JP3065625B2 - 放射線検出装置 - Google Patents

放射線検出装置

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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、放射線分布データを作成する放射線検出
装置に関するものである。
(従来の技術) シンチレ−ションカメラの一般的な構成を第4図に示
す。1はRIが投与された被検体から放射される放射線
(ガンマ線)が入射するとシンチレ−ション光を発生す
るシンチレ−タ、2はこのシンチレ−タ1に光学的に結
合されそのシンチレ−ション光を電気信号に変換する複
数本の光電子増倍管である。これらのシンチレ−タ1お
よび光電子増倍管2は図示しないコリメ−タ、ライトガ
イド等と共に放射線検出器9を構成している。この検出
器9からの出力信号は各プリアンプ3を介した後、X,Y
位置計算回路4に供給され、ここでシンチレ−ション光
の発生位置情報が算出される。
すなわち、位置計算回路4は例えば抵抗マトリクスを
利用した重み付け回路等で構成され、シンチレ−タ1の
中心を原点とするXY直交座標系におけるX+,X-,Y+,Y-
る位置情報が得られる。また検出器9の出力信号は可変
抵抗器5および加算増幅器6を介して波高分析回路7に
供給され、ここで入射放射線のエネルギ−値情報が得ら
れる。これらの位置情報およびエネルギ−値情報を基に
して表示系8にて被検体内のRI分布デ−タを表示するこ
とができる。
上記した装置の検出器9の有効視野口径としては、被
検体の検査対象を充分にカバ−できるように、できるだ
け大きいものが望まれている。また検出器9の視野形状
としては、円形[第5図(a)参照]、矩形[第5
(b)図参照]等が一般に知られている。
(発明が解決しようとする課題) そのような大口径の有効視野を備えた検出器9を用い
て、被検体の大きな検査対象に対してデ−タ収集を実施
する場合は、有効視野のほぼ全領域を実際に有効視野と
して使用するため、デ−タ収集への悪影響は発生しな
い。しかしながら大口径視野の検出器で被検体の比較的
小さな部位のデ−タ収集を実施する場合、例えば被検体
の頭部についてデ−タ収集する場合は、第6図に示す矩
形視野の検出器について見てみると、矩形有効視野10を
もつ検出器11の頭部が位置する中央領域10bのみがデ−
タ収集上絶対に必要な部分で、その他の領域すなわち右
側領域10aおよび左側領域10cについては不必要部とな
る。これらの不必要部10a,10cに迷い込む放射線に対す
る検出結果が中央領域10bによって検出される正常デ−
タに悪影響を及ぼすことになる。特に、不必要部10a,10
cへの放射線入射が必要部10bへの放射線入射と同時に発
生した場合は、これらの入射位置が誤計算されることに
なり、この結果計数率および画像分解能の低下を招くこ
とになる。
尚、そのような欠点を防ぐため、検出器11の不必要部
10a,10cの入射面に放射線シ−ルドを取り付けるように
したものが一般に知られているが、このような手段を施
したものでは、放射線シ−ルドの設置によって検出器の
大形化を招き、また重量がかさむ欠点があった。
この発明は上記課題に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、大口径視野の検出器を使用して比較
的小さい被検体部位についてデ−タ収集を実施する場合
において、検出器視野の不必要部によって必要部による
検出デ−タが悪影響されるのを簡単な構成によって実施
でき、もって高計数率化および高分解能化を図れる放射
線検出装置を提供するにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明は上記目的を達成するために、放射線を電気
信号に変換する信号変換素子が互いに密に複数配列され
て検出面を構成する信号変換手段と、この信号変換手段
の前記複数素子からそれぞれ出力される電気信号に基づ
いて前記検出面に対する放射線の入射位置情報を算出す
る算出手段と、この算出手段により算出された入射位置
情報および前記信号変換手段からの出力に基づいて放射
線分布データを作成する作成手段と、前記信号変換手段
の前記複数素子のうちの少なくとも1つの素子の出力を
前記算出手段より前の段階において素子単位でカットオ
フするカットオフ手段とを具備することを特徴とする放
射線検出装置を提供する。また、放射線を電気信号に変
換する信号変換素子が互いに密に複数配列されて検出面
を構成する信号変換手段と、この信号変換手段の前記複
数素子からそれぞれ出力される電気信号に基づいて前記
検出面に対する放射線の入射位置情報を算出する算出手
段と、この算出手段により算出された入射位置情報およ
び前記信号変換手段からの出力に基づいて放射線分布デ
ータを作成する作成手段と、前記算出手段より前の段階
において、前記検出面の2以上の素子群からなる第1の
領域に対応する素子の変換電気信号を前記第1の領域と
は異なる2以上の素子群からなる第2の領域に対応する
素子の変換電気信号とは異なるレベルで調整するレベル
調整手段とを具備することを特徴とする放射線検出装置
を提供する。
(作用) 例えば被検体に投与された放射性同位元素から放射さ
れる放射線等の放射線は信号変換手段の信号変換素子に
より電気信号に変換される。変換された電気信号は検出
面を構成する素子毎に出力されることになるが、これら
の出力は算出手段に入力されて、この入力に基づいて検
出面に対する放射線の入射位置情報が算出される。ここ
で、前記素子のうち少なくとも1つについてはカットオ
フ手段により当該素子の出力が前記算出手段に実質的に
入力されないようカットオフされる。なお、前記算出手
段により算出された入射位置情報は前記信号変換手段か
らの出力と共に作成手段による放射線分布データの作成
に用いられる。すなわち、放射線分布データの作成に先
立って、被検体の検査対象部位に関与する検出面以外へ
の放射線入射があっても入射位置として算出されないよ
うにするため被検体の検査対象部位に関与する検出面へ
の放射線入射時に入射位置が誤計算されることがなくな
る。
(実施例) この発明の一実施例の構成を第1図を参照して説明す
る。シンチレ−ションカメラの一構成要素である放射線
検出器に含まれる複数本の光電子増倍管12−1,12−2,
…,12−nは、それぞれの受光面同志が密に配列され
て、検出器の所望形状の有効視野を形成している。これ
らの光電子増倍管の各出力端子にそれぞれゲイン可変形
プリアンプ13−1,13−2,…,13−nを接続する。これら
のゲイン可変形プリアンプは対応する各光電子増倍管の
出力変動を補償するために設けられると共に、被検体の
検査対象部に直接関与しない光電子増倍管に対してそれ
らの出力信号をカットオフするためにも使用される。す
なわちゲイン可変形プリアンプ13−1,13−2,…,13−n
の各ゲインを各チャンネル毎に制御するチャンネルゲイ
ンコントロ−ラ14を設ける。このゲインコントロ−ラは
CPU15によってシ−ケンス制御され、出力変動補償の際
には各チャンネル毎にそれぞれに最適なゲインに調整さ
れる。またカットオフ制御時には入力手段16によって被
検体の検査対象に直接関与しないチャンネルの光電子増
倍管に関する情報がCPU15に入力され、これによって対
応チャンネルの光電子増倍管の出力信号が該当プリアン
プのゲインが最低に低められることによって、カットオ
フされる。
ゲイン可変形プリアンプ13−1,13−2,…,13−nは例
えば第2図に示すように構成されている。すなわち光電
子増倍管からの電圧変換出力が乗算形D/A変換器17の電
圧リファレンス端子Vrefに入力される。またこの乗算形
D/A変換器の出力端子OUT1には、オペアンプ18aおよびコ
ンデンサ18bからなるI/V(電流/電圧)変換回路18が接
続される。更にまた乗算形D/A変換器17のディジタルコ
−ド端子B1〜B12には、ラッチ回路19a,19bからなるコン
トロ−ラ19が接続される。
上記した構成において、例えば12ビットの入力信号は
各ラッチ回路19a,19bのそれぞれの端子D1〜D6に供給さ
れ、各ENABLE端子およびCK端子に入力される信号に基づ
いてラッチされ、このラッチされた入力信号に対応する
端子(Q1〜Q6のいずれか)から信号が出力されて、乗算
形D/A変換器17の対応するディジタルコ−ド端子(B1〜B
12のいずれか)に供給される。このようにして乗算形D/
A変換器17のゲインが所望の値に設定される。
次に上記した構成装置の動作を説明する。被検体の比
較的大きな検査対象部についてデ−タ収集を実施する場
合のように、検出器の有効視野のほぼ全体をそのまま有
効視野として使用する場合は、その有効視野を形成する
全ての光電子増倍管の出力信号は有効信号として処理さ
れる。
これに対して被検体の例えば頭部等のように比較的小
さな検査対象部についてデ−タ収集を実施する場合は、
第6図に示されているように検出器11の有効視野10のう
ち、中央領域10bのみが必要部で、その他の右側領域10a
および左側領域10cが不必要部となる。このように不必
要部と決定された領域10a,10cを形成しているチャンネ
ルの光電子増倍管を抽出し、この情報を第1図において
入力手段16によってCPU15に供給する。CPU15はその情報
を受けてチャンネルゲインコントロ−ラ14を動作させ
る。このチャンネルゲインコントロ−ラは、先ず不必要
部と決定されたチャンネルの光電子増倍管に対するゲイ
ン可変形プリアンプ13のゲインを、最低値まで低下させ
る。これによって、不必要部すなわち被検体の検査対象
部と直接関与しないチャンネルの光電子増倍管の出力が
カットオフされ、以後の信号処理工程に何ら寄与されな
い。従ってたとえ不必要部と必要部とで放射線の同時入
射があっても、誤計算される恐れは全く無くなる。この
ことから、不必要部の前面に放射線シ−ルドを設ける必
要もない。たとえあったとしても、肉厚の薄いシ−ルド
で済むため、検出器を小形、軽量化できる。またこのよ
うに放射線シ−ルドの肉厚に対する選択性が向上したこ
とから、検出器の重心を最適位置に設定することができ
る。残された必要視野領域10bに含まれるチャンネルの
光電子増倍管のみについて対応するゲイン可変形プリア
ンプ13の各ゲインがチャンネルゲインコントロ−ラ14に
よって最適値に制御されることによって良好なデ−タ収
集が実施されることになる。
この発明の他の実施例を第3図を参照して説明する。
第1図に示す装置と同一部分には同一符号を付してそれ
らの説明を省略する。この実施例は光電子増倍管12から
の出力のカットオフを、プリアンプゲインのコントロ−
ルによって行うのではなく、それらへの高電圧供給を制
御することによって行おうとするものである。すなわち
各光電子増倍管12−1,12−2,…,12nのそれぞれに直流高
電圧を付与する高電圧電源20−1,20−2,…,20−nをチ
ャンネル毎にオン、オフ制御するチャンネル電源コント
ロ−ラ21を設ける。このチャンネル電源コントロ−ラ
は、入力手段16によって入力される被検体の検査対象に
直接関与しないチャンネルの光電子増倍管に関する情報
を基にして、CPU15によって制御される。すなわちチャ
ンネル電源コントロ−ラ21は被検体の検査対象に直接関
与しないチャンネルの光電子増倍管12に接続された高電
圧電源20をオフする。これによって第1実施例と同様
に、検出器11の不必要部10a,10cと必要部10bとに同時に
放射線入射があっても、誤計算されることはない。
尚、この発明は上記した実施例に限定されるものでは
なく、この発明の要旨を変更しない範囲で適宜設計変更
することが可能である。例えば第1の実施例では、被検
体の検査対象部に直接関与しない光電子増倍管の出力を
オフさせるのにゲイン可変形プリアンプによっている
が、これに代えて該当光電子増倍管の出力回路の任意箇
所にスイッチを設けて実施するようにしてもよい。
[発明の効果] 以上記載したように本発明の放射線検出装置によれ
ば、被検体の検査対象部位に直接関与する検出面上の領
域への放射線入射時に、検出面上のそれ以外の領域に放
射線が同時入射されても、放射線入射位置が誤計算され
ることがなくなる。よって、簡単な構成によって高計数
率化および高分解能化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の構成を概略的に示すブロ
ック図、第2図は同実施例の主要部の具体的構成を示す
ブロック図、第3図はこの発明の他の実施例の構成を概
略的に示すブロック図、第4図はシンチレ−ションカメ
ラの一般的構成を示すブロック図、第5図(a)および
(b)はそれぞれ第4図に示されたシンチレ−ションカ
メラの検出器における異なる視野形状を示す図、第6図
は矩形有効視野をもつ検出器を説明するための図であ
る。 12……光電子増倍管, 13……ゲイン可変形プリアンプ, 14……チャンネルゲインコントロ−ラ, 15……CPU,16……入力手段, 20……高電圧源, 21……チャンネル電源コントロ−ラ

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放射線を電気信号に変換する信号変換素子
    が互いに密に複数配列されて検出面を構成する信号変換
    手段と、 この信号変換手段の前記複数素子からそれぞれ出力され
    る電気信号に基づいて前記検出面に対する放射線の入射
    位置情報を算出する算出手段と、 この算出手段により算出された入射位置情報および前記
    信号変換手段からの出力に基づいて放射線分布データを
    作成する作成手段と、 前記信号変換手段の前記複数素子のうちの少なくとも1
    つの素子の出力を前記算出手段より前の段階において素
    子単位でカットオフするカットオフ手段と を具備することを特徴とする放射線検出装置。
  2. 【請求項2】放射線を電気信号に変換する信号変換素子
    が互いに密に複数配列されて検出面を構成する信号変換
    手段と、 この信号変換手段の前記複数素子からそれぞれ出力され
    る電気信号に基づいて前記検出面に対する放射線の入射
    位置情報を算出する算出手段と、 この算出手段により算出された入射位置情報および前記
    信号変換手段からの出力に基づいて放射線分布データを
    作成する作成手段と、 前記算出手段より前の段階において、前記検出面の2以
    上の素子群からなる第1の領域に対応する素子の変換電
    気信号を前記第1の領域とは異なる2以上の素子群から
    なる第2の領域に対応する素子の変換電気信号とは異な
    るレベルで調整するレベル調整手段と を具備することを特徴とする放射線検出装置。
  3. 【請求項3】前記信号変換手段により電気信号に変換さ
    れる放射線は被検体に投与された放射性同位元素から放
    射される放射線であることを特徴とする請求項1又は2
    に記載の放射線検出装置。
  4. 【請求項4】前記カットオフ手段は、前記信号変換手段
    と前記算出手段との間に前記素子毎に設けられたプリア
    ンプの出力ゲインを低下させることを特徴とする請求項
    1又は3に記載の放射線検出装置。
  5. 【請求項5】前記カットオフ手段は、前記素子毎に設け
    られ当該素子の出力を断つスイッチであることを特徴と
    する請求項1又は3に記載の放射線検出装置。
  6. 【請求項6】前記カットオフ手段は、前記素子毎に当該
    素子に対する電源供給を断つことを特徴とする請求項1
    又は3に記載の放射線検出装置。
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