JP5591614B2

JP5591614B2 - 測定装置

Info

Publication number: JP5591614B2
Application number: JP2010168463A
Authority: JP
Inventors: 浩一酒井; 博内田
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2030-07-27
Also published as: JP2012026973A

Description

本発明は、例えばＰＥＴ装置やＣＴ装置等の測定装置に関する。

上記技術分野における測定装置を用いて被検体の測定を行う場合には、測定装置自体が大きな熱源であるため、測定装置が配置される測定室内を比較的低温（例えば２４℃程度）に維持する必要がある。そのため、被検体が麻酔を施された動物である場合には、体温が低下することにより代謝機能が低下してしまうため、正確な測定データが得られないことがある。そこで、載置された被検体を保温するための板状のヒータを備えた保温機器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような保温機器を用いた測定においては、被検体が載置されたヒータごと被検体を測定空間に挿入して、被検体を保温しながら測定を行う。

実用新案登録第３１５１７２３号公報

しかしながら、上述したような保温機器においては、被検体のヒータに接触している部分と接触していない部分との間で保温効果に差が生じてしまい、結果として被検体の保温が十分に行えない場合がある。また、上述したような保温機器を用いて測定を行う際には、測定空間に挿入されたヒータを含む保温機器が測定に悪影響を及ぼし、正確な測定結果を得られない場合がある。

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、被検体を十分に保温可能であると共に正確な測定が可能な測定装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る測定装置は、被検体が配置される筒状の測定空間が設けられた筐体と、筐体内に設置され、被検体から発せられる電磁波を検出する検出器と、検出器を冷却するために筐体内に空気を導入する導入手段と、導入手段により筐体内に導入されて検出器で温められた空気を筐体外に導出する導出手段と、導入手段により筐体内に導入されて検出器で温められた空気を測定空間内に流入させる流入手段と、測定空間内に流入される空気の流入量が測定空間の温度に応じて調節されるように、導出手段及び流入手段の少なくとも一方を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

この測定装置では、検出器を冷却するために筐体内に導入されて検出器で温められた空気を測定空間内に流入させることにより、測定空間内に配置された被検体を保温する。このため、被検体の各部分で保温効果に差が生じることが避けられるので、測定空間内において被検体を十分に保温することができる。しかも、この測定装置では、被検体を保温するために空気を用いるので、保温機器等が測定に悪影響を及ぼすことがなく、正確な測定結果を得ることができる。

ここで、制御手段は、測定空間の温度を上げる場合には、筐体外に導出される空気の導出量が減少すると共に測定空間内に流入される空気の流入量が増加するように導出手段及び流入手段の少なくとも一方を制御し、測定空間の温度を下げる場合には、導出量が増加すると共に流入量が減少するように導出手段及び流入手段の少なくとも一方を制御することが好ましい。この場合、温められた空気の筐体外への導出量と測定空間内への流入量とを調節することによって、測定空間の温度を調節できる。換言すれば、測定空間の温度を調節する際にも、検出器を冷却するために筐体内に導入される空気の導入量を維持することができる。したがって、被検体の保温を十分に行いつつ検出器を適切に冷却することができる。

また、流入手段は、測定空間の一方の開口部から測定空間の他方の開口部に向けて空気を流入させてもよい。或いは、流入手段は、測定空間の内部から測定空間の一方及び他方の開口部に向けて空気を流入させてもよい。

また、導出手段及び流入手段は、弁及びファンの少なくとも一方を含むことが好ましい。この場合、測定空間内に流入される空気の流入量を正確に調節することができる。

さらに、被検体はヒト以外の動物であり、流入手段は、空気と共に麻酔ガスを測定空間内に流入させることが好ましい。この場合、被検体の麻酔が効いている時間を長くすることができる。

本発明によれば、被検体を十分に保温可能であると共に正確な測定が可能な測定装置を提供することができる。

本発明に係る測定装置の第１実施形態としてのＰＥＴ装置の斜視図である。図１に示されたＰＥＴ装置の断面図である。図１に示されたＰＥＴ装置の背面図である。本発明に係る測定装置の第２実施形態としてのＰＥＴ装置の断面図である。本発明に係る測定装置の第３実施形態としてのＰＥＴ装置の断面図である。図５に示されたＰＥＴ装置の背面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、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の符号を付し、重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本発明に係る測定装置の第１実施形態としてのＰＥＴ装置の斜視図である。図１に示されるように、ＰＥＴ装置１は、筒状（トンネル状）の測定空間Ｓが設けられた筐体２と、マウスやヒト等の被検体Ｔが載置されるベッド３と、測定空間Ｓの中心軸ＣＬの方向にベッド３を進退させる駆動部４とを備えている。このようなＰＥＴ装置１は、複数のスライス位置において被検体Ｔの断層像を取得するために、陽電子放出核種（陽電子を放出する放射性同位元素）で標識された薬剤が投与された被検体Ｔから放出されるγ線等の放射線（電磁波）を検出する装置である。なお、被検体Ｔの断層像を取得する際には、被検体Ｔは、駆動部４によるベッド３の移動により、測定空間Ｓ内に配置される。

図２は、図１に示されたＰＥＴ装置の模式的な断面図である。図２に示されるように、筐体２内においては、複数のスライス位置のそれぞれに対応するように検出部５が中心線ＣＬの方向に複数配列されることにより、放射線検出器６が構成されている。このように構成された放射線検出器６は、検出器駆動回路（不図示）を有しており、この検出器駆動回路に対して電源ユニット７から電源が供給されることにより駆動される。そして、放射線検出器６は、上述したように被検体Ｔから放出される放射線を検出し、その検出結果を示す情報を、計測サーバ８や信号処理ユニット９に送信する。なお、ここでは、放射線検出器６が中心軸ＣＬの方向に３つ配列されることにより、１つの検出器モジュールＭが構成されている。

ここで、筐体２の前面２ａには、放射線検出器６を冷却するために筐体２内に空気を導入する吸気ファン（導入手段）１０が配設されている。また、筐体２の前面２ａには、電源ユニット７及び計測サーバ８を冷却するために筐体２内に空気を導入する吸気ファン１１及び吸気ファン１２が配設されている。さらに、筐体２の背面２ｂには、信号処理ユニット９を冷却するために筐体２内に空気を導入する吸気ファン１３が配設されている。図３（ａ）は、筐体における信号処理ユニットが設けられた部分の模式的な背面図である。図３（ａ）に示されるように、吸気ファン１３は筐体２の幅方向に沿って複数（ここでは５つ）配設されている。なお、吸気ファン１０〜１２についても、吸気ファン１３と同様に、それぞれ複数配設されていてもよい。

このように配設された吸気ファン１０〜１３から筐体２内に導入される比較的温度の低い空気（冷気）は、図２の白抜き矢印に示されるように、放射線検出器６、電源ユニット７、計測サーバ８、及び信号処理ユニット９にそれぞれ供給され、放射線検出器６、電源ユニット７、計測サーバ８、及び信号処理ユニット９をそれぞれ冷却することによって温められる。

筐体２の背面２ｂには、そのようにして温められた比較的温度の高い空気（暖気）を、筐体２外に導出する排気ファン（導出手段、流入手段）２０が配設されている。図３（ｂ）は、筐体における放射線検出器が設けられた部分の模式的な背面図である（同図において筐体は省略されている）。図３（ｂ）に示されるように、排気ファン２０は、測定空間Ｓの縁部に沿って放射状に複数（ここでは１２個）配置された検出器モジュールＭの後端部近傍に複数（ここでは十字状に４つ）設けられている。これにより、暖気は、図２の黒塗り矢印に示されるように流動し、排気ファン２０によって筐体２外に排出される。

ここで、排気ファン２０のそれぞれには、ダクト（流入手段）２１の一端２１ａが接続されている。このダクト２１の他端２１ｂは、排気口として筐体２の背面側における測定空間Ｓの開口部Ｓ１に配置されている。したがって、排気ファン２０によって排出された暖気は、図２及び図３（ｂ）の黒塗り矢印に示されるようにダクト２１内を流通し、測定空間Ｓの一方の開口部Ｓ１から他方の開口部Ｓ２に向けて測定空間Ｓ内に流入される。このように測定空間Ｓに暖気が流入されることによって、測定空間Ｓの温度が上昇すると共に測定空間Ｓに配置された被検体Ｔの保温がなされる。なお、ダクト２１は、蛇腹状に形成されており、排気口である他端２１ｂの配置位置が、被検体Ｔの種類や大きさに合わせて調節可能に構成されている。

このようなダクト２１における排気ファン２０と対向する位置には、電磁弁（導出手段）２２が設けられている。したがって、電磁弁２２を開状態とすることにより、排気ファン２０によって排出された暖気の一部又は全部が測定空間Ｓに流入されずに、電磁弁２２から外部（ＰＥＴ装置１が設置された測定室内）に導出される。一方で、電磁弁２２を閉状態とすることにより、排気ファン２０によって筐体２外に排出された暖気の全部がダクト２１によって測定空間Ｓ内に流入される。

ＰＥＴ装置１は、この電磁弁２２の開閉を制御する例えばコンピュータ等の制御部（制御手段：不図示）を備えている。この制御部は、測定空間Ｓ内に流入される暖気の流入量が測定空間Ｓの温度に応じて調節されるように、電磁弁２２の開閉を制御する。より具体的には、この制御部は、測定空間Ｓの温度を上げる場合には、測定室内（すなわち筐体２外）への暖気の導出量が減少すると共に測定空間Ｓ内への暖気の流入量が増加するように電磁弁２２の開閉を制御する。一方、この制御部は、測定空間Ｓの温度を下げる場合には、測定室内への暖気の導出量が増加すると共に測定空間Ｓ内への暖気の流入量が減少するように電磁弁２２の開閉を制御する。なお、制御部は、測定室内への暖気の導出量及び測定空間Ｓ内への暖気の流入量を調整するに際し、電磁弁２２の開閉の制御に加えて排気ファン２０の制御を行ってもよい。また、ＰＥＴ装置１は、測定空間Ｓの温度を検出する測定空間温度モニタを備え、制御部は、その測定空間温度モニタの検出結果を利用して上記の制御を行ってもよい。

以上説明したように、本実施形態に係るＰＥＴ装置１では、放射線検出器６等を冷却するために筐体２に導入されて放射線検出器６等で温められた空気（暖気）を測定空間Ｓ内に流入させることにより、測定空間Ｓ内に配置された被検体Ｔを保温する。このため、被検体Ｔの各部分で保温効果に差が生じることが避けられるので、測定空間Ｓ内において被検体Ｔを十分に保温することができる。しかも、本実施形態に係るＰＥＴ装置１では、被検体Ｔを保温するために空気を用いるので、例えばヒータを含む保温機器等を測定空間Ｓ内に挿入する必要がない。したがって、保温機器等が測定に悪影響を及ぼすことがなく、正確な測定結果を得ることができる。また、本実施形態に係るＰＥＴ装置１では、測定空間Ｓの一方の開口部Ｓ１から他方の開口部Ｓ２に向けて測定空間Ｓ内に暖気を流入させる。このため、筐体２外に排出された暖気を測定室内に効率良く排出できる。

さらに、本実施形態に係るＰＥＴ装置１では、制御部が電磁弁２２の開閉を制御することにより、暖気の測定室内への導出量と測定空間Ｓ内への流入量とを調節して、測定空間の温度を調節する。このため、測定空間Ｓの温度を調節する際にも、放射線検出器６等を冷却するために筐体２内に導入される空気の導入量を維持することができる。したがって、被検体Ｔの保温を十分に行いつつ放射線検出器６等を効果的に冷却することができる。

なお、ＰＥＴ装置１は、ダクト２１の他端２１ｂである排気口から排出される空気の温度を検出する排気口温度モニタと、排気口温度モニタが検出した温度を示す情報を表示する温度表示装置３０と、設定温度の入力を受け付ける温度入力装置と、をさらに備えることができる。その場合、上述した制御部は、排気口温度モニタが検出した温度を示す情報に基づいて、排気口から排出される空気の温度が温度入力装置から入力された設定温度となるように、排気ファン２０と電磁弁２２とを制御する。これにより、被検体Ｔの保温状態を、測定に適した状態に維持することができる。

また、ＰＥＴ装置１は、筐体２内の温度を検出する筐体内温度モニタをさらに備えることができる。この場合、制御部は、筐体内温度モニタが検出した温度を示す情報に基づいて、吸気ファン１０〜１３及び排気ファン２０を制御し、筐体２内の温度を所定の温度で一定に維持する。これにより、放射線検出器６等を適切に冷却することができる。

［第２実施形態］
図４は、本実施形態に係るＰＥＴ装置の模式的な断面図である。図４に示されるように、本実施形態に係るＰＥＴ装置１Ａは、第１実施形態に係るＰＥＴ装置１に対して、ベッド３に替えてベッド４３を備える点、及び、ダクト２１に替えてダクト（流入手段）４１を備える点で異なっている。ベッド４３は、被検体Ｔが載置されない所定の位置において、少なくとも１つの開口が設けられている。また、ダクト４１は、それぞれの一端４１ａが排気ファン２０に接続されると共に、他端４１ｂ同士が互いに接続されている。ダクト４１同士の接続部４１ｃには、ベッド４３と測定空間Ｓの内壁Ｓａとの間の位置において、排気口としての開口４１ｄが形成されている。

したがって、排気ファン２０から排出された暖気は、図４の黒塗り矢印に示されるように、ダクト４１内を流通して、その開口４１ｄからベッド４３と測定空間Ｓの内壁Ｓａとの間（すなわち測定空間Ｓ内）に流入されて、ベッド４３の開口を通じてベッド４３に載置された被検体Ｔの保温に供される。なお、ダクト４１についても、ダクト２１と同様に、排気ファン２０と対向する位置には電磁弁２２が設けられている。したがって、制御部が、電磁弁２２の開閉を制御することにより、暖気の測定室内への導出量と測定空間Ｓ内への流入量とを調節して、測定空間Ｓの温度を調節することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るＰＥＴ装置１Ａによれば、ＰＥＴ装置１と同様にして、測定空間Ｓ内において被検体Ｔを十分に保温することができると共に、正確な測定結果を得ることができる。さらに、本実施形態に係るＰＥＴ装置１Ａでは、暖気が被検体Ｔに直接あたらないので、暖気の影響を被検体Ｔへ与えることなく測定を行うことができる。

［第３実施形態］
図５は、本実施形態に係るＰＥＴ装置の模式的な断面図である。図５に示されるように、本実施形態に係るＰＥＴ装置１Ｂは、第１実施形態に係るＰＥＴ装置１に対して、測定空間Ｓの内面に複数の開口Ｓｂが形成されている点、ファン（導入手段、流入手段）５０を有する点、電磁弁（導出手段）５２を有する点、排気ファン２０を有さない点、及び、ダクト２１を有さない点で異なっている。

ファン５０は、図５，６に示されるように、測定空間Ｓの縁部に沿って放射状に複数（ここでは１２個）配置された検出器モジュールＭのそれぞれの後端部近傍に２個ずつ（すなわち合計２４個）設けられている。これらのファン５０により、図５の白抜き矢印に示されるように冷気が筐体２内に導入されると共に、図５，６の黒塗り矢印に示されるように、放射線検出器６同士の間及び放射線検出器６と筐体２の内壁との間を通って暖気が流通させられて、測定空間Ｓの開口Ｓｂを通じて測定空間Ｓ内に暖気が流入させられる。このように、ＰＥＴ装置１Ｂでは、測定空間Ｓの内部から測定空間Ｓの一方の開口部Ｓ１及び他方の開口部Ｓ２に向けて測定空間Ｓ内に暖気が流入される。

なお、電磁弁５２は、筐体２の前面２ａ及び背面２ｂにおける測定空間Ｓの縁部近傍に複数（例えば４つ）設けられている。したがって、制御部が、電磁弁５２の開閉を制御することによって、暖気の筐体２外への導出量と測定空間Ｓ内への流入量とを調節して、測定空間の温度を調節することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るＰＥＴ装置１Ｂによれば、ＰＥＴ装置１と同様にして、測定空間Ｓ内において被検体Ｔを十分に保温することができると共に、正確な測定結果を得ることができる。さらに、本実施形態に係るＰＥＴ装置１Ｂでは、暖気を測定空間Ｓ内に流入させるためのダクトを設ける必要がないので、ＰＥＴ装置の構成を簡素化できると共に、ＰＥＴ装置の製造コストを低下させることができる。

なお、上述した第１〜３実施形態に係るＰＥＴ装置１，１Ａ，１Ｂにおいては、被検体Ｔがヒト以外の動物である場合には、排気ファン２０、ダクト２１，４１又はファン５０等を用いて、暖気と共に麻酔ガスを測定空間Ｓ内に流入させることができる。そのようにすれば、被検体Ｔの麻酔が効いている時間を長くすることができる。

また、上記第１〜３実施形態においては、本発明に係る測定装置としてＰＥＴ装置について説明したが、本発明に係る被検体から発せられる電磁波を検出する測定装置はＰＥＴ装置に限定されない。本発明に係る被検体から発せられる電磁波を検出する測定装置は、例えば、ＣＴ装置やＭＲＩ装置にも好適に適用することができる。

１…ＰＥＴ装置、２…筐体、６…放射線検出器、１０…吸気ファン（導入手段）、２０…排気ファン（導出手段、流入手段）、２１，４１…ダクト（流入手段）、２２，５２…電磁弁（導出手段）、５０…ファン（導入手段、流入手段）。

Claims

被検体が配置される筒状の測定空間が設けられた筐体と、
前記筐体内に設置され、前記被検体から発せられる電磁波を検出する検出器と、
前記検出器を冷却するために前記筐体内に空気を導入する導入手段と、
前記導入手段により前記筐体内に導入されて前記検出器で温められた前記空気を前記筐体外に導出する導出手段と、
前記導入手段により前記筐体内に導入されて前記検出器で温められた前記空気を前記測定空間内に流入させる流入手段と、
前記測定空間内に流入される前記空気の流入量が前記測定空間の温度に応じて調節されるように、前記導出手段及び前記流入手段の少なくとも一方を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする測定装置。
前記制御手段は、前記測定空間の温度を上げる場合には、前記筐体外に導出される前記空気の導出量が減少すると共に前記測定空間内に流入される前記空気の流入量が増加するように前記導出手段及び前記流入手段の少なくとも一方を制御し、前記測定空間の温度を下げる場合には、前記導出量が増加すると共に前記流入量が減少するように前記導出手段及び前記流入手段の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
前記流入手段は、前記測定空間の一方の開口部から前記測定空間の他方の開口部に向けて前記空気を流入させることを特徴とする請求項１又は２記載の測定装置。
前記流入手段は、前記測定空間の内部から前記測定空間の一方及び他方の開口部に向けて前記空気を流入させることを特徴とする請求項１又は２記載の測定装置。
前記導出手段及び前記流入手段は、弁及びファンの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の測定装置。
前記被検体はヒト以外の動物であり、
前記流入手段は、前記空気と共に麻酔ガスを前記測定空間内に流入させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の測定装置。