JPH04134288A - ポジトロンｅｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、核医学診断において人体等の被写体の断層
像を得るために用いるポジトロンＥＣＴ装置、特にはそ
の吸収補正用データを収集するための技術に関する。

Ｂ、従来技術 ポジトロンＥＣＴ装置は、生体内で放射さｉｌ、た陽電
子（ポジトロン）が生体物質を電離および勃起すること
によってエネルギーを失い、近傍の電子と結合する際に
陽電子と電子とが消滅し、２つの光子が互いに正反対の
方向へ放出される現象を利用したものである。これらの
光子は消Ｗｔｒ線（消滅放射線）と呼ばれる。

ポジトロンＥＣＴ装置の構造の一例の概要を第４図ない
し第９回に基づいて説明する。

ガントリ（図示せず）の内部には、第４図の断面図に示
すように、消滅γ線１を可視光に変換するＢＣＯ（Ｂ　
１４Ｇｅ：＋　Ｏ＋ｚ）　、　Ｎａ　Ｉ　　Ｂａ　Ｆｚ
等の結晶を収納したシンチレータ２ａと、その光を電子
に変換して増幅する光電子増倍管２ｂとからなる検出器
２を多数リング状に等配し、かつ１、そのようにして構
成された検出器配列円３ａを複数層重ねて構成した多層
検出器配列円３が設けられている。なお、符号５は余分
な領域からの消滅γ線ｌの入射を遮断する目的で配され
ているスライス間シールドである。

第５図に示すように、被写体（人体）ｍに投与したラジ
オアイソトープ（Ｒ１）がβＦ壊変を起こして陽電子を
放出し、さらに、互いに反対方向に走る一対の（２つの
）消滅γ線１が放出されると、それらは対向する２つの
検出器２によって同時に検出される。したがって、雨検
出器２の出力を同時計数回路４に入力し、両出力が同時
に起こったときだけ計数すれば、それは雨検出器２を結
ぶ領域で発生した消滅Ｔ線、つまりポジトロンの放出を
検出したことになる。

対向するすべての検出器２の対から得られた消滅γ線１
のデータをコンピュータによって収集し、測定終了後に
それらのデータの並べ換えを行って第８図（Ａ）に示す
ように、各測定方向についてのデータをまとめて計数率
の分布曲線を作成する。

これが投影データＤＩである。この投影データＤ１に対
して、消滅Ｔ線の体内での吸収補正、検出器感度の不均
一性の補正、その他の補正を施したのち、逆投影して断
層像を再構成する。

上記感度補正および吸収補正について以下に説明する。

（１）吸収補正 消滅Ｔ線の中シこは、被写体ｍ中を通る際に、体組織に
吸収されて検出器まで届かないものがある。

このような体内における消滅Ｔ線の吸収を補正するもの
で、従来、以下のようにして吸収補正ブタの収集が行わ
れている。

まず、第７図（Ａ）の簡略図に示すように被写体ｍを挿
入しない状態で、検出器配列面６（第４図参照）の内側
に”Ｇ　ｅ　−＆８Ｇ　ａ等のラジオアイソトープ（Ｒ
Ｉ）を収納したラインソース８（線状線ｆｉ）を置き、
これを検出器配列面６の内側に沿って回転させることに
よって、同図（Ｂ）に示すようなブランクデータＢを得
る。また、同図（Ｃ）に示すように、検出器配列円６内
にＲ１を投与しない被写体ｍを置いた状態で、ラインソ
ース８を回転させて同図（Ｄ）に示すようなトランスミ
ッションデータＴ（透過データとも呼ばれる）を得る。

そして、ブランクデータＢをトランスミッションデータ
Ｔで除算することにより、同図（Ｅ）に示すような吸収
補正用データ（Ｂ／Ｔ）を得る。

（２）感度補正 一般に各検出器の消滅Ｔ線に対する検出感度は必ずしも
一定ではなく、経時的にも変化する可能性があるもので
、定期的あるいは被写体ｍの測定前後に校正用線源を用
いてすべての同時計数対の感度を測定し、この測定デー
タ（感度補正用データ）で投影データＤ１を補正するも
のである。感度補正用データの収集は次のようにして行
う。

すなわち、第６図（Ａ）に示すように、検出器配列面６
の内側にラインソース８を置き（被写体ｍが存在しない
状態で）、これを回転することによって同図（Ｂ）に示
すようなノーマライズデータＮを得る。そして、１をＮ
で除算することにより同図（Ｃ）に示すような感度補正
用データ（１／Ｎ）を得る。

上記各補正データの収集後、第９図（Ａ）に示すように
、ラインソース８を除き、ＲＩを投与した被写体ｍを検
出器配列面６の内側に置いた状態で、同１１ｆｆｌ（Ｂ
）に示すようなエミンションデータＥを得る。

補正は、エミンションデータ已に、同図（Ｃ）に示す感
度補正用データ（１／Ｎ）と、同図（Ｄ）に示す吸収補
正用データ（Ｂ／Ｔ）とを乗算することによって行われ
る。すなわち、真のＲ［の分布は、演算、 によって求められ、これが真のラジオアイソトープの分
布となる（同図（Ｅ）参照）。

最後に重畳積分法による補正を施して第８図（Ｂ）に示
すような最終データＤ２（補正後の投影データ）を得た
後、逆投影により断層像の再構成を行う。

また、上記補正用データの収集に際して、回転するライ
ンソース８の代わりに、第１１図に示すリング状の線源
７を検出器配列面６の内側に配置してデータ収集を行う
場合もある。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 上述のラインソース８を用いた吸収補正用デー夕の収集
において：よ、リング状線源７（第１１図参照）を用い
た場合に比べ、高価なＲ１が少量ですみ、コストダウン
が図れるという利点があるが、回転させる分、データ収
集に時間がかかるという欠点がある。このラインソース
８の回転操作は、所要のカウント数（前述の同時計数）
を確保するために、複数回にわたって行うことが多い。

データ収集時間を短縮させるため、回転数を減らす目的
でラインソース８の線源強度を上げると、ラインソース
８に近い所に位置する検出器への消滅γ線の入射数が大
幅に増加し、検出器の基本性能の１つである計数率特性
が飽和したり、時間分解能が劣化するという不都合が生
しる。

時間分解能の劣化について説明すると、第５図の同時計
数回路４には、２つの消滅γ線１を同時計数として検出
する最小の時間幅（タイムウィンド）が設定されており
、通常、このタイムウィンドは１０〜２０ｎｓ程度で、
検出器の時間分解能に依存したものである。このように
有限なタイムウィンドに対して線源強度が大きくなると
、第５図の符号口、ハに示す無関係な消滅γ線か同時計
数ととて検出され（こ、Ｔ′１．：ま偶発同時計数と呼
ばれる）、結果、クイムカインド内で検出される同時計
数データに誤差か含まれて同時計数の時間分解能の劣化
を招くことになる。

また、上記のような線源強度を大きくした際に生しる不
都合を解消するため、第１０図にラインソース８を複数
個（８ａ〜８ｄ）にしてその強度を分散し、全体での線
源強度を大きくする手法が提案されているが、これによ
ると、ラインソース８ａから発生した２つの消’ｌ１ｌ
ｉｒ線１のうち、いずれか１つの消’ｆｉｒ線１が、ラ
インソース８ａと対向するラインソース８ｃに吸収され
てしまい、ラインソース８ｃの正面にある検出器２ｃで
検出されるγ線の強度は低下する。つまり、このような
ラインソース８ｃが正面に存在しない検出器２′へのγ
線強度は低下せず、正面に存在する検出器２ｃへのγ線
強度だけが低下するため、感度補正用データを収集する
と、収集データの分布に乱れが生じ、正確な感度補正用
データの収集が不可能になるという問題点かあこの発明
は、このような事情；こ迄みてなされたものであって、
吸収補正用データの収集時間を短縮するとともに、正確
な感度補正用データの収集を行うことができるボントロ
ンＥＣＴ装置を提供することを目的としている。

９０課題を解決するだめの手段 この発明は、上記目的を達成するにあたり、次のような
構成をとる。

すなわち、この発明は、検出器配列円と同軸状に配置さ
れた回転リングと、この回転リングの内側に突出する状
態でこの回転リングに着脱自在に取り付けられるライン
ソース収納容器とを備えたポジトロンＥＣＴ装置におい
て、前記ラインソース収納容器を、前記検出器配列円と
同心状で複数個のラインソース収納孔を有する円筒形に
形成するとともに、ラインソースの消滅γ線に対する吸
収係数と路間し吸収係数を有する材質で形成したことを
特徴としている。

Ｅ０作用 この発明による作用は次のとおりである。

ラインソース収納容器は複数個のラインソース収納孔を
有しているので、この容器には複数本のラインソースが
装備される。したがって、各ラインソースの線源強度を
分散することにより、１本のラインソースの線源強度を
極端に大きくせずとも、全体での線源強度を大きくする
ことができ、比較的短時間での吸収補正用データの収集
が可能となる。

また、ラインソース収納容器は検出器配列円と同心状の
円筒形であり、かつ、ラインソースと同様の消滅γ線に
対する吸収係数をもつ材質で形成されているので、感度
補正用データの収集において、配列している全ての検出
器は同様な吸収を受けた消滅γ線を検出する。したがっ
て、検出された感度補正用データの分布は、従来のよう
に局所的に変化する（乱れる）ものではなく、均等な分
布となり、後にラインソース収納容器による吸収分を補
正することで正確な感度補正用データの収集が行われる
。

Ｆ　　実すむシ（ンリ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１メないし第３図はこの発明の一実施例に係り、第１
図は全体的な概略構成を示す断面図、第２図はラインソ
ース収納容器の斜視図、第３図はラインソースの斜視図
である。

第１図に示すように、従来例と同様に、ノンチレータと
光電子増倍管とからなる検出器２を多数リング状に等配
し、かつ、そのようにして構成された検出器配列円３ａ
を複数層重ねて構成した多層検出器配列円３が設けられ
ている。

検出器配列円６の開口部に環状固定板９が配置され、こ
の環状固定板９に複数個の支持ローラ１０が等配状態に
軸支されている。これらの支持ローラ１０に回転軸線Ｏ
が水平で視野中心と一致する状態で回転リング１１が回
転自在に支持されている。

回転リング１１の外周面にＶ形の周溝１１ａが形成され
、モータ１２の出力軸に取り付けられたプーリー１３の
Ｖ溝と回転リング１１の周溝１１ａとの間に伝動用の■
ヘルド１４が掛張されている。

回転リング１１の側面部（検出器配列円６の開口部から
みて正面側）には、その周方向に沿っγ二速数個（この
例では４個）の貫通孔１５が形成されている。これらの
貫通孔１５を介して、回転リング１１に着脱自在に取り
付けられているのが、第２図の斜視図にも示しているラ
インソース収納容器２０である。

ラインソース収納容器２０は、回転リング１１に装着さ
れた状態において、回転軸線○を筒袖とする円筒状の容
器で、回転リング１１側の端面部には前記貫通孔に対し
て抜き差しされる４本の支持棒２１が取り付けられ、反
対側の端面部には筒袖方向に延びる複数個のラインソー
ス収納孔２２が形成されている。

これらラインソース収納孔２２に対して挿抜可能なのが
第３図の斜視図に示しているラインソース２３である。

ラインソース２３は、６８Ｇ　ｅ　−ｈＢＧ　ａなどの
Ｒ１を封入した細長の円筒容器２４として形成されてお
り、この円筒容器２４は消滅ｒ　ｖ！に対する吸収係数
が６ｇＧ　ｅ　−”Ｇ　ａと路間し値の物質、例えばア
クリル等の材質で形成されている。また、上記のライン
ソース収納容器２０もこれと同し材質で形成されている
。

”　Ｇ　ｅ　−ｈｌｌＧ　ａなどのＲＴを円筒容器２４
内に封入するのは、Ｒ１が半減期（ｂ８ＣＪ　ｅ　−”
Ｇ　ａで約２８８日）を迎えた際にその交換を容易にす
るためで、直接、線源容器の長孔内に封入する形態であ
ってもよい。また、円筒容器２４ではなく種々の形状の
容器にしてもよい。但し、ＲＩ封大人容器ラインソース
収納容器２０のラインソース収納孔２２の形状は一致さ
せる。

さて、上述したような構成のポジトロンＥＣＴ装置を用
いての吸収補正用データ収集は、以下のようにして行わ
れる。

ラインソース２３を各ラインソース収納孔２２内にセッ
トした状態のラインソース収納容器２０を、検出器配列
円６の開口部から装置内に挿入し、ラインソース収納容
器２０の支持棒２１を回転リング１１の各貫通孔１５内
に差し込む。これでラインソース収納容器２０は回転リ
ング１１に装着された状態となる。

ラインソース収納容器２０を装着した後に、モータ１２
を駆動することにより■ベルト１４を介して回転リング
１１と一体的にラインソース収納容器２０を回転させて
ブランクデータＢを得る。次に、Ｒ１を投与しない被写
体を置いた状態でラインソース収納容器２０を同様に回
転させてトランスミンションデータＴを得る。

このような吸収補正用データの収集において、ラインソ
ース２３を複数本装備したラインソース収納容器２０を
用いているので、各ラインソースｚ３の線源強度は分散
される。したがって、１本のラインソース２３の線源強
度を極端に大きくせずとも全体での線源強度を大きくす
ることができ、データ収集時間の短縮化が図れる。

また、感度補正用データの収集に際しても、上記と同じ
ようにラインソース収納容器２０を回転させてデータ収
集を行う。ラインソース収納容器２０は消滅Ｔ線に対す
る吸収係数が”Ｇ　ｅ　−”Ｇ　ａと同様の値を有し且
つ円筒状に形成されているかあ、すへての検出器２で検
出される消滅γ線−二均等の吸収を受けたものになる。

つまり、従来例に記載したように単にラインソースを複
数本設置しただけでは、ラインソースによる消滅Ｔ線の
吸収を受ける検出器と、影響を受けない検出器とが存在
し、収集された感度補正用データの分布が乱れるという
不都合があったが、本実施例のラインソース収納容器２
０を用いるとすべての検出器２は同様な吸収を受けた消
滅ｒｌｌＡを検出するので、感度補正用データの分布は
乱れず均等なものになる。したがって、得られた検出デ
ータに対してラインソース収納容器２０での吸収分を補
正することで、正確な感度補正用データが収集される。

Ｇ６発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明のポジトロン
ＥＣＴ装置は、複数個のラインソース収納孔を有するラ
インソース収納容器を備えているので、吸収補正用デー
タの収集を複数本のラインソースを用いて行うことがで
きる。したがって、各ラインソースのｖＡａ強度を分散
する二とにより、１本のラインソースの線源強度を極端
に大きくせずとも、全体での線源強度を大きくすること
ができ、従来例で記載したような１本のラインソースの
線源強度を極端に大きくした場合の不都合を解消しなが
らも、比較的短時間での吸収補正用データの収集を行う
ことができる。

さらに、ラインソース収納容器は検出器配列円と同心状
の円筒形であり、かつ、ラインソースと同様の消滅Ｔ線
に対する吸収係数をもつ材質で形成されているので、感
度補正用データの収集において、配列している全ての検
出器に対して均等な吸収を受けた消滅Ｔ線を与えること
ができる。したがって、検出された感度補正用データの
分布は、従来のように局所的に変化する（乱れる）もの
ではなく、均等な分布となり、後にラインソース収納容
器による吸収分を補正することで正確な感度補正用デー
タの収集を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の一実施例に係り、第１
図：よポットロンＥＣＴ装置の概略構成を示した断面図
、第２図はラインソース収納容器の斜視図、第３回はう
インソースの斜視図である。 また、第４図ないし第９図は従来例５こおいて一般的な
ポジトロンＥＣＴ装置および各補正方法の説明に用いた
図であり、第４図は概略断面図、第５図は同時計数の概
要説明図、第６図は感度補正用データの求め方を示す図
、第７図は吸収補正データの求め方を示す図、第８図は
投影データの図、第９図はエミンションデークおよび真
のＲ１分布の求め方を示す図である。 また、第１０図は従来の補正データ収集法における問題
点を説明する図、第１１図はリング状線源を示した図で
ある。 １・・・消滅γ線　　　　　２・・・検出器６・・・検
出器配列円　　　１１・・・回転リング２０・・・ライ
ンソース収納容器 ２２・・・ラインソース収納孔 ２３・・・ラインソース 第３図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）検出器配列円と同軸状に配置された回転リングと
   、この回転リングの内側に突出する状態でこの回転リン
   グに着脱自在に取り付けられるラインソース収納容器と
   を備えたポジトロンＥＣＴ装置において、前記ラインソ
   ース収納容器を、前記検出器配列円と同心状で複数個の
   ラインソース収納孔を有する円筒形に形成するとともに
   、ラインソースの消滅γ線に対する吸収係数と略同じ吸
   収係数を有する材質で形成したことを特徴とするポジト
   ロンＥＣＴ装置。