JP5114929B2 - 核医学診断装置 - Google Patents

Description

この発明は、医用診断装置に係り、特に、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置に関する。

従来、この種の装置について、ＰＥＴ装置を例に挙げて説明する。従来のＰＥＴ装置は、ガントリ一式に対し、被検体を乗せた天板が移動し、ＰＥＴ撮像を行っていた。また、Ｘ線ＣＴガントリが自走しながら、Ｘ線ＣＴ撮像を行う技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１６４８２９号公報（第５頁、図１）

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。従来の装置は、ガントリが一台であり、被検体を広い範囲で撮像するときは時間がかかる。そのため、撮像開始時に被検体から収集された核医学用データと撮像終了時に被検体から収集された核医学用データとの間に時間的なズレがあり、等時性のあるデータを取得することは難しい。また、脳と心臓の血流量を同時に測定することができれば、診断上の効果が大きいと期待できるにもかかわらず、従来の装置では同時に複数の部位を撮像することができない。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、全身あるいは複数の部位を同時に撮像でき、また、全身を撮像する場合に時間がかからない核医学診断装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置において、前記放射線を検出することで前記核医学用データを収集するための検出器群を備えた複数のガントリと、前記複数のガントリをそれぞれ移動させる移動機構と、定められた範囲で前記複数のガントリを同時に移動させて撮像するように制御する制御部とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、被検体の核医学用データを収集する検出器群を備えた複数のガントリそれぞれを移動機構により移動させ、定められた範囲で複数のガントリを同時に移動させて撮像することができるので、複数のガントリを用いて撮像することができる。その結果、全身あるいは複数の部位を同時に撮像することができ、また、全身を撮像する場合に時間がかからない。また、例えばこの複数のガントリを同時に移動させて全身撮像する場合、１台のガントリで撮像を行うときに比べて撮像にかかる時間が短くなり、撮像開始時に被検体から収集された核医学用データと撮像終了時に被検体から収集された核医学用データとの間の時間的なズレが少なくなる。

この発明において、前記制御部は、前記複数のガントリを被検体に対して固定させた状態で所定回数撮像する機能も有するのが好ましい（請求項２記載の発明）。これにより、例えば脳と心臓等の密接に関連を有する複数の部位を同時に撮像する機能も有するので、複数の部位の等時性のあるデータも取得できる。

この発明において、定められた範囲で前記複数のガントリを移動させて撮像するとき又は前記複数のガントリを被検体に対して固定させた状態で所定回数撮像するときは、予め求められた位置情報に基づき撮像開始位置に前記複数のガントリを移動させることが好ましい（請求項３記載の発明）。これにより、撮像を行う前にガントリの位置決めをする手間が省ける。

この発明において、前記複数のガントリを被検体に対して固定させた状態で所定回数撮像するときは、前記複数のガントリから収集された各核医学用データの相関関係を解析するデータ解析手段と、前記解析された相関関係を出力する出力手段とを備えることが好ましい（請求項４記載の発明）。これにより、関係する複数の領域から収集された核医学用データの相関関係が分かり、正確な診断を行うことができる。

この発明に係る核医学診断装置によれば、被検体の核医学用データを収集する検出器群を備えた複数のガントリのうち少なくとも１つを移動機構により移動させることができるので、複数のガントリを用いて撮像することができる。その結果、全身あるいは複数の部位を同時に撮像することができ、また、全身を撮像する場合に時間がかからない。また、この複数のガントリを同時に移動させて定められた範囲を撮像する場合、１台のガントリで撮像を行うときに比べて撮像にかかる時間が短くなり、撮像開始時に被検体から収集された核医学用データと撮像終了時に被検体から収集された核医学用データとの間の時間的なズレが少なくなる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。図１は、実施例１の全体構成を示す概略図である。図２は、実施例１の制御ブロック図である。図３は、実施例１のガントリを移動させる移動機構の概略図である。図４は、実施例１の位置情報を求める説明に供する模式図である。図５は、実施例１において出力される相関関係のグラフである。なお、後述する実施例２も含めて、本実施例１では、核医学診断装置として、ＰＥＴ装置を例に採って説明する。

実施例１の全体構成について、図１を参照しながら説明する。実施例１に係わる核医学診断装置は、いわゆるダイナミック収集を行う装置である。実施例１に係わる核医学診断装置は大きく分けると、２台のガントリ１０Ａおよびガントリ１０Ｂと、検査台２０と、コンソール３０とからなる。ガントリ１０Ａは、放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線を検出して核医学用データを収集するための検出器群１１Ａを備えている。また、ガントリ１０Ａは、ガントリを移動させる移動機構１２Ａを備えている。もう１台のガントリ１０Ｂも同じ構成である。

検査台２０は、被検体Ｐを載置するための天板２２を備えている。この検査台２０は、ガントリ１０Ａおよびガントリ１０Ｂに対して共通に使用されるようになっている。このガントリ１０Ａおよびガントリ１０Ｂは、天板２２がそのトンネル部分を通るように配置されている。

コンソール３０には、入力装置３１と表示装置３２が備えられている。

実施例１の制御系について図２を参照しながら説明する。例えば、被検体の脳と心臓を同時に撮像したい場合、ガントリ１０Ａおよびガントリ１０Ｂの撮像開始位置の位置情報はコンソール３０上の入力装置３１で入力される。入力された位置情報は撮像制御部３３に入力される。撮像制御部３３に入力された位置情報は、ガントリ１０Ａ、１０Ｂのガントリ制御部１３Ａ、１３Ｂに送られる。ガントリ制御部１３Ａ、１３Ｂは、送られた位置情報に従って移動機構１２Ａ、１２Ｂを駆動させ、ガントリ１０Ａ、１０Ｂを撮像開始位置に移動させる。撮像制御部３３は、位置情報とともに撮像タイミング信号をガントリ制御部１３Ａ、１３Ｂに送る。ガントリ制御部１３Ａ、１３Ｂは、撮像タイミング信号を検出器１１Ａ、１１Ｂに送る。検出器１１Ａ、１１Ｂは、撮像タイミング信号に従って、同時に撮像を行う。撮像によって得られた被検体の核医学用データは、コンソール３０内のデータ収集部３４に集められる。集められた核医学用データは、データ解析部３５に送られる。データ解析部３５は、送られた核医学用データから、被検体の脳と心臓の相関関係を解析する。解析された相関関係は表示装置３２に送られ、表示される。また、集められた核医学用データは画像再構成部３６に送られ、画像再構成部３６で三次元画像に再構成される。再構成された三次元画像は表示装置３２に送られ、表示される。
ここで、実施例１の撮像制御部３３はこの発明の移動制御手段に相当する。また、データ解析部３５はこの発明のデータ解析手段に相当する。

ガントリを移動させる移動機構について図３を参照しながら説明する。ガントリ移動機構１２Ａは、ガントリ１０Ａの下部に備えられている。ガントリ移動機構１２Ａは、ドライバＤ、モータＭ、駆動輪１５Ａ、およびエンコーダＥで構成されている。ガントリ移動機構１２Ａの下にはレール１６が備えられている。ガントリ１０Ａの撮像開始位置の位置情報は撮像制御部３３からガントリ制御部１３Ａに送られる。ガントリ制御部１３Ａに送られた位置情報は移動機構１２ＡのドライバＤに送られる。ドライバＤは位置情報に従ってモータＭを駆動する。モータＭは駆動輪１５Ａを駆動させる。駆動輪１５ＡにはエンコーダＥが取り付けられており、駆動輪１５Ａの回転量を検出している。駆動輪１５Ａの周面は溝状になっており、レール１６を溝で挟み込むようにして、レール１６上を移動する。
なお、ガントリ１０Ｂも同様の移動機構１２Ｂを備える。

実施例１のガントリ１０Ａおよびガントリ１０Ｂを撮像開始位置に移動させるための位置情報の求め方について図４を参照しながら説明する。
図４は、例えば、Ｘ線撮影装置、Ｘ線ＣＴ装置等で撮像された被検体の画像データを記録媒体に記録し、この発明に係わる核医学診断装置の図示されない読み出し手段で読み出したときに、表示装置３２に表示された被検体のＣＲ画像である。実施例１では、ガントリ１０Ａは心臓を撮像し、ガントリ１０Ｂは脳を撮像するものとする。

まず、位置情報を求める前提として、ガントリ１０Ａが撮像開始位置に移動する前の基準位置を決める。ここでは、図３のガントリ１０Ａのトンネル右端が被検体Ｐの頭頂と重なる位置を基準位置とする。ガントリ１０Ａのトンネル右端には、図３に示されているように、投光器１７Ａと受光器１８Ａが水平状態で対向して設けられている（ただし、図３では作図の便宜上、上下に配置してある）。この投光器１７Ａと受光器１８Ａは光センサ等であり、被検体Ｐの頭頂を検知すると、ガントリ１０Ａあるいは天板２２の動きを止めるための信号をガントリ制御部１３Ａに送る。

次に、ガントリ１０Ａを基準位置から撮像開始位置まで移動させるための位置情報を求める。操作者は、マウス等で頭頂、心臓、足先の位置を決定する。これにより、頭頂から心臓まで、頭頂から足先までのＣＲ画像の画素数が特定される。ここで図４では、頭頂から心臓までの画素数を英小文字のｌで、頭頂から足先までの画素数を英大文字のＬで表している。この被検体Ｐの現実の頭頂から心臓までの長さをＰｌとし、頭頂から足先までの身長をＰＬとする。すると、これらの関係は、ｌ：Ｌ＝Ｐｌ：ＰＬ という式で表される。被検体の身長ＰＬを代入すれば、頭頂から心臓までの長さＰｌを求めることができる。さらに、通常、検出器１１Ａはガントリ１０Ａの両端よりも内側に備えられているので、ガントリ１０Ａのトンネル右端から検出器１１Ａの右端までの長さを被検体の頭頂から心臓までの長さＰｌに加える。このように計算された長さはこの発明の位置情報に相当する。位置情報の計算は撮像制御部３３で行われる。

なお、図４のＣＲ画像は被検体Ｐの全身像であるが、ＣＲ画像が被検体Ｐの一部、例えば上半身像である場合は、以下のようにして、ガントリ１０Ａを撮像開始位置に移動させるための位置情報を求める。
まず、位置情報を求める前提として、ガントリ１０Ａが撮像開始位置に移動する前の基準位置を決める。基準位置を決める方法は、前記のとおりである。
次に、ガントリ１０Ａを基準位置（頭頂）から撮像開始位置（心臓）まで移動させるための位置情報を求める。このとき、ＣＲ画像は、被検体Ｐの頭頂から被検体Ｐに取り付けられたマーカーまでの上半身像であるとする。
操作者は、ＣＲ画像上でマウス等を用いて頭頂、心臓、上半身像の下端に当たるマーカー部分を決定する。これにより、頭頂から心臓まで、頭頂からマーカー部分までのＣＲ画像の画素数が特定される。このとき、図４の符号Ｌは被検体Ｐの頭頂からマーカー部分までの画素数とし、前述の被検体Ｐの身長ＰＬは現実の頭頂からマーカー部分までの長さとする。この現実の頭頂からマーカー部分までの長さＰＬは、被検体Ｐにマーカーを取り付ける際に実測することで求められる。ＣＲ画像上の頭頂から心臓までの画素数ｌ、ＣＲ画像上の頭頂からマーカー部分までの画素数Ｌ、現実の頭頂からマーカー部分までの長さＰＬを、ｌ：Ｌ＝Ｐｌ：ＰＬ の式に代入して、頭頂から心臓までの長さＰｌを求める。さらに、ガントリ１０Ａのトンネル右端から検出器１１Ａの右端までの長さを現実の頭頂から心臓までの長さＰｌに加えることで、ガントリ１０Ａを基準位置（頭頂）から撮像開始位置（心臓）に移動させるための位置情報が求められる。

なお、位置情報の求め方は、前記のように計算で求める方法の他に、ＣＲ画像の拡大率が予め分かっている場合、ＣＲ画像上の頭頂から撮像開始位置までの画素数と画素ピッチが分かれば、前記の計算をしなくとも頭頂から撮像開始位置までの長さを求めることも可能である。
ガントリ１０Ｂも同様にして位置情報を求める。

実施例１の表示装置への出力について図５を参照しながら説明する。表示装置３２は被検体Ｐの脳と心臓の核医学用データの相関関係を図５のように表示する。図５のグラフにおいて、横軸は時間、縦軸はガントリ１０Ａ、１０Ｂの検出器群が脳あるいは心臓の血流から検出した放射線の量を表す。実線のグラフは心臓を撮像するガントリ１０Ａから得られ、点線のグラフは脳を撮像するガントリ１０Ｂから得られる。これらのグラフから、医師は脳血流と心臓血流の関係を診断することができる。

実施例１に記載の発明によれば、被検体Ｐの核医学用データを収集する検出器１１Ａ、１１Ｂを備えたガントリ１０Ａ、１０Ｂのうち少なくとも１つを移動機構１２Ａまたは１２Ｂにより移動させることができるので、２台のガントリを用いて撮像することができる。その結果、全身あるいは複数の部位を同時に撮像することができ、また、全身を撮像する場合に時間がかからない。

実施例１に記載の発明によれば、ガントリ１０Ａ，１０Ｂを被検体Ｐに対して固定させた状態で、例えば脳と心臓等のように密接な関連を有する複数の部位を同時に所定回数撮像することにより、複数の部位の等時性のあるデータを取得できる。

実施例１に記載の発明によれば、予め定められた位置情報に基づき撮影開始位置にガントリ１０Ａ、１０Ｂを移動させるように移動機構１２Ａ、１２Ｂを制御する撮像制御部３３を備えたことにより、撮像を行う前にガントリの位置決めをする手間が省ける。

実施例１に記載の発明によれば、ガントリ１０Ａ，１０Ｂを被検体に対して固定させた状態で所定回数撮像するときは、ガントリ１０Ａ，１０Ｂから収集された各核医学用データの相関関係を解析するデータ解析部３５と、この解析された相関関係を出力する表示装置３２とを備えることにより、関係する２つの領域から収集された核医学用データの相関関係が分かり、正確な診断を行うことができる。

次に、この発明の実施例２を説明する。実施例２に係わる核医学診断装置は、例えば、癌検診のために全身をＰＥＴ撮像するときを想定した実施例である。図６、図７、および図８は、実施例２のガントリの動作説明に供する図である。

実施例２の全体構成は図１に示した実施例１のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。

実施例２の制御系の構成も図２に示した実施例１のものと同様であるのでここでの説明は省略する。なお、コンソール３０内のデータ収集部３４に集められた核医学用データは画像再構成部３６で三次元画像に再構成されて表示装置３２で表示される。

実施例２のガントリを移動させる移動機構も図３に示した実施例２の構成と同様であるのでここでの説明は省略する。

実施例２のガントリ１０Ａおよびガントリ１０Ｂを撮像開始位置に移動させるための位置情報の求め方も実施例１と同様であるので省略する。

図６から図８までを参照しながら実施例２のガントリ１０Ａおよび１０Ｂの動作説明をする。
図６では、被検体Ｐの中心から、ガントリ１０Ａおよび１０Ｂが互いに離れていく方向に移動し、全身のＰＥＴ撮像を行う。図６（ａ）は移動前の図であり、図６（ｂ）は移動後の図である。このように移動させることで、ガントリ１０Ａから収集された核医学用データとガントリ１０Ｂから収集された核医学用データとは対応する各位置で等時性を有することになる。
図７では、被検体の中心に向かって、ガントリ１０Ａおよび１０Ｂが互いに近づいていく方向に移動し、全身のＰＥＴ撮像を行う。図７（ａ）は移動前の図であり、図７（ｂ）は移動後の図である。このように移動させることで、ガントリ１０Ａから収集された核医学用データとガントリ１０Ｂから収集された核医学用データとは対応する各位置で等時性を有することになる。
図８では、足から頭に向かって、ガントリ１０Ａおよび１０Ｂが間隔を置いて、同じ方向に同時に移動することにより、全身のＰＥＴ撮像を行う。移動の方向は、頭から足でもよい。図８（ａ）は移動前の図であり、図８（ｂ）は移動後の図である。

実施例２の画像再構成の方法について説明する。実施例２の画像再構成の方法は、ガントリ１０Ａで得られた核医学用データとガントリ１０Ｂで得られた核医学用データを独立して再構成し、再構成後の画像を１つの画像にしてから表示装置３２に表示してもよい。また、ガントリ１０Ａおよび１０Ｂで得られた核医学用データを１つの核医学用データとしてから再構成し、１つの画像として表示装置３２に表示してもよい。ガントリ１０Ａおよびガントリ１０Ｂで得られた核医学用データをそれぞれ再構成し、２つの画像として表示装置３２に表示してもよい。

実施例２に記載の発明によれば、定められた範囲でガントリ１０Ａ、１０Ｂを移動させて撮像することができるので、例えばガントリ１０Ａ、１０Ｂを同時に移動させて全身撮像する場合、１台のガントリで撮像を行うときに比べて撮像にかかる時間が短くなり、撮像開始時に被検体から収集された核医学用データと撮像終了時に被検体から収集された核医学用データとの間の時間的なズレが少なくなる。

実施例２に記載の発明によれば、予め定められた位置情報に基づき撮影開始位置にガントリ１０Ａ、１０Ｂを移動させるように移動機構１２Ａ、１２Ｂを制御する撮像制御部３３を備えたことにより、撮像を行う前にガントリの位置決めをする手間が省ける。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した各実施例では、ＰＥＴ装置を例に採って説明したが、この発明は、単一のγ線を検出して被検体の断層画像を再構成するＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置などにも適用することができる。

（２）放射線を検出する検出器１１Ａ、１１Ｂが静止したままで放射線を検出する静止型であってもよいが、放射線検出器１１Ａ、１１Ｂが被検体Ｐの周りを回転しながら放射線を検出する回転型でもよい。

（３）上述した各実施例では、ガントリ１０Ａ、１０Ｂを撮像開始位置に移動させる際に、両方のガントリが移動させる構成を採っているが、ガントリ１０Ａ、１０Ｂのいずれか一方のみと天板とを移動させる構成でも可能である。また、実施例２では、ガントリ１０Ａ、１０ＢでＰＥＴ撮像を行う際に、両方のガントリを移動させる構成を採っているが、ガントリ１０Ａ、１０Ｂのいずれか一方のみと天板とを移動させる構成でも可能である。このように、複数のガントリのうち少なくとも１つを移動させる構成であれば特に限定されない。

（４）上述した各実施例では、２台のガントリで説明したが、３台以上のガントリであっても構わない。

実施例１の全体構成を示す概略図である。 実施例１の制御ブロック図である。 実施例１のガントリを移動させる移動機構の概略図である。 実施例１の位置情報を求める説明に供する図である。 実施例１において出力される相関関係のグラフである。 実施例２のガントリが中心から外側へ動くときの動作説明の概略図である。 実施例２のガントリが外側から中心へ動くときの動作説明の概略図である。 実施例２のガントリが図面の右から左へ動くときの動作説明の概略図である。

符号の説明

１０Ａ …ガントリ
１０Ｂ …ガントリ
１１Ａ …検出器
１１Ｂ …検出器
１２Ａ …移動機構
１２Ｂ …移動機構
２０ …検査台
２２ …天板
３０ …コンソール
３１ …入力装置
３２ …表示装置
Ｐ …被検体

Claims (4)

1. 放射性薬剤が投与された被検体から発生した放射線に基づいて被検体の核医学用データを求める核医学診断装置において、前記放射線を検出することで前記核医学用データを収集するための検出器群を備えた複数のガントリと、前記複数のガントリをそれぞれ移動させる移動機構と、定められた範囲で前記複数のガントリを同時に移動させて撮像するように制御する制御部とを備えることを特徴とする核医学診断装置。
2. 請求項１に記載の核医学診断装置において、前記制御部は、前記複数のガントリを被検体に対して固定させた状態で所定回数撮像する機能も有することを特徴とする核医学診断装置。
3. 請求項１または２に記載の核医学診断装置において、予め求められた位置情報に基づき撮像開始位置に前記複数のガントリを移動させるように前記移動機構を制御する移動制御手段を備えることを特徴とする核医学診断装置。
4. 請求項２に記載の核医学診断装置において、前記複数のガントリから収集された各核医学用データの相関関係を解析するデータ解析手段と、前記解析された相関関係を出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする核医学診断装置。

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