專利名稱：放射成像設(shè)備和放射成像方法
本申請是申請?zhí)枮?2118014.8、申請日為2002年4月19日、發(fā)明名稱為“放射成像設(shè)備和放射成像方法”的專利申請的分案申請。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種放射成像設(shè)備和放射成像方法，更具體地說，本發(fā)明涉及這樣的放射成像設(shè)備和放射成像方法，所述裝置和方法能夠理想地應(yīng)用于正電子發(fā)射的計算機(jī)斷層攝影(positron emissioncomputed Tomography，下文稱為“PET”)和單光子發(fā)射的計算機(jī)斷層攝影(下文稱為“SPECT”)。
放射成像是一種用于檢查醫(yī)療受檢者的身體功能和結(jié)構(gòu)的非侵入的成像技術(shù)。在使用放射的一般的放射成像方法當(dāng)中，有X射線計算機(jī)斷層攝影，PET和SPECT等。X射線計算機(jī)斷層攝影向受檢者輻射由X射線源發(fā)出的放射線，并根據(jù)放射線在受檢者身體內(nèi)的透射率形成身體結(jié)構(gòu)的圖像。使用輻射檢測器檢測通過身體的X射線的強(qiáng)度，使得可以計算在X射線源和輻射檢測器之間的線性衰減系數(shù)。由所述線性衰減系數(shù)，使用在IEEEE Transactions on Huclear Science NSVolume 21(1974，pp.228-229)中所述的濾波后投影方法(a filtered backprojection method)計算每個體素(voxel)的線性衰減系數(shù)，并把這個值轉(zhuǎn)換成CT值。用于X射線計算機(jī)斷層攝影的輻射源通常大約80keV。
PET是一種由給予放射性藥物構(gòu)成的方法(下文稱為“PET放射性藥物”)，其中包括這樣的實體，所述實體具有集中在正電子放射物(15O，13N，11C，18F等)和受檢者的身體內(nèi)的特殊細(xì)胞上的性能，從而檢查身體內(nèi)的消耗PET放射性藥物較多的位置。在PET放射性藥物中的正電子放射物發(fā)出的一個正電子和附近的細(xì)胞的電子結(jié)合而消失，并放射出一對具有511keV的γ射線(γ射線對)。這些γ射線沿著彼此相反的方向照射。使用輻射檢測器檢測所述的γ射線對使得能夠得知正電子是在哪些輻射檢測器之間發(fā)出的。檢測許多所述γ射線對，使得能夠識別消耗較多的PET放射性藥物的位置。例如，當(dāng)包括正電子放射物的PET放射性藥物使用碳水化合物作為具有在特殊細(xì)胞上集中的性能的實體而被產(chǎn)生時，這些PET放射性藥物集中在具有過渡活躍的碳水化合物代謝功能的癌細(xì)胞上。這使得能夠發(fā)現(xiàn)癌的病灶。例如使用上述的濾波后投影方法把獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成每個體素的放射密度。用于PET的15O，13N，11C，18F是具有2到110分鐘的短的半衰期的放射性同位素。
SPECT向受檢者給予包括單光子放射物的放射性藥物(下文稱為“SPECT放射性藥物”)，并使用輻射檢測器檢測由放射物發(fā)出的γ射線。由利用SPECT進(jìn)行檢查中常用的單光子放射物發(fā)出的γ射線的能量大約是幾百keV。在SPECT的情況下，輻射單γ射線，因此不能獲得其在檢測器上的入射角。因而，只通過使用準(zhǔn)直器檢測從一個特定的角度入射的γ射線來獲得角度信息。SPECT給予包括這樣的實體的SPECT放射性藥物，所述實體具有在受檢者的特定的腫瘤或分子和單光子放射物(99Tc，67Ga，201T1等)上集中的性能，檢測由SPECT放射性藥物產(chǎn)生的γ射線，并識別消耗SPECT放射性藥物較多的位置。SPECT還例如使用濾波后投影方法把獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成每個體素的數(shù)據(jù)。SPECT還通常拍攝透射圖像。用于SPECT的99Tc，67Ga，201T1的半衰期大于用于PET的半衰期，例如為6小時到3天。
上述的一般的檢查相互獨立地進(jìn)行。使用PET和SPECT進(jìn)行檢查使得能夠得知在圖像拾取裝置內(nèi)的放射性藥物的消耗量的分布。不過，因為缺少關(guān)于和受檢者的身體位置相應(yīng)的信息，仍然不能識別病灶的詳細(xì)位置。因而，在近些年來采用PET圖像或SPECT圖像和可以識別在受檢者的身體中的位置的X射線計算機(jī)斷層圖像的組合。這種放射成像設(shè)備的一個例子在JP-A-7-20245中披露了。即，這種放射成像設(shè)備使X射線計算機(jī)斷層攝影裝置的圖像拾取裝置和PET裝置的圖像拾取裝置相互平行靠近地并排設(shè)置，從而實現(xiàn)準(zhǔn)同時成像。受檢者躺在受檢者保持裝置的床上，通過床的水平運動在兩個圖像拾取裝置內(nèi)依次移動。由X射線計算機(jī)斷層攝影裝置的圖像拾取裝置拍攝受檢者的圖像，接著由PET裝置的圖像拾取裝置拍攝。在這種情況下，因為在兩個成像操作之間的時間間隔是短的，因此受檢者幾乎不能在床上移動，因而可以知道在PET數(shù)據(jù)和X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，這兩個數(shù)據(jù)是由兩個圖像拾取裝置取得的。使用關(guān)于所述相關(guān)性的信息使PET數(shù)據(jù)和X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)結(jié)合，并且用這種方式識別受檢者的病灶位置。
JP-A-9-5441公開了一種放射成像設(shè)備，其也是一張床，使X射線計算機(jī)斷層攝影裝置的圖像拾取裝置緊靠著SPECT裝置的圖像拾取裝置平行地設(shè)置。使由這些圖像拾取裝置拾取的X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)和SPECT數(shù)據(jù)相結(jié)合，從而識別受檢者的病灶位置。
在上述專利公開中披露的放射成像設(shè)備似乎在兩個圖像數(shù)據(jù)段之間具有清楚的位置關(guān)系，但是，具有這樣的可能性，即受檢者在兩個圖像拾取裝置之間移動。最近的PET裝置的圖像拾取裝置的分辨率大約是5mm，X射線計算機(jī)斷層攝影裝置的圖像拾取裝置的分辨率大約是0.5mm。因此，如果受檢者在兩個圖像拾取裝置之間移動，或者受檢者的角度改變，則由兩個圖像拾取裝置拾取的圖像數(shù)據(jù)段之間的相關(guān)性便成為不清楚的。結(jié)果，在把所述圖像數(shù)據(jù)段重構(gòu)成圖像之后，需要提取在不同圖像中的特征區(qū)域，由所述特征區(qū)域的位置關(guān)系求得這些圖像之間的位置關(guān)系，并在這些圖像上進(jìn)行定位。此外，由于配備有兩個圖像拾取裝置，其中每一個具有輻射檢測器等，使得這些放射成像設(shè)備具有復(fù)雜的設(shè)備配置。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于以簡單的設(shè)備配置提供一種放射成像設(shè)備，和放射成像方法。
用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的特征在于其具有多個輻射檢測器，用于輸出第一檢測信號，所述第一檢測信號是通過受檢者的X射線的檢測信號；和第二檢測信號，所述第二檢測信號是從受檢者發(fā)出的γ射線的檢測信號。因為每個輻射檢測器輸出所述第一檢測信號和第二檢測信號，所以配備有這種輻射檢測器的放射成像設(shè)備和常規(guī)的放射成像設(shè)備相比具有大為簡化的設(shè)備配置，所述常規(guī)的放射成像設(shè)備具有一種圖像拾取裝置，其具有多個輻射檢測器，用于檢測通過受檢者的X射線，還具有另一種圖像拾取裝置，其具有多個輻射檢測器，用于檢測受檢者發(fā)出的γ射線。所述放射成像設(shè)備是一種利用放射線檢查受檢者的設(shè)備。
最好是，所述放射成像設(shè)備包括一斷層圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，其根據(jù)所述第一檢測信號產(chǎn)生受檢者的第一斷層圖像數(shù)據(jù)，和根據(jù)所述第二檢測信號產(chǎn)生受檢者的第二斷層圖像數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生用于組合所述第一斷層圖像數(shù)據(jù)和所述第二斷層圖像數(shù)據(jù)的熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)。
用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的另一個特征在于，所述圖像拾取裝置包括一輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其由多個按環(huán)形排列的用于檢測來自受檢者的輻射的輻射檢測器，利用X射線照射受檢者的X射線源以及沿著輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的圓周方向傳送X射線源的X射線源傳送裝置構(gòu)成。利用多個環(huán)形排列的多個輻射檢測器，可以檢測從受檢者發(fā)出的多個γ射線對，還檢測從沿圓周方向運動的所述X射線源發(fā)出的并通過受檢者的X射線。這簡化了放射成像設(shè)備的配置。
最好是，所述X射線源被置于上述的輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的外部。
附圖簡述

圖1是作為本發(fā)明優(yōu)選實施例的放射成像設(shè)備的透視圖；圖2是在圖1所示的實施例中的信號識別器的方塊圖；圖3表示被輸入給圖2中的波形成形裝置的γ射線圖像拾取信號的波形；圖4表示從圖2的波形成形裝置輸出的γ射線圖像拾取信號的波形；圖5是由圖1的計算機(jī)執(zhí)行的處理流程圖；圖6表示由輻射檢測器檢測的γ射線圖像拾取信號的能譜；圖7表示除去γ射線圖像拾取信號的X射線圖像拾取信號的能譜；
圖8表示圖1所示實施例中的信號識別器的另一個實施例；圖9A-9D表示圖8的信號識別器的操作時間圖；圖10表示作為本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備的透視圖；圖11表示是圖10中信號識別器的詳細(xì)方塊圖；圖12表示作為本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備的透視圖；圖13表示作為本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備的縱向剖面圖；圖14表示從輻射檢測器的位置移動的圖12所示的實施例中的準(zhǔn)直器；圖15表示作為本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備的透視圖；圖16表示作為本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備的縱截面圖；圖17是圖16在XVII-XVII位置的截面圖；圖18是由圖16的計算機(jī)執(zhí)行的處理流程圖；圖19表示作為本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備的縱截面圖；圖20表示作為本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備的縱截面圖；圖21表示作為本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備的縱截面圖；圖22表示作為本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備的縱截面圖；圖23是圖22在XXIII-XXIII位置的截面圖；圖24表示作為本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備的縱截面圖；圖25是圖24在XXV-XXV位置的截面圖；以及圖26是圖24在XXVI-XXVI位置的截面圖。
實施例的詳細(xì)說明(實施例1)下面參照圖1和圖2說明作為本發(fā)明優(yōu)選實施例的放射成像設(shè)備。本實施例的放射成像設(shè)備1具有圖像拾取裝置2，受檢者保持裝置14，信號識別器19，一致檢測器26，存儲裝置28，計算機(jī)27和顯示裝置29。受檢者保持裝置24包括支撐15和以可沿縱向移動的方式安裝在支撐15的頂部的床。圖像拾取裝置2包括輻射檢測器4，具有通孔部分30的殼體15，X射線源裝置8，導(dǎo)軌12和驅(qū)動控制器17。圖像拾取裝置2沿著垂直于床16的縱向的方向安裝。輻射檢測器4是一種半導(dǎo)體輻射檢測器。許多輻射檢測器4(共10000個)被設(shè)置在殼體15中，它們圍繞通孔部分30排列，受檢者35被引入所述通孔中。即，沿著通孔30的周邊方向形成環(huán)形的輻射檢測器的陣列，其中設(shè)置有許多輻射檢測器4。沿通孔30的軸向即床16的縱向設(shè)置有許多環(huán)形輻射檢測器的陣列，從而形成輻射檢測器的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
構(gòu)成輻射檢測器4的半導(dǎo)體器件由碲化鎘(CdTe)，砷化鎵(GaAs)或碲化鎘鋅(CZT)等構(gòu)成。
X射線源裝置8具有X射線源9和X射線源驅(qū)動裝置10。X射線源驅(qū)動裝置10具有電動機(jī)和動力傳送機(jī)構(gòu)，包括在殼體15內(nèi)的減速齒輪機(jī)構(gòu)，雖然這些在圖中未示出。動力傳送機(jī)構(gòu)和電動機(jī)相連。X射線源9被連附到X射線源驅(qū)動裝置10的殼體上，并朝向通孔部分30的內(nèi)部延伸。環(huán)形導(dǎo)軌12以這種方式被設(shè)置在面向殼體15的受檢者保持裝置的側(cè)壁上，使得其圍繞所述通孔部分30、X射線源驅(qū)動裝置10以這種方式被連附到導(dǎo)軌12上，使其不會掉下，并且可以沿著環(huán)形導(dǎo)軌12運動。X射線源驅(qū)動裝置10具有小齒輪(未示出)，用于接收來自上述的動力傳送機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動力。所述小齒輪和對導(dǎo)軌12提供的齒條嚙合。
信號識別器4具有波形成形裝置20，γ射線識別器21和脈沖高度分析器38。信號識別器4通過導(dǎo)線23和輻射檢測器2相連。每個輻射檢測器4具有一個信號識別器19。導(dǎo)線23和信號識別器19的波形成形裝置20相連。γ射線識別器21和脈沖高度分析器38和波形成形裝置20相連。γ射線識別器21通過一致檢測器26和計算機(jī)27相連。一致檢測器26的數(shù)量是1，并和全部γ射線識別器21相連。也可以對幾個γ射線識別器21提供一致檢測器26。每個脈沖高度分析器38和計算機(jī)27相連。存儲裝置28和顯示裝置監(jiān)視器29和計算機(jī)27相連。電源25的負(fù)端通過電阻24和導(dǎo)線23相連，電源25的正端和輻射檢測器4相連。信號識別器19是一個信號處理器。所述信號處理器具有包括脈沖高度分析器38的第一信號處理器和包括波形成形裝置20以及γ射線識別器21的的第二信號處理器。
這個實施例表示進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查(使用輻射檢測器檢查從X射線源9發(fā)出的并通過受檢者的身體的X射線)和使用一圖像拾取裝置2進(jìn)行PET檢查(使用輻射檢測器檢測由PET放射性藥物引起的從受檢者35的身體內(nèi)發(fā)出的γ射線的作用)的例子。
在開始檢查之前，PET放射性藥物借助于注射裝置等被注入受檢者35的身體內(nèi)，然后，系統(tǒng)等待一個預(yù)定的時間，直到PET放射性藥物在體內(nèi)散布，使得可以拍攝圖像并集中在感染的部位。按照要被檢查的感染部位選擇PET放射性藥物。在經(jīng)過預(yù)定時間之后，PET放射性藥物被集中在受檢者35的被感染的部位(例如被癌感染的部位)。經(jīng)過預(yù)定時間之后，使受檢者35躺在受檢者保持裝置14的床16上。
當(dāng)使用圖像拾取裝置2拍攝受檢者35的圖像時，使床16朝向圖像拾取裝置2移動。在床16上的受檢者35和床16被引入通孔部分30中，并沿相反的方向移動。從受檢者35體內(nèi)的感染部位發(fā)出的511keV的γ射線被引入輻射檢測器4中。另一方面，從X射線源9發(fā)出的具有某個能級的X射線通過受檢者35，然后進(jìn)入輻射檢測器4。例如X射線的能量是80keV。在X射線CT檢查期間，X射線源裝置8沿著導(dǎo)軌12圍繞受檢者35運動，因此，從沿圓周方向的各個位置利用X射線源9發(fā)出的X射線照射受檢者35。在X射線計算機(jī)斷層攝影檢查的開始，當(dāng)X射線源裝置8沿導(dǎo)軌12運動時，驅(qū)動控制器17輸出驅(qū)動啟動信號，并閉合開關(guān)，使電源和X射線源驅(qū)動裝置10的電動機(jī)相連。借助于提供電流，電動機(jī)開始旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動力通過動力傳動機(jī)構(gòu)被傳送給小齒輪，使得小齒輪旋轉(zhuǎn)。因為小齒輪和導(dǎo)軌50的齒條嚙合，所以X射線源裝置8沿圓周方向沿著導(dǎo)軌12運動。X射線源9圍繞被引入通孔部分30中的受檢者運動。當(dāng)完成X射線計算機(jī)斷層攝影檢查時，驅(qū)動控制器17輸出驅(qū)動停止信號，并打開上述的開關(guān)。
每個輻射檢測器4檢測來自X射線源9的并通過受檢者35的身體的X射線和由PET放射性藥物引起的感染部位發(fā)出的γ射線。然后，每個輻射檢測器4輸出一個輸出信號，其包括通過人體的X射線的檢測信號(下文稱為“X射線圖像拾取信號”)和γ射線檢測信號(下文稱為“γ射線圖像拾取信號”)。所述輸出信號也是圖像拾取信號，并通過相應(yīng)的線路33被輸入到相應(yīng)的信號識別器19。電源25對輻射檢測器4提供電壓，以便啟動輻射檢測器4。因為提供的電壓在輻射檢測器4的半導(dǎo)體器件內(nèi)產(chǎn)生電場，所以入射到半導(dǎo)體器件上的X射線和γ射線便在半導(dǎo)體器件內(nèi)產(chǎn)生電荷。這些電荷作為圖像拾取信號從輻射檢測器4輸出。
下面說明信號識別器19的功能。信號識別器19具有從輻射檢測器4的輸出信號中分離X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號。即，信號識別器19是根據(jù)能量來識別由一個輻射檢測器4檢測的X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號。X射線源發(fā)射X射線的時間間隔比信號識別器19的操作時間窗口Δτ要大。
信號識別器19的波形成形裝置20接收來自輻射檢測器4的輸出信號。被輸入的γ射線圖像拾取信號在開始時突然下降，然后，以指數(shù)的速率接近于0，如圖3所示。被饋給波形成形裝置20的輸出信號的γ射線識別器21不能處理具有圖3所示波形的γ射線圖像拾取信號。因此，波形成形裝置20把具有圖3所示波形的γ射線圖像拾取信號轉(zhuǎn)換成在時間軸上呈高斯分布的波形，如圖4所示，并輸出該信號。由輻射檢測器4檢測到的X射線圖像拾取信號的波形也由波形成形裝置20形成為高斯分布并輸出。
從波形成形裝置20輸出的γ射線圖像拾取信號和X射線圖像拾取信號被輸入γ射線識別器21和脈沖高度分析器38。γ射線識別器21需要處理γ射線圖像拾取信號，而脈沖高度分析器38需要需要處理X射線圖像拾取信號。因而，這個實施例采用下述特征。
如上所述，由在體內(nèi)的PET放射性藥物發(fā)出的正電子的消失而產(chǎn)生的γ射線的能量是511keV。不過，γ射線的所有能量并不總是被變?yōu)檩椛錂z測器4的半導(dǎo)體器件中的電荷。因而，γ射線識別器21使用450keV的能量，其小于511keV，作為能量設(shè)置值，并當(dāng)輸入具有等于或大于這個能量設(shè)置值(稱為第一能量設(shè)置值)的能量的預(yù)定能量的圖像拾取信號時產(chǎn)生脈沖信號。即γ射線識別器是這樣一個裝置，當(dāng)輸入具有等于或大于第一能量設(shè)置值的能量的圖像拾取信號(γ射線圖像拾取信號)時，其產(chǎn)生具有上述能量的脈沖信號。
當(dāng)輸入具有小于第一能量設(shè)置值的能量的由波形成形裝置20輸出的圖像拾取信號(X射線圖像拾取信號)時，脈沖高度分析器38則測量圖像拾取信號的計數(shù)率。因為在這個實施例中被照射到受檢者35上的X射線的能量是80keV，故脈沖高度分析器38計數(shù)能量為70keV(第二能量設(shè)置值)到90keV(第三能量設(shè)置值)的范圍內(nèi)的圖像拾取信號(X射線圖像拾取信號)，并輸出圖像拾取信號的計數(shù)率。利用這個特定能量處理這種圖像拾取信號，可以大大減少脈沖高度分析器38的負(fù)擔(dān)。
如上所述，為了使γ射線識別器21和脈沖高度分析器38處理具有特定能量的圖像拾取信號，最好是提供一個濾波器，其允許在預(yù)定能量范圍內(nèi)的圖像拾取信號通過γ射線識別器21和脈沖高度分析器38的內(nèi)部(或者在γ射線識別器21和脈沖高度分析器38之前)。在γ射線識別器21內(nèi)提供第一濾波器，以允許其能量等于或大于第一能量設(shè)置值的圖像拾取信號通過，并阻止其能量小于所述設(shè)置值的圖像拾取信號通過。γ射線識別器21對于已經(jīng)通過第一濾波器的圖像拾取信號產(chǎn)生一脈沖信號。在脈沖高度分析器38內(nèi)提供第二濾波器，以允許其能量在第二能量設(shè)置值到第三能量設(shè)置值的范圍內(nèi)的圖像拾取信號通過，并阻止具有在所述范圍外的能量的圖像拾取信號通過。脈沖高度分析器38計數(shù)已經(jīng)通過第二濾波器的圖像拾取信號(X射線圖像拾取信號)。
使用信號識別器19本實施例可以從輻射檢測器4輸出的圖像拾取信號中分離出相應(yīng)于一個峰值計數(shù)率的γ射線圖像拾取信號和X射線圖像拾取信號。
一致檢測器26被饋給從每個信號識別器19的γ射線識別器21輸出的脈沖信號，使用這些脈沖信號進(jìn)行一致計數(shù)，并計算相應(yīng)于γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率。
此外，一致檢測器26數(shù)據(jù)化這樣兩個檢測點，在所述檢測點一對X射線被一對相應(yīng)于前述的一對γ射線的一對脈沖信號檢檢測到(一對輻射檢測器4的位置)，作為γ射線檢測的位置信息。
計算機(jī)27根據(jù)圖5中的步驟54到62的過程進(jìn)行處理。進(jìn)行這種處理的計算機(jī)27是一用于產(chǎn)生斷層圖像數(shù)據(jù)的裝置。由一致檢測器26計數(shù)的γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率、從一致檢測器26輸出的檢測點的位置信息、和由脈沖高度分析器38輸出的X射線圖像拾取信號的計數(shù)率被輸入(步驟54)。在存儲裝置28中存儲被輸入的γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率、檢測點的位置信息和X射線圖像拾取信號的計數(shù)率(步驟55)然后，在步驟56校正X射線圖像拾取信號的計數(shù)率。這個校正下面還要詳細(xì)說明。
如上所述，被照射到受檢者35上的X射線的能量是80keV，其小于由PET放射性藥物引起的在體內(nèi)產(chǎn)生的γ射線的能量。從脈沖高度分析器38輸出的X射線圖像拾取信號的計數(shù)率包括γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率，其能量已經(jīng)在半導(dǎo)體器件內(nèi)被衰減到大約80keV。因此，真正的X射線圖像拾取信號的計數(shù)率通過進(jìn)行校正被計算，其中從X射線圖像拾取信號的計數(shù)率中除去γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率。下面說明校正X射線圖像拾取信號的計數(shù)率的方法的一個例子。例如，預(yù)先測量檢測的511keV的γ射線的能譜，并使用所述被檢測的能譜的測量結(jié)果估算大約80keV的γ射線的強(qiáng)度。假定圖6所示的能譜是當(dāng)輻射檢測器2的半導(dǎo)體器件被511keV的γ射線照射時獲得的。然后，假定由某個半導(dǎo)體器件檢測由受檢者7的體內(nèi)輻射的100條γ射線。在這種情況下，在利用一相等的值乘圖6所示的所有能譜的計數(shù)率從而使在圖6的峰值部分的計數(shù)率是100之后，從X射線圖像拾取信號的計數(shù)率中減去被等乘的計數(shù)率，便獲得單個X射線圖像拾取信號的精確的計數(shù)率，如圖7所示。這個被校正的計數(shù)率被存儲在存儲裝置28中。
使用在存儲裝置28中存儲的該X射線圖像拾取信號的校正的計數(shù)率計算強(qiáng)度，并計算在受檢者35的體內(nèi)的每個體素中的X射線的衰減率(步驟57)。這個衰減率和X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度被存儲在存儲裝置28中。
受檢者35截面的斷層攝影使用在相應(yīng)位置的X射線圖像拾取信號的衰減率被重構(gòu)(步驟58)。X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度，即使用X射線圖像拾取信號的衰減率重構(gòu)的斷層攝影，被稱為“X射線計算機(jī)斷層圖像”。為了重構(gòu)X射線計算機(jī)斷層圖像，使用從存儲裝置28中讀出的X射線圖像拾取信號的衰減率計算在X射線源9和檢測X射線的輻射檢測器4的半導(dǎo)體器件之間的衰減的身體內(nèi)的線性衰減系數(shù)。使用這個線性衰減系數(shù)，按照濾波后投影方法計算每個體素的線性衰減系數(shù)。利用每個體素的線性衰減系數(shù)的值，計算每個體素的CT值。利用這些CT值，獲得X射線計算機(jī)斷層圖像數(shù)據(jù)。此X射線計算機(jī)斷層圖像數(shù)據(jù)被存儲在存儲裝置29中。
因為在感染部位產(chǎn)生的γ射線在其通過人體時被吸收或衰減，所以也可以由上述的衰減率數(shù)據(jù)估算這些影響，校正γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率，借以獲得更精確的γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率。在步驟59中，對于γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率進(jìn)行校正。下面說明一個關(guān)于γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率的校正方法的例子。首先，使用X射線圖像拾取信號的衰減率重構(gòu)受檢者7的斷層攝影，并計算在身體內(nèi)的每個位置的CT值。由所獲得的CT值估算在每個位置的物質(zhì)成分。然后，由所述物質(zhì)成分?jǐn)?shù)據(jù)估算在511keV下的每個位置上的線性衰減系數(shù)。使用所獲得的線性衰減系數(shù)數(shù)據(jù)，按照正投影方法(forwardproiection method)計算用于檢測一對γ射線的一對半導(dǎo)體器件之間的衰減的線性衰減系數(shù)。此線性衰減系數(shù)的倒數(shù)根據(jù)γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率被放大，借以校正由于體內(nèi)的衰減而帶來的數(shù)據(jù)差。
包括感染部位(例如癌的感染部位)的受檢者35截面的斷層攝影，利用在相應(yīng)的位置的γ射線圖像拾取信號的校正的計數(shù)率被重構(gòu)(步驟60)。利用γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率重構(gòu)的斷層攝影被稱為“PET圖像”。這個處理還要詳細(xì)說明。使用從存儲裝置28讀出的γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率，計算被檢測到一對γ射線的一對輻射檢測器4(由檢測點的位置信息規(guī)定的)的半導(dǎo)體器件之間的衰減在人體中的線性衰減系數(shù)。使用這個線性衰減系數(shù)，按照濾波后投影方法計算每個體素的線性衰減系數(shù)。使用所計算的每個體素的線性衰減系數(shù)，計算每個體素的輻射密度。根據(jù)所述輻射密度，可以獲得PET圖像數(shù)據(jù)。這個PET圖像數(shù)據(jù)被存儲在存儲裝置28中。
PET圖像數(shù)據(jù)與X射線計算機(jī)斷層圖像數(shù)據(jù)熔合，從而獲得包括兩個數(shù)據(jù)段并被存儲在存儲裝置28中的熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)(步驟61)。PET圖像數(shù)據(jù)和X射線計算機(jī)斷層圖像數(shù)據(jù)的熔合，可以通過對準(zhǔn)兩個圖像數(shù)據(jù)段中的通孔部分30的中心軸被容易而精確地進(jìn)行。即，PET圖像數(shù)據(jù)和X射線計算機(jī)斷層圖像數(shù)據(jù)根據(jù)由公共輻射檢測器4輸出的圖像拾取信號被產(chǎn)生，因此可以如上所述精確地進(jìn)行對準(zhǔn)。熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)從存儲裝置28中調(diào)出，并輸出到顯示裝置29(步驟29)，因而在監(jiān)視器32的顯示器上被顯示。在監(jiān)視器32上顯示的熔合的斷層圖像包括X射線計算機(jī)斷層圖像，因此可以容易地檢查在PET圖像中的感染部位在受檢者7體內(nèi)的位置。即，因為X射線計算機(jī)斷層圖像包括內(nèi)部器官和骨骼的圖像，故醫(yī)生可以根據(jù)內(nèi)部器官或骨骼的關(guān)系識別感染部位的位置(例如癌的感染部位)。
X射線計算機(jī)斷層圖像需要多個掃描數(shù)據(jù)段，因此可以通過使用X射線源裝置17沿著導(dǎo)軌50移動X射線源3，由輻射檢測器4計算所需的數(shù)據(jù)量。
在這個實施例中，每個輻射檢測器4檢測通過受檢者35的身體的X射線(所謂“穿透的X射線”)和由PET放射性藥物引起的從體內(nèi)發(fā)出的γ射線。因此，常規(guī)的技術(shù)需要用于檢測穿透的X射線的圖像拾取裝置和作為圖像拾取裝置用于檢測γ射線的另一個圖像拾取裝置。本實施例容許只利用一個圖像拾取裝置2便能檢測上述穿透的X射線和γ射線，因而大大簡化了放射成像設(shè)備的配置，減少了放射成像設(shè)備的尺寸。此外，本實施例使得能夠從用于檢測穿透的X射線和γ射線的輻射檢測器4的輸出信號中分離X射線圖象拾取信號和γ射線圖象拾取信號，使用被分離的X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度重構(gòu)包括受檢者內(nèi)部器官和骨骼的第一斷層圖像(X射線計算機(jī)斷層圖像)，并使用被分離的γ射線圖像拾取信號的強(qiáng)度重構(gòu)包括受檢者的感染部位圖象的第二斷層圖像(PET圖像)。因為第一斷層圖像數(shù)據(jù)和第二斷層圖像數(shù)據(jù)是根據(jù)檢測穿透的X射線和γ射線的輻射檢測器4的輸出信號被重構(gòu)的，所以通過精確的對準(zhǔn)可以熔合第一斷層圖像數(shù)據(jù)和第二斷層圖像數(shù)據(jù)，并容易地獲得感染部位、內(nèi)部器官和骨骼的精確的斷層圖像(熔合的斷層圖像)。這個熔合的斷層圖像使得能夠根據(jù)內(nèi)部器官或骨骼的關(guān)系精確地識別感染部位的位置。
因為本實施例可以由公共的輻射檢測器4獲得用于產(chǎn)生第一斷層圖像所需的圖像拾取信號和用于產(chǎn)生第二斷層圖像所需的圖像拾取信號，故可以大大縮短檢查受檢者所需的時間(檢查時間)。換句話說，本實施例可以在短的檢查時間內(nèi)獲得用于產(chǎn)生第一斷層圖像所需的圖像拾取信號和用于產(chǎn)生第二斷層圖像所需的圖像拾取信號。本實施例不需把受檢者從檢測穿透的X射線的圖像拾取裝置移動到檢測γ射線的另一個圖像拾取裝置，如在現(xiàn)有技術(shù)中那樣，因而可以減少受檢者移動的可能性。不需把受檢者從檢測穿透的X射線的圖像拾取裝置移動到檢測γ射線的另一個圖像拾取裝置還能夠縮短檢查受檢者的時間。
因為本實施例包括被設(shè)置在引入受檢者35的通孔部分30周圍的環(huán)形的輻射檢測器4的陣列，所以可以檢測通過受檢者35的X射線和由放射性藥物引起的從受檢者35中發(fā)出的γ射線。這個效果在實施例2-12中也可以獲得，它們將在后面進(jìn)行說明。尤其是按照實施例1-3和實施例6-12，多個環(huán)形輻射檢測器陣列沿床16的縱向設(shè)置，因此增加了沿所有方向從受檢者35發(fā)出的多個γ射線對的檢測效率。
此外，用于檢查X射線圖像拾取信號以便產(chǎn)生X射線計算機(jī)斷層圖像所需的時間小于用于獲得γ射線圖像拾取信號以便產(chǎn)生PET圖像所需的時間。因而，通過總是利用來自X射線源9的X射線照射受檢者并在檢查期間獲得X射線圖像拾取信號以便獲得γ射線圖像拾取信號，即使受檢者在檢查期間移動，也可以由根據(jù)X射線圖像拾取信號獲得的連續(xù)的X射線計算機(jī)斷層圖像校正由于受檢者的移動而引起的PET圖像的偏差。
用作輻射檢測器4的半導(dǎo)體輻射檢測器具有高的能量分辨率。因而，本實施例可以使用信號識別器19容易地從輻射檢測器4輸出信號中分離X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號。
順便說來，在全部的檢查時間內(nèi)，不需要對受檢者進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層圖像檢查和PET檢查。按照所需的數(shù)據(jù)的數(shù)量，可以有時只進(jìn)行PET檢查或者只進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層圖像檢查。
(實施例2)下面說明按照本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備。雖然沒有示出，本實施例的配置使用圖8所示的信號識別器19A代替圖1的配置中的信號識別器19。信號識別器19A也可以用于代替實施例4中的信號識別器19，這在后面將要說明。信號識別器19A具有這樣一種配置，其在上述的信號識別器19上增加了轉(zhuǎn)換開關(guān)31，并由信號處理器22代替脈沖高度分析器38。信號識別器19A具有波形成形裝置20，γ射線識別器21和用于計算X射線的強(qiáng)度的信號處理器22。信號處理器22具有一個積分器(未示出)。轉(zhuǎn)換開關(guān)31包括可動端子32和固定端子33，34。導(dǎo)線33和可動端子32相連。波形成形裝置20和固定端子33以及γ射線識別器21相連。信號處理器22和固定端子34相連。信號識別器19A是一種信號處理器，其具有作為第一信號處理器的信號處理器22和具有波形成形裝置20和γ射線識別器21的第二信號處理器。
在圖2所示的信號處理器19的情況下，γ射線圖像拾取信號和X射線圖像拾取信號被輸入到γ射線識別器21和脈沖高度分析器38，因此不能把每個信號的量保持為一個固定的值。此外，最好也可以是，由X射線源9輻射X射線的時間間隔小于信號識別器的時間窗口Δτ，以便縮短X射線計算機(jī)斷層攝影檢查的檢查時間。為了滿足這個要求，本實施例的信號識別器19A包括轉(zhuǎn)換開關(guān)31，使得通過導(dǎo)線23發(fā)出的圖像拾取信號通過轉(zhuǎn)換開關(guān)31的轉(zhuǎn)換被傳送到γ射線識別器21或者信號處理器22。在PET檢查期間，可動端32和固定端33相連，從而進(jìn)行PET檢查。
用于連接轉(zhuǎn)換開關(guān)31的固定端33或固定端34的轉(zhuǎn)換操作根據(jù)驅(qū)動控制器17輸出的控制信號進(jìn)行。驅(qū)動控制器17控制X射線源裝置8的運動，如上所述，但是同時還選擇和X射線源9相反的180度的輻射檢測器4，并使和選擇的輻射檢測器4相連的信號識別器19A的轉(zhuǎn)換開關(guān)31的可動端32和固定端34相連。
現(xiàn)在說明上述的輻射檢測器4(和X射線源3相對呈180°)的選擇方法。在X射線源驅(qū)動裝置10中的電動機(jī)和一個編碼器(未示出)相連。驅(qū)動控制器17接收編碼器的檢測信號，并確定X射線源9在導(dǎo)軌12上的位置，并使用被存儲的每個輻射檢測器4的位置的數(shù)據(jù)選擇其位置和X射線源9相對呈180度的輻射檢測器4。因為從X射線源9輻射的X射線沿導(dǎo)軌12的周邊方向具有某個寬度，所以除去選擇的輻射檢測器4之外，具有多個這樣的輻射檢測器4，其沿周邊方向檢測通過受檢者35的身體的X射線。驅(qū)動控制器17也選擇多個輻射檢測器4。因此，驅(qū)動控制器17也使和輻射檢測器4相連的多個轉(zhuǎn)換開關(guān)31和固定端34相連。當(dāng)由于X射線源9的運動而使驅(qū)動控制器17選擇另一個輻射檢測器4時，和新選擇的輻射檢測器4相連的可動端32和固定端34相連。和選擇的輻射檢測器4相連的可動端32通過驅(qū)動控制器17和固定端33相連。
在可動端32和固定端33相連的情況下，從輻射檢測器4輸出的γ射線圖像拾取信號通過波形成形裝置20被輸入到γ射線識別器21，并以和上述的放射成像設(shè)備1相同的方式被處理。從γ射線識別器21輸出的脈沖信號被輸入到一致檢測器26。從一致檢測器26輸出的γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率被輸入計算機(jī)27，并被放射成像設(shè)備1A處理，并以這種方式獲得PET圖像數(shù)據(jù)。在本實施例中，如后所述，在可動端32和固定端33相連時沒有X射線被輸入到輻射檢測器4，因此，只有γ射線圖像拾取信號被輸入波形成形裝置20和γ射線識別器21。γ射線識別器21通過第一濾波器刪除對PET圖像數(shù)據(jù)有不利影響的低能的γ射線信號。因而，有可能以高的精度獲得PET圖像數(shù)據(jù)。
下面使用圖9A-9D說明從輻射檢測器4輸出的X射線圖像拾取信號的處理。因為由X射線源9輻射X射線的時間間隔小于信號識別器19A的時間窗口Δτ，故在Δτ的時間間隔內(nèi)，許多X射線被輸入輻射檢測器4。另一方面，在由PET放射性藥物引起而產(chǎn)生的γ射線的情況下，如果在Δτ的時間間隔內(nèi)產(chǎn)生多個γ射線對，則不知道在哪些輻射檢測器4之間產(chǎn)生的γ射線。因此，該系統(tǒng)被這樣構(gòu)成，使得在時間間隔Δτ內(nèi)，在受檢者的體內(nèi)只產(chǎn)生一個平均值最大的X射線對。這可以通過調(diào)節(jié)被給予受檢者的PET放射性藥物的量為這樣一個量，使得在Δτ的時間間隔內(nèi)在身體內(nèi)只產(chǎn)生一個平均值最大的γ射線對。因為輻射檢測器4的數(shù)量對于一般的PET裝置具有幾千或幾萬個，故在時間間隔10Δτ等的時間間隔內(nèi)，多個γ射線進(jìn)入同一個輻射檢測器的幾率幾乎是0。因而，例如假定在10Δτ的檢查時間內(nèi)從X射線源9輻射X射線，并且在所述時間間隔內(nèi)γ射線曾經(jīng)進(jìn)入輻射檢測器4(圖9B)。則由通過人體的X射線產(chǎn)生的X射線圖像拾取信號和由γ射線產(chǎn)生的γ射線圖像拾取信號如圖9D，9C所示。結(jié)果，從輻射檢測器4輸出的圖像拾取信號似乎如圖9B所示。因此，例如通過從輻射檢測器4的輸出信號中除去最大的信號而獲得的平均信號獲得X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度。
在可動端32和固定端34相連時，由輻射檢測器4檢測到的X射線圖像拾取信號和極少量的γ射線圖像拾取信號被輸入到信號處理器22，并通過積分器對這些信號進(jìn)行積分。圖像拾取信號的積分在可動端32和固定端34相連時進(jìn)行，并且當(dāng)可動端32和固定端33相連時完成所述積分。
信號處理器22把X射線圖像拾取信號的積分的值，即關(guān)于X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度的信息輸入給計算機(jī)27。在本實施例中，圖5中的步驟54的“輸入X射線圖像拾取信號的計數(shù)率”相應(yīng)于“輸入X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度”，在步驟55中的“存儲X射線圖像拾取信號的計數(shù)率”相應(yīng)于“存儲X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度”并且不進(jìn)行步驟56的處理。在步驟55中的處理之后進(jìn)行步驟57的處理。步驟57的計算處理從輸入的X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度中提取γ射線圖像拾取信號的積分值〔預(yù)定數(shù)量(1或2)γ射線圖像拾取信號的積分值〕，并利用可動端32和固定端34相連的時間間隔平均所得的結(jié)果，借以計算X射線圖像拾取信號的平均強(qiáng)度。根據(jù)所述平均強(qiáng)度，計算每個體素的衰減率，并在步驟58獲得X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)。
使用信號識別器19A改善了固定量的γ射線圖像拾取信號和X射線圖像拾取信號的可維持性。使用信號識別器19A代替信號識別器19的本發(fā)明的放射成像設(shè)備也具有在實施例1中所述的效果。雖然本實施例不像實施例1那樣進(jìn)行從輻射檢測器4的輸出信號中分離X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號的處理，但是本實施例可以根據(jù)從輻射檢測器4輸出的X射線圖像拾取信號產(chǎn)生X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)，并且因而可以根據(jù)γ射線圖像拾取信號獲得PET圖像數(shù)據(jù)。
(第3實施例)下面參照圖10說明按照本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備。這個實施例表示使用一圖像拾取裝置2A進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查和PET檢查的例子。這個實施例的放射成像設(shè)備1A具有通過導(dǎo)線23B和信號處理器22相連的輻射檢測器4A和通過導(dǎo)線23A和信號識別器19B相連的輻射檢測器4B。輻射檢測器4A和輻射檢測器4B是半導(dǎo)體輻射檢測器，如同輻射檢測器4的情況那樣。輻射檢測器4A和輻射檢測器4B在圖像拾取裝置2A的通孔部分30的圓周方向被交替地設(shè)置。輻射檢測器4A和輻射檢測器4B并不總是被交替地設(shè)置，而是根據(jù)需要可以改變它們的排列比。信號識別器19B是一種信號處理器。
信號識別器19B具有串聯(lián)連接的波形成形裝置20和γ射線識別器21。波形成形裝置20和導(dǎo)線23A相連。
輻射檢測器4A和輻射檢測器4B和在圖1的實施例中的輻射檢測器4的情況下那樣輸出X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號。和輻射檢測器4A相連的信號處理器22和在上述的信號識別器19A的信號處理器22的情況那樣輸出X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度。接收輻射檢測器4B的輸出的波形成形裝置20和γ射線識別器21進(jìn)行和信號識別器19相同的處理。γ射線識別器21根據(jù)γ射線圖像拾取信號產(chǎn)生脈沖信號。
由本實施例的計算機(jī)27進(jìn)行的處理和實施例2中所述的相同。最后，獲得和X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)以及PET圖像數(shù)據(jù)組合的熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)。本實施例可以獲得在實施例2中所述的效果。為了補(bǔ)償由于交替設(shè)置輻射檢測器4A和輻射檢測器4B而存在這樣的位置，在所述位置沒有檢測到γ射線(設(shè)置有輻射檢測器4A的位置)，和由于存在這樣的位置，在所述位置沒有檢測到X射線(設(shè)置有輻射檢測器4B的位置)而使PET圖像和X射線計算機(jī)斷層圖像的質(zhì)量降低，例如使用電動機(jī)使輻射檢測器4A和輻射檢測器4B沿通孔部分30的周邊方向轉(zhuǎn)動。這使得能夠仔細(xì)地沿周邊方向檢測X射線和γ射線。這可以防止PET圖像或X射線計算機(jī)斷層圖像的質(zhì)量降低。
(實施例4)下面根據(jù)圖12說明作為本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備1B。放射成像設(shè)備1B具有X射線計算機(jī)斷層攝影裝置和SPECT裝置的功能。放射成像設(shè)備1B的圖像拾取裝置2B包括在放射成像設(shè)備1的圖像拾取裝置2內(nèi)的輻射檢測器環(huán)形結(jié)構(gòu)內(nèi)部的準(zhǔn)直器63。放射成像設(shè)備1B的其余配置和放射成像設(shè)備1相同。計數(shù)器5A和信號識別器4的各個γ射線識別器42相連。也可以對于幾個γ射線識別器21提供一個計數(shù)器64。用這種方式對每個輻射檢測器4提供一個準(zhǔn)直器63(圖12中未示出)使得它們彼此面對，并具有供X射線和γ射線通過的通孔。本實施例表示使用一個圖像拾取裝置2B進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查和SPECT檢查(使用輻射檢測器檢測由SPECT放射性藥物引起的從受檢者35體內(nèi)發(fā)出的γ射線的作用)的例子。
在SPECT檢查期間，受檢者35被給予包括上述的單光子放射物的SPECT放射性藥物，并躺在床16上，由輻射檢測器4檢測由SPECT放射性藥物引起的在受檢者35的體內(nèi)產(chǎn)生的單γ射線。為了檢測從特定角度輸入的γ射線，準(zhǔn)直器63被按上述方式設(shè)置。例如，準(zhǔn)直器63使γ射線垂直于輻射檢測器4，以便輸入到輻射檢測器4中。
當(dāng)由輻射檢測器4檢測通過受檢者35的身體的X射線時，還需要沿對角線方向輸入到輻射檢測器4的X射線。如果這種X射線被準(zhǔn)直器63阻斷，則不能進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查。因而，本實施例使用X射線源9產(chǎn)生高能量的X射線，使這些X射線照射到受檢者35上，從而利用輻射檢測器4檢測通過人體之后的X射線。和圖1中的實施例使用的X射線源9相比，在本實施例中的X射線源9輻射具有較高能量的X射線。
由SPECT放射性藥物引起的γ射線的能量小于由PET放射性藥物引起的γ射線的能量。由SPECT放射性藥物引起的γ射線的能量范圍為例如大約80eV-130keV。在這種情況下，準(zhǔn)直器63被這樣構(gòu)成，使得其能量大約等于或小于80eV的γ射線除去通孔之外不能通過。
從X射線源9發(fā)出的X射線被阻止具有和由SPECT放射性藥物產(chǎn)生的γ射線相同的能量并被進(jìn)一步調(diào)節(jié)使得具有能夠穿透準(zhǔn)直器63的通孔之外的部分的能量。這使得在安裝有準(zhǔn)直器63的情況下能夠進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查。假定X射線的能量是300keV，γ射線的能量是100keV，并且使用鎢作為準(zhǔn)直器63的材料。在具有300keV的鎢的光子的線性衰減系數(shù)大約為6.0cm-1時，具有100keV的光子的線性衰減系數(shù)大約是83cm-1。因此，當(dāng)X射線和γ射線穿透準(zhǔn)直器10的厚度為0.5mm時，此時X射線穿透75％，而γ射線只穿透2％。結(jié)果，輻射檢測器4也輸出沿對角線方向進(jìn)入輻射檢測器4的X射線的輸出信號，而不輸出沿對角線方向輸入的由準(zhǔn)直器63阻斷的γ射線的輸出信號。
在本實施例中，每個輻射檢測器4檢測從X射線源9發(fā)出的并通過受檢者35的身體的X射線和由SPECT放射性藥物引起的從感染部位發(fā)出的γ射線，并輸出包括X射線圖像拾取信號的輸出信號(圖像拾取信號)和γ射線的檢測信號(γ射線圖像拾取信號)。信號識別器19從圖像拾取信號中分離X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號。在本實施例中，γ射線識別器21當(dāng)被輸入其能量等于或小于第一能量設(shè)置值(例如120keV)的圖像拾取信號(γ射線圖像拾取信號)時輸出脈沖信號。計數(shù)器64計數(shù)所述脈沖信號，并計算γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率。脈沖高度分析器38輸出其能量范圍為從第二能量設(shè)置值(例如290keV)到第三能量設(shè)置值(例如310keV)的圖像拾取信號(X射線圖像拾取信號)的計數(shù)率。γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率和X射線圖像拾取信號的計數(shù)率被輸入到計算機(jī)27并被存儲在存儲器28中。計算機(jī)27使用這些計數(shù)率執(zhí)行圖5所示的處理。在本實施例中的步54到62，下面只說明和圖1的實施例中的不同的步驟。和圖1所示的步56進(jìn)行的校正不同，在本實施例中在步56進(jìn)行的X射線圖像拾取信號的計數(shù)率的校正使用準(zhǔn)直器63的線性衰減系數(shù)執(zhí)行。下面詳細(xì)說明這種校正。
因為所獲得的X射線圖像拾取信號的計數(shù)率包括已經(jīng)通過準(zhǔn)直器63的X射線的計數(shù)率，故這個計數(shù)率需要使用準(zhǔn)直器63的線性衰減系數(shù)被校正。例如，在準(zhǔn)直器63由鎢制成的情況下，X射線穿透準(zhǔn)直器63的厚度為1mm，根據(jù)上述的線性衰減系數(shù)，計數(shù)大約變成0.55倍。因而，可以通過由其倒數(shù)乘被存儲在存儲裝置28中的X射線圖像拾取信號的計數(shù)率來校正所述計數(shù)率。
在本實施例的步驟60中，通過使用濾波后投影方法能夠進(jìn)行SPECT圖像的重構(gòu)。SPECT圖像指的是使用在本實施例中獲得的γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率重構(gòu)的受檢者35的截面的斷層圖像。在本實施例的步61中，X射線計算機(jī)斷層圖像數(shù)據(jù)通過使相應(yīng)于在步58獲得的X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)的圖像拾取裝置的通孔部分30的中心軸線和相應(yīng)于在步60獲得的SPECT圖像數(shù)據(jù)的圖像拾取裝置的通孔部分30的中心軸線一致，被精確地和SPECT圖像數(shù)據(jù)熔合。所獲得的熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)被存儲在存儲裝置28中。
本實施例通過組合根據(jù)上述從輻射檢測器4輸出的兩種輸出信號獲得的X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)和SPECT圖像數(shù)據(jù)，獲得熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)，并且可以獲得在圖1的實施例中產(chǎn)生的效果。在圖1的實施例的效果的說明中的“PET”圖像相應(yīng)于本實施例中的“SPECT圖像”。
在對受檢者進(jìn)行檢查的整個時間間隔內(nèi)不需進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查和SSPET兩種檢查。根據(jù)所需的數(shù)據(jù)量，可以具有只進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查的時間間隔。
在實施例2，3和6中使用的每個圖像拾取裝置中，也可以把準(zhǔn)直器63置于每個輻射檢測器的通孔部分30的中心側(cè)上，如本實施例中的情況那樣。具有這種準(zhǔn)直器63的每個圖像拾取裝置都可以用于SPECT檢查。
(實施例5)下面使用圖13和圖14說明按照本發(fā)明另一實施例的放射成像設(shè)備1C。和上述的放射成像設(shè)備1B一樣，放射成像設(shè)備1C具有X射線計算機(jī)斷層攝影裝置和SPECT裝置的功能。放射成像設(shè)備1C和放射成像設(shè)備1B的不同之處在于，放射成像設(shè)備1B的圖像拾取裝置2B由圖像拾取裝置2C代替。除去圖像拾取裝置2C之外，放射成像設(shè)備1C的其余的配置和放射成像設(shè)備1B的相同。圖像拾取裝置2C具有這樣的結(jié)構(gòu)，其能夠使準(zhǔn)直器63和X射線源9沿通孔部分30的軸線方向運動，而這種結(jié)構(gòu)在圖像拾取裝置2B中是沒有的。圖像拾取裝置2C的其余配置和圖像拾取裝置2B的相同。本實施例表示這樣一個例子，其中X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)和SPECT檢查可以使用一個圖像拾取裝置2C進(jìn)行。
準(zhǔn)直器63被安裝在多個線性的水平導(dǎo)軌(未示出)上，所述導(dǎo)軌沿著通孔部分30的軸向延伸，以這種方式被安裝在殼體15內(nèi)部，使得可以沿水平方向運動。沿水平方向驅(qū)動準(zhǔn)直器63的準(zhǔn)直器驅(qū)動裝置包括被安裝在殼體15中的準(zhǔn)直器存儲區(qū)域65中的電動機(jī)，和所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連的小齒輪，以及被提供在準(zhǔn)直器63的周邊上的齒條，所有這些都沒有示出。齒條在準(zhǔn)直器63的周邊上以這種方式沿通孔部分30的軸線方向延伸，使得避開準(zhǔn)直器63的通孔。小齒輪和所述齒條嚙合。具有齒條的準(zhǔn)直器63借助于由電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動的小齒輪沿通孔部分30的軸線方向運動。除去使上述的X射線源裝置8沿導(dǎo)軌12運動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(第一驅(qū)動機(jī)構(gòu))之外，X射線源驅(qū)動裝置10包括另一個驅(qū)動機(jī)構(gòu)(第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)，未示出)，用于使X射線源9沿通孔部分30的軸線方向運動。所述第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第二動力傳送機(jī)構(gòu)，其通過第二離合器和上述的X射線源驅(qū)動裝置10的電動機(jī)相連，以及為所述X射線源9提供的和齒條(沿著通孔部分30的軸向延伸)嚙合的和第二動力傳送機(jī)構(gòu)相連的小齒輪。本實施例通過第一離合器使第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)的動力傳送機(jī)構(gòu)(第一動力傳送機(jī)構(gòu))和上述的電動機(jī)相連。
在本實施例中的準(zhǔn)直器63在進(jìn)行SPECT檢查之前利用準(zhǔn)直器驅(qū)動裝置被移動到輻射檢測器4的前方。此外，在開始SPECT檢查之前，準(zhǔn)直器驅(qū)動裝置通過第一離合器釋放電動機(jī)和第一動力傳送機(jī)構(gòu)之間的連接。并通過第二離合器使電動機(jī)和第二動力傳送機(jī)構(gòu)相連，從而使X射線源9從輻射檢測器4的前方移動到通孔部分30的外部。在這種條件下進(jìn)行SPECT檢查。在開始進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查之前，準(zhǔn)直器63由準(zhǔn)直器驅(qū)動裝置被容納在準(zhǔn)直器存儲區(qū)域65中，如圖14所示。在X射線計算機(jī)斷層攝影檢查開始之前，借助于由第二離合器連接的電動機(jī)和第二動力傳送機(jī)構(gòu)，通過驅(qū)動所述電動機(jī)，X射線源9被引入通孔部分30中，如圖14所示。
被給予SPECT放射性藥物的受檢者躺在床16上。在SPECT檢查期間，需要使用上述的準(zhǔn)直器63識別進(jìn)入輻射檢測器4的γ射線的方向。因而，在圖13所示的條件下進(jìn)行SPECT檢查。在SPECT檢查期間，從輻射檢測器4只輸出γ射線圖像拾取信號，并且從信號識別器19的γ射線識別器21向γ射線圖像拾取信號輸出脈沖信號。脈沖信號被計數(shù)器64計數(shù)，并被輸入計算機(jī)27(未示出)，作為γ射線圖像拾取信號。
在X射線計算機(jī)斷層攝影檢查期間，X射線源驅(qū)動裝置10通過第一離合器連接電動機(jī)和第一動力傳送機(jī)構(gòu)(第二離合器被釋放)，并驅(qū)動電動機(jī)使得X射線源裝置8沿導(dǎo)軌12運動。通過受檢者35的身體的X射線被輻射檢測器4檢測。輻射檢測器4只輸出X射線圖像拾取信號，并且信號識別器19的脈沖高度分析器38輸出X射線圖像拾取信號的計數(shù)率。這個計數(shù)率也輸入到計算機(jī)27。計算機(jī)27進(jìn)行類似于在放射成像設(shè)備1B中的計算機(jī)27的處理，通過組合SPECT圖像數(shù)據(jù)和X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)獲得熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)。這種熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)被顯示在顯示裝置29上(未示出)。
在本實施例中，使用一個圖像拾取裝置2C可以檢測上述穿透的X射線和γ射線，而不需要用于兩個圖像拾取裝置的兩個輻射檢測器，因而大大簡化了放射成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
使用由輻射檢測器4的輸出信號分離出的X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度，本實施例可以重構(gòu)在實施例1中描述的受檢者的第一斷層圖像(X射線計算機(jī)斷層圖像)，并且使用被分離出的γ射線圖像拾取信號的強(qiáng)度，重構(gòu)包括受檢者感染部位圖象的第二斷層圖像(SPECT圖像)。本實施例可以進(jìn)行精確的熔合，并且容易地獲得如同實施例1的情況中的包括感染部位、內(nèi)部器官和骨骼的圖像的精確的斷層圖像。此熔合的斷層圖像使得能夠精確地識別感染部位相對于內(nèi)部器官和骨骼的位置。由于和實施例1所述的相同的原因，本實施例可以縮短受檢者的檢查時間。在SPECT檢查期間，通過設(shè)置床16的運動方向和在X射線計算機(jī)斷層攝影檢查期間的床16的運動方向相反，可以進(jìn)一步縮短檢查時間。例如，在剛剛完成X射線計算機(jī)斷層攝影檢查之后，在使床16沿著其被引入通孔部分30中的方向運動的同時，進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查，在使床16沿著其被拉出通孔部分30中的方向運動的同時，進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查SPECT檢查。和在X射線計算機(jī)斷層攝影檢查完成之后，把床從通孔部分30中拉出，然后再引入通孔部分30中進(jìn)行SPECT檢查的情況相比，這種情況縮短了檢查時間。
本實施例中的X射線源9也可以是發(fā)射比放射成像設(shè)備1B的X射線源9低的能量的X射線源，在這種情況下，系統(tǒng)變得更緊湊。因此，本實施例可以使用低能的X射線，借以減少加于病人的負(fù)擔(dān)。不過，在X射線的能量被減少到由SPECT放射性藥物引起的從人體內(nèi)發(fā)出的γ射線的能級的情況下，信號識別器19將不能識別X射線圖像拾取信號的能量和γ射線圖像拾取信號的能量。因此，例如，如果使用產(chǎn)生80keV的SPECT放射性藥物，則需要使用例如100keV的X射線。
在利用被容納在準(zhǔn)直器存儲區(qū)域65的準(zhǔn)直器63進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查期間，輻射檢測器4也檢測從體內(nèi)發(fā)出的γ射線，此時，不能獲得相對于輸入輻射檢測器4的γ射線的角度信息。如果根據(jù)這個γ射線檢測信號(γ射線圖像拾取信號)獲得SPECT圖像數(shù)據(jù)，則即使X射線源發(fā)射較低能量的X射線，也不需要準(zhǔn)直器63，這使得能夠減少圖像拾取裝置1C的通孔部分30沿軸向的尺寸。這導(dǎo)致減少圖像拾取裝置2C的尺寸。為實現(xiàn)這點可以使用兩種方法。第一種方法是假定一種特定的分布條件下在準(zhǔn)直器63被容納在準(zhǔn)直器存儲區(qū)域65中時估算輸入到輻射檢測器4的γ射線的計數(shù)。第二種方法是利用用于檢測輻射檢測器4的γ射線的具有最長的時間間隔的時間，在此時間內(nèi)準(zhǔn)直器63不位于前方，作為參考時間，并調(diào)整由另一個輻射檢測器4檢測的γ射線的計數(shù)率到相應(yīng)于所述參考時間的計數(shù)率。使用第一或第二種方法，使用作為每個輻射檢測器4的輸出的γ射線圖像拾取信號獲得的計數(shù)率的加權(quán)被均衡，并例如使用濾波后投影方法計算SPECT圖像數(shù)據(jù)。
(實施例6)下面使用圖15說明按照本發(fā)明另一實施例的放射成像設(shè)備1D。放射成像設(shè)備1D具有這樣的配置，其在放射成像設(shè)備1的配置上附加一個X射線源控制器18，并且放射成像設(shè)備1的信號識別器19由圖8所示的信號識別器19A代替。圖像拾取裝置2D具有這樣的配置，其中在圖像拾取裝置2上附加了X射線源控制器18。放射成像設(shè)備1D的其余配置和放射成像設(shè)備1的相同。這個實施例表示這樣一個例子，其中使用圖像拾取裝置2D進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查和PET檢查。
在說明本實施例的特定的檢查之前，首先說明本實施例中的放射檢查的原理。本實施例基于本發(fā)明人等所作所以下考慮。X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)根據(jù)由輻射檢測器檢測到的X射線的強(qiáng)度產(chǎn)生，其中借助于在一個預(yù)定的時間內(nèi)沿特定的方向照射由X射線源發(fā)出的X射線，并重復(fù)(掃描)輻射檢測器對通過人體的X射線的檢測。為了獲得精確的X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)，最好是在進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查時，在受檢者的體內(nèi)發(fā)出的γ射線不進(jìn)入檢測X射線的輻射檢測器。為此目的，根據(jù)本發(fā)明人等人的新的認(rèn)識，即，“在一個輻射檢測器中，如果X射線在受檢者上照射的時間按照入射的γ射線的量被縮短，則γ射線的影響是可以忽略的”，這個實施例旨在縮短X射線照射受檢者的時間。為了確定X射線照射的時間T，首先考慮入射到輻射檢測器上的γ射線的量。假定基于在PET檢查中給予受檢者的PET放射性藥物的體內(nèi)的放射性是N(Bq)，所產(chǎn)生的穿過人體的γ射線的速率是A，由一個輻射檢測器的立體角算出的入射速率是B，以及輻射檢測器的靈敏度是C。則由一個輻射檢測器檢測的γ射線的速率α(射線/秒)由式(1)給出。
α＝2NABC(1)在式(1)中，系數(shù)“2”指的是當(dāng)一個正電子被消滅時發(fā)射一對(2個射線)γ射線。在發(fā)射時間T內(nèi)由一個輻射檢測器檢測到的γ射線的幾率W由式(2)給出。
W＝1-exp(-Tα)(2)通過以這樣的方式確定發(fā)射時間T，使得式(2)中的W的值被減少，則在X射線計算機(jī)斷層攝影檢查期間進(jìn)入一個輻射檢測器的γ射線的影響小到可以忽略的程度。
下面說明X射線發(fā)射時間T的一個例子。根據(jù)式(1)和(2)計算一個特定的X射線發(fā)射時間T。由在PET檢查中給予受檢者所PET放射性藥物引起的體內(nèi)的輻射強(qiáng)度最大為360MBq(N＝360MBq)的數(shù)量級，如果假定受檢者的身體是具有15cm的半徑水，則通過人體的γ射線的穿透率為0.6(A＝0.6)數(shù)量級。例如，如果在半徑為50cm的環(huán)形中設(shè)置每側(cè)5mm的輻射檢測器，則由一個輻射檢測器的立體角算出的入射速率B是8×10-6(B＝8×10-6)。此外，當(dāng)使用半導(dǎo)體輻射檢測器時，輻射檢測器的檢測靈敏度C最大是0.6的數(shù)量級。由這些值可得，一個輻射檢測器的γ射線檢測速率α為2000(射線/sec)的數(shù)量級。例如，假定X射線發(fā)射時間T是1微秒。則在X射線檢測期間一個輻射檢測器檢測到γ射線的幾率W是0.003。因此，γ射線是幾乎可以忽略的。在人體中的放射劑量是360MBq或更小的情況下，如果X射線發(fā)射時間是1微秒或更小，則W＜0.003，即，檢測到γ射線的幾率為0.3％或更小，這是可以忽略的。
X射線源控制器18控制從X射線源9發(fā)射X射線的時間。X射線源9包括X射線管(未示出)。所述X射線管具有陽極、陰極、用于陰極的電流源和用于在外圓柱的內(nèi)部在陽極和陰極之間施加電壓的電壓源。陰極由鎢絲構(gòu)成。當(dāng)電流從電流源流向陰極時，則從鎢絲發(fā)射電子。這些電子被由電壓源施加于陰極和陽極之間的電壓(幾百kV)加速，并和作為靶子的陽極(W，Mo等)碰撞。電子和陽極的碰撞產(chǎn)生80keV的X射線。這些X射線從X射線源3中發(fā)出，并照射到在床16上的受檢者35上。受檢者35被給予PET放射性藥物，使得在體內(nèi)的放射劑量達(dá)到360MBq。
當(dāng)從驅(qū)動控制器9輸出驅(qū)動開始信號時，X射線源驅(qū)動裝置10沿著導(dǎo)軌12運動，如上所述，并且X射線源9也一起運動。X射線源9由X射線源驅(qū)動裝置10驅(qū)動以預(yù)定的速度沿著導(dǎo)軌12運動。在第一設(shè)置時間期間，X射線源控制器18關(guān)閉被提供在X射線管的陽極(或陰極)和電壓源之間的開關(guān)(下文稱為“X射線源開關(guān)”，未示出)，并且在第二設(shè)置時間期間打開所述開關(guān)，并重復(fù)這種開關(guān)控制。在第一設(shè)置時間期間，在陽極和陰極之間施加電壓，而在第二設(shè)置時間期間不施加電壓。這種控制使得能夠從X射線管發(fā)射脈沖狀的X射線。第一設(shè)置時間是發(fā)射時間T(例如1微秒)。第二設(shè)置時間是時間T0，在此期間，X射線源9在輻射檢測器4和與其相鄰的另一個輻射檢測器之間運動，并由X射線源9沿導(dǎo)軌12的圓周方向的運動速度確定。第一或第二設(shè)置時間被存儲在X射線源控制器18中。
下面說明按照本實施例的X射線計算機(jī)斷層攝影裝置中的X射線的檢測和檢測到的X射線的信號處理。當(dāng)開始X射線計算機(jī)斷層攝影檢查時，從驅(qū)動控制器17輸出驅(qū)動開始信號，并且X射線源9沿著導(dǎo)軌12運動，如上所述。驅(qū)動開始信號被輸入到X射線源控制器18。X射線源控制器18根據(jù)輸入的驅(qū)動開始信號向X射線源9或者更具體地說向X射線管輸出X射線產(chǎn)生開始信號。X射線源開關(guān)由所述X射線產(chǎn)生開始信號閉合。在陽極和陰極之間提供電壓，因而產(chǎn)生X射線。由X射線源9產(chǎn)生的X射線以扇束的形式照射到受檢者35上，它們通過受檢者35，并進(jìn)入多個輻射檢測器4，這些輻射檢測器4的中心在這樣一個輻射檢測器4上，所述輻射檢測器4位于以通孔部分30的軸向中心為基點與X射線源9呈180度的位置。X射線源控制器18在第一設(shè)置時間即1微秒內(nèi)關(guān)閉X射線開關(guān)，并在接著的第二設(shè)置時間內(nèi)打開X射線開關(guān)。當(dāng)X射線源9沿周邊方向運動時，X射線開關(guān)按照上述的時間間隔重復(fù)打開/關(guān)閉。在X射線源開關(guān)閉合時發(fā)射的X射線進(jìn)入面向上述X射線源9的每個上述的輻射檢測器4。
如實施例2中所述，收到X射線的每個輻射檢測器4發(fā)出的輸出信號被輸入到信號處理器22，因為轉(zhuǎn)換開關(guān)31的可動端32在驅(qū)動控制器17的控制下和固定端34相連。信號處理器22向計算機(jī)27輸入關(guān)于X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度的信息。由PET放射性藥物引起的511keV的γ射線從受檢者35中發(fā)出，并且這些γ射線進(jìn)入輻射檢測器4。由輸入X射線的輻射檢測器4檢測到γ射線的幾率小得可以忽略，如上所述。輸入X射線的輻射檢測器4之外的輻射檢測器4檢測γ射線，并輸出γ射線圖像拾取信號。因為和這些輻射檢測器4相連的可動端32和固定端33相連所以，γ射線圖像拾取信號被輸入到波形成形裝置20和γ射線識別器21。相應(yīng)于等于或大于從γ射線識別器21輸出的第一能量設(shè)置值的γ射線圖像拾取信號的脈沖信號被一致檢測器26計數(shù)。獲得的γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率被輸入到計算機(jī)27。由計算機(jī)執(zhí)行的處理和實施例2中說明的相同。不過，在實施例2中執(zhí)行的步驟57的處理中，本實施例不執(zhí)行減去γ射線圖像拾取信號的積分值的操作。通過計算機(jī)27的處理獲得熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)。
本實施例可以獲得實施例2中所述的效果。在本實施例中，和實施例2相比，被輸入到信號處理器22中的γ射線圖像拾取信號的數(shù)量被大大減少。因此，根據(jù)X射線圖像拾取信號，能夠獲得精確的X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)。當(dāng)最后獲得的熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)在顯示裝置29上顯示時，便可以準(zhǔn)確地知道感染部位的位置。如實施例2的情況一樣，本實施例不進(jìn)行從輻射檢測器4的輸出信號中分離X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號的處理。但是可以產(chǎn)生X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)并獲得PET圖像數(shù)據(jù)。
(實施例7)下面參照圖16和17說明按照本發(fā)明另一實施例的放射成像設(shè)備。本實施例的放射成像設(shè)備1包括圖像拾取裝置2D，受檢者保持裝置14、信號識別器19A、一致檢測器26、計算機(jī)(例如工作站)27、存儲裝置28和顯示裝置29。受檢者保持裝置14包括支撐15，以可以沿縱向運動的方式設(shè)置在支撐15的頂部的床16。圖像拾取裝置2D被沿垂直于床16的縱向的方向設(shè)置，并且包括輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3、X射線源圓周方向傳送單元7、驅(qū)動控制器17、X射線源控制器18和殼體(未示出)。輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3包括環(huán)形保持部分5和在環(huán)形保持部分5的內(nèi)部呈環(huán)形設(shè)置的多個輻射檢測器4。在輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3的輻射檢測器4的內(nèi)部，形成有被引入床16的通孔部分30。不僅沿環(huán)形保持部分5的圓周方向設(shè)置有多個輻射檢測器4(大約總共10000個)，而且沿通孔部分30的軸向設(shè)置有多個輻射檢測器4。所述輻射檢測器4是半導(dǎo)體輻射檢測器，并且作為檢測部分的每邊5mm的立方體的半導(dǎo)體裝置由碲化鎘(CdTe)制成。檢測部分還可以由砷化鎵(GaAs)或碲化鎘鋅(CZT)制成。環(huán)形保持部分5被設(shè)置在支撐6的頂部。支撐6和15相互連接，并被固定到檢查室的地板上。驅(qū)動控制器17和X射線源控制器18被設(shè)置在環(huán)形保持部分5的外表面上。輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3，驅(qū)動控制器17和X射線源控制器18被設(shè)置在殼體內(nèi)。
X射線源圓周方向傳送單元7包括X射線源裝置8和環(huán)形X射線源保持部分13。X射線源保持部分13被連附在環(huán)形保持部分5的外表面上，位于環(huán)形保持部分5的一端。環(huán)形導(dǎo)軌12被設(shè)置在X射線源保持部分13的一個端面上。導(dǎo)軌12和X射線源保持部分13圍繞著通孔部分30。X射線源裝置8包括X射線源9，X射線源驅(qū)動裝置10和軸向傳送臂11。X射線源驅(qū)動裝置10包括在殼體內(nèi)配備有第一電動機(jī)(未示出)和減速齒輪機(jī)構(gòu)的動力傳動機(jī)構(gòu)。動力傳動機(jī)構(gòu)和第一電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連。軸向傳送臂11伸入通孔部分30中，和X射線源驅(qū)動裝置10的殼體相連。X射線源9和軸向傳送臂11相連。軸向傳送臂11沿通孔部分30的軸向伸長，從而沿通孔部分30的軸向移動X射線源9。軸向傳送臂11借助于被安裝在X射線源驅(qū)動裝置10內(nèi)的第二電動機(jī)(未示出)的作用伸長。X射線源驅(qū)動裝置10和導(dǎo)軌12相連，使得其可以沿著導(dǎo)軌12運動而不會掉下。X射線源驅(qū)動裝置10包括用于接收來自上述動力傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動力的小齒輪(未示出)。所述小齒輪和導(dǎo)軌12上的齒條嚙合。
X射線源9包括公知的X射線管(未示出)。所述X射線管和實施例6中的X射線管具有相同的結(jié)構(gòu)和功能，并產(chǎn)生80keV的X射線。這些X射線從X射線源9發(fā)出。
輻射檢測器4通過導(dǎo)線23和其相應(yīng)的信號識別器19相連。對于每個輻射檢測器4提供一個具有圖8所示的結(jié)構(gòu)的信號識別器19A。信號識別器19A的γ射線識別器21通過一致檢測器26和計算機(jī)27相連。被提供的一致檢測器的數(shù)量是1，并且和γ射線識別器21相連。也可以對于幾個γ射線識別器21提供一致檢測器26。信號識別器19A的每個信號處理器和計算機(jī)27相連。存儲裝置28和顯示裝置29和計算機(jī)27相連。信號識別器19A是一種信號處理器。這種信號處理器具有包括信號處理器22的第一信號處理器和包括波形成形裝置20以及γ射線識別器21的第二信號處理器。
本實施例為這樣一個實例，其使用單個圖像拾取裝置2D進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查(使用輻射檢測器檢測從X射線源9發(fā)出并通過受檢者的身體的X射線的作用)和PET檢查(使用輻射檢測器檢測由PET放射性藥物引起的從受檢者體內(nèi)發(fā)出的γ射線的作用)。本實施例也基于在實施例6中說明的輻射檢測的原理。當(dāng)進(jìn)入人體的放射劑量被假定為360MBq或更低時，根據(jù)式(1)和(2)計算的特定的X射線發(fā)射時間T也可以被設(shè)置為1微秒或更少。
在進(jìn)行放射檢查之前，預(yù)先通過注射給予受檢者35以PET放射性藥物，使得進(jìn)入體內(nèi)的放射劑量是370MBq或更少。按照檢查目的選擇PET放射性藥物(癌的定位或者檢查心臟的動脈血流等)。使用圖像拾取裝置2，通過移動床16把受檢者引入通孔部分30中進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查和PET檢查，被給予了PET放射性藥物的受檢者35躺在床16上。
X射線源控制器18如實施例6那樣控制從X射線源9發(fā)射X射線的時間。當(dāng)開始X射線計算機(jī)斷層攝影檢查時，驅(qū)動控制器17輸出驅(qū)動開始信號，并閉合使電源和X射線源驅(qū)動裝置10的第一電動機(jī)相連的開關(guān)(下文稱為“第一電動機(jī)開關(guān)”)。由于供給電流，第一電動機(jī)開關(guān)旋轉(zhuǎn)，并通過動力傳動機(jī)構(gòu)將其轉(zhuǎn)動力傳送給小齒輪，因而小齒輪旋轉(zhuǎn)。因為小齒輪和導(dǎo)軌12的齒條嚙合，X射線源裝置8，即X射線源9便沿導(dǎo)軌沿圓周方向運動。X射線源以預(yù)定的速度圍繞受檢者35運動。當(dāng)完成X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)時，驅(qū)動控制器14輸出驅(qū)動停止信號，并斷開第一電動機(jī)開關(guān)。這使得X射線源沿圓周方向的運動停止。在本實施例中，呈環(huán)形設(shè)置在圓周方向的所有的輻射檢測器4不沿圓周方向運動，也不沿通孔部分30的軸向運動。使用公知的不干涉X射線源的運動的技術(shù)，控制信號從不動的X射線源控制器和驅(qū)動控制器發(fā)送給可動的X射線源。
當(dāng)開始X射線計算機(jī)斷層攝影檢查時，從驅(qū)動控制器17輸出的驅(qū)動開始信號被輸入X射線源控制器18。X射線源控制器18根據(jù)輸入的驅(qū)動開始信號輸出X射線產(chǎn)生信號。然后X射線源控制器18重復(fù)地輸出X射線停止信號和X射線產(chǎn)生信號。通過重復(fù)地輸出X射線停止信號和X射線產(chǎn)生信號，X射線源9在第一設(shè)置時間，即1微秒內(nèi)發(fā)送X射線，并在第二設(shè)置時間內(nèi)停止X射線的發(fā)送。在X射線源9的圓周方向運動期間，重復(fù)這種X射線的發(fā)送和停止。從X射線源9發(fā)出的X射線以扇束的形式照射到被引入通孔部分30中的受檢者35上。當(dāng)X射線源9沿圓周方向運動時，床16上的受檢者35受到所有方向的X射線照射。這些X射線通過受檢者35，并由沿圓周方向設(shè)置的多個輻射檢測器4檢測，這些輻射檢測器4的中心在這樣一個輻射檢測器4上，所述輻射檢測器4位于以通孔部分30的軸向中心為基點與X射線源9呈180°的位置。這些輻射檢測器4輸出X射線圖像拾取信號。這些X射線圖像拾取信通過它們的各自導(dǎo)線23輸入到其各自的信號識別器19A上。為了方便，用于檢測上述的X射線的輻射檢測器4被稱為“第一輻射檢測器4”。
由PET放射性藥物引起的511keV的γ射線從被引入通孔部分30中的床16上的受檢者35發(fā)出。第一輻射檢測器4之外的輻射檢測器4檢測從受檢者35發(fā)出的γ射線，并輸出γ射線圖像拾取信號。這些γ射線圖像拾取信號通過各自導(dǎo)線輸入到其各自的信號識別器19A上。為了方便，用于檢測γ射線的輻射檢測器4被稱為“第二輻射檢測器4”。
在信號識別器19A中，從第二輻射檢測器4輸出的γ射線圖像拾取信號被傳送給γ射線識別器21，且從第一輻射檢測器4輸出的X射線圖像拾取信號被傳送給信號處理器22。這些圖像拾取信號借助于信號識別器19A的轉(zhuǎn)換開關(guān)31的操作被傳送。根據(jù)從驅(qū)動控制器17輸出的轉(zhuǎn)換控制信號進(jìn)行使轉(zhuǎn)換開關(guān)31的可動端32和固定端33相連或者和固定端34相連的操作。驅(qū)動控制器17控制X射線源驅(qū)動裝置10的傳送操作，如上所述，并與此同時選擇第一輻射檢測器4，并使和這些第一輻射檢測器4相連的信號識別器19的轉(zhuǎn)換開關(guān)31的可動端32和固定端34相連。
下面說明選擇第一輻射檢測器4的方法。在X射線源驅(qū)動裝置10中的第一電動機(jī)和一個編碼器(未示出)相連。驅(qū)動控制器17接收編碼器的檢測信號，并確定X射線源驅(qū)動裝置10即X射線源9沿圓周方向的位置，并使用被存儲的每個輻射檢測器4的位置的數(shù)據(jù)選擇其位置和該X射線源9相對呈180°設(shè)置的輻射檢測器4。因為從X射線源9輻射的X射線沿導(dǎo)軌12的周邊方向具有某個寬度，所以除去選擇的輻射檢測器4之外，具有多個這樣的輻射檢測器4，其沿周邊方向檢測通過受檢者35的身體的X射線。驅(qū)動控制器17也選擇多個輻射檢測器4。這些輻射檢測器4是第一輻射檢測器。當(dāng)X射線源9沿圓周方向運動時，第一輻射檢測器4也改變。似乎第一輻射檢測器4也沿圓周方向和X射線源9一道運動。當(dāng)在X射線源9沿圓周方向運動時驅(qū)動控制器17選擇另一個輻射檢測器4時，和成為新的第一輻射檢測器4的輻射檢測器4相連的可動端32和固定端34相連。當(dāng)X射線源9沿圓周方向運動時，借助于驅(qū)動控制器17，使和不再是第一輻射檢測器4的輻射檢測器4相連的可動端32和固定端31相連。
第一輻射檢測器4也可以被稱為通過轉(zhuǎn)換開關(guān)31和信號處理器22相連的輻射檢測器4。第二輻射檢測器4也可以被稱為通過轉(zhuǎn)換開關(guān)31和γ射線識別器21相連的輻射檢測器4。根據(jù)和X射線源9的位置關(guān)系，在環(huán)形保持部分5中安裝的各個輻射檢測器4有時成為第一輻射檢測器4或第二輻射檢測器4。因此，一個輻射檢測器4可以分別輸出X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號。
第一輻射檢測器4在1微秒的第一設(shè)置時間內(nèi)檢測由X射線源9發(fā)出并通過受檢者35的X射線。如上所述，在1微秒的時間內(nèi)，第一輻射檢測器3檢測到從受檢者35發(fā)出的γ射線的可能性極小，因而可以忽略。由PET放射性藥物引起的在受檢者35中的體內(nèi)產(chǎn)生的許多γ射線不沿特定的方向輻射，而沿所有方向輻射。這些γ射線是成對的，并且?guī)缀跹乇舜讼喾吹姆较蜉椛?180°±0.6°)，如上所述，因而可以被輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3的第二輻射檢測器4中的任何一個檢測。
在受檢者35的感染部位的位置未被事先確定的情況下，使床16移動，以便對受檢者35進(jìn)行全身的PET檢查。在進(jìn)行這種PET檢查時，使X射線源9沿圓周方向轉(zhuǎn)動，并對進(jìn)行PET檢查的部分進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查。在受檢者35的感染部位的位置事先由其它檢查被確定的情況下，床16被這樣移動，使得感染部位的預(yù)定位置被引入通孔部分30中，并使用圖像拾取裝置2在感染部位附近進(jìn)行PET檢查和X射線計算機(jī)斷層攝影檢查。
下面說明當(dāng)輸入從輻射檢測器4輸出的X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號時信號識別器19A的信號處理。從第一輻射檢測器4輸出的X射線圖像拾取信號借助于上述的轉(zhuǎn)換開關(guān)的作用被輸入到信號處理器22，信號處理器22使用積分器積分輸入的X射線圖像拾取信號，并輸出X射線圖像拾取信號的積分值，即關(guān)于X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度的信息。
從第二輻射檢測器4輸出的γ射線圖像拾取信號通過轉(zhuǎn)換開關(guān)31的作用被輸入波形成形裝置20。波形成形裝置20把具有上述的圖3所示的波形的γ射線圖像拾取信號轉(zhuǎn)換成具有圖4所示的時間高斯分布波形的γ射線圖像拾取信號并輸出。通過消滅從PET放射性藥物發(fā)射的正電子而在人體內(nèi)產(chǎn)生的γ射線的能量是511keV，如上所述。當(dāng)收到具有等于或大于第一能量設(shè)置值450keV的圖像拾取信號時，γ射線識別器21產(chǎn)生具有預(yù)定能量的脈沖信號，如實施例1所述。γ射線識別器21可被認(rèn)為具有第一濾波器，如實施例1所述。
一致檢測器26被饋給從每個信號識別器19A的γ射線識別器21輸出的脈沖信號，使用這些脈沖信號進(jìn)行一致性計數(shù)，并計算γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率。此外，一致檢測器26存儲兩個檢測點的數(shù)據(jù)作為γ射線檢測的位置信息，在所述兩個點上利用一對相應(yīng)于一對γ射線的脈沖信號檢測點一對γ射線(中心在通孔部分30的軸向的中心上的具有大約180°差的一對輻射檢測器4的位置)。
計算機(jī)27執(zhí)行圖18所示的步驟54A，55A，57-62的處理。執(zhí)行這種處理的計算機(jī)27是一種斷層數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置。由一致檢測器26計數(shù)的γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率、從一致檢測器26輸出的檢測點的位置信息以及從信號處理器22輸出的X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度被輸入(步驟54A)。γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率、檢測點的位置信息和已經(jīng)被輸入的X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度被存儲在存儲裝置28中(步驟55A)。如實施例1那樣執(zhí)行步57-62的處理。在步驟57中，使用從存儲裝置28中提取的X射線圖像拾取信號的強(qiáng)度計算每個體素的X射線的衰減率。在顯示裝置29上顯示熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)。
順便說明，X射線計算機(jī)斷層圖像需要多個掃描數(shù)據(jù)段，因此，通過使用X射線源驅(qū)動裝置10使X射線源9沿著導(dǎo)軌12運動，可以從輻射檢測器4獲得所需的數(shù)據(jù)量。通過X射線源9的圓周掃描，本實施例能夠獲得受檢者35的一個截面上的關(guān)于X射線圖像拾取信號的兩維的截面數(shù)據(jù)。關(guān)于在另一個截面上的X射線圖像拾取信號的兩維的截面數(shù)據(jù)，可以借助于伸長軸向傳送臂11，并沿著通孔部分30的軸向移動X射線源9來獲得。借助于積累這些兩維的截面數(shù)據(jù)段，可以獲得三維的截面數(shù)據(jù)。通過使用這些三維的截面數(shù)據(jù)，可以獲得三維的X射線計算機(jī)斷層攝影數(shù)據(jù)。此外，通過在X射線源9轉(zhuǎn)動時沿通孔部分30的軸向連續(xù)地伸長軸向傳送臂11，可以進(jìn)行X射線的螺旋掃描。關(guān)于在另一個截面上的X射線圖像拾取信號的兩維的截面數(shù)據(jù)，也可以通過沿通孔部分30的軸向移動床16來獲得，而不用伸長軸向傳送臂11。
本實施例可以產(chǎn)生以下的效果(1)在本實施例中，在輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3上提供的多個輻射檢測器4被設(shè)置成環(huán)形。本實施例使得被設(shè)置成環(huán)形的這些輻射檢測器4不僅能夠檢測受檢者35發(fā)出的γ射線，而且能夠檢測由沿周邊方向運動的X射線源9發(fā)出并通過受檢者35的X射線。因而，和需要一個圖像拾取裝置檢測穿透的X射線，另一個圖像拾取裝置檢測γ射線的常規(guī)的技術(shù)相比，本實施例只需要一個圖像拾取裝置，這簡化了能夠?qū)嵭蠿射線計算機(jī)斷層攝影檢查和PET檢查的放射成像設(shè)備的配置。
(2)在本實施例中，被設(shè)置呈環(huán)形的每個輻射檢測器4輸出X射線圖像拾取信號，其是通過人體35的X射線的檢測信號(稱為“透射X射線”)，和γ射線圖像拾取信號，其是由放射性藥物引起的從人體內(nèi)發(fā)出的γ射線的檢測信號。這種配置進(jìn)一步簡化了放射成像設(shè)備的配置，并減小了放射成像設(shè)備的尺寸。
(3)本實施例可以利用X射線圖像拾取信號重構(gòu)包括受檢者35的內(nèi)部器官和骨骼的圖像的第一斷層圖像(X射線計算機(jī)斷層圖像)，所述X射線圖像拾取信號是被排列成環(huán)形的輻射檢測器4的一個輸出信號，并且可以使用γ射線圖像拾取信號重構(gòu)包括受檢者35的感染部位的圖像的第二斷層圖像，所述γ射線圖像拾取信號是輻射檢測器4的另一個輸出信號。因為第一斷層圖像數(shù)據(jù)和第二斷層圖像數(shù)據(jù)根據(jù)檢測穿透的X射線和γ射線的輻射檢測器4的輸出信號被重構(gòu)，所以可以熔合被精確定位的第一斷層圖像數(shù)據(jù)和第二斷層圖像數(shù)據(jù)這使得能夠容易地獲得包括感染部位、內(nèi)部器官和骨骼的精確的斷層圖像(熔合的斷層圖像)。所述熔合的斷層圖像使得能夠準(zhǔn)確地知道感染部位相對于內(nèi)部器官和骨骼的位置。例如，通過對準(zhǔn)第一斷層圖像數(shù)據(jù)和其中心在圖像拾取裝置2的通孔部分30的軸向中心上的第二斷層圖像數(shù)據(jù)，可以容易地獲得含有兩種斷層圖像的圖像數(shù)據(jù)。
(4)本實施例可以由共用的輻射檢測器4獲得用于產(chǎn)生第一斷層圖像所需的圖像拾取信號和用于產(chǎn)生第二斷層圖像的圖像拾取信號，因而大大縮短了受檢者35的所需的檢查時間(檢查時間)。換句話說，本實施例可以在短的檢查時間內(nèi)獲得用于產(chǎn)生第一斷層圖像所需的圖像拾取信號和用于產(chǎn)生第二斷層圖像所需的圖像拾取信號。本實施例不需要使受檢者從用于檢測穿透的X射線的圖像拾取裝置移動到另一個用于檢測γ射線的圖像拾取裝置，如現(xiàn)有技術(shù)那樣，因而減少了受檢者移動的可能性。不需要使受檢者從用于檢測穿透的X射線的圖像拾取裝置移動到另一個用于檢測γ射線的圖像拾取裝置，也可以縮短用于檢查受檢者的時間。
(5)本實施例轉(zhuǎn)動X射線源9而不移動輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3，即，在通孔部分30的圓周方向和軸向中的輻射檢測器4，因而，和需要移動輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3的電動機(jī)相比，本實施例的用于使X射線源9轉(zhuǎn)動的電動機(jī)可以具有較小的容量。這還可以減少用于驅(qū)動所述電動機(jī)所需的功率。
(6)因為輸入到信號處理器22即第一信號處理器的γ射線圖像拾取信號的數(shù)量被大大減少，所以可以獲得精確的第一斷層圖像數(shù)據(jù)。因而，利用通過組合第一斷層圖像數(shù)據(jù)和第二斷層圖像數(shù)據(jù)而獲得的圖像數(shù)據(jù)使得能夠精確地知道感染部位的位置。
(7)在本實施例中，X射線源9在被排列成環(huán)形的輻射檢測器4內(nèi)轉(zhuǎn)動，因此環(huán)形保持部分5的直徑增加，因而可以增加在環(huán)形保持部分5中沿圓周方向設(shè)置的輻射檢測器4的數(shù)量。這使得能夠改善靈敏度和關(guān)于受檢者35的截面的分辨率。
(8)在本實施例中，因為在輻射檢測器4的內(nèi)部的和X射線源9相連的軸向傳送臂11以及X射線源9的位置，有可能擋住從受檢者35發(fā)出的γ射線，從而妨礙位于其正后方的輻射檢測器4檢測到γ射線因而丟失用于產(chǎn)生PE圖像所需的檢測數(shù)據(jù)。不過，因為X射線源9和軸向傳送臂11借助于上述的在本實施例中的X射線源驅(qū)動裝置10沿圓周方向轉(zhuǎn)動，所以實際上數(shù)據(jù)的丟失不是問題。特別是，X射線源9和軸向傳送臂11的轉(zhuǎn)速大約是1秒/片，因此和用于進(jìn)行PET檢查所需的時間相比，該時間最小為幾分鐘的數(shù)量級，是足夠短的。因此，從這方面來看，實際上數(shù)據(jù)的丟失也不是問題。此外，當(dāng)不進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查時，可以從輻射檢測器4中除去關(guān)于X射線計算機(jī)斷層攝影檢查的設(shè)備并被封裝起來。例如，本實施例采用X射線源9被封裝在X射線源驅(qū)動裝置10中的結(jié)構(gòu)。
(實施例8)下面使用圖19說明按照本發(fā)明另一實施例的實施例8的放射成像設(shè)備1F。放射成像設(shè)備1F利用圖像拾取裝置2F替代實施例7中的放射成像設(shè)備1E的圖像拾取裝置2E，并利用圖2所示的信號識別器19代替信號識別器19A。放射成像設(shè)備1F的其余的結(jié)構(gòu)和放射成像設(shè)備1E的結(jié)構(gòu)相同。因為放射成像設(shè)備1F具有信號識別器19，所以計算機(jī)27執(zhí)行圖5所示的處理。圖像拾取裝置2F具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中實施例7中的圖像拾取裝置2E的驅(qū)動控制器17和X射線源控制器18分別被驅(qū)動控制器17A和X射線源控制器18A代替。圖像拾取裝置2F的其余結(jié)構(gòu)和圖像拾取裝置2E的相同。對于每個輻射檢測器4提供一個信號識別器19。信號識別器19的脈沖高度分析器38和計算機(jī)27相連。信號識別器19的γ射線識別器21通過一致檢測器26和計算機(jī)27相連。信號識別器19A是一種信號處理器，并提供有具有脈沖高度分析器38的第一信號處理器和具有波形成形裝置20以及γ射線識別器21的第二信號處理器。驅(qū)動控制器17A和X射線源控制器18A被安裝在環(huán)形保持部分5上。
本實施例表示一個這樣的例子，其使用一個圖像拾取裝置2F進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查和PET檢查。由輻射檢測器4檢測從受檢者35的感染部位發(fā)出的511keV的γ射線，受檢者被給予PET放射性藥物，并躺在床16上，同時被引入通孔部分30中。另一方面，由輻射檢測器4檢查由X射線源9發(fā)出的并通過受檢者35之后的X射線(80keV)。在X射線計算機(jī)斷層攝影檢查期間X射線源9的轉(zhuǎn)動操作和實施例7中相同。以和實施例1相同的方式檢測X射線和γ射線。在從X射線源9發(fā)出的X射線不能到達(dá)的位置的輻射檢測器4(例如沿通孔部分30的軸向遠(yuǎn)離X射線源9的輻射檢測器4)檢測γ射線，除非X射線源9沿軸向移動。本實施例的驅(qū)動控制器17A以和實施例1中的驅(qū)動控制器相同的方式輸出驅(qū)動開始信號和驅(qū)動停止信號，用于控制X射線源驅(qū)動裝置10的運動。不過，驅(qū)動控制器17A不進(jìn)行由驅(qū)動控制器17進(jìn)行的轉(zhuǎn)換開關(guān)31的轉(zhuǎn)換控制。X射線源控制器18A輸出X射線產(chǎn)生信號，用于如同實施例1中的情況那樣閉合X射線源開關(guān)，并輸出X射線停止信號，以便打開X射線源開關(guān)。不過，X射線源控制器18A不用這樣的方式進(jìn)行控制，使得只在第一設(shè)置時間內(nèi)產(chǎn)生X射線，在所述第一設(shè)置時間期間入射到輻射檢測器4上的γ射線是可以忽略的，如同在實施例1中的X射線源控制器18中的情況下那樣。因而，在本實施例中，甚至檢測X射線的輻射檢測器4也檢測γ射線。因此，在使用一個圖像拾取裝置2A進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查和PET檢查的本實施例中，每個輻射檢測器4輸出包括X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號的輸出信號。來自輻射檢測器4的輸出信號被輸入其各自的信號識別器19中。
信號識別器19執(zhí)行和實施例1一樣的X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號的處理。本實施例使用信號識別器19從輻射檢測器4輸出的圖像拾取信號中分離具有相對于峰值計數(shù)率的不同能級的X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號。一致檢測器26使用從每個信號識別器19的每個γ射線識別器21輸出的脈沖信號同時計算關(guān)于γ射線圖像拾取信號的計數(shù)率，并把所述計數(shù)率輸入給計算機(jī)27。脈沖高度分析器38把X射線圖像拾取信號的計數(shù)率輸出到計算機(jī)27。計算機(jī)27執(zhí)行基于圖5所示的步54-62的處理。通過組合第一斷層圖像數(shù)據(jù)和第二斷層圖像數(shù)據(jù)而獲得的熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)被在顯示裝置29上顯示。
本實施例可以提供實施例1的效果(1)到(5)，(7)和(8)。此外，本實施例還具有下述的效果(9)和(10)。
(9)本實施例利用從輻射檢測器4的輸出信號中分離X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號。因而，本實施例可以使用分離分X射線圖像拾取信號容易地產(chǎn)生第一斷層圖像數(shù)據(jù)，并且使用分離的γ射線圖像拾取信號容易地產(chǎn)生第二斷層圖像數(shù)據(jù)。此外，本實施例可以如實施例1那樣容易地熔合第一斷層圖像數(shù)據(jù)和第二斷層圖像數(shù)據(jù)。
(10)使用半導(dǎo)體輻射檢測器作為輻射檢測器4具有高的能量分辨率。因而，本實施例使用信號識別器19A可以從輻射檢測器4的輸出中容易地分離出X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號。
(實施例9)下面使用圖20說明作為本發(fā)明另一個實施例的放射成像設(shè)備1G。放射成像設(shè)備1G具有由實施例7的圖像拾取裝置2E的結(jié)構(gòu)稍微改變的圖像拾取裝置2G的結(jié)構(gòu)。即，圖像拾取裝置2G具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中圖像拾取裝置2E中的X射線源圓周方向傳送裝置7被X射線源圓周方向傳送裝置7A代替。放射成像設(shè)備1G的其余配置和放射成像設(shè)備1E的相同。X射線源圓周方向傳送裝置7A包括X射線源裝置8A和環(huán)形X射線源保持部分13。本實施例的X射線源保持部分13的配置和實施例7中的X射線源保持部分相同。X射線源裝置8A包括X射線源9和X射線源驅(qū)動裝置10，并且沒有任何的軸向傳動臂(transfer arm)8。在本實施例中，X射線源9以這樣的方式設(shè)置，使得其面向輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3的一個端面，即，一個和另一個的端面相鄰地設(shè)置。按照上述布置的X射線源9被連附在X射線源驅(qū)動裝置10的殼體上，其沿通孔部分30的軸向傾斜，使得X射線發(fā)射孔可以面向這樣的輻射檢測器4，所述輻射檢測器4在輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的輻射檢測器4和X射線源9呈反向180度設(shè)置。在本實施例中的X射線源驅(qū)動裝置10的殼體比實施例7中的X射線源驅(qū)動裝置10的殼體短。
如同實施例7的情況一樣，本實施例也使用單個圖像拾取裝置進(jìn)行PET檢查和X射線計算機(jī)斷層攝影檢查。本實施例中的PET檢查以和實施例7相同的方式通過使用第二輻射檢測器4檢測由PET放射性藥物引起的由受檢者35發(fā)出的γ射線進(jìn)行。X射線計算機(jī)斷層攝影檢查也和X射線源裝置8被轉(zhuǎn)動的實施例1的情況那樣通過沿著導(dǎo)軌12轉(zhuǎn)動X射線源裝置8A進(jìn)行。在PET檢查或X射線計算機(jī)斷層攝影檢查期間，在床16上的受檢者35被沿軸向移動。在本實施例中，X射線從傾斜的X射線源9沿對角線方向照射到受檢者35上，并沿對角線方向通過受檢者35的身體。這些穿過的X射線被第一輻射檢測器4檢測。在本實施例中，第一輻射檢測器4位于面向X射線源裝置8的輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3的端部。從第一輻射檢測器4輸出的X射線圖像拾取信號和從第二輻射檢測器4輸出的γ射線圖像拾取信號獲得熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)的處理以和實施例7相同的方式進(jìn)行。本實施例使用X射線圖像拾取信號獲得沿對角線方向通過受檢者35的身體的X射線的X射線計算機(jī)斷層圖像，因此，需要使X射線源9傾斜一個不會使X射線計算機(jī)斷層圖像的精度變差的角度。
本實施例可以產(chǎn)生實施例7中(1)-(6)的效果。本實施例還可以產(chǎn)生下面的(11)-(13)的效果。
(11)因為本實施例中的X射線源9緊靠其中以環(huán)形設(shè)置有輻射檢測器4的輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動，所以環(huán)形保持部分5的直徑可被減小。這減小了兩個彼此相對呈180°的輻射檢測器4之間的距離，使得能夠改善PET圖像的質(zhì)量。從受檢者35的體內(nèi)發(fā)出的一對γ射線不精確地成180°，而是180°±0.6°。當(dāng)輻射檢測器4之間的距離增加時，±0.6°影響也增加，因而在相應(yīng)于由一致檢測器26規(guī)定的一對γ射線的兩個檢測點之間產(chǎn)生小的偏差。當(dāng)這些輻射檢測器4之間的距離小時，±0.6°的影響也減小，使得在相應(yīng)于由一致檢測器26規(guī)定的一對γ射線的兩個檢測點比較接近真實的位置。這改善了本實施例中的PET圖像的質(zhì)量。
(12)因為本實施例中的X射線源9緊靠其中以環(huán)形設(shè)置有輻射檢測器4的輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動，所以沒有物體阻礙在輻射檢測器4的前方由受檢者35發(fā)出的γ射線，如同實施例7中X射線源9和軸向傳送臂11那樣。因而，本實施例沒有實施例7的情況下的丟失數(shù)據(jù)的問題。
(13)因為輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的直徑被減小，所以和實施例1相比，本實施例使得能夠進(jìn)一步減小放射成像設(shè)備的尺寸。
當(dāng)X射線源9沿圓周方向轉(zhuǎn)動時，通過使用受檢者保持裝置14的床16使受檢者35在通孔部分30內(nèi)部連續(xù)運動，本實施例還可以進(jìn)行X射線螺旋掃描。
(實施例10)下面根據(jù)圖21說明作為本發(fā)明另一個實施例的實施例10。本實施例的放射成像設(shè)備具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中在放射成像設(shè)備1E中的圖像拾取裝置2E被圖像拾取裝置2H代替。放射成像設(shè)備1H的其余結(jié)構(gòu)和放射成像設(shè)備1E相同。圖像拾取裝置2H包括一對輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3A和3B。輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3A包括環(huán)形保持部分5A和呈環(huán)形被安裝在環(huán)形保持部分5A內(nèi)部的多個輻射檢測器4，如同實施例7的情況一樣。輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3B包括環(huán)形保持部分5B和呈環(huán)形被安裝在環(huán)形保持部分5B內(nèi)部的多個輻射檢測器4，如同實施例7的情況一樣。對于輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3A和3B提供的輻射檢測器4和實施例7中使用的相同。對于輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3A和3B提供的輻射檢測器4和其各自的信號識別器19A相連，或者更具體地說，通過導(dǎo)線23和信號識別器19A中各自的轉(zhuǎn)換開關(guān)31相連，如同實施例7的情況那樣。在輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3A和3B上的輻射檢測器4內(nèi)部形成通孔部分30，床16被引入所述通孔部分30中。輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3A和3B被彼此相鄰地設(shè)置，使得在其間形成一個裂縫(間隙)。所述裂縫沿輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的整個圓周形成。輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3A被連附在支撐6A上，所述支撐6A用于把環(huán)形保持部分5A固定在地板上。輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3B被連附在支撐6B上，所述支撐6B用于把環(huán)形保持部分5B固定在地板上。輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3A的軸向中心和輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3B的軸向中心對準(zhǔn)，并且環(huán)形保持部分5A和5B具有相同的內(nèi)徑和外徑。
此外，圖像拾取裝置2H還具有X射線源圓周方向傳送裝置7B，其包括X射線源裝置8B和環(huán)形的X射線源裝置保持部分13。X射線源圓周方向傳送裝置7B的環(huán)形的X射線源裝置保持部分13和實施例7的這些部分具有相同的形狀，并被連附在環(huán)形保持部分5A的外表面上。X射線源裝置8B包括X射線源9和X射線源驅(qū)動裝置10，沒有軸向傳送臂11。在本實施例中，X射線源9位于環(huán)形保持部分5A，5B的外部，并面向間隙36。X射線源9被連附在X射線源驅(qū)動裝置10的殼體上，相對于通孔部分30的軸向以這種方式傾斜，使得X射線發(fā)射孔(emission orifice)可以面對和在輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3B的輻射檢測器4的X射線源9相對呈180°的位置的輻射檢測器4。如在實施例7的情況那樣，本實施例也使用單個圖像拾取裝置進(jìn)行PET檢查和X射線計算機(jī)斷層攝影檢查。本實施例的PET檢查以和實施例7相同的方式通過檢查由PET放射性藥物引起的在受檢者35體內(nèi)發(fā)出的γ射線進(jìn)行。X射線計算機(jī)斷層攝影檢查通過沿著導(dǎo)軌12圍繞受檢者35轉(zhuǎn)動X射線源裝置8B進(jìn)行，如同實施例7的情況那樣，其中X射線源裝置8被轉(zhuǎn)動。在PET檢查或者X射線計算機(jī)斷層攝影檢查期間，受檢者35沿軸向移動，如同實施例9的情況那樣。在本實施例中，為了使X射線源裝置8B平滑地轉(zhuǎn)動，在支撐6B和環(huán)形保持部分5A的外部的X射線源裝置保持部分13之間形成有空間37。當(dāng)X射線源裝置8B轉(zhuǎn)動時，其通過所述空間37。在本實施例中，從傾斜的X射線源9發(fā)出的并通過間隙36的X射線沿對角線方向照射到躺在床16上的受檢者上，并沿對角線方向通過受檢者35的身體。這些通過的X射線被第一輻射檢測器4檢測。在本實施例中，第一輻射檢測器4位于面向X射線源9的輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3B的一端。因為從X射線源9發(fā)出的X射線具有某個寬度，所以在面向輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3B的輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3A的一個端面上也具有第一輻射檢測器4。當(dāng)X射線源9如在實施例1中那樣旋轉(zhuǎn)時，第一輻射檢測器4沿輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的周邊方向運動。
使用從第一輻射檢測器4輸出的X射線圖像拾取信號和從第二輻射檢測器4輸出的γ射線圖像拾取信號獲得熔合斷層圖像數(shù)據(jù)的處理以和實施例7相同的方式進(jìn)行。本實施例使用沿對角線方向通過受檢者身體的X射線的X射線圖像拾取信號獲得X射線計算機(jī)斷層圖像，因此，需要使X射線源9傾斜一個不致使X射線計算機(jī)斷層圖像的精度變差的角度。
本實施例可以產(chǎn)生實施例7的效果(1)-(6)，并且還產(chǎn)生實施例9中的效果(11)-(13)。
在本實施例中，可以向著輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3B伸長X射線源驅(qū)動裝置10，并相對于通孔部分30的軸向被這樣傾斜地連附到X射線源裝置10的殼體上，使得在X射線源9中的X射線源發(fā)射孔面向和在輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3A的輻射檢測器4的X射線源9相對呈180°的輻射檢測器4。還可以把X射線源裝置保持部分13連附于環(huán)形保持部分5B，并使其這樣傾斜，使得X射線源9的X射線發(fā)射孔面向輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3A的輻射檢測器4。
(實施例11)下面根據(jù)圖22和圖23說明作為本發(fā)明另一個實施例的實施例11的放射成像設(shè)備1I。本實施例的放射成像設(shè)備1I包括圖像拾取裝置2I，并除去圖像拾取裝置2I之外具有和放射成像設(shè)備1E相同的結(jié)構(gòu)。圖像拾取裝置2I包括輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3C和X射線源圓周方向傳送裝置7C。輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3C包括位于被安裝在支撐6中的環(huán)形保持部分5C的內(nèi)表面上的多個輻射檢測器4，如實施例1的情況那樣。環(huán)形保持部分5C具有窄縫36A，其是在180°的范圍內(nèi)切開的通孔。窄縫36A位于環(huán)形保持部分5C的上半部中。在窄縫36A的部分中沒有輻射檢測器4。準(zhǔn)直器39被設(shè)置在環(huán)形保持部分5C的內(nèi)部的窄縫36A中。準(zhǔn)直器39是由鉛制成的。輻射檢測器4位于準(zhǔn)直器39的外部。
X射線源圓周方向傳送裝置7C被設(shè)置在環(huán)形支撐的外部，如同實施例10中的X射線源圓周方向傳送裝置7B那樣，并且準(zhǔn)半環(huán)X射線源裝置保持部分13A設(shè)置在環(huán)形保持部分5C的上部的外表面上。半環(huán)導(dǎo)軌12A被連附于X射線源裝置保持部分13A上。X射線源圓周方向傳送裝置7C具有包括X射線源9和X射線驅(qū)動裝置10的X射線源裝置8C。X射線源裝置8C和X射線源裝置8B的區(qū)別僅在于X射線源9被連附于X射線源驅(qū)動裝置10上，使得X射線源9的X射線發(fā)射孔位于和通孔部分30的軸向中心垂直的方位上。
本實施例也使用單個圖像拾取裝置2I對躺在床16上的并被給予PET放射性藥物的受檢者35進(jìn)行PET檢查和X射線計算機(jī)斷層攝影檢查。在PET檢查或X射線計算機(jī)斷層攝影檢查期間，受檢者35沿軸向移動，如同實施例9的情況那樣。通過用從X射線源9發(fā)出的并經(jīng)過窄縫36A和準(zhǔn)直器39的X射線照射受檢者35進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查。以和實施例4相同的方式利用通過窄縫的X射線照射受檢者35。在本實施例中的PET檢查借助于使用第二輻射檢測器4以和實施例7相同的方式檢測由受檢者35發(fā)出的γ射線進(jìn)行，并通過使用第一輻射檢測器4檢查通過受檢者35的X射線進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查。
在本實施例中，通過沿著導(dǎo)軌12A在180°的范圍內(nèi)圍繞受檢者35移動X射線源裝置保持部分進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查，從而使用第一輻射檢測器4獲得X射線圖像拾取信號。使用所述X射線圖像拾取信號經(jīng)過計算機(jī)27的處理獲得X射線計算機(jī)斷層攝影檢查的兩維的截面數(shù)據(jù)。使用借助于沿通孔部分30的軸向并沿著X射線源9的導(dǎo)軌12A移動受檢者35而獲得的X射線圖像拾取信號，可以產(chǎn)生另一個兩維截面數(shù)據(jù)。通過這這些兩維截面數(shù)據(jù)相互疊置，可以獲得X射線計算機(jī)斷層圖像的三維截面數(shù)據(jù)。此外，當(dāng)X射線源9沿圓周方向轉(zhuǎn)動時，通過連續(xù)地移動受檢者35，也可以進(jìn)行X射線的偽螺旋掃描。不過，在本實施例中，X射線源9只能在180°范圍內(nèi)運動，通過連續(xù)地重復(fù)X射線源9的前后運動，也可以進(jìn)行偽螺旋掃描。
本實施例可以產(chǎn)生實施例7的效果(1)-(6)，也可以產(chǎn)生實施例9的效果(11)到(13)。本實施例還可以產(chǎn)生下面的效果(14)和(15)。
(14)準(zhǔn)直器39的輻射屏蔽功能可阻止X射線進(jìn)入和窄縫36A相鄰的輻射檢測器4。此外，準(zhǔn)直器39把從X射線源9發(fā)出的X射線校直成扇束的形式。
(15)和當(dāng)準(zhǔn)直器被安裝在跟隨著的X射線源9上時相比，X射線源9的重量較輕，因此，當(dāng)X射線源9由X射線源驅(qū)動裝置10移動時，施加于X射線源驅(qū)動裝置10上的載荷可被減輕。這減少了X射線源驅(qū)動裝置10的第一電動機(jī)的功率消耗。
代替對環(huán)形保持部分5C提供準(zhǔn)直器39，準(zhǔn)直器也可以被連附于X射線源9上。所述準(zhǔn)直器抑制X射線沿通孔部分30的軸向散開，因此可以減少窄縫36A的寬度。因此，沒有X射線進(jìn)入和窄縫36A相鄰的輻射檢測器4。
在環(huán)形保持部分5C上，也可以形成多個窄縫36A，它們沿環(huán)形保持部分5C的軸向相互靠緊。在這種情況下，X射線源9位于向外離開環(huán)形保持部分5C的位置，使得從X射線源9發(fā)出的X射線可以通過窄縫36A。通過多個窄縫36A的X射線可以利用位于環(huán)形保持部分5C的軸向的不同位置的各自的第一輻射檢測器4檢測。通過沿圓周方向掃描X射線源9，這種結(jié)構(gòu)使得可以同時一致地獲得能夠產(chǎn)生X射線計算機(jī)斷層圖像的多個兩維截面數(shù)據(jù)的X射線圖像拾取信號。這使得X射線計算機(jī)斷層攝影檢查具有高的效率。
(實施例12)下面使用圖24和25說明作為本發(fā)明另一個實施例的實施例12的放射成像設(shè)備1J。與實施例7-11相比，其中輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)是固定的，本實施例具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)和X射線源一道轉(zhuǎn)動。放射成像設(shè)備1J具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中在放射成像設(shè)備1F中的圖像拾取裝置2F用圖像拾取裝置2J代替。放射成像設(shè)備1J的其余結(jié)構(gòu)和放射成像設(shè)備1E的相同。圖像拾取裝置2J具有環(huán)形轉(zhuǎn)子40、圓周方向驅(qū)動裝置41、驅(qū)動控制器17A和X射線源控制器18A。
環(huán)形轉(zhuǎn)子40具有輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3D、X射線源裝置8C和X射線源裝置保持部分48。輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3D包括輻射檢測器4和環(huán)形保持部分5D。如同實施例2的情況那樣，輻射檢測器4被固定在環(huán)形保持部分5D的內(nèi)表面上。環(huán)形保持部分5D形成一窄縫36B，其沿軸向延伸，并在圓周方向的一個位置上具有矩形的截面。在窄縫36B的部分內(nèi)不設(shè)置輻射檢測器4。X射線源裝置保持部分48沿軸向延伸并被設(shè)置在環(huán)形保持部分5D的外表面上。本實施例中的X射線源裝置8C具有和實施例11類似的結(jié)構(gòu)。X射線源裝置8C的X射線源驅(qū)動裝置10沿著為X射線源裝置保持部分48提供的導(dǎo)軌12B運動。因而，X射線源9沿輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3D的軸向運動。
圓周方向驅(qū)動裝置41包括基本上是環(huán)形的轉(zhuǎn)子保持部分42和驅(qū)動單元44。轉(zhuǎn)子保持部分42被安裝在固定于地板上的支撐6C上，如圖26所示。和轉(zhuǎn)子保持部分42的支撐6C接觸的區(qū)域的一部分被切口，形成空間43，如圖26所示。驅(qū)動單元44位于空間43內(nèi)。驅(qū)動單元44包括電動機(jī)45，和電動機(jī)45的轉(zhuǎn)軸相連的減速齒輪裝置46和與減速齒輪裝置46相連的小齒輪47。電動機(jī)45和減速齒輪裝置46被安裝在支撐6C上。轉(zhuǎn)子保持部分42包括在面向環(huán)形轉(zhuǎn)子40的一端上的基本上是圓環(huán)形的導(dǎo)槽49。支撐15還包括在面向環(huán)形轉(zhuǎn)子40的一個端面上的弧形導(dǎo)槽50。環(huán)形保持部分5D的一端被插在導(dǎo)槽49中，另一端被插在導(dǎo)槽50中。齒條(未示出)被提供在環(huán)形保持部分5D的轉(zhuǎn)子保持部分42一側(cè)的一端的外表面上。所述齒條和小齒輪47嚙合。環(huán)形轉(zhuǎn)子40被支撐15和轉(zhuǎn)子保持部分42支撐著，其中環(huán)形保持部分5D的一端被插在導(dǎo)槽49和50中。
本實施例通過轉(zhuǎn)動環(huán)形轉(zhuǎn)子40進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查和PET檢查。當(dāng)兩種檢查都進(jìn)行時，輻射檢測器4和X射線源9都沿圓周方向轉(zhuǎn)動。在檢查開始，電動機(jī)45被驅(qū)動，其轉(zhuǎn)動力通過減速齒輪裝置46傳送到小齒輪47。當(dāng)小齒輪47轉(zhuǎn)動時，環(huán)形保持部分5D在導(dǎo)槽49和50的引導(dǎo)下轉(zhuǎn)動。環(huán)形轉(zhuǎn)子40用這種方式轉(zhuǎn)動。當(dāng)環(huán)形轉(zhuǎn)子40轉(zhuǎn)動時，從X射線源9發(fā)射X射線。安裝在X射線源9上的準(zhǔn)直器(未示出)抑制X射線沿通孔部分30的軸向散開，因而沿軸向形成扇形X射線。
因為在本實施例中輻射檢測器4和X射線源9都沿圓周方向轉(zhuǎn)動，所以檢測X射線的輻射檢測器的位置不改變，如實施例7到11的情況那樣。即，當(dāng)X射線源9轉(zhuǎn)動時，位于輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3D內(nèi)的特定位置中的多個輻射檢測器4(稱為“輻射檢測器4A”見圖25)總是檢測通過受檢者35的X射線。這些輻射檢測器4A也檢測由受檢者35發(fā)出的γ射線并輸出X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號。和輻射檢測器4A相連的信號識別器19進(jìn)行如實施例8那樣的X射線圖像拾取信號和γ射線圖像拾取信號的處理。輻射檢測器4A之外的輻射檢測器4(被稱為“輻射檢測器4B”，見圖25)檢測γ射線，而不檢測X射線。輻射檢測器4B不輸出X射線圖像拾取信號，而輸出γ射線圖像拾取信號。因而，和輻射檢測器4B相連的信號識別器19不具有用于處理X射線圖像拾取信號的脈沖高度分析器38，這使得結(jié)構(gòu)簡化。和輻射檢測器4B相連的信號識別器19處理γ射線圖像拾取信號。在本實施例中的計算機(jī)27執(zhí)行圖5所示的處理，以便產(chǎn)生熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)。
本實施例產(chǎn)生實施例7中的效果(2)-(4)，實施例8中的效果(9)和(10)，以及實施例9中的效果(11)和(13)。本實施例還可以產(chǎn)生以下的效果(16)。在本實施例中，在實施例11中使用的準(zhǔn)直器也可以被設(shè)置在窄縫36B的出口側(cè)。這樣安裝準(zhǔn)直器可以產(chǎn)生在實施例11中獲得的效果(14)。
(16)在本實施例中，多個輻射檢測器4呈環(huán)形排列在轉(zhuǎn)動的輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)3上。本實施例使得被設(shè)置在環(huán)形中的一些輻射檢測器4能夠檢測從自被檢查的受檢者35發(fā)出的多個γ射線對，還檢測沿圓周方向運動的X射線源9發(fā)出的并通過受檢者35的X射線。因而，本實施例只需要一個圖像拾取裝置，如實施例7的情況那樣，因而簡化了能夠進(jìn)行X射線計算機(jī)斷層攝影檢查和PET檢查的放射成像設(shè)備。
本實施例具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中沿輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的軸向具有細(xì)長的矩形截面的窄縫36B使得X射線源9能夠沿軸向運動，但是本實施例不限于這種結(jié)構(gòu)，例如，也可以形成和X射線源的射線束的形狀匹配的最小的窄縫。這種結(jié)構(gòu)不需要X射線源的軸向傳送機(jī)構(gòu)(具有導(dǎo)軌12B的X射線源裝置保持部分48等)。在這種情況下，可以利用床16沿軸向移動受檢者35。
當(dāng)扇束形狀的X射線在實施例1-12中照射時，X射線的照射不限于此。例如也可以照射錐形的X射線，以便獲得三維的熔合斷層圖像數(shù)據(jù)。雖然在實施例1-12中使用CdTe制成的半導(dǎo)體輻射檢測器作為輻射檢測器4，但是也可以使用CZT和GaAs等制成的半導(dǎo)體輻射檢測器。在實施例1-12中，可以使用半導(dǎo)體輻射檢測器之外的閃爍器作為輻射檢測器。作為閃爍器的晶體，可以使用鉍鍺酸鹽、釓硅酸鹽或釔硅酸鹽。使用閃爍器作為輻射檢測器還進(jìn)一步減少在每個實施例中的檢查時間。在實施例1-12中，X射線源或者X射線源和輻射檢測器圍繞被試物體轉(zhuǎn)動，但是也可以固定X射線源和輻射檢測器，而使被試物體轉(zhuǎn)動。
在實施例1-12中，沿通孔部分30的軸向的被試物體的檢查通過移動床16進(jìn)行。不過，所述檢查也可以在床16固定而沿軸向移動圖像拾取裝置進(jìn)行。此外，在實施例1-12中，輻射檢測器被排列成圓柱形，但是輻射檢測器的排列不限于此。例如，可以采用各種構(gòu)型，例如通過組合其上具有輻射檢測器的6個平板可以將其設(shè)置成六面體的形狀。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，不脫離所附權(quán)利要求的范圍和本發(fā)明的構(gòu)思，上面說明的本發(fā)明的實施例可以具有許多改變和改型。
權(quán)利要求
1.一種放射成像設(shè)備，包括一用于運送受檢者的床；以及一圖像拾取裝置，其中所述圖像拾取裝置包括一輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)，用于檢測來自所述受檢者的輻射，并且包括按環(huán)形排列的多個輻射檢測器；一X射線源，其利用X射線照射所述受檢者；以及一X射線源傳送裝置，用于沿所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的圓周方向傳送所述X射線源。
2.如權(quán)利要求1所述的放射成像設(shè)備，還包括一X射線源軸向傳送裝置，用于沿所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的軸向傳送所述X射線源。
3.如權(quán)利要求1所述的放射成像設(shè)備，其中所述X射線源沿所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的圓周方向在所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部移動。
4.如權(quán)利要求1所述的放射成像設(shè)備，其中所述X射線源沿所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的圓周方向在所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的外部移動。
5.如權(quán)利要求4所述的放射成像設(shè)備，其中所述X射線源沿所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的徑向被設(shè)置在所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的外部，并且所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)形成一窄縫，以使從所述X射線源發(fā)出的X射線通向所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。
6.如權(quán)利要求5所述的放射成像設(shè)備，其中沿軸向設(shè)置有多個所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并在所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)之間形成一窄縫，以使從所述X射線源發(fā)出的X射線通向所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。
7.如權(quán)利要求5或6所述的放射成像設(shè)備，其中使所述X射線通過的準(zhǔn)直器被設(shè)置在所述窄縫和所述輻射檢測器之間，并且所述輻射檢測器圍繞所述準(zhǔn)直器設(shè)置。
8.如權(quán)利要求4所述的放射成像設(shè)備，其中所述X射線源沿所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的軸向被設(shè)置在所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的外部，使由所述X射線源發(fā)出的X射線到達(dá)所述輻射檢測器環(huán)狀結(jié)構(gòu)的輻射檢測器。
9.如權(quán)利要求1所述的放射成像設(shè)備，其中所述輻射檢測器是半導(dǎo)體輻射檢測器。
10.如權(quán)利要求1所述的放射成像設(shè)備，其中所述各個輻射檢測器輸出第一檢測信號，其是通過所述受檢者的作為一種輻射類型的所述X射線的檢測信號；和第二檢測信號，其是從所述受檢者發(fā)出的作為另一種輻射類型的γ射線的檢測信號。
11.如權(quán)利要求10所述的放射成像設(shè)備，還包括一控制器，用于指令所述X射線源交替地發(fā)射和停止發(fā)射X射線，并在一設(shè)定的時間內(nèi)發(fā)射X射線。
12.如權(quán)利要求10所述的放射成像設(shè)備，還包括一斷層圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，用于根據(jù)所述第一檢測信號產(chǎn)生所述受檢者的第一斷層圖像數(shù)據(jù)，和根據(jù)所述第二檢測信號產(chǎn)生所述受檢者的第二斷層圖像數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生組合所述第一斷層圖像數(shù)據(jù)和所述第二斷層圖像數(shù)據(jù)的熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求1所述的放射成像設(shè)備，其中所述輻射檢測器輸出一輸出信號，所述輸出信號包括第一檢測信號，所述第一檢測信號是通過所述受檢者的一種類型輻射的所述X射線的檢測信號；和第二檢測信號，所述第二檢測信號是從所述受檢者發(fā)出的另一種類型輻射的所述γ射線的檢測信號。
14.如權(quán)利要求13所述的放射成像設(shè)備，還包括一信號識別器，其從送入的所述輸出信號中分離所述第一檢測信號和所述第二檢測信號，并且和所述多個輻射檢測器的每個相連。
15.如權(quán)利要求14所述的放射成像設(shè)備，還包括一斷層圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，用于根據(jù)所述第一檢測信號產(chǎn)生所述受檢者的第一斷層圖像數(shù)據(jù)，和根據(jù)所述第二檢測信號產(chǎn)生所述受檢者的第二斷層圖像數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生組合所述第一斷層圖像數(shù)據(jù)和所述第二斷層圖像數(shù)據(jù)的熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
放射成像設(shè)備的圖像拾取裝置，包括圍繞殼體上供受檢者引入的通孔部分環(huán)形設(shè)置的多個輻射檢測器。帶有X射線源的X射線源裝置沿殼體上一環(huán)形導(dǎo)軌在該通孔部分外圍方向上運動。每個輻射檢測器輸出通過受檢者的X射線的檢測信號，和由放射藥物引起的由受檢者發(fā)出的γ射線檢測信號。一計算機(jī)根據(jù)X射線檢測信號產(chǎn)生X射線計算機(jī)斷層攝影圖像數(shù)據(jù)，和根據(jù)γ射線檢測信號產(chǎn)生PET圖像數(shù)據(jù)，并使用兩圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生熔合的斷層圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號A61B6/03GK1706346SQ200510076339
公開日2005年12月14日 申請日期2002年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月19日
發(fā)明者小嵨進(jìn)一, 梅垣菊男, 岡崎隆司, 雨宮健介, 北口博司, 上野雄一郎 申請人:株式會社日立制作所