JP2001503526A - 細胞状構造を有する一組の光検出器からの信号処理プロセスおよび装置と、ガンマカメラへの適用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は、検出されるべき事象に応じて、一組のＮ個の光検出器により生成された信号を処理するためのプロセスに関し、各光検出器（６０）に接続された細胞状構造（８８，９０−１，…，９０−６，９２，９４）が、その光検出器により受信された光束と、隣接する光検出器（１６０−１，…，１６０−６）により受信された光束とを比較し、かつ、与えられた相互作用に対していずれの組の光検出器が考慮されるべきかを決定するために使用される。相互作用の大きさの特徴が、その後計算され得る。

Description

【発明の詳細な説明】 細胞状構造を有する一組の光検出器からの信号処理プロセスおよび装置と、 ガンマカメラへの適用 説明技術分野 この発明は、特徴づけられまたは識別されるべき事象、例えば、特定されるべ き事象に応じて、一組のＮ個の光検出器から出力されまたは発せられたデータま たは信号の処理に関連している。 この発明は、ガンマカメラ内で使用される光電子増倍管により出力され得る信 号を使用した、事象のエネルギおよび位置のような事象の特性の決定に特に適用 可能であり、例えば、事象の位置は、光電子増倍管自体に関して決定される。ガ ンマカメラは、ガンマ（γ）放射線に敏感なカメラである。この種のカメラは、 特に、医療用画像形成の目的のために使用される。従来技術の水準 現時点において、核医学において使用される多くのガンマカメラは、アンガー 形式のカメラの原理を用いて動作する。刊行物、米国特許第３０１１０５７号明 細書は、この主題について、さらなる情報を促供している。 ガンマカメラは、患者の体内の臓器内に前に射出された放射性同位体によって マークされた分子の分布を表示するという特殊な特徴を有している。 既知のガンマカメラの構造および動作は、添付図面１，２Ａ，２Ｂを参照して 以下に説明されかつ要約される。 図１は、放射性同位体によりマークされた分子を含む臓器１２に対面して配置 されたガンマカメラの検出ヘッド１０を示している。 検出ヘッド１０は、コリメータ２０と、シンチレータクリスタル２２と、光導 波管２４と、該光導波管２４の一表面を覆うように、相互に隣接配置された複数 の光電子増倍管チューブ２６とを具備している。例えば、シンチレータはＮａＩ （Ｔｌ）クリスタルでよい。 前記コリメータ２０の機能は、臓器１２により発せられた全てのガンマ放射線 ３０の中から、ほぼ垂直入射で検出ヘッドに到達する放射線を選択することであ る。コリメータの選択的な性質により、生成される画像の解像度およびシャープ さを増加させることができる。しかしながら、解像度は、感度を犠牲にして増加 される。例えば、臓器１２により発せられた約１００００個のγ光子の内の単一 の光子が実際に検出される。 コリメータを通過したγ光子は、シンチレータクリスタル２２に到達し、そこ で、ほとんど全てのγ光子が複数の光子に変換される。この明細書の残りにおい て、シンチレーションを生じるγ光子のクリスタルとの核相互作用は、事象と呼 ばれる。 光電子増倍管２６は、 各事象についてシンチレータから受信した光子の数に 比例する電気的パルスを発するように設計されている。シンチレーション事象が 、より正確に特定されるように、光電子増倍管２６はシンチレータクリスタル２ ２に直接的に固定されておらず、光導波管２４によってそこから分離されている 。 光電子増倍管は、γ放射線によってシンチレータ内に生じた光の総量に比例す る、言い換えれば、そのエネルギに比例する振幅の信号を発する。しかしながら 、各光電子増倍管からの個々の信号は、γ放射線がシンチレータ材料と相互作用 する点３０から各光電子増倍管までの距離にも依存している。各光電子増倍管は 、それが受信した光束に比例する電流パルスを出力する。図１の例では、小さな グラフＡ，Ｂ，Ｃは、相互作用点３０から異なる距離に配置された光電子増倍管 ２６ａ，２６ｂ，２６ｃが異なる振幅を有する信号を出力するということが示さ れている。 γ光子の相互作用点３０の位置は、各光電子増倍管の貢献度を重みづける重心 をとることにより、全ての光電子増倍管から発せられる信号から開始して、ガン マカメラ内で計算される。 アンガー形式のカメラにおいて使用されるような重心重み付けの原理は、添付 図面２Ａ，２Ｂを参照してより明確に説明され得る。 図２Ａは、このカメラを画像生成ユニットに接続するガンマカメラ検出ヘッド １０の電気配線を示している。検出ヘッドは、複数の光電子増倍管２６を具備し ている。 図２Ｂに示されるように、検出ヘッド内の各光電子増倍管２６は、ＲＸ^-，Ｒ Ｘ⁺，ＲＹ^-，ＲＹ⁺と示された４つの抵抗に接続されている。これらの抵抗の値 は、各光電子増倍管に特別のものであり、検出ヘッド１０内の光電子増倍管の位 置に依存している。 各光電子増倍管における抵抗ＲＸ^-，ＲＸ⁺，ＲＹ^-，ＲＹ⁺は、図２Ｂにおいて 電流発生器の記号により表された前記光電子増倍管の出力５０に接続されている 。それらは、図２Ａにおいてそれぞれ、ＬＸ^-，ＬＸ⁺，ＬＹ^-，ＬＹ⁺と表された 共通接続線にも接続されている。 線ＬＸ^-，ＬＸ⁺，ＬＹ^-，ＬＹ⁺は、それぞれアナログ積分器５２Ｘ^-，５２Ｘ⁺ ，５２Ｙ^-，５２Ｙ⁺に接続され、かつ、これらの積分器を介して、アナログ／デ ィジタル変換器５４Ｘ^-，５４Ｘ⁺，５４Ｙ^-，５４Ｙ⁺にそれぞれ接続されている 。変換器５４Ｘ^-，５４Ｘ⁺，５４Ｙ^-，５４Ｙ⁺からの出力は、ディジタル演算子 ５６に向けられている。線ＬＸ^-，ＬＸ⁺，ＬＹ^-，ＬＹ⁺は、エネルギチャンネル と呼ばれる共通チャンネルにも接続されている。このチャンネルも、積分器５７ 、アナログ／ディジタル変換器５８を具備しており、その出力も、演算子５６に 向けられている。 図２の装置は、以下の式（米国特許第４６７２４６２号明細書）に従って相互 作用の位置を計算するために使用される。 および、 である。ここで、ＸおよびＹは、クリスタル上の相互作用の位置の２つの直交す る方向に沿う座標であり、Ｘ⁺，Ｘ^-，Ｙ⁺，Ｙ^-は、積分器５２Ｘ⁺，５２Ｘ^-，５ ２Ｙ⁺，５２Ｙ^-によってそれぞれ出力された、重み付けされた信号を表している 。 ＸおよびＹの値およびクリスタルと相互作用するγ線の総エネルギＥは、デジ タル演算子５６によって計算される。これらの値は、その後、例えば、仏国特許 第２６６９４３９号公報に開示されたような画像を生成するために使用される。 相互作用の位置の計算は、光子の数、および各事象に対して、言い換えれば、 検出された各ガンマ光子に対して生成される光電子の数におけるボアソンの統計 的な変動に関連する不確定性によって影響される。変動の標準偏差は、光子また は光電子の数が増加すると減少する。この現象のために、光は可能な限り注意深 く収集されるべきである。カメラの固有の空間的な解像度は、シンチレータクリ スタル上に配置された同じ平行点源(colimated point source)に対して計算され た位置の分布の中間高さにおける幅により特徴づけられる。 １４０ｋｅＶのエネルギを有するγ線の分解能は、通常、３〜４ｍｍ程度であ る。 検出されたガンマ光子のエネルギは、光を受けた全ての光電子増倍管の貢献度 (contribution)の合計をとることにより計算される。これもまた、統計的な変動 により影響される。カメラのエネルギ分解能は、計算されたエネルギの分布の中 間高さにおける幅の、同じ光源に対する分布の平均値に対する比率により特徴づ けられる。 エネルギ分解能は、通常、１４０ｋｅＶのエネルギを有するγ線に対して９〜 １１％程度である。 最後に、アンガー形式のガンマカメラは、光電子増倍管の信号の重心のリアル タイムの計算を非常に簡易な手段で可能にするという利点を有している。 上述されたシステムは、有限数の構成要素を有している。さらに、集められた 線に光電子増倍管信号を射出するために使用される抵抗はあまり高価なものでは ない。 しかしながら、この種のカメラも、低い計数速度であるという大きな欠点を有 している。計数速度は事象の数、言い換えれば、カメラが単位時間あたりに処理 することができるγ光子とシンチレータとの間の相互作用の数である。 計数速度における制限の一つは、特に、カメラが、シンチレータクリスタルに おける離れた点においてほぼ同時に発生した２つの事象を処理することができな いという事実によっている。 同時の、しかし、幾何学的に離れた事象は、ＬＸ^-，ＬＸ⁺，ＬＹ^-，ＬＹ⁺の収 集線内に積み重ねられかつもはや区別され得ない電気信号を生成する。これらの 事象も、画像の形成に対して「喪失」される。 ガンマカメラは、従来の画像技術において使用される他に、計数速度の制限が 受容し得ない制約である他の２つの医療用画像形成技術においても使用される。 これらの技術は、「伝送減衰の補正」および「同時ＰＥＴ(coincident PET)」 (陽電子射出断層撮影)と呼ばれている。伝送減衰の補正技術は、医療用画像の形 成中に、試験される臓器を取り囲む患者の組織に特有な減衰を考慮に入れること からなる。この減衰を決定するために、患者の身体を通したガンマカメラへのガ ンマ放射線の伝送が測定される。このことは、高度に活性のある外部ソースとガ ンマカメラ検出ヘッドとの間に患者を配置することにより行われる。したがって 、伝送された放射線の測定時に、非常に多くの事象がシンチレータクリスタルに おいて生じる。単位時間あたりの非常に多くの事象の数も多くのほぼ同時の事象 を有する可能性を増加させる。したがって、従来のアンガー形式カメラは好適で はない。 ＰＥＴ技術は、陽電子を出射することができるＦ¹⁸のような要素を患者の体内 に出射することからなる。陽電子および電子の中性化により、５１１ｋｅＶのエ ネルギを有し反対方向に出射される２つのガンマ光子が放出される。該ＰＥＴ画 像技術は、患者の両側に配置される少なくとも２つの検出ヘッドを有するガンマ カメラを用いることにより、この物理現象を使用するものである。使用される検 出ヘッドには、コリメータは装備されていない。同時処理と呼ばれる電子情報処 理は、同じ時刻に生じる事象を選択し、それによって、γ光子の軌跡を計算する 。 したがって、検出ヘッドは、高いγ放射線束にかけられる。従来のアンガー形 式ガンマカメラの計数速度は、この種の用途に対しては通常非常に制限されてい る。 参考までに、アンガー形式ガンマカメラは、１秒あたりに１×１０⁵個の事象 の検出により正常に動作され得るが、ＰＥＴ画像においては、１秒あたりに少な くとも１×１０⁵個の事象が正常動作のために必要である。 上述したアンガー形式ガンマカメラの他の制限は、事象の重心の計算が検出ヘ ッドの構造によって固定され、特に、各光電子増倍管に対する抵抗ＲＸ^-，ＲＸ⁺ ，ＲＹ^-，ＲＹ⁺の選択によって変更することができないという事実によっている 。同様に、エネルギ計算も、共通チャンネル（エネルギチャンネル）上に光電子 増倍管を配線することによって固定されている。 したがって、従来の装置は、唯一の事象を光検出器に割り当て、エネルギを計 算するために全ての光検出器からの信号を考慮に入れる。しかしながら、光電子 増倍管における事象に関係しない増幅器は、ＬＸ⁺，ＬＸ^-，ＬＹ⁺，ＬＹ^-収集線 上にノイズを加える。発明の説明 この発明の目的は、一組のＮ個の光検出器の中から、事象に関係するＮ₁個の 光検出器から出力される情報または信号のみがディジタル化され、かつ、最大強 度または最大振幅を有する信号並びに該最大強度または最大振幅を有する信号を 出射した光検出器に隣接する光検出器により出射された多数の信号を分離するた めに、局所的に処理される さらに詳細には、この発明の目的は、検出されるべき事象に応じて一組のＮ個 の光検出器により生成された信号の処理プロセスであり、 − 各光検出器に対して、出射された信号から得られたディジタル化された信 号の強度またはディジタル積分としきい値との比較、 − 強度またはディジタル積分が前記しきい値を超える信号を出射する各光検 出器について、出射する信号の強度または積分と、隣接する光検出器の各々の出 射された信号の強度または積分との比較、 − 比較された強度または積分の全ての中の最大の強度または積分の値および 、該最大強度または最大積分を有する信号を生成した光検出器に隣接する光検出 器により出射された信号の強度または積分の記憶 を含んでいる。 したがって、光検出器の前で生じた事象の特有の大きさを表す少なくとも１つ の信号を生成するために、記憶された強度を使用することができる。 このように、相互作用に関係する光検出器からの信号のみが記憶されまたは計 算、または事象の大きさの特徴を表す信号の生成に貢献する。したがって、読取 り時間が計数速度性能をかなり低下させることになるので、全ての光検出器によ り生成される信号を記憶または考慮する必要はない。原則的には、各事象は、小 数の光検出器に関係するのみであるので、該事象に関係するこれらの光検出器の みを選択するためにこのプロセスが使用され得る。さらに、一組のＮ個の光検出 器に対して２つの別々の場所で、同時にまたはほとんど同時に起こる２つの事象 を考慮に入れることができる。 この発明の他の目的は、一組のＮ個の光検出器の前で生じた事象の特徴を識別 するためのプロセスであり、 − 相互作用に関係する、言い換えれば、事象に応じて信号を生成するＮ₁個 の光検出器の部分集合の識別、 − 事象の特徴を表す信号の、 ＊ 事象に応じてＮ₁個の光検出器により生成されたＮ₁個の信号の内の最大 強度または最大ディジタル積分を有する信号 ＊ および、最大強度または最大ディジタル積分を有する信号を生成したＮ₁ 個の光検出器の内の該光検出器に隣接する光検出器により出射された信号 の関数としての生成 を含んでいる。 この第２のプロセスは、一組のＮ個の光検出器の前で生じる事象の特徴を表す 信号を、前記事象に関係する光検出器により出射された信号の関数としてのみ生 成する。なお、上述したように、多大な時間がかかりかつ計数速度を減じること になる、Ｎ個の光検出器の全てのフィールドおよび対応するメモリの不必要な読 取りは全く必要ない。 両方の場合において、記憶装置はＮ個の光検出器の各々と接続されている。最 大強度を有する信号を生成した光検出器に隣接する光検出器からの信号の１また は複数の最大強度またはディジタル積分は、最大強度を有する信号を出射した光 検出器に接続されたメモリ内に記憶される。 この発明の他の目的は、上述したプロセスを具体化する装置である。 特に、この発明の他の目的は、一組のＮ個の光検出器により生成された信号の 処理装置であり、記憶装置はＮ個の光検出器の各々と接続されており、この装置 は、 − 各光検出器について、出射された信号の強度をしきい値と比較する手段と − 前記しきい値を超える強度を有する信号を出射する各光検出器に対して、 それが出射する信号の強度を各隣接する光検出器により出射される信号の強度と 比較する手段と、 − 全ての強度の中の最大強度の値および該最大強度を有する信号を生成した 光検出器に隣接する光検出器により出射される信号の強度を、最大強度を有する 信号を出射した光検出器に接続された記憶装置内に記憶する手段と を具備している。 この発明の他の目的は、各々に記憶装置が接続された一組のＮ個の光検出器の 前で生じる事象の大きさの特徴を識別する装置であり、 − 事象に応じて信号を生成したＮ₁個の光検出器の部分集合を識別する手段 と、 − 全ての強度の内の最大強度の値、および、該最大強度の信号を生成した光 検出器に隣接する光検出器により出射された信号の強度を、最大強度の信号を出 射した光検出器に接続された記憶装置内に記憶する手段と、 − 事象の大きさの特性を表す信号を、 ＊ 事象に応じてＮ₁個の光検出器により生成されたＮ₁個の信号の内の最大 強度を有する信号、および、 ＊ Ｎ₁個の光検出器の内の最大強度信号を生成した光検出器に隣接する光 検出器（第１のリング光検出器と呼ばれる）により出射される信号 の強度の関数として生成する手段と を具備している。 この発明は、各光検出器から発せられる各信号の強度を表す信号としてディジ タル積分を使用して記載されている。 実際には、ディジタル信号またはアナログ信号の最大強度が、ディジタル積分 の代わりに使用されてもよい。しかしながら、ディジタル積分はこの発明の実施 形態に対して最も好適な情報である。図面の簡単な説明 いずれの場合においても、この発明の特徴および利点は、以下の説明から、よ り明らかなものとなる。この説明は、例示の目的で何ら制限されない方法で添付 図面を参照して与えられた具体的な実施形態に対して適切なものである。 − 既に説明された図１は、アンガー形式のガンマカメラの例としての検出ヘ ッド全体の概略の断面図である。 − 既に説明された図２Ａ，２Ｂは、図１の検出ヘッド内の光電子増倍管から 発せられる信号の収集および符号化のための従来技術において公知の装置を概略 的に示している。 − 図３Ａ，３Ｂは、異なるシンメトリを有する光検出器フィールドの２つの 例を示している。 − 図４，５Ａ，５Ｂは、光検出器に接続された装置の部分を示している。 − 図６Ａ，６Ｂは、光検出器により供給されたアナログ信号（図６Ａ）およ び対応するディジタル信号（図６Ｂ）を示している。 − 図７は、この発明の一実施形態を示している。 − 図８は、光検出器フィールドに対する事象の局部座標を計算するために使 用される座標系を概略的に示している。 − 図９Ａ，９Ｂは、単一の事象の場合および重なる事象の場合における光検 出器信号を示している。 − 図１０は、この発明に従う装置において出射される信号についてのタイム チャートである。 − 図１１は、この発明の他の実施形態である。 − 図１２，１３は、この発明に従う装置の関数要素の実施形態を示している 。 − 図１４，１５は、この発明に従う装置のための構成要素の具体例を概略的 に示している。発明の実施形態の詳細な説明 ガンマカメラ内の一組のＮ個の光検出器または光電子増倍管が、一例として使 用される。したがって、Ｎの数は、だいたい５０〜１００の間の数である。 この種の一組のＮ個の光検出器は、光検出器の二次元ネットワーク、例えば、 光電子増倍管の二次元ネットワークであることが好ましい。 二次元光検出器ネットワークの例は、図３Ａ，３Ｂに示されている。さらに詳 細には、各場合において、これらの図は上からみた（または、図１を参照して言 い換えると、シンチレータ２２からみた）光検出器のネットワークの位置を示し ている。光検出器の切断面は種々の形状、例えば四角形、六角形または円形が可 能である。 図３Ａは、六角形および円形光検出器の混合されたフィールドの平面図である 。六角形の断面を有する光検出器は、ハニカム配列状に割付けられている。 図３Ｂは、各光検出器が四角形断面を有する光検出器のフィールドの平面図を 示している。 光検出器フィールドに面して事象が生じたときに、多数の光検出器が信号を発 することになり、この事象は、光検出器のスペクトル範囲に対応する特定範囲に 放射線を発する。 図３Ａは、光検出器フィールドに対して異なる位置で発生する２つの事象に対 して、関係する一組の光検出器、すなわち、信号を発する光検出器を示している 。第１の事象は光検出器６０に面して発生し、光検出器は信号を生成する。この 光検出器に隣接する光検出器も、この事象に応じて信号を生成する。図３Ａにお いて、これらは、前記光検出器６０にすぐ隣に隣接する第１のリング光検出器１ ６０（中位の密度の斜線によってハッチングされた媒体内に示されている）、お よび、光検出器６０の周りの第２のリング光検出器２６０（あまり密でない斜線 によって示されている）である。このリングを超える他の光検出器により発せら れる信号は、通常は、無視することができる。同様に、光検出器６１に面して生 ずる事象は、光検出器６１に信号を発信させ、また、第１のリング光検出器１６ １（中位の密度のハッチングにより示されている）および第２のリング光検出器 ２６１（あまり密でないハッチングにより示されている）に信号を発信させる。 図３Ｂにおいて、光検出器６３に面して生ずる事象も、光検出器６３の周りの 隣接する光検出器１６３（第１リング）内および光検出器２６３（第２リング） 内に信号を生成する。 図４は、光検出器信号処理装置の一部を示す図である。図４は、この種の装置 のただ１つのチャンネルのみ、すなわち、単一の光検出器６０に接続された装置 の一部のみを示している。同様のチャンネルは、他の光検出器、特に、該光検出 器６０の周りの第１および第２のリングにおける光検出器に接続されている。光 検出器６０は電流−電圧変換器６２に接続されている。例えば、図６Ａに示され たような信号は、変換器６２からの出力６４上に、検出された事象に応じて得ら れる。 パルスに対応する信号の振幅が、図６Ａのグラフ上の縦座標として示され、時 間が横座標として示されている。信号の振幅および時間のために使用されている スケールは任意のものである。ｔ₀は、光検出器により出力されたパルスの開始 時刻を示し、ｔ₁は、最大値を通過した後にパルスが再びゼロになる時刻を示し ている。参考までに、間隔ｔ₁−ｔ₀に対応する時間は、ＮａＩ（Ｔｌ）クリスタ ルに結合されたガンマカメラの光電子増倍管に対しては、１マイクロ秒程度であ る。 出力端子６４におけるアナログ信号は、アナログ−ディジタル変換器６６に向 けられる。この変換器は、図６Ｂに示されたような多数のサンプルｎの中の各信 号パルスをサンプリングする。２つの連続するサンプルは、ステップまたはクロ ック間隔ｐによって分離されている（クロックは１／ｐＨｚで作動している）。 例えば、変換器は、ｎ＝１０サンプルで各信号パルスをサンプリングする。こ のことは、サンプルが、１マイクロ秒の信号に対して、１００ナノ秒ごとにとら れることを意味している。 アナログ−ディジタル変換器６６は、１０〜２０メガヘルツ程度の周波数で作 動することができる高速の「フラッシュ」形式変換器であることが好ましい。 アナログ−ディジタル変換器６６からのディジタル信号出力は、（Ｎ個のフリ ップフロップと加算器とを有するオフセットレジスタから構成される）ディジタ ル積分器６８に向かわせられる。この積分器は、アナログ−ディジタル変換器６ ６によってそこに送信されたサンプルのスライディング合計(sliding sum)を行 う。スライディング合計は、所定数のサンプルに対して行われる。例えば、この 予め設定された数は１０でよい。 （変換器６６からの出力における）符号化された信号の値を表す信号は、事象 の存在を検知することができる手段７０に送られる。 図５Ａは、符号化された信号が最大値を通過するときに検出しかつこの信号が 所定のしきい値を超えるときにそれを確認することによる事象の検出のための実 施形態を示している。アナログ−ディジタル変換器６６からの出力は、比較器７ ０２への入力の１つに接続される。予め設定されたディジタル値ＶＰが第２の入 力７０１に適用される。 この比較器は、符号化された値がＶＰより小さい場合にはゼロに等しく、符号 化された値がＶＰより大きい場合には１に等しい出力信号７０３を発する。信号 ７０３は、ＡＮＤ７０４の入力の内の一方に接続されている。 符号化された出力は、第２の比較器７０８の入力７０５の内の１つおよび符号 化された値を１クロックステップだけ遅らせるレジスタ７０６の入力にも接続さ れている。このレジスタからの出力７０７は、比較器７０８の第２の入力７０７ に接続されている。この比較器は、（時刻ｔ−１における符号化された値を表す ）入力７０７が、（時刻ｔにおける符号化された値を示している）最初の入力７ ０５より大きいときに１に等しいパルス７０９を発する。出力７０９は、他の場 合には０に等しい。この出力７０９はＡＮＤ回路７０４の第２の入力に接続され ている。このＡＮＤ回路の出力信号７１０は、符号化された信号がＶＰよりも大 きいときに、符号化された信号が最大値を通過する時刻を表している。信号７１ ０は、クロックステップの数だけ遅延させるオフセット回路７１２の入力に接続 されている。この数は、その出力におけるパルスが、スライディング加算器６８ の出力信号が検出された信号の積分に等しい時刻と同期するように設定されてい る。 図５Ｂは、事象を積分するスライディング加算器６８の一実施形態を示してい る。アナログ−ディジタル変換器からの出力における符号化された信号は、ステ ージの数が積分期間を表すオフセットレジスタ６８２に向けられる。該オフセッ トレジスタ６８２からの出力は、減算器６８４の減算入力に接続されている一方 、正の入力は符号化された信号に接続されている。減算器からの出力は、アキュ ムレータ６８６に送られる。アキュムレータ６８６からの出力は、回路７１２が そのパルスを出力するときに事象の積分を表している。 光検出器に接続されかつ図４に関連して上述された一組の手段が、参照符号８ ８によって示されている。各光検出器は一組の手段に接続されている。 したがって、各光検出器は、そのディジタル積分の値を隣接する光検出器の値 と比較する。この比較を行う装置は、図７に示されている。この図において、隣 接する第１のリング光検出器は、符号１６０−１，…，１６０−６により概略的 に示されている。これらの光検出器の各々は、光検出器６０に接続された手段８ ８と等価な一組の手段に接続されている。光検出器６０により出力される信号に 対応するディジタル積分は、各光検出器１６０−１，…，１６０−６により出力 される信号に対応するディジタル積分と、比較手段または比較器９０−１，…, ９０−６を用いて比較される。比較器は、（各符号化ステップにおいて）連続的 に作動し、光検出器６０の最新の積分値が、比較される隣接する光検出器の最新 の積分値より大きいときには１に等しく、他の場合には０に等しい比較結果を出 力する。６個の比較結果は、６個の入力を有するＡＮＤ回路からなる装置９２（ 図７）に送られ、全ての比較結果が１の場合、すなわち、光検出器６０からの最 新の積分値がその周りの全ての光検出器からの最新の積分値よりも大きいときに は１に等しい信号を出力する。ＡＮＤ回路からの出力は、回路７１２（図５Ａ） により出力され、かつ、符号化された信号における最大値の検出に起因するＥＶ Ｔ信号（またはＤＭＤＳ記憶要求）を確認するために、または確認しないために 使用される第１の条件である。 光検出器６０より出力される信号（すなわち、最大強度信号）に対応するディ ジタル積分および、光検出器１６０−１，…，１６０−６より出力される信号（ すなわち、第１のリング光検出器から出力される信号）に対応するディジタル積 分は、光検出器６０に接続された記憶装置９４内に記憶される。 これらの値が、一旦記憶されたならば、記憶装置９４内に含まれ得る手段が、 事象の全ての大きさの特徴を計算するために使用され得る。したがって、事象の 総エネルギは、第１の光検出器６０および隣接する光検出器１６０−１，…，１ ６０−６に対応する全てのディジタル積分値Ｅ_iの合計 をとることにより計算され得る。 事象の局所座標もＮ個の光検出器のフィールドに対して、例えば、以下のよう な式を用いて、計算または推定されてもよい。 ここで、 − ｄは、Ｘ軸上で隣接する２つの光検出器（これら２つの光検出器の中心間 ）の離間距離を表し、 − ｌは、Ｙ軸上で隣接する２つの光検出器の離間距離であり、 − 光検出器１６０−１，…，１６０−６の座標は、それらの中心によって、 （Ｘ_i，Ｙ_i）の形態で識別され、ここで、図８に示されたような直交座標系（ｏ ，ｉ，ｊ）において、Ｘ_i∈｛−１，０，１｝、Ｙｉ∈｛−１，０，１｝であり 、Ｏは中心の光検出器６０の中心点、ｉはＸ軸に沿う単位ベクトル、ｊはＹ軸に 沿う単位ベクトルである。 事象の大きさの特徴が一旦計算されたならば、その後それは外部に送信され得 る。 比較器９０−１，…，９０−６を使用して比較が行われるのと同時に、光検出 器６０のディジタル積分値が、その各々が周囲の光検出器１６０−１，…，１６ ０−６に接続されている一組の比較器に送信され、光検出器６０は、その後、他 の光検出器に対する第１のリング光検出器として取り扱われる。したがって、図 ７において示されたような、記憶装置９４を含む装置および考え得る計算装置は 、Ｎ個の光検出器の全フィールドにおける各光検出器と接続されている。 各光検出器に接続された比較器における比較、すなわち、局所的に行われた比 較の結果、最大強度または最大エネルギを有する信号を生成する光検出器は、そ の事象に対する「中央の」光検出器であると考えられ、したがって、その隣接す る光検出器はその事象に対する隣接する光検出器であると考えられ、同様に、こ の中央の光検出器のディジタル積分は「主要」信号として格納または記憶される 一方、第１のリング光検出器に対応するディジタル積分値は、他のレジスタに格 納または記憶されかつ、それらの各々が中央または主要光検出器に関連するディ ジタル積分値よりも小さい２次的な値に対応する。 上述したプロセスおよび装置は、光検出器が、それらが受信した光束を比較す ることを可能とし、かつ、それらの内のいずれが相互作用により関連しているの かを決定することを可能にする「細胞状構造」に適用可能である。したがって、 最大強度および第１リング隣接光検出器の強度の記憶が、中央光検出器、すなわ ち、最大強度を有する信号を出力する光検出器に接続された記憶装置において行 われ得る。したがって、この種のプロセスは、ディジタル化された情報の局所的 な処理によって光検出器の計数速度性能を改善することができる。 さらに、相互に十分に離間した異なる２つの場所で同時に生じる２つの事象は 両方とも受容され得る。このことは、計数速度をも向上させることができる。 事象の特徴の計算に関して、一旦中央の光検出器およびその隣接する光検出器 が識別されたならば、２つの可能性がある。 第１の可能性において、特徴（例えば、エネルギ、位置）の計算は、局所的に 、すなわち、図７の場合には、光検出器６０に接続された装置９４の内部で行わ れる。計算の結果は、その後、全ての光検出器に共通のバスを通して、外部の収 集および処理手段、例えば、マイクロコンピュータ内のマイクロプロセッサに送 られる。これは、上述された処理である。 第２の方法によれば、計算は、一組の光検出器細胞状構造の外部で行われる。 この場合には、記憶手段９４の中に記憶された全ての値は、図に示されていない 外部計算装置に送られる。 計数速度、すなわち、１秒あたりに処理される事象の数に関しては、第１の可 能性は、関連する光検出器からの全ての積分値の代わりに、事象に関連した特徴 的な大きさのみが外部に向かって送られることが必要であるという利点を有する 。さらに、この場合には、各光検出器に対して計算システムが存在する。 第２の可能性は、計算されるべき大きさが固定されず、その結果、計算方法が 与えられた大きさに対して変更され得るという利点を有している。プログラム可 能なシステム（ＤＳＰマイクロプロセッサ、専用の演算子等）を用いて達成され 得るこの第２の可能性は、特に、より多くの転送および計算手段を用いることに よって計算速度を改良することが可能であるので、より柔軟性がある。 この発明の特定の側面では、事象の飽和および／またはスタッキングによって 生ずる問題を考慮している。 飽和する事象は、検出器を通過して、有用な信号の持続時間と比較して非常に 長い持続時間を有する飽和出力パルスを生じる、非常にエネルギの高い事象、例 えば、宇宙線である。これらの問題を回避するために、検出された事象は、対応 するディジタル信号のサンプルが、一定の動的レベル、例えば、最大値レベル（ ８ビットコードの場合には２５５）に達するとすぐに確認される。 スタッキングは、相互に近接して位置する２つの同時のまたはある程度同時の 事象（例えば、ガンマカメラの場合には、１μｓより短い時間だけ離れた事象） 、言い換えれば、２つの光検出器リングよりも大きく離れていない事象の一致に 対応している。 図９Ｂは、スタッキングから生ずる信号の形状、相互に加え合わせられる波形 を示している。 最大振幅を有する単一の事象を考慮する（図９Ａ）。ｔ₃を、信号がしきい値 Ｓを超えるときの時刻、ｔ₄を、信号がこのしきい値を再び下回るときの時刻と する。ΔＴ＝ｔ₄−ｔ₃とする。 ここで、任意の事象を考慮する。ｔ₃’を、信号がしきい値を超えるときの時 刻とする。事象は、時刻ｔ₃’＋ΔＴにおける信号がしきい値Ｓ以下である場合 には、有効なものであると考えられる。これは、より小さい振幅を有する単一の 事象に対しては真である。しかしながら、スタッキングが生ずる場合（図９Ｂ） には、信号は、ｔ₃’＋ΔＴ’まで、再度しきい値Ｓより小さくはならず、ΔＴ ’＞ΔＴであるので、ｔ₃’＋ΔＴにおいてはしきい値を超えている。検出され た事象も、この場合無効にされる。 これらの飽和およびスタッキングの問題を全て回避するために、信号がしきい 値Ｓとなる時刻が識別される。カウンタは、しきい値になったときに即座に計数 開始される。その後、ｎクロックパルス後に、サンプルがしきい値を超えている 場合には事象は無効にされる。ここで、ｎは固定されておりかつ持続時間ΔＴに 対応している。有効信号（ＶＡＬ）はその後、「０」値に設定される。ΔＴおよ びＳは、検出されるべき事象の形式に従って固定されている。 光検出器からの信号が無効にされたかどうかが決定されてもよく、一定時間、 例えば、１μｓにわたって無効にされた状態に維持される。 事象の特徴の計算において、主要検出器の周りの第１のリング光検出器（図３ Ａにおける光検出器１６０，１６１）を考慮した方法が上記において説明された 。 また、第２のリング光検出器を考慮に入れることも重要である。 その結果、１つの光検出器が中央の光検出器（すなわち、その信号が最高の信 号であり、確認テストが実行されたかどうかが確かなもの）として選択されると すぐに、手段９２は、事象が保持されなければならないこと、すなわち、積分値 が記憶されなければならないこと、および、あるいは、事象の主な大きさが計算 されなければならないことを示す「ｗｅｖｔ」信号が、局所記憶システム９４に 送信される。この種の信号、クロックパルスと同期して送られる。 さらに、「ｅｖｔ」事象信号が前のクロックパルスにおいて発信されるので、 その結果として得られるタイムチャートは図１０に示されるようなものである。 「ｗｅｖｔ」信号が、第１のリング検出器に送信された後に、これらの隣接す る検出器は第２のリング検出器の２つの積分値を、中央の光検出器メモリ９４（ 図７）に送信する。 第１および第２のリング光検出器のディジタル積分値が一旦記憶されたならば 、これらの値は、事象のエネルギまたは位置のような大きさの外部における計算 のために外部に送信されてもよい。 これに代えて、上述されたことによれば、手段９５自体によって計算されかつ その後外部に送信されてもよい。 これらの可能性の両方とも、上述されたような利点を有している。 例えば、エネルギは、下式を用いて計算され得る。 （ここで、ｉ＝１，…，１９は、六角形構造を有するシステムに対して考慮され るべき１９個のディジタル積分値を示している。） 例えば、位置は、上述された式（１）、（２）と同様の下式を用いて計算され てもよい。 ここで、Ｘｉ，Ｙｉは、図８に示されたような座標系における第１および第２ のリング光検出器の座標であり、Ｘｉ∈｛−２，−１，０，１，２｝、Ｙｉ∈｛ −４，−３，−２，−１，０，１，２，３，４｝である。 図１１は、光検出器６０に接続される電子装置１７０の他の実施形態を示して いる。この種の装置は、他の光検出器の各々にも接続されている。 全ての光検出器に単−のクロックが供給され、符号化ステップＰを定義してい る。 この種の装置は、第１に、既に上述された、電流−電圧変換、光検出器からの 信号出力のディジタル化、積分、信号が最大値を通過するときの検知のような機 能を遂行する第１の機能セット１８８を具備している。さらに、記憶を要求する （上記実施形態におけるＥＶＴ信号と等価な）ＤＭＤＳ信号が、最大値が検出さ れ、関連する有効信号の積分と同期されるごとに発生される。 さらに、この機能セットは、上述したように、しきい値を超える振幅および持 続時間を解析することにより、パルス形状のもっともらしさ(plausibility)のテ スト機能を実行してもよい。 各符号化ステップにおいて、装置１７０は、以下のデータを隣接する光検出器 １６０−１，…，１６０−６に送信する。 １− 最新の積分値ＤＡＴＡ₀、 ２− 以下の２つの条件が満足されるときに発せられる確認信号（ＶＡＬ_o信 号）、 ＊ 装置１７０が記憶指令を受信することができること（記憶レジスタ１９ ４が利用可能）、 ＊ 隣接するものに送信したＤＡＴＡ_o信号が正しいこと（ＴＲＵＥとテス トされた信号）、 ３− 以下に説明されるように発生された記憶決定信号（信号ＤＳ_o）。 したがって、返信に、装置１７０は、隣接する第１のリング光検出器１６０− １，…，１６０−６の各々から以下のデータを受信する。 １− 最新の積分データＤＡＴＡ_i（ｉ＝１，…，６）、 ２− 確認信号ＶＡＬ_i（ｉ＝１，…，６）、 ３− 上記実施形態におけるＷＥＶＴ信号と等価な記憶決定信号ＤＳ_i（ｉ＝ １，…，６）。 したがって、各符号化ステップにおいて、光検出器６０に接続された装置１７ ０は、最新のＤＡＴＡ_o値をその隣接する光検出器の値と比較し、それが最大か 否かを判断することができる。該装置は、事象が所定の瞬間（符号化された信号 がしきい値を超える最大値を通過する瞬間）において検出されたときに、この事 象のディジタル積分値が有用であるとの条件で、記憶要求を行うことになり、Ｄ ＭＤＳ信号が、（既に上述された装置９２と等価な）記憶決定発生装置１９２に 送信される。 この要求は、同時に、 １− 記憶要求を行う光検出器６０の積分値が、第１のリング光検出器の積分 値より大きく、かつ、 ２− 確認基準（ＶＡＬ_o，ＶＡＬ_i信号、ここで、ｉ＝１−６）が、要求する 光検出器およびそれに隣接する第１のリング光検出器に対して満足される場合に 確立される。 これらの条件が満たされたときには、記憶要求が有効にされる（信号ＤＳ_o） 。したがって、それは、要求する光検出器において有効であり、「記憶決定」信 号ＤＳ_oを通して、それに隣接する第１のリング光検出器に送信される。 これにより、以下の効果が奏される。 １− 装置１７０において、光検出器６０の最新の積分値ＤＡＴＡ_oおよび隣 接する第１のリング光検出器に対する積分値ＤＡＴＡ_i（ｉ＝１〜６）が、メモ リ１９４内に記憶される。 ２− 隣接する光検出器（第１リング）の各々に接続された各電子装置におい て、その第１のリング隣接光検出器（それらのいくつかは要求光検出器に対して 第２のリング光検出器となる）自体の内の２つの最新の積分値の記憶が、要求す る光検出器の周りの第２のリング光検出器の全ての最新の値が回収されるように 選択される。 この操作が行われたときには、システムは以下の状態にある。 − 要求光検出器６０の記憶レジスタ１９４は、それ自身の積分値およびその 第１のリング隣接光検出器の積分値を使用し、 − 隣接する第１のリング光検出器の各々が、第２のリング光検出器の２つの 積分値を有する。 装置１９４における入力ＤＳ_iの役割は、以下に説明される。 − 第１のリング光検出器の積分値が中心光検出器の積分値よりも小さいので 、要求光検出器が記憶決定を送る時刻において作動中の要求光検出器上にＤＳｉ 値は全く存在せず、 − 第１のリング光検出器において、ＤＳ_iは、２つの第２のリング積分値を 記憶するために使用される。 このように、（図３Ａに示されたような）ハニカム配列内に展開された六角形 または円形光検出器に対して、要求光検出器６０に対する記憶レジスタには、７ 個の値が記憶され、その６個の第１リング光検出器の各々が２つの値を記憶し、 合計で１９個の値を与える。同様に、四角形の光検出器（図３Ｂ）に対して、要 求光検出器は、９個の値を記憶し、その８個の隣接する光検出器の各々が２つの 値を記憶し、合計で２５個の値を与える。 これは、完全な第１および第２のリングを有する要求光検出器に対して有効で ある。いくつかの光検出器が（フィールド境界において）それらの全ての隣接光 検出器を有しないときに、回路のモジュール性を維持するために、欠落光検出器 の入力はゼロに固定されている。 シーケンサ形式の手段１９６が、送信および計算を管理し、かつ、ビジー信号 を発生する手段１９８に記憶装置使用終了信号を送るために使用される。 多重化手段１７１は、「送信管理」機能１９６により制御され、以下の機能を 奏する。記憶決定が行われたときに、第１のリング光検出器が２つの第２リング 光検出器の値を記憶する。各第１のリング光検出器のＤＡＴＡ出力バスは、光検 出器間のリンクの数を低減するために要求光検出器にこれらの信号を送り、最新 の積分値が、送信されるべき２つの値によって連続的に置き換えられる。したが って、要求光検出器は、第２のリング光検出器の値を、そのＤＡＴＡ_a〜ＤＡＴ Ａ_f入力において受け取ることになる。それは、それらの値を、既に受信した値 の隣に記憶する。 記憶決定を発生する手段１９２は、図１２に示されたように構成されてもよい 。 「ビジー」信号発生手段１９８は、図１３に示された形態でよく、該図１３で は、符号１９３は、プリセットを有するＤ型フリップフロップを示している。 ビジー出力は、７個の記憶決定入力の内の１つによって、真の論理状態に設定 されている。この状態は、必要な値が使用されるまで維持される。送信管理シス テムは、その後、リセットパルスを出力する。 上述した機能およびシステムは、ＡＳＩＣ回路内に集積されていてもよい。言 い換えると、ＡＳＩＣ回路は、Ｎ個の光検出器のネットワーク内の各光検出器と 接続されている。 各光検出器に対するディジタルＡＳＩＣは、積分、最大値の検出、隣接する光 検出器からの入力、隣接する光検出器への出力、比較器、記憶レジスタ、順序制 御、事象の一以上の大きさの特徴の計算装置、読取り装置の機能を含みまたは実 行する。 ディジタルＡＳＩＣは以下の機能を含んでいてもよい。 − ゲイン増幅 − ベースライン補正 − 飽和事象の管理。 多くのゲートを必要とする各光検出器に接続されたディジタルＡＳＩＣの構成 要素は、複雑さ、言い換えれば、その基本ゲートの数、その表面積および入力／ 出力ＰＩＮの数を評価するために学習され得る。主な構成要素は、 ・レジスタ、 ・加算器、 ・カウンタ、 ・マルチプレクサ、 ・乗算器および除算器（重心のため）。 これらの構成要素全ては、基本的なセル、すなわち、 ・Ｄフリップフロップ、 ・１ビット加算器（以下に詳細に説明されるＦＡセル）、 ・２ビットから１ビットのマルチプレクサ から構成されている。 周囲の組合せ論理は、上記に追加されなければならない。 ＭＨＳライブラリは、これらの基本的なセルの各々と等価な論理ゲートの数を 与える。 したがって、 ・５個のゲートを含む単一クロックＤフリップフロップ（ＤＦＦ）、 ・９個のゲートを含む１ビット加算器（ＦＡ）、 ・３個のゲートを含む２から１マルチプレクサ（ＭＵＸ２） である。 ｎビットの２つの数についての加算器には、９個のゲートからなるｎＦＡ（全 加算器）が必要である。 ゲート数の観点から、減算器は、加算器と等価なものとして考慮され得る。 ｎ＞ｍである、ｎビットの数と、ｍビットの数とを乗算するために、乗算器は 、ｎ＊（ｍ−１）個のＦＡセルを具備している。例えば、ＥＳ２ライブラリにお ける並列の１３×１３ビット乗算器は、０．７８ｍｍ²の専有面積に対して３６ ．８ｎｓの計算時間を有し、それは、ここで必要とされる性能に対して全く十分 なものである。 図１４は、積分および制御要素（図１２における手段１８８）の配列方法を概 略的に示している。 スライディング加算器は、図１４に詳細に示されており、出力を多重化する部 分は、図１５に詳細に示されている。 加算器は、Ｎ個のフリップフロップＤ₁，…，Ｄ_Nを有するオフセットレジスタ と、１個の加算器とを具備している。減算器２２０は、オフセットレジスタの入 力と出力との間の差を計算することができる。 加算器２２１は、これらの差をレジスタ２２３内に蓄積する。比較器とオフセ ットレジスタとから構成されたベースライン検出回路２２２は、ベースライン記 憶レジスタ２２５を制御する。したがって、減算器２２６によってスライディン グ合計の最新の値から減算される。したがって、事象および有効性概念を検出す る手段２２４は、本質的に、事象信号を対応する積分からの出力と同期させるた めに必要なオフセットレジスタが続く比較器を使用した最大値の検出からなる。 スライディング加算器は、オフセットレジスタ（１０個の８ビットレジスタ、 すなわち、１０＊８＝８０個のＤフリップフロップ）と、１２ビットレジスタ（ １２個のフリップフロップ）と、１２ビット加算器および８ビット減算器、すな わち、（１２＋８）＝２０個のＦＡセルから構成されている。 したがって、加算器は９２個のＤＦＦと２０個のＦＡを具備している。 − ベースラインの決定には、比較論理と、リセットを有する１６ビットオフ セットレジスタ、すなわち、１６個のＤＦＦとが必要である。 １２ビットオフセットレジスタおよび１２ビット減算器も必要であり、１２個 のＤＦＦと１２個のＦＡに対応している。 出力の多重化部は、図１５に概略的に示されているように構成され得る。 それは、２つの１２ビットレジスタ（２４個のＤＦＦ）と、６個の１２ビット の入力を有する１つのマルチプレクサと、８個の１２ビット入力を有する１つの マルチプレクサとを具備している。 ２個の入力を有する５個のＭＵＸが、６個の入力を有する１つのＭＵＸを構成 するために必要である。同様に、２個の入力を有する７個のＭＵＸが、８個の入 力を有する１つのＭＵＸを構成するために必要である。 したがって、全体の合計で（７＋８）＊１２＝１８０個のＭＵＸが必要である 。 要約すると、積分および多重化要素は、 ・１４４個のＤＦＦ、すなわち、１４４＊５＝７２０個のゲート、 ・３２個のＦＡ、すなわち、３２＊９＝２８８個のゲート、 ・１８０個のＭＵＸ２、すなわち、１８０＊３＝５４０個のゲート を具備している。 このことは、ゲートの総数は、周辺の組合せ論理を考慮にいて、約１６００個 である。 制御要素（図７および図１２における９２，１９２）は、特に、 ・４個の８ビット比較器（すなわち、約４＊８＊５＝１６０個のゲート）、 ・１つの１０ビットおよび１つの６ビットカウンタ、すなわち、１６個のＤＦ Ｆ、したがって、８０個のゲートを具備し、 ・制御要素は、順序制御ロジック全体が加えられる場合には、３００個のゲー トと推定され得る。 比較要素（図１１における１９０−１，…，１９０−６）は、 ・６個の１２ビット比較器、すなわち３６０個のゲートと、 ・エネルギを記憶するための１９個の１２ビットレジスタ、すなわち、１２０ ０個のゲートを含む２２８個のＦＦＤとを具備している。 重心計算要素に関しては、我々には、既にこの計算が上記式（１），（２）， （３），（４）を用いて行われ得るということがわかっている。 したがって、この計算構造は、 ・１個の１２＊４ビット乗算器、すなわち３６個のＦＡと、 ・１個の１４ビットレジスタ、すなわち１４個のＤＦＦと、 ・１個の１４ビット加算器、すなわち１４個のＦＡと、 ・１８個の値の合計を得るために必要な、他の３個の１４ビット加算器、すな わち４２個のＦＡと、 ・１個の１４ビット（Ｘ’またはＹ’）の結果記憶レジスタ、すなわち１４個 のＤＦＦとを具備している。 個の構造は、２つの座標軸が存在するために二重になくてはならず、従って、 合計で、 ・３８４個のＦＡ、すなわち３４６０個のゲートと、 ・１１２個のＤＦＦ、すなわち５６０個のゲート、 したがって、４０００個のゲートが存在する。 ２つの並列の乗算器、１つの１４＊１３ビット乗算器および１つの１４＊６ビ ット乗算器も必要であり、２３８個のＦＡを表している。 １つの２７ビットレジスタおよび１つの２０ビットレジスタは、結果を記憶す るために必要であり、合計で４７個のＤＦＦを与える。したがって、合計は２４ ００ゲートである。 したがって、これらの数は、最終座標を得るために総エネルギで除算されるこ とが必要である。これは、単に、９クロックパルス内で逐次除算を行うことによ り行われ得る。２７ビットを１４ビットで除算し、９ビットを得るためには、 ・２７個のＭＵＸを有する１個の２７ビットレジスタ、 ・１個の１４ビットレジスタ、 ・１個の９ビットレジスタ、 ・１個の１４ビット減算器 が必要である。 これは５０個のＤＦＦと、１４個のＦＡと、２７個のＭＵＸと等価であり、合 計で約５００個のゲートを与える。 実際には、２つの除算器が必要であり、全体で、１０００個のゲートを構成す る。 「転送」要素１９６（図１１）は、Ｘ，Ｙ，Ｅを記憶するための３個のレジス タ、すなわち、２個の９ビットレジスタと１個の１４ビットレジスタを必要とし 、３２個のＤＦＦまたは１６０個のゲートと等価である。順序制御ロジックが加 えられる場合には、該要素は、２００ゲートと見積もられ得る。 したがって、ＡＳＩＣは１１０００個のゲートを必要とすると見積もられる。 ０．７μｍ技術における１ｍｍ²あたりのゲートの数は、約１４００ゲートであ る。したがって、ゲートにより占有される面積は８ｍｍ²であり、それは、約３ ｍｍ×３ｍｍである。 １４０ピンのパッケージが使用され得る。 上述した発明は、図１を参照したこの出願への導入部分において説明されたよ うなガンマカメラへも適用可能である。この出願への導入部分において既に説明 された「送信減衰の補正」および「ＰＥＴ（陽電子射出断層撮影）」技術の使用 に、有効に適用可能である。 この発明は、各光検出器から発する各信号の強度を表す信号として、ディジタ ル積分値を使用して説明されてきた。 実際に、ディジタル信号またはアナログ信号の最大強度が、ディジタル積分値 の代わりに使用されてもよい。しかしながら、この発明の実施形態に対しては、 ディジタル積分が最も好適な量である。 ディジタル信号またはアナログ信号の最大強度が、各光検出器から発せられる 各信号の強度を表す量として選択される装置を構成するために必要な場合には、 必要なことは、各光検出器と接続された検出シーケンスにおいてディジタル積分 を計算する手段を、最大ディジタルまたはアナログ値を検出する手段によって置 き換えることだけである。得られるデータは、その後、上述と同様の方法で管理 （比較、記録）される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１０月２１日（１９９８．１０．２１） 【補正内容】 明細書 細胞状構造を有する一組の光検出器からの信号処理ブロセスおよび装置と、 ガンマカメラへの適用 説明技術分野 この発明は、特徴づけられまたは識別されるべき事象、例えば、特定されるべ き事象に応じて、一組のＮ個の光検出器から出力されまたは発せられたデータま たは信号の処理に関連している。 この発明は、ガンマカメラ内で使用される光電子増倍管により出力され得る信 号を使用した、事象のエネルギおよび位置のような事象の特性の決定に特に適用 可能であり、例えば、事象の位置は、光電子増倍管自体に関して決定される。ガ ンマカメラは、ガンマ（γ）放射線に敏感なカメラである。この種のカメラは、 特に、医療用画像形成の目的のために使用される。従来技術の水準 従来技術は、日本国特許要約書、第１２巻８号（１９９８年１月１２日、Ｐ− ０６５４）、特開昭６２−１６７４９３号公報（１９８７年７月２３日、島津製 作所）、欧州特許出願公開第０６３７７５９号公報および米国特許第５４４６２ ８７号明細書に開示されている。 現時点において、核医学において使用される多くのガンマカメラは、アンガー 形式のカメラの原理を用いて動作する。刊行物、米国特許第３０１１０５７号明 細書は、この主題について、さらなる情報を提供している。 ガンマカメラは、患者の体内の臓器内に前に射出された放射性同位体によって マークされた分子の分布を表示するという特殊な特徴を有している。 既知のガンマカメラの構造および動作は、添付図面１，２Ａ，２Ｂを参照して 以下に説明されかつ要約される。 図１は、放射性同位体によりマークされた分子を含む臓器１２に対面して配置 されたガンマカメラの検出ヘッド１０を示している。 検出ヘッド１０は、コリメータ２０と、シンチレータクリスタル２２と、光導 波管２４と、該光導波管２４の一表面を覆うように、相互に隣接配置された複数

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 検出されるべき事象に応じて、一組のＮ個の光検出器により生成される 信号の処理プロセスであって、 − 各光検出器について、発せられた信号から得られたディジタル化された信 号の強度を表す信号としきい値とを比較し、 − 前記しきい値を超える強度を有する信号を発する各光検出器について、そ れが発した信号の強度とその隣接するもの、すなわち、第１のリング光検出器の 各々によって発せられた信号の強度とを比較し、 − 比較された全ての強度の中で最大強度の値、および、その最大強度を有す る信号を生成する光検出器に隣接する光検出器により発せられる信号の強度を記 憶すること を含むことを特徴とするプロセス。 ２． 前記ディジタル化された信号の強度を表す信号が、ディジタル化された 信号のディジタル積分値、または、ディジタル化された信号の最大強度、または アナログ信号の最大強度のいずれかであることを特徴とする請求項１記載のプロ セス。 ３． 前記事象の大きさの特徴を表す少なくとも１つの信号が、記憶された強 度を使用して生成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のプロセ ス。 ４． 前記事象のエネルギを表す信号が生成されることを特徴とする請求項３ 記載のプロセス。 ５． 前記一組のＮ個の光検出器に対する前記事象の位置を表す信号が生成さ れることを特徴とする請求項３記載のプロセス。 ６． 前記一組のＮ個の光検出器に対する事象の重心の座標を表す少なくとも ２つの信号が生成されることを特徴とする請求項３記載のプロセス。 ７． 前記ディジタル信号の強度を表す信号が形成されたときに、事象信号が 各光検出器について発せられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれ かに記載のプロセス。 ８． 前記ディジタル信号の強度が、そのディジタル積分値によって表され、 該ディジタル積分値が、ディジタル信号の最大値から始まる一定数のクロックパ ルスに対して計算され、前記事象信号は、多数のクロックパルスが最大値を通過 した後に発せられることを特徴とする請求項７記載のプロセス。 ９． 飽和事象および／または重複事象が検出されかつ拒否されるステップを も具備することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のプロセス 。 １０． 第２のリング光検出器の強度が計算されかつ記憶されるステップをも 具備することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のプロセス。 １１． 前記事象の大きさの特徴を表す信号が、第１および第２のリング光検 出器の記憶された強度を使用して生成されることを特徴とする請求項３から請求 項６または請求項１０のいずれかに記載のプロセス。 １２． 一組のＮ個の光検出器の前で生じた事象の特徴を識別するプロセスで あって、 − 相互作用に関係する、すなわち、前記事象に応じて信号を生成するＮ₁個 の光検出器の部分集合を識別し、 − 前記事象の特徴を表す信号を、 ＊ 該事象に応じてＮ₁個の光検出器により生成されたＮ₁個の信号の内の最 大強度を有する信号、および ＊ 該Ｎ₁個の光検出器の内の最大強度を有する信号を生成する光検出器の 周りの隣接する第１のリング光検出器によって発せられる信号 の強度の関数として生成することを特徴とするプロセス。 １３． 前記特徴が、前記事象のエネルギであることを特徴とする請求項１２ 記載のプロセス。 １４． 前記特徴が、一組のＮ個の光検出器に対する前記事象の位置であるこ とを特徴とする請求項１２記載のプロセス。 １５． 前記位置が、一対の重心の座標によって識別されることを特徴とする 請求項１４記載のプロセス。 １６． 事象の特徴を表す信号が、第２のリング光検出器の強度の関数として も生成されることを特徴とする請求項１２記載のプロセス。 １７． 各光検出器により生成される信号の強度が、ディジタル化された信号 のディジタル積分値、またはディジタル化された信号の最大強度、またはアナロ グ信号の最大強度のいずれかであることを特徴とする請求項１２から請求項１６ のいずれかに記載のプロセス。 １８． 一組のＮ個の光検出器により生成される信号を処理する装置であって − 各光検出器について、発せられた信号の強度としきい値とを比較する手段 と、 − 前記しきい値を超える強度を有する信号を発する各光検出器について、そ の光検出器が発した信号の強度と、その光検出器に隣接する各光検出器により発 せられる信号の強度とを比較する手段と、 − 全ての強度の内の最大強度の値および該最大強度を有する信号を生成した 光検出器に隣接する光検出器により発せられる信号の強度を記憶する手段とを具 備することを特徴とする装置。 １９． 強度により事象の特徴的な大きさを表す信号を生成する手段をも具備 することを特徴とする請求項１８記載の装置。 ２０． 前記事象のエネルギ、または、位置、または、前記一組のＮ個の光検 出器に対する前記事象の重心座標を表す少なくとも１つの信号が生成されること を特徴とする請求項１９記載の装置。 ２１． 前記強度が計算されたときに、各光検出器に対する事象信号を発する 手段をも具備することを特徴とする請求項１８から請求項２０のいずれかに記載 の装置。 ２２． 信号がその最大値を通過したときを検出し、該最大値を通過した所定 時間後に事象信号を発する手段を具備することを特徴とする請求項２１記載の装 置。 ２３． 飽和事象および／または重複事象を検出しかつ拒絶する手段をも具備 することを特徴とする請求項１８から請求項２２のいずれかに記載の装置。 ２４． 第２のリング光検出器の強度を計算しかつ記憶する手段を具備するこ とを特徴とする請求項１８から請求項２３のいずれかに記載の装置。 ２５． 前記事象の大きさの特徴を表す信号が、第１および第２の光検出器の 強度を用いて生成されることを特徴とする請求項１９または請求項２０または請 求項２４のいずれかに記載の装置。 ２６． 各光検出器により発せられた信号のディジタル積分を計算する手段、 または、各光検出器により発せられた信号に対応するディジタル信号の最大強度 を識別する手段、または、各光検出器により発せられたアナログ信号の最大強度 を識別する手段のいずれかを具備することを特徴とする請求項１８から請求項２ ４のいずれかに記載の装置。 ２７． 各事象の大きさの特徴を識別するための装置であって、 − 該事象に応じて信号を生成したＮ₁個の光検出器の部分集合を識別する手 段と、 − 該事象の大きさの特徴を、 ＊ 該事象に応じてＮ₁個の光検出器により生成されたＮ₁個の信号の内の最 大強度を有する信号、および、 ＊ Ｎ₁個の光検出器の内の最大強度を有する信号を生成した光検出器に隣 接する第１のリング光検出器により発せられた信号 の強度の関数として表す信号を生成する手段とを具備することを特徴とする装置 。 ２８． 前記特徴的な大きさが、事象のエネルギであることを特徴とする請求 項２７記載の装置。 ２９． 前記特徴的な大きさが、前記一組のＮ個の光検出器に対する前記事象 の位置であることを特徴とする請求項２７記載の装置。 ３０． 前記位置が、一対の重心座標によって識別されることを特徴とする請 求項２８記載の装置。 ３１． 各光検出器により生成される各信号の強度が、各信号のディジタル積 分値または対応するディジタル信号の最大強度またはアナログ信号の最大強度の いずれかであることを特徴とする請求項２７から請求項３０のいずれかに記載の 装置。 ３２． 特徴的な大きさを表す信号を生成する手段が、各光検出器に特定のも のであることを特徴とする請求項１９から請求項２７のいずれかに記載の装置。 ３３． 前記特徴的な大きさを表す信号を生成する手段が、全ての光検出器に 共通のものであることを特徴とする請求項１９または請求項２７のいずれかに記 載の装置。 ３４． − Ｎ個の光検出器の二次元的なネットワークと、 − 請求項１８から請求項３３のいずれかに記載の装置と を具備することを特徴とする事象を検出するための装置。 ３５． 前記光検出器が光電子増倍管であることを特徴とする請求項３４に記 載の事象を検出するための手段を具備するカメラ。 ３６． 請求項３５記載のカメラを具備するガンマカメラにおける画像形成装 置。 ３７． 各検出器により発せられた信号の強度を検出する機能、隣接する光検 出器との比較、事象を表す信号の記憶および／または生成が、各光検出器に接続 されたＡＳＩＣによって行われることを特徴とする請求項１８から請求項３３の いずれかに記載の装置。