核医学診断装置およびそれに用いられる診断システム
【課題】核医学用データの分解能を向上させることができる核医学診断装置およびそれに用いられる診断システムを提供することを目的とする。
【解決手段】回転機構３０は、γ線検出器３を回転駆動させて、各検出素子３Ａ間の配列ピッチの半分のピッチでγ線検出器３と被検体Ｍとの相対位置を変更する。そして、回転するγ線検出器３の各検出素子３Ａごとの位置で投影データを収集するので、配列ピッチの半分のピッチに狭めた分だけより多くの投影データを、γ線検出器３は検出して収集することができる。その結果、検出素子３Ａの数を増やすことなく投影データや断層画像などＰＥＴ画像の分解能を向上させることができる。
【解決手段】回転機構３０は、γ線検出器３を回転駆動させて、各検出素子３Ａ間の配列ピッチの半分のピッチでγ線検出器３と被検体Ｍとの相対位置を変更する。そして、回転するγ線検出器３の各検出素子３Ａごとの位置で投影データを収集するので、配列ピッチの半分のピッチに狭めた分だけより多くの投影データを、γ線検出器３は検出して収集することができる。その結果、検出素子３Ａの数を増やすことなく投影データや断層画像などＰＥＴ画像の分解能を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置およびそれに用いられる診断システムに係り、特に、核医学用データを収集する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した核医学診断装置、すなわちＥＣＴ(Emission Computed Tomography)装置として、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置を例に採って説明する。ＰＥＴ装置は、陽子（Positron）、すなわちポジトロンの消滅によって発生する複数本のγ線を検出して複数個の検出器でγ線を同時に検出したときのみ被検体の断層画像を再構成するように構成されている。
【０００３】
このＰＥＴ装置では、放射性薬剤を被検体に投与した後、対象組織における薬剤蓄積の過程を経時的に測定することで、様々な生体機能の定量測定が可能である。したがって、ＰＥＴ装置によって得られる断層画像は機能情報を有する。
【０００４】
具体的には、被検体として人体を例に採って説明すると、人体の生体機能によって特定の部位や細胞に集中しやすい対消滅γ線放射物質である放射性薬剤を投与する。そして、ＰＥＴ装置を用いて薬剤から放出された情報である投影データ（『エミッションデータ』とも呼ばれる）を収集することにより、生体の機能画像を撮像することができる。
【０００５】
ＰＥＴ装置において、γ線を検出するγ線検出器は複数の検出素子で構成されており、各検出素子は被検体の体軸周りを取り囲むようにしてリング状に配置されている。各々の検出素子はシンチレータブロックおよびフォトマルチプライヤでそれぞれ構成されている。投影データや断層画像といった核医学用データ（ＰＥＴ画像）の分解能を向上させて、より細かい位置を判別するためには、体軸周りの回転方向（すなわち周方向）に検出素子の数を増やして、より多くの検出素子で構成されたγ線検出器を用いる必要がある（例えば、特許文献１参照）。このようなγ線検出器を用いることで、γ線検出器によって、より多くの周方向のデータを検出して収集することが可能になり、分解能を向上させることが可能になる。
【特許文献１】特開２００４−３６１３０２号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、かかるγ線検出器は、検出素子の数だけ高価になってしまう。
【０００７】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、核医学用データの分解能を向上させることができる核医学診断装置およびそれに用いられる診断システム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】
【０００８】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置であって、前記放射線をそれぞれ検出する複数の検出素子で構成された検出手段と、検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させて、各検出素子間の配列ピッチの範囲内で検出手段と被検体との相対位置を変更する駆動手段と、各相対位置で核医学用データを収集する収集手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、放射線をそれぞれ検出する複数の検出素子で構成された検出手段、および被検体の少なくとも一方を駆動手段は以下のように駆動させる。すなわち、検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させて、各検出素子間の配列ピッチの範囲内で検出手段と被検体との相対位置を変更する。そして、収集手段は、各相対位置で核医学用データを収集する。従来では配列ピッチごとの核医学用データを収集していたのに対して、配列ピッチの範囲内で核医学用データを収集するので、配列ピッチの範囲内に狭めた分だけより多くの核医学データを、検出手段は検出して収集手段は収集することができる。その結果、検出素子の数を増やすことなく核医学用データの分解能を向上させることができる。
【００１０】
上述した発明において、駆動手段は上述した配列ピッチの整数分の一のピッチで相対位置へ変更するように検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させるのが好ましい（請求項２に記載の発明）。整数分の一のピッチで検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させることで、従来の配列ピッチごとの核医学用データをそのまま使用することができて、収集手段による核医学用データの収集を容易に行うことができる。
【００１１】
駆動手段による検出手段および被検体の少なくとも一方の駆動方向の一例は、被検体の体軸周りの回転方向（すなわち周方向）である。つまり、駆動手段は被検体の体軸周りに検出手段および被検体の少なくとも一方を回転させる（請求項３に記載の発明）。被検体の体軸周りに検出手段および被検体の少なくとも一方を回転させることで、より多くの回転方向（周方向）の核医学データを検出して収集することが可能になる。
【００１２】
なお、駆動手段は所定時間ごとに配列ピッチの範囲内での所定ピッチで相対位置が変更するように検出手段および被検体の少なくとも一方を断続的に駆動させてもよいし（請求項４に記載の発明）、駆動手段は検出手段および被検体の少なくとも一方を連続的に駆動させ、検出手段および被検体の少なくとも一方が配列ピッチの範囲内での所定ピッチで駆動するまでに、収集手段は被検体に対する各検出素子ごとの相対位置で核医学用データを収集してもよいし（請求項５に記載の発明）、駆動手段は任意のタイミングで配列ピッチの範囲内での任意のピッチで検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させてもよい（請求項６に記載の発明）。
【００１３】
また、上述した発明に係る核医学診断装置に用いられる診断システムに適用してもよい。すなわち、この診断システムは、核医学診断装置とＸ線ＣＴ装置とを備えて構成されており、核医学診断装置は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求め、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の外部から照射されて被検体を透過したＸ線に基づいてＸ線ＣＴ用データを求め、核医学診断装置は、放射線をそれぞれ検出する複数の検出素子で構成された検出手段と、検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させて、各検出素子間の配列ピッチの範囲内で検出手段と被検体との相対位置を変更する駆動手段と、各相対位置で核医学用データを収集する収集手段とを備える（請求項７に記載の発明）。
【００１４】
このシステムの場合、Ｘ線ＣＴ装置において、被検体の外部から照射されて被検体を透過したＸ線に基づいてＸ線ＣＴ用データを求め、核医学診断装置は、核医学用データを求める。なお、Ｘ線ＣＴ用データでの断層画像と、核医学診断データとを重ね合わせて重畳出力してもよいし、Ｘ線ＣＴ用データを吸収補正データとして用いて核医学用データの吸収補正を行ってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係る核医学診断装置およびそれに用いられる診断システムによれば、検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させて、各検出素子間の配列ピッチの範囲内で検出手段と被検体との相対位置を変更し、各相対位置で核医学用データを収集手段は収集するので、配列ピッチの範囲内に狭めた分だけより多くの核医学データを、検出手段は検出して収集手段は収集することができる。その結果、核医学用データの分解能を向上させることができる。
【実施例１】
【００１６】
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図である。なお、後述する実施例２も含めて、本実施例１では、核医学診断装置として、ＰＥＴ装置を例に採って説明する。
【００１７】
本実施例１に係るＰＥＴ装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１を備えている。この天板１は、上下に昇降移動、被検体Ｍの体軸Ｚに沿って平行移動するように構成されている。このように構成することで、天板１に載置された被検体Ｍは、後述するガントリ２の開口部２ａを通って、頭部から順に腹部、足部へと走査されて、被検体Ｍの投影データや断層画像といった診断データを得る。この診断データを本明細書では『ＰＥＴ画像』と定義づける。この診断データ（ＰＥＴ画像）は、この発明における核医学用データに相当する。
【００１８】
天板１の他に、本実施例１に係るＰＥＴ装置は、開口部２ａを有したガントリ２と、互いに近接配置された複数個のシンチレータブロック３ａと複数個のフォトマルチプライヤ３ｂとを備えている。図１（ｂ）に示すように、シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂは、被検体Ｍの体軸Ｚ周りを取り囲むようにしてリング状に配置されており、ガントリ２内に埋設されている。フォトマルチプライヤ３ｂは、シンチレータブロック３ａよりも外側に配設されている。シンチレータブロック３ａの具体的な配置としては、例えば、被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向にはシンチレータブロック３ａが２個並び、被検体Ｍの体軸Ｚ周りにはシンチレータブロック３ａが多数個並ぶ形態が挙げられる。シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂで後述する投影データ（『エミッションデータ』とも呼ばれる）用のγ線検出器３を構成する。γ線検出器３は、この発明における検出手段に相当する。
【００１９】
次に、γ線検出器３の概略構成について、図２、図３を参照して説明する。図２は、γ線検出器３を被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転させる回転機構３０およびγ線検出器３の概略正面図であり、図３は、γ線検出器３の概略正面図である。上述したシンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂ（図１を参照）で、図２、図３に示すように検出素子３Ａを構成し、それぞれがリング状に配置された複数の検出素子３Ａでγ線検出器３を構成していることになる。各検出素子３Ａは、所定ピッチでリング状にそれぞれ配列されている。
【００２０】
回転機構３０は、図２に示すように、γ線検出器３を被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転させるための機構でガントリ２内に埋設されている。回転機構３０は、回転用モータ３１および回転用ベルト３２を備えている。回転用モータ３１を図２中の矢印の方向に駆動させることで、それに巻回された回転用ベルト３２も同方向に回転し、回転用ベルト３２の回転によってγ線検出器３全体も被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転する。回転機構３０による具体的な駆動については図４（ｂ）で後述する。検出素子３Ａは、この発明における検出素子に相当し、回転機構３０は、この発明における駆動手段に相当する。
【００２１】
なお、回転機構３０については、図２に示すような構造に限定されない。例えばガントリ２に駆動機構を設けてガントリ２自体を回転させることで、γ線検出器３全体も回転させる機構であってもよい。
【００２２】
図１の説明に戻って、本実施例１では、点線源４と後述する吸収補正データ（『トランスミッションデータ』とも呼ばれる）用のγ線検出器５を備えている。吸収補正データ用のγ線検出器５は、投影データ用のγ線検出器３と同様にシンチレータブロックとフォトマルチプライヤとで構成されている。点線源４は、被検体Ｍに投与する放射性薬剤、すなわち放射性同位元素（ＲＩ）と同種の放射線（本実施例１ではγ線）を照射させる線源であって、被検体Ｍの外部に配設されている。本実施例１では、ガントリ２内に埋設されている。点線源４は被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転する。
【００２３】
その他にも、本実施例１に係るＰＥＴ装置は、天板駆動部６とコントローラ７と入力部８と出力部９と投影データ導出部１０と吸収補正データ導出部１１と吸収補正部１２と再構成部１３とメモリ部１４と上述した回転機構３０とを備えている。天板駆動部６は、天板１の上述した移動を行うように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。
【００２４】
コントローラ７は、本実施例１に係るＰＥＴ装置を構成する各部分を統括制御する。コントローラ７は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。
【００２５】
入力部８は、オペレータが入力したデータや命令をコントローラ７に送り込む。入力部８は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。出力部９はモニタなどに代表される表示部やプリンタなどで構成されている。
【００２６】
メモリ部１４は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体で構成されている。本実施例１では、投影データ導出部１０や再構成部１３で処理された診断データ（ＰＥＴ画像）や、吸収補正データ導出部１１で求められた吸収補正データについてはＲＡＭに書き込んで記憶し、必要に応じてＲＡＭから読み出す。ＲＯＭには、各種の核医学診断を行うためのプログラム等を予め記憶しており、そのプログラムをコントローラ７が実行することでそのプログラムに応じた核医学診断をそれぞれ行う。
【００２７】
本実施例１では、図４（ｂ）に示すように、検出素子３Ａ間の配列ピッチをｐとしたときに、回転機構３０が所定時間ごとに配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２、すなわち配列ピッチｐの２分の一であるピッチｐ／２でγ線検出器３を断続的に回転させるプログラムをＲＯＭに予め記憶している。なお、被検体Ｍの周りを１周（回転角度は３６０°）分断続的に回転させてもよいし、２周以上分断続的に回転させてもよいし、１周未満（回転角度は０°〜３６０°）分断続的に回転させてもよい。
【００２８】
投影データ導出部１０と吸収補正データ導出部１１と吸収補正部１２と再構成部１３とは、例えば上述したメモリ部１４などに代表される記憶媒体のＲＯＭに記憶されたプログラムあるいは入力部８などに代表されるポインティングデバイスで入力された命令をコントローラ７が実行することで実現される。また、図４（ｂ）に示すような回転駆動を行う場合には、上述したプログラムあるいは入力部８などに代表されるポインティングデバイスで入力された命令を、コントローラ７を介して回転機構３０に送り込めばよい。
【００２９】
放射性薬剤が投与された被検体Ｍから発生したγ線をシンチレータブロック３ａが光に変換して、変換されたその光をフォトマルチプライヤ３ｂが光電変換して電気信号に出力する。その電気信号を画像情報（画素）として投影データ導出部１０に送り込む。
【００３０】
具体的には、被検体Ｍに放射性薬剤を投与すると、ポジトロン放出型のＲＩのポジトロンが消滅することにより、２本のγ線が発生する。投影データ導出部１０は、シンチレータブロック３ａの位置とγ線の入射タイミングとをチェックし、被検体Ｍを挟んで互いに対向位置にある２つのシンチレータブロック３ａでγ線が同時に入射したときのみ、送り込まれた画像情報を適正なデータと判定する。一方のシンチレータブロック３ａのみにγ線が入射したときには、投影データ導出部１０は、ポジトロンの消滅により生じたγ線ではなくノイズとして扱い、そのときに送り込まれた画像情報もノイズと判定してそれを棄却する。
【００３１】
なお、投影データ導出部１０は、図４（ｂ）に示すように回転機構３０が所定時間ごとに配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２でγ線検出器３を回転させるたびに、その所定時間ごとにγ線の入射タイミングをチェックして、適正なデータと判定された画像情報を収集する。したがって、画像情報は、回転するγ線検出器３の各検出素子３Ａごとの位置のデータとなる。投影データ導出部１０は、この発明における収集手段に相当する。
【００３２】
投影データ導出部１０に送り込まれた画像情報を投影データとして、吸収補正部１２に送り込む。吸収補正部１２に送り込まれた投影データに、吸収補正データ導出部１１から吸収補正部１２に送り込まれた吸収補正データ（トランスミッションデータ）を作用させて、被検体Ｍの体内でのγ線の吸収を考慮した投影データに補正する。
【００３３】
なお、点線源４が被検体Ｍの体軸Ｚの周りを回転しながら被検体Ｍに向けてγ線を照射し、照射されたγ線を吸収補正データ用のγ線検出器５のシンチレータブロック（図示省略）が光に変換して、変換されたその光をγ線検出器５のフォトマルチプライヤ（図示省略）が光電変換して電気信号に出力する。その電気信号を画像情報（画素）として吸収補正データ導出部１１に送り込む。
【００３４】
吸収補正データ導出部１１に送り込まれた画像情報に基づいて吸収補正データを求める。吸収補正データ導出部１１は、γ線またはＸ線の吸収係数とエネルギーとの関係を表す演算を利用することで、ＣＴ用の投影データ、すなわちＸ線吸収係数の分布データをγ線吸収係数の分布データに変換して、γ線吸収係数の分布データを吸収補正データとして求める。導出された吸収補正データは上述した吸収補正部１２に送られる。
【００３５】
補正後の投影データを再構成部１３に送り込む。再構成部１３がその投影データを再構成して、被検体Ｍの体内でのγ線の吸収を考慮した断層画像を求める。このように、吸収補正部１２、再構成部１３を備えることで、吸収補正データに基づいて投影データを補正するとともに、断層画像を補正する。補正された断層画像を、コントローラ７を介して出力部９に送り込む。
【００３６】
次に、回転機構３０による具体的な駆動について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、従来の検出素子３Ａ間の配列ピッチｐおよび検出器位置の関係を模式的に示した説明図であり、図４（ｂ）は、後述する実施例２も含めた本実施例１に係る検出素子３Ａ間の配列ピッチｐ、配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２および検出器位置の関係を模式的に示した説明図である。なお、各検出素子３Ａは回転方向（周方向）に配列ピッチｐで並設されているが、図４では、説明の簡略化のために各検出素子３Ａを線状に展開して図示している。図４では、検出器位置を一点鎖線で示している。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、従来では所定時間ごとに検出素子３Ａ間の配列ピッチｐで位置を変更するようにγ線検出器３を断続的に回転させる。これに対して、図４（ｂ）に示すように、後述する実施例２も含めて、本実施例１では所定時間ごとに検出素子３Ａ間の配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２でγ線検出器３を断続的に回転させる。例えば、検出器位置Ａからピッチｐ／２分回転させて検出器位置Ｂに移動したとする。このとき、各検出器位置も図中の一点鎖線に示すようにピッチｐ／２分回転する。その結果、回転するγ線検出器３の各検出素子３Ａごとの位置のデータとして画像情報を投影データ導出部１０が収集する（図４（ｂ）の「データ合成」を参照）。この収集されたデータは２倍の検出素子密度となる。このデータを投影データとして、上述したように吸収補正部１２に送り込んで吸収補正を行い、さらに吸収補正された投影データを再構成部１３に送り込む。
【００３８】
上述の構成を備えた本実施例１に係るＰＥＴ装置によれば、γ線をそれぞれ検出する複数の検出素子３Ａで構成されたγ線検出器３を回転機構３０は以下のように回転駆動させる。すなわち、γ線検出器３を回転駆動させて、各検出素子３Ａ間の配列ピッチｐの範囲内（本実施例１では配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２）でγ線検出器３と被検体Ｍとの相対位置を変更する。そして、投影データ導出部１０は、回転するγ線検出器３の各検出素子３Ａごとの位置で核医学用データ（本実施例１では投影データ）を収集する。従来では配列ピッチｐごとの核医学用データを収集していたのに対して、配列ピッチｐの範囲内で核医学用データを収集するので、配列ピッチｐの範囲内に狭めた分だけより多くの核医学データを、γ線検出器３は検出して投影データ導出部１０は収集することができる。その結果、検出素子３Ａの数を増やすことなく核医学用データの分解能を向上させることができる。
【００３９】
本実施例１では、配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２、すなわち配列ピッチｐの２分の一であるピッチｐ／２でγ線検出器３を回転駆動させている。このように、回転機構３０は配列ピッチｐの整数分の一のピッチでγ線検出器３を回転駆動させるのが好ましい。整数分の一のピッチでγ線検出器３を回転駆動させることで、従来の配列ピッチｐごとの核医学用データをそのまま使用することができて、投影データ導出部１０による核医学用データの収集を容易に行うことができる。また、配列ピッチｐの３分の一であるピッチｐ／３や、配列ピッチｐの４分の一であるピッチｐ／４でγ線検出器３での回転駆動に例示されるように、配列ピッチｐの整数分の一のピッチでγ線検出器３を回転駆動させるのであれば、分母の整数については特に限定されない。
【００４０】
本実施例１では、γ線検出器３の駆動方向は、被検体Ｍの体軸Ｚ周りの回転方向（すなわち周方向）である。つまり、回転機構３０は被検体Ｍの体軸Ｚ周りにγ線検出器３を回転させることで、より多くの回転方向（周方向）の核医学データを検出して収集することが可能になる。
【００４１】
また、本実施例１では、回転機構３０が所定時間ごとに配列ピッチｐの範囲内（本実施例１では配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２）でγ線検出器３を断続的に回転させたが、回転機構３０はγ線検出器３を連続的に回転させ、γ線検出器３が配列ピッチｐの範囲内での所定ピッチ（例えば本実施例１のように配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２）で回転するまでに、投影データ導出部１０は各検出素子３Ａごとの位置で核医学用データを収集してもよいし、回転機構３０は任意のタイミングで配列ピッチｐの範囲内での任意のピッチでγ線検出器３を回転させてもよい。
【００４２】
前者のように、γ線検出器３を連続的に回転させる場合には、所定時間ごとにγ線検出器３を断続的に回転させる場合と同様に、メモリ部１４などに代表される記憶媒体のＲＯＭに予め記憶されたプログラムを、コントローラ７を介して回転機構３０に送り込む。後者のように、任意のタイミングで配列ピッチｐの範囲内での任意のピッチでγ線検出器３を回転させる場合には、回転させたいタイミングでオペレータが指定したい任意のピッチの命令を入力部８に入力して、その入力された命令を、コントローラ７を介して回転機構３０に送り込む。
【実施例２】
【００４３】
次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。
図５は、実施例２に係るＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とを備えたＰＥＴ−ＣＴの診断システムの側面図およびブロック図である。なお、図５では回転機構３０の図示を省略している。
【００４４】
上述した実施例１では、ＰＥＴ装置が点線源４を備え、点線源４が放射性薬剤と同じγ線を照射して被検体Ｍを透過することで、その放射線に基づいて形態情報として吸収補正データを求めたが、本実施例２では、ＣＴ用の投影データを吸収補正データとして用いている。
【００４５】
Ｘ線ＣＴ装置は、開口部２１ａを有したガントリ２１とＸ線管２２とＸ線検出器２３とを備えている。Ｘ線管２２およびＸ線検出器２３は、被検体Ｍを挟んで互いに対向配置されており、ガントリ２１内に埋設されている。Ｘ線検出器３を構成する多数個の検出素子は被検体Ｍの体軸Ｚ周りに扇状に並ぶ。
【００４６】
その他にもＸ線ＣＴ装置は、ガントリ駆動部２４と高電圧発生部２５とコリメータ駆動部２６とＣＴ再構成部２７とを備えて構成されている。ＣＴ再構成部２７は、例えば上述したメモリ部１４などに代表される記憶媒体のＲＯＭに記憶されたプログラムあるいは入力部８で入力された命令をコントローラ７が実行することで実現される。なお、後述するＣＴ用の投影データやＣＴ再構成部２７で処理されたＣＴ用の断層画像も、上述した実施例１と同様にメモリ部１４のＲＡＭに書き込んで記憶し、必要に応じてＲＡＭから読み出す。これらのＣＴ用の投影データやＣＴ用の断層画像は、この発明におけるＸ線ＣＴ用データに相当する。
【００４７】
ガントリ駆動部２４は、互いに対向関係を維持させたままＸ線管２２とＸ線管検出器２３とをガントリ２１内で被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転させるように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。
【００４８】
高電圧発生部２５は、Ｘ線管２２の管電圧や管電流を発生させる。コリメータ駆動部２６は、Ｘ線の照視野を設定し、Ｘ線管２２に近接されたコリメータ（図示省略）について水平方向の移動を行うように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。
【００４９】
間接変換型のＸ線検出器２３の場合には、Ｘ線管２２から照射されて被検体Ｍを透過したＸ線を、Ｘ線検出器２３内のシンチレータ（図示省略）が光に変換するとともに、変換された光を光感応膜（図示省略）が光電変換して電気信号に出力する。直接変換型のＸ線検出器２３の場合には、Ｘ線を放射線感応膜（図示省略）が電気信号に直接的に変換して出力する。その電気信号を画像情報（画素）として、ＣＴ再構成部２７に送り込む。ＣＴ再構成部２７に送り込まれる画像情報はＣＴ用の投影データとして伝送される。
【００５０】
ＣＴ用の投影データは、実施例１で述べた吸収補正データと同じように形態情報を有しており、本実施例２では、ＣＴ用の投影データを吸収補正データとして用いるために吸収補正データ導出部１１に送りこむとともに、ＣＴ再構成部２７にも送り込む。ＣＴ再構成部２７に送り込まれた画像情報（ＣＴ用の投影データ）を再構成して、ＣＴ用の断層画像を求める。このＣＴ用の断層画像を、コントローラ７を介して出力部９に送り込む。吸収補正データ導出部１１を含むＰＥＴ装置の後段の処理部（吸収補正部１２や再構成部１３）の各機能については、実施例１と同様なので、その説明を省略する。なお、再構成部１３で再構成されたＰＥＴ用の断層画像と、ＣＴ再構成部２７で再構成されたＣＴ用の断層画像とを出力部９で重ね合わせて重畳出力してもよい。
【００５１】
本実施例２では、回転機構３０（図６では図示省略）は、上述した実施例１と同様に、所定時間ごとに検出素子３Ａ間の配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２でγ線検出器３を断続的に回転させる。もちろん、実施例１でも述べたように、回転機構３０はγ線検出器３を連続的に回転させ、γ線検出器３が配列ピッチｐの範囲内での所定ピッチ（例えば実施例１のように配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２）で回転するまでに、投影データ導出部１０は各検出素子３Ａごとの位置で核医学用データを収集してもよいし、回転機構３０は任意のタイミングで配列ピッチｐの範囲内での任意のピッチでγ線検出器３を回転させてもよい。
【００５２】
本実施例２に係るシステムの場合、投影データ導出部１０は、回転するγ線検出器３の各検出素子３Ａごとの位置で核医学用データ（本実施例２では投影データ）を収集して、その収集された投影データを吸収補正したり、吸収補正された投影データからＰＥＴ用の断層画像を求めて、ＣＴ用の断層画像とを重ね合わせて重畳出力する。
【００５３】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５４】
（１）上述した各実施例では、ＰＥＴ装置を例に採って説明したが、この発明は、単一のγ線を検出して被検体の断層画像を再構成するＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置などにも適用することができる。
【００５５】
（２）上述した各実施例では、ＰＥＴ装置が点線源４を備え、点線源４が放射性薬剤と同じγ線を照射して被検体Ｍを透過することで、その放射線に基づいて形態情報として吸収補正データを求め、上述した実施例２では、ＣＴ用の投影データを吸収補正データとして用いて、各実施例でそれぞれ吸収補正を行ったが、必ずしも吸収補正を行う必要はない。
【００５６】
（３）上述した各実施例では、回転機構３０に代表される駆動手段は配列ピッチｐの整数分の一のピッチで位置が変更するようにγ線検出器３に代表される検出手段を回転駆動させたが、整数分の一に必ずしも限定されない。各検出素子３Ａ間の配列ピッチｐの範囲内になるのであれば、ｐ×αのピッチ（ただし０＜α＜１）で位置が変更するように検出手段を回転駆動させてもよい。
【００５７】
（４）上述した各実施例では、γ線検出器３に代表される検出手段の駆動方向は、被検体Ｍの体軸Ｚ周りの回転方向（すなわち周方向）であったが、駆動方向は回転方向に限定されない。例えば体軸Ｚ方向に沿って天板１を各検出素子３Ａ間の配列ピッチｐ（ここでの配列ピッチｐは体軸方向に並設された各検出素子３Ａ間のピッチ）の範囲内で位置が変更するように天板駆動部６は駆動させる。天板１を体軸Ｚ方向に移動させることで、天板１に載置された被検体Ｍも体軸Ｚ方向に移動し、検出手段と被検体Ｍとの相対位置を配列ピッチｐの範囲内で天板駆動部６は変更することになる。この変形例では天板駆動部６が、この発明における駆動手段に相当する。この他にも、天板１を断層面内の方向に昇降や水平あるいは斜め移動させてもよい。
【００５８】
（５）上述した各実施例では、回転機構３０に代表される駆動手段は配列ピッチｐの範囲内で位置が変更するようにγ線検出器３に代表される検出手段を駆動させたが、駆動手段を固定して被検体Ｍを載置した天板１のみを駆動させることで、検出手段と被検体Ｍとの相対位置を配列ピッチｐの範囲内で変更してもよい。例えば、γ線検出器３を固定して、天板１を被検体Ｍの体軸Ｚ周りに配列ピッチｐの範囲内で位置が変更するように回転させることで、検出手段と被検体Ｍとの相対位置を配列ピッチｐの範囲内で変更してもよい。また、駆動手段および天板１の双方を配列ピッチｐの範囲内で駆動（例えば互いに逆方向に移動）させて、検出手段と被検体Ｍとの相対位置を配列ピッチｐの範囲内で変更してもよい。したがって、駆動手段が検出手段および被検体Ｍの少なくとも一方を駆動させて、検出手段と被検体Ｍとの相対位置を配列ピッチｐの範囲内で変更するのであれば、駆動の対象については特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】（ａ）は実施例１に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図、（ｂ）はγ線検出器の具体的構成を示した拡大図である。
【図２】γ線検出器を被検体の体軸Ｚ周りに回転させる回転機構およびγ線検出器の概略正面図である。
【図３】γ線検出器の概略正面図である。
【図４】（ａ）は、従来の検出素子間の配列ピッチおよび検出器位置の関係を模式的に示した説明図、（ｂ）は、各実施例に係る検出素子間の配列ピッチ、配列ピッチの半分のピッチおよび検出器位置の関係を模式的に示した説明図である。
【図５】実施例２に係るＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とを備えたＰＥＴ−ＣＴの診断システムの側面図およびブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
３ … γ線検出器
３Ａ … 検出素子
１０ … 投影データ導出部
３０ … 回転機構
ｐ … 配列ピッチ
Ｍ … 被検体
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置およびそれに用いられる診断システムに係り、特に、核医学用データを収集する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した核医学診断装置、すなわちＥＣＴ(Emission Computed Tomography)装置として、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置を例に採って説明する。ＰＥＴ装置は、陽子（Positron）、すなわちポジトロンの消滅によって発生する複数本のγ線を検出して複数個の検出器でγ線を同時に検出したときのみ被検体の断層画像を再構成するように構成されている。
【０００３】
このＰＥＴ装置では、放射性薬剤を被検体に投与した後、対象組織における薬剤蓄積の過程を経時的に測定することで、様々な生体機能の定量測定が可能である。したがって、ＰＥＴ装置によって得られる断層画像は機能情報を有する。
【０００４】
具体的には、被検体として人体を例に採って説明すると、人体の生体機能によって特定の部位や細胞に集中しやすい対消滅γ線放射物質である放射性薬剤を投与する。そして、ＰＥＴ装置を用いて薬剤から放出された情報である投影データ（『エミッションデータ』とも呼ばれる）を収集することにより、生体の機能画像を撮像することができる。
【０００５】
ＰＥＴ装置において、γ線を検出するγ線検出器は複数の検出素子で構成されており、各検出素子は被検体の体軸周りを取り囲むようにしてリング状に配置されている。各々の検出素子はシンチレータブロックおよびフォトマルチプライヤでそれぞれ構成されている。投影データや断層画像といった核医学用データ（ＰＥＴ画像）の分解能を向上させて、より細かい位置を判別するためには、体軸周りの回転方向（すなわち周方向）に検出素子の数を増やして、より多くの検出素子で構成されたγ線検出器を用いる必要がある（例えば、特許文献１参照）。このようなγ線検出器を用いることで、γ線検出器によって、より多くの周方向のデータを検出して収集することが可能になり、分解能を向上させることが可能になる。
【特許文献１】特開２００４−３６１３０２号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、かかるγ線検出器は、検出素子の数だけ高価になってしまう。
【０００７】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、核医学用データの分解能を向上させることができる核医学診断装置およびそれに用いられる診断システム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】
【０００８】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置であって、前記放射線をそれぞれ検出する複数の検出素子で構成された検出手段と、検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させて、各検出素子間の配列ピッチの範囲内で検出手段と被検体との相対位置を変更する駆動手段と、各相対位置で核医学用データを収集する収集手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、放射線をそれぞれ検出する複数の検出素子で構成された検出手段、および被検体の少なくとも一方を駆動手段は以下のように駆動させる。すなわち、検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させて、各検出素子間の配列ピッチの範囲内で検出手段と被検体との相対位置を変更する。そして、収集手段は、各相対位置で核医学用データを収集する。従来では配列ピッチごとの核医学用データを収集していたのに対して、配列ピッチの範囲内で核医学用データを収集するので、配列ピッチの範囲内に狭めた分だけより多くの核医学データを、検出手段は検出して収集手段は収集することができる。その結果、検出素子の数を増やすことなく核医学用データの分解能を向上させることができる。
【００１０】
上述した発明において、駆動手段は上述した配列ピッチの整数分の一のピッチで相対位置へ変更するように検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させるのが好ましい（請求項２に記載の発明）。整数分の一のピッチで検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させることで、従来の配列ピッチごとの核医学用データをそのまま使用することができて、収集手段による核医学用データの収集を容易に行うことができる。
【００１１】
駆動手段による検出手段および被検体の少なくとも一方の駆動方向の一例は、被検体の体軸周りの回転方向（すなわち周方向）である。つまり、駆動手段は被検体の体軸周りに検出手段および被検体の少なくとも一方を回転させる（請求項３に記載の発明）。被検体の体軸周りに検出手段および被検体の少なくとも一方を回転させることで、より多くの回転方向（周方向）の核医学データを検出して収集することが可能になる。
【００１２】
なお、駆動手段は所定時間ごとに配列ピッチの範囲内での所定ピッチで相対位置が変更するように検出手段および被検体の少なくとも一方を断続的に駆動させてもよいし（請求項４に記載の発明）、駆動手段は検出手段および被検体の少なくとも一方を連続的に駆動させ、検出手段および被検体の少なくとも一方が配列ピッチの範囲内での所定ピッチで駆動するまでに、収集手段は被検体に対する各検出素子ごとの相対位置で核医学用データを収集してもよいし（請求項５に記載の発明）、駆動手段は任意のタイミングで配列ピッチの範囲内での任意のピッチで検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させてもよい（請求項６に記載の発明）。
【００１３】
また、上述した発明に係る核医学診断装置に用いられる診断システムに適用してもよい。すなわち、この診断システムは、核医学診断装置とＸ線ＣＴ装置とを備えて構成されており、核医学診断装置は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求め、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の外部から照射されて被検体を透過したＸ線に基づいてＸ線ＣＴ用データを求め、核医学診断装置は、放射線をそれぞれ検出する複数の検出素子で構成された検出手段と、検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させて、各検出素子間の配列ピッチの範囲内で検出手段と被検体との相対位置を変更する駆動手段と、各相対位置で核医学用データを収集する収集手段とを備える（請求項７に記載の発明）。
【００１４】
このシステムの場合、Ｘ線ＣＴ装置において、被検体の外部から照射されて被検体を透過したＸ線に基づいてＸ線ＣＴ用データを求め、核医学診断装置は、核医学用データを求める。なお、Ｘ線ＣＴ用データでの断層画像と、核医学診断データとを重ね合わせて重畳出力してもよいし、Ｘ線ＣＴ用データを吸収補正データとして用いて核医学用データの吸収補正を行ってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係る核医学診断装置およびそれに用いられる診断システムによれば、検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させて、各検出素子間の配列ピッチの範囲内で検出手段と被検体との相対位置を変更し、各相対位置で核医学用データを収集手段は収集するので、配列ピッチの範囲内に狭めた分だけより多くの核医学データを、検出手段は検出して収集手段は収集することができる。その結果、核医学用データの分解能を向上させることができる。
【実施例１】
【００１６】
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図である。なお、後述する実施例２も含めて、本実施例１では、核医学診断装置として、ＰＥＴ装置を例に採って説明する。
【００１７】
本実施例１に係るＰＥＴ装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１を備えている。この天板１は、上下に昇降移動、被検体Ｍの体軸Ｚに沿って平行移動するように構成されている。このように構成することで、天板１に載置された被検体Ｍは、後述するガントリ２の開口部２ａを通って、頭部から順に腹部、足部へと走査されて、被検体Ｍの投影データや断層画像といった診断データを得る。この診断データを本明細書では『ＰＥＴ画像』と定義づける。この診断データ（ＰＥＴ画像）は、この発明における核医学用データに相当する。
【００１８】
天板１の他に、本実施例１に係るＰＥＴ装置は、開口部２ａを有したガントリ２と、互いに近接配置された複数個のシンチレータブロック３ａと複数個のフォトマルチプライヤ３ｂとを備えている。図１（ｂ）に示すように、シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂは、被検体Ｍの体軸Ｚ周りを取り囲むようにしてリング状に配置されており、ガントリ２内に埋設されている。フォトマルチプライヤ３ｂは、シンチレータブロック３ａよりも外側に配設されている。シンチレータブロック３ａの具体的な配置としては、例えば、被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向にはシンチレータブロック３ａが２個並び、被検体Ｍの体軸Ｚ周りにはシンチレータブロック３ａが多数個並ぶ形態が挙げられる。シンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂで後述する投影データ（『エミッションデータ』とも呼ばれる）用のγ線検出器３を構成する。γ線検出器３は、この発明における検出手段に相当する。
【００１９】
次に、γ線検出器３の概略構成について、図２、図３を参照して説明する。図２は、γ線検出器３を被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転させる回転機構３０およびγ線検出器３の概略正面図であり、図３は、γ線検出器３の概略正面図である。上述したシンチレータブロック３ａおよびフォトマルチプライヤ３ｂ（図１を参照）で、図２、図３に示すように検出素子３Ａを構成し、それぞれがリング状に配置された複数の検出素子３Ａでγ線検出器３を構成していることになる。各検出素子３Ａは、所定ピッチでリング状にそれぞれ配列されている。
【００２０】
回転機構３０は、図２に示すように、γ線検出器３を被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転させるための機構でガントリ２内に埋設されている。回転機構３０は、回転用モータ３１および回転用ベルト３２を備えている。回転用モータ３１を図２中の矢印の方向に駆動させることで、それに巻回された回転用ベルト３２も同方向に回転し、回転用ベルト３２の回転によってγ線検出器３全体も被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転する。回転機構３０による具体的な駆動については図４（ｂ）で後述する。検出素子３Ａは、この発明における検出素子に相当し、回転機構３０は、この発明における駆動手段に相当する。
【００２１】
なお、回転機構３０については、図２に示すような構造に限定されない。例えばガントリ２に駆動機構を設けてガントリ２自体を回転させることで、γ線検出器３全体も回転させる機構であってもよい。
【００２２】
図１の説明に戻って、本実施例１では、点線源４と後述する吸収補正データ（『トランスミッションデータ』とも呼ばれる）用のγ線検出器５を備えている。吸収補正データ用のγ線検出器５は、投影データ用のγ線検出器３と同様にシンチレータブロックとフォトマルチプライヤとで構成されている。点線源４は、被検体Ｍに投与する放射性薬剤、すなわち放射性同位元素（ＲＩ）と同種の放射線（本実施例１ではγ線）を照射させる線源であって、被検体Ｍの外部に配設されている。本実施例１では、ガントリ２内に埋設されている。点線源４は被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転する。
【００２３】
その他にも、本実施例１に係るＰＥＴ装置は、天板駆動部６とコントローラ７と入力部８と出力部９と投影データ導出部１０と吸収補正データ導出部１１と吸収補正部１２と再構成部１３とメモリ部１４と上述した回転機構３０とを備えている。天板駆動部６は、天板１の上述した移動を行うように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。
【００２４】
コントローラ７は、本実施例１に係るＰＥＴ装置を構成する各部分を統括制御する。コントローラ７は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。
【００２５】
入力部８は、オペレータが入力したデータや命令をコントローラ７に送り込む。入力部８は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。出力部９はモニタなどに代表される表示部やプリンタなどで構成されている。
【００２６】
メモリ部１４は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体で構成されている。本実施例１では、投影データ導出部１０や再構成部１３で処理された診断データ（ＰＥＴ画像）や、吸収補正データ導出部１１で求められた吸収補正データについてはＲＡＭに書き込んで記憶し、必要に応じてＲＡＭから読み出す。ＲＯＭには、各種の核医学診断を行うためのプログラム等を予め記憶しており、そのプログラムをコントローラ７が実行することでそのプログラムに応じた核医学診断をそれぞれ行う。
【００２７】
本実施例１では、図４（ｂ）に示すように、検出素子３Ａ間の配列ピッチをｐとしたときに、回転機構３０が所定時間ごとに配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２、すなわち配列ピッチｐの２分の一であるピッチｐ／２でγ線検出器３を断続的に回転させるプログラムをＲＯＭに予め記憶している。なお、被検体Ｍの周りを１周（回転角度は３６０°）分断続的に回転させてもよいし、２周以上分断続的に回転させてもよいし、１周未満（回転角度は０°〜３６０°）分断続的に回転させてもよい。
【００２８】
投影データ導出部１０と吸収補正データ導出部１１と吸収補正部１２と再構成部１３とは、例えば上述したメモリ部１４などに代表される記憶媒体のＲＯＭに記憶されたプログラムあるいは入力部８などに代表されるポインティングデバイスで入力された命令をコントローラ７が実行することで実現される。また、図４（ｂ）に示すような回転駆動を行う場合には、上述したプログラムあるいは入力部８などに代表されるポインティングデバイスで入力された命令を、コントローラ７を介して回転機構３０に送り込めばよい。
【００２９】
放射性薬剤が投与された被検体Ｍから発生したγ線をシンチレータブロック３ａが光に変換して、変換されたその光をフォトマルチプライヤ３ｂが光電変換して電気信号に出力する。その電気信号を画像情報（画素）として投影データ導出部１０に送り込む。
【００３０】
具体的には、被検体Ｍに放射性薬剤を投与すると、ポジトロン放出型のＲＩのポジトロンが消滅することにより、２本のγ線が発生する。投影データ導出部１０は、シンチレータブロック３ａの位置とγ線の入射タイミングとをチェックし、被検体Ｍを挟んで互いに対向位置にある２つのシンチレータブロック３ａでγ線が同時に入射したときのみ、送り込まれた画像情報を適正なデータと判定する。一方のシンチレータブロック３ａのみにγ線が入射したときには、投影データ導出部１０は、ポジトロンの消滅により生じたγ線ではなくノイズとして扱い、そのときに送り込まれた画像情報もノイズと判定してそれを棄却する。
【００３１】
なお、投影データ導出部１０は、図４（ｂ）に示すように回転機構３０が所定時間ごとに配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２でγ線検出器３を回転させるたびに、その所定時間ごとにγ線の入射タイミングをチェックして、適正なデータと判定された画像情報を収集する。したがって、画像情報は、回転するγ線検出器３の各検出素子３Ａごとの位置のデータとなる。投影データ導出部１０は、この発明における収集手段に相当する。
【００３２】
投影データ導出部１０に送り込まれた画像情報を投影データとして、吸収補正部１２に送り込む。吸収補正部１２に送り込まれた投影データに、吸収補正データ導出部１１から吸収補正部１２に送り込まれた吸収補正データ（トランスミッションデータ）を作用させて、被検体Ｍの体内でのγ線の吸収を考慮した投影データに補正する。
【００３３】
なお、点線源４が被検体Ｍの体軸Ｚの周りを回転しながら被検体Ｍに向けてγ線を照射し、照射されたγ線を吸収補正データ用のγ線検出器５のシンチレータブロック（図示省略）が光に変換して、変換されたその光をγ線検出器５のフォトマルチプライヤ（図示省略）が光電変換して電気信号に出力する。その電気信号を画像情報（画素）として吸収補正データ導出部１１に送り込む。
【００３４】
吸収補正データ導出部１１に送り込まれた画像情報に基づいて吸収補正データを求める。吸収補正データ導出部１１は、γ線またはＸ線の吸収係数とエネルギーとの関係を表す演算を利用することで、ＣＴ用の投影データ、すなわちＸ線吸収係数の分布データをγ線吸収係数の分布データに変換して、γ線吸収係数の分布データを吸収補正データとして求める。導出された吸収補正データは上述した吸収補正部１２に送られる。
【００３５】
補正後の投影データを再構成部１３に送り込む。再構成部１３がその投影データを再構成して、被検体Ｍの体内でのγ線の吸収を考慮した断層画像を求める。このように、吸収補正部１２、再構成部１３を備えることで、吸収補正データに基づいて投影データを補正するとともに、断層画像を補正する。補正された断層画像を、コントローラ７を介して出力部９に送り込む。
【００３６】
次に、回転機構３０による具体的な駆動について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、従来の検出素子３Ａ間の配列ピッチｐおよび検出器位置の関係を模式的に示した説明図であり、図４（ｂ）は、後述する実施例２も含めた本実施例１に係る検出素子３Ａ間の配列ピッチｐ、配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２および検出器位置の関係を模式的に示した説明図である。なお、各検出素子３Ａは回転方向（周方向）に配列ピッチｐで並設されているが、図４では、説明の簡略化のために各検出素子３Ａを線状に展開して図示している。図４では、検出器位置を一点鎖線で示している。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、従来では所定時間ごとに検出素子３Ａ間の配列ピッチｐで位置を変更するようにγ線検出器３を断続的に回転させる。これに対して、図４（ｂ）に示すように、後述する実施例２も含めて、本実施例１では所定時間ごとに検出素子３Ａ間の配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２でγ線検出器３を断続的に回転させる。例えば、検出器位置Ａからピッチｐ／２分回転させて検出器位置Ｂに移動したとする。このとき、各検出器位置も図中の一点鎖線に示すようにピッチｐ／２分回転する。その結果、回転するγ線検出器３の各検出素子３Ａごとの位置のデータとして画像情報を投影データ導出部１０が収集する（図４（ｂ）の「データ合成」を参照）。この収集されたデータは２倍の検出素子密度となる。このデータを投影データとして、上述したように吸収補正部１２に送り込んで吸収補正を行い、さらに吸収補正された投影データを再構成部１３に送り込む。
【００３８】
上述の構成を備えた本実施例１に係るＰＥＴ装置によれば、γ線をそれぞれ検出する複数の検出素子３Ａで構成されたγ線検出器３を回転機構３０は以下のように回転駆動させる。すなわち、γ線検出器３を回転駆動させて、各検出素子３Ａ間の配列ピッチｐの範囲内（本実施例１では配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２）でγ線検出器３と被検体Ｍとの相対位置を変更する。そして、投影データ導出部１０は、回転するγ線検出器３の各検出素子３Ａごとの位置で核医学用データ（本実施例１では投影データ）を収集する。従来では配列ピッチｐごとの核医学用データを収集していたのに対して、配列ピッチｐの範囲内で核医学用データを収集するので、配列ピッチｐの範囲内に狭めた分だけより多くの核医学データを、γ線検出器３は検出して投影データ導出部１０は収集することができる。その結果、検出素子３Ａの数を増やすことなく核医学用データの分解能を向上させることができる。
【００３９】
本実施例１では、配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２、すなわち配列ピッチｐの２分の一であるピッチｐ／２でγ線検出器３を回転駆動させている。このように、回転機構３０は配列ピッチｐの整数分の一のピッチでγ線検出器３を回転駆動させるのが好ましい。整数分の一のピッチでγ線検出器３を回転駆動させることで、従来の配列ピッチｐごとの核医学用データをそのまま使用することができて、投影データ導出部１０による核医学用データの収集を容易に行うことができる。また、配列ピッチｐの３分の一であるピッチｐ／３や、配列ピッチｐの４分の一であるピッチｐ／４でγ線検出器３での回転駆動に例示されるように、配列ピッチｐの整数分の一のピッチでγ線検出器３を回転駆動させるのであれば、分母の整数については特に限定されない。
【００４０】
本実施例１では、γ線検出器３の駆動方向は、被検体Ｍの体軸Ｚ周りの回転方向（すなわち周方向）である。つまり、回転機構３０は被検体Ｍの体軸Ｚ周りにγ線検出器３を回転させることで、より多くの回転方向（周方向）の核医学データを検出して収集することが可能になる。
【００４１】
また、本実施例１では、回転機構３０が所定時間ごとに配列ピッチｐの範囲内（本実施例１では配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２）でγ線検出器３を断続的に回転させたが、回転機構３０はγ線検出器３を連続的に回転させ、γ線検出器３が配列ピッチｐの範囲内での所定ピッチ（例えば本実施例１のように配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２）で回転するまでに、投影データ導出部１０は各検出素子３Ａごとの位置で核医学用データを収集してもよいし、回転機構３０は任意のタイミングで配列ピッチｐの範囲内での任意のピッチでγ線検出器３を回転させてもよい。
【００４２】
前者のように、γ線検出器３を連続的に回転させる場合には、所定時間ごとにγ線検出器３を断続的に回転させる場合と同様に、メモリ部１４などに代表される記憶媒体のＲＯＭに予め記憶されたプログラムを、コントローラ７を介して回転機構３０に送り込む。後者のように、任意のタイミングで配列ピッチｐの範囲内での任意のピッチでγ線検出器３を回転させる場合には、回転させたいタイミングでオペレータが指定したい任意のピッチの命令を入力部８に入力して、その入力された命令を、コントローラ７を介して回転機構３０に送り込む。
【実施例２】
【００４３】
次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。
図５は、実施例２に係るＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とを備えたＰＥＴ−ＣＴの診断システムの側面図およびブロック図である。なお、図５では回転機構３０の図示を省略している。
【００４４】
上述した実施例１では、ＰＥＴ装置が点線源４を備え、点線源４が放射性薬剤と同じγ線を照射して被検体Ｍを透過することで、その放射線に基づいて形態情報として吸収補正データを求めたが、本実施例２では、ＣＴ用の投影データを吸収補正データとして用いている。
【００４５】
Ｘ線ＣＴ装置は、開口部２１ａを有したガントリ２１とＸ線管２２とＸ線検出器２３とを備えている。Ｘ線管２２およびＸ線検出器２３は、被検体Ｍを挟んで互いに対向配置されており、ガントリ２１内に埋設されている。Ｘ線検出器３を構成する多数個の検出素子は被検体Ｍの体軸Ｚ周りに扇状に並ぶ。
【００４６】
その他にもＸ線ＣＴ装置は、ガントリ駆動部２４と高電圧発生部２５とコリメータ駆動部２６とＣＴ再構成部２７とを備えて構成されている。ＣＴ再構成部２７は、例えば上述したメモリ部１４などに代表される記憶媒体のＲＯＭに記憶されたプログラムあるいは入力部８で入力された命令をコントローラ７が実行することで実現される。なお、後述するＣＴ用の投影データやＣＴ再構成部２７で処理されたＣＴ用の断層画像も、上述した実施例１と同様にメモリ部１４のＲＡＭに書き込んで記憶し、必要に応じてＲＡＭから読み出す。これらのＣＴ用の投影データやＣＴ用の断層画像は、この発明におけるＸ線ＣＴ用データに相当する。
【００４７】
ガントリ駆動部２４は、互いに対向関係を維持させたままＸ線管２２とＸ線管検出器２３とをガントリ２１内で被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転させるように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。
【００４８】
高電圧発生部２５は、Ｘ線管２２の管電圧や管電流を発生させる。コリメータ駆動部２６は、Ｘ線の照視野を設定し、Ｘ線管２２に近接されたコリメータ（図示省略）について水平方向の移動を行うように駆動する機構であって、図示を省略するモータなどで構成されている。
【００４９】
間接変換型のＸ線検出器２３の場合には、Ｘ線管２２から照射されて被検体Ｍを透過したＸ線を、Ｘ線検出器２３内のシンチレータ（図示省略）が光に変換するとともに、変換された光を光感応膜（図示省略）が光電変換して電気信号に出力する。直接変換型のＸ線検出器２３の場合には、Ｘ線を放射線感応膜（図示省略）が電気信号に直接的に変換して出力する。その電気信号を画像情報（画素）として、ＣＴ再構成部２７に送り込む。ＣＴ再構成部２７に送り込まれる画像情報はＣＴ用の投影データとして伝送される。
【００５０】
ＣＴ用の投影データは、実施例１で述べた吸収補正データと同じように形態情報を有しており、本実施例２では、ＣＴ用の投影データを吸収補正データとして用いるために吸収補正データ導出部１１に送りこむとともに、ＣＴ再構成部２７にも送り込む。ＣＴ再構成部２７に送り込まれた画像情報（ＣＴ用の投影データ）を再構成して、ＣＴ用の断層画像を求める。このＣＴ用の断層画像を、コントローラ７を介して出力部９に送り込む。吸収補正データ導出部１１を含むＰＥＴ装置の後段の処理部（吸収補正部１２や再構成部１３）の各機能については、実施例１と同様なので、その説明を省略する。なお、再構成部１３で再構成されたＰＥＴ用の断層画像と、ＣＴ再構成部２７で再構成されたＣＴ用の断層画像とを出力部９で重ね合わせて重畳出力してもよい。
【００５１】
本実施例２では、回転機構３０（図６では図示省略）は、上述した実施例１と同様に、所定時間ごとに検出素子３Ａ間の配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２でγ線検出器３を断続的に回転させる。もちろん、実施例１でも述べたように、回転機構３０はγ線検出器３を連続的に回転させ、γ線検出器３が配列ピッチｐの範囲内での所定ピッチ（例えば実施例１のように配列ピッチｐの半分のピッチｐ／２）で回転するまでに、投影データ導出部１０は各検出素子３Ａごとの位置で核医学用データを収集してもよいし、回転機構３０は任意のタイミングで配列ピッチｐの範囲内での任意のピッチでγ線検出器３を回転させてもよい。
【００５２】
本実施例２に係るシステムの場合、投影データ導出部１０は、回転するγ線検出器３の各検出素子３Ａごとの位置で核医学用データ（本実施例２では投影データ）を収集して、その収集された投影データを吸収補正したり、吸収補正された投影データからＰＥＴ用の断層画像を求めて、ＣＴ用の断層画像とを重ね合わせて重畳出力する。
【００５３】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５４】
（１）上述した各実施例では、ＰＥＴ装置を例に採って説明したが、この発明は、単一のγ線を検出して被検体の断層画像を再構成するＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置などにも適用することができる。
【００５５】
（２）上述した各実施例では、ＰＥＴ装置が点線源４を備え、点線源４が放射性薬剤と同じγ線を照射して被検体Ｍを透過することで、その放射線に基づいて形態情報として吸収補正データを求め、上述した実施例２では、ＣＴ用の投影データを吸収補正データとして用いて、各実施例でそれぞれ吸収補正を行ったが、必ずしも吸収補正を行う必要はない。
【００５６】
（３）上述した各実施例では、回転機構３０に代表される駆動手段は配列ピッチｐの整数分の一のピッチで位置が変更するようにγ線検出器３に代表される検出手段を回転駆動させたが、整数分の一に必ずしも限定されない。各検出素子３Ａ間の配列ピッチｐの範囲内になるのであれば、ｐ×αのピッチ（ただし０＜α＜１）で位置が変更するように検出手段を回転駆動させてもよい。
【００５７】
（４）上述した各実施例では、γ線検出器３に代表される検出手段の駆動方向は、被検体Ｍの体軸Ｚ周りの回転方向（すなわち周方向）であったが、駆動方向は回転方向に限定されない。例えば体軸Ｚ方向に沿って天板１を各検出素子３Ａ間の配列ピッチｐ（ここでの配列ピッチｐは体軸方向に並設された各検出素子３Ａ間のピッチ）の範囲内で位置が変更するように天板駆動部６は駆動させる。天板１を体軸Ｚ方向に移動させることで、天板１に載置された被検体Ｍも体軸Ｚ方向に移動し、検出手段と被検体Ｍとの相対位置を配列ピッチｐの範囲内で天板駆動部６は変更することになる。この変形例では天板駆動部６が、この発明における駆動手段に相当する。この他にも、天板１を断層面内の方向に昇降や水平あるいは斜め移動させてもよい。
【００５８】
（５）上述した各実施例では、回転機構３０に代表される駆動手段は配列ピッチｐの範囲内で位置が変更するようにγ線検出器３に代表される検出手段を駆動させたが、駆動手段を固定して被検体Ｍを載置した天板１のみを駆動させることで、検出手段と被検体Ｍとの相対位置を配列ピッチｐの範囲内で変更してもよい。例えば、γ線検出器３を固定して、天板１を被検体Ｍの体軸Ｚ周りに配列ピッチｐの範囲内で位置が変更するように回転させることで、検出手段と被検体Ｍとの相対位置を配列ピッチｐの範囲内で変更してもよい。また、駆動手段および天板１の双方を配列ピッチｐの範囲内で駆動（例えば互いに逆方向に移動）させて、検出手段と被検体Ｍとの相対位置を配列ピッチｐの範囲内で変更してもよい。したがって、駆動手段が検出手段および被検体Ｍの少なくとも一方を駆動させて、検出手段と被検体Ｍとの相対位置を配列ピッチｐの範囲内で変更するのであれば、駆動の対象については特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】（ａ）は実施例１に係るＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置の側面図およびブロック図、（ｂ）はγ線検出器の具体的構成を示した拡大図である。
【図２】γ線検出器を被検体の体軸Ｚ周りに回転させる回転機構およびγ線検出器の概略正面図である。
【図３】γ線検出器の概略正面図である。
【図４】（ａ）は、従来の検出素子間の配列ピッチおよび検出器位置の関係を模式的に示した説明図、（ｂ）は、各実施例に係る検出素子間の配列ピッチ、配列ピッチの半分のピッチおよび検出器位置の関係を模式的に示した説明図である。
【図５】実施例２に係るＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とを備えたＰＥＴ−ＣＴの診断システムの側面図およびブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
３ … γ線検出器
３Ａ … 検出素子
１０ … 投影データ導出部
３０ … 回転機構
ｐ … 配列ピッチ
Ｍ … 被検体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置であって、前記放射線をそれぞれ検出する複数の検出素子で構成された検出手段と、検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させて、各検出素子間の配列ピッチの範囲内で検出手段と被検体との相対位置を変更する駆動手段と、各相対位置で核医学用データを収集する収集手段とを備えることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の核医学診断装置において、前記駆動手段は前記配列ピッチの整数分の一のピッチで前記相対位置が変更するように前記検出手段および前記被検体の少なくとも一方を駆動させることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の核医学診断装置において、前記駆動手段は被検体の体軸周りに前記検出手段および前記被検体の少なくとも一方を回転させることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の核医学診断装置において、前記駆動手段は所定時間ごとに前記配列ピッチの範囲内での所定ピッチで前記相対位置が変更するように前記検出手段および前記被検体の少なくとも一方を断続的に駆動させることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の核医学診断装置において、前記駆動手段は前記検出手段および前記被検体の少なくとも一方を連続的に駆動させ、検出手段および被検体の少なくとも一方が前記配列ピッチの範囲内での所定ピッチで駆動するまでに、前記収集手段は被検体に対する各検出素子ごとの相対位置で核医学用データを収集することを特徴とする核医学診断装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の核医学診断装置において、前記駆動手段は任意のタイミングで前記配列ピッチの範囲内での任意のピッチで前記検出手段および前記被検体の少なくとも一方を駆動させることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の核医学診断装置に用いられる診断システムであって、前記システムは、核医学診断装置とＸ線ＣＴ装置とを備えて構成されており、前記核医学診断装置は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求め、前記Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の外部から照射されて被検体を透過したＸ線に基づいてＸ線ＣＴ用データを求め、核医学診断装置は、前記放射線をそれぞれ検出する複数の検出素子で構成された検出手段と、検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させて、各検出素子間の配列ピッチの範囲内で検出手段と被検体との相対位置を変更する駆動手段と、各相対位置で核医学用データを収集する収集手段とを備えることを特徴とする診断システム。
【請求項１】
放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置であって、前記放射線をそれぞれ検出する複数の検出素子で構成された検出手段と、検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させて、各検出素子間の配列ピッチの範囲内で検出手段と被検体との相対位置を変更する駆動手段と、各相対位置で核医学用データを収集する収集手段とを備えることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の核医学診断装置において、前記駆動手段は前記配列ピッチの整数分の一のピッチで前記相対位置が変更するように前記検出手段および前記被検体の少なくとも一方を駆動させることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の核医学診断装置において、前記駆動手段は被検体の体軸周りに前記検出手段および前記被検体の少なくとも一方を回転させることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の核医学診断装置において、前記駆動手段は所定時間ごとに前記配列ピッチの範囲内での所定ピッチで前記相対位置が変更するように前記検出手段および前記被検体の少なくとも一方を断続的に駆動させることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の核医学診断装置において、前記駆動手段は前記検出手段および前記被検体の少なくとも一方を連続的に駆動させ、検出手段および被検体の少なくとも一方が前記配列ピッチの範囲内での所定ピッチで駆動するまでに、前記収集手段は被検体に対する各検出素子ごとの相対位置で核医学用データを収集することを特徴とする核医学診断装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の核医学診断装置において、前記駆動手段は任意のタイミングで前記配列ピッチの範囲内での任意のピッチで前記検出手段および前記被検体の少なくとも一方を駆動させることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の核医学診断装置に用いられる診断システムであって、前記システムは、核医学診断装置とＸ線ＣＴ装置とを備えて構成されており、前記核医学診断装置は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求め、前記Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の外部から照射されて被検体を透過したＸ線に基づいてＸ線ＣＴ用データを求め、核医学診断装置は、前記放射線をそれぞれ検出する複数の検出素子で構成された検出手段と、検出手段および被検体の少なくとも一方を駆動させて、各検出素子間の配列ピッチの範囲内で検出手段と被検体との相対位置を変更する駆動手段と、各相対位置で核医学用データを収集する収集手段とを備えることを特徴とする診断システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２７１５０９（Ｐ２００７−２７１５０９Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９９００６（Ｐ２００６−９９００６）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【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１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【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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