JP2008039776A - 小さい視野域を有する撮像検出器を用いた撮像のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】核医学撮像において小さい視野域を有する複数の撮像検出器を用いて関心対象構造を効率的に撮像する方法及び装置を提供する。
【解決手段】関心対象構造１６６を撮像するための装置は、ガントリ１１０上に装着させた複数の撮像検出器１０２〜１０８を備える。複数の撮像検出器１０２〜１０８の各々は、視野域（ＦＯＶ）１４０、１７６を有しており、互いに対して独立に移動可能であり、かつ患者１４２内部の関心対象構造１６６を撮像するように位置決めされる。データ収集システム１２６は、複数の撮像検出器１０２〜１０８の各々のＦＯＶ１４０、１７６の範囲内で検出された画像データを受け取る。
【選択図】図２

Description

本発明は全般的には核医学撮像に関し、さらに詳細には、小さい視野域を有する複数の撮像検出器を用いた関心対象構造の効率的な撮像に関する。

核医学（ＮＭ）撮像では、患者のスキャンを収集するのに要する時間が長くなり、患者を不快にさせる可能性がある。さらに、患者が動くと、その画像が劣化することがあり、またスキャンの反復が必要となることがある。装置のコストに加えて、装置の操作に要する時間及び労力に由来する運用コストが大きくなることがある。さらに、大型の撮像検出器では患者の近くに位置決めしたときにその幾何学構成に由来してその操縦性が制限される。

全身スキャンや大きな患者のスキャンなど幾つかのタイプのスキャンでは、患者のうちの撮像しようとする部分のために従来の大型撮像検出器の視野域全体が必要となることがある。しかし、心臓、肝臓、腎臓、腫瘍など撮像検出器の視野域より小さい構造を撮像するときは、撮像検出器の一部が関心対象構造の外部で患者データを収集することになる。したがって、実効感度がコリメータの幾何学的感度と無関係に低下し、実効感度はむしろ有用な情報を収集していないことによる機会損失を示すことになる。

さらに、多くのタイプのスキャンでは、患者の周りの多数のアキシャル位置からの撮像を必要とする。例えば従来の撮像検出器は、概ね１８０度さらには３６０度に至るまでなど患者の少なくとも一部分の周りをガントリによって回転させながらデータを収集し、ボリュメトリック撮像及び処理のために十分な構造データを取得することが多い。これでは時間がかかって患者スループットが制限されると共に、上で検討したような患者の動きに由来したエラーを起こしやすい。
米国特許第６，６９６，６８６号 米国特許出願公開第２００５／０２１８３３１号 米国特許第６，２７１，５２４号 ＷＯ０６０５４２９６Ａ２

したがって、ＮＭ撮像の間により小さい構造の画像データを収集するのに要する時間を減少させるための方法及び装置に対する要求が存在する。本発明のある種の実施形態は、こうした要求並びに以下の説明及び添付の図面から明らかとなるような別の目的を満たすことを意図している。

一実施形態では、関心対象構造を撮像するための装置は、ガントリ上に装着された複数の撮像検出器を備える。この複数の撮像検出器の各々は、視野域（ＦＯＶ）を有しており、互いに対して独立に移動可能であり、かつ患者内部の関心対象構造を撮像するように位置決めされている。データ収集システムによって撮像検出器の各々のＦＯＶの範囲内で検出した画像データを受け取っている。

別の実施形態では、複数の撮像検出器によって関心対象構造の画像を収集するための方法は、関心対象構造の近傍に複数の撮像検出器を位置決めする工程を含む。この複数の撮像検出器の各々はＦＯＶを有すると共に、ＦＯＶを変化させるように互いに対して独立に移動可能である。この撮像検出器の少なくとも１つの部分組は、ＦＯＶの範囲内で関心対象構造の少なくとも一部分を撮像することを目標としている。この複数の撮像検出器の少なくとも１つの部分組によって画像データが収集されており、また撮像検出器の各々から受け取った画像データを組み合わせて合成画像が形成される。

別の実施形態では、関心対象構造を撮像するための装置は、ガントリ上に装着された複数の撮像検出器を備える。この複数の撮像検出器の各々は視野域（ＦＯＶ）を有すると共に、ＦＯＶを変化させるように互いに対して独立に移動可能である。この複数の撮像検出器の少なくとも１つの部分組は患者内部の関心対象構造を撮像するように位置決めされている。この複数の撮像検出器には複数の構成可能コリメータが装着されており、またデータ収集システムによって複数の撮像検出器のＦＯＶの範囲内で検出した画像データを受け取っている。

上述した要約、並びに本発明のある種の実施形態に関する以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読むことによってさらに十分な理解が得られよう。これらの図面が様々な実施形態の機能ブロックからなる図を表している場合も、これらの機能ブロックが必ずしもハードウェア回路間で分割されることを意味するものではない。したがって例えば、１つまたは複数の機能ブロック（例えば、プロセッサやメモリ）を単一のハードウェア（例えば、汎用の信号プロセッサ、処理ブロックまたはランダムアクセスメモリ、ハードディスク、その他）内で実現させることがある。同様にそのプログラムは、スタンドアロンのプログラムとすること、オペレーティングシステム内のサブルーチンとして組み込まれること、インストールした撮像ソフトウェアパッケージの形で機能させること、その他とすることができる。こうした様々な実施形態は図面に示した配置や手段に限定されるものではないことを理解すべきである。

図１は、ガントリ上に装着させた複数の小型撮像検出器を有する核医学（ＮＭ）撮像システム１００の概要図である。図１では、第１、第２、第３〜第Ｎの撮像検出器１０２、１０４、１０６及び１０８がガントリ１１０上に装着されている。図１の図示ではＮが４に等しいが、使用する撮像検出器を２個、３個、あるいは４個以上とすることもできることを理解されたい。

第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８の各々は従来の撮像検出器と比べてより小さい。従来の撮像検出器は患者の身体の幅の大部分または全部を同時に撮像するのに十分な大きさであることがあると共に概ね４０ｃｍの直径を有することがある。これに対して、第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８の各々は４ｃｍ〜２０ｃｍの寸法を有することがあると共にテルル化亜鉛カドミウム（ＣＺＴ）のタイルから形成させることがある。例えば第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８の各々は、そのサイズが８×８ｃｍであると共に複数のＣＺＴ画素分解式モジュール（図示せず）から構成されることがある。例えば各モジュールはそのサイズが４×４ｃｍであると共に１６×１６＝２５６個の画素を有することがある。第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８は、正方形、矩形、円形あるいは別の形状などそのサイズ及び／または形状が互いに異なることがあることを理解されたい。第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８の各々の実際の視野域（ＦＯＶ）はそれぞれの撮像検出器のサイズ及び形状に正比例することがある。

ガントリ１１０は、図示したような開口１１２をその内部に貫通して備えるように形成させることがある。開口１１２の内部でかつ第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８を基準として患者１４２を複数のビュー位置に支持し保持するための支持機構（図示せず）を備えるように患者テーブル１１４を構成させている。別法として、ガントリ１１０は、その各々が１つの撮像検出器または撮像検出器の１つの部分組を独立に移動させ得るような複数のガントリセグメント（図示せず）を備えることがある。ガントリ１１０はさらに、例えば「Ｃ形」や「Ｌ形」などの別の形状で構成させることがあり、また患者１４２の周りに回転可能とさせることがある。例えばガントリ１１０は、閉鎖形リングまたは円となるように形成させることや、あるいは撮像の間に患者１４２に容易に接近できるようにしかつ患者１４２の積み降ろし並びに感受性が高い患者１４２の閉鎖恐怖の低減を容易にするように開放形やアーチ形となるように形成させることがある。

追加的な撮像検出器（図示せず）を、患者１４２の周りに１つの弧またはリングを形成するように位置決めすることがある。別法として、複数のリング、弧またはアーチを形成させることもある。複数の撮像検出器を患者１４２に対する複数の位置に位置決めすることによって、患者１４２内部のある関心対象構造に特異的な画像データを、従来の大型検出器を用いた収集の場合と比較してより迅速に収集することができる。

任意選択では、撮像検出器を患者１４２の周りに閉鎖形パック（ｐａｃｋ）編成で配列させることがある。任意選択では、撮像検出器を患者１４２の周りで複数のアキシャル箇所に配列させることがある。例えば心臓を撮像する場合、２つ、３つ、４つ、あるいはこれ以上の数のアーチをなした撮像検出器を使用することがある。各アーチは患者１４２の周りで９０〜２７０度の範囲に及ぶことがあり、また一体になって胴体のかなりの部分を覆うことがある。例えば、サイズが８×８ｃｍの撮像検出器を用いて３つのアーチを構成すると、幅が２４ｃｍを超える湾曲したバンド（撮像検出器の間にある程度のギャップ（最小であることが好ましい）を考慮に入れている）が形成されることになる。

第１、第２、第３〜第Ｎの撮像検出器１０２、１０４、１０６及び１０８の各々は、患者１４２の内部の関心対象構造の方向に向いたそれぞれ放射検出面１３０、１３２、１３４及び１３６を有する。放射検出面１３２、１３２、１３４及び１３６の各々は、それぞれコリメータ１５０、１５２、１５４及び１５６によって覆われている。第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８の各々の実際のＦＯＶは、ピンホール、平行ビーム集束形、拡散形ファンビーム、集束形や拡散形のコーンビーム、マルチボア、マルチボア集束形、マルチボア集束形ファンビーム、マルチボア集束形コーンビーム、マルチボア拡散形、または別のタイプのコリメータなどコリメータ１５０〜１５６のタイプに従って増大させること、縮小させること、相対的に不変とさせることができる。

任意選択では、ＣＺＴ画素分解式検出器などの画素分解式検出器の画素と位置合わせされるようにしたマルチボア・コリメータが製作されることがある。位置合わせ式コリメーションによれば、光子が１つのボアを通過して主に１つの画素によって収集されることによって空間分解能が向上することがある。さらに位置合わせ式コリメーションによれば、ある画素のエッジ近傍または２つの隣接する画素の中間にある検出器領域において感度の低下あるいはエネルギー分解能の低下その他の動作性能劣化を生じることがあるような画素分解式検出器の感度及びエネルギー応答が向上することがある。コリメータ隔壁が画素エッジの直ぐ上にあることによって、光子がコリメータを通過する全体確率を低下させることなくこうした動作性能の劣化箇所に光子が入射する確率を低下させることができる。

制御器ユニット１２０によって、患者テーブル１１４、ガントリ１１０、第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８、及びコリメータ１５０〜１５６の動き及び位置決めが制御されることがある。収集中または画像間での運動の範囲は、第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８の各々の実際のＦＯＶが関心対象構造の方向に向けられる、すなわち関心対象構造を「標的」とするように設定される。この運動の範囲は固定軌道あるいは患者特異的な軌道に基づくことがあり、また検出器「ディザー（ｄｉｔｈｅｒ）」などの小さい運動を用いることがある。任意選択では、運動の量または範囲は関心対象構造に対する事前画像に基づくことがある。この事前画像は撮像システム１００によって取得することや、任意選択では別の、任意選択では異なるタイプの撮像システムから事前に取得した画像とすることがある。例えば、事前画像としてＣＴ画像を使用することがある。

制御器ユニット１２０は、ガントリ・モータ制御器１２４、テーブル制御器１４１、半径制御器１６４、ピボット制御器１１８及びコリメータ制御器１８６を有することがある。これらの制御器１１８、１２４、１４１、１６４及び１８６は、処理ユニット１９６による自動で指令を受けること、オペレータが手作業で制御すること、あるいはこれらの組み合わせによることがある。ガントリ・モータ制御器１２４は、第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８を患者１４２を基準としてセグメント単位で個別に、あるいは互いに固定した関係で同時に回転させることがある。任意選択では、複数の撮像検出器または撮像検出器の部分組に接続させた１つまたは複数の機械式リンクによって複数の撮像検出器を一斉に動かすことがある。テーブル制御器１４１は、１つまたは複数の第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８のＦＯＶを基準として患者１４２を位置決めするために患者テーブル１１４を移動させることがある。患者テーブル１１４は例えば、上下方向１４４、内外方向１４８及び左右方向１４６で移動させることがある。半径制御器１６４は、第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８の各々を患者１４２の表面に近づけるようにまたさらに該表面から遠ざけるように移動させることあり、またピボット制御器１１８は第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８を患者１４２を基準としたアキシャル方向に移動させることがある。コリメータ制御器１８６は、調節可能なストリップ（または、ベイン）や調節可能なピンホール（複数のこともある）を有するコリメータなど調節可能コリメータの位置を調整することがある。１つまたは複数の撮像検出器の運動は厳密なアキシャル方向や半径方向以外の方向とさせることがあり、また任意選択では幾つかの運動方向での運動を組み合わせて所望の運動を生成させることもあることに留意すべきである。したがって、「運動制御器」という用語はすべての運動制御器に関する総称名を示すために使用することがある。

関心対象構造の画像を収集する前に、第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８、ガントリ１１０、患者テーブル１１４及び／またはコリメータ１５０〜１５６を上で検討したように第１のすなわち初期撮像位置に来るように調整することがある。第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８はそれぞれ、当該構造のサイズ、該構造内部でより関心が高い領域（複数のこともある）、患者１４２内部での該構造の位置、その他に応じて該構造のすべてまたは一部分を撮像するように位置決めされることがある。別法として、撮像検出器１０２〜１０８のうちの１つまたは幾つかを、必要でない場合にデータの収集に使用しないことがある。位置決めは、エッジ検出、患者の解剖構造に関する事前の知見、事前収集した減衰マップを用いること、あるいは目下の収集以前に撮像した画像（ＣＴ、ＭＲＩ、Ｘ線、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ、超音波などの別の撮像モダリティによるなど）からや上で検討した事前画像を用いて関心対象構造の投影ビューを計算することによるなどオペレータによる手動式及び／または自動式で実施されることがある。任意選択では、分解能がより低いあるいは総カウントがより小さい平面画像やより低品質の画像を用いて手動式または自動式で患者１４２を位置決めすることがある。別法として、カウント率を計測するための残留（ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ）画像を用いることがある。

第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８、ガントリ１１０、患者テーブル１１４及びコリメータ１５０〜１５６を初期位置決めした後、各撮像検出器を使用して１つまたは複数の画像が収集される。各撮像検出器が収集した画像データは組み合わせて１つの合成画像（２次元（２Ｄ）画像、３次元（３Ｄ）ボリューム、あるいは時間経過を伴う３Ｄボリューム（４Ｄ）を含み得る）になるように再構成させることがある。

一実施形態では、第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８、ガントリ１１０、患者テーブル１１４及びコリメータ１５０〜１５６は、初期位置決めを受けた後では静止した状態にある。別の実施形態では、第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８のうちの１つまたは幾つかに対するピボット運動、第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８のうちの１つまたは幾つかに対するガントリ１１０による回転、コリメータ１５０〜１５６のうちの１つまたは幾つかに対する調整、あるいは患者テーブル１１４の移動などの動きによって、撮像検出器のうちの１つまたは幾つかに関する実効視野域を増大させることがある。

第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８が発生させる電気信号データはデータ収集システム（ＤＡＳ）１２６によって受け取られ、後続の処理のためにこのデータがディジタル信号に変換される。さらに、画像再構成デバイス１２８、データ記憶デバイス１９４及び処理ユニット１９６が設けられることがある。データ収集、運動制御、データ処理及び画像再構成のうちの１つまたは幾つかに関係する１つまたは複数の機能が、ソフトウェアを介することや共有式処理リソース（撮像システム１００の内部またはその近傍に配置させることや、遠隔に配置させることがある）によって実施されることがあることに留意すべきである。

図２は、第１の撮像検出器１０２の実効ＦＯＶを増大させるために使用されるピボット運動を表している。検出器運動または向き変更によって撮像データのサンプリングを増大させ得ることに留意すべきである。サンプリングするデータ組が大きいと、再構成が向上することや、アーチファクトが低減されることがある。第１の撮像検出器１０２をピボット運動させることによって、実際のＦＯＶと比べてより大きな領域からデータを収集することが可能となる。それぞれの放射検出面１３０が放射を検知する方向を変更するために第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８の各々をピボット運動させることがある。

第１の撮像検出器１０２は、ピボット１１６及び脚部１２２の上に装着させることがある。別のピボット機構を用いることもある。ピボット制御器１１８は、ピボット１１６に対して矢印Ａの方向に、矢印Ｂの方向（矢印Ａと直角の方向）に、あるいは矢印ＡとＢの間の任意の位置に移動するように指令することがある。このピボット運動を、上で検討した別の動きのうちの１つまたは幾つかに加えて用いることがある。

第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８の各々に対してピボットレンジ１４３を決定することがある。例えば、第１の撮像検出器１０２の実際のＦＯＶより大きな構造を撮像する場合、そのＦＯＶによって構造の１つの外側エッジが撮像されるようにそのピボットレンジ１４３が１つの端部位置に始点１４５を有することがある。任意選択では、周囲組織を事前定義した量だけ撮像することがある。構造の反対側の外側エッジ、並びに事前定義した量の周囲組織が撮像されるようにピボットレンジ１４３の終点１４７を設定することがある。したがって、ある具体的なスキャンに対して特異的に撮像検出器のそれぞれに関して一意のピボットレンジ１４３が規定されることがある。

別法として、第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８のうちの１つまたは幾つかは固定した事前決定のピボットレンジ１４３にわたって移動させることがある。ピボットの比率すなわち速度も、事前決定とすること、オペレータにより設定すること、スキャンを受ける解剖構造、該構造のサイズ、検出される放射のレベル、その他に基づいて決定されることがある。ピボット比率は必ずしもピボットレンジ１４３全体にわたって一定である必要はなく、ピボット軸が異なれば異なることがあり、また撮像検出器が異なれば異なることがあり収集時間全体にわたって異なることがあり得ることに留意すべきである。例えばピボット比率は、第１の撮像検出器１０２が周囲組織を標的とするようにピボットレンジ１４３の一部分でより大きくすることがある。したがって、第１の撮像検出器１０２は周囲組織からと比べて関心対象構造からより多くのデータを収集することになる。

本発明の例示的一実施形態では、第１の撮像検出器１０２は、ピボットレンジ１４３の始点１４５に対応する第１の位置１３８において画像データを収集することがある。第１の撮像検出器１０２の実際のＦＯＶ１４０は、その一部がコリメータ１５０に依存する。第１の撮像検出器１０２は、ピボットレンジ１４３全体にわたって矢印Ａの方向で実際のＦＯＶ１６０に関する終点１４７に対応する第２の位置１５８までピボット運動させている。実際のＦＯＶ１４０及び１６０のいずれよりも大きい実効ＦＯＶ１６２が形成される。第１の撮像検出器１０２は、第１の位置１３８から第２の位置１５８までピボット運動する間にデータを連続して収集する。別法として、第１の撮像検出器１０２は、ピボット制御器１１８が撮像検出器をピボットレンジ１４３にわたって移動させる際に一連の画像を収集することがある。別法として、ピボット制御器１１８はピボットレンジ１４３内部の事前決定の数の位置まで第１の撮像検出器１０２を移動させることがあり、第１の撮像検出器１０２はこれらの位置の各々において画像を収集する。この例は単一の次元方向で例証しているが、第１の撮像検出器１０２を別の方向にピボット運動させることによって実効視野域を増大させ得ることを理解されたい。

脚部１２２は、矢印Ｃの方向で患者１４２に向かって及びこれから離れるように第１の撮像検出器１０２を移動させるように半径制御器１６４による指令を受けることがある。したがって距離１７２は患者１４２からの距離を増加または減少させるように変更されることがある。脚部１２２は、ピストン駆動式とすること、ばね荷重式とすること、チェーン駆動式とすること、あるいは別の任意のタイプのアクチュエータとすることがある。別法として脚部１２２は、ガントリ１１０のあるセグメント（図示せず）上に装着されることがあり、したがって該セグメントも矢印Ｃの方向に駆動されることがある。この半径はデータを収集している間、あるいは収集同士の間で変化させることがあり、また別の運動との組み合わせで使用されることがある。患者１４２が第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８に衝突することがないように保証するために衝突防止ソフトウェア及び／またはセンサ（図示せず）が使用されることもある。

図３は、図１の第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４でピボット運動を用いて関心対象構造１６６をスキャンするために実効ＦＯＶを増大させている様子を表している。この例では、関心対象構造１６６を患者１４２内部の心臓とすることがある。第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４を１次元で図示しているが、上で述べたように放射検出面１３０及び１３２はそれぞれ１つの２次元のＦＯＶを有している。項目番号は図２と同じものを使用することにする。

コリメータ１５０及び１５２は放射検出面１３０及び１３２の近傍に装着される。この例では、コリメータ１５０及び１５２は平行ビーム・コリメータであり、したがって第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４の実際のＦＯＶは撮像検出器の実際のサイズまたは有効サイズと概ね等しい。

第１の撮像検出器１０２はピボット１１６上に装着されており、このピボット１１６は図２で検討したような脚部１２２によってガントリ１１０と相互接続されている。第２の撮像検出器１０４も同様にピボット１６８上に装着されており、このピボット１６８は脚部１７０によってガントリ１１０と相互接続されている。ピボット制御器１１８及び半径制御器１６４は第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４の運動を別々に制御しており、したがって第１の撮像検出器１０２は第２の撮像検出器１０４と異なる方向に移動または振れることがある。第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４は、互いに対して並びに収集中において異なる比率で移動することもある。

第１の撮像検出器１０２は実際のＦＯＶ１４０を有する第１の位置１３８で第１の画像を収集する。同時に第２の撮像検出器１０４は実際のＦＯＶ１７６を有する第１の位置１７４で第１の画像を収集する。第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４は、それぞれ実際のＦＯＶ１８２及び１８４を有する第１の位置１３８及び１７４から第Ｎ番目の位置１７８及び１８０までピボット運動させる。実効ＦＯＶ１８８は第１の撮像検出器１０２の実際のＦＯＶ１７６及び１８４より大きく、かつ実効ＦＯＶ１９０は第２の撮像検出器１０４の実際のＦＯＶ１４０及び１８２より大きく、このため関心対象構造１６６及び周囲組織についてより多くのデータが収集される。

患者１４２の一部分または全部の周りに追加的な撮像検出器を位置決めし、第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４と同時に関心対象構造１６６のデータを収集することがある。収集したデータは１つの単一合成データ組となるように組み合わせることがあり、また視野域がより大きい検出器の場合と比べてより短時間でデータを収集することがある。

図４は、図１の第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４に対してそれぞれピンホール形コリメータ２４４及び２４６を取り付けた様子を表している。図示したピンホール形コリメータ２４４及び２４６は単一のピンホールを有しており、また実際のＦＯＶはこのピンホール幾何学構成によって画定されている。第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４は図３で検討したようにしてガントリ１１０に装着されており、ピボット制御器１１８及び半径制御器１６４と相互接続されてこれによって駆動されている。上で検討したように、第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４をピボット運動させることによって実際のＦＯＶより大きな実効ＦＯＶを実現させることがある。第２の撮像検出器１０４について検討することにするが、ガントリ１１０上に装備した第１の撮像検出器１０２並びに別の撮像検出器も、患者データを同時に収集するように同様の方式で動作させ得ることを理解されたい。

第２の撮像検出器１０４は実際のＦＯＶ２３６を有する第１の位置２３４において第１の画像を収集する。ピボット制御器１１８は第２の撮像検出器１０４を第１の位置２３４から矢印Ａの方向で第Ｎ番目の位置２３８に向けてピボット運動させる。第１と第Ｎ番目の位置２３４及び２３８の間で１つまたは複数の画像が収集されることがある。ピボット制御器１１８は収集中はピボット運動を停止することがあり、あるいは第２の撮像検出器１０４をピボット運動させながらデータを収集することもある。第２の撮像検出器１０４のＦＯＶは、実際のＦＯＶ２３６から実効ＦＯＶ２４２まで拡大される。患者１４２の周りまたは近傍の複数の位置からデータを収集するため、関心対象構造１６６のデータをより高速で収集することができると共に患者１４２が動かないように保たねばならない収集時間がより短くなる。データ収集時間が短くなるとさらに、患者スループットが増大し、これにより撮像システム１００、診療所のスペース及び運営スタッフのより効率的な運用が可能となり、これにより１画像あたりのコストが低下する。

さらに、コリメータ制御器１８６によってピンホール形コリメータ２４６のピンホールの箇所を移動させることがある。ピンホールの位置を変化させることによって、実際のＦＯＶが変化し、またこれにより実効ＦＯＶが変化する。別法として、構成可能にした複数のピンホールを有するコリメータを第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４に装着させることがある。コリメータ制御器１８６は各マルチピンホール形コリメータに関して複数のピンホールの位置を別々に制御することがある。静止したピンホールを基準とした第１及び第２の検出器１０２及び１０４の運動によってさらにＦＯＶが変化するかつ／または移動することに留意すべきである。さらに、コリメータまたはコリメータのピンホール（複数のこともある）と検出器との間の距離を変化させることによってＦＯＶのサイズが変化する。

図５は、図１の第１〜第Ｎの撮像検出器１０２〜１０８の実効ＦＯＶを増大させるために使用できる幾何学構成が可変の調節可能コリメータ２００を表している。調節可能コリメータ２００は、タングステンなどの材料から形成させることがある。材料を周期的に除去してくし形（ｃｏｍｂ）構造が形成されるようにストリップまたはベインの形にタングステンからなる平坦シートが切断される。ストリップ２０２及び２０４は第１の方向２１０に沿って互いに平行に配列させている。ストリップ２０６及び２０８は、第２の方向２１２に沿って互いに平行に配列させており、この第２の方向は、第１の方向２１０と直交させることがある（ただし、必須ではない）。多数のストリップ２０２〜２０８を使用することがある。材料を除去した領域によって矢印Ｃの方向に沿ってストリップ２０２及び２０４の位置を変更することが可能になり、またストリップ２０６及び２０８の位置が矢印Ｄの方向に沿って変更されることがある。別法として、１組の平行なストリップを静止した状態に保つ一方で、該第１組のストリップに対してある角度をもった構成とした第２の組のストリップを傾けることができるようにした調節可能コリメータ２００が製作されることがある。この構成によって１つの次元を変化させることによってＦＯＶをスキャンすることが可能となる。

図６は、図５の調節可能コリメータ２００を第１の撮像検出器１０２上に装着した様子を表している。コリメータ制御器１８６は、ストリップ２０２〜２０８の動きを制御することによって調節可能コリメータ２００の幾何学構成を制御するために使用されることがある。さらに図５を見ると、コリメータ制御器１８６はストリップ２０２及び２０４を矢印Ｃの経路に沿って実際のＦＯＶ２１６に関する第１の位置２１４まで移動させることがある。コリメータ制御器１８６は、ストリップ２０２及び２０４を矢印Ｃの経路に沿った反対方向で実際のＦＯＶ２２０に関する第Ｎ番目の位置２１８まで移動させることがある。同様に、コリメータ制御器１８６は、第１の方向２１０でより大きい実効ＦＯＶが得られるように、ストリップ２０６及び２０８を矢印Ｄの経路に沿って移動させることがある。ストリップ２０２、２０４、２０６及び２０８の位置を調整することによって、さらに大きくした実効ＦＯＶ２２２を実現することができる。したがって、第１の撮像検出器１０２を使用して患者１４２の胴体などより大きな領域をスキャンすることができる。

図７は、図１の第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４について図５の調節可能コリメータ２００をその上に装着した様子を表している。患者１４２内部の関心対象構造２２４は第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４の実際のＦＯＶより大きい。調節可能コリメータ２００の幾何学構成を変更することによって、実効ＦＯＶを増大させて実際のＦＯＶより大きくすることができる。

第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４はそれぞれピボット１１６及び１６８の上に装着されており、ピボット１１６及び１６８は図２で検討したような脚部１２２及び１７０によってガントリ１１０に相互接続されている。ピボット制御器１１８及び半径制御器１６４を上で検討したようにして使用し、実効ＦＯＶをさらに増大させることがある。撮像検出器１０２及び１０４の位置決め及び動きは独立であり、このため第１及び第２の撮像検出器１０２及び１０４のそれぞれを最適なスキャン箇所に位置決めすることができる。

第２の撮像検出器１０４は、実際のＦＯＶ２２８を有する第１の位置２２６において第１の画像を収集することがある。第１の位置２２６はコリメータ位置、ピボット１６８に対する角度、半径、ガントリ１１０に対するアキシャル位置、その他のうちの１つまたは幾つかを規定することがある。コリメータ制御器１８６はストリップ２０２〜２０８の全部またはその部分組をその運動範囲を経て第Ｎ番目の位置２３０まで移動させて実効ＦＯＶ２３２を形成させる。コリメータ制御器１８６は、所定の距離だけストリップ２０２〜２０８を移動させ、停止させ、次いで画像を収集した後ストリップ２０２〜２０８を次の撮像位置まで移動させることがある。別法として、コリメータ制御器１８６は円滑な掃引運動でストリップ２０２〜２０８を移動させ、実効ＦＯＶ２３２にわたる単一画像を収集することがある。ピボット制御器１１８を用いて第２の撮像検出器１０４をピボット運動させることによって実効ＦＯＶ２３２をさらに増大させることがある。

本発明の技術的効果の１つは、そのＦＯＶが関心対象構造より小さい複数の撮像検出器を有する撮像システムによって関心対象構造を効率よく撮像することにある。複数の撮像検出器のそれぞれは小型であり、また患者に対して個別に位置決めすることができる。この複数の撮像検出器によって患者の周りの異なる箇所から構造の画像を収集し、これにより従来の大型の撮像検出器の場合と比べてより短時間で関心対象構造に対応する画像データを収集することができる。収集中や収集の合間の動きを使用することによって実効ＦＯＶを増大させることができる。これらの撮像検出器は、アキシャル方向へのピボット運動並びに患者に向かう方向また患者から離れる方向での半径方向の移動によって移動させることがあり；そのガントリは回転させることがあり；調節可能コリメータはピンホール（複数のこともある）及び／またはストリップを移動させることによって調整させることがあり；かつ／またはその患者テーブルは移動させることがある。

本発明について具体的な様々な実施形態に関して記載してきたが、当業者であれば、本発明が本特許請求の範囲の精神及び趣旨の域内にある修正を伴って実施できることを理解するであろう。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。

本発明の一実施形態によるガントリ上に装着させた複数の小型撮像検出器を有する核医学（ＮＭ）撮像システムの概要図である。 本発明の一実施形態による第１の撮像検出器の実効視野域（ＦＯＶ）を増大させるために使用されるピボット運動を表した図である。 本発明の一実施形態による図１の第１及び第２の撮像検出器がピボット運動を用いて関心対象構造をスキャンするための実効ＦＯＶを増大させている様子を表した図である。 本発明の一実施形態による図１の第１及び第２の撮像検出器がピンホール形コリメータをこれに装着した様子を表した図である。 本発明の一実施形態による図１の第１〜第Ｎの撮像検出器の実効ＦＯＶを増大させるために使用できる幾何学構成が可変の調節可能コリメータを表した図である。 本発明の一実施形態による第１の検出器上に図５の調節可能コリメータを装着した様子を表した図である。 本発明の一実施形態による図１の第１及び第２の撮像検出器が図５の調節可能コリメータをその上に装着した様子を表した図である。

符号の説明

１００ 核医学（ＮＭ）撮像システム
１０２ 第１の撮像検出器
１０４ 第２の撮像検出器
１０６ 第３の撮像検出器
１０８ 第Ｎの撮像検出器
１１０ ガントリ
１１２ 開口
１１４ 患者テーブル
１１６ ピボット
１１８ ピボット制御器
１２０ 制御器ユニット
１２２ 脚部
１２４ ガントリ・モータ制御器
１２６ データ収集システム
１２８ 画像再構成デバイス
１３０ 放射検出面
１３２ 放射検出面
１３４ 放射検出面
１３６ 放射検出面
１３８ 第１の位置
１４０ 実際のＦＯＶ
１４１ テーブル制御器
１４２ 患者
１４３ ピボットレンジ
１４４ 上下方向
１４５ 始点
１４６ 左右方向
１４７ 終点
１４８ 内外方向
１５０ コリメータ
１５２ コリメータ
１５４ コリメータ
１５６ コリメータ
１５８ 第２の位置
１６２ 実効ＦＯＶ
１６４ 半径制御器
１６６ 関心対象構造
１６８ ピボット
１７０ 脚部
１７２ 距離
１７４ 第１の位置
１７６ 実際のＦＯＶ
１７８ 第Ｎ番目の位置
１８０ 第Ｎ番目の位置
１８２ 実際のＦＯＶ
１８４ 実際のＦＯＶ
１８６ コリメータ制御器
１８８ 実効ＦＯＶ
１９０ 実効ＦＯＶ
１９４ データ記憶デバイス
１９６ 処理ユニット
２００ 調節可能コリメータ
２０２ ストリップ
２０４ ストリップ
２０６ ストリップ
２０８ ストリップ
２１０ 第１の方向
２１２ 第２の方向
２１４ 第１の位置
２１６ 実際のＦＯＶ
２１８ 第Ｎ番目の位置
２２０ 実際のＦＯＶ
２２２ 実効ＦＯＶ
２２４ 関心対象構造
２２６ 第１の位置
２２８ 実際のＦＯＶ
２３０ 第Ｎ番目の位置
２３２ 実効ＦＯＶ
２３４ 第１の位置
２３６ 実際のＦＯＶ
２３８ 第Ｎ番目の位置
２４２ 実効ＦＯＶ
２４４ ピンホール形コリメータ
２４６ ピンホール形コリメータ

Claims (10)

1. 関心対象構造１６６を撮像するための装置であって、
   ガントリ１１０上に装着された複数の撮像検出器１０２〜１０８であって、その各々が視野域（ＦＯＶ）１４０、１７６を有しており、その各々が互いに対して独立に移動可能であり、患者１４２内部の関心対象構造１６６を撮像するように位置決めされている複数の撮像検出器１０２〜１０８と、
   前記複数の撮像検出器１０２〜１０８の各々のＦＯＶ１４０、１７６の範囲内で検出された画像データを受け取るためのデータ収集システム１２６と、
   を備える装置。
2. 前記複数の撮像検出器１０２〜１０８は、患者１４２の近傍で弧と円の少なくとも一方の形で前記ガントリ１１０上に装着されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記複数の撮像検出器１０２〜１０８上に装着された複数の調節可能コリメータ２００をさらに備えており、該複数の調節可能コリメータ２００はさらに前記ＦＯＶ１４０、１７６を画定している、請求項１に記載の装置。
4. 前記複数の撮像検出器１０２〜１０８上に装着された複数のコリメータをさらに備えており、該複数のコリメータのうちの少なくとも１つはマルチボア・コリメータ、マルチボア集束形コリメータ、マルチボア集束形ファンビーム・コリメータ、マルチボア集束形コーンビーム・コリメータ、マルチボア拡散形コリメータ、及びピンホール形コリメータ２４４である、請求項１に記載の装置。
5. 前記ガントリ１１０と前記複数の撮像検出器１０２〜１０８を相互接続させる複数のピボット１１６をさらに備えており、該複数のピボット１１６の各々はＦＯＶを変化させるように該複数の撮像検出器１０２〜１０８のピボット運動を許容すること及び該ピボット運動を制御することのうちの少なくとも一方を実行する、請求項１に記載の装置。
6. 前記複数の撮像検出器１０２〜１０８に装着された複数の構成可能コリメータと、
   前記複数の撮像検出器１０２〜１０８のうちの少なくとも１つのＦＯＶ１４０、１７６を変化させるように前記複数の構成可能コリメータのうちの少なくとも１つを調整しているコリメータ制御器１８６と、
   をさらに備える請求項１に記載の装置。
7. 関心対象構造１６６を撮像するための装置であって、
   ガントリ１１０上に装着された複数の撮像検出器１０２〜１０８であって、その各々が視野域（ＦＯＶ）１４０、１７６を有すると共に該ＦＯＶ１４０、１７６を変化させるように互いに対して独立に移動可能であり、その少なくとも１つの部分組が患者１４２内部の関心対象構造１６６を撮像するように位置決めされている複数の撮像検出器１０２〜１０８と、
   前記複数の撮像検出器１０２〜１０８に装着された複数の構成可能コリメータと、
   前記複数の撮像検出器１０２〜１０８のＦＯＶ１４０、１７６の範囲内で検出した画像データを受け取るためのデータ収集システム１２６と、
   を備える装置。
8. 前記ガントリ１１０と前記複数の撮像検出器１０２〜１０８のうちの少なくとも１つとを相互接続させる複数のピボット１１６をさらに備えており、該複数のピボット１１６はＦＯＶ１４０、１７６を変化させるように該複数の撮像検出器１０２〜１０８を移動させている、請求項７に記載の装置。
9. ＦＯＶ１４０、１７６を変化させるように前記複数の構成可能コリメータのうちの少なくとも１つの初期位置を調整しているコリメータ制御器１８６をさらに備える請求項７に記載の装置。
10. 前記複数の構成可能コリメータのうちの少なくとも１つがさらに第１及び第２の方向に沿って配列させた素材ストリップ２０２〜２０８を備えており、該第１方向と第２方向は互いに異なっており、該素材ストリップ２０２〜２０８はＦＯＶ１４０、１７６を変化させるように調節可能である、請求項７に記載の装置。

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