(57)【要約】【課題】  術中に腫瘍等の患部位置を正確に表示することのできる、空間分解能が高くてバックグラウンドの少ないポジトロン画像化装置を提供する。【解決手段】  ポジトロン画像化装置１は、位置検出可能な第一のシンチレータ２と、第一のシンチレータ２の後方に配置された光ガイド３と、光ガイド３の周囲に配置された第二のシンチレータ４と、光ガイド３の後方に配置された位置有感型光電子増倍管５とを有する。第一のシンチレータ２は光ガイド３を介して位置有感型光電子増倍管５の中央部に光学連結され、第二のシンチレータ４は位置有感型光電子増倍管５の周縁部に直接光学連結されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポジトロン放出核種の位置検出のためのポジトロン画像化装置であって、
放出されたポジトロンによるシンチレーション光と、そのポジトロンの消滅ガンマ線によるシンチレーション光とを互いに独立に出力させうるシンチレーション検出器と、それぞれの出力間で同時計数を行う同時計数手段とを有することを特徴とするポジトロン画像化装置。
【請求項２】
シンチレーション検出器が、位置検出可能な第一のシンチレータと、第一のシンチレータの後方に配置された光ガイドと、光ガイドの周囲に配置された第二のシンチレータと、光ガイドの後方に配置された位置有感型光電子増倍管とを有し、第一のシンチレータが光ガイドを介して当該位置有感型光電子増倍管の中央部に光学連結されているとともに第二のシンチレータが当該位置有感型光電子増倍管の周縁部に直接光学連結されていることを特徴とする請求項１に記載のポジトロン画像化装置。
【請求項３】
位置有感型光電子増倍管がマルチチャンネル型であることを特徴とする請求項２に記載のポジトロン画像化装置。
【請求項４】
第一のシンチレータとして、プラスチックシンチレータまたは薄片型の無機シンチレータを用い、第二のシンチレータとしてＧＳＯまたはＢＧＯを用いていることを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載のポジトロン画像化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
請求項に係る発明は、核医学診断装置に関し、とくに、腫瘍の探索等のために主に術中に用いられるポジトロン画像化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば腫瘍に集積したポジトロンの分布を画像化する場合、二つの方法がある。一つは、ポジトロンが消滅して放出される５１１ｋｅＶのガンマ線を検出する方法で、もう一つは、ポジトロン自身をベータ線検出器で検出する方法である。これらの従来技術では、ともに周辺からのガンマ線を同時に検出してしまうためバックグラウンドの高い画像になり、腫瘍の正確な位置を検出しにくく、臨床に用いることが困難な場合が多かった。
【０００３】
この課題を解決するものとして、特許文献１に記載されたシンチレーション検出器がある。この文献１に記載の検出器は、発光減衰時間の異なる２種類のシンチレータを重ね、光検出器と信号処理装置に順次接続している。
【特許文献１】特開２００２−４８８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載されたシンチレーション検出器は、ポジトロンの検出は行えるが、その分布状況を画像表示することはできないため、腫瘍の正確な位置を知ることができなかった。
【０００５】
この課題を考慮し、請求項に係る発明は、主に術中に腫瘍等の患部位置を正確に表示することのできる、空間分解能が高くてバックグラウンドの少ないポジトロン画像化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】
【０００６】
請求項１に記載のポジトロン画像化装置は、ポジトロン放出核種の位置検出のためのポジトロン画像化装置であって、放出されたポジトロンによるシンチレーション光と、そのポジトロンの消滅ガンマ線によるシンチレーション光とを互いに独立に出力させうるシンチレーション検出器と、それぞれの出力間で同時計数を行う同時計数手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
この装置によれば、ポジトロンの入射による発光と、そのポジトロンの消滅とともに放出されるガンマ線の入射による発光とから得られる出力間で同時計数を行えるので、同時計数されなかったシンチレーション光をバックグラウンドとして除去することができる。すなわち、ポジトロンの入射による出力のみを位置演算して画像に表示することができる。つまり、バックグラウンドが少なく空間解像度の高いポジトロン画像を表示できる。
【０００８】
請求項２に記載のポジトロン画像化装置は、シンチレーション検出器が、位置検出可能な第一のシンチレータと、第一のシンチレータの後方に配置された光ガイドと、光ガイドの周囲に配置された第二のシンチレータと、光ガイドの後方に配置された位置有感型光電子増倍管とを有し、第一のシンチレータが光ガイドを介して当該位置有感型光電子増倍管の中央部に光学連結されているとともに第二のシンチレータが当該位置有感型光電子増倍管の周縁部に直接光学連結されていることを特徴とする。
【０００９】
この装置によれば、請求項１に記載の発明を簡単な構成で実現できる。その作用はつぎのようなものである。
ポジトロンが第一のシンチレータに入射すると、そのポジトロンはエネルギーを失い正反対の向きの２本のガンマ線が生じ、そのうちの１本は、後方の光ガイドの周囲に配置された第二のシンチレータに入射する。第一のシンチレータに生じたシンチレーション光は、光ガイドにより位置有感型光電子増倍管の中央部に導かれ、第二のシンチレータで生じたシンチレーション光は、直接に、位置有感型光電子増倍管の周縁部に入射する。その結果、ポジトロンとその消滅ガンマ線とによる２つのシンチレーション光は重なり合うことがなく、独立した出力として取り出すことができるので、同時計数を行ってポジトロンのみを画像化することができる。第一のシンチレータは位置検出可能で、光電子増倍管も位置有感型なので、位置演算を行うことによりポジトロン分布画像の空間分解能を高めることができる。
また、この装置は２つのシンチレータに対して１台の位置有感型光電子倍増管を用いているので、コンパクトで廉価に構成できるうえ、術中に扱いやすい。
【００１０】
請求項３に記載のポジトロン画像化装置のように、位置有感型光電子増倍管がマルチチャンネル型であると好ましい。２つのシンチレータからのシンチレーション光が、位置有感型光電子増倍管の別々のチャンネルに入射するので、独立した出力が確実に得られるからである。
【００１１】
請求項４に記載のように、第一のシンチレータとして、プラスチックシンチレータまたは薄片型の無機シンチレータを用い、第二のシンチレータとしてＧＳＯまたはＢＧＯを用いているのも極めて好ましい。
第一のシンチレータとするプラスチックシンチレータまたは薄片型の無機シンチレータは、バックグラウンドになるガンマ線の検出効率が低く、ベータ線（ポジトロン）の検出に都合がよい。また、第二のシンチレータとするＧＳＯ（ケイ酸ガドリニウム。Ｇｄ2ＳｉＯ5）またはＢＧＯ（ゲルマニウム酸ビスマス。Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ12）は、ガンマ線の検出効率が高いので良好な感度が得られる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載のポジトロン画像化装置は、バックグラウンドが少なく、空間解像度の高いポジトロン画像を表示できるので、術中に腫瘍等の位置を正確に検出することができる。
【００１３】
請求項２に記載の装置は、簡単な構成で請求項１の効果を示し、コンパクトであって術中に扱いやすい。
【００１４】
請求項３に記載の装置は、空間解像度の高い画像を表示できる。
請求項４に記載の装置は、とくに良好な感度を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態の一例を、図面にもとづき説明する。
図１は、ポジトロン画像化装置１の概念図である。ポジトロン画像化装置１はつぎの部分により構成している。すなわち、位置検出可能な第一のシンチレータ２と、第一のシンチレータ２の後方に配置した光ガイド３、光ガイド３の外周面に沿って配置した第二のシンチレータ４、光ガイド３と第二のシンチレータ４双方に光学結合された位置有感型光電子増倍管５、第一のシンチレータ２の出力を位置演算する位置演算回路６、第一のシンチレータ２の出力と第二のシンチレータ４の出力を同時計数する同時計数回路７、および画像を表示する表示機構８などである。光ガイド３は位置有感型光電子増倍管５の中央部に光学連結し、第二のシンチレータ４はその周縁部に光学連結している。図中の符号７ａは、光電子増倍管５の周縁部からの出力を受ける検出器である。
【００１６】
放射性薬剤として患者に投与されたＦ−１８−ＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）などのポジトロン放出核種から放出されるポジトロンＡは、第一のシンチレータ２により検出されエネルギーを失う。エネルギーを失ったポジトロンＡは付近の電子を結合し、５１１ｋｅＶの２本のガンマ線Ｂを互いに反対方向に放出する。そのうちの１本のガンマ線Ｂは第二のシンチレータ４で検出される。この場合、第一のシンチレータ２と第二のシンチレータ４は同時に発光するので、同時計数回路７で同時計数することで、ポジトロンＡのみを検出可能となる。
【００１７】
第一のシンチレータ２の発光は光ガイド３により光電子増倍管５の中央部に導かれ、位置演算回路６により重心位置演算される。そしてその位置情報は、表示機構８により表示される。一方、第二のシンチレータ４内の発光は、光電子増倍管５の周縁部に直接入射する。
【００１８】
第一のシンチレータ２と第二のシンチレータ４の出力を独立の信号として検出可能にするために、位置有感型光電子増倍管５はマルチチャンネル型が望ましい。すなわち、第一のシンチレータ２の出力は、光ガイド３を経てマルチチャンネル型光電子増倍管５の中央部に入射し、その中央部のチャンネルからの出力は、重心計算により第一のシンチレータ２の位置演算に用いられるとともに、全信号を加算し同時計数回路７に導かれる。また、第二のシンチレータ４の発光は、マルチチャンネル型光電子増倍管５の周縁部に入射し、その周縁部のチャンネルの出力は同時計数回路７に導かれる。
【００１９】
従来バックグラウンドとして計数されていた、第一のシンチレータ２で検出された５１１ｋｅＶガンマ線と、第二のシンチレータ４で検出されたガンマ線のうち第一のシンチレータ２に入射したポジトロンＡによるもの以外のガンマ線は、それぞれ単独で検出されるため、同時計数回路７で除去される。
【００２０】
このようにして、第一のシンチレータ２に入射したポジトロンＡのみの分布が、表示機構８に画像として表示される。
【００２１】
なお、第一のシンチレータ２としてはベータ線を検出することが目的であるので、ガンマ線の検出効率の低いプラスチックシンチレータ、あるいは極めて薄く加工した無機シンチレータが望ましい。第二のシンチレータ４としてはガンマ線の検出効率が高いＧＳＯやＢＧＯが好ましい。
【００２２】
ただし、シンチレータは上記プラスチックシンチレータとＧＳＯやＢＧＯに限定されない。また、位置有感型光電子増倍管以外の光検出器を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】発明のポジトロン画像化装置１を示す概念図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  ポジトロン画像化装置
２  第一のシンチレータ
３  光ガイド
４  第二のシンチレータ
５  位置有感型光電子増倍管
６  位置演算回路
７  同時計数回路
８  表示機構
Ａ  ポジトロン
Ｂ  ガンマ線
【図１】
2005249411.tif 000003