Gamma cameraの構成と機能

🧠 ガンマカメラgamma camera ガンマカメラ（gamma camera）gamma camera（ガンマカメラ） は、コリメーターcollimator コリメーター（collimator）collimator（コリメーター） でγ線 gamma radiation γ線（gamma radiation） gamma radiation（γ線） の方向を選び、結晶で光へ、光電子増倍管photomultiplier 光電子増倍管（photomultiplier）photomultiplier（光電子増倍管） で電気パルスへ変換し、位置とエネルギーを推定して二次元分布を作る。

信号変換経路

flowchart TD
  A["患者からγ光子"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='collimator'>コリメーター</span>で入射方向を選択"]
  B --> C["NaI(Tl)結晶で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='scintillation'>シンチレーション</span>"]
  C --> D["PMT配列で光を電気パルスへ"]
  D --> E["各PMT信号からx・y位置とエネルギーを計算"]
  E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='energy window'>エネルギーウィンドウ</span>で事象を選択"]
  F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pixel'>画素</span>へ<span class='jp-term jp-term-diagram' title='counting'>計数</span>を加えて画像化"]

結晶とPMTの原理はシンチレーション結晶scintillation crystalシンチレーション結晶（scintillation crystal）scintillation crystal（シンチレーション結晶）と光電子増倍管photomultiplier光電子増倍管（photomultiplier）photomultiplier（光電子増倍管）で扱う。

コリメーターのトレードオフ

長く細い孔は方向選択 directional selection 方向選択（directional selection） directional selection（方向選択） を厳しくして空間分解能 spatial resolution 空間分解能（spatial resolution） spatial resolution（空間分解能） を上げるが、通過光子を減らして感度を下げる。対象エネルギーが高いほど隔壁を厚くしないと貫通が増える。

エネルギーウィンドウと補正

光電ピークphotopeak 光電ピーク（photopeak）photopeak（光電ピーク） 周囲のウィンドウを通すことでコンプトン散乱 Compton scattering コンプトン散乱（Compton scattering） Compton scattering（コンプトン散乱） を減らす。均一性、エネルギー校正energy calibrationエネルギー校正（energy calibration）energy calibration（エネルギー校正）、中心位置、感度の品質管理 quality control 品質管理（quality control） quality control（品質管理） が不十分だと、シンチグラフィscintigraphyシンチグラフィ（scintigraphy）scintigraphy（シンチグラフィ）にアーチファクト artifact アーチファクト（artifact） artifact（アーチファクト） が生じる。

まとめ

核医学診断nuclear medicine diagnostics 核医学診断（nuclear medicine diagnostics）nuclear medicine diagnostics（核医学診断） と放射線治療では、トレーサーtracerトレーサー（tracer）tracer（トレーサー）／線源の物理、検出・画像化、線量分布を一連の過程として扱う。¹²

• 方向・光変換phototransduction光変換（phototransduction）phototransduction（光変換）・電気増幅・位置エネルギーpotential energy 位置エネルギー（potential energy）potential energy（位置エネルギー） 演算を順に行う。
• コリメーターcollimator コリメーター（collimator）collimator（コリメーター） では空間分解能 spatial resolution 空間分解能（spatial resolution） spatial resolution（空間分解能） と感度がトレードオフ trade-off トレードオフ（trade-off） trade-off（トレードオフ） になる。
• エネルギーウィンドウenergy window エネルギーウィンドウ（energy window）energy window（エネルギーウィンドウ） と日常品質管理 quality control 品質管理（quality control） quality control（品質管理） が散乱低減・均一画像に必要である。