JPH08136656A

JPH08136656A - 放射線検出装置

Info

Publication number: JPH08136656A
Application number: JP28037494A
Authority: JP
Inventors: Nakahiro Satou; 仲弘佐藤
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1994-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、感度補正データ及び吸収補正デー
タの収集を容易に行うことのできる放射線検出装置を提
供することを目的とする。【構成】一対の検出器（１１，１２）を保持するフレ
ーム（１３）と、このフレーム（１３）に沿って摺動案
内される可動部材（１８）と、検出器（１１，１２）の
測定領域（１７）に配置されると共に可動部材（１８）
に着脱自在に装着される放射線源（１９）とを備えてい
るので、検出器（１１，１２）の各プローブ（６０，６
０´）ごとに感度補正、被検体の吸収補正が可能とな
る。

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（以
下、ＲＩという）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検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
“IEEE TRANSACTION ON NUCLEAR SCIENCE Vol.36,No.1,
1989”の文献が知られている。この文献に記載された従
来の放射線検出装置は、図９に示すように、複数のプロ
ーブを一列に並べた検出器１００と検出器１０１とを対
峙させた構成を有しており、検出器１００，１０１間に
被検者の頭部１０２を挿入して計測を行う。計測は、被
検者の脳内にポジトロン核種を投与して、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、検出器１
０１，１０２で同時計測して行う。そして、同時計測に
より得られた情報をコンピュータ等で画像処理すること
により、頭部１０２の断層画像を再構成することができ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
プローブを一列に並べた検出器１００，１０１を有する
従来の放射線検出装置は、検出器１００，１０１の各プ
ローブの検出感度がそれぞれ異なるため、コンピュータ
等の画像処理によって得られる頭部１０２の断層画像の
画質は低かった。また、放射線の吸収量は被検者の脳内
の位置によって異なるため、吸収量の違いが検出器１０
０，１０１の各プローブでの誤差として蓄積され、頭部
１０２の断層画像の画質低下の原因となっていた。

【０００４】このように、断層画像の画質が低いと、適
正な薬理効果の確認や病気の診断を行うことができず問
題であった。

【０００５】本発明は、このような問題を解決し、画質
の高い被検体の断層画像が得られる放射線検出装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の放射線検出装置は、ポジトロン核種が投与
された被検体の測定部位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、測定部位を挟むよう
にして対峙する一対の検出器で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装置であって、一
対の検出器を保持するフレームと、このフレームに沿っ
て摺動案内される可動部材と、検出器の測定領域に配置
されると共に可動部材に着脱自在に装着される放射線源
とを備えている。

【０００７】ここで、基準線に対して垂直な一方向に複
数のプローブを直線的に配置した一対の検出器と、複数
のプローブの列方向と平行に配置した棒形状の放射線源
と、基準線と同一方向に放射線源を移動させる構成の可
動部材とを用いてもよい。

【０００８】また、基準線に対して垂直な面上に複数の
プローブを配列した一対の検出器と、基準線に垂直な面
内に配置した棒形状の放射線源と、フレーム上で基準線
と同一方向に摺動する基部と、この基部に対して垂直に
延在する垂下部と、この垂下部に沿って摺動すると共に
放射線源を着脱自在に装着させる取付具とを備える可動
部材とを用いてもよい。

【０００９】さらに、基準線に対して垂直な面上に複数
のプローブを配列した一対の検出器と、基準線に対して
垂直な面上に配置した板形状の放射線源と、基準線と同
一方向に放射線源を移動させる構成の可動部材とを用い
てもよい。

【００１０】

【作用】本発明の放射線検出装置によれば、感度補正デ
ータの収集を行う場合、一対の検出器間に被検体の測定
部位が存在しない状態で可動部材に放射線源を装着し、
可動部材をフレームに沿って任意の位置に移動させ、放
射線源を任意の測定領域に配置させる。放射線源から放
射線が放射され、この放射線を一対の検出器で同時に計
測する。この計測は、可動部材を駆動して放射線源を一
対の検出器間の任意の位置に移動させつつ、１回または
複数回行う。そして、これらの計測結果に基づいて検出
器の検出感度を調整することにより、検出器の検出感度
の不均一を補正することができる。

【００１１】次に、吸収補正データの収集を行う場合、
一対の検出器間に被検体の測定部位を挿入した状態で、
可動部材をフレームに沿って任意の位置まで寄せ、放射
線源を測定部位の側方に位置させる。放射線源から放射
線が放射され、この放射線が測定部位に照射される。そ
して、照射された放射線の測定部位での減衰を一対の検
出器で同時に計測する。

【００１２】さらに、感度補正や吸収補正を行った後、
可動部材から放射線源を外し、ポジトロン核種が投与さ
れた測定部位を検出器間に挿入して、検出器によりポジ
トロン核種の消滅位置を検出する。

【００１３】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の実施例について添付図面を
参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係
る放射線検出装置の全体構成を示す斜視図である。同図
より、本実施例の放射線検出装置は、ポジトロン核種の
投与により被検体である例えば人間（以下、被検者とい
う）１の測定部位２（頭部等）で発生した放射線を検出
器１１，１２で同時に計測する測定装置１０を備えてい
る。この測定装置１０はスタンド２０に取り付けられ、
測定部位２を検出器１１，１２間に挿入できる状態で空
中に固定されている。また、本実施例の放射線検出装置
は、測定装置１０での測定結果に基づいて放射線の発生
位置を算出する処理装置３０と、測定装置１０及び処理
装置３０に電力を供給する電源装置４０とを備えてい
る。

【００１４】処理装置３０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検出するためのプログラム
と、その検出結果に基づいて被検者１の測定部位２の断
層画像を再構成するプログラム等を備えており、これら
のプログラムの実行結果のデータは内蔵する記憶媒体に
記憶される。さらに、再構成された断層画像は処理装置
３０に接続されたモニタ３１にグラフィック表示され
る。

【００１５】また、測定装置１０及び処理装置３０は電
源供給ケーブル５０，５１を介して電源装置４０に接続
され、測定装置１０及び処理装置３０は電源装置４０か
らの電力の供給を受けている。さらに、測定装置１０及
び処理装置３０は信号伝送ケーブル５２で接続され、測
定装置１０の検出器１１，１２から出力された電気パル
ス信号は信号伝送ケーブル５２を介して処理装置３０に
与えられる。

【００１６】図２（ａ）（ｂ）に示すように、一対の検
出器１１，１２はコの字形のフレーム１３の先端に取り
付けられ、フレーム１３の中央直線部分の上面には、一
対の起立片Ａ，Ｂが固定され、この起立片Ａ，Ｂ間に
は、長手方向（基準線Ｌの方向）に沿って延在するガイ
ドレール１４と棒状の送りネジ１５が平行に取り付けら
れている。さらに、送りネジ１５の一端１５ａには、送
りネジ１５の回転に寄与するモータ１６が取り付けられ
ている。検出器１１，１２は基準線Ｌに対して垂直な方
向に直線的すなわち一列に並んだ複数のプローブ６０，
６０´から構成され、各プローブ６０，６０´の入射面
６０ａは内側に対向している。このため、検出器１１と
検出器１２で挟まれた領域が測定領域１７となる。

【００１７】ガイドレール１４と送りネジ１５には、可
動部材である線源保持具１８の基部１８ａが螺着されて
おり、モータ１６の駆動で送りネジ１５が回転すること
によって、棒形状の線源保持具１８はガイドレール１４
に沿って左右に移動する。線源保持具１８の先端部には
測定領域１７に向かって開放された装着口１８ｂが設け
られており、この放射線源１９の末端には装着口１８ｂ
に嵌合する嵌合部１９ａが固定されている。従って、線
源保持具１８に対して放射線源１９を着脱自在に構成さ
せることができる。放射線源１９が装着された場合、放
射線源１９はプローブ６０，６０´の列方向とほぼ平行
になるよう線源保持具１８によって保持される。そし
て、放射線源１９は、線源保持具１８の移動に合わせ
て、測定領域１７内を基準線Ｌと同一方向に移動する。
ここで、図２（ａ）は線源保持具１８に放射線源１９が
装着している状態を示しており、図２（ｂ）は線源保持
具１８から放射線源１９が取り外された状態を示してい
る。

【００１８】なお、前述した基準線Ｌとは、対峙関係に
あるプローブ６０の入射面６０ａの中心点とプローブ６
０´の入射面６０´ａの中心点とを結ぶ線である。

【００１９】図３は、検出器１１，１２の各プローブ６
０の構造を示す断面図である。プローブ６０は、長さが
約２０ｃｍ、直径が約４ｃｍ〜５ｃｍの略円筒状の筐体
６１内に、ＢａＦ₂シンチレータ６２と光電子増倍管６
３が相互に連設して内蔵され、放射線の入射によってＢ
ａＦ₂シンチレータ６２内で発生するパルス光を光電子
増倍管６３が電気パルス信号に変換・増幅して出力用コ
ネクタ６５に出力される。なお、出力用コネクタ６５
は、同軸ケーブル等（図示せず）に連結されて、処理部
３０に接続される。また、各プローブ６０には、電源部
４０から出力された電力が電力供給用コネクタ６６を介
して供給される。

【００２０】ここで、上記放射線位置検出アルゴリズム
を、図４に基づいて説明する。なお、説明上、相互に正
対された一対のプローブ６０，６０´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６０，６０´の間に、ポジトロン
放出核種が投与された被検者１の測定部位２（頭部等）
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）が互いに逆方向へ放出し、一方
の放射線γ１がプローブ６０に入射し、他方の放射線γ
２がプローブ６０´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６０内のシンチレータ
６２までの距離がＬ１、同じくプローブ６０´内のシン
チレータ６２´までの距離がＬ２であるとすると、処理
装置３０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】前述した放射線位置検出アルゴリズムで
は、検出器１１，１２を構成する複数のプローブ６０の
中から対になるプローブ６０，６０´ごとに演算処理を
行って放射線位置データを獲得していた。しかし、対に
なるプローブ６０，６０´ごとに検出感度が異なり、ま
た測定位置によってＲＩの吸収が異なるため、プローブ
６０ごとに補正を行わないと、データの精度が低くな
り、また断層画像の質が悪くなる。そこで、本実施例で
は、測定装置１０に取り付けられた放射線源１９を用い
て測定部位２を実測する前に、感度補正データ及び吸収
補正データを収集して、これらのデータに基づいた補正
を行っているのである。このため、データの精度は高く
なりデータが定量化され、また断層画像の質が向上す
る。

【００２２】次に、前述の感度補正データ及び吸収補正
データの収集について、以下に説明する。

【００２３】まず、感度補正データの収集は、測定領域
１７に測定部位２がない状態で、線源保持具１８に放射
線源１９を装着して行う。放射線源１９の表面から放出
されたγ線は検出器１１と検出器１２で同時に検出され
る。この検出は測定領域１７内の所定の測定位置に放射
線源１９を移動させて、１回または複数回行う。そし
て、これらの検出データは電気パルス信号として処理装
置３０に伝送され、所定の演算が行われ感度補正データ
が算出される。

【００２４】次に、吸収補正データの収集は、測定領域
１７にＲＩ未投与の測定部位２を挿入した状態で、線源
保持具１８に放射線源１９を装着したまま行う。放射線
源１９の表面から放出されたγ線は測定部位２に照射さ
れ、測定部位２内でのγ線の減衰が検出器１１と検出器
１２で計測される。この検出も測定領域１７内の所定の
測定位置に放射線源１９を寄せて、１回または複数回行
う。これらの検出データは電気パルス信号として処理装
置３０に伝送され、所定の演算が行われ吸収補正データ
が算出される。

【００２５】そして、感度補正や吸収補正を行った後、
線源保持具１８から放射線源１９を外し、ポジトロン核
種が投与された測定部位２を検出器１１，１２間に挿入
して、検出器１１，１２によりポジトロン核種の消滅位
置を検出する。

【００２６】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
を図５の斜視図に示す。この第２の実施例が図２に示し
た第１の実施例と異なるのは、検出器１１，１２が、２
次元的すなわち基準線Ｌに対して垂直な面上に配列され
た複数のプローブ６０，６０´からそれぞれ構成されて
いる点と、棒形状の放射線源１９が基準線Ｌに垂直な面
内を移動できる点である。なお、第１の実施例と同一又
は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明
は省略する。第２の実施例ではＬ字形状の線源保持具１
８が用いられており、線源保持具１８の基部１８ａが、
基準線Ｌと同一方向に延在するガイドレール１４に挿入
され、且つ送りネジに螺着されている。そして、線源保
持具１８の垂下部１８ｃには、これに沿って延在するガ
イドレール７０と棒状の送りネジ７１が取り付けられて
おり、送りネジ７１の一端７１ａにモータ７２が取り付
けられている。ガイドレール７０と送りネジ７１に組付
けられた取付具７３は、モータ７２の駆動で送りネジ７
１が回転するに従って、線源保持具１８上を上下に移動
する。この例でも、図２に示した第１の実施例と同様
に、取付具７３に対して放射線源１９は着脱自在に構成
されている。

【００２７】感度補正データ及び吸収補正データの収集
は、測定部位２で発生した放射線の位置検出前に行う。
これらのデータ収集は、そこでモータ１６を駆動させ、
ガイドレール１４すなわち基準線Ｌに沿って放射線源１
９を左右方向に移動させると共に、モータ７２を駆動さ
せ、ガイドレール７０に沿って放射線源１９を上下方向
にも移動させることができるので、放射線源１９を基準
線Ｌに対して垂直な面内で任意に位置決めすることがで
きる。

【００２８】（実施例３）次に、本発明の第３の実施例
を図６の斜視図に示す。この第３の実施例が図２に示し
た第１の実施例と異なるのは、検出器１１，１２が２次
元的すなわち基準線Ｌに対して垂直な面上に配列された
複数のプローブ６０，６０´からそれぞれ構成されてい
る点と、放射線源１９の形状が板状である点である。な
お、第１の実施例と同一又は同等な構成部分については
同一符号を付し、その説明は省略する。放射線源１９の
面積は、検出器１１，１２の入射面積よりやや大きく、
放射線源１９は基準線Ｌに対して垂直な面上に配置され
ると共に、線源保持具１８の垂下部１８ｃに着脱自在に
装着されている。この例でも、前述の感度補正データ及
び吸収補正データの収集を行うにあたって、モータ１６
を駆動させ、線源保持具１８を基準線Ｌと同一方向に移
動させることができるので、板状の放射線源１９を、基
準線Ｌに対し垂直な面上に位置決めすることができる。

【００２９】次に、放射線源１９の移動位置の検出方法
について、図７（ａ）、図７（ｂ）及び図８を用いて説
明する。放射線源１９の移動位置の検出方法には、図７
（ａ）に示すようにエンコーダ８０，８１を用いる方
法、図７（ｂ）に示すように目盛り８２，８３を用いる
方法、図８に示すように距離計８４，８５を用いる方法
などがある。

【００３０】図７（ａ）では、送りネジ１５の他端１５
ｂに備えられたエンコーダ８０によりモータ１６の回転
数が検出できる。さらに、送りネジ７１の他端７１ｂに
備えられたエンコーダ８１によりモータ７２の回転数が
検出できる。そして、これらの検出値から放射線源１９
の現在位置を割り出すことができる。

【００３１】また、図７（ｂ）では、フレーム１３の中
央直線部分の上面にガイドレール１４に沿って目盛り８
２が設けられている。さらに、線源保持具１８の側面に
ガイドレール７０に沿って目盛り８３が設けられてい
る。そして、これらの目盛り８２，８３を読み取ること
により、放射線源１９の現在位置を割り出すことができ
る。

【００３２】さらに、図７（ｃ）では、送りネジ１５の
他端１５ｂに備えられた距離計８４により線源保持具１
８の左右方向の移動距離が検出できる。さらに、送りネ
ジ７１の他端７１ｂに備えられた距離計８５により取付
具７３の移動距離が検出できる。そして、これらの検出
値から放射線源１９の現在位置を割り出すことができ
る。ここで、距離計８５の代わりに変位センサを用いて
もよい。

【００３３】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
となく、種々の変形が可能である。例えば、本実施例で
は測定装置１０はコの字形のフレーム１３の両端に検出
器１１，１２を取り付けた構成を有しているが、フレー
ム１３の形状はコの字形に限らず、サークル形状やＶ字
形状であってもよい。要は、被検者１の測定部位２の両
端に検出器１１，１２が配置できるような形状であれ
ば、どのような形状であってもよい。

【００３４】また、本実施例では線源保持具１８は送り
ネジ１５で移動させているが、ベルト等を用いて移動さ
せてもよい。さらに、本実施例ではガイドレール１４、
送りネジ１５、モータ１６などの移動機構をフレーム１
３上に固定して、検出器１１，１２と移動機構を一体化
しているが、必ずしも一体化する必要はなく、移動機構
を別のフレームに取り付けてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のプ
ローブ型放射線検出装置は、一対の検出器を保持するフ
レームと、このフレームに沿って摺動案内される可動部
材と、検出器の測定領域に配置されると共に可動部材に
着脱自在に装着される放射線源とを備えているので、検
出器の各プローブ対ごとに感度補正、被検体の吸収補正
が可能となり、検出器の検出感度の不均一を補正するこ
とができる。このため、画質の高い被検体の断層画像が
得られ、複雑な調整機能を有する大型の放射線検出装置
（例えば、ＰＥＴシステム）と同等の定量性を有するデ
ータが得られるので、薬理効果や病気等の診断の確実度
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る放射線検出装置の全体構成
を示す斜視図である。

【図２】（ａ）（ｂ）は、測定装置の詳細構成を示す斜
視図である。

【図３】検出器の各プローブの構造を示す断面図であ
る。

【図４】放射線位置検出アルゴリズムを示す概念図であ
る。

【図５】第２の実施例の構成を示す斜視図である。

【図６】第３の実施例の構成を示す斜視図である。

【図７】（ａ）（ｂ）は、放射線源の移動位置の検出方
法について示す斜視図である。

【図８】放射線源の移動位置の検出方法について示す斜
視図である。

【図９】従来の放射線検出装置の構成を示す概念図であ
る。

【符号の説明】

１…被検者（被検体）、２…測定部位、１１，１２…検
出器、１３…フレーム、１７…測定領域、１８…線源保
持具（可動部材）、１８ａ…基部、１８ｃ…垂下部、１
９…放射線源、６０，６０´…プローブ、７３…取付
具、Ｌ…基準線。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポジトロン核種が投与された被検体の測
定部位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、前記測定部位を挟むようにして対峙す
る一対の検出器で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検出装置において、前記一対の検出器を保持するフレームと、このフレーム
に沿って摺動案内される可動部材と、前記検出器の測定
領域に配置されると共に前記可動部材に着脱自在に装着
される放射線源とを備えることを特徴とする放射線検出
装置。
【請求項２】前記一対の検出器は、この検出器の基準
線に対して垂直な一方向に複数のプローブを直線的に配
置したものであり、前記放射線源は前記複数のプローブの列方向と平行に配
置した棒形状を有しており、前記可動部材は前記基準線と同一方向に前記放射線源を
移動させる構成にしたことを特徴とする請求項１記載の
放射線検出装置。
【請求項３】前記一対の検出器は、この検出器の基準
線に対して垂直な面上に複数のプローブを配列したもの
であり、前記放射線源は前記基準線に垂直な面内に配置した棒形
状を有しており、前記可動部材は、前記フレーム上で前記基準線と同一方
向に摺動する基部と、この基部に対して垂直に延在する
垂下部と、この垂下部に沿って摺動すると共に前記放射
線源を着脱自在に装着させる取付具とを備えることを特
徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
【請求項４】前記一対の検出器は、この検出器の基準
線に対して垂直な面上に複数のプローブを配列したもの
であり、前記放射線源は前記基準線に対して垂直な面上に配置し
た板形状を有しており、前記可動部材は前記基準線と同一方向に前記放射線源を
移動させる構成であることを特徴とする請求項１記載の
放射線検出装置。