(57)【要約】【課題】  コリメータの交換を行うことなく、空間分解能を高める検査モードと感度を高める検査モードに変換できる核医学撮像装置を提供する。【解決手段】  ガンマカメラ１は固定コリメータ１０及び可動コリメータ２０を有するコリメータ１００を備える。固定コリメータ１０は、多数の孔（ガンマ線通路）１５を有する複数のコリメータ要素１６を角筒体１１の内側に取り付ける。可動コリメータ２０は、多数の孔（ガンマ線通路）２５を有する複数のコリメータ要素１７を角筒体２１の内側に取り付ける。コリメータ要素１７はコリメータ要素１６の間に配置される。可動コリメータ２０はコリメータ１００の軸方向と直交する方向に移動できる。このため、コリメータ要素１６もその直交方向に移動される。可動コリメータ２０の移動による孔１５と孔２５の重なり具合により、コリメータ１００の実質的なガンマ線通路の断面積を調節できる。【選択図】      図３
2005172477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の放射線検出器と、前記放射線検出器の前方に配置された、放射線遮蔽材で構成されたコリメータ装置と、前記放射線検出器及び前記コリメータ装置を保持する保持部材とを備え、
前記コリメータ装置は、複数の放射線通路が形成された第１コリメータ要素を有する固定コリメータと、複数の放射線通路が形成された第２コリメータ要素を有し、前記コリメータ装置の軸方向と交差する方向に移動可能な可動コリメータを有し、
前記第１及び第２コリメータ要素を前記コリメータ装置の軸方向に沿って配置したことを特徴とする核医学撮像装置。
【請求項２】
複数の前記第１コリメータ要素と複数の前記第２コリメータ要素が前記軸方向に並んで配置され、少なくとも一部の前記第２コリメータ要素が前記第１コリメータ要素の間に配置され、前記第２コリメータ要素が前記軸方向と直交する方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の核医学撮像装置。
【請求項３】
前記可動コリメータを前記軸方向と交差する方向に移動させるコリメータ移動装置を備えたことを特徴とする請求項１項記載の核医学撮像装置。
【請求項４】
前記コリメータ移動装置は、前記軸方向と交差する平面内における第１の方向に前記可動コリメータを移動させる第１コリメータ移動装置、及び前記平面内において前記第１の方向と交差する第２の方向に前記可動コリメータを移動させる第２コリメータ移動装置を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の核医学撮像装置。
【請求項５】
前記固定コリメータの複数の前記第１コリメータ要素の一部は、前記コリメータの軸方向における厚みが他の前記第１コリメータ要素のその厚みと異なっていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の核医学撮像装置。
【請求項６】
それぞれの前記放射線検出器ごとに接続された複数の信号処理装置と、前記複数の信号処理装置から出力された各情報を入力する画像情報作成装置とを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の核医学撮像装置。
【請求項７】
複数の放射線検出器と、前記放射線検出器の前方に配置された、放射線遮蔽材で構成されたコリメータ装置と、前記放射線検出器及び前記コリメータ装置を保持する保持部材とを備え、
前記コリメータ装置は、複数の放射線通路が形成された第１コリメータ要素を有する固定コリメータと、複数の放射線通路が形成された第２コリメータ要素を有し、前記コリメータ装置の軸方向と交差する方向に移動可能な可動コリメータを有し、
前記第１及び第２コリメータ要素を前記コリメータ装置の軸方向に沿って配置したことを特徴とするガンマカメラ。
【請求項８】
複数の放射線検出器と、前記放射線検出器の前方に配置された、放射線遮蔽材で構成されたコリメータ装置と、前記放射線検出器及び前記コリメータ装置を保持する保持部材を備え、
前記コリメータ装置は、複数の放射線通路が形成された第１コリメータ要素を有する固定コリメータと、複数の放射線通路が形成された第２コリメータ要素を有し、前記コリメータ装置の軸方向と交差する方向に移動可能な可動コリメータを有し、
前記第１及び第２コリメータ要素を前記コリメータ装置の軸方向に沿って配置したことを特徴とする単光子放出型断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性同位元素の分布を測定する核医学撮像装置、ガンマカメラ及び単光子放出型断層撮像装置に関し、特にコリメータを有する核医学撮像装置、ガンマカメラ及び単光子放出型断層撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像対象である被検者（被検体）に投与されてある部位（例えば、悪性腫瘍の患部）に集積した放射性薬剤に含まれた放射性同位元素からあらゆる方向にγ線が放出される。このため、例えば核医学撮像装置であるガンマカメラやＳＰＥＣＴ装置は、放射性同位元素が集積した位置（患部の位置）を正しく知るために、放射線検出器に対して真っ直ぐか又は特定の方向にのみ入射するガンマ線（患部から放出）を選択し、その他のガンマ線は放射線検出器に届かないように遮蔽するコリメータを備えている。代表的なコリメータは、ガンマ線をガンマカメラもしくはＳＰＥＣＴ装置の放射線検出器に、この放射線検出器に対して垂直な方向からのみ入射させる平行多孔型と呼ばれるものである。他に、孔（ガンマ線通路）の向きを変えた様々な型も存在する。孔の径を小さくし多数開けた場合、ガンマ線の入射位置をより細かく同定できる。このタイプを高分解能コリメータと呼ぶ。一方、孔の径を大きくした場合、コリメータが遮るガンマ線は減るので、核医学撮像装置に入射するガンマ線の個数は増える。こうしたタイプを高感度コリメータと呼ぶ。それらの中間のタイプを汎用型コリメータと呼ぶ。これらは検査の目的に応じて、取り替える必要がある。
【０００３】
コリメータはガンマ線光子の放射線遮蔽能力の高い鉛やタングステン等を用いて作成されているので非常に重量が重く、コリメータの取り替え作業は重労働である。また数分以上の時間が必要なため、準備に時間がかかり、そのため患者スループットを低下させるという点が問題点となっている。また、この様な重量の重いコリメータを複数保有するための保管場所を核医学検査室に確保しなければならない問題点がある。さらに手術場で使用するようなハンディタイプのガンマカメラにおいても、コリメータの脱着は時間と手間がかかり、手術時間の延長というデメリットが発生する。
【０００４】
このようなコリメータの問題点に対し、コリメータの隔壁をワイヤー状の細い棒で層を成すように構成し、この棒を間引くことで従来のコリメータと同一性能の空間分解能と透過ガンマ線数の割合を維持しながら、重量を軽量化するコリメータが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
また、特許文献１において、放射線検出器をコリメータのガンマ線通路内でガンマ線通路の軸方向に移動させ、コリメータを交換することなく、空間分解能及び感度を調整し、複数の検査に対応することが可能なガンマカメラ装置が記載されている。
【特許文献１】特開平９−２３６６６６号公報（段落００１３、図１）
【非特許文献１】Medical映像情報（２００２．１２）Vol.３４、No.１５、１４１７頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、非特許文献１に記載のコリメータでは、軽量にはなっているが、感度及び分解能の変更は行うことができず、検査の種類に応じてコリメータの交換が必要であり、コリメータ交換の手間を省くことはできないという問題がある。また、特許文献１に記載のようにコリメータのガンマ線通路内で放射線検出器を移動させるガンマカメラでは、コリメータの交換は省くことが可能であるが、コリメータ自体がカメラそのものと一体化しており、専用のカメラとなってしまう。すなわち、ダイバージングコリメータや、コンバージングコリメータ、ファンビームコリメータといった様々なコリメータを交換・装着することができず、汎用性を欠くことになるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、コリメータの交換を行うことなく、空間分解能を高める検査モードと感度を高める検査モードに変換できる核医学撮像装置、ガンマカメラ及び単光子放出型断層撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成する本発明の特徴は、コリメータ装置が、複数の放射線通路を形成した第１コリメータ要素を有する固定コリメータと、複数の放射線通路を形成した第２コリメータ要素を有し、コリメータ装置の軸方向と交差する方向に移動可能な可動コリメータを有し、第１及び第２コリメータ要素をコリメータ装置の軸方向に沿って配置したことにある。
【０００９】
可動コリメータをコリメータ装置の軸方向と交差する方向（例えば、直交する方向）に移動できるため、固定コリメータの第１コリメータ要素に形成された放射線通路と可動コリメータの第２コリメータ要素に形成された放射線通路との重なり状態を変化させることができ、固定コリメータ及び可動コリメータによって形成されるコリメータ装置の実質的な放射線通路の横断面積（コリメータ装置の軸方向に交差する方向での断面積）を変えることができる。このため、放射線検出器の、コリメータ装置を介して放射線源（例えば、被検体内で放射性薬剤が集積した位置）を臨む角度を調節できる。コリメータ装置の実質的な放射線通路の横断面積が大きいとき（例えば、第１コリメータ要素の放射線通路の位置と第２コリメータ要素の放射線通路の位置が一致するとき）には、放射線検出器に入射される放射線（例えばガンマ線）が増大し、放射線の検出感度が増大する。コリメータ装置の実質的な放射線通路の横断面積が小さくなる（例えば、第２コリメータ要素の放射線通路の位置が第１コリメータ要素の放射線通路の位置に対して上記交差する方向にずれる）と、放射線検出器にはある特定方向の放射線が入射されることになり、空間分解能が増大する。このため、コリメータの交換なしに高分解能用途と高感度用途の検査に対応できる。
【００１０】
好ましくは、可動コリメータにコリメータ移動装置を設けることが望ましい。これにより、可動コリメータを労力を使わず容易に移動させることができる。
【００１１】
好ましくは、コリメータ装置におけるコリメータ要素の個数を増すか、複数のコリメータ要素のうちの一部の厚みを残りのコリメータ要素の厚みと異ならせてもよい。これにより、高分解能コリメータとほぼ同等の空間分解能も実現でき、高分解能コリメータに比して、およそ１／２の軽量化が実現できる。例えば、パラレルコリメータ以外のコリメータの使用に関しては、本コリメータ装置を外して付け替えることで対応できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、核医学撮像装置において、コリメータを交換することなく、空間分解能を高める検査モードと放射線の検出感度を増大できる検査モードを容易に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１実施形態を、図１ないし図６の添付図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の核医学撮像装置であるガンマカメラを以下に説明する。本実施形態のガンマカメラ１は、図１６に示すように、主として、検出器基板１０４上に設置された複数の放射線検出器２、各放射線検出器２の前面に配置されたコリメータ（コリメータ装置）１００、放射線検出器２から出力された放射線検出信号を処理する信号処理回路（信号処理装置）１０５を備えている。放射線検出器２及び信号処理装置１０５は遮光・電磁シールド機能を有する筺体（保持部材）３内に格納されている。筐体３は、遮光及び電磁シールドが可能な材料で構成される。
【００１５】
図中左方向から飛来するガンマ線は、コリメータ１００を介して、放射線検出器２に入射される。この入射されるガンマ線は放射線検出器２のガンマ線入射面に対して垂直な成分のみである。これにより、図示しない被検者（被検体）の、ガンマ線を発生する放射性薬剤の集積部位の形状が放射線検出器２に投影される。放射線検出器２は、入射したガンマ線を検出しガンマ線検出信号を出力する。ガンマ線検出信号は、検出器基板１０４を介して信号処理回路１０５に入力される。信号処理回路１０５は、ガンマ線検出信号を処理して検出位置情報、エネルギーを示す波高値、検出時刻などのデータを発生する。これらのデータは、コネクタ１０６を介して画像情報作成装置（図示せず）に伝えられる。画像情報作成装置は、それらのデータを用いて被検者の患部の画像情報を作成する。この画像情報は表示装置（図示せず）に表示される。
【００１６】
コリメータ１００の詳細構造を図１〜図３を用いて説明する。コリメータ１００は、複数の放射線検出器（半導体放射線検出器）２の前方に配置され、固定コリメータ１０及び可動コリメータ２０を有する。固定コリメータ１０はガンマカメラ１の筺体３に取り付けられる（図３（ｂ））。放射線検出器２は、後記する高分解能モードでの1つの孔の大きさ（孔１５，２５を正面からみた大きさ）に対応した大きさを有する。なお、放射線検出器２は、分割されたシンチレーション検出器であってもよいし、分割していない結晶板でも使用することができる。
【００１７】
固定コリメータ１０は、図１に示すように、鉄鋼材等からなる横断面が正方形の角筒体１１と、角筒体１１の内側に配置され、ガンマ線の進行方向に相互に間隔をおいて配置された５つのコリメータ要素１６とを有する。各コリメータ要素１６は、角筒体１１の軸方向にほぼ等間隔に配置され、角筒体１１の内側の四方の側面に図１（ａ）に示すように設けられた鉄鋼材等からなる複数の支持アーム１２に取り付けられる。各コリメータ要素１６は、複数の支持アーム１２に取り付けられて角筒体１１に保持され、横断面が正方形の枠状体１３及び枠状体１３内に格子状に配置された放射線遮蔽材である鉛等で構成されたコリメータプレート１４を含んでいる。コリメータプレート１４間にはそれぞれ正方形状の孔（ガンマ線通路）１５が形成される。
【００１８】
図１中では各コリメータプレート１４は模式的に粗く書いてあるが、実際に用いるコリメータプレート１４間に形成される正方形の孔１５は、一辺の長さｄ（図１（ａ）参照）が３ｍｍ程度である。また、コリメータプレート１４の肉厚（セプタル厚）は０．２ｍｍ程度である。さらに、枠状体１３は２００ｍｍ角程度に形成されている。また、角筒体１１の４個の側壁１１Ａには、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、隣接する枠状体１３間に形成される空間と対応した位置に、長円形状をなすガイド穴１１Ｂが開口している。
【００１９】
可動コリメータ２０は、図２に示すように、鉄鋼材等からなる横断面が正方形の角筒体２１と、角筒体２１内に配置され、ガンマ線の進行方向に相互に間隔をおいて配置された４つのコリメータ要素１７とを有する。各コリメータ要素１７は、角筒体２１の軸方向にほぼ等間隔に配置され、角筒体２１の内側の四方の側面に図２（ａ）に示すように設けられた鉄鋼材等からなる支持アーム２２に取り付けられる。各コリメータ要素１７は、複数の支持アーム２２に取り付けられて角筒体２１に保持され、横断面が正方形の枠状体２３及び枠状体２３内に格子状に配置された鉛等からなるコリメータプレート２４を含んでいる。コリメータプレート２４間にはそれぞれ正方形状の複数の孔（ガンマ線通路）２５が形成される。ただし、各コリメータ要素１７は、図２（ａ）に示すように左端ならびに上端の２つの側面に隣接する全ての孔を１．５ｍｍ×３ｍｍの長方形の孔（ガンマ線通路）２６にしている。
【００２０】
コリメータ要素１７の孔２５の数はコリメータ要素１６の孔１５の数と同じであり、コリメータ要素１７の孔２５が配置された部分の大きさはコリメータ要素１６の孔１５が配置された部分の大きさと同じである。コリメータ要素１７の横断面積は、孔２６が配置された分だけコリメータ要素１６の横断面積よりも大きい。このため、枠状体２３の一辺の長さは枠状体１３の一辺のそれよりも長い。また、角筒体１１の一辺は枠状体２３の一辺よりも長く、角筒体２１の一辺は角筒体１１の一辺よりも長い。
【００２１】
コリメータ１００は、図３(ｂ)に示すように、コリメータ１０のコリメータ要素１６と可動コリメータ２０のコリメータ要素１７をコリメータ１００の軸方向に交互に配置している。この状態で各コリメータ要素１７に取り付けられているそれぞれの支持アーム２２が固定コリメータ１０の角筒体１１に形成されたガイド穴１１Ｂ内に挿入されている。このため、可動コリメータ２０は固定コリメータ１０に保持される。
【００２２】
可動コリメータ２０は、コリメータ１００の軸方向に直交する方向に移動可能である。すなわち、各コリメータ要素１７はコリメータ要素１６間でその方向に移動できる。このため、オペレータは、可動コリメータ２０の各コリメータ要素１７を、ガイド穴１１Ｂを介して滑らせることにより、ガンマ線の入射方向に対して直交する方向に向けて可動コリメータ２０を孔１５の大きさの半分程度の範囲内、即ち０〜１．５ｍｍ程度の範囲内で移動させる。なお、固定コリメータ１０の全コリメータ要素１６と可動コリメータ２０の全コリメータ要素１７を合わせた厚みは、６０ｍｍ程度である。
【００２３】
ガンマカメラ１を用いたガンマ線の検出について説明する。ガンマカメラ１は、可動コリメータ２０の位置によって高感度モード及び高分解能モードのいずれかでのガンマ線を行うことができる。最初に、高感度モードでのガンマ線検出について説明する。高感度モード時には、図３（ａ）に示すように、可動コリメータ２０を矢印Ａの方向に移動させ、角筒体２１の隣接する２つの側壁２１Ａを角筒体１１の隣接する２つの側壁１１Ａに接触させることにより、孔１５と孔２５の位置が一致する。このため、高感度モードにおいては、コリメータ１００の軸方向に直交する方向での断面が３ｍｍ角程度の大きさとなる複数のガンマ線通路２７が、コリメータ１００に形成される。放射線検出器２は断面積が大きなガンマ線通路２７を介して外部に臨むようになる。被検者の体内から放出されたガンマ線はガンマ線通路２７を通って放射線検出器２に入射される。ガンマ線通路２７はコリメータ１００の軸方向と直交する方向の断面積が大きいため、ガンマ線検出感度が大きくなる。即ち、空間分解能よりも感度を優先した高感度モードとなる。
【００２４】
次に、高分解能モードでのガンマ線検出について説明する。高分解能モード時には、図４（ａ）に示すように、可動コリメータ２０を矢印Ｂの方向に移動させ、角筒体２１の隣接する他の２つの側壁２１Ａを角筒体１１の隣接する他の２つの側壁１１Ａに接触させることにより、孔１５と孔２５の位置が互い違いとなる。このため、高分解能モードにおいては、固定コリメータ１０のコリメータプレート１４と可動コリメータ２０のコリメータプレート２４によって、コリメータ１００の軸方向と直交する方向の断面が１．５ｍｍ角程度の大きさとなる複数のガンマ線通路２８（図４(ａ)）が、コリメータ１００に形成される。ガンマ線通路２８の、コリメータ１００の軸方向と直交する方向の断面積は、ガンマ線通路２７のその断面積の４分の１程度となる。しかしながら、ガンマ線通路２８の数はガンマ線通路２７の４倍程度となる。被検者の体内から放出されたガンマ線はガンマ線通路２８を通って放射線検出器２に入射される。このような高分解能モードにおいては、ガンマ線に対する感度は若干低下するものの、断面積が小さいガンマ線通路２８がけいせいされるため空間分解能が向上する。つまり、空間分解能を優先した高分解能モードとなる。この例では固定コリメータ１０、可動コリメータ２０の総層数は９層であるが、後記のように層数は多いほど理想的なコリメータに近づく。
【００２５】
次に、図４の高分解能モードにおける撮像のシミュレーション結果を示す。
図５は厚みが６０ｍｍのコリメータ１００を５０層に分割し、固定コリメータ１０と可動コリメータ２０とを交互にずらし、高分解能モードを実現した結果である。図５（ａ）に示すように、ガンマ線源（１４０ｋｅＶ：点線源）は固定コリメータ１０の中心の孔１５の真上にのみ置いてあり、図５（ａ）がガンマ線検出の２次元分布、図５（ｂ）が固定コリメータの中心軸上での放射線検出器２のガンマ線カウント分布である。一辺が１．５ｍｍの孔である理想的なコリメータ１００では中心の放射線検出器２のみガンマ線がカウントされる。
【００２６】
図５（ａ）、（ｂ）の結果では、中心より離れたいくつかの点でガンマ線が検出されているが、おおよそ中心の1素子の放射線検出器２にカウントは集中し、高分解能化が達成されている。この場合、中心以外の部分でガンマ線がカウントされた原因は、各固定コリメータ１０と各可動コリメータ２０との間隔が等間隔であることに起因するもので、図５（ａ）、（ｂ）の例のように、各固定コリメータ１０と各可動コリメータ２０との間が等間隔の場合、図６に示す矢示ａ方向だけでなく、例えば矢示ｂ方向にもガンマ線は固定コリメータ１０及び可動コリメータ２０に当たらずに内部を透過する。この方向はコリメータ穴幅をd、コリメータの厚さｔ、コリメータの分割１つあたりの長さｈとすると（図６参照）、その方向θは、
θ＝Ｔａｎ-1｛（ｄ＋ｔ）／ｈ｝…（式1）
となる。このシミュレーション結果では線源から離れた複数箇所でガンマ線がカウントされている。これはコリメータ１００が５０層であるため、複数層（例えば５層）毎にコリメータ１００の間の空隙を通って隣の部分に移ったためと考えられる。このことから、コリメータ１００の層数で割り切れる数が多いほど、これらのパスが多くなる可能性がある。
【００２７】
（式１）より、層数を多くしてｈを小さくする程、θが大きくなるとともに、ｂ方向に対する透過面積が減少するため、撮像視野内での誤カウントは減少し、ほぼ線源位置のみのカウント分布が得られるようになる。
【００２８】
このように構成される本実施の形態では、固定コリメータ１０と可動コリメータ２０を交互に複数層配置する構成としたので、高感度モード時には、角筒体１１の右下の辺と角筒体２１の右下の辺とを一致させることにより（図３(ａ)）、大きめに形成された孔１５と孔２５との位置を一致させることができ、空間分解能よりも感度を優先した高感度モードを実現することができる。また、高分解能モード時には、角筒体１１の左上の辺と角筒体２１の左上の辺とを一致させることにより（図４(ａ)）、孔１５と孔２５の位置が互い違いとなり、コリメータ部材１００を正面からみた孔１５，２５の大きさは、高感度モード時の大きさの４分の１程度に小さく形成でき、ガンマ線に対する感度は若干低下するものの、空間分解能が向上させることができ、感度よりも空間分解能を優先した高分解モードを実現することができる。
【００２９】
従って、本実施の形態では、固定コリメータ１０及び可動コリメータ２０を交換することなく、短時間でかつ労力を必要とせずに空間分解能及び検出感度を変更することができる。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態であるガンマカメラを図７ないし図９の添付図面を参照して説明する。本実施形態のガンマカメラは、第１実施形態のガンマカメラ１のコリメータ１００を、固定コリメータ１０′及び可動コリメータ２０′を有するコリメータ（コリメータ装置）１００′に替えた構成を有し、本実施形態のガンマカメラの他の構成はガンマカメラ１の構成と同じである。なお、本実施の形態では、前記第１実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００３１】
図７に示す固定コリメータ１０′は、第1実施形態における固定コリメータ１０と同様に、角筒体１１、支持アーム１２及び複数のコリメータ要素１６を有する。固定コリメータ１０′は、更に複数のコリメータ要素１６Ａを有する。固定コリメータ１０′は、上部に４個のコリメータ要素１６Ａを、下部に２個のコリメータ要素１６を配置する。コリメータ要素１６Ａの厚みはコリメータ要素１６の厚みよりも薄い。コリメータ要素１６Ａは、横断面が正方形の枠状体１３′に格子状に配置したコリメータプレート１４′を取り付けて構成されている。コリメータ要素１６Ａの枠状体１３′が複数の支持アーム１２によって角筒体１１に取り付けられる。コリメータ要素１６Ａは枠状体１３′によって形成される正方形の孔１５を、コリメータ要素１６と同じ数だけ有する。
【００３２】
また、図８に示す可動コリメータ２０′は、第１実施形態における可動コリメータ２０と同様に、角筒体２１、支持アーム２２及び複数のコリメータ要素１７を有する。更に、複数のコリメータ要素１７Ａが可動コリメータ２０に設けられる。可動コリメータ２０′は、上部に３個のコリメータ要素１７Ａを、下部に２個のコリメータ要素１７を配置する。コリメータ要素１７Ａの厚みはコリメータ要素１７の厚みよりも薄い。コリメータ要素１７Ａは、横断面が正方形の枠状体２３′に格子状に配置したコリメータプレート２４′を取り付けて構成されている。コリメータ要素１７Ａの枠状体２３′が複数の支持アーム２２によって角筒体２１に取り付けられる。コリメータ要素１７Ａは枠状体２３′によって形成される正方形の孔２５を、コリメータ要素１６と同じ数だけ有する。コリメータ要素１７Ａはコリメータ要素１７と同様に長方形の孔２６も有する。
【００３３】
コリメータ要素１６Ａ及びコリメータ要素１７Ａは、コリメータ要素１６及びコリメータ要素１７と同様にコリメータ１００′の軸方向に交互に配置される。コリメータ要素１７Ａの枠状体２３′に取り付けられた支持アーム２２も、固定コリメータ１０′のガイド穴１１Ｂ内に挿入されている。そして、オペレータは、第１実施形態における可動コリメータ２０と同様に可動コリメータ２０′をコリメータ１００′の軸方向と直交する方向に移動させる。
【００３４】
以上に述べた、厚みの異なるコリメータ要素１６及びコリメータ要素１６Ａを有する固定コリメータ１０′及び厚みの異なるコリメータ要素１７及びコリメータ要素１７Ａを有する可動コリメータ２０′を備えることにより、前記した図１０のようにコリメータ１００′を斜めに突き抜けるガンマ線を遮ることができ、線源位置以外のガンマ線の検出を低減することができる。このような固定コリメータ１０′及び可動コリメータ２０′でのシミュレーション結果を図９（ａ）、（ｂ）に示す。このシミュレーションでは、固定コリメータ１０′のコリメータ要素１６Ａ及び可動コリメータ２０′のコリメータ要素１７Ａを合わせて２５層とし、コリメータ要素１６Ａ、１７Ａの厚さを１．０ｍｍとしている。また、固定コリメータ１０′のコリメータ要素１６及び可動コリメータ２０′のコリメータ要素１７を合わせて２５層とし、コリメータ要素１６、１７の厚さは１．４ｍｍである。前記第１実施形態で述べたような（図５（ａ）、（ｂ）参照）中心以外のガンマ線の検出はほとんど見られなくなり、３ｍｍ角の孔を有するコリメータを用いて、ほぼ１．５ｍｍ角の孔を有するコリメータと同等な高分解能撮像が実現されている。
【００３５】
さらに実用的な範囲のコリメータ（枠状体）の層数では、図１０のシミュレーションの結果で示すようにコリメータのコリメータ要素の厚さを１．５ｍｍから４．５ｍｍの範囲内でランダムに設定し、全層の合計の厚みが６０ｍｍとなるようにコリメータ要素を２０層配置した場合（固定コリメータ及び可動コリメータのコリメータ要素を含む）でも、同様のことが実現できることが分かった。
【００３６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態である核医学撮像装置である単光子放出型断層撮影装置（ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置）を図１１、図１２及び図１７を参照して説明する。本実施形態のＳＰＥＣＴ装置２０１を、図１７を用いて説明する。ＳＰＥＣＴ装置２０１は、一対の放射線検出装置２０８、回転支持台２１０、画像情報作成装置２１２、及び表示装置２１３を備える。これらの放射線検出装置２０８は、周方向に１８０°ずれた位置で回転支持台２１０に配置される。放射線検出装置２０８は、多数の放射線検出器２を有し、第１実施形態のガンマカメラ１とほぼ同じ構成を有する。これらの放射線検出装置２０８は、それぞれが独立して回転し、放射線入射角を変えることもでき、２ユニットを並べて撮像面積を大きくすることや、平面撮像を行うガンマカメラとしても、用いることもできる。放射線検出装置２０８は、更に、放射線検出器２ごとに設けられた信号処理回路２０５、放射線検出器２及び信号処理回路２０５が設置される１つの検出器基板２０４、及びそれぞれの放射線検出器２の前面に配置されたコリメータ（コリメータ装置）１００を有し、それ自身が一つのカメラユニットを構成する。
【００３７】
それぞれの放射線検出器２がベッド２１４側に面していて検出器基板２０４に設置される。検出器基板２０４は、回転支持台２１０に設置された遮光・電磁シールド２０７内に配置される。コリメータ１００は遮光・電磁シールド機能を有する筺体２０７に着脱可能に取り付けられる。筺体２０７は、ガンマ線以外の電磁波を遮断し、放射線検出器２及び信号処理回路２０５等に対する電磁波の悪影響を回避している。
【００３８】
放射性薬剤が投与された被検者が載っているベッド２１４が移動され、被検者は、一対の放射線検出装置２０８の間に移動される。回転支持台２１０が回転されることによって、各放射線検出装置２０８が被検者の周囲を旋回する。放射性薬剤が集積した被検者内の集積部（例えば、患部）から放出されたガンマ線がコリメータ１００に形成されたガンマ線通路を通って対応する放射線検出器２に入射される。この放射線検出器２はガンマ線検出信号を出力する。このガンマ線検出信号は、信号処理回路２０５で処理される。信号処理回路１０５は、ガンマ線検出信号を処理して検出位置情報、エネルギーを示す波高値、検出時刻などのデータを発生する。これらのデータは、コネクタ１０６を介して画像情報作成装置２１２に伝えられる。画像情報作成装置２１２は、それらのデータを用いて被検者の患部の画像情報を作成する。この画像情報は表示装置２１３に表示される。
【００３９】
上記したＳＰＥＣＴ装置２０１に用いられるコリメータ移動装置６２，６３の構造を、図１１、図１２を用いて詳細に説明する。なお、コリメータ１００は、第１実施形態で用いられるコリメータ１００と同一であるため説明を省略する。本実施形態において、コリメータ１００に用いられる固定コリメータ１０のコリメータ要素１６は、一辺が約４００ｍｍの正方形の枠状体１３を有する。固定コリメータ１０は筐体２０７に設置される。
【００４０】
コリメータ移動装置６２は、可動コリメータ２０の角筒体２１の対向する２つの側壁２１Ａに沿ってそれぞれ配置された２本のボールねじ用の回転ねじ４７、ベルト４８及びスッテッピングモータ４９を備える。一方の回転ねじ４７がステッピングモータ４９に連結される。２本の回転ねじ４７はベルト４８で連結される。それぞれの回転ねじ４７に２個のボールねじ用のナット４５が噛み合っている。すべり軸受け４４がそれぞれのナット４５に取り付けられる。それぞれのすべり軸受け４４に、それぞれの軸方向に移動可能に支持されるガイドシャフト４６が、角筒体２１の側壁２１Ａの外面に取り付けられる。
【００４１】
コリメータ移動装置６３は、可動コリメータ２０の角筒体２１の対向する他の２つの側壁２１Ａに沿ってそれぞれ配置された２本のボールねじ用の回転ねじ５７、ベルト５８及びスッテッピングモータ５９を備える。一方の回転ねじ５７がステッピングモータ５９に連結される。２本の回転ねじ５７はベルト５８で連結される。それぞれの回転ねじ５７に２個のボールねじ用のナット５５が噛み合っている。すべり軸受け５４がそれぞれのナット５５に取り付けられる。それぞれのすべり軸受け５４に、それぞれの軸方向に移動可能に支持されるガイドシャフト５６が、角筒体２１の側壁２１Ａの外面に取り付けられる。ステッピングモータ４９、５９が、筺体２０７の内面に設けられた支持部材（図示せず）に設置される。
【００４２】
ステッピングモータ４９、５９を作動させることにより、回転ねじ４７、５７のそれぞれの２本が回転し、可動コリメータ２０を固定コリメータ１０に対して前後、左右に移動させることができ、第１実施形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。ステッピングモータ４９の回転によりナット４５が回転ねじ４７に沿って直進する場合には、ガイドシャフト５６がすべり軸受け５４内を一方向に移動する。また、ステッピングモータ５９の回転によりナット５５が回転ねじ５７に沿って直進する場合には、ガイドシャフト４６がすべり軸受け４４内を一方向に移動する。このため、ステッピングモータ４９、５９を作動させることによって、可動コリメータ２０を図３（ａ）の矢印Ａ（または図４（ａ）の矢印Ｂ）の方向に移動できる。ステッピングモータ４９、５９は、操作盤（図示せず）からのオペレータの起動、停止の操作信号に応答した制御装置（図示せず）の起動指令及び停止指令に基づいて、回転開始及び回転停止がなされる。コリメータ移動装置６２はコリメータ１００の軸方向と直交する平面内における第１の方向に可動コリメータ２０を移動させる。コリメータ移動装置６３は、その平面内において第１方向と直交する第２の方向に可動コリメータ２０を移動させる。ＳＰＥＣＴ装置などの大型の装置に適用される大型のコリメータ１００でもステッピングモータを用いることにより可動コリメータ２０を容易に移動できる。また、このように、可動コリメータ２０を移動させて高感度モードと高分解能モードが簡便に切り替えられるため、高感度モードによる粗いスキャンにより患部を同定し、すぐに高分解能モードにて詳細な撮像を行うことも可能となる。また、高感度モードは心筋撮像でのファーストパス検査に適用し、高分解能モードはその後すぐに行われる心筋ＳＰＥＣＴに適用できる。すなわち、可動コリメータ４０の交換の手間がないため、迅速に連続した検査を行うことが可能となる。
【００４３】
第３実施形態において、コリメータ１００を第２実施形態で用いられるコリメータ１００’に代えてコリメータ１００’の可動コリメータ２０’にコリメータ移動装置６２，６３を取り付けてもよい。なお、コリメータ移動装置６２，６３を、第１実施形態において可動コリメータ２０に、第２実施形態において可動コリメータ２０’にそれぞれ取り付けることにより、それぞれのガンマカメラで可動コリメータをコリメータ移動装置６２，６３で移動させることができる。
【００４４】
なお、第１実施形態では、図１０（ａ）に示すように、線源位置以外のガンマ線検出位置が左右で非対称に出ており、４５度に引いた線に対称に出ている。これはコリメータを４５度方向にのみ摺動させたため生じた二次元非対称性であり、これを回避するために、コリメータ（コリメータ装置）は、図１３（ａ）に示す第１の変形例のように、固定コリメータ５０を１段設け、可動コリメータ５１，５２，５３を３段設けて構成してもよい。
【００４５】
この場合、まず、図１３（ｂ）に示すように可動コリメータ５１を固定コリメータ５０に対して上方向にずらし、次に可動コリメータ５２を可動コリメータ５１に対して右方向にずらし、次に、図１３（ｃ）に示すように可動コリメータ５３を可動コリメータ５２に対して下方向にずらすようにし、図１３（ｄ）に示すように、固定コリメータ５０と可動コリメータ５１〜５３で形成される孔を小さくし、二次元非対称性を回避するようにしてもよい。この動作形態では、前記した３段の可動コリメータ５１〜５３の制御が、ねじ切りシャフトの段数とステッピングモータの数を増やすだけで実現できる。
【００４６】
また、前述の第１、第２実施形態では、コリメータ１００として四角い孔のコリメータを用いていたが、コリメータ１００を、図１４に示す第２の変形例のように、六角孔の固定コリメータ７０ならびに２つの可動コリメータ７１，７２を重ねて構成することも可能である。図１４（ｂ）のように固定コリメータ７０と可動コリメータ７１をずらし、図１４（ｃ）のように可動コリメータ７１と可動コリメータ７２をずらして、全体として図１４（ｄ）のように三角形のより細かい孔となるようにしてもよい。
【００４７】
また、前記第１実施形態では、固定コリメータ１０の側壁１１Ａに可動手段としてのガイド穴１１Ｂを設けることにより、可動コリメータ２０を固定コリメータに対して移動させる構成とした場合を例に挙げて説明したが、コリメータ（コリメータ装置）としては、これに限らず、例えば図１５に示す本発明の第３の変形例のように、可動コリメータ２０の背面側に、可動コリメータ２０を矢示Ａ，Ｂ方向にガイドする可動手段である複数のガイド壁６０及び複数のガイド壁６１を設ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図３に示すコリメータに用いられる固定コリメータの構成図であり、（ａ）は固定コリメータの正面図、（ｂ）は（ａ）の断面図、（ｃ）は固定コリメータの側面図である。
【図２】図３に示すコリメータに用いられる可動コリメータの構成図であり、（ａ）は可動コリメータの正面図、（ｂ）は（ａ）のII−II断面図、（ｃ）は可動コリメータの側面図である。
【図３】図１６に示すガンマカメラのコリメータの構成図であり、（ａ）は高感度モード時の状態でのコリメータの正面図、（ｂ）は（ａ）のIII−III断面図である。
【図４】（ａ）は高分解能モード時の状態でのコリメータの正面図、（ｂ）は（ａ）のIV−IV断面図である。
【図５】厚さ１．２ｍｍで５０層の等間隔コリメータによる高分解能モードのシミュレーション結果を示す図で、（ａ）は検出ガンマ線分布を示す説明図、（ｂ）は中心軸上でのガンマ線カウント分布を示す説明図である。
【図６】線源位置以外で検出されるガンマ線のメカニズムを説明するための説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態のガンマカメラに用いられるコリメータの固定コリメータの断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態のガンマカメラに用いられるコリメータの可動コリメータの断面図である。
【図９】厚さ１．０ｍｍで２５層、厚さ１．４ｍｍで２５層の不等間隔コリメータによる高分解能モードのシミュレーション結果を示す図で、（ａ）は検出ガンマ線分布の説明図、（ｂ）は中心軸上でのガンマ線カウント分布を示す説明図である。
【図１０】２０層のランダム厚コリメータによるガンマ線阻止能のシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】図１７に示すコリメータの正面図である。
【図１２】図１１に示すコリメータの側面図である。
【図１３】コリメータの第１の変形例を示す図で、（ａ）は固定コリメータ及び可動コリメータを含む第１変形例のコリメータの断面図、（ｂ）は１層目の可動コリメータを固定コリメータに対して上方にずらした状態を示す正面図、（ｃ）は２層目の可動コリメータを固定コリメータに対して右方にずらすと共に、３層目の可動コリメータを固定コリメータに対して下方にずらした状態を示す正面図、（ｄ）は（ｂ）の正面図と（ｃ）の正面図を重ね合わせた状態を示す正面図である。
【図１４】コリメータの第２の変形例を示す図で、（ａ）は第２変形例のコリメータを構成する１つの固定コリメータ及び２つの可動コリメータのそれぞれの正面図、(ｂ)〜(ｄ）は２つの可動コリメータの移動を示す説明図である。
【図１５】コリメータの第３の変形例の正面図である。
【図１６】本発明の好適な一実施形態である第１実施形態にかかるガンマカメラの縦断面図である。
【図１７】本発明の他の実施形態である第３実施形態にかかるＳＰＥＣＴ装置の構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１      ガンマカメラ（核医学撮像装置）
２      放射線検出器
１０，１０′，３０，５０，７０  固定コリメータ
２０，４０，５１，５２，５３，７１，７２  可動コリメータ
１５，２５，２６  孔
１１Ｂ  ガイド穴
４４、５４    滑り軸受
４５、５５    ナット（ボールねじ用のナット）
４６、５６    ガイドシャフト
４７、５７    回転ねじ（ボールねじ用の回転ねじ）
４８、５８    ベルト
４９、５９    ステッピングモータ
１００，１００′，２００  コリメータ（コリメータ装置）
６０，６１  ガイド溝（可動手段）
６２，６３  コリメータ移動装置
１０４，２０４  検出器基板
１０５，２０５  信号処理回路
１０６  コネクタ
１０７，２０７  筺体
２０１  ＳＰＥＣＴ装置（単光子放出型断層撮像装置）
２０８  カメラヘッド
２１０  回転支持台
２１２  画像情報作成装置
２１４  ベッド
【図１】
2005172477.tif 000003
【図２】
2005172477.tif 000004
【図３】
2005172477.tif 000005
【図４】
2005172477.tif 000006
【図５】
2005172477.tif 000007
【図６】
2005172477.tif 000008
【図７】
2005172477.tif 000009
【図８】
2005172477.tif 000010
【図９】
2005172477.tif 000011
【図１０】
2005172477.tif 000012
【図１１】
2005172477.tif 000013
【図１２】
2005172477.tif 000014
【図１３】
2005172477.tif 000015
【図１４】
2005172477.tif 000016
【図１５】
2005172477.tif 000017
【図１６】
2005172477.tif 000018
【図１７】
2005172477.tif 000019