JP6854648B2 - 放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線検出の分野、特に、放射線検出、測定、認識、及び、画像化システムの時刻設定装置及び方法に関する。

従来技術におけるＰＥＴシステムは、１つのグローバル・クロックを有し、前記１つのグローバル・クロックから各高エネルギー光子検出器へ時刻指示情報を送信するが、このような方式は、各高エネルギー光子検出器の分離と独立性を損ない、一旦、検出器の数を増減する必要がある場合、システムの回路配置及びその他の設定を改めて行う必要があり、手順が複雑で困難になる。

したがって、高エネルギー光子検出器の分離と独立性保証の課題を解決するために、新規な放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置及び方法を提供する必要がある。

上記に鑑み、本発明は、高エネルギー光子検出器の分離と独立性を保証できる放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置を提供することを目的とする。

上記目的を実現するために、本発明は、各々が、シンチレータ結晶、光電変換増倍装置及び電子回路を有する複数の高エネルギー光子検出器を含む、放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置であって、光パルス信号を発する光パルス発生器と、前記光パルス信号を伝送する光伝導器とをさらに含み、前記高エネルギー光子検出器の各々に前記光パルス信号を受信するための光透過孔が設けられ、前記光パルス信号は、前記光透過孔を介して前記シンチレータ結晶に伝送され、次に前記シンチレータ結晶を介して前記光電変換増倍装置の表面に伝送されて、前記光電変換増倍装置により光電変換されて増倍され、かつ電子回路で処理し読み取られ、互いに独立した前記高エネルギー光子検出器が前記光パルス発生器により発生された前記光パルス信号からシステム時刻を取得し、各独立した前記高エネルギー光子検出器の間で時刻設定と校正を行う時刻設定装置を提供する。

前記放射線検出、測定、認識、画像化システムの前記時刻設定装置において、好ましくは、前記光透過孔の位置は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面、又は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングしていない、いずれかの面の近傍にある。

前記放射線検出、測定、認識、画像化システムの前記時刻設定装置において、好ましくは、前記高エネルギー光子検出器はハウジングを含み、前記シンチレータ結晶が前記ハウジング内に設けられ、前記光透過孔が前記ハウジング上に設けられる。

前記放射線検出、測定、認識、画像化システムの前記時刻設定装置において、好ましくは、前記光伝導器は、光ファイバ、ガラス、クリスタル、又はシンチレータ結晶である。

上記目的を実現するために、本発明は、さらに、各々が、シンチレータ結晶、光電変換増倍装置及び電子回路を有する複数の高エネルギー光子検出器を含む、放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置であって、光パルス信号を発する光パルス発生器と、前記光パルス信号を伝送する光伝導器と、前記光パルス信号発生器から発した前記光パルス信号を電気信号に変換する光電変換装置とをさらに含み、変換後の電気信号が電子回路で処理し読み取られ、互いに独立した前記高エネルギー光子検出器は前記光パルス発生器により発生した前記光パルス信号からシステム時刻を取得し、各独立した前記高エネルギー光子検出器の間で時刻設定と校正を行う時刻設定装置を提供する。

前記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置において、好ましくは、前記光電変換装置は前記電子回路に直接接続され、前記変換後の電気信号は前記電子回路に直接伝送して処理される。

前記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置において、好ましくは、前記光電変換装置は光電変換増倍装置に接続され、次に前記電気信号は前記光電変換増倍装置を介して前記電子回路に伝送して処理される。

前記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置において、好ましくは、前記光電変換装置は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面の近傍に設けられるか、又は、前記光電変換増倍装置の、前記シンチレータ結晶にカップリングされていない、いずれかの面の近傍に設けられる。

本発明は、上記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置を用いて時刻設定を行う放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法であって、光パルス発生器から光パルス信号を発し、前記光パルス信号を、光伝導器を介して、前記光パルス信号を受信するための光透過孔が各々に設けられた複数の高エネルギー光子検出器に伝送し、前記光透過孔を介して前記高エネルギー光子検出器におけるシンチレータ結晶に伝送するステップＳ１と、前記光パルス信号を、前記シンチレータ結晶を介して前記高エネルギー光子検出器における光電変換増倍装置に伝送し、電子回路で処理し、読み取るステップＳ２と、互いに独立した前記高エネルギー光子検出器が前記光パルス発生器により発生した前記光パルス信号からシステム時刻を取得し、各独立した前記高エネルギー光子検出器の間で時刻設定と校正とを行うステップＳ３と、を含む時刻設定方法を提供することを別の目的とする。

上記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法の前記ステップＳ１において、好ましくは、前記光透過孔の位置は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面、又は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面の近傍にある。

上記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法の前記ステップＳ１において、好ましくは、前記高エネルギー光子検出器はハウジングを含み、前記シンチレータ結晶が前記ハウジング内に設けられ、前記光透過孔が前記ハウジング上に設けられる。

上記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法の前記ステップＳ１において、好ましくは、前記光伝導器は、光ファイバ、ガラス、クリスタル又はシンチレータ結晶である。

上記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法の前記ステップＳ３において、好ましくは、前記光パルス信号の取得及び処理方法は、マルチ電圧閾値取得処理方法、定比率弁別器又は単一電圧閾値トリガ比較方法を用いるか、或いは、アナログ／デジタル変換器を用いて直接サンプリングする。

本発明は、上記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置を用いて時刻設定を行う放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法であって、光パルス発生器から光パルス信号を発し、前記光パルス信号を、光伝導器を介して光電変換装置に伝送し、前記光電変換装置が、前記光パルス発生器から発した前記光パルス信号を電気信号に変換するステップＳ１と、変換後の前記電気信号を、電子回路に直接伝送して処理し読み取るか、又は、前記高エネルギー光子検出器において光電変換増倍装置を介して電子回路に伝送して処理し読み取るステップＳ２と、互いに独立した前記高エネルギー光子検出器が前記光パルス信号から最終的にシステム時刻を取得し、各独立した高エネルギー光子検出器の間で時刻設定と校正を行うステップＳ３と、を含む時刻設定方法を提供することを別の目的とする。

上記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法の前記ステップＳ１において、好ましくは、前記光伝導器は、光ファイバ、ガラス、クリスタル、又は、シンチレータ結晶である。

上記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法の前記ステップＳ３において、好ましくは、前記光パルス信号の取得及び処理方法は、マルチ電圧閾値取得処理方法、定比率弁別器又は単一電圧閾値トリガ比較方法を用いるか、又は、アナログ／デジタル変換器を用いて直接サンプリングする。

従来の技術に比べて、上記技術的解決手段は以下の利点を有する。

１、本発明に係る放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置は、各々が、シンチレータ結晶、光電変換増倍装置及び電子回路を有する、複数の高エネルギー光子検出器を含み、前記時刻設定装置は、光パルス信号を発する光パルス発生器と、光パルス信号を伝送する光伝導器とをさらに含み、前記高エネルギー光子検出器の各々にいずれも光パルス信号を受信するための光透過孔が設けられ、光パルス信号は、光透過孔を介してシンチレータ結晶に伝送され、次にシンチレータ結晶を介して光電変換増倍装置の表面に伝送されて、光電変換増倍装置により変換して増倍され、かつ電子回路で処理し読み取られ、互いに独立した高エネルギー光子検出器は光パルス発生器により発生した光パルス信号からシステム時刻を取得し、各独立した高エネルギー光子検出器の間で時刻設定と校正を行う。本技術的解決手段では、グローバル・クロックを使用せず、直接的に光信号を用いて時刻設定を実現し、様々なシステムのためにカスタマイズできる独立部品（光伝導器と光パルス発生器とを含む）が各高エネルギー光子検出器と接続され、各光電子倍増装置が光パルス信号を受信する時刻迄に時刻設定を完了することにより、高エネルギー光子検出器の間の分離を実現し、高エネルギー光子検出器の独立性を保証し、システムにおける高エネルギー光子検出器の使用又は増減をより簡単にする。また、このような構造は、高エネルギー光子検出器の実際の位置に影響されない、すなわち、高エネルギー光子検出器の位置を任意に変更でき、より柔軟に使用できる。

２、前記光透過孔の位置は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面、又は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面の近傍にある。本技術的解決手段では、光透過孔とシンチレータ結晶との位置関係を限定することにより、光信号がシンチレータ結晶に効率的で直接的に到達することを保証し、光信号の損失を減少させることができる。

３、前記高エネルギー光子検出器はハウジングを含み、前記シンチレータ結晶がハウジング内に設けられ、前記光透過孔がハウジング上に設けられる。本技術的解決手段では、ハウジングを設けることにより、シンチレータ結晶に孔を直接的に開けることを回避し、シンチレータ結晶の構造の完全性を保証し、シンチレータ結晶の加工工程を削減し、外部にハウジングを設けるだけで、ハウジング上の光透過孔により、同様に、収束した光信号をシンチレータ結晶に伝送でき、構造が簡単である。

４、前記光伝導器は、光ファイバ、ガラス、クリスタル又はシンチレータ結晶である。前記技術的解決手段において指定した複数の材料は、伝導効果が高い材質であり、光信号の伝送効率を保証する。

５、本発明に係る放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置は、各々が、シンチレータ結晶、光電変換増倍装置及び電子回路を有する複数の高エネルギー光子検出器を含み、前記時刻設定装置は、光パルス信号を発する光パルス発生器と、光パルス信号を伝送する光伝導器と、光パルス信号発生器から発した光パルス信号を電気信号に変換する光電変換装置とをさらに含み、変換後の電気信号が電子回路で処理し読み取られ、互いに独立した高エネルギー光子検出器は光パルス発生器により発生した光パルス信号からシステム時刻を取得し、各独立した高エネルギー光子検出器の間で時刻設定と校正を行う。本技術的解決手段では、グローバル・クロックを使用せず、光信号を電気信号に変換した後に時刻設定を実行し、すなわち、光電変換装置を用いて光パルス信号を電気信号に変換した後、次の電子回路に伝送して処理を行って時刻設定を完了することにより、高エネルギー光子検出器の間の分離を実現し、高エネルギー光子検出器の独立性を保証し、システムが高エネルギー光子検出器を用いるか又は増減することをより簡単にし、また、このような構造は、高エネルギー光子検出器の実際の位置に影響されない、すなわち、高エネルギー光子検出器の位置を任意に変更でき、より柔軟に使用できる。

６、前記光電変換装置は電子回路に直接接続され、変換後の電気信号は電子回路に直接伝送して処理される。前記技術的解決手段では、光電変換装置が電子回路に直接接続されることにより、光電変換増倍装置の動作の独立性を確保し、時刻設定装置自体のシステム素子への不要な干渉を十分に回避し、高エネルギー光子検出器の間の分離を実現するだけでなく、時刻設定装置とシステム素子との間の分離も実現することができる。

７、前記光電変換装置は光電変換増倍装置に接続され、次に電気信号は光電変換増倍装置を介して電子回路に伝送して処理される。前記技術的解決手段では、光電変換装置が光電変換増倍装置に接続されることにより、光電変換装置と光電変換増倍装置は同一の経路を共用でき、不要な回線接続を節約し、構造を簡略化し、コストを節約することができる。

８、前記光電変換装置は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面の近傍に設けられるか、又は前記光電変換増倍装置の、前記シンチレータ結晶にカップリングされていない、いずれかの面の近傍に設けられる。前記技術的解決手段では、光電変換装置の設置位置を制限することにより、光電変換装置を電子回路に近接させ、一方、合理的なレイアウトにより、時刻設定装置とシステムを接続した後の構造がコンパクトになることを保証し、スペースの過多な占用を回避することができる。

９、本発明に係る上記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置を用いて時刻設定を行う放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法は、光パルス発生器から光パルス信号を発し、前記光パルス信号を、光伝導器を介して、光パルス信号を受信するための光透過孔が各々に設けられた複数の高エネルギー光子検出器に伝送し、前記光透過孔を介して高エネルギー光子検出器におけるシンチレータ結晶に伝送するステップＳ１と、前記光パルス信号を、前記シンチレータ結晶を介して前記高エネルギー光子検出器における光電変換増倍装置に伝送し、電子回路で処理し読み取るステップＳ２と、互いに独立した高エネルギー光子検出器が前記光パルス発生器により発生した光パルス信号からシステム時刻を取得し、各独立した前記高エネルギー光子検出器の間で時刻設定と校正を行うステップＳ３と、を含む。本技術的解決手段では、グローバル・クロックを使用せず、直接的に光信号を用いて時刻設定を実現し、様々なシステムのためにカスタマイズできる独立部品（光伝導器と光パルス発生器とを含む）が各高エネルギー光子検出器と接続され、各光電子倍増装置が光パルス信号から受信する時刻に基づいて時刻設定を完了することにより、高エネルギー光子検出器の間の分離を実現し、高エネルギー光子検出器の独立性を保証し、システムにおける高エネルギー光子検出器の使用又は増減を簡単化する。また、このような構造は、高エネルギー光子検出器の実際の位置に関係しない、すなわち、高エネルギー光子検出器の位置を任意に変更でき、より柔軟に使用できる。

１０、前記ステップＳ１において、前記光透過孔の位置は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面、又は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面の近傍にある。本技術的解決手段では、前記光透過孔と前記シンチレータ結晶との位置関係を限定することにより、光信号がシンチレータ結晶に効率的、かつ直接的に到達することを保証し、光信号の損失を減少させることができる。

１１、前記ステップＳ３において、前記光パルス信号の取得及び処理方法は、マルチ電圧閾値取得処理方法、定比率弁別器又は単一電圧閾値トリガ比較方法を用いるか、或いはアナログ／デジタル変換器を用いて直接サンプリングする。これらの方法は、従来の技術に比べて、信頼性が高く効率的であるという利点を有する。

１２、本発明に係る上記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置を用いて時刻設定を行う放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法は、光パルス発生器から光パルス信号を発し、前記光パルス信号を、光伝導器を介して光電変換装置に伝送し、光電変換装置が前記光パルス信号を電気信号に変換するステップＳ１と、前記変換後の電気信号を、電子回路に直接伝送して処理し読み取るか、又は前記高エネルギー光子検出器における光電変換増倍装置を介して電子回路に伝送して処理し読み取るステップＳ２と、互いに独立した高エネルギー光子検出器が前記光パルス発生器により発生した光パルス信号から最終的にシステム時刻を取得し、各々の独立した高エネルギー光子検出器の間で時刻設定と校正を行うステップＳ３と、を含む。本技術的解決手段では、グローバル・クロックを使用せず、光信号を電気信号に変換した後に時刻設定を実現し、光電変換装置を用いて光パルス信号を電気信号に変換した後、次の電子回路に伝送して処理を行って時刻設定を完了することにより、高エネルギー光子検出器の間の分離を実現し、前記高エネルギー光子検出器の独立性を保証し、システムにおける、高エネルギー光子検出器の使用又は増減をより簡単にできるようにする。また、このような構造は、高エネルギー光子検出器の実際の位置に関連しない、すなわち、高エネルギー光子検出器の位置を任意に変更でき、より柔軟に使用できる。

本発明に係る放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置に光ファイバを用いた実施例の概略図である。

本発明は、放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置を開示し、前記時刻設定装置は、グローバル・クロックを使用せず、光信号により直接的又は間接的に時刻設定を実現し、高エネルギー光子検出器の独立性を保証し、システムが高エネルギー光子検出器を用いるか又は増減することをより容易にする。開示された前記時刻設定装置には、２つの実施例があり、以下、前記２つの実施例を詳細に説明する。

＜実施例１Ａ＞
本発明は、各々が、シンチレータ結晶、光電変換増倍装置、及び電子回路を有する複数の高エネルギー光子検出器を含む、放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置を開示する。前記時刻設定装置は、光パルス信号を発する光パルス発生器と、光パルス信号を伝送する光伝導器とをさらに含み、前記高エネルギー光子検出器の各々に光パルス信号を受信するための光透過孔が設けられ、光パルス信号は、光透過孔を介してシンチレータ結晶に伝送され、次にシンチレータ結晶を介して光電変換増倍装置の表面に伝送されて、高エネルギー光子とシンチレータ結晶が反応して生成した光電変換増倍装置の受信スペクトル内にある光子と同様に、光電変換増倍装置により変換して増倍され、かつ電子回路で処理し読み取られ、互いに独立した高エネルギー光子検出器は光パルス発生器により発生した光パルス信号からシステム時刻を取得し、各独立した高エネルギー光子検出器の間で時刻設定と校正を行う。前記時刻設定と校正とは、放射線検出、測定、認識、画像化システムにおいてシステム時刻の時刻設定及び校正を行う必要があり、各独立した高エネルギー光子検出器の間に時刻合致を行う必要がある等の場合に用いられる。本実施例１に開示された前記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置は、グローバル・クロックを使用せず、直接的に光信号を用いて時刻設定を実現し、様々なシステムのためにカスタマイズできる独立部品（光伝導器と光パルス発生器とを含む）が各高エネルギー光子検出器と接続され、各光電子倍増装置が光パルス信号から受信する時間に基づいて時刻設定を完了することにより、高エネルギー光子検出器の間の分離を実現し、高エネルギー光子検出器の独立性を保証し、システムにおける高エネルギー光子検出器の使用又は増減をより簡単にし、また、このような構造は、高エネルギー光子検出器の実際の位置に関連しない、すなわち、高エネルギー光子検出器の位置を任意に変更でき、より柔軟に使用できる。

本実施例１に係る時刻設定装置において、本発明の時刻設定方法を用いないか又は部分的に用いる場合、光透過孔を覆って光を透過させないようにすればよい。

本実施例１に係る時刻設定装置において、前記光透過孔の位置は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面、又は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面の近傍にある。すなわち、光透過孔は、シンチレータ結晶に直接的に設けられても、シンチレータ結晶の外側に設けられてもよく，例えば、一般的には、高エネルギー光子探測器はハウジングを含み、前記シンチレータ結晶がハウジング内に設けられ、前記光透過孔がハウジングに設けられる。当然のことながら、上記のように、シンチレータ結晶が受信した光信号の強度をさらに保証するために、光透過孔をシンチレータ結晶に直接的に設けてもよい。光透過孔の設置位置は、光信号がシンチレータ結晶に効率的で直接的に到達することを保証し、光信号の損失を減少させる必要がある。

本発明の実施例１に係る時刻設定装置において、光パルス信号増幅器を設けてもよい。前記光パルス信号増幅器は、弱い光パルス信号を増幅することにより、光電子増倍器が前記光パルス信号を十分に受信することを保証する。前記光パルス信号増幅器は、好ましくは、光伝導器と高エネルギー光子検出器との接合部に設けられ、すなわち、光透過孔の外部の近傍に設けられ、光ファイバを介して伝送されてきた光パルス信号を受信した後、光パルス信号が直接増幅され、次に、増幅された光パルス信号が光透過孔を介してシンチレータ結晶に伝送され、次に、光パルス信号がシンチレータ結晶を介して光電子増倍器に伝送される。光パルス信号増幅器が光透過孔の内側の近傍に設けられ、光パルス信号は、まず光透過孔に入射し、次に光パルス信号増幅器により増幅され、次に、増幅された光パルス信号がシンチレータ結晶を介して光電子増倍器に伝送されてもよい。当然のことながら、光パルス信号増幅器がシンチレータ結晶と光電子増倍器との間に設けられ、光パルス信号がシンチレータ結晶を経過した後に増幅され、次に光電子増倍器に伝送されてもよい。

図面を参照しながら本発明の前記実施例を説明する。図１に示すように、本発明により開示された放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置は、複数の高エネルギー光子検出器１００及び複数の光電子増倍器（図示せず）を含む。前記放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置は、システムに基づいて設計され前記複数の高エネルギー光子検出器１００を囲んでいる光ファイバ２００と、前記光ファイバ２００に光パルス信号を供給する光パルス信号発生器３００とを含み、前記各高エネルギー光子検出器１００には、光パルス信号を受信するための光透過孔４００が設けられ、前記光パルス信号が光透過孔４００を介して光電子増倍器に直接伝送される。

＜実施例２Ａ＞
本発明は、さらに、各々が、シンチレータ結晶、光電変換増倍装置、及び電子回路を有する複数の高エネルギー光子検出器を含む、放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置を開示する。前記時刻設定装置は、光パルス信号を発する光パルス発生器と、光パルス信号を伝送する光伝導器と、光パルス信号発生器から発した光パルス信号を電気信号に変換する光電変換装置とをさらに含み、変換後の電気信号が電子回路で処理し読み取られ、互いに独立した前記高エネルギー光子検出器は光パルス発生器により発生した光パルス信号からシステム時刻を取得し、かつ独立した各々の前記高エネルギー光子検出器の間で時刻設定と校正を行う。本技術的解決手段では、グローバル・クロックを使用せず、前記光信号を電気信号に変換した後に時刻設定を実行し、前記光電変換装置を用いて前記光パルス信号を電気信号に変換した後、次の電子回路に伝送して処理を行って時刻設定を完了することにより、前記高エネルギー光子検出器の間の分離を実現し、高エネルギー光子検出器の独立性を保証し、システムにおける高エネルギー光子検出器の使用又は増減をより簡単にする。また、このような構造は前記高エネルギー光子検出器の実際の位置に関係しない、すなわち、高エネルギー光子検出器の位置を任意に変更でき、より柔軟に使用できる。本実施例２に開示された放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置は、前記グローバル・クロックを使用せず、光信号を電気信号に変換した後に時刻設定を実行し、光電変換装置を用いて光パルス信号を電気信号に変換した後、次の電子回路に伝送して処理を行って時刻設定を完了することにより、高エネルギー光子検出器の間の分離を実現し、高エネルギー光子検出器の独立性を保証し、システムでの高エネルギー光子検出器の使用又は増減をより簡単にし、また、このような構造は高エネルギー光子検出器の実際の位置に関連しない、すなわち、高エネルギー光子検出器の位置を任意に変更でき、より柔軟に使用できる。

本実施例２に係る時刻設定装置において、ある場合、前記光電変換装置は電子回路に直接接続され、変換後の電気信号は電子回路に直接伝送して処理される。前記技術的解決手段では、光電変換装置が電子回路に直接接続されることにより、光電変換増倍装置の動作の独立性を確保し、時刻設定装置自体のシステム素子への不要な干渉を十分に回避し、高エネルギー光子検出器の間の分離を実現するだけでなく、時刻設定装置とシステム素子との間の分離も実現することができる。

本実施例２に係る時刻設定装置において、別の場合、前記光電変換装置は光電変換増倍装置に接続され、次に電気信号は光電変換増倍装置を介して電子回路に伝送して処理される。前記技術的解決手段では、光電変換装置が光電変換増倍装置に接続されることにより、光電変換装置と光電変換増倍装置は同一の経路を共用でき、不要な回線接続を節約し、構造を簡略化し、コストを節約することができる。

本実施例２に係る時刻設定装置において、前記光電変換装置は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面の近傍に設けられるか、又は前記光電変換増倍装置の、前記シンチレータ結晶にカップリングされていない、いずれかの面の近傍に設けられ、前記光電変換装置の具体的な設置位置は、ＰＥＴシステムのレイアウト状況に応じて決定される。前記技術的解決手段では、前記光電変換装置の設置位置を制限することにより、前記光電変換装置を電子回路に近接させ、一方、合理的なレイアウトにより、前記時刻設定装置とシステムを接続した後の構造を確実にコンパクトにし、スペースの過多な占用を回避する。

本発明の実施例２に係る時刻設定装置は、光電変換装置の光受信端に設けられた光パルス信号増幅器を用いてもよく、まず光パルス信号発生器から発した光パルス信号を増幅し、次に光電変換装置に伝送して電気信号に変換する。強い光信号は、変換後の電気信号の品質を保証し、さらに時刻設定効果を保証することができる。

前記光パルス信号増幅器は、弱い光パルス信号を増幅することにより、光電子増倍器が前記光パルス信号を十分に受信できることを保証する。前記光パルス信号増幅器は、好ましくは、光伝導器と高エネルギー光子検出器との接合部に設けられ、すなわち、光透過孔の外部の近傍に設けられ、光ファイバを介して伝送されてきた光パルス信号を受信した後、光パルス信号が直接増幅され、次に、増幅された光パルス信号が光透過孔を介してシンチレータ結晶に伝送され、次に、光パルス信号がシンチレータ結晶を介して光電子増倍器に伝送される。光パルス信号増幅器が光透過孔の内側の近傍に設けられ、光パルス信号は、まず光透過孔に入射し、次に光パルス信号増幅器により増幅され、次に、増幅された光パルス信号がシンチレータ結晶を介して光電子増倍器に伝送されてもよい。当然のことながら、光パルス信号増幅器がシンチレータ結晶と光電子増倍器との間に設けられ、光パルス信号がシンチレータ結晶を経過した後に増幅され、次に光電子増倍器に伝送されてもよい。

本発明の上記実施例１と実施例２に係る時刻設定装置において、光信号の伝送効率を保証するために、光伝導器は、光ファイバ、ガラス、クリスタル又はシンチレータ結晶等の伝導効果が高い材質である。指定されていないその他の材質は、伝導効果が普通であっても、光信号を伝送できる材料であれば、いずれも本発明の光伝導器の保護範囲に属する。

本発明の上記実施例１と実施例２に係る時刻設定装置において、光伝導器の一端が光パルス発生器に接続され、光伝導器の他端が複数のブランチを有し、各ブランチがそれぞれ１つの高エネルギー光子検出器に接続され、光パルス発生器から発した一次光パルスは、前記複数のブランチに受信されて各ブランチに接続された高エネルギー光子検出器に伝送される。前記複数のブランチは、同一の光伝導器自体の設計により形成されたブランチであっても、外部接続されたブランチ素子であってもよい。どのようなブランチ設計方式であるかにかかわらず、光パルス信号を伝達する役割を果たすことを目的とする。光伝導器の配置は、装置の実際の状況に応じて、美観性と接続の利便性とを目的として決定される。

実施例２は図示されないが、実施例２に記載の各高エネルギー光子検出器には、光パルス信号発生器から発した光パルス信号を電気信号に変換する光電変換装置が好ましい実施例として設けられ、好ましくは、前記光電変換装置は電子回路に直接接続され、変換後の電気信号が電子回路に直接伝送して処理される。当然のことながら、別の好ましい実施例として、光電変換装置は、光電変換増倍装置に接続され、次に電気信号は光電変換増倍装置を介して電子回路に伝送して処理されてもよい。実施例２は、実施例１との相違点として、光透過孔が設けられず、光電変換装置が設けられることにより、光パルス信号を電気信号に変換した後に光電子増倍器に伝送した後に、又は電子回路に直接伝送して処理する。

本発明は、さらに、放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法を開示し、前記時刻設定方法は、グローバル・クロックを使用せず、光信号を用いて直接的又は間接的に時刻設定を実現し、高エネルギー光子検出器の独立性を保証し、システムが高エネルギー光子検出器の使用または増減をより簡単に行えるようにする。開示した前記時刻設定方法は、２つの実施例を含む。以下、前記２つの実施例を詳細に説明する。

＜実施例１Ｂ＞
本発明は、
光パルス発生器から光パルスを発し、前記光パルス信号を、光伝導器を介して、光パルス信号を受信するための光透過孔が各々に設けられた複数の高エネルギー光子検出器に伝送し、前記光透過孔を介して前記高エネルギー光子検出器におけるシンチレータ結晶に伝送するステップＳ１と、
前記光パルス信号を、前記シンチレータ結晶を介して前記高エネルギー光子検出器に備えられた光電変換増倍装置に伝送し、電子回路で処理し読み取るステップＳ２と、
互いに独立した前記高エネルギー光子検出器が、前記光パルス発生器により発生した光パルス信号から正確なシステム時刻を取得し、独立した個々の前記高エネルギー光子検出器の間で時刻設定と校正とを行うステップＳ３と、
を含む放射線検出、認識、画像化システムの時刻設定方法をさらに開示する。

本実施例１に係る方法の技術的解決手段は、グローバル・クロックを使用せず、直接光信号を用いて時刻設定を実現し、様々なシステムにカスタマイズできる独立部品（光伝導器と光パルス発生器とを含む）が各高エネルギー光子検出器と接続され、各光電子倍増装置が光パルス信号を受信する時迄に時刻設定を完了することにより、高エネルギー光子検出器の間の分離を実現し、高エネルギー光子検出器の独立性を保証し、システムにおける高エネルギー光子検出器の使用又は増減をより簡単にする。また、このような構造は、高エネルギー光子検出器の実際の位置に関係しない、すなわち、高エネルギー光子検出器の位置を任意に変更でき、より柔軟に使用できる。

前記ステップＳ１において、前記光透過孔の位置は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面、又は、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、いずれかの面の近傍にある。前記光透過孔と前記シンチレータ結晶との位置関係を限定することにより、前記光信号が前記シンチレータ結晶に効率的かつ直接的に到達することを保証し、光信号の損失を減少させることができる。

ステップＳ１において、前記高エネルギー光子検出器はハウジングを含み、前記シンチレータ結晶が前記ハウジング内に設けられ、前記光透過孔がハウジング上に設けられる。前記ハウジングを用いることにより、前記シンチレータ結晶に直接開孔することを避け、前記シンチレータ結晶の構造の完全性を保証し、シンチレータ結晶の加工工程を減少させ、外部にハウジングを設けるだけで、ハウジング上の光透過孔により、同様に、収束した光信号を前記シンチレータ結晶に伝送でき、構造を簡単化できる。

前記ステップＳ１において、前記光伝導器は、光ファイバ、ガラス、クリスタル又はシンチレータ結晶である。伝導効果が高い材質は、光信号の高い伝送効率を保証する。

前記ステップＳ３において、前記光パルス信号の取得及び処理方法は、マルチ電圧閾値取得処理方法、定比率弁別器、又は、単一電圧閾値トリガ比較方法を用いるか、或いは、高速アナログ／デジタル変換器を用いて直接サンプリングする。これらの方法は、従来の技術に比べて、信頼性が高く効率的であるという利点を有する。

前記ステップＳ１において、前記光パルス信号の波長範囲は３００ｎｍ〜１５５０ｎｍである。通常の光パルス信号の波長はいくつかの波長範囲の前後に集中し、これらの波長範囲は、習慣的にウィンドウと呼ばれ、現在、一般的に８５０ｎｍ、１３１０ｎｍ及び１５５０ｎｍを中心とした３つの低損失のウィンドウが用いられる。前記光パルス信号の光パルス幅の範囲は１０ｐｓ〜１００ｎｓである。

本発明の実施例１に係る放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法は、光パルス信号増幅器を用いてもよい。前記光パルス信号増幅器は、弱い光パルス信号を増幅することにより、光電子増倍器が前記光パルス信号を受信できることを十分に保証する。前記光パルス信号増幅器は、好ましくは、前記光伝導器と前記高エネルギー光子検出器との接合部に設けられ、すなわち、前記光透過孔の外部の近傍に設けられ、光ファイバを介して伝送されてきた光パルス信号を受信した後、前記光パルス信号が直接増幅され、次に、増幅された光パルス信号が前記光透過孔を介して前記シンチレータ結晶に伝送され、次に、前記光パルス信号が前記シンチレータ結晶を介して前記光電子増倍器に伝送される。前記光パルス信号増幅器が前記光透過孔の内側の近傍に設けられ、前記光パルス信号が、まず、前記光透過孔に入射し、次に、前記光パルス信号増幅器により増幅され、次に、増幅された光パルス信号が前記シンチレータ結晶を介して前記光電子増倍器に伝送されてもよい。当然のことながら、前記光パルス信号増幅器が前記シンチレータ結晶と前記光電子増倍器との間に設けられ、前記光パルス信号が前記シンチレータ結晶を通過した後に増幅され、次に前記光電子増倍器に伝送されてもよい。

＜実施例２Ｂ＞
本発明は、
光パルス発生器が光パルス信号を発して、前記光パルス信号が光伝導器を介して光電変換装置に伝送され、前記光電変換装置が前記光パルス発生器から発した前記光パルス信号を電気信号に変換するステップＳ１と、
変換後の前記電気信号を電子回路に直接伝送して処理し読み取るか、又は前記高エネルギー光子検出器における光電変換増倍装置を介して前記電子回路に伝送して処理して読み取るステップＳ２と、
互いに独立した前記高エネルギー光子検出器が前記光パルス信号から最終的にシステム時刻を取得し、独立した各々の前記高エネルギー光子検出器の間で時刻設定と校正とを行うステップＳ３と、
を含む別の放射線検出、認識、画像化システムの時刻設定方法をさらに開示する。

前記ステップＳ１において、前記光伝導器は、光ファイバ、ガラス、クリスタル又はシンチレータ結晶である。前記技術的解決手段において指定した複数の材料は、伝導効果が高い材質であり、光信号の高い伝送効率を保証する。

本実施例２の技術的解決手段では、グローバル・クロックを使用せず、光信号を電気信号に変換した後に時刻設定を実行し、すなわち、光電変換装置を用いて光パルス信号を電気信号に変換した後、次の電子回路に伝送して処理を行って時刻設定を完了することにより、前記高エネルギー光子検出器の間の分離を実現し、前記高エネルギー光子検出器の独立性を保証し、システムにおける前記高エネルギー光子検出器の使用又は増減をより簡単にする。また、このような構造は、前記高エネルギー光子検出器の実際の位置に関係しない、すなわち、前記高エネルギー光子検出器の位置を任意に変更でき、より柔軟に使用することができる。

前記ステップＳ３において、前記光パルス信号の取得及び処理方法は、マルチ電圧閾値取得処理方法、定比率弁別器、又は単一電圧閾値トリガ比較方法を用いるか、或いは、アナログ／デジタル変換器を用いて直接サンプリングする。

本発明の実施例２の時刻設定方法は、前記光電変換装置の光受信端に設けられた光パルス信号増幅器を用いてもよく、まず前記光パルス信号発生器から発した前記光パルス信号を増幅し、次に前記光電変換装置に伝送して電気信号に変換し、強い光信号によって、変換後の電気信号の品質を保証し、さらに時刻設定の効果を保証することができる。

本発明の上記全ての装置及び方法の実施例において、時刻設定の精度を保証するとともに、前記光パルス信号がＰＥＴシステム自体のγ光子が前記高エネルギー光子検出器で堆積する時の位置、時刻、エネルギー情報に影響しないように、前記光パルス信号は、前記高エネルギー光子検出器と反応しない光パルス信号を用い、前記光パルス信号は、前記高エネルギー光子検出器を直接透過して前記光電子増倍器に伝送される。

本発明の上記全ての装置及び方法の実施例において、前記光パルス信号を前記光電子倍増装置に正確に伝送することを保証するために、前記光パルス信号の波長の範囲は３００ｎｍ〜１５５０ｎｍである。前記光パルス信号の波長は、３００ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、８５０ｎｍ、１３１０ｎｍ、及び１５５０ｎｍを選択することができる。

本発明の上記全ての装置及び方法の実施例において、前記光パルス信号が前記光電子倍増装置に正確に伝送されることを保証するために、前記光パルス信号の光パルス幅の範囲は１０ｐｓ〜１００ｎｓである。前記光パルス幅は、１０ｎｓ、２０ｎｓ、３０ｎｓ、４０ｎｓ、５０ｎｓ、６０ｎｓ、７０ｎｓ、８０ｎｓ、９０ｎｓ、及び、１００ｎｓを選択することができる。

上記装置及び方法の実施例において、光ファイバの長さを限定せず、具体的に採用する光ファイバの長さは、前記高エネルギー光子検出器の配置に応じて合理的に設定される必要があるとともに、光ファイバの長さの設定は、前記光電子倍増装置が光パルス信号を受信するときの時刻情報の正確性を考慮する必要がある。

本発明では、光ファイバの配置方式を具体的に限定せず、光ファイバの実際の配置は、システムにおける前記高エネルギー光子検出器の配置に応じて決定される。例えば、前記複数の高エネルギー光子検出器が環状でレイアウトされると、前記光ファイバは、前記複数の高エネルギー光子検出器を囲んで環状に配置される。

本発明の図面における実施例は、光ファイバを用いるが、当然のことながら、このファイバは、ガラス、クリスタル、又はシンチレータ結晶等に変更することができる。

本発明では、グローバル・クロックを使用せず、１つの実施形態では、様々なシステムのためにカスタマイズできる独立部品（光伝導器と光パルス発生器とを含む）が各高エネルギー光子検出器と接続され、各光電子倍増装置が光パルス信号から受信する時刻に基づいて時刻設定を完了することにより、高エネルギー光子検出器の間の分離を実現でき、別の１つの形態では、光電変換装置を用いて光パルス信号を電気信号に変換した後、次の電子回路に伝送して処理を行う。この２つの形態は、高エネルギー光子検出器の独立性を保証し、システムでの高エネルギー光子検出器の使用又は増減をより簡単にする。また、このような構造は、高エネルギー光子検出器の実際の位置に関係しない、すなわち、高エネルギー光子検出器の位置を任意に変更でき、より柔軟に使用することができる。また、時刻設定装置の部品は、従来の技術で一般的に使用される部品であり、容易に購入できる。

Claims (7)

1. 各々が、シンチレータ結晶、光電変換増倍装置、及び電子回路を有する複数の高エネルギー光子検出器を含む、放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置であって、
   光パルス信号を発する光パルス発生器と、前記光パルス信号を伝送する光伝導器とをさらに含み、
   前記高エネルギー光子検出器の各々には、いずれも前記光パルス信号を受信するための光透過孔が設けられ、
   前記光透過孔を、前記光電変換増倍装置にカップリングされていない、前記シンチレータ結晶の面のいずれか、又は、
   前記光電変換増倍装置にカップリングしていない、前記シンチレータ結晶の面のいずれかの近傍に置くことにより、
   前記光パルス信号は、前記光伝導器から前記光透過孔を通って前記光電変換増倍装置の表面に伝送されて、前記光電変換増倍装置により電気信号に変換されて増倍され、そして前記電子回路で処理して読み取られ、
   互いに独立した前記高エネルギー光子検出器の各々は、前記光パルス発生器により発生した前記光パルス信号からシステム時刻を取得し、そして、前記取得したシステム時刻に基づいて独立して、時刻設定と校正を行う
   ことを特徴とする、放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置。
2. 前記高エネルギー光子検出器はハウジングを含み、前記シンチレータ結晶が前記ハウジング内に設けられ、前記光透過孔が前記ハウジング上の、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングしていない面のいずれかの近傍に設けられること
   を特徴とする、請求項１に記載の放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置。
3. 前記光伝導器は、光ファイバ、ガラス、クリスタル又はシンチレータ結晶である
   ことを特徴とする、請求項１に記載の放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定装置。
4. 光パルス発生器から光パルス信号を発し、前記光パルス信号を、光伝導器を介して、前記光パルス信号を受信するための光透過孔が各々に設けられた複数の高エネルギー光子検出器に伝送するステップＳ１と、
   前記光透過孔を、光電変換増倍装置にカップリングされていない、シンチレータ結晶の面のいずれか、又は、前記光電変換増倍装置にカップリングしていない、前記シンチレータ結晶の面のいずれかの近傍に置くことにより、前記光パルス信号を、前記光伝導器から前記光透過孔を通して前記高エネルギー光子検出器に備えられた前記光電変換増倍装置の表面に伝送し、電子回路で処理して読み取るステップＳ２と、
   互いに独立した前記高エネルギー光子検出器の各々が、前記光パルス信号からシステム時刻を取得し、そして、前記取得したシステム時刻に基づいて独立して、時刻設定と校正とを行うステップＳ３と、を含む
   ことを特徴とする、放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法。
5. 前記ステップＳ１において、前記高エネルギー光子検出器はハウジングを含み、前記シンチレータ結晶が前記ハウジング内に設けられ、前記光透過孔が前記ハウジング上の、前記シンチレータ結晶の、前記光電変換増倍装置にカップリングしていない面のいずれかの近傍に設けられる
   ことを特徴とする、請求項４に記載の放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法。
6. 前記ステップＳ１において、前記光伝導器は、光ファイバ、ガラス、クリスタル、又は、シンチレータ結晶である
   ことを特徴とする、請求項４に記載の放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法。
7. 前記ステップＳ３において、前記光パルス信号の取得及び処理方法は、マルチ電圧閾値取得処理方法、定比率弁別器、又は、単一電圧閾値トリガ比較方法を用いるか、或いは、アナログ／デジタル変換器を用いて直接サンプリングする
   ことを特徴とする、請求項４に記載の放射線検出、測定、認識、画像化システムの時刻設定方法。

Images