JPH0755943A - 放射線位置検出装置用プローブシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 計測精度の低下を招来することなく、携帯性
を有して任意の場所で使用することができる等の極めて
簡易に使用することができる放射線位置検出装置用のプ
ローブシステムを提供する。 【構成】 互いに正対状態にある一対のプローブで被験
体からの放射線を同時計測する放射線位置検出装置用の
プローブシステムであって、両プローブの夫々の所定位
置に、相互のプローブを正対させたときに相互のプロー
ブの一側端にパターン光による位置決め像を投写する投
光手段を備えた。あるいは、一方のプローブには、両プ
ローブを正対させたときに、他方のプローブに対して所
定形状のパターン光を出射する投光手段を設け、他方の
プローブには上記一方のプローブからのパターン光が投
写されるパターン図柄を設ける構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射性同位元素（Ｒ
Ｉ）が投与された被検体内でその放射性同位元素が消滅
するときに発生する放射線を検出して、放射性同位元素
の消滅した位置を特定することにより、被検体のある特
定部位の経時変化を調べたり断層画像を再構成等するた
めに必要なデータ情報を提供する放射線位置検出装置用
のプローブシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような被検体の断層画像を得るため
の放射線位置検出装置として、核医療分野に適用される
ポジトロンＣＴ装置が知られている。このポジトロンＣ
Ｔ装置（単に、ＰＥＴとも称される）は、図９に示すよ
うなガントリー型の構造となっていた。尚、像図（ａ）
は正面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は上面図で
ある。これらの図において、基台１に垂直に立設された
支持部２と、基台１に対向するようにして支持部２に固
定されたアーム部３を備え、検出器リング部３１はアー
ム部３の中央部分に保持されている。検出器リング部３
１には円筒状の開口部４が形成されると共に、開口部４
の内側には、多数のシンチレーション検出器が環状に配
列されて成る検出器５が固定されている。そして、かか
る環状の検出器５の空間領域内に、被検者の例えば頭部
等の計測部位を挿入させ、計測部位内に投与されたポジ
トロン放出核種が消滅する際に発生する放射線を検出器
５が同時計測する。そして、同時計測により得られた情
報をコンピュータ等が画像処理することによって、計測
部位の断層画像を再構成する。尚、椅子等に座らせた状
態での被検者の計測部位と検出器５の位置決め調整を行
うために、支持部２は上下に伸縮可能、且つ検出器リン
グ部３１はアーム部３の保持部を中心として回転可能な
構造となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の放射線位置検出装置は、容易に移動等するこ
とができない極めて大重量且つ大型の構造物であり、多
数のシンチレーション検出器が環状に配列されて成る検
出器は固定されているので、特定の場所でしか使用する
ことができない等、操作性・簡易性に問題があった。

【０００４】本発明は、このような課題に鑑みて成され
たものであり、計測精度の低下を招来することなく、移
動性を有して任意の場所で使用することができる等の極
めて簡易に使用することができる放射線位置検出装置用
のプローブシステムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、ポジトロン核種が投与された被験体
内で該ポジトロン核種が消滅するのに起因して発生する
放射線を、互いに正対状態にある一対のプローブで同時
計測することにより、該ポジトロン核種の消滅位置を検
出する放射線位置検出装置用プローブシステムを対象と
し、前記一対の両プローブは、入射してきた前記放射線
に起因してパルス光を発生するシンチレータと、該パル
ス光をパルス電気信号に変換する光電子増倍手段とを有
すると共に、相互のプローブを正対させたときに、上記
シンチレータの入射面に対して直交する前方方向へ所定
形状のパターン光を出射して、相互のプローブの一側端
に上記パターン光による位置決め像を投写する投光手段
とを備える構成とした。

【０００６】又、前記一方のプローブには、相互に前記
一対のプローブを正対させたときに、一方のプローブに
備えられてるシンチレータの入射面に対して直交する前
方方向へ所定形状のパターン光を出射して、他方のプロ
ーブの一側端に上記パターン光による位置決め像を投写
する投光手段を備え、上記他方のプローブの一側端に
は、上記一方のプローブの上記投光手段からのパターン
光が投写される予め決められたパターン図柄が設ける構
成とした。

【０００７】

【作用】かかる構成を有する放射線位置検出装置用プロ
ーブシステムにあっては、両プローブに投光手段が設け
られている場合には、投光手段から出射される特定パタ
ーン光が互に相手側プローブの所定の一側端に投写され
るように位置合わせを行うことによって、各プローブに
内蔵されているシンチレータ同士を高精度で正対させる
ことができる。そして、かかる正対状態のままで、ポジ
トロン放出核種が投与された被検体を両プローブ間に挿
入することにより、ポジトロン放出核種が消滅するとき
に発生する放射線を検出することができる。

【０００８】尚、もし仮に、各プローブに内蔵されてい
るシンチレータ同士が確実に対向していない場合には、
一方のプローブのシンチレータの入射開口角と他方のプ
ローブのシンチレータの入射開口角が異なってしまい検
出精度のバラツキの原因と成るが、本発明によれば、シ
ンチレータ同士を確実に対向させることができる結果、
かかる入射開口角の差を減少させることができるので、
計測精度（定量性）の向上が図れる。

【０００９】又、一方のプローブに投光手段が設けら
れ、他方のプローブには投光手段が設けられる代わりに
パターン図柄が設けられている場合には、投光手段から
出射される特定パターン光をパターン図柄に合わせるよ
うにして、両方のプローブを対向させることにより、互
に正対状態を設定することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面と共に説明す
る。まず、実施例の放射線位置検出装置用プローブの構
成を図１に基づいて説明する。尚、同図（ａ）はプロー
ブを一側から見た平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示
すプローブを上側から見たときの側面図、同図（ｃ）は
同図（ｂ）の水平断面図、同図（ｄ）は同図（ａ）のプ
ローブを左側から見たときの側面図、同図（ｅ）は同図
（ａ）のプローブを右側から見たときの側面図である。

【００１１】これらの図において、プローブ６は、長さ
が約２０ｃｍ、直径が約４ｃｍ〜５ｃｍの略円筒状の筐
体７内に、ＢＧＯシンチレータ８と光電子増倍管９が相
互に連設して内蔵され、入射してきた放射線に起因して
ＢＧＯシンチレータ８内で発生したパルス光を光電子増
倍管９が電気パルス信号に変換・増幅して出力する。電
気パルス信号は、前置増幅器１０で更に増幅されて、出
力用コネクタ１１に出力される。尚、出力用コネクタ１
１は、同軸ケーブル等（図示せず）に連結されて、信号
処理回路に接続される。又、プローブ６への動作電力
が、電力供給用コネクタ１２から供給される。

【００１２】更に、筐体７のシンチレータ８側の先端部
には、シンチレータ８の入射面（放射線が入射する面）
に対して平行な平板状のフランジ部１３が設けられると
共に、プローブ６の外方向（同図（ａ）の左方向）へ所
定パターンの光を出射する複数個（この実施例では２
個）の投光部１４，１５が設けられている。即ち、投光
部１４，１５には共に、レーザーダイオード等の指向性
の良い発光源が内蔵され、更に同図（ｄ）に示すよう
に、夫々の先端部分にスリット状の光透過領域を有する
アイリス部１４ｓ，１５ｓが設けられており、各発光源
から放射された光をアイリス部１４ｓ，１５ｓを介して
通過させることにより、線状パターンの光（以下、線状
パターン光という）を出射する。

【００１３】尚、アイリス部１４ｓ，１５ｓのスリット
方向は相互に所定の角度関係（この実施例では、直交関
係にある）に設定され、更に、フランジ部１３の外側平
面部（以下、投写面という）から所定の距離Ｌだけ離れ
た位置においてこれら一対の線状パターン光が「＋」状
に結ばれ、そのときには、シンチレータ８の入射面に対
してその中心からの仮想垂線が「＋」状パターンの交叉
中心を通る関係となるように、投光部１４，１５の線状
パターン光の出射方向が予め設定されている。

【００１４】図２は、かかる構造を有するプローブ６の
適用状態を示す。この実施例のプローブシステムでは、
図１に示したプローブ６を２個一組として適用し、図２
（ａ）に示すように、これらのプローブ（一方を符号
６、他方を符号６’で示す）を、所定の間隔Ｌだけ離し
て、フランジ部１３，１３’の投写面同士を対向させ
る。更に、図２（ａ）に示すように、一方のプローブ６
の投光部１４，１５から出射される一対の線状パターン
光を、他方のプローブ６’のフランジ部１３’の投写面
に投写させると同時に、他方のプローブ６’の投光部１
４’，１５’から出射される一対の線状パターン光を、
一方のプローブ６のフランジ部１３の投写面に投写させ
る。このようにすると、フランジ部１３，１３’の投写
面には「＋」状のパターンが投写される。そして、同図
（ｂ）に示すように、フランジ部１３の投写面の中心と
「＋」状のパターンの交叉中心とが一致し、且つ同図
（ｃ）に示すように、フランジ部１３’の投写面の中心
と「＋」状のパターンの交叉中心とが一致するように、
プローブ６，６’の相互の対向位置関係を調整する。

【００１５】このように、このプローブシステムによれ
ば、各投光部１４，１５，１４’，１５’からの線状パ
ターン光によってできる「＋」状パターンを基準にして
プローブ６，６’の位置合わせを行うだけで、シンチレ
ータ８，８’を高精度で正対状態に配置することができ
る結果、放射線位置検出において極めて重要である、一
対のシンチレータ８，８’の入射開口角のバラツキを抑
止することができて、放射線位置検出精度の向上を図る
ことができる。

【００１６】図３は、上記位置合わせ後の放射線位置検
出の態様を示す。上記正対状態を保ったままで、ポジト
ロン放出核種が投与された被検者の計測部位（例えば頭
部）１６を、プローブ６，６’の中央に挿入させ、ポジ
トロン放出核種が消滅する際に発生する放射線をプロー
ブ６，６’で同時計測することにより、放射線の発生位
置を測定する。尚、この実施例によれば、被検者をプロ
ーブ６，６’間に挿入すると、投光部１４，１５，１
４’，１５’から出射した線状パターンによる像が被検
者に投写されるので、この投写像を見ながら被検者の高
さ調整等を行うことによって、所定の測定部位１６とプ
ローブ６，６’との位置合わせを容易且つ高精度で行う
ことができる。

【００１７】ところで、図２及び図３に基づく説明で
は、説明の都合上、一対のプローブ６，６’についての
位置合わせ及び計測態様を示したが、より具体的には、
図４に示すように、複数個のプローブ６，６’を配列し
たプローブ群同士を相互に対向させて任意の固定スタン
ド１７に支持し、更に、電源供給ラインと信号伝送ライ
ンとを備える伝送ケーブル１８を介して電源部２１から
電力を供給すると共に、これらのプローブ群から出力さ
れる電気パルス信号を伝送ケーブル１８を介してコンピ
ュータシステムの信号処理部１９へ伝送するように配線
する。そして、相互に対向関係にあるプローブ６，６’
毎に全ての組み合わせについて上記同様の調整手順で正
対状態を設定することによって、プローブシステムを構
成する。

【００１８】更に、被検者を椅子などに座らせて椅子の
高さ調節等を行うことにより、その計測部位１６をプロ
ーブ群間に挿入させ、被検者の位置合わせを行う。尚、
信号処理部１９には、後述する所定のアルゴリズムに基
づいて放射線位置を算出するためのプログラムと、その
算出結果に基づいて計測部位１６等の断層画像を再構成
するプログラム等が内蔵されており、データ収集処理部
２０内の記録媒体にこれらの算出結果及び再構成のデー
タを記録したり、再構成のデータに基づいてモニタ２２
に、計測部位１６の中の特定部位の経時変化等としてグ
ラフィック表示させる。

【００１９】又、図５に示すように、被検者を載せるた
めに予め設置された台床２３の両側等に一対の固定スタ
ンド２４，２５を配置し、これらの固定スタンド２４，
２５に複数個ずつのプローブを取り付けることによりプ
ローブ群同士を対向させ、更に、対向関係にあるプロー
ブ同士の夫々について上記同様の調整手順によって正対
状態を設定する。そして、被検者を台床２３に載せて測
定部位をプローブ群間に挿入させ、被検者の位置合わせ
を行う。

【００２０】次に、上記放射線位置検出アルゴリズム
を、図６に基づいて説明する。尚、説明上、相互に正対
された一対のプローブ６，６’における検出アルゴリズ
ムを代表して説明する。所定間隔Ｌで相互に正対された
一対のプローブ６，６’の間に、ポジトロン放出核種が
投与された被検者の計測部位（頭部等）１６を挿入する
と、ポジトロン放出核種が消滅するときに一対の放射線
（ガンマ線）が互に逆方向へ放出し、一方の放射線γ1
が一方のプローブ６に入射し、他方の放射線γ２が他方
のプローブ６’に入射する。ここで、ポジトロン放出核
種が消滅した位置からプローブ６内のシンチレータ８ま
での距離がＬ１ 、同じくプローブ６’内のシンチレー
タ８’までの距離がＬ2 であるとすると、信号処理部１
９は、放射線γ1 とγ2 の検出時間の差Δτを求め、等
距離（Ｌ／２）の中心位置からポジトロン放出核種が消
滅した位置までの距離ΔＬを、検出時間差Δτに基づく
比例演算によって算出する。そして、残余の複数のプロ
ーブ群からの検出結果に基づいても同様の演算処理を行
うことにより、断層画像を再構成するための放射線位置
データを得ることができる。

【００２１】次に、他の実施例を図７に基づいて説明す
る。図１〜図６に示した実施例は、一対のプローブに
「＋」状のパターンを投写させることによって正対状態
を得ることができるようにしたものであるが、図７の実
施例は、他の形状のパターンを投写させる投光部を備え
たものである。

【００２２】即ち、この実施例のプローブ６は、シンチ
レータ及び光電子増倍管等が内蔵された筐体の一側にフ
ランジ部１３が設けられている点で図１と同様の構造を
有するが、投光部の構造が図１のものとは相違してお
り、この投光部２６は、相互に所定角度関係にある直線
状且つスリット状の光透過領域を有する第１のアイリス
部と、内蔵されているシンチレータの入射面の中心に対
して同心円状の環状且つスリット状の光透過領域を有す
る第２のアイリス部とを備えている。尚、これらのアイ
リス部は共にフランジ部１３の投写面に合わせて設けら
れている。

【００２３】そして、内蔵されたレーザーダイオード等
の発光源から出射された光を第１のアイリス部を介して
透過させることにより相互に所定角度関係となる一対の
直線状の線状パターン光と、第２のアイリス部を介して
透過させることにより環状パターン光とを出射させる。
光部２６が、フランジ部１３の投写面に合わせて設けら
れている。

【００２４】更に、フランジ部１３の投写面から所定の
距離Ｌだけ離れた位置においてこれら一対の直線状の線
状パターン光が「＋」状に結ばれ、そのときには、シン
チレータの入射面に対してその中心からの仮想垂線が
「＋」状パターンの交叉中心を通る関係となるように、
直線状の線状パターン光の出射方向が予め設定されてお
り、環状パターン光は、フランジ部１３の平行面に対し
て垂直方向へ出射される平行光となるように第２のアイ
リス部が構成されている。

【００２５】そして、このように構成された２個のプロ
ーブ６，６’を図７（ａ）に示すように対向させ、他方
のプローブ６’から出射される一対の直線状の線状パタ
ーン光と環状パターン光によって一方のプローブ６のフ
ランジ部１３の投写面に投写されてできる像が、図７
（ｂ）に示すように、シンチレータ８の放射線入射面の
中心に合わせて「＋」状のパターンと環状のパターンと
なり、且つ、一方のプローブ６から出射される一対の直
線状の線状パターン光と環状線状パターン光によって一
方のプローブ６’のフランジ部１３’の平行部に投写さ
れてできる像が、図７（ｃ）に示すように、シンチレー
タ８’の放射線入射面の中心に合わせて「＋」状のパタ
ーンと環状のパターンとなるように位置合わせを行う
と、これらのプローブ６，６’を高精度で正対状態にす
ることができ、高精度の放射線位置検出を実現すること
ができる。

【００２６】尚、これらの実施例では、「＋」状のパタ
ーン光と環状のパターン光を投写することによって、位
置合わせを実現させる構成としたが、本発明は、これら
の形状のパターンに限定されるものではなく、他の形状
のパターンであってもよい。

【００２７】次に、更に他の実施例を図８に基いて説明
する。図１〜図７に示したプローブシステムでは、投光
部１４，１５，２６を備えた一対のプローブを互いに正
対させるものであるが、図８に示すプローブシステム
は、互いに正対されるべき一対のプローブの一方のプロ
ーブには投光部が備えられず、他方のプローブには投光
部が備えられている。そして、他方のプローブの投光部
から出射されたパターン光のみで正対状態を設定するこ
とができるようにしたものである。

【００２８】即ち、図８において、プローブ２７は、図
１に示したプローブ６からフランジ部１３のみが除去さ
れた構造となっており、プローブ２８は、図１に示した
プローブ６から投光部１４、１５が除去されたした構造
となっている。更に、プローブ２８のフランジ部１３の
投写面には、内蔵されているシンチレータの入射面の中
心で交叉する「＋」状のパターン図柄が予め描かれてい
る。

【００２９】そして、投光部１４，１５を有するプロー
ブ２７と、投光部を有しないプローブ２８とを対向さ
せ、投光部１４，１５から出射された線状パターン光
が、プローブ２８のフランジ部１３に描かれたパターン
図柄とが一致するようにして位置合わせを行うと、容易
にこれらのプローブ２７，２８を正対させることがで
き、高精度の放射線位置検出を可能にする。

【００３０】尚、この実施例においても、投光部から出
射するパターン光の形状と、それを投写するパターン図
柄は、相互に合致する関係にあれば、他の形状及び図柄
であってもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、両
プローブに投光手段が設けられている場合には、投光手
段から出射される特定パターン光が互に相手側プローブ
の所定の一側端に投写されるように位置合わせを行うこ
とによって、各プローブに内蔵されているシンチレータ
同士を高精度で正対させることができる。そして、かか
る正対状態のままで、ポジトロン放出核種が投与された
被検体を両プローブ間に挿入し、同じパターン光を用い
て計測部位の位置合わせを高精度で行った後、ポジトロ
ン放出核種が消滅するときに発生する放射線を検出する
ことができる。

【００３２】尚、もし仮に、各プローブに内蔵されてい
るシンチレータ同士が確実に対向していない場合には、
一方のプローブのシンチレータの入射開口角と他方のプ
ローブのシンチレータの入射開口角が異なってしまい検
出精度のバラツキの原因と成るが、本発明によれば、シ
ンチレータ同士を確実に対向させることができる結果、
かかる入射開口角の差を減少させることができるので、
計測精度（定量性）の向上が図れる。

【００３３】又、一方のプローブに投光手段が設けら
れ、他方のプローブには投光手段が設けられる代わりに
パターン図柄が設けられている場合には、投光手段から
出射される特定パターン光をパターン図柄に合わせるよ
うにして、両方のプローブを対向させることにより、互
に正対状態を設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例のプローブシステムを構成するための
プローブ構造を示す図である。

【図２】一実施例のプローブシステム及び機能を説明す
るための説明図である。

【図３】一実施例のプローブシステム及び機能を更に説
明するための説明図である。

【図４】実施例のプローブシステムを適用した放射線位
置検出装置の構成を示す説明図である。

【図５】実施例のプローブシステムを適用した他の放射
線位置検出装置の構成を示す説明図である。

【図６】放射線位置検出アルゴリズムを説明するための
説明図である。

【図７】他の実施例のプローブシステム及びそれに適用
するプローブ構造と機能を説明するための説明図であ
る。

【図８】更に他の実施例のプローブシステム及びそれに
適用するプローブ構造と機能を説明するための説明図で
ある。

【図９】従来のガントリー型放射線位置検出装置の構造
を示す説明図である。

【符号の説明】

６，６’，２７，２８…プローブ、７…筐体、８，８’
…シンチレータ、９…光電子増倍管、１０…前置増幅
器、１１，１２…コネクタ、１３，１３’…フランジ
部、１４，１４’，１５，１５’…投光部、１４ｓ，１
５ｓ…アイリス部、１６…計測部位、１７，２４，２５
…固定スタンド、１８…伝送ケーブル、１９…信号処理
部、２０…データ収集処理部、２１…電源、２２…モニ
ター、２３…台床、２９，３０…パターン図柄。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポジトロン核種が投与された被験体内で
   該ポジトロン核種が消滅するのに起因して発生する放射
   線を、互いに正対状態にある一対のプローブで同時計測
   することにより、該ポジトロン核種の消滅位置を検出す
   る放射線位置検出装置用プローブシステムにおいて、 前記一対の両プローブは、入射してきた前記放射線に起
   因してパルス光を発生するシンチレータと、該パルス光
   をパルス電気信号に変換する光電子増倍手段とを有する
   と共に、相互のプローブを正対させたときに、上記シン
   チレータの入射面に対して直交する前方方向へ所定形状
   のパターン光を出射して、相互のプローブの一側端に上
   記パターン光による位置決め像を投写する投光手段と、
   を備えることを特徴とする放射線位置検出装置用プロー
   ブシステム。
2. 【請求項２】 ポジトロン核種が投与された被験体内で
   該ポジトロン核種が消滅するのに起因して発生する放射
   線を、互いに正対状態にある一対のプローブで同時計測
   することにより、該ポジトロン核種の消滅位置を検出す
   る放射線位置検出装置用プローブシステムにおいて、 前記一対の両プローブは、入射してきた前記放射線に起
   因してパルス光を発生するシンチレータと、該パルス光
   をパルス電気信号に変換する光電子増倍手段とを有する
   と共に、 前記一方のプローブには、相互に前記一対のプローブを
   正対させたときに、一方のプローブに備えられてるシン
   チレータの入射面に対して直交する前方方向へ所定形状
   のパターン光を出射して、他方のプローブの一側端に上
   記パターン光による位置決め像を投写する投光手段を備
   え、 上記他方のプローブの一側端には、上記一方のプローブ
   の上記投光手段からのパターン光が投写される予め決め
   られたパターン図柄が設けられていること、を特徴とす
   る放射線位置検出装置用プローブシステム。