放射線断層撮影装置
【課題】消滅γ線対の発生位置をマッピングする放射線断層撮影装置において、被検体に各種装置を装着した状態であっても被検体の体動に影響されずに鮮明な画像が取得できる放射線断層撮影装置を提供する。
【解決手段】本発明の放射線断層撮影装置は、被検体に付設される放射性のプローブホルダ６を備えている。位置情報補正部２２は、消滅γ線対が検出されたときの検出器リング１２に対する被検体の相対位置をプローブホルダ６の位置で認識して消滅γ線対の発生位置を示す位置情報を補正する。これにより、被検体の体動に影響されずに鮮明な画像が取得できる。また、本発明においては、放射線を利用していることから、プローブホルダ６が被検体に装着された各種装置によって視認できない場合であっても、確実に被検体の体動を監視することができる。
【解決手段】本発明の放射線断層撮影装置は、被検体に付設される放射性のプローブホルダ６を備えている。位置情報補正部２２は、消滅γ線対が検出されたときの検出器リング１２に対する被検体の相対位置をプローブホルダ６の位置で認識して消滅γ線対の発生位置を示す位置情報を補正する。これにより、被検体の体動に影響されずに鮮明な画像が取得できる。また、本発明においては、放射線を利用していることから、プローブホルダ６が被検体に装着された各種装置によって視認できない場合であっても、確実に被検体の体動を監視することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検体から照射された放射線をイメージングする放射線断層撮影装置に関し、特に、被検体の体動を考慮に入れて撮影することができる放射線断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放射線断層撮影装置の具体的な構成について説明する。従来の放射線断層撮影装置５０は、図８に示すように被検体Ｍを載置する天板５２と、消滅γ線対を検出する検出器リング６２とを備えている。検出器リング６２の開口は天板５２ごと被検体Ｍを挿入できるようになっている。
【０００３】
従来の放射線断層撮影装置５０を用いて、被検体Ｍにおける放射性薬剤の分布を知ろうとする場合は、被検体Ｍが検出器リング６２の開口の内部に存する位置に移動される。そして、被検体Ｍから放出された消滅γ線対の発生位置をイメージングして放射線断層画像が取得される。この様な放射線断層撮影装置をＰＥＴ(positron emission tomography)装置と呼ぶ（特許文献１参照）。
【０００４】
ＰＥＴ装置によって消滅γ線対を検出することによって取得されるＰＥＴ画像は、被検体Ｍの断層画像であり、消滅γ線対の発生の強度がマッピングされたものである。このＰＥＴ画像を解析することにより、体内から出射される消滅γ線対がどの程度強いものであるかを測定することができる。実際の測定方法は、ＰＥＴ画像において、関心領域を設定することにより、この関心領域内部でどの程度消滅γ線対が発生したかを知るというものである。関心領域内部で消滅γ線対が強く表れている部分は、放射性薬剤が多く蓄積しており、病巣となっている可能性がある。
【０００５】
ＰＥＴ装置による消滅γ線対の検出には時間がかかる。従って、検査中に被検体Ｍが体動する場合がある。被検体Ｍが検査中に動いてしまうと、これに合わせて放射性薬剤の蓄積部も移動してしまう。すると、ＰＥＴ装置は、同じ蓄積部から放射された消滅γ線対を異なる位置から発生したものと誤認してしまい、断層画像が不鮮明となる。つまり、被検体Ｍが移動してしまうと、診断に好適な断層画像を取得することができなくなってしまう。
【０００６】
この様な不都合を取り除く目的で、従来構成によれば、被検体Ｍの体動を観察するカメラ６３が設けられている。このカメラ６３は、検査中、被検体Ｍに付設された反射体で構成されるマーカ６４の位置の変化を検出し続ける。被検体Ｍが体動し、被検体Ｍの位置が検査中にズレると、マーカ６４の位置もそれに追従して移動する。すると、カメラは６３は、マーカ６４の移動を検出して、マーカ６４が移動する様子から被検体Ｍの移動量と移動方向を示す移動データを取得する。ＰＥＴ装置は、このカメラ６３の取得した被検体Ｍの移動データに基づいて消滅γ線対の発生位置を検出器リング６２に対して相対的にズラしながら消滅放射線対の検出を続け、断層画像を取得する。このように、従来のＰＥＴ装置は、マーカ６４の移動を考慮しながら消滅γ線対の発生位置を決定するので、被検体Ｍの体動に影響されずに鮮明な断層画像を取得できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２−２０９１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の構成によれば次のような問題点がある。
すなわち、従来の構成によれば、被検体Ｍにガスマスクや、その他の装置を装着した状態で消滅γ線対の検出を行う場合に、マーカ６４の移動を正確に追尾することができなくなるという問題がある。被検体Ｍの体動により、カメラ６３から見てマーカ６４が被検体Ｍに装着された装置に隠れてしまうと、カメラ６３は、マーカ６４を見失い、被検体Ｍの移動を知ることができなくなってしまう。すると、ＰＥＴ装置は被検体Ｍの移動の様子を知り得ない状態で断層画像を取得することになる。この様に、体動の様子が反映されない状態で取得された断層画像は不鮮明なものとなってしまう。
【０００９】
被検体Ｍにガスマスクを装着する検査は、被検体Ｍの酸素代謝を診断したい場合に行われる。この様な検査を従来装置でしようとすると、被検体Ｍの体動により不鮮明となった断層画像しか得られない。同様の不都合は、近赤外光イメージング装置を装着した状態での検査でも発生する。
【００１０】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、消滅放射線対の発生位置をマッピングする放射線断層撮影装置において、被検体に各種装置を装着した状態であっても被検体の体動に影響されずに鮮明な画像が取得できる放射線断層撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線断層撮影装置は、放射線検出器がリング状に配列されることによって構成される消滅放射線対を検出する検出器リングと、消滅放射線対を放射するとともに、被検体に付設された放射線発生手段と、検出器リングに対する放射線発生手段の位置を検出する発生体移動検出手段と、検出器リングから出力された検出データを基に被検体内から発生した消滅放射線対の発生位置を示す位置情報を取得する発生位置取得手段と、被検体内から発したある消滅放射線対が検出器リングに入射したときの放射線発生手段の位置を基にその消滅放射線対の位置情報を補正することにより、被検体が検出器リングに対して移動しなかったときの消滅放射線対の位置情報を取得する補正手段と、補正された位置情報を基に、消滅放射線対の発生位置が空間的にマッピングされた断層画像を取得する画像取得手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
［作用・効果］本発明の放射線断層撮影装置は、被検体に付設される放射線発生手段を備えている。この放射線発生手段は、被検体の体動に応じて移動することになるので、放射線発生手段をモニタリングすれば被検体の体動を逐次監視することができる。補正手段は、消滅放射線対が検出されたときの検出器リングに対する被検体の相対位置を検出器リングに対する放射線発生手段の位置で認識する。そして、補正手段は、消滅放射線対の発生位置を示す位置情報を被検体が体動により移動しなかったときのものとする補正を行う。これにより、被検体の体動に影響されずに鮮明な画像が取得できる。また、本発明においては、放射線を発生する放射線発生手段をモニタリングすることになるので、放射線発生手段が被検体に装着された各種装置によって視認できない場合であっても、確実に被検体の体動を監視することができる。
【００１３】
また、上述の放射線断層撮影装置において、放射線発生手段は、単一の平面を規定する３つの線源を有すればより望ましい。
【００１４】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。放射線発生手段がある平面を規定する３つの線源を有するようにすれば、被検体の移動量のみならず移動方向も確実に知ることができる。したがって、上述の構成によればより確実に被検体の体動を正確に反映して断層画像を生成することができる。
【００１５】
また、上述の放射線断層撮影装置において、線源は、消滅放射線対を生じる放射性物質が封入されたものであればより望ましい。
【００１６】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。線源が消滅放射線対を生じる放射性物質が封入されたものであれば、検出器リングは被検体のイメージングと同じ原理で放射線発生手段の位置を検出することができる。
【００１７】
また、上述の放射線断層撮影装置において、放射線発生手段は、被検体の頭頂部に設けられていればより望ましい。
【００１８】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。放射線発生手段が被検体の頭頂部に設けられていれば、断層画像から放射線発生手段が写り込んだ部分を容易に画像処理によりトリミングして被検体が写り込んだ部分のみで構成される画像を取得することができる。
【００１９】
また、上述の放射線断層撮影装置において、放射線発生手段は、近赤外光イメージング装置のプローブホルダとなっていればより望ましい。
【００２０】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。近赤外光イメージング装置のプローブホルダは被検体の頭頂部を覆うように設けられるので、これを放射線発生手段として利用することができる。
【００２１】
また、上述の放射線断層撮影装置において、頭部検査用であればより望ましい。
【００２２】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。本発明を頭部検査用とすれば、頭頂部に放射線発生手段を設けるだけで本発明の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の放射線断層撮影装置は、被検体に付設される放射線発生手段を備えている。補正手段は、消滅放射線対が検出されたときの検出器リングに対する被検体の相対位置を検出器リングに対する放射線発生手段の位置で認識して消滅放射線対の発生位置を示す位置情報を補正する。これにより、被検体の体動に影響されずに鮮明な画像が取得できる。また、本発明においては、放射線発生手段が被検体に装着された各種装置によって視認できない場合であっても、確実に被検体の体動を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図２】実施例１に係るプローブホルダの構成を説明する斜視図である。
【図３】実施例１に係るプローブホルダの構成を説明する平面図である。
【図４】実施例１に係るコイン線源の構成を説明する斜視図である。
【図５】実施例１に係る放射線断層撮影装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】実施例１に係る放射線断層撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図７】実施例１に係る放射線断層撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図８】従来構成の放射線断層撮影装置の構成を説明する断面図である。
【実施例１】
【００２５】
以下、本発明に係る放射線断層撮影装置の実施例を図面を参照しながら説明する。実施例１におけるγ線は、本発明の放射線の一例である。
【００２６】
＜放射線断層撮影装置の構成＞
図１は、実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。実施例１に係る放射線断層撮影装置９は、被検体Ｍを載置する天板１０と、天板１０をその長手方向（ｚ方向）から導入させる開口を有するガントリ１１と、ガントリ１１の内部に設けられた天板１０をｚ方向に導入させるリング状の検出器リング１２とを備えている。検出器リング１２に設けられた開口は、ｚ方向（天板１０の長手方向、被検体Ｍの体軸方向）に伸びた円筒形となっている。したがって、検出器リング１２自身もｚ方向に延伸している。ガントリ１１は、被検体Ｍの頭部が収納できる程度の大きさの開口が設けられている。この開口に被検体Ｍの頭部が挿入されることになる。従って、放射線断層撮影装置９は、頭部検査用となっている。
【００２７】
天板１０は、ガントリ１１（検出器リング１２）の開口をｚ方向から貫通するように設けられているとともに、ｚ方向に沿って進退自在となっている。この様な天板１０の摺動は、天板移動機構１５によって実現される。天板移動機構１５は、天板移動制御部１６によって制御される。天板移動制御部１６は、天板移動機構１５を制御する天板移動制御手段である。天板１０は、その全域が検出器リング１２の外側に位置している位置から摺動して、検出器リング１２の開口にその一方側から導入される。なお、天板１０を固定した状態でガントリ１１を移動させることにより、被検体Ｍを検出器リング１２に導入してもよい。この場合、ガントリ１１を移動させる移動機構とこれを制御する移動制御部とが必要となる。
【００２８】
ガントリ１１の内部には、被検体Ｍから放射される消滅γ線対を検出する検出器リング１２が備えられている。この検出器リング１２は、被検体Ｍの体軸方向に伸びた筒状である。リング状の吸収体１３ａ，１３ｂは、検出器リング１２の中心軸方向（ｚ方向）の両端を覆うように設けられている。吸収体１３ａ，１３ｂは、γ線を透過しにくい部材で生成されており、検出器リング１２の外部から内部にγ線が入射するのを防いでいる。吸収体１３ａ，１３ｂは、被検体Ｍの断層画像の撮影に邪魔となる検出器リング１２の外部で生じたγ線を除去する目的で設けられている。この吸収体１３ａ，１３ｂの内径は、検出器リング１２の内径よりも小さくなっている。
【００２９】
クロック１９は、検出器リング１２にシリアルナンバーとなっている時刻情報を送出する。検出器リング１２から出力される検出データは、γ線をどの時点で検出されたかという時刻情報が付与され、後述の同時計数部２０に入力されることになる。同時計数部２０は、本発明の発生位置取得手段に相当する。
【００３０】
同時計数部２０には、検出器リング１２から出力された検出データが送られてきている。検出器リング１２に同時に入射した２つのγ線は、被検体内の放射性薬剤に起因する消滅γ線対である。同時計数部２０は、検出器リング１２を構成するシンチレータ結晶のうちの２つの組み合わせ毎に消滅γ線対が検出された回数をカウントし、この結果を位置情報補正部２２に送出する。なお、同時計数部２０による検出データの同時性の判断は、クロック１９によって検出データに付与された時刻情報が用いられる。
【００３１】
また、同時計数部２０による同時計数は、上記のクロック１９による時刻情報を用いず、放射線を検出した時点に発生させるパルス信号を用いてＡＮＤ回路で判定するような、アナログ式の計数であっても構わない。
【００３２】
ホルダ移動検出部２１は、検出器リング１２に対するプローブホルダ６の位置を検出する目的で設けられている。位置情報補正部２２は、検出器リング１２に対するプローブホルダ６の位置に基づいて被検体内から発した消滅γ線対の位置情報を補正する目的で設けられている。この具体的な動作は後述のものとする。プローブホルダ６は、本発明の放射線発生手段に相当し、位置情報補正部２２は、本発明の補正手段に相当する。ホルダ移動検出部２１は、本発明の発生体移動検出手段に相当する。
【００３３】
画像生成部２３は、同時計数部２０が出力する各種データを用いて放射性薬剤の分布を示す断層画像Ｄを生成する目的で設けられている。トリミング部２４は、断層画像Ｄに写り込んだ後述のコイン線源５の像を画像処理によりトリミングする目的で設けられている。画像生成部２３は、本発明の画像取得手段に相当する。
【００３４】
近赤外光イメージング装置４２に関係する各部について説明する。図２に示す近赤外光発生部７は、近赤外光を発生する光源であり、被検体Ｍの頭頂部に設けられた送光プローブ６ｃに近赤外光を供給する。近赤外光発生部７と送光プローブ６ｃとは、光ファイバーケーブルで接続されている。
【００３５】
近赤外光受光部８は、近赤外光を測定する計測器であり、被検体Ｍの頭頂部に設けられた受光プローブ６ｄからの近赤外光を検出する。近赤外光受光部８と受光プローブ６ｄとは、光ファイバーケーブルで接続されている。
【００３６】
プローブホルダ６は、被検体Ｍの頭頂部を覆うように付設されて設けられている。このプローブホルダ６は、図３に示すように、プローブの差し込み口６ａがマトリックス状に設けられた可撓性のシートとなっている。各差し込み口６ａには、これを囲むようにリング状の弾性体６ｂが設けられている。プローブを差し込み口６ａに差し込むと、プローブは弾性体６ｂに当接することになる。
【００３７】
プローブホルダ６にプローブを差し込んで、被検体Ｍに装着した状態を示したのが図２である。プローブホルダ６の差し込み口６ａには、送光プローブ６ｃまたは受光プローブ６ｄのいずれかが差し込まれる。なお、プローブホルダ６を被検体Ｍに装着すると、可撓性のプローブホルダ６は、被検体Ｍの頭頂部の形状に倣って変形する。したがって、プローブホルダ６に差し込まれた各プローブは、図２のように被検体Ｍの頭頂部から放射状に伸びるような概観となる。プローブホルダ６にはベルトＢが設けられており、このベルトＢを被検体Ｍの顎に掛けることにより、被検体Ｍにプローブホルダ６を固定する。
【００３８】
近赤外光イメージング装置４２の動作について簡単に説明する。近赤外光発生部７において近赤外光が発生すると、近赤外光は光ファイバーケーブルを通じて送光プローブ６ｃに送られる。送光プローブ６ｃは、被検体Ｍの頭頂部に向けて近赤外光を射出する。この近赤外光は、被検体Ｍの内部で散乱する。
【００３９】
受光プローブ６ｄは、被検体Ｍの頭頂部で散乱した近赤外光を受光させ、この近赤外光を光ファイバーケーブルを通じて近赤外光受光部８に送出する。近赤外光受光部８は、散乱近赤外光の増減から被検体Ｍの頭頂部における血中の酸素化ヘモグロビンの分布を示す分布図を生成し、これを近赤外光イメージング装置４２が有する表示部に表示する。
【００４０】
なお、本発明におけるプローブホルダ６には、図３に示すように、消滅γ線対を発生する３つのコイン線源５が設けられている。３つのコイン線源５は、マトリックス状に配列された差し込み口６ａの間に設けられている。しかも、３つコイン線源５は、プローブホルダ６において一直線上に並ばない位置に設けられている。したがって、コイン線源５はある定まった平面上に属していることになる。コイン線源５は、本発明の線源に相当する。
【００４１】
コイン線源５は、図４に示すように、円盤状のプラスチック製で、内部に消滅γ線対を生じる放射性物質で構成される点線源が封入されている。コイン線源５は、円形となっている底面でプローブホルダ６に接着されている。したがって、実施例１のプローブホルダ６は、消滅γ線対を発生する放射線発生手段となっている。
【００４２】
放射線断層撮影装置９は、各部を統括的に制御する主制御部４１と、放射線断層画像を表示する表示部３６とを備えている。この主制御部４１は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより、各部１６，１９，２０，２１，２２，２３，２４を実現している。なお、上述の各部はそれらを担当する制御装置に分割されて実現されてもよい。操作卓３５は、術者の指示を入力させるためのものである。記憶部３７は、放射線断層撮影装置９が断層画像Ｄを生成するまでに必要な設定値、検出データを記憶するものである。
【００４３】
＜放射線断層撮影装置の動作＞
次に、実施例１に係る放射線断層撮影装置９の動作について説明する。放射線断層撮影装置９を用いて被検体Ｍの頭部の診断を行うには、図５に示すように、被検体Ｍが天板１０に載置され（載置ステップＳ１），被検体Ｍの頭部から放射される消滅γ線対の検出が開始される（検出開始ステップＳ２）。そして、プローブホルダ６に設置されたコイン線源５の移動が検出され（線源移動検出ステップＳ３），消滅γ線対の位置情報が補正される（補正ステップＳ４）。最後に、補正された位置情報を基に断層画像が生成される（画像生成ステップＳ５）。以降、これらの各ステップについて順を追って説明する。
【００４４】
＜載置ステップＳ１＞
まず、被検体Ｍに放射性薬剤が注射される。この時点から所定の時間が経過した時点で、被検体Ｍが天板１０に載置され、被検体Ｍの頭部が検出器リング１２に挿入される。図１は、この動作が終了した時点を示している。
【００４５】
＜検出開始ステップＳ２＞
術者が操作卓３５を通じて、消滅γ線対の検出の指示を与えると、検出器リング１２は、同時計数部２０に検出データの送出を開始する。このとき送出された検出データは、γ線の検出器リング１２における入射位置、エネルギーデータ、および入射時間が関連したデータセットとなっている。同時計数部２０は、消滅γ線対が検出される事象である同時イベントを計数する。
【００４６】
消滅γ線対の発生位置を示す位置情報について説明する。同時計数部２０は、図６に示すように、検出器リング１２の２つの位置Ｒ１，Ｒ２に同時に２つのγ線が入射したときに、この位置Ｒ１，Ｒ２を結ぶ線を特定し、ＬＯＲ(Line Of Response)を算出する。このＬＯＲの直線上のいずれかに消滅γ線対が発生した消滅点Ｐが存在していることにある。このＬＯＲが消滅γ線対の発生位置を示す位置情報となっている。
【００４７】
＜線源移動検出ステップＳ３＞
同時計数部２０が出力したＬＯＲなどの各データは、ホルダ移動検出部２１に送られる。ホルダ移動検出部２１は、同時計数部２０から出力された位置情報を基に、検出器リング１２に対するプローブホルダ６の位置の経時的な位置の変化を検出する。具体的には、ホルダ移動検出部２１は、プローブホルダ６に配置された３つのコイン線源５の空間的な位置関係を逐次算出する。この際、消滅γ線対は、コイン線源５以外にも被検体内部からも発生しているので、ホルダ移動検出部２１は、同時計数部２０が出力した位置情報のうちコイン線源５に関するものを選択して使用する構成になっている。具体的には、ホルダ移動検出部２１は、検出器リング１２が視野内で最も強く消滅γ線対を検出した３カ所についてのＬＯＲをコイン線源５に関するものとしてプローブホルダ６の位置を検出する。コイン線源５には、被検体内から発生する消滅γ線対の発生量よりも多くの消滅γ線対を発生するような放射性物質が封入されている。したがって、ホルダ移動検出部２１は、確実にコイン線源５の位置を知ることができるようになっている。
【００４８】
＜補正ステップＳ４＞
位置情報補正部２２には、同時計数部２０が出力した被検体内から発した消滅γ線対に関するＬＯＲと、ホルダ移動検出部２１が出力したプローブホルダ６の移動に関するデータとが送られてきている。位置情報補正部２２は、被検体内から発したある消滅γ線対が検出器リング１２に入射したときに検出されたプローブホルダ６の位置を基に、その消滅γ線対が検出されたときの検出器リング１２に対する被検体Ｍの相対位置を認識して、その消滅γ線対の位置情報を補正することにより、被検体Ｍが体動により移動しなかったときの消滅γ線対の位置情報を取得する。
【００４９】
位置情報補正部２２の動作を具体的に説明する。図７（ａ）は、検査開始時点で取得されたＬＯＲを示している。このＬＯＲに関する消滅γ線対が検出器リング１２に検出された時点における３つのコイン線源５（正確には、内部に封入された放射性物質）の位置は検出器リング１２により知ることができる。そのときのコイン線源５の位置は、図７（ａ）に示されている。３つのコイン線源５で規定される平面をＦとする。
【００５０】
図７（ｂ）は、検査開始からしばらく時間が経過した後に取得されたＬＯＲを示している。このＬＯＲが取得される時には、被検体Ｍが体動により動いており、検出器リング１２と被検体Ｍの位置関係が検査開始時点の図７（ａ）と比べて変化している。検出器リング１２から見て被検体Ｍが移動したということは、被検体Ｍから放射される消滅γ線対の発生位置もこれに伴って移動したことになる。いま、図７（ｂ）におけるＬＯＲの位置・方向は、被検体Ｍから見て図７（ａ）のＬＯＲと同一のものとなっているものとする。ところが、検出器リング１２から見ると、この２つのＬＯＲは、被検体Ｍの体動の影響により、互いに位置・方向が異なるものとなってしまっている。この様に、被検体内の同一位置を示すＬＯＲが体動により同一の方向を示さなくなるので、後に取得される断層画像は、像がボケた不鮮明なものとなってしまう。
【００５１】
位置情報補正部２２は、被検体Ｍの体動に応じてＬＯＲを補正する。この補正には、コイン線源５の位置が参照される。コイン線源５は、被検体Ｍの頭頂部に結びつけられたプローブホルダ６に配置されていることからすれば、被検体Ｍの体動に追従するように移動することになる。コイン線源５は、体動に合わせて図７（ａ）の位置から図７（ｂ）の位置まで移動したとする。すると、検出器リング１２は、コイン線源５の位置を検出することにより、被検体Ｍの頭部の位置を逐次検出できることになる。図７（ｂ）に関するＬＯＲが検出器リング１２で検出された時点でのコイン線源５の位置は、図７（ｂ）に示されている。
【００５２】
位置情報補正部２２が行うＬＯＲの補正について具体的に説明する。図７（ｃ）は、ＬＯＲを位置情報補正部２２が補正する様子を示している。図７（ｂ）で示したＬＯＲおよび平面Ｆは、図７（ｃ）においては、破線で示している。位置情報補正部２２は、破線の平面Ｆを規定するコイン線源５の位置を実線に示す検査開始時点におけるコイン線源５の位置まで移動させる。そして、このコイン線源５の移動の際、コイン線源５と相対位置を保った状態で破線のＬＯＲを実線のＬＯＲまで仮想的に移動させる。この様にして移動されたＬＯＲは、被検体Ｍが体動により移動しなかったときの消滅γ線対の位置情報となっている。従って、補正後のＬＯＲは、検出器リング１２に対する位置・方向が図７（ａ）におけるＬＯＲのものと一致することになる。この様に、位置情報補正部２２は、コイン線源５の位置を基にこのコイン線源５を検出した時点におけるＬＯＲを補正する。
【００５３】
コイン線源５がプローブホルダ６において、ある平面を規定するように配置されている理由について説明する。３つのコイン線源５のうちの２つを直線で結んでいくと、３つのコイン線源５は、ある三角形の頂点に位置し、１列に配列してはいない。仮に３つのコイン線源５がある直線に沿って１列に設けられていたとする。この状態で被検体Ｍがその直線を軸に回動するように移動したとすると、被検体Ｍが検出器リング１２に対して移動しているにも関わらず、コイン線源５の位置は変動しないことになる。つまり、３つのコイン線源５をプローブホルダ６に直列に配置したのでは被検体Ｍの体動を検出器リング１２が検出できない場合が発生する。本実施例によれば、コイン線源５が単一の平面を規定するようにプローブホルダ６に配置されているので、被検体Ｍがどのような動き方をしても、コイン線源５は必ず移動することになる。これによって、検出器リング１２は、被検体Ｍの体動を確実に検出することができる。
【００５４】
コイン線源５が被検体Ｍの頭頂部に設けられている理由について説明する。コイン線源５は、被検体内と比べて強い放射線を放射するので、断層画像Ｄにおいて目立つ。したがって、コイン線源５は、断層画像Ｄの端部に現れるようにする方がコイン線源５によって被検体内の断層像が乱されないので診断に都合がよい。コイン線源５を被検体Ｍの頭頂部に設ければ、コイン線源５は確実に断層画像Ｄの端部に現れるので、断層画像Ｄは、より診断に適したものとなるのである。また、トリミング部２４による画像処理にとっても断層画像Ｄの端部をトリミングすればよいので都合がよい。
【００５５】
＜画像生成ステップＳ５＞
補正後のＬＯＲは、画像生成部２３に送られる。画像生成部２３は、補正後のＬＯＲを基に放射性薬剤の分布を示す消滅γ線対の発生位置が空間的にマッピングされた断層画像Ｄを生成する。トリミング部２４は、断層画像Ｄの端部に写り込んだコイン線源５の像を画像処理でトリミングする。画像処理後の断層画像Ｄが表示部３６に表示されて検査は終了となる。
【００５６】
以上のように、実施例１の放射線断層撮影装置は、被検体Ｍに付設される放射性のプローブホルダ６を備えている。このプローブホルダ６は、被検体Ｍの体動に応じて移動することになるので、プローブホルダ６をモニタリングすれば被検体Ｍの体動を逐次監視することができる。位置情報補正部２２は、消滅γ線対が検出されたときの検出器リング１２に対する被検体Ｍの相対位置を検出器リング１２に対するプローブホルダ６の位置で認識する。そして、位置情報補正部２２は、消滅γ線対の発生位置を示す位置情報（ＬＯＲ）を被検体Ｍが体動により移動しなかったときのものとする補正を行う。これにより、被検体Ｍの体動に影響されずに鮮明な画像が取得できる。また、実施例１においては、消滅γ線対を発生するプローブホルダ６をモニタリングすることになるので、プローブホルダ６が被検体Ｍに装着された各種装置によって視認できない場合であっても、確実に被検体Ｍの体動を監視することができる。
【００５７】
また、上述のように、プローブホルダ６が単一の平面を規定する３つのコイン線源５を有するようにすれば、被検体Ｍの移動量のみならず移動方向も確実に知ることができる。したがって、上述の構成によればより確実に被検体Ｍの体動を正確に反映して断層画像Ｄを生成することができる。
【００５８】
上述のように、コイン線源５が消滅γ線対を生じる放射性物質が封入されたものであれば、検出器リング１２は被検体Ｍのイメージングと同じ原理でプローブホルダ６の位置を検出することができる。
【００５９】
そして上述のように、プローブホルダ６が被検体Ｍの頭頂部に設けられていれば、断層画像Ｄからプローブホルダ６が写り込んだ部分を容易に画像処理によりトリミングして被検体Ｍが写り込んだ部分のみで構成される画像を取得することができる。
【００６０】
本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。
【００６１】
（１）本発明は、頭部検診用に限定されずに、被検体Ｍの全身を診断する検査の全般に応用することができる。
【００６２】
（２）本発明のコイン線源５は、必ずしもプローブホルダ６に配置される必要はなく、専用の固定具によって被検体Ｍに付設されるようにしてもよい。付設の場所も被検体Ｍの頭頂部に限られることはない。
【符号の説明】
【００６３】
５ コイン線源（線源）
６ プローブホルダ（放射線発生手段）
１２ 検出器リング
２０ 同時計数部（発生位置取得手段）
２１ ホルダ移動検出部（発生体移動検出手段）
２２ 位置情報補正部（補正手段）
２３ 画像生成部（画像取得手段）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検体から照射された放射線をイメージングする放射線断層撮影装置に関し、特に、被検体の体動を考慮に入れて撮影することができる放射線断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放射線断層撮影装置の具体的な構成について説明する。従来の放射線断層撮影装置５０は、図８に示すように被検体Ｍを載置する天板５２と、消滅γ線対を検出する検出器リング６２とを備えている。検出器リング６２の開口は天板５２ごと被検体Ｍを挿入できるようになっている。
【０００３】
従来の放射線断層撮影装置５０を用いて、被検体Ｍにおける放射性薬剤の分布を知ろうとする場合は、被検体Ｍが検出器リング６２の開口の内部に存する位置に移動される。そして、被検体Ｍから放出された消滅γ線対の発生位置をイメージングして放射線断層画像が取得される。この様な放射線断層撮影装置をＰＥＴ(positron emission tomography)装置と呼ぶ（特許文献１参照）。
【０００４】
ＰＥＴ装置によって消滅γ線対を検出することによって取得されるＰＥＴ画像は、被検体Ｍの断層画像であり、消滅γ線対の発生の強度がマッピングされたものである。このＰＥＴ画像を解析することにより、体内から出射される消滅γ線対がどの程度強いものであるかを測定することができる。実際の測定方法は、ＰＥＴ画像において、関心領域を設定することにより、この関心領域内部でどの程度消滅γ線対が発生したかを知るというものである。関心領域内部で消滅γ線対が強く表れている部分は、放射性薬剤が多く蓄積しており、病巣となっている可能性がある。
【０００５】
ＰＥＴ装置による消滅γ線対の検出には時間がかかる。従って、検査中に被検体Ｍが体動する場合がある。被検体Ｍが検査中に動いてしまうと、これに合わせて放射性薬剤の蓄積部も移動してしまう。すると、ＰＥＴ装置は、同じ蓄積部から放射された消滅γ線対を異なる位置から発生したものと誤認してしまい、断層画像が不鮮明となる。つまり、被検体Ｍが移動してしまうと、診断に好適な断層画像を取得することができなくなってしまう。
【０００６】
この様な不都合を取り除く目的で、従来構成によれば、被検体Ｍの体動を観察するカメラ６３が設けられている。このカメラ６３は、検査中、被検体Ｍに付設された反射体で構成されるマーカ６４の位置の変化を検出し続ける。被検体Ｍが体動し、被検体Ｍの位置が検査中にズレると、マーカ６４の位置もそれに追従して移動する。すると、カメラは６３は、マーカ６４の移動を検出して、マーカ６４が移動する様子から被検体Ｍの移動量と移動方向を示す移動データを取得する。ＰＥＴ装置は、このカメラ６３の取得した被検体Ｍの移動データに基づいて消滅γ線対の発生位置を検出器リング６２に対して相対的にズラしながら消滅放射線対の検出を続け、断層画像を取得する。このように、従来のＰＥＴ装置は、マーカ６４の移動を考慮しながら消滅γ線対の発生位置を決定するので、被検体Ｍの体動に影響されずに鮮明な断層画像を取得できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２−２０９１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の構成によれば次のような問題点がある。
すなわち、従来の構成によれば、被検体Ｍにガスマスクや、その他の装置を装着した状態で消滅γ線対の検出を行う場合に、マーカ６４の移動を正確に追尾することができなくなるという問題がある。被検体Ｍの体動により、カメラ６３から見てマーカ６４が被検体Ｍに装着された装置に隠れてしまうと、カメラ６３は、マーカ６４を見失い、被検体Ｍの移動を知ることができなくなってしまう。すると、ＰＥＴ装置は被検体Ｍの移動の様子を知り得ない状態で断層画像を取得することになる。この様に、体動の様子が反映されない状態で取得された断層画像は不鮮明なものとなってしまう。
【０００９】
被検体Ｍにガスマスクを装着する検査は、被検体Ｍの酸素代謝を診断したい場合に行われる。この様な検査を従来装置でしようとすると、被検体Ｍの体動により不鮮明となった断層画像しか得られない。同様の不都合は、近赤外光イメージング装置を装着した状態での検査でも発生する。
【００１０】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、消滅放射線対の発生位置をマッピングする放射線断層撮影装置において、被検体に各種装置を装着した状態であっても被検体の体動に影響されずに鮮明な画像が取得できる放射線断層撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線断層撮影装置は、放射線検出器がリング状に配列されることによって構成される消滅放射線対を検出する検出器リングと、消滅放射線対を放射するとともに、被検体に付設された放射線発生手段と、検出器リングに対する放射線発生手段の位置を検出する発生体移動検出手段と、検出器リングから出力された検出データを基に被検体内から発生した消滅放射線対の発生位置を示す位置情報を取得する発生位置取得手段と、被検体内から発したある消滅放射線対が検出器リングに入射したときの放射線発生手段の位置を基にその消滅放射線対の位置情報を補正することにより、被検体が検出器リングに対して移動しなかったときの消滅放射線対の位置情報を取得する補正手段と、補正された位置情報を基に、消滅放射線対の発生位置が空間的にマッピングされた断層画像を取得する画像取得手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
［作用・効果］本発明の放射線断層撮影装置は、被検体に付設される放射線発生手段を備えている。この放射線発生手段は、被検体の体動に応じて移動することになるので、放射線発生手段をモニタリングすれば被検体の体動を逐次監視することができる。補正手段は、消滅放射線対が検出されたときの検出器リングに対する被検体の相対位置を検出器リングに対する放射線発生手段の位置で認識する。そして、補正手段は、消滅放射線対の発生位置を示す位置情報を被検体が体動により移動しなかったときのものとする補正を行う。これにより、被検体の体動に影響されずに鮮明な画像が取得できる。また、本発明においては、放射線を発生する放射線発生手段をモニタリングすることになるので、放射線発生手段が被検体に装着された各種装置によって視認できない場合であっても、確実に被検体の体動を監視することができる。
【００１３】
また、上述の放射線断層撮影装置において、放射線発生手段は、単一の平面を規定する３つの線源を有すればより望ましい。
【００１４】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。放射線発生手段がある平面を規定する３つの線源を有するようにすれば、被検体の移動量のみならず移動方向も確実に知ることができる。したがって、上述の構成によればより確実に被検体の体動を正確に反映して断層画像を生成することができる。
【００１５】
また、上述の放射線断層撮影装置において、線源は、消滅放射線対を生じる放射性物質が封入されたものであればより望ましい。
【００１６】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。線源が消滅放射線対を生じる放射性物質が封入されたものであれば、検出器リングは被検体のイメージングと同じ原理で放射線発生手段の位置を検出することができる。
【００１７】
また、上述の放射線断層撮影装置において、放射線発生手段は、被検体の頭頂部に設けられていればより望ましい。
【００１８】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。放射線発生手段が被検体の頭頂部に設けられていれば、断層画像から放射線発生手段が写り込んだ部分を容易に画像処理によりトリミングして被検体が写り込んだ部分のみで構成される画像を取得することができる。
【００１９】
また、上述の放射線断層撮影装置において、放射線発生手段は、近赤外光イメージング装置のプローブホルダとなっていればより望ましい。
【００２０】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。近赤外光イメージング装置のプローブホルダは被検体の頭頂部を覆うように設けられるので、これを放射線発生手段として利用することができる。
【００２１】
また、上述の放射線断層撮影装置において、頭部検査用であればより望ましい。
【００２２】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。本発明を頭部検査用とすれば、頭頂部に放射線発生手段を設けるだけで本発明の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の放射線断層撮影装置は、被検体に付設される放射線発生手段を備えている。補正手段は、消滅放射線対が検出されたときの検出器リングに対する被検体の相対位置を検出器リングに対する放射線発生手段の位置で認識して消滅放射線対の発生位置を示す位置情報を補正する。これにより、被検体の体動に影響されずに鮮明な画像が取得できる。また、本発明においては、放射線発生手段が被検体に装着された各種装置によって視認できない場合であっても、確実に被検体の体動を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図２】実施例１に係るプローブホルダの構成を説明する斜視図である。
【図３】実施例１に係るプローブホルダの構成を説明する平面図である。
【図４】実施例１に係るコイン線源の構成を説明する斜視図である。
【図５】実施例１に係る放射線断層撮影装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】実施例１に係る放射線断層撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図７】実施例１に係る放射線断層撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図８】従来構成の放射線断層撮影装置の構成を説明する断面図である。
【実施例１】
【００２５】
以下、本発明に係る放射線断層撮影装置の実施例を図面を参照しながら説明する。実施例１におけるγ線は、本発明の放射線の一例である。
【００２６】
＜放射線断層撮影装置の構成＞
図１は、実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。実施例１に係る放射線断層撮影装置９は、被検体Ｍを載置する天板１０と、天板１０をその長手方向（ｚ方向）から導入させる開口を有するガントリ１１と、ガントリ１１の内部に設けられた天板１０をｚ方向に導入させるリング状の検出器リング１２とを備えている。検出器リング１２に設けられた開口は、ｚ方向（天板１０の長手方向、被検体Ｍの体軸方向）に伸びた円筒形となっている。したがって、検出器リング１２自身もｚ方向に延伸している。ガントリ１１は、被検体Ｍの頭部が収納できる程度の大きさの開口が設けられている。この開口に被検体Ｍの頭部が挿入されることになる。従って、放射線断層撮影装置９は、頭部検査用となっている。
【００２７】
天板１０は、ガントリ１１（検出器リング１２）の開口をｚ方向から貫通するように設けられているとともに、ｚ方向に沿って進退自在となっている。この様な天板１０の摺動は、天板移動機構１５によって実現される。天板移動機構１５は、天板移動制御部１６によって制御される。天板移動制御部１６は、天板移動機構１５を制御する天板移動制御手段である。天板１０は、その全域が検出器リング１２の外側に位置している位置から摺動して、検出器リング１２の開口にその一方側から導入される。なお、天板１０を固定した状態でガントリ１１を移動させることにより、被検体Ｍを検出器リング１２に導入してもよい。この場合、ガントリ１１を移動させる移動機構とこれを制御する移動制御部とが必要となる。
【００２８】
ガントリ１１の内部には、被検体Ｍから放射される消滅γ線対を検出する検出器リング１２が備えられている。この検出器リング１２は、被検体Ｍの体軸方向に伸びた筒状である。リング状の吸収体１３ａ，１３ｂは、検出器リング１２の中心軸方向（ｚ方向）の両端を覆うように設けられている。吸収体１３ａ，１３ｂは、γ線を透過しにくい部材で生成されており、検出器リング１２の外部から内部にγ線が入射するのを防いでいる。吸収体１３ａ，１３ｂは、被検体Ｍの断層画像の撮影に邪魔となる検出器リング１２の外部で生じたγ線を除去する目的で設けられている。この吸収体１３ａ，１３ｂの内径は、検出器リング１２の内径よりも小さくなっている。
【００２９】
クロック１９は、検出器リング１２にシリアルナンバーとなっている時刻情報を送出する。検出器リング１２から出力される検出データは、γ線をどの時点で検出されたかという時刻情報が付与され、後述の同時計数部２０に入力されることになる。同時計数部２０は、本発明の発生位置取得手段に相当する。
【００３０】
同時計数部２０には、検出器リング１２から出力された検出データが送られてきている。検出器リング１２に同時に入射した２つのγ線は、被検体内の放射性薬剤に起因する消滅γ線対である。同時計数部２０は、検出器リング１２を構成するシンチレータ結晶のうちの２つの組み合わせ毎に消滅γ線対が検出された回数をカウントし、この結果を位置情報補正部２２に送出する。なお、同時計数部２０による検出データの同時性の判断は、クロック１９によって検出データに付与された時刻情報が用いられる。
【００３１】
また、同時計数部２０による同時計数は、上記のクロック１９による時刻情報を用いず、放射線を検出した時点に発生させるパルス信号を用いてＡＮＤ回路で判定するような、アナログ式の計数であっても構わない。
【００３２】
ホルダ移動検出部２１は、検出器リング１２に対するプローブホルダ６の位置を検出する目的で設けられている。位置情報補正部２２は、検出器リング１２に対するプローブホルダ６の位置に基づいて被検体内から発した消滅γ線対の位置情報を補正する目的で設けられている。この具体的な動作は後述のものとする。プローブホルダ６は、本発明の放射線発生手段に相当し、位置情報補正部２２は、本発明の補正手段に相当する。ホルダ移動検出部２１は、本発明の発生体移動検出手段に相当する。
【００３３】
画像生成部２３は、同時計数部２０が出力する各種データを用いて放射性薬剤の分布を示す断層画像Ｄを生成する目的で設けられている。トリミング部２４は、断層画像Ｄに写り込んだ後述のコイン線源５の像を画像処理によりトリミングする目的で設けられている。画像生成部２３は、本発明の画像取得手段に相当する。
【００３４】
近赤外光イメージング装置４２に関係する各部について説明する。図２に示す近赤外光発生部７は、近赤外光を発生する光源であり、被検体Ｍの頭頂部に設けられた送光プローブ６ｃに近赤外光を供給する。近赤外光発生部７と送光プローブ６ｃとは、光ファイバーケーブルで接続されている。
【００３５】
近赤外光受光部８は、近赤外光を測定する計測器であり、被検体Ｍの頭頂部に設けられた受光プローブ６ｄからの近赤外光を検出する。近赤外光受光部８と受光プローブ６ｄとは、光ファイバーケーブルで接続されている。
【００３６】
プローブホルダ６は、被検体Ｍの頭頂部を覆うように付設されて設けられている。このプローブホルダ６は、図３に示すように、プローブの差し込み口６ａがマトリックス状に設けられた可撓性のシートとなっている。各差し込み口６ａには、これを囲むようにリング状の弾性体６ｂが設けられている。プローブを差し込み口６ａに差し込むと、プローブは弾性体６ｂに当接することになる。
【００３７】
プローブホルダ６にプローブを差し込んで、被検体Ｍに装着した状態を示したのが図２である。プローブホルダ６の差し込み口６ａには、送光プローブ６ｃまたは受光プローブ６ｄのいずれかが差し込まれる。なお、プローブホルダ６を被検体Ｍに装着すると、可撓性のプローブホルダ６は、被検体Ｍの頭頂部の形状に倣って変形する。したがって、プローブホルダ６に差し込まれた各プローブは、図２のように被検体Ｍの頭頂部から放射状に伸びるような概観となる。プローブホルダ６にはベルトＢが設けられており、このベルトＢを被検体Ｍの顎に掛けることにより、被検体Ｍにプローブホルダ６を固定する。
【００３８】
近赤外光イメージング装置４２の動作について簡単に説明する。近赤外光発生部７において近赤外光が発生すると、近赤外光は光ファイバーケーブルを通じて送光プローブ６ｃに送られる。送光プローブ６ｃは、被検体Ｍの頭頂部に向けて近赤外光を射出する。この近赤外光は、被検体Ｍの内部で散乱する。
【００３９】
受光プローブ６ｄは、被検体Ｍの頭頂部で散乱した近赤外光を受光させ、この近赤外光を光ファイバーケーブルを通じて近赤外光受光部８に送出する。近赤外光受光部８は、散乱近赤外光の増減から被検体Ｍの頭頂部における血中の酸素化ヘモグロビンの分布を示す分布図を生成し、これを近赤外光イメージング装置４２が有する表示部に表示する。
【００４０】
なお、本発明におけるプローブホルダ６には、図３に示すように、消滅γ線対を発生する３つのコイン線源５が設けられている。３つのコイン線源５は、マトリックス状に配列された差し込み口６ａの間に設けられている。しかも、３つコイン線源５は、プローブホルダ６において一直線上に並ばない位置に設けられている。したがって、コイン線源５はある定まった平面上に属していることになる。コイン線源５は、本発明の線源に相当する。
【００４１】
コイン線源５は、図４に示すように、円盤状のプラスチック製で、内部に消滅γ線対を生じる放射性物質で構成される点線源が封入されている。コイン線源５は、円形となっている底面でプローブホルダ６に接着されている。したがって、実施例１のプローブホルダ６は、消滅γ線対を発生する放射線発生手段となっている。
【００４２】
放射線断層撮影装置９は、各部を統括的に制御する主制御部４１と、放射線断層画像を表示する表示部３６とを備えている。この主制御部４１は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより、各部１６，１９，２０，２１，２２，２３，２４を実現している。なお、上述の各部はそれらを担当する制御装置に分割されて実現されてもよい。操作卓３５は、術者の指示を入力させるためのものである。記憶部３７は、放射線断層撮影装置９が断層画像Ｄを生成するまでに必要な設定値、検出データを記憶するものである。
【００４３】
＜放射線断層撮影装置の動作＞
次に、実施例１に係る放射線断層撮影装置９の動作について説明する。放射線断層撮影装置９を用いて被検体Ｍの頭部の診断を行うには、図５に示すように、被検体Ｍが天板１０に載置され（載置ステップＳ１），被検体Ｍの頭部から放射される消滅γ線対の検出が開始される（検出開始ステップＳ２）。そして、プローブホルダ６に設置されたコイン線源５の移動が検出され（線源移動検出ステップＳ３），消滅γ線対の位置情報が補正される（補正ステップＳ４）。最後に、補正された位置情報を基に断層画像が生成される（画像生成ステップＳ５）。以降、これらの各ステップについて順を追って説明する。
【００４４】
＜載置ステップＳ１＞
まず、被検体Ｍに放射性薬剤が注射される。この時点から所定の時間が経過した時点で、被検体Ｍが天板１０に載置され、被検体Ｍの頭部が検出器リング１２に挿入される。図１は、この動作が終了した時点を示している。
【００４５】
＜検出開始ステップＳ２＞
術者が操作卓３５を通じて、消滅γ線対の検出の指示を与えると、検出器リング１２は、同時計数部２０に検出データの送出を開始する。このとき送出された検出データは、γ線の検出器リング１２における入射位置、エネルギーデータ、および入射時間が関連したデータセットとなっている。同時計数部２０は、消滅γ線対が検出される事象である同時イベントを計数する。
【００４６】
消滅γ線対の発生位置を示す位置情報について説明する。同時計数部２０は、図６に示すように、検出器リング１２の２つの位置Ｒ１，Ｒ２に同時に２つのγ線が入射したときに、この位置Ｒ１，Ｒ２を結ぶ線を特定し、ＬＯＲ(Line Of Response)を算出する。このＬＯＲの直線上のいずれかに消滅γ線対が発生した消滅点Ｐが存在していることにある。このＬＯＲが消滅γ線対の発生位置を示す位置情報となっている。
【００４７】
＜線源移動検出ステップＳ３＞
同時計数部２０が出力したＬＯＲなどの各データは、ホルダ移動検出部２１に送られる。ホルダ移動検出部２１は、同時計数部２０から出力された位置情報を基に、検出器リング１２に対するプローブホルダ６の位置の経時的な位置の変化を検出する。具体的には、ホルダ移動検出部２１は、プローブホルダ６に配置された３つのコイン線源５の空間的な位置関係を逐次算出する。この際、消滅γ線対は、コイン線源５以外にも被検体内部からも発生しているので、ホルダ移動検出部２１は、同時計数部２０が出力した位置情報のうちコイン線源５に関するものを選択して使用する構成になっている。具体的には、ホルダ移動検出部２１は、検出器リング１２が視野内で最も強く消滅γ線対を検出した３カ所についてのＬＯＲをコイン線源５に関するものとしてプローブホルダ６の位置を検出する。コイン線源５には、被検体内から発生する消滅γ線対の発生量よりも多くの消滅γ線対を発生するような放射性物質が封入されている。したがって、ホルダ移動検出部２１は、確実にコイン線源５の位置を知ることができるようになっている。
【００４８】
＜補正ステップＳ４＞
位置情報補正部２２には、同時計数部２０が出力した被検体内から発した消滅γ線対に関するＬＯＲと、ホルダ移動検出部２１が出力したプローブホルダ６の移動に関するデータとが送られてきている。位置情報補正部２２は、被検体内から発したある消滅γ線対が検出器リング１２に入射したときに検出されたプローブホルダ６の位置を基に、その消滅γ線対が検出されたときの検出器リング１２に対する被検体Ｍの相対位置を認識して、その消滅γ線対の位置情報を補正することにより、被検体Ｍが体動により移動しなかったときの消滅γ線対の位置情報を取得する。
【００４９】
位置情報補正部２２の動作を具体的に説明する。図７（ａ）は、検査開始時点で取得されたＬＯＲを示している。このＬＯＲに関する消滅γ線対が検出器リング１２に検出された時点における３つのコイン線源５（正確には、内部に封入された放射性物質）の位置は検出器リング１２により知ることができる。そのときのコイン線源５の位置は、図７（ａ）に示されている。３つのコイン線源５で規定される平面をＦとする。
【００５０】
図７（ｂ）は、検査開始からしばらく時間が経過した後に取得されたＬＯＲを示している。このＬＯＲが取得される時には、被検体Ｍが体動により動いており、検出器リング１２と被検体Ｍの位置関係が検査開始時点の図７（ａ）と比べて変化している。検出器リング１２から見て被検体Ｍが移動したということは、被検体Ｍから放射される消滅γ線対の発生位置もこれに伴って移動したことになる。いま、図７（ｂ）におけるＬＯＲの位置・方向は、被検体Ｍから見て図７（ａ）のＬＯＲと同一のものとなっているものとする。ところが、検出器リング１２から見ると、この２つのＬＯＲは、被検体Ｍの体動の影響により、互いに位置・方向が異なるものとなってしまっている。この様に、被検体内の同一位置を示すＬＯＲが体動により同一の方向を示さなくなるので、後に取得される断層画像は、像がボケた不鮮明なものとなってしまう。
【００５１】
位置情報補正部２２は、被検体Ｍの体動に応じてＬＯＲを補正する。この補正には、コイン線源５の位置が参照される。コイン線源５は、被検体Ｍの頭頂部に結びつけられたプローブホルダ６に配置されていることからすれば、被検体Ｍの体動に追従するように移動することになる。コイン線源５は、体動に合わせて図７（ａ）の位置から図７（ｂ）の位置まで移動したとする。すると、検出器リング１２は、コイン線源５の位置を検出することにより、被検体Ｍの頭部の位置を逐次検出できることになる。図７（ｂ）に関するＬＯＲが検出器リング１２で検出された時点でのコイン線源５の位置は、図７（ｂ）に示されている。
【００５２】
位置情報補正部２２が行うＬＯＲの補正について具体的に説明する。図７（ｃ）は、ＬＯＲを位置情報補正部２２が補正する様子を示している。図７（ｂ）で示したＬＯＲおよび平面Ｆは、図７（ｃ）においては、破線で示している。位置情報補正部２２は、破線の平面Ｆを規定するコイン線源５の位置を実線に示す検査開始時点におけるコイン線源５の位置まで移動させる。そして、このコイン線源５の移動の際、コイン線源５と相対位置を保った状態で破線のＬＯＲを実線のＬＯＲまで仮想的に移動させる。この様にして移動されたＬＯＲは、被検体Ｍが体動により移動しなかったときの消滅γ線対の位置情報となっている。従って、補正後のＬＯＲは、検出器リング１２に対する位置・方向が図７（ａ）におけるＬＯＲのものと一致することになる。この様に、位置情報補正部２２は、コイン線源５の位置を基にこのコイン線源５を検出した時点におけるＬＯＲを補正する。
【００５３】
コイン線源５がプローブホルダ６において、ある平面を規定するように配置されている理由について説明する。３つのコイン線源５のうちの２つを直線で結んでいくと、３つのコイン線源５は、ある三角形の頂点に位置し、１列に配列してはいない。仮に３つのコイン線源５がある直線に沿って１列に設けられていたとする。この状態で被検体Ｍがその直線を軸に回動するように移動したとすると、被検体Ｍが検出器リング１２に対して移動しているにも関わらず、コイン線源５の位置は変動しないことになる。つまり、３つのコイン線源５をプローブホルダ６に直列に配置したのでは被検体Ｍの体動を検出器リング１２が検出できない場合が発生する。本実施例によれば、コイン線源５が単一の平面を規定するようにプローブホルダ６に配置されているので、被検体Ｍがどのような動き方をしても、コイン線源５は必ず移動することになる。これによって、検出器リング１２は、被検体Ｍの体動を確実に検出することができる。
【００５４】
コイン線源５が被検体Ｍの頭頂部に設けられている理由について説明する。コイン線源５は、被検体内と比べて強い放射線を放射するので、断層画像Ｄにおいて目立つ。したがって、コイン線源５は、断層画像Ｄの端部に現れるようにする方がコイン線源５によって被検体内の断層像が乱されないので診断に都合がよい。コイン線源５を被検体Ｍの頭頂部に設ければ、コイン線源５は確実に断層画像Ｄの端部に現れるので、断層画像Ｄは、より診断に適したものとなるのである。また、トリミング部２４による画像処理にとっても断層画像Ｄの端部をトリミングすればよいので都合がよい。
【００５５】
＜画像生成ステップＳ５＞
補正後のＬＯＲは、画像生成部２３に送られる。画像生成部２３は、補正後のＬＯＲを基に放射性薬剤の分布を示す消滅γ線対の発生位置が空間的にマッピングされた断層画像Ｄを生成する。トリミング部２４は、断層画像Ｄの端部に写り込んだコイン線源５の像を画像処理でトリミングする。画像処理後の断層画像Ｄが表示部３６に表示されて検査は終了となる。
【００５６】
以上のように、実施例１の放射線断層撮影装置は、被検体Ｍに付設される放射性のプローブホルダ６を備えている。このプローブホルダ６は、被検体Ｍの体動に応じて移動することになるので、プローブホルダ６をモニタリングすれば被検体Ｍの体動を逐次監視することができる。位置情報補正部２２は、消滅γ線対が検出されたときの検出器リング１２に対する被検体Ｍの相対位置を検出器リング１２に対するプローブホルダ６の位置で認識する。そして、位置情報補正部２２は、消滅γ線対の発生位置を示す位置情報（ＬＯＲ）を被検体Ｍが体動により移動しなかったときのものとする補正を行う。これにより、被検体Ｍの体動に影響されずに鮮明な画像が取得できる。また、実施例１においては、消滅γ線対を発生するプローブホルダ６をモニタリングすることになるので、プローブホルダ６が被検体Ｍに装着された各種装置によって視認できない場合であっても、確実に被検体Ｍの体動を監視することができる。
【００５７】
また、上述のように、プローブホルダ６が単一の平面を規定する３つのコイン線源５を有するようにすれば、被検体Ｍの移動量のみならず移動方向も確実に知ることができる。したがって、上述の構成によればより確実に被検体Ｍの体動を正確に反映して断層画像Ｄを生成することができる。
【００５８】
上述のように、コイン線源５が消滅γ線対を生じる放射性物質が封入されたものであれば、検出器リング１２は被検体Ｍのイメージングと同じ原理でプローブホルダ６の位置を検出することができる。
【００５９】
そして上述のように、プローブホルダ６が被検体Ｍの頭頂部に設けられていれば、断層画像Ｄからプローブホルダ６が写り込んだ部分を容易に画像処理によりトリミングして被検体Ｍが写り込んだ部分のみで構成される画像を取得することができる。
【００６０】
本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。
【００６１】
（１）本発明は、頭部検診用に限定されずに、被検体Ｍの全身を診断する検査の全般に応用することができる。
【００６２】
（２）本発明のコイン線源５は、必ずしもプローブホルダ６に配置される必要はなく、専用の固定具によって被検体Ｍに付設されるようにしてもよい。付設の場所も被検体Ｍの頭頂部に限られることはない。
【符号の説明】
【００６３】
５ コイン線源（線源）
６ プローブホルダ（放射線発生手段）
１２ 検出器リング
２０ 同時計数部（発生位置取得手段）
２１ ホルダ移動検出部（発生体移動検出手段）
２２ 位置情報補正部（補正手段）
２３ 画像生成部（画像取得手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出器がリング状に配列されることによって構成される消滅放射線対を検出する検出器リングと、
消滅放射線対を放射するとともに、被検体に付設された放射線発生手段と、
前記検出器リングに対する前記放射線発生手段の位置を検出する発生体移動検出手段と、
前記検出器リングから出力された検出データを基に被検体内から発生した消滅放射線対の発生位置を示す位置情報を取得する発生位置取得手段と、
被検体内から発したある消滅放射線対が前記検出器リングに入射したときの前記放射線発生手段の位置を基にその消滅放射線対の位置情報を補正することにより、被検体が前記検出器リングに対して移動しなかったときの消滅放射線対の位置情報を取得する補正手段と、
補正された前記位置情報を基に、消滅放射線対の発生位置が空間的にマッピングされた断層画像を取得する画像取得手段とを備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線断層撮影装置において、
前記放射線発生手段は、単一の平面を規定する３つの線源を有することを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線断層撮影装置において、
前記線源は、消滅放射線対を生じる放射性物質が封入されたものであることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
前記放射線発生手段は、前記被検体の頭頂部に設けられていることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
前記放射線発生手段は、近赤外光イメージング装置のプローブホルダとなっていることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
頭部検査用であることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項１】
放射線検出器がリング状に配列されることによって構成される消滅放射線対を検出する検出器リングと、
消滅放射線対を放射するとともに、被検体に付設された放射線発生手段と、
前記検出器リングに対する前記放射線発生手段の位置を検出する発生体移動検出手段と、
前記検出器リングから出力された検出データを基に被検体内から発生した消滅放射線対の発生位置を示す位置情報を取得する発生位置取得手段と、
被検体内から発したある消滅放射線対が前記検出器リングに入射したときの前記放射線発生手段の位置を基にその消滅放射線対の位置情報を補正することにより、被検体が前記検出器リングに対して移動しなかったときの消滅放射線対の位置情報を取得する補正手段と、
補正された前記位置情報を基に、消滅放射線対の発生位置が空間的にマッピングされた断層画像を取得する画像取得手段とを備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線断層撮影装置において、
前記放射線発生手段は、単一の平面を規定する３つの線源を有することを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線断層撮影装置において、
前記線源は、消滅放射線対を生じる放射性物質が封入されたものであることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
前記放射線発生手段は、前記被検体の頭頂部に設けられていることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
前記放射線発生手段は、近赤外光イメージング装置のプローブホルダとなっていることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の放射線断層撮影装置において、
頭部検査用であることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−６３２０４（Ｐ２０１２−６３２０４Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０６６７１（Ｐ２０１０−２０６６７１）
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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