核医学診断装置
【課題】放射線を利用した医学診断を高精度に行うための補正用線源を備えた核医学診断装置に関し、被検体の断層画像の画質を向上させる核医学診断装置を提供する。
【解決手段】被検体Ｄの体内に取り込まれた核種から放射される放射線を検出する放射線検出器２１と、補正用線源３１から放射される補正線Ｔを被検体Ｄに透過させて放射線検出器２１に検出させる補正線放射機構部３０と、補正線放射機構部３０を被検体Ｄの体軸Ｚの周りに周回転させるとともに、補正用線源３１を収納する線源収納室４５が設けられている周回転機構部４０と、を備える。
【解決手段】被検体Ｄの体内に取り込まれた核種から放射される放射線を検出する放射線検出器２１と、補正用線源３１から放射される補正線Ｔを被検体Ｄに透過させて放射線検出器２１に検出させる補正線放射機構部３０と、補正線放射機構部３０を被検体Ｄの体軸Ｚの周りに周回転させるとともに、補正用線源３１を収納する線源収納室４５が設けられている周回転機構部４０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を利用する核医学診断装置に関し、特に、医学診断を高精度に行うための補正用線源を備える核医学診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線を利用して医学診断を行う核医学診断装置のうち、陽電子放出型断層画像装置（以下、ＰＥＴ：Positron Emission computed Tomographyという）、単光子放出型断層画像装置（以下、ＳＰＥＣＴ：Single Photon Emission Computed Tomographyという）は、放射性薬剤を被検体（患者）に投与し、この投与された放射性薬剤の体内における分布を計測して断層画像を得る手法である。このような手法を採用することにより、分子レベルでの機能や代謝の検出が可能となり身体機能に基づく断層画像を提供することが可能になる。
投与される放射性薬剤として、ＰＥＴでは陽電子放出核種（１８Ｆ，１５Ｏ，１１Ｃ等）を含むものが、ＳＰＥＣＴでは単光子放出核種（９９Ｔｃ，６７Ｇａ，２０１Ｔｌ等）を含むものが用いられる。
【０００３】
ここで、ＰＥＴについて代表して説明すると、被検体の体内に取り込まれた陽電子放出核種を含む放射性薬剤（例えば、フルオロデオキシグルコース（2-[F-18]fluoro-2-deoxy-D-glucose、ＦＤＧ））は、糖代謝により被検体の腫瘍組織に集積する性質を有している。
そして集積した位置で陽電子放出核種が崩壊すると陽電子（ポジトロン：β＋）を放出し、付近の細胞の電子と結合して消滅する。このように陽電子が消滅する際、互いに反対方向（１８０度±０．６度）に、それぞれ５１１ｋｅＶのエネルギーを有する一対のγ線（放射線）が放出される。
このように放出された一対のγ線は、被検体の周囲に配置された多数の放射線検出器のうち二箇所で同時に検出される。そして、このように検出されたデータを蓄積して放射位置（つまり、放射性薬剤の集積位置）を同定して画像化し被検体における腫瘍部位を特定することができる。
【０００４】
ところで、このような核医学診断装置では、被検体の体内に取り込まれた核種（陽電子放出核種又は単光子放出核種）から放出される放射線は、被検体の体内を進行する過程で、吸収されたり散乱したりして減衰するものである。このような放射線の減衰は、撮像される被検体の断層画像の画質を低下させるものである。
このため、そのような画質の低下を補正するために、被検体の体内に取り込まれた核種から放射される放射線を検出して断層画像を得る撮像工程とは別個に、補正工程を設けている。この補正工程とは、補正用線源を被検体の体軸の周りに回転させて補正線を被検体に照射して、放射線の減衰補正及び装置感度の補正を行う補正データを得る工程である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−３３８８７４号公報（段落番号０００２〜０００３、図１，図６参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、核医学診断装置による診断が遅延しないために、補正工程、及びこの補正工程と撮像工程との切り替えが迅速であることが要求される。一方で、核医学診断装置が撮像工程にあるとき、補正用放射線から漏洩する補正線が誤って放射線検出器に計数されないように補正用線源を放射線検出器から十分離れた位置に退避させる必要がある。
また、補正用線源の一連の動作は、核医学診断装置の操作性の観点から自動で行われる必要があるとともにその動作が安定していることが要求される。
このような要求を充足させて補正工程と撮像工程とを切り替えて連続的に実施をするとなると補正用線源の動作機構は複雑化し核医学診断装置の大型化が避けられない問題がある。
このように、核医学診断装置が大型化すると、スペース的な制約の多い病院等の建屋に核医学診断装置を導入することが困難になる。さらに、核医学診断装置が大型化して被験者が挿入される計測空間の内径が広がると、被験者から放射線検出器までの距離が離れて体内から放射される放射線の検出感度が低下し、得られる断層画像の画質の低下を招く問題がある。
【０００６】
本発明は、前記した問題を解決することを課題として創案されたものであり、装置を大型化させることなく、自動的な動作で補正工程及びこの補正工程と撮像工程との切り替えを迅速に安定して実行する核医学診断装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した課題を解決するために本発明は、核医学診断装置において、被検体の体内に取り込まれた核種から放射される放射線を検出する放射線検出器と、補正用線源から放射される補正線を前記被検体に透過させて前記放射線検出器に検出させる補正線放射機構部と、前記補正線放射機構部を前記被検体の体軸の周りに周回転させるとともに、前記補正用線源を収納する線源収納室が設けられている周回転機構部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このように発明が構成されることにより、補正用線源を被検体の体軸周りに周回させて補正用放射線を照射させて補正工程を実行することができる。そして、この補正工程が終了すると補正用線源は、周回転機構部に設けられている線源収納室に収納されて、すぐに撮像工程に移行することができる。そして、この線源収納室は、周回転機構部に設けられているので、別個に空間を占有することがない。さらに、周回転する補正線放射機構部の周軌道を、放射線検出器に近接させてとることができるので、被験者が挿入される計測空間の内径を狭めて構成させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により次のような効果が得られる。すなわち、装置が大型化することがない簡素化した構成で、補正工程及び補正工程から撮像工程への切り替えを迅速に安定して実行するとともに、被験者の断層画像を高画質で得ることができる核医学診断装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の核医学診断装置として好適なＰＥＴ装置の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態のＰＥＴ装置１０は、図１に示すように、ベッド１１と、データ処理装置１２と、表示装置１３と、撮像装置２０と、から構成されている。
このように構成されるＰＥＴ装置１０は、ベッド１１に載置された被検体を計測空間Ｒに挿入して、腫瘍組織から放射されるγ線（放射線）を撮像装置２０で検出し、この検出した信号をデータ処理装置１２でデータ処理して放射線が発生する座標空間上の点を特定し、表示装置１３でこの点の集合体を画像化して断層画像として表示するものである。このようにして、ＰＥＴ装置１０は、被検体の体内における腫瘍部位を特定するものである。
ところで、ＰＥＴ装置１０を用いて医学診断を行う場合、腫瘍部位を特定するための断層画像を得るための撮像工程と、この断層画像の画質向上に必要な補正データを得るための補正工程とを経る必要がある。そして、ベッド１１に載置された被検体は、計測空間Ｒに挿入された状態で、この撮像工程及び補正工程が実行されることになる。
【００１１】
図２を参照して説明を続ける。
ベッド１１は、その上に被検体Ｄを載置して、放射線検出器２１が円筒状に配列して形成される計測空間Ｒの中心軸と、被検体Ｄの体軸とが一致するように、被検体Ｄを固定するものである。
被検体Ｄには、例えば半減期が１１０分のフッ素１８（１８Ｆ）を含むＦＤＧが投与されており、糖代謝により被検体Ｄの腫瘍組織に集積したＦＤＧに含まれるフッ素１８（１８Ｆ）から陽電子が放出され、この放出された陽電子と付近の電子とが対で消滅した際に生起したγ線（放射線）が放射されるようになっている。
【００１２】
データ処理装置１２は、γ線（放射線）が検出される放射線検出器２１の位置、γ線の波高値及び検出時刻のデータを蓄積できるようになっている。
そして、補正工程においてデータ処理装置１２は、補正用線源３１（図３参照）から被検体Ｄを透過して各放射線検出器２１で検出される補正線Ｔの波高値を補正データとして蓄積する。この補正工程で得られた補正線Ｔの波高値は、被検体Ｄを透過する際の放射線の減衰特性に関する情報を含んでいるものである。
また、撮像工程においてデータ処理装置１２は、被検体Ｄの体内から放射されて放射線検出器２１で検出されるγ線（放射線）を、内蔵する同時計測装置１２ａによって所定の時間間隔で検出する。このようにして撮像工程で得られた撮像データに対して前記した補正データに基づき所定の補正演算処理を行うとともに、同時に計測される放射線検出器２１上の二箇所の位置から、５１１ｋｅＶのγ線の発生する空間座標上の点が特定される。
【００１３】
表示装置１３は、特定された前記空間座標上の点を断層画像化して被検体Ｄの腫瘍部位を特定するとともに、所定の医学診断を行うための各種オペレーションを実施するものである。
【００１４】
図３を参照して説明を続ける。
撮像装置２０は、放射線検出器２１と、前面エンドシールド２２と、筐体２３と、線源シールド２４，２５と、補正線放射機構部３０と、周回転機構部４０と、直動機構部５０とから構成される。
このように構成される撮像装置２０は、ベッド１１に載置された被検体Ｄを計測空間Ｒに挿入して、撮像工程において被検体Ｄの体内から放出されるγ線（放射線）を検出して断層画像を作成するのに必要な、前記した撮像データをデータ処理装置１２（図１参照）に出力するものである。
また撮像装置２０は、補正工程において、このγ線が被検体Ｄを透過する際に生じる減衰により生じる断層画像の画質低下を回復させるのに必要な、前記した補正データをデータ処理装置１２（図１参照）に出力するものである。
【００１５】
放射線検出器２１は、被検体Ｄの体内に取り込まれた核種から放射される放射線を検出するものである。この放射線検出器２１は、円周状にその複数個が配列して形成される円筒形状の中空部分が、計測空間Ｒとなるように構成されている。この放射線検出器２１は、計測空間Ｒに接する面はもとよりその奥行き方向にいたるまで、放射線を検出するための検出器が多数（例えば、数万個から数十万個）稠密に配置されている。
このように構成される放射線検出器２１は、撮像工程において、被検体Ｄの体内から互いに反対方向（１８０度±０．６度）に放射される一対のγ線が、計測空間Ｒの外周面に入射する位置を、高い精度で検出するものである。
さらに放射線検出器２１は、補正工程において、被検体Ｄにおけるγ線の減衰特性を知るために、被検体Ｄを透過する補正線Ｔの波高値を検出するものである。
【００１６】
前面エンドシールド２２は、γ線の遮蔽性に優れる鉛材料などによって構成され、放射線検出器２１が円周状に配列してなる円筒形状の被験者Ｄが挿入される側に筐体２３に固定して設けられている。
このように構成される前面エンドシールド２２は計測空間Ｒの外部から外乱（例えば、被験者Ｄの脚部あたりから放射されるγ線）が放射線検出器２１に侵入するのを遮蔽するものである。
【００１７】
筐体２３は、撮像装置２０の接地面に接するとともに、ベッド１１及び被検体Ｄに対して、撮像装置２０を構成するその他の構成部品が、相対的に適正な位置に配置されるように機械的に支持するものである。
【００１８】
線源シールド２４，２５は、図面上、簡略化されて記載されているが、筐体２３に直接支持されて配置されるものである。そして、体軸Ｚの周りを回転する線源収納室４５が最下点に位置するところで、この線源収納室４５の上側に上面線源シールド２５が位置して、その開口部分に側面線源シールド２４が位置するように配置される。
【００１９】
この側面線源シールド２４は、図４（ａ）に示されるように、線源収納室４５が最下点以外の位置に配置しているときは略水平な傾きを示し、図５（ａ）に示されるように、線源収納室４５が最下点に配置して補正用線源３１が収納されているときは略垂直な傾きを示し線源収納室４５の開口を閉じるものである。
このように、線源シールド２４，２５は、補正用線源３１が線源収納室４５に収納されている状態で、補正用線源３１の近傍に配置されることとなり、計測空間Ｒに向けて放射される補正線を遮蔽する。
【００２０】
図３（ａ）に戻って説明を続ける。
補正線放射機構部３０は、補正用線源３１と、線源支持軸３２と、保持片３３とから構成されるものである。このように構成される補正線放射機構部３０は、補正工程において補正用線源３１から放射される補正線Ｔを被検体Ｄに透過させて放射線検出器２１に検出させるものである。
また補正線放射機構部３０は、撮像工程において、補正用線源３１を計測空間Ｒの外に退避させて、補正線Ｔが被検体Ｄ及び放射線検出器２１に照射されないようにするものである。
【００２１】
このように補正線放射機構部３０を用いてγ線の減衰特性を調べる必要があるのは、被検体Ｄの表面部から放射されるγ線と深層部から放射されるγ線とでは、放射線検出器２１において検出されるγ線検出効率が相違することによる。これは、被検体Ｄの体内から放射されるγ線は、体内を進行する過程で吸収されたり散乱されたりして減衰するからである。このような放射線の減衰は、撮像される被検体の断層画像の画質を低下させるものである。
そこで、撮像工程で被検体Ｄから放射されるγ線を放射線検出器２１で検出して得た撮像データに対し、補正工程で被検体Ｄを透過させた補正線Ｔを放射線検出器２１で検出して得た補正データを適用して断層画像の画質を向上させるわけである。
【００２２】
補正用線源３１は、例えば、エネルギーが５１１ｋｅＶのゲルマニウム６８−ガリウム６８（６８Ｇｅ−６８Ｇａ）やエネルギーが６６２ｋｅＶのセシウム１３７（１３７Ｃｓ）である。
このように構成される補正用線源３１は、被検体Ｄに向けて補正線Ｔを照射して、放射線検出器２１により検出されるγ線が被検体Ｄを透過する際の減衰特性を明らかにするものである。
【００２３】
線源支持軸３２は、被検体Ｄの体軸Ｚと略平行に配置される長尺の棒状のものであって、その先端に補正用線源３１が固定され、終端には後記する保持片３３が設けられている。
そして、線源支持軸３２は、後記する軸支部材４６により、周回転機構部４０の一部に長手方向へ変位自在に支持されるものである。
保持片３３は、補正線放射機構部３０の末端に設けられて、周回転する補正線放射機構部３０が最下点に位置するときに案内片５１に保持されて、直動機構部５０の動作に応じて補正線放射機構部３０をその長手方向に変位させるものである。そして、保持片３３は、補正線放射機構部３０が周回転して最下点から位置を替えると後記する案内片５１の保持が解除されるように構成されている。
【００２４】
周回転機構部４０は、後面エンドシールド４１と、転動部材４２と、回転部材４３と、歯合部材４４と、線源収納室４５と、軸支部材４６と、駆動手段４７とから構成されるものである。このように構成される周回転機構部４０は、補正工程において、補正線放射機構部３０を被検体Ｄの体軸Ｚの周りに周回転させるとともに、撮像工程において、線源収納室４５に補正用線源３１を収納するものである。このように周回転機構部４０が動作することにより、被検体Ｄに対して補正線Ｔを全方位から照射させるとともに、その透過した補正線Ｔは、体軸Ｚに対して補正用線源３１と対称に位置する放射線検出器２１に入射することになる。このようにして、補正工程が実行されることになる。
【００２５】
後面エンドシールド４１は、体軸Ｚに対して軸対称な円環状を有し、さらに計測空間Ｒを挟んで前面エンドシールド２２に対称な位置に配置されている。そして、後面エンドシールド４１は、後記する回転部材４３に対して同軸に固定され、この回転部材４３とともに体軸Ｚを中心に回転するものである。そして、後面エンドシールド４１は、計測空間Ｒの外部から外乱が放射線検出器２１に侵入するのを防ぐものである。
また後面エンドシールド４１には、線源収納室４５に収納される補正用線源３１が通過するための切欠部位４１ａが設けられている。
【００２６】
転動部材４２は、後記する回転部材４３が体軸Ｚを中心として回転するように、筐体２３に連結するものである。転動部材４２は、剛性が高く回転の際に発生する振動の少ないベアリング等で構成されることが望ましい。
回転部材４３は、体軸Ｚに対して軸対称な円環状を有し、その外周に設けられた歯合部材４４に駆動手段４７の歯車に噛み合わせて、この歯車が回転駆動するのに同期して体軸Ｚを中心に回転するものである。
そして、回転部材４３の一部には、補正線放射機構部３０が軸支部材４６を介して支持されている。
このように構成される回転部材４３は、筐体２３側に固定されている駆動手段４７（例えばモータ）が駆動すると、図４（ｂ）に示されるように周軌道Ｍで補正線放射機構部３０を周回転させる。これにあわせて補正線放射機構部３０の先端に支持される補正用線源３１も、体軸Ｚの周りで周軌道Ｍの周回転を行うことになる。
【００２７】
線源収納室４５は、回転部材４３の内部に設けられ、計測空間Ｒから退避してきた補正用線源３１が収納される空間である。なお、線源収納室４５の計測空間Ｒに通じる開口には、後面エンドシールド４１の切欠部位４１ａが位置しているとともに、この線源収納室４５が体軸Ｚの周りに周回転して最下位に位置している状態で、この開口を開閉するように側面線源シールド２４が動作できるようになっている。
【００２８】
軸支部材４６は、線源収納室４５の前記した開口とは反対側の回転部材４３の側面に設けられているものである。そして、軸支部材４６は、周回転機構部４０に対して補正線放射機構部３０を支持するものであって、補正用線源３１が体軸Ｚと略平行に変位するように線源支持軸３２を支持するものである。
【００２９】
直動機構部５０は、案内片５１と、直線軌道５２とから構成される。このように構成される直動機構部５０は、補正線放射機構部３０を体軸Ｚと略平行に変位させるものである。
案内片５１は、体軸Ｚの周りに周回転して最下点に位置する補正線放射機構部３０の保持片３３を保持して、この補正線放射機構部３０を体軸Ｚと略平行に変位させるものである。そして、案内片５１は、最下点に位置する補正線放射機構部３０が周回転を開始すると、保持片３３を保持するのを解除して、周回転し終わった補正線放射機構部３０の保持片３３を再び保持するものである。
【００３０】
直線軌道５２は、筐体２３に固定されており、案内片５１の変位する方向を体軸Ｚと同じ方向に規定するものである。そして、直線軌道５２は、案内片５１を変位させるとともに、所定の位置に停止させる機能も有している。これにより、補正用線源３１は、計測空間Ｒの内部に正確に位置付けされるとともに、線源収納室４５に正確に収納されることとなる。
【００３１】
図６を参照して説明を続ける。
補正線放射機構部３０（適宜図３参照）は、図６（ａ）に示されるように、すでに前記した補正用線源３１と、線源支持軸３２と、保持片３３とに加え、係止ピン３４と、線源保持部材３５と、放射口３６とが設けられている。
係止ピン３４は、軸支部材４６（図６（ｃ）参照）に設けられている後記する係入部位７６に係入して、線源保持部材３５の放射口３６が被験者Ｄ（図１参照）を向く方向に固定されるよう、補正線放射機構部３０の軸回転を防止するものである。
【００３２】
線源保持部材３５は、鉛やタングステン材料から構成され、その内部に補正用線源３１を収納するものである。そして、線源保持部材３５は、補正用線源３１が収納されている部分から外部に通じる放射口３６が、計測空間Ｒの体軸Ｚを向くように線源支持軸３２の先端に固定されている。
このように構成される線源保持部材３５は、補正用線源３１を保持して出力される補正線Ｔの進行方向を所定方向に規定するとともに規定方向以外の放射線の漏洩を抑える役割を果たすものである。
【００３３】
軸支部材４６（適宜図３参照）は、体軸Ｚから見た上面図（図６（ｂ））、及び側面図（図６（ｃ））に示されるように、摺接面７１と、円筒部材７２と、固定フランジ７３と、係合部材７５、係入部位７６とが設けられていて、回転部材４３に孔を穿つ形で固定されている。
摺接面７１は、円筒形状の円筒部材７２の内周面であって、軸支部材４６に支持される補正線放射機構部３０の外周面に摺接する部分である。
円筒部材７２は、長手方向に変位する補正線放射機構部３０を案内するとともに回転部材４３に対してこの補正線放射機構部３０を支持するものである。そして、円筒部材７２の末端には、補正線放射機構部３０に設けられる係止ピン３４が係入する係入部位７６の切欠が設けられている。
【００３４】
固定フランジ７３は、締結孔７４に挿入される締結部材により回転部材４３と軸支部材４６とを固定するものである。
係合部材７５は、係入部位７６に係入した係止ピン３４に係合して補正線放射機構部３０の長手方向の変位を係止するものである。
係入部位７６は、補正線放射機構部３０に設けられている係止ピン３４を係入してこの補正線放射機構部３０の軸回転を止めるものである。
【００３５】
（動作説明）
【００３６】
次に、図３、図４、図５、図７を参照して本発明の実施形態に係る核医学診断装置の動作説明を行う。ここでは、断層画像の画質を向上させるための補正データを取得する補正工程を実施してから被検体Ｄの断層画像を撮像する撮像工程を実施する手順で説明を行う。なお、実際のＰＥＴ診断の工程において、この撮像工程、補正工程の実施順序、あるいは、補正工程、被検体Ｄへの放射性薬剤の投与の実施順序等は、任意であるとする。
【００３７】
まず、補正工程では、図３（ａ）に示されるように、被検体Ｄを載置したベッド１１を計測空間Ｒに挿入する。そして、直動機構部５０を駆動させて、補正用線源３１を線源収納室４５から計測空間Ｒに配置させる。このとき、補正線放射機構部３０は、補正線Ｔの進行方向が被検体Ｄに向いている。
【００３８】
このときの直動機構部５０の動作を図７を参照して説明する。補正工程に移行する直前の補正用線源３１は、図７（ａ）に示されるように、放射口３６を上方に向けて線源収納室４５の内部に収納されている。この状態から、直動機構部５０を動作させて、案内片５１を計測空間Ｒの方向に向けて変位させると、案内片５１の押入面５１ｂが保持片３３の外端面３３ｂを押して、補正用線源３１を線源収納室４５から出庫させる。
そして、図７（ｂ）に示されるように補正用線源３１が計測空間Ｒの所定の位置に配置したところで案内片５１は停止する。次に、案内片５１は図７（ｃ）に示されるように、反対方向にΔＬだけ変位して、保持片３３の外端面３３ｂと案内片５１の押入面５１ｂとの接触を解除する。さらに、図示略されている係合部材７５（図６（ｃ）参照）が係止ピン３４に係合して、補正線放射機構部３０の軸回転及び長手方向の変位が固定される。
【００３９】
そして、図４に示されるように、周回転機構部４０を動作させて、放射される補正線Ｔが被検体Ｄに向いている状態で、補正用線源３１を体軸Ｚの周りの周軌道Ｍに沿って周回させる。これにより、補正線Ｔが被検体Ｄに対して全方位から照射されることになる。そして、この全方位から照射された補正線Ｔは被検体Ｄを透過して放射線検出器２１で検出されることとなり、被検体Ｄにおけるγ線の減衰特性を補正する補正データが得られる。
【００４０】
なお、周回転機構部４０の周回運動は、補正線Ｔが図の破線で示されるように拡散して三次元的に補正データを取得するものであれば一回転でよいが、補正線Ｔが拡散せずに二次元的に補正データを取得するものであれば、補正用線源３１を体軸Ｚと略平行に変位させながら数回回転させる必要がある。もしくは、補正用線源３１の体軸Ｚ方向の変位はそのままで、被検体Ｄを載置したままベッド１１を体軸Ｚ方向に変位さることもあり得る。
【００４１】
周回転機構部４０が周回転して補正工程を終了し最下点の位置に戻ると、図７（ｃ）に示すように再び保持片３３が案内片５１に保持される。そして、係合部材７５（図６（ｃ）参照）と係止ピン３４との係合を解除し、今度は図７（ｄ）に示されるように、案内片５１を、計測空間Ｒとは反対方向に変位させる。すると、案内片５１の引出面５１ａが保持片３３の内端面３３ａを押して、補正用線源３１を線源収納室４５に移動させる。そして、補正用線源３１が線源収納室４５に収納されたところで案内片５１は停止する。
【００４２】
さらに、図７（ｅ）に示されるように、補正線放射機構部３０が１８０°軸回転すれば、補正線Ｔの進行方向が反転して、被検体Ｄや放射線検出器２１とは逆方向に配向することとなり、補正線Ｔは放射線検出器２１により入射しにくくなる。このように、補正線放射機構部３０を１８０°軸回転させる機構としては、例えば、図５（ｂ）に示されるような、反転機構部６０を、直動機構部５０の終端に設け、補正用線源３１が線源収納室４５に収納される位置で、保持片３３に当接するように配置することが考えられる。このような、反転機構部６０を備える場合は、上面線源シールド２５を設ける必要がないか又は薄くすることができる点において好適である。
【００４３】
以上で補正工程を終了し、撮像工程に移行する。
図５（ａ）に示されるように、補正線Ｔが計測空間Ｒに放射されない状態になったところで、連続的に撮像工程に移ることとなる。撮像工程では、被検体Ｄから放出されるγ線を放射線検出器２１が計数することによって、被検体Ｄの断層画像を得るのに必要な撮像データを取得する。この撮像工程においては、補正用線源３１から放出される補正線が誤って放射線検出器２１に計数（コンタミネーション）されることがないので高画質の被検体の断層画像が得られることになる。
【００４４】
以上説明したとおり本発明に係る核医学診断装置１０では、補正用線源３１を収納する線源収納室４５が周回転機構部４０に設けられているので、補正工程、及びこの補正工程と撮像工程との切り替えを迅速に実施することが可能である。このため、補正工程と撮像工程が繰り返されても核医学診断装置１０による診断が遅延することがない。
また、核医学診断装置１０が撮像工程にあるとき、補正用線源３１は、周りが線源シールド２４，２５に囲まれている線源収納室４５に収納されるので、補正線が漏洩して誤って放射線検出器に計数される可能性が低減する。
また、補正工程及びこの補正工程と撮像工程との切り替えに伴う、補正用線源３１の一連の動作は自動で行われるので、核医学診断装置１０を操作する者の負担が減る。
【００４５】
さらに、補正用線源３１を動作させる機構は簡素化されているので核医学診断装置の大型化が回避される。特に、周回転機構部４０とともに回転する後面エンドシールド４１に切欠部位４１ａが設けられていることにより、補正線放射機構部３０を放射線検出器２１に近接させて配置することができる。これにより、被験者Ｄが挿入される円筒形状の計測空間Ｒの内径を小さくすることができるので、被験者Ｄから放射線検出器２１までの距離が近くなり体内から放射される放射線の検出感度を高めて、得られる断層画像の画質を向上させることができる。
【００４６】
なお以上の本発明に係る核医学診断装置としてＰＥＴ装置を実施形態に挙げて説明を行ったが、本発明の核医学診断装置は、ＰＥＴ装置に限定されるものではなく補正用線源を備えた核医学診断装置の全般に適用することが可能である。例えばＳＰＥＣＴ装置にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の核医学診断装置の実施形態を示すＰＥＴ装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係る核医学診断装置の撮像装置の周方向断面を模式的に示す概念図である。
【図３】実施形態に係る核医学診断装置の補正工程の一工程を示す図であって（ａ）は撮像装置の被検体の体軸に沿った縦断面図であり、（ｂ）は体軸に直交する縦断面図である。
【図４】実施形態に係る核医学診断装置の補正工程の一工程を示す図であって（ａ）は撮像装置の被検体の体軸に沿った縦断面図であり、（ｂ）は体軸に直交する縦断面図である。
【図５】（ａ）は実施形態に係る核医学診断装置の撮像工程を示す図であって、撮像装置の被検体の体軸に沿った縦断面図であり、（ｂ）は他の実施形態に係る核医学診断装置の撮像工程を示す図である。
【図６】（ａ）は本発明に適用される補正線放射機構部の実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）は本発明に適用される軸支部材を被検体の体軸から見た上面図であり、（ｃ）はこの軸支部材の側面図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は本発明に適用される補正線放射機構部及び直動機構部の動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ ＰＥＴ装置（核医学診断装置）
２０ 撮像装置
２１ 放射線検出器
３０ 補正線放射機構部
３１ 補正用線源
３２ 線源支持軸
３３ 保持片
３４ 係止ピン
４０ 周回転機構部
４１ 後面エンドシールド（エンドシールド）
４１ａ 切欠部位
４３ 回転部材
４５ 線源収納室
４６ 軸支部材
５０ 直動機構部
５１ 案内片
６０ 反転機構部
７５ 係合部材
７６ 係入部位
Ｄ 被検体
Ｍ 周軌道
Ｒ 計測空間
Ｔ 補正線
Ｚ 体軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を利用する核医学診断装置に関し、特に、医学診断を高精度に行うための補正用線源を備える核医学診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線を利用して医学診断を行う核医学診断装置のうち、陽電子放出型断層画像装置（以下、ＰＥＴ：Positron Emission computed Tomographyという）、単光子放出型断層画像装置（以下、ＳＰＥＣＴ：Single Photon Emission Computed Tomographyという）は、放射性薬剤を被検体（患者）に投与し、この投与された放射性薬剤の体内における分布を計測して断層画像を得る手法である。このような手法を採用することにより、分子レベルでの機能や代謝の検出が可能となり身体機能に基づく断層画像を提供することが可能になる。
投与される放射性薬剤として、ＰＥＴでは陽電子放出核種（１８Ｆ，１５Ｏ，１１Ｃ等）を含むものが、ＳＰＥＣＴでは単光子放出核種（９９Ｔｃ，６７Ｇａ，２０１Ｔｌ等）を含むものが用いられる。
【０００３】
ここで、ＰＥＴについて代表して説明すると、被検体の体内に取り込まれた陽電子放出核種を含む放射性薬剤（例えば、フルオロデオキシグルコース（2-[F-18]fluoro-2-deoxy-D-glucose、ＦＤＧ））は、糖代謝により被検体の腫瘍組織に集積する性質を有している。
そして集積した位置で陽電子放出核種が崩壊すると陽電子（ポジトロン：β＋）を放出し、付近の細胞の電子と結合して消滅する。このように陽電子が消滅する際、互いに反対方向（１８０度±０．６度）に、それぞれ５１１ｋｅＶのエネルギーを有する一対のγ線（放射線）が放出される。
このように放出された一対のγ線は、被検体の周囲に配置された多数の放射線検出器のうち二箇所で同時に検出される。そして、このように検出されたデータを蓄積して放射位置（つまり、放射性薬剤の集積位置）を同定して画像化し被検体における腫瘍部位を特定することができる。
【０００４】
ところで、このような核医学診断装置では、被検体の体内に取り込まれた核種（陽電子放出核種又は単光子放出核種）から放出される放射線は、被検体の体内を進行する過程で、吸収されたり散乱したりして減衰するものである。このような放射線の減衰は、撮像される被検体の断層画像の画質を低下させるものである。
このため、そのような画質の低下を補正するために、被検体の体内に取り込まれた核種から放射される放射線を検出して断層画像を得る撮像工程とは別個に、補正工程を設けている。この補正工程とは、補正用線源を被検体の体軸の周りに回転させて補正線を被検体に照射して、放射線の減衰補正及び装置感度の補正を行う補正データを得る工程である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−３３８８７４号公報（段落番号０００２〜０００３、図１，図６参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、核医学診断装置による診断が遅延しないために、補正工程、及びこの補正工程と撮像工程との切り替えが迅速であることが要求される。一方で、核医学診断装置が撮像工程にあるとき、補正用放射線から漏洩する補正線が誤って放射線検出器に計数されないように補正用線源を放射線検出器から十分離れた位置に退避させる必要がある。
また、補正用線源の一連の動作は、核医学診断装置の操作性の観点から自動で行われる必要があるとともにその動作が安定していることが要求される。
このような要求を充足させて補正工程と撮像工程とを切り替えて連続的に実施をするとなると補正用線源の動作機構は複雑化し核医学診断装置の大型化が避けられない問題がある。
このように、核医学診断装置が大型化すると、スペース的な制約の多い病院等の建屋に核医学診断装置を導入することが困難になる。さらに、核医学診断装置が大型化して被験者が挿入される計測空間の内径が広がると、被験者から放射線検出器までの距離が離れて体内から放射される放射線の検出感度が低下し、得られる断層画像の画質の低下を招く問題がある。
【０００６】
本発明は、前記した問題を解決することを課題として創案されたものであり、装置を大型化させることなく、自動的な動作で補正工程及びこの補正工程と撮像工程との切り替えを迅速に安定して実行する核医学診断装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した課題を解決するために本発明は、核医学診断装置において、被検体の体内に取り込まれた核種から放射される放射線を検出する放射線検出器と、補正用線源から放射される補正線を前記被検体に透過させて前記放射線検出器に検出させる補正線放射機構部と、前記補正線放射機構部を前記被検体の体軸の周りに周回転させるとともに、前記補正用線源を収納する線源収納室が設けられている周回転機構部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このように発明が構成されることにより、補正用線源を被検体の体軸周りに周回させて補正用放射線を照射させて補正工程を実行することができる。そして、この補正工程が終了すると補正用線源は、周回転機構部に設けられている線源収納室に収納されて、すぐに撮像工程に移行することができる。そして、この線源収納室は、周回転機構部に設けられているので、別個に空間を占有することがない。さらに、周回転する補正線放射機構部の周軌道を、放射線検出器に近接させてとることができるので、被験者が挿入される計測空間の内径を狭めて構成させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により次のような効果が得られる。すなわち、装置が大型化することがない簡素化した構成で、補正工程及び補正工程から撮像工程への切り替えを迅速に安定して実行するとともに、被験者の断層画像を高画質で得ることができる核医学診断装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の核医学診断装置として好適なＰＥＴ装置の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態のＰＥＴ装置１０は、図１に示すように、ベッド１１と、データ処理装置１２と、表示装置１３と、撮像装置２０と、から構成されている。
このように構成されるＰＥＴ装置１０は、ベッド１１に載置された被検体を計測空間Ｒに挿入して、腫瘍組織から放射されるγ線（放射線）を撮像装置２０で検出し、この検出した信号をデータ処理装置１２でデータ処理して放射線が発生する座標空間上の点を特定し、表示装置１３でこの点の集合体を画像化して断層画像として表示するものである。このようにして、ＰＥＴ装置１０は、被検体の体内における腫瘍部位を特定するものである。
ところで、ＰＥＴ装置１０を用いて医学診断を行う場合、腫瘍部位を特定するための断層画像を得るための撮像工程と、この断層画像の画質向上に必要な補正データを得るための補正工程とを経る必要がある。そして、ベッド１１に載置された被検体は、計測空間Ｒに挿入された状態で、この撮像工程及び補正工程が実行されることになる。
【００１１】
図２を参照して説明を続ける。
ベッド１１は、その上に被検体Ｄを載置して、放射線検出器２１が円筒状に配列して形成される計測空間Ｒの中心軸と、被検体Ｄの体軸とが一致するように、被検体Ｄを固定するものである。
被検体Ｄには、例えば半減期が１１０分のフッ素１８（１８Ｆ）を含むＦＤＧが投与されており、糖代謝により被検体Ｄの腫瘍組織に集積したＦＤＧに含まれるフッ素１８（１８Ｆ）から陽電子が放出され、この放出された陽電子と付近の電子とが対で消滅した際に生起したγ線（放射線）が放射されるようになっている。
【００１２】
データ処理装置１２は、γ線（放射線）が検出される放射線検出器２１の位置、γ線の波高値及び検出時刻のデータを蓄積できるようになっている。
そして、補正工程においてデータ処理装置１２は、補正用線源３１（図３参照）から被検体Ｄを透過して各放射線検出器２１で検出される補正線Ｔの波高値を補正データとして蓄積する。この補正工程で得られた補正線Ｔの波高値は、被検体Ｄを透過する際の放射線の減衰特性に関する情報を含んでいるものである。
また、撮像工程においてデータ処理装置１２は、被検体Ｄの体内から放射されて放射線検出器２１で検出されるγ線（放射線）を、内蔵する同時計測装置１２ａによって所定の時間間隔で検出する。このようにして撮像工程で得られた撮像データに対して前記した補正データに基づき所定の補正演算処理を行うとともに、同時に計測される放射線検出器２１上の二箇所の位置から、５１１ｋｅＶのγ線の発生する空間座標上の点が特定される。
【００１３】
表示装置１３は、特定された前記空間座標上の点を断層画像化して被検体Ｄの腫瘍部位を特定するとともに、所定の医学診断を行うための各種オペレーションを実施するものである。
【００１４】
図３を参照して説明を続ける。
撮像装置２０は、放射線検出器２１と、前面エンドシールド２２と、筐体２３と、線源シールド２４，２５と、補正線放射機構部３０と、周回転機構部４０と、直動機構部５０とから構成される。
このように構成される撮像装置２０は、ベッド１１に載置された被検体Ｄを計測空間Ｒに挿入して、撮像工程において被検体Ｄの体内から放出されるγ線（放射線）を検出して断層画像を作成するのに必要な、前記した撮像データをデータ処理装置１２（図１参照）に出力するものである。
また撮像装置２０は、補正工程において、このγ線が被検体Ｄを透過する際に生じる減衰により生じる断層画像の画質低下を回復させるのに必要な、前記した補正データをデータ処理装置１２（図１参照）に出力するものである。
【００１５】
放射線検出器２１は、被検体Ｄの体内に取り込まれた核種から放射される放射線を検出するものである。この放射線検出器２１は、円周状にその複数個が配列して形成される円筒形状の中空部分が、計測空間Ｒとなるように構成されている。この放射線検出器２１は、計測空間Ｒに接する面はもとよりその奥行き方向にいたるまで、放射線を検出するための検出器が多数（例えば、数万個から数十万個）稠密に配置されている。
このように構成される放射線検出器２１は、撮像工程において、被検体Ｄの体内から互いに反対方向（１８０度±０．６度）に放射される一対のγ線が、計測空間Ｒの外周面に入射する位置を、高い精度で検出するものである。
さらに放射線検出器２１は、補正工程において、被検体Ｄにおけるγ線の減衰特性を知るために、被検体Ｄを透過する補正線Ｔの波高値を検出するものである。
【００１６】
前面エンドシールド２２は、γ線の遮蔽性に優れる鉛材料などによって構成され、放射線検出器２１が円周状に配列してなる円筒形状の被験者Ｄが挿入される側に筐体２３に固定して設けられている。
このように構成される前面エンドシールド２２は計測空間Ｒの外部から外乱（例えば、被験者Ｄの脚部あたりから放射されるγ線）が放射線検出器２１に侵入するのを遮蔽するものである。
【００１７】
筐体２３は、撮像装置２０の接地面に接するとともに、ベッド１１及び被検体Ｄに対して、撮像装置２０を構成するその他の構成部品が、相対的に適正な位置に配置されるように機械的に支持するものである。
【００１８】
線源シールド２４，２５は、図面上、簡略化されて記載されているが、筐体２３に直接支持されて配置されるものである。そして、体軸Ｚの周りを回転する線源収納室４５が最下点に位置するところで、この線源収納室４５の上側に上面線源シールド２５が位置して、その開口部分に側面線源シールド２４が位置するように配置される。
【００１９】
この側面線源シールド２４は、図４（ａ）に示されるように、線源収納室４５が最下点以外の位置に配置しているときは略水平な傾きを示し、図５（ａ）に示されるように、線源収納室４５が最下点に配置して補正用線源３１が収納されているときは略垂直な傾きを示し線源収納室４５の開口を閉じるものである。
このように、線源シールド２４，２５は、補正用線源３１が線源収納室４５に収納されている状態で、補正用線源３１の近傍に配置されることとなり、計測空間Ｒに向けて放射される補正線を遮蔽する。
【００２０】
図３（ａ）に戻って説明を続ける。
補正線放射機構部３０は、補正用線源３１と、線源支持軸３２と、保持片３３とから構成されるものである。このように構成される補正線放射機構部３０は、補正工程において補正用線源３１から放射される補正線Ｔを被検体Ｄに透過させて放射線検出器２１に検出させるものである。
また補正線放射機構部３０は、撮像工程において、補正用線源３１を計測空間Ｒの外に退避させて、補正線Ｔが被検体Ｄ及び放射線検出器２１に照射されないようにするものである。
【００２１】
このように補正線放射機構部３０を用いてγ線の減衰特性を調べる必要があるのは、被検体Ｄの表面部から放射されるγ線と深層部から放射されるγ線とでは、放射線検出器２１において検出されるγ線検出効率が相違することによる。これは、被検体Ｄの体内から放射されるγ線は、体内を進行する過程で吸収されたり散乱されたりして減衰するからである。このような放射線の減衰は、撮像される被検体の断層画像の画質を低下させるものである。
そこで、撮像工程で被検体Ｄから放射されるγ線を放射線検出器２１で検出して得た撮像データに対し、補正工程で被検体Ｄを透過させた補正線Ｔを放射線検出器２１で検出して得た補正データを適用して断層画像の画質を向上させるわけである。
【００２２】
補正用線源３１は、例えば、エネルギーが５１１ｋｅＶのゲルマニウム６８−ガリウム６８（６８Ｇｅ−６８Ｇａ）やエネルギーが６６２ｋｅＶのセシウム１３７（１３７Ｃｓ）である。
このように構成される補正用線源３１は、被検体Ｄに向けて補正線Ｔを照射して、放射線検出器２１により検出されるγ線が被検体Ｄを透過する際の減衰特性を明らかにするものである。
【００２３】
線源支持軸３２は、被検体Ｄの体軸Ｚと略平行に配置される長尺の棒状のものであって、その先端に補正用線源３１が固定され、終端には後記する保持片３３が設けられている。
そして、線源支持軸３２は、後記する軸支部材４６により、周回転機構部４０の一部に長手方向へ変位自在に支持されるものである。
保持片３３は、補正線放射機構部３０の末端に設けられて、周回転する補正線放射機構部３０が最下点に位置するときに案内片５１に保持されて、直動機構部５０の動作に応じて補正線放射機構部３０をその長手方向に変位させるものである。そして、保持片３３は、補正線放射機構部３０が周回転して最下点から位置を替えると後記する案内片５１の保持が解除されるように構成されている。
【００２４】
周回転機構部４０は、後面エンドシールド４１と、転動部材４２と、回転部材４３と、歯合部材４４と、線源収納室４５と、軸支部材４６と、駆動手段４７とから構成されるものである。このように構成される周回転機構部４０は、補正工程において、補正線放射機構部３０を被検体Ｄの体軸Ｚの周りに周回転させるとともに、撮像工程において、線源収納室４５に補正用線源３１を収納するものである。このように周回転機構部４０が動作することにより、被検体Ｄに対して補正線Ｔを全方位から照射させるとともに、その透過した補正線Ｔは、体軸Ｚに対して補正用線源３１と対称に位置する放射線検出器２１に入射することになる。このようにして、補正工程が実行されることになる。
【００２５】
後面エンドシールド４１は、体軸Ｚに対して軸対称な円環状を有し、さらに計測空間Ｒを挟んで前面エンドシールド２２に対称な位置に配置されている。そして、後面エンドシールド４１は、後記する回転部材４３に対して同軸に固定され、この回転部材４３とともに体軸Ｚを中心に回転するものである。そして、後面エンドシールド４１は、計測空間Ｒの外部から外乱が放射線検出器２１に侵入するのを防ぐものである。
また後面エンドシールド４１には、線源収納室４５に収納される補正用線源３１が通過するための切欠部位４１ａが設けられている。
【００２６】
転動部材４２は、後記する回転部材４３が体軸Ｚを中心として回転するように、筐体２３に連結するものである。転動部材４２は、剛性が高く回転の際に発生する振動の少ないベアリング等で構成されることが望ましい。
回転部材４３は、体軸Ｚに対して軸対称な円環状を有し、その外周に設けられた歯合部材４４に駆動手段４７の歯車に噛み合わせて、この歯車が回転駆動するのに同期して体軸Ｚを中心に回転するものである。
そして、回転部材４３の一部には、補正線放射機構部３０が軸支部材４６を介して支持されている。
このように構成される回転部材４３は、筐体２３側に固定されている駆動手段４７（例えばモータ）が駆動すると、図４（ｂ）に示されるように周軌道Ｍで補正線放射機構部３０を周回転させる。これにあわせて補正線放射機構部３０の先端に支持される補正用線源３１も、体軸Ｚの周りで周軌道Ｍの周回転を行うことになる。
【００２７】
線源収納室４５は、回転部材４３の内部に設けられ、計測空間Ｒから退避してきた補正用線源３１が収納される空間である。なお、線源収納室４５の計測空間Ｒに通じる開口には、後面エンドシールド４１の切欠部位４１ａが位置しているとともに、この線源収納室４５が体軸Ｚの周りに周回転して最下位に位置している状態で、この開口を開閉するように側面線源シールド２４が動作できるようになっている。
【００２８】
軸支部材４６は、線源収納室４５の前記した開口とは反対側の回転部材４３の側面に設けられているものである。そして、軸支部材４６は、周回転機構部４０に対して補正線放射機構部３０を支持するものであって、補正用線源３１が体軸Ｚと略平行に変位するように線源支持軸３２を支持するものである。
【００２９】
直動機構部５０は、案内片５１と、直線軌道５２とから構成される。このように構成される直動機構部５０は、補正線放射機構部３０を体軸Ｚと略平行に変位させるものである。
案内片５１は、体軸Ｚの周りに周回転して最下点に位置する補正線放射機構部３０の保持片３３を保持して、この補正線放射機構部３０を体軸Ｚと略平行に変位させるものである。そして、案内片５１は、最下点に位置する補正線放射機構部３０が周回転を開始すると、保持片３３を保持するのを解除して、周回転し終わった補正線放射機構部３０の保持片３３を再び保持するものである。
【００３０】
直線軌道５２は、筐体２３に固定されており、案内片５１の変位する方向を体軸Ｚと同じ方向に規定するものである。そして、直線軌道５２は、案内片５１を変位させるとともに、所定の位置に停止させる機能も有している。これにより、補正用線源３１は、計測空間Ｒの内部に正確に位置付けされるとともに、線源収納室４５に正確に収納されることとなる。
【００３１】
図６を参照して説明を続ける。
補正線放射機構部３０（適宜図３参照）は、図６（ａ）に示されるように、すでに前記した補正用線源３１と、線源支持軸３２と、保持片３３とに加え、係止ピン３４と、線源保持部材３５と、放射口３６とが設けられている。
係止ピン３４は、軸支部材４６（図６（ｃ）参照）に設けられている後記する係入部位７６に係入して、線源保持部材３５の放射口３６が被験者Ｄ（図１参照）を向く方向に固定されるよう、補正線放射機構部３０の軸回転を防止するものである。
【００３２】
線源保持部材３５は、鉛やタングステン材料から構成され、その内部に補正用線源３１を収納するものである。そして、線源保持部材３５は、補正用線源３１が収納されている部分から外部に通じる放射口３６が、計測空間Ｒの体軸Ｚを向くように線源支持軸３２の先端に固定されている。
このように構成される線源保持部材３５は、補正用線源３１を保持して出力される補正線Ｔの進行方向を所定方向に規定するとともに規定方向以外の放射線の漏洩を抑える役割を果たすものである。
【００３３】
軸支部材４６（適宜図３参照）は、体軸Ｚから見た上面図（図６（ｂ））、及び側面図（図６（ｃ））に示されるように、摺接面７１と、円筒部材７２と、固定フランジ７３と、係合部材７５、係入部位７６とが設けられていて、回転部材４３に孔を穿つ形で固定されている。
摺接面７１は、円筒形状の円筒部材７２の内周面であって、軸支部材４６に支持される補正線放射機構部３０の外周面に摺接する部分である。
円筒部材７２は、長手方向に変位する補正線放射機構部３０を案内するとともに回転部材４３に対してこの補正線放射機構部３０を支持するものである。そして、円筒部材７２の末端には、補正線放射機構部３０に設けられる係止ピン３４が係入する係入部位７６の切欠が設けられている。
【００３４】
固定フランジ７３は、締結孔７４に挿入される締結部材により回転部材４３と軸支部材４６とを固定するものである。
係合部材７５は、係入部位７６に係入した係止ピン３４に係合して補正線放射機構部３０の長手方向の変位を係止するものである。
係入部位７６は、補正線放射機構部３０に設けられている係止ピン３４を係入してこの補正線放射機構部３０の軸回転を止めるものである。
【００３５】
（動作説明）
【００３６】
次に、図３、図４、図５、図７を参照して本発明の実施形態に係る核医学診断装置の動作説明を行う。ここでは、断層画像の画質を向上させるための補正データを取得する補正工程を実施してから被検体Ｄの断層画像を撮像する撮像工程を実施する手順で説明を行う。なお、実際のＰＥＴ診断の工程において、この撮像工程、補正工程の実施順序、あるいは、補正工程、被検体Ｄへの放射性薬剤の投与の実施順序等は、任意であるとする。
【００３７】
まず、補正工程では、図３（ａ）に示されるように、被検体Ｄを載置したベッド１１を計測空間Ｒに挿入する。そして、直動機構部５０を駆動させて、補正用線源３１を線源収納室４５から計測空間Ｒに配置させる。このとき、補正線放射機構部３０は、補正線Ｔの進行方向が被検体Ｄに向いている。
【００３８】
このときの直動機構部５０の動作を図７を参照して説明する。補正工程に移行する直前の補正用線源３１は、図７（ａ）に示されるように、放射口３６を上方に向けて線源収納室４５の内部に収納されている。この状態から、直動機構部５０を動作させて、案内片５１を計測空間Ｒの方向に向けて変位させると、案内片５１の押入面５１ｂが保持片３３の外端面３３ｂを押して、補正用線源３１を線源収納室４５から出庫させる。
そして、図７（ｂ）に示されるように補正用線源３１が計測空間Ｒの所定の位置に配置したところで案内片５１は停止する。次に、案内片５１は図７（ｃ）に示されるように、反対方向にΔＬだけ変位して、保持片３３の外端面３３ｂと案内片５１の押入面５１ｂとの接触を解除する。さらに、図示略されている係合部材７５（図６（ｃ）参照）が係止ピン３４に係合して、補正線放射機構部３０の軸回転及び長手方向の変位が固定される。
【００３９】
そして、図４に示されるように、周回転機構部４０を動作させて、放射される補正線Ｔが被検体Ｄに向いている状態で、補正用線源３１を体軸Ｚの周りの周軌道Ｍに沿って周回させる。これにより、補正線Ｔが被検体Ｄに対して全方位から照射されることになる。そして、この全方位から照射された補正線Ｔは被検体Ｄを透過して放射線検出器２１で検出されることとなり、被検体Ｄにおけるγ線の減衰特性を補正する補正データが得られる。
【００４０】
なお、周回転機構部４０の周回運動は、補正線Ｔが図の破線で示されるように拡散して三次元的に補正データを取得するものであれば一回転でよいが、補正線Ｔが拡散せずに二次元的に補正データを取得するものであれば、補正用線源３１を体軸Ｚと略平行に変位させながら数回回転させる必要がある。もしくは、補正用線源３１の体軸Ｚ方向の変位はそのままで、被検体Ｄを載置したままベッド１１を体軸Ｚ方向に変位さることもあり得る。
【００４１】
周回転機構部４０が周回転して補正工程を終了し最下点の位置に戻ると、図７（ｃ）に示すように再び保持片３３が案内片５１に保持される。そして、係合部材７５（図６（ｃ）参照）と係止ピン３４との係合を解除し、今度は図７（ｄ）に示されるように、案内片５１を、計測空間Ｒとは反対方向に変位させる。すると、案内片５１の引出面５１ａが保持片３３の内端面３３ａを押して、補正用線源３１を線源収納室４５に移動させる。そして、補正用線源３１が線源収納室４５に収納されたところで案内片５１は停止する。
【００４２】
さらに、図７（ｅ）に示されるように、補正線放射機構部３０が１８０°軸回転すれば、補正線Ｔの進行方向が反転して、被検体Ｄや放射線検出器２１とは逆方向に配向することとなり、補正線Ｔは放射線検出器２１により入射しにくくなる。このように、補正線放射機構部３０を１８０°軸回転させる機構としては、例えば、図５（ｂ）に示されるような、反転機構部６０を、直動機構部５０の終端に設け、補正用線源３１が線源収納室４５に収納される位置で、保持片３３に当接するように配置することが考えられる。このような、反転機構部６０を備える場合は、上面線源シールド２５を設ける必要がないか又は薄くすることができる点において好適である。
【００４３】
以上で補正工程を終了し、撮像工程に移行する。
図５（ａ）に示されるように、補正線Ｔが計測空間Ｒに放射されない状態になったところで、連続的に撮像工程に移ることとなる。撮像工程では、被検体Ｄから放出されるγ線を放射線検出器２１が計数することによって、被検体Ｄの断層画像を得るのに必要な撮像データを取得する。この撮像工程においては、補正用線源３１から放出される補正線が誤って放射線検出器２１に計数（コンタミネーション）されることがないので高画質の被検体の断層画像が得られることになる。
【００４４】
以上説明したとおり本発明に係る核医学診断装置１０では、補正用線源３１を収納する線源収納室４５が周回転機構部４０に設けられているので、補正工程、及びこの補正工程と撮像工程との切り替えを迅速に実施することが可能である。このため、補正工程と撮像工程が繰り返されても核医学診断装置１０による診断が遅延することがない。
また、核医学診断装置１０が撮像工程にあるとき、補正用線源３１は、周りが線源シールド２４，２５に囲まれている線源収納室４５に収納されるので、補正線が漏洩して誤って放射線検出器に計数される可能性が低減する。
また、補正工程及びこの補正工程と撮像工程との切り替えに伴う、補正用線源３１の一連の動作は自動で行われるので、核医学診断装置１０を操作する者の負担が減る。
【００４５】
さらに、補正用線源３１を動作させる機構は簡素化されているので核医学診断装置の大型化が回避される。特に、周回転機構部４０とともに回転する後面エンドシールド４１に切欠部位４１ａが設けられていることにより、補正線放射機構部３０を放射線検出器２１に近接させて配置することができる。これにより、被験者Ｄが挿入される円筒形状の計測空間Ｒの内径を小さくすることができるので、被験者Ｄから放射線検出器２１までの距離が近くなり体内から放射される放射線の検出感度を高めて、得られる断層画像の画質を向上させることができる。
【００４６】
なお以上の本発明に係る核医学診断装置としてＰＥＴ装置を実施形態に挙げて説明を行ったが、本発明の核医学診断装置は、ＰＥＴ装置に限定されるものではなく補正用線源を備えた核医学診断装置の全般に適用することが可能である。例えばＳＰＥＣＴ装置にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の核医学診断装置の実施形態を示すＰＥＴ装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係る核医学診断装置の撮像装置の周方向断面を模式的に示す概念図である。
【図３】実施形態に係る核医学診断装置の補正工程の一工程を示す図であって（ａ）は撮像装置の被検体の体軸に沿った縦断面図であり、（ｂ）は体軸に直交する縦断面図である。
【図４】実施形態に係る核医学診断装置の補正工程の一工程を示す図であって（ａ）は撮像装置の被検体の体軸に沿った縦断面図であり、（ｂ）は体軸に直交する縦断面図である。
【図５】（ａ）は実施形態に係る核医学診断装置の撮像工程を示す図であって、撮像装置の被検体の体軸に沿った縦断面図であり、（ｂ）は他の実施形態に係る核医学診断装置の撮像工程を示す図である。
【図６】（ａ）は本発明に適用される補正線放射機構部の実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）は本発明に適用される軸支部材を被検体の体軸から見た上面図であり、（ｃ）はこの軸支部材の側面図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は本発明に適用される補正線放射機構部及び直動機構部の動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ ＰＥＴ装置（核医学診断装置）
２０ 撮像装置
２１ 放射線検出器
３０ 補正線放射機構部
３１ 補正用線源
３２ 線源支持軸
３３ 保持片
３４ 係止ピン
４０ 周回転機構部
４１ 後面エンドシールド（エンドシールド）
４１ａ 切欠部位
４３ 回転部材
４５ 線源収納室
４６ 軸支部材
５０ 直動機構部
５１ 案内片
６０ 反転機構部
７５ 係合部材
７６ 係入部位
Ｄ 被検体
Ｍ 周軌道
Ｒ 計測空間
Ｔ 補正線
Ｚ 体軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の体内に取り込まれた核種から放射される放射線を検出する放射線検出器と、
補正用線源から放射される補正線を前記被検体に透過させて前記放射線検出器に検出させる補正線放射機構部と、
前記補正線放射機構部を前記被検体の体軸の周りに周回転させるとともに、前記補正用線源を収納する線源収納室が設けられている周回転機構部と、を備えることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項２】
前記周回転機構部には、
前記補正用線源が前記体軸と略平行に変位するようにこの補正用線源が固定される線源支持軸を支持する軸支部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の核医学診断装置。
【請求項３】
前記軸支部材には、前記補正線放射機構部に設けられている係止ピンを係入して前記補正線放射機構部の軸回転を止める係入部位が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の核医学診断装置。
【請求項４】
前記軸支部材には、前記係入部位に係入した前記係止ピンに係合して前記補正線放射機構部の前記体軸と略平行な変位を係止する係合部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の核医学診断装置。
【請求項５】
前記周回転機構部には、
前記放射線検出器に外乱が侵入するのを防ぐエンドシールドが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項６】
前記エンドシールドには、前記線源収納室に収納される前記補正用線源が通過する切欠部位が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の核医学診断装置。
【請求項７】
前記補正線放射機構部を前記体軸と略平行に変位させる直動機構部を、備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項８】
前記直動機構部は、前記補正線放射機構部に設けられている保持片を保持して変位するとともに前記補正線放射機構部が周回転すると前記保持片の保持を解除する案内片が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項９】
前記案内片は、
一方向に変位して前記線源収納室より前記補正用線源を出庫させて停止した後、前記周回転機構部が周回転する前に、反対方向に変位して前記保持片と前記案内片との接触を解除する動作を行うことを特徴とする請求項８に記載の核医学診断装置。
【請求項１０】
前記補正用線源が前記線源収納室に収納された後、前記補正線の放射される方向が反転するように前記補正線放射機構部を軸回転させる反転機構部を備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項１】
被検体の体内に取り込まれた核種から放射される放射線を検出する放射線検出器と、
補正用線源から放射される補正線を前記被検体に透過させて前記放射線検出器に検出させる補正線放射機構部と、
前記補正線放射機構部を前記被検体の体軸の周りに周回転させるとともに、前記補正用線源を収納する線源収納室が設けられている周回転機構部と、を備えることを特徴とする核医学診断装置。
【請求項２】
前記周回転機構部には、
前記補正用線源が前記体軸と略平行に変位するようにこの補正用線源が固定される線源支持軸を支持する軸支部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の核医学診断装置。
【請求項３】
前記軸支部材には、前記補正線放射機構部に設けられている係止ピンを係入して前記補正線放射機構部の軸回転を止める係入部位が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の核医学診断装置。
【請求項４】
前記軸支部材には、前記係入部位に係入した前記係止ピンに係合して前記補正線放射機構部の前記体軸と略平行な変位を係止する係合部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の核医学診断装置。
【請求項５】
前記周回転機構部には、
前記放射線検出器に外乱が侵入するのを防ぐエンドシールドが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項６】
前記エンドシールドには、前記線源収納室に収納される前記補正用線源が通過する切欠部位が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の核医学診断装置。
【請求項７】
前記補正線放射機構部を前記体軸と略平行に変位させる直動機構部を、備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項８】
前記直動機構部は、前記補正線放射機構部に設けられている保持片を保持して変位するとともに前記補正線放射機構部が周回転すると前記保持片の保持を解除する案内片が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【請求項９】
前記案内片は、
一方向に変位して前記線源収納室より前記補正用線源を出庫させて停止した後、前記周回転機構部が周回転する前に、反対方向に変位して前記保持片と前記案内片との接触を解除する動作を行うことを特徴とする請求項８に記載の核医学診断装置。
【請求項１０】
前記補正用線源が前記線源収納室に収納された後、前記補正線の放射される方向が反転するように前記補正線放射機構部を軸回転させる反転機構部を備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の核医学診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２７１４８３（Ｐ２００７−２７１４８３Ａ）
【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２００６−９８１０４（Ｐ２００６−９８１０４）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【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】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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