JP2001296369A - 信号処理装置、利得正規化回路、信号正規化方法および電気パルス正規化方法 - Google Patents
信号処理装置、利得正規化回路、信号正規化方法および電気パルス正規化方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 放射源の立体的分布に対応する画像を構成す
るための改良された装置、回路および方法を提供する。 【解決手段】 影像ヘッド、信号処理装置、データ収集
システムおよび画像処理コンピュータを含むイメンージ
ングシステムが開示されている。影像ヘッドは検出器お
よび放射線を検出器に向ける開口を含む。検出器は複数
の高密度実装検出モジュール２０６を備える。検出モジ
ュール２０６は複数の検出要素２１２を備える。検出要
素２１２は回路担体２１４に取り付けられている。回路
担体２１４は、検出要素が放射線を吸収したときに生成
される電気パルスを調整して処理するチャネルを含む。
パルスの振幅は吸収された放射線の大きさを示す。検出
モジュールはフォールスルー回路を用いて、有効イベン
ト、すなわち、予め決められたしきい値を超える記憶さ
れた振幅を有する検出要素のみを発見する。
るための改良された装置、回路および方法を提供する。 【解決手段】 影像ヘッド、信号処理装置、データ収集
システムおよび画像処理コンピュータを含むイメンージ
ングシステムが開示されている。影像ヘッドは検出器お
よび放射線を検出器に向ける開口を含む。検出器は複数
の高密度実装検出モジュール２０６を備える。検出モジ
ュール２０６は複数の検出要素２１２を備える。検出要
素２１２は回路担体２１４に取り付けられている。回路
担体２１４は、検出要素が放射線を吸収したときに生成
される電気パルスを調整して処理するチャネルを含む。
パルスの振幅は吸収された放射線の大きさを示す。検出
モジュールはフォールスルー回路を用いて、有効イベン
ト、すなわち、予め決められたしきい値を超える記憶さ
れた振幅を有する検出要素のみを発見する。
Description
【０００１】発明の背景 産業上の利用分野 本発明は、放射線医学、特に核医学における適用を重視
した放射線影像の一般的な分野に関する。特に、本発明
は、核医学および他の用途に適用するため、放射線を検
出するとともに放射源の立体的分布に対応する画像を構
成するための改良された装置、回路および方法を提供す
る。 関連技術 医療用診断影像は、１８９５年のＷ．Ｃ．Ｒｏｅｎｔｇ
ｅｎによるＸ線の発見に始まり、今日では、Ｘ線撮影
法、核医学影像、超音波影像、コンピュータ断層撮影お
よび磁気共鳴像を含む。一般に、それぞれのタイプの医
療用影像の目的は、患者の病状のパラメータ、特徴、ま
たは進行を立体的に写像することである。
した放射線影像の一般的な分野に関する。特に、本発明
は、核医学および他の用途に適用するため、放射線を検
出するとともに放射源の立体的分布に対応する画像を構
成するための改良された装置、回路および方法を提供す
る。 関連技術 医療用診断影像は、１８９５年のＷ．Ｃ．Ｒｏｅｎｔｇ
ｅｎによるＸ線の発見に始まり、今日では、Ｘ線撮影
法、核医学影像、超音波影像、コンピュータ断層撮影お
よび磁気共鳴像を含む。一般に、それぞれのタイプの医
療用影像の目的は、患者の病状のパラメータ、特徴、ま
たは進行を立体的に写像することである。
【０００２】Ｘ線撮影法およびコンピュータ断層撮影の
場合、Ｘ線源は患者の身体を通して適当な検出器、例え
ば、フィルムまたはプレートに放射される。検出器はＸ
線の入射ビームの強度分布を測定し、Ｘ線が患者の体内
で吸収および分散されることによって生じる放射線の減
衰を画像で示す。
場合、Ｘ線源は患者の身体を通して適当な検出器、例え
ば、フィルムまたはプレートに放射される。検出器はＸ
線の入射ビームの強度分布を測定し、Ｘ線が患者の体内
で吸収および分散されることによって生じる放射線の減
衰を画像で示す。
【０００３】核医学の場合、放射性医薬品を患者に投与
し、患者の身体から放射されるγ放射線の強度分布を測
定する。放射性トレーサを薬剤に装着して放射性医薬品
を作成し、これは患部の器官に優先的に蓄積される。こ
のため、放射パターンは、患部の血流、代謝、または受
容器官密度の測定基準であり、器官の機能に関する情報
を提供する。放射パターンの投影画像を１つ取る場合
（平面影像）、あるいは、多数の投影画像を異なる方向
から取る場合も、それを用いて３次元放射分布をコンピ
ュータ処理する（単光子射出コンピュータ断層撮影すな
わちＳＰＥＣＴ）。核医学で用いられる放射イメージン
グシステムは、多くの場合、「γ」カメラと呼ばれる。
し、患者の身体から放射されるγ放射線の強度分布を測
定する。放射性トレーサを薬剤に装着して放射性医薬品
を作成し、これは患部の器官に優先的に蓄積される。こ
のため、放射パターンは、患部の血流、代謝、または受
容器官密度の測定基準であり、器官の機能に関する情報
を提供する。放射パターンの投影画像を１つ取る場合
（平面影像）、あるいは、多数の投影画像を異なる方向
から取る場合も、それを用いて３次元放射分布をコンピ
ュータ処理する（単光子射出コンピュータ断層撮影すな
わちＳＰＥＣＴ）。核医学で用いられる放射イメージン
グシステムは、多くの場合、「γ」カメラと呼ばれる。
【０００４】先駆的な核医学イメージングシステムは走
査方法を用いて、撮像した。一般に、このような先駆的
なシステムはシンチレーション型γ線検出器を用い、こ
の検出器は焦点コリメータに装着され、コリメータは選
択された座標方向、すなわち、平行範囲にわたって移動
し、患部領域を走査する。このような初期のイメージン
グシステムの不利な点は、検査中の組織または器官の画
像をとるために長時間放射線にさらさなければならない
ことである。さらに、多くの場合、このような器官の動
的検査を行うのは困難である。
査方法を用いて、撮像した。一般に、このような先駆的
なシステムはシンチレーション型γ線検出器を用い、こ
の検出器は焦点コリメータに装着され、コリメータは選
択された座標方向、すなわち、平行範囲にわたって移動
し、患部領域を走査する。このような初期のイメージン
グシステムの不利な点は、検査中の組織または器官の画
像をとるために長時間放射線にさらさなければならない
ことである。さらに、多くの場合、このような器官の動
的検査を行うのは困難である。
【０００５】従来技術の別のタイプの放射線検出システ
ムは、「アンガー」型γシンチレーションカメラ（発明
者の名前Ｈ．Ｏ．Ａｎｇｅｒにちなんで命名された、
「γ線放射器をマッピングするための新しい器具」、Ｂ
ｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｑｕａｒｔ
ｅｒｌｙ Ｒｅｐｏｒｔ、Ｕ．Ｃ．Ｒ．Ｌ．−３６５
３、１９５７年参照）を用い、患者の身体から放射され
る放射パターンを決定した。このような核医学影像は、
大量の沃化ナトリウムシンチレーション結晶を光電子増
倍管（ＰＭＴ）とともに用いる。シンチレーション結晶
の前部に設けられたコリメーティング開口はγ線を結晶
に集束させ、患者に投与された放射性医薬品から放射さ
れるγ線は結晶の中で点滅し（シンチレーション）、結
晶はＰＭＴによって電気信号に変換される。高密度の遮
蔽材料、通常、鉛を用いて放射線検出装置の両側および
後部を覆い、放射線がコリメータ以外の通路から検出器
に侵入するのを防ぐ。コンピュータは、ＰＭＴ信号の相
対的な大きさから個々の点滅の位置を探し当てる。結晶
は、通常、面積で２００〜４００平方インチである。
ムは、「アンガー」型γシンチレーションカメラ（発明
者の名前Ｈ．Ｏ．Ａｎｇｅｒにちなんで命名された、
「γ線放射器をマッピングするための新しい器具」、Ｂ
ｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｑｕａｒｔ
ｅｒｌｙ Ｒｅｐｏｒｔ、Ｕ．Ｃ．Ｒ．Ｌ．−３６５
３、１９５７年参照）を用い、患者の身体から放射され
る放射パターンを決定した。このような核医学影像は、
大量の沃化ナトリウムシンチレーション結晶を光電子増
倍管（ＰＭＴ）とともに用いる。シンチレーション結晶
の前部に設けられたコリメーティング開口はγ線を結晶
に集束させ、患者に投与された放射性医薬品から放射さ
れるγ線は結晶の中で点滅し（シンチレーション）、結
晶はＰＭＴによって電気信号に変換される。高密度の遮
蔽材料、通常、鉛を用いて放射線検出装置の両側および
後部を覆い、放射線がコリメータ以外の通路から検出器
に侵入するのを防ぐ。コンピュータは、ＰＭＴ信号の相
対的な大きさから個々の点滅の位置を探し当てる。結晶
は、通常、面積で２００〜４００平方インチである。
【０００６】アンガー型カメラの限界は、シンチレーシ
ョンを電気信号に変換することに由来する。ひずみの原
因は、１）シンチレーションが起こる場所から離れたＰ
Ｍ管の受入視野角度の変動、２）屈折率の不整合に起因
する屈折および導光、３）ＰＭＴ間に不感領域が生じる
のを避けられないこと、４）離れたＰＭＴの高い有効密
度（したがって、重量になる）、５）個々のＰＭＴの不
均一な立体的応答、６）あるＰＭＴから他のＰＭＴへの
応答の変動、７）ＰＭＴ応答の時間的変動、および８）
ＰＭＴの中間部から外側の位置を決定できないことに関
連して外周から数ｃｍの幅の不感周縁が生じるのを避け
られないこと、である。他の誤差はＰＭＴの不安定性お
よびシンチレーション結晶の脆性および吸湿性によって
生じる。
ョンを電気信号に変換することに由来する。ひずみの原
因は、１）シンチレーションが起こる場所から離れたＰ
Ｍ管の受入視野角度の変動、２）屈折率の不整合に起因
する屈折および導光、３）ＰＭＴ間に不感領域が生じる
のを避けられないこと、４）離れたＰＭＴの高い有効密
度（したがって、重量になる）、５）個々のＰＭＴの不
均一な立体的応答、６）あるＰＭＴから他のＰＭＴへの
応答の変動、７）ＰＭＴ応答の時間的変動、および８）
ＰＭＴの中間部から外側の位置を決定できないことに関
連して外周から数ｃｍの幅の不感周縁が生じるのを避け
られないこと、である。他の誤差はＰＭＴの不安定性お
よびシンチレーション結晶の脆性および吸湿性によって
生じる。
【０００７】不利なことに、シンチレーション、光管お
よび光電子増倍管を組み合わせることによって検出装置
の寸法が大きくなるので、鉛による遮蔽がかなり重くな
り、アンガー型カメラのコストを上げてしまう。さら
に、アンガーカメラ周辺の不感周縁によって、小さな器
官および身体の部分（例えば、胸部）の適切なイメージ
ングが困難になる。さらに、アンガーカメラは大型かつ
重量なので、カメラを手術室、集中治療室、または患者
のベッドサイドのような場所で効果的に用いることがで
きない。
よび光電子増倍管を組み合わせることによって検出装置
の寸法が大きくなるので、鉛による遮蔽がかなり重くな
り、アンガー型カメラのコストを上げてしまう。さら
に、アンガーカメラ周辺の不感周縁によって、小さな器
官および身体の部分（例えば、胸部）の適切なイメージ
ングが困難になる。さらに、アンガーカメラは大型かつ
重量なので、カメラを手術室、集中治療室、または患者
のベッドサイドのような場所で効果的に用いることがで
きない。
【０００８】アンガーカメラの設計上、シンチレーショ
ン検出要素は平面状である。用途によっては、撮像対象
により近い形状の検出要素を形成する方が非常に有利で
ある場合がある。
ン検出要素は平面状である。用途によっては、撮像対象
により近い形状の検出要素を形成する方が非常に有利で
ある場合がある。
【０００９】半導体検出器アレイ影像装置はアンガーカ
メラの問題を解決するため提案されてきた。例えば、米
国特許４，２９２，６４５号、米国特許５，１３２，５
４２号、ＩＥＥＥ核科学会報、Ｖｏｌ．ＮＳ−２７、Ｎ
ｏ．３、１９８０年６月号「核医学における半導体γカ
メラ」およびＩＥＥＥ核科学会報、Ｖｏｌ．ＮＳ−２
５、Ｎｏ．１、１９７８年２月号「２検出器、５１２要
素、高純度ゲルマニウムカメラの原型」を参照。半導体
検出器アレイは、非常に小型かつ軽量で、優れた立体分
解能を有し、γホトンから電気信号への直接変換が行
え、オンボード信号処理が可能で、高い安定性および信
頼性を有するので、核医学影像にとって潜在的な魅力が
ある。この技術を用いて、半導体検出器に吸収されたγ
放射線は検出器材料内にホールおよび電子を生成し、バ
イアス電圧の影響のため、個々の電荷極性にしたがって
分離したり半導体材料の反対面の方向に移動する。次
に、電子およびホールの電流は電子回路によって増幅さ
れて調整され、電気信号を生成し、電気信号を処理し
て、対応する入射γ線の放射位置および強度を示す。
メラの問題を解決するため提案されてきた。例えば、米
国特許４，２９２，６４５号、米国特許５，１３２，５
４２号、ＩＥＥＥ核科学会報、Ｖｏｌ．ＮＳ−２７、Ｎ
ｏ．３、１９８０年６月号「核医学における半導体γカ
メラ」およびＩＥＥＥ核科学会報、Ｖｏｌ．ＮＳ−２
５、Ｎｏ．１、１９７８年２月号「２検出器、５１２要
素、高純度ゲルマニウムカメラの原型」を参照。半導体
検出器アレイは、非常に小型かつ軽量で、優れた立体分
解能を有し、γホトンから電気信号への直接変換が行
え、オンボード信号処理が可能で、高い安定性および信
頼性を有するので、核医学影像にとって潜在的な魅力が
ある。この技術を用いて、半導体検出器に吸収されたγ
放射線は検出器材料内にホールおよび電子を生成し、バ
イアス電圧の影響のため、個々の電荷極性にしたがって
分離したり半導体材料の反対面の方向に移動する。次
に、電子およびホールの電流は電子回路によって増幅さ
れて調整され、電気信号を生成し、電気信号を処理し
て、対応する入射γ線の放射位置および強度を示す。
【００１０】このような原理を実施する原型の半導体検
出アレイカメラは、成功の度合いを変えながら開発され
てきた。例えば、極低温冷却ゲルマニウム検出器および
室温ＨｇＩ2検出器の２次元検出器アレイは、一般に、
極低温冷却およびＨｇＩ2技術の実用化が困難であるこ
とに関連する問題があるため、実験室レベルに限定され
てきた。テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）検出器の回転
線形アレイに基づいたイメージングシステムの初期の実
行可能性も同様に、満足な解決法とは言えず、断念され
たようである。
出アレイカメラは、成功の度合いを変えながら開発され
てきた。例えば、極低温冷却ゲルマニウム検出器および
室温ＨｇＩ2検出器の２次元検出器アレイは、一般に、
極低温冷却およびＨｇＩ2技術の実用化が困難であるこ
とに関連する問題があるため、実験室レベルに限定され
てきた。テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）検出器の回転
線形アレイに基づいたイメージングシステムの初期の実
行可能性も同様に、満足な解決法とは言えず、断念され
たようである。
【００１１】従来技術の半導体γカメラの一例は、Ｓｃ
ｈｌｏｓｓｅｒ他による米国特許４，２９２，６４５号
に記載されている。Ｓｃｈｌｏｓｓｅｒはゲルマニウム
を主成分とする半導体γ検出器のドープ領域との必要な
電気的接触を供給する改良された技術を教示している。
抵抗材料層は半導体表面の導電ストリップに接触し、抵
抗層の両側の２つの読み出し接触はストリップに平行に
配置されるとともに２つの増幅器に接続され、それによ
って、γ線が吸収されたストリップを識別することがで
きる。検出器の反対側は、ストリップが頂部のストリッ
プと直交している点を除いて同様に配置されている。イ
ベントの立体的位置は、識別されたストリップの交差部
である。頂面用の増幅器および底面用の増幅器は、検出
器全体のすべてのイベントを取り扱う。これは電気成分
の数を少なく抑えるが、各γ線を検出するために結晶全
体を用いる点が不利である。この結果、検出器の寸法が
大きくなるにつれて、分解能は悪化し、達成可能なカウ
ントレートは低減する。
ｈｌｏｓｓｅｒ他による米国特許４，２９２，６４５号
に記載されている。Ｓｃｈｌｏｓｓｅｒはゲルマニウム
を主成分とする半導体γ検出器のドープ領域との必要な
電気的接触を供給する改良された技術を教示している。
抵抗材料層は半導体表面の導電ストリップに接触し、抵
抗層の両側の２つの読み出し接触はストリップに平行に
配置されるとともに２つの増幅器に接続され、それによ
って、γ線が吸収されたストリップを識別することがで
きる。検出器の反対側は、ストリップが頂部のストリッ
プと直交している点を除いて同様に配置されている。イ
ベントの立体的位置は、識別されたストリップの交差部
である。頂面用の増幅器および底面用の増幅器は、検出
器全体のすべてのイベントを取り扱う。これは電気成分
の数を少なく抑えるが、各γ線を検出するために結晶全
体を用いる点が不利である。この結果、検出器の寸法が
大きくなるにつれて、分解能は悪化し、達成可能なカウ
ントレートは低減する。
【００１２】半導体検出器アレイを用いる従来技術のγ
線イメージングシステムの別の例は、Ｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｓｙｍｐｏｓ
ｉｕｍ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、Ｖｏｌ．３０２（Ｍ
ａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏｃｉｅｔ
ｙ、ピッツバーグ、１９９３年）、ｐｐ．４３〜５４、
Ｂｒａｄｌｅｙ Ｅ． Ｐａｔｔ著「Ｘ線およびγ線影
像のための多素子沃化水銀検出器システム」に記載され
ている。Ｐａｔｔは、各ストリップに用いられる１つの
増幅器とともに、半導体検出器アレイ画素を形成する半
導体結晶の反対側に設けられた直交ストリップの使用を
教示している。直交ストリップから送られる信号の同時
性を用いて、γ線が結晶内で吸収された位置を決定す
る。あいにく、検出器の面積が大きくなり、ストリップ
の長さが長くなると、ストリップに関連する容量および
検出器からストリップに漏れる漏れ電流が増える。容量
および漏れ電流の両方がパルスエネルギ分解を減らし、
影像装置の性能を劣化させる。
線イメージングシステムの別の例は、Ｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｓｙｍｐｏｓ
ｉｕｍ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、Ｖｏｌ．３０２（Ｍ
ａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏｃｉｅｔ
ｙ、ピッツバーグ、１９９３年）、ｐｐ．４３〜５４、
Ｂｒａｄｌｅｙ Ｅ． Ｐａｔｔ著「Ｘ線およびγ線影
像のための多素子沃化水銀検出器システム」に記載され
ている。Ｐａｔｔは、各ストリップに用いられる１つの
増幅器とともに、半導体検出器アレイ画素を形成する半
導体結晶の反対側に設けられた直交ストリップの使用を
教示している。直交ストリップから送られる信号の同時
性を用いて、γ線が結晶内で吸収された位置を決定す
る。あいにく、検出器の面積が大きくなり、ストリップ
の長さが長くなると、ストリップに関連する容量および
検出器からストリップに漏れる漏れ電流が増える。容量
および漏れ電流の両方がパルスエネルギ分解を減らし、
影像装置の性能を劣化させる。
【００１３】従来技術には、核医学への適用を満足させ
るために十分に大きい、または室温で動作する半導体検
出器アレイがかけている。したがって、アンガーカメラ
の不利な点を克服し、核医学への適用に適したアクティ
ブエリアを有し、周囲の不感領域は無視できる程度で、
室温で動作する検出器が必要である。核医学および他の
用途に用いるこのような検出器を低コストで製造する手
段が必要である。
るために十分に大きい、または室温で動作する半導体検
出器アレイがかけている。したがって、アンガーカメラ
の不利な点を克服し、核医学への適用に適したアクティ
ブエリアを有し、周囲の不感領域は無視できる程度で、
室温で動作する検出器が必要である。核医学および他の
用途に用いるこのような検出器を低コストで製造する手
段が必要である。
【００１４】半導体検出器アレイは、多数の個別の検出
素子をともに結合することによって実現される。しかし
ながら、個々の検出素子が立体分解能の必要条件を満た
すように十分に小さく作られている場合、信号増幅に必
要な増幅器の数は非常に多くなる。赤外線および低エネ
ルギＸ線の場合、従来の焦平面アレイおよびシリコンス
トリップ検出器は、各素子ごとの増幅器と１つの出力を
多数の入力に供給するマルチプレクサとを結合する
（「物理的検査における核器具および方法」、Ｖｏｌ．
２２６、１９８４年、ｐｐ．２００〜２０３およびＩＥ
ＥＥ核科学会報、Ｖｏｌ．ＮＳ−３２、Ｎｏ．１、１９
８５年２月号、ｐ．４１７参照）。これらの従来の読み
出し回路は、核医学影像に必要なＣＺＴ検出器アレイの
ようなγ線検出器は生成した信号を取り扱うには適当で
ない。
素子をともに結合することによって実現される。しかし
ながら、個々の検出素子が立体分解能の必要条件を満た
すように十分に小さく作られている場合、信号増幅に必
要な増幅器の数は非常に多くなる。赤外線および低エネ
ルギＸ線の場合、従来の焦平面アレイおよびシリコンス
トリップ検出器は、各素子ごとの増幅器と１つの出力を
多数の入力に供給するマルチプレクサとを結合する
（「物理的検査における核器具および方法」、Ｖｏｌ．
２２６、１９８４年、ｐｐ．２００〜２０３およびＩＥ
ＥＥ核科学会報、Ｖｏｌ．ＮＳ−３２、Ｎｏ．１、１９
８５年２月号、ｐ．４１７参照）。これらの従来の読み
出し回路は、核医学影像に必要なＣＺＴ検出器アレイの
ようなγ線検出器は生成した信号を取り扱うには適当で
ない。
【００１５】さらに、個々の検出素子間および個々の増
幅器間の応答が変動するため、各検出素子の利得および
効率性およびそれに関連する増幅器を正規化する方法が
必要になる。
幅器間の応答が変動するため、各検出素子の利得および
効率性およびそれに関連する増幅器を正規化する方法が
必要になる。
【００１６】本発明に関連して、平面画像およびＳＰＥ
ＣＴ画像が得られる半導体γ線カメラおよびイメージン
グシステムを提供する。本イメージングシステムは、検
査対象から放射される放射線を検出する検出器と、検出
された放射線信号を調整し処理する電子工学と、検出工
程を制御して検出器が生成した信号に基づいて画像を形
成し表示するコンピュータと、画像を表示してデータを
ユーザに供給する出力装置とを含む。 発明の概要 影像ヘッド、信号処理装置、データ収集システムおよび
画像処理コンピュータを含むイメージングシステムを説
明する。影像ヘッドはＸ線またはγ線検出器および光線
を検出器に向けるためのコリメータまたはピンホールの
ような入射開口を含むのが好ましい。好適な実施の形態
において、検出器は複数の高密度実装検出モジュールか
らなる。各検出モジュールは、回路担体に取り付けられ
た複数の検出素子からなる。検出素子は、検出素子が吸
収した放射線の大きさを示す振幅を有する電気パルスを
生成する。好適な実施の形態において、検出素子は、影
像ヘッドに内蔵された回路担体に接続されている。回路
担体は、検出素子が生成した信号を調整し処理するとと
もに信号処理装置がさらに処理を行うために処理信号を
準備する回路を含む。検出素子は、それぞれ、対応する
調整／処理チャネルを有する。検出素子はテルル化カド
ミウム−亜鉛材料からなるのが好ましい。
ＣＴ画像が得られる半導体γ線カメラおよびイメージン
グシステムを提供する。本イメージングシステムは、検
査対象から放射される放射線を検出する検出器と、検出
された放射線信号を調整し処理する電子工学と、検出工
程を制御して検出器が生成した信号に基づいて画像を形
成し表示するコンピュータと、画像を表示してデータを
ユーザに供給する出力装置とを含む。 発明の概要 影像ヘッド、信号処理装置、データ収集システムおよび
画像処理コンピュータを含むイメージングシステムを説
明する。影像ヘッドはＸ線またはγ線検出器および光線
を検出器に向けるためのコリメータまたはピンホールの
ような入射開口を含むのが好ましい。好適な実施の形態
において、検出器は複数の高密度実装検出モジュールか
らなる。各検出モジュールは、回路担体に取り付けられ
た複数の検出素子からなる。検出素子は、検出素子が吸
収した放射線の大きさを示す振幅を有する電気パルスを
生成する。好適な実施の形態において、検出素子は、影
像ヘッドに内蔵された回路担体に接続されている。回路
担体は、検出素子が生成した信号を調整し処理するとと
もに信号処理装置がさらに処理を行うために処理信号を
準備する回路を含む。検出素子は、それぞれ、対応する
調整／処理チャネルを有する。検出素子はテルル化カド
ミウム−亜鉛材料からなるのが好ましい。
【００１７】本発明によると、各調整／処理チャネル
は、予め決められたしきい値を超える検出素子電気パル
スの振幅を記憶する。検出素子がしきい値を超える振幅
を有する電気パルスを生成するのに十分な放射線を吸収
すると、検出素子に関連するチャネルは有効検出素子
「イベント」を記録する。検出モジュールはフォールス
ルー回路を用い、フォールスルー回路は有効ヒットを記
録した検出素子のみを自動的に見つける。信号処理装置
が動作を促すと、フォールスルー回路は次の検出素子お
よび有効イベントを有する関連チャネルを探索する。次
に記録されたイベントを見つけると、検出モジュールは
素子のアドレスおよび有効イベントを生成した電気パル
スの振幅を生成する。各検出素子およびパルス振幅のア
ドレスは信号処理装置に供給され、さらに処理を行う。
は、予め決められたしきい値を超える検出素子電気パル
スの振幅を記憶する。検出素子がしきい値を超える振幅
を有する電気パルスを生成するのに十分な放射線を吸収
すると、検出素子に関連するチャネルは有効検出素子
「イベント」を記録する。検出モジュールはフォールス
ルー回路を用い、フォールスルー回路は有効ヒットを記
録した検出素子のみを自動的に見つける。信号処理装置
が動作を促すと、フォールスルー回路は次の検出素子お
よび有効イベントを有する関連チャネルを探索する。次
に記録されたイベントを見つけると、検出モジュールは
素子のアドレスおよび有効イベントを生成した電気パル
スの振幅を生成する。各検出素子およびパルス振幅のア
ドレスは信号処理装置に供給され、さらに処理を行う。
【００１８】信号処理装置は調整／処理チャネルからデ
ータを収集し、データを正規化するとともにフォーマッ
トし、データ収集コンピュータがアクセスできるように
そのデータをメモリブロックに記憶させる。さらに、信
号処理装置はバイアス電圧を検出器に供給し、検出モジ
ュールによって用いられるイベントしきい電圧を供給
し、有効イベントを判別する。信号処理装置は、診断、
利得正規化および応答効率正規化機能を果たす。
ータを収集し、データを正規化するとともにフォーマッ
トし、データ収集コンピュータがアクセスできるように
そのデータをメモリブロックに記憶させる。さらに、信
号処理装置はバイアス電圧を検出器に供給し、検出モジ
ュールによって用いられるイベントしきい電圧を供給
し、有効イベントを判別する。信号処理装置は、診断、
利得正規化および応答効率正規化機能を果たす。
【００１９】データ収集システムは、信号処理装置およ
び画像処理コンピュータシステムと通信するハードウェ
アおよびソフトウェアを含む。データ収集システムは、
調整／処理チャネルから受信したデータの収集および処
理を制御し、既存の撮像カメラと互換性のあるフォーマ
ットのイベントデータに基づいて画像データを生成し、
データを画像処理コンピュータに送信する。また、デー
タ収集システムは、検出素子イベントヒストグラムおよ
びパルス波高分布データを保持する機構を備える。デー
タ収集システムは画像を標準フォーマットに生成し、市
販のイメージングシステムを用いて画像を表示すること
ができる。
び画像処理コンピュータシステムと通信するハードウェ
アおよびソフトウェアを含む。データ収集システムは、
調整／処理チャネルから受信したデータの収集および処
理を制御し、既存の撮像カメラと互換性のあるフォーマ
ットのイベントデータに基づいて画像データを生成し、
データを画像処理コンピュータに送信する。また、デー
タ収集システムは、検出素子イベントヒストグラムおよ
びパルス波高分布データを保持する機構を備える。デー
タ収集システムは画像を標準フォーマットに生成し、市
販のイメージングシステムを用いて画像を表示すること
ができる。
【００２０】画像処理コンピュータは、検出素子が生成
した信号に基づいて画像を表示する。画像処理コンピュ
ータは、処理信号に基づいて画像を結合し、結合された
画像を表示装置に表示する。画像処理コンピュータは作
業者とのインタフェースを有し、データ収集モードを制
御し、画像データをデータ収集システムから受け取り、
画像をリアルタイムに表示装置に表示し、表示装置およ
び他の読み出し装置と通信する。また、画像処理コンピ
ュータはイメージングシステムで用いられる動作パラメ
ータを調整する機能を備える。
した信号に基づいて画像を表示する。画像処理コンピュ
ータは、処理信号に基づいて画像を結合し、結合された
画像を表示装置に表示する。画像処理コンピュータは作
業者とのインタフェースを有し、データ収集モードを制
御し、画像データをデータ収集システムから受け取り、
画像をリアルタイムに表示装置に表示し、表示装置およ
び他の読み出し装置と通信する。また、画像処理コンピ
ュータはイメージングシステムで用いられる動作パラメ
ータを調整する機能を備える。
【００２１】本発明の好適な実施の形態の詳細は、添付
図面および以下の説明によって示す。本発明の詳細が分
かれば、様々な追加的改良および変更は当業者には明ら
かである。
図面および以下の説明によって示す。本発明の詳細が分
かれば、様々な追加的改良および変更は当業者には明ら
かである。
【００２２】図中で同一の符号および名称は同一の構成
要素を示す。この説明をとおして、本発明の好適な実施
態様および実施例は、本発明に基づく制限というよりも
むしろ、具体例とみなすものとする。以下の説明では、
ガンマ線検出を説明するが、Ｘ線検出も同様に考えられ
る。Ｘ線を応用するには、様々な寸法のサブコンポーネ
ントが必要となる。
要素を示す。この説明をとおして、本発明の好適な実施
態様および実施例は、本発明に基づく制限というよりも
むしろ、具体例とみなすものとする。以下の説明では、
ガンマ線検出を説明するが、Ｘ線検出も同様に考えられ
る。Ｘ線を応用するには、様々な寸法のサブコンポーネ
ントが必要となる。
【００２３】本発明に関連する半導体ベースのガンマ線
カメラおよび医療用イメージングシステム（以下「カメ
ラ」と称する）は、図１に示されており、参照番号１０
０で参照される。図１および２を同時に参照すると、本
発明に関連するカメラ１００は、ガンマ線検出器２００
と、検出器へのガンマ線を検出するためのコリメータの
ような入射開口またはピンホール２０５と、信号処理装
置３００と、データ収集計算機４００と、患者、器官、
或は他の被検体１０２に隣接するカメラの位置決め用ガ
ントリー５００とを具備する。検出器２００は、被検体
１０２から放出された放射線を検出するための使用され
る。検出器２００で発生した信号は、あらゆる便利な手
段、好適にはデジタル通信リンク２０２を使用して信号
処理装置３００に送信される。
カメラおよび医療用イメージングシステム（以下「カメ
ラ」と称する）は、図１に示されており、参照番号１０
０で参照される。図１および２を同時に参照すると、本
発明に関連するカメラ１００は、ガンマ線検出器２００
と、検出器へのガンマ線を検出するためのコリメータの
ような入射開口またはピンホール２０５と、信号処理装
置３００と、データ収集計算機４００と、患者、器官、
或は他の被検体１０２に隣接するカメラの位置決め用ガ
ントリー５００とを具備する。検出器２００は、被検体
１０２から放出された放射線を検出するための使用され
る。検出器２００で発生した信号は、あらゆる便利な手
段、好適にはデジタル通信リンク２０２を使用して信号
処理装置３００に送信される。
【００２４】図２に示すように、カメラ１００は、被検
体１０２から得たイメージを本発明の装置設置現場(on-
site)および遠隔にいるユーザーに送信し且つこれを表
示するための複数の入出力装置を具備している。例え
ば、本発明に関連するカメラ１００は好適には、最低で
も被検体１０２のイメージを現場ユーザー（図示なし）
に対して表示するための心電計や表示装置６０４のよう
な装置からの入力を取り込む。しかし、イメージはま
た、ファクシミリ６００やモデム６０２を用いる電気通
信網６１６、或は直接デジタル回線（図示なし）を通し
て、現場にいない(off-site)、つまり遠隔にいるユーザ
ーにも伝送できる。カメラ１００を使えば、複数の紙面
表示装置を用いて、イメージの「ハード・コピー」をと
ることができる。例えば、カメラ１００は、イメージの
ペーパー・コピーまたはフィルム・コピーを提供するた
めのレーザ・プリンタ６０６と、ドット・マトリクス・
プリンタ６０８と、プロッタ６１０とを具備する。カメ
ラ１００はまた、磁気データ記録装置６１４および／ま
たは光学式データ記録装置６１２において、被検体１０
２のデジタル化イメージの記録もできる。
体１０２から得たイメージを本発明の装置設置現場(on-
site)および遠隔にいるユーザーに送信し且つこれを表
示するための複数の入出力装置を具備している。例え
ば、本発明に関連するカメラ１００は好適には、最低で
も被検体１０２のイメージを現場ユーザー（図示なし）
に対して表示するための心電計や表示装置６０４のよう
な装置からの入力を取り込む。しかし、イメージはま
た、ファクシミリ６００やモデム６０２を用いる電気通
信網６１６、或は直接デジタル回線（図示なし）を通し
て、現場にいない(off-site)、つまり遠隔にいるユーザ
ーにも伝送できる。カメラ１００を使えば、複数の紙面
表示装置を用いて、イメージの「ハード・コピー」をと
ることができる。例えば、カメラ１００は、イメージの
ペーパー・コピーまたはフィルム・コピーを提供するた
めのレーザ・プリンタ６０６と、ドット・マトリクス・
プリンタ６０８と、プロッタ６１０とを具備する。カメ
ラ１００はまた、磁気データ記録装置６１４および／ま
たは光学式データ記録装置６１２において、被検体１０
２のデジタル化イメージの記録もできる。
【００２５】放射性同位元素からの放射線の放射の平面
及び単光子射出コンピュータ断層撮影(SPECT)のイメー
ジは、本発明に関連するカメラ１００を使用して得るこ
とができる。カメラ１００は、アクセスの難しい領域の
イメージと、従来のガンマ・カメラを使用して得られる
イメージとを提供するように設計されている。また、本
カメラ１００は、核医学において、従来得られているイ
メージをも提供するように設計されている。図２に示さ
れているように、ガンマ線検出器２００は、好適には、
モジュール・ボード２０８に搭載した検出モジュール２
０６のアレイ２０４を具備する。モジュール・ボード２
０８は、検出モジュールが発生した信号を、処理するた
めに、信号処理装置３００へ伝送する。図３から４を参
照して以下に詳細に説明するように、各検出モジュール
２０６は、室温で許容できる性能を有する、ガンマ線放
射を検出できる半導体物質から成る検出素子アレイ２１
２を具備している。その上さらに、各検出モジュール２
０６は、担体２１４の中に集積回路（IC）を具備してお
り、機能的に作用するように検出素子２１２に接続され
ており、信号処理装置３００への伝送のため、検出素子
が発生した電気信号を増幅、調節して処理する。信号処
理装置３００は、ガンマ線検出器２００からの信号を取
り込み、データに対して修正を行い、被検体１０２のイ
メージを形成するためのデータ収集計算機４００での使
用に供するために、データをメモリーの中におく。イメ
ージは、表示装置６０４に表示され、図２に示したその
他の装置を用いて、記録されたり、印刷されたり、或は
送信される。カメラ１００の重要な部品は、以下の関連
のサブセクションにおいて、説明する。 ［ガンマ線検出器］本発明に関連するガンマ線検出器２
００は、モジュール・ボード２０８に搭載され、稠密に
収容された検出モジュール２０６のアレイを具備してい
る。モジュール・ボード208は、検出モジュール２０６
が発生した信号を信号処理装置３００に送出する。検出
器２００は、好適には、検出モジュール２０６の８×８
アレイ含む。表示の便宜上、図２は、４×５アレイの検
出モジュール２０６を示している。検出モジュール２０
６は、好適には、１インチ平方の大きさになっている。
従って、ガンマ線検出器２００の好適な実施態様では、
64平方インチの「活性」検出領域を有することになる。
及び単光子射出コンピュータ断層撮影(SPECT)のイメー
ジは、本発明に関連するカメラ１００を使用して得るこ
とができる。カメラ１００は、アクセスの難しい領域の
イメージと、従来のガンマ・カメラを使用して得られる
イメージとを提供するように設計されている。また、本
カメラ１００は、核医学において、従来得られているイ
メージをも提供するように設計されている。図２に示さ
れているように、ガンマ線検出器２００は、好適には、
モジュール・ボード２０８に搭載した検出モジュール２
０６のアレイ２０４を具備する。モジュール・ボード２
０８は、検出モジュールが発生した信号を、処理するた
めに、信号処理装置３００へ伝送する。図３から４を参
照して以下に詳細に説明するように、各検出モジュール
２０６は、室温で許容できる性能を有する、ガンマ線放
射を検出できる半導体物質から成る検出素子アレイ２１
２を具備している。その上さらに、各検出モジュール２
０６は、担体２１４の中に集積回路（IC）を具備してお
り、機能的に作用するように検出素子２１２に接続され
ており、信号処理装置３００への伝送のため、検出素子
が発生した電気信号を増幅、調節して処理する。信号処
理装置３００は、ガンマ線検出器２００からの信号を取
り込み、データに対して修正を行い、被検体１０２のイ
メージを形成するためのデータ収集計算機４００での使
用に供するために、データをメモリーの中におく。イメ
ージは、表示装置６０４に表示され、図２に示したその
他の装置を用いて、記録されたり、印刷されたり、或は
送信される。カメラ１００の重要な部品は、以下の関連
のサブセクションにおいて、説明する。 ［ガンマ線検出器］本発明に関連するガンマ線検出器２
００は、モジュール・ボード２０８に搭載され、稠密に
収容された検出モジュール２０６のアレイを具備してい
る。モジュール・ボード208は、検出モジュール２０６
が発生した信号を信号処理装置３００に送出する。検出
器２００は、好適には、検出モジュール２０６の８×８
アレイ含む。表示の便宜上、図２は、４×５アレイの検
出モジュール２０６を示している。検出モジュール２０
６は、好適には、１インチ平方の大きさになっている。
従って、ガンマ線検出器２００の好適な実施態様では、
64平方インチの「活性」検出領域を有することになる。
【００２６】本発明の他の実施態様では、何かの被検体
を撮像するための、より一層適切な検出面を形成するた
め、平面以外の他の形の検出モジュール２０６を搭載し
ている。また図示した実施態様では、アレイ形式に配列
した検出モジュール２０６を有する検出器２００を説明
しているが、本発明は、他の形態に配列された検出モジ
ュール２０６を具備する検出器２００をも意図してい
る。例えば、モジュール２０６は、直線形や、円形、或
いは他の都合のよい形態に配列できる。
を撮像するための、より一層適切な検出面を形成するた
め、平面以外の他の形の検出モジュール２０６を搭載し
ている。また図示した実施態様では、アレイ形式に配列
した検出モジュール２０６を有する検出器２００を説明
しているが、本発明は、他の形態に配列された検出モジ
ュール２０６を具備する検出器２００をも意図してい
る。例えば、モジュール２０６は、直線形や、円形、或
いは他の都合のよい形態に配列できる。
【００２７】検出器２００のモジュール・ボード２０８
および検出モジュール２０６は、光を通さないハウジン
グ内に収容される。シールド物質は好適には鉛等であ
り、漂遊放射が、取り込んだイメージに有害な影響を与
えないように、モジュール・ボード２０８と検出モジュ
ール２０６の後ろと側面とに配置される。この代わりで
は、シールドを、炭化タングステンや、或いは他の高密
度の物質で作る。シールドは、不要な漂遊放射が検出素
子に達してカメラ１００が作り出しているイメージの質
を落としてしまうことがないように、十分な質量を有す
るものである。ハウジング（図示なし）はまた、好適に
は、検出モジュール２０６の使用面を覆って配置された
薄いアルミニウム・ウインドウを具備する。このウイン
ドウは、光および物理的損傷から検出モジュールを保護
するものであるが、それにも関わらず、検査中の被検体
１０２からのガンマ線放射が、ウインドウを貫通して検
出素子２１２で吸収されることもできるようになってい
る。この代わりにウインドウは、画像化できる、感知可
能な放射線量を吸収しない低原子番号材料ならどれから
でも作ることができる。
および検出モジュール２０６は、光を通さないハウジン
グ内に収容される。シールド物質は好適には鉛等であ
り、漂遊放射が、取り込んだイメージに有害な影響を与
えないように、モジュール・ボード２０８と検出モジュ
ール２０６の後ろと側面とに配置される。この代わりで
は、シールドを、炭化タングステンや、或いは他の高密
度の物質で作る。シールドは、不要な漂遊放射が検出素
子に達してカメラ１００が作り出しているイメージの質
を落としてしまうことがないように、十分な質量を有す
るものである。ハウジング（図示なし）はまた、好適に
は、検出モジュール２０６の使用面を覆って配置された
薄いアルミニウム・ウインドウを具備する。このウイン
ドウは、光および物理的損傷から検出モジュールを保護
するものであるが、それにも関わらず、検査中の被検体
１０２からのガンマ線放射が、ウインドウを貫通して検
出素子２１２で吸収されることもできるようになってい
る。この代わりにウインドウは、画像化できる、感知可
能な放射線量を吸収しない低原子番号材料ならどれから
でも作ることができる。
【００２８】ハウジングは、モジュール・ボード２０
８、検出素子２０６、シールド物質の周りに、ねじまた
は他の取付手段を用いて固着される。デジタル通信リン
ク２０２は、１端部に形成されている穴またはスロット
（図示なし）を貫通してハウジングに入る。スロット端
部とハウジングの端部とは、好適には、光を通さないよ
うに作られる。ハウジングは好適には、防振技術を用い
て、ガントリー５００に対して支持される。ある実施態
様では、ハウジング内の温度を、ハウジングから熱を除
去する冷却システムによって制御している。
８、検出素子２０６、シールド物質の周りに、ねじまた
は他の取付手段を用いて固着される。デジタル通信リン
ク２０２は、１端部に形成されている穴またはスロット
（図示なし）を貫通してハウジングに入る。スロット端
部とハウジングの端部とは、好適には、光を通さないよ
うに作られる。ハウジングは好適には、防振技術を用い
て、ガントリー５００に対して支持される。ある実施態
様では、ハウジング内の温度を、ハウジングから熱を除
去する冷却システムによって制御している。
【００２９】検出器の活性面の周りの無駄な領域は小さ
い。これは、検出器および支持ハウジングの側面のシー
ルド物質から形成されており、典型的には 0.5インチよ
りも小さいものである。 ［検出モジュール］図３aは、本発明に関連する１つの
検出モジュール２０６の分解斜視図を示す。図３aに描
いたように、検出モジュール２０６は、１インチ平方の
セラミックまたはプラスチック・担体内に実装した集積
回路を具備している。検出モジュール２０６の半導体検
出物質、即ちサブ・コンポーネント２１０は、検出素子
２１２のアレイを具備する。検出素子２１２は、好適に
は、８×８アレイに配列される。本発明の好適な実施態
様では、検出素子２１２は、サブ・コンポーネント２１
０の底面上に形成された複数のテルル化カドミウム亜鉛
（CZT）ガンマ線検出領域から構成される。その結晶
は、テルル化カドミウム、ヨウ化第二水銀、ゲルマニウ
ム、シリコン、その他Ｘ線またはガンマ線に感応する物
質で構成できる。従来技術において公知であったよう
に、CZT 結晶では、良好なエネルギーおよび空間分解能
が得られている。この結晶は室温で動作可能で、種々の
寸法で大量に製造できる。CZT 結晶は、検査中の被検体
１０２（図１）から受けたガンマ線を電荷パルスに変換
する。電気パルスの振幅は、吸収されたガンマ線のエネ
ルギーを示している。
い。これは、検出器および支持ハウジングの側面のシー
ルド物質から形成されており、典型的には 0.5インチよ
りも小さいものである。 ［検出モジュール］図３aは、本発明に関連する１つの
検出モジュール２０６の分解斜視図を示す。図３aに描
いたように、検出モジュール２０６は、１インチ平方の
セラミックまたはプラスチック・担体内に実装した集積
回路を具備している。検出モジュール２０６の半導体検
出物質、即ちサブ・コンポーネント２１０は、検出素子
２１２のアレイを具備する。検出素子２１２は、好適に
は、８×８アレイに配列される。本発明の好適な実施態
様では、検出素子２１２は、サブ・コンポーネント２１
０の底面上に形成された複数のテルル化カドミウム亜鉛
（CZT）ガンマ線検出領域から構成される。その結晶
は、テルル化カドミウム、ヨウ化第二水銀、ゲルマニウ
ム、シリコン、その他Ｘ線またはガンマ線に感応する物
質で構成できる。従来技術において公知であったよう
に、CZT 結晶では、良好なエネルギーおよび空間分解能
が得られている。この結晶は室温で動作可能で、種々の
寸法で大量に製造できる。CZT 結晶は、検査中の被検体
１０２（図１）から受けたガンマ線を電荷パルスに変換
する。電気パルスの振幅は、吸収されたガンマ線のエネ
ルギーを示している。
【００３０】図３aに示した検出モジュール２０６は、
サブ・コンポーネント２１０の上下両面に設置した薄い
板と共に組み立てられる。上板（図示なし）は、バイア
ス電圧を検出モジュール２０６に印加するための手段を
提供して、検出器ハウジングからバイアス電圧を絶縁
し、更に、CZT 結晶を物理的に保護している。上板は、
被検体１０２から放射されたガンマ線が、板を透過して
検出素子２１２で吸収されるように設計される。好適な
実施態様においては、板は、0.5 mm厚のアルミナから造
られる。この他では、上板および／または下板は、ガラ
ス・エポキシ製回路板または他の絶縁物質から作られ
る。下板２３０は、検出素子２１２を回路担体２１４に
接続する手段を提供する。下板２３０は、検出素子２１
２の位置に場所が対応している複数の接続パッド２３２
を具備している。複数の接続パッド２３２は、検出素子
ごとに、回路担体２１４最上面の対応する入力接続パッ
ドへの電気的接続を行っている。また接続パッド２３２
は、電気的に互いに絶縁してある。
サブ・コンポーネント２１０の上下両面に設置した薄い
板と共に組み立てられる。上板（図示なし）は、バイア
ス電圧を検出モジュール２０６に印加するための手段を
提供して、検出器ハウジングからバイアス電圧を絶縁
し、更に、CZT 結晶を物理的に保護している。上板は、
被検体１０２から放射されたガンマ線が、板を透過して
検出素子２１２で吸収されるように設計される。好適な
実施態様においては、板は、0.5 mm厚のアルミナから造
られる。この他では、上板および／または下板は、ガラ
ス・エポキシ製回路板または他の絶縁物質から作られ
る。下板２３０は、検出素子２１２を回路担体２１４に
接続する手段を提供する。下板２３０は、検出素子２１
２の位置に場所が対応している複数の接続パッド２３２
を具備している。複数の接続パッド２３２は、検出素子
ごとに、回路担体２１４最上面の対応する入力接続パッ
ドへの電気的接続を行っている。また接続パッド２３２
は、電気的に互いに絶縁してある。
【００３１】回路担体２１４は、ICおよび受動素子を収
容しており、且つICから検出素子２１２およびモジュー
ル・ボード３００への相互接続を行っている。回路担体
２１４は、好適には、セラミックまたはプラスチックか
ら成る。好適な実施例においては、回路担体２１４中の
厚膜抵抗およびコンデンサは、検出素子２１２からICの
入力へ信号をリンクし、且つ検出器漏洩電流を接地へ逃
がしている。
容しており、且つICから検出素子２１２およびモジュー
ル・ボード３００への相互接続を行っている。回路担体
２１４は、好適には、セラミックまたはプラスチックか
ら成る。好適な実施例においては、回路担体２１４中の
厚膜抵抗およびコンデンサは、検出素子２１２からICの
入力へ信号をリンクし、且つ検出器漏洩電流を接地へ逃
がしている。
【００３２】本発明の好適な実施態様において、サブ・
コンポーネント２１０の電極は、CZT 上の金層により形
成される。またこの代わりに、白金、炭素、その他導電
性物質を使用することもできる。検出素子２１２は、サ
ブ・コンポーネント２１０の底面の電極アレイによって
形成される。ガンマ線検出器２００（図１）の空間分解
能は、検出素子２１２の大きさによって大部分が決定さ
れる。性能および長期にわたる安定性は、電極間のCZT
結晶の領域を不動態化することにより向上する。
コンポーネント２１０の電極は、CZT 上の金層により形
成される。またこの代わりに、白金、炭素、その他導電
性物質を使用することもできる。検出素子２１２は、サ
ブ・コンポーネント２１０の底面の電極アレイによって
形成される。ガンマ線検出器２００（図１）の空間分解
能は、検出素子２１２の大きさによって大部分が決定さ
れる。性能および長期にわたる安定性は、電極間のCZT
結晶の領域を不動態化することにより向上する。
【００３３】他の実施態様では、検出モジュール２０６
内に形成された検出素子21２のアレイは、４つのCZT 結
晶２１８、２２０、２２２、２２４として図３aに示し
てあるように、別々のCZT 結晶から構成される。図示し
た結晶は、好適には、縦12.7mm、横12.7mm、厚さ3 mm
で、スペクトル・グレード CZTを構成している。金製の
接続薄膜または接続層は、個々の結晶２１８−２２４の
上下両面に付着している。各結晶の底面の電極は検出素
子ごとに、金の平方パターン、つまり１つの正方形を形
成する。好適な実施例においては、金の正方形は、１辺
で、およそ3 mmである。四角形の間の分離線２１６は、
好適には不動態化されており、その結果、100 メグオー
ムより大きい検出素子間の絶縁が得られている。
内に形成された検出素子21２のアレイは、４つのCZT 結
晶２１８、２２０、２２２、２２４として図３aに示し
てあるように、別々のCZT 結晶から構成される。図示し
た結晶は、好適には、縦12.7mm、横12.7mm、厚さ3 mm
で、スペクトル・グレード CZTを構成している。金製の
接続薄膜または接続層は、個々の結晶２１８−２２４の
上下両面に付着している。各結晶の底面の電極は検出素
子ごとに、金の平方パターン、つまり１つの正方形を形
成する。好適な実施例においては、金の正方形は、１辺
で、およそ3 mmである。四角形の間の分離線２１６は、
好適には不動態化されており、その結果、100 メグオー
ムより大きい検出素子間の絶縁が得られている。
【００３４】好適な実施態様においては、導電性エポキ
シ樹脂は、検出素子２１２の電極を下板の接続パッドに
結合し、下板のコンタクトを回路担体２１４の入力接続
パッドに接続するために使用される。この代わりに、イ
ンジウム・バンプ結合のような他の導電性結合手段を用
いてもよい。
シ樹脂は、検出素子２１２の電極を下板の接続パッドに
結合し、下板のコンタクトを回路担体２１４の入力接続
パッドに接続するために使用される。この代わりに、イ
ンジウム・バンプ結合のような他の導電性結合手段を用
いてもよい。
【００３５】従って、検出器の入力は、回路担体２１４
内で、担体２１４の上面を介してICに接続される。他の
入力および出力は、回路担体２１４の底面にある複数の
ピン２４０を通してICに接続している。複数のピン２４
０は、モジュール・ボード２０８（図２）に付着させた
挿入物またはソケット・コネクタと掛合するように設計
される。前に説明したように、半導体放射線検出器の従
来技術における組立構造体は、典型的には、組立構造体
が多くとも３面で接合されるような方法で、調節電子回
路とインタフェース接続する。図２に示した検出モジュ
ール２０６の構造では、都合良く、検出器モジュール２
０６が４面全てで接合できるようになっている。従っ
て、本検出モジュール２０６は、所望の構造をもつ核医
学画像を作るために、幾つかの方法で他の検出モジュー
ル２０６と組み合わせることができるモジュール素子を
都合良く提供するものである。
内で、担体２１４の上面を介してICに接続される。他の
入力および出力は、回路担体２１４の底面にある複数の
ピン２４０を通してICに接続している。複数のピン２４
０は、モジュール・ボード２０８（図２）に付着させた
挿入物またはソケット・コネクタと掛合するように設計
される。前に説明したように、半導体放射線検出器の従
来技術における組立構造体は、典型的には、組立構造体
が多くとも３面で接合されるような方法で、調節電子回
路とインタフェース接続する。図２に示した検出モジュ
ール２０６の構造では、都合良く、検出器モジュール２
０６が４面全てで接合できるようになっている。従っ
て、本検出モジュール２０６は、所望の構造をもつ核医
学画像を作るために、幾つかの方法で他の検出モジュー
ル２０６と組み合わせることができるモジュール素子を
都合良く提供するものである。
【００３６】この代わりに、図３bでは、同じ検出モジ
ュール２０６だが、サブ・コンポーネント２１０の上下
面にある、直角ストリップにより形成された半導体検出
素子２１３のアレイを有するものを示している。直角ス
トリップを用いる利点は、空間分解能が同じでも、信号
調節チャネルの数が少なくなることであり、或いは、信
号調節チャネルの数が同じ場合でも、空間分解能を更に
高くすることができる事である。この実施態様では、上
面からの信号は、コンデンサおよび抵抗回路網を通し
て、集積回路の入力にリンクしている。図３bに示した
別の実施態様では、好適には、縦約32mm横約34 mm の外
寸をもつモジュール内の1mm の中心部に32個の上部スト
リップと32個の底部ストリップとを備えている。モジュ
ールは、ただ１つの端部に小さな無駄な領域をもち、全
３側面、および小さな無駄な領域を伴う１側面の４側面
で、モジュールを十分に接合できるように、その無駄な
空間を最小にするように作られる。半導体物質は、１種
類またはそれ以上の元素からできており、ストリップは
表面に形成されて、全アレイを形成するために必要なよ
うに相互に接続される。
ュール２０６だが、サブ・コンポーネント２１０の上下
面にある、直角ストリップにより形成された半導体検出
素子２１３のアレイを有するものを示している。直角ス
トリップを用いる利点は、空間分解能が同じでも、信号
調節チャネルの数が少なくなることであり、或いは、信
号調節チャネルの数が同じ場合でも、空間分解能を更に
高くすることができる事である。この実施態様では、上
面からの信号は、コンデンサおよび抵抗回路網を通し
て、集積回路の入力にリンクしている。図３bに示した
別の実施態様では、好適には、縦約32mm横約34 mm の外
寸をもつモジュール内の1mm の中心部に32個の上部スト
リップと32個の底部ストリップとを備えている。モジュ
ールは、ただ１つの端部に小さな無駄な領域をもち、全
３側面、および小さな無駄な領域を伴う１側面の４側面
で、モジュールを十分に接合できるように、その無駄な
空間を最小にするように作られる。半導体物質は、１種
類またはそれ以上の元素からできており、ストリップは
表面に形成されて、全アレイを形成するために必要なよ
うに相互に接続される。
【００３７】CZT 結晶は、1980年代以降、カリフォルニ
ア、サンディエゴのAurora Technologies 社、および19
93年以降はペンシルバニア州サクソンブルグの eV Prod
uctsから市販で入手可能であり、テルル化カドミウム
は、アメリカ、アジア、ヨーロッパのメーカーから入手
できる。 ［CZT 検出器の不動態化］本発明の好適な実施態様にお
いては、CZT サブ・コンポーネント２１０の表面上の不
動態化領域は、CZT 上に絶縁膜を形成することで作り出
す。好適な実施態様では、自然酸化膜をテルル化カドミ
ウム亜鉛基板から成長させる前に、金属層を基板表面に
蒸着しておく。自然酸化膜を成長させれば、基板中に形
成する金属パッド或いは金属線間の抵抗を確実に増大し
て、これを高い値に維持するための手段を提供できる。
ア、サンディエゴのAurora Technologies 社、および19
93年以降はペンシルバニア州サクソンブルグの eV Prod
uctsから市販で入手可能であり、テルル化カドミウム
は、アメリカ、アジア、ヨーロッパのメーカーから入手
できる。 ［CZT 検出器の不動態化］本発明の好適な実施態様にお
いては、CZT サブ・コンポーネント２１０の表面上の不
動態化領域は、CZT 上に絶縁膜を形成することで作り出
す。好適な実施態様では、自然酸化膜をテルル化カドミ
ウム亜鉛基板から成長させる前に、金属層を基板表面に
蒸着しておく。自然酸化膜を成長させれば、基板中に形
成する金属パッド或いは金属線間の抵抗を確実に増大し
て、これを高い値に維持するための手段を提供できる。
【００３８】絶縁膜層２１６（図２）は、低温で過酸化
水素溶液を用いた CZT表面処理によってCZT 表面に形成
される。金属層を蒸着した後、濃度約3 ％から30％の過
酸化水素水溶液に、温度約20℃から60℃、温度により２
秒から1 時間、CZT 基板をさらして、自然酸化膜を成長
させる。例えば、CZT 検出素子アレイは、好適には先
ず、不動態化してパターニングしてから、過酸化水素水
溶液にさらす。典型的には、CZT サブ・コンポーネント
２１０は、濃度約３％の過酸化水素水溶液中に、60℃で
約30分間、置かれている。しかしながら、この温度は、
所望の酸化層の深さと酸化層の成長速度に応じて変えて
もよい。説明したように CZT基板をさらした後には、検
出素子２１２間の表面漏洩電流を実質的に低減する、黒
くて、高抵抗の酸化膜が、CZT 基板表面に形成される。
またこの漏洩電流は、不動態化された検出素子２１２
を、酸素・窒素雰囲気中で、比較的低い温度で乾燥すれ
ば更に低減できる。例えば典型的には、温度約60℃でお
よそ30分間、不動態化した検出素子を空気中で乾燥す
る。
水素溶液を用いた CZT表面処理によってCZT 表面に形成
される。金属層を蒸着した後、濃度約3 ％から30％の過
酸化水素水溶液に、温度約20℃から60℃、温度により２
秒から1 時間、CZT 基板をさらして、自然酸化膜を成長
させる。例えば、CZT 検出素子アレイは、好適には先
ず、不動態化してパターニングしてから、過酸化水素水
溶液にさらす。典型的には、CZT サブ・コンポーネント
２１０は、濃度約３％の過酸化水素水溶液中に、60℃で
約30分間、置かれている。しかしながら、この温度は、
所望の酸化層の深さと酸化層の成長速度に応じて変えて
もよい。説明したように CZT基板をさらした後には、検
出素子２１２間の表面漏洩電流を実質的に低減する、黒
くて、高抵抗の酸化膜が、CZT 基板表面に形成される。
またこの漏洩電流は、不動態化された検出素子２１２
を、酸素・窒素雰囲気中で、比較的低い温度で乾燥すれ
ば更に低減できる。例えば典型的には、温度約60℃でお
よそ30分間、不動態化した検出素子を空気中で乾燥す
る。
【００３９】検出素子２１２間の酸化薄膜２１６は、塩
化水素溶液に可溶である。薄膜はまた、コンタクト・メ
タリゼーション用に典型的に使用される酸性水溶液であ
る HAuCl4電解めっき溶液でも溶解することがある。CZT
検出器が、CZT ウェーハにより作られてからメタリゼ
ーションする場合、酸化膜を溶解できるということは重
要である。加えて、酸化膜を溶解することは、金属蒸着
を行うために、酸化層を選択的に除去する場合や、酸化
物エッチング／金属めっき工程において役に立つ。
化水素溶液に可溶である。薄膜はまた、コンタクト・メ
タリゼーション用に典型的に使用される酸性水溶液であ
る HAuCl4電解めっき溶液でも溶解することがある。CZT
検出器が、CZT ウェーハにより作られてからメタリゼ
ーションする場合、酸化膜を溶解できるということは重
要である。加えて、酸化膜を溶解することは、金属蒸着
を行うために、酸化層を選択的に除去する場合や、酸化
物エッチング／金属めっき工程において役に立つ。
【００４０】CZT 検出結晶の表面を不動態化する本発明
の方法によれば、多くの理由により、フォトリソグラフ
ィに伴う公知の問題を解決する。フォトリソグラフィに
より作られたモノリシック・アレイ構造体には、化学量
の変化および他の化学的影響に起因すると考えられる、
金属化されたコンタクト間の表面抵抗の低下傾向が見ら
れる。フォトリソグラフィにより生じた表面効果は、モ
ノリシック・アレイ素子では厄介である。また、端部の
不動態化により、高電圧で動作するために単一素子検出
器またはアレイ検出器の性能を向上して、漏洩電流を低
減する。フォトリソグラフィにより生じる問題は、前に
説明した化学的不動態化法によって解消される。CZT 面
を化学的に不動態化することによって、本発明は明らか
に、従来技術では得られない便宜を提供している。例え
ば、自然成長させた絶縁層により、CZT 基板上への酸化
層の蒸着に伴う問題は解消する。加うるに、自然成長さ
せた酸化層を有する CZT結晶は容易且つ安価に製造でき
る。酸化層は、高い抵抗を生じて、検出素子２１２間の
表面漏洩電流を低減できる。更にその上、自然酸化物は
化学的には CZT基板と共存可能である。 ［検出モジュール・ボード］図４は、図２で図示した検
出モジュール・ボード２０８のブロック線図を示す。検
出モジュール・ボードは、図２で示した個々の検出モジ
ュール２０６を内挿するソケット・コネクタのアレイを
備えている。またこの代わりに、モジュール・ボードに
対して、モジュールをはんだ付けすることもできる。図
４は、検出モジュールの入出力ピンの相互接続を示して
いる。１つの実施態様においては、ガンマ線検出器２０
０は、５×７アレイに配列された35個の検出モジュール
を具備する。しかし図示した実施態様において使用され
ているアレイの大きさは、例示にすぎず、本発明を制限
するものではない。本発明に関連するガンマ線検出器２
００は、Ｎ×Ｍアレイに、若しくは形または寸法を問わ
ずに配列したＸ検出モジュールを具備するものでもよ
い。このようなＮ×Ｍアレイのカメラと図示した実施例
との違いは、個々のモジュールのイメージ中でのマッピ
ング方法と、必要なアドレス線の数である。例えば、あ
る実施態様においては、６本のアドレス線が、正方形の
パターンに配列された64個の検出モジュール２０６の位
置を指定している。同じ64個の素子を、他の所望の形
状、すなわち矩形、円形、環形状、または十字形のよう
な形状に配列することもできる。１６×１６アレイの検
出モジュールを有する実施態様においては、８本のアク
ティブ線が、モジュール・アドレス・バス２５６上に必
要となる。
の方法によれば、多くの理由により、フォトリソグラフ
ィに伴う公知の問題を解決する。フォトリソグラフィに
より作られたモノリシック・アレイ構造体には、化学量
の変化および他の化学的影響に起因すると考えられる、
金属化されたコンタクト間の表面抵抗の低下傾向が見ら
れる。フォトリソグラフィにより生じた表面効果は、モ
ノリシック・アレイ素子では厄介である。また、端部の
不動態化により、高電圧で動作するために単一素子検出
器またはアレイ検出器の性能を向上して、漏洩電流を低
減する。フォトリソグラフィにより生じる問題は、前に
説明した化学的不動態化法によって解消される。CZT 面
を化学的に不動態化することによって、本発明は明らか
に、従来技術では得られない便宜を提供している。例え
ば、自然成長させた絶縁層により、CZT 基板上への酸化
層の蒸着に伴う問題は解消する。加うるに、自然成長さ
せた酸化層を有する CZT結晶は容易且つ安価に製造でき
る。酸化層は、高い抵抗を生じて、検出素子２１２間の
表面漏洩電流を低減できる。更にその上、自然酸化物は
化学的には CZT基板と共存可能である。 ［検出モジュール・ボード］図４は、図２で図示した検
出モジュール・ボード２０８のブロック線図を示す。検
出モジュール・ボードは、図２で示した個々の検出モジ
ュール２０６を内挿するソケット・コネクタのアレイを
備えている。またこの代わりに、モジュール・ボードに
対して、モジュールをはんだ付けすることもできる。図
４は、検出モジュールの入出力ピンの相互接続を示して
いる。１つの実施態様においては、ガンマ線検出器２０
０は、５×７アレイに配列された35個の検出モジュール
を具備する。しかし図示した実施態様において使用され
ているアレイの大きさは、例示にすぎず、本発明を制限
するものではない。本発明に関連するガンマ線検出器２
００は、Ｎ×Ｍアレイに、若しくは形または寸法を問わ
ずに配列したＸ検出モジュールを具備するものでもよ
い。このようなＮ×Ｍアレイのカメラと図示した実施例
との違いは、個々のモジュールのイメージ中でのマッピ
ング方法と、必要なアドレス線の数である。例えば、あ
る実施態様においては、６本のアドレス線が、正方形の
パターンに配列された64個の検出モジュール２０６の位
置を指定している。同じ64個の素子を、他の所望の形
状、すなわち矩形、円形、環形状、または十字形のよう
な形状に配列することもできる。１６×１６アレイの検
出モジュールを有する実施態様においては、８本のアク
ティブ線が、モジュール・アドレス・バス２５６上に必
要となる。
【００４１】図４に示されている個々の検出モジュール
２０６は、モジュール・ボード２０８に対してはんだ付
けされているか、さもなければ付着されて電気的に接続
されている対応するソケット・コネクタ（図示なし）に
掛合される。モジュールがソケットと十分に係合し且つ
掛合している場合、ソケットは、４面全部で互いに接合
された検出モジュール２０６と、モジュール・ボード２
０８上で一緒に稠密に収容されることになる。モジュー
ル・ボードは好適には、検査および点検中に技術者がモ
ジュール２０６を傷付けずに、これをソケットに挿入し
たり、或いはソケットから外したりできるようにする
「プッシュ・ホール」（図示なし）を、個々のモジュー
ル位置に具備している。
２０６は、モジュール・ボード２０８に対してはんだ付
けされているか、さもなければ付着されて電気的に接続
されている対応するソケット・コネクタ（図示なし）に
掛合される。モジュールがソケットと十分に係合し且つ
掛合している場合、ソケットは、４面全部で互いに接合
された検出モジュール２０６と、モジュール・ボード２
０８上で一緒に稠密に収容されることになる。モジュー
ル・ボードは好適には、検査および点検中に技術者がモ
ジュール２０６を傷付けずに、これをソケットに挿入し
たり、或いはソケットから外したりできるようにする
「プッシュ・ホール」（図示なし）を、個々のモジュー
ル位置に具備している。
【００４２】図４に概略的に示されるように、デジタル
信号およびアナログ信号とも、公知のやり方で、モジュ
ール・ボード２０８内で配線を介して、個々のソケット
に送出される。デジタル信号と供給線は、デジタル通信
リンク２０２（図２）に接続されている入出力ポートを
介して、モジュール・ボード２０８に提供されている。
図２に示されているように、また図８を参照してより詳
細に以下で説明するように、デジタル通信リンク２０２
は、信号処理装置３００に接続されている。アナログ信
号、即ち、個々の検出モジュール２０６による出力は、
モジュール・ボード２０８上で一緒にバスにより伝送さ
れて、線形バッファ２５０、２５２を経て、アナログ・
リンク２０３、好適には対ケーブルを媒介として、信号
処理装置３００（図２）に送出される。この方法によっ
て、アナログ信号とデジタル信号との間のクロス・トー
クは、アナログ出力信号を調節してシールドし、且つ別
々の通信リンク２０２、２０３にアナログ信号とデジタ
ル信号を伝送することによって大幅に低減する。
信号およびアナログ信号とも、公知のやり方で、モジュ
ール・ボード２０８内で配線を介して、個々のソケット
に送出される。デジタル信号と供給線は、デジタル通信
リンク２０２（図２）に接続されている入出力ポートを
介して、モジュール・ボード２０８に提供されている。
図２に示されているように、また図８を参照してより詳
細に以下で説明するように、デジタル通信リンク２０２
は、信号処理装置３００に接続されている。アナログ信
号、即ち、個々の検出モジュール２０６による出力は、
モジュール・ボード２０８上で一緒にバスにより伝送さ
れて、線形バッファ２５０、２５２を経て、アナログ・
リンク２０３、好適には対ケーブルを媒介として、信号
処理装置３００（図２）に送出される。この方法によっ
て、アナログ信号とデジタル信号との間のクロス・トー
クは、アナログ出力信号を調節してシールドし、且つ別
々の通信リンク２０２、２０３にアナログ信号とデジタ
ル信号を伝送することによって大幅に低減する。
【００４３】図４に示された実施態様において、検出モ
ジュールは、複数の入力／出力ピン２４０（図３a）を
具備しており、このピンは、モジュール・ボード２０８
に付けたモジュール・ソケット内にある対応する内挿コ
ネクタと掛合するものである。図示した実施態様の個々
のモジュール・ソケットに関するピンの機能リストは、
以下の表１に掲載する。ピンおよび以下に列挙した機能
は、図４を参照して以下で機能的に説明するように、対
応する集積回路の入力／出力との相関関係を有するもの
である。
ジュールは、複数の入力／出力ピン２４０（図３a）を
具備しており、このピンは、モジュール・ボード２０８
に付けたモジュール・ソケット内にある対応する内挿コ
ネクタと掛合するものである。図示した実施態様の個々
のモジュール・ソケットに関するピンの機能リストは、
以下の表１に掲載する。ピンおよび以下に列挙した機能
は、図４を参照して以下で機能的に説明するように、対
応する集積回路の入力／出力との相関関係を有するもの
である。
【００４４】接地接続、バイアス信号、供給電圧は、検
出モジュール・ボード２０８の内側層を介して検出モジ
ュール２０６へ送られる。電源ピンは、電源を個々の接
地板にバイパスしているバイパスコンデンサ（図示な
し）に接続されている。デジタル信号および線形信号
は、モジュール・ボード２０８上と、信号処理装置３０
０（図２）上との両方で緩和される。表２は、モジュー
ル・ボード２０８を信号処理装置３００に接続するデジ
タル通信リンク２０２に関するピンの機能リストを示し
ている。
出モジュール・ボード２０８の内側層を介して検出モジ
ュール２０６へ送られる。電源ピンは、電源を個々の接
地板にバイパスしているバイパスコンデンサ（図示な
し）に接続されている。デジタル信号および線形信号
は、モジュール・ボード２０８上と、信号処理装置３０
０（図２）上との両方で緩和される。表２は、モジュー
ル・ボード２０８を信号処理装置３００に接続するデジ
タル通信リンク２０２に関するピンの機能リストを示し
ている。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】好適な実施態様において、信号処理装置３
００から検出モジュール・ボード２０８へ提供される信
号には、電圧信号および接地参照信号と、「アドバンス
(advanc e) 」信号とが含まれる。さらに詳細に以下で
説明するように、フォールスルーアドレス指定が、検出
素子２１２の中で有効なイベントを同定する時、アドレ
ス信号、「有効(valid)」信号、およびアナログ出力
が、検出モジュール・ボード２０８から信号処理装置３
００に提供される。これらの信号は、モジュール・ボー
ド２０８上のいずれの検出モジュール２０６へもバスに
より伝送される。例えば、検出モジュール２０６の全て
の有効線は、線２６０上の一緒のバスにまとめられる。
バイアス電圧（好適には、２００−５００ボルト）は、
各検出モジュールの最上面にリンクされて、カメラの操
作中に検出素子２１２を励起している。
００から検出モジュール・ボード２０８へ提供される信
号には、電圧信号および接地参照信号と、「アドバンス
(advanc e) 」信号とが含まれる。さらに詳細に以下で
説明するように、フォールスルーアドレス指定が、検出
素子２１２の中で有効なイベントを同定する時、アドレ
ス信号、「有効(valid)」信号、およびアナログ出力
が、検出モジュール・ボード２０８から信号処理装置３
００に提供される。これらの信号は、モジュール・ボー
ド２０８上のいずれの検出モジュール２０６へもバスに
より伝送される。例えば、検出モジュール２０６の全て
の有効線は、線２６０上の一緒のバスにまとめられる。
バイアス電圧（好適には、２００−５００ボルト）は、
各検出モジュールの最上面にリンクされて、カメラの操
作中に検出素子２１２を励起している。
【００４８】モジュールアドレスおよび素子アドレスと
もに、モジュール・ボード２０８上の各検出モジュール
の位置から接続されている共通のアドレス線２５６、２
６２を通して、信号処理装置３００に供給される。モジ
ュール・アドレス・バス２５６と素子アドレス・バス２
６２とは、ｎ ビット幅のアドレス・バスを作るよう
に、論理的に組み合わせられる。好適な実施態様におい
ては、信号処理装置３００へ送られるアドレス・バス
は、１４ビット幅である。好適な実施態様においては、
モジュール・アドレス線２５６は、信号処理装置３００
により最上位のアドレス・ビットとして処理され、素子
アドレス線２６２は、最下位のアドレス・ビットとして
処理される。アドレス・バス２５６、２６２は、個々の
検出モジュールの位置で、トライステート・バッファに
より駆動される。１つの検出モジュール２０６のみが、
所定の時間に、アドレス・バス２５６、２６２上にアド
レスを送出する。
もに、モジュール・ボード２０８上の各検出モジュール
の位置から接続されている共通のアドレス線２５６、２
６２を通して、信号処理装置３００に供給される。モジ
ュール・アドレス・バス２５６と素子アドレス・バス２
６２とは、ｎ ビット幅のアドレス・バスを作るよう
に、論理的に組み合わせられる。好適な実施態様におい
ては、信号処理装置３００へ送られるアドレス・バス
は、１４ビット幅である。好適な実施態様においては、
モジュール・アドレス線２５６は、信号処理装置３００
により最上位のアドレス・ビットとして処理され、素子
アドレス線２６２は、最下位のアドレス・ビットとして
処理される。アドレス・バス２５６、２６２は、個々の
検出モジュールの位置で、トライステート・バッファに
より駆動される。１つの検出モジュール２０６のみが、
所定の時間に、アドレス・バス２５６、２６２上にアド
レスを送出する。
【００４９】好適な実施例においては、個々の検出モジ
ュール２０６のモジュール・アドレスは、モジュール・
ボード２０８上の各モジュールに(at)配置されたトライ
ステート・トランシーバの中へ「結線(hard-wired)」さ
れる。即ち、各モジュール・ソケット用のバイナリ・ア
ドレスは、適切なビットをデジタル接地および電源に接
続することによって、予め配線される。図５−７を参照
して、より詳細に以下で説明するように、フォールスル
ー・アドレス指定が、有効信号をもつ検出モジュールに
到達した時、そのモジュールは、アナログ信号（線形信
号出力線２７０経由）、「有効(valid)」信号、「アド
レス・イネーブル(address enable)」信号を出力し、こ
の出力は、唯一の検出素子２１２を同定する。「アドレ
ス・イネーブル」信号が真(true)であると仮定する時、
検出モジュール２０６中のデジタルICは、アドレス・バ
ス２５６上に検出素子のアドレスを送出し、そのモジュ
ールの位置にあるトライステート・アドレス・バッファ
は、バス２６２上に検出モジュールのアドレスを流す。
従って、検出モジュール２０６は、完全に相互に交換可
能なように設計される。その結果、検出モジュール２０
６は、従来の意味で、データ収集計算機４００によって
「アドレス指定」されることはない。むしろ図５ー７を
参照して後に詳細に説明するように、イベントが起きた
時、モジュール２０６はアドレスを初期化する。図４に
示されているように、検出モジュール２０６は、１つの
モジュールからの「フォールアウト」出力信号（例え
ば、フォールアウト信号２８０ ）を、連続モジュール
の「フォールイン」入力信号（例えばフォールイン信号
２８２）に対して結合することによって、「数珠つなぎ
(daisy-chain)」構造で一緒にリンクされる。以下で説
明するように、「フォールイン」信号および「フォール
アウト」信号は、本発明に関連する「フォールスルー」
データ方式を実行するために使用される。
ュール２０６のモジュール・アドレスは、モジュール・
ボード２０８上の各モジュールに(at)配置されたトライ
ステート・トランシーバの中へ「結線(hard-wired)」さ
れる。即ち、各モジュール・ソケット用のバイナリ・ア
ドレスは、適切なビットをデジタル接地および電源に接
続することによって、予め配線される。図５−７を参照
して、より詳細に以下で説明するように、フォールスル
ー・アドレス指定が、有効信号をもつ検出モジュールに
到達した時、そのモジュールは、アナログ信号（線形信
号出力線２７０経由）、「有効(valid)」信号、「アド
レス・イネーブル(address enable)」信号を出力し、こ
の出力は、唯一の検出素子２１２を同定する。「アドレ
ス・イネーブル」信号が真(true)であると仮定する時、
検出モジュール２０６中のデジタルICは、アドレス・バ
ス２５６上に検出素子のアドレスを送出し、そのモジュ
ールの位置にあるトライステート・アドレス・バッファ
は、バス２６２上に検出モジュールのアドレスを流す。
従って、検出モジュール２０６は、完全に相互に交換可
能なように設計される。その結果、検出モジュール２０
６は、従来の意味で、データ収集計算機４００によって
「アドレス指定」されることはない。むしろ図５ー７を
参照して後に詳細に説明するように、イベントが起きた
時、モジュール２０６はアドレスを初期化する。図４に
示されているように、検出モジュール２０６は、１つの
モジュールからの「フォールアウト」出力信号（例え
ば、フォールアウト信号２８０ ）を、連続モジュール
の「フォールイン」入力信号（例えばフォールイン信号
２８２）に対して結合することによって、「数珠つなぎ
(daisy-chain)」構造で一緒にリンクされる。以下で説
明するように、「フォールイン」信号および「フォール
アウト」信号は、本発明に関連する「フォールスルー」
データ方式を実行するために使用される。
【００５０】以下で更に詳細に説明するように、検出モ
ジュール２０６が、線２６０上に有効信号を流した場
合、信号処理装置３００は、「アドレス」線上のその検
出素子のアドレスと、「線形出力」線上のアナログ信号
とを、読出して処理する。次に、信号処理装置３００
は、デジタル通信リンク２０２越しに「アドバンス(adv
ance) 」信号を発生して送信することにより、フォール
スルー・アドレス指定とデータ収集工程を再び初期化す
る。 ［検出モジュール −− アナログおよびデジタル集積
回路の相互接続］回路担体２１４は、好適には、３つの
集積回路、即ち同一のアナログASIC２つとデジタルASIC
１つを内蔵する。２つのアナログASICは、デジタルASIC
を用いて、処理用のアナログ信号を増幅して成形する。
デジタルASICは、アナログASICが発生したアナログ信号
を、参照電圧またはしきい値電圧と比較する。信号がし
きい値（「有効ヒット(valid hit)」）よりも大きい場
合は、アナログ値をピーク検出回路中に保存されるよう
にするラッチが設定される。フォールスルー信号により
動作可能にされた場合、デジタルASICは、 「有効」信
号と「アドレス・イネーブル」信号とを発生する。検出
モジュール内の２つのアナログASIC７００とデジタルAS
IC８００間の相互接続については、図５aのブロック線
図に示してある。検出素子２１２からの64通りの信号
は、担体２１４内の厚膜コンデンサを通してアナログAS
ICの入力端に接続される。個々の検出素子２１２からの
漏洩電流は、担体上にまたリソグラフィで形成された厚
膜抵抗を通して、接地に逃がすようになっている。
ジュール２０６が、線２６０上に有効信号を流した場
合、信号処理装置３００は、「アドレス」線上のその検
出素子のアドレスと、「線形出力」線上のアナログ信号
とを、読出して処理する。次に、信号処理装置３００
は、デジタル通信リンク２０２越しに「アドバンス(adv
ance) 」信号を発生して送信することにより、フォール
スルー・アドレス指定とデータ収集工程を再び初期化す
る。 ［検出モジュール −− アナログおよびデジタル集積
回路の相互接続］回路担体２１４は、好適には、３つの
集積回路、即ち同一のアナログASIC２つとデジタルASIC
１つを内蔵する。２つのアナログASICは、デジタルASIC
を用いて、処理用のアナログ信号を増幅して成形する。
デジタルASICは、アナログASICが発生したアナログ信号
を、参照電圧またはしきい値電圧と比較する。信号がし
きい値（「有効ヒット(valid hit)」）よりも大きい場
合は、アナログ値をピーク検出回路中に保存されるよう
にするラッチが設定される。フォールスルー信号により
動作可能にされた場合、デジタルASICは、 「有効」信
号と「アドレス・イネーブル」信号とを発生する。検出
モジュール内の２つのアナログASIC７００とデジタルAS
IC８００間の相互接続については、図５aのブロック線
図に示してある。検出素子２１２からの64通りの信号
は、担体２１４内の厚膜コンデンサを通してアナログAS
ICの入力端に接続される。個々の検出素子２１２からの
漏洩電流は、担体上にまたリソグラフィで形成された厚
膜抵抗を通して、接地に逃がすようになっている。
【００５１】本発明では、各検出モジュール２０６にお
いて２つのアナログASIC７００があるように示されてい
るが、当業者ならば、アナログASIC７００により行われ
る信号調節作用は、１つのASIC７００内の他の実施態様
でも実行できるという事と、１つのASIC７００内のアナ
ログ・チャネルの数が32より大きくなるか、または小さ
くなるだろう事とを理解するものと考えられる。更に本
発明では、単一の集積回路上で、アナログ処理機能とデ
ジタル処理機能とを組み合わせている。
いて２つのアナログASIC７００があるように示されてい
るが、当業者ならば、アナログASIC７００により行われ
る信号調節作用は、１つのASIC７００内の他の実施態様
でも実行できるという事と、１つのASIC７００内のアナ
ログ・チャネルの数が32より大きくなるか、または小さ
くなるだろう事とを理解するものと考えられる。更に本
発明では、単一の集積回路上で、アナログ処理機能とデ
ジタル処理機能とを組み合わせている。
【００５２】検出素子２１２は、放射線にさらされた
時、低振幅の電気パルスを生じるので、これらの信号の
処理中に発生する如何なるノイズも、合成されたイメー
ジに有害な影響を及ぼす。本発明は、アナログ回路とデ
ジタル回路とを別々のASIC中に分離することにより、漏
話とノイズとを大幅に低減している。
時、低振幅の電気パルスを生じるので、これらの信号の
処理中に発生する如何なるノイズも、合成されたイメー
ジに有害な影響を及ぼす。本発明は、アナログ回路とデ
ジタル回路とを別々のASIC中に分離することにより、漏
話とノイズとを大幅に低減している。
【００５３】従来技術におけるイメージング装置には、
検出器および増幅器の入力電流を補正するために、各検
出素子２１２の前置増幅器を周期的にリセットしなけれ
ばならないASICs を使用しているものもある。このリセ
ットは、前置増幅器帰還経路を横切って接続したアナロ
グ・スイッチで行われる。またスイッチの操作は、大き
なスプリアス信号を引き起こして、一瞬、増幅器の機能
を阻害する。ノイズ・レベルを効果的に低減するために
高い値の抵抗を使用しなければならないため、受動帰還
回路網を、条件に適うようにするのは難しい。そのよう
な抵抗値の高い抵抗器を製造することは、今のところ可
能ではない。図５aに示すように、本発明は、入力ポー
ト７０４と、これに接続するアナログASIC ７００の個
々の入力端子上の入力パッド７０６との間に抵抗器／コ
ンデンサ回路網７０２を配置することによって、この問
題のうち検出電流についての問題を解消している。漏洩
電流をアナログASIC ７００へ入れてしまう前に、抵抗
器／コンデンサ回路網７０２は、検出素子２１２からの
漏洩電流をモジュール・ボード２０８上のアナログ接地
７１２へ逃がしている。この抵抗器／コンデンサ回路網
７０２の抵抗器７０８とコンデンサ７１０の典型的な値
は、それぞれ、200 ＭΩ、100 ｐＦである。増幅器の入
力電流は、前置増幅器を巡る帰還素子として高出力イン
ピーダンス増幅器を用いることで、補正される。各検出
モジュール２０６の ８×８アレイｎの個々検出素子２
１２は、回路担体２１４上の入力ポート７０４と電気的
に結合している。検出素子２１２で生成されて、64個の
入力ポート７０４へ伝送される信号は、6,000〜60,000
電子なる数値範囲の比較的低いレベルの信号である。
検出器および増幅器の入力電流を補正するために、各検
出素子２１２の前置増幅器を周期的にリセットしなけれ
ばならないASICs を使用しているものもある。このリセ
ットは、前置増幅器帰還経路を横切って接続したアナロ
グ・スイッチで行われる。またスイッチの操作は、大き
なスプリアス信号を引き起こして、一瞬、増幅器の機能
を阻害する。ノイズ・レベルを効果的に低減するために
高い値の抵抗を使用しなければならないため、受動帰還
回路網を、条件に適うようにするのは難しい。そのよう
な抵抗値の高い抵抗器を製造することは、今のところ可
能ではない。図５aに示すように、本発明は、入力ポー
ト７０４と、これに接続するアナログASIC ７００の個
々の入力端子上の入力パッド７０６との間に抵抗器／コ
ンデンサ回路網７０２を配置することによって、この問
題のうち検出電流についての問題を解消している。漏洩
電流をアナログASIC ７００へ入れてしまう前に、抵抗
器／コンデンサ回路網７０２は、検出素子２１２からの
漏洩電流をモジュール・ボード２０８上のアナログ接地
７１２へ逃がしている。この抵抗器／コンデンサ回路網
７０２の抵抗器７０８とコンデンサ７１０の典型的な値
は、それぞれ、200 ＭΩ、100 ｐＦである。増幅器の入
力電流は、前置増幅器を巡る帰還素子として高出力イン
ピーダンス増幅器を用いることで、補正される。各検出
モジュール２０６の ８×８アレイｎの個々検出素子２
１２は、回路担体２１４上の入力ポート７０４と電気的
に結合している。検出素子２１２で生成されて、64個の
入力ポート７０４へ伝送される信号は、6,000〜60,000
電子なる数値範囲の比較的低いレベルの信号である。
【００５４】検出モジュール２０６のうちの１つによる
有効線２６０のアサーションは、少なくとも検出素子２
１２のうちの１つが、処理を要求するヒット(hit)を受
け取り、それがフォールスルー・アドレス指定によって
選択されることを示している。有効ヒットに続いて、ピ
ーク検出器内で、線形信号が十分に安定できる短い時間
待機した後、デジタルASIC ８００は、内部ゲートをか
けられるようにして、以降で詳細に説明するフォールス
ルー信号により動作状態にされるまで待機する。有効ヒ
ットは、検出モジュール２０６内の全部の検出素子２１
２について、デジタルASICにより、同時に記録できる。
検出素子２１２は有効ヒットを受け取った後、フォール
スルー信号により動作状態にされるまで待機する。次に
ASIC ８００は、「有効」信号を出力線２６０上に流
し、アドレス・イネーブル信号を出力パッド８３１上に
流す。以上で説明しかつ図４に示すように、検出モジュ
ール２０６全ての有効線２６０は、電気的に一緒に結合
されており、有効信号は、デジタル通信リンク２０２
で、信号処理装置３００へ伝送される。
有効線２６０のアサーションは、少なくとも検出素子２
１２のうちの１つが、処理を要求するヒット(hit)を受
け取り、それがフォールスルー・アドレス指定によって
選択されることを示している。有効ヒットに続いて、ピ
ーク検出器内で、線形信号が十分に安定できる短い時間
待機した後、デジタルASIC ８００は、内部ゲートをか
けられるようにして、以降で詳細に説明するフォールス
ルー信号により動作状態にされるまで待機する。有効ヒ
ットは、検出モジュール２０６内の全部の検出素子２１
２について、デジタルASICにより、同時に記録できる。
検出素子２１２は有効ヒットを受け取った後、フォール
スルー信号により動作状態にされるまで待機する。次に
ASIC ８００は、「有効」信号を出力線２６０上に流
し、アドレス・イネーブル信号を出力パッド８３１上に
流す。以上で説明しかつ図４に示すように、検出モジュ
ール２０６全ての有効線２６０は、電気的に一緒に結合
されており、有効信号は、デジタル通信リンク２０２
で、信号処理装置３００へ伝送される。
【００５５】この結果、ガンマ線検出器２００中の何れ
かの検出素子に有効ヒットが生じた場合に、その素子が
フォールスルー信号により機能状態にされていれば、そ
の検出素子に関する有効およびアドレス・イネーブル信
号が送出される。デジタルASIC ８００の各チャネル内
のピーク検出器は、信号処理装置３００によって読出さ
れるまで、検出素子２１２から受信した電荷信号の振幅
を保存する。図５aに示すように、保存したアナログ信
号は、線形バス２７０に接続されたアナログパッド８１
７を介して信号処理装置３００に提供される。そのヒッ
トは、信号処理装置３００により作られたアドバンス(a
dvance)信号２５８によって、読出されて処理されてか
ら、消去されるまで、デジタルASIC ８００内に保持さ
れる。デジタルASIC ８００内の各ピーク検出器は、信
号処理装置３００によりリセットされるまで、検出素子
２１２が発生した連続ヒットの最大振幅の振幅を保存す
る。ピーク検出器の「保持垂下(hold droop)」は、好適
には、約0.0001％毎マイクロ秒しかない。
かの検出素子に有効ヒットが生じた場合に、その素子が
フォールスルー信号により機能状態にされていれば、そ
の検出素子に関する有効およびアドレス・イネーブル信
号が送出される。デジタルASIC ８００の各チャネル内
のピーク検出器は、信号処理装置３００によって読出さ
れるまで、検出素子２１２から受信した電荷信号の振幅
を保存する。図５aに示すように、保存したアナログ信
号は、線形バス２７０に接続されたアナログパッド８１
７を介して信号処理装置３００に提供される。そのヒッ
トは、信号処理装置３００により作られたアドバンス(a
dvance)信号２５８によって、読出されて処理されてか
ら、消去されるまで、デジタルASIC ８００内に保持さ
れる。デジタルASIC ８００内の各ピーク検出器は、信
号処理装置３００によりリセットされるまで、検出素子
２１２が発生した連続ヒットの最大振幅の振幅を保存す
る。ピーク検出器の「保持垂下(hold droop)」は、好適
には、約0.0001％毎マイクロ秒しかない。
【００５６】信号処理装置８００がイベントの処理を終
了する時、この処理装置は、「アドバンス(advance)」
信号をアドバンス信号線２５８に流す。図４に示すよう
に、各モジュール２０６のアドバンス信号線２５８は、
電気的に一緒に結合されている。アドバンス線２５８に
真(true)と送出された場合、活性状態にある検出モジュ
ール２０６（すなわちアドレス・バス２５６、２６２お
よび線形バス２７０をただちに操作できる検出モジュー
ル）が、活性状態の出力線（有効線、アドレス線、線形
信号）をクリアし、フォールスルー信号を次にラッチが
かかる検出素子に送れるようにする。 ［フォールスルー回路］フォールスルー回路は、検出素
子ごとにASIC ８００の中に具備されている。このフォ
ールスルー回路の簡略化したブロック線図は、互いに結
合した、一連の論理的な「AND」ゲートおよび「OR」ゲ
ートとして、図５bに示してある。このフォールスルー
回路の表示は、その機能を説明するために簡単にしたも
のである。各検出素子２１２は、検出素子２１２が受け
た有効ヒットを蓄積するために、ASIC ８００内に対応
するラッチを具備している。例えば図５bに示すよう
に、ラッチ８０８は、第１検出素子(DE 0)が受けたヒッ
トを蓄積し、ラッチ８１０は８×８アレイ中の第２検出
素子(DE 1)が受けたヒットを蓄積して、以下同様に行わ
れる。ラッチ出力は、対応するフォールスルーブロック
８１２、８１４、に対して接続されている。ブロック８
１２は、フォールイン信号線２８２に接続されたその O
R ゲート８１６の第１入力端を有する。ボード２０８上
の検出モジュール２６６のフォールイン信号線およびフ
ォールアウト信号線は、一緒に「数珠つなぎ」にされて
いる（図４）。例えば、検出モジュール２６６のフォー
ルアウト信号線２８０は、次の検出モジュール２６８の
フォールイン入力端２８２に接続されている。検出モジ
ュール２０６アレイの最後の検出モジュール２８４は、
NORゲート２８６に接続されたフォールアウト線２８０
を有する。NOR ゲート２８６の出力端は、第１検出モジ
ュール２６６のフォールイン入力端２８２に接続され
る。
了する時、この処理装置は、「アドバンス(advance)」
信号をアドバンス信号線２５８に流す。図４に示すよう
に、各モジュール２０６のアドバンス信号線２５８は、
電気的に一緒に結合されている。アドバンス線２５８に
真(true)と送出された場合、活性状態にある検出モジュ
ール２０６（すなわちアドレス・バス２５６、２６２お
よび線形バス２７０をただちに操作できる検出モジュー
ル）が、活性状態の出力線（有効線、アドレス線、線形
信号）をクリアし、フォールスルー信号を次にラッチが
かかる検出素子に送れるようにする。 ［フォールスルー回路］フォールスルー回路は、検出素
子ごとにASIC ８００の中に具備されている。このフォ
ールスルー回路の簡略化したブロック線図は、互いに結
合した、一連の論理的な「AND」ゲートおよび「OR」ゲ
ートとして、図５bに示してある。このフォールスルー
回路の表示は、その機能を説明するために簡単にしたも
のである。各検出素子２１２は、検出素子２１２が受け
た有効ヒットを蓄積するために、ASIC ８００内に対応
するラッチを具備している。例えば図５bに示すよう
に、ラッチ８０８は、第１検出素子(DE 0)が受けたヒッ
トを蓄積し、ラッチ８１０は８×８アレイ中の第２検出
素子(DE 1)が受けたヒットを蓄積して、以下同様に行わ
れる。ラッチ出力は、対応するフォールスルーブロック
８１２、８１４、に対して接続されている。ブロック８
１２は、フォールイン信号線２８２に接続されたその O
R ゲート８１６の第１入力端を有する。ボード２０８上
の検出モジュール２６６のフォールイン信号線およびフ
ォールアウト信号線は、一緒に「数珠つなぎ」にされて
いる（図４）。例えば、検出モジュール２６６のフォー
ルアウト信号線２８０は、次の検出モジュール２６８の
フォールイン入力端２８２に接続されている。検出モジ
ュール２０６アレイの最後の検出モジュール２８４は、
NORゲート２８６に接続されたフォールアウト線２８０
を有する。NOR ゲート２８６の出力端は、第１検出モジ
ュール２６６のフォールイン入力端２８２に接続され
る。
【００５７】従って、ガンマ線検出器２００の各検出モ
ジュール２０６内のフォールスルー回路は全て一緒につ
なぎ合わされており、１つの環状のフォールスルー・ル
ープを形成している。NOR ゲート２８６によって、パワ
ーアップ・シーケンスの最中にフォールスルー・システ
ムを初期化することが可能になっている。例えば、パワ
ーアップ時には、PWR#UP信号 ２８８が「High」で送出
されるが、これによりワンショットマルチバイブレータ
２９０は、第１検出モジュール２６６のフォールイン信
号線２８２への論理的 ０パルスの送出を停止すること
になる。再び図５bを参照すると、第１検出モジュール
２６６の第１検出素子ラッチ８０８が設定されていない
（換言すれば、ラッチ８０８に関わる第１検出素子２１
２が有効ヒットを受け取っていない）場合、ORゲート８
１６は、論理的に「Low」値を出力する。論理的「Low」
は、 ８×８アレイの検出素子２１２の次の検出素子２
１２（例えば「DE 1」）に連結されている次のフォール
スルー・ブロック８１４のORゲート８１８へ入力され
る。次の検出素子ラッチ８１０が設定されていない（換
言すれば、ラッチ８１０に連結されている第２検出素子
２１２が有効ヒットを受け取っていない）場合、ORゲー
ト８１８はまた、論理的に低い値を出力することにな
る。次のフォールスルーブロックは、同様に、論理的に
低い値を発生し続けるが、この値は、ヒットを受け取り
且つそれによって対応するラッチを設定した検出素子が
見つかるまで、フォールスルー・ブロックの連鎖を通っ
て伝搬する。有効ヒットを受けた検出モジュール２６６
内に検出素子２１２がない場合、即ち、検出モジュール
２６６のデジタルASIC８００のラッチ設定が行われてい
ない場合、検出モジュールは、そのフォールアウト信号
線２８０から論理的「Low」を出力する。その「Low」の
値は、次のモジュール２６８のフォールイン入力線２８
２へ入力される。このため、論理的「Low」は、処理の
準備ができたイベントを有する素子に出くわすか、或い
は信号が最後のモジュールを通過して最初のモジュール
に戻るまで、次の各モジュールのORゲートを通って進み
続ける。
ジュール２０６内のフォールスルー回路は全て一緒につ
なぎ合わされており、１つの環状のフォールスルー・ル
ープを形成している。NOR ゲート２８６によって、パワ
ーアップ・シーケンスの最中にフォールスルー・システ
ムを初期化することが可能になっている。例えば、パワ
ーアップ時には、PWR#UP信号 ２８８が「High」で送出
されるが、これによりワンショットマルチバイブレータ
２９０は、第１検出モジュール２６６のフォールイン信
号線２８２への論理的 ０パルスの送出を停止すること
になる。再び図５bを参照すると、第１検出モジュール
２６６の第１検出素子ラッチ８０８が設定されていない
（換言すれば、ラッチ８０８に関わる第１検出素子２１
２が有効ヒットを受け取っていない）場合、ORゲート８
１６は、論理的に「Low」値を出力する。論理的「Low」
は、 ８×８アレイの検出素子２１２の次の検出素子２
１２（例えば「DE 1」）に連結されている次のフォール
スルー・ブロック８１４のORゲート８１８へ入力され
る。次の検出素子ラッチ８１０が設定されていない（換
言すれば、ラッチ８１０に連結されている第２検出素子
２１２が有効ヒットを受け取っていない）場合、ORゲー
ト８１８はまた、論理的に低い値を出力することにな
る。次のフォールスルーブロックは、同様に、論理的に
低い値を発生し続けるが、この値は、ヒットを受け取り
且つそれによって対応するラッチを設定した検出素子が
見つかるまで、フォールスルー・ブロックの連鎖を通っ
て伝搬する。有効ヒットを受けた検出モジュール２６６
内に検出素子２１２がない場合、即ち、検出モジュール
２６６のデジタルASIC８００のラッチ設定が行われてい
ない場合、検出モジュールは、そのフォールアウト信号
線２８０から論理的「Low」を出力する。その「Low」の
値は、次のモジュール２６８のフォールイン入力線２８
２へ入力される。このため、論理的「Low」は、処理の
準備ができたイベントを有する素子に出くわすか、或い
は信号が最後のモジュールを通過して最初のモジュール
に戻るまで、次の各モジュールのORゲートを通って進み
続ける。
【００５８】どのORゲート（即ち OR ゲート８１６、８
１８など）でも、論理的「High」入力があれば、フォー
ルスルー処理は停止する。イベントが見いだされた時、
デジタルASIC８００は、ASICがデジタル・アドレス・バ
ス２５６、２６２と、線形信号線２７０との両方（図
４）を制御できるようにするトライステート・バッファ
（図示なし）を活性化する。ヒットを受け取り、その後
フォールスルー回路を停止（halt）させる検出素子２１
２のアドレスは、ASIC８００により素子アドレス・バス
２６２上へ出力される。ASICの検出モジュール２０６の
アドレスはまた、トランシーバからモジュール・アドレ
ス先２５６上へ、アドレス・イネーブル線８３２により
送出される。以上に説明したように、モジュール・アド
レスは、モジュール・ボード２０８上で、アドレス・イ
ネーブル信号により機能する 8ビットのトランシーバ内
へ結線されている。フォールスルー処理の停止(halt)を
引き起こす検出素子２１２のアナログ信号は、デジタル
ASIC８００の検出素子アドレス出力２６２を用いて選択
される。
１８など）でも、論理的「High」入力があれば、フォー
ルスルー処理は停止する。イベントが見いだされた時、
デジタルASIC８００は、ASICがデジタル・アドレス・バ
ス２５６、２６２と、線形信号線２７０との両方（図
４）を制御できるようにするトライステート・バッファ
（図示なし）を活性化する。ヒットを受け取り、その後
フォールスルー回路を停止（halt）させる検出素子２１
２のアドレスは、ASIC８００により素子アドレス・バス
２６２上へ出力される。ASICの検出モジュール２０６の
アドレスはまた、トランシーバからモジュール・アドレ
ス先２５６上へ、アドレス・イネーブル線８３２により
送出される。以上に説明したように、モジュール・アド
レスは、モジュール・ボード２０８上で、アドレス・イ
ネーブル信号により機能する 8ビットのトランシーバ内
へ結線されている。フォールスルー処理の停止(halt)を
引き起こす検出素子２１２のアナログ信号は、デジタル
ASIC８００の検出素子アドレス出力２６２を用いて選択
される。
【００５９】ヒットにより生じた有効信号は、信号処理
装置３００にアドレスおよびアナログ信号を読出させて
処理させる。フォールスルー構造によって、確実に１つ
の検出モジュール２０６だけが一度に機能するようにし
ているため、他の検出モジュールは、バス・ラインにア
クセスできない。信号処理装置３００がイベントの処理
を終了して検出モジュールに共用されているアドバンス
信号線２５８に「アドバンス(advance)」信号を送出す
るまで、ホールスルー処理は停止されたままである。活
性検出モジュールは、アドバンス信号を受信すると、そ
の時点でアドレス指定されているピーク検出器をリセッ
トし；有効信号線２６０に論理的「Low」値をとらせて
いる有効信号の送出を停止し；アドレス・イネーブル信
号の送出を停止し；トライステート・バッファを機能し
ないようにして、これによりアドレスバスおよび信号バ
スを解放し；そのフォールアウト線に論理的「Low」パ
ルスを送出する、という作用を順次行う。フォールスル
ー処理は、デジタルASIC８００の中の次のフォールスル
ーブロックで、再び続く。
装置３００にアドレスおよびアナログ信号を読出させて
処理させる。フォールスルー構造によって、確実に１つ
の検出モジュール２０６だけが一度に機能するようにし
ているため、他の検出モジュールは、バス・ラインにア
クセスできない。信号処理装置３００がイベントの処理
を終了して検出モジュールに共用されているアドバンス
信号線２５８に「アドバンス(advance)」信号を送出す
るまで、ホールスルー処理は停止されたままである。活
性検出モジュールは、アドバンス信号を受信すると、そ
の時点でアドレス指定されているピーク検出器をリセッ
トし；有効信号線２６０に論理的「Low」値をとらせて
いる有効信号の送出を停止し；アドレス・イネーブル信
号の送出を停止し；トライステート・バッファを機能し
ないようにして、これによりアドレスバスおよび信号バ
スを解放し；そのフォールアウト線に論理的「Low」パ
ルスを送出する、という作用を順次行う。フォールスル
ー処理は、デジタルASIC８００の中の次のフォールスル
ーブロックで、再び続く。
【００６０】フォールスルー方式は、連続した方法で検
出素子を走査、つまり一度に１つの素子を走査している
ので、有効ヒットを受けた検出素子２１２は、他の検出
素子の走査に影響せず、或いはその走査を妨げることは
ない。その後のフォールスルー走査の最中に読出される
まで、全ての素子は、「ラッチ・アウト」若しくは抑制
される。従って、各モジュール２０６の個々の検出素子
２１２は、信号処理装置３００により処理される機会を
平等に与えられる。集積回路（ＩＣ） 図６は図５ａのアナログＡＳＩＣ７０
０のブロック図である。各アナログＡＳＩＣ７００は３
２チャネルを含むのが好ましい。各チャネルは入力パッ
ド７０６を有するのが好ましく、入力パッド７０６は、
γ線が吸収されたとき関連する検出要素２１２が生成す
るアナログ信号を受信するとともに調整する。チャネル
は、それぞれ、電荷増幅器７１８および整形増幅器７２
０を含む。前置増幅器は電流源増幅器（図６ではレジス
タ７３８を示す）を内蔵し、回路の直流安定性を維持す
る。整形増幅器の立ち上がり時間および立ち下がり時間
は、ＡＳＩＣ７００の外部のレジスタを介して設定され
る。
出素子を走査、つまり一度に１つの素子を走査している
ので、有効ヒットを受けた検出素子２１２は、他の検出
素子の走査に影響せず、或いはその走査を妨げることは
ない。その後のフォールスルー走査の最中に読出される
まで、全ての素子は、「ラッチ・アウト」若しくは抑制
される。従って、各モジュール２０６の個々の検出素子
２１２は、信号処理装置３００により処理される機会を
平等に与えられる。集積回路（ＩＣ） 図６は図５ａのアナログＡＳＩＣ７０
０のブロック図である。各アナログＡＳＩＣ７００は３
２チャネルを含むのが好ましい。各チャネルは入力パッ
ド７０６を有するのが好ましく、入力パッド７０６は、
γ線が吸収されたとき関連する検出要素２１２が生成す
るアナログ信号を受信するとともに調整する。チャネル
は、それぞれ、電荷増幅器７１８および整形増幅器７２
０を含む。前置増幅器は電流源増幅器（図６ではレジス
タ７３８を示す）を内蔵し、回路の直流安定性を維持す
る。整形増幅器の立ち上がり時間および立ち下がり時間
は、ＡＳＩＣ７００の外部のレジスタを介して設定され
る。
【００６１】コンデンサ７４０の好ましい値を選択し、
所望の遅延時間を供給する。増幅器７１８は、検出要素
２１２が生成したパルスを、ディジタルＡＳＩＣ８００
内のコンパレータを作動できるレベルに増幅するように
設計されている。増幅器７１８はアナログ信号をほぼ１
Ｖのレベルまで増幅するのが好ましい。
所望の遅延時間を供給する。増幅器７１８は、検出要素
２１２が生成したパルスを、ディジタルＡＳＩＣ８００
内のコンパレータを作動できるレベルに増幅するように
設計されている。増幅器７１８はアナログ信号をほぼ１
Ｖのレベルまで増幅するのが好ましい。
【００６２】整形増幅器７２０のピーク時間および立ち
下がり時間は、白色雑音およびＩ／Ｆ雑音寄与を最小化
するとともに良好な基底線回復を得るように選択され
る。ピーク時間は０．１〜１．０ｍｓｅｃで立ち下がり
時間は１〜１０ｍｓｅｃが好ましい。整形増幅器７２０
の出力は、ディジタルＡＳＩＣ８００内の対応するピー
ク検出器の入力に接続されている。 図７に示されるよ
うに、ディジタルＡＳＩＣ８００は、各検出モジュール
２０６に関連する６４個の検出要素２１２に対応する６
４個の並列チャネルを含むのが好ましい。チャネルは、
それぞれ、ピーク検出器８２０、コンパレータ８２２、
イベントラッチ８２４、ＡＮＤゲート８２６、８２８、
フォールスルーブロック８３０およびアドレスエンコー
ダ８３２を含む。
下がり時間は、白色雑音およびＩ／Ｆ雑音寄与を最小化
するとともに良好な基底線回復を得るように選択され
る。ピーク時間は０．１〜１．０ｍｓｅｃで立ち下がり
時間は１〜１０ｍｓｅｃが好ましい。整形増幅器７２０
の出力は、ディジタルＡＳＩＣ８００内の対応するピー
ク検出器の入力に接続されている。 図７に示されるよ
うに、ディジタルＡＳＩＣ８００は、各検出モジュール
２０６に関連する６４個の検出要素２１２に対応する６
４個の並列チャネルを含むのが好ましい。チャネルは、
それぞれ、ピーク検出器８２０、コンパレータ８２２、
イベントラッチ８２４、ＡＮＤゲート８２６、８２８、
フォールスルーブロック８３０およびアドレスエンコー
ダ８３２を含む。
【００６３】図５ａを参照した上記のとおり、ピーク検
出器８２０は、有効信号が順次生成されたパルスを「ロ
ックアウト」するまで、検出要素２１２が生成した連続
パルスのうち最高パルスを記憶することによってアナロ
グピーク検出を行う。ピーク値が読出されるまで、順次
生成されたパルスは「ロックアウト」される。検出要素
のアドレスが有効である場合、スイッチ８１４は、選択
されたピーク検出器から送られるアナログ信号を線形ｏ
ｕｔ＿ｓｉｇ線路８１７を介して信号処理装置３００に
送信することができる。
出器８２０は、有効信号が順次生成されたパルスを「ロ
ックアウト」するまで、検出要素２１２が生成した連続
パルスのうち最高パルスを記憶することによってアナロ
グピーク検出を行う。ピーク値が読出されるまで、順次
生成されたパルスは「ロックアウト」される。検出要素
のアドレスが有効である場合、スイッチ８１４は、選択
されたピーク検出器から送られるアナログ信号を線形ｏ
ｕｔ＿ｓｉｇ線路８１７を介して信号処理装置３００に
送信することができる。
【００６４】図７に示されるように、ピーク検出器８２
０は、フォールスルーブロック（８３０、８３６、８３
８）からスイッチ８１４に接続された制御線路８３３を
含む。スイッチ８１４は、制御線路８３３によって作動
されると、選択されたピーク検出器８２０の出力を信号
バッファ８１２に接続する。ピーク検出器８２０のいず
れか１つによって記憶されたアナログ電圧は、要素のア
ドレスがイネーブルである場合およびその場合にのみ、
アドバンス信号８４２によって再設定される。すなわ
ち、スイッチ８１４がフォールスルーブロック（すなわ
ち、８３０）によって作動された場合、アドバンス信号
８４２の存在が検出されると、作動スイッチ８１４に接
続されたピーク検出器は再設定される。このため、信号
処理装置３００がピーク検出器に記憶されたイベントを
処理した後、信号処理装置３００は選択されたピーク検
出器８２０をクリアし、続いてヒットを累積し始める。
０は、フォールスルーブロック（８３０、８３６、８３
８）からスイッチ８１４に接続された制御線路８３３を
含む。スイッチ８１４は、制御線路８３３によって作動
されると、選択されたピーク検出器８２０の出力を信号
バッファ８１２に接続する。ピーク検出器８２０のいず
れか１つによって記憶されたアナログ電圧は、要素のア
ドレスがイネーブルである場合およびその場合にのみ、
アドバンス信号８４２によって再設定される。すなわ
ち、スイッチ８１４がフォールスルーブロック（すなわ
ち、８３０）によって作動された場合、アドバンス信号
８４２の存在が検出されると、作動スイッチ８１４に接
続されたピーク検出器は再設定される。このため、信号
処理装置３００がピーク検出器に記憶されたイベントを
処理した後、信号処理装置３００は選択されたピーク検
出器８２０をクリアし、続いてヒットを累積し始める。
【００６５】バッファ／ドライバ８１２はスイッチ８１
０に接続されている。スイッチ８１０は、アドレス有効
信号線路８４８によって制御される。アドレス有効信号
線路８４８は、フォールスルーブロックイネーブル信号
を参照しながら以下に詳細に示す。バッファ／ドライバ
８１２の出力はｏｕｔ＿ｓｉｇ出力パッド８１７に接続
され、ｏｕｔ＿ｓｉｇ出力パッド８１７は線形アウト信
号線路２７０を介して信号処理装置３００に接続されて
いる（図４および図５参照）。
０に接続されている。スイッチ８１０は、アドレス有効
信号線路８４８によって制御される。アドレス有効信号
線路８４８は、フォールスルーブロックイネーブル信号
を参照しながら以下に詳細に示す。バッファ／ドライバ
８１２の出力はｏｕｔ＿ｓｉｇ出力パッド８１７に接続
され、ｏｕｔ＿ｓｉｇ出力パッド８１７は線形アウト信
号線路２７０を介して信号処理装置３００に接続されて
いる（図４および図５参照）。
【００６６】図７に示されるように、第１の入力は入力
パッド８０２を介してコンパレータ８２２に供給され
る。コンパレータ８２２に送られる第２の入力はしきい
値電圧（ＶTH）入力線路８０４を介して供給され、しき
い値電圧入力線路８０４はシステムのすべてのモジュー
ルに共通している。検出要素信号の振幅がしきい値電圧
より低い電圧の場合、イベントは記録されない。しかし
ながら、検出要素信号の振幅がしきい値電圧（ＶTH）よ
り高い場合、コンパレータ８２２は出力の存在を確認し
（出力で論理的に高い値を確認するのが好ましい）、対
応するラッチ８２４を設定する。以下に詳細に示すよう
に信号が信号処理装置３００によって処理され再設定さ
れるまで、信号はイベントラッチに記録されたままであ
る。
パッド８０２を介してコンパレータ８２２に供給され
る。コンパレータ８２２に送られる第２の入力はしきい
値電圧（ＶTH）入力線路８０４を介して供給され、しき
い値電圧入力線路８０４はシステムのすべてのモジュー
ルに共通している。検出要素信号の振幅がしきい値電圧
より低い電圧の場合、イベントは記録されない。しかし
ながら、検出要素信号の振幅がしきい値電圧（ＶTH）よ
り高い場合、コンパレータ８２２は出力の存在を確認し
（出力で論理的に高い値を確認するのが好ましい）、対
応するラッチ８２４を設定する。以下に詳細に示すよう
に信号が信号処理装置３００によって処理され再設定さ
れるまで、信号はイベントラッチに記録されたままであ
る。
【００６７】ＡＮＤゲート８２６、８２８は、２つの異
なるタイミング機能を果たす。ＡＮＤゲート８２６を用
いて、有効信号が生成される前に、検出要素２１２が生
成したパルスを検出要素２１２に関連するピーク検出器
８２０（図７参照）内で安定化することができる。論理
１はＡＮＤゲート８２６に入力される前に反転され、Ａ
ＮＤゲート８２６はＡＮＤゲートの出力を論理的に低い
値に遷移させる。 入力８０２が受けたパルスがしきい
値電圧未満に遷移するまで、ＡＮＤゲート８２６の出力
は論理的に低い値に保持され続ける。したがって、ＡＮ
Ｄゲート８２６は、パルスがしきい値電圧を下回るレベ
ルに戻るまで、イベントラッチ８２４の出力がＡＮＤゲ
ート８２６を通過してＡＮＤゲート８２８の入力に達す
るのを防ぐ。このような遅延によって、ヒットがフォー
ルスルーブロック８３０を通過する前に、ピーク検出器
８２０を確実に安定化できる。これによって、ｏｕｔ＿
ｓｉｇパッド８１７を介してピーク検出器８２０によっ
て生成されたアナログ信号は確実にパルスのピーク振幅
に対応する。
なるタイミング機能を果たす。ＡＮＤゲート８２６を用
いて、有効信号が生成される前に、検出要素２１２が生
成したパルスを検出要素２１２に関連するピーク検出器
８２０（図７参照）内で安定化することができる。論理
１はＡＮＤゲート８２６に入力される前に反転され、Ａ
ＮＤゲート８２６はＡＮＤゲートの出力を論理的に低い
値に遷移させる。 入力８０２が受けたパルスがしきい
値電圧未満に遷移するまで、ＡＮＤゲート８２６の出力
は論理的に低い値に保持され続ける。したがって、ＡＮ
Ｄゲート８２６は、パルスがしきい値電圧を下回るレベ
ルに戻るまで、イベントラッチ８２４の出力がＡＮＤゲ
ート８２６を通過してＡＮＤゲート８２８の入力に達す
るのを防ぐ。このような遅延によって、ヒットがフォー
ルスルーブロック８３０を通過する前に、ピーク検出器
８２０を確実に安定化できる。これによって、ｏｕｔ＿
ｓｉｇパッド８１７を介してピーク検出器８２０によっ
て生成されたアナログ信号は確実にパルスのピーク振幅
に対応する。
【００６８】ＡＮＤゲート８２８をフォールスルーブロ
ック８３０とともに用いて、上記のフォールスルー方法
を簡単に行う。以下に詳細に示すように、検出要素がフ
ォールスルー回路によって走査されるまで、ＡＮＤゲー
ト８２８は、ヒットを受ける検出要素２１２がフォール
スルー処理を遮断するのを防ぐ。ＡＮＤゲート８２８お
よびフォールスルーブロックによって、確実にすべての
イベントラッチ８２４が順番に走査され、すべての検出
要素が等しく信号処理装置３００に処理される。
ック８３０とともに用いて、上記のフォールスルー方法
を簡単に行う。以下に詳細に示すように、検出要素がフ
ォールスルー回路によって走査されるまで、ＡＮＤゲー
ト８２８は、ヒットを受ける検出要素２１２がフォール
スルー処理を遮断するのを防ぐ。ＡＮＤゲート８２８お
よびフォールスルーブロックによって、確実にすべての
イベントラッチ８２４が順番に走査され、すべての検出
要素が等しく信号処理装置３００に処理される。
【００６９】図５ａを参照して以上に示すように、「ア
ドバンス」信号２５８がアドバンス入力パッド８４２で
確認されると、走査されたイベントラッチ８２４が再設
定線路６４４を介して再設定される。図７に示されるよ
うに、イネーブルラッチ８２４の再設定線路８４４は優
先選択／フォールスルーブロック８３０に接続される。
選択されたブロック８３０がアドバンス信号８４２を受
信すると、ブロック８３０は再設定線路８４４を介して
ラッチ８２４を再設定する。
ドバンス」信号２５８がアドバンス入力パッド８４２で
確認されると、走査されたイベントラッチ８２４が再設
定線路６４４を介して再設定される。図７に示されるよ
うに、イネーブルラッチ８２４の再設定線路８４４は優
先選択／フォールスルーブロック８３０に接続される。
選択されたブロック８３０がアドバンス信号８４２を受
信すると、ブロック８３０は再設定線路８４４を介して
ラッチ８２４を再設定する。
【００７０】フォールスルーブロックは、複数のアドレ
スエンコーダ（例えば、８３２、８７０、８９０等）に
接続される「イネーブル」出力を含む。選択された優先
選択ブロックに接続されたイベントラッチ８２４がイベ
ントを含むとともに選択された優先選択ブロックが走査
されている（例えば、フォールスルー処理が選択された
優先選択ブロックに到達した）ときは常に、選択された
フォールスルーブロックのイネーブル出力は確認され
る。このため、イネーブル出力によって、アドレスエン
コーダ（すなわち、８３２）の１つが内部アドレスバス
８４６でアドレスを示し、アドレスバス８４６は有効ヒ
ットを含む選択された検出要素２１２を示す。次に、有
効アドレス信号８４８の存在が確認されることによっ
て、アナログスイッチ８５０は閉じられる。その後、検
出要素のアドレスが検出要素アドレスバス２６２で確認
され、信号処理装置３００に伝送される。
スエンコーダ（例えば、８３２、８７０、８９０等）に
接続される「イネーブル」出力を含む。選択された優先
選択ブロックに接続されたイベントラッチ８２４がイベ
ントを含むとともに選択された優先選択ブロックが走査
されている（例えば、フォールスルー処理が選択された
優先選択ブロックに到達した）ときは常に、選択された
フォールスルーブロックのイネーブル出力は確認され
る。このため、イネーブル出力によって、アドレスエン
コーダ（すなわち、８３２）の１つが内部アドレスバス
８４６でアドレスを示し、アドレスバス８４６は有効ヒ
ットを含む選択された検出要素２１２を示す。次に、有
効アドレス信号８４８の存在が確認されることによっ
て、アナログスイッチ８５０は閉じられる。その後、検
出要素のアドレスが検出要素アドレスバス２６２で確認
され、信号処理装置３００に伝送される。
【００７１】図５〜図７を参照して以上に示したよう
に、各検出モジュール２０６はアナログＡＳＩＣ７００
を有し、アナログＡＳＩＣ７００は検出要素２１２が生
成したアナログ信号を増幅し、アナログ信号とイベント
しきい値電圧を比較する。なお、しきい値電圧は検出モ
ジュール２０６のすべてに共通する。イベントしきい値
電圧は上記雑音レベルに設定されるのが好ましい。検出
要素２１２が生成したアナログ信号がイベントしきい値
電圧を上回り、検出要素が上記フォールスルー方法によ
って「アドレス指定」された場合、ディジタルＡＳＩＣ
８００は有効信号２６０を発生させ、有効信号２６０は
コンピュータの信号処理装置３００に少なくとも１つの
検出要素２１２がヒット要求処理を受けたことを知らせ
る。ディジタルＡＳＩＣ８００は線形アドレスバスを制
御し、検出要素２１２のアドレスおよび増幅信号の大き
さの両方を出力する。いったん信号処理装置がイベント
を読出し処理すると、ＡＳＩＣ７００および８００は、
アドレス指定された検出要素２１２が生成したフラグお
よび線形信号をクリアする。以下に詳細に示すように、
信号処理装置３００は、アドバンス信号線路２５８を介
して「アドバンス」信号を確認することによってイベン
トを処理したときを示す。
に、各検出モジュール２０６はアナログＡＳＩＣ７００
を有し、アナログＡＳＩＣ７００は検出要素２１２が生
成したアナログ信号を増幅し、アナログ信号とイベント
しきい値電圧を比較する。なお、しきい値電圧は検出モ
ジュール２０６のすべてに共通する。イベントしきい値
電圧は上記雑音レベルに設定されるのが好ましい。検出
要素２１２が生成したアナログ信号がイベントしきい値
電圧を上回り、検出要素が上記フォールスルー方法によ
って「アドレス指定」された場合、ディジタルＡＳＩＣ
８００は有効信号２６０を発生させ、有効信号２６０は
コンピュータの信号処理装置３００に少なくとも１つの
検出要素２１２がヒット要求処理を受けたことを知らせ
る。ディジタルＡＳＩＣ８００は線形アドレスバスを制
御し、検出要素２１２のアドレスおよび増幅信号の大き
さの両方を出力する。いったん信号処理装置がイベント
を読出し処理すると、ＡＳＩＣ７００および８００は、
アドレス指定された検出要素２１２が生成したフラグお
よび線形信号をクリアする。以下に詳細に示すように、
信号処理装置３００は、アドバンス信号線路２５８を介
して「アドバンス」信号を確認することによってイベン
トを処理したときを示す。
【００７２】このため、γ線検出器２００および特にモ
ジュールボード２０８は、信号処理装置３００にとって
非常に簡易なアナログ／ディジタル入力装置である。こ
のアナログ／ディジタル入力装置は、読出し完了応答が
（アドバンス信号２５８を介して）信号処理装置３００
によって生成されるまで、パルス波高およびアドレス情
報を生成するとともにこの情報を記憶する検出器のアレ
イからなる。信号処理装置３００が検出要素のアドレス
処理および要素の線形信号読出しを完了すると、システ
ムはアドバンス信号２５８を発生させることによって、
次に待機中の検出要素のアドレス指定を行う。ヒット待
機中の検出モジュールアレイに含まれる次の要素は、そ
のアドレス、アドレス信号および有効フラグを生成す
る。それによって、信号処理装置３００は、各検出要素
２１２（ヒット待機中でない検出要素を含む）のポーリ
ングのような時間集約的な作業から解放される。実際、
図５〜図７を参照して以上に示されたフォールスルー方
法を用いると、検出要素のアドレス指定は、信号処理装
置３００が行う処理から独立して行われる。信号処理装
置３００は、検出要素のイベントデータを読出したと
き、アドバンス信号線路２５８にパルス処理を行うだけ
でよい。図２に示されるように、信号処理装置３００は
回路盤に収納され、回路盤はデータ収集計算機４００と
インタフェースを形成する。信号処理装置３００と検出
器２００間のすべての通信は、通信リンク２０２および
２０３を介して行われる。信号処理装置３００ 信号処理装置３００はγ線検出器２００から送られるデ
ータを収集し、データを正規化するとともにフォーマッ
トし、データ収集計算機４００がアクセスできるように
データをメモリブロックに記憶する。さらに、信号処理
装置３００はバイアス電圧を検出器２００に供給し、有
効γ線パルスを判別するため検出モジュール２０６によ
って用いられるイベントしきい値電圧を供給する。
ジュールボード２０８は、信号処理装置３００にとって
非常に簡易なアナログ／ディジタル入力装置である。こ
のアナログ／ディジタル入力装置は、読出し完了応答が
（アドバンス信号２５８を介して）信号処理装置３００
によって生成されるまで、パルス波高およびアドレス情
報を生成するとともにこの情報を記憶する検出器のアレ
イからなる。信号処理装置３００が検出要素のアドレス
処理および要素の線形信号読出しを完了すると、システ
ムはアドバンス信号２５８を発生させることによって、
次に待機中の検出要素のアドレス指定を行う。ヒット待
機中の検出モジュールアレイに含まれる次の要素は、そ
のアドレス、アドレス信号および有効フラグを生成す
る。それによって、信号処理装置３００は、各検出要素
２１２（ヒット待機中でない検出要素を含む）のポーリ
ングのような時間集約的な作業から解放される。実際、
図５〜図７を参照して以上に示されたフォールスルー方
法を用いると、検出要素のアドレス指定は、信号処理装
置３００が行う処理から独立して行われる。信号処理装
置３００は、検出要素のイベントデータを読出したと
き、アドバンス信号線路２５８にパルス処理を行うだけ
でよい。図２に示されるように、信号処理装置３００は
回路盤に収納され、回路盤はデータ収集計算機４００と
インタフェースを形成する。信号処理装置３００と検出
器２００間のすべての通信は、通信リンク２０２および
２０３を介して行われる。信号処理装置３００ 信号処理装置３００はγ線検出器２００から送られるデ
ータを収集し、データを正規化するとともにフォーマッ
トし、データ収集計算機４００がアクセスできるように
データをメモリブロックに記憶する。さらに、信号処理
装置３００はバイアス電圧を検出器２００に供給し、有
効γ線パルスを判別するため検出モジュール２０６によ
って用いられるイベントしきい値電圧を供給する。
【００７３】図８は信号処理装置３００の機能ブロック
図である。信号処理装置３００は、現場でプログラム可
能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）３０２、フラッシュＡＤ
変換器（ＡＤＣ）３０４、利得正規化に用いる高速ＤＡ
変換器（ＤＡＣ）３０６、イベントしきい値電圧を設定
するしきい値ＤＡＣ３１６、データ収集計算機４００と
通信するための入力／出力ポート３１８、ゲートトラン
シーバ３１４、低ポート３２４および高ポート３２６を
有するディジタルウィンドウブロック３２２、ラッチ３
２８、試験信号発生器３７０、１ｍｓｅｃクロック３７
２およびバイアス電圧供給源２５４を備えるのが好まし
い。以下に詳細に示すように、信号処理装置３００は、
数ブロックに割り当てられたランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）、利得メモリブロック３０８、ヒストグラム
メモリブロック３１０および記憶されている情報のタイ
プ毎に名づけられているパルス波高分布メモリブロック
３１２も含む。図９を参照して以下に詳細に示すよう
に、信号処理装置３００は２つの「ピンポン」バッファ
３４６、３４８を含み、これらのバッファはデータ記憶
装置の「ストリームモード」で用いられるアドレスを記
憶する。
図である。信号処理装置３００は、現場でプログラム可
能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）３０２、フラッシュＡＤ
変換器（ＡＤＣ）３０４、利得正規化に用いる高速ＤＡ
変換器（ＤＡＣ）３０６、イベントしきい値電圧を設定
するしきい値ＤＡＣ３１６、データ収集計算機４００と
通信するための入力／出力ポート３１８、ゲートトラン
シーバ３１４、低ポート３２４および高ポート３２６を
有するディジタルウィンドウブロック３２２、ラッチ３
２８、試験信号発生器３７０、１ｍｓｅｃクロック３７
２およびバイアス電圧供給源２５４を備えるのが好まし
い。以下に詳細に示すように、信号処理装置３００は、
数ブロックに割り当てられたランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）、利得メモリブロック３０８、ヒストグラム
メモリブロック３１０および記憶されている情報のタイ
プ毎に名づけられているパルス波高分布メモリブロック
３１２も含む。図９を参照して以下に詳細に示すよう
に、信号処理装置３００は２つの「ピンポン」バッファ
３４６、３４８を含み、これらのバッファはデータ記憶
装置の「ストリームモード」で用いられるアドレスを記
憶する。
【００７４】信号処理装置３００とモジュールボード間
のすべての通信信号および電力は通信リンク２０２およ
び２０３を介して伝送される。例えば、図８に示される
ように、線形入力線路２７０は、アナログ通信リンク２
０３を介してすべての検出モジュール２０６の線形出力
に接続されている。アドレスはアドレス線路２５６およ
び２６２を介してＦＰＧＡ３０２に入力される。有効線
路は有効信号線路２６０に接続される。アドバンス信号
はアドバンス信号線路２５８を介して供給される。しき
い値電圧はしきい値信号線路２７２で伝送される。試験
信号は試験信号線路２７４で供給される。バイアス電圧
はバイアス信号線路２５４で供給される。これらはすべ
てアナログリンク２０３を介して行われる。
のすべての通信信号および電力は通信リンク２０２およ
び２０３を介して伝送される。例えば、図８に示される
ように、線形入力線路２７０は、アナログ通信リンク２
０３を介してすべての検出モジュール２０６の線形出力
に接続されている。アドレスはアドレス線路２５６およ
び２６２を介してＦＰＧＡ３０２に入力される。有効線
路は有効信号線路２６０に接続される。アドバンス信号
はアドバンス信号線路２５８を介して供給される。しき
い値電圧はしきい値信号線路２７２で伝送される。試験
信号は試験信号線路２７４で供給される。バイアス電圧
はバイアス信号線路２５４で供給される。これらはすべ
てアナログリンク２０３を介して行われる。
【００７５】ＦＰＧＡ３０２によって、信号処理装置３
００の機能はソフトウェアを介して制御可能になる。初
期化のとき、データ収集計算機４００は、コンフィグレ
ーション情報を並列入力／出力ポート３１８を介して信
号処理装置３００に送信する。このコンフィグレーショ
ン情報はデータ収集モードを示す。例えば、信号処理装
置３００は、ソフトウェアによって制御されたしきい値
電圧を上回るイベントデータをヒストグラムメモリブロ
ック３１０に記憶するように、ＦＰＧＡ３０２を構成す
る。この代わりに、いくつかのパルス波高を特定し、分
離ヒストグラムをウィンドウ毎にヒストグラムメモリブ
ロック３１０に累積することもできる。さらに、各検出
要素２１２から受信したパルス波高分布またはスペクト
ルをパルス波高メモリブロック３１２に記憶することが
できる。このようなモードは、それぞれ、ＦＰＧＡ３０
２の初期化時に個別に特定できる。
００の機能はソフトウェアを介して制御可能になる。初
期化のとき、データ収集計算機４００は、コンフィグレ
ーション情報を並列入力／出力ポート３１８を介して信
号処理装置３００に送信する。このコンフィグレーショ
ン情報はデータ収集モードを示す。例えば、信号処理装
置３００は、ソフトウェアによって制御されたしきい値
電圧を上回るイベントデータをヒストグラムメモリブロ
ック３１０に記憶するように、ＦＰＧＡ３０２を構成す
る。この代わりに、いくつかのパルス波高を特定し、分
離ヒストグラムをウィンドウ毎にヒストグラムメモリブ
ロック３１０に累積することもできる。さらに、各検出
要素２１２から受信したパルス波高分布またはスペクト
ルをパルス波高メモリブロック３１２に記憶することが
できる。このようなモードは、それぞれ、ＦＰＧＡ３０
２の初期化時に個別に特定できる。
【００７６】有効信号線路２６０が真になると、検出要
素アドレスはアドレス線路２５６および２６２から読出
される。このアドレスを用いて、要素の利得正規化係数
を含むメモリロケーションのアドレス指定をする。この
情報はＤＡＣ３０６に転送され、ＤＡＣ３０６は要素利
得に比例する電圧を出力する。ＤＡＣ３０６が出力した
電圧は、選択された処理チャネルによって生成されて線
路２７０に供給されたアナログ信号を正規化し変換する
とき、ＡＤＣ３０４によって用いられる。
素アドレスはアドレス線路２５６および２６２から読出
される。このアドレスを用いて、要素の利得正規化係数
を含むメモリロケーションのアドレス指定をする。この
情報はＤＡＣ３０６に転送され、ＤＡＣ３０６は要素利
得に比例する電圧を出力する。ＤＡＣ３０６が出力した
電圧は、選択された処理チャネルによって生成されて線
路２７０に供給されたアナログ信号を正規化し変換する
とき、ＡＤＣ３０４によって用いられる。
【００７７】また、要素アドレスを用いて、パルス波高
振幅をヒストグラムメモリブロック３１０またはパルス
波高分布メモリブロック３１２にマッピングする。初期
測定時、利得正規化係数は均一に設定され、等方性信号
源を用いて個々の要素の応答を測定する。次に、これら
の応答はホストコンピュータによって分析され、影像時
に用いられる利得係数を得る。このように、要素応答の
分散を排除することによって、画像の品質を向上させ
る。イベントが収集され、正規化されて記憶されると、
アドバンス信号が線路２５８で生成され、それによっ
て、γ線検出器２００は有効ヒットを有する次の検出要
素に進むことができる。
振幅をヒストグラムメモリブロック３１０またはパルス
波高分布メモリブロック３１２にマッピングする。初期
測定時、利得正規化係数は均一に設定され、等方性信号
源を用いて個々の要素の応答を測定する。次に、これら
の応答はホストコンピュータによって分析され、影像時
に用いられる利得係数を得る。このように、要素応答の
分散を排除することによって、画像の品質を向上させ
る。イベントが収集され、正規化されて記憶されると、
アドバンス信号が線路２５８で生成され、それによっ
て、γ線検出器２００は有効ヒットを有する次の検出要
素に進むことができる。
【００７８】上記のとおり、信号処理装置３００が行う
機能で重要な点の１つは、検出要素利得の正規化であ
る。信号処理装置は利得メモリブロック３０８を用い
て、この利得正規化機能を行う。この利得メモリブロッ
ク３０８は、γ線検出器２００の各検出要素毎の利得正
規化係数を含む。好適な実施の形態において、モジュー
ルあたり２５６個の検出モジュール２０６および６４個
の検出要素２１２がある。パルス波高分布は、深さ２バ
イトのチャネルを１２８個備える。したがって、本例に
おいて、利得メモリブロック３０８は、２５６×６４×
１２８×２すなわち４，１９４，３０４メモリバイトの
ロケーションを有する。イベントが発生すると、利得メ
モリ３０８はアドレス指定され、データは正規化ＤＡＣ
３０６に転送される。これは順番にＡＤＣ３０４の瞬間
的な全域を制御する。このように、ＡＤＣ３０４の出力
は「利得正規化」される。ＡＤＣ「出力完了」信号３４
４によってデータ記憶動作が続行される。
機能で重要な点の１つは、検出要素利得の正規化であ
る。信号処理装置は利得メモリブロック３０８を用い
て、この利得正規化機能を行う。この利得メモリブロッ
ク３０８は、γ線検出器２００の各検出要素毎の利得正
規化係数を含む。好適な実施の形態において、モジュー
ルあたり２５６個の検出モジュール２０６および６４個
の検出要素２１２がある。パルス波高分布は、深さ２バ
イトのチャネルを１２８個備える。したがって、本例に
おいて、利得メモリブロック３０８は、２５６×６４×
１２８×２すなわち４，１９４，３０４メモリバイトの
ロケーションを有する。イベントが発生すると、利得メ
モリ３０８はアドレス指定され、データは正規化ＤＡＣ
３０６に転送される。これは順番にＡＤＣ３０４の瞬間
的な全域を制御する。このように、ＡＤＣ３０４の出力
は「利得正規化」される。ＡＤＣ「出力完了」信号３４
４によってデータ記憶動作が続行される。
【００７９】利得正規化係数は、まず、係数を均一に設
定して得られる。次に、信号処理装置３００は、パルス
波高メモリブロック３１２の各検出要素のパルス波高分
布を累積する。パルス波高分布はデータ収集計算機４０
０によって分析され、各要素ごとの相対利得を得る。こ
の値に比例する数が、利得メモリブロック３０８の各検
出要素の利得正規化係数として記憶される。このように
して得られた利得正規化係数を用いて、データ収集時に
各検出要素２１２から順次受信されたアナログ信号を正
規化する。
定して得られる。次に、信号処理装置３００は、パルス
波高メモリブロック３１２の各検出要素のパルス波高分
布を累積する。パルス波高分布はデータ収集計算機４０
０によって分析され、各要素ごとの相対利得を得る。こ
の値に比例する数が、利得メモリブロック３０８の各検
出要素の利得正規化係数として記憶される。このように
して得られた利得正規化係数を用いて、データ収集時に
各検出要素２１２から順次受信されたアナログ信号を正
規化する。
【００８０】パルス波高モードの場合、要素のアドレス
およびＡＤＣ出力を用いて、各検出要素２１２のパルス
波高スペクトル生成中に、アドレス線路３４０および出
力線路３３８を介してパルス波高メモリブロック３１２
のアドレス指定を行う。このため、各要素アドレスは１
２８ロケーションのヒストグラムに関連する。ＡＤＣの
上位７ビットは１２８ロケーションの「アドレス」を指
定する。ヒストグラムの各ロケーションは、そのアドレ
スがＡＤＣに出現すると、１ずつ増分される。各ロケー
ションで１バイト以上のメモリは、統計確度を向上させ
るため指定できる。このため、パルス波高メモリ３１２
は、γ線検出器２００の各検出要素２１２ごとのパルス
波高スペクトルを累積する。このスペクトルは、パルス
波高メモリ３１２にアクセスすることによって、データ
収集計算機４００によって分析できる。
およびＡＤＣ出力を用いて、各検出要素２１２のパルス
波高スペクトル生成中に、アドレス線路３４０および出
力線路３３８を介してパルス波高メモリブロック３１２
のアドレス指定を行う。このため、各要素アドレスは１
２８ロケーションのヒストグラムに関連する。ＡＤＣの
上位７ビットは１２８ロケーションの「アドレス」を指
定する。ヒストグラムの各ロケーションは、そのアドレ
スがＡＤＣに出現すると、１ずつ増分される。各ロケー
ションで１バイト以上のメモリは、統計確度を向上させ
るため指定できる。このため、パルス波高メモリ３１２
は、γ線検出器２００の各検出要素２１２ごとのパルス
波高スペクトルを累積する。このスペクトルは、パルス
波高メモリ３１２にアクセスすることによって、データ
収集計算機４００によって分析できる。
【００８１】画像収集モードの場合、各検出要素アドレ
スは４バイトの深さで、アドレスがアドレス線路に示さ
れてＡＤＣ出力が適当な振幅になる度に１ずつ増分され
る。このため、到来データのヒストグラムは、検出され
たγ線エネルギにしたがって形成される。図８に示され
るように、アドレスおよびイベント振幅は、アドレス信
号線路３４０、３３８を介してディジタルウィンドウブ
ロック３２２に示される。ディジタルウィンドウブロッ
クは、高ポート３２６および低ポート３２４を有する。
データ収集計算機４００は、コンピュータバス３２０を
介して高低の振幅値を低ポート３２４および高ポート３
２６に書込むことによって、ポートに供給された値を設
定する。ＡＤＣ３０４の出力は低ポート３２４および高
ポート３２６に記憶された値と比較される。増幅線路３
３８の値がディジタルウィンドウの低ポート３２４およ
び高ポート３２６記憶された低い値と高い値の間にある
場合、アドレス線路３４０に供給された要素アドレスを
用いて、ヒストグラムメモリ３１０のアドレス指定を行
う。要素アドレスのヒストグラムメモリ３１０の値は１
ずつ増分され、そのアドレスに再び書込まれる。
スは４バイトの深さで、アドレスがアドレス線路に示さ
れてＡＤＣ出力が適当な振幅になる度に１ずつ増分され
る。このため、到来データのヒストグラムは、検出され
たγ線エネルギにしたがって形成される。図８に示され
るように、アドレスおよびイベント振幅は、アドレス信
号線路３４０、３３８を介してディジタルウィンドウブ
ロック３２２に示される。ディジタルウィンドウブロッ
クは、高ポート３２６および低ポート３２４を有する。
データ収集計算機４００は、コンピュータバス３２０を
介して高低の振幅値を低ポート３２４および高ポート３
２６に書込むことによって、ポートに供給された値を設
定する。ＡＤＣ３０４の出力は低ポート３２４および高
ポート３２６に記憶された値と比較される。増幅線路３
３８の値がディジタルウィンドウの低ポート３２４およ
び高ポート３２６記憶された低い値と高い値の間にある
場合、アドレス線路３４０に供給された要素アドレスを
用いて、ヒストグラムメモリ３１０のアドレス指定を行
う。要素アドレスのヒストグラムメモリ３１０の値は１
ずつ増分され、そのアドレスに再び書込まれる。
【００８２】「リスト」モードの場合、各イベントは
「時間タグ」を付けられる。アドレス情報はＡＤＣから
送られた８ビットおよびクロックから送られた３ビット
と結合され、ピンポンメモリバッファの１つに配置され
る。このようなバッファの大きさは、高速のデータ収集
において容易にデータ転送ができるように決定される。
バッファがデータで満たされると、データ転送を他方の
バッファに切り替え、遮断し、データが充満しているバ
ッファのＤＭＡ転送は、データ収集計算機４００または
画像処理コンピュータシステム４５０のいずれかに任意
で接続されているハードディスクにセットアップされ
る。ポートから送られる出力は、データ収集完了時にバ
ッファを点滅させる。
「時間タグ」を付けられる。アドレス情報はＡＤＣから
送られた８ビットおよびクロックから送られた３ビット
と結合され、ピンポンメモリバッファの１つに配置され
る。このようなバッファの大きさは、高速のデータ収集
において容易にデータ転送ができるように決定される。
バッファがデータで満たされると、データ転送を他方の
バッファに切り替え、遮断し、データが充満しているバ
ッファのＤＭＡ転送は、データ収集計算機４００または
画像処理コンピュータシステム４５０のいずれかに任意
で接続されているハードディスクにセットアップされ
る。ポートから送られる出力は、データ収集完了時にバ
ッファを点滅させる。
【００８３】γ線検出器２００の８つのアドレス線路を
介してアドレス指定できる２５６個のモジュールの場
合、各画像ヒストグラムは６５，５３６バイト（２５６
×６４×４）のメモリブロックを必要とする。信号処理
装置はデュアルポートメモリを用い、ＦＰＧＡ３０２お
よびデータ収集計算機４００のＣＰＵは利得メモリに同
時にアクセスできる。
介してアドレス指定できる２５６個のモジュールの場
合、各画像ヒストグラムは６５，５３６バイト（２５６
×６４×４）のメモリブロックを必要とする。信号処理
装置はデュアルポートメモリを用い、ＦＰＧＡ３０２お
よびデータ収集計算機４００のＣＰＵは利得メモリに同
時にアクセスできる。
【００８４】いったんメモリ３１０、３１２が検出要素
データとともに書込まれると、ＦＰＧＡ３０２はアドバ
ンス信号線路２５８でアドバンス信号の存在を確認し、
次のイベントがアドレス線路２５６、２６２および線形
入力線路２７０に示される。図５〜図７を参照して以上
に示したように、有効ヒットを有するモジュールが見つ
かるまで、検出モジュール２０６は次々に走査される。
信号処理装置３００は、有効ヒットアドレスおよび線形
データを読出す。好適な実施の形態において、有効ヒッ
トが存在しない場合、検出モジュール２０６全体を走査
するのにほぼ２．５ｍｓｅｃかかる。各検出要素のヒッ
トを処理するのに約２ｍｓｅｃかかる。およそ２２０，
０００回／秒の速度で、信号処理装置３００は全走査に
つき１つのデータ点の平均値を読出し、その最大読出し
速度は５００，０００回／秒である。
データとともに書込まれると、ＦＰＧＡ３０２はアドバ
ンス信号線路２５８でアドバンス信号の存在を確認し、
次のイベントがアドレス線路２５６、２６２および線形
入力線路２７０に示される。図５〜図７を参照して以上
に示したように、有効ヒットを有するモジュールが見つ
かるまで、検出モジュール２０６は次々に走査される。
信号処理装置３００は、有効ヒットアドレスおよび線形
データを読出す。好適な実施の形態において、有効ヒッ
トが存在しない場合、検出モジュール２０６全体を走査
するのにほぼ２．５ｍｓｅｃかかる。各検出要素のヒッ
トを処理するのに約２ｍｓｅｃかかる。およそ２２０，
０００回／秒の速度で、信号処理装置３００は全走査に
つき１つのデータ点の平均値を読出し、その最大読出し
速度は５００，０００回／秒である。
【００８５】画像処理システム４５０は、予め定義され
たパルス波高レベル間で生じるγ線のパルス波高分布ま
たはイベントヒストグラムをリアルタイムに表示でき
る。さらに、データ収集計算機４００は、メモリブロッ
ク３１０、３１２のデータに基づいて診断機能を実行で
きる。例えば、予備測定において、影像装置は、影像処
理に用いられる同位体から放射線が放射される一様な場
にさらされる。データレートはシステムに各要素ごとに
記録され、各要素の相対的なカウントレートを用いて、
その要素の検出効率係数を得る。次に行われる画像分析
でこれらの係数を用い、要素検出効率の付帯的な分散を
訂正する。
たパルス波高レベル間で生じるγ線のパルス波高分布ま
たはイベントヒストグラムをリアルタイムに表示でき
る。さらに、データ収集計算機４００は、メモリブロッ
ク３１０、３１２のデータに基づいて診断機能を実行で
きる。例えば、予備測定において、影像装置は、影像処
理に用いられる同位体から放射線が放射される一様な場
にさらされる。データレートはシステムに各要素ごとに
記録され、各要素の相対的なカウントレートを用いて、
その要素の検出効率係数を得る。次に行われる画像分析
でこれらの係数を用い、要素検出効率の付帯的な分散を
訂正する。
【００８６】図８に示されるように、信号処理装置３０
０はしきい値ＤＡＣ３１６も含み、しきい値ＤＡＣ３１
６によって、しきい値電圧線路２７２を介して検出モジ
ュール２０６に供給されたしきい値電圧をソフトウェア
で制御して調整できる。入力はコンピュータバス３２０
を介してしきい値ＤＡＣ３１６に供給される。
０はしきい値ＤＡＣ３１６も含み、しきい値ＤＡＣ３１
６によって、しきい値電圧線路２７２を介して検出モジ
ュール２０６に供給されたしきい値電圧をソフトウェア
で制御して調整できる。入力はコンピュータバス３２０
を介してしきい値ＤＡＣ３１６に供給される。
【００８７】好適な実施の形態において、信号処理装置
３００は図９に示されるブロックを含む。信号処理装置
３００は、２つのメモリアドレスバッファ３４６、３４
８、バッファポインタ３５０および１ｍｓｅｃクロック
３５２を含む。図９に示されるハードウェアを用いて、
信号処理装置３００はメモリアドレスバッファ３４６、
３４８にアドレス情報を記憶できるとともに、上記のよ
うに、ヒストグラムを形成し、ヒストグラムデータをヒ
ストグラムメモリブロック３１０に記憶する。アドレス
情報は、クロック３５２によって生成されたタイミング
情報とともに、メモリアドレスバッファ３４６、３４８
に記憶される。第１のメモリバッファ３４６がいっぱい
になると、アドレスはバッファポインタ３５０によって
第２のメモリバッファ３４８に送られる。第１のバッフ
ァ３４６がいっぱいになると、バッファポインタ３５０
は、制御線路３６２を介してデータ収集計算機４００に
対してディスク白割り込み信号を発生させる。図９に示
されるように、制御線路３６２はコンピュータバス３２
０に接続されている。バッファポインタが制御線路３６
２に割込み信号の存在を確認すると、データ収集計算機
４００は第１の割込みルーチンの実行を開始し、データ
を第１のメモリバッファ３４６からデータディスク（例
えば、データ記憶装置６１４、図１参照）に転送する。
第２のメモリバッファ３４８がいっぱいになると、バッ
ファポインタ３５０は第２のディスク白割込み信号を発
生させることによって、データ収集計算機４００は第２
の割込みルーチンを実行し、データを第２のバッファ３
４８からデータディスクに転送する。次に、アドレス情
報は第１のバッファ３４６にロードされる。このように
アドレスおよびタイミング情報を記憶する「ストリーム
モード」は、ＣＰＵで動作するソフトウェアを介してデ
ータ収集計算機４００によって制御される。
３００は図９に示されるブロックを含む。信号処理装置
３００は、２つのメモリアドレスバッファ３４６、３４
８、バッファポインタ３５０および１ｍｓｅｃクロック
３５２を含む。図９に示されるハードウェアを用いて、
信号処理装置３００はメモリアドレスバッファ３４６、
３４８にアドレス情報を記憶できるとともに、上記のよ
うに、ヒストグラムを形成し、ヒストグラムデータをヒ
ストグラムメモリブロック３１０に記憶する。アドレス
情報は、クロック３５２によって生成されたタイミング
情報とともに、メモリアドレスバッファ３４６、３４８
に記憶される。第１のメモリバッファ３４６がいっぱい
になると、アドレスはバッファポインタ３５０によって
第２のメモリバッファ３４８に送られる。第１のバッフ
ァ３４６がいっぱいになると、バッファポインタ３５０
は、制御線路３６２を介してデータ収集計算機４００に
対してディスク白割り込み信号を発生させる。図９に示
されるように、制御線路３６２はコンピュータバス３２
０に接続されている。バッファポインタが制御線路３６
２に割込み信号の存在を確認すると、データ収集計算機
４００は第１の割込みルーチンの実行を開始し、データ
を第１のメモリバッファ３４６からデータディスク（例
えば、データ記憶装置６１４、図１参照）に転送する。
第２のメモリバッファ３４８がいっぱいになると、バッ
ファポインタ３５０は第２のディスク白割込み信号を発
生させることによって、データ収集計算機４００は第２
の割込みルーチンを実行し、データを第２のバッファ３
４８からデータディスクに転送する。次に、アドレス情
報は第１のバッファ３４６にロードされる。このように
アドレスおよびタイミング情報を記憶する「ストリーム
モード」は、ＣＰＵで動作するソフトウェアを介してデ
ータ収集計算機４００によって制御される。
【００８８】アドレスおよびデータと外部イベントの発
生を同期させるため、信号処理装置３００は、イベント
にメモリアドレスバッファ３４６、３４８に記憶された
アドレス情報のタグを容易に付ける。例えば、メモリバ
ッファ３４６、３４８に記憶されたアドレスを心臓収縮
のようなイベントに同期させるため、信号が心臓モニタ
センサから送られる。論理レベル入力信号は信号線路３
６４を介して供給される。外部イベントが発生すると、
信号線路３６４を確認し、アドレスデータストリーム入
力内部で特定タグがバッファ３４６、３４８に挿入され
る。例えば、イベントによって、アドレスビットのうち
の１つを設定またはクリアできるので、アドレスビット
をフラグとして用いることができる。データが時分割で
処理される場合、タグ時間イベントによって、データを
フェーズドタイムスライスに細分化できる。代替の実施
の形態において、図９に示されるメモリバッファ３４
６、３４８は、アドレス、パルス波高データおよびタイ
ミング情報を格納できる。
生を同期させるため、信号処理装置３００は、イベント
にメモリアドレスバッファ３４６、３４８に記憶された
アドレス情報のタグを容易に付ける。例えば、メモリバ
ッファ３４６、３４８に記憶されたアドレスを心臓収縮
のようなイベントに同期させるため、信号が心臓モニタ
センサから送られる。論理レベル入力信号は信号線路３
６４を介して供給される。外部イベントが発生すると、
信号線路３６４を確認し、アドレスデータストリーム入
力内部で特定タグがバッファ３４６、３４８に挿入され
る。例えば、イベントによって、アドレスビットのうち
の１つを設定またはクリアできるので、アドレスビット
をフラグとして用いることができる。データが時分割で
処理される場合、タグ時間イベントによって、データを
フェーズドタイムスライスに細分化できる。代替の実施
の形態において、図９に示されるメモリバッファ３４
６、３４８は、アドレス、パルス波高データおよびタイ
ミング情報を格納できる。
【００８９】次に、このようなストリームデータはハー
ドディスクから読返され、外部イベントフラグに関連す
る時間ビンにソートできる。このため、心臓収縮または
他の反復するイベント発生の時間記録を作成することが
できる。クロック情報の代わりに外部位置エンコーダか
ら送られるパルスを用いて、位置による画像を累積して
断層放射線写真に適用できる。
ドディスクから読返され、外部イベントフラグに関連す
る時間ビンにソートできる。このため、心臓収縮または
他の反復するイベント発生の時間記録を作成することが
できる。クロック情報の代わりに外部位置エンコーダか
ら送られるパルスを用いて、位置による画像を累積して
断層放射線写真に適用できる。
【００９０】ＤＡＣ３５６は調整器３５８およびＤＣ／
ＤＣ変換器３６０とともに動作し、調整電圧源をバイア
ス電圧２５４に供給する。ＤＡＣ３５６への入力は、ソ
フトウェアの制御によってコンピュータバス３２０を介
して行われる。変換器の出力電圧の分数を用いて、入力
を高利得動作増幅器と比較する。増幅器は変換器に送信
される駆動信号を制御し、所望の値で動作バイアスを維
持する。
ＤＣ変換器３６０とともに動作し、調整電圧源をバイア
ス電圧２５４に供給する。ＤＡＣ３５６への入力は、ソ
フトウェアの制御によってコンピュータバス３２０を介
して行われる。変換器の出力電圧の分数を用いて、入力
を高利得動作増幅器と比較する。増幅器は変換器に送信
される駆動信号を制御し、所望の値で動作バイアスを維
持する。
【００９１】イベントが発生すると、イベントを引き起
こした検出要素２１２のアドレスを用いて、利得アドレ
スバス線路３３２を介して利得メモリブロック３０８の
アドレス指定をする。本実施の形態において、ＦＰＧＡ
３０２はモジュールアドレスバス３５６を検出要素アド
レスバス２６２に接続し、利得アドレスバス３３２を形
成する。上記のとおり、ＦＰＧＡ３０２はモジュールア
ドレスを最上位アドレスビットとして扱い、要素アドレ
スを最下位アドレスビットとして扱う。利得メモリブロ
ック３０８が利得アドレス線路３３２を介してＦＰＧＡ
３０２によってアドレス指定されると、前もって計算さ
れた待機中の検出要素２１２の利得正規化係数は、利得
正規化信号線路３３４に示される。次に、前もって記憶
された待機中の検出要素２１２の利得正規化係数は、利
得正規化ラッチ３２８にラッチされる。本実施の形態に
おいて、信号処理装置３００は８ビットのＤＡＣ３０６
を用い、ＤＡＣ３０６は８ビットの利得正規化係数をラ
ッチ３２８から受け取る。選択された利得正規化係数が
ラッチ３２８にラッチされると、アナログ参照値は、８
ビットの正規化係数に対応してＤＡＣ３０６によって生
成される。利得参照電圧は参照電圧線路３３６で出力さ
れ、参照電圧線路３３６はフラッシュＡＤＣ３０４に接
続されている。ＤＡＣ３０６が生成した参照出力電圧
は、フラッシュＡＤＣ３０４に対する参照値として用い
られる。電圧は、検出モジュールボード２０８の線形入
力線路２７０からフラッシュＡＤＣ３０４に入力され
る。ＡＤＣ３０４は比例計型ＡＤ変換器なので、ＡＤＣ
３０４の出力は、線形入力線路２７０で受信された入力
信号と参照電圧線路３３６を介してＤＡＣ３０６によっ
て生成された参照電圧との比に比例する。このため、フ
ラッシュＡＤＣ３０４は線形入力信号の振幅をディジタ
ル表示する。なお、この線形入力信号は検出要素によっ
て生成され、（ヒットを受けた）検出要素は利得正規化
係数によって修正され、利得正規化係数は（検出要素２
１２のために用いられる）利得メモリ３０８に記憶され
ている。したがって、ＡＤＣ３０４は増幅線路３３８に
８ビットの出力を行い、増幅線路３３８は各検出要素２
１２の特定の利得変動および対応する増幅／調整回路の
変動から独立している。
こした検出要素２１２のアドレスを用いて、利得アドレ
スバス線路３３２を介して利得メモリブロック３０８の
アドレス指定をする。本実施の形態において、ＦＰＧＡ
３０２はモジュールアドレスバス３５６を検出要素アド
レスバス２６２に接続し、利得アドレスバス３３２を形
成する。上記のとおり、ＦＰＧＡ３０２はモジュールア
ドレスを最上位アドレスビットとして扱い、要素アドレ
スを最下位アドレスビットとして扱う。利得メモリブロ
ック３０８が利得アドレス線路３３２を介してＦＰＧＡ
３０２によってアドレス指定されると、前もって計算さ
れた待機中の検出要素２１２の利得正規化係数は、利得
正規化信号線路３３４に示される。次に、前もって記憶
された待機中の検出要素２１２の利得正規化係数は、利
得正規化ラッチ３２８にラッチされる。本実施の形態に
おいて、信号処理装置３００は８ビットのＤＡＣ３０６
を用い、ＤＡＣ３０６は８ビットの利得正規化係数をラ
ッチ３２８から受け取る。選択された利得正規化係数が
ラッチ３２８にラッチされると、アナログ参照値は、８
ビットの正規化係数に対応してＤＡＣ３０６によって生
成される。利得参照電圧は参照電圧線路３３６で出力さ
れ、参照電圧線路３３６はフラッシュＡＤＣ３０４に接
続されている。ＤＡＣ３０６が生成した参照出力電圧
は、フラッシュＡＤＣ３０４に対する参照値として用い
られる。電圧は、検出モジュールボード２０８の線形入
力線路２７０からフラッシュＡＤＣ３０４に入力され
る。ＡＤＣ３０４は比例計型ＡＤ変換器なので、ＡＤＣ
３０４の出力は、線形入力線路２７０で受信された入力
信号と参照電圧線路３３６を介してＤＡＣ３０６によっ
て生成された参照電圧との比に比例する。このため、フ
ラッシュＡＤＣ３０４は線形入力信号の振幅をディジタ
ル表示する。なお、この線形入力信号は検出要素によっ
て生成され、（ヒットを受けた）検出要素は利得正規化
係数によって修正され、利得正規化係数は（検出要素２
１２のために用いられる）利得メモリ３０８に記憶され
ている。したがって、ＡＤＣ３０４は増幅線路３３８に
８ビットの出力を行い、増幅線路３３８は各検出要素２
１２の特定の利得変動および対応する増幅／調整回路の
変動から独立している。
【００９２】ＦＰＧＡ３０２は、変換信号をフラッシュ
ＡＤＣ３０４に送信する前にラッチ３２８およびＤＡＣ
３０６の出力が安定するゲーティング過渡を短時間待機
する。変換信号は変換信号線路３４２で供給され、フラ
ッシュＡＤＣ３０４は増幅線路３３８にディジタル出力
する。フラッシュＡＤＣ３０４はおよそ５０ｎｓｅｃ以
下でＡＤ変換を行い、信号線路３４２の変換信号確認か
ら増幅線路３３８の出力生成までの全変換時間はほぼ３
００ｎｓｅｃである。フラッシュＡＤＣ３０４は信号線
路３４４でＡＤＣ処理完了信号を確認し、ＦＰＧＡ３０
２に変換完了時間を報知する。ＡＤＣ処理完了信号が信
号線路３４４で確認されると、ＦＰＧＡ３０２はアドバ
ンス信号線路２５８でアドバンス信号を確認し、アクテ
ィブ検出モジュール２０６は、次に待機中の検出要素イ
ベントを検索しながら処理を続けることができる。次の
検出要素イベント処理を開始しながら、ヒストグラムメ
モリ３１０を更新できる。データ収集コンピュータ データ収集計算機４００は、信号処理装置３００および
画像処理コンピュータシステム４５０と通信するハード
ウェアおよびソフトウェアを含む。データ収集計算機４
００は、検出モジュール２０６のアレイから受信された
データの収集および処理を制御し、既存の影像カメラと
互換性のあるフォーマットのイベントデータに基づいた
画像データを作成し、そのデータを画像処理コンピュー
タシステム４５０に伝送する。データ収集計算機４００
は、検出要素イベントヒストグラムおよびパルス波高分
布データを保持する機構を提供し、標準フォーマットの
画像を作成することができ、画像処理コンピュータ４５
０に用いられる市販のイメージングシステムを用いて画
像を表示できる。例えば、好適な実施の形態において、
データ収集計算機４００は画像ヒストグラムを第１のデ
ータリンクを介して画像処理コンピュータに送る。別の
実施の形態において、各イベントの相対的位置および信
号振幅は、並列リンクを介して画像処理コンピュータに
伝送される。後者の実施の形態において、画像処理コン
ピュータはヒストグラムを作成する作業を行う。
ＡＤＣ３０４に送信する前にラッチ３２８およびＤＡＣ
３０６の出力が安定するゲーティング過渡を短時間待機
する。変換信号は変換信号線路３４２で供給され、フラ
ッシュＡＤＣ３０４は増幅線路３３８にディジタル出力
する。フラッシュＡＤＣ３０４はおよそ５０ｎｓｅｃ以
下でＡＤ変換を行い、信号線路３４２の変換信号確認か
ら増幅線路３３８の出力生成までの全変換時間はほぼ３
００ｎｓｅｃである。フラッシュＡＤＣ３０４は信号線
路３４４でＡＤＣ処理完了信号を確認し、ＦＰＧＡ３０
２に変換完了時間を報知する。ＡＤＣ処理完了信号が信
号線路３４４で確認されると、ＦＰＧＡ３０２はアドバ
ンス信号線路２５８でアドバンス信号を確認し、アクテ
ィブ検出モジュール２０６は、次に待機中の検出要素イ
ベントを検索しながら処理を続けることができる。次の
検出要素イベント処理を開始しながら、ヒストグラムメ
モリ３１０を更新できる。データ収集コンピュータ データ収集計算機４００は、信号処理装置３００および
画像処理コンピュータシステム４５０と通信するハード
ウェアおよびソフトウェアを含む。データ収集計算機４
００は、検出モジュール２０６のアレイから受信された
データの収集および処理を制御し、既存の影像カメラと
互換性のあるフォーマットのイベントデータに基づいた
画像データを作成し、そのデータを画像処理コンピュー
タシステム４５０に伝送する。データ収集計算機４００
は、検出要素イベントヒストグラムおよびパルス波高分
布データを保持する機構を提供し、標準フォーマットの
画像を作成することができ、画像処理コンピュータ４５
０に用いられる市販のイメージングシステムを用いて画
像を表示できる。例えば、好適な実施の形態において、
データ収集計算機４００は画像ヒストグラムを第１のデ
ータリンクを介して画像処理コンピュータに送る。別の
実施の形態において、各イベントの相対的位置および信
号振幅は、並列リンクを介して画像処理コンピュータに
伝送される。後者の実施の形態において、画像処理コン
ピュータはヒストグラムを作成する作業を行う。
【００９３】画像は、クロックによって解像できる所望
のレートで時間タグ処理できる。好適な実施の形態にお
いて、データは３０フレーム／秒のレートでタグ処理さ
れる。したがって、データがほぼ３００，０００回／秒
で収集される場合、時間タグ処理されたフレームは、そ
れぞれ、ほぼ１０，０００個のデータ点を含む。
のレートで時間タグ処理できる。好適な実施の形態にお
いて、データは３０フレーム／秒のレートでタグ処理さ
れる。したがって、データがほぼ３００，０００回／秒
で収集される場合、時間タグ処理されたフレームは、そ
れぞれ、ほぼ１０，０００個のデータ点を含む。
【００９４】データ収集計算機４００は信号処理装置３
００とともに、検出要素利得および検出要素効率正規化
機能を実行することによって、フレキシビリティを向上
させ、検出器２００のコストを削減する。検出要素の品
質の必要条件を厳密にせず、検出要素／増幅／ピーク検
出ストリングの利得を整合させる必要がないので、以上
のような利点が得られる。
００とともに、検出要素利得および検出要素効率正規化
機能を実行することによって、フレキシビリティを向上
させ、検出器２００のコストを削減する。検出要素の品
質の必要条件を厳密にせず、検出要素／増幅／ピーク検
出ストリングの利得を整合させる必要がないので、以上
のような利点が得られる。
【００９５】データ収集計算機４００は各検出要素２１
２の相対的な効率性を分析し受信データの正規化を行
い、均一に放射線にさらすことによって、確実に強度の
均一な画像を作成する（すなわち、均等に放射された検
出要素は画素ごとに同一のグレーシェードを生成す
る）。このため、初期化後、信号処理装置３００および
データ収集計算機４００は、各検出要素２１２に均等に
放射されると、各検出要素２１２が応答を同一に表示す
ることを保証し、この応答は検出要素２１２が行った実
際の応答から独立している。この正規化特性によって、
均一な応答および利得特性を有する検出要素２１２およ
び検出モジュール２０６を生成することに関連してコス
トが削減される。この特性によって、各検出要素２１２
の利得調整の必要性およびそれに関連する増幅および信
号調整回路を排除する。また、この特性によって、各検
出要素２１２のエネルギ分解を向上させ、コンプトン散
乱イベントの拒絶を向上させる。また、イメージングシ
ステムの長期安定化を向上させる。このような特性は、
データ処理量を大幅に減らすことなく実現される。すな
わち、現存のデータ収集計算機４００によって、５０
０，０００回／秒のカウントレートが実現できる。
２の相対的な効率性を分析し受信データの正規化を行
い、均一に放射線にさらすことによって、確実に強度の
均一な画像を作成する（すなわち、均等に放射された検
出要素は画素ごとに同一のグレーシェードを生成す
る）。このため、初期化後、信号処理装置３００および
データ収集計算機４００は、各検出要素２１２に均等に
放射されると、各検出要素２１２が応答を同一に表示す
ることを保証し、この応答は検出要素２１２が行った実
際の応答から独立している。この正規化特性によって、
均一な応答および利得特性を有する検出要素２１２およ
び検出モジュール２０６を生成することに関連してコス
トが削減される。この特性によって、各検出要素２１２
の利得調整の必要性およびそれに関連する増幅および信
号調整回路を排除する。また、この特性によって、各検
出要素２１２のエネルギ分解を向上させ、コンプトン散
乱イベントの拒絶を向上させる。また、イメージングシ
ステムの長期安定化を向上させる。このような特性は、
データ処理量を大幅に減らすことなく実現される。すな
わち、現存のデータ収集計算機４００によって、５０
０，０００回／秒のカウントレートが実現できる。
【００９６】信号処理装置３００およびデータ収集計算
機４００は、ソフトウェアで制御して機能を変化させる
ことによってフレキシビリティを向上させ、それによっ
て、機能追加が必要または望ましい場合の回路盤の再設
計にコストをかけることを防ぐ。画像処理コンピュータシステム 画像処理コンピュータシステム４５０は作業者とのイン
タフェースを提供し、データ収集モードを制御し、画像
データをデータ収集計算機４００から受信し、画像をリ
アルタイムに表示装置６０４に表示し、表示装置および
読出し装置と通信する。また、画像処理コンピュータシ
ステム４５０は、システムで用いられるγ線エネルギの
限界および較正パラメータのような動作パラメータの調
整を容易にする。データ収集計算機４００は、特定の画
像処理コンピュータシステム４５０に適したデータプロ
トコルを用いるイーサネット（登録商標）またはＳＣＳ
Ｉ−２のような標準的なインタフェースを介して通信す
る。画像処理コンピュータシステムは、作業者の制御に
よって、画像表示、回転、スライス、関連領域のハイラ
イト等を行う。
機４００は、ソフトウェアで制御して機能を変化させる
ことによってフレキシビリティを向上させ、それによっ
て、機能追加が必要または望ましい場合の回路盤の再設
計にコストをかけることを防ぐ。画像処理コンピュータシステム 画像処理コンピュータシステム４５０は作業者とのイン
タフェースを提供し、データ収集モードを制御し、画像
データをデータ収集計算機４００から受信し、画像をリ
アルタイムに表示装置６０４に表示し、表示装置および
読出し装置と通信する。また、画像処理コンピュータシ
ステム４５０は、システムで用いられるγ線エネルギの
限界および較正パラメータのような動作パラメータの調
整を容易にする。データ収集計算機４００は、特定の画
像処理コンピュータシステム４５０に適したデータプロ
トコルを用いるイーサネット（登録商標）またはＳＣＳ
Ｉ−２のような標準的なインタフェースを介して通信す
る。画像処理コンピュータシステムは、作業者の制御に
よって、画像表示、回転、スライス、関連領域のハイラ
イト等を行う。
【００９７】図２に示されるように、画像処理コンピュ
ータシステム４５０は、システムに接続された他の表示
装置に画像を表示できる。このシステムはソフトウェア
およびハードウェアの両方を含み、図２に示される入力
装置および出力装置を制御する。以上のように、影像ヘ
ッド２００、信号処理装置３００およびデータ収集計算
機４００を含む核医学イメージングシステムを説明して
きた。影像ヘッドは高密度実装検出モジュールのアレイ
を含む。各検出モジュールは回路担体を含み、回路担体
は、検出要素によって生成された信号を調整し処理する
とともに、処理信号を準備して信号処理装置によってさ
らに処理する回路を含む。イメージングシステムは処理
信号に基づいて画像を結合し、結合画像を表示装置に表
示する。検出装置はテルル化カドミウム−亜鉛材料から
なるのが好ましい。検出要素が信号処理装置によって制
御されたしきい値より大きいエネルギのγ線（有効ヒッ
ト）を吸収する場合、各検出モジュールおよび検出要素
のアドレスは信号処理装置に供給される。検出モジュー
ルはフォールスルー方法を用い、有効ヒットを受信した
検出要素のみを順次自動的に読出し、要素のアドレスお
よび吸収ホトンの大きさを示す。信号処理装置は、診断
機能、利得正規化機能、応答効率正規化機能およびデー
タ収集機能を行う。イメージングシステムは、検出要素
によって生成された信号に基づいて画像を表示する。
ータシステム４５０は、システムに接続された他の表示
装置に画像を表示できる。このシステムはソフトウェア
およびハードウェアの両方を含み、図２に示される入力
装置および出力装置を制御する。以上のように、影像ヘ
ッド２００、信号処理装置３００およびデータ収集計算
機４００を含む核医学イメージングシステムを説明して
きた。影像ヘッドは高密度実装検出モジュールのアレイ
を含む。各検出モジュールは回路担体を含み、回路担体
は、検出要素によって生成された信号を調整し処理する
とともに、処理信号を準備して信号処理装置によってさ
らに処理する回路を含む。イメージングシステムは処理
信号に基づいて画像を結合し、結合画像を表示装置に表
示する。検出装置はテルル化カドミウム−亜鉛材料から
なるのが好ましい。検出要素が信号処理装置によって制
御されたしきい値より大きいエネルギのγ線（有効ヒッ
ト）を吸収する場合、各検出モジュールおよび検出要素
のアドレスは信号処理装置に供給される。検出モジュー
ルはフォールスルー方法を用い、有効ヒットを受信した
検出要素のみを順次自動的に読出し、要素のアドレスお
よび吸収ホトンの大きさを示す。信号処理装置は、診断
機能、利得正規化機能、応答効率正規化機能およびデー
タ収集機能を行う。イメージングシステムは、検出要素
によって生成された信号に基づいて画像を表示する。
【００９８】本発明の多数の実施の形態を説明してき
た。しかし、様々な変形が本発明の精神および範囲から
逸脱することなくなされるのは理解されるであろう。例
えば、三角形、矩形または六角形のような突き合わせ可
能な形状を検出モジュール２０６に用いることができ
る。同様に、検出要素２１２は正方形以外の形状でもよ
い。また、上記のとおり、各検出モジュールの２つのア
ナログＡＳＩＣを１つのＡＳＩＣに結合できる。同様
に、ディジタル機能およびアナログ機能の両方は１つの
ＡＳＩＣを用いて実現できる。さらに、利得正規化方法
は、アナログ値をディジタル変換した後、ソフトウェア
で完全に行うことができる。したがって、本発明は特定
の上記の実施の形態に限定されず、以下の請求の範囲に
よってのみ限定されることが理解されるであろう。
た。しかし、様々な変形が本発明の精神および範囲から
逸脱することなくなされるのは理解されるであろう。例
えば、三角形、矩形または六角形のような突き合わせ可
能な形状を検出モジュール２０６に用いることができ
る。同様に、検出要素２１２は正方形以外の形状でもよ
い。また、上記のとおり、各検出モジュールの２つのア
ナログＡＳＩＣを１つのＡＳＩＣに結合できる。同様
に、ディジタル機能およびアナログ機能の両方は１つの
ＡＳＩＣを用いて実現できる。さらに、利得正規化方法
は、アナログ値をディジタル変換した後、ソフトウェア
で完全に行うことができる。したがって、本発明は特定
の上記の実施の形態に限定されず、以下の請求の範囲に
よってのみ限定されることが理解されるであろう。
【図１】本発明に関連するカメラおよびイメージングシ
ステムを示す。
ステムを示す。
【図２】図１のカメラおよびイメージングシステムを示
し、本発明に関連する検出器、信号処理装置、データ収
集システムおよび画像処理コンピュータシステムを示
す。
し、本発明に関連する検出器、信号処理装置、データ収
集システムおよび画像処理コンピュータシステムを示
す。
【図３ａ】図２に示される検出器で用いられる検出モジ
ュールの分解斜視図である。
ュールの分解斜視図である。
【図３ｂ】図２に示される検出モジュールの代替の実施
の形態の分解斜視図である。
の形態の分解斜視図である。
【図４】図２に示される検出モジュールボードのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５ａ】図４に示される検出モジュールボードで用い
られる検出モジュールのブロック図であり、検出モジュ
ール機能を実行するために用いられるアナログＡＳＩＣ
とディジタルＡＳＩＣとの間の信号の交差部を示す。
られる検出モジュールのブロック図であり、検出モジュ
ール機能を実行するために用いられるアナログＡＳＩＣ
とディジタルＡＳＩＣとの間の信号の交差部を示す。
【図５ｂ】本発明に関連する検出素子調整／処理チャネ
ルに記録された有効イベントを読み出すために用いられ
るフォールスルー回路の簡略ブロック図である。
ルに記録された有効イベントを読み出すために用いられ
るフォールスルー回路の簡略ブロック図である。
【図６】図５ａに示されるアナログＡＳＩＣのブロック
図である。
図である。
【図７】図５ａに示されるディジタルＡＳＩＣのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図８】図２に示される信号処理装置の機能ブロック図
である。
である。
【図９】図８の信号処理装置のさらに詳細を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フリーセンハーン，スタンレー，ジェイ. アメリカ合衆国 92064 カリフォルニア 州， ポウェイ，コンレー 12906 (72)発明者 バトラー，ジャック，エフ. アメリカ合衆国 92067 カリフォルニア 州， ランチョ サンタ フェ，ピー．オ ー．ボックス 1333 (72)発明者 ドティー，エフ．，パトリック アメリカ合衆国 92128 カリフォルニア 州， サンディエゴ，エスプリ 13719 (72)発明者 アシュバーン，ウィリアム，エル. アメリカ合衆国 92037 カリフォルニア 州， ラ ホヤ，アイバーネス ドライブ 2744 (72)発明者 コンウェル，リチャード，エル. アメリカ合衆国 92014−3408 カリフォ ルニア州，デル マー，ボキータ ドライ ブ 13684 (72)発明者 オーグスティン，フランク，エル. アメリカ合衆国 92024 カリフォルニア 州， エンシンタス，パーク デール レ ーン 2115 (72)発明者 アポトフスキー，ボリス アメリカ合衆国 92122 カリフォルニア 州， サンディエゴ，カミニト カレナ 6243
Claims (10)
- 【請求項１】 複数の調整および処理チャネルが生成し
た信号を処理する信号処理装置において、各チャネル
は、検出要素が吸収した放射線の大きさを示す電気パル
スを生成する対応検出要素に作動的に接続され、各チャ
ネルは予め決められたしきい値を超える前記電気パルス
の振幅を記憶し、各チャネルは、前記電気パルスが予め
決められたしきい値を超える度にイベントを生成し、前
記信号処理装置は検出モジュール内に包含され、前記信
号処理装置は、 ａ．イベントを生成するチャネルの記憶された振幅をサ
ンプリングする手段と、 ｂ．前記サンプリング手段に作動的に接続され、前記チ
ャネルおよび前記対応検出要素が導入した利得を正規化
し、前記サンプル振幅を正規化する正規化手段と、 ｃ．前記正規化手段に接続され、前記正規化振幅を記憶
する手段と を備えることを特徴とする信号処理装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の信号処理装置において、
各検出要素は固有のアドレスを有し、イベントを生成す
る各チャネルは前記対応検出要素のアドレスを前記信号
処理装置に送信し、前記信号処理装置は、さらに、前記
サンプル手段に接続された前記送信アドレス読出し手段
を含むことを特徴とする信号処理装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の信号処理装置において、
前記信号処理装置は、前記正規化振幅を記憶した後、ア
ドバンス信号を発生させることを特徴とする信号処理装
置。 - 【請求項４】 請求項２記載の信号処理装置において、
前記信号処理装置は、前記サンプリング手段に接続され
前記送信されたアドレスおよび正規化振幅に時間タグを
付ける手段を、さらに含み、前記アドレス、振幅および
時間タグはともに、前記信号処理装置に接続された記憶
装置に記憶されることを特徴とする信号処理装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の信号処理装置において、
前記記憶装置に記憶された前記アドレス、振幅および時
間タグは、外部イベントフラグに関連する時間ビンにソ
ートされることを特徴とする信号処理装置。 - 【請求項６】 請求項１記載の信号処理装置において、
前記正規化手段は、 ａ．参照入力およびアナログ入力を有し、前記アナログ
入力は前記サンプル振幅に接続されるＡＤ変換器と、 ｂ．前記参照入力に接続されて、複数の利得正規化係数
を記憶し、各検出要素は前もって記憶された対応利得正
規化係数を有し、前記イベントを生成するチャネルに接
続された前記検出要素の利得正規化係数を前記参照入力
に出力することによって前記ＡＤ変換器が正規化信号を
発生させる記憶手段と を備えることを特徴とする信号処理装置。 - 【請求項７】 検出モジュール内に包含される、複数の
調整および処理チャネルおよび複数の検出要素が生成し
た信号を正規化する方法において、各検出要素は前記検
出要素が吸収した放射線の大きさを示す電気パルスを生
成し、各チャネルはそれぞれ固有の前記検出要素に作動
的に接続され、前記方法は、 ａ．前記検出要素を単一エネルギホトンにさらすステッ
プと、 ｂ．各検出要素が生成したパルスの振幅をマッピングす
るステップと、 ｃ．前記チャネルが生成した前記電気信号を前記振幅マ
ッピングに基づいて正規化するステップと を具備することを特徴とする信号正規化方法。 - 【請求項８】 検出モジュール内において、複数の検出
要素が生成した電気パルスを正規化する方法において、
前記電気パルスは前記検出要素が吸収した放射線の大き
さを示し、前記方法は、 ａ．前記検出要素を一様な放射の場にさらすステップ
と、 ｂ．各検出要素の効率性をマッピングするステップと、 ｃ．各検出要素が生成した前記電気パルスを前記効率性
マッピングに基づいて正規化するステップと を具備することを特徴とする電気パルス正規化方法。 - 【請求項９】 検出モジュール内において、複数の処理
チャネルが生成した信号の利得を正規化する回路におい
て、 ａ．参照入力およびアナログ入力を有し、前記アナログ
入力は選択チャネルが生成した信号に接続されているＡ
Ｄ変換器と、 ｂ．前記参照入力に接続されて、複数の利得正規化係数
を記憶し、各チャネルは前もって記憶された対応利得正
規化係数を有し、前記選択チャネルに対応する利得正規
化係数を前記参照入力に出力することによって前記ＡＤ
変換器が利得正規化信号を発生させる記憶手段と を備えることを特徴とする利得正規化回路。 - 【請求項１０】 請求項９記載の利得正規化回路におい
て、前記利得正規化信号はリアルタイムに生成されるこ
とを特徴とする利得正規化回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US37280794A | 1994-12-23 | 1994-12-23 | |
| US08/372,807 | 1994-12-23 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| JP2001047351A Pending JP2001296369A (ja) | 1994-12-23 | 2001-02-22 | 信号処理装置、利得正規化回路、信号正規化方法および電気パルス正規化方法 |
| JP2001047343A Pending JP2001296368A (ja) | 1994-12-23 | 2001-02-22 | フォールスルーイベントシステム |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52058296A Expired - Fee Related JP3358817B2 (ja) | 1994-12-23 | 1995-12-21 | 半導体γ線カメラおよび医療用イメージングシステム |
| JP2001047340A Pending JP2001318151A (ja) | 1994-12-23 | 2001-02-22 | 電子回路 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001047343A Pending JP2001296368A (ja) | 1994-12-23 | 2001-02-22 | フォールスルーイベントシステム |
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| EP (4) | EP1249713A2 (ja) |
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| KR (1) | KR987001092A (ja) |
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| CA (1) | CA2208576A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5605856A (en) * | 1995-03-14 | 1997-02-25 | University Of North Carolina | Method for designing an electronic integrated circuit with optical inputs and outputs |
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| GB2318411B (en) * | 1996-10-15 | 1999-03-10 | Simage Oy | Imaging device for imaging radiation |
| WO1998016852A1 (en) * | 1996-10-17 | 1998-04-23 | Siemens Medical Systems, Inc. | Rotating small camera for tomography |
| JP2001518177A (ja) * | 1996-11-24 | 2001-10-09 | ジーイー メディカル システムズ イスラエル リミテッド | 固体ガンマ・カメラ |
| FR2757954B1 (fr) * | 1996-12-30 | 1999-01-22 | Commissariat Energie Atomique | Tete de detection et collimateur pour gamma-camera |
| US6678462B1 (en) * | 1997-03-25 | 2004-01-13 | Sony Corporation | Electronic device, method and apparatus for controlling an electronic device, and electronic device control system |
| DE69723314T2 (de) * | 1997-04-17 | 2004-06-03 | Ge Medical Systems Israel, Ltd. | Direkte tomographische rekonstruktion |
| US5933706A (en) * | 1997-05-28 | 1999-08-03 | James; Ralph | Method for surface treatment of a cadmium zinc telluride crystal |
| US6043106A (en) * | 1997-05-28 | 2000-03-28 | Mescher; Mark J. | Method for surface passivation and protection of cadmium zinc telluride crystals |
| AU3310299A (en) * | 1998-02-25 | 1999-09-15 | Digirad Corporation | Combined large area semiconductor radiation detector and imager |
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