特許 6155004 フェースマスク機構及びこのフェースマスク機構を用いたＰＥＴ検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6155004

(24)【登録日】2017年6月9日

(45)【発行日】2017年6月28日

(54)【発明の名称】フェースマスク機構及びこのフェースマスク機構を用いたＰＥＴ検査方法

(51)【国際特許分類】

   A61M 16/06 20060101AFI20170619BHJP

   G01T 1/161 20060101ALI20170619BHJP

【ＦＩ】

   A61M16/06 A

   G01T1/161 D

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-219083(P2012-219083)

(22)【出願日】2012年10月1日

(65)【公開番号】特開2014-68961(P2014-68961A)

(43)【公開日】2014年4月21日

【審査請求日】2015年8月25日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】510094724

【氏名又は名称】国立研究開発法人国立循環器病研究センター

(73)【特許権者】

【識別番号】000004123

【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112140

【弁理士】

【氏名又は名称】塩島 利之

(72)【発明者】

【氏名】飯田 秀博

(72)【発明者】

【氏名】堀 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】瀧尾 正喜

(72)【発明者】

【氏名】大崎 勝彦

【審査官】 和田 将彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−２５４７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４７０６６８３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−０７４３７１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｍ １６／０６

Ｇ０１Ｔ １／１６１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＥＴ（positron emission tomography）検査の被験者に放射性同位元素を用いて標識したガス（以下「放射性標識ガス」という）を吸入させるためのフェースマスク機構であって、
被験者に酸素含有ガスを供給する吸気口と前記被験者の呼気を排気する排気口とが互いに分離して形成されるフェースマスク本体と、
被験者を覆っている前記フェースマスク本体の被験者側に放射性標識ガスを導入する放射性標識ガス導入管と、を備え、
前記フェースマスク本体の被験者側に内側マスクを更に備え、
前記放射性標識ガス導入管は、被験者を覆っている前記内側マスクの被験者側に前記放射性標識ガスを導入するフェースマスク機構。

【請求項2】

前記フェースマスク本体は、シリコーンゴム又はウレタン製であり、
前記内側マスクは、繊維製であることを特徴とする請求項１に記載のフェースマスク機構。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のフェースマスク機構を用いて被験者に前記放射性標識ガスを吸入させ、被験者に吸入された前記放射性標識ガスから放出される放射線をＰＥＴ装置で検出することを特徴とするＰＥＴ検査方法。

【請求項4】

前記フェースマスク本体がＰＥＴ装置の視野内に配置されることを特徴とする請求項３に記載のＰＥＴ検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射性同位元素を用いて標識したガス（radioisotope-labeled gas,
以下「放射性標識ガス」という場合がある）を被験者に吸入させるフェースマスク機構、及びこのフェースマスク機構を用いたＰＥＴ（positron emission tomography）検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

医療分野において、被験者の体の「はたらき」を画像によって観察・診断する方法の一つとして、近年、ポジトロン（陽電子）を放出する物質（放射性同位元素）を用いたＰＥＴ検査が注目されている。ＰＥＴ検査では、放射性同位元素を含んだ薬剤を被験者に投与し、その放射性同位体元素の崩壊により放出される陽電子と負電荷を有する電子との結合と消滅（対消滅）の際に発生する放射線（ガンマ線）を多数の検出器を備えた専用の装置（以下「ＰＥＴ装置」という場合がある）で検出することによって薬剤の体内分布を画像化し、病気を診断する。

【0003】

ＰＥＴ検査に用いられる薬剤は、酸素、水、糖、アミノ酸、脂肪酸等に放射性同位元素を標識した化合物である。薬剤には液体のものとガスのものとがある。脳酸素消費量、脳血液量等の検査には、ガスの薬剤が用いられる。ガスの薬剤は呼吸により被験者の体内に取り込まれる。ガスの薬剤には、たとえば、酸素の同位体の¹⁵Ｏを用いて標識したガス（¹⁵Ｏ標識ガス）が用いられる。

【0004】

¹⁵Ｏ標識ガス（例えばＣ¹⁵Ｏ、¹⁵Ｏ₂、Ｃ¹⁵Ｏ₂）を用いた脳のＰＥＴ画像診断は、脳虚血性疾患患者の虚血重症度の把握など生体機能の理解に有用であることが知られている。そこで、ＰＥＴ検査を行う際には、被験者にフェースマスクを付けさせ、そのフェースマスクに送り込んだ¹⁵Ｏ標識ガスを吸入させる（特許文献１参照）。被験者の呼吸によりその肺に取り込まれた¹⁵Ｏ標識ガスは、肺から血液中に移行し、さらに全身各組織で代謝され、やがて体外に排出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−４３３５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、ＰＥＴ検査の被験者及びＰＥＴ検査に関わるその他の者の安全を確保するためには放射性標識ガスの漏洩を抑える必要があるので、一般には、被験者が付けるフェースマスクの密閉性は高いほど好ましい。しかし、フェースマスクの密閉性が高いと被験者は呼吸しにくくなる。それに加えて、被験者は息苦しさから身悶えするようになり、被験者に対する診断を安定的にあるいは精度よく行うことが難しくなる。

【0007】

また、脳のＰＥＴ画像診断は、脳組織以外の全身各組織から出る放射線の影響を強く受ける。特に、フェースマスク内に残存する¹⁵Ｏ標識ガスの放射線は、脳に集積した部分から出る放射線よりも大きくなる場合があり、偶発同時計数及び散乱同時計数を発生させる。偶発同時計数及び散乱同時計数が発生すると、結果として数え落とし計数率の割合が増大するので、測定精度の低下、定量性の低下、誤差の増加等の原因となり、画像撮像の支障をきたすようになる。密閉式のフェースマスクであればなおさらであり、その高い密閉性ゆえに、フェースマスク内に滞留する¹⁵Ｏ標識ガスの濃度上昇がより顕著になり、これを付けた被験者のＰＥＴ検査の際には、画像撮像に支障がより生じやすくなる。

【0008】

ちなみに、放射性同位元素の崩壊により放出される陽電子の対消滅の際に発生する二本の光子線（ガンマ線）を二個の検出器で同時に検出した場合の計数を同時計数という。放射性同位元素から放出され、対消滅するまでに陽電子が移動する距離は極めて小さく、二本の光子線は互いに１８０°反対方向に放出されるので、一つの放射性同位元素の崩壊により放出される陽電子の対消滅の際に発生する二本の光子線の同時計数を行えば放射性同位元素の位置を正確に認識することができる。このような同時計数を真の同時計数という。これに対して、複数の放射性同位元素が崩壊したときに、ぞれぞれの崩壊により放出された陽電子が対消滅する際に発生する二本の光子線のうち一方、合わせて二本の光子線を二個の検出器でたまたま同時に検出した場合の計数を偶発同時計数といい、二個の検出器で同時に検出した二本の光子線の少なくとも一方がコンプトン散乱をきたしたものである場合の計数を散乱同時計数という。偶発同時計数や散乱同時計数は、真の同時計数に基づき得られるＰＥＴ画像に対するノイズとなる。

【0009】

更に、ＰＥＴ検査においては、被験者の全身の生理機能が一定であることを前提として脳機能画像を計算する数理モデルを採用している。しかし、フェースマスクを付けたままでの呼吸は、フェースマスク内の二酸化炭素濃度を上昇させ、被験者の血中の二酸化炭素濃度を変動させ、脳組織をはじめとする全身臓器の血流量の変化、ひいては全身の生理機能の過渡的変化を招来する。こうなると、ＰＥＴ検査において、その前提が崩れてしまい、結果として測定誤差が発生してしまう。

【0010】

そこで本発明は、着用しても被験者が比較的容易に又は無理なく呼吸することができるＰＥＴ検査用のフェースマスクの機構、フェースマスク内の放射性標識ガスの濃度を低く抑えることができるＰＥＴ検査用のフェースマスクの機構、フェースマスク内の二酸化炭素の濃度上昇を抑えることができるＰＥＴ検査用のフェースマスクの機構、ならびに、脳のＰＥＴ画像診断の際、画像撮像に支障をきたしにくいＰＥＴ検査方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するための、本発明の第１の形態に係るフェースマスク機構は、ＰＥＴ（positron emission tomography）検査の被験者に放射性同位元素を用いて標識したガス（以下「放射性標識ガス」という）を吸入させるためのフェースマスク機構であって、被験者に酸素含有ガスを供給する吸気口と前記被験者の呼気を排気する排気口とが互いに分離して形成されるフェースマスク本体と、被験者を覆っている前記フェースマスク本体の被験者側に放射性標識ガスを導入する放射性標識ガス導入管と、を備え、前記フェースマスク本体の被験者側に内側マスクを更に備え、前記放射性標識ガス導入管は、被験者を覆っている前記内側マスクの被験者側に前記放射性標識ガスを導入する。

【0013】

本発明の第２の形態に係るフェースマスク機構は、第１の形態に係るフェースマスク機構であって、前記フェースマスク本体は、シリコーンゴム又はウレタン製であり、 前記内側マスクは、繊維製であることを特徴とする。

【0014】

本発明の第３の形態に係るＰＥＴ検査方法は、第１又は２の形態に係るフェースマスク機構を用いて被験者に前記放射性標識ガスを吸入させる工程と、被験者に吸入された前記放射性標識ガスから放出される放射線をＰＥＴ装置で検出する工程とを有することを特徴とする。

【0015】

本発明の第４の形態に係るＰＥＴ検査方法は、第３の形態に係る検査方法であって、前記フェースマスク本体がＰＥＴ装置の視野内に配置されることを特徴とする。なお、ＰＥＴ装置の視野とは、個々のＰＥＴ装置について有効とされる固有の値である。体軸方向に配列されている検出器の幅で定義されるもの（体軸方向視野）の場合には、たとえば「体軸方向310 mm 」というように定められる。断層面方向に配列されている検出器に関して「断層面内570mm」というように定義される視野（断層面視野）もあるが、本発明の場合には、少なくとも体軸方向視野で足りる。

【発明の効果】

【0016】

本発明の第１の形態によれば、被験者が呼吸するための吸入ルートと排気ルートが明確に分離されているので、フェースマスクの密閉性の程度にかかわらず、フェースマスク本体内の換気が可能になり、それ故に被験者が比較的容易に又は無理なく呼吸することができる。また、本発明の第１の形態によれば、被験者には放射性標識ガス導入管から放射性標識ガスが導入されるので、被験者に放射性標識ガスを吸入させた上で、換気によってフェースマスク内に滞留する放射性標識ガスの濃度を低下させることができる。無論、被験者の近くにいるＰＥＴ検査の関係者が放射性標識ガスを誤って吸入するようなこともなく、安全である。更に、フェースマスク内が換気されていると、被験者は呼吸し易くなるので、フェースマスク内の二酸化炭素の濃度上昇を抑えることができる。また被験者が検査中に息苦しさから身悶えすることもない。被験者の口呼吸、鼻呼吸による放射性標識ガスの吸入量の差が小さくなり、放射性標識ガスの吸入に関して個人間のバラツキも小さくなる。それ故、本発明の第１の形態によれば、画像撮像に支障が生じにくくなり、ＰＥＴ画像の精度が向上する。
また、本発明の第１の形態によれば、フェースマスク本体と内側マスクとにより構成される二重マスク構造になり、被験者に装着したとき、フェースマスク本体のより被験者側の内側が放射性標識ガスが導入される領域となり、且つ、フェースマスク本体と内側マスクとの間が、導入された放射性標識ガスが換気される領域となる。それ故、被験者に放射性標識ガスをより安定して又は効率的に吸入させることができる。また、フェースマスクから当該放射性標識ガスの残部を換気することができるので、フェースマスク内の放射性標識ガスの濃度を低く抑えることができる。

【0018】

本発明の第２の形態によれば、フェースマスク本体がシリコーンゴム又はウレタン製なので、フェースマスク本体と被験者の顔面との間の密着性、ひいてはフェースマスク本体の密閉性を確保することができる。また、内側マスクが繊維製であるので、内側マスクにより被験者が息苦しくなることもない。

【0019】

本発明は、その第３の形態のように、フェースマスク機構を用いたＰＥＴ検査方法として構成することもできる。この第３の形態によれば、脳のＰＥＴ画像診断の際、画像撮像に支障をきたしにくくなり、ＰＥＴ画像の精度が向上する。

【0020】

本発明の第４の形態によれば、放射性標識ガスがＰＥＴ装置の視野内に存在するので、散乱線発生源がほぼ視野内に限定されることになる。コンプトン散乱線の分布を予測する理論式の精度が向上し、結果として正確に散乱線を除去することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態のフェースマスク機構を装着した被験者がＰＥＴ装置の寝台に寝ている状態を示す側面図

【図2】本実施形態のフェースマスク本体を示す斜視図

【図3】被験者に装着したフェースマスク機構の概略断面図

【図4】本実施形態のフェースマスク機構の装着方法の工程図（内側マスクを装着した状態）

【図5】本実施形態のフェースマスク機構の装着方法の工程図（フェースマスク本体を装着した状態）

【図6】本実施形態のフェースマスク機構を使用した¹⁵Ｏ標識ガス供給システムの概略構成図

【図7】フェースマスク機構の他の例を示す図（図中（ａ）はフェースマスク本体の正面図を示し、図中（ｂ）は円柱状の詰め物４８を詰め込んだフェースマスク本体の背面図を示し、図中（ｃ）はガーゼを詰め込んだフェースマスク本体の背面図を示す）

【図8】被験者のＥｔＣＯ₂と呼吸数とを測定した結果を示すグラフ（図中（ａ）が比較例であり、図中（ｂ）が本発明例である）

【図9】比較例のフェースマスク機構の側面図

【図10】フェースマスク本体をＰＥＴ装置の視野内に配置したときと、視野外に配置したときとで、エラー数を比較したグラフ

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下添付図面に基づいて、本発明の一実施形態のフェースマスク機構を詳細に説明する。図１は、ＰＥＴ装置の寝台１上に被験者が寝ている状態を示す。被験者には、フェースマスク機構２を介して¹⁵Ｏ標識ガスを吸入させている。¹⁵Ｏ標識ガスは、被験者の呼吸により肺に取り込まれ、肺から血液中に移行し、脳に送られる。正常に働いている脳は、ブドウ糖と酸素からエネルギをつくる。ＰＥＴ検査で酸素の消費量を測定すると、脳が正常に働いているかどうかがわかる。

【0023】

ＰＥＴ装置は、被験者の頭部を中心にリング状又回転対称的に配置される多数の検出器３を備える。ＰＥＴ画像診断を行うときは、被験者の頭部を検出器３の測定可能領域内に配置させ、寝台１及び検出器３のいずれか一方を移動させ、頭内にある放射性同位元素の崩壊により放出される陽電子の対消滅の際に発生する二本のガンマ線を、頭部を中心として互いに反対側に配置する一対の検出器３を用いて同時計数を行う。ＰＥＴ装置は、同時計数によって収集したデータを所定のアルゴリズムで処理することにより、所定の断面での放射性同位元素の濃度分布像を再構成する。この再構成画像が脳の診断のために用いられる。

【0024】

上述のように、被験者による¹⁵Ｏ標識ガスの吸入はフェースマスク機構２を介して行われる。被験者の鼻及び口を覆うフェースマスク本体４には、酸素含有ガスとしての空気を供給するための空気供給チューブ５が接続される吸気口１１と、被験者の呼気を排気するための排気チューブ６が接続される排気口１２が分離して形成されている。なお、図１には、空気供給チューブ５と排気チューブ６とが重なった状態で描かれているが、実際にはこれらのチューブは分離しており、それぞれが接続される吸気口１１及び排気口１２も分離している（図２、図５参照）。

【0025】

空気供給チューブ５は、コンプレッサ、送風機、ボンベ等の空気供給源７（図６参照）に接続される。尤も、被験者への吸気の供給は、空気供給チューブ５を介しての空気供給源７からの供給である必要はなく、大気中からの供給であってもよい。排気チューブ６は、吸引ポンプ８を介して呼気を回収する貯留タンク９（図６参照）に接続される。

【0026】

図２は、フェースマスク本体４の斜視図を示す。フェースマスク本体４は、被験者の顔面に密着する周縁部４ａと、周縁部４ａの内側のチャンバ部４ｂと、を備える。フェースマスク本体４又はそのうち少なくとも周縁部４ａは、被験者の顔面との密着性を高めるために、軟質で弾性に富む材料、例えばシリコーンゴム又はウレタンから製造される。

【0027】

チャンバ部４ｂは、フェースマスク本体４を被験者に装着したときに、被験者の鼻及び口を覆うように、かつ被験者の鼻及び口の周囲に十分な換気空間があるように形成される。チャンバ部４ｂの中央部は被験者の鼻を圧迫することがないように盛り上がっている。チャンバ部４ｂには、被験者の鼻／及び又は口に対応する位置に、吸気口１１及び排気口１２が設けられる。吸気口１１及び排気口１２は、左右方向に離れている。吸気口１１及び排気口１２は、円筒形状に形成され、それぞれ空気供給チューブ５及び排気チューブ６に接続される。吸気口１１からの空気の供給と排気口１２からの呼気の排気は同時に行われる。そのため、吸気口１１及び排気口１２には、空気の逆流を防ぐ逆止弁を設ける必要がない。吸気口１１及び排気口１２に逆止弁が設けられていないので、その分、故障しにくい。

【0028】

フェースマスク本体４の周縁部４ａには、固定用タブ４ｃが設けられる。固定用タブ４ｃの個数は任意であるが少なくとも４つあるのが望ましい。この実施形態では、左右に二つずつ固定用タブ４ｃが設けられる。固定用タブ４ｃには固定バンド２１（図５参照）に接続するための開口４ｃ１が空けられる。

【0029】

図３は、被験者に装着したフェースマスク機構２の断面図を示す。フェースマスク機構２は、フェースマスク本体４と、フェースマスク本体４の内側（被験者にフェースマスク本体４を装着したときの被験者側）に内側マスク１４と、を備える。内側マスク１４は、被験者の鼻及び口を覆う。被験者が息苦しくならないように、内側マスク１４は繊維等の空気を容易に通過させる材料からなる。被験者の鼻と口を覆った内側マスク１４は、例えば粘着テープ等の固定手段によって被験者の顔面に固定される。

【0030】

放射性標識ガス導入管１６は、フェースマスク本体４及び内側マスク１４の内側を通り、被験者の鼻と口との間まで伸びている。放射性標識ガス導入管１６の基端は、吸入装置１７を介して¹⁵Ｏ標識ガスの合成装置１８に接続される（図６参照）。放射性標識ガス導入管１６は、内側マスク１４近傍又は内側マスク１４の内側（被験者に内側マスク１４を装着したときの被験者側）に放射性標識ガスを導入する。

【0031】

図４及び図５は、フェースマスク機構２の装着方法の工程図を示す。まず、図４に示すように、ＰＥＴ装置の寝台上に寝ている被験者に放射性標識ガス導入管１６を装着する。放射性標識ガス導入管１６は、被験者の首付近で二股に分岐して分岐管１６a，１６ｂとなる。分岐管１６ａ，１６ｂを被験者の耳にかけ、分岐管１６a，１６ｂの先端が被験者の鼻と口の間にくるようにする。分岐管１６a，１６ｂを所定の位置にセットした後、粘着テープ等で分岐管１６ａ，１６ｂを被験者の顔面に取り付ける。この例では、放射性標識ガス導入管は可撓性のあるゴムチューブからなる。

【0032】

次に、図４に示すように、被験者の鼻と口を繊維製の内側マスク１４で覆う。この実施形態では、内側マスク１４はペーパマスクからなる。内側マスク１４で被験者の鼻と口を覆ったら、粘着テーブ等で内側マスク１４を被験者の顔面に固定する。

【0033】

次に、図５に示すように、内側マスク１４を覆うように被験者にフェースマスク本体４を装着する。フェースマスク本体４は、固定用タブ４ｃに接続された固定バンド２１等で被験者の顔面に固定される。その後、フェースマスク本体４の吸気口１１に空気供給チューブ５を接続し、排気口１２には排気チューブ６を接続する。

【0034】

図６は、本実施形態のフェースマスク機構２を使用した¹⁵Ｏ標識ガス供給システムの概略構成を示す。ＰＥＴ検査を行う施設は、通常、サイクロトロンを収めたサイクロトロン室３０及びＰＥＴ装置を収めたＰＥＴ室３２からなる。

【0035】

サイクロトロン室３０では、図示していないサイクロトロンで生成された加速粒子をターゲット箱３３内のターゲットに照射して放射性同位体の¹⁵Ｏを生成する。生成された¹⁵Ｏガスはターゲット箱３３から合成装置１８に供給される。合成装置１８では、供給された¹⁵Ｏガスを使用して３種類の¹⁵Ｏ標識ガス、すなわち¹⁵Ｏ標識一酸化炭素（Ｃ¹⁵Ｏ）、¹⁵Ｏ標識酸素（¹⁵Ｏ₂）及び¹⁵Ｏ標識二酸化炭素（Ｃ¹⁵Ｏ₂）を合成する。合成された¹⁵Ｏ標識ガスは、ガス配送ライン３４を介してＰＥＴ室３２内の吸入装置１７に供給される。

【0036】

吸入装置１７は、¹⁵Ｏ標識ガスの放射能濃度を安定化させる機能を有していてもよく、その他にも、被験者に酸素含有ガスを供給する際及び／又は被験者の呼気を排気する際に必要になる気流の安定化の機能を有していてもよい。

【0037】

吸入装置１７を経由した¹⁵Ｏ標識ガスは、ガス配送ライン３５及びガス配送ライン３５と接続する放射性標識ガス導入管１６を介して、フェースマスク機構２を装着する被験者に投与される。

【0038】

ＰＥＴ室３２内の空気供給源７は、空気供給チューブ５を通じて、吸入装置１７を経由して吸気口１１を介してフェースマスク本体４のチャンバ部４ｂ内に酸素含有ガスである空気を供給する。被験者への吸気を大気中から確保する場合には、大気が空気供給源７に該当する。

【0039】

フェースマスク本体４のチャンバ部４ｂ内の被験者の呼気は、排気口１２を介してチャンバ部４ｂ外に排出され、排気チューブ６を通じて、吸入装置１７を経由してサイクロトロン室３０に設置された吸引ポンプ８により吸引され、貯留タンク９に貯められる。¹⁵Ｏ標識ガスが被検者に適切に吸入された後、ＰＥＴ装置はＰＥＴ撮像データの収集を開始する。

【0040】

なお、サイクロトロン室３０とＰＥＴ室３２との間にホットラボ室３１が配置していてもよい。吸引ポンプ８、貯留タンク９、合成装置１８は、適切な放射線シールドを施したうえであればサイクロトロン室３０外に配置してもよく、空気供給源７はＰＥＴ室３２外に配置してもよい。

【0041】

ＰＥＴ検査中、フェースマスク本体４内への空気の供給とフェースマスク本体４内の呼気の排気が同時に行われる。フェースマスク本体４内の換気が可能になるので、被験者は呼吸し易くなる。このため被験者が検査中に息苦しさから身悶えすることもない。また、フェースマスク本体４のチャンバ部４ｂ内に滞留する放射性標識ガスが外部に漏洩することもなく、換気を通じて当該放射性標識ガスの濃度が低水準で安定化する。しかもチャンバ部４ｂ内に滞留する二酸化炭素の濃度も低水準で安定化する。これらの結果、被験者の口呼吸、鼻呼吸による放射性標識ガスの吸入量の差が小さくなり、放射性標識ガスの吸入に関して個人間のバラツキも小さくなる。それ故、総じて画像撮像に支障が生じにくくなり、ＰＥＴ画像の精度が向上する。

【0042】

図７は、フェースマスク機構の他の例を示す。図７（ａ）はフェースマスク機構の正面図を示し、図７（ｂ）（ｃ）はフェースマスク機構の背面図を示す。この例のフェースマスク機構４２は、一重構造になっており、フェースマスク本体４４が図２に示すフェースマスク本体４よりも小さい。フェースマスク本体４４に空気を供給する吸気口４５と呼気を排気する排気口４６とが分離して形成される点は、図２に示すフェースマスク本体４と同じである。図示しないが、この例でも、フェースマスク本体４４の内側（被験者が装着したときの被験者側）に放射性標識ガスを導入する放射性標識ガス導入管が設けられおり、その放射性標識ガス導入管を経由して放射性標識ガスが被験者に投与される。

【0043】

図７（ａ）に示すように、この例のフェースマスク本体４４は、被験者の顔面に密着する周縁部４４ａと、周縁部４４ａの内側のチャンバ部４４ｂと、を備える。チャンバ部４４ｂは、被験者との間に空間を確保できるように中央が盛り上がっている。チャンバ部４４ｂには、円筒状の吸気口４５及び排気口４６が左右方向に分離して設けられる。周縁部４４ａの断面はパイプ状である。チャンバ部４４ｂ及び周縁部４４ａは、軟質の変形し易いシリコーンゴム又はウレタンからなる。クッション性を上げるために、周縁部４４ａの内部には空気が充填される。

【0044】

図７（ｂ）に示すように、フェースマスク本体４４内には、スポンジからなる多数の球状、円柱状又はその他の形状の詰め物４８が挿入される。図７（ｃ）に示すように、多数の詰め物４８の替わりに又は詰め物４８とともにフェースマスク本体４４内にガーゼ４７を挿入してもよい。詰め物４８やガーゼ４７を導入すると、フェースマスク本体４４内の空間が小さくなるので、放射性標識ガスの滞留をより少なくすることができる。

【0045】

図８は、比較例のフェースマスク機構５１（図９参照）と本実施形態のフェースマスク機構４２（図７参照）を使用したときとで、被験者のＥｔＣＯ₂と呼吸数とを測定した結果を示すグラフである。図８（ａ）は比較例であり、図８（ｂ）は本発明例である。

【0046】

比較例のフェースマスク機構５１では、図９に示すように、フェースマスク本体５２に、吸気と排気を兼用する一つのみの吸排気口５３が設けられる。この吸排気口５３には、空気供給チューブ５４及び排気チューブ５５が接続される。吸気ルートと排気ルートとが混合するのを防止するために、空気供給チューブ５４及び排気チューブ５５には逆止弁５４ａ，５５ａが設けられる。吸排気口５３には、さらに放射性標識ガス導入管５６が接続される。放射性標識ガスはフェースマスク本体５２に導入される前に空気供給チューブ５４から供給される空気と混合する。被験者は空気と混合した放射性標識ガスを呼吸により吸引する。被験者の呼気は排気チューブ５５から排出される。

【0047】

図８のグラフを説明する。図８において、ＥｔＣＯ₂は呼気終末炭酸ガス濃度であり、血中二酸化炭素濃度を反映する。ＥｔＣＯ₂は通常３５−４５ｍｍＨｇである。図８（ａ）に示すように、比較例のフェースマスク機構５１を使用すると、ＰＥＴ検査中、ＥｔＣＯ₂が低下し続けた。このことから、フェースマスク本体５２内の二酸化炭素濃度が上昇し、息苦しくなっていることがわかる。このような状態において、被験者は深呼吸して酸素を取り込み、二酸化炭素を排出しようとするため、ＥｔＣＯ₂が低下する。成人の正常な呼吸数は、１５−２０回／分である。比較例のフェースマスク機構５１を使用すると、呼吸数が低下したり、不安定になったりした。

【0048】

これに対して、図８（ｂ）に示すように、本実施形態のフェースマスク機構４２を使用すると、ＥｔＣＯ₂及び呼吸数はいずれも安定しており、ほぼ一定の値を保っていた。なお、図８（ｂ）には、ＣＯ撮像、Ｏ₂撮像、ＣＯ₂撮像中のＥｔＣＯ₂及び呼吸数が示されているが、マスク装着からＣＯ撮像に至るまで、また、ＣＯ₂撮像からマスク取り外しに至るまで、ＥｔＣＯ₂及び呼吸数がいずれも安定していた。

【0049】

図１０は、フェースマスク本体４をＰＥＴ装置の視野（体軸方向視野）内に配置したときと、視野外に配置したときとで、ＰＥＴ装置のエラー数を比較したグラフである。フェースマスク本体４をＰＥＴ装置の視野内に配置すると、エラー数が減少し、測定精度が向上することがわかった。これは、フェースマスク本体４をＰＥＴ装置の視野内に配置することで、散乱線発生源がほぼ視野内に限定されたことが原因であると考えられる。この知見に基づけば、コンプトン散乱線の分布を予測する理論式の精度を向上させることができ、ひいては散乱同時計数に起因する画像ノイズを効果的に除去することができ、ＰＥＴ診断画像の精度向上が可能になる。フェースマスク本体４４をＰＥＴ装置の視野内に配置したときも、図１０と同様の結果が得られた。

【符号の説明】

【0050】

２…フェースマスク機構
４…フェースマスク本体
５…空気供給チューブ
６…排気チューブ
１１…吸気口
１２…排気口
１４…内側マスク
１６…放射性標識ガス導入管
４２…フェースマスク機構
４４…フェースマスク本体
４５…吸気口
４６…排気口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】