专利名称：放射线断层摄影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具备对注射投放到被检体内的放射性药剂的分布进行成像的PET 装置的放射线断层摄影装置，特别是涉及一种除了具备PET装置还具备通过从外部向被检体照射放射线来获取被检体的透视图像并获取被检体的基于结构的断层图像的CT装置的放射线断层摄影装置。
背景技术：
在医疗机构中设置有能够对放射性药剂的分布进行成像的放射线断层摄影装置。 这种放射线断层摄影装置构成为如下结构检测从被投放到被检体M内而局部存在于关心部位的放射性药剂放出的湮灭放射线(例如Y射线)，获得被检体M的关心部位处的放射性药剂分布的断层图像。针对以往的放射线断层摄影装置进行说明。放射线断层摄影装置50具备PET装置50a和CT装置50b。PET装置50a检测湮灭放射线，CT装置50b获取被检体M的透视图像。在PET装置50a中，仅能够获知放射性药剂的分布。因此，要事先由CT装置50b获取被检体M的内部结构。在CT装置50b中获取摄入有被检体M的脏器的断层图像，在PET装置中获取表示药剂分布的断层图像。只要将这些断层图像重叠，就能够将放射性药剂的局部存在映射到被检体M的内部结构。将由CT装置50b获取的断层图像称为CT图像，将由 PET装置50a获取的断层图像称为PET图像。针对放射线断层摄影装置50的结构进行说明。如图12所示，放射线断层摄影装置 50具备用于载置被检体M的平板52，并具备环状的PET装置50a和CT装置50b，该环状的 PET装置50a和CT装置50b具有使平板52贯穿的孔(例如，参照专利文献1)。平板52沿该平板52的长度方向(ζ方向贯通PET装置50a和CT装置50b的方向)滑动自如。PET 装置50a设置有具有沿ζ方向延伸的孔的环状的检测器环62，在CT装置50b中具备不改变在ζ方向上的位置而绕平板52旋转的放射线源53以及检测从放射线源53照射出的放射线的放射线检测器M。放射线源53和放射线检测器M沿着设置在CT装置50b内部的环状的通路以不改变彼此的相对位置的方式同步地进行旋转。针对以往的放射线断层摄影装置50的动作进行说明。在以往的放射线断层摄影装置50中，为了获知被检体M的内部的药剂分布，首先，最初获取被检体M全身的CT图像。 在该过程中，仅CT装置50b进行动作，PET装置50a不进行湮灭放射线的检测。这是因为 CT装置50b在放射线源53放出放射线的同时拍摄CT图像，因此其会导致放射线入射到PET 装置50a。这种从被检体M的外部放出的放射线影响PET图像的获取。因此，根据以往的结构，不能形成同时获取两种断层图像的结构。在获取CT图像之前，操作平板52，将被检体M的头部移动到夹在放射线源53和放射线检测器M之间的位置处。然后，放射线源53间歇性地对被检体M照射放射线的同时进行旋转，连续拍摄摄入有被检体M的透视像的放射线透视图像。在该连续拍摄过程中，平板52连续移动，在拍摄完被检体M的脚尖时，与CT图像有关的拍摄结束。一系列的透视图像通过普通的反投影法等被变换为CT图像。这样一次性拍摄被检体M全身的CT图像。接着，获取PET图像。在进行该拍摄之前，操作平板52，首先将被检体M的头部移动到被检测器环62覆盖的位置处。由检测器环62检测从被检体M的头部发出的湮灭放射线对。当被检体M头部的拍摄结束时，滑动平板52，这次将被检体M的胸部移动到被检测器环62覆盖的位置处。由检测器环62检测从被检体M的胸部发出的湮灭放射线对。这样，通过逐步地移动平板52来变更检测器环62与被检体M的相对位置。每次进行位置变更时， 将被检体M的各部分相继导入到检测器环62所具有的检测湮灭放射线的视场内并检测湮灭放射线。以湮灭放射线的检测数据为基础生成PET图像。这样，一次性拍摄被检体M全身的PET图像。当用时序图来表示上述动作时，如图13所示。即，在Tl期间获取CT图像。当拍摄结束时，在T2期间将平板52暂且返回到拍摄CT图像前的状态。在T2之后的T3的期间获取PET图像。此外，在T1、T2期间内平板52连续移动。然后，在Τ3期间内，平板52在箭头所示的五个时刻分五次逐步地移动。即，PET图像的获取分为六次检测来进行，在箭头所示的移动过程中不进行放射线的检测。Tl是1分钟左右，Τ2小于1分钟，Τ3是3分钟Χ6 次、即18分钟左右。专利文献1 专利第3，409，506号公报
发明内容
发明要解决的问题然而，根据以往的结构，存在如下问题。S卩，有时被检体M在检查过程中会产生体动，因此很难将两种断层图像准确地重叠在一起。如果CT图像的拍摄与PET图像的拍摄之间间隔时间过长，则两种断层图像中摄入的被检体M的姿势会变得不一致，导致摄入到两种断层图像中的被检体M的位置产生偏差。因而，即使将两种断层图像重叠，也无法将放射性药剂的局部存在准确地映射到被检体 M的内部结构。本发明是鉴于这种情形而完成的，其目的在于提供一种通过缩短检查时间能够获取将放射性药剂的局部存在准确地映射到被检体M的内部结构的断层图像的放射线断层
摄影装置。用于解决问题的方案本发明为了解决上述问题，采取如下的结构。即，本发明所涉及的放射线断层摄影装置的特征在于，具备平板，其用于载置被检体；平板移动单元，其使平板沿该平板的长度方向即平板长度方向移动；检测器环，其检测从被检体的内部产生的放射线，并且具备使平板从平板长度方向贯穿的环孔；PET图像获取单元，其根据从检测器环输出的检测数据， 来获取表示放射性药剂在被检体中的分布的断层图像即PET图像；以及CT图像生成装置， 其具备使平板从平板长度方向贯穿的导入孔，该放射线断层摄影装置还具备重叠单元，该重叠单元使后述的CT图像与PET图像重叠，检测器环与CT图像生成装置沿长度方向排列， 其中，CT图像生成装置具备放射线源，其照射放射线；放射线检测单元，其检测从放射线源照射出的放射线；旋转单元，其使放射线源与放射线检测单元在保持彼此的相对位置的状态下以长度方向为中心轴同步地进行旋转；以及CT图像获取单元，其根据从放射线检测单元输出的检测数据来获取表示被检体的内部结构的断层图像即CT图像，平板移动单元使平板从初始位置到结束位置为止停止规定次数并且从初始位置起沿着长度方向向一个方向移动到结束位置，此时，检测器环和放射线检测单元在每次平板停止时检测放射线，各图像获取单元根据在平板位于各个停止位置时检测器环和放射线检测单元输出的检测数据来获取各断层图像。[作用/效果]根据本发明，平板从初始位置起沿一个方向移动到结束位置。具体地说，平板在从移动方向上的前段的开始位置移动到移动方向上的后段的结束位置的期间内停止若干次。在该平板移动的期间内获取CT图像和PET图像这两者。并且，在平板位于各停止位置时，检测器环和放射线检测单元检测放射线并将检测数据输出到各图像获取单元。各图像获取单元基于检测数据获取各断层图像。这样，根据本发明，仅沿一个方向移动平板就能够生成表示被检体的内部结构的CT图像和表示被检体内的放射性药剂的分布的 PET图像，因此能够提供一种检查时间被缩短的放射线断层摄影装置。另外，与完成全身的CT图像拍摄之后再获取全身的PET图像这种以往的结构相比，在本发明中在平板停止的状态下检测器环和CT图像生成装置拍摄各自的摄影视场中的断层图像。通过在平板沿一个方向移动的期间内并行地获取CT图像和PET图像来获取被检体全身的两种断层图像。如果这样构成，则能够针对被检体全身将拍摄两种断层图像的时间间隔设为固定。即，例如设为当对被检体的头部拍摄了 CT图像之后平板移动两次时， 对之前拍摄过的被检体的头部拍摄PET图像。也就是说，如果将平板的一次移动设为一步， 则针对头部的PET图像拍摄相对于CT图像拍摄延迟两步进行。对于被检体的其它部分该关系也是一样的。即，对于全身PET图像的各部分，是相对于与其相对应的CT图像拍摄延迟两步拍摄得到的。在以往的方法中，PET图像拍摄例如分六次进行，拍摄完所有的断层图像需要18 分钟。第六次进行的PET图像的获取是在拍摄全身的CT图像之后已经过了 15分钟的时刻开始的。在难以使被检体在15分钟的期间内不产生体动，导致摄入到PET图像和CT图像中的被检体的位置产生偏离。但是，根据本发明的结构，分六次进行的PET图像拍摄的任一次都是在两步前得到了 CT图像。两步例如是6分钟左右，因此摄入到两种断层图像中的被检体的位置不会产生偏离，如果将这两种断层图像重叠，则能够将放射性药剂的局部存在准确地映射到被检体M的内部结构。另外，更加期望如下的结构将第一中心到第二中心的距离设为中心间距离，该第一中心是上述检测器环能够获取PET图像的范围在平板长度方向上的中心，该第二中心是放射线检测单元能够获取CT图像的范围在平板长度方向上的中心，将在平板停止的状态下检测器环能够获取PET图像的范围在平板长度方向上的宽度设为第一宽度，将在平板停止的状态下CT图像生成装置能够获取CT图像的范围在平板长度方向上的宽度设为第二宽度，此时，第一宽度和第二宽度都大于等于中心间距离的一半。[作用/效果]根据上述结构，作为检测器环能够获取PET图像的范围的宽度的第一宽度和作为CT图像生成装置能够获取CT图像的范围的宽度的第二宽度都被设定为大于等于检测器环的中心到放射线检测单元的中心的距离即中心间距离的一半。检测器环、CT 图像生成装置的摄影视场由于机械方面的限制而无法在平板长度方向上重叠。反而在两个视场范围之间存在使两个视场范围在平板长度方向上分开的间隙较为普遍。如果该间隙过大，则无法并行地拍摄两种断层图像。但是，根据本发明，第一宽度、第二宽度都被设定为大于等于中心间距离。就间隙的平板长度方向上的宽度越大中心间距离的长度越长来说，即使两视场范围之间存在间隙，也能够确�？矶茸阋钥煽康鼗袢×街侄喜阃枷竦纳阌笆映�。另外，更加期望如下的结构上述的各图像获取单元重复进行以下动作来遍及被检体全身地获取各断层图像，该动作是对沿平板长度方向以每个中心间距离进行分割而得到的被检体的各个分区获取断层图像。[作用/效果]根据上述结构，能够拍摄适合于诊断的各断层图像。S卩，上述结构通过重复CT拍摄和PET拍摄对被检体的同一部分进行拍摄的动作来遍及被检体全身地获取各断层图像。换句话说，上述结构对在平板长度方向上具有中心间距离的宽度的每个分区获取被检体的断层图像。在将第一宽度、第二宽度设为大于等于中心间距离的一半的情况下，CT图像生成装置和检测器环的摄影视场可靠地大于等于被检体的各分区。因而，根据上述结构，能够更可靠地生成被检体全身的断层图像。另外，由于CT图像生成装置和检测器环对被检体的同一部分进行拍摄，因此对于各个CT图像，存在对平板长度方向上与其相同的被检体的部分进行拍摄得到的PET图像， 因此能够更准确地重叠两种断层图像。另外，更加期望上述的平板移动单元重复以下动作在使平板向一个方向仅移动将中心间距离的长度的一半除以大于等于1的整数而得到的长度之后，使平板停止。另外，更加期望平板移动单元重复以下动作在使平板向一个方向仅移动中心间距离的长度的一半之后，使平板停止。[作用/效果]一般来说，两个视场范围的平板长度方向上的宽度并不相同。在这种情况下，会产生如何使平板滑动才能够可靠地获取被检体全身的两种断层图像的问题。 一种解决方法是以窄的一方的视场范围为基准使平板滑动。但是，如果这样，则无法准确地重叠两种断层图像。这是因为拍摄两种断层图像时的次数变得不一致，从而导致在重叠两种断层图像时在平板长度方向上产生偏离。本发明不采取这样的结构，而采用以中心间距离为基准使平板移动的结构。这样能够使两种断层图像的拍摄次数相同，因此对于各个CT 图像，存在对平板长度方向上与其相同的被检体的部分进行拍摄得到的PET图像，因此能够更准确地重叠两种断层图像。另外，更加期望本发明还具备选择单元，该选择单元排他性地选择并执行上述的 (α)移动平板、(β)由检测器环检测放射线以及(Y)由放射线检测单元检测放射线中的某一个动作。[作用/效果]根据上述结构，能够更可靠地获取两种断层图像。两种断层图像的获取都是在平板停止移动的状态下进行的。另外，在由放射线检测单元检测放射线的过程中从放射线源照射出放射线，因此不期望由检测器环检测从被检体内产生的湮灭放射线对。根据上述结构，确保不会同时进行上述三种动作。由此，能够防止在两种断层图像的拍摄过程中平板移动而无法对被检体的每个分区进行拍摄的情况，并且还能够防止在PET图像的获取过程中从放射线源产生的放射线入射而难以获取PET图像的情况。另外，更加期望本发明还具备周期测量单元，其测量上述的被检体的体动的周期；以及同步单元，其使测量出的周期与图像的摄影相关联，其中，各图像获取单元仅利用被检体的体动处于某个位相时的检测数据来获取各断层图像。
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[作用/效果]根据上述结构，能够获取更适合于诊断的两种断层图像。各断层图像是与被检体的体动同步地被拍摄到的。通过这样构成可不受被检体的体动的影响地获取两种断层图像。发明的效果根据本发明，平板在从移动方向上的前段的开始位置移动到移动方向上的后段的结束位置的期间内停止若干次。在该平板移动的期间内获取CT图像和PET图像这两者。并且，在平板位于各停止位置时检测器环和放射线检测单元检测放射线并将检测数据输出到各图像获取单元。各图像获取单元基于检测数据获取各断层图像。这样，根据本发明，仅使平板沿一个方向移动就能够生成表示被检体的内部结构的CT图像和表示被检体内的放射性药剂的分布的PET图像。在以往的方法中，PET图像的拍摄例如分六次进行，拍摄完所有的断层图像需要 18分钟。第六次进行的PET图像的获取是从拍摄全身的CT图像后已经过了 15分钟的时刻开始的。难以使被检体在15分钟的期间内不产生体动，导致摄入到PET图像和CT图像中的被检体的位置产生偏离。但是，根据本发明的结构，如果将平板的一次移动设为一步， 则分六次进行的PET图像拍摄的任一次都是在两步之前得到了 CT图像。由于两步例如是 6分钟左右，因此摄入到两种断层图像中的被检体的位置不会产生偏离，如果将这两种断层图像进行重叠，则能够将放射性药剂的局部存在准确地映射到被检体M的内部结构。
图1是说明实施例1所涉及的放射线断层摄影装置的结构的功能框图。图2是说明实施例1所涉及的放射线断层摄影装置的结构的功能框图。图3是说明实施例1所涉及的放射线检测器的结构的立体图。图4是说明实施例1所涉及的准直器的结构的功能框图。图5是表示实施例1所涉及的视场范围与中心间距离之间的关系的示意图。图6是表示实施例1所涉及的视场范围与中心间距离之间的关系的示意图。图7是说明实施例1所涉及的放射线断层摄影装置的动作的截面图。图8是说明实施例1所涉及的放射线断层摄影装置的动作的时序图。图9是说明实施例1所涉及的放射线断层摄影装置的动作的示意图。图10是说明实施例1所涉及的放射线断层摄影装置的动作的示意图。图11是说明本发明的一个变形例所涉及的放射线断层摄影装置的功能框图。图12是说明以往结构的放射线断层摄影装置的结构的截面图。图13是说明以往结构的放射线断层摄影装置的结构的时序图。附图标记说明C 中心间距离；Fa 第一宽度；Fb 第二宽度；3 :X射线管放射线源；4 :FPD (放射线检测单元)；9a =CT装置(CT图像生成装置)；10 平板；12 检测器环；15 平板移动机构 (平板移动单元)；24 =PET图像获取部(PET图像获取单元)；25 =CT图像获取部(CT图像获取单元)^6 重叠部(重叠单元)；31 旋转机构(旋转单元)；38 选择部(选择单元)； 46:周期测量部(周期测量单元)；47:同步部(同步单元)。
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具体实施例方式实施例1下面，参照
实施例1所涉及的放射线断层摄影装置1的实施例。<放射线断层摄影装置的结构>下面，参照
本发明所涉及的放射线断层摄影装置的各实施例。图1是说明实施例1所涉及的放射线断层摄影装置的结构的功能框图。实施例1所涉及的放射线断层摄影装置9如图1所示那样具有使被检体M仰卧的平板10。并且，放射线断层摄影装置 9具备PET装置9a和CT装置％，该PET装置9a对被检体内的放射性药剂的分布进行成像，该CT装置9b对被检体内的脏器等的内部结构进行成像。PET装置9a和CT装置9b沿 ζ方向(作为平板10的长度方向的平板长度方向、被检体M的体轴方向)并列排列。并且， PET装置9a和CT装置9b分别具备使平板10从ζ方向贯通的导入孔。各导入孔为沿ζ方向延伸的圆筒形。CT装置9b相当于本发明的CT图像生成装置。PET装置9a和CT装置9b分别具有机架11a、11b，该机架11a、lib具有包围被检体M的贯通孔。平板10被设置成从ζ方向贯穿机架1 la、1 Ib的开口，并且沿ζ方向进退自如。这种平板10的滑动通过平板移动机构15来实现。平板移动机构15由平板移动控制部16进行控制。平板移动机构15相当于本发明的平板移动单元。平板移动控制部16是控制平板移动机构15的平板移动控制单元。在PET装置9a的内部具备对从被检体M放射出的湮灭γ射线对进行检测的检测器环12。该检测器环12是沿ζ方向延伸的筒状，其在ζ方向上的长度为30cm左右。时钟 19向检测器环12和后述的同步部47发送成为序列号的时刻信息。从检测器环12输出的检测数据附加有在哪一时刻获取到Y射线的时刻信息，并输入到后述的过滤部20。图2所示的选择部38是以按顺序进行X射线管控制部6、平板移动控制部16、过滤部20、旋转控制部32的动作为目的而设置的。S卩，选择部38在(1)平板移动控制部16使平板10沿ζ方向滑动的期间，不使其它的各部6、20、32进行动作，在( 过滤部20从检测器环12获取检测数据的期间，不使其它的各部6、16、32进行动作，在(3)X射线管控制部6 与旋转控制部32相协作来获取被检体的CT图像的期间，不使其它的各部16、20进行动作。 这样，选择部38使平板10的滑动、CT拍摄以及PET拍摄不同时进行。即，选择部38排他地选择执行(α )平板10的滑动、(β )由检测器环12进行的湮灭放射线对的检测(PET拍摄)、以及(Y )由FPD (Flat panel detector 平板检测器)4进行的放射线的检测(CT拍摄)中的某一个动作。此外，不使过滤部20进行动作是指如下动作过滤部20即使从检测器环12获取检测数据也不使其传送到后级的同时计数部21。FPD 4相当于本发明的放射线检测单元，选择部38相当于本发明的选择单元。针对检测器环12的结构进行说明。根据实施例1，通过将100个左右的放射线检测器1排列在与Z方向垂直的平面上的假想圆上来形成一个单位环。将该单位环沿Z方向排列从而构成检测器环12。简单说明放射线检测器1的结构。图3是说明实施例1所涉及的放射线检测器的结构的立体图。放射线检测器1如图3所示具备将放射线转换成荧光的闪烁体2和检测荧光的光检测器3。并且，在闪烁体2与光检测器3之间的位置处具备接收荧光的光引导件 4。
闪烁体2是将闪烁晶体二维地排列而构成的。闪烁晶体由Ce扩散得到的Lu2(1_x) IxSiO5 (以下称为LYS0)构成。并且，光检测器3能够确定哪个闪烁晶体发出了荧光这种荧光产生位置，并且还能够确定荧光的强度和产生荧光的时刻。另外，实施例1的结构的闪烁体2只不过是能够采用的方式的例示。因而，本发明的结构不限于此。经由过滤部20将从检测器环12输出的检测数据发送到同时计数部21 (参照图 1)。同时入射到检测器环12的两个γ射线是由被检体内的放射性药剂产生的湮灭放射线对。同时计数部21针对构成检测器环12的闪烁晶体中的每两个闪烁晶体的组合，对检测到湮灭放射线对的次数进行计数，并将其结果存储到位置信息校正部22。同时计数中的闪烁晶体的位置关系表示湮灭放射线对入射到检测器环12的位置和入射方向，是进行放射性药剂的映射所需的信息。针对每个闪烁晶体的组合存储的湮灭放射线对的检测次数和湮灭放射线的能量强度表示被检体内产生湮灭放射线对的差异，是进行放射性药剂的映射所需的信息。此外，在同时计数部21对检测数据的同时性的判断中使用由时钟19附加在检测数据中的时刻信息。另外，平板10相对于检测器环12沿ζ方向移动，因此导致被检体M与检测器环12 的位置关系产生偏离。用于校正该偏离的是位置信息校正部22。从平板移动控制部16向位置信息校正部22发送了表示平板10的移动状况的信号。位置信息校正部22根据该信号，对从同时计数部21发出的同时计数数据的位置信息成分进行校正。具体地说，位置信息校正部22使同时计数数据的位置信息成分沿ζ方向移位以使其跟随平板10沿ζ方向的移动。校正后的同时计数数据被存储到数据存储部23中。同时计数数据被发送到PET图像获取部M。在此对同时计数数据进行三维映射， 获取多个被检体M的轴向图像(与ζ方向垂直的平面中的切片图像)。在本发明中，将该工序称为PET拍摄。由该PET图像获取部M获取的断层图像示出被检体内的放射性药剂的分布，为了方便称为PET图像。PET图像获取部M相当于本发明的PET图像获取单元。接着，说明CT装置9b的结构(参照图1)。在CT装置9b的机架lib的内部具备向被检体M照射X射线的X射线管3、检测透过了被检体M的X放射线的FPD (Flat panel detector 平板检测器)4、以及支承X射线管3和FPD 4的支承体7。支承体7为环状，绕与ζ方向平行的轴自由旋转。该支承体7的旋转由旋转机构31执行，该旋转机构31由例如马达那样的动力产生单元和例如齿轮那样的动力传递单元构成。另外，旋转控制部32控制该旋转机构31。X射线管控制部6控制X射线管3。旋转机构31相当于本发明的旋转单兀。X射线管3和FPD 4绕与ζ方向平行的轴旋转。此时，X射线管3按照X射线管控制部6的控制间歇性地照射X射线。每当进行X射线照射时，FPD 4都检测透过了被检体的X射线。从FPD4输出的检测数据被发送到CT图像获取部25。CT图像获取部25针对每次X射线照射，获取摄入有被检体的透视像的透视图像。在这样获取到的一系列的透视图像中，在改变拍摄的方向的同时摄入被检体。CT图像获取部25通过反投影法等方法对一系列的透视图像进行重建，获取多个被检体M的轴向图像(与ζ方向垂直的平面中的切片图像)。在本发明中，将该工序称为CT拍摄。此时获取的轴向图像是表示照射出的X射线在透过被检体的期间以何种程度减弱的图像，摄入被检体M的脏器、骨骼的形状。为了方便区分这种轴向图像与上述PET图像而将其称为CT图像。CT图像获取部25相当于本发明的CT图像获取单元。在X射线管3中具备如图4所示的准直器3a。准直器3a被附设在X射线管3上， 对从X射线管3照射出的X射线进行校准以形成四角锥形状的X射线束B。详细说明该准直器3a。如图4所示，准直器3a具有镜像对称地进行移动的一对叶片(leaf)3b，且具备同样呈镜像对称地进行移动的另一对叶片3b。该准直器3a通过使叶片北移动，既能够向FPD 4所具有的X射线检测面的整个面照射锥状的X射线束B，又能够例如仅向FPD 4的中心部分照射扇状的X射线束B。此外，在X射线束B中设定有从X射线管3朝向FPD 4的中心轴 C。以该中心轴C为基准，各叶片北镜像对称地进行移动。此外，叶片北的对中的一对叶片用于调整形成为四角锥形状的X射线束在体轴方向A(z方向)上的宽度，另一对叶片北的对用于调整与中心轴C和ζ方向都正交的方向上的X射线束的宽度。准直器3a的开度的变更由准直器移动机构43进行。准直器控制部44用于控制准直器移动机构43。实施例1的放射线断层摄影装置9对各PET图像获取ζ方向的切断位置与PET图像的ζ方向的切断位置相同的CT图像。重叠部沈(参照图1)使ζ方向的切断位置相同的 CT图像与PET图像重叠来获取将放射性药剂的分布映射到被检体M的内部结构的重叠断层图像。重叠部沈相当于本发明的重叠单元。此外，放射线断层摄影装置9具备对各部进行统括控制的主控制部41和显示放射线断层图像的显示部36。该主控制部41由CPU构成，通过执行各种程序实现各部6、16、20、 21、22、23、24、25、26、31、44。此外，也可以将上述各部分配给管理它们的控制装置来实现。设定值存储部37存储平板10的移动速度、与X射线管3、支承体7的控制有关的各种参数。另外，操作台35为用于使手术操作者输入各种指示的输入部。对PET装置9a和CT装置9b的摄影视场进行说明。如图5所示，PET装置9a的检测器环12具有ζ方向上宽幅的摄影视场(参照Fa)。PET装置9a针对位于该摄影视场内的被检体M的一部分获取放射线的检测数据，以将该被检体M的一部分分割成若干片的方式来获取多个PET图像。另一方面，如图5所示，CT装置9b具有ζ方向上宽幅的摄影视场(参照冊)。CT装置9b针对位于该摄影视场内的被检体M的一部分获取放射线的检测数据，以在与PET图像的ζ方向的位置相同的位置处将该被检体M的一部分分割成若干片的方式来获取多个CT图像。检测器环12的摄影视场的ζ方向宽度的长度是本发明的第一宽度Fa，CT装置9b的摄影视场的ζ方向宽度的长度是本发明的第二宽度冊。另外，将检测器环12的摄影视场的在ζ方向上的中心称为第一中心49a，将CT装置9b的摄影视场的在ζ方向上的中心称为第二中心49b。此外，如果平板10移动，则可作出如下判断PET装置9a和CT装置9b的摄影视场扩大。但是，上述摄影视场是设为平板10不移动时的摄影视�。院驪ET装置9a(检测器环12)的摄影视场是指具有图5所示的第一宽度1 的宽度的区域。同样地，CT装置9b的摄影视场是指具有图5所示的第二宽度1 的宽度的区域。从第一中心49a到第二中心49b的ζ方向的距离是中心间距离C。该中心间距离 C、第一宽度Fa、第二宽度1 存在如下的关系。S卩，如图6所示，第一宽度Fa、第二宽度R3 都大于等于中心间距离C的一半的值C/2。后面记述这样设定的意义。<放射线断层摄影装置的动作>接着，说明放射线断层摄影装置9的动作。要通过放射线断层摄影装置9获知放射性药剂在被检体M中的分布，首先向被检体M注射放射性药剂。在从该时刻起经过了规定的时间后的时刻将被检体M载置在平板10上。当手术操作者通过操作台35向放射线断层摄影装置9指示开始检查时，平板10在载置了被检体M的状态下被平板移动控制部16控制而沿ζ方向滑动。而且将被检体M滑动到如图7的(a)所示的位置。将该被检体M的位置称为初始位置，具体地说，被检体M的整个头部存在于CT装置9b的摄影视场中。然后， 重复进行平板10的滑动和停止，被检体M被移动到如图7的(b)所示的位置处。将该被检体M的位置称为最终位置，具体地说，被检体M的脚尖存在于检测器环12的摄影视场中。对正在进行动作的平板10的移动方式进行说明。平板10从图7的(a)的初始位置(床位置1)起移动七次，移动到图7的(b)的结束位置(床位置8)。即，平板10交替地重复进行移动和停止直到到达最终位置为止。此外，位于初始位置的平板10通过仅沿从初始位置朝向最终位置的方向这一个方向移动来接近最终位置。即，平板10沿着ζ方向并向一个方向移动，不存在移动方向反向的情形。而且平板10沿ζ方向一次仅滑动C/2的宽度。重复进行七次这样的滑动。图8是说明实施例1所涉及的放射线断层摄影装置9的动作的时序图。图中较细的右斜线表示CT拍摄的期间，较粗的左斜线表示PET拍摄的期间。没有斜线的期间表示平板10滑动的期间。一次CT拍摄所需的时间小于等于1秒钟，一次PET拍摄所需的时间是三分钟左右。在将平板10滑动到初始位置的时刻，平板移动控制部16向选择部38发送表示滑动已经完成的内容。选择部38在平板10停止的状态下使X射线管3、FPD 4旋转一次。这样来获取被检体M头部的CT图像(图8的Tl)。以后，对被检体进行六次CT拍摄。 具体地说，将被检体划分为六个分区(参照图9)来进行CT拍摄，这六个分区是在ζ方向上以C/2的宽度对被检体进行六分割而得到的。将各分区称为被检体分区。当第一次的CT拍摄结束时，选择部38使平板移动控制部16开始动作。这样，平板10仅向Z方向的后段侧滑动C/2 (图8的1 。之后，再次重复进行与该Tl和T2相同的动作。该动作结束后，再次进行CT拍摄(图8的T5)。通过这样结束对六个被检体分区中的第一分区α 第三分区Y (参照图9)的CT拍摄。接着，不使平板10滑动，这次由检测器环12检测被检体M头部中的湮灭放射线对。这样来获取被检体M头部的PET图像(图8的Τ6)。以后，将该动作称为PET拍摄。以后，按平板10的滑动、CT拍摄以及PET拍摄的顺序重复进行三次。在该时刻，对六个被检体分区中的所有分区的CT拍摄结束，且对第一分区α 第三分区Y (参照图9)的PET拍
摄结束。接着，使平板10沿ζ方向仅滑动C/2 (图8的Τ16)，之后进行PET拍摄。之后，再次重复平板10的滑动和PET拍摄，从而结束实施例1所涉及的放射线断层摄影装置9的放射线的检测。即，在该时刻对六个被检体分区中的所有分区的PET拍摄结束。由重叠部沈将获取到的CT图像与PET图像进行重叠，来获取重叠断层图像。将重叠断层图像显示在显示部36上，结束检查。在此，对第一宽度1 、第二宽度1 的长度设定的意义进行说明。为了便于说明，如图9所示那样，设将被检体M划分成沿ζ方向以宽度C/2划分的六个被检体分区α ζ。 被检体分区α ζ为沿ζ方向按每个中心间距离的宽度对被检体进行分割而得到的分区。图10示出了被检体M被导入各摄影视场的情形。图10的A示出了在图8所示的
12时刻Tl时的被检体M与各摄影视场之间的位置关系。被检体分区α在ζ方向的宽度是 C/2，因此被检体分区α的整个区域可靠地收容在ζ方向的宽度比C/2宽的CT装置9b的摄影视场中。将在时刻Tl时被检体分区α所存在的ζ方向上宽幅的区间设为Rb。然后，将平板10每次滑动C/2。在每次滑动时，被检体M沿ζ方向每次移动C/2。 由于被检体分区α ζ的宽度与移动的宽度相同都是C/2，因此每次滑动平板10时，被检体分区β、Y、δ、ε按该顺序依次位于区间Rb。在图10的A E中示出了该情形。也就是说，如果从图10的A的状态起使平板10沿ζ方向移动五次且每次移动C/2，则被检体分区α ζ会依次位于区间Rb。而且，在被检体分区α ζ位于区间Rb时，平板10停止。即，CT装置9a在被检体分区α ζ位于区间Rb时依次对宽度为C/2的各分区拍摄 CT图像。此外，在平板10滑动两次后的图10的C的状态下，被检体分区α容纳在检测器环12的摄影视场内。这样，如果继续滑动平板10，则会产生被检体分区α的整个区域都容纳在检测器环12的摄影视场内后平板10停止的状态。平板10沿ζ方向每次移动C/2，并且由于被检体分区α ζ的ζ方向的宽度与移动的宽度相同都是C/2，因此被检体分区 α的整个区域能够可靠地收容在ζ方向的宽度比C/2宽的检测器环12的摄影视场中。实际上，在从时刻Tl起将平板10滑动两次后的状态(平板10停止在床位置3的状态)时， 被检体分区α的整个区域容纳在检测器环12的摄影视场中。将在该状态下被检体分区α 所存在的ζ方向上宽幅的区间设为Ra(参照图10的C)。然后，将平板10每次滑动C/2。在每次滑动时，被检体M沿z方向每次移动C/2。 由于被检体分区的宽度与移动的宽度相同都是C/2，因此每次滑动平板10时，被检体分区 β、Y按该顺序依次位于区间Ra。图7的C E示出了该情形。也就是说，如果从图10的 C的状态起使平板10沿ζ方向移动五次且每次移动C/2，则被检体分区α ζ会依次位于区间Ra。并且，在被检体分区α ζ位于区间Ra时，平板10停止。即，放射线断层摄影装置9在被检体分区α ζ位于区间Ra时依次对宽度为C/2的各分区拍摄PET图像。这样，如果第一宽度Fa、第二宽度1 的长度都大于等于C/2并且平板10每次滑动 C/2，则放射线断层摄影装置9能够对各被检体分区α ζ获取CT图像和PET图像。通过设为这样的结构，能够与被检体分区α ζ无关地始终以同一条件拍摄CT图像，并且也能够与被检体分区α ζ无关地始终以同一条件拍摄PET图像。因而，能够获取适合于诊断的重叠图像。此外，由于第一宽度1 、第二宽度1 的长度都大于等于C/2，因此在拍摄各被检体分区α ζ的情况下，断层图像是同时拍摄成为摄影对象的分区的整个区域和与其相邻的分区的一部分的图像。各被检体分区α ζ在ζ方向上被重叠地拍摄两次断层图像， 因此在各被检体分区α ζ之间图像不会中断而能够可靠地进行被检体M全身的拍摄。 此外，也可以以抑制被检体遭受放射线的辐射为目的而将X射线束缩小到能够获取区间Rb 中的CT图像所需的最低限度的宽度。在这种情况下，摄影视场!^在2方向上的宽度等于 C/2。对于第一宽度1 ，这种顾虑是不需要的。如上所述，根据实施例1的结构，将平板10从初始位置起沿一个方向移动到结束位置。具体地说，平板10在从移动方向的前段的开始位置移动到移动方向的后段的结束位置的期间内停止若干次。在该平板10移动的期间获取CT图像和PET图像这两种图像。并且，在平板10位于各停止位置时，检测器环12和FPD 4检测放射线，将检测数据输出到各图像获取部对、25。各图像获取部M、25基于检测数据获取各断层图像。这样，根据实施例1的结构，仅沿一个方向移动平板10就能够生成表示被检体的内部结构的CT图像和表示被检体内的放射性药剂的分布的PET图像，因此能够提供一种检查时间被缩短的放射线断层摄影装置。另外，与完成全身的CT图像之后获取全身的PET图像这种以往的结构相比，在实施例1的结构中，在各个床位置处由检测器环12和CT装置9b拍摄断层图像。S卩，在平板 10沿一个方向移动的期间并行地获取CT图像和PET图像，来获取被检体全身的两种断层图像。如果这样构成，则对于被检体全身，能够将拍摄两种断层图像的时间的间隔设为固定。 即，当在对被检体分区α拍摄了 CT图像之后平板10移动两次时，对被检体分区α拍摄 PET图像。也就是说，如果将平板10的一次移动设为一步，则对于被检体分区α的PET图像的拍摄相对于CT图像的拍摄延迟两步进行。该关系对于其它的被检体分区β ζ也是一样的。即，对于全身PET图像的各部分，都是相对于与它们相对应的CT图像的拍摄延迟两步拍摄到的。在以往的方法中，PET图像的拍摄例如分六次进行，要拍摄完所有的断层图像需要 18分钟。第六次进行的PET图像的获取是从拍摄全身的CT图像后已经过了 15分钟的时刻开始的。难以使被检体在15分钟的期间内不产生体动，因此导致PET图像和CT图像中摄入的被检体的位置产生偏差。但是，根据实施例1的结构，分六次进行的PET图像拍摄的任一次拍摄都在两步之前得到了 CT图像。由于两步例如是6分钟左右，因此摄入到两种断层图像中的被检体的位置不会产生偏离，如果将这两种断层图像重叠，则能够将放射性药剂的局部存在准确地映射到被检体M的内部结构。根据实施例1的结构，作为检测器环12能够获取PET图像的范围的宽度的第一宽度1 和作为CT装置9b能够获取CT图像的范围的宽度的第二宽度1 都被设定为大于等于检测器环12的中心到FPD 4的中心的距离即中心间距离C的一半。检测器环12、CT装置％的摄影视场由于机械方面的限制而无法在z方向上重叠。相反在两个视场范围之间存在使两者在z方向上分开的间隙较为普遍。如果该间隙过大，则无法并行地拍摄两种断层图像。但是，根据实施例1的结构，第一宽度1 、第二宽度1 都被设定为大于等于中心间距离。就间隙的z方向的宽度越大中心间距离C的长度越长来说，即使两个视场范围之间存在间隙，也能够确�？矶茸阋钥煽康鼗袢×街侄喜阃枷竦纳阌笆映 ８菔凳├�1的结构，能够拍摄适合于诊断的各断层图像。即，实施例1的结构通过重复进行由CT装置9b和检测器环12拍摄被检体的同一部分的动作来针对被检体全身获取各断层图像。换句话说，实施例1的结构对具有中心间距离C的宽度的各分区获取被检体的断层图像。在将第一宽度&、第二宽度冊设为大于等于中心间距离C的一半的情况下，CT装置9b和检测器环12的摄影视场可靠地大于等于被检体的各分区。因而，根据实施例1的结构，能够更可靠地生成被检体全身的断层图像。另外，由于CT装置9b和检测器环12对被检体的同一部分进行拍摄，因此对于各 CT图像，存在对Z方向上与其相同的被检体的部分进行拍摄得到的PET图像，从而能够更准确地将两种断层图像重叠。一般来说，两个视场范围的z方向的宽度不相同。在这种情况下，产生如何滑动平
14板10才能够可靠地获取遍及被检体M全身的两种断层图像的问题。一种解决方法是以窄的一方的视场范围为基准使平板10滑动。但是，如果这样，则无法将两种断层图像准确地重叠。这是因为拍摄两种断层图像时的次数变得不一致，导致重叠两种断层图像时在ζ方向上产生偏离。在实施例1的结构中，以中心间距离C为基准移动平板10。通过这样，能够使两种断层图像的拍摄次数相同，因此对于各个CT图像，存在对ζ方向上与其相同的被检体分区α ζ进行拍摄得到的PET图像，能够更准确地重叠两种断层图像。根据实施例1的结构，能够更可靠地获取两种断层图像。两种断层图像的获取都是在平板10停止的状态下进行的。另外，在FPD 4检测放射线的过程中从放射线源照射出放射线，因此不期望由检测器环12检测从被检体内产生的湮灭放射线对。根据实施例1的结构，确保不会同时进行上述三种动作。由此，能够防止在两种断层图像的拍摄过程中平板 10移动而无法按每个分区拍摄被检体的情况，并且还能够防止在PET图像的获取过程中从 X射线管3产生的放射线入射而难以获取PET图像的情况。本发明不限于上述的结构，能够如下述那样变形实施。(1)在实施例1的结构中，从CT装置9b的拍摄开始进行，但是本发明不限于该结构。通过变更平板10的滑动方向、被检体M的载置朝向，也能够从PET图像开始进行拍摄。(2)在实施例1的结构中，平板10沿z方向一次仅滑动C/2，但是也可以将C/2分开几次来进行滑动。即，使平板10沿Z方向仅滑动C/2n并停止。通过重复该滑动和停止来获取全身的断层图像。此外，期望将η限定为大于等于1的整数。通过设为这样，能够以 C/2为单位在ζ方向上将被检体M进行划分来获取各断层图像。(3)另外，除了实施例1的结构，还能够设为考虑被检体周期性的体动进行拍摄的结构。在本变形例中，如图11所示，具备传感器45，其感知被检体M的体动；周期测量部 46，其根据从传感器45输出的传感器信号来计算体动的周期；以及同步部47，其将从周期测量部46输出的周期数据与拍摄的检测数据相关联。此外，作为被检体的体动，列举出由于呼吸引起的体动、由于心跳引起的体动。同步部47相当于本发明的同步单元，周期测量部46相当于本发明的周期测量单元。同步部47周期性地允许和/或禁止X射线管控制部6照射X射线。这样例如获取仅在被检体进行最大限度的吸气的时刻摄入像的一系列的透视图像。CT图像获取部25(参照图1)根据该一系列的透视图像获取与体动的周期性相关联的CT图像。另外，同步部47 向过滤部20 (参照图1)发送周期数据。过滤部20将周期数据附加在检测器环12输出的检测数据中。PET图像获取部参照图1)仅利用在被检体进行最大限度的吸气的时刻观察到的检测数据来获取PET图像。如果将这样获取到的两种断层图像重叠，则能够获取考虑了被检体的体动的重叠断层图像。通过设为这样，重叠断层图像变得更清晰。此外，在上述说明中，获取断层图像的位相是被检体进行最大限度的吸气的时刻，但是在哪个位相的时刻获取断层图像能够由手术操作者通过操作台35来选择。根据本变形例的结构，能够获得更适合于诊断的两种断层图像。各断层图像是与被检体的体动同步地拍摄到的。通过这样构成，可以不受被检体的体动影响地获取两种断层图像。(4)上述实施例的闪烁晶体由LYSO构成，但是在本发明中，也可以由GSO(Gd2SiO5) 等其它材料代替LYSO来构成闪烁晶体。根据本变形例，能够提供一种可提供更廉价的放射线检测器的放射线检测器的制造方法。
(5)在上述实施例中，荧光检测器由光电倍增管构成，但是本发明不限于此。也可以利用光电二极管、雪崩光电二极管(avalanche photodiode)、半导体检测器等来代替光电倍增管。(6)在上述实施例中，平板10分五次进行滑动，但是也可以与中心间距离C的设定相应地来增加和减少该次数。产、丨k卜.的可利用件如上所述，本发明适合于医用的放射线断层摄影装置。
权利要求
1.一种放射线断层摄影装置，其特征在于，具备 平板，其用于载置被检体；平板移动单元，其使上述平板沿该平板的长度方向即平板长度方向移动； 检测器环，其检测从被检体的内部产生的放射线，并且具备使上述平板从上述平板长度方向贯穿的环孔；PET图像获取单元，其根据从上述检测器环输出的检测数据，来获取表示放射性药剂在被检体中的分布的断层图像即PET图像；以及CT图像生成装置，其具备使上述平板从上述平板长度方向贯穿的导入孔，该放射线断层摄影装置还具备重叠单元，该重叠单元使后述的CT图像与上述PET图像重叠，上述检测器环与上述CT图像生成装置沿上述长度方向排列， 其中，上述CT图像生成装置具备 放射线源，其照射放射线；放射线检测单元，其检测从上述放射线源照射出的放射线；旋转单元，其使上述放射线源与上述放射线检测单元在保持彼此的相对位置的状态下以上述长度方向为中心轴同步地进行旋转；以及CT图像获取单元，其根据从上述放射线检测单元输出的检测数据来获取表示被检体的内部结构的断层图像即CT图像，上述平板移动单元使上述平板从初始位置到结束位置为止停止规定次数并且从初始位置起沿着上述长度方向向一个方向移动到结束位置，此时，上述检测器环和上述放射线检测单元在每次上述平板停止时检测放射线，各图像获取单元根据在上述平板位于各个停止位置时上述检测器环和上述放射线检测单元输出的检测数据来获取各断层图像。
2.根据权利要求1所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，将第一中心到第二中心的距离设为中心间距离，该第一中心是上述检测器环能够获取 PET图像的范围在上述平板长度方向上的中心，该第二中心是上述放射线检测单元能够获取CT图像的范围在上述平板长度方向上的中心，将在上述平板停止的状态下上述检测器环能够获取PET图像的范围在上述平板长度方向上的宽度设为第一宽度，将在上述平板停止的状态下上述CT图像生成装置能够获取CT图像的范围在上述平板长度方向上的宽度设为第二宽度，此时，上述第一宽度和上述第二宽度都大于等于上述中心间距离的一半。
3.根据权利要求1或2所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，各图像获取单元重复进行以下动作来遍及被检体全身地获取各断层图像，该动作是对沿上述平板长度方向以每个上述中心间距离进行分割而得到的被检体的各个分区获取断层图像。
4.根据权利要求3所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，上述平板移动单元重复以下动作在使上述平板向一个方向仅移动将上述中心间距离的长度的一半除以大于等于1的整数而得到的长度之后，使上述平板停止。
5.根据权利要求4所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，上述平板移动单元重复以下动作在使上述平板向一个方向仅移动上述中心间距离的长度的一半之后，使上述平板停止。
6.根据权利要求1 5中的任一项所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，还具备选择单元，该选择单元排他性地选择并执行(α)移动上述平板、(β)由上述检测器环检测放射线以及(Y)由上述放射线检测单元检测放射线中的某一个动作。
7.根据权利要求1 6中的任一项所述的放射线断层摄影装置，其特征在于，还具备 周期测量单元，其测量被检体的体动的周期；以及同步单元，其使测量出的周期与图像的摄影相关联，其中，各图像获取单元仅利用被检体的体动处于某个位相时的检测数据来获取各断层图像。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种能够获取将放射性药剂的局部存在准确地映射到被检体(M)的内部结构的断层图像的放射线断层摄影装置(9)。根据本发明，平板(10)在从移动方向上的前段的开始位置移动到移动方向上的后段的结束位置的期间内停止若干次。在该平板(10)停止的期间获取CT图像和PET图像这两者。在以往的方法中，摄入到PET图像和CT图像中的被检体的位置发生偏离。但是，根据本发明的结构，如果将平板的一次移动设为一步，则分多次进行的PET图像拍摄的任一次都是在两步之前得到了CT图像。如果将它们重叠，则能够将放射性药剂的局部存在准确地映射到被检体(M)的内部结构。
文档编号G01T1/161GK102395317SQ20098015877
公开日2012年3月28日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者井上芳浩 申请人:株式会社岛津制作所
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