JP5546806B2 - Nuclear medicine imaging equipment - Google Patents
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Description
この発明は、核医学イメージング装置に関する。 The present invention relates to a nuclear medicine imaging apparatus.
従来より、ガンマカメラ、シングルフォトンエミッションCT装置(SPECT装置)、ポジトロンエミッションCT装置(PET装置)などの核医学イメージング装置は、被検体の生体組織における機能診断を行なうことができる医用画像診断装置として、今日の医療現場において広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, nuclear medicine imaging apparatuses such as a gamma camera, a single photon emission CT apparatus (SPECT apparatus), and a positron emission CT apparatus (PET apparatus) are medical image diagnosis apparatuses capable of performing functional diagnosis on a living tissue of a subject. It is widely used in today's medical field (see, for example, Patent Document 1).
具体的には、核医学イメージング装置は、生体組織に選択的に取り込まれた同位元素または標識化合物から放射されるガンマ線を検出器により検出し、検出したガンマ線の線量分布を画像化した核医学画像を再構成する装置である。 Specifically, a nuclear medicine imaging device detects gamma rays emitted from an isotope or a labeled compound selectively taken into a living tissue by a detector, and a nuclear medicine image obtained by imaging a dose distribution of the detected gamma rays. Is a device for reconfiguring.
また、近年、核医学イメージング装置と、被検体の生体組織における形態情報を画像化するX線CT(CT;Computed Tomography)装置とが一体化された装置(例えば、PET―CT装置やSPECT―CT装置など)が実用化されている。 In recent years, a device (for example, a PET-CT device or a SPECT-CT) in which a nuclear medicine imaging device and an X-ray CT (Computed Tomography) device for imaging morphological information in a living tissue of a subject are integrated. Devices) have been put into practical use.
ここで、核医学イメージング装置の検出器には、一般的に、入射したガンマ線などの放射線を紫外領域にピークを持つ光に変換するシンチレータと、シンチレータからの発光(光電子)を増倍して電気信号に変換する光電子倍増管(PMT:Photomultiplier Tube)とが用いられている(例えば、非特許文献1参照)。 Here, a detector of a nuclear medicine imaging apparatus generally includes a scintillator that converts incident radiation such as gamma rays into light having a peak in the ultraviolet region, and light emission (photoelectrons) from the scintillator is multiplied to generate electricity. A photomultiplier tube (PMT) that converts the signal into a signal is used (see, for example, Non-Patent Document 1).
具体的には、PMTは、シンチレーション光を受光し光電子を発生させる光電陰極、発生した光電子を加速する電場を与える多段のダイノード、および電子の流れ出し口である陽極から成っている。光電効果により光電陰極から放出された電子は、ダイノードに向って加速されてダイノードの表面に衝突し、複数の電子を叩き出す。この現象が多段のダイノードに渡って繰り返されることにより、なだれ的に電子数が増倍され、陽極での電子数は、約100万にまで達する。かかる例では、PMTの利得率は、100万倍となる。また、なだれ現象を利用した増幅のためにダイノードと陽極との間には、通常1000ボルト以上の電圧が印加される。 Specifically, the PMT includes a photocathode that receives scintillation light and generates photoelectrons, a multistage dynode that provides an electric field that accelerates the generated photoelectrons, and an anode that is an outlet for electrons. Electrons emitted from the photocathode due to the photoelectric effect are accelerated toward the dynode, collide with the surface of the dynode, and knock out a plurality of electrons. By repeating this phenomenon over multiple dynodes, the number of electrons is avalancheally increased, and the number of electrons at the anode reaches about 1 million. In such an example, the gain factor of the PMT is 1 million times. In addition, a voltage of 1000 volts or more is usually applied between the dynode and the anode for amplification using the avalanche phenomenon.
しかし、PMTは、磁場により電子の運動が影響を受けるためPMTの周りに磁気シールドを設ける必要があった。また、PMTが磁場の影響を受けることから、核磁気共鳴現象を利用して被検体の生体組織における形態情報を画像化するMRI装置と核医学イメージング装置とを一体化した装置は、シンチレーション光を磁場の影響外部に光ファイバーで導きPMTに入力する等の特別な構造をとらない限り、実現することができなかった。 However, in the PMT, since the movement of electrons is affected by the magnetic field, it is necessary to provide a magnetic shield around the PMT. In addition, since the PMT is affected by a magnetic field, an apparatus that integrates an MRI apparatus for imaging morphological information in a biological tissue of a subject using a nuclear magnetic resonance phenomenon and a nuclear medicine imaging apparatus uses scintillation light. The effect of the magnetic field could not be realized unless a special structure was adopted such as guiding it to the outside with an optical fiber and inputting it to the PMT.
ここで、PMTと同等の利得率を有する光電子倍増装置として、半導体素子アレイとしてアバランシェフォトダイオード(APD:Avalanche Photodiode)を用いたシリコンフォトマルチプライアー(SiPM:Silicon Photomultiplier)が知られており、近い将来、広い分野でPMTに取って代わると考えられている。SiPMのAPD素子には、逆電圧が印加されており、このピクセルに、シンチレーション光子がひとつ入射すると、ピクセルは、105から106個の電子による電気パルスを発生する。ここで、前述のPMTと異なり、SiPMには、アンプ回路も必要ない。 Here, a silicon photomultiplier (SiPM) using an avalanche photodiode (APD) as a semiconductor element array is known as a photomultiplier having a gain factor equivalent to that of the PMT, and will be used in the near future. It is considered to replace PMT in a wide range of fields. A reverse voltage is applied to the SiPM APD element. When one scintillation photon is incident on the pixel, the pixel generates an electric pulse of 10 5 to 10 6 electrons. Here, unlike the aforementioned PMT, the SiPM does not require an amplifier circuit.
SiPMの普及が見込まれる要因としては、上述したようにPMTと同等の利得率を有することとともに、「PMTと比較して量子効果が高い」こと、「磁場の影響を受けないことから、磁気シールドを設ける必要がなく、また、MRI装置と核医学イメージング装置とを一体化した装置が実用化可能である」こと、「ピクセル検出が可能である」こと、「必要とされる印加電圧が、例えば、17V〜70Vと、PMTと比較して低く、扱いやすい」こと、「CMOS工程で製造可能なことから低コストの量産化が見込まれる」ことなどが挙げられる。これらの要因により、SiPMは、核医学イメージング装置の検出器だけでなく、X線を検出するX線CT装置の検出器においても、利用されることが期待されている。 Factors for which SiPM is expected to be widespread include the fact that it has a gain factor equivalent to that of PMT as described above, and that “the quantum effect is high compared to PMT”, and “because it is not affected by a magnetic field, In addition, an apparatus in which an MRI apparatus and a nuclear medicine imaging apparatus are integrated can be put into practical use "," pixel detection is possible "," required applied voltage is, for example, , 17V to 70V, which is lower than PMT and easy to handle, ”“ because it can be manufactured by a CMOS process, low-cost mass production is expected ”, and the like. Due to these factors, SiPM is expected to be used not only in the detector of nuclear medicine imaging apparatus but also in the detector of X-ray CT apparatus that detects X-rays.
ところで、SiPMの利得率は、敏感な温度依存性および印加電圧依存性を有する。特に、SiPMを核医学イメージング装置やX線CT装置の検出器とした場合、温度変化による利得率の変化を制御して、温度が変動しても利得率を安定させるための制御機構が不可欠となる。 By the way, the gain factor of SiPM has sensitive temperature dependence and applied voltage dependence. In particular, when SiPM is used as a detector of a nuclear medicine imaging apparatus or an X-ray CT apparatus, a control mechanism for stabilizing the gain factor even if the temperature fluctuates by controlling the gain factor change due to the temperature change is indispensable. Become.
かかる制御機構としては、SiPMが組み込まれる装置全体の温度が一定となるよう制御する温度制御機構がある。すなわち、装置に温度制御機構を組み込むことでSiPMおよびSiPM周辺の温度が一定となり、SiPMの利得率は、安定となる。 As such a control mechanism, there is a temperature control mechanism for controlling the temperature of the entire apparatus in which the SiPM is incorporated to be constant. That is, by incorporating a temperature control mechanism in the apparatus, the temperature around SiPM and SiPM becomes constant, and the gain factor of SiPM becomes stable.
ところで、上記した従来の技術は、温度制御機構を実現するために、複雑な装置構造が必要となり、温度変化に対応してSiPMを用いた検出器の利得率を簡易に安定させることができないといった課題があった。 By the way, the above-described conventional technology requires a complicated device structure in order to realize the temperature control mechanism, and the gain factor of the detector using SiPM cannot be easily stabilized corresponding to the temperature change. There was a problem.
なお、上記では、APDに逆電圧を印加して光電子を増倍するSiPMにおいて、温度変化に対応して利得率を簡易に安定させることができないといった課題があったことについて説明した。しかし、APDに順電圧を印加して光電子を増倍する装置においても、APDの特性からSiPMと同様に、温度変化に対応して利得率を簡易に安定させることができないといった課題があった。 In the above description, the SiPM that multiplies photoelectrons by applying a reverse voltage to the APD has been described as having a problem that the gain factor cannot be easily stabilized in response to a temperature change. However, even in a device that multiplies photoelectrons by applying a forward voltage to the APD, there is a problem that the gain factor cannot be easily stabilized corresponding to a temperature change in the same way as SiPM due to the characteristics of the APD.
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、温度変化に対応して利得率を簡易に安定させることが可能となる核医学イメージング装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and provides a nuclear medicine imaging apparatus capable of easily stabilizing a gain factor in response to a temperature change. Objective.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ガンマ線を光に変換するシンチレータと、前記シンチレータにより変換された光を電気信号として増倍する増幅素子が2次元アレイ状に複数配置された増幅素子群を有するSiPMと、前記増幅素子に印加される印加電圧が、周辺温度の上昇に応じて上昇するように分圧制御し、かつ、前記周辺温度の低下に応じて低下するように分圧制御するために、前記周辺温度の上昇に応じて抵抗値が低下し、かつ、前記周辺温度の低下に応じて抵抗値が上昇する半導体抵抗と、当該半導体抵抗と直列に接続され、抵抗値が周辺温度の変化に対して固定である固定抵抗とから構成され、当該固定抵抗が分圧制御の対象となる増幅素子と並列接続される電圧制御機構とを備え、前記電圧制御機構は、分圧制御の対象となる増幅素子ごとに、または、分圧制御の対象となる複数の増幅素子である増幅素子群ごとに設置されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a scintillator that converts gamma rays into light and a plurality of amplifying elements that multiply the light converted by the scintillator as electric signals in a two-dimensional array. The SiPM having the amplifying element group arranged and the applied voltage applied to the amplifying element are controlled to be divided so as to increase according to the increase in the ambient temperature, and decrease according to the decrease in the ambient temperature. In order to control the voltage division in such a manner, a semiconductor resistance that decreases as the ambient temperature increases and increases as the ambient temperature decreases is connected in series with the semiconductor resistance. , the resistance value is composed as a fixed stationary resistance to changes in environmental temperature, and a voltage control mechanism is connected in parallel with the amplifying element to which the fixed resistance is the partial pressure control of the target, the voltage control mechanism For each amplifier element comprising a partial pressure control of the target, or, characterized in that it is installed in each amplifying element group of a plurality of amplifying elements as a partial pressure control of the subject.
本発明によれば、温度変化に対応して利得率を簡易に安定させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to easily stabilize the gain factor corresponding to a temperature change.
以下に添付図面を参照して、この発明に係る光電子増倍装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る光電子増倍装置が核医学イメージング装置であるシングルフォトンエミッションCT装置(SPECT装置)に搭載された場合を、実施例として説明する。 Exemplary embodiments of a photomultiplier according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a case where the photomultiplier according to the present invention is mounted on a single photon emission CT apparatus (SPECT apparatus) which is a nuclear medicine imaging apparatus will be described as an example.
まず、本実施例におけるSPECT装置の構成について説明する。図1は、本実施例におけるSPECT装置の構成を説明するための図である。図1に示すように、本実施例におけるSPECT装置は、架台装置10と、コンソール装置20とを有する。
First, the configuration of the SPECT apparatus in this embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a SPECT apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the SPECT apparatus according to the present embodiment includes a
架台装置10は、被検体Pに投与され、被検体Pの生体組織に選択的に取り込まれた放射性医薬品から放射されるガンマ線を検出して投影データを収集する装置であり、天板11と、寝台12と、寝台駆動部13と、ガンマカメラ14と、カメラ駆動部15とを有する。なお、架台装置10は、図1に示すように、撮影口となる空洞を有する。
The
天板11は、被検体Pが横臥するベッドであり、寝台12の上に配置される。寝台駆動部13は、後述する寝台制御部23の制御のもと、寝台12を移動することにより、被検体Pを架台装置10の撮影口内に移動させる。
The top plate 11 is a bed on which the subject P lies, and is placed on the
ガンマカメラ14は、被検体Pの生体組織に選択的に取り込まれた放射性医薬品の核種(RI:Radio Isotope)から放射されるガンマ線の強度分布を2次元的に検出し、検出した2次元ガンマ線強度分布データを、例えば、増幅処理、A/D変換処理することで投影データを生成する装置であり、生成した投影データを後述するデータ収集部25に送信する。
The
カメラ駆動部15は、後述するカメラ制御部24の制御のもと、ガンマカメラ14を移動させる装置である。例えば、カメラ駆動部15は、ガンマカメラ14を架台装置10の撮影口内に沿って駆動させ、これにより、ガンマカメラ14は、被検体Pの周囲を回転して、360度の方向における投影データを生成する。
The camera drive unit 15 is a device that moves the
コンソール装置20は、操作者によるSPECT装置の操作を受け付けるとともに、架台装置10によって収集された投影データから被検体Pに投与した放射性医薬品の体内分布が描出された断層画像である核医学画像(SPECT画像)を再構成する装置である。
The console device 20 accepts the operation of the SPECT device by the operator, and at the same time, a nuclear medicine image (SPECT) that is a tomographic image depicting the distribution of the radiopharmaceutical administered to the subject P from the projection data collected by the
具体的には、コンソール装置20は、図1に示すように、入力部21と、表示部22と、寝台制御部23と、カメラ制御部24と、データ収集部25と、画像再構成部26と、データ記憶部27と、システム制御部28とを有し、コンソール装置20が有する各部は、内部バスを介して接続される。
Specifically, as illustrated in FIG. 1, the console device 20 includes an input unit 21, a display unit 22, a bed control unit 23, a camera control unit 24, a
入力部21は、SPECT装置の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボードなどを有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、システム制御部28に転送する。
The input unit 21 includes a mouse, a keyboard, and the like that are used by the operator of the SPECT apparatus to input various instructions and various settings, and transfers instructions and setting information received from the operator to the
表示部22は、操作者によって参照されるモニタであり、システム制御部28による制御のもと、SPECT画像などを操作者に表示したり、入力部21を介して操作者から各種指示や各種設定などを受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)を表示したりする。
The display unit 22 is a monitor that is referred to by the operator, and displays a SPECT image or the like to the operator under the control of the
データ収集部25は、ガンマカメラ14から送信された投影データを収集し、収集した投影データそれぞれに対して、対数変換処理、オフセット補正、感度補正などの補正処理を行なって補正処理済み投影データを生成し、生成した補正処理済み投影データをデータ記憶部27に格納する。
The
画像再構成部26は、データ記憶部27から補正処理済み投影データを読み出し、読み出した補正処理済み投影データ(例えば、360度方向の補正処理済み投影データ)を逆投影処理することで、SPECT画像を再構成する。そして、画像再構成部26は、再構成したSPECT画像をデータ記憶部27に格納する。
The
システム制御部28は、架台装置10およびコンソール装置20の動作を制御することによって、SPECT装置の全体制御を行う。具体的には、システム制御部28は、寝台制御部23およびカメラ制御部24を制御することで、架台装置10における投影データの収集処理を実行させる。また、システム制御部28は、データ収集部25の補正処理と、画像再構成部26の再構成処理を制御することで、コンソール装置20における画像処理全体を制御する。また、システム制御部28は、データ記憶部27が記憶するSPECT画像を、表示部22に表示するように制御する。
The
ここで、本実施例におけるガンマカメラ14は、従来、一般的に用いられていた光電子倍増管(PMT:Photomultiplier Tube)ではなく、入力された光をPMTと同等の利得率で電気信号として増倍する光電子増倍装置により構成される。具体的には、本実施例におけるガンマカメラ14は、磁場の影響を受けないアバランシェフォトダイオード(APD:Avalanche Photodiode)が半導体素子アレイとして用いられたシリコンフォトマルチプライアー(SiPM:Silicon Photomultiplier)により構成される。以下、図2を用いて、本実施例におけるガンマカメラの構成を説明する。なお、図2は、本実施例におけるガンマカメラの構成を説明するための図である。
Here, the
具体的には、本実施例におけるガンマカメラ14は、図2の(A)に示すように、シンチレータ14aとSiPM14bとを有し、シンチレータ14aは、被検体Pの内部組織から放射されたガンマ線を紫外領域にピークを持つ光に変換し、SiPM14bは、PMTと同等の利得率にて、シンチレータ14aから入力された光をAPDにより電気信号として増倍する。
Specifically, as shown in FIG. 2A, the
これにより、本実施例におけるガンマカメラ14は、検出した2次元ガンマ線強度分布データから投影データを生成して、図2の(A)に示すように、生成した投影データをデータ収集部25に送信する。
Thereby, the
ここで、SiPM14bは、例えば、図2の(B)に示すように、複数のAPD14cが、2次元アレイ状に配置されることで構成される。
Here, the
しかし、SiPM14bの利得率は、敏感な温度依存性および印加電圧依存性がある。具体的には、SiPM14bの利得率は、図3の(A)に示すように、温度が上昇するに応じて低下する特性を有する。さらに、SiPM14bの利得率は、図3の(A)に示すように、印加電圧が上昇するに応じて上昇する特性を有する。なお、図3は、SiPMの利得率の特性を説明するための図である。
However, the gain factor of the
そこで、本実施例におけるガンマカメラ14は、以下に説明する電圧制御機構をSiPM14bに設置することで、温度変化に対応して利得率を簡易に安定させることが可能となることに主たる特徴がある。この主たる特徴について、図4および図5を用いて説明する。なお、図4は、本実施例におけるSiPMの構成を説明するための図であり、図5は、本実施例におけるSiPMの利得率の特性を説明するための図である。
Therefore, the
ここで、本実施例におけるSiPM14bは、図2の(B)で説明したように、2次元アレイ状に配置された複数のAPD14cを有するが、本実施例では、複数のAPD14cが所定数ごとに分割された複数のAPDアレイ14dとされ、各APDアレイ14dに電圧制御機構がそれぞれ設置される。なお、APDアレイ14dに対しては、図4に示すように、APDアレイ14dを構成する各APD14cに印加される印加電圧が、各APD14dが発生する電圧の方向に対して、逆方向の電圧(逆電圧)となる。
Here, as described in FIG. 2B, the
そして、SiPM14bは、APDアレイ14dへの印加電圧が、周辺温度の上昇に応じて上昇するように分圧制御し、かつ、周辺温度の低下に応じて低下するように分圧制御する電圧制御機構を備える。
Then, the
具体的には、SiPM14bは、図4に示すように、周辺温度の上昇に応じて抵抗値が低下し、かつ、周辺温度の低下に応じて抵抗値が上昇する半導体抵抗14eと、半導体抵抗14eと直列に接続され、抵抗値が周辺温度の変化に対して固定である固定抵抗14fとから構成され、さらに、固定抵抗14fが分圧制御の対象となるAPDアレイ14dの各APD14cと並列接続される電圧制御機構が分圧制御の対象となるAPDアレイ14dごとに設置される。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
ここで、図4に示すように、固定抵抗14fの抵抗値を「R」とし、温度(t)に依存して変動する半導体抵抗14eの抵抗値を「r(t)」とし、固定抵抗14fおよび半導体抵抗14eに印加される電圧を「V」とし、APDアレイ14dへの印加電圧を「Vinv」とする。
Here, as shown in FIG. 4, the resistance value of the fixed
かかる場合、「Vinv」は、「V×(R/(R+r(t)))」と表される。上述したように「r(t)」は、周辺温度の上昇に応じて抵抗値が低下し、かつ、周辺温度の低下に応じて抵抗値が上昇することから、「Vinv」は、SiPM14における周辺温度の上昇に応じて上昇し、かつ、SiPM14bにおける周辺温度の低下に応じて低下することとなる。
In such a case, “Vinv” is expressed as “V × (R / (R + r (t)))”. As described above, the resistance value of “r (t)” decreases as the ambient temperature increases, and the resistance value increases as the ambient temperature decreases. Therefore, “Vinv” The temperature rises as the temperature rises, and falls as the ambient temperature in the
これにより、本実施例におけるSiPM14bの利得率は、図5に示すように、温度変化に対応して、安定した値となる特性を有することとなる。
As a result, the gain factor of the
上述したように、本実施例では、SPECT装置に設置されるガンマカメラ14を2次元アレイ状に配置された複数のAPD14cを有するSiPM14bを用いて構成する場合、すべてのAPD14cを所定数のAPD14cからなるAPDアレイ14dに分割し、各APDアレイ14dに対して電圧制御機構が設置される。
As described above, in this embodiment, when the
すなわち、電圧制御機構は、周辺温度の上昇に応じて抵抗値が低下し、かつ、周辺温度の低下に応じて抵抗値が上昇する半導体抵抗14eと、半導体抵抗14eと直列に接続され、抵抗値が周辺温度の変化に対して固定である固定抵抗14fとから構成され、さらに、固定抵抗14fが分圧制御の対象となるAPDアレイ14dの各APD14cと並列接続される。
In other words, the voltage control mechanism is connected in series with the semiconductor resistor 14e, the resistance value of which decreases as the ambient temperature increases and the resistance value increases as the ambient temperature decreases, and the semiconductor resistor 14e. Is formed of a fixed
したがって、周辺温度が上昇すると半導体抵抗14eの抵抗値が低下するので、APDアレイ14dの印加電圧が上昇し、その結果、周辺温度の上昇により低下する利得率が、印加電圧の上昇により上昇させることができ、上記した主たる特徴の通り、温度変化に対応して利得率を簡易に安定させることが可能となる。
Therefore, when the ambient temperature rises, the resistance value of the semiconductor resistor 14e decreases, so that the voltage applied to the
また、APDアレイ14dごとに独立して電圧制御機構を設置することで、ガンマカメラ14の内部で局所的に温度変化が生じた場合であっても、温度変化が生じた箇所のみ、局所的に利得率の温度依存性による変動を緩和することができるので、SPECT装置全体の温度管理をするための複雑な機構の必要性を解消して、SPECT装置に要するコストを大幅に軽減することが可能となる。
In addition, by installing a voltage control mechanism independently for each
また、電圧制御機構を設置における独立性のよさにより、ガンマカメラ14の設計自由度を向上させることが可能となる。また、SiPM14bは、CMOS工程により作製可能であるので、ガンマカメラ14に多数のAPD14cを搭載することができ、SPECT画像の有効視野を向上させることが可能となる。また、SiPM14bは、CMOS工程により作製可能であるので、故障したSiPM14bの交換も簡単に行なうことができる。さらに、SiPM14bごとに独立した電圧制御機構をもつために、交換の影響がシステム全体へ及ぶことが少なく、交換後の調整コストも大幅に軽減することができ、 ガンマカメラ14の維持に要するコストも軽減することが可能となる。また、磁気の影響を受けないSiPM14bを用いることで、SPECT装置やPET装置をMRI装置と一体化させた装置を実現することが可能となる。
In addition, the degree of freedom in designing the
なお、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、図6を用いて、本実施例における変形例について説明する。なお、図6は、本実施例における変形例を説明するための図である。 The present invention may be implemented in various different forms other than the above-described embodiments. Therefore, in the following, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 6 is a figure for demonstrating the modification in a present Example.
上記の実施例にて説明したように、半導体抵抗14eと固定抵抗14fとから構成される電圧制御機構は、図6の(A)に示すように、APDアレイ14dに対して設置されるが、APDアレイ14dを構成するAPD14cの個数は、ガンマカメラ14の設計者により、任意に設定される。
As described in the above embodiment, the voltage control mechanism including the semiconductor resistor 14e and the fixed
例えば、APDアレイ14dは、9個からなるAPD14cである場合(図6の(A)の(1)参照)や、25個からなるAPD14cである場合(図6の(A)の(2)参照)であってもよい。あるいは、半導体抵抗14eと固定抵抗14fとから構成される電圧制御機構は、APD14cごとに設置される場合であってもよい(図6の(A)の(3)参照)。
For example, the
また、上記の実施例では、APD14cに対して逆電圧を印加することで、ガイガーモードで使用する光電子増倍装置に電圧制御機構が設置された装置(SiPM14b)をガンマカメラ14としてSPECT装置に搭載する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図6の(B)に示すように、APD14cに対して順電圧を印加することで光を倍増する光電子増倍装置に電圧制御機構が設置された装置を、例えば、X線などの放射線を用いた非破壊検査用装置に搭載する場合であってよい。
Further, in the above embodiment, by applying a reverse voltage to the
また、上記の実施例では、電圧制御機構が設置されたSiPM14を、SPECT装置に搭載する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電圧制御機構が設置されたSiPM14bを、ガンマカメラ、ポジトロンエミッションCT装置(PET装置)などのSPECT装置以外の核医学イメージング装置のガンマ線用検出器や、X線CT装置のX線用検出器として搭載する場合であってもよい。
In the above embodiment, the case where the
以上のように、本発明に係る核医学イメージング装置は、光を増幅素子により電気信号として増倍する場合に有用であり、特に、温度変化に対応して利得率を簡易に安定させることに適する。 As described above, the nuclear medicine imaging apparatus according to the present invention is useful when the light is multiplied as an electric signal by the amplifying element, and is particularly suitable for easily stabilizing the gain factor corresponding to a temperature change. .
10 架台装置
11 天板
12 寝台
13 寝台駆動部
14 ガンマカメラ
14a シンチレータ
14b SiPM(シリコンフォトマルチプライアー)
14c APD(アバランシェフォトダイオード)
14d APDアレイ
14e 半導体抵抗
14f 固定抵抗
15 カメラ駆動部
20 コンソール装置
21 入力部
22 表示部
23 寝台制御部
24 カメラ制御部
25 データ収集部
26 画像再構成部
27 データ記憶部
28 システム制御部
DESCRIPTION OF
14c APD (avalanche photodiode)
14d APD array
Claims (3)
前記シンチレータにより変換された光を電気信号として増倍する増幅素子が2次元アレイ状に複数配置された増幅素子群を有するSiPMと、
前記増幅素子に印加される印加電圧が、周辺温度の上昇に応じて上昇するように分圧制御し、かつ、前記周辺温度の低下に応じて低下するように分圧制御するために、前記周辺温度の上昇に応じて抵抗値が低下し、かつ、前記周辺温度の低下に応じて抵抗値が上昇する半導体抵抗と、当該半導体抵抗と直列に接続され、抵抗値が周辺温度の変化に対して固定である固定抵抗とから構成され、当該固定抵抗が分圧制御の対象となる増幅素子と並列接続される電圧制御機構とを備え、
前記電圧制御機構は、分圧制御の対象となる増幅素子ごとに、または、分圧制御の対象となる複数の増幅素子である増幅素子群ごとに設置されることを特徴とする核医学イメージング装置。 A scintillator that converts gamma rays into light;
SiPM having an amplification element group in which a plurality of amplification elements that multiply the light converted by the scintillator as an electric signal are arranged in a two-dimensional array;
In order to perform voltage division control so that an applied voltage applied to the amplification element increases in accordance with an increase in ambient temperature, and to perform voltage division control so as to decrease in accordance with a decrease in the ambient temperature, A semiconductor resistor that decreases in resistance with an increase in temperature and increases in resistance with a decrease in the ambient temperature, and is connected in series with the semiconductor resistor. A fixed resistance that is fixed, and the fixed resistance includes a voltage control mechanism that is connected in parallel with an amplification element that is a target of voltage division control,
The nuclear medicine imaging apparatus, wherein the voltage control mechanism is installed for each amplification element that is a target of voltage division control or for each amplification element group that is a plurality of amplification elements that are targets of voltage division control .
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