(57)【要約】【課題】本発明は、視野の実質的に同時のＸ線及びガンマ線撮像を可能にする核医学画像装置を提供する。【解決手段】視野を撮像する装置は、本発明の実施形態により、視野に隣接して配置されたＸ線源と、Ｘ線源と視野との間に配置され、少なくとも一つの源開口を有する源マスクと、及び視野に隣接した、ガンマ線カメラのような、放出検出器と、を備えている。装置は、視野の実質的に同時のＸ線撮像及びガンマ線撮像を可能にする。【選択図】図９Ａ
2008512145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視野からの放出及び視野のＸ線透過率を特徴とする装置であって、
視野に隣接して配置され、Ｘ線を出すＸ線源と、
上記Ｘ線源と上記視野との間に配置され、該視野を通る経路方向を有するＸ線が通過するＸ線源開口を有する源マスクと、
視野に隣接して配置され、上記視野からの放出を検出する放出検出器と、
上記放出検出器と上記視野との間に配置され、Ｘ線ビームが上記視野を通過した後に該Ｘ線ビームを受ける、Ｘ線検出器と
を備え、
上記放出検出器は、上記Ｘ線から遮蔽され、上記視野からの上記放出と相関された放出信号を出し、
上記Ｘ線検出器は、上記経路方向について上記視野のＸ線透過率と相関されたＸ線検出器信号を出すことを特徴とする装置。
【請求項２】
上記視野を通る上記経路方向の変化をもたらすように、上記源開口を上記Ｘ線源に対して移動させるように作動するアクチュエータを更に備え、
上記Ｘ線検出器は、当該Ｘ線検出器がＸ線を受け続けるように上記経路方向の上記変化に応じて移動し、
上記放出検出器は、上記経路方向が変化するときに上記Ｘ線から遮蔽されたままであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
上記Ｘ線検出器は、Ｘ線シールドに取り付けられ、
上記Ｘ線検出器及び上記Ｘ線シールドは、上記経路方向の上記変化に応じて一緒に移動することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
上記放出検出器は、ガンマ線検出器であり、上記放出は、上記視野からのガンマ線放出であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
上記装置は、上記放出検出器からの第１の信号を用いて上記視野のガンマ線放出画像を提供し、
上記装置は、上記Ｘ線検出器からの第２の信号を用いて上記視野のＸ線透過画像を更に提供することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
複数のシールド開口を有するＸ線シールドを更に備え、
上記シールド開口は、上記視野からの放出が上記放出検出器に到するのを可能にするように配置され、上記Ｘ線シールドは、Ｘ線が上記放出検出器に到することを防止することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
上記Ｘ線源は、パルス幅を有しているＸ線パルスを出すように、オン状態とオフ状態との間で脈動され、上記パルスは、上記Ｘ線源がオフ状態にあるパルス間隔によって分離され、上記Ｘ線源は、上記パルス間隔によって除された上記パルス幅に等しいデューティ・サイクルを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
上記パルス幅は、約０．０１ミリ秒〜約２００ミリ秒であることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
上記源マスクは、視野を通る複数の経路方向を有するＸ線を出す、複数の源開口を含み、
上記視野を通る上記複数の経路方向を変更するように、上記源マスクを上記Ｘ線源に対して移動させるように作動するアクチュエータを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
上記複数の経路方向を有する上記Ｘ線の少なくとも一部を検出するように配置された複数のＸ線検出器を更に備えていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
ほぼ第１の円弧に配列された複数のＸ線源を更に備え、上記複数の源開口は、ほぼ第２の円弧に配列されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
視野を特徴とする装置であって、
Ｘ線源と、
上記Ｘ線源と上記視野との間に配置され、かつ源開口を有し、上記源開口を通過するＸ線ビームが上記視野に入るようにする、源マスクと、
上記視野に隣接して配置され、かつ検出器開口を有し、上記Ｘ線ビームが上記検出器開口を通過した後に上記Ｘ線ビームを受けるようにする、検出器と、
上記視野を通る上記Ｘ線ビームの上記経路方向を走査するように、上記源マスクを上記Ｘ線源に対して移動させるように作動する、アクチュエータとを備え、
上記源開口及び上記検出器開口は、上記Ｘ線ビームが上記視野を通して実質的に発散しないように寸法決めされることを特徴とする装置。
【請求項１３】
上記装置は、
複数のＸ線源と、
上記源マスク内の複数の源開口と、
複数の検出器開口と、
を備え、
上記アクチュエータは、上記視野を通る複数のＸ線ビームを走査するように、上記源マスクを上記複数のＸ線源に対して移動させるように作動することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
上記複数のＸ線源は、ほぼ第１の円弧に配列され、
上記複数の源開口は、ほぼ第２の円弧に配列され、
上記複数の検出器開口は、ほぼ第３の円弧に配列されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
上記視野を通る上記Ｘ線ビームの走査中、上記Ｘ線源、上記源開口、及び上記検出器開口の移動は、上記Ｘ線ビームが上記検出器によって連続的に受けることができるように調整されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記検出器は、弓形検出器組立体の一部であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
上記Ｘ線源は、パルス幅を有するＸ線パルスを出すように、オン状態とオフ状態との間で脈動され、該パルスは、Ｘ線源がオフ状態にあるパルス間隔によって分離されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
上記装置は、Ｘ線源がオン状態にあるときに得た検出器信号を用いて上記視野のＸ線画像を提供し、上記装置は、上記Ｘ線源がオフ状態にあるときに得た上記検出器信号を用いて上記視野の放出画像を更に提供することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
上記放出画像は、上記視野からのガンマ線放出の画像であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
上記パルス幅は、約０．０１秒〜約２００ミリ秒であることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
上記パルス幅は、約０．５ミリ秒〜約２０ミリ秒であることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
上記パルス間隔は、上記パルス長よりも少なくとも１０倍長いことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２３】
視野の放出画像及びＸ線画像を提供する装置であって、
パルス幅を有しているＸ線パルスを出すように、オン状態とオフ状態との間で脈動されるＸ線源を含み、該パルスは、Ｘ線源がオフ状態にあるパルス間隔によって分離され、
上記視野からの放出に応じて放出検出器信号を出す、放出検出器、
上記視野を通過して入射するＸ線に応じてＸ線検出器信号を出すＸ線検出器、及び
上記Ｘ線検出器信号から上記視野のＸ線画像を形成し、上記放出検出器信号から上記視野の放出画像を形成するように作動する電子回路、
を備え、上記放出画像が上記視野からの放出の画像であることを特徴とする装置。
【請求項２４】
上記放出検出器及び上記Ｘ線検出器は、両方とも同じ検出器組立体によって提供され、上記検出器組立体は、検出器信号を出し、
上記Ｘ線検出器信号は、上記Ｘ線源がオン状態にあるときの上記検出器信号であり、
上記放射検出器信号は、上記Ｘ線源がオフ状態にあるときの上記検出器信号であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
上記パルス間隔は、上記パルス長よりも１００倍以上大きいことを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
上記Ｘ線画像及び上記放出画像は、両方とも実質的に同時期間にわたり形成されることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
上記放出は、ガンマ線放出であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、画像の装置及び方法、特に医学画像に関する。
【背景技術】
【０００２】
医学画像装置は、本発明の出願人による係属中の特許出願に記述されたような核医学画像装置を含む、様々な形態を取り、その内容全体をここに援用する。当業者に知られているように、ＳＰＥＣＴ装置のような、核医学画像装置を用いる場合には、撮像される領域を取り囲む対象物の一部分に起因する放射線減衰量を決定することが望ましい。
【０００３】
ＳＰＥＣＴ（単一光子放射断層撮影）は、対象物からのガンマ線放出を検出することによって対象物の撮像を可能にする。医学画像では、放射性同位元素を含む化合物が患者に投与され、化合物が臓器のような興味の対象物に達して、ガンマ放出が対象物から検出される。
【０００４】
ＳＰＥＣＴのような、ガンマ線撮像技術は、（放射性核種のような）電子放出物質の分配に興味がある、放出撮像技術である。対照的に、Ｘ線ＣＡＴ走査のような、対象物のＸ線撮像は、対象物の減衰特性を決定する透過撮像方法である。また、対象物の放出画像は、対象物の減衰特性によっても変更される。従って、対象物の透過及び放出画像を一緒に得ることは、大変重要であり、その結果、放出画像を減衰要因のために補正することができる。
【０００５】
心臓又は他の臓器のＳＰＥＣＴ撮像は、非均一方法で放射性放出物を吸収する、かさもなければ減衰する周辺組織によって複雑化され、画像の正確な再構成を妨げる。Ｘ線又はガンマ線ＣＡＴ走査（透過走査とも称される）は、ＳＰＥＣＴ（放出）撮像と一緒に行なうことができ、ＣＡＴ走査データは、患者の身体に起因する減衰を決定するために用いられる。しかしながら、通常行われるように、この方法は、多くの問題を提起する。まず、組織減衰の測定に対する現行の方法は、ＳＰＥＣＴ放出走査の前又は後で（Ｘ線或いはガンマ線のいずれかにより）透過ＣＡＴ走査を行うことを必要とする。対象物は、減衰測定が放出画像と相関するためにはこれら二つの走査の間で絶対的に静止したままでなければならない。対象物の最善の努力にも関わらず、内部構造（例えば、結腸内容物）の動きが、何分かにわたりしばしば起ってしまう。
【０００６】
更に、ＣＡＴ走査装置は、 “スナップショット”を提供するように迅速にかつ高光子束で動作するように設計される。他方、ＳＰＥＣＴ撮像は、もともと、画像を形成するのに十分なデータを取得するために、より長い時間を必要とする、低光子束プロセスである。そのように、患者の心臓、肺及び他の組織は、ＳＰＥＣＴ撮像期間中運動範囲を通して移動する。これは、高速ＣＡＴ走査“スナップショット”と“時間平均化”ＳＰＥＣＴ画像との間の相関関係を実質的に減じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、同時時間帯にわたりＸ線透過信号及びＳＰＥＣＴ放出信号を収集することが有利であり、そこで対象物の動きが透過と放出画像の両方に同様な影響を及ぼす。しかしながら、Ｘ線撮像は、典型的にＳＰＥＣＴ撮像よりも速いプロセスであり、以前の装置は、同時Ｘ線及びガンマ線撮像を可能にすることができなかった。典型的に、Ｘ線画像が迅速に得られ、それからガンマ線画像が比較的ゆっくりと得られて、データを相関することに深刻な問題をもたらす。
【０００８】
いずれの場合にも、医学画像の解釈は、問題がありうるし、かつ画像を容易にかつ正確に相互に関係させることができる限り、異なる技法を用いて対象物の複数の画像を有することは、有利である。従って、改善された撮像技法は、例えば、改善された撮像データの収集及び患者の問題のより正確な診断を可能にするために重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による装置は、Ｘ線ＣＡＴ走査のような、対象物のＸ線透過撮像を、ガンマ撮像のような放出撮像と一緒に行なわせる。Ｘ線撮像は、対象物の減衰特性を決定させ、減衰特性を、ＳＰＥＣＴのような、放出撮像技法を補正するために用いることができる。対象物の透過及び放出画像を、同時に得ることができ、その結果、減衰要因について放出画像を正確に補正することができる。Ｘ線撮像は、典型的には高いＸ線束レベルで行なわれ、ガンマ線撮像は、典型的にはより低い束レベルで行なわれる。しかしながら、Ｘ線透過及び放出画像は、低いデューティ・サイクル（オフ時間で除算されたオン時間）を有するパルスＸ線源を用いて、画像データ収集の開始から画像データ収集の終了まで測定したのと、同様な撮像時間帯にわたり形成することができる。デューティ・サイクルは、１％以下、例えば、０．１％であってもよい。例えば、Ｘ線画像は、長い“オフ”時間中に蓄積された放出画像により、Ｘ線源の短い“オン”時間中に取得した走査或いは区分から復元することができる。Ｘ線源が“オン”の間に放出撮像が実行されない場合には、この方法は、デューティ・サイクルに関係付けられた要因だけ放出撮像時間を増やす。しかしながら、Ｘ線源のデューティ・サイクルが低いので、この要因は、あまり重要ではない。
【００１０】
複数のＸ線源、源開口、及び検出器開口を、Ｘ線ビームが走査処理中源及び検出器開口を通して合致したままであるように協調した方法で移動させる、改善されたＸ線透過撮像技術も説明する。この方法は、改善された効率を与える。更に、装置の視野にわたり実質的に発散しない、細いＸ線ビームの使用は、撮像対象物のＸ線露出を減ずる。非発散ビームの更なる効果は、Ｘ線撮像の解像度の増大である。低エネルギーＸ線は、典型的により多く走査され、通常のＸ線ＣＡＴ装置でぶれ及び雑音問題を引き起す。通常のＸ線源を用いて、パルス動作について一定の高電圧を保持することは難しく、走査関連雑音問題を引き起す低エネルギーＸ線と高エネルギーＸ線との混合をもたらす。源及び検出器開口でコリメートされたＸ線ビームの使用は、この問題をかなり減じる。ベーンの使用は、係属出願の米国特許出願第１０／９３３，０３６号により完全に記述されるように、性能を更に改善することができる。
【００１１】
しかしながら、細いビームを画成するために検出器開口を用いることによって、係る走査Ｘ線は、検出器開口を通過せず、雑音を減じ、解像度を増す。この例では、例えば、約１ｍｍと約１．５ｍｍの間のような、５ｍｍ以下の直径を有するビームである、細いビームも、比較的低い計数速度能力を有する検出器で放出撮像を同時に行うと共に高い光子束を取り扱うことができるように構成された検出器による高い光子束の使用を可能にする。検出器開口は、透過ビームをコリメートして視野を通る実質的なビーム発散を回避するように、（同じようなスロット幅を用いるように）画像スライスの平面内で、源開口と概ね同じ寸法であってもよい。
【００１２】
更に、パルスＸ線源は、改善されたＸ線ＣＡＴスキャナで用いることができる。例えば、１と１．５ｍｍとの間の、細いビームを作るために源及び検出器開口コリメーション、及びそれが視野を通して走査されるときにコリメート・ビームを追跡するために開口の協調運動を用いて、低エネルギーＸ線走査の問題が減じられ、対象物の放射線露出も減じられる。撮像時間は、通常の装置より長いかもしれないが、係る機器の費用は、通常の装置のほんのわずかでありうる。
【００１３】
本発明による装置、特にＸ線透過撮像装置は、係属出願中の特許出願及び公開された特許出願、例えば、Ｊｕｎｉによる米国特許出願第１０／９３３，０３６号、“単一光子放出コンピュータ断層撮影”に記述されるもののような、既存のＳＰＥＣＴ検出器で用いてもよい。Ｘ線源、源開口、及び検出器（又は関連検出器開口）は、例えば、米国特許出願第１０／９３３，０３６号に記述されたような、既存のＳＰＥＣＴシステムと組合せることができる、弧状形態に配列することができる。ここで用いたように、用語「弧状」は、円弧部分、完全円形構成、卵形体、他の湾曲部分、及び湾曲部分を近似する他の幾何学形状を含むように広義に用いられる。本発明による装置、特にＸ線透過撮像装置は、概ね平坦な検出面を有するものを含む、より一般的な既存のＳＰＥＣＴ検出器と一緒に用いてもよい。
【００１４】
例は、検出器及び源開口の湾曲構成を示しているが、検出器を義務的に湾曲させるような設計が存在するわけではない。同じ原理を平坦な検出器について用いることができる。係る例では、Ｘ線源は、平坦なラインに配列され、源開口は、平坦なシートに配列される。
【００１５】
従来技術のＸ線ＣＡＴ走査は、可能な限り迅速に走査を完了する価値を一般的に重要視する。従って、走査の完了を遅くするので、特に低いデューティ・サイクルを有するパルスＸ線源を用いる理由が存在しない。しかしながら、詳細にいずれかで説明したように、パルスＸ線ＣＡＴ走査と放出画像との組合せは、放出画像を収集するために必要な時間に対して取るに足らないようなタイム・ペナルティを有する重要で改善されたデータを与える。従って、対象物からの放出及び放射透過データを収集する改善された方法は、パルス放射源を提供し、源がオンの場合に放射透過データを収集し、源がオフの場合に放出データを収集することを含む。
【００１６】
本発明の実施形態に従う、視野内の対象物を撮像する装置は、視野に隣接して配置された放射源と、放射源と視野との間に配置され、放射源からの放射が少なくとも一つの源開口を有する源マスクとを含む。視野に隣接した放出検出器は、放出検出器に入射する対象物からの放出を検出し、放射検出器は、視野を通過した放射線を検出するように配置される。放射減衰画像を放射検出信号から形成することができ、放出検出器信号から放出画像を同時に形成することができる。放射検出器と放出検出器の両方は、一つの検出器組立体、例えば、放射源がオフにされたときに放出に対応し、放射源がオンにされたときに放射減衰に対応する時間割出し信号を出す検出器組立体によって提供するようにしてもよい。放射源は、脈動するのがよい。他の例では、放射検出器は、放射ビームが視野を通過した後放射ビームを受けるように位置付けられ、放出検出器は、対象物からの放出を受けるように配置される。放射は、放射シールド或いは放射検出器によって放出検出器から遮蔽され、放射経路方向が視野を通って掃引されるようにシールディングが移動する。シールディングは、放出検出器からの放出の一部を遮断してもよく、必要に応じてその効果を無視してもよいし或いは補償するようにしてもよい。必要に応じて放出画像の減衰効果を補正するために放射減衰画像を用いることができる。
【００１７】
本発明の実施形態では、放射源は、Ｘ線源であり、放射は、身体を透過するＸ線である。放出は、例えば、主体内の放射性標識物質によって放出されたガンマ放出を含む。検出器組立体は、Ｘ線透過検出器及びガンマ線放出検出器を含むようにしてもよい。他の構成では、放出検出器は、ガンマ線放射用のガンマ線検出器であり、Ｘ線透過検出器は、ガンマ線検出器と視野との間に配置され、源開口を通過するＸ線源からのＸ線を受けるように配置される。Ｘ線シールドは、視野からの放出を放出検出器に到達させると同時に、Ｘ線が放出検出器に当るのを実質的に或いは完全に遮断するように配置される。従って、一つの装置で同時放出及びＸ線減衰（透過）画像を提供することができる。主体内の減衰変動性についての補償を可能にすることによりガンマ線放出画像の精度を増すためにＸ線減衰データを用いてもよい。
【００１８】
本発明の実施形態では、放出検出器は、ガンマ線検出器であり、放出は、ガンマ線放射であり、装置は、Ｘ線とガンマ線情報の両方を対象物について決定させる。本発明の実施形態は、同時ガンマ線及びＸ線撮像を許容し、Ｘ線撮像時間及びガンマ線撮像時間は、類似し実質的に重なり合う。
【００１９】
Ｘ線源に対して源マスクを移動し、視野を通るＸ線の経路方向を変化させるためにアクチュエータを用いることができ、Ｘ線検出器がＸ線を受け続けるようＸ線検出器が経路方向の変化に応じて移動する。検出器シールドは、Ｘ線から放出検出器を遮蔽するために移動するのがよい。Ｘ線シールドにＸ線検出器を取り付けることができ、組合わされた組立体は、源マスクと同じ又は異なるアクチュエータによって移動される。
【００２０】
対象物の（ガンマ線画像のような）放出画像を提供するために放出検出器からの第１の信号を用い、放出画像と同時に得られたＸ線減衰画像のようなＸ線透過画像を提供するためにＸ線検出器からの第２の信号を用いることができる。生きている対象物の同時医学画像は、Ｘ線及び放出画像を容易に一緒に解釈させ、対象物の状態のより正確な診断を可能にする。実行者に画像を重ね合せて或いは並べて提供してもよい。更に、ガンマ線信号の密度変動及び可変減衰を補償することによって、ガンマ線画像の精度を改善するためにＸ線減衰画像を用いることができる。
【００２１】
Ｘ線シールドを様々な方法で構成してもよい。筐体を含む、Ｘ線検出器は、Ｘ線シールドを提供してもよい。Ｘ線検出器は、金属或いは同様な板に取り付けられていてもよい。Ｘ線シールドは、放出検出器から視野の小さな部分だけを遮断するようにしてもよく、Ｘ線経路及びＸ線シールドは、放出検出器の前方（放出受け面）にわたり掃引する。変形例として、Ｘ線シールドは、それを貫通する複数のシールド開口を含んでいてもよく、シールド開口は、視野からの放出を放出検出器に到達させると共にＸ線が放出検出器に到達するのを防ぐように配置される。
【００２２】
Ｘ線源は、オン状態とオフ状態との間で脈動されて、パルス幅を有するＸ線パルスをもたらし、該パルスは、Ｘ線源がオフ状態にあるパルス間隔で分離される。パルス幅は、約０．０１ミリ秒と約２００ミリ秒との間、例えば、約０．５〜２０ミリ秒の間であってもよい。デューティ・サイクル（オン時間／オフ時間）は、小さくてもよく、例えば、０．０１以下であってもよい。例えば、Ｘ線源は、毎秒１ミリ秒の間、オンにしてもよく、０．００１のデューティ・サイクルを与える。
【００２３】
ガンマ線撮像は、典型的に、Ｘ線撮像と比較して低光子束方法であり、その結果、パルスＸ線源は、Ｘ線画像を、ガンマ線撮像時間と同時のＸ線撮像時間にわたり収集させる。Ｘ線撮像時間は、撮像の開始から撮像処理の終りまで、Ｘ線画像が形成される時間と考えられる。デューティ・サイクルが低ければ、Ｘ線画像を形成するために用いた同じ合計数のＸ線光子について、Ｘ線撮像時間が長くなる。放出画像の収集中にＸ線誘発雑音（放出画像と干渉する散乱Ｘ線）を更に減じるために、パルス・オフ間隔中に収集した信号だけを用いて放出画像を収集してもよい。放出撮像及び透過撮像についての期間を、Ｘ線源のデューティ・サイクルを追尾する撮像デューティ・サイクル（透過撮像時間／放出撮像時間）と、効果的に交互に配置してもよい。変形例として、放出検出器がＸ線から実質的に遮蔽されるならば、放出撮像は、源がオンであるときにだけ透過撮像と連続であってもよい。
【００２４】
例えば、シンチレーション・ガンマ線検出器は、１００，０００光子／秒の束で動作するようにしてもよいし、Ｘ線検出器は、数百万の光子／秒の束で動作してもよい。Ｘ線ビームがガンマ線検出器に当らないようにＸ線ビームを源及び検出器開口とコリメートすることによって、同時Ｘ線及びガンマ線撮像を行ってもよい。例えば、ミリ秒スケールのパルス長のＸ線パルスに、必要な各投射角ついて、概ね毎秒得られる新たな投射角をもたらしてもよい。Ｘ線画像は、放出画像を形成するために必要な長い時間にわたり分散されたミリ秒データ累積を用いて蓄積される。検出器信号から画像を生成する電子回路は、撮像技術の分野でよく知られているので、更に説明しない。
【００２５】
他の実施形態では、一つ以上のＸ線源を用いてもよく、源マスクは、視野を通る複数の経路方向を有するＸ線をもたらす複数の源開口を含んでもよい。Ｘ線源に対して源マスクを移動させることは、視野を通る複数の経路方向を変更する。複数の経路方向の全て或いはいくつかに沿ってＸ線を検出するために複数のＸ線検出器を配置してもよい。
【００２６】
視野内に配置された対象物を特徴付けるための更なる例示装置は、Ｘ線源と、Ｘ線源と視野との間に位置付けされ、源開口を通過するＸ線が視野に入るように、源開口を有する、源マスクと、視野に隣接して配置された検出器と、視野と検出器との間に配置された検出器シールドとを含む。検出器シールドは、一つ以上の検出器開口を有し、その結果、検出器に当るＸ線は、源開口及び検出器開口によって画成された視野を通る経路方向を有する。検出器は、源開口及び検出器開口を通過したＸ線を受けるように配置されるのが好ましい。アクチュエータは、視野を通るＸ線の経路方向を変更するように、Ｘ線源に対して源マスクを移動させる。
【００２７】
装置は、複数のＸ線源と、源マスクに設けられた複数の源開口とを更に含み、その結果、アクチュエータは、視野を通る複数の経路方向を変更するように、源マスクをＸ線源に対して移動させる。複数のＸ線源を実質的に第１の円弧に配列し、複数の源開口を実質的に第２の円弧に配列してもよく、第２の円弧は、第１の円弧の内側で第１の円弧と同軸である。検出器シールドは、その中を通る複数の検出器開口を更に有してもよい。検出器は、弧状或いは円形検出器組立体の一部であってもよく、第３の円弧の回りに配列され、視野を通過したＸ線を受けるように配置された複数の検出器を含むようにしてもよし、或いは弧状形状を有する一つ以上の検出器を含むようにしてもよい。Ｘ線源は、パルス幅を有し、Ｘ線源がオフ状態にあるパルス間隔によって分離されたＸ線パルスを提供するようにオン状態とオフ状態との間で脈動される。らし、検出器組立体は、視野の同時に発生したＸ線及びガンマ線画像を提供するように、例えば、Ｘ線源がオンであるときにＸ線画像を形成し、Ｘ線源がオフであるときにガンマ線画像を形成するように用いられる、Ｘ線及びガンマ線光子の両方に感応するようにしてもよい。
【００２８】
視野のガンマ線放出画像及びＸ線透過画像を提供する装置は、パルス幅を有し、Ｘ線源がオフ状態にあるパルス間隔によって分離された、Ｘ線パルスを提供するようにオン状態とオフ状態との間で脈動される。Ｘ線源と、放出検出器に入射するガンマ線光子に応答して放出検出器信号を出す放出検出器と、Ｘ線検出器に入射する透過Ｘ線に応答してＸ線検出信号を出すＸ線検出器とを含む。電子回路は、Ｘ線検出器信号から視野のＸ線透過画像を形成し、放出検出器信号から視野のガンマ線放出画像を形成するように動作可能である。画像は、同様なＸ線及びガンマ線撮像時間にわたり同時に形成してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施形態は、対象物の改善された撮像を提供する。撮像は、（例えばＳＰＥＣのような）Ｘ線撮像及びガンマ線撮像のような、二つの電磁波長領域を用いて行なわれる。対象物におけるガンマ線光子減衰変動に対する補正を可能にすることにより、改善されたＳＰＥＣ画像を胎教するためにＸ線減衰測定を用いることができる。減衰係数は、減衰補正を行うようにガンマ線光子、Ｘ線光子、或いは減衰係数間で変換するために用いられる対象物のモデルに対して同じであると仮定することができる。
【００３０】
本発明の代表的な実施形態では、減衰測定は、対象物を通る放射線ビームの減衰を決定することによって行なわれる。放射線源は、視野に隣接して配置され、かつ放射線源からの放射線は、視野を透過した後に検出される。視野を通る放射線の経路方向を変化させることによって、視野内の対象物の放射線透過（減衰）画像を得ることができる。同時に、視野は、視野内の対象物からの放出（放射線源から供給される放射線と同じ種類又は異なる種類でありうる）を用いて視野を撮像することができる。本発明の例では、透過放射線は、Ｘ線であってもよいし、放出は、ガンマ線放出であってもよい。しかしながら、他の例では、撮像した放出は、それによって対象物が撮像される蛍光、熱放射、他のＩＲ放射、可視、又は他の放出であってもよい。対象物の放射線減衰を決定するために用いられる放射線は、Ｘ線、又はレーザ放射線、ＩＲ、可視、ＵＶ、ＴＨｚ、マイクロ波、或いは核放射線のいずれかの波長のような、他の放射線が可能である。次いで、放射線減衰測定は、測定が行われる対象物又は周囲物質に対して放出減衰の変化を補償することにより、放出撮像を補正するために用いてもよい。代替的に、対象物の改善された解析に対して、放出画像の補正なしに、放射線減衰及び放出画像を別々に決定してもよい。
【００３１】
図１は、ＳＰＥＣＴ撮像と同時にＸ線減衰データをも提供するように構成された装置１０を概略的に示す。装置は、我々の係属出願に記述されたごときＳＰＥＣＴ装置の変形版であってもよい。
【００３２】
装置は、円弧に沿って配列された複数の検出器であってもよいし、或いは一つ以上の弧状検出器であってもよい、弧状検出器組立体１２を含む。また、装置は、貫通する検出器開口を有する弧状検出器シールド１４も含み、検出器開口は、小さな円１６Ａ〜１６Ｅとして示されかつ検出器開口円弧として構成されている。
【００３３】
検出器組立体１２及び検出器シールド１４を含む、図１の装置１０の下半分は、ＳＰＥＣＴ装置の実施形態に対応する。図１は、本質的が略図的であり、必ずしも一定の比率にしていない略図的である。ＳＰＥＣＴ装置の一部分は、米国特許仮出願第６０／６０７，３１９号及び米国特許出願第１０／９３３，０３６号で説明された例のいずれかにより構成されてもよい。
【００３４】
主体が位置付けされる視野を１８で示す。図１の概略図は、説明の便宜のために、上面図であると考えられ、検出器開口１６Ａ〜１６Ｅは検出器シールド１４の一般的に垂直なスロットである。図示していないが、装置１０は、視野と検出器組立体１２との間に“水平”コリメーション・ベーンを含むのが好ましい。これらは、典型的には、検出器シールド１４と検出器組立体１２との間に配置される。コリメーション・ベーンは、例えば、米国特許出願第１０／９３３，０３６号に記述されている。検出器シールド１４及び／又は検出器組立体１２は、視野１８にわたって（検出器組立体の応答線に等しい）検出されたＸ線進路を掃引するように互いに対して及び／又は視野１８に対して回転する。
【００３５】
装置１０は、Ｘ線源円弧２０を更に含み、円弧に沿って複数のＸ線源２２Ａ〜２２Ｅが配置される。装置１０は、また、源マスク２４を貫ぬいて設けられた複数の源開口２６Ａ〜２６Ｅを有する源マスク円弧２４も含む。源開口は、円で概略的に表され、かつＸ線が視野１８の中へ通過するスロットであってもよいし或いは他の開口であってもよい。
【００３６】
源マスク２０は、検出器組立体１２と一般に連続的であるとして示され、かつ源マスク２４は、検出器シールド１４と連続的であるとして示されているが、それらは、全て個々の構成要素であるのが好ましく、ある程度まで重なり合ってもよい。患者アクセスのために、視野１８へのアクセス・オープニングを提供するように装置の様々な構成要素を入れ子式に置いてもよいし又は撤回してもよい。変形例として、ある実施形態では、検出器組立体１２及びＸ線源円弧２０を相互接続してもよいし、或いは検出器シールド１４と源マスク２４とを相互接続してもよい。
【００３７】
再度、図示していないが、視野１８とＸ線源２２Ａ〜２２Ｅとの間に水平コリメーティング・ベーンを設けることができる。水平ベーンは、図の面に平行な面にＸ線源をコリメートすると同時に、源開口は、視野を通るＸ線経路を源ラインとも呼ばれるＸ線の細いビームに制限する。Ｘ線マスク円弧２４は、源開口と一直線上にないＸ線源からのＸ線を遮断する。
【００３８】
Ｘ線源或いは源開口を、互いに回転させるか或いは視野に対して回転させることによって、Ｘ線源からのＸ線に対して経路方向は、視野にわたって掃引される。
【００３９】
本発明の更なる形態によれば、細いＸ線ビームが源開口を通り検出器開口の一つに延びて、検出器組立体１２によって受けられるように、円弧１２、１４、２０及び２４の移動を調整することができる。この細いＸ線ビームの使用は、いくつかの利益をもたらす。第１に、患者のＸ線被ばくを制限する。第２に、源及び受け端の両方でＸ線をコリメートすることにより、患者のＸ線の散乱は、この処理中に収集された減衰データに著しい影響を及ぼすことがない。
【００４０】
図は、５つのＸ線源、５つの源開口、及び５つの検出器開口を示す。それぞれの数を変えてもよい。例えば、複数の源開口について一つのＸ線源を用いてもよい。源開口の数は、検出器開口の数に一致させる必要がない。
【００４１】
図２は、検出器組立体１２に当るように細しＸ線ビームを対応する検出器開口と整合させるように、細いＸ線ビームを対応する源開口を通して放出する３つのＸ線源を示す。説明の明瞭化のために３つのＸ線源だけを示す。代表的な例として、Ｘ線源２２Ａは、経路方向３０に沿って源開口２６Ａ及び検出器開口１６Ｃを通過して検出器組立体１２に至るＸ線を放出する。実際には、Ｘ線源２２の各々は、Ｘ線を複数の方向に放出し、水平コリメータが、Ｘ線を平面にコリメートし検出器開口は、Ｘ線を細いビームに更にコリメートする。しかしながら、ここでは、簡略化のためにコリメーションから生じる細いビームを示す。当業者にとって明らかであるように、一つの源からのＸ線は、視野を通して一つ以上の経路方向を作るように一つ以上の源開口を通過する。Ｘ線減衰画像の復元のためのデータを収集するために、例えば、相対的回転（又は角度走査）により、Ｘ線源、源開口、及び検出器開口の相対的位置の変化を用いることができる。
【００４２】
図の平面と垂直に延びる検出器組立体を用いて３次元画像を形成することができる。開口は、図の平面と垂直なスロットでもよいし、或いは係属中の米国特許出願第１０／９３３，０３６号に記述されたような湾曲スロットであってもよい。この例におけるＸ線源の数は、５つとして示されている。他の例では、一つの源が用いられ、より大きな範囲にわたり走査されてもよいし、或いはいかなる複数のＸ線源を用いてもよい。
【００４３】
図３〜図６は、様々な位置で視野１８を横切って掃引されるビームを示す。一つの好適な実施形態では、円弧が各々検出器開口の一つに遭遇するように様々な円弧がＸ線ビームを割出すために異なる速さで移動する。一例では、源円弧に配列された、Ｘ線源は、比較的高速で一緒に移動し、Ｘ線マスク円弧及び対応する源開口は、中速で移動し、検出器開口は、低速で移動する。これにより、Ｘ線画像の完全な復元のために全ての投影角が得られる。Ｘ線源、源開口、及び検出器開口が走査全体を通して一列に並べられるように回転速度を選択することができ、それにより効率を増す。透過ビームがＸ線検出器と一致していないので、Ｘ線源をオフにする必要はない。他の組合せは、当業者にとって明らかであろう。
【００４４】
図３は、Ｘ線源２２Ａから源開口２６Ａ及び検出器開口１６Ｄを通過して検出器組立体１２に至るＸ線を示す。図４は、Ｘ線源２２Ａから源開口２６Ａ及び検出器開口１６Ｅを通過して検出器組立体に至るＸ線を示す。図５では、Ｘ線源２２ＡからのＸ線は、検出器組立体に到しない。源２２ＢからのＸ線は、源開口２６Ｂ及び検出器開口１６Ｅを通過して検出器組立体１２に至る。図６では、源２２ＣからのＸ線は、源開口２６Ｃ及び検出器開口１６Ｅを通過して検出器組立体１２に至る。各図について説明した経路方向は、各図において３０で示され、この経路方向は、源、源開口、及び検出器開口の相対的な形態の変化で変わる。
【００４５】
本願発明の実施形態のＸ線減衰測定は、様々な方法を用いて行うことができる。一つの方法では、ＣＡＴ走査方法に似た方法を用いることができ、Ｘ線源を連続的に全てオンにし、Ｘ線ビームが患者の角度の全ての組合せを通るように様々な円弧を回転させ、その結果、全一組の減衰データが得られる。次いで、Ｘ線源をオフにし、ＳＰＥＣＴ画像を得るために検出器組立体１２の検出器を用いる。この方法では、視野からの透過Ｘ線とガンマ線放出の両方を検出するために検出器組立体１２を用いる。Ｘ線源は、典型的には、患者からのガンマ線放出レベルよりもかなり高いレベルのＸ線を出し、従って実質的に円弧の検出器組立体１２により検出された計数の実質的に全ては、Ｘ線源がオンである間、Ｘ線の計数であると仮定してもよい。従って、検出器組立体１２からの検出器信号は、Ｘ線源がオフである場合にはガンマ線放出によるものであり、Ｘ線源がオンである場合にはＸ線からであると仮定してもよい。当業者に明らかなように、基準ガンマ線放出によるＸ線データについての補正を実行してもよい。
【００４６】
変形例として、Ｘ線及びガンマ線放出が異なる光子エネルギーを有しているので、検出器組立体によって提供される検出器信号は、同時にＸ線及びガンマ線信号に関する情報を含んでもよい。ガンマ線及びＸ線情報の両方を、例えば、パルス強度解析、波形弁別を用いて、或いは他の方法、例えば、検出した光子間のエネルギー弁別を考慮に入れる（複数のシンチレータ物質のような）一つ以上の検出器物質を有する層状検出器を用いて、検出器組立体からの信号から抽出してもよい。
【００４７】
Ｘ線源は、ＳＰＥＣ走査中間欠的に、比較的高いレベルで、０．５〜２０ミリ秒のような、極く短い期間、例えば、１ミリ秒、Ｘ線源がオンであるように、脈動されてもよい。短い“オン”期間は、例えば０．０１〜２００ミリ秒の範囲で、より長くてもよいし或いはより短くてもよい。Ｘ線源を“オン”期間の間の“オフ”期間オフにするのが好ましい。“オフ”期間は、“オン”期間よりも実質的に長いのが好ましい。Ｘ線源をオンにした場合、検出器組立体１２により検出された実質的に全ての“計数”をＸ線計数であると仮定してもよい。それらが合計撮像時間を実質的に長くするか或いはＳＰＥＣ撮像精度を減じることなく時間平均減衰画像を提供するように、撮像全体にわたり広がって、合計撮像時間の非常に小さな部分の間Ｘ線をオンにしてもよい。高エネルギー及び短期間（短いデューティ・サイクル）でのＸ線源の脈動は、より低出力のＸ線源を用いてもよいし、Ｘ線源がより長く続くという利益をもたらす。
【００４８】
図７は、本発明の変形実施形態を示す。この実施形態では、Ｘ線センサ４０Ａ〜４０Ｄを検出器開口間で検出器シールド１４の内側に設けている。例えば、Ｘ線検出器４０Ａを検出器開口１６Ａと１６Ｂとの間に配置する。この実施形態では、Ｘ線源からのＸ線ビームは、Ｘ線検出器４０Ａ〜４０Ｄに当り、検出器開口を通って検出器組立体１２に到しないように割出される。対象物から放出されたガンマ線光子を検出するために検出器組立体を用いる。
【００４９】
他の実施形態では、Ｘ線検出器と視野との間に水平コリメータを設けている。例えば、米国特許出願第１０／９３３，０３６号に記述された様々な実施形態に関して説明されたように、開口円弧と称される検出器シールドを開口円弧と検出器組立体との間のコリメーティング・ベーンの代わりに、或いはそれに加えて、開口円弧と視野との間のコリメータ・ベーンとともに視野から離して配置してもよい。
【００５０】
図７の装置では、異なる感知システムが用いられるので、ＳＰＥＣＴ撮像が行なわれると同時にＸ線を透過してもよい。検出器組立体１２は、ガンマ線放出を検出するために用いられ、検出器シールド１４によりＸ線から遮蔽される。より多くのガンマ線放出を検出器組立体に通すように、例えば、Ｘ線検出器間の角度範囲の大部分を占めるために、検出器開口を拡大してもよい。
【００５１】
更なる変形例として、Ｘ線センサを違うように配置してもよいし、或いは、より多くの角度のＸ線を検出してもよいように、開口円弧の大部分に及ぶようにしてもよい。
【００５２】
図８は、源マスク６２の源開口６４（スロット）を通過し、（人間又はペット、例えば、犬、猫、又は他の動物のような患者でもよいし、或いは器官若しはその他の部分でもよいし、或いはパッケージ、スーツケース、食品、等のような、無生物であってもよい）対象物６６を通過して、Ｘ線検出器組立体に入射するＸ線ビームを出すＸ線源６０を含む装置を示す。Ｘ線検出器組立体は、（半導体検出器のような）Ｘ線検出器７０と、検出器シールド６８（例えば、鉛遮蔽体）と、をむ。源マスク６２は、Ｘ線を源開口６４に通過させることによってコリメータ又は焦点合せ装置として作用する。当業者に知られているように、シールド６２を、Ｘ線の所望のコリメーション又は焦点合せを達成するのに十分、Ｘ線源６０から離れて配置するのが好ましい。この距離は、図８に示す距離より大きくてもよく、図８に示す距離は、一定の比率に拡大している必要はない。
【００５３】
源マスクがもっと容易に移動されるので、源ではなく源マスクを移動させることが、有利である。Ｘ線ビームが対象物の角度走査を行なうときに、ガンマ線検出器７４を含むガンマ線カメラ７２は、検出器シールド６８によってＸ線ビームから遮蔽される。Ｘ線ビームは、ガンマ線カメラの開口を通過してガンマ線検出器物質に到達するのを防止される。
【００５４】
例示の装置では、Ｘ線検出器７０は、Ｘ線ビームの直接入射によって飽和（又は麻痺）されない種類である。例示のＸ線検出器材料は、ＣＺＴ（テルル化亜鉛カドミウム）、テルル化亜鉛、他のカルコゲニド、他の半導体、或いは他の高速Ｘ線検出器材料を含む。Ｘ線検出器は、変形例として、ガス形比例検出器装置からなっていてもよい。Ｘ線ビームを脈動させることができ、パルス周波数をＸ線検出器物質の回復時間と逆に相関させてもよい。Ｘ線検出器に用いられてもよい他の手段は、（一般的に冷却を必要とする、単一光子熱量計を含む）マイクロ熱量計、マイクロチャネルプレート装置、比例計数管、（ＣＭＯＳを含む）半導体検出器、シンチレータ、及び蛍光物質を含む。
【００５５】
図８の構成は、この構成により防止される状況である、Ｘ線ビームへの露出を導くためにＸ線ビームのパルス周波数をガンマ検出器の回復時間から独立させる。従って、（Ｘ線検出器物質に対して）スローなガンマ線検出器物質を高速パルスＸ線ビームで用いることができる。ガンマ線検出器の遮断により、さもなければ、Ｘ線ビームの直接入射によって飽和されるガンマ線検出器物質を使用させる。例えば、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化セシウム、ゲルマン酸ビスマス、或いはプラスチック・シンチレータのような他別のシンチレーション物質をガンマ線検出器物質として用いることができる。図７の構成は、ＳＰＥＣＴ情報を感知するために用いられる物質の飽和なしに高出力高速パルスＸ線源の使用も許容するというのは、Ｘ線がＳＰＥＣＴ情報を感知するために用いられる物質に衝突しないからである。その代わり、Ｘ線は、スロット１６間のレシーバ４０に衝突するのが好ましい。変形例として、ＳＰＥＣＴ情報を得るために非麻痺物質からなるガンマ線検出器が用いられる場合には、Ｘ線遮蔽を必要としなくてもよい。
【００５６】
ガンマ線検出器７４は、スロット６４によるＸ線ビームのコリメーション、及びシールド６８の遮蔽により、Ｘ線ビームを直接受け入れない。例えば、他のスロット、スロット・アレイ、開口、金属毛細管、遮蔽板、指向性Ｘ線源、等を使用して追加のコリメーションを得ることができる。Ｘ線検出器組立体は、Ｘ線検出器７０の前に一つ以上のＸ線コリメータを更に含んでもよい。
【００５７】
例えば、ガンマ線検出器への浮遊散乱Ｘ線の入射を減らすために、所望ならば、ガンマ線カメラの遮蔽を追加して設けることもできる。
【００５８】
図９Ａは、放出検出器８４の前の（検出器シールド８２及びＸ線検出器８０を含む）Ｘ線検出器組立体の図を示す。この例では、放出検出器は、ガンマ線カメラである。図９Ｂは、図９Ａに対して、視野を横切るＸ線ビームの角度掃引に対応する、ガンマ線カメラ８４の一方の側に移動した検出器シールド８２及びＸ線検出器８０を示す。
【００５９】
この例では、Ｘ線ビームは、走査角全体中掃引する。この例では、Ｘ線検出器は、図に示すように、垂直配向を有する、半導体材料のストリップのような、高い光子束に応答する材料からなるのがよい。Ｘ線検出器組立体は、Ｘ線ビームの角度走査に相関する角運動で走査し、その結果、（少なくとも興味がある角度について、又はさもなけえれば、Ｘ線ビームがガンマ線カメラに当る角度について）角度走査中Ｘ線ビームがＸ線検出器に入射したままである。検出器シールドは、リード・シールドであってもよいし、或いは他のＸ線吸収物質からなっていてもよい。
【００６０】
Ｘ線検出器組立体がガンマ線カメラの開口の前を通るとき、開口は、（例えば、２〜３秒の間）瞬間的に遮断される。しかしながら、これは、ガンマ線カメラの操作を著しく害さないし、ガンマ線カメラからの信号を、カメラの中の開口の一時的遮断について数値的に補正することができる。装置は、視野からの光子のほとんどがガンマ線カメラに達し、検出器シールドによって遮断されないように構成することができる。
【００６１】
放出検出器の一例である、ガンマ線カメラは、ガンマ線放出を検出し、検出したガンマ線光子についての空間分布情報を提供する。ガンマ線カメラは、シンチレーション結晶、例えば、タリウムドープヨウ化ナトリウム又はヨウ化セシウムと、シンチレーション結晶と視野との間の検出器コリメータのアレイと、及びシンチレーション結晶のガンマ放射によって生成されたシンチレーション光子を検出するための光電子増倍管のアレイとを含むようにしてもよい。シンチレーション光子は、可視であってもよいし、フォトダイオード及び他の光子応答半導体装置を含む光学検出器によって検出されてもよい。ガンマ線カメラは、検出されたシンチレーション光子の空間分布に相関された検出器信号を出し、これらの検出器信号は、二次元又は三次元画像を形成するために用いてもよい。次いでこの技術分野で知られた方法を用いて、検出器信号から主体のガンマ線画像を得るために電子回路を用いることができる。本発明の実施形態を主体の二次元及び三次元ガンマ線或いはＸ線撮像について用いてもよい。
【００６２】
検出器組立体は、一つ以上の二次元検出器アレイを含むのがよい。検出器アレイは、検出された放射線の波長に従って選択された、放出検出器を含むのがよい。ガンマ線放出検出器について、ＣＺＴ（テルル化カドミウム亜鉛）、テルル化亜鉛、他のカルコゲニドを含む固体検出器を用いるのがよい。検出器は、光電子倍増管のような関連したシンチレーション放出検出器又はフォトダイオードのような他の光検出器を有する、ヨウ化ナトリウムやヨウ化セシウムのようなシンチレーション物質を含んでいてもよい。検出器組立体は、並んで組立てられたシンチレーション物質の複数の片、或いはシンチレーション物質の一つの大きな湾曲結晶を含むのがよい。シンチレーション検出器は、位置感応シンチレーション放出検出器や、適当な検出器にシンチレーション光子を導く光ファイバ・アレイも含むのがよい。
【００６３】
従って、改良型組合せＣＡＴ及びＳＰＥＣＴ装置は、Ｘ線ビームを供給するＸ線源と、対象物の中を通してＸ線ビームの角度走査を行うための機構と、ガンマ線カメラと、及び、Ｘ線ビームの角度走査に相関された角運動を有するＸ線検出器組立体と、高速Ｘ線検出器及びガンマ線カメラへのＸ線ビームの直接入射を防ぐＸ線シールドを含むＸ線検出器とを含む。他の例では、ガンマ線カメラは、省いてもよいし、他の検出器システム、例えば、ＰＥＴ探知カメラ、熱探知カメラ、ビデオ或いは他の撮像システムを用いてもよい。
【００６４】
好適には、組合せＣＴ及びＰＥＴ装置を提供するために本方法を用いてもよい。いずれの組合せでも、ＣＴ／Ｘ線部分は、減衰補正を可能にし、興味がある領域の身体構造の局所化も可能にする。例えば、ＳＰＥＣＴ走査が、関心がある領域を見つける場合には、体器官及び骨格の相対位置を見つけるために同じ領域のＣＴ走査を有することは、有利である。本発明は、この能力を提供する。更なる変形例として、ここに示された設計のいずれかを、ＳＰＥＣＴ或いはＰＥＴ形態がないＣＴ／Ｘ線装置として用いてもよい。ＳＰＥＣＴ或いはＰＥＴ部分を動作することなくＣＴ／Ｘ線モードで設計を用いてもよいし、ＣＴ／Ｘ線機能だけを装置に設けてもよい。即ち、ここに示された設計は、ここに説明する別の形態とは無関係に、新規で多いに有用なＣＴ装置を提供する。
【００６５】
Ｘ線ビームの角度走査を提供する機構は、開口、開口アレイ、Ｘ線反射装置、指向性Ｘ線源或いは他の構造体を含む回転構造体、を含んでもよい。
【００６６】
他の例では、関連したＸ線検出器組立体がガンマ線カメラへの直接入射を防ぎ、対象物を通して二つ以上のＸ線ビームを走査してもよい。
【００６７】
他の例では、Ｘ線ビームは、例えば、円形開口による、適当なコリメーションを有する、ペンシル状のビームであってもよいし、二つの直交平面のような、一つ以上の平面を通して走査されてもよい。更なる例では、Ｘ線源は、（図８に関して）左右に直線的に移動するようにしてもよいし、レシーバ或いは計数器と共に移動してもよい。一例として、源は、各位置を走査するレシーバと共に複数の位置に移動してもよい。説明した実施形態が現行として好ましいが、更なる変形例として、レシーバは、移動する源に対して静止していてもよい。
【００６８】
例示の応用では、撮像される対象物は、心臓のような、患者の器官（臓器）であってもよい。例えば、米国特許出願第１０／９３３，０３６号に記述されているように、患者に、放射性物質を注射し、放射性物質は、心筋が酸素を使用するときに心筋によって吸収される。次いで、ガンマ線放出は、この心臓組織から生じてガンマ線検出器によって検出される。検出されたガンマ線放出は、次いで心筋の画像を復元するのに用いられる。しかしながら、患者の心臓は、様々な密度の様々な種類の組織によって取り囲まれている。この周囲組織は、非均一な方法で放射性放射を吸収或いはそれ以外では減衰して、画像の正確な復元を複雑にする。これは、撮像の深刻な問題である。しかしながら、本発明の実施形態による装置は、患者の同時Ｘ線減衰及びガンマ線撮像を実行させて、組織のような、周囲材料の密度の変動についてガンマ線画像を補正させる。
【００６９】
本発明の実施形態による装置により、Ｘ線減衰画像のような、Ｘ線画像がガンマ線撮像と同時に得られる。Ｘ線源の脈動により、Ｘ線画像が、ガンマ線画像を得るのに必要であったタイム・スケールと同様なタイム・スケールにわたり得られる。
【００７０】
他の例では、例えば、共通のタイム・スケールにわたり器官（臓器）機能のＸ線及びガンマ線画像データ誘導映像を提供するために、Ｘ線画像をダイナミックＳＰＥＣＴイメージングと組合せることができる。
【００７１】
他の例では、各々の処理の同じ段階、例えば、心拍の特定の段階の同時画像を得るためにゲートＳＰＥＣＴ撮像をパルスＸ線画像データと組合せることができる。Ｘ線源は、興味がない時間に長いオフ期間を有してもよい。
【００７２】
上述した例は、例えば、ＣＴ撮像或いは他の走査のための、Ｘ線検出器と、例えば、ＳＰＥＣＴ医学画像のための、ガンマ線カメラとの組合せを示す。しかしながら、本発明の例は、単独型ＣＴスキャナも含む。ここに開示された装置のＳＰＥＣＴ撮像、或いは他のガンマ線撮像機能は、任意である。応用は、心臓、脳、腎臓、或いはその他の身体器官或いはその機能の撮像を含む。
【００７３】
本発明の別の例を異なる種類の放射線で用いてもよい。例えば、任意の関連した放射線シールドがレーザ放射線検出器及びレーザ・ビームとともに移動し、対象物を通してレーザ放射線を走査することによりレーザ減衰測定を行なうことができる。対象物から放出される放射線、例えば、熱放射、レーザ励起蛍光、ＩＲ、マイクロ波、テラヘルツ（ＴＨｚ）、或いは他の放射線を用いて画像データを得るために放出検出器、或いは他の検出器を同時に用いてもよい。本発明に従う装置は、レーザ減衰及び放射線撮像を同時に実行させる。本発明の他の例では、Ｘ線撮像をＰＥＴ（ポジトロン断層撮影）撮像と組合せてもよい。
【００７４】
医学画像の更なる詳細
本発明の実施形態に用いられてもよい、医学画像装置の更なる形態は、米国特許出願第１０／９３３，０３６号及び第１０／８７２，２５３号（その両方とも“単一光子放出コンピュータ断層撮影システム”と題する）；第１０／９９３，０１２号（“結晶についてのエッジ効果処理”）；第１０／３５８，９６１号；及び米国特許第６,５２５,３２１号及び第６,５２５,３２０号（その両方とも“単一光子放出コンピュータ断層撮影システム”と題する）を含む、係属中の特許出願に記述されており、それらの全ての内容は全体がここに援用される。
【００７５】
視野は、心臓撮像を行うように、人間の患者の胴を収容するように構成されるのがよい。胴は、撮像のために水平であってもよいし或いは垂直であってもよい。一実施形態では、検出器組立体及び検出器シールドを患者の回りに同軸に配置する。米国特許出願第１０／９３３，０３６号に記述された、心臓撮像のための一実施形態は、各々、個々の素子或いは画素のアレイからなる、約６４個の放出検出器モジュールを含む。この実施形態では、検出器シールドは、約３０ｃｍの半径を有する検出器開口円弧を提供し、検出器組立体は、４０ｃｍの内側半径を有する円弧を形成する。この例では、約５０ｃｍの直径を有する患者視野領域は、視野内にちょうど収まる。視野は、源マスク及び検出器シールド、或いは他の撮像構成要素で囲まれた領域によって画成されるのがよい。検出器開口円弧及び検出器組立体は、視野の中心を通る長手方向軸上に共通円弧中心を有する正確な幾何学円弧で構成されるのがよい。変形例として、いずれか或いは両方は、楕円形であってもよいし、非共通円弧中心を有する弓形であってもよい。例えば、円弧中心を、円弧半径を大きくするように長手方向軸から離れて配置してもよい。源、源開口、検出器開口、或いは検出器構造を弓形でないようにすることもできる。例えば、一つ以上の直線部分として、或いは部分的に弓形であり部分的に弓形でないように構成してもよい。
【００７６】
本発明の例に従う装置は、例えば、撮像前に心臓に負荷をかけるために、患者の物理的活動のためにエルゴメータを更に含むようにしてもよい。装置は、心電図、細動除去器（除細動器）、或いは放射性標識調合薬又は他の化合物用の静脈内注入ポンプを更に含むようにしてもよい。
【００７７】
更なる実施形態では、光子放出放射性同位元素の三次元分布を表す種類の多数の断層画像を生じさせるための単一光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）装置は：患者の一部が長手方向軸を定める視野内に配置されるように患者を支持するための患者支持体を含むベースと；視野に隣接し、視野への入口開口を画成するように離間された、第１の終端と第２の終端との間で視野の回りに少なくとも部分的に延びていて、光子が検出器組立体に当るかどうかを検出するように動作可能である検出器組立体と；ベーンの各々検出器組立体と視野との間に配置されている、光子減衰材料の少なくとも二つの離間したコリメーティング・ベーンを含む、コリメーティング・組立体と；視野と検出器組立体との間に配置された、光子遮断部材を含むほぼ弧状検出器シールドと、を有し、光子遮断部材は、開口スロットと整合した光子の通過のための前記部材に沿う間隔で画成された複数の検出器開口（例えばスロット）を有し、検出器組立体のための応答線が検出器組立体から検出器開口を通って定められ更に、；検出器組立体に対して開口スロットが変位され、応答線が視野の少なくとも一部にわたり掃引されるように検出器組立体に対して光子遮断部材を移動させるように動作可能な変位アクチュエータ、を含む。装置は、視野に隣接して配置された複数のＸ線源を更に含む。例えば、Ｘ線源が作動していない場合にガンマ線放出射画像を形成する、Ｘ線撮像及びガンマ線放出撮像の両方に検出器組立体を用いてもよい。変形例として、検出器組立体は、Ｘ線源からのＸ線から遮蔽され、Ｘ線は、検出器視野と一致しない経路方向を有し、別のＸ線検出器が設けられていてもよい。Ｘ線検出器、及び任意の関連したＸ線シールドは、Ｘ線が検出器組立体に達することを阻止するように動作してもよい。検出器組立体は、ガンマ線カメラ或いは他の放出検出器を含むのがよい。
【００７８】
源或いは検出器開口は、例えば、調整可能な幅を有するスロットを含む、調整可能な寸法を有するのがよい。これは、撮像の感度及び解像度の調整を可能にする。
【００７９】
例は、検出器及び源開口の湾曲構成を示しているとしても、検出器を義務的に湾曲させるような設計が存在するわけではない。同じ原理を平坦な検出器で用いることができる。係る例では、Ｘ線源は、平坦なラインに配列され、源開口は、平坦なシートに（即ち、直線或いは疑似直線配列に）配置される。図１０は、この例ではシンチレータ１０２と光検出器１００、検出器シールド１０４の検出器開口１０６、Ｘ線源１１２、源マスク１０８の源開口１１０を含む、検出器組立体１１４を含む装置を示す。Ｘ線ビームは、検出器開口及び源開口でコリメートされ、検出器組立体に当る。Ｘ線ビームは、細いもの、例えば、幅が約５ｍｍ以下、例えば、約１ｍｍから約１．５ｍｍの範囲の幅であってもよく、実質的に発散しないものであってもよい。源開口、検出器開口、及び（任意で）Ｘ線源の移行は、検出器がＸ線ビームを検出することが続けて可能であるように調整することができる。一つ以上のＸ線源を用いてもよく、Ｘ線源を脈動してもよい。ビームが脈動ではない場合には、開口の移行中にＸ線ビームの連続検出が可能である。矢印（Ｄ）は、別の動きが可能であるが、源及び検出器開口の動きの可能な例示方向を示す。アクチュエータのような、移行機構、及び別の特徴は、ここに援用される、Ｊｕｎｉへの米国特許第６，５２５，３２０号に記述されている。
【００８０】
ここに記述した様々な例は、Ｘ線として透過放射線及びガンマ線として放出を説明した。しかしながら、本発明の他の例では、透過放射線或いは放出は、他の種類であってもよい。
この明細書で述べた特許、特許出願、或いは刊行物は、あたかも個々の文献が援用されるべく特にそして個々に指示されたかのごとくと同じ程度までにここに援用される。特に、２００４年９月３日に出願された米国仮特許出願第６０／６０７，３１９号、２００５年２月１１日に出願された米国仮特許出願第６０／６５２,４２４号、及び米国特許出願第１０／９３３,０３６号は、その全体がここに援用される。
【００８１】
本発明は、上述した説明例に限定されるものではない。これらの例は、本発明の適用範囲の制限を意図するものではない。ここに説明した方法、装置、複合物、等は、例示であり本発明の適用範囲の制限を意図するものではない。その中の変形及び別の使用は、当業者が思い付くであろう。本発明の適用範囲は、特許請求の適用範囲によって定められる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】円弧に配列された複数のＸ線源を有している装置の概略図である。
【図２】図１に示した装置の視野を通してＸ線の経路方向を示す図である。
【図３】Ｘ線源と源開口の相対位置が変更されるときの変更経路方向を示す図である。
【図４】Ｘ線源と源開口の相対位置が変更されるときの変更経路方向を示す図である。
【図５】Ｘ線源と源開口の相対位置が変更されるときの変更経路方向を示す図である。
【図６】Ｘ線源と源開口の相対位置が変更されるときの変更経路方向を示す図である。
【図７】検出器組立体を有しかつ該検出器組立体の前方にＸ線検出器を更に有している装置を示す図である。
【図８】走査Ｘ線ビームと検出器にＸ線ビームが入射することを防ぐためのシールドとを有している装置を示す図である。
【図９Ａ】Ｘ線シールドと検出器の検出面を移動するその上に取り付けられたＸ線検出器とを示す図である。
【図９Ｂ】Ｘ線シールドと検出器の検出面を移動するその上に取り付けられたＸ線検出器とを示す図である。
【図１０】検出器の平面構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
８０  Ｘ線検出器
８２  検出器シールド
８４  放出検出器
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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