(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）被検体に投与された放射性同位元素（ＲＩ）によって生じるγ線を検出するγ線検出器が一端部と他端部に対向設置されている第１Ｃ字状アーム部材と、（Ｂ）第１Ｃ字状アーム部材を搬送する第１アーム部材搬送手段と、（Ｃ）第１Ｃ字状アーム部材の曲がりに沿って第１Ｃ字状アーム部材をスライド回転させるとともに、そのスライド回転の回転軸と直交する水平軸を回転軸として第１Ｃ字状アーム部材を回転させる第１アーム部材回転手段と、（Ｄ）γ線検出器から出力されるγ線検出信号をＲＩ分布画像取得用のエミッションデータとして収集するエミッションデータ収集手段と、（Ｅ）エミッションデータに基づいてＲＩ分布画像を取得するＲＩ分布画像取得手段と、（Ｆ）被検体にＸ線を照射するＸ線管と被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器が一端部と他端部に対向設置されている第２Ｃ字状アーム部材と、（Ｇ）第２Ｃ字状アーム部材を搬送する第２アーム部材搬送手段と、（Ｈ）第２Ｃ字状アーム部材の曲がりに沿って第２Ｃ字状アーム部材をスライド回転させるとともに、そのスライド回転の回転軸と直交する水平軸を回転軸として第２Ｃ字状アーム部材を回転させる第２アーム部材回転手段と、（Ｉ）Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号をＸ線ＣＴ画像取得用のＸ線検出データとして収集するＸ線検出データ収集手段と、（Ｊ）Ｘ線検出データに基づいてＸ線ＣＴ画像を取得するＸ線ＣＴ画像取得手段とを備えていることを特徴とする放射線複合撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線複合撮像装置において、（Ｋ）γ線検出器の配置情報とＸ線検出器の配置情報との対応関係を認識する配置対応関係認識手段を備えている放射線複合撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の放射線複合撮像装置において、（Ｌ）γ線検出器が被検体に対して接離する方向にγ線検出器を移動させる検出器接離移動手段と、（Ｍ）第１Ｃ字状アーム部材の回転中にγ線検出器を被検体に対して接離する方向に移動させてγ線検出器を被検体に適当な距離まで近づける近接制御を検出器接離移動手段に対して行う近接移動制御手段を備えている放射線複合撮像装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の放射線複合撮像装置において、被検体に投与される放射性同位元素がポジトロン型の放射性同位元素であって、エミッションデータ収集手段が、反対方向に進む消滅γ線がγ線検出器によって同時に検出された時のγ線検出信号だけをエミッションデータとして収集する放射線複合撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検体に投与された放射性同位元素（ＲＩ＝ラジオアイソトープ）の体内分布に相応するＲＩ分布画像の撮影と、被検体の体内のＸ線吸収分布に相応するＸ線ＣＴ画像の撮影を行う放射線複合撮像装置に係り、特に撮影時の自由度をアップするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＩ分布画像の撮影とＸ線ＣＴ画像の撮影を行う放射線複合撮像装置として、ＰＥＴ（ポジトロン・エミッション・トモグラフィ）装置とＸ線ＣＴ装置を合体したＰＥＴ−ＣＴ装置が知られている。従来のＰＥＴ−ＣＴ装置の場合、図１２に示すように、被検体ｍが載置される天板９１を備えていると共に、直列に設置されたＰＥＴ用の第１ガントリ９２およびＸ線ＣＴ用の第２ガントリ９３を備えている。大型の両ガントリ９２，９３は天板９１が被検体ｍを載置したまま出入りする開口部（トンネル）９２Ａ，９３Ａを中央に有すると共に、第１ガントリ９２にはγ線検出器９４が配備され、第２ガントリ９３にはＸ線管９５およびＸ線検出器９６が配備されている。
【０００３】
従来の装置により被検体の生体機能情報をもたらすＲＩ分布画像の撮影が行われる場合、天板９１に載せられて第１ガントリ９２の開口部９２Ａに進入してきた被検体ｍに投与されているＲＩによって生じる５１１ｋｅＶのエネルギーのγ線（消滅γ線）がγ線検出器９４により検出される。γ線検出器９４から出力されるγ線検出信号がＲＩ分布画像取得用のエミッションデータとして収集されると共に、収集されたエミッションデータに基づいて再構成処理が行われて断層像タイプないし平面像タイプのＲＩ分布画像が取得される。従来の装置の場合、被検体ｍに投与された11ＣなどのＲＩのポジトロンの消滅により同時に発生して反対方向へ向かって進む二つの消滅γ線が、γ線検出器９４で同時に検出された場合（γ線が同時計数された時）にエミッションデータの収集が行なわれる。
【０００４】
従来の装置により被検体の解剖学的情報をもたらすＸ線ＣＴ画像の撮影が行われる場合、天板９１に載せられて第２ガントリ９３の開口部９３Ａに進入してきた被検体ｍにＸ線管９５からＸ線が照射されると共に被検体ｍを透過したＸ線がＸ線検出器９６により検出される。Ｘ線検出器９６から出力されるＸ線検出信号がＸ線ＣＴ画像取得用のＸ線検出データとして収集されると共に、収集されたＸ線検出データに基づいて再構成処理が行われてＸ線ＣＴ画像が取得される。（例えば特許文献１を参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４０４０８０号公報（３頁〜４頁，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のＰＥＴ−ＣＴ装置は、撮影時の自由度が小さくて有用性を十分に発揮できないという問題がある。
撮影時の自由度が小さい第１の理由は、事実上、ＲＩ分布画像やＸ線ＣＴ画像の撮影場所が第１，第２のガントリ９２，９３の設置位置に限られることにある。大型の第１，第２の各ガントリ９２，９３はいったん設置すると移動は殆ど不可能で、撮影場所がガントリ９２，９３の設置位置に限られてしまうので、ＰＥＴ−ＣＴ装置の有用性を十分に発揮させられない。
【０００７】
撮影時の自由度が小さい第２の理由は、撮影中は被検体ｍにアクセスできないことにある。撮影中、被検体ｍは第１ガントリ９２の開口部９２Ａや第２ガントリ９３の開口部９３Ａの内にあるので、事実上、被検体ｍにアクセスすることができない。
撮影時の自由度が小さい第３の理由は、撮影中は他の機器を併存させられないことにある。やはり、撮影中、被検体ｍは第１ガントリ９２の開口部９２Ａや第２ガントリ９３の開口部９３Ａの内にあるので、両ガントリ９２，９３が邪魔になって他の機器を併置することができない。
撮影中、被検体ｍにアクセスできなかったり、他の機器を併置させられない場合、撮影中に外科手術を施したり、あるいは、撮影と平行して治療を施したりすることができないので、ＰＥＴ−ＣＴ装置の有用性を十分に発揮させられない。
【０００８】
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、撮影時の自由度が大きくて有用性を十分に発揮することができる放射線複合撮像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】
【０００９】
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、請求項１に記載の発明に係る放射線複合撮像装置は、（Ａ）被検体に投与された放射性同位元素（ＲＩ）によって生じるγ線を検出するγ線検出器が一端部と他端部に対向設置されている第１Ｃ字状アーム部材と、（Ｂ）第１Ｃ字状アーム部材を搬送する第１アーム部材搬送手段と、（Ｃ）第１Ｃ字状アーム部材の曲がりに沿って第１Ｃ字状アーム部材をスライド回転させるとともに、そのスライド回転の回転軸と直交する水平軸を回転軸として第１Ｃ字状アーム部材を回転させる第１アーム部材回転手段と、（Ｄ）γ線検出器から出力されるγ線検出信号をＲＩ分布画像取得用のエミッションデータとして収集するエミッションデータ収集手段と、（Ｅ）エミッションデータに基づいてＲＩ分布画像を取得するＲＩ分布画像取得手段と、（Ｆ）被検体にＸ線を照射するＸ線管と被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器が一端部と他端部に対向設置されている第２Ｃ字状アーム部材と、（Ｇ）第２Ｃ字状アーム部材を搬送する第２アーム部材搬送手段と、（Ｈ）第２Ｃ字状アーム部材の曲がりに沿って第２Ｃ字状アーム部材をスライド回転させるとともに、そのスライド回転の回転軸と直交する水平軸を回転軸として第２Ｃ字状アーム部材を回転させる第２アーム部材回転手段と、（Ｉ）Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号をＸ線ＣＴ画像取得用のＸ線検出データとして収集するＸ線検出データ収集手段と、（Ｊ）Ｘ線検出データに基づいてＸ線ＣＴ画像を取得するＸ線ＣＴ画像取得手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
［作用・効果］請求項１の発明の装置によるＲＩ分布画像の撮影の場合、第１アーム部材搬送手段が第１Ｃ字状アーム部材をγ線検出器ごと搬送するのに伴って、γ線検出器が平行移動して撮影場所が変化する。また第１アーム部材回転手段が第１Ｃ字状アーム部材をスライド回転または水平軸を回転軸として回転させるのに伴って、γ線検出器が被検体の周りで回転して撮影方向が変化する。つまり、第１Ｃ字状アーム部材の搬送と回転によりγ線検出器の配置が変化するのに伴って、撮影場所が変ったり、撮影方向が変ったりする。
一方、ＲＩ分布画像の撮影中、第１Ｃ字状アーム部材の一端部と他端部に設置されている両γ線検出器は被検体に投与された放射性同位元素（ＲＩ）によって生じるγ線を検出しγ線検出信号をエミッションデータとして出力する。他方、ＲＩ分布画像取得手段はエミッションデータ収集手段により収集されたエミッションデータに基づいて断層像タイプのＲＩ分布画像あるいは平面像タイプのＲＩ分布画像の一方または両方を取得する。
【００１１】
また、請求項１の発明の装置によるＸ線ＣＴ画像の撮影の場合、第２アーム部材搬送手段が第２Ｃ字状アーム部材をＸ線管およびＸ線検出器ごと搬送するのに伴って、Ｘ線管およびＸ線検出器が平行移動して撮影場所が変化する。また第２アーム部材回転手段が第２Ｃ字状アーム部材をスライド回転または水平軸を回転軸として回転させるのに伴って、Ｘ線管およびＸ線検出器が被検体の周りで回転して撮影方向が変化する。つまり、第２Ｃ字状アーム部材の搬送と回転によりＸ線管およびＸ線検出器の配置が変化するのに伴って、撮影場所が変ったり、撮影方向が変ったりする。
一方、Ｘ線ＣＴ画像の撮影中、第２Ｃ字状アーム部材に設置されているＸ線管がＸ線を被検体に照射すると共にＸ線検出器が被検体を透過したＸ線を検出しＸ線検出信号をＸ線検出データとして出力する。他方、Ｘ線ＣＴ画像取得手段はＸ線検出データ収集手段により収集されたＸ線検出データに基づいてＸ線ＣＴ画像を取得する。
【００１２】
すなわち、請求項１の発明の装置の場合、第１，第２Ｃ字状アーム部材の搬送や回転によってγ線検出器やＸ線管およびＸ線検出器の配置を変化させることによりＲＩ分布画像やＸ線ＣＴ画像の撮影場所や撮影方向を移し変えられる。
加えて、請求項１の発明の装置の場合、γ線検出器やＸ線管およびＸ線検出器は、従来のようにガントリに設置されるのではなく、第１，第２のＣ字状アーム部材に設置されているので、撮影中、施術者が被検体にアクセスしたり、他の機器を併置したりできる。
よって、請求項１の発明の放射線複合撮像装置は、撮影時の自由度が大きくて有用性を十分に発揮することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放射線複合撮像装置において、（Ｋ）γ線検出器の配置情報とＸ線検出器の配置情報との対応関係を認識する配置対応関係認識手段を備えているものである。
【００１４】
［作用・効果］請求項２の発明の装置においては、配置対応関係認識手段が認識するγ線検出器の配置情報とＸ線検出器の配置情報との対応関係にしたがって被検体の同一部位について、ＲＩ分布画像とＸ線ＣＴ画像を取得したり、取得したＲＩ分布画像とＸ線ＣＴ画像を重ね合わせ表示したりする。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、（Ｌ）γ線検出器が被検体に対して接離する方向にγ線検出器を移動させる検出器接離移動手段と、（Ｍ）第１Ｃ字状アーム部材の回転中にγ線検出器を被検体に対して接離する方向に移動させてγ線検出器を被検体に適当な距離まで近づける近接制御を検出器接離移動手段に対して行う近接移動制御手段を備えているものである。
【００１６】
［作用・効果］請求項３の発明の装置においては、γ線検出器を被検体に接近させるとγ線の検出範囲が広がり、見かけ上、γ線検出器の感度が上がり、逆にγ線検出器を被検体から離隔させるとγ線の検出範囲が狭まり、見かけ上、γ線検出器の感度が下がる。したがって、請求項３の発明の放射線複合撮像装置の場合、近接移動制御手段による近接制御を検出器接離移動手段に対し行って、第１Ｃ字状アーム部材の回転中にγ線検出器を被検体に対して接離する方向に移動させてγ線検出器を被検体に適当な距離まで近づけることにより、γ線検出器は常に良好な感度を保つことができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の放射線複合撮像装置において、被検体に投与される放射性同位元素がポジトロン型の放射性同位元素であって、エミッションデータ収集手段が、反対方向に進む消滅γ線がγ線検出器によって同時に検出された時のγ線検出信号だけをエミッションデータとして収集するものである。
【００１８】
［作用・効果］請求項４の発明の装置の場合、エミッションデータ収集手段が被検体に投与された放射性同位元素から放出されるポジトロンの消滅に伴って生じて反対方向に進む消滅γ線がγ線検出器により同時に検出された時のγ線検出信号だけをエミッションデータとして収集するので、被検体に投与されているポジトロン型の放射性同位元素についてのＲＩ分布画像を撮影することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の装置の場合、第１，第２Ｃ字状アーム部材の搬送や回転によってγ線検出器やＸ線管およびＸ線検出器の配置を変化させることによりＲＩ分布画像やＸ線ＣＴ画像の撮影場所や撮影方向を移し変えられる。
加えて、この発明の装置の場合、γ線検出器やＸ線管およびＸ線検出器は、従来のようにガントリに設置されるのではなく、第１，第２のＣ字状アーム部材に設置されているので、撮影中、施術者が被検体にアクセスしたり、他の機器を併置したりできる。
よって、この発明の放射線複合撮像装置は、撮影時の自由度が大きくて有用性を十分に発揮することができる。
【実施例１】
【００２０】
この発明の放射線複合撮像装置の実施例１を説明する。図１は実施例１に係るＰＥＴ（ポジトロン・エミッション・トモグラフィ）−ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図、図２は実施例１の装置のγ線検出器まわりの構成を示す正面図、図３は実施例１の装置のγ線検出器まわりの構成を示す側面図、図４は実施例１の装置のＸ線管およびＸ線検出器まわりの構成を示す正面図、図５は実施例１の装置のＸ線管およびＸ線検出器まわりの構成を示す側面図である。
【００２１】
実施例１のＰＥＴ−ＣＴ装置では、図１〜図３に示すように、天板ＢＤの上の被検体ｍに投与されたポジトロン放出型の放射性同位元素（ＲＩ）によって生じるγ線を検出する第１γ線検出器１および第２γ線検出器２が第１Ｃ字状アーム部材３の一端部と他端部に対向設置されている。第１γ線検出器１および第２γ線検出器２は、入射γ線を光に変換するシンチレータとシンチレータから放出される光を電気に変換して出力するフォトマルチプライヤが縦横に多段に設置されたフラットタイプの２次元検出器である。
【００２２】
実施例１の装置は、天井４に沿って配設されている固定レール部材５および可動レール部材６と、固定レール部材５や可動レール部材６に沿って第１Ｃ字状アーム部材３を搬送する第１アーム部材搬送機構７を備えている。固定レール部材５は被検体ｍの体軸Ｚと平行な方向（天板ＢＤの長手方向）へレールが延びる向きで天井４に直に取り付けられている。可動レール部材６は被検体ｍの体軸Ｚと直角な平行な方向（天板ＢＤの短手方向）へレールが延びる向きで固定レール部材５の下方に移動可能に吊り下げられている。
【００２３】
第１アーム部材搬送機構７は、可動レール部材６を吊り下げたままで固定レール部材５に案内されながら走行する第１走行部８と、第１Ｃ字状アーム部材３を保持する第１アーム支持部材１０を吊り下げたままで可動レール部材６に案内されながら走行する第２走行部９とを有している。そして、第１走行部８の場合、車輪駆動部８Ａが作動して車輪８Ｂが回転するのに伴って第１走行部８は可動レール部材６ごと固定レール部材５の上を図２に矢印ＲＡで示す向きに走行する。第２走行部９の場合、車輪駆動部９Ａが作動して車輪９Ｂが回転するのに伴って第２走行部９は第１アーム支持部材１０ごと可動レール部材６の上を図３に矢印ＲＢで示す向きに走行する。したがって、第１走行部８の走行によって第１アーム支持部材１０が図２に矢印ＲＡで示す向きに移動し、第２走行部９の走行によって第１アーム支持部材１０が図３に矢印ＲＢで示す向きに移動する。
【００２４】
一方、第１Ｃ字状アーム部材３は第１アーム部材回転機構１１を介して第１アーム支持部材１０の下端部に取り付けられて保持されている。その結果、第１走行部８の走行により第１アーム支持部材１０が移動するのに伴って第１Ｃ字状アーム部材３は図２に矢印ＲＡで示す方向に搬送され、第２走行部９の走行により第１アーム支持部材１０が移動するのに伴って第１Ｃ字状アーム部材３は図３に矢印ＲＢで示す方向に搬送される。
こうして、第１Ｃ字状アーム部材３が搬送されると、第１Ｃ字状アーム部材３に配置されている第１，第２の両γ線検出器１，２が平行移動して撮影場所が変化する。
【００２５】
他方、第１Ｃ字状アーム部材３は第１水平軸部材１２で支承された状態で第１アーム支持部材１０の下端部に第１アーム部材回転機構１１ごと取り付けられている。そして、第１Ｃ字状アーム部材３は第１アーム部材回転機構１１によって、図３中に矢印ｒａで示すように、第１Ｃ字状アーム部材３の曲がりに沿って第１Ｃ字状アーム部材３がスライドするスライド回転と、図３中に矢印ｒｂで示すように第１Ｃ字状アーム部材３を支承する第１水平軸部材１２の中心軸を回転軸として第１Ｃ字状アーム部材３が横向きに回る横向き回転とがそれぞれ行える構成とされている。
【００２６】
第１アーム部材回転機構１１には、第１Ｃ字状アーム部材３の側に設置されたラック１１Ａと第１水平軸部材１２の側に設置されたピニオン１１Ｂおよび電気モータ１１Ｃが配備されていて、電気モータ１１Ｃによって回転するピニオン１１Ｂが噛み合っているラック１１Ａを移動させるので、第１Ｃ字状アーム部材３の曲がりに沿って第１Ｃ字状アーム部材３がスライドする第１Ｃ字状アーム部材３のスライド回転が行われる。
【００２７】
加えて、第１アーム部材回転機構１１には、第１水平軸部材１２に同軸的に連結された電気モータ１１ａが配備されていて、電気モータ１１ａの回転が第１水平軸部材１２に伝達されて第１水平軸部材１２が回転すると第１水平軸部材１２の中心軸を回転軸として第１Ｃ字状アーム部材３が横向きに回る第１Ｃ字状アーム部材３の横向き回転が行われる。こうして第１Ｃ字状アーム部材３が回転すると、第１Ｃ字状アーム部材３に設置されている第１，第２の両γ線検出器１，２が被検体ｍの周りで回転して撮影方向が変化する。
【００２８】
なお、第１アーム部材搬送機構７は第１搬送制御部１３からオペレータの操作や予め設定されたプログラムに応じた搬送制御データを受けながら第１Ｃ字状アーム部材３を搬送し、第１アーム部材回転機構１１は第１回転制御部１４からオペレータの操作や予め設定されたプログラムに応じた回転制御データを受けながら第１Ｃ字状アーム部材３を回転させる。さらに、第１搬送制御部１３は第１Ｃ字状アーム部材３の搬送の為の搬送制御データを第１，第２の両γ線検出器１，２の搬送位置を示す搬送位置データとして送出し、第１回転制御部１４は、第１Ｃ字状アーム部材３の回転の為の回転制御データを第１，第２の両γ線検出器１，２の回転位置を示す回転角度データとして送出する。
【００２９】
また、実施例１の装置は、図１に示すように、第１，第２の両γ線検出器１，２の後段に、エミッションデータ収集部１５と吸収補正部１６とＲＩ分布画像取得部１７とが配備されている他、ＲＩ分布画像やＸ線ＣＴ画像あるいは装置の操作メニューなどを表示する表示モニタ１８や、装置の稼働に必要なデータや指令などを入力する操作部１９などが配備されている。
【００３０】
エミッションデータ収集部１５は、第１，第２の両γ線検出器１，２から出力されるγ線検出信号を、第１，第２の両γ線検出器１，２についての搬送位置データおよび回転角度データなどと照合しながら、ＲＩ分布画像取得用のエミッションデータとして収集する。加えて、エミッションデータ収集部１５の場合、被検体ｍに投与された放射性同位元素から放出されるポジトロンの消滅に伴って生じて反対方向に進む消滅γ線が第１，第２の両γ線検出器１，２により同時に検出された時のγ線検出信号だけをエミッションデータとして収集する。つまり、反対方向に進む消滅γ線のうちの一方のγ線が第１γ線検出器１で検出されると同時に、他方のγ線が第２γ線検出器２で検出された時のγ線検出信号だけがエミッションデータとして収集される。被検体ｍに投与されるポジトロン型のＲＩとしては、11Ｃ，13Ｎ，15Ｏ，18Ｆなどが挙げられる。
【００３１】
吸収補正部１６は、エミッションデータ収集部１５で収集されたエミッションデータを吸収補正する。具体的には吸収補正部１６は（詳しくは後述する）Ｘ線検出データを使って吸収補正を行う。Ｘ線検出データが吸収補正用のトランスミッションデータとして利用されるのである。
【００３２】
ＲＩ分布画像取得部１７は、吸収補正されたエミッションデータに加えて第１，第２の両γ線検出器１，２についての搬送位置データおよび回転角度データなどに基づき再構成処理を行って断層像タイプのＲＩ分布画像や平面像タイプのＲＩ分布画像を取得する。表示モニタ１８は画面にＲＩ分布画像取得部１７で取得されたＲＩ分布画像を映し出す。なお、スライド回転の場合、第１，第２の両γ線検出器１，２は３６０°回転するわけでなく、回転角度範囲は通常１８０°程度であるが、１８０°程度の回転角度範囲でも断層像タイプのＲＩ分布画像を取得するのに支障はない。
【００３３】
加えて、実施例１のＰＥＴ−ＣＴ装置では、図４や図５に示すように、天板ＢＤの上の被検体ｍにＸ線を照射するＸ線管２１と被検体ｍを透過したＸ線を検出するＸ線検出器２２が第２Ｃ字状アーム部材２３の一端部と他端部に対向設置されているのに加え、天井４に沿って配設されている固定レール部材５および可動レール部材２４と、固定レール部材５や可動レール部材２４に沿って第２Ｃ字状アーム部材２３を搬送する第２アーム部材搬送機構２５を備えている。固定レール部材５は前述のように天井４に被検体ｍの体軸Ｚと平行な方向へレールが延びる向きで取り付けられている。可動レール部材２４は被検体ｍの体軸Ｚと直角な平行な方向へレールが延びる向きで固定レール部材５の下方に移動可能に吊り下げられている。
【００３４】
第２アーム部材搬送機構２５は、可動レール部材２４を吊り下げたままで固定レール部材５に案内されながら走行する第１走行部２６と、第２Ｃ字状アーム部材２３を保持する第２アーム支持部材２８を吊り下げたままで可動レール部材２４に案内されながら走行する第２走行部２７とを有している。そして、第１走行部２６の場合、車輪駆動部２６Ａが作動して車輪２６Ｂが回転するのに伴って第１走行部２６は可動レール部材２４ごと固定レール部材５の上を図４に矢印ＱＡで示す向きに走行する。第２走行部２７の場合、車輪駆動部２７Ａが作動して車輪２７Ｂが回転するのに伴って第２走行部２７は第２アーム支持部材２８ごと可動レール部材２７の上を図５に矢印ＱＢで示す向きに走行する。したがって、第１走行部２６の走行によって第２アーム支持部材２８が図４に矢印ＱＡで示す向きに移動し、第２走行部２７の走行によって第２アーム支持部材２８が図５に矢印ＱＢで示す向きに移動する。
【００３５】
一方、第２Ｃ字状アーム部材２３は第２アーム部材回転機構２９を介して第２アーム支持部材２８の下端部に取り付けられて保持されている。その結果、第１走行部２６の走行により第２アーム支持部材２８が移動するのに伴って第２Ｃ字状アーム部材２３は図４に矢印ＱＡで示す方向に搬送され、第２走行部２７の走行により第２アーム支持部材２８が移動するのに伴って第２Ｃ字状アーム部材２３は図５に矢印ＱＢで示す方向に搬送される。こうして、第２Ｃ字状アーム部材２３が搬送されると、第２Ｃ字状アーム部材２３に設置されているＸ線管２１およびＸ線検出器２２が平行移動して撮影場所が変化する。
【００３６】
他方、第２Ｃ字状アーム部材２３は第２水平軸部材３０で支承された状態で第２アーム支持部材２８の下端部に第２アーム部材回転機構２９ごと取り付けられている。そして、第２Ｃ字状アーム部材２３は第２アーム部材回転機構２３によって、図５中に矢印ｑａで示すように、第２Ｃ字状アーム部材２３の曲がりに沿って第２Ｃ字状アーム部材２３がスライドするスライド回転と、図５中に矢印ｑｂで示すように第２Ｃ字状アーム部材２３を支承する第２水平軸部材３０の中心軸を回転軸として第２Ｃ字状アーム部材２３が横向きに回る横向き回転とがそれぞれ行える構成とされている。
【００３７】
第２アーム部材回転機構２９には、第２Ｃ字状アーム部材２３の側に設置されたラック２９Ａと第２水平軸部材３０の側に設置されたピニオン２９Ｂおよび電気モータ２９Ｃが配備されていて、電気モータ２９Ｃによって回転するピニオン２９Ｂが噛み合っているラック２９Ａを移動させるので、第２Ｃ字状アーム部材２３の曲がりに沿って第２Ｃ字状アーム部材２３がスライドする第２Ｃ字状アーム部材２３のスライド回転が行われる。
【００３８】
加えて、第２アーム部材回転機構２９には、第２水平軸部材３０に同軸的に連結された電気モータ２９ａが配備されていて、電気モータ２９ａの回転が第２水平軸部材３０に伝達されて第２水平軸部材３０が回転すると第２水平軸部材３０の中心軸を回転軸として第２Ｃ字状アーム部材２３が横向きに回る第２Ｃ字状アーム部材２３の横向き回転が行われる。こうして、第２Ｃ字状アーム部材２３が回転すると、第２Ｃ字状アーム部材２３に設置されているＸ線管２１およびＸ線検出器２２が被検体ｍの周りで回転して撮影方向が変化する。
【００３９】
なお、第２アーム部材搬送機構２５は第２搬送制御部３１からオペレータの操作や予め設定されたプログラムに応じた搬送制御データを受けながら第２Ｃ字状アーム部材２３を搬送し、第２アーム部材回転機構２９は第２回転制御部３２からオペレータの操作や予め設定されたプログラムに応じた回転制御データを受けながら第２Ｃ字状アーム部材２３を回転させる。さらに、第２搬送制御部３１は第２Ｃ字状アーム部材２３の搬送の為の搬送制御データをＸ線検出器２２の搬送位置を示す搬送位置データとして送出し、第２回転制御部３２は、第２Ｃ字状アーム部材２３の回転の為の角度制御データをＸ線検出器２２の回転位置を示す回転角度データとして送出する。
【００４０】
また、実施例１の装置は、図１に示すように、Ｘ線検出器２２の後段に、Ｘ線検出データ収集部３３とＸ線ＣＴ画像取得部３４とが配備されている。Ｘ線検出データ収集部３３は、Ｘ線照射制御部２１Ａの制御に従ってＸ線管２１がＸ線を照射するのに伴ってＸ線検出器２２から出力されるＸ線検出信号をＸ線検出器２２についての搬送位置データおよび回転角度データなどと照合しながら、Ｘ線ＣＴ画像取得用のＸ線検出データとして収集する。Ｘ線ＣＴ画像取得部３４は、収集されたＸ線検出データに加えてＸ線検出器２２についての搬送位置データおよび回転角度データなどに基づき再構成処理を行って断層像タイプのＸ線ＣＴ画像を取得する。取得されたＸ線ＣＴ画像は必要に応じて表示モニタ１８の画面に映し出される。
【００４１】
なお、主制御部３５は、コンピュータとその動作プログラムを中心に構成されており、操作部１９から入力される指令や撮影の進行状況に応じて、各部に命令やデータを送出して装置を正常に稼働させる役割を果たす。
【００４２】
加えて、実施例１の装置は、図３に示すように、各γ線検出器１，２を第１，第２のγ線検出器１，２が被検体ｍに対して接離する方向に移動させる２組の検出器接離移動機構３６と、第１Ｃ字状アーム部材３の回転中に各γ線検出器１，２を被検体ｍに対して接離する方向に移動させて各γ線検出器１，２を被検体に適当な距離まで近づける近接制御を各検出器接離移動機構３６に対して行う近接移動制御部３７を備えている。
【００４３】
第１，第２の各γ線検出器１，２を被検体ｍに接近させるとγ線の検出範囲が広がり、見かけ上、γ線検出器１，２の感度が上がり、逆に各γ線検出器１，２を被検体ｍから離隔させるとγ線の検出範囲が狭まり、見かけ上、γ線検出器１，２の感度が下がる。したがって、具体的には後述するように、実施例１の装置の場合、近接移動制御部３７が各検出器接離移動機構３６に対して行う近接制御により、第１Ｃ字状アーム部材３の回転中に各γ線検出器１，２が被検体ｍに対して接離する方向に移動して被検体ｍに適当な距離まで近づく結果、各γ線検出器１，２は常に良好な感度を保てる構成とされている。なお、被検体ｍの下には天板ＢＤがあるので、第１，第２の各γ線検出器１，２が天板ＢＤの裏側に位置するときは天板ＢＤを考慮した近接制御が第１，第２の各γ線検出器１，２に対して行われる。
【００４４】
具体的には、図３に示すように、検出器接離移動機構３６は電気モータ３６Ａにより回転する棒ネジ３６Ｂを有しており、各γ線検出器１，２の係止部１ａ，２ａが各棒ネジ３６Ｂに螺合していて、棒ネジ３６Ｂが回転して係止部１ａ，２ａが各棒ネジ３６Ｂに沿って移動するのに伴って各γ線検出器１，２が前進あるいは後退する構成とされている。また近接移動制御部３７は各γ線検出器１，２と被検体ｍの距離をそれぞれ測定する（例えば超音波式）測距センサ３７ａ，３７ａを有するのに加えて、近接移動制御部３７が電気モータ３６Ａの回転量と回転方向をコントロールして各測距センサ３７ａ，３７ａで検出される距離を各γ線検出器１，２の被検体ｍに対する適当な距離として設定された所定の距離に一致させる構成とされている。
【００４５】
ただ、第１，第２の各γ線検出器１，２を被検体ｍに対して接離する方向に移動させるのに伴ってγ線検出器１，２の位置が変化するので近接移動制御部３７は近接制御データを位置変動データとして送出する。
したがって、実施例１の装置の場合、装置の機械的原点に対する第１，第２の各γ線検出器１，２の位置と向きを規定する配置情報は、第１搬送制御部１３から送出される搬送位置データと、第１回転制御部１４から送出される回転角度データと、近接移動制御部３７から送出される位置変動データとにしたがって定まる。
また、実施例１の装置の場合、装置の機械的原点に対するＸ線検出器２２の位置と向きを規定する配置情報は、第２搬送制御部３１から送出される搬送位置データと、第２回転制御部３２から送出される回転角度データとにしたがって定まる。
【００４６】
さらに、実施例１の装置は、γ線検出器１，２の位置と向きを規定する配置情報とＸ線検出器２２の位置と向きを規定するの配置情報との対応関係を認識する配置対応関係認識部３８を備えていて、配置対応関係認識部３８で認識されるγ線検出器の配置情報とＸ線検出器の配置情報との対応関係にしたがって被検体ｍの同一部位について、ＲＩ分布画像とＸ線ＣＴ画像を取得したり、取得したＲＩ分布画像とＸ線ＣＴ画像を重ね合わせ表示モニタ１８に表示したりする構成とされている。
【００４７】
一方、上述したことから分かるように、実施例１の装置では、ＲＩ分布画像の撮影の際、装置の機械的原点に対する第１，第２の各γ線検出器１，２の位置と向きが変化しながら撮影が進行することになるので、以下に、装置の機械的原点に対する第１，第２の各γ線検出器１，２の位置と向きが変化する時のＲＩ分布画像の再構成アルゴリズムについて説明しておく。
【００４８】
第１，第２の各γ線検出器１，２は、図６および図７に示すように、微小なγ線検出素子ａ，ｂの集合体であり、両γ線検出器１，２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Ｃが設定される。装置の機械的原点ＯＭから各γ線検出器１，２の中心座標ＯＡ，ＯＢに至るベクトルＶＡ，ＶＢは上述の搬送位置データと回転角度データおよび位置変動データとに基づいて求められる。γ線検出器１，２の中心座標ＷＡ，ＷＢからγ線検出素子ａ，ｂに至るベクトルＷＡ，ＷＢはγ線検出器１，２におけるγ線検出素子ａ，ｂのアドレス（座標）に基づいて求められる。
【００４９】
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γ線検出素子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。
ｕＡ＝ＶＡ＋ＷＡ          ・・・・（１）
ｕＢ＝ＶＢ＋ＷＢ          ・・・・（２）
【００５０】
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γ線検出素子ａ，ｂのアドレス対データ、および、γ線を検出したγ線検出素子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γ線検出素子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。
【００５１】
このように、γ線を同時検出したγ線検出素子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（３）式の通りである。（３）式の更新式が繰り返されることでＲＩ分布画像が求まる。
【００５２】
【数１】
0004811038.tif 000002
【００５３】
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（検出器配置）における全ＬＯＲの数である。
なお、実施例１の装置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（３）式に限られるものではない。
【００５４】
以上に述べたように、実施例１の装置の場合、第１，第２Ｃ字状アーム部材３，２３の搬送や回転によって第１，第２のγ線検出器１，２やＸ線管２１およびＸ線検出器２２の配置を変化させることによりＲＩ分布画像やＸ線ＣＴ画像の撮影場所や撮影方向を移し変えられる。加えて、実施例１の装置の場合、第１，第２のγ線検出器１，２やＸ線管２１およびＸ線検出器２２は、従来のようにガントリに設置されるのではなく、第１，第２のＣ字状アーム部材３，２３に設置されているので、撮影中、施術者が被検体ｍにアクセスしたり、他の機器を併置したりできる。
よって、実施例１のＰＥＴ−ＣＴ装置は、撮影時の自由度が大きくて有用性を十分に発揮することができる。
【実施例２】
【００５５】
次に、実施例２のＰＥＴ−ＣＴ装置を説明する。図８は実施例２に係るＰＥＴ−ＣＴ装置の放射線撮像系まわりの構成を正面から見て示す概略図、図９は実施例２の装置の放射線撮像系まわりの構成を側面から見て示す概略図である。
実施例２の装置は、第１水平軸部材１２と第２水平軸部材３０が同軸で２重筒構造となっていて、放射線撮像系がバイプレーンタイプである他は実施例１の装置と同一であるので、相違点のみを説明し共通点の説明は省略する。
【００５６】
第１水平軸部材１２と第２水平軸部材３０が同軸で２重筒構造となっているので、必然的に第１，第２のＣ字状アーム部材３，２３がひとつのアーム部材搬送機構を共用することになって、第１，第２のＣ字状アーム部材３，２３は同時搬送されると共に第１，第２のＣ字状アーム部材３，２３は常に同一位置にある。
【００５７】
また第１，第２のＣ字状アーム部材３，２３は、矢印ｒａ（ｑａ）で示すように、各Ｃ字状アーム部材３，２３の曲がりに沿ってスライドするスライド回転がそれぞれ行える。第２Ｃ字状アーム部材２３には長手方向に沿って続く長孔２３Ａが開けられていて、第２Ｃ字状アーム部材２３も第１水平軸部材１２に当たらないでスライドできるのである。
さらに第１，第２のＣ字状アーム部材３，２３は、矢印ｒｂ（ｑｂ）で示すように、各Ｃ字状アーム部材３，２３を支承する各水平軸部材１２，３０の共通の中心軸を回転軸として各Ｃ字状アーム部材３，２３が横向きに回る横向き回転もそれぞれ行える。
【００５８】
実施例２の装置の場合、被検体Ｍの同一部位についてＲＩ分布画像とＸ線ＣＴ画像を実質的に同時に撮影することができる。ただＸ線撮影中は、第１，第２の両γ線検出器１，２が邪魔にならないようにＣ字状アーム部材３，２３を矢印ｒｂ（ｑｂ）で示す向きに少しズラせて第１，第２の両γ線検出器１，２をＸ線管２１およびＸ線検出器２２の前から退避させた状態とする。
【００５９】
この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、以下のように変形実施することも可能である。
（１）実施例１の装置は、γ線検出器１，２やＸ線管２１およびＸ線検出器２２が設置されている各Ｃ字状アーム部材３，２３が独立して搬送される構成であったが、図１０に示すように、第１アーム支持部材１０と第２アーム支持部材２８を連結部材３９で連結しＣ字状アーム部材３，２３が一体的に搬送される構成としてもよい。
【００６０】
（２）実施例２の装置は、γ線検出器１，２やＸ線管２１およびＸ線検出器２２が設置されている各Ｃ字状アーム部材３，２３がＣ字が同じ向きに並ぶバイプレーンタイプであったが、図１１に示すように、Ｃ字状アーム部材３，２３がＣ字が向き合って並ぶバイプレーンタイプとしてもよい。
【００６１】
（３）実施例の装置は、γ線検出器やＸ線管およびＸ線検出器が設置されている各Ｃ字状アーム部材が天井に配設されたレール部材に沿って走行する天井走行型の構成であったが、γ線検出器やＸ線管およびＸ線検出器が設置されている各Ｃ字状アーム部材のいずれか一方または両方が床に配設されたレール部材に沿って走行する床走行型の構成であってもよい。
【００６２】
（４）実施例１，２の装置は、ポジトロン型の核医学撮像装置であるＰＥＴ装置が組み込まれている装置であったが、この発明はＳＰＥＣＴ装置などの非ポジトロン型の核医学撮像装置が組み込まれている装置にも適用できる。
【００６３】
（５）実施例１，２の装置の場合、第１，第２の両γ線検出器１，２やＸ線検出器２２の位置と向きが第１，第２の搬送制御部１３，３１から送出される搬送位置データと、第１，第２の回転制御部１４，３２から送出される回転角度データと、近接移動制御部３７から送出される位置変動データとにしたがって定まる構成であったが、第１，第２の両γ線検出器１，２やＸ線検出器２２の位置と向きを磁気式センサーや光学式センサを利用して測る構成であってもよい。
【００６４】
磁気式センサーを利用する場合、例えば、各Ｃ字状アーム部材３，２３に直交３軸方向に向けて電波を発信する発信器を取り付け、各Ｃ字状アーム部材３，２３毎に床側の３箇所に各１個の受信器を配置しておき、３個の受信器から出力される受信信号にしたがって第１，第２の両γ線検出器１，２やＸ線検出器２２の位置と向きを求める構成とする。
光学式センサーを利用する場合、例えば、第１Ｃ字状アーム部材３，２３に目印ピースをそれぞれ取り付け、各Ｃ字状アーム部材３，２３毎に床側の３箇所に光学カメラを配置しておき、３個の光学カメラから出力される映像信号にしたがって第１，第２の両γ線検出器１，２やＸ線検出器２２の位置と向きを求める構成とする。
【００６５】
（６）実施例１，２の場合、γ線検出器１，２と被検体ｍの距離を測距センサ３７ａにより計測する構成であったが、γ線検出器１，２と被検体ｍの距離を断層像タイプのＲＩ分布画像やＸ線ＣＴ画像を利用して計測する構成であってもよい。γ線検出器１，２の搬送位置における断層像タイプのＲＩ分布画像やＸ線ＣＴ画像を取得すると共に、さらにＲＩ分布画像やＸ線ＣＴ画像における被検体ｍの輪郭位置とγ線検出器１，２についての回転角度データに基づいてγ線検出器１，２と被検体ｍの距離を求める構成とする。
【００６６】
（７）実施例１，２において、Ｘ線管２１およびＸ線検出器２２も、γ線検出器１，２と同様、被検体ｍに対して接離する方向に移動させられる他は、各実施例１，２と同一の構成である装置が、それぞれ変形例として挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施例１に係るＰＥＴ−ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１の装置のγ線検出器まわりの構成を示す正面図である。
【図３】実施例１の装置のγ線検出器まわりの構成を示す側面図である。
【図４】実施例１の装置のＸ線管およびＸ線検出器まわりの構成を示す正面図である。
【図５】実施例１の装置のＸ線管およびＸ線検出器まわりの構成を示す側面図である。
【図６】実施例１の装置におけるγ線検出器と画像再構成領域との配置関係を示す模式図である。
【図７】実施例１の装置における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８】実施例２の装置の放射線撮像系まわりの構成を正面から見て示す概略図である。
【図９】実施例２の装置の放射線撮像系まわりの構成を側面から見て示す概略図である。
【図１０】実施例１の装置の変形例の放射線撮像系まわりの構成を示す概略図である。
【図１１】実施例２の装置の変形例の放射線撮像系まわりの構成を示す概略図である。
【図１２】従来のＰＥＴ−ＣＴ装置のガントリの構成を示す正面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１      …  第１γ線検出器（γ線検出器）
２      …  第２γ線検出器（γ線検出器）
３      …  第１Ｃ字状アーム部材
７      …  第１アーム部材搬送機構（第１アーム部材搬送手段）
１１    …  第１アーム部材回転機構（第１アーム部材回転手段）
１５    …  エミッションデータ収集部（エミッションデータ収集手段）
１７    …  ＲＩ分布画像取得部（ＲＩ分布画像取得手段）
２１    …  Ｘ線管
２２    …  Ｘ線検出器
２３    …  第２Ｃ字状アーム部材
２５    …  第２アーム部材搬送機構（第２アーム部材搬送手段）
２９    …  第２アーム部材回転機構（第２アーム部材回転手段）
３３    …  Ｘ線検出データ収集部（Ｘ線検出データ収集手段）
３４    …  Ｘ線ＣＴ画像取得部（Ｘ線ＣＴ画像取得手段）
３６    …  検出器接離移動機構（検出器接離移動手段）
３７    …  近接移動制御部（近接移動制御手段）
３８    …  配置対応関係認識部（配置対応関係認識手段）
ｍ      …  被検体
【図１】
0004811038.tif 000003
【図２】
0004811038.tif 000004
【図３】
0004811038.tif 000005
【図４】
0004811038.tif 000006
【図５】
0004811038.tif 000007
【図６】
0004811038.tif 000008
【図７】
0004811038.tif 000009
【図８】
0004811038.tif 000010
【図９】
0004811038.tif 000011
【図１０】
0004811038.tif 000012
【図１１】
0004811038.tif 000013
【図１２】
0004811038.tif 000014