JP2699474B2 - PMT gain adjustment method - Google Patents

PMT gain adjustment method

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は,PMT(光電子増倍管)のゲインの調節する
方法に関し,特にアンガ方式の位置決め法を採用したリ
ング型ECT装置に用いられている多数のPMTのゲインを調
節する方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of adjusting a gain of a PMT (photomultiplier tube), and particularly to a ring type ECT device employing an Anger type positioning method. A method for adjusting the gain of a number of PMTs.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

アンガ方式の位置決め法を採用したリング型ECT装置
では,1個あるいは複数個の一体型シンチレータがリング
型に形成されており,その外側に,1個のシンチレータに
つき複数個のPMTが配置されて,1個のシンチレータ内の
放射線入射位置がアンガ方式で,つまり各PMT出力をそ
の位置に応じて重み付け加算する方法で求められる。
In a ring-type ECT device employing an anchor-type positioning method, one or a plurality of integrated scintillators are formed in a ring shape, and a plurality of PMTs are arranged for one scintillator outside thereof. The radiation incident position in one scintillator is obtained by the Anger method, that is, the method of weighting and adding each PMT output according to the position.

〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで,このアンガ方式のリング型ECT装置では,
多数のPMTのゲインがそろっていないと位置決めの精度
が悪くなり,そのため再構成画像に大きな歪みが生じる
不具合がある。しかし,現実には多数のPMTのゲインは
同じ高電圧を印加してもばらつき,しかも時の経過とと
もに変化するので,PMTのゲイン調節が必要である。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the ring type ECT device of the anchor type,
If the gains of a large number of PMTs are not uniform, the positioning accuracy will be poor, and there will be a problem that large distortion will occur in the reconstructed image. However, in reality, the gain of many PMTs fluctuates even when the same high voltage is applied, and changes over time, so it is necessary to adjust the gains of the PMTs.

出願人はリング型シンチレータの内側に各PMTの中心
位置に対応して放射線透過孔が設けられたリング型の放
射線遮蔽板を挿入し,各PMTのゲインを調節する方法を
既に提案している。(特開昭62−203076号) この調節方法によれば各PMTのゲインを正確に調節で
き,各PMTのゲインをそろえることができるが,放射線
透過孔が設けられた放射線遮蔽板が不可欠であり,調節
に手間を要する。
The applicant has already proposed a method of adjusting the gain of each PMT by inserting a ring-shaped radiation shielding plate provided with a radiation transmission hole corresponding to the center position of each PMT inside the ring scintillator. According to this adjusting method, the gain of each PMT can be adjusted accurately and the gain of each PMT can be made uniform, but a radiation shielding plate provided with radiation transmitting holes is indispensable. , Trouble adjusting.

この発明は上記に鑑み,放射線遮蔽板を用いることな
く,簡単で且つ正確にPMTのゲインを調節することので
きるPMTゲイン調節方法を提供することを目的とする。
In view of the above, an object of the present invention is to provide a PMT gain adjustment method capable of simply and accurately adjusting a PMT gain without using a radiation shielding plate.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明のPMTゲイン調節方法は,まず,リング型シ
ンチレータの内側に線源を置いた状態とする。そして,
各PMTにつき設けられたゲイン調節回路を1個のみ除い
てゲイン零にした上で,1個のシンチレータについて配置
された複数のPMT出力を加算した信号を,例えばシング
ルチャネルアナライザに導き,ゲイン調節回路のゲイン
を小さい方から順次大きくしながら,所定のウインド内
に入る回数を毎回カウントする。
In the PMT gain adjustment method according to the present invention, first, a source is placed inside a ring-type scintillator. And
After eliminating one gain adjustment circuit provided for each PMT and setting the gain to zero, a signal obtained by adding a plurality of PMT outputs arranged for one scintillator is guided to, for example, a single channel analyzer, and the gain adjustment circuit is provided. The number of times of entering a predetermined window is counted every time while increasing the gain of a small number sequentially.

そして,そのカウントをCPUに取り込み,カウント変
化率を求めれば,それよりPMTのゲインを算出でき,こ
の算出されたゲインにゲイン零とされていないゲイン調
節回路のゲインを調節する。この操作を全ての調節回路
の各々につき繰り返す。
Then, by taking the count into the CPU and determining the rate of change in the count, the gain of the PMT can be calculated from the calculated rate, and the gain of the gain control circuit that is not set to zero in the calculated gain is adjusted. This operation is repeated for each of the adjustment circuits.

〔作用〕[Action]

多数のPMTにつき各々ゲイン調節回路を接続し,その
1個のみ除いてゲイン零とすれば,1個のシンチレータ内
の複数個のPMT出力を加算した信号は,その1個のゲイ
ン調節回路に接続されている1個のPMTの出力のみに対
応することになる。
If a gain adjustment circuit is connected to each of a large number of PMTs and the gain is zero except for one of the PMTs, the signal obtained by adding the multiple PMT outputs in one scintillator is connected to that one gain adjustment circuit Only one PMT output is supported.

この場合,上記の複数個のシンチレータが1個のPMT
と光学的に結合されておれば,その出力は,複数のシン
チレータ全面に入射した放射線に対応した出力というこ
とになる。
In this case, the plurality of scintillators are one PMT
If optically coupled, the output is an output corresponding to the radiation incident on the entire surface of the plurality of scintillators.

そこで上記のPMT出力の加算信号を,たとえばシング
ルチャネルアナライザに導き,所定のウインド内に入る
回数をゲイン調節回路のゲインを変えながらカウント
し,そのカウントの変化率からPMTのゲインを算出し,
その算出ゲインに上記ゲイン零とされていない1個のゲ
イン調節回路のゲインを調節すれば,ゲイン調節できた
ことになる。
Then, the above-mentioned added signal of the PMT output is led to, for example, a single channel analyzer, and the number of times the signal enters a predetermined window is counted while changing the gain of the gain adjustment circuit, and the PMT gain is calculated from the change rate of the count.
If the gain of one gain adjustment circuit that is not zero is adjusted to the calculated gain, the gain can be adjusted.

この操作を全てのゲイン調節回路について繰り返せ
ば,多数のPMTの全てにつきゲインがそろい,アンガ方
式の位置決め精度が高まり,再構成画像の歪みを除去で
きる。
If this operation is repeated for all the gain adjustment circuits, the gain is uniform for all of a large number of PMTs, the positioning accuracy of the Anger method is increased, and the distortion of the reconstructed image can be removed.

〔実施例〕〔Example〕

第1図において,アンガ方式で位置計算を行なうリン
グ型ECT装置は,リング型に一体に形成されたシンチレ
ータ(1)と,その外側に円筒状のライトガイド(2)
を介して配列される多数のPMT(3)とを有している。
シンチレータ(1)はたとえばNaI結晶からなる。
In FIG. 1, a ring-type ECT device that performs position calculation using an anger method includes a scintillator (1) integrally formed in a ring shape and a cylindrical light guide (2) outside the scintillator.
And a number of PMTs (3) arranged via the
The scintillator (1) is made of, for example, a NaI crystal.

各PMT(3)の出力は,第2図に示すように,それぞ
れゲイン調節回路(7)と増幅器(8)とを経てアンガ
方式の位置演算回路に送られるとともに,加算回路
(9)に送られて全てのPMT(3)の出力が加算されて
エネルギ信号αが得られる。このエネルギ信号αは入射
した放射線のエネルギを判別するためウインドコンパレ
ータ(シングルチャネルアナライザ)(10)により波高
分別され,CPU(11)に入力され,これにより特定のエネ
ルギの放射線についてのみ位置演算とカウントとが行な
われる。またこのエネルギ信号αは位置演算回路に送ら
れて位置信号のノーマライズにも用いられる。
As shown in FIG. 2, the output of each PMT (3) is sent to an anchor-type position calculation circuit via a gain adjustment circuit (7) and an amplifier (8), and to an addition circuit (9). Then, the outputs of all PMTs (3) are added to obtain an energy signal α. This energy signal α is subjected to wave height classification by a window comparator (single channel analyzer) (10) to determine the energy of the incident radiation, and is input to the CPU (11), whereby position calculation and counting are performed only for radiation of a specific energy. Is performed. The energy signal α is sent to the position calculation circuit and used for normalizing the position signal.

なお,ウインドコンパレータ(10)のアッパーレベル
ULとロワーレベルLLとは,ゲイン調節時にリング型シン
チレータの内側に置かれる基準となる線源から放出され
る放射線がPMT光電面中心付近に入射したときの光電ピ
ークのエネルギに対応してCPU(11)からのウィンド幅
調節信号で制御されるウィンド電圧発生回路(12)で設
定される。
The upper level of the window comparator (10)
The UL and the lower level LL correspond to the energy of the photopeak when the radiation emitted from the reference source placed inside the ring-type scintillator during gain adjustment is incident near the center of the PMT photocathode. It is set by the window voltage generation circuit (12) controlled by the window width adjustment signal from (11).

ゲインを調節する場合は,上記のリング型シンチレー
タ(1)の内側に,基準となる線源(4)を置く。線源
(4)から放出された放射線はシンチレータ(1)の全
面に入射し,光電効果を生じる。
When adjusting the gain, a reference radiation source (4) is placed inside the ring-type scintillator (1). Radiation emitted from the radiation source (4) is incident on the entire surface of the scintillator (1) and produces a photoelectric effect.

そして,まず第1番目のPMT(3)につき,ゲインを
調節するものとすると,この第1番目のPMT(3)に接
続されているゲイン調節回路(7)以外の,他のゲイン
調節回路(7)は全てゲインが零に制御される。する
と,第1番目のPMT(3)の出力のみが加算回路(9)
から出力されることになるので,エネルギ信号αは第1
番目のPMT(3)の出力に対応することになる。ところ
が,第1番目のPMT(3)の全面に放射線が入射するた
め,第1番目のPMT(3)の出力は第1番目のPMT(3)
の中心に相当する位置に放射線が入射したときに最も波
高が高くなり,その他の部分では低くなる。しかし,そ
のピークは一定である。まず,エネルギ信号αをウィン
ドコンパレータ(10)に送って,第3図のようにその波
形のピークがウィンドのアッパーレベルULとロワーレベ
ルLLとの間にあるか否かを検出し,この間にあればその
回数をカウントしていく。このウィンドのアッパーレベ
ルULとロワーレベルLLとは線源(4)から放出された放
射線がシンチレータ上のPMT光電面中心付近に入射した
ときの光電ピークのエネルギに対応して設定されてい
る。ゲイン零とされていないゲイン調節回路5のゲイン
を順次変化させ,例えばゲイン設定値がg1,g2,……gi
…gnの場合,それぞれの単位時間におけるカウント値を
c1,c2,……ci……cnとすると,第4図の実線に示すグラ
フとなり,ここで仮に第1番目のPMT(3)の中心に相
当する位置にしか放射線が入射しないとすると,頂点を
Pとしたガウス分布に近い破線のグラフとなる。つま
り,第4図実線のグラフでCk−Ck+1≦A(Aは閾値)が
最初に検出された点をpとしてpの1/2に最もちかいゲ
イン設定値cgiを見付け,ゲイン調節回路(7)を調節
すれば,光電ピークをとらえるようなゲインの調節が完
了したことになる。
If the gain of the first PMT (3) is adjusted first, other gain adjustment circuits (7) other than the gain adjustment circuit (7) connected to the first PMT (3) are used. In 7), the gain is controlled to zero. Then, only the output of the first PMT (3) is added to the adder (9).
From the energy signal α.
This corresponds to the output of the PMT (3). However, since radiation is incident on the entire surface of the first PMT (3), the output of the first PMT (3) is equal to the output of the first PMT (3).
When the radiation is incident on the position corresponding to the center of the wave, the wave height becomes the highest, and the wave height becomes lower in other portions. However, the peak is constant. First, the energy signal α is sent to the window comparator (10) to detect whether or not the peak of the waveform is between the upper level UL and the lower level LL of the window as shown in FIG. If the number is counted. The upper level UL and the lower level LL of this window are set corresponding to the energy of the photopeak when the radiation emitted from the radiation source (4) is incident on the scintillator near the center of the PMT photocathode. The gain of the gain adjustment circuit 5 that is not set to zero is sequentially changed, and for example, the gain setting values are g 1 , g 2 ,... G i .
… G n , the count value in each unit time
Assuming that c 1 , c 2 ,..., c i, ... c n , a graph shown by a solid line in FIG. 4 is obtained. Then, a dashed graph close to a Gaussian distribution with the vertex P is obtained. That is, the point at which C k −C k + 1 ≦ A (A is a threshold) is first detected in the solid line graph of FIG. 4 is defined as p, and the gain setting value c gi closest to p of p is found. By adjusting the adjustment circuit (7), the adjustment of the gain for capturing the photoelectric peak is completed.

こうして第1番目のPMT(3)についてのゲイン調節
が終了したら,同様の操作で第2番目のPMT(3)につ
いてのゲイン調節を行ない,さらに次のPMT(3)とい
うようにして,各PMT(3)について順次ゲイン調節操
作を行なっていき,全てのPMT(3)について終了した
ら,全てのPMT(3)についてゲインを同じに調節でき
たことになる。
When the gain adjustment for the first PMT (3) is completed in this way, the gain adjustment for the second PMT (3) is performed by the same operation, and further, the next PMT (3), and so on. The gain adjustment operation is sequentially performed for (3), and when all the PMTs (3) are completed, the gain has been adjusted to the same value for all the PMTs (3).

ゲインの調節が終了した後,実際の被写体について臨
床測定しようとする場合,線源(4)を取り除き,代り
にシンチレータ(1)の内側にコリメータを取り付け
て,放射性同位元素の投与された被写体を挿入する。各
PMT3のゲインが調節済みであるため,均一性および直線
性のよい再構成画像を得ることができる。
After the gain adjustment is completed, if clinical measurement is to be performed on an actual subject, the source (4) is removed, and a collimator is attached inside the scintillator (1) instead. insert. each
Since the gain of PMT3 has been adjusted, a reconstructed image with good uniformity and linearity can be obtained.

なお,上記ではシンチレータ(1)はリング型に一体
に形成されている1個のもので構成されているが,いく
つかに分割しそれらを結合して全体としてリング型とし
たものでも良い。この場合,ゲインは,その各部分のシ
ンチレータに光結合されているPMT群のグループ内で同
じにそろえられていることが,そのシンチレータ内での
位置決め精度を左右するため特に重要であるから,その
グループ内でのみ上記のようなゲイン調節を行なっても
よい。
In addition, in the above description, the scintillator (1) is constituted by one piece integrally formed in a ring shape, but may be divided into several parts and joined to form a ring shape as a whole. In this case, it is particularly important that the gain be the same within the group of PMTs optically coupled to the scintillator of each part, since it is important to determine the positioning accuracy within the scintillator. The above-described gain adjustment may be performed only within a group.

また,上記ではリング型ECT装置において多数のPMTの
ゲインを調節することについて述べたが,このPMTゲイ
ン調節方法は,アンガ方式で位置決め演算をする他の全
ての放射線位置検出装置のPMTのゲインを調節すること
に利用できる。
In the above description, the adjustment of the gain of many PMTs in the ring-type ECT device has been described. However, this PMT gain adjustment method uses the PMT gains of all other radiation position detection devices that perform positioning calculation by the Anger method. Available for adjusting.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明のPMTゲイン調節方法によれば,簡単な操作
で多数のPMTの全てにつきゲインを正確にそろえること
ができ,その結果アンガ方式の位置決め精度が高まり,
再構成画像の歪みを除去できる。
According to the PMT gain adjustment method of the present invention, the gain can be accurately adjusted for all of a large number of PMTs with a simple operation, and as a result, the positioning accuracy of the Anger method is improved,
The distortion of the reconstructed image can be removed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の一実施例の模式図,第2図は同実施
例の回路図,第3図はエネルギ信号の波形図,第4図は
ゲイン設定値とカウントとの関係を示す特性図である。 1……シンチレータ、2……ライトガイド 3……PMT、4……線源 7……ゲイン調整回路、8……増幅器 9……加算回路 10……ウィンドコンパレータ 11……CPU 12……ウィンド電圧発生回路
FIG. 1 is a schematic diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of the embodiment, FIG. 3 is a waveform diagram of an energy signal, and FIG. 4 is a characteristic showing a relationship between a gain setting value and a count. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scintillator 2, 2 ... Light guide 3 ... PMT 4, Source 7 ... Gain adjustment circuit 8, Amplifier 9 ... Addition circuit 10 ... Window comparator 11 ... CPU 12 ... Window voltage Generator circuit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】1個あるいは複数個の一体型シンチレータ
がリング型に形成されており,このリング型シンチレー
タの外側に,1個のシンチレータにつき複数個のPMTが配
設されて,1個のシンチレータ内の放射線入射位置がアン
ガ方式で求められるリング型ECT装置において, 上記リング型シンチレータの内側に線源を置いた状態
で,各PMTにつき設けられたゲイン調節回路を1個のみ
除いてゲイン零にした上で,1個のシンチレータ内の複数
個のPMT出力を加算した信号の,所定のウインド内に入
る回数をゲイン調節回路のゲインを変えながらカウント
し,そのカウント数の変化率からPMTのゲインを算出
し,この算出ゲインにゲイン零とされていないゲイン調
節回路のゲインを調節するという操作を,全てのゲイン
調節回路の各々につき繰り返すことを特徴とする、PMT
ゲイン調節方法。
1. One or a plurality of integrated scintillators are formed in a ring shape, and a plurality of PMTs are arranged for each scintillator outside the ring-type scintillator to form one scintillator. In a ring-type ECT device in which the radiation incident position in the inside is determined by the Anger method, with the radiation source placed inside the above-mentioned ring-type scintillator, the gain is reduced to zero by removing only one gain adjustment circuit provided for each PMT. Then, the number of times that a signal obtained by adding a plurality of PMT outputs in one scintillator enters a predetermined window is counted while changing the gain of the gain adjustment circuit, and the PMT gain is calculated from the change rate of the count number. The operation of calculating the calculated gain and adjusting the gain of a gain adjustment circuit for which the gain is not set to zero is repeated for each of the gain adjustment circuits. And PMT
Gain adjustment method.
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