JP2019128206A - 断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検体への精神的な圧迫をより一層低減できる断層撮影装置を提供する。【解決手段】断層撮影装置１は、中心軸線Ａの周りに配置された複数の検出器をそれぞれ含んでおり中心軸線Ａに沿って配列された複数の検出器リング４２と、複数の検出器リング４２の内周面を覆う筒状の内壁部４１ｂと、を有するガントリと、複数の検出器の間に設けられた隙間Ｇに配置され、内壁部４１ｂに設けられた貫通孔を介して、内壁部４１ｂによって囲まれた測定空間Ｓに向けて光を照射する光照射器と、隙間Ｇに配置され、貫通孔を介して、光照射器により照射された光の反射光を受光する受光器と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明の一側面は、断層撮影装置に関する。

測定空間を囲むガントリを有する断層撮影装置として、例えば、ＣＴ（Computed Tomography）、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）、ＰＥＴ−ＣＴ等が知られている。このような断層撮影装置は、ガントリの測定空間内に配置された被検体（生体）の全身又は一部（例えば頭部）の断層画像を取得することができる。

特許文献１−３には、このような断層撮影装置において、ガントリの測定空間内に配置された被検体の位置及び体動等を検出するための機器（例えば、光源及び受光センサ等）をガントリの外側かつ測定空間の外側に設ける構成が開示されている。

特開２００６−１７７７９９号公報 特開２０１６−８７１９４号公報 特開平２−２０９１３３号公報

特許文献１−３に開示された構成によれば、例えば、検出された被検体の体動に基づく測定データの補正（体動補正）が可能となるため、被検体を固定することなく測定データの取得を行うことが可能となる。しかし、被検体の位置及び体動等を検出するための機器がガントリ及び測定空間の外側に配置されると、ガントリ周辺の装置構成が煩雑となり、そのことによって被検体への精神的な圧迫が増大するおそれがある。

そこで、本発明の一側面は、被検体への精神的な圧迫をより一層低減できる断層撮影装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る断層撮影装置は、中心軸線の周りに配置された複数の検出器をそれぞれ含んでおり中心軸線に沿って配列された複数の検出器リングと、複数の検出器リングの内周面を覆う筒状の内壁部と、を有するガントリと、複数の検出器の間に設けられた隙間に配置され、内壁部に設けられた貫通孔を介して、内壁部によって囲まれた測定空間に向けて光を照射する光照射器と、複数の検出器の間に設けられた隙間に配置され、内壁部に設けられた貫通孔を介して、光照射器により照射された光の反射光を受光する受光器と、を備える。

この断層撮影装置によれば、光照射器及び受光器を、ガントリの内側に配置された複数の検出器の間に設けられた隙間に配置することができる。これにより、ガントリの外側に光照射器及び受光器を配置する場合と比較して、ガントリ周辺の装置構成を単純化することができる。その結果、被検体への精神的な圧迫をより一層低減することができる。

光照射器及び受光器は、内壁部の測定空間側の表面よりも測定空間側に突出しないように配置されていてもよい。これにより、測定空間内に配置された被検体が光照射器又は受光器に接触することを防ぐと共に、被検体に対する精神的な圧迫をより一層効果的に低減することができる。

光照射器は、測定空間内に配置された被検体の位置合わせ用のレーザ光を投光するレーザ投光部を有していてもよい。このようなレーザ投光部により、測定空間に被検体が配置された状態で、当該被検体の位置合わせのためのレーザ光を当該被検体の正面から投光することができる。その結果、断層撮影装置による撮影を行う直前の状態において、当該被検体の位置合わせを精度良く行うことができる。

光照射器は、測定空間内に配置された被検体の体動計測用の照明光を照射する照明部を有していてもよい。この場合、測定空間内に配置された被検体に向けて照明部から照射された照明光の反射光が受光器によって受光されることにより、被検体の体動を計測することができる。

照明部は、照明用の光ファイバにより構成されており、受光器は、受光用の光ファイバにより構成された受光部を有し、照明部と受光部とを一体的に束ねることにより構成されたファイバースコープが、隙間に配置されている。この場合、被検体の体動計測用の照明部及び受光部の構成をコンパクト化できる。その結果、必要となる隙間及び貫通孔の大きさをなるべく小さくすることができ、被検体に対する精神的な圧迫をより一層効果的に低減することができる。

上記断層撮影装置は、互いに異なる複数の位置に配置された複数のファイバースコープを備えていてもよい。この場合、当該複数のファイバースコープによって、測定空間内に配置された被検体を互いに異なる複数の位置から観察した複数の画像を取得することが可能となる。このようにして取得される複数の画像は、例えば、ステレオ計測によって被検体の体動を精度良く検出するのに用いられ得る。

光照射器又は受光器が配置される隙間は、隣り合う検出器リングの間に設けられていてもよい。この場合、光照射器又は受光器を配置するための隙間を確保しつつ、断層撮影装置により取得される断層画像の画質（感度ムラ等）に与える影響を比較的小さくすることができる。

光照射器又は受光器が配置される隙間は、検出器リングに含まれる一部の検出器が省略されることによって設けられていてもよい。この場合、一部の検出器が省略されることにより、隣り合う検出器リングの間に隙間を設けることなく、光照射器又は受光器を配置するための隙間を確保することができる。

断層撮影装置は、被検体の頭部の断層画像を撮像する装置であり、ガントリには、被検体の頭部を測定空間に進入させるための開口部が形成されており、光照射器又は受光器が配置される隙間は、中心軸線に沿った方向において複数の検出器リングの中央位置よりも開口部側に設けられていてもよい。この場合、光照射器又は受光器を配置するための隙間を、中心軸線に沿った方向において被検体の主要な測定部位（頭頂部に近い部分に位置する脳の主要部位）からなるべく離れた位置に設けることができる。これにより、主要な測定部位の断層画像の品質（例えば画質及び定量性）に与える悪影響を低減することができる。

断層撮影装置は、受光器により受光された反射光に基づく画像を表示するモニタを更に備えていてもよい。この場合、モニタに表示された測定空間内の画像を確認することにより、測定空間内に配置された被検体の位置等を容易に確認することが可能となる。その結果、断層撮影装置を用いて被検体の検査を実施するオペレータの操作性を向上させることができる。

本発明の一側面によれば、被検体への精神的な圧迫をより一層低減できる断層撮影装置を提供することができる。

一実施形態の断層撮影装置の全体構成を示す正面図である。 一実施形態の断層撮影装置の全体構成を示す斜視図である。 一実施形態の断層撮影装置の全体構成を示す側面図（一部断面図）である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 検出器リング間に設けられる隙間の例を模式的に示す図である。 ファイバースコープの照明部及び受光部の構成例を示す図である。 カメラ、光源装置及びファイバースコープの接続構成及び光の経路を模式的に示す図である。 モニタに表示される画像の例を模式的に示す図である。 ファイバースコープの配置例を模式的に示す図である。 断層撮影装置を用いた検査準備手順の一例を示すフローチャートである。 断層撮影装置を用いた検査手順の一例を示すフローチャートである。 図５の（Ａ）に示した隙間が設けられた複数の検出器リングに関するシミュレーション画像を示す図である。 検出器の省略によって形成された隙間の例を示す図である。 比較例に係る隙間、及び当該隙間が設けられた複数の検出器リングに関するシミュレーション画像を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［断層撮影装置の構成］
図１〜図３は、一実施形態の断層撮影装置１の全体構成図を示す正面図、斜視図、及び側面図（一部断面図）である。断層撮影装置１は、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、ＣＴ、及びＭＲＩ等の様々なモダリティのうちのいずれの装置であってもよいし、これらのうち２種以上のモダリティを組み合わせた装置であってもよい。本実施形態では一例として、断層撮影装置１は、被検体Ｔの頭部（脳）の放射線断層画像を得るためのＰＥＴ装置であるものとして説明する。

図１〜図３に示されるように、断層撮影装置１は、本体部２と、連結部３を介して本体部２に連結されたガントリ４と、被検体Ｔが載置されるベッド５と、を備えている。本体部２の内部には、複数（ここでは２つ）のカメラ６と、光源装置７と、が格納されている。本体部２の外側（外壁）には、モニタ８ａを含む操作盤８が埋め込まれている。操作盤８は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＡＭ又はＲＯＭ等のメモリ等を備えたコンピュータ装置であり、図示しない有線又は無線の通信ネットワークを介して、断層撮影装置１が備える各装置と通信可能に接続されている。これにより、オペレータは、操作盤８に設けられた各種操作ボタン等を操作することにより、断層撮影装置１が備える各装置の動作を制御することが可能となっている。

図１〜図３では、水平方向に沿った方向のうち、ベッド５に載置された被検体Ｔの頭部が向く方向をＹ方向と表し、ガントリ４に対して本体部２が配置される方向（連結部３の延在方向）をＸ方向と表し、鉛直方向をＺ方向と表している。ガントリ４は、連結部３によってＸ方向周りに回転可能に支持されている。図１は、ガントリ４の開口部４ａがＺ方向に沿った方向（下方向）を向いた状態を示しており、図２及び図３は、ガントリ４の開口部４ａがＹ方向に沿った方向（ガントリ４に対してベッド５が配置される方向）を向いた状態を示している。

ガントリ４は、中空円筒状に形成された筐体４１と、筐体４１内に格納された複数（ここでは４つ）の検出器リング４２（４２Ａ〜４２Ｄ）と、を備えている。検出器リング４２Ａ、検出器リング４２Ｂ、検出器リング４２Ｃ及び検出器リング４２Ｄは、開口部４ａ側から、この順序で配列されている。

筐体４１は、複数の検出器リング４２の外周面を覆う筒状（ここでは円筒状）の外壁部４１ａと、複数の検出器リング４２の内周面を覆う筒状（ここでは円筒状）の内壁部４１ｂと、を有している。内壁部４１ｂによって、当該内壁部４１ｂに囲まれた円柱状の測定空間Ｓが形成されている。図３に示されるように、断層撮影装置１による検査を実施する際には、ベッド５に被検体Ｔが載置された状態でベッド５がＹ方向に沿ってガントリ４に向かって移動することにより、被検体Ｔの頭部が開口部４ａを介して測定空間Ｓ内に進入する。一方、断層撮影装置１による検査が完了した後には、ベッド５がガントリ４から離れる方向に移動することにより、被検体Ｔの頭部が測定空間Ｓから退出する。

複数の検出器リング４２は、中心軸線Ａに沿って配列されている。各検出器リング４２は、中心軸線Ａの周りに円周状に配置された複数の検出器４３を含んでいる（図４参照）。本実施形態では、検出器４３は、測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔの測定部位（ここでは頭部）から測定データを取得するための検出器（本実施形態では放射線検出器）である。検出器４３は、例えば、光検出素子をモジュール化することによって構成された検出器モジュールである。ＰＥＴ用の検出器モジュールは、例えば、光検出素子、シンチレータ、信号処理回路及び電源等が一体化された構成を有している。なお、各検出器モジュール内のシンチレータクリスタルが２次元又は３次元にアレイ化されている場合、検出器リング４２を構成する単位となる検出器４３は、このようなシンチレータクリスタルの１つのセグメントを構成する部分であってもよい。

図１及び図３に示されるように、１つ目の検出器リング４２Ａと２つ目の検出器リング４２Ｂとは、中心軸線Ａに沿って所定の間隔ｄだけ互いに離間するように配置されている。これにより、当該２つの検出器リング４２Ａ，４２Ｂの間に、隙間Ｇが設けられている。図１、図３及び図４に示されるように、隙間Ｇには、レーザ投光部９（光照射器）と複数（ここでは２つ）のファイバースコープ１０（光照射器、受光器）とが配置されている。この例では、レーザ投光部９は、被検体Ｔの頭部の直上位置に配置されており、２つのファイバースコープ１０は、Ｙ方向から見て、レーザ投光部９の両側に配置されている。

図５は、隣り合う検出器リング４２の間に設けられる隙間の例を模式的に示す図である。図５の（Ａ）は、本実施形態（図１〜図４）に対応する隙間Ｇを示している。上述したように、本実施形態では、１：３の位置（開口部４ａ側から１つ目の検出器リング４２Ａと２つ目以降の３つの検出器リング４２Ｂ〜４２Ｄとを分ける位置）に、レーザ投光部９及び２つのファイバースコープ１０を配置するための隙間Ｇが形成されている。すなわち、このような隙間Ｇが形成されるように、検出器リング４２Ａ〜４２Ｄの配置が調整されている。

ただし、隣り合う検出器リング４２の間に設けられる隙間は、図５の（Ａ）に示した例（隙間Ｇ）に限定されない。例えば、検出器リング４２の個数が１０個の場合において、２：８の位置（開口部４ａ側から２つ目の検出器リング４２と３つ目以降の検出器リング４２とを分ける位置）又は３：８の位置（開口部４ａ側から３つ目の検出器リング４２と４つ目以降の検出器リング４２とを分ける位置）等に、レーザ投光部９又はファイバースコープ１０を配置するための隙間が設けられてもよい。

また、例えば図５の（Ｂ）に示されるように、検出器リング４２間の隙間は複数設けられてもよい。この例では、検出器リング４２の個数が９個であり、開口部４ａ側から２つ目の検出器リング４２と３つ目の検出器リング４２との間の隙間Ｇ１と、３つ目の検出器リング４２と４つ目の検出器リング４２との間の隙間Ｇ２と、が設けられている。１つ目の隙間Ｇ１には、ファイバースコープ１０が配置されており、２つ目の隙間Ｇ２には、レーザ投光部９が配置されている。このように、複数の検出器リング４２には、複数（ここでは２つ）の隙間Ｇ１，Ｇ２が設けられてもよく、各部材（ここでは、レーザ投光部９及び各ファイバースコープ１０）は、当該複数の隙間Ｇ１，Ｇ２のうちから任意に選択された隙間に配置されてもよい。

また、例えば図５の（Ｃ）に示されるように、複数の検出器リング４２は、隣り合う検出器リング４２同士が所定間隔で離間するように配置されてもよい。この例では、隣り合う検出器リング４２同士の間に、同じ幅の隙間Ｇ３が形成されている。また、検出器リング４２の個数は７個であり、開口部４ａ側から２つ目の検出器リング４２と３つ目の検出器リング４２との間の隙間Ｇ３にファイバースコープ１０が配置されると共に、３つ目の検出器リング４２と４つ目の検出器リング４２との間の隙間Ｇ３にレーザ投光部９が配置されている。なお、この場合も図５の（Ｂ）に示した例と同様に、各部材は、複数の隙間Ｇ３のうちから任意に選択された隙間に配置され得る。

図４に示されるように、内壁部４１ｂには、レーザ投光部９に対応する貫通孔４１ｃと、各ファイバースコープ１０に対応する各貫通孔４１ｄと、が設けられている。貫通孔４１ｃには、レーザ投光部９の先端側の部分９ａが挿通されており、各貫通孔４１ｄには、各ファイバースコープ１０の先端側の部分１０ａが挿通されている。部分１０ａの先端には、広角レンズ（不図示）が設けられている。このような広角レンズにより、必要な視野角（例えば１００度）が確保されている。レーザ投光部９は、内壁部４１ｂの測定空間Ｓ側の表面４１ｅよりも測定空間Ｓ側に突出しないように配置されている。すなわち、部分９ａの先端は、貫通孔４１ｃから外側（測定空間Ｓ側）に出ないように配置されている。本実施形態では一例として、部分９ａの先端は、内壁部４１ｂの表面４１ｅと略面一となるように配置されている。同様に、ファイバースコープ１０は、内壁部４１ｂの表面４１ｅよりも測定空間Ｓ側に突出しないように配置されている。すなわち、部分１０ａの先端は、貫通孔４１ｄから外側（測定空間Ｓ側）に出ないように配置されている。本実施形態では一例として、部分１０ａの先端は、内壁部４１ｂの表面４１ｅと略面一となるように配置されている。

レーザ投光部９は、測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔの頭部の位置合わせ用のレーザ光を投光するレーザ投光器である。例えば、レーザ投光部９は、被検体Ｔの頭部の上下方向（Ｙ方向）及び左右方向（Ｘ方向）に沿ったライン状のレーザ光を投光する。これにより、被検体Ｔの顔に対して、上下方向及び左右方向に延びるレーザ光が投影される。レーザ投光部９のＯＮ／ＯＦＦは、例えば、上述した操作盤８に対する操作によって切り替え可能となっている。

図６は、ファイバースコープ１０の構成例（ファイバースコープ１１０，２１０）を示す図である。図６に示されるように、各ファイバースコープ１０は、測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔの体動計測用の照明光を照射する照明部１１（光照射器）と、受光部１２（受光器）と、を有している。照明部１１は、照明用（光源照射用）の光ファイバを束ねることにより構成されている。受光部１２は、受光用（画像取得用）の光ファイバを束ねることにより形成されている。各ファイバースコープ１０は、このような照明部１１及び受光部１２を一体的に束ねることにより、数ｍｍ程度のバンドルファイバ（照明用の光ファイバと受光用の光ファイバとを一体化した構造）として構成されている。

図６の（Ａ）に示されるファイバースコープ１１０は、それぞれ略同一の断面積を有する断面円形状の照明部１１Ａ及び受光部１２Ａが並列に配置された構成を有している。図６の（Ｂ）に示されるファイバースコープ２１０は、中央部に断面円形状の受光部１２Ｂが配置され、受光部１２Ｂの周囲に、互いに分離された複数（ここでは８つ）の部分１１Ｂａを有する照明部１１Ｂが円周状に配置された構成を有している。照明部１１Ｂを構成する各部分１１Ｂａは、受光部１２よりも一回り小さい断面積を有する断面円形状に形成されている。例えば、ファイバースコープ１０は、上述したファイバースコープ１１０又はファイバースコープ２１０のように構成され得る。ただし、ファイバースコープ１０の構成は、上記構成には限定されない。

図７は、ファイバーカメラ（カメラ６、光源装置７及びファイバースコープ１０）の接続構成及び光の経路を模式的に示す図である。図７に示されるように、ファイバースコープ１０の照明用の光ファイバ（すなわち、照明部１１）は、光源装置７からファイバースコープ１０の先端側の部分１０ａまで延びている。これにより、光源装置７から出射された照明光Ｌ１は、光ファイバを介して部分１０ａに到達し、部分１０ａの先端から測定空間Ｓ内（すなわち、測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔの頭部）に向けて照射される。光源装置７からの照明光Ｌ１は、例えば不可視である近赤外光である。これにより、被検体Ｔがまぶしく感じて不快感を生じることを防止できる。一方、ファイバースコープ１０の受光用の光ファイバ（すなわち、受光部１２）は、部分１０ａからカメラ６の撮像素子（例えばＣＣＤ等）まで延びている。これにより、部分１０ａの先端に設けられた広角レンズにおいて受光された光（照明光の反射光Ｌ２）は、光ファイバを介してカメラ６の撮像素子に到達する。なお、この例では、光源装置７から部分１０ａまで延びる照明用の光ファイバが、カメラ６内で受光用の光ファイバと合流することにより、照明部１１と受光部１２とを一体的に束ねたファイバースコープ１０が形成されている。

複数（ここでは２つ）のファイバースコープ１０は、互いに異なる複数の位置（本実施形態では、レーザ投光部９の両側の位置）において、測定空間Ｓ内の被検体Ｔが配置される位置を向くように配置されている。各ファイバースコープ１０の受光部１２は、照明部１１から照射された照明光Ｌ１の反射光Ｌ２を受光する受光部として機能すると共に、レーザ投光部９により投光されたレーザ光の反射光を受光する受光部（すなわち、レーザ投光部９に対応する受光部）としても機能する。

操作盤８のモニタ８ａは、各ファイバースコープ１０の受光部１２に対応する各カメラ６によって撮像された画像（すなわち、各ファイバースコープ１０の受光部１２により受光された反射光に基づく画像）を表示する。

図８の（Ａ）は、断層撮影装置１による検査の準備をする際において、被検体Ｔの頭部の位置合わせを行う際にモニタ８ａに表示される画像の一例を示している。被検体Ｔの頭部の位置合わせを行う際には、レーザ投光部９によって、位置合わせ用のレーザ光Ｌが測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔの頭部に向けて投光され、各ファイバースコープ１０の受光部１２によって、当該レーザ光Ｌの反射光が受光される。当該反射光が受光部１２を介してカメラ６の撮像素子に到達することにより、当該反射光に基づく画像が生成される。その結果、図８の（Ａ）に示されるように、被検体Ｔの顔にレーザ光Ｌが投影された画像が、モニタ８ａ上に表示される。オペレータは、当該画像を確認することにより、被検体Ｔの頭部の位置が適切か否かを判断し、適切でない場合には被検体Ｔに頭部の位置を変えるように指示を出したり、操作盤８を操作することによってベッド５の位置を調整したりすることが可能となる。

図８の（Ｂ）は、検査時（ＰＥＴ計測時）において、モニタ８ａに表示される画像の一例を示している。ここでは、被検体Ｔの顔の複数の部位（ここでは、眉間、鼻、左右の頬の４つ）に再帰性反射材Ｍ（例えば再帰性反射マーカー）が貼り付けられている。再帰性反射材Ｍは、光の入射角と出射角とが等しくなる性質を有する材料である。すなわち、再帰性反射材Ｍは、光が入射した場合に、当該光が入射した方向（当該光の光源）に向けて反射光を返す性質を有している。検査時には、各ファイバースコープ１０の照明部１１の先端から、被検体Ｔの頭部に向けて照明光Ｌ１が照射される。照明光Ｌ１が照射された再帰性反射材Ｍは、当該照明光Ｌ１の光源（照明部１１の先端部）に向けて反射光Ｌ２を返す。各ファイバースコープ１０において照明部１１と一体的に構成された（すなわち、照明部１１の近傍に配置された）受光部１２により、当該反射光Ｌ２が受光される。当該反射光Ｌ２が受光部１２を介してカメラ６の撮像素子に到達することにより、当該反射光Ｌ２に基づく画像が生成される。その結果、図８の（Ｂ）に示されるように、被検体Ｔの顔に貼り付けられた再帰性反射材Ｍが照らされた画像が、モニタ８ａ上に表示される。これにより、オペレータは、ＰＥＴ計測中における被検体Ｔの体動を確認することができる。ただし、このような再帰性反射材Ｍの位置を特定するための画像が体動補正のためにのみ用いられる場合（すなわち、オペレータが当該画像を確認する必要がない場合）には、当該画像は、モニタ８ａ上に表示されなくてもよい。

なお、光源装置７により出射される照明光Ｌ１として、赤外領域の中でもヒトの皮膚の反射率が低い波長の光を選択することにより、上述した画像において再帰性反射材Ｍの位置を検出し易くすることができる。一方、照明光Ｌ１として、ヒトの皮膚の反射率が高い波長の光を選択することにより、上述した画像において被検体Ｔの顔画像を取得し易くなる。照明光Ｌ１の波長は、用途に応じて適宜選択され得る。例えば、再帰性反射材Ｍの位置検出の精度を高めるために前者の光が選択されてもよく、モニタ８ａに表示される画像において被検体Ｔの表情等を確認し易くするために後者の光が選択されてもよい。

例えば、上記のようにして複数のカメラ６によって取得された複数の異なる方向から見た被検体Ｔの顔画像（再帰性反射材Ｍの位置を特定するための画像）に基づいて、再帰性反射材Ｍの３次元上の位置が把握される。すなわち、複数のカメラ６（すなわち、複数のファイバースコープ１０）を用いたステレオ計測により、再帰性反射材Ｍの３次元上の位置が把握される。このようにして把握される各時点における再帰性反射材Ｍの３次元上の位置（すなわち、再帰性反射材Ｍの位置の時間変化）を示す情報は、複数の検出器リング４２により得られたＰＥＴ測定データの体動補正に用いられる。

図９は、複数のファイバースコープの配置例を模式的に示す図である。図９の（Ａ）は、本実施形態（図１〜図４）に対応する２つのファイバースコープ１０の配置例を示している。図９の（Ａ）に示されるように、本実施形態では、２つのファイバースコープ１０（すなわち、２つのファイバースコープ１０に対応する２つのカメラ６）により撮像された画像に基づくステレオ計測により、被検体Ｔの頭部（再帰性反射材Ｍ）の３次元上の位置が計測される。この例では、２つのファイバースコープ１０によって、ステレオ計測を行うための１つのステレオペアが構成されている。

一般に、ステレオペアの数が多い程、計測対象物（この例では被検体Ｔの顔に貼り付けられた再帰性反射材Ｍの３次元上の位置）の計測精度が向上する。そこで、図９の（Ｂ）に示されるように、３つのファイバースコープ１０Ａ〜１０Ｃを配置することにより、ステレオペアの数を増やしてもよい。この場合、例えば、ファイバースコープ１０Ａ，１０Ｂのペア、ファイバースコープ１０Ａ，１０Ｃのペア、及びファイバースコープ１０Ｂ，１０Ｃのペアからなる３つのステレオペアを構成することができる。同様に、図９の（Ｃ）に示されるように、４つのファイバースコープ１０Ｄ〜１０Ｇを配置した場合には、例えば、ファイバースコープ１０Ｄ，１０Ｅのペア、ファイバースコープ１０Ｆ，１０Ｇのペア、ファイバースコープ１０Ｄ，１０Ｆのペア、ファイバースコープ１０Ｅ，１０Ｇのペア、及びファイバースコープ１０Ｅ，１０Ｆのペアからなる５つのステレオペアを構成することができる。上記（Ｂ）又は（Ｃ）のように複数のステレオペアが構成される場合には、当該複数のステレオペア（又はこれらの複数のステレオペアのうちの一部のステレオペア）を用いることにより、上述したステレオ計測の計測精度を向上させることができる。

［断層撮影装置を用いた検査方法］
次に、図１０を参照して、断層撮影装置１を用いた検査準備手順について説明する。まず、オペレータにより、被検体Ｔの頭部（顔）の所定位置に再帰性反射材Ｍ（反射マーカー）が貼り付けられる（Ｓ１）。続いて、オペレータの指示等により、被検体Ｔの頭部が、ベッド５のヘッドレストに誘導される（Ｓ２）。続いて、オペレータによる操作盤８の操作により、ベッド５の全体又は被検体Ｔが載置される部分がガントリ４側に移動させられ、被検体Ｔの頭部がガントリ４内（測定空間Ｓ内）に移動させられる（Ｓ３）。続いて、オペレータによる操作盤８の操作等により、測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔの測定部位（ここでは頭部）の位置合わせを行うために、レーザ投光部９がＯＮに切り替えられる（Ｓ４）。その結果、レーザ投光部９から位置合わせ用のレーザ光が、測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔの頭部に投光される。これにより、例えば図８の（Ａ）に示したように位置合わせ用のレーザ光Ｌが被検体Ｔの頭部に投光された画像が、モニタ８ａに表示される。

続いて、モニタ８ａに表示された画像を確認したオペレータによって、被検体Ｔの頭部の位置合わせが行われる（Ｓ５）。具体的には、Ｙ方向における頭部の位置が適切でない場合には、オペレータによって操作盤８が操作されることにより、ベッド５がＹ方向に沿って駆動させられ、被検体Ｔの頭部の位置が調整される。なお、上記の位置合わせは、オペレータによる手動操作ではなく、断層撮影装置１が備えるコンピュータ（例えば操作盤８に内蔵されたコンピュータ）によって実施されてもよい。例えば、断層撮影装置１が備えるコンピュータが、上記画像に対する公知の画像解析処理を実行することにより、被検体Ｔの頭部の位置を検出し、検出結果に基づいて自動的にベッド５を駆動させてもよい。続いて、被検体Ｔの頭部が測定空間Ｓ内の適切な位置に配置されたことが確認された後に、オペレータによる操作盤８の操作等により、レーザ投光部９がＯＦＦに切り替えられ、レーザ投光部９からのレーザ光の投光が停止される（Ｓ６）。

ここで、被検体Ｔの頭部の位置合わせは、上述したＳ２の前に実施されるのが一般的である。すなわち、被検体Ｔの頭部をガントリ４内に進入させる前に位置合わせをしてから、予め定められた距離だけベッド５をガントリ４側に移動させることが、一般に行われている。しかし、この方式では、ガントリ４内（測定空間Ｓ内）に被検体Ｔの頭部を入れた後に、頭部の位置が適切であるか否かを正確に確認することができない。一方、上述した断層撮影装置１は、測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔの頭部に位置合わせ用のレーザ光を投光するレーザ投光部９を備えている。これにより、上述したように、被検体Ｔの頭部がガントリ４内に入れられた後（ＰＥＴ計測を開始する直前）に、当該頭部の正面からの画像（図８の（Ａ）参照）に基づいて、正確な位置合わせを行うことができる。さらに、実際に頭部（脳）の撮影を行った後に、再度の位置合わせを行うことも容易となる。

次に、図１１を参照して、断層撮影装置１を用いた検査手順について説明する。まず、複数の検出器リング４２により、ＰＥＴ計測（測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔの頭部の測定データの取得）が実施される（Ｓ７）。併せて、複数（ここでは２つ）のファイバースコープ１０の照明部１１及び受光部１２により取得される画像（図８の（Ｂ）参照）に基づいて、被検体Ｔの顔に貼り付けられた再帰性反射材Ｍ（反射マーカー）の３次元上の位置が検出される（Ｓ８）。Ｓ８の処理（すなわち、反射マーカーの位置の検出）は、ＰＥＴ計測が開始されてから完了するまでの間、連続的に実施される。これにより、ＰＥＴ計測中における被検体Ｔの頭部の動き（体動）が検出される。続いて、ＰＥＴ計測の完了と併せて反射マーカーの検出（すなわち、各ファイバースコープ１０の照明部１１及び受光部１２による画像取得）が完了する（Ｓ９）。なお、上記のようにして検出された体動のデータは、ＰＥＴ計測により得られた測定データを補正（体動補正）するために用いられ得る。体動補正の演算処理は、例えば上述したコンピュータによって実行される。

［断層撮影装置による作用効果］
上述した断層撮影装置１は、中心軸線Ａの周りに配置された複数の検出器４３をそれぞれ含んでおり中心軸線Ａに沿って配列された複数の検出器リング４２と、複数の検出器リング４２の内周面を覆う筒状の内壁部４１ｂと、を有するガントリ４と、複数の検出器４３の間に設けられた隙間Ｇに配置され、内壁部４１ｂに設けられた貫通孔４１ｃ，４１ｄを介して、内壁部４１ｂによって囲まれた測定空間Ｓに向けて光を照射する光照射器（帆実施形態では、レーザ投光部９及び各ファイバースコープ１０の照明部１１）と、複数の検出器４３の間に設けられた隙間Ｇに配置され、内壁部４１ｂに設けられた貫通孔４１ｄを介して、光照射器により照射された光の反射光を受光する受光器（本実施形態では、各ファイバースコープ１０の受光部１２）と、を備える。この断層撮影装置１によれば、光照射器及び受光器を、ガントリ４の内側に配置された複数の検出器４３の間（本実施形態では、隣り合う検出器リング４２の間）に設けられた隙間Ｇに配置することができる。これにより、ガントリ４の外側に光照射器及び受光器を配置する場合と比較して、ガントリ４周辺の装置構成を単純化することができる。その結果、被検体Ｔへの精神的な圧迫をより一層低減することができる。また、これらの機器（光照射器又は受光器）をガントリ４の外側に配置した場合には、被検体Ｔ又はオペレータが誤って当該機器に接触してしまうことにより当該機器の破損又は位置ずれ等が生じたり、当該機器が邪魔となることによりスムーズな測定作業が妨げられたりするおそれがある。一方、断層撮影装置１では、当該機器がガントリ４の内側（筐体４１内）に配置されているため、上記のような問題の発生が防止される。

また、光照射器及び受光器は、内壁部４１ｂの測定空間Ｓ側の表面４１ｅよりも測定空間Ｓ側に突出しないように配置されている（図４参照）。これにより、測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔが光照射器又は受光器に接触することを防ぐと共に、被検体Ｔに対する精神的な圧迫をより一層効果的に低減することができる。具体的には、被検体Ｔの目の前において、光照射器又は受光器の先端部分（レンズ部分）が表面４１ｅよりも被検体Ｔ側に突出していないことにより、カメラで撮影されているという精神的な圧迫を被検体Ｔに与えてしまうことを防ぐことができる。

また、光照射器は、測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔの位置合わせ用のレーザ光を投光するレーザ投光部９を有している。このようなレーザ投光部９により、測定空間Ｓに被検体Ｔ（被検体Ｔの測定部位である頭部）が配置された状態で、当該被検体Ｔの位置合わせのためのレーザ光を当該被検体Ｔの正面から投光することができる。その結果、上述したように、断層撮影装置１による撮影（ＰＥＴ計測）を行う直前の状態において、当該被検体Ｔの位置合わせを精度良く行うことができる。

また、光照射器は、測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔの体動計測用の照明光Ｌ１を照射する照明部１１を有している。測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔに向けて照明部１１から照射された照明光Ｌ１の反射光Ｌ２が受光器（受光部１２）によって受光されることにより、被検体Ｔの体動を計測することができる。

また、照明部１１は、照明用の光ファイバにより構成されており、受光器は、受光用の光ファイバにより構成された受光部１２を有し、照明部１１と受光部１２とを一体的に束ねることにより構成されたファイバースコープ１０が、隙間Ｇに配置されている。このような構成によれば、被検体Ｔの体動計測用の照明部１１及び受光部１２の構成をコンパクト化できる。具体的には、それぞれ光ファイバにより構成された照明部１１及び受光部１２を一体的に束ねたファイバースコープ１０は、柔軟かつ小型であるため、わずかな隙間に入り込むことができる。このようなファイバースコープ１０を用いることにより、必要となる隙間Ｇ及び貫通孔４１ｃ，４１ｄの大きさをなるべく小さくすることができ、被検体Ｔに対する精神的な圧迫をより一層効果的に低減することができる。また、上述したファイバースコープ１０によって、特に再帰性反射材Ｍが貼り付けられた被検体Ｔの体動補正に適した構成を実現できる。具体的には、照明部１１から照射された照明光Ｌ１が再帰性反射材Ｍで反射されることにより生成された反射光Ｌ２を、受光部１２によって適切に受光することができる。

また、断層撮影装置１は、互いに異なる複数の位置に配置された複数（本実施形態では２つ）のファイバースコープ１０を備えている。当該複数のファイバースコープ１０によって、測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔを互いに異なる複数の位置から観察した複数の画像を取得することが可能となる。このようにして取得される複数の画像は、例えば、上述したステレオ計測によって被検体Ｔの体動を精度良く検出するのに用いられ得る。すなわち、このような複数の画像を取得することにより、ステレオ計測によって再帰性反射材Ｍの３次元上の位置を精度良く検出し、体動補正を精度良く実施することが可能となる。

また、光照射器又は受光器が配置される隙間Ｇは、隣り合う検出器リング４２の間（本実施形態では、検出器リング４２Ａ，４２Ｂの間）に設けられている。この場合、光照射器又は受光器を配置するための隙間Ｇを確保しつつ、断層撮影装置１により取得される断層画像（再構成画像）の画質（感度ムラ等）に与える影響を比較的小さくすることができる（詳しくは後述）。また、例えば、一部の検出器４３を省略することによって隙間を設ける場合には、隙間の大きさは検出器４３のサイズに依存する。一方、隣り合う検出器リング４２の間に隙間Ｇを設ける場合には、隙間Ｇに挿入（配置）される機器（本実施形態では、レーザ投光部９及びファイバースコープ１０）のサイズに基づいて隙間Ｇの大きさを決定することができる。すなわち、隙間Ｇの大きさ（間隔ｄ）を、上記機器を挿入（配置）するために必要最小限の大きさとすることができる。

図１２は、隙間Ｇ（図５の（Ａ）参照）が設けられた４つの検出器リング４２に関するシミュレーション画像を示している。当該シミュレーション画像は、以下に述べる再構成画像Ａと再構成画像Ｂとの差分画像（「再構成画像Ａの画素値−再構成画像Ｂの画素値」を各画素の画素値として有する画像）である。すなわち、当該シミュレーション画像は、再構成画像Ｂを基準として（再構成画像Ｂの各画素の画素値を０として）再構成画像Ａを表現したものである。つまり、当該シミュレーション画像は、再構成画像Ａを再構成画像Ｂでオフセットすることにより得られた画像である。

再構成画像Ａは、従来のガントリ、すなわち隙間Ｇが設けられていない４つの検出器リング（図５の（Ａ）において検出器リング４２Ａ，４２Ｂ間に隙間Ｇが設けられていない場合における検出器リング４２Ａ〜４２Ｄ）を備えるガントリによって、１：３の位置（検出器リング４２Ａと検出器リング４２Ｂとの境界）に対応する断面について取得された再構成画像である。

再構成画像Ｂは、本実施形態のガントリ４（図５の（Ａ）に示した４つの検出器リング４２Ａ〜４２Ｄを備えるガントリ）によって、１：３の位置（検出器リング４２Ａと検出器リング４２Ｂとの間の位置）に対応する断面について取得された再構成画像である。

図１２に示されるように、上記シミュレーション画像においては、画像の外縁部において感度差が生じているものの、画像の中央部ではほとんど感度ムラが見られなかった。すなわち、隙間Ｇが再構成画像に与える影響が比較的小さい（再構成画像に基づく診断に与える影響が比較的小さい）ことが、本発明者らにより確認された。

また、断層撮影装置１は、被検体Ｔの頭部の断層画像を撮像する装置であり、ガントリ４には、被検体Ｔの頭部を測定空間Ｓに進入させるための開口部４ａが形成されており、光照射器又は受光器が配置される隙間Ｇは、中心軸線Ａに沿った方向における複数の検出器リング４２の中央位置よりも開口部４ａ側に設けられている。この場合、光照射器又は受光器を配置するための隙間Ｇを、中心軸線Ａに沿った方向において被検体Ｔの主要な測定部位（頭頂部に近い部分に位置する脳の主要部位）からなるべく離れた位置（すなわち、上記主要な測定部位よりも手前の位置）に設けることができる。これにより、主要な測定部位の断層画像（再構成画像）の品質（例えば画質及び定量性）に与える悪影響を低減することができる。補足すると、上述したように、検出器リング４２間の隙間Ｇに対応する再構成画像（図１２参照）は、比較的感度ムラが少ないものの、隙間Ｇがない部分に対応する再構成画像と比較すると画質等が低下する。よって、上記のように、複数の検出器リング４２の中央位置よりも開口部４ａ側に隙間Ｇを設けることで、主要な測定部位に対応する再構成画像の品質に与える悪影響を低減することができる。

また、断層撮影装置１は、受光器により受光された反射光に基づく画像を表示するモニタ８ａを備えている。モニタ８ａに表示された測定空間Ｓ内の画像（図８参照）を確認することにより、測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔの位置等を容易に確認及び監視することが可能となる。その結果、断層撮影装置１を用いて被検体Ｔの検査を実施するオペレータの操作性を向上させることができる。

［変形例］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。

例えば、図１３に示されるように、上述した光照射器又は受光器が配置される隙間は、検出器リング４２に含まれる一部の検出器４３が省略されることによって設けられてもよい。図１３は、中心軸線Ａに沿って配列された４つの検出器リング４２を示す斜視図である。図１３の（Ａ）は、開口部４ａ側から２つ目の検出器リング４２の頂部に位置する検出器４３Ａの両側において、検出器が省略されることにより、それぞれ検出器１つ分の隙間Ｇ４が設けられている。図１３の（Ｂ）は、（Ａ）の例に加えて２つ目の検出器リング４２の頂部に位置する検出器４３Ａも省略されることにより、検出器３つ分の連続した隙間Ｇ５が設けられている。このような構成によれば、一部の検出器４３が省略されることにより、隣り合う検出器リング４２間に隙間（上述した隙間Ｇ，Ｇ１〜Ｇ３等）を設けることなく、光照射器又は受光器を配置するための隙間を確保することができる。なお、このような隙間Ｇ４，Ｇ５の形成方法は、特定の方法に限定されない。例えば、隙間Ｇ４，Ｇ５は、円周状に密に配置された複数の検出器４３を有する検出器リング４２から一部の検出器４３が取り外されることによって形成されてもよいし、元々一部の検出器が省略された検出器リング４２が設計及び製造されてもよい。

なお、図１４の（Ａ）は、中心軸線Ａに沿った方向に連続して配置される４つの検出器４３を取り除くことにより形成された比較例に係る隙間Ｇ６を示している。図１４の（Ｂ）は、隙間Ｇ６が設けられた４つの検出器リング４２に関するシミュレーション画像を示している。当該シミュレーション画像は、上述した再構成画像Ａと以下に述べる再構成画像Ｃとの差分画像（「再構成画像Ａの画素値−再構成画像Ｃの画素値」を各画素の画素値として有する画像）である。再構成画像Ｃは、図１４の（Ａ）に示した４つの検出器リング４２を備えるガントリによって、１：３の位置（開口部４ａ側から１つ目の検出器リング４２と２つ目以降の３つの検出器リング４２とを分ける位置）に対応する断面について取得された再構成画像である。

図１４の（Ｂ）に示されるように、上記シミュレーション画像においては、隙間Ｇ６の位置（この例では頂部）を基点とした放射線状の感度ムラ（シェーディング）が目立っている。すなわち、隙間Ｇ６が再構成画像に与える影響は、上述した隙間Ｇが再構成画像に与える影響と比較して大きい（再構成画像に基づく診断に与える影響が比較的大きい）ことが、本発明者らにより確認された。したがって、光照射器又は受光器が配置される隙間は、隙間Ｇ６のように中心軸線Ａに沿った方向に検出器複数個分の連続した隙間（すなわち、中心軸線Ａに沿った方向から見て検出器４３が省略された部分に偏りが大きくなるような隙間）とならないように設けられることが好ましい。一方、上記実施形態で示したように、隣り合う検出器リング４２の間に隙間を形成した場合（すなわち、中心軸線Ａに沿った方向から見て検出器４３が設けられていない領域の偏りがない場合）には、中心軸線Ａに沿って連続した部分的な隙間を設ける場合と比較して、感度ムラの少ない再構成画像を得ることができる。

また、上記実施形態では、断層撮影装置１は、照射器としてレーザ投光部９及び各ファイバースコープ１０の照明部１１を備え、受光器として各ファイバースコープ１０の受光部１２を備えている。しかし、断層撮影装置１が備える照射器及び受光器（すなわち、複数の検出器４３の間の隙間に挿入（配置）される照射器及び受光器）の組み合わせは、上記実施形態における組み合わせに限定されない。例えば、ガントリ４内（測定空間Ｓ内）に配置された被検体Ｔの位置合わせを行わない場合には、レーザ投光部９は省略されてもよい。また、上記実施形態では、照明部１１及び受光部１２が一体的に構成されたファイバースコープ１０が用いられたが、このようなファイバースコープ１０の代わりに、互いに分離された照明部及び受光部が用いられてもよい。また、体動補正用の照明部及び受光部は、光ファイバを用いたものに限定されない。例えば、照明部及び受光部として機能する小型カメラが、複数の検出器４３の間に設けられた隙間に配置されてもよい。

１…断層撮影装置、４…ガントリ、４ａ…開口部、６…カメラ、７…光源装置、８ａ…モニタ、９…レーザ投光部、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１１０，２１０…ファイバースコープ、１１，１１Ａ，１１Ｂ…照明部、１２，１２Ａ，１２Ｂ…受光部、４１ｂ…内壁部、４１ｃ，４１ｄ…貫通孔、４１ｅ…表面、４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ…検出器リング、４３，４３Ａ…検出器、Ｓ…測定空間、Ｔ…被検体。

Claims (10)

1. 中心軸線の周りに配置された複数の検出器をそれぞれ含んでおり前記中心軸線に沿って配列された複数の検出器リングと、前記複数の検出器リングの内周面を覆う筒状の内壁部と、を有するガントリと、
   前記複数の検出器の間に設けられた隙間に配置され、前記内壁部に設けられた貫通孔を介して、前記内壁部によって囲まれた測定空間に向けて光を照射する光照射器と、
   前記複数の検出器の間に設けられた隙間に配置され、前記内壁部に設けられた貫通孔を介して、前記光照射器により照射された光の反射光を受光する受光器と、
   を備える、断層撮影装置。
2. 前記光照射器及び前記受光器は、前記内壁部の前記測定空間側の表面よりも前記測定空間側に突出しないように配置されている、
   請求項１に記載の断層撮影装置。
3. 前記光照射器は、前記測定空間内に配置された被検体の位置合わせ用のレーザ光を投光するレーザ投光部を有する、
   請求項１又は２に記載の断層撮影装置。
4. 前記光照射器は、前記測定空間内に配置された被検体の体動計測用の照明光を照射する照明部を有する、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の断層撮影装置。
5. 前記照明部は、照明用の光ファイバにより構成されており、
   前記受光器は、受光用の光ファイバにより構成された受光部を有し、
   前記照明部と前記受光部とを一体的に束ねることにより構成されたファイバースコープが、前記隙間に配置されている、
   請求項４に記載の断層撮影装置。
6. 互いに異なる複数の位置に配置された複数の前記ファイバースコープを備える、
   請求項５に記載の断層撮影装置。
7. 前記光照射器又は前記受光器が配置される前記隙間は、隣り合う前記検出器リングの間に設けられている、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の断層撮影装置。
8. 前記光照射器又は前記受光器が配置される前記隙間は、前記検出器リングに含まれる一部の前記検出器が省略されることによって設けられている、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の断層撮影装置。
9. 前記断層撮影装置は、被検体の頭部の断層画像を撮像する装置であり、
   前記ガントリには、前記被検体の頭部を前記測定空間に進入させるための開口部が形成されており、
   前記光照射器又は前記受光器が配置される前記隙間は、前記中心軸線に沿った方向において前記複数の検出器リングの中央位置よりも前記開口部側に設けられている、
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の断層撮影装置。
10. 前記受光器により受光された反射光に基づく画像を表示するモニタを更に備える、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の断層撮影装置。