JPH04110793A - シンチレーションカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、核医学で用いられるシンチレーションカメ
ラに関し、とくにその数え落とし補正の改良に関する。

【従来の技術】

シンチレーションカメラは、シンチレータに入射したカ
ンマ線が起こすシンチレーション発光を、光電変換器で
あるフォトマルチプライアで電気信号（パルス信号）に
変換し、シンチレータに複数のフォトマルチプライアを
結合しておいてその各々の出力信号の大きさから発光位
置すなわちガンマ線入射位置を演算し、その入射位置ご
とにガンマ線入射個数を計数することによって入射した
ガンマ線による像を撮影するものである。 このシンチレーションカメラにおいて、力゛ンマ線入射
に応じて生じるパルス信号の幅はシンチレータの応答速
度に起因しており、そのため時間的に接近して２つ以上
のカンマ線が入射すると信号のパイルアップが生じる。 また、このパルス信号は積分して後の処理に備えるが、
この積分のためにも時間を要する。 そのため、このような信号のパイルアップ及び積分に要
する時間を主な原因として、計数率（単位時間当りに入
射するガンマ線の個数）が高くなると、数え落しが生じ
ることになる。 そこで、従来より、シンチし・−シコンカメラの計数率
に応じて数え落とし補正のための補正係数を求めて数え
落とし補正処理することが一部で行われている。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の数え落とし補正処理では、シンチ
レーションカメラで検出したガンマ線入射の計数率をも
とに補正係数を求めており、必ずしも正確な数え落し補
正ができないという問題があった。 すなわち、シンチレーションカメラでは、一般に、エネ
ルギー信号波高が所定のエネルギーウィンド内に入って
いることを検出してアンブランク信号を発生し、このア
ンブランク信号が生じたときのみ、そのガンマ線入射を
入射位置ごとにカウントするようにしているか、従来で
はこのアンブランク信号により計数率を測定し、その測
定した計数率に応じて補正係数を求めている。ところが
、このようなシンチレーションカメラの出力計数率は、
第４図の実線で示すように、入射計数率に対応する理想
特性（点線）とは大きく離れ、且つ、入射計数率が低い
うちはそれに応じて高くなるが入射計数率が高くなると
今度は減少するようになる。そのため、出力計数率が最
大値となる入射計数率以上では正確な補正係数を求める
ことができない。第４図の例で言えば、出力計数率がＫ
ａであるときは入射計数率はＫｂであるから、シンチレ
ーションカメラの計数値に対して（Ｋｂ／Ｋａ）の補正
係数を掛算すれば数え落とし補正かできるが、この第４
図の実線のように最大値をとった後減少する特性となっ
ていると、出力計数率がＫａであるとき実際の入射計数
率がＫｂであるのかＫＣであるのか判別がつかす、結局
、補正係数を（Ｋｃ７／Ｋａ）とすべきところでも（Ｋ
ｂ／Ｋａ）とすることになり、出力計数率が最大値とな
る入射計数率以上では数え落とし補正を正確に行えない
。 この発明は、上記に鑑み、正確な数え落とし補正ができ
るように改善したシンチレーションカメラを提供するこ
とを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、この発明によるシンチレー
ションカメラにおいては、シンチレータと、このシンチ
レータに結合された複数の光電変換器と、該複数の光電
変換器の各出力が入力されるエネルギー弁別及び位置演
算回路と、該エネルギー弁別及び位置演算回路によって
得たアンブランク信号に応じて、該エネルギー弁別及び
位置演算回路からの位置信号ごとに計数を行う計数回路
と、該複数の光電変換器の各出力を加算する加算器と、
該加算器の出力を雑音レベルから弁別する弁別回路と、
該弁別回路の出力から計数率を測定する回路と、該測定
された計数率に基づいて補正係数を求める回路と、この
補正係数に応じて上記計数回路の計数を修正する回路と
が備えられている。

【作　　用】

アンブランク信号が生じるたびに、位置信号ごとに計数
がなされる。すなわち、放射線がシンチレータに入射す
ると、そのたびに、その入射位置ごとに計数がなされる
。これにより放射線による像が形成される。 一方、シンチレータに縫合された複数の光電変換器の各
出力が加算され、その加算出力が雑音レベルから弁別さ
れる。これにより、どのようなエネルギーの放射線が入
射したとしても、その放射線の入射が検出されることに
なる。 そして、この弁別出力から計数率が測定される。 こうして測定された計数率は、入射放射線の計数率（実
際に入射した放射線の単位時間当りの個数）に近く、且
つ入射計数率とともに単調増加しており、入射計数率と
１対１に対応している。そのため、測定計数率から入射
計数率を正確に求めることができ、その入射計数率に対
応するアンブランク信号の計数率に関する正しい補正係
数を求めることができる。 この補正係数に応じて、上記の入射位置ごとの計数を、
たとえば１個アンブランク信号が生じたときに１．０１
ずつ加算したり、あるいは１００個アンブランク信号が
生じたときに１個の割合で余分なアンブランク信号をラ
ンダムに発生してこれを計数したりして、修正する。 このときのどれだけ余分に加算するかが上記の測定計数
率に基づいて得た入射計数率、さらにその入射計数率か
ら得たアンブランク信号に関する補正係数によって決ま
るので、入射計数率が高くなっても正確な数え落とし補
正を行うことができる。

【実　施　例】

以下２この発明の一実施例について図面を参照しながら
詳細に説明する。第１図において、被写体である人体１
１にあらかじめＲ１（放射性同位元素）を含む薬剤が投
与されており、ＲＩが特定の臓器１２に集積し、このＲ
Ｉからガンマ線が放射されているものとする。このガン
マ線はコリメータ２１を通ってシンチレータ２２に入射
し、シンチレーシコン発光を起こす。この光はライトガ
イド２３により多数のフォトマルチプライア２４の各々
に導かれる。各フォトマルチプライア２４は、それぞれ
に入射した光に応じた電気信号を生じる。この電気信号
は、ガンマ線の入射によるシンチし・−シコン発光に応
じてパルス状になり、且つその信号の大きさは、発光位
置に近いものほど大きくなる。 この各フォトマルチプライア２４の出力はエネルギー弁
別及び位置演算回路３１に送られる。ここで、各出力を
すべて加算してエネルギー信号をつくり、このエネルギ
ー信号の波高が所定のエネルギーウィンド内に入ってい
るかどうかの弁別を行い、入っているときにアンブラン
ク信号を生じる。また、フォトマルチプライア２４の各
出力の大きさは上記のようにガンマ線入射位置に依存し
ているため、各出力の大きさから入射位置を算出し、位
置信号Ｘ、Ｙを得る。 この位置信号Ｘ、Ｙはメモリ、３２に送られてアドレス
信号として用いられる。アンブランク信号と位置信号Ｘ
、Ｙが同時に生じたとき、掛算器３３を経たアンブラン
ク信号が、メモリ３２のそのアドレスから読み出された
値と加算器３４において加算され、再びそのアドレスに
格納される。こうして、入射したガンマ線の個数が、メ
モリ３２の各アドレスにおいて、各入射位置ごとに計数
される。ある時間の計数が終了したとき、メモリ３２に
おいてガンマ線による画像が再現され、それがＣＰＵ３
５に取り込まれる。 一方、多数のフォトマルチプライア２４の各出力は加算
器４１に送られて加算され、その加算出力はディスクリ
ミネータ４２に送られる。ディスクリミネータ４２の検
出レベルＬは第２図に示すように信号を雑音レベルから
弁別できるように、限界近く低く設定される。すなわち
、加算した信号はその波高値が入射放射線のエネルギー
に対応したものとなるので、エネルギー弁別及び位置演
算回路３１において、所定のエネルギーウィンドＷに入
っているかどうかの弁別がなされるのであるが、この加
算器４１とディスクリミネータ４２によってそれとは別
にどのようなエネルギーの放射線であれ放射線が入射し
たことをその早いタイミングで検出するようにしており
、このディスクリミネータ４２の出力をタイミング信号
としてエネルギー弁別及び位置演算回路３１に送って、
エネルギー弁別や位置演算の処理を開始させるようにし
ている。このようにディスクリミネータ４２の出力は、
回路の動作タイミングの基本となるため、放射線入射が
あったときになるべく早い段階で発生させる必要があり
、そのため、ディスクリミネータ４２の検出レベルＬは
、上記のように信号を雑音レベルから弁別できるぎりぎ
りの低いレベルに設定される。 この実施例では、このディスクリミネータ４２の出力が
計数率測定回路４３に送られ、計数率が測定される。す
なわち、計数率は、単位時間当りの検出レベルＬの突破
回数として測定される。そのため、こうして得られる出
力計数率（測定計数率）の−特性は、第３図の実線で示
すように、入射計数率と完全に対応した理想的な出力計
数率特性（点線で示す）に近い、入射計数率に対して単
調増加するものとなる。なぜなら、検出レベル化が限界
近く低くされているので、放射線パルス信号のきわめて
早い段階で、放射線入射を検出することができ、信号の
パイルアップや積分時間に影響される度合がより少ない
からである。 こうして測定された計数率に基づき、補正係数算出回路
４４が補正係数を算出する。たとえば第３図のように測
定された計数率がＫｄのとき、第３図の実線により実際
に入射した放射線の計数率Ｋｅが求められ、これから第
４図の実線に基づき補正係数（Ｋ　ｂ　、／　Ｋ　ａ、
あるいはＫｃ、／Ｋａ）が求められる。この補正係数算
出回路４４は、第３図の実線及び第４図の実線の各プロ
ットを記憶している記憶回路と、各プロットの間の値を
補間計算する回路などから構成することができる。すな
わち、エネルギー弁別及び位置演算回路３１において得
られるアンブランク信号は、上記の通り、全フォトマル
チプライア２４の出力の加算信号の波高が所定のエネル
ギーウィンドＷ内に入ったときに得られるものであるか
ら、発生タイミングが遅く、信号のパイルアップの影響
を受け、また積分時間の影響を受け、その結果アンブラ
ンク信号の出力計数率は第４図の実線のようになる。そ
こで第３図から求めた入射計数率に基づいて、この第４
図の実線からアンブランク信号の出力計数率を補正する
補正係数を求めて、この補正係数を掛算器３３において
アンブランク信号に掛算した値を加算すれば、数え落し
のない計数ができ、数え落とし補正を正確に行うことが
できたこ１とになる。 この補正係数はたとえば１．０１などの小数点以下を含
む値となり、数え落とし補正しない場合に１回の放射線
入射に応じて１ずつ加算するところ、１．０１ずつ加算
することになる。 なお、この実施例のように掛算器３３を用いて数え落と
し補正を行うのではなく、上記のように補正係数が１．
０１であるとした場合、その補正係数に応じた確率つま
り１００カウントにつき１回の確率で、１個のアンブラ
ンク信号から２個のアンブランク信号をランタムに発生
させる回路など、他の数え落とし補正回路を用いること
もできる。また、ソフトウェアにより補正係数に応じた
同様の数え落とし補正を行うこともできる。 さらにアンブランク信号の計数率をも別途測定しておい
て、これら２つの測定計数率を用いて補正係数を求める
よう構成することもできる。 上記の実施例ではタイミング信号を発生するためのディ
スクリミネータ４２の出力から計数率を測定したが、別
途に、計数率測定用として加算器とレベル弁別回路（比
較回路）を設けるようにしてもよい（つまり、上記の実
施例では、タイミング信号を発生するための加算器４１
とディスクリミネータ４２とを計数率測定のために兼用
したわけである）。

【発明の効果】

この発明のシンチレーションカメラによれば、数え落と
し補正の精度を向上させることができ、核医学測定での
定量性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は信
号波形図、第３図及び第４図は入射計数率に対する出力
計数率を示すグラフである。 １１・・・人体、１２・・・臓器、２１・・・コリメー
タ、２２・・・シンチレータ、２３・・・ライトガイド
、２４・・・フォトマルチプライア、３１・・・エネル
ギー弁別及び位置演算回路、３２・・・メモリ、３３・
・・掛算器、３４・・・加算器、３５・・・ＣＰＵ、４
１・・・加算器、４２・・・ディスクリミネータ、４３
・・・計数率測定回路、４４・・・補正係数算出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シンチレータと、このシンチレータに結合された
   複数の光電変換器と、該複数の光電変換器の各出力が入
   力されるエネルギー弁別及び位置演算回路と、該エネル
   ギー弁別及び位置演算回路によって得たアンブランク信
   号に応じて、該エネルギー弁別及び位置演算回路からの
   位置信号ごとに計数を行う計数回路と、該複数の光電変
   換器の各出力を加算する加算器と、該加算器の出力を雑
   音レベルから弁別する弁別回路と、該弁別回路の出力か
   ら計数率を測定する回路と、該測定された計数率に基づ
   いて補正係数を求める回路と、この補正係数に応じて上
   記計数回路の計数を修正する回路とを備えることを特徴
   とするシンチレーションカメラ。