(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出可能な２次元放射線検出器を被検体周りに回転させながら前記被検体から放射される放射線を検出することで、前記被検体から生じるイメージデータを収集する放射線イメージング装置において、
前記検出器は複数備えられ、
これらの検出器は、互いに近接し前記被検体に対向して直線状に並設され、
前記複数の検出器のうちの中央の検出器は、前記被検体に対して接離する方向に直線状に移動すると共に、前記複数の検出器のうちの他の検出器は、近接する検出器と互いに回動可能に連結され、連結する中心側の検出器に対して回動する方向に移動することによって、前記被検体の外周の形状に合わせて個々に独立して前記被検体に対面するように移動することを特徴とする放射線イメージング装置。
【請求項２】
前記複数の検出器のうちの他の検出器は、それぞれ近接する検出器に対して連結軸を介して互いに回動可能に連結されると共に、当該検出器の離面側に揺動可能に設けられたモータの駆動によって各連結軸を支点としてそれより中央側の検出器との開角を増減するように回動することによって前記被検体に対面するように移動することを特徴とする請求項１記載の放射線イメージング装置。
【請求項３】
前記複数の検出器は、前記被検体の全長方向に並進移動することを特徴とする請求項１または２記載の放射線イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線イメージング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
核医学診断装置として用いられるＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography；単一光子放射コンピュータ断層撮影）装置は、被検体内に取り込ませた放射性物質（放射性トレーサー）から放射される放射線を２次元放射線検出器により被検体周り３６０°の方向から検出することで、被検体から生じるイメージデータを収集する放射線イメージング装置を備え、この放射線イメージング装置で収集したデータを基に被検体の所望断層画像を再構成するものである。
【０００３】
この種の放射線イメージング装置としては、２次元放射線検出器をγカメラ（シンチレーションカメラ）として当該γカメラを、被検体の体軸を軸心として被検体の周囲に回転させることで、当該被検体から生じるイメージデータを収集するものが、例えば実公昭６１−１６５３７号公報、特開平９−５４４２号公報等に記載されている。これら公報に記載の装置では、検出器による被検体に対する視野範囲を大きくすべく、比較的大型の検出器を用いて被検体を撮影している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、被検体の横断面形状は略楕円体であることから、上記大型の検出器では、被検体に対する視野中心から視野周辺（例えば被検体の前面または後面に対面して検出器が位置している場合には被検体の腕部に近い部分であり、被検体の外周方向での視野周辺；以下視野周辺とは被検体の外周方向での視野周辺のことをいう）に近づくに従い、被検体と検出器との間の距離が視野中心での距離に比して長くなり、解像力が低下するといった問題がある。
【０００５】
また、最近にあっては、曲面を持つ大型ＮａＩ結晶を用いたγカメラが提案されているが、コストが高いという欠点があると共に曲面の曲率に限界があり、しかも被検体の形状に合わせて曲率を変更できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、被検体の形状に拘わらず、２次元放射線検出器の視野全体において高い解像力を得るのを可能とした放射線イメージング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による放射線イメージング装置は、放射線を検出可能な２次元放射線検出器を被検体周りに回転させながら被検体から放射される放射線を検出することで、被検体から生じるイメージデータを収集する放射線イメージング装置において、検出器は複数備えられ、これらの検出器は、互いに近接し被検体に対向して直線状に並設され、複数の検出器のうちの中央の検出器は、被検体に対して接離する方向に直線状に移動すると共に、複数の検出器のうちの他の検出器は、近接する検出器と互いに回動可能に連結され、連結する中心側の検出器に対して回動する方向に移動することによって、被検体の外周の形状に合わせて個々に独立して被検体に対面するように移動する構成である。このため、各検出器の被検体に対する距離は、従来技術の大型の検出器を用いた場合に比して短くされる。そして、上記構成によれば、検出器と被検体とが対面するため、検出器の視野全体と被検体との間の距離が短くされる。
【０００８】
ここで、上記作用を効果的に奏する構成として、具体的には、前記複数の検出器のうちの他の検出器は、それぞれ近接する検出器に対して連結軸を介して互いに回動可能に連結されると共に、当該検出器の離面側に揺動可能に設けられたモータの駆動によって各連結軸を支点としてそれより中央側の検出器との開角を増減するように回動することによって前記被検体に対面するように移動する態様が挙げられる。
【０００９】
また、複数の検出器は、被検体の全長方向に並進移動するのが好ましい。このような構成を採用した場合、被検体の全身に対するイメージデータの収集が可能とされる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る放射線イメージング装置の好適な実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１は、参考形態に係る放射線イメージング装置の概略を示す斜視図であり、本参考形態の放射線イメージング装置は、例えばＳＰＥＣＴ装置に採用されるもので、被検体テーブル１上に寝載した被検体２の所望断層画像を再構成すべく、被検体２から放射される放射線を被検体周り３６０°の方向から検出して被検体２から生じるイメージデータを収集する。
【００１２】
この放射線イメージング装置は概略、被検体２の前面に対向すると共に被検体テーブル１の短軸方向（図示矢印Ｃ方向）に並設された複数の２次元放射線検出器（以下単に検出器と呼ぶ）５と、これらの検出器５を、被検体２の外周の形状に合わせて個々に独立して被検体２に対して接離させる各々の検出器接離機構２２と、これらの検出器５及び検出器接離機構２２を一括して被検体周り（図示矢印Ａ方向）に回転させる検出器回転機構２３と、この検出器回転機構２３を被検体２の全長方向（図示矢印Ｂ方向）に並進移動させる検出器並進機構２４と、から構成される。
【００１３】
なお、以降の説明では、各検出器を特定する場合には、図１における左の検出器から右の検出器に対して各々検出器５ａ，５ｂ，５ｄ，５ｅと記し、特定しない場合またはこれら検出器を総称する場合には、単に検出器５と記す。
【００１４】
被検体テーブル１は、水平となるように固定部（不図示）に固定支持され、検査対象としての被検体２を寝載する。
【００１５】
検出器５は、本参考形態では、放射線としてのγ線を検出するγカメラであり、被検体２から放射されるγ線を検出することで被検体２から生じるイメージデータを収集する。これらの検出器５は、実公昭６１−１６５３７号公報、特開平９−５４４２号公報に記載のカメラに比して個々に小型・軽量であり、低コスト化が図られている。
【００１６】
検出器５は、その検出面が被検体２（被検体テーブル１）を向くように配置され、図４及び図５に示すように、全体の外観が略直方体形状を成し、図４に示すように、その被検体側部分に、検出器面と垂直な方向から到来するγ線を通過させるコリメータ１１を有する。
【００１７】
検出器本体は、上記コリメータ１１が外部に突出するようにして遮光ケース１２内に収納され、コリメータ１１を介して入射されるγ線を受光しその受光量に応じた光子を発するシンチレータ１３と、このシンチレータ１３からの光子を光電面１４で受けこの受光量に応じた電気信号を前処理回路１５を介して出力する光電子倍増管（Photo-Multiplier-Tube；以下単にＰＭＴと記す）１６と、を備える。
【００１８】
コリメータ１１は、例えば鉛やタングステン等より構成される。シンチレータ１３としては、例えばＣｓＩ（Ｎａ）、ＣｓＩ（Ｔｌ）、ＹＳＯ、ＮａＩ（Ｔｌ）等が採用される。当該シンチレータ１３は、個々が分離したモザイク状で各セグメントの周りに反射材１７が設置される。なお、各セグメント間に反射材１７を用いずに、空気層と結晶との屈折率差を利用してセグメントを分離するようにしても良い。
【００１９】
ＰＭＴ１６は、チャンネル型ダイノード１８を用いた位置検出型ＰＭＴであり、後段にマルチアノード（クロスアノードでも可）１９が配置される。そして、遮光ケース１２内に対しては、給電を行う電圧供給線２０が接続されると共に前処理回路１５からの信号を出力する信号出力線２１が接続され、この出力に従って後段の処理装置で被検体２の所望断層画像が再構成される構成になされている。
【００２０】
検出器５は、図１に示すように、互いに近接して並設されると共に、被検体２の当該並設方向Ｃで最も長い部分（例えば胸部や腹部）でも両外側の検出器５ａ，５ｅが被検体２に対向するような個数で並設される。これは、並設された検出器５により被検体２の略片面をカバーするためであり、本参考形態では、５個の検出器が用いられている。
【００２１】
図２は、検出器接離機構２２を示す平面図、図３は、図２の一部断面左側面図である。なお、便宜上、図１の左側を正面とする。
【００２２】
各検出器５に対応して設けられた検出器接離機構２２は、図１〜図３に示すように、検出器５の並設方向Ｃに延在すると共に被検体テーブル１に対向するように配置された検出器支持板３と、各検出器５に対応するようにして検出器支持板３に各々固定された検出器接離モータ６と、一端が検出器５の裏面側中央に回転可能に連結された送り螺子７と、この送り螺子７に螺合すると共に、検出器支持板３に固定された軸受９により回転自在に支持され且つ軸線方向（図１における矢印Ｄ方向）の移動が規制されたスリーブ８と、検出器接離モータ６の回転駆動力を当該スリーブ８に伝達する動力伝達機構１０と、を備える。
【００２３】
この動力伝達機構１０は、検出器接離モータ６の出力軸に固定された駆動プーリ３１と、スリーブ８の端部に設けられた従動プーリ３２と、これらのプーリ３１．３２間に掛け渡されたベルト３３と、から構成される。
【００２４】
また、検出器５は、その裏面側の対角位置に突設され軸部が検出器支持板３に摺動自在に支持される一対のガイドロッド３４により、送り螺子７と連れ回らないように構成される。
【００２５】
そして、検出器接離モータ６の駆動により、スリーブ８が回転されて送り螺子７が回転しながら矢印Ｄ方向に進退し、検出器５が回転することなく同方向Ｄに進退することで当該検出器５が被検体２に対して接離される。また、検出器接離モータ６は、対応する検出器５が被検体２の外周の形状に合わせて近接するように、すなわち何れの検出器５も被検体２に近接するように駆動される。
【００２６】
検出器回転機構２３は、図１に示すように、その出力軸２５ａが被検体テーブル１上の被検体２の体軸と略同軸に配置された検出器回転モータ２５と、この検出器回転モータ２５の出力軸２５ａを軸心とした回転駆動力を上記検出器支持板３に伝達するように当該検出器回転モータ２５の出力軸２５ａと検出器支持板３とを連結する回転アーム２６及び回転伝達軸２７と、を備える。そして、検出器回転モータ２５の駆動により、複数の検出器５及び検出器接離機構２２が一括して被検体周りに回転される。
【００２７】
検出器並進機構２４は、固定部に固定された検出器並進モータ２８と、この検出器並進モータ２８の出力軸２８ａに固定されたピニオン２９と、このピニオン２９と噛合すると共に上記検出器回転モータ２５を固定載置し、ガイド部材（不図示）により支持されて被検体２の全長方向Ｂでの並進移動がガイドされるラック３０と、を備える。そして、検出器並進モータ２８の駆動により、上記複数の検出器５及び検出器接離機構２２、検出器回転機構２３が一括して被検体２の全長方向Ｂに進退される。
【００２８】
このように構成された放射線イメージング装置で被検体２の前面側で例えば胸部を撮影する場合、先ず、検出器並進モータ２８を駆動して、並設された検出器５を胸部に対向する位置に並進移動し、次いで、検出器接離モータ６を個々に独立して駆動して、図６及び図７（ｂ）に示すように、各検出器５を、被検体２の胸部外周の形状に合わせて近接するように移動する。その結果、各検出器５は、検出器群の中央の検出器５ｃから外側の検出器５ａ，５ｅに行くに従い、その検出器支持板３からの突出量が大きくなる。
【００２９】
ここで、図７に示す一転鎖線Ｅは、従来技術で説明した大型の検出器を用いた場合の検出面の位置を示す。図より明らかなように、各検出器５の被検体２の胸部に対する距離は従来技術に比して短くされ、特に、従来技術の大型の検出器での視野周辺に対応する外側の検出器５ａ，５ｅでは大幅に短くされる。
【００３０】
このため、被検体２の形状に拘わらず、検出器５の視野全体において高い解像力が得られるようになっている。
【００３１】
このようにして被検体２の胸部略前面の撮影がなされたら、検出器回転モータ２５を駆動して、複数の検出器５及び検出器接離機構２２を一括して被検体周りに回転する。
【００３２】
ここで、図７（ｂ）に示した状態で回転すると、勿論、検出器５と被検体２との間の距離が刻々と変化することになるが、本参考形態では、検出器５が回転しても、各検出器５が、図８に示すように、被検体２の外周の形状に合わせて個々に独立して近接するように移動されるため、検出器５の視野全体において高い解像力が得られる。そして、このようにして被検体周り３６０°の方向からの撮影がなされることで、この収集したデータを基に被検体２の所望断層画像が再構成される。
【００３３】
また、被検体２の全身または他の特定部位を撮影する場合には、検出器並進モータ２８を駆動して検出器５を並進移動するが、この時も、検出器５と被検体２との間の距離は変化する。
【００３４】
すなわち、図７に代表して示すように、被検体２の頭部（図７（ａ）参照）、胸部（図７（ｂ）参照）、脚部（図７（ｃ）参照）では、各々その形状が異なるため、検出器５と被検体２との間の距離は変化することになるが、本参考形態では、検出器５が並進移動しても、各検出器５が、図７に示すように、被検体２の外周の形状に合わせて個々に独立して近接するように移動されるため、検出器５の視野全体において高い解像力が得られる。そして、並進移動先での各検出器５の回転動作及び回転中の被検体２に対する接離動作は、前述したのと同様に実施される。
【００３５】
図９は、本発明の実施形態に係る放射線イメージング装置の検出器接離機構を示す平面図、図１０は、図９の一部断面左側面図である。
【００３６】
本実施形態の放射線イメージング装置にあっては、中央の検出器５ｃを被検体２に対して接離する中央の検出器接離機構２２はそのままとされ、それ以外の検出器５ａ，５ｂ，５ｄ，５ｅを被検体２に対して接離する各々の検出器接離機構２２が別の構成の検出器接離機構４２に各々代えられている。
【００３７】
この検出器接離機構４２は、上記中央の検出器を５ｃ除いた検出器５ａ，５ｂ，５ｄ，５ｅの裏面側に配置される検出器接離モータ４６を各々備える。この検出器接離モータ４６は、待機状態（図１０に示す状態であって、検出器５が全て一列に並んだ状態）において、その出力軸が、検出器支持板３の長手方向Ｃと平行を成すと共にこの検出器接離モータ４６が配置された検出器５ａ，５ｂ，５ｄ，５ｅよりさらに中央側の検出器５ｂ，５ｃ，５ｃ，５ｄの裏面側に向かうように配置される。そして、この検出器接離モータ４６は、検出器５ｂ，５ｃ，５ｃ，５ｄ裏面の同上方向Ｃに対して揺動するように支持される（図１０の矢印Ｆ参照）。
【００３８】
この検出器接離モータ４６の出力軸には、当該出力軸と同軸に送り螺子４７が連結され、この送り螺子４７は、当該検出器接離モータ４６を支持する検出器５ａ，５ｂ，５ｄ，５ｅよりさらに中央側の検出器５ｂ，５ｃ，５ｃ，５ｄの裏面側に配置されたスリーブ４８に螺合される。このスリーブ４８は、検出器接離モータ４６の場合と同様に、検出器５ｂ，５ｃ，５ｃ，５ｄ裏面の同上方向Ｃに対して揺動するように支持される。
【００３９】
また、近接する検出器５同士の被検体側の近接部は、図１０に示すように、検出器支持板３の短手方向Ｂ（紙面に垂直な方向）に延在する連結軸５０を介して互いに回動可能に連結される。
【００４０】
そして、検出器接離モータ６の駆動により、中央の検出器５ｃと共に他の検出器５ａ，５ｂ，５ｄ，５ｅが、矢印Ｄ方向（図１０参照）に進退して被検体２に対して接離されると共に、検出器接離モータ４６の駆動により、図１１に示すように、中央以外の検出器５ａ，５ｂ，５ｄ，５ｅが各連結軸５０を支点としてそれより中央側の検出器５ｂ，５ｃ，５ｃ，５ｄとの開角を増減するように回動する（但し開角の最大は隣の検出器と一列に並んだ１８０°）。これらの検出器接離モータ６，４６は、対応する検出器５が被検体２の外周の形状に合わせて近接すると共に被検体２に対面するように駆動される。
【００４１】
このように構成された放射線イメージング装置で被検体２の前面側で例えば胸部を撮影する場合には、中央の検出器５ｃに対応する検出器接離モータ６を駆動すると共に検出器接離モータ４６を個々に独立して駆動して、図１２及び図１３（ｂ）に示すように、各検出器５を、被検体２の胸部外周の形状に合わせて近接するように移動すると共に当該被検体２の胸部に対面するように移動する。なお、図１３にける点線は、検出器接離モータ４６を駆動しない場合の検出器５の位置を示している。
【００４２】
このように、本実施形態では、検出器５と被検体２とがさらに対面するため、参考形態に比して、検出器５の視野全体と被検体２との間の距離がさらに短くされる。その結果、検出器５の視野全体において一層高い解像力が得られるようになっている。
【００４３】
また、検出器回転モータ２５の駆動による検出器５の回転中も、検出器接離モータ６，４６を駆動して、各検出器５を、被検体２の外周の形状に合わせて近接するように移動すると共に当該被検体２に対面するように移動するというのはいうまでもない。
【００４４】
また、図１３（ａ）に示すように、被検体２の頭部を撮影する場合には、胸部を撮影する場合に比して、中央の検出器５ｃに隣接する検出器５ｂ，５ｄの当該中央の検出器５ｃに対する開角が大幅に小さくなると共に検出器５ｂ，５ｄより外側に隣接する検出器５ａ，５ｅの当該検出器５ｂ，５ｄに対する開角が多少小さくなるように個々の検出器接離モータ４６を駆動すれば良い。これにより、全部の検出器５が被検体２の頭部に対面するように移動される。
【００４５】
また、図１３（ｃ）に示すように、被検体２の脚部を撮影する場合には、胸部を撮影する場合に比して、中央の検出器５ｃに隣接する検出器５ｂ，５ｄの当該中央の検出器５ｃに対する開角が多少小さくなると共に検出器５ｂ，５ｄより外側に隣接する検出器５ａ，５ｅの当該検出器５ｂ，５ｄに対する開角が大幅に小さくなるように個々の検出器接離モータ４６を駆動すれば良い。これにより、全部の検出器５が被検体２の脚部に対面するように移動される。
【００４６】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４７】
また、検出器（γカメラ）５を、ＣｄＺｎＴｅ等の半導体検出器を用いたものとしても良い。
【００４８】
【発明の効果】
本発明による放射線イメージング装置は、複数の２次元放射線検出器を用い、これらの検出器を、互いに近接し被検体に対向して並設すると共に被検体の外周の形状に合わせて個々に独立して被検体に接離する方向に移動し且つ被検体周りに回転し、各検出器の被検体に対する距離を、従来技術の大型の検出器を用いた場合に比して短くするように構成したものであるから、被検体の形状に拘わらず、検出器の視野全体において高い解像力を得るのが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考形態に係る放射線イメージング装置の概略を示す斜視図である。
【図２】  図１中の検出器接離機構を示す平面図である。
【図３】  図２の一部断面左側面図である。
【図４】  図１中の検出器を示す構成図である。
【図５】  コリメータ及び遮光ケースを外した状態での検出器を示す外観斜視図である。
【図６】  参考形態に係る放射線イメージング装置が動作して検出器が被検体に接近した状態を示す斜視図である。
【図７】  参考形態に係る放射線イメージング装置が動作して検出器が被検体の全長方向に移動すると共に被検体に接近した状態を示す各説明図であり、（ａ）は頭部位置での状態説明図、（ｂ）は胸部位置での状態説明図、（ｃ）は脚部位置での状態説明図である。
【図８】  参考形態に係る放射線イメージング装置が動作して検出器が被検体周りに回転すると共に被検体に接近した状態を示す説明図である。
【図９】  実施形態に係る放射線イメージング装置の検出器接離機構を示す平面図である。
【図１０】  図９の一部断面左側面図である。
【図１１】  実施形態に係る放射線イメージング装置の動作を示す一部断面左側面図である。
【図１２】  実施形態に係る放射線イメージング装置が動作して検出器が被検体に接近した状態を示す斜視図である。
【図１３】  実施形態に係る放射線イメージング装置が動作して検出器が被検体の全長方向に移動すると共に被検体に接近した状態を示す各説明図であり、（ａ）は頭部位置での状態説明図、（ｂ）は胸部位置での状態説明図、（ｃ）は脚部位置での状態説明図である。
【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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