(57)【要約】【課題】  点線源を用いて短時間に目的領域を撮像するとともに、無用な被ばくを防ぐことを可能にする頭部用ＰＥＴ装置を提供する。【解決手段】  ＰＥＴ装置１００のガントリ１は、検出器リング２、線源ハウジング３、外部線源４、回転ギア５、回転駆動装置６、直進駆動装置７、線源遮蔽体８および線源ハウジング支持棒９を備える。トランスミッション撮像の開始にあたって、線源ハウジング３および外部線源４は、直進駆動装置７によって被検診者１０の肩に近い側の検出器リング２の端まで直進し、その後、線源ハウジング支持棒９は、回転ギア５に渡される。回転駆動装置６は、回転ギア５を回転させて、線源ハウジング支持棒９、線源ハウジング３および外部線源４を被検診者１０の周囲を回転させる。線源ハウジング３の刳り貫かれた部分の、４つの面によって、検出器リング２の撮像領域および検出器領域の重なる範囲内の方向に、外部線源４からのγ線が照射される。【選択図】      図１
2007101255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を載せる寝台と、
放射線を発生させる放射線発生手段と、
前記放射線発生手段から発生した放射線を検出する放射線検出器を環状に複数配列した放射線検出器環状体と、
前記放射線発生手段を保持し、前記放射線検出器環状体に沿って回転させる回転手段と、
を備える陽電子放出型断層撮影装置であって、
前記放射線発生手段は、
ビームを放射する点状の単光子放出核種と、
前記単光子放出核種を格納し、放射線放出口が形成されたハウジングと、
を備え、
前記回転手段は、前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部において前記放射線検出器環状体の周方向に前記放射線発生手段を回転させる、
ことを特徴とする陽電子放出型断層撮影装置。
【請求項２】
前記ハウジングの前記放射線放出口は、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の撮像領域からはみ出さないように前記ビームの照射方向を限定する、一対の対向する略平面状の第１の面および第２の面と、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないように前記ビームの照射方向を限定する、前記被検体挿入側に設けられた略平面状の第３の面と、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないように前記ビームの照射方向を限定する、前記被検体挿入側の反対側に設けられた曲面状の第４の面と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の陽電子放出型断層撮影装置。
【請求項３】
前記第３の面は、
前記放射線発生手段が前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部に位置するときに、前記単光子放出核種と、前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部の内周円とを結ぶ斜円錐の側面の一部に略一致し、
前記第４の面は、
前記放射線発生手段が前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部に位置するときに、前記単光子放出核種と、前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部と反対側の端部の内周円とを結ぶ斜円錐の側面の一部に略一致する
ことを特徴とする請求項２に記載の陽電子放出型断層撮影装置。
【請求項４】
前記放射線発生手段から発生する放射線を遮蔽する線源遮蔽手段と、
前記放射線発生手段を保持し、前記線源遮蔽手段の設置箇所と前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部との間において移動させる移動手段と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の陽電子放出型断層撮影装置。
【請求項５】
被検体を載せる寝台と、
ビームを放射する点状の単光子放出核種、および前記単光子放出核種を格納して放射線放出口が形成されたハウジングを有する放射線発生装置と、
前記放射線発生装置から発生した放射線を検出する放射線検出器を環状に複数配列した放射線検出器環状体と、
前記放射線発生装置から発生する放射線を遮蔽する線源遮蔽手段と、
前記放射線発生装置を保持し、前記線源遮蔽手段の設置箇所と前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部との間において移動させる移動手段と、
前記放射線発生装置を保持し、前記放射線検出器環状体に沿って回転させる回転手段と、
を備える陽電子放出型断層撮影装置において、前記放射線発生装置を操作する方法であって、
前記移動手段は、前記線源遮蔽手段の設置箇所から前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部まで前記放射線発生装置を移動させ、
前記回転手段は、前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部において前記放射線検出器環状体の周方向に前記放射線発生装置を回転させる、
ことを特徴とする放射線発生装置の操作方法。
【請求項６】
前記放射線放出口は、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の撮像領域からはみ出さないように前記ビームの照射方向を限定する、一対の対向する略平面状の第１の面および第２の面と、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないように前記ビームの照射方向を限定する、前記被検体挿入側に設けられた略平面状の第３の面と、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないように前記ビームの照射方向を限定する、前記被検体挿入側の反対側に設けられた曲面状の第４の面と、
で形成される前記ハウジングを用いることを特徴とする請求項５に記載の放射線発生装置の操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭部用の陽電子放出型断層撮影装置（以下、頭部用ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置という）のデータ収集機構に係り、特にトランスミッションデータを計測するのに好適な線源機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ装置は、放射線検出器リングと外部線源を備えている。ＰＥＴ装置を用いた検査においては、被検体である被検診者にポジトロン放射性薬剤（以下、ＰＥＴ薬剤という）を投与し、その被検体の内部から放射されるγ線のデータ（以下、エミッションデータという）を同時計数して収集するエミッションスキャンおよび外部線源を用いた吸収補正データ（以下、トランスミッションデータという）を収集するトランスミッションスキャンが行われる。
【０００３】
放射性フッ素１８（１８Ｆ）標識フルオロデオキシグルコース（以下、ＦＤＧと略称する）を投与して行うＰＥＴ装置による検査（以下、ＦＤＧ検査という）においては、通常被検体にＦＤＧが投与されてから、検査部位へのＦＤＧの十分な取り込みが期待できる約３０〜６０分の時間が経過した後に、外部線源を被検体の周囲に回転させることによるトランスミッションデータの収集、さらに５１１ｋｅＶのガンマ線（以下、γ線という）の同時計数によるエミッションデータの収集が、それぞれ被検体撮像領域に対して行われる。
【０００４】
エミッションスキャンには、検出器と検出器の間にセプタを設けて撮像する２次元撮像と、セプタを設けない３次元撮像とがある。２次元撮像では、セプタの存在によりガントリ軸方向の検出感度が均一となり、かつ散乱線の影響を抑制できるが、ガントリ全体としての感度が低く、データの収集が長時間になってしまう。一方、３次元撮像では、ガントリ軸方向に感度の分布が生じることや、散乱線やランダムコインシデンス（偶発同時計数）によるノイズが混入しやすいなどの課題はあるものの、ガントリ全体では感度が高いためデータの収集時間が短くてすむ。このため、スループット向上の要求から、３次元撮像が近年主流となってきている。なお、通常のＰＥＴ装置のガントリ長では、被検体全身のデータを一度に収集することはできないため、ＰＥＴ装置のガントリまたは寝台（ベッド）を移動し、撮像範囲を重ねながら数回に分けて撮像される。
【０００５】
トランスミッションデータの収集で用いられる外部線源として、一般的に６８Ｇｅ−６８Ｇａや１３７Ｃｓなどが用いられている。ポジトロン核種である６８Ｇｅ−６８Ｇａの場合、ガントリ体軸方向に配置した棒状線源が一般に用いられる。棒状線源は、５１１ｋｅＶのエネルギを持つγ線対を放射するため、ＰＥＴ装置では、このγ線対を同時計数し、その検出器間の吸収補正データを収集する。棒状線源を回転することで、体軸方向視野内の全断面の補正に必要なデータを一度に取得することができる。この技術は、例えば、非特許文献１に記載されている。
【０００６】
ＦＤＧを用いた全身データ収集の他に、ＦＤＧを用いた脳機能検査があり、アルツハイマー病の診断などのための利用が期待されている。全身のデータ収集を行うためにはガントリ内に全身が入らなければならないため、ガントリ開口径は６００ｍｍ〜７００ｍｍ程度であり、検出器リング径は８００ｍｍ〜９００ｍｍ程度である。したがって、全身用のＰＥＴ装置を用いた脳機能診断を行うと、リング径に対して頭部が小さいため、細部を画像化することはできない。そこで、頭部を専用に診断する頭部用ＰＥＴ装置が提案されている。頭部用ＰＥＴ装置は、ガントリ開口径は頭部が入る３００ｍｍ程度であり、検出器リング径は４００ｍｍ程度であり、詳細な薬剤の分布を画像化できる。
【特許文献１】特表２００２−５１２３７４号公報
【特許文献２】特表２００２−５１２３７５号公報
【特許文献３】特開２０００−２８４０５１号公報
【非特許文献１】“The Journal of Nuclear Medicine”, Vol.44, No.2, p.291-315, February 2003
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記したように、頭部用ＰＥＴ装置においてトランスミッション線源に６８Ｇｅ‐６８Ｇａポジトロン核種による棒状線源を用いた場合、体軸方向の視野が広いという利点がある。ところが、線源から放射されるγ線のエネルギと、被検体に投与したＰＥＴ薬剤から放射されるγ線のエネルギとが共に５１１ｋｅＶであるため、被検体にＰＥＴ薬剤を投与した後トランスミッションデータの収集を行うポストインジェクション撮像の場合、お互いのデータへの混入によるノイズが多くなる。ノイズの少ないデータを得るためには、線源強度を上げるか、収集時間を長くすることが考えられる。しかしながら、６８Ｇｅ‐６８Ｇａ棒状線源では、線源に近い検出器で計数率に限界があることから、上げられる線源強度が制限されてしまう。このことは、例えば、非特許文献１に記載されている。また、６８Ｇｅ−６８Ｇａ線源は半減期の制約から１年程度で交換の必要がある。
【０００８】
そこで、単光子放出核種である１３７Ｃｓをトランスミッション線源として用いることが提案されている。その線源は、放出位置を特定する必要により幾何形状的には点線源となる。その点線源の周りを遮蔽して円錐形に照射範囲を限定し、放射したγ線を検出した検出器位置と、線源位置とからその間の吸収率を得る。１３７Ｃｓから放射されるγ線のエネルギは６６２ｋｅＶであるため、ＰＥＴ薬剤からのγ線と区別することができ、お互いのデータへの混入が少ない。また、点線源では、遮蔽により照射範囲を限定するため線源強度を上げることが可能であり、ノイズの少ないデータを取得できる。さらに、１３７Ｃｓ線源は半減期が３０年程度と長く、装置の寿命期間中交換の必要がないため、近年広く好まれるようになってきている。
【０００９】
また、従来の点線源を用いたトランスミッション撮像法は、点線源を検出器リング体軸方向中心に配置し、被検体の周囲を回転させていた。
【００１０】
しかしながら、逆に点線源から照射するため、ガントリ内の体軸方向の視野は限られるので、ガントリまたは寝台の移動の際、撮像範囲が重なるように撮像していく必要がある。
【００１１】
さらに、頭部用ＰＥＴ装置において点線源を用いたトランスミッション撮像を行うとき、次の問題が発生する。前記したように、頭部用ＰＥＴ装置でのガントリ開口径は３００〜３５０ｍｍ程度であるが、被検体が成人の場合、肩幅は４００ｍｍ以上あるため、被検体の肩がガントリの端部に当たってガントリ内に被検体を完全に挿入することができない。したがって、頭頚部の撮像ができなくなってしまうという問題が生じる。
【００１２】
そこで、本発明は、点線源を用いて短時間に目的領域を撮像するとともに、無用な被ばくを防ぐことを可能にする頭部用ＰＥＴ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】
【００１３】
前記課題を解決する本発明は、被検体を載せる寝台と、放射線を発生させる放射線発生手段と、放射線発生手段から発生した放射線を検出する放射線検出器を環状に複数配列した放射線検出器環状体と、放射線発生手段を保持し、放射線検出器環状体に沿って回転させる回転手段とを備える陽電子放出型断層撮影装置であって、放射線発生手段が、ビームを放射する点状の単光子放出核種と、単光子放出核種を格納し、放射線放出口が形成されたハウジングとを備え、回転手段が、放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部において前記放射線検出器環状体の周方向に放射線発生手段を回転させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、陽電子放出型断層撮影装置であって、ハウジングの放射線放出口が、ビームが放射線検出器環状体の撮像領域からはみ出さないようにビームの照射方向を限定する、一対の対向する略平面状の第１の面および第２の面と、ビームが放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないようにビームの照射方向を限定する、被検体挿入側に設けられた略平面状の第３の面と、ビームが放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないようにビームの照射方向を限定する、被検体挿入側の反対側に設けられた曲面状の第４の面とを備えることを特徴とする。なお、本発明は、他の陽電子放出型断層撮影装置および放射線発生装置の操作方法を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、頭部用ＰＥＴ装置において、点線源を用いて短時間に目的領域を撮像するとともに、無用な被ばくを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
≪装置の構成と概要≫
図１を用いて、本発明の好適な一実施形態である頭部用ＰＥＴ装置を説明する。本実施形態では、頭部用のＰＥＴ装置１００として、点光子放出核種である１３７Ｃｓ（セシウム１３７）を用いた外部線源を備えるＰＥＴ装置を例にとって説明する。なお、本実施形態に係る放射線検出器は、放射線検出を一旦光に変換しその後電気信号に変換するシンチレーション検出器を用いた構成であってもよいし、検出器信号を直接電気信号に変換する半導体検出器を用いた構成であってもよい。
【００１８】
ＰＥＴ装置１００に設けられたガントリ１（撮像装置）は、その内部に、検出器リング（放射線検出器環状体）２、放射線遮蔽体である線源ハウジング３、外部線源（単光子放出核種）４、回転ギア５、回転駆動装置６、直進駆動装置７、線源遮蔽体８および線源ハウジング支持棒９を備える。ガントリ１は、孔部（貫通部）１３を有する略筒状の形状をしており、検出器リング２は、孔部１３の周囲および体軸方向に複数配置されている。図１（ｂ）に示すように、回転ギア５は、検出器リング２と同じ中心軸を持ち、検出器リング２の被検診者１０挿入側と反対側に設置される。回転駆動装置６は、回転ギア５を回転させるモータであり、中心軸からみて回転ギア５より遠い側に設置される。図１（ｂ）では、回転駆動装置６が回転ギア５の下側にあるように示されているが、これに限定されるものではない。直進駆動装置７は、回転ギア５を挟んで検出器リング２と反対側に設置される。線源遮蔽体８は、回転ギア５を挟んで検出器リング２と反対側に設置されるが、線源ハウジング３が格納されたときに外部線源４からの放射線を遮蔽可能なように、直進駆動装置７より回転ギア５に近い側に設置される。
【００１９】
被検診者（被検体）１０は、寝台１１に横たわった状態で、寝台駆動装置１２が寝台１１を移動させることにより、孔部１３内を体軸方向に移動可能である。外部線源４の格納のときには、線源ハウジング３、外部線源４および線源ハウジング支持棒９が、直進駆動装置７に保持され、線源遮蔽体８によりガントリ１の外部に外部線源４からの放射線が漏れないよう遮蔽されている。外部線源４の出庫のときには、線源ハウジング３および外部線源４が、線源ハウジング支持棒９とともに、直進駆動装置７によりガントリ１の軸方向に移動し、回転ギア５に保持され、回転駆動装置６により回転する。このように線源ハウジング３を固定するのではなく、出庫、格納するのは、患部に集まったＰＥＴ薬剤から放出されるγ線を検出するエミッション撮像を行う場合には、線源ハウジング３が散乱体となって撮像に悪影響を及ぼしてしまうため、トランスミッション撮像の場合には線源ハウジング３を出庫し、それ以外の場合には格納するものである。
【００２０】
なお、線源ハウジング３および外部線源４を併せて、放射線発生手段または放射線発生装置という。また、回転ギア５、回転駆動装置６および線源ハウジング支持棒９を併せて、回転手段という。また、直進駆動装置７および線源ハウジング支持棒９を併せて、移動手段という。
【００２１】
図１に示すように、線源ハウジング３は、トランスミッション用の外部線源（例えば、１３７Ｃｓの点線源など）４を内部に備えている。本実施形態では、線源ハウジング３は、図２に示すような形状をしており、その形状は、外部線源４の位置、撮像領域および検出器リング２の形状によって決まる。なお、外部線源４は、必ずしも点線源でなくてもよく、略点状であればよい。以下、図２を参照して、線源ハウジング３および外部線源４について詳細に説明する。
【００２２】
図２（ａ）は、線源ハウジング３の側面図を示し、図２（ｂ）は、線源ハウジング３の平面図を示す。線源ハウジング３は、円柱体であり、この円柱体の一部を刳り貫いた形状のγ線放出口（放射線放出口）２０を有する。γ線放出口２０は、４つの面Ｐ１（第１の面）、Ｐ２（第２の面）、Ｐ３（第３の面）およびＰ４（第４の面）を有する。そして、線源ハウジング３内でその４つの面の起点部に外部線源４が設置される。γ線は、外部線源４から放出され、４つの面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４によって限定される方向の範囲内に放射される。γ線放出口２０以外へ放出されるγ線は、線源ハウジング３によって遮蔽される。なお、γ線放出口２０が形成された線源ハウジング３の形状は必ずしも円柱体である必要はなく、直方体その他の形状であってもよい。また、線源ハウジング３は複数の部材によって構成してもよい。
【００２３】
面Ｐ１およびＰ２は、図１（ａ）に示すガントリ１の孔部（計測空間部）１３の外側（孔部１３を通過しない方向）にγ線が漏れないようにするために、略平面状に設けられる。これによれば、孔部１３（撮像領域）以外の空間、すなわち、撮像対象が存在し得ないところにγ線を放射しても、有効なデータが取得されないので無意味であるばかりでなく、無用なデータの検出のために検出系の負荷を無用に高めることは無駄なため、そのようなγ線の放射を抑止することができる。
【００２４】
面Ｐ３は、線源ハウジング３が検出器リング２の被検診者１０挿入側端部に位置するとき、ガントリ１の軸方向において、検出器リング２の被検診者１０の挿入側端より外側にγ線が漏れないようにするために、略平面状に形成される。面Ｐ３は、外部線源４と、検出器リング２の被検診者１０挿入側の端部の内周円とを結ぶ斜円錐の側面の一部に略一致する。また、面Ｐ４は、線源ハウジング３が検出器リング２の被検診者１０挿入側端部に位置するとき、ガントリ１の軸方向において、検出器リング２より回転ギア５側にγ線が漏れないようにするために、曲面状に形成される。面Ｐ４は、外部線源４と、検出器リング２の被検診者１０挿入側端の反対側の端部の内周円とを結ぶ斜円錐の側面の一部に略一致する（図３参照）。これによれば、検出器リング２（検出器領域）のないところにγ線を放射しても、検出されないので無駄であり、また、その場合無用な被ばくの可能性が発生することから、そのようなγ線の放射を抑止することができる。ガントリ１の端部に位置する外部線源４からγ線を放出する本実施形態を用いない場合、この効果は得られない。［発明が解決しようとする課題］に記載した肩が当たる課題を解決するために、例えばガントリ１の中央や端部に外部線源４が軸方向の位置を変えて照射する場合、いずれの位置においても有効なデータを取得するためには、本実施形態の線源ハウジング３のように無効な被ばくを抑制する形状を用いることはできない。
【００２５】
≪トランスミッション撮像およびエミッション撮像の方法≫
以下に、本実施形態におけるトランスミッション撮像およびエミッション撮像の方法について説明する。本実施形態では、被検診者１０の頭部検査のスタティック撮像を例にとり、トランスミッション撮像およびエミッション撮像を連続して実施するポストインジェクション法を採用した場合について説明する（適宜図１参照）。
【００２６】
ＰＥＴ検査を行う前に、予め注射によりＰＥＴ用薬剤（例えば、ＦＤＧ）を被検体である被検診者１０に投与する。被検診者１０に投与したＰＥＴ用薬剤が体内に拡散し、検査部位である脳へ取り込まれて集積するまでの所要時間（約３０〜６０分）、被検診者１０を待機させる。その後、被検診者１０を寝台１１に寝かせる。
【００２７】
ＰＥＴ装置１００によるトランスミッション撮像を開始する際、オペレータは、オペレータコンソール（図示せず）に設けられたボタンを操作して、撮像開始の指示を行う。そのボタン操作をトリガにして、検査開始信号が統括制御部（図示せず）に出力される。検査開始信号を入力した統括制御部は、被検診者１０の検査対象範囲に関する情報および寝台移動開始信号を寝台移動制御部（図示せず）に出力する。寝台移動開始信号を入力した寝台移動制御部は、入力した情報に基づいて寝台駆動装置１２に指示を出すことによって、被検診者１０の検査対象である脳がＰＥＴ装置１００のγ線検出領域に入るように寝台１１を移動させる。このとき、被検診者１０の肩がガントリ１に接触することのない限界まで寝台１１を移動させるようにしてもよい。この状態で、トランスミッション撮像が開始される。
【００２８】
＜トランスミッション撮像＞
トランスミッション撮像の開始にあたって、まず、線源ハウジング３および外部線源４は、直進駆動装置７によって線源ハウジング支持棒９とともに被検診者１０の肩に近い側の検出器リング２の端（端部）まで直進し、その後、線源ハウジング支持棒９は、回転ギア５に渡される。回転駆動装置６は、回転ギア５を回転させることによって、線源ハウジング支持棒９、線源ハウジング３および外部線源４を被検診者１０の周囲に回転させる。外部線源４の回転位置は、回転駆動装置３の回転数と回転ギア５の回転量との関係を予め求めておき、回転駆動装置３から出力される回転数を示す信号から求められる。また、体軸方向のガントリ１内位置は一定であるため、その位置情報を用いる。
【００２９】
線源ハウジング３は、図２に示す形状をしており、この形状により図３に示す検出器リング２が存在する検出器領域にγ線が照射されるため、ガントリ１の外部に漏れるγ線が少なく、かつ、過不足のないトランスミッションデータの収集が可能である。
【００３０】
図４は、ＰＥＴ装置においてγ線を検出し、その検出信号を処理するγ線検出処理系の構成を示す図である。γ線検出処理系１０１は、図１のＰＥＴ装置１００に組み込まれる系であり、検出器リング２、データ処理装置３１および表示装置３２を含んで構成される。検出器リング２は、複数の放射線検出器２１、アナログＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）２２およびデジタルＡＳＩＣ２３を周方向に多数備える。データ処理装置３１は、吸収補正データ作成装置３１０、同時計数装置３１１、記憶装置３１２および断層画像作成装置３１３を備える。以下、γ線検出処理系１０１の処理について説明する。
【００３１】
外部線源４から放射されたγ線は、被検診者１０を透過して検出器リング２内の放射線検出器２１で検出される。γ線を検出した放射線検出器２１は、そのγ線のエネルギに応じた電気信号（以下、γ線検出信号という）をアナログＡＳＩＣ２２に出力する。アナログＡＳＩＣ２２は、放射線検出器２１から入力したγ線検出信号に基づいて、γ線の検出時刻を特定するためのタイミング信号を生成し、生成したタイミング信号をデジタルＡＳＩＣ２３に送信する。また、アナログＡＳＩＣ２２は、γ線検出信号に基づいて、γ線の波高値情報を生成し、生成した波高値情報をデジタルＡＳＩＣ２３に送信する。
【００３２】
デジタルＡＳＩＣ２３は、アナログＡＳＩＣ２２から受信したタイミング信号に基づいて、γ線の検出時刻を決定し、検出器ＩＤ（放射線検出器２１を判別するためのＩＤ）を特定する。また、デジタルＡＳＩＣ２３は、その検出器ＩＤの放射線検出器２１に対応する波高値情報を、デジタル情報に変換する。外部線源４の核種が１３７Ｃｓの場合、波高値レベルがエミッション由来のγ線と異なるため、この時点でγ線検出信号がいずれの由来であったかを判定することができる（いずれでもない場合、この時点でデータを棄却してもよい）。外部線源４由来と判定された場合には、由来線源情報を外部線源由来とする。さらに、デジタルＡＳＩＣ２３は、これらのデジタル情報に時刻情報および検出器ＩＤを付加してパケットデータを生成する。４つの情報（時刻情報、検出器ＩＤ、由来線源情報および波高値情報）を含むパケットデータは、データ処理装置３１に送信される。
【００３３】
データ処理装置３１の吸収補正データ作成装置３１０は、デジタルＡＳＩＣ２３から送信された、由来が外部線源４であるパケットデータを基に、吸収補正データ作成処理をする。具体的には、まず、パケットデータの時刻情報と、記憶装置３１２に予め記憶されている、時刻および外部線源４の位置の対応関係を示すテーブル（図示せず）とから、γ線検出時の外部線源４の位置を特定する。次に、検出器ＩＤからγ線を検出した放射線検出器２１の位置を特定する。そして、この２つの位置を結ぶ線によって、γ線が通過した方向を特定する。このようにして特定された方向に関する情報は蓄積してカウントされる。それぞれの方向のカウントを、撮像領域に何もない場合と同様に取得された対応する方向のカウントで規格化することによって、それぞれの方向におけるγ線の吸収率を算出し、その算出した吸収率データを吸収率分布データの一部として記憶装置３１２に格納する。さらに、それらの吸収率データを元にして、あらゆる方向の吸収率分布データの計算を行う。この計算は、例えば、非特許文献１に記載されているSegmentation Attenuation Correction 法によって実現できる。
【００３４】
トランスミッション撮像終了後、線源ハウジング３、外部線源４および線源ハウジング支持棒９は、外部線源４の出庫のときと同じ位置まで回転移動し、直進駆動装置７に渡される。直進駆動装置７は、線源ハウジング３を線源ハウジング支持棒９とともに線源遮蔽体８の位置まで移動し、外部線源４を格納する。
【００３５】
＜エミッション撮像＞
寝台１１に横たわる被検診者１０の体内からは、ＰＥＴ用薬剤に起因して発生した多数のγ線があらゆる方向に放射される。検出器リング２内の放射線検出器２１は、被検診者１０の体内から放射されるγ線を検出すると、そのエネルギに応じた電気信号（以下、γ線検出信号という）を出力する。アナログＡＳＩＣ２２は、γ線検出信号に基づいて、γ線の検出時刻を特定するためのタイミング信号を生成し、生成したタイミング信号をデジタルＡＳＩＣ２３に送信する。また、アナログＡＳＩＣ２２は、γ線検出信号に基づいて、γ線の波高値情報を生成し、生成した波高値情報をデジタルＡＳＩＣ２３に送信する。
【００３６】
デジタルＡＳＩＣ２３は、アナログＡＳＩＣ２２から受信したタイミング信号に基づいて、γ線の検出時刻を決定し、検出器ＩＤを特定する。また、デジタルＡＳＩＣ２３は、その検出器ＩＤの放射線検出器２１に対応する波高値情報をデジタル情報に変換する。外部線源４の核種に１３７Ｃｓを用いる場合、この段階でエミッション由来のγ線信号と外部線源４由来の信号を区別できる（いずれでもない場合、この時点でデータを棄却してもよい）。エミッション由来のγ線信号と判定された場合、由来線源情報をエミッション由来に設定する。さらに、デジタルＡＳＩＣ２３は、時刻情報および検出器ＩＤに由来線源情報および波高値情報を付加してパケットデータを生成する。４つの情報（時刻情報、検出器ＩＤ、由来線源情報および波高値情報）を含むパケットデータは、データ処理装置３１に送信される。
【００３７】
データ処理装置３１の同時計数装置３１１は、デジタルＡＳＩＣ２３から送信されたパケットデータを基に、同時計数処理をする。同時計数したその一対のγ線を１個として計数し、その一対のγ線を検出した２つの放射線検出器２１の位置をそれらの検出器ＩＤから特定する。特定された検出器ＩＤの対データから、５１１ｋｅＶのγ線を検出した方向が特定される。それぞれの方向の検出情報は蓄積してカウントされ、カウントデータが記憶装置３１２に記憶される。このとき、先に記憶装置３１２に記憶されたそれぞれの方向のγ線の吸収率分布データが、検出情報の補正に利用される。そして、断層画像作成装置３１３は、特定したそれらの検出器位置に基づいて、断層画像情報を作成する。そして、作成された断層画像情報は、表示装置３２に表示される。
【００３８】
≪撮像視野≫
本実施形態の点状の外部線源４を用いてトランスミッション撮像を行った際に実現できる撮像視野について、従来の検出器リングの体軸方向中心に線源を置いた方法（以下、従来法）と比較して説明する。撮像範囲を示す指標として横断面範囲を表すＦＯＶ（Field Of View）および体軸方向範囲を表すＡＦＯＶ（Axial FOV）を用いる。図５では、外部線源と検出器の位置関係および撮像範囲について、従来法を（ａ）に示し、本実施形態を（ｂ）に示す。ＦＯＶ従来法および本実施形態に全体構成の違いはないが、ＡＦＯＶの範囲が異なっている。つまり、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、頭部用のＰＥＴ装置１００では、被検診者１０をガントリ１内に十分に挿入できないため、従来法によるＡＦＯＶしか撮像できなければ、被検診者１０の頭頚部を撮像することはできないが、本実施形態によるＡＦＯＶが撮像できれば、頭部のみならず頚部の一部まで撮像することができる。なお、点状の外部線源４をガントリ１に対して相対的に軸方向に移動させる方法によっても頚部の一部まで撮像することはできるが、この方法に線源ハウジング３を用いたとしても、γ線の照射範囲を限定することができず、無用な被ばくを抑制することはできない。
【００３９】
次に、図６を用いて、従来法および本実施形態による撮像可能なＡＦＯＶの大きさを比較する。図６に示した座標を考慮し、検出器リング径（内周）をｒｉｎｇＤ、検出器リング体軸方向の長さをｒｉｎｇＬ、外部線源４の回転半径をｒｏｔＲとすると、外部線源のｚ座標は、従来法ではｒｉｎｇＬ／２、本実施形態はｒｉｎｇＬとなる。従来法および本実施形態ともにＡＦＯＶの大きさは、図６のＡＢ間距離で表されるため、その長さは共に式１で求めることができる。
【数１】
2007101255.tif 000003
これによれば、撮像領域の大きさは共に同じであるが、本実施形態では従来法と比較して被検診者１０の頭頚部を撮像することが可能となる。なお、頭頚部より上の頭部については、寝台１１を移動させることにより撮像することができる。
【００４０】
本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）本実施形態は、トランスミッション用外部線源として点線源を用い、その点線源を被検体の肩に近いガントリ端で回転させて、トランスミッション撮像を行うことにより、頭部の撮像範囲が広くなり、かつ撮像時間を短縮できる。具体的には、頭頚部のトランスミッション撮像が可能になり、広い範囲でγ線の被検者体内での減衰を補正した定量性の高い画像を得ることができる。
（２）本実施形態は、面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４を有する線源ハウジング３ならびに
外部線源４を備えることによって、ガントリ１の形状、外部線源４の位置、撮像範囲により決まる領域にγ線を照射することにより、無効被ばくを低減することが可能である。すなわち、外部線源４から検出器リング２の撮像領域および検出器領域が重なる範囲内の方向にγ線が照射されるので、検出データとして無効なγ線の照射をなくすことができ、また、無用な被ばくを防止することができる。
（３）線源ハウジング３の有する面Ｐ３が検出器リング２の被検診者１０挿入側端に位置することによって、被検診者１０の頚部に係るトランスミッションデータを過不足なく収集することができる。
（４）トランスミッション撮像を行わないときは、線源遮蔽体８により外部線源４からの放射線が漏れないように遮蔽されるので、無用な被ばくを防止することができる。
【００４１】
≪その他の実施の形態≫
以上本発明の好適な実施の形態について一例を示したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、以下のような実施の形態が考えられる。
【００４２】
（１）本実施形態では、点線源を１３７Ｃｓとしたが、５７Ｃｏ（コバルト５７）、９９mＴｃ（テクネチウム９９m）、１２３mＴｅ（テルル１２３m）、１３９Ｃｅ（セリウム１３９）、１５３Ｇｄ（ガドリニウム１５３）、２４１Ａｍ（アメリシウム２４１）のいずれかであってもよい。
【００４３】
（２）本実施形態では、トランスミッション撮像とエミッション撮像とを連続して実施するポストインジェクション法を例にとって説明したが、ＰＥＴ薬剤を投与する前にトランスミッション撮像を行う場合やエミッション・トランスミッション同時収集法（以下、ＥＴ同時収集法という。）の場合にも採用することができる。ＥＴ同時収集法は、エミッション撮像とトランスミッション撮像とを同時に行うものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の好適な一実施形態である頭部用ＰＥＴ装置の構成を示す図であり、（ａ）は体軸に直交する面による断面図を示し、（ｂ）は体軸を含む垂直な面による断面図を示す。
【図２】本発明の好適な一実施形態である線源ハウジングの形状を示す図であり、（ａ）は側面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
【図３】本発明の好適な一実施形態である線源ハウジングにより形成されるγ線照射範囲を示す図である。
【図４】γ線検出処理系の構成を示す図である。
【図５】外部線源位置の違いによる撮像範囲を示す図であり、（ａ）は従来法を示し、（ｂ）は本実施形態を示す。
【図６】点線源を用いた場合のＡＦＯＶを求めるための座標設定を示す図であり、（ａ）は従来法を示し、（ｂ）は本実施形態を示す。
【符号の説明】
【００４５】
１      ガントリ
２      検出器リング（放射線検出器環状体）
３      線源ハウジング（ハウジング）
４      外部線源（単光子放出核種）
５      回転ギア（回転手段）
６      回転駆動装置（回転手段）
７      直進駆動装置（移動手段）
８      線源遮蔽体（線源遮蔽手段）
９      線源ハウジング支持棒（回転手段、移動手段）
１０    被検診者（被検体）
１１    寝台
１２    寝台駆動装置
２０    γ線放出口（放射線放出口）
１００  ＰＥＴ装置（陽電子放出型断層撮影装置）
【図１】
2007101255.tif 000004
【図２】
2007101255.tif 000005
【図３】
2007101255.tif 000006
【図４】
2007101255.tif 000007
【図５】
2007101255.tif 000008
【図６】
2007101255.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月28日(2006.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を載せる寝台と、放射線を発生させる放射線発生手段と、前記放射線発生手段から発生した放射線を検出する放射線検出器を環状に複数配列した放射線検出器環状体と、前記放射線発生手段を保持し、前記放射線検出器環状体に沿って回転させる回転手段と、
を備える陽電子放出型断層撮影装置であって、
前記放射線発生手段は、
ビームを放射する点状の単光子放出核種と、
前記単光子放出核種を格納し、前記ビームが略ファンビーム形状となるように放射線放出口が形成されたハウジングと、
を備え、
トランスミッション撮像時に、前記回転手段は、前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部において前記放射線検出器環状体の周方向に前記放射線発生手段を回転させる、
ことを特徴とする陽電子放出型断層撮影装置。
【請求項２】
前記ハウジングの前記放射線放出口は、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の撮像領域からはみ出さないように前記ビームの放射方向を限定する、一対の対向する略平面状の第１の面および第２の面と、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないように前記ビームの放射方向を限定する、前記被検体挿入側に設けられた略平面状の第３の面と、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないように前記ビームの放射方向を限定する、前記被検体挿入側の反対側に設けられた曲面状の第４の面と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の陽電子放出型断層撮影装置。
【請求項３】
前記第３の面は、
前記放射線発生手段が前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部に位置するときに、前記単光子放出核種と、前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部の内周円とを結ぶ斜円錐の側面の一部に略一致し、
前記第４の面は、
前記放射線発生手段が前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部に位置するときに、前記単光子放出核種と、前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部と反対側の端部の内周円とを結ぶ斜円錐の側面の一部に略一致する
ことを特徴とする請求項２に記載の陽電子放出型断層撮影装置。
【請求項４】
前記放射線発生手段から発生する放射線を遮蔽する線源遮蔽手段と、
前記放射線発生手段を保持し、前記線源遮蔽手段の設置箇所と前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部との間において移動させる移動手段と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の陽電子放出型断層撮影装置。
【請求項５】
被検体を載せる寝台と、
ビームを放射する点状の単光子放出核種、および前記単光子放出核種を格納して放射線放出口が形成されたハウジングを有する放射線発生装置と、
前記放射線発生装置から発生した放射線を検出する放射線検出器を環状に複数配列した放射線検出器環状体と、
前記放射線発生装置から発生する放射線を遮蔽する線源遮蔽手段と、
前記放射線発生装置を保持し、前記線源遮蔽手段の設置箇所と前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部との間において移動させる移動手段と、
前記放射線発生装置を保持し、前記放射線検出器環状体に沿って回転させる回転手段と、
を備える陽電子放出型断層撮影装置におけるトランスミッション撮像方法であって、
前記移動手段は、前記線源遮蔽手段の設置箇所から前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部まで前記放射線発生装置を移動させ、
前記回転手段は、前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部において前記放射線検出器環状体の周方向に前記放射線発生装置を回転させ、
前記放射線放出口から前記ビームが略ファンビーム形状となるように放射させることを特徴とする陽電子放出型断層撮影装置におけるトランスミッション撮像方法。
【請求項６】
前記放射線放出口は、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の撮像領域からはみ出さないように前記ビームの放射方向を限定する、一対の対向する略平面状の第１の面および第２の面と、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないように前記ビームの放射方向を限定する、前記被検体挿入側に設けられた略平面状の第３の面と、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないように前記ビームの放射方向を限定する、前記被検体挿入側の反対側に設けられた曲面状の第４の面と、
で形成される前記ハウジングを用いることを特徴とする請求項５に記載の陽電子放出型断層撮影装置におけるトランスミッション撮像方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
そこで、本発明は、点線源を用いて短時間に目的領域をトランスミッション撮像するとともに、無用な被ばくを防ぐことを可能にする頭部用ＰＥＴ装置を提供することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
前記課題を解決する本発明は、被検体を載せる寝台と、放射線を発生させる放射線発生手段と、放射線発生手段から発生した放射線を検出する放射線検出器を環状に複数配列した放射線検出器環状体と、放射線発生手段を保持し、放射線検出器環状体に沿って回転させる回転手段とを備える陽電子放出型断層撮影装置であって、放射線発生手段が、ビームを放射する点状の単光子放出核種と、単光子放出核種を格納し、ビームが略ファンビーム形状となるように放射線放出口が形成されたハウジングとを備え、トランスミッション撮像時に、回転手段が、放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部において前記放射線検出器環状体の周方向に放射線発生手段を回転させることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明は、陽電子放出型断層撮影装置であって、ハウジングの放射線放出口が、ビームが放射線検出器環状体の撮像領域からはみ出さないようにビームの放射方向を限定する、一対の対向する略平面状の第１の面および第２の面と、ビームが放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないようにビームの放射方向を限定する、被検体挿入側に設けられた略平面状の第３の面と、ビームが放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないようにビームの放射方向を限定する、被検体挿入側の反対側に設けられた曲面状の第４の面と、を備えることを特徴とする。なお、本発明は、他の陽電子放出型断層撮影装置および陽電子放出型断層撮影装置におけるトランスミッション撮像方法を含む。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明によれば、頭部用ＰＥＴ装置において、点線源を用いて短時間に目的領域をトランスミッション撮像するとともに、無用な被ばくを防ぐことができる。
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月8日(2006.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を載せる寝台と、放射線を発生させる放射線発生手段と、前記放射線発生手段から発生した放射線を検出する放射線検出器を環状に複数配列した放射線検出器環状体と、前記放射線発生手段を保持し、前記放射線検出器環状体に沿って回転させる回転手段と、
を備える陽電子放出型断層撮影装置であって、
前記放射線発生手段は、
ビームを放射する点状の単光子放出核種と、
前記単光子放出核種を格納し、前記ビームが前記放射線検出器環状体を見込む形状となるように放射線放出口が形成されたハウジングと、
を備え、
トランスミッション撮像時に、前記回転手段は、前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部において前記放射線検出器環状体の周方向に前記放射線発生手段を回転させる、
ことを特徴とする陽電子放出型断層撮影装置。
【請求項２】
前記ハウジングの前記放射線放出口は、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の撮像領域からはみ出さないように前記ビームの放射方向を限定する、一対の対向する略平面状の第１の面および第２の面と、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないように前記ビームの放射方向を限定する、前記被検体挿入側に設けられた略平面状の第３の面と、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないように前記ビームの放射方向を限定する、前記被検体挿入側の反対側に設けられた曲面状の第４の面と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の陽電子放出型断層撮影装置。
【請求項３】
前記第３の面は、
前記放射線発生手段が前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部に位置するときに、前記単光子放出核種と、前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部の内周円とを結ぶ斜円錐の側面の一部に略一致し、
前記第４の面は、
前記放射線発生手段が前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部に位置するときに、前記単光子放出核種と、前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部と反対側の端部の内周円とを結ぶ斜円錐の側面の一部に略一致する
ことを特徴とする請求項２に記載の陽電子放出型断層撮影装置。
【請求項４】
前記放射線発生手段から発生する放射線を遮蔽する線源遮蔽手段と、
前記放射線発生手段を保持し、前記線源遮蔽手段の設置箇所と前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部との間において移動させる移動手段と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の陽電子放出型断層撮影装置。
【請求項５】
被検体を載せる寝台と、
ビームを放射する点状の単光子放出核種、および前記単光子放出核種を格納して放射線放出口が形成されたハウジングを有する放射線発生装置と、
前記放射線発生装置から発生した放射線を検出する放射線検出器を環状に複数配列した放射線検出器環状体と、
前記放射線発生装置から発生する放射線を遮蔽する線源遮蔽手段と、
前記放射線発生装置を保持し、前記線源遮蔽手段の設置箇所と前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部との間において移動させる移動手段と、
前記放射線発生装置を保持し、前記放射線検出器環状体に沿って回転させる回転手段と、
を備える陽電子放出型断層撮影装置におけるトランスミッション撮像の制御方法であって、
前記移動手段は、前記線源遮蔽手段の設置箇所から前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部まで前記放射線発生装置を移動させ、
前記回転手段は、前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部において前記放射線検出器環状体の周方向に前記放射線発生装置を回転させ、
前記放射線発生装置は、前記放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部において、前記放射線放出口から、前記放射線検出器環状体を見込む形状の前記ビームを放射する、
ことを特徴とする陽電子放出型断層撮影装置におけるトランスミッション撮像の制御方法。
【請求項６】
前記放射線放出口は、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の撮像領域からはみ出さないように前記ビームの放射方向を限定する、一対の対向する略平面状の第１の面および第２の面と、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないように前記ビームの放射方向を限定する、前記被検体挿入側に設けられた略平面状の第３の面と、
前記ビームが前記放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないように前記ビームの放射方向を限定する、前記被検体挿入側の反対側に設けられた曲面状の第４の面と、
で形成される前記ハウジングを用いることを特徴とする請求項５に記載の陽電子放出型断層撮影装置におけるトランスミッション撮像の制御方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
前記課題を解決する本発明は、被検体を載せる寝台と、放射線を発生させる放射線発生手段と、放射線発生手段から発生した放射線を検出する放射線検出器を環状に複数配列した放射線検出器環状体と、放射線発生手段を保持し、放射線検出器環状体に沿って回転させる回転手段とを備える陽電子放出型断層撮影装置であって、放射線発生手段が、ビームを放射する点状の単光子放出核種と、前記単光子放出核種を格納し、ビームが放射線検出器環状体を見込む形状となるように放射線放出口が形成されたハウジングと、を備え、トランスミッション撮像時に、回転手段は、放射線検出器環状体の被検体挿入側の端部において放射線検出器環状体の周方向に放射線発生手段を回転させる、ことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明は、陽電子放出型断層撮影装置であって、ハウジングの放射線放出口が、ビームが放射線検出器環状体の撮像領域からはみ出さないようにビームの放射方向を限定する、一対の対向する略平面状の第１の面および第２の面と、ビームが放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないようにビームの放射方向を限定する、被検体挿入側に設けられた略平面状の第３の面と、ビームが放射線検出器環状体の検出器領域からはみ出さないようにビームの放射方向を限定する、被検体挿入側の反対側に設けられた曲面状の第４の面と、を備えることを特徴とする。なお、本発明は、他の陽電子放出型断層撮影装置および陽電子放出型断層撮影装置におけるトランスミッション撮像の制御方法を含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明によれば、頭部用ＰＥＴ装置において、点線源を用いて短時間に目的領域をトランスミッション撮像できるとともに、無用な被ばくを防ぐことができる。