JPS6223267B2

JPS6223267B2 -

Info

Publication number: JPS6223267B2
Application number: JP54036860A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Tanaka; Isamasa Nohara; Takehiro Tomitani; Mikio Yamamoto; Kenji Ishimatsu; Katsumi Takami
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1979-03-30
Filing date: 1979-03-30
Publication date: 1987-05-22
Also published as: CA1139896A; GB2047045B; DE3012230A1; FR2452274B1; JPS55129781A; GB2047045A; US4352018A; FR2452274A1

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕この発明は陽電子横断断層装置にかかわり、さ
らに詳しくは改良された検出器配列からなる検出
器リングを具備する陽電子横断層装置に関してい
る。〔従来の技術〕ポジトロンを放出するラジオアイソトープを被
検体に投与し、ラジオアイソトープの体内分布を
体外から計測したり、被検体の横断面イメージと
してCRTなどに表示する装置、つまり陽電子横
断断層装置はすでに知られている。第１図はこのような陽電子横断断層装置の構成
を示していて、参照符号１は被検体、２はガンマ
線検出器、４は同時計数回路、５はデータ収集記
録装置、６はデータ処理装置、７はデイスプレイ
装置をそれぞれ示している。検出器２は計測あるいは表示される被検体の横
断面を含んでいる一平面上に配置され、この横断
面に含まれたラジオアイソトープに起因するガン
マ線を検出している。被検体に投与されるラジオ
アイソトープは、たとえば、炭素11（ ¹¹C）、窒
素13（ ¹³N）、ふつ素18（ ¹⁸F）などのようなポ
ジトロンを放出するものから選ばれる。これらの
ラジオアイソトープの原子核から放出されたポジ
トロンはごく近傍にある電子と消滅反応をなし
て、ふたつのガンマ線光子をたがいに反対方向へ
同時に発生する。いま、被検体１の両側にあるふたつの検出器２
が消滅ガンマ線光子を同時に検出すると、消滅ガ
ンマ線光子の発生位置、近似的にはポジトロンを
放出したラジオアイソトープ原子の位置はふたつ
の検出器を結ぶ直線上にある。見い出されたラジ
オアイソトープの位置は同時計数をなしたふたつ
の検出器の位置座標によつて指定することができ
るが、被検体に固定されかつ検出器２を含む平面
上に設定された、適宜の座標系の原点と前記直線
との距離ｔと、同直線がこの座標系のひとつの座
標軸にたいしてなす角度θとによつても指定する
ことができる。この明細書において、検出された
ラジオアイソトープの位置はふたつの検出器を結
ぶ直線によつて代表させ、距離ｔと角度θとであ
らわし、これをサンプル位置とよび、そして同時
計数回路によつて結ばれたふたつの検出器の各々
を検出器対とよんでいる。このようにして検出器対と同時計数回路とによ
つて検出されたポジトロンの放出はサンプリング
回数とサンプル位置（ｔ，θ）とをデータ収集装
置５に収録される。データ処理装置６はこれらの
データをｔの値ごとに並べ替えたのちに、像再構
成をなし、被検体における前記平面で切られた部
分のイメージ、つまりラジオアイソトープの分布
にもとずく横断面イメージをデイスプレイ装置７
に表示させる。第２図は検出器リングにおける検出器配列の一
例を示している。検出器リング３を構成する各検
出器は被検体１を囲む円周の中心を向いて、この
円周上に等間隔に配置されている。図面には三十
六個のガンマ線検出器２のみが示されているが、
実際には六十ないし二百個の検出器からなつてい
る。各検出器は検出器配列中心あるいは円周の中
心Ｃに関して反対側にある検出器と同時計数回路
によつてつながれている。同時計数回路によつて
つながれることで検出器対をつくつている検出器
はひとつだけでなく、着目した検出器から見て、
この検出器の検出範囲内にある反対側の検出器の
すべてと同時計数回路によつて結ばれている。こ
のような検出器リングをもつ陽電子横断断層装置
では検出器リングを回転などの機械的運動をさせ
ることなく、サンプリングを行なわせることによ
つて、検出器が配列されている円周の1/2程度の
半径の円内の任意位置にあるラジオアイソトープ
から放出されるガンマ線対を検出しかつ同時計数
をなして、サンプル位置（ｔ，θ）を決定するこ
とができる。他の陽電子横断断層装置として、第２図に示す
ような、検出器を等間隔に配置された検出器リン
グを検出器間隔の1/2の回転をなさせるものが提
供されている。これは、検出器リングが原位置に
あるときにサンプリングをなした後に、検出器間
隔の1/2の回転を検出器リングになさせてからさ
らにサンプリングを行なうもので、検出器リング
を回転させないときに比べて、二倍の異なるサン
プル値ｔを得ることができる。さらに、より多くの異なるサンプル値ｔを得ら
れる陽電子横断断層装置として、検出器リングを
ウオブリングさせるものが発表されている。この
装置において、検出器リングは先に述べたものと
同様に検出器を等間隔に配列したものからなつて
いて、検出器の配列中心が検出器を含む平面内に
ある小円周に沿つて移動するようにさせられてい
る。この小円周の直径は通常検出器間隔と同程度
に選ばれる。サンプリングはこの並進運動中に四
個所ないし八個所で検出器リングを停止させて行
なつている。この装置は検出器リングを回転させ
ていないものに比較して、サンプリング回数に応
じた、つまり四倍ないし八倍にサンプル密度を増
大させることができる。〔発明が解決しようとする問題点〕陽電子横断断層装置において、再構成イメージ
の分解能を検出器の固有位置分解能に近づけるた
めには、サンプリング理論から、隣接するｔの値
の差、すなわちサンプル間隔が検出器の固有位置
分解能の少なくとも1/2である必要がある。検出
器の固有位置分解能は検出器の開口巾の1/2であ
るので、サンプル間隔は検出器の開口巾の少なく
ても1/4を要求されている。これは検出器が通常
密接に配列されているため、検出器間隔の1/4と
もいいかえることができる。検出器リングが検出器を均等間隔でもつて配列
することによつて形成され、サンプリングが検出
器リングを静止させたままでなされる陽電子横断
断層装置では、等しいθの値ごとに得られるサン
プルが前述のように検出器間隔にほぼ等しい、と
びとびのｔの値をもつものしか得られない。また、検出器リングが検出器間隔の1/2の回転
をなされることで、サンプリングを行なう陽電子
横断断層装置では、θの値の各々におけるｔの値
を検出器間隔の1/2にさせることができる。が、
検出器リングがこれ以上の回転をなされても、ｔ
の値が同じサンプルしか得られない。第７図はこれらの陽電子横断断層装置におい
て、θがある値のときに得られるサンプルあるい
はサンプル間隔を示している。検出器リングが回
転されないときには、実線で示すように、サンプ
ル間隔Δｔの値は検出器間隔に等しくなる。厳密
には、サンプル間隔Δｔは検出器リングの回転中
心付近で検出器間隔に等しく、回転中心から離れ
るにしたがつて、検出器間隔よりも小さくなる。
が、後者の程度は無視することができる。検出器
リングが回転されると、各々検出器は反対側にあ
る検出器にたいして反対方向に動くことになるの
で、たとえば検出器Ａは矢印で示すように時計方
向に、検出器Ｂも時計方向にそれぞれ動くことに
なるので、これらの検出器が検出器間隔の1/2の
移動をなしたときにのみ、他のサンプルと同じθ
の値をもつサンプルのサンプリングをなすことが
できる。しかし、検出器リングがこれ以上の回転
をなされても、得られる同じθの値をもつサンプ
ルはそれ以前のサンプルに重なるだけとなる。これらの陽電子横断断層装置では、このため、
分解能の高い再構成イメージは検出器の数をいち
じるしく増大させなければ期待することができな
い。実際に、前者の断層装置として、二百八十個
の検出器から構成された検出器リングをもつもの
も発表されている。第８図は検出器が均等間隔で配列された検出器
リングがウオブリングさせられる陽電子横断断層
装置におけるサンプリングの状態を示している。
ここではサンプリングが一周期のウオブリング運
動の間に八回行なわれる典型的な例を示してい
る。本来、この近傍では特定のθに対応するサン
プルは一個しかないが、ウオブリングによつて多
数の異なるｔの値をもつサンプルを得られ、した
がつてサンプル間隔を小さくする、つまり再構成
イメージの空間分解能を向上させる効果がある。
しかしながら、この方法では、図から明らかなよ
うに、サンプル間隔が規則的に不等間隔になる。
さらにサンプルのθが変ると、サンプル間隔およ
びその疎密の分布が変化する。このような角度θ
および距離ｔによつてサンプルの疎密が規則的に
あらわれると、再構成イメージにアーチフアクト
を生じやすく、またイメージの分解能がもつとも
疎密な部分、つまりサンプル間隔の大きな部分に
強く影響されることになる。本発明は、検出器リングが回転のみさせられる
陽電子横断断層装置にかかわり、この装置がもつ
走査機構のシンプルさを失うことなしに、少ない
検出器の数でもつて、θの値の各々にてｔの値が
多数の異なる値をもつサンプルを得られ、しかも
ｔの値にたいするサンプル数の分布を均一にさせ
ることができるようにさせたものである。〔問題点を解決するための手段〕本発明の陽電子横断断層装置は、複数の検出器
からなるｎ個の同じ検出器配列を有する検出器ア
レイ（ｎは３以上の奇数）によつて検出器リング
を構成させ、各検出器アレイに規則的な配列から
はずれて配置された少なくてもひとつの検出器を
具備させて、各検出器リングが角度360゜／ｎの
回転をなした後の各検出器の位置が、はじめて回
転前の検出器配列に一致するようにして、ｔが多
くの異なる値をもつサンプルを得られるようにさ
せたものである。第３図を参照して、詳しく説明
する。第３図において、参照符号ＣとXXとは被検体
に固定された座標系の原点と座標軸とであつて、
検出器リングの検出器配列中心は点Ｃに一致して
いて、検出器リングはこれを中心にして回転する
ことができる。ｒ_i，ｒ_jは中心Ｃから検出器ｉ，
ｊまでの距離、ａ_i，ａ_jはｒ_i，ｒ_jが座標軸XXと
なす角度である。そして、ｔ_ij，θ_ijは検出器ｉ
とｊとを結ぶ直線と点Ｃとの間の距離およびこの
直線が座標軸にたいしてなす角度、つまり検出器
ｉとｊとが同時計数をなすことによつて得られた
情報のサンプル位置をあらわしている。すべての角度は反時計方向が正、時計方向が負
とすると、任意の検出器によつて得られるサンプ
ル位置ｔ_ij，θ_ijは第３図から次の式によつて得
ることができる。 θ_ij＝tan^-1ｒ_ｉｓｉｎａ_ｉ−ｒ_ｊｓｉｎａ_ｊ／ｒ_ｉ
ｃｏｓａ_ｉ−ｒ_ｊｃｏｓａ_ｊ…(1) ｔ_ij＝−ｒ_isin（θ_ij−ａ_i） …(2) 本発明は、とりうるｉ，ｊの組み合わせの範囲
内にて、第２式のｔ_ijができるだけ多くの値を取
るようにさせたものである。より具体的に述べる
と、本発明は、検出器リングを構成しているｎ個
の検出器アレイの各々に、規則的な配列からはず
れて配置された少なくてもひとつの検出器を含ま
せて、つまり検出器の一部を残余のそれにたいし
て不均等間隔に配列することで、あるいは一部の
検出器を不均等配列させると共に、回転中心から
の距離を残余のそれと異ならせて、検出器対ｉ，
ｊを結ぶ直線によつて形成される角度ｉごとに変
わるようにさせたものである。すべての検出器について、これらの式(1)，(2)に
おけるｔ_ij，θ_ijをひとつの図に表わしたものが
ｔ，θ分布図である。第４図は第２図に示した従
来の装置にて検出器リングの回転を伴わない場合
のｔ，θ分布図である。図面において、縦軸は距
離ｔを、横軸にはθをとつてあり、各サンプル位
置（ｔ，θ）は図面に小円で示されている。ここ
では、計算の都合から、検出器間隔を２cmに、検
出器が配列されている円の半径を約11.5cmに、検
出器の各々が他の検出器を見込む角度を±30゜に
選んでいる。この図面からわかるように、従来の
装置において、検出器リングを回転させないとき
には、θの等しいサンプル点のｔの間隔は中心部
で検出器間隔の２cmに等しく、周辺部、つまりｔ
の大きいところでは検出器間隔よりもわずかに小
さくなる。また、回転間隔の1/2だけ回転させ、
その前後でデータの収集をなすと、あとのデータ
のサンプル位置は以前のそれの分布をそのまま横
軸にたいして角度５゜だけ平行移動させたものと
なるので、θの等しい間隔は検出器リングを回転
させないときの1/2になる。が、検出器リングが
それ以上の回転をなされても、サンプル点が重な
るだけで、ｔの間隔を小さくすることはできな
い。第５図は陽電子横断断層装置にて得られるサン
プルのｔ，θ分布図の一例である。このｔ，θ分
布図は、仮想的な検出器配列について、検出器リ
ングを回転させることなしに得られるサンプル位
置を小円で示している。検出器リングが連続的に
回転されたときに、ｔ，θ分布図におけるサンプ
ルの位置は、各小円から右方向に引いた実線で示
されている線分で表わされる。線分の長さは検出
器リングの回転角度の大きさを表わしていること
になる。図面では、右方向に延びる線分が角度
360゜を越えるときに、残りの線分を角度０゜か
ら書き加えてある。 CT装置では、一般に、ある断面のひとつの投
影とこれと角度180゜反対の方向からの投影とが
同一である。このため、ｔ，θ分布図において、
計測角度180゜ないし360゜の範囲にあるサンプル
の位置が計測角度０゜ないし180゜の範囲に書き
加えられることによつて、すべてのサンプルの位
置は計測角度０゜ないし180゜のｔ，θ分布図に
書き直すことができる。そこで、第６図のｔ，θ
分布図では角度180゜ないし角度360゜のサンプル
位置がｔの符号を反転させて角度０゜ないし180
゜の対応する場所に書き加えられている。このこ
とは、通常のCT装置において、計測角度は180゜
あれば、再構成イメージを得られるということで
ある。第６図において、あるサンプリング角度、
たとえば角度α゜のサンプル位置は破線と横方向
の線分との交点で表される。この交点は破線上の
サンプリング密度分布がサンプリング角度α゜に
おけるサンプリング密度分布に相当している。検出器リングが角度360゜の回転をなされる
と、サンプルの位置を表している線分が横方向に
いつぱいに延びることになるので、すべての角度
にたいするサンプリング密度分布は等しくなる。
しかし、検出器リングの回転角度が360゜未満で
あると、回転角度をあらわす横方向の実線は第６
図における角度０゜ないし180゜にわたつて広が
らなくなり、サンプリング密度分布はサンプリン
グ角度によつて異なることになる。像再構成は、
通常、得られた同時計数データがサンプリング角
度の違いによるサンプリング密度の不均一性を持
つていることを考慮して、これを補正したのちに
行なわれている。これにたいして、サンプリング
密度分布がすべての角度にて同一であれば、任意
のひとつのサンプリング角度のサンプリング密度
分布をあらかじめ求めておき、それを補正データ
として採用すればよいので、補正は簡単に行なう
ことができる。しかし、前述のウオブリング走査
方法のように、サンプリング密度分布がサンプリ
ング角度によつて異なるとサンプリング密度分布
をサンプリング角度の各々毎に求め、これらを補
正データとしなければならない。本発明の陽電子横断断層装置において、検出器
リングがたとえば三個の検出器アレイからなつて
いると、検出器アレイが回転中心から延び、しか
も相互に角度120゜をなしている半直線によつて
分割された区間ごとに、同一の配列を具備するの
で、検出器リングが角度120゜の回転をなされる
だけで、同一のサンプリング密度分布が角度θの
各々にたいして得ることができる。このことは
ｔ，θ分布図において同一のサンプル分布が角度
120゜ごとに繰り返されることになるため、サン
プルの位置をあらわす横方向の線分がすべて横方
向に連結することになることからも明らかであ
る。本発明において、検出器がその上に配列される
図形は任意である。この図形は回転中心軸を中心
とする円であつてもよいが、円以外の図形は最適
な配列を得る自由度を大きくすることができる。
検出器の配列は電子計算機を用いても決定するこ
とができる。電子計算機による検出器配列の決定
は、まず、ある配列をあらかじめ与えて、この配
列によるサンプリング密度分布を求めた後に、サ
ンプルの分布の細かさおよび均一性を示す適当な
指標を定義し、この指標が最大となるように検出
器の位置をひとつずつ修正して、すべての検出器
の位置を修正する操作を何回か繰り返させる方
法、つまり逐次探索法である。指標は、たとえ
ば、次の式によつて与えられるFOMである。これにおいて、ｔ_kはｔの値（ビン巾）を一定
の値でもつて区切ることによつて得られるデジタ
ル化された値、ｓ（ｔ_k）はｔ_kの関数として表し
たサンプル密度分布、シグマ記号は必要な測定視
野によつて決められるｔ_kの範囲について加算す
ることを意味している。本発明において、検出器がその上に配列される
図形も電子計算機によつて決定することができ
る。これは、たとえば、各検出器の位置を表す点
と基準線とのなす角度および各検出器を表す点と
回転中心とを結ぶ線と回転中心との間の距離をあ
る程度可変と見なして、隣接している検出器間に
許容される最小間隔、回転中心からの距離の最小
値と最大値などのような他の機械的あるいは物理
的条件から来る制限を設定し、逐次探索法によつ
て、すべての検出器の二次元的配置を決めること
でもつて成し遂げることができる。検出器の不規
則配置は、各検出器アレイにおいて、少なくても
ひとつの検出器とこれに隣接している検出器との
間の間隔を残る検出器のそれと異ならせることで
もつて、あるいは少なくてもひとつの検出器の間
隔および回転中心軸からの距離を残りの検出器の
それらと異ならせることでなされる。ｎの値は３以上の奇数であるが、ｎは大きくて
も検出器の全数の1/2以下でなければならない。
なぜならば、角度360゜／ｎの回転ごとに重なり
合うように構成された検出器配列において、ｎ回
繰り返される検出器の配列パターンは、少なくて
もひとつの検出器が他の検出器にたいして不揃い
に配置されていなければならないので、少なくて
もふたつの検出器が含まれていなければならない
ためである。なお、ｎが偶数の場合には、検出器
の配列が検出器リングに角度180゜の回転をなさ
せたときに、回転前の配列に一致することになる
ので、ある検出器とこれにたいして角度180゜は
なれている検出器とによつて得られるｔの値がｔ
＝０に集中し、ｔ＝０のサンプルのみが増大する
ことになつて、サンプル密度分布を細かくかつ均
等にすることができない。また、検出器アレイを構成している、規則的な
配列からはずれた検出器が検出器間隔のみ異な
り、しかもすべての検出器が回転中心軸にたいし
て等距離の位置に配置されている場合、特定のｔ
の値にサンプルが集中する傾向があるので、測定
視野をそのｔの値よりも小さくして、ｔ値の集中
した部分を使用しないことが望ましい。サンプル
が集中するｔの値は次式によつて求めることがで
きる。 t₀＝Rcos（180゜ｍ／ｎ） …(4) これにおいて、Ｒは検出器が配列されている円
周の半径、ｍはｎよりも小さい整数である。たと
えばｎ＝３の場合、ｍ＝１，ｍ＝２のそれぞれに
おいて、サンプルが集中する。すなわち、次の二
つのｔの値t₁，t₂にサンプルが集中する。これらの式は、視野半径が検出器配列円の半径
よりもわずかに小さくすることでサンプルの集中
部分を使用しなくなるので、均一性のよいサンプ
ルを得ることができることを示している。同様
に、ｍ＝５，ｍ＝７およびそれ以上についても、
視野半径を小さくすれば、サンプリングの均一性
を確保することができる。さらに、検出器が円以
外の図形上に配列され、検出器と回転中心との間
の距離が検出器ごとに異なるようにさせれば、上
記の特定の位置にサンプルが集中する欠点を解消
させることができる。検出器リングが角度360゜以上の回転をなされ
る場合、スリツプリングやフオトカプラなどが検
出器にたいする電力の供給および信号の伝達のた
めに必要である。他方、検出器リングが角度360
゜未満の往復回転をなされるときには、これらの
電力供給および信号伝達をフレキシブルなケーブ
ルによつて果たすことができる。検出器リングの
往復回転に際して、回転速度はサンプリング中に
一定にさせることが好ましい。が、非等速の往復
回転であつてもよい。この場合にはサンプリング
密度がサンプリング角度によつて異なることにな
るので、角速度に応じた補正を像再構成にあたつ
て必要とする。検出器リングの回転は、いずれの場合において
も、連続的になされる必要はない。たとえば、検
出器リングが適当な細かいステツプでもつて段階
的に回転され、サンプリングが各ステツプごとに
一定時間ずつなされるようにしてもよい。本発明の陽電子横断断層装置の実施例は、以下
に、第７図ないし第２３図と共に説明する。〔実施例〕第１４図および第１５図は本発明による陽電子
横断断層装置の具体的構成を示している。この陽
電子横断断層装置は回転フレーム１１１を備え、
回転フレームはほぼ円筒形をなした本体を有して
いる。本体の一端には端板が固定されている。端
板にあるボスには軸１１１ａがかん合かつ固定さ
れている。軸１１１ａの反対側は基台１１２にあ
る軸受１１３に保持されている。軸１１１ａには
ベルト車１１４が取り付けられ、このベルト車は
基台に設置された電動機１１５の回転軸にあるベ
ルト車１１６にタイミングベルト１１７によつて
つながれていて、電動機によつて回転フレームを
基台１１２の上で回転させることができるように
させている。ガンマ線検出器１２１が回転フレームの周面に
沿つて配置され、ひとつの検出器リングを形成し
ている。検出器自体はたとえばシンチレーシヨン
クリスタル１２２と光電子増倍管１２３とからな
つていて、シンチレーシヨンクリスタルがガンマ
線の入射によつて螢光を生じ、光電子増倍管がこ
の螢光の強さに比例するパルスを出力するものか
らなつている。各シンチレーシヨンクリスタルは
回転フレーム１１１の回転中心軸に直交する仮想
平面上に位置するように配置されている。この陽
電子横断断層装置において、検出器１２１は、つ
まりシンチレーシヨンカウンタは、たとえば全部
で六十四個あり、前述のように、一部を不均等な
間隔でもつて配列されている。また、隣り合う検
出器は光電子増倍管が相互に直交するようにそれ
ぞれ位置され、これによつて検出器を密に配列す
ることができるようにさせて、装置全体をコンパ
クトに構成させている。また、ガンマ線検出器１２１はこれらと一緒に
回転フレーム１１１に設置された前置増幅器に電
気的に接続され、前置増幅器はプーリ１１４に固
定された支持板１２９にある同時計数回路１３０
に、検出器１２１が回転中心をはさんで反対側に
ある複数の検出器と同時計数をとるように接続さ
れている。同時計数回路は図示を省略された前処
理装置およびスリツプリングなどの信号伝達手段
を介して、この陽電子横断断層装置と共にポジト
ロンECTシステムを構成しているデータ処理装
置に接続されている。コリメータ５はふたつのリング状部材１２４，
１２５から構成されている。これらのリング状部
材はガンマ線通路１２０を形成するように対面し
て配置されている。コリメータを構成する一方の
部材１２４は車輪１２６をもつ支持台１２７に設
置され、他方の部材１２５は検出器１２１と一緒
に回転フレーム１１１に固定されている。被検体
１３２を支持するベツトの天板１３３は基台１３
４に支持され、基台にある車輪１３５によつて移
動させることができる。第１８図は検出器リングにおける検出器配列を
示している。三組の検出器アレイａ，ｂ，ｃの
各々は同一な検出器配列からなり、同じアレイ内
の他の検出器にたいして間隔が異なるいくつかの
検出器を含んでいる。したがつて、この検出器リ
ングでは、その検出器配列は角度360／３＝120゜
の回転によつて、はじめて始めの各検出器位置に
重なる。詳しく説明する。各検出器アレイは二十
二個の検出器からなつている。これらの検出器は
回転中心Ｃから等距離の位置に配置されている。
いいかえれば、検出器は回転中心Ｃを中心とする
円周上に配列されている。が、各アレイにおい
て、各検出器のわきに示されている順番が第一番
目から第十二番目までの検出器は回転中心Ｃから
見て角度５゜だけずらして配列され、第十三番目
から第二十二番目までの検出器は角度６゜ずつず
らして配列されている。第１９図はこの検出器配
列によつて得られるサンプリング密度分布を示し
ている。第２０図は検出器リングにおけるさらに他の検
出器配列を示している。この検出器リングは九個
の検出器アレイａ，ｂ，ｃ…ｉからなつている。
各検出器アレイは回転中心Ｃから同じ距離に配置
された七個の検出器からなつている。が、第一番
目から第四番目までの検出器は回転中心Ｃから見
て角度５゜ずつずらして配置され、第五番目から
第七番目までの検出器は角度6.67゜ずつずらして
配列されている。この検出器配列によつて得られ
るサンプリング密度分布は第２１図に示されてい
る。第１０図は検出器リングにおけるさらに他の検
出器配列を示している。この検出器配列は検出器
が円以外の図形上に配列され、検出器リングを形
成する奇数個の検出器アレイの各々にある検出器
が検出器間隔のみならず回転中心からの距離を異
ならせて配置され、ｎが１より大きい時に生じる
サンプルの集中を防いだものである。検出器リン
グは同じ配列をもつ三つの検出器アレイａ，ｂ，
ｃからなつている。各検出器アレイにおいて、検
出器（シンチレーシヨンクリスタル）の順番が第
一番目から第十二番目の範囲の検出器は回転中心
から見て角度60゜／11ずつずらして配置され、残
余の検出器のそれが角度60゜／12でもつてそれぞ
れ配置されている。検出器と回転中心Ｃとの距離
は検出器番号の増加にともなつて2d／11（ｄは
検出器間隔）ずつ増加し、第十二番目の検出器で
最大となり、これ以降ｄ／６ずつ減少するように
させられている。第１１図は、この検出器配列において、検出器
が配列されている図形の実効的な半径を約20cmと
し、検出器リングが角度120゜の回転をなされる
ときに得られるサンプリング密度分布を示してい
る。この検出器配列は図面から明らかなようにサ
ンプリング密度分布があらゆる角度θにたいして
一定である。検出器がたんに円周上に配列されて
いるときには、円の半径の1/2、すなわちｔ＝10
cmのところにサンプルの集中が生じることになる
（第１９図を参照されたい）。ところが、第１０図
に示す検出器配列ではこの付近でも十分に細かく
サンプリングされている。第１２図に示されている検出器リングでは検出
器の配列が電子計算機を用いて、逐次探索法によ
つて決定されている。この検出器配列において、
検出器の総数および検出器が配列されている図形
は第１０図の検出器配列と同様である。が、各検
出器は第１０図に示す配列から出発して、サンプ
リング密度分布に関して式(3)に示した指標が最大
になるように逐次探索を行なわせて、角度位置を
少しずつ修正させている。ただし、隣接している
検出器は角度間隔の最小値が4.5゜とされてい
る。下表は各検出器が回転中心Ｃにたいしてなし
ている角度を示している。第１３図は第１２図の
検出器配列によつて得られるサンプリング密度分
布を示している。この検出器配列は、第１０図に
示す検出器配列に比較して、サンプリング密度分
布の均一性がさらに改善されていること明らかで
ある。

【表】

〔発明の効果〕

本発明の陽電子横断断層装置は、以上述べたよ
うに、検出器リングの回転のみでもつて、距離ｔ
が多くの異なる値をもつサンプルをサンプリング
することができるので、分解能のたかいラジオア
イソトープ分布にもとずく再構成イメージを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は陽電子横断断層装置の一般的構成を示
す説明図、第２図は従来の陽電子横断断層装置に
おけるガンマ線検出器の配列を示す説明図であ
る。第３図は本発明の陽電子横断断層装置におけ
る検出器配列を示す説明図である。第４図は従来
の陽電子横断断層装置によつて得られるサンプル
のｔ，θ分布図である。第５図は陽電子横断断層
装置にて得られるサンプルのｔ，θ分布図、第６
図は第４図を書き改めたｔ，θ分布図である。第
７図および第８図は従来の陽電子横断断層装置に
おけるサンプリングの状態を示す説明図である。
第９図は検出器リングがウオブリングされる従来
の陽電子横断断層装置におけるサンプリング密度
分布図である。第１０図は本発明の陽電子横断断
層装置における検出器リングの検出器配列を示す
説明図、第１１図はこの検出器配列によつて得ら
れるサンプリング密度分布を示す図である。第１
２図は本発明の陽電子横断断層装置における検出
器リングの他の検出器配列を示す説明図、第１３
図はこの検出器配列によつて得られるサンプリン
グ密度分布を示す図である。第１４図は陽電子横
断断層装置全体構成の一例を示す縦断面図、第１
５図は第１４図―線にそうガンマ線検出器ま
わりの正面図である。第１６図ａおよびｂは本発
明の陽電子横断断層装置における検出器リングの
他の構成を示す説明図である。第１７図は本発明
の陽電子横断断層装置における検出器リングのさ
らに他の構成を示す説明図である。第１８図は本
発明の陽電子横断断層装置における検出器リング
のさらに他の検出器配列を示す説明図、第１９図
はこの検出器配列によつて得られるサンプリング
密度分布を示す図である。第２０図は本発明の陽
電子横断断層装置における検出器リングのさらに
他の検出器配列を示す説明図、第２１図はこの検
出器配列によつて得られるサンプリング密度分布
を示す図である。第２２図は本発明の陽電子横断
断層装置における検出器リングのさらに他の検出
器配列を示す説明図、第２３図はこの検出器配列
により得られるサンプルｔのｔ，θ分布図であ
る。１２０…検出器リング、１２１…検出器、ａ〜
ｉ…検出器アレイ、Ｃ…回転中心。

Claims

【特許請求の範囲】１ある軸のまわりに間隔を固定された状態で配
列された複数の検出器を有する、前記軸を中心と
して回転可能な検出器リングを有し、検出器リン
グが複数の検出器からなるｎ個（ｎは３以上の奇
数）の検出器アレイからなり、各検出器アレイは
同じ検出器配列を具備させられ、この配列は規則
的な配列から配置された少なくてもひとつの検出
器を含み、検出器リングの角度360゜／ｎの回転
ごとに、各々の検出器が回転前の他の検出器アレ
イの各検出器位置に一致するように配置すること
でなされていること、を特徴としている陽電子横
断断層装置。２前記少なくてもひとつの検出器がこれに隣接
する検出器との間の間隔を他の検出器のそれと異
ならせることで、規則的な配列からはずれた配置
をなされている特許請求の範囲第１項に記載の陽
電子横断断層装置。３前記少なくてもひとつの検出器がこれに隣接
する検出器との間の間隔および不規則配置される
検出器と前記回転中心軸との間に距離を、他の検
出器のこれらと異ならせることで、規則的な配列
からはずれた配置をなされている特許請求の範囲
第１項に記載の陽電子横断断層装置。