(57)【要約】  マルチモダリティ画像システムは、選択可能な光電効果および／またはコンプトン効果検出を可能にする。カメラまたは検出器は、捕獲検出器（１３）を有するモジュール（１１）である。使用または設計に応じて、散乱検出器（１２）および／またはコード化された物理的開口部（１１０）を、患者空間に対して捕獲検出器（１３）の前に配置する。低エネルギーの場合、散乱検出器（１２）を通過する発光は、光電効果を使用して捕獲検出器（１３）によって検出されるコード化された開口部（１１０）を通過し続ける。あるいは、散乱検出器（１２）は設けられていない。より高いエネルギーに対しては、いくつかの発光は散乱検出器（１２）で散乱し、散乱からの発光は、コンプトン効果を用いた検出のために捕獲検出器（１３）で検出されるコード化された開口部（１１０）を通過するか、または通過する。あるいは、コード化された開口部（１１０）は提供されない。同じモジュール（１１）を使用して、散乱検出器（１２）及びコード化された開口部（１１０）の両方に捕獲検出器（１３）が設けられている光電効果及びコンプトン効果の両方を使用して検出することができる。複数のモジュール（１１）を一緒に配置して、より大きなカメラを形成するか、モジュール（１１）を単独で使用することができる。モジュール（１１）を使用することにより、任意の数のモジュール（１１）を使用して、マルチモダリティ画像システムと適合させることができる。マルチモダリティ画像システムのために、一つ以上のそのようなモジュール（１１）を別の画像システム（例えば、ＣＴまたはＭＲ）に追加することができる。
2021535362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチモダリティ医療用画像システムであって、
第１の捕獲検出器（１３）と、
捕獲検出器（１３）から離間された第１の散乱検出器（１２）のための位置と、患者空間と前記第１の捕獲検出器（１３）との間の第１の物理的開口部（１１０）のための位置とを有する第１のモジュール（１１）と、
前記第１の散乱検出器（１２）が前記第１のモジュール（１１）に含まれるコンプトン事象の入射角を決定し、前記第１の物理的開口部（１１０）が前記第１のモジュール（１１）に含まれる光電事象を計数するように構成された画像プロセッサ（１９）と、
を備えるマルチモダリティ医療用画像システム。
【請求項２】
前記第１の物理的開口部（１１０）が前記第１の物理的開口部（１１０）の位置にあり、前記第１の物理的開口部（１１０）が鉛またはタングステンのコード化された開口部を含む、請求項１に記載のマルチモダリティ医療用画像システム。
【請求項３】
前記コード化された開口部が、軸について回転可能な時間コード化された開口部を含み、かつ／または第１の捕獲検出器（１３）上の異なる位置を有する陰影を投陰影するために軸に垂直な平面内で並進可能である、請求項２に記載のマルチモダリティ医療用画像システム。
【請求項４】
前記第１の物理的開口部（１１０）は、前記第１の物理的開口部（１１０）の位置にあり、前記第１の捕獲検出器（１３）および前記第１の物理的開口部（１１０）は平行であり、前記第１の物理的開口部（１１０）が、前記第１の捕獲検出器（１３）の外側領域ではなく、前記第１の捕獲検出器（１３）の中心領域に陰影を有し、
前記画像プロセッサ（１９）が、前記中心領域からの光電事象をカウントし、主に前記外側領域からの光子相互作用事象を伴う前記コンプトン事象の入射角を決定するように構成される、請求項１に記載のマルチモダリティ医療用画像システム。
【請求項５】
第２の散乱検出器（１２）および第２の物理的開口部（１１０）の位置を有する第２の捕獲検出器（１３）を有する第２のモジュール（１１）をさらに含んでおり、
前記第１および第２のモジュール（１１）が、患者空間から放射状に直交する断面において３、５、または６つである、請求項１に記載のマルチモダリティ医療用画像システム。
【請求項６】
前記第１及び第２のモジュール（１１）が円柱対称であり、前記第１及び第２のモジュール（１１）の各々の最も狭い端が医療用画像システムの患者空間に最も近く、前記第１及び第２のモジュール（１１）の各々の最も広い端が患者空間から最も離れている、請求項５に記載のマルチモダリティ医療用画像システム。
【請求項７】
前記第１モジュール（１１）が、第１捕獲検出器（１３）に直交する回路基板、第１捕獲検出器（１３）との特定用途向け集積回路、特定用途向け集積回路を回路基板に接続するフレキシブル回路、および前記第１捕獲層と前記第１散乱層との間の１つ以上の追加捕獲層および／または散乱層の位置をさらに含む、請求項１に記載のマルチモダリティ医療用画像システム。
【請求項８】
前記第１モジュール（１１）が、医療用画像システムの患者空間の周りのリング（１２０）または部分リングの一部である、請求項１に記載のマルチモダリティ医療用画像システム。
【請求項９】
リング（１３０）または部分リングについての追加のモジュール（１１）および追加のモジュール（１３４）の２つでリングまたは部分リングと交差する別のリング（１３２）または部分リングをさらに含む、請求項８に記載のマルチモダリティ医療用画像システム。
【請求項１０】
リング（１３０）または部分リングと別のリング（１３２）または部分リングとが９０度離れている、請求項９に記載のマルチモダリティ医療用画像システム。
【請求項１１】
請求項８に記載のマルチモダリティ医療用画像システムであって、
前記第１のモジュール（１１）を有するリングまたは部分リングに軸方向に隣接するモジュール（１１）の追加のリングまたは部分リング、追加のリングまたは部分リングおよびジオデシックドームのリングまたは部分リング形成部（１４０）をさらに含む、マルチモダリティ医療用画像システム。
【請求項１２】
前記第１の散乱検出器（１２）は、前記モジュール（１１）内の前記第１の散乱検出器（１２）の位置にあり、前記第１の物理的開口部（１１０）は、前記モジュール（１１）内の前記第１の物理的開口部（１１０）の位置にあって、
前記画像プロセッサ（１９）が、前記カウントから単一光子放出コンピュータ断層撮影像および前記コンプトン事象からのコンプトン画像を生成するように構成され、
前記単一光子放出コンピュータ断層撮影像および前記コンプトン画像を表示するように構成されたディスプレイを
さらに備える、請求項１に記載のマルチモダリティ医療用画像システム。
【請求項１３】
前記第１の散乱検出器（１２）は、相対的により高いエネルギーが検出されるべき前記第１の散乱検出器（１２）の位置で前記第１のモジュール（１１）に含まれるものであって、
前記第１の物理的開口部（１１０）が、相対的により低いエネルギーが検出されるべき前記第１の物理的開口部（１１０）の位置で前記第１のモジュール（１１）に含まれる、請求項１に記載のマルチモダリティ医療用画像システム。
【請求項１４】
コード化された開口部および散乱検出器（１２）を形成するプレート（１１０）のいずれかまたは両方と共に使用されるように配置された第１の検出器（１３）を各々有する固体検出器モジュール（１１）を含む、医療用画像システムであって、
前記固体検出器モジュール（１１）が、ジオデシックドームの一部を形成するように、固体検出器モジュール（１１）が互いに積み重なっているように、
長手方向の患者軸に対して正常な断面において３、５、または６つの側面を有する、医療用画像システム。
【請求項１５】
前記固体検出器モジュール（１１）の各々は、前記散乱検出器（１２）および前記プレート（１１０）をさらに含み、
前記プレート（１１０）が、前記散乱検出器（１２）と前記第１検出器（１３）との間にあり、前記プレート（１１０）および前記第１検出器（１３）を用いて光電効果で発光を検出し、
前記散乱検出器（１２）および前記第１検出器（１３）を用いてコンプトン効果で発光を検出する、
ように構成された画像プロセッサ（１９）をさらに含む、請求項１４に記載の医療用画像システム。
【請求項１６】
固体検出器モジュール（１１）の各々が、プレート（１１０）を含み、
前記プレートが、各々の固体検出器モジュール（１１）内の前記第１の検出器（１３）に対して回転可能かつ／または並進可能である、請求項１４に記載の医療用画像システム。
【請求項１７】
ジオデシックドームの部分を形成するためのスタックが、前記固体検出器モジュール（１１）の２つを共有する２つの別々のリング（１３０、１３２）を含む、請求項１４に記載の医療用画像システム。
【請求項１８】
コンプトンカメラおよび／または単一光子放射型コンピュータ断層撮影カメラを形成するための方法であって、
ハウジング（２１）に捕獲検出器（１３）を収容すること、
前記捕獲検出器（１３）が、コード化された開口部（１１０）を有する比較的低い発光エネルギーに使用可能であり、散乱検出器（１２）を有する比較的高い発光エネルギーに使用可能であるように配置されており、前記ハウジング（２１）がジオデシックドームの一部として成形されており、並びに
前記コード化された開口部（１１０）および前記散乱検出器（１２）の選択された片方または両方を有する患者ベッド（６０）に対してハウジング（２１）を装着すること、
を含む方法。
【請求項１９】
装着することが、
ハウジング（２１）における散乱検出器（１２）を使用するコンプトンカメラと、
ハウジング（２１）におけるコード化された開口部（１１０）を使用する単一光子放射型コンピュータ断層撮影撮像システムと、
を含むマルチモダリティシステムの一部として、
ハウジング（２１）と共にリング（１２０）もしくは部分リングを形成すること、およびハウジング（２１）の追加のリングを形成すること、
を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記散乱検出器（１２）及び前記捕獲検出器（１３）でコンプトン事象として第１の発光を検出し、
前記捕獲検出器（１３）で前記コード化された開口部（１１０）を通過する光電事象として第２の発光を検出すること、
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、単一光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）画像などの核画像に関する。
【背景技術】
【０００２】
緩慢に回転する大きい視野のＳＰＥＣＴシステムは、物理的コリメータの存在に依存している。位置敏感型検出器と組み合わせた平行穴コリメータが画像を形成する。患者の放射性同位元素からの放出を検出するための光電効果に頼って、これらのコリメートＳＰＥＣＴシステムは、Ｔｃ９９ｍのような低エネルギー光子放出同位元素に限定される。画質と効率は、ＳＰＥＣＴ医療用途のための任意の画像形成システムの重要なパラメータである。新しいＳＰＥＣＴ画像形成システムでは、感度と画質の向上が望ましい特徴であるとともに、より高い光子エネルギーを撮像できる可能性が加わっている。
【０００３】
コンプトン効果により、より高いエネルギーの画像が可能になる。コンプトン画像システムは、散乱リングを組み立て、次いで大きなフレームワークに取り付けられた捕獲リングを組み立てるなど、テストプラットフォームとして構築される。エレクトロニクスは、ファントムの放射からコンプトンベースの事象を検出するために接続されている。コンプトン画像システムは、いかなる商業的臨床設定においても、実用的使用のための設計および制約要件に対処することに失敗している。現状の提案では、臨床で画像プラットフォームに統合する能力が欠けているか、または商業的ニーズに対処するための設計および制約要件（すなわち、柔軟性および拡張性）が欠けている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
序論として、以下に記載される好ましい実施形態は、医療用画像化のための方法およびシステムを含む。マルチモダリティ画像システムは、選択可能な光電効果および／またはコンプトン効果検出を可能にする。カメラまたは検出器は、捕獲検出器を備えたモジュールである。使用または設計に応じて、散乱検出器および／またはコード化された物理的開口部が、患者空間に対して捕獲検出器の前に配置される。低エネルギーの場合には、散乱検出器を通過する発光は、光電効果を使用して捕獲検出器によって検出されるコード化された開口部を通過し続ける。あるいは、散乱検出器は提供されない。より高いエネルギーに対しては、いくつかの発光は散乱検出器で散乱し、散乱からの発光は、コンプトン効果を用いた検出のために捕獲検出器で検出されるコード化された開口部を通過するか、または通過する。あるいは、コード化された開口部は提供されない。同じモジュールを使用して、散乱検出器とコード化された開口部の両方が捕獲検出器と共に設けられている場合には、光電効果とコンプトン効果の両方を使用して検出することができる。より大きなカメラを形成するために複数のモジュールを一緒に配置してもよいし、モジュールを単独で使用してもよい。モジュールを使用することによって、任意の数のモジュールを使用して、マルチモダリティ画像システムと適合させることができる。マルチモダリティ画像システムのために、一つ以上のそのようなモジュールが、他の画像システム（例えば、ＣＴまたはＭＲ）に追加されることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の態様では、マルチモダリティ医療画像システムは、第１の捕獲検出器と、捕獲検出器から離間された第１の散乱検出器の位置と、患者空間と第１の捕獲検出器との間の第１の物理的開口部の位置とを有する第１のモジュールを含む。画像プロセッサは、第１の散乱検出器が第１のモジュールの中に含まれるコンプトン事象の入射角を決定し、第１の物理的開口部が第１のモジュールの中に含まれる光電事象を数えるように構成されている。
【０００６】
第２の態様では、医療用画像システムは、コード化された開口部及び散乱検出器を形成するプレートのいずれか又は両方と共に使用されるように構成された第１の検出器を有する固体検出器モジュールを各々含む。固体検出器モジュールは、ジオデシックドームの一部を形成するように、固体検出器モジュールが互いに積み重なるように、長手方向の患者軸に対して正常な断面において３、５、または６つの側面有する固体検出器モジュールを含む。
【０００７】
第３の態様では、コンプトンカメラおよび／または単一光子放射型コンピュータ断層撮影カメラを形成するための方法が提供される。捕獲検出器は、ハウジング内に収容される。捕獲検出器は、コード化された開口部を有する比較的低い発光エネルギーに対して使用可能であり、かつ散乱検出器を有する比較的高い発光エネルギーに対して使用可能であるように構成される。ハウジングはジオデシックドームの一部として成形される。ハウジングは、コード化された開口部および散乱検出器のうちで選択された１つまたは両方を有する患者ベッドに対して取り付けられる。
【０００８】
本発明は、次の特許請求の範囲によって定義され、この欄の何れも、それらの特許請求の範囲を限定するものとして見なされるべきではない。本発明のそれ以上の観点及び利点については、好ましい実施形態と関連して以下において説明し、これらを独立して又は組合せてクレーム請求する場合がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
構成要素及び図面は、必ずしも縮尺通りにはなっておらず、それどころか、本発明の原理を説明する際に誇張がなされている。さらに、図面に関し、同一の参照符号は、互いに異なる図全体にわたり対応の部分を示している。
【００１０】
【図１】一実施形態によるコンプトンカメラの複数モジュールの透視図である；
【図２】散乱検出器の一例を示す。
【図３】捕獲検出器の一例を示す。
【図４Ａ】コンプトンカメラの一実施形態の側面図である。
【図４Ｂ】図４Ａのコンプトンカメラの端面図である。
【図４Ｃ】図４Ｂのコンプトンカメラの一部の詳細図である。
【図５】医療用画像システムにおけるコンプトンカメラの一実施形態の透視図である。
【図６】医療用画像システムにおけるフルリングコンプトンカメラの一実施形態の透視図である。
【図７】医療用画像システムにおける部分リングコンプトンカメラの一実施形態の透視図である。
【図８】医療用画像システムにおける軸方向延長部に部分リングを備えたフルリングコンプトンカメラの一実施形態の透視図である。
【図９】医療用画像システムにおける単一モジュールベースのコンプトンカメラの一実施形態の透視図である。
【図１０】コンプトンカメラを形成する方法の一実施形態のフローチャート図である。
【図１１】光電効果とコンプトン効果の両方を使用して撮像するための介在するコード化された開口部を有する散乱検出器及び捕獲検出器を示す図である。
【図１２】ジオデシックドーム状構造のために成形されたモジュールからのフルリングマルチモダリティカメラの一実施形態の透視図である。
【図１３】ジオデシックドーム状構造のために形成されたモジュールからのデュアルリングマルチモダリティカメラの一実施形態の透視図である。
【図１４】ジオデシックドーム状構造のために成形されたモジュールからマルチモダリティカメラにおいて軸方向に積み重ねられた複数のフルリングの一実施形態の透視図である。
【図１５】ジオデシックドーム状構造のために形成された３つのモジュールから形成されたマルチモダリティカメラの１つの実施形態の透視図である。
【図１６】ジオデシックドーム状構造のために形成された３つのモジュールから形成された光電効果カメラの１つの実施形態の透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１〜９は、マルチモダリティ適合性コンプトンカメラを示している。様々な他の画像モダリティと共に使用するために、コンプトンカメラを形成するために、モジュラ設計が使用される。図１１〜１６は、コンプトン画像用の散乱検出器またはＳＰＥＣＴ画像用のコード化された開口部のいずれかと共に使用することができる捕獲検出器を備えたモジュール式設計を示している。モジュールは、散乱検出器及びコード化された開口部のいずれか又は両方の位置を提供する。選択可能なＳＰＥＣＴ−コンプトンの実施形態を要約した後に、図１〜９のコンプトンカメラが記載されている。図１〜９のコンプトンカメラの特徴および構成要素の多くは、図１１〜１６に記載されたＳＰＥＣＴ−コンプトンの実施形態において使用される。
【００１２】
選択可能なＳＰＥＣＴ−コンプトンの実施形態のために、医療用画像のために、臨床マルチモダリティ適合性およびモジュールカメラが提供される。より低いエネルギー放出のためには、コード化された開口部がＳＰＥＣＴ操作のための各モジュールに含まれることがある。より高いエネルギー放出のために、散乱検出器がコンプトン動作のために各モジュールに含まれてもよい。モジュール設計は、選択可能なＳＰＥＣＴ−コンプトンカメラを既存のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、または陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）プラットフォームに、軸方向に分離されたシステムとして、または完全に統合されたシステムとして、加えることができる十分な柔軟性を可能にする。モジュラリティは効率的な製造と有用性を可能にする。新しいＳＰＥＣＴ画像形成システムでは、感度と画質の向上が望ましい特徴であるとともに、より高い光子エネルギーを撮像できる可能性が加わっている。ハイブリッド画像は、散乱検出器とコード化された開口部の両方が同じモジュールのそれぞれの位置に設けられている、〜１４０．５ｋｅＶの低エネルギーに対して、より高いエネルギーに対してはコンプトン効果を、また物理的コリメーションに対しては光電効果を用いる。
【００１３】
図１〜９を参照すると、医療用画像システムは、セグメント化された検出モジュールを有するマルチモダリティ適合性コンプトンカメラを含む。コンプトンカメラリングなどのコンプトンカメラは、検出ユニットを収容するモジュールにセグメント化されている。各モジュールは独立しており、リング状または部分リング状に組み立てると、モジュールは互いに連絡し合うことがある。モジュールは独立しているが、コンプトン散乱ベースの画像を生成するマルチモジュールユニットに組み立てることができる。円筒対称モジュール又は球面シェルセグメントモジュールを使用することができる。
【００１４】
散乱−捕獲が対のモジュラ構成は、効率的な製造を可能にし、現場でサービス可能であり、コスト及びエネルギー効率が良い。モジュールは、各半径方向検出ユニット、１モジュールの角スパン、および／または軸スパンについて、設計自由度を変更することを可能にする。散乱捕獲対モジュールは、マルチモダリティ適合性があり、そして／または臨床放出画像のためのモジュールリングコンプトンカメラを形成する。このデザインは柔軟性を可能にするため、既存のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）または他の医療用画像プラットフォームに、軸方向に分離したシステムとして、または完全に統合されたシステムとして、コンプトンカメラを追加することができる。各モジュールは、放熱、データ収集、較正、および／または、サービスと同様に効率的な組立を可能にすることができる。
【００１５】
各散乱捕獲対モジュールは、商業的に好適な固体検出器モジュール（例えば、Ｓｉ、ＣＺＴ、ＣｄＴｅ、ＨＰＧｅまたは同様のもの）から形成され、１００〜３０００ｋｅＶのエネルギー範囲を可能にする。コンプトン画像は、より広範囲の同位体エネルギー（＞２ＭｅＶ）を備えることができ、散乱・捕獲検出器の選択を通じて新しいトレーサ／マーカを可能にする。モジュール化により、個々のモジュールの削除または交換が可能となり、時間と費用効率の高いサービスが可能となる。モジュールは、独立して動作され、絶縁されてもよく、またはクロストークのためにリンクされてもよく、１つのモジュールの散乱検出器および別のモジュールの捕獲検出器を使用してコンプトン事象を検出する際の画質の向上およびより高い効率を可能にする。
【００１６】
モジュール性は、個々の要件に最適化された柔軟な設計幾何学を可能にする。例えば、ＣＴシステムとの統合のための部分リング（例えば、Ｘ線源と検出器との間で接続される）、単一光子放射型コンピュータ断層撮影ガンマカメラ又は他の空間限定画像システムとの統合のために使用される少数のモジュール（例えば、タイリング）、又はフルリングを使用する。コンプトンで検出された事象に基づく機能的画像診断は、他の画像診断システム（例えば、ＣＴ、ＭＲ、またはＰＥＴ）に追加されることがある。コンプトンカメラの軸方向のカバレッジをより大きくするために、複数のフルリングまたは部分リングを互いに隣接して配置することができる。専用または独立型コンプトンベースの画像システムが形成されてもよい。１つの実施形態では、モジュールは、低エネルギー用コリメータ（例えば、＜３００ｋｅＶ）を含み、マルチチャネルおよび多重画像化（例えば、コンプトン事象用の散乱・捕獲検出器を使用した高エネルギーおよびＳＰＥＣＴまたはＰＥＴ画像用の検出器の一つを使用した低エネルギー）を提供する。モジュールは、静止していてもまたは高速回転（０．１ｒｐｍ<<ω<<２４０ｒｐｍ）であってもよい。次元、設置、サービス、および／またはコストの制約は、対となった散乱・捕獲モジュールによって対処される。
【００１７】
図１は、コンプトンカメラのためのモジュール１１の一実施形態を示す。４つのモジュール１１が示されているが、追加のモジュールまたはそれ以下のモジュールを使用してもよい。コンプトンカメラは、コンプトンカメラの望ましいデザインに応じて、１つ以上のモジュールから形成される。
【００１８】
コンプトンカメラは医療用画像用である。モジュールに対する患者のための空間が、モジュールが患者から放出される光子を検出するために配置されるように提供される。患者内の放射性医薬品には放射性同位元素が含まれる。放射性同位元素からの崩壊により患者から光子が放出される。放射性同位元素からのエネルギーは、検出器の材料と構造に応じて、１００〜３０００ｋｅＶでもよい。様々な放射性同位元素のいずれも、患者を画像化するために使用することができる。
【００１９】
モジュール１１の各々は、同一または多数の同一構成要素を含む。散乱検出器１２、捕獲検出器１３、回路基板１４、およびバッフル１５が、同じハウジング２１内に設けられている。追加の、異なる、またはより少ない構成要素が提供されてもよい。例えば、散乱検出器１２および捕獲検出器１３は、他の構成要素を伴わないハウジング２１内に設けられている。別の例として、ファイバ光学データライン１６は、モジュール１１の全てまたはサブセットに提供される。
【００２０】
モジュール１１は、一緒に積み重ねられるように形作られている。モジュール１１は、一致するくぼみと伸展、ラッチ、舌状溝、またはクリップを有するなど、互いに接合する。他の実施形態において、平らまたは他の表面は、互いにまたは分割器に対して静止するために提供される。モジュール１１を任意の隣接するモジュール１１に取り付けるためのラッチ、クリップ、ボルト、舌状溝または他の取り付け機構が設けられる。他の実施形態では、モジュール１１は、任意の隣接モジュール１１への直接接続の有無にかかわらず、ガントリまたは他のフレームワークに取り付ける。
【００２１】
他のモジュール１１またはガントリへの接続または複数の接続は、解放可能であり得る。モジュール１１は接続されており、外れることがある。接続は解除可能であってもよく、これにより、すべてのモジュール１１を取り外すことなく、１つのモジュール１１またはモジュール１１の群を取り外すことができる。
【００２２】
複数のモジュール１１からコンプトンカメラを形成するために、モジュール１１のハウジング２１および／または外形はくさび形である。モジュール１１は、軸の周りに積み重ねられて、くさび形状によるリングまたは部分リングを形成することができる。軸に近い部分は、軸からさらに離れた部分の幅サイズよりも、軸に垂直な寸法に沿って狭い幅サイズを有する。図１のモジュール１１において、ハウジング２１は、軸から最も離れた部分を有する。他の実施形態では、最も広い部分は軸により近いが、軸に最も近い最も狭い部分から離れて配置されている。ウェッジ形状では、散乱検出器１２は、捕獲検出器１３よりもウェッジ形状の狭い部分に近い。軸に垂直な平面に沿った断面におけるこのくさび形状は、軸の周りのリングの少なくとも一部を形成するように隣接する、および／または接続された当接位置におけるモジュール１１の積み重ねを可能にする。
【００２３】
くさびのテーパは、Ｎ個のモジュール１１を提供して、軸の周りにフルリングを形成する。Ｎ＝１０−３０モジュールなど、任意の数Ｎを使用してもよい。数Ｎは、異なる数Ｎに対して異なるハウジング２１を使用するような構成可能であってもよく、所与のコンプトンカメラに使用されるモジュール１１の数は、コンプトンカメラの設計（例えば、部分リング）に応じて変化し得る。くさび形状は、軸に平行な断面においてくさび形状を有するなど、他の寸法に沿って設けられてもよい。
【００２４】
積み重なったモジュール１１は、医療用画像システムのガントリと接続されているように、円筒状に対称である。くさび状の断面の最も狭い端は医療画像システムの患者空間に最も近く、くさび状の断面の最も広い端は患者空間から最も遠いことがある。別の実施形態では、一緒に積み重なってリング状または一般的に湾曲した形状の積み重ねを可能にするくさび状以外の他の形状が提供されてもよい。
【００２５】
ハウジング２１は、金属、プラスチック、ファイバーガラス、炭素（例えば、炭素繊維）、および／またはその他の材料である。１つの実施形態において、ハウジング２１の異なる部分は異なる材料である。例えば、回路基板１４の周囲のハウジングには錫が使用される。アルミニウムは、散乱検出器１２および／または捕獲検出器１３を保持するために使用される。別の例では、ハウジング１２は、アルミニウムなどの同じ物質である。
【００２６】
ハウジング２１は、ウェッジ形状を有する端板、回路基板１４を収容する地面のシート、散乱検出器１２および捕獲検出器１３を保持する壁用の複数の構造などの異なる構造から形成されてよく、ここで、コンプトン事象から所望のエネルギーの光子が通過する可能性のある物質（例えば、アルミニウムまたは炭素繊維）から複数の構造が形成される。代替の実施形態では、モジュール１１の散乱検出器１２から別のモジュール１１の捕獲検出器１３に通過する光子の干渉を回避して、散乱検出器１２および／または捕獲検出器１３が配置される領域について、端板間のモジュール１１に壁が設けられていない。検出器１２、１３を保持するためおよび／または保持することによってハウジング２１は、アルミニウムまたは炭素繊維などの低減衰材料でできている。
【００２７】
ハウジング２１は、モジュールをシールするか、又は開口部を含むことができる。例えば、空気の流れのための開口部は、回路基板１４におけるくさび形状の最も広い部分の頂部などに設けられる。ハウジング２１は、穴、溝、舌状部、ラッチ、クリップ、スタンドオフ、バンパー、または取り付け、嵌合、および／または積み重ねのための他の構造を含んでもよい。
【００２８】
固体検出器モジュール１１の各々は、コンプトンセンサの散乱検出器１２および捕獲検出器１３の両方を含む。各モジュールを積み重ねることにより、コンプトンセンサのサイズが大きくなる。所与のモジュール１１自体は、散乱検出器１２と捕獲検出器１３の両方がモジュールに含まれるので、コンプトンセンサであってもよい。
【００２９】
モジュール１１は、別々に取り外され、および／またはコンプトンセンサに追加され得る。所与のモジュール１１について、散乱検出器１２および／または捕獲検出器１３は、モジュール１１から取り外し可能であってもよい。例えば、モジュール１１はサービスのために取り外される。故障した検出器１２、１３の一方または両方は、置換えのためにモジュール１１から取り外される。一旦交換されると、修理されたモジュール１１は、医療用画像システムに戻される。ボルト、クリップ、ラッチ、舌状溝、又は他の放出可能な接続部は、検出器１２、１３またはハウジング２１の一部を、検出器１２、１３の残りのモジュール１１に接続することができる。
【００３０】
散乱検出器１２は、固体検出器である。Ｓｉ、ＣＺＴ、ＣｄＴｅ、ＨＰＧｅ、および／または他の材料などの任意の材料を使用してもよい。散乱検出器１２は、任意の厚さ、例えば、ＣＺＴに対して約４ｍｍのウエハ製造で作成される。約５×５ｃｍのような任意のサイズを用いてもよい。図２は、散乱検出器１２のための正方形の形状を示す。長方形など、四角形以外の形状を用いることもある。図１のモジュール１１については、散乱検出器１２は、２つのくさび形の端板の間に延在する長方形であってもよい。
【００３１】
モジュール１１において、散乱検出器１２は任意の範囲を有する。例えば、散乱検出器１２は、１つのくさび形の端壁から他のくさび形の端壁に延びる。モジュール１１内のマウンティング間に延長するか、または１つもしくは両方の末端壁を越えて軸方向に伸長するように、より小さな、またはより大きな範囲が提供され得る。一実施形態では、散乱検出器１２は、別端壁に延長されることなく、一端壁において、一端壁上に、または一端壁に存在する。
【００３２】
散乱検出器１２は、センサのアレイを形成する。例えば、図２の５ｘ５ｃｍ散乱検出器１２は、約２．２ｍｍの画素ピッチを有する２１ｘ２１画素アレイである。他の多数の画素、画素ピッチ、および／またはアレイのサイズを使用してもよい。
【００３３】
散乱検出器１２は、処理のためにフォーマットされた半導体を含む。例えば、散乱検出器１２は、散乱検出器１２内の電子との光子相互作用を感知するための特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む。ＡＳＩＣは、散乱検出器１２の画素とコロケーションされる。ＡＳＩＣの厚さは様々である。複数のＡＳＩＣ、例えば、散乱検出器１２の３ｘ３グリッド内に９個のＡＳＩＣＳを設けることができる。
【００３４】
散乱検出器１２は、例えば＞１００ｋｃｐｓ／ｍｍのような任意の計数率で動作することができる。相互作用による画素によって電気が発生する。この電気は、特定用途向け集積回路によって感知される。位置、時間、および／またはエネルギーが感知される。感知された信号は、増幅されるように条件付けされてもよく、回路基板１４の１つ以上に送られる。フレキシブル回路、ワイヤ、または他の通信経路は、ＡＳＩＣからの信号を回路基板１４に運ぶ。
【００３５】
コンプトンセンシングはコリメーションなしで動作する。代わりに、捕獲検出器１３での光子相互作用に対する散乱検出器１２での光子相互作用のエネルギー、位置、および角度の間の固定された関係が、散乱検出器１２に入射する光子の角度を決定するために使用される。散乱検出器１２および捕獲検出器１３を用いてコンプトン処理が適用される。
【００３６】
捕獲検出器１３は固体検出器である。Ｓｉ、ＣＺＴ、ＣｄＴｅ、ＨＰＧｅ、および／または他の材料などの任意の材料を使用してもよい。捕獲検出器１３は、任意の厚さ、例えば、ＣＺＴに対して約１０ｍｍのウエハ製造で作成される。約５×５ｃｍのような任意のサイズを用いてもよい。サイズは、くさび形状および散乱検出器１２と捕獲検出器１３の離間した位置のために、散乱検出器１２よりも少なくとも１つの寸法に沿って大きくすることができる。図３は、捕獲検出器１３のための長方形形状を示すが、他の形状を使用してもよい。図１のモジュール１１について、捕獲検出器１３は、長さが同じであり、幅が散乱検出器１２よりも大きい２つの端板の間に伸びる長方形であってもよい。
【００３７】
捕獲検出器１２は、センサのアレイを形成する。例えば、図３の５ｘ６ｃｍ捕獲検出器１３は、約３．４ｍｍの画素ピッチを有する１４ｘ１８画素アレイである。画素サイズは、散乱検出器１２の画素サイズよりも大きい。画素数は、散乱検出器１２の画素数よりも少ない。他の画素数、画素ピッチ、および／またはアレイのサイズを使用してもよい。他の相対的画素サイズおよび／または画素数を使用することがある。
【００３８】
モジュール１１では、捕獲検出器１３は任意の程度を有する。例えば、捕獲検出器１３は、一方のくさび状端壁から他方のくさび状端壁まで延びている。モジュール１１内のマウンティング間に延長するか、または１つもしくは両方の末端壁を越えて軸方向に伸長するように、より小さな、またはより大きな範囲が提供され得る。１つの実施形態において、捕獲検出器１３は、別の末端壁に伸長することなく、一端壁において、一端壁上に、または一端壁に存在する。
【００３９】
捕獲検出器１３は、処理のためにフォーマットされた半導体を含む。例えば、捕獲検出器１３は、捕獲検出器１３内の電子との光子相互作用を感知するためのＡＳＩＣを含む。ＡＳＩＣは、捕獲検出器１３の画素とコロケーションされる。ＡＳＩＣの厚さは様々である。捕獲検出器１３の２ｘ３グリッド中の６個のＡＳＩＣＳのような、複数のＡＳＩＣＳを提供することができる。
【００４０】
捕獲検出機１３は、例えば＞１００ｋｃｐｓ／ｍｍのような任意の計数率で動作することができる。相互作用による画素によって電気が発生する。この電気はＡＳＩＣによって感知される。位置、時間、および／またはエネルギーが感知される。感知された信号は、増幅されるように条件付けされてもよく、回路基板１４の１つ以上に送られる。フレキシブル回路、ワイヤ、または他の通信経路は、ＡＳＩＣからの信号を回路基板１４に運ぶ。
【００４１】
捕獲検出器１３は、散乱検出器１２から、軸または正常から、平行散乱検出器１２および捕獲検出器１３までの放射状線に沿った任意の距離だけ間隔されている。１つの実施形態において、分離は約２０ｃｍであるが、より大きいまたはより小さい分離を提供してもよい。捕獲検出器１３と散乱検出器１２との間の空間は、所望のエネルギーで光子のための減衰が低い空気、他のガス、および／または他の材料で満たされる。
【００４２】
回路基板１４はプリント回路基板であるが、フレキシブル回路又は他の材料を使用してもよい。各モジュールのための任意の数の回路基板１４を使用することができる。例えば、散乱検出器１２には１つの回路基板１４が設けられ、捕獲検出器１３には別の回路基板１４が設けられる。
【００４３】
回路基板１４はハウジング２１内にあるが、ハウジング２１を越えて延在してもよい。ハウジング２１は接地されてもよく、回路基板１４の接地面として作用する。回路基板１４は、互いに平行に設置されているか、またはくさびの形状に応じて離れて広がるなど非平行である。回路基板は、捕獲検出器１３に略直交して配置される。一般的には、くさび形によるあらゆる広がりを考慮するために用いられる。ブラケット、ボルト、スクリュー、および／または相互からのスタンドオフ、および／またはハウジング２１は、回路基板１４を適所に保持するために使用される。
【００４４】
回路基板１４は、フレキシブル回路又はワイヤを通して散乱検出器１２及び捕獲検出器１３のＡＳＩＣＳに接続する。ＡＳＩＣは検出した信号を出力する。回路基板１４は捕捉電子機器であり、これは検出された信号を処理してコンプトンプロセッサ１９にパラメータを供給する。検出された信号の任意のパラメタリゼーションを使用することができる。一実施形態では、エネルギー、到着時間、および３次元における位置が出力される。他の収集処理が提供され得る。
【００４５】
回路基板１４は、モジュール１１内のガルバニック接続を通して、データブリッジ１７へ、および／またはファイバ光学データリンク１６へ、互いに出力する。ファイバデータリンク１６は、電気信号を光信号に変換するための光ファイバインタフェースである。ファイバ光ケーブルまたは複数のケーブルは、散乱検出器１２および捕獲検出器１３によって検出された事象の収集パラメータを、コンプトンプロセッサ１９に提供する。
【００４６】
データブリッジ１７は、モジュール１１間の通信を可能にするための電気接続用の回路基板、ワイヤ、フレキシブル回路、および／または他の材料である。ハウジング又は保護プレートがデータブリッジ１７を覆うことができる。データブリッジ１７は、１つ以上のモジュール１１に取り外し可能に接続する。例えば、データブリッジ１７の栓または接合した接続部は、ハウジング２１および／または回路基板１４上の対応する栓または接合した接続部と接合する。ラッチ、クリップ、舌状溝、ネジ、および／またはボルト接続を使用して、データブリッジ１７をモジュール１１との所定位置に取り外し可能に保持することができる。
【００４７】
データブリッジ１７はモジュール間の通信を可能にする。例えば、ファイバデータリンク１６は、１つのモジュール１１に提供され、他のモジュール１１には提供されない。モジュール１１ごとのファイバデータリンク１６のコストは回避される。代わりに、他のモジュール１１によって出力されるパラメータは、データブリッジ１７を介して、ファイバデータリンク１６を有するモジュール１１に提供される。そのファイバデータリンク１６を有するモジュール１１の回路基板または複数の回路基板１４は、ファイバデータリンク１６を用いて、パラメータ出力をファイバデータリンク１６に結び、複数のモジュール１１から検出された事象を報告する。代替の実施形態では、各モジュール１１はファイバデータリンク１６を含むため、データブリッジ１７は提供されないか、他の情報を伝達する。
【００４８】
データブリッジ１７は、モジュール１１間に他の信号を接続することができる。例えば、データブリッジ１７は、発電用のコンダクターを含む。あるいは、別のブリッジがモジュール１１にパワーを提供するか、またはモジュール１１に個別にパワーを提供する。別の例として、クロック信号および／または同期信号は、データブリッジ１７を用いてモジュール１１間で通信される。
【００４９】
図１の実施形態において、別々のクロックおよび／または同期ブリッジ１８が提供される。クロックおよび／または同期ブリッジ１８は、モジュール１１間のクロックおよび／または同期信号の通信を可能にするための、回路基板、ワイヤ、フレキシブル回路、および／または電気接続用の他の材料である。ハウジング又は保護プレートは、クロックおよび／または同期ブリッジ１８を覆うことができる。クロックおよび／または同期ブリッジ１８は、１つ以上のモジュール１１に取り外し可能に接続する。例えば、クロックおよび／または同期ブリッジ１８の栓または接合した接続部は、ハウジング２１および／または回路基板１４上の対応する栓または接合した接続部と接合する。ラッチ、クリップ、舌状溝、スクリュー、および／またはボルト接続を使用して、クロックおよび／または同期ブリッジ１８をモジュール１１とともに所定の位置に取り外し可能に保持することができる。
【００５０】
クロックおよび／または同期ブリッジ１８は、データブリッジ１７と同じまたは複数のモジュール１１のグループ化と接続することができる。図１に図示の実施形態では、データブリッジ１７は、モジュール１１の対の間に接続し、クロックおよび／または同期ブリッジ１８は、４つのモジュール１１の群にわたって接続する。
【００５１】
クロックおよび／または同期ブリッジ１８は、モジュール１１のクロックを同期させるための共通のクロック信号および／または同期信号を提供する。各モジュール１１の回路基板１４によって形成されるパラメータの１つは、事象の検出時である。コンプトンの検出は、散乱事象と捕獲事象の対に依存している。タイミングを用いて、複数の検出器１２、１３から事象を対にする。共通のクロックおよび／または同期は、複数のモジュール１１において事象の対が検出されるところで、正確な対合を可能にする。別の実施形態では、同じモジュール１１の中で検出される散乱事象および捕獲事象のみが使用されるので、クロックおよび／または同期ブリッジ１８は提供されないことがある。
【００５２】
複数のモジュール１１間の他のリンクまたはブリッジが提供され得る。ブリッジ１７、１８は着脱可能であるため、個々のモジュール１１は、ガントリ内に残存するモジュール１１を残しながら、サービスのために除去され得る。
【００５３】
各モジュール１１は空冷される。モジュール１１を通る強制空気のために孔（すなわち、入口孔および出口孔）を設けてもよい。モジュール１１内の空気を誘導するために、１つ以上のバッフル１５が用意されてもよい。水、伝音移送、および／または他の冷却が、代替的に、または追加的に提供され得る。
【００５４】
１つの実施形態において、くさび形状モジュール１１またはハウジング２１の上部は開いている（すなわち、患者領域から最も遠い側のカバーがない）。１つ以上のバッフル１５が、１つ以上の回路基板１４および／またはハウジング２１の中心部に沿って提供される。ファンおよび熱交換器２０は、捕獲検出器１３から離間した位置（例えば、モジュール１１の上部）でモジュール１１の１つの半分に沿うように、冷却されたまたは周囲温度の空気を各モジュール１１に力流入させる。バフル１５および／または回路基板１４は、散乱検出器１２と捕獲検出器１３との間の気腔に少なくとも一部の空気を導く。次いで、空気は、モジュール１１の別の部分（例えば、別の半分）上のバッフル１５および／または回路基板１４を通り、熱交換器２０に出る。空気の他の経路が用意されてもよい。
【００５５】
熱交換器およびファン２０は、個々のモジュール１１ごとに用意されているので、モジュール１１内に全体または部分的に存在してもよい。他の実施形態では、ダクト、バッフル、または他の構造体が空気を複数のモジュール１１に送る。例えば、４つのモジュール１１の群は、モジュール１１の群を冷却するためにガントリまたは他のフレームワークに設置される、共通の熱交換器およびファン２０を共有する。
【００５６】
コンプトンセンサを形成するために、１つ以上のモジュール１１が使用される。例えば、患者からの光子放出を検出するために、２つ以上のモジュール１１が、患者ベッドまたは画像空間に対して配置される。より多くの数のモジュール１１の配列は、より多くの放出の検出を可能にし得る。くさび形状を使用することによって、モジュール１１は、患者空間の周りにアークを形成するために、互いに反対、隣接、および／または接続されて配置され得る。アークはどの程度でもよい。モジュール１１は、互いに直接接触するか、またはスペーサまたはガントリを介して、モジュール１１間の小さな分離（例えば、１０ｃｍ以下）で接触する。
【００５７】
一実施形態では、４つのモジュール１１が一緒に配置され、クロックおよび／または同期ブリッジ１８、１つ以上のデータブリッジ１７、および熱交換器とファン２０を共有する。モジュール１１の群に対して、１つ、２つ、または４つのファイバデータリンク１６が提供される。モジュール１１のこのような複数の群は、同一の患者空間に対して互いに離れて配置されてもよいし、互いに隣接して配置されてもよい。
【００５８】
モジュール式アプローチのために、任意の数のモジュール１１が使用され得る。製造は、モジュール１１の他のものに使用されるよりも、異なる配置で任意のモジュール１１を使用するにもかかわらず、同じ構成要素の複数を構築することにより、より効率的かつコストがかかる。
【００５９】
モジュール１１またはモジュール１１の群のファイバデータリンク１６は、コンプトンプロセッサ１９に接続される。コンプトンプロセッサ１９は、複数の事象のパラメータの値を受信する。エネルギーとタイミングパラメータを用いて、散乱事象と捕獲事象を対にした。各対に対して、一対の事象の空間的位置及びエネルギーは、散乱検出器１２上の光子の入射角を見出すために使用される。事象対は、一実施形態における同一モジュール１１における事象に限定される。別の実施形態では、同一または複数のモジュール１１からの捕獲事象を、与えられたモジュール１１からの散乱事象と対にすることができる。一部のリング４０の異なる一部のからの対合事象のためのように、複数のコンプトンプロセッサ１９が使用されてもよい。
【００６０】
一旦、一対の事象が連結されると、コンプトンプロセッサ１９または他のプロセッサは、検出された放出物の２次元または３次元における分布を再構成するためにコンピュータ断層撮影を行うことができる。再構成では、各事象の発生角度または発生ラインを使用する。
【００６１】
図４Ａ〜６は、モジュール１１の一例の配置を示している。モジュール１１は、患者空間を囲むリング４０を形成する。図４Ａは、軸方向に積み重ねられた４つのそのようなリング４０を示す。図４Ｂは、リング４０内のモジュール１１の散乱検出器１２および対応する捕獲検出器１３を示す。図４Ｃは、リング４０の一部の詳細を示している。３つのモジュール１１は、対応する一対の散乱検出器１２及び捕獲検出器１３を提供する。示されている以外の次元を用いてもよい。任意の数のモジュール１１を用いてリング４０を形成することができる。リング４０は、患者空間を完全に囲んでいる。医療用画像システムのハウジング内で、リング４０は、図５に示すようにガントリ５０または別フレームワークと接続されている。リング４０は、患者ベッド６０が患者をリング４０内に、および／またはリングを通じて移動させることができるように配置されてもよい。図６にこの立体配置の例を示す。
【００６２】
リングは、患者からの放出物のコンプトンに基づく画像化のために使用され得る。図７は、同じタイプのモジュール１１を複数の構成で使用する例を示す。部分リング４０が形成される。リング４０には１つ以上の隙間７０が用意されている。これにより、他の構成要素が隙間内で使用され、および／またはより少ないモジュール１１を使用することにより、より安価なシステムを作ることが可能となる可能性がある。
【００６３】
図８は、モジュール１１の別の構成を示している。リング４０はフルリングである。追加の部分リング８０は、ベッド６０または患者空間に対して軸方向に積み重ねられ、検出された放出の軸方向の範囲を拡張する。部分リング８０は、図７の２つの隙間７０の部分リング４０ではなく、Ｎ個のモジュール１１（例えば、Ｎ＝４）分布の１つおきまたはすべての群にある。追加のリングはフルリングであり得る。フルリング４０は、部分リング８０であってもよい。異なるリング４０および／または部分リング８０は、軸方向に積み重なり、全くまたはほとんど（例えば、モジュールの１１軸方向の範囲が１／２未満）離れていない。複数のモジュールの１１の軸方向の範囲の隙間を有するなど、より広い間隔を提供することができる。
【００６４】
図９は、モジュール１１のさらに別の構成を示している。一つのモジュール１１、または単一のモジュール１１の群が、患者空間またはベッド６０によって配置される。複数の間隔をあけた単一モジュール１１または群（例えば、４つの群）は、ベッド６０および／または患者空間に対して異なる位置に用意され得る。
【００６５】
いずれの構成においても、モジュール１１は、ガントリ、複数のガントリ、および／または他のフレームワークに取り付けることによって位置を保持されている。ボルトやスクリューを使用するなど、保持が取り外し可能である。所望の数のモジュール１１を用いて、所定の医療用画像システムのための所望の構成を組み立てる。集められたモジュール１１は、患者空間を定義するか、または患者空間に対して、医療用画像システムに搭載される。その結果は、患者を画像化するためのコンプトンセンサである。
【００６６】
ベッド６０は、患者を移動させて、異なる時間に患者の異なる部分をスキャンすることができる。代替的または追加的に、ガントリ５０は、コンプトンセンサを形成するモジュール１１を移動させる。ガントリ５０は、患者空間に沿って軸方向に並進し、および／または患者空間の周りでコンプトンセンサを回転させる（すなわち、ベッド６０および／または患者の長軸の周りを回転させる）。他の回転および／または並進を提供することができ、例えば、モジュール１１をベッド６０または患者の長軸に対して非平行に軸方向に回転させる。複数の並進および／または回転の組合せを提供してもよい。
【００６７】
コンプトンセンサによる医療用画像システムは、独立した画像システムとして使用される。コンプトンセンシングは、患者における放射性医薬品の分布を測定するために使用される。例えば、フルリング４０、部分リング４０、および／または軸方向に積み重ねられたリング４０、８０は、コンプトンベースの画像システムとして使用される。
【００６８】
他の実施形態において、医療用画像システムは、マルチモダリティ画像システムである。モジュール１１によって形成されるコンプトンセンサは、１つのモダリティであり、他のモダリティも提供される。例えば、他のモダリティは、単一光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、ＰＥＴ、ＣＴ、またはＭＲ画像システムである。フルリング４０、部分リング４０、軸方向に積み重ねられたリング４０，８０、および／または単数のモジュール１１またはモジュール１１の群は、他の種類の医療用画像のためのセンサと組み合わされる。コンプトンセンサは、ベッド６０の長軸に沿って位置決めされ、ベッドがコンプトンセンサ内の患者を一方向に、他方のモダリティ内に位置決めされるなど、他のモダリティとベッド６０を共有することができる。
【００６９】
コンプトンセンサは、外側のハウジングを他のモダリティと共有することができる。例えば、フルリング４０、部分リング４０、軸方向に積み重なったリング４０、８０、および／または単一モジュール１１、またはモジュール１１の群は、他のモダリティのセンサまたは複数のセンサのために収容されている同じ撮像システム内に配置される。ベッド６０は、所望のセンサに対して、撮像システムハウジング内の患者を配置する。コンプトンセンサは、他のセンサに軸方向におよび／または同じ軸方向位置の隙間に隣接して配置することができる。１つの実施形態において、部分リング４０はコンピュータ断層撮影システムにおいて使用される。Ｘ線源およびＸ線検出器を保持するガントリは、部分リング４０のモジュール１１も保持する。Ｘ線源は１つの隙間７０内にあり、検出器は別の隙間７０内にある。別の実施形態では、単一モジュール１１またはモジュール１１のスパース分布は、ＳＰＥＣＴシステムのガントリと接続する。モジュール１１はガンマカメラに隣接して配置されるので、ガンマカメラのガントリはモジュール１１を移動させる。あるいは、コリメータは、モジュール１１と患者との間、または散乱検出器１２と捕獲検出器１３との間に配置されてよく、モジュール１１の散乱検出器１２および／または捕獲検出器１３が、コンプトン事象の検出の代わりに、またはそれに加えてＳＰＥＣＴ画像のための光電事象検出のために使用されることを可能にする。
【００７０】
コンプトンセンサのモジュールベースのセグメント化により、同じ設計のモジュール１１を任意の複数の構成で使用することができる。したがって、異なる数のモジュール１１、モジュール位置、および／またはモジュール１１の構成が、異なる医療用画像システムのために使用されてもよい。例えば、一つの配置が一つのタイプのＣＴシステムでの使用のために提供され、異なるタイプのＣＴシステムのために異なる配置（例えば、モジュール１１の数および／または位置）が使用される。
【００７１】
コンプトンセンサのモジュールベースのセグメント化により、より効率的でコストのかかるサービスが可能になる。コンプトンセンサ全体を交換するのではなく、任意のモジュール１１を切り離して固定または交換することができる。モジュール１１は、個別に接続可能であり、互いにかつ／またはガントリ５０と切り離せる。全てのブリッジは除去され、次いでモジュール１１は、他のモジュール１１が残っている間に医療用画像システムから取り出される。個々のモジュール１１に取って代わる方が安価である。勤務時間が短縮される可能性がある。欠陥のあるモジュール１１の個々の構成要素は、他方を残しながら散乱検出器１２又は捕獲検出器１３を交換する等、容易に交換することができる。モジュール１１は、対応する検出器１２、１３を使用することによって、複数の放射性同位元素（すなわち、複数のエネルギー）で動作するように構成されてもよい。
【００７２】
図１１〜１５は、モジュール１１が、光電効果を使用するＳＰＥＣＴ検出のための物理的開口部を選択可能に含む実施形態を示す。モジュールは、コンプトン検出用の散乱検出器を選択可能に含むことができる。モジュールは、コンプトン検出と光電検出の両方に使用することができる。マルチモダリティ医療用画像システムは、モジュールの一つ以上から形成される。図１〜図９について論じたモジュール１１の配置及び構成要素は、物理的開口部を有するモジュール１１に使用することができる。
【００７３】
セグメント化された検出モジュール１１は、ジオデシックドーム状の多層マルチモーダルカメラを形成するために使用することができる。カメラは、検出ユニットを収容するモジュールに分割される。各モジュール１１は独立であり、リング、部分リングまたは他の構成に組み立てられる場合には、モジュール１１は互いに連絡し合うことができる。各モジュール１１は、散乱層としての内側シェル状層、および捕獲層としての外側シェル状層を含む。複数のモジュール１１が使用される場合には、モジュールは、少なくとも部分的に画像化対象を取り囲むことができる。
【００７４】
図１６は、モジュール１１が散乱検出器を含まない医療用画像システムの実施形態を示し、そのため、物理的開口部と検出器とを使用して、ＳＰＥＣＴカメラをモジュール式に作成することができる。図１５は、モジュール１１が散乱検出器を含み、散乱検出器を使用してコンプトンカメラをモジュール式に作成する医療用画像システムの実施形態を示す。
図１５のモジュール１１は、物理的開口部を含むことができるので、コンプトンカメラおよびＳＰＥＣＴカメラの両方として動作する。任意の与えられたシステムに対して画像化される所望のエネルギーに依存して、捕獲検出器を有するベースモジュールは、散乱検出器（例えば、より高いエネルギー）または物理的開口部（例えば、より低いエネルギー）のいずれかまたは両方を装着してもよい。
【００７５】
図１１は、１つのモジュール１１の検出器構造を示しており、物理的開口部１１０と散乱検出器１２の両方が選択され、同じモジュール１１に含まれている。モジュール１１は、散乱検出器１２および捕獲検出器１３を含む。散乱検出器１２および／または捕獲検出器１３は固体検出器であるため、モジュール１１は固体検出器モジュールである。ブラケット、フレーム、クリップ、または他の機械的構造物が、散乱検出器１２が含まれるように選択されるモジュール１１内に散乱検出器１２を配置するために提供される。位置は、捕獲検出器１３から所与の距離にあるか、または組立中または組立後に調節可能であってもよい。所定の画像システムの設計者が捕獲および／または散乱層の数を選択することができるように、モジュール１１内の追加の捕獲および／または散乱検出器の位置に対して、機械的構造物が提供されてもよい。
【００７６】
追加の捕獲検出器１２または散乱検出器１３が、例えば、層状検出器１２、１３が、患者空間から放射状に平行して（例えば、図１１の回転の軸に沿って）提供され得る。１つの捕獲検出器１３を通過する任意の発光は、別の捕獲検出器１３内で相互作用してもよい。同様に、中間検出器は、初期の散乱検出器１２を通過する発光のため、散乱検出器１２として動作することができる。中間検出器は、散乱検出器１２または捕獲検出器１３のいずれかと同じ構造を有していてもよいが、散乱検出器１２および／または捕獲検出器１３として作動する。散乱検出器１２の１つはコンプトン散乱光子を発生し、これは次の捕獲層１３の１つによって捕捉される。
【００７７】
モジュール１１は、独立しているが、マルチモーダルベースの画像形成画像を生成するユニットに組み立てることができる。モジュール１１は、各半径方向検出ユニット、１つのモジュール１１の角スパン、および／または軸スパンについて、形状の設計自由度が半径を変化させることを可能にする。患者空間に対するモジュール１１の寸法および位置は、複数のハウジングを使用するなどして、必要に応じてデザインが変更され得る。
【００７８】
図１〜９に記載されている形状のいずれを用いてもよい。例えば、図１は、患者空間から放射状に直交する断面において４つの側面を有するモジュール１１を示す。１つの実施形態において、モジュール１１は、患者空間から放射状に直交する断面において、３、５、６つ、またはそれ以上の側面を有する。図１１は、６つの側方モジュール１１を示す。複数のモジュール１１を一緒に使用する場合には、全てのモジュールは、同じ数の側面を有する。あるいは、５つおよび６つの側面を有するモジュール１１の組合せのように、異なる数の側面を有する異なるモジュール１１が共に使用される。
【００７９】
３つ、５つ、または６つのセクションモジュールは、患者空間からさらに離れた直交断面よりも患者空間により近い直交断面を有し、ジオデシックドームを可能にする。モジュール１１は、球体またはジオデシックドームを形成するように配置されてもよい。任意の画像システムでは、フル・ドームは使用されない。ジオデシックドームの一部を形成するために、２つ以上のモジュール１１が配置され得る。代替的な実施形態では、モジュール１１は、図１のモジュール１１がリングまたは円筒を形成するように成形されているような、球形またはジオデシックドームを形成するための形状ではない。
【００８０】
モジュール１１は、円筒形に対称である。モジュール１１の各々の最も狭い端は、医療用画像システムの患者空間に最も近い。モジュール１１の各々の最も広い端は、患者空間からさらに離れている。散乱検出器１２は、捕獲検出器１３よりも狭く、面積が小さい。
【００８１】
モジュール１１が散乱検出器および捕獲検出器１２、１３の両方を含む場合には、コンプトンベースの画像を提供することができる。ＳＰＥＣＴのための光電効果を使用して事象を検出するために、物理的開口部１１０がモジュール１１に含まれる。物理的開口１１０は、材料のプレート又はシートである。物理的開口部１１０は、鉛またはタングステンのような、より低いエネルギー（例えば、約１４０．５ ｋｅＶ以下）に対して不透明なあらゆる物質のものである。０．５〜５mm(例：１〜３ｍｍ）など、あらゆる厚さを用いてもよい。厚さは、コンプトン検出のために、全てまたは幾つかのより高いエネルギー放射または光子（例えば、＞＞１４０．５ｋｅＶ）が通過することを可能にするように選択される。
【００８２】
物理的開口部１１０は、散乱検出器１２と捕獲検出器１３との間の位置に配置される。中間検出器が提供される場合には、物理的開口部１１０は、検出器層のいずれかの間にあってもよい。コード化された開口部は、捕獲検出器１３に隣接していてもよく、例えば１ｃｍ以内（例えば５ｍｍ以内）であってもよく、または捕獲検出器１３からさらに離れていてもよい。代替の実施形態では、物理的開口部１１０は、散乱検出器１２のための位置の前方（すなわち、患者空間に近い方）に配置される。
【００８３】
物理的開口部１１０が含まれるように選択されるモジュール１１内に物理的開口部１１０を配置するために、ブラケット、フレーム、クリップ、または他の機械的構造物が提供される。位置は、捕獲検出器１３から所与の距離にあるか、または組立中または組立後に調節可能であってもよい。
【００８４】
物理的開口部１１０は、患者空間から放射状に直交しているので、検出器１２、１３と平行である。代わりに、物理的開口部１１０は、一方または両方の検出器１２、１３、および／または患者空間から放射状に直交していない。半径方向を回転軸として図１１に示す。
【００８５】
物理的開口１１０は、検出器１２、１３と同じ形状を有する。例えば、図１１に示されるように、物理的開口部１１０および検出器１２、１３は、６つの側面である。物理的開口部１１０は、１つまたは両方の検出器１２、１３とは複数の外周形状を有していてもよい。
【００８６】
物理的開口部１１０は、コード化された開口部である。捕獲検出器１３上に陰影を投陰影するために、規則的な又は変動するパターンの孔が設けられる。穴の形や大きさは同じか、あるいはそれぞれ異なっている。穴は、異なる角度（例えば、物理的開口部１１に直交してから０〜４０度離れた角度）からの発光が穴を通過することができる十分な大きさである。開口部の穴のコード化は、光源（例えば、患者）から照明されるように捕獲検出器１３上に重複する陰影を引き起こす。陰影のコード化は、画像をデコンボルブするための再構成においてマスクとして使用され得る。代替の実施形態では、物理的開口部１１０は、平行穴コリメータである（例えば、直交する穴から０〜１度の発光のみが通過する）。
【００８７】
ノイズ、ソースのサイズ、および／または散乱の問題を低減するために、コード化された開口部は時間コード化された開口部であってもよい。物理的開口部１１０は、中心軸（例えば、患者空間から半径方向）の周りを回転する。陰影内のコードはずれていたり、変化していたりして、時間を変えて検出する。捕獲検出器１３に対するコード化された開口部１１０の異なる位置からの検出は、ノイズを減少させるため、および／または患者からの放出物からの背景技術である放出物を区別するために使用される。捕獲検出器１３の近くの時間コード化された開口部は、回転軸の周りを回転して画質を改善し、視野を増加させる。他の実施形態では、物理的開口部１１０は回転の代わりに、またはそれに加えて並進される。並進は、モジュール１１内の捕獲検出器１３に対して物理的開口部１１０の位置をシフトさせる。他の時間コード化されたものを使用してもよい。
【００８８】
一実施形態では、物理的開口部１１０は、捕獲検出器１３の中心領域１１２上に陰影を投陰影し、捕獲検出器１３の外側領域１１４ではないように、捕獲検出器に対して配置される。例えば、物理的開口部１１０は、散乱検出器１２と同じか類似した面積（例えば１０％以内）を有し、捕獲検出器１３よりも小さい面積を有する。コンプトン検出における散乱のために、コンプトン効果のために捕獲層によって検出される光子は、捕獲検出器１３の中心から離れている可能性がより高い。逆に、散乱は光電効果に使用されないので、光電効果を使用して検出される光子は、中心領域１１２内にある可能性がより高くなる。中心領域１１２は、コンプトン散乱光子だけでなく、内部検出器と相互作用しない光電事象も記録する。外部領域１１４は、内部散乱検出器１２又は他の散乱検出器１２からのコンプトン散乱事象のみ又はほとんどを記録する。
【００８９】
捕獲検出器１３の実際の構造は、中央領域１１２と外側領域１１４の両方に対して均一であってもよいし、同じであってもよいが、複数の領域１１２、１１４に対して複数の画素サイズ、厚さ、および／または他の特性を有していてもよい。捕獲検出器１３からの読影は、実施される撮像のタイプに基づいて、１つまたは両方の領域１１２、１１４に限定されてもよい。あるいは、異なる構造が使用されるか、または画像の種類に関係なく捕獲検出器１３全体にわたる検出が使用される。モジュール１１が通信するために配置される場合、一つのモジュール１１からのコンプトン事象は、別のモジュール１１の領域１１２、１１４のいずれかとともに検出されることがある。
【００９０】
画像プロセッサ１９は、物理的開口１１０および捕獲器検出器１３を用いて光電効果で発光を検出し、散乱検出器１２および捕獲器検出器１３を用いてコンプトン効果で発光を検出するように構成される。回路基板１４によって出力された検出された事象は、ＳＰＥＣＴまたはコンプトン撮像のために画像プロセッサ１９によって使用される。ＳＰＥＣＴでは、コード化されたまたは時間コード化された開口部は、散乱検出器１２からの事象なしに使用される。約１４０．５ｋｅＶ以下のエネルギーの光子を、光電効果を用いて検出した。コンプトン散乱の場合には、散乱検出器１２及び捕獲検出器１３は、物理的開口部１１０からのシャドウイングなしに使用される。一桁大きい（例えば、１４５０ｋｅＶ以上）エネルギーの光子は、コンプトン効果を使用して検出される。同じモジュール１１と画像プロセッサ１９が、光電およびコンプトン画像撮影の両方に使用される。
【００９１】
コンプトン検出のために、散乱検出器１２および捕獲検出器１３からの事象は対になり、１つ以上のモジュール１１におけるコンプトン事象の発生率の角度を決定するために使用される。光子は、まずコンプトン散乱によって散乱層内で相互作用し、次に光電効果によって捕獲層内で相互作用する。これらの光子は、散乱層と捕獲層の両方を引き金とし、すべての層上にその全エネルギーを堆積させる（マルチ層事象）。散乱のために、捕獲検出器１３において検出される事象の半分以上又は大部分は、外側領域１１４内にある。光子相互作用事象は、主に（半分以上または大部分）外側領域１１４において検出される。対事象に対する測定位置（ｘ，ｙ，ｚ）とエネルギー（Ｅ）に基づいてコンプトン運動学を知る（推定する）ことにより、正しい線源方向を決定するためにコンプトン再構成を用いた。
【００９２】
光電検出（すなわち、ＳＰＥＣＴ画像）のために、捕獲検出器１３からの光電事象を計数する。モジュール１１の物理的開口部１１０および捕獲検出器１３が使用される。光子は光電効果によって捕獲層でのみ相互作用する可能性がある。低エネルギー光子は散乱層を引き金とせず、代わりに捕獲層上にその全エネルギーを堆積させる（単層事象）。散乱は使用されないので、光電事象は、捕獲検出器１３の外側領域１１４ではなく、中心領域１１２からカウントされる。外部領域１１４からの事象は、バックグラウンドの尺度として使用することができる。
【００９３】
時間コードされた、コード化された開口部は、モジュール１１の軸の周りを回転することができ、正しいソース方向を決定するために使用される。時間コード化された開口部は、バックグラウンド（例えば、散乱、ソースによって放射されるより高いエネルギーの光子など）を低減し得る。
【００９４】
画像プロセッサ１９は、ＳＰＥＣＴ画像を生成するように構成される。カウントと捕獲検出器１３上の位置（すなわち、応答のラインを示す位置）は、患者の２次元または３次元表示を再構成するために使用される。放出の位置を表す。画像プロセッサ１９は、コンプトン事象からコンプトン画像を生成するように構成されている。コンプトン散乱事象と対応する推定角度から二次元または三次元表示を再構成した。物体または画像空間の三次元表示のために、二次元画像を表示から三次元的に描出することができる。
【００９５】
ディスプレイ２２は、ＣＲＴ、ＬＣＤ、プロジェクタ、プリンタ、または他のディスプレイである。ディスプレイ２２は、ＳＰＥＣＴ画像および／またはコンプトン画像を表示するように構成されている。画像または複数の画像は、表示面緩衝液に保存され、表示部２２に読み出される。ＳＰＥＣＴ画像と重ね合わせた、または隣接するコンプトン画像を表示するなど、画像を別々に表示することもあれば、組み合わせることもある。
【００９６】
図１２〜１６は、２つ以上のモジュール１１から形成された医療用画像システムを示す。固体検出器モジュール１１の形状により、モジュール１１を直接接触させて、または接触させずに一緒に積み重ねて、ジオデシックドームの一部を形成することができる。モジュール１１は、３Ｄジオデシックドーム様ＳＰＥＣＴ−コンプトンカメラを形成するために結合され得る。図１２〜１６は、それぞれ１８、３４、５４、３、および３個のモジュールを有する同じ概念の異なる実現を示している。
【００９７】
図１２は、フルリング１２０を形成するために使用されるモジュール１１を示す。リングの半径およびモジュール１１のサイズに基づいて、１８個のモジュール１１がフルリング１２０を形成する。より多くのまたはより少ないモジュール１１が、フルリング１２０を形成するために使用され得る。代わりに１つ以上の部分リングが形成されることもある。
【００９８】
図１３は、２つのフルリング１３０、１３２を形成するために使用されるモジュール１１を示す。２つのリング１３０、１３２は交差するので、２つのモジュール１３４を共有する。リング１３０の一方は、他方のリング１３２に対して９０度にある。側面の数および／またはモジュール１３４の形状に応じて、他の角度が用意されてもよい。図１３の例において、３４個のモジュール１１は、２つのリング１３０、１３２を形成する。モジュール１１の他の数を使用してもよい。リング１３０、１３２の１つまたは両方は、部分リングであり得る。リング１３０、１３２は別々であるが、交差している。他の実施形態では、リング１３０、１３２は、交差せず、平行または非平行平面で互いに離間している。追加のリングを含めてもよい。
【００９９】
リング１３０、１３２は、所定の位置に保持されているか又は固定されている。他の実施形態では、リング１３０、１３２は、ヒンジ又は回転軸に接続する。リング１３０、１３２は、２つの共有モジュール１３４を通る軸のような共通軸の周りを旋回する。両方のリング１３０、１３２または各リング１３０、１３２の並進および／または回転を、独立して提供することができる。
【０１００】
図１４は、図１２および図１３と比較して、ジオデシックドーム１４０のより大きな部分に３つのリングを形成するために使用されるモジュール１１を示す。球形シェルの一部は、セグメント化されたモジュール１１から形成される。３つのリングは、互いに軸方向に隣接しており、ほとんど（例えば、モジュール１１の幅の１／２未満）または全く分離がない。リングは、互いに直接接触し、および／または同じガントリまたはフレームワークに取り付けられてもよい。３つのフルリングが示されているが、１つ以上のリングが部分リングである場合もある。２つ、４つ、またはそれ以上のリングを用いることができる。図１４の例では、３つのリングに対して５４個のモジュール１１が使用されるが、追加のまたはより少ない数のモジュール１１が使用され得る。
【０１０１】
図１５は、患者ベッド６０に対して配置された３つのモジュール１１を示す。１つ、２つ、４つ、またはそれ以上のモジュール１１が使用され得る。モジュール１１は、１つ以上のモジュール幅により互いに間隔をあけて配置されているが、より小さい分離または隣接配置が使用されてもよい。モジュール１１は、専用のＳＰＥＣＴカメラ等の別のモダリティと接続することができる。モジュール１１は、ガントリと接続して、患者に沿って回転および／または並進（例えば、経軸的）を可能にする。代わりに、または追加的に、患者ベッド６０は、モジュール１１に対して患者を動かす。
【０１０２】
図１６は、異なるタイプのモジュール１６０を用いた図１５の３個のモジュール配置を示している。散乱検出器１２は除去され、モジュール１６０がより低い高さになるか、または患者空間から放射状に沿ってより小さい範囲になることが可能となる。同じハウジングを使用するが、散乱検出器１２を使用しないなど、同じ高さを使用してもよい。コンプトン画像は提供されないので、モジュール１６０は、１つ以上の捕獲検出器１３と共に物理的開口１１０を使用する。捕獲検出器１３は、ＳＰＥＣＴまたは光電効果に基づく画像のための時間コード化された開口部１１０で機能する。捕獲検出器１３は、光電効果により光子を吸収する。捕獲層の近くの時間コード化された、コード化された開口部１１０は、画質を改善するために回転軸の周りで回転することができる。コード化された開口部はまた、視野を増加させるためにＸＹ検出器面内で（横方向に）移動してもよい。ＳＰＥＣＴ画像のためのモジュール１６０の他の配置、例えば図１２〜１４の配置を使用してもよい。単一モジュール１６０が使用されることがある。複数の構成のどれかに組み込まれたより少ないまたはより多くのモジュールが使用され得る。
【０１０３】
図１０は、コンプトンカメラ、ＳＰＥＣＴカメラ、またはその両方であるように選択可能なカメラを形成、使用、および修復するための方法のフローチャートの１つの実施形態を示す。カメラはセグメント化されたアプローチで形成される。カメラ全体を所定の位置に組み立てるよりもむしろ、１つ以上の捕獲検出器を互いに相対的に配置して、カメラの所望の構成を形成する。捕獲検出器は、コード化された開口部を有する比較的低い発光エネルギーに対して使用可能であり、かつ散乱検出器を有する比較的高い発光エネルギーに対して使用可能であるように構成される。この選択可能かつセグメント化されたアプローチは、同じ部品を使用する異なる構成、組立体の容易さ、修理の容易さ、および／または他の画像モダリティとの統合を可能にし得る。
【０１０４】
他の実施形態は、コンプトンカメラとＳＰＥＣＴカメラとの組合せを形成し、ここで、散乱検出器とコード化された開口部の両方が、捕獲検出器と同じカメラで使用されるように選択される。図１１のセグメント化されたモジュール１１を使用する。図１６のモジュール１６０は、散乱検出器が含まれていないＳＰＥＣＴカメラを形成するために使用され得る。図１１のモジュール１１は、コード化された開口部のないコンプトンカメラを形成するために使用することができる。
【０１０５】
本方法は、図１のシステムによって実施され、図４〜９のいずれかに示されるようにコンプトンセンサを組み立てることができる。本方法は、図１２〜１６のいずれかに示されるようにコンプトンセンサを組み立てるために、図１１のシステムによって実施されてもよい。他のシステム、モジュール、および／または構成されたコンプトンセンサを使用してもよい。
【０１０６】
動作は、示された順序で（頂部から底部へ、または数値で）または他の順位で行われる。例えば、動作１０８は、動作１０４の一部として実施されることがある。
【０１０７】
追加の動作、異なる動作、またはより少ない動作が提供されることがある。例えば、動作１０２および１０４は、動作１０６および１０８を実行せずにコンプトンカメラを組み立てるために設けられている。別の例として、動作１０６は、他の動作なしに行われる。
【０１０８】
動作１０２では、捕獲検出器は、別個のハウジング内に収容される。モジュールは、各モジュールが捕獲検出器を含むところで組み立てられる。機械および（または）人がハウジングを製造する。１つのハウジングと対応するモジュールのみを使用してもよい。
【０１０９】
モジュールは、ハウジングの異なるものの散乱検出器および捕獲検出器対が非平面であるところに当接するように成形される。例えば、くさび形状および／または位置決めは、図４Ｃに示されるようなアークから検出器対が形成されるように提供される。形状は、モジュールが別配置されたときに、アーク形状を可能にし、および／または強制する。
【０１１０】
コンプトン−ＳＰＥＣＴカメラ（例えば、図１１）の場合には、散乱検出器、コード化された開口部、及び捕獲検出器は、ハウジング内に収容される。ハウジングおよび対応するモジュールは、ジオデシックドームの一部または一部を形成するように成形されるなど、あらゆる形状をしている。ハウジングは、散乱検出器およびコード化された開口部の一方又は両方を選択的に含む。設計および／または発光エネルギーの要求に応じて、散乱検出器またはコード化された開口部の一方のみが配置または設置されている場合であっても、散乱検出器およびコード化された開口部の両方の位置を有する同一のハウジングを使用してもよい。代替的に、散乱検出器および／またはコード化された開口部が含まれるべきかに応じて、異なるハウジングが使用される。
【０１１１】
動作１０４では、ハウジングは隣接している。人または機械は、ハウジングからコンプトンセンサを組み立てる。ハウジングをスペーサ、ガントリ、またはフレームワークを介して直接接触または接触させて互いに隣接するように積み重ねることによって、当接されたハウジングはアークを形成する。フルリングまたは部分リングが患者空間の周りに形成され、少なくとも部分的には患者空間を定義する。コンプトンカメラ、ＳＰＥＣＴカメラ、またはコンプトン−ＳＰＥＣＴカメラの設計に基づいて、対応する散乱検出器と捕獲検出器の対を有する任意の数のハウジングを一緒に配置してカメラを形成する。１つのハウジングを用いてもよい。
【０１１２】
ハウジングは、マルチモダリティシステムの一部として、または単一の画像システムを作成するために、隣接することがある。マルチモダリティシステムのために、ハウジングは、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ、ＣＴ、またはＭＲ画像システムのような他のモダリティのためのセンサと同じ外部ハウジングに、および／または同じベッドに配置される。コンプトンカメラのハウジングおよび他のモダリティ用のセンサには、同一または複数のガントリまたは支持フレームワークを使用してもよい。図１１〜１５の実施形態について、モジュールは、コンプトンカメラおよびＳＰＥＣＴ画像システムの両方を準備することによってマルチモダリティを提供する。
【０１１３】
コンプトンカメラの構成または設計により、ハウジングの数および／または位置が定義される。いったん接地すると、１本以上のブリッジを介してなど、連絡のためにハウジングを接続することができる。ハウジングは、空気冷却システムおよび／またはコンプトンプロセッサなどの他の構成要素と接続することができる。
【０１１４】
動作１０６では、組み立てられたコンプトンカメラが放出物を検出する。所与の放出光子は、散乱検出器と相互作用する。その結果、放出された光子の入射線から特定の角度における別の光子の散乱が生じる。この二次光子はエネルギーが小さい。二次光子は捕獲検出器で検出される。検出された散乱事象と捕獲事象の両方のエネルギーとタイミングに基づいて、事象を対にした。対になった事象の位置とエネルギーは、検出器間の線と散乱角を与える。その結果、放射光子の発生率の直線が決定される。
【０１１５】
二次光子を検出する可能性を高めるために、あるハウジングからの捕獲事象を、別のハウジングの散乱事象と対にすることができる。角度のために、１つの散乱検出器からの散乱は、同じハウジング内の対になった捕獲検出器、または別のハウジング内の捕獲検出器に入っている可能性がある。検出器領域においてハウジングが開いていること、および／または低光子減衰材料を使用することによって、より多くのコンプトン事象が検出され得る。
【０１１６】
検出された事象を計数または収集する。再構成では、複数のコンプトン事象が発生する応答のラインまたはラインが使用される。患者からの放出の３次元における分布は、コンプトン検知に基づいて再構成することができる。コンプトンセンシングが放射された光子の入射角を説明検知提供するので、再構成にはコリメータは必要ない。
【０１１７】
図１１のコンプトン−ＳＰＥＣＴモジュール１１を使用して、モジュールはまた、光電事象としての発光を検出するために使用され得る。低いエネルギーの発光は散乱検出器を通過する。これらの発光は、コード化された開口部の孔を通過するか、またはコード化された開口部によってブロックされる。捕獲検出器は、コード化された開口部の穴を通過する発光の少なくとも一部を検出する。散乱検出器及びコード化された開口部のいずれか又は両方を含む選択に応じて、比較的低いおよび／または高いエネルギーでの発光が検出される。
【０１１８】
検出された事象は、放射性同位元素の位置を再構成するために使用される。コンプトンおよび／または光電画像は、検出された事象および事象からの対応するライン情報から生成される。
【０１１９】
動作１０８では、人または機械（例えばロボット）が、ハウジングの１つを取り出す。ハウジングの検知器又は関連するエレクトロニクスのうちの１つが不合格となった場合には、又は異なるエネルギーで検知するために交換する場合には、ハウジングを撤去することができる。他のハウジングは医療用画像システムに残されている。これにより、コンプトンカメラ全体のより大きな解体および／または交換の費用なしに、ハウジングおよび／または検知器のより容易な修理および／または交換が可能となる。
【０１２０】
本発明を種々の実施形態を参照して上述したが、本発明の特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの変更及び改質がなされ得ることは理解されるべきである。したがって、上記詳細な説明は、本発明を限定するものではなく例示として解されるものであり、本発明の精神および特許請求の範囲を定めるのは、全ての均等物を含めて特許請求の範囲の記載に基づくものであることは理解されるべきである。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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