１…受付機能
４２…調整機能
４３…検査制御機能
４４…推定機能
【図１】
2018115968.tif 000003
【図２】
2018115968.tif 000004
【図３】
2018115968.tif 000005
【図４】
2018115968.tif 000006
【図５】
2018115968.tif 000007
【図６】
2018115968.tif 000008
【図７】
2018115968.tif 000009
【図８】
2018115968.tif 000010
【図９】
2018115968.tif 000011
【図１０】
2018115968.tif 000012
【図１１】
2018115968.tif 000013
【図１２】
2018115968.tif 000014
【図１３】
2018115968.tif 000015