JP3604491B2 - Gamma camera device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線の空間分布を測定するガンマカメラ装置に係り、特にコリメータを交換することなく空間分解能(位置分解能とも呼ばれる)と感度とを変化させることができるガンマカメラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のガンマカメラ装置の概略構造を図2に示す。同図によれば、従来のガンマカメラ装置は、放射線入射面に対して垂直に蜂の巣状の多数の平行な孔101aが設けられた鉛製コリメータ101と、その後面に配設されたヨウ化ナトリウム(NaI)等のシンチレータ103(蛍光体)と、このシンチレータ103が放射線粒子により発光する光を導光するライトガイド105と、ライトガイドにより導かれた光を検出する複数の光電子増倍管107と、各光電子増倍管107の出力からシンチレータの発光位置を計算する位置計算回路109と、放射線遮蔽体111により構成され、被検体113の中に分布するガンマ線放出核種(RI)の空間分布が計測されていた。
【0003】
ここで用いられるコリメータは、その高さaを変化させるとガンマカメラの空間分解能R及び感度Gが変化することが知られており、その関係を式で示すと次のようになる。
【0004】
R=d*(a+b+c)/a …(1)
G=[d*d/(a*(d+t))]2 …(2)
ここで、
R:空間分解能
G:感度
a:コリメータ高さ
b:線源からコリメータ表面(放射線入射面)までの距離
c:コリメータの底面から検出器(有効発光面)までの距離
d:コリメータの高さ
とする。
【0005】
この様に、コリメータの高さにより、ガンマカメラの空間分解能及び感度がともに変化することが分かる。言い換えれば、空間分解能及び感度は、コリメータの高さにより調整することができる。
【0006】
この原理を利用して、従来のガンマカメラ装置では、予め高さや孔径の異なる複数のコリメータを多種類準備しておき、検査の目的に応じてコリメータを交換することによりガンマカメラの空間分解能及び感度を調整していた。
【0007】
例えば、心筋シンチグラムにおいて、放射性同位元素で標識をつけた医薬品を静脈よりボーラス注入した直後のファーストパス検査においては、高速度で心臓を通過する標識物質により心筋の時間的な動きを見るために分解能は低くとも高い計数率が必要とされ、その後心筋SPECT検査においては、心筋のバイアビリティを観察するために計数率は低くとも高い空間分解能が要求される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常コリメータは放射線遮蔽能力の高い鉛を用いて作成されているので非常に重く、コリメータの取り替え作業は重労働であり、またガンマカメラ装置の稼働率を低下させてるという問題点があった。
【0009】
さらに、この様な質量の大きいコリメータを多数収容するための保管場所をガンマカメラ装置に隣接して確保しなければならないと言う問題点があった。
【0010】
また、心筋シンチグラムにおいて、1回の放射性医薬品の注入によりファーストパス検査と心筋SPECT検査との2つの検査データを収集しようとしても、両検査間で必要とされるコリメータ特性が異なるので、いずれか一方をあきらめなければならず、両方の検査結果を得るためには、個別に検査を行う必要があった。
【0011】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コリメータを交換することなく、空間分解能及び感度を調整することが可能なガンマカメラ装置を提供することである。
【0012】
また、本発明の別の課題は、1回の放射性医薬品の注入によりファーストパス検査と心筋SPECT検査との2つの検査データを収集可能なガンマカメラ装置を提供し、被検体の放射線被曝量を低減することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次の構成を有する。
すなわち、請求項1記載の発明は、放射線入射面に開口部を有する複数の孔が設けられた放射線遮蔽材からなるコリメータと、前記コリメータの複数の孔にそれぞれ挿入された複数の放射線検出器と、前記放射線入射面から前記放射線検出器の放射線検出面までの深さを任意に可変する検出器移動手段と、を備えたことを要旨とするガンマカメラ装置である。
【0014】
また請求項2記載の発明は、請求項1記載のガンマカメラ装置において、前記放射線検出器は、半導体検出器であることを要旨とする。
【0015】
また請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載のガンマカメラ装置において、前記検出器移動手段は、前記複数の放射線検出器の少なくとも2つの放射線検出器の深さを同時に変更することができること要旨とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明に係るガンマカメラ装置の実施の形態を示す要部斜視図である。
【0017】
図示されないアームに支持されたガンマカメラフレーム1には、鉛等の放射線遮蔽材を用いたコリメータ3がはめ込まれている。コリメータ3の放射線入射面3aに垂直に複数の互いに等しい直径を有する複数の孔3bが等間隔に設けられている。
【0018】
コリメータ3の孔3bの直径は、特に限定されないが、例えば1mm〜5mmとすることができる。また同様に、コリメータ壁の厚さは、0.1mm〜2mmとすることができる。
【0019】
コリメータ3のそれぞれの孔3bには、テルル化カドミウム(CdTe)を用いた半導体放射線検出器5(以下、検出器と言う。)が一つづつ納められている。これらの検出器5は、入射した放射線が半導体内に電子と正孔の対を生成し、これが電流として外部に取り出されるタイプの半導体放射線検出器であり、それぞれの検出器5は、連結シャフト7により連結板9に連結されている。また検出器5からの放射線検出信号は、連結シャフト7内部に挿通された信号ケーブル11により、連結板9に搭載された信号処理回路13へ接続されている。
【0020】
また、コリメータ3の下部には、ステップモータ15、スクリュウ・ナット機構17、ガイドシャフト19からなる検出器移動手段21が設けられている。
【0021】
ガンマカメラフレーム1には、その4隅部に連結板9を滑動させるためのガイドシャフト19が放射線入射面3aと垂直に4本設けられている。
【0022】
ステップモータ15は、図示されないガンマカメラ制御装置から送られるパルス信号により、所定の角度だけ正回転または逆回転することができる。ステップモータ15の回転は、その回転軸に固着されたリードスクリュウ23に伝えられる。リードスクリュウ23の正または逆回転は、リードスクリュウ23に螺合されたナット25の前進または後退運動に変換され、ナット25に固着された連結板9をガイドシャフト19に沿って運動させる。
【0023】
連結板9には、それぞれの検出器5に接続された複数の連結シャフト7が設けられているので、連結板9の移動に伴って、それぞれの検出器5がそれぞれのコリメータ孔3bの中をその深さ方向に動くことができるようになっている。
【0024】
これにより、ガンマカメラ制御装置からの指示に従ってそれぞれの検出器5が一斉にコリメータ孔3bをその深さの方向に動くことによって、コリメータ3の放射線入射面3aから検出器5の図示されない放射線検出面までの長さ、すなわち実効的なコリメータ高さhを変更することができ、無段階に空間分解能と感度の調整ができることとなる。
【0025】
次に、本発明に係るガンマカメラ装置を代表的な心臓の核医学検査である心筋シンチグラフィに適用する場合の操作を説明する。まず検出器の位置をコリメータの放射線入射面に近い位置に設定して、ガンマカメラ装置を高感度の状態にする。
【0026】
次いで、心筋活動によって筋細胞内に摂取される放射性医薬品(例えば、201 Tl、99m Tc等を用いて標識とする)を被検体の肘の静脈からボーラス注入する。そしてファーストパス検査データを収集し、放射性医薬品が右心系、肺、を経て左心系に至り大動脈に流出する過程の心臓内腔の連続的な形態変化から心筋の動きを知ることができる。
【0027】
次いで、注入された放射性医薬品が代謝などにより心筋の細胞内に取り込まれた後、心筋SPECT検査を行う。この際、検出器の位置をコリメータの放射線入射面から遠い位置に設定して、ガンマカメラ装置を高分解能の状態に設定する。この心筋SPECT検査により、心筋の血流分布図が得られ、虚血性心疾患、心筋梗塞等の病巣は、コールドエリアとして描出される。
【0028】
この様に、本発明に係るガンマカメラ装置を用いれば、コリメータ孔内部の検出器の位置を移動させることによりガンマカメラ装置の分解能と感度とを変更することができ、1回の放射性医薬品の注入だけで、ファーストパス検査と心筋SPECT検査とを行えるので患者の負担が大幅に低減される。
【0029】
以上好ましい実施の形態を説明したが、これは本発明を限定するものではない。例えば、コリメータの孔を六角形として六角稠密状に配列したコリメータを採用してもよいし、検出器移動手段も種々の形態が考えられる。また検出器を複数の群に分割して、検出器の群毎に移動させてもよい。さらに、放射線検出器の形式は、それぞれのコリメータ孔に移動可能に収納される放射線検出器をシンチレータと半導体光検出器(フォトトランジスタ、フォトダイオード等)との組み合わせとしてもよい。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コリメータに設けた複数の孔にそれぞれ放射線検出器を挿入し、この放射線検出器の放射線検出面までの深さを任意に可変することにより、コリメータを交換することなく、短時間に空間分解能及び感度を変更することが可能なガンマカメラ装置を提供することができるという効果がある。
【0031】
また、本発明によれば、1回の放射性医薬品の注入によりファーストパス検査と心筋SPECT検査との2つの検査データを収集可能なガンマカメラ装置を提供し、検査効率を高め、検査医及び検査技師の作業負担を軽減し、被検体の放射線被曝量を低減することができるという効果がある。
【0032】
また、本発明によれば、重いコリメータの交換作業をなくすことができるので、オペレータの作業負担を軽減することができるとともに、ガンマカメラ装置の稼働率を向上させることができるという効果がある。
【0033】
さらに、ガンマカメラ装置設置場所に隣接して多数のコリメータを保管する場所が不要となるので、検査室の空間が有効に利用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガンマカメラ装置の実施の形態を説明する部分断面斜視図である。
【図2】従来のガンマカメラ装置の要部断面図である。
【符号の説明】
1…ガンマカメラフレーム、3…コリメータ、5…半導体検出器、7…連結シャフト、9…連結板、11…信号ケーブル、13…信号処理回路、15…ステップモータ、17…スクリュー・ナット機構、19…ガイドシャフト、21…検出器移動手段、23…リードスクリュー、25…ナット。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gamma camera device that measures the spatial distribution of radiation, and more particularly to a gamma camera device that can change spatial resolution (also called positional resolution) and sensitivity without replacing a collimator.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 shows a schematic structure of a conventional gamma camera device. According to the figure, a conventional gamma camera device includes a
[0003]
It is known that the spatial resolution R and the sensitivity G of the gamma camera change when the height a of the collimator used here changes, and the relationship is expressed by the following equation.
[0004]
R = d * (a + b + c) / a (1)
G = [d * d / (a * (d + t))] 2 (2)
here,
R: spatial resolution G: sensitivity a: collimator height b: distance from the source to the collimator surface (radiation incident surface) c: distance from the bottom of the collimator to the detector (effective light emitting surface) d: the height of the collimator .
[0005]
Thus, it can be seen that both the spatial resolution and the sensitivity of the gamma camera change depending on the height of the collimator. In other words, the spatial resolution and sensitivity can be adjusted by the height of the collimator.
[0006]
By utilizing this principle, a conventional gamma camera device prepares multiple types of collimators having different heights and hole diameters in advance, and replaces the collimator according to the purpose of the inspection to change the spatial resolution and sensitivity of the gamma camera. Had been adjusted.
[0007]
For example, in a myocardial scintigram, in a first pass test immediately after a bolus injection of a drug labeled with a radioisotope from a vein, it is necessary to observe the temporal movement of the myocardium by a labeled substance passing through the heart at a high speed. A high counting rate is required even if the resolution is low, and in the myocardial SPECT examination thereafter, a high spatial resolution is required even if the counting rate is low in order to observe the viability of the myocardium.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the collimator is usually made of lead having high radiation shielding ability, the collimator is very heavy, and replacement of the collimator is a labor intensive operation, and lowers the operation rate of the gamma camera device.
[0009]
Further, there is a problem that a storage place for accommodating a large number of such collimators having a large mass must be secured adjacent to the gamma camera device.
[0010]
Also, in the myocardial scintigram, even if an attempt is made to collect two test data of a first pass test and a myocardial SPECT test by one injection of a radiopharmaceutical, the collimator characteristics required between the two tests are different. One had to give up, and in order to obtain both test results, it was necessary to carry out separate tests.
[0011]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a gamma camera device capable of adjusting spatial resolution and sensitivity without replacing a collimator. .
[0012]
Another object of the present invention is to provide a gamma camera device capable of collecting two test data of a first pass test and a myocardial SPECT test by one injection of a radiopharmaceutical, thereby reducing the radiation exposure dose of the subject. It is to be.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
That is, the invention according to
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the gamma camera device according to the first aspect, the radiation detector is a semiconductor detector.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the gamma camera device according to the first or second aspect, the detector moving means simultaneously changes the depth of at least two radiation detectors of the plurality of radiation detectors. It is a gist that it can be done.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a main part showing an embodiment of a gamma camera device according to the present invention.
[0017]
A
[0018]
The diameter of the
[0019]
In each
[0020]
Further, below the
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
Since the connecting plate 9 is provided with a plurality of connecting
[0024]
Accordingly, the
[0025]
Next, an operation when the gamma camera device according to the present invention is applied to myocardial scintigraphy, which is a typical nuclear medicine examination of the heart, will be described. First, the position of the detector is set to a position close to the radiation incident surface of the collimator, and the gamma camera device is set to a high sensitivity state.
[0026]
Next, a radiopharmaceutical (for example, labeled using 201 Tl, 99m Tc, or the like) to be taken into muscle cells by myocardial activity is injected as a bolus from the vein of the elbow of the subject. Then, first-pass inspection data is collected, and the movement of the myocardium can be known from the continuous morphological change of the heart lumen during the process in which the radiopharmaceutical passes through the right heart system, the lungs, reaches the left heart system, and flows out to the aorta.
[0027]
Next, after the injected radiopharmaceutical is taken up into cells of the myocardium by metabolism or the like, a myocardial SPECT test is performed. At this time, the position of the detector is set to a position far from the radiation incident surface of the collimator, and the gamma camera device is set to a high resolution state. By this myocardial SPECT examination, a blood flow distribution map of the myocardium is obtained, and lesions such as ischemic heart disease and myocardial infarction are depicted as cold areas.
[0028]
As described above, by using the gamma camera device according to the present invention, the resolution and sensitivity of the gamma camera device can be changed by moving the position of the detector inside the collimator hole, and one injection of the radiopharmaceutical can be performed. Only by doing so, the first pass examination and the myocardial SPECT examination can be performed, so that the burden on the patient is greatly reduced.
[0029]
Although the preferred embodiment has been described above, this does not limit the present invention. For example, a collimator in which the holes of the collimator are hexagonally arranged in a hexagonal close-packed manner may be employed, and various forms of detector moving means are conceivable. Further, the detectors may be divided into a plurality of groups and moved for each group of the detectors. Further, as the type of the radiation detector, the radiation detector movably housed in each collimator hole may be a combination of a scintillator and a semiconductor photodetector (phototransistor, photodiode, etc.).
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the radiation detector is inserted into each of the plurality of holes provided in the collimator, and the depth of the radiation detector up to the radiation detection surface is arbitrarily changed to exchange the collimator. There is an effect that it is possible to provide a gamma camera device capable of changing the spatial resolution and sensitivity in a short time without performing.
[0031]
Further, according to the present invention, there is provided a gamma camera device capable of collecting two examination data of a first pass examination and a myocardial SPECT examination by one injection of a radiopharmaceutical, thereby improving examination efficiency, and improving the examination efficiency and the examination physician and examination technician. Therefore, there is an effect that the work load of the subject can be reduced and the radiation exposure dose of the subject can be reduced.
[0032]
Further, according to the present invention, since there is no need to replace a heavy collimator, the burden on the operator can be reduced, and the operating rate of the gamma camera device can be improved.
[0033]
Further, since there is no need for a place for storing a large number of collimators adjacent to the gamma camera device installation place, there is an effect that the space of the examination room can be effectively used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view illustrating an embodiment of a gamma camera device according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a main part of a conventional gamma camera device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記コリメータの複数の孔にそれぞれ挿入された複数の放射線検出器と、
前記放射線入射面から前記放射線検出器の放射線検出面までの深さを任意に可変する検出器移動手段と、
を備えたことを特徴とするガンマカメラ装置。A collimator made of a radiation shielding material provided with a plurality of holes having openings on a radiation incident surface,
A plurality of radiation detectors respectively inserted into a plurality of holes of the collimator,
Detector moving means for arbitrarily varying the depth from the radiation incident surface to the radiation detection surface of the radiation detector,
A gamma camera device comprising:
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