JPH04208894A - ガンマカメラ装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、放射性同位元素（Ｒ１）を投与された被検体
内におけるＲ１分布データを作成するガンマカメラ装置
に係り、特に放射線の入射位置を算出する手段を改善し
たガンマカメラ装置に関するものである。

（従来の技術） シンチレーションカメラの一般的な構成を第９図に示す
。１は放射性同位元素か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ーション光
を発生するシンチレータ、２はこのシンチレータ１に光
学的に結合されシンチレー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。上記したシンチレータ
１および光電子増倍管２は図示しないコリメータ、ライ
トガイド等と共に検出器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、ここでシンチレーション光
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ックスを
利用した重み付は回路等で構成され、シンチレータ１の
中心を原点とするＸＳＹ直交座標系におけるＸ＋、Ｘ−
１Ｙ＋、Ｙ−１な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
ギー値情報が得られる。それらの位置情報およびエネル
ギー値情報を基にして表示系８にて被検体内のＲ１分布
画像を表示することかできる。

ここで、放射線入射時のシンチレータ１での発光位置を
算出する手段について詳述すると、第１０図に示すよう
に例えば６１本の光電子増倍管２はそれぞれの受光面が
六角形状平面上に稠密に配置されるように並べられてい
る。今、各光電子増倍管２に付与される“位置による重
みづけ”の値が第１１図に示すように与えられるとして
、放射線（ガンマ線）が図示矢印のように入射した場合
についてのその入射位置を算出する計算方法が同図に示
されている。この図のものはＸ軸方向のみを扱ったもの
で十０．５として算出される。図示されていないか、Ｙ
軸方向についても全く同様にして算出される。

しかしながら上述したように、光電子増倍管２は有限個
の６１本のものが六角形状に配列されているものである
ため、Ｘ、Ｙ位置座標系の対称性を悪化させていた。す
なわち理想的には光電子増倍管を無限例に増加できれば
何等問題ないか、実際問題として光電子増倍管の使用本
数を極端に増加させることは経済上、性能上等の理由に
よって不可能であるため、光電子増倍管の配列方向に沿
った格子縞模様が強調されてＲＩ分布画像に重畳される
こととなる。

そこで、そのようなＲ１分布画像に重畳された格子縞模
様を極力排除するため、次のような手段が既に案出され
ている。すなわち、被検体内に投与されたＲ１から放射
される放射線のうち、コリメータを通過した放射線のみ
シンチレータに入射される。ここで入射放射線のエネル
ギー値に比例した光量のシンチレーション光が発生され
、複数の光電子増倍管に供給される。これらの光電子増
倍管はそれぞれ供給光に比例した電気信号を出力する。

第１の位置計算器はそれらの電気信号に基づいて入射放
射線の概略的入射位置を算出する。

このようにして算出された入射放射線の概略的入射位置
情報が第２の位置計算器に供給される。これによって第
２の位置計算器は算出された概略的入射位置に位置する
光電子増倍管を中心としてこれを取り巻く所定本数の光
電子増倍管のグループを選択し、このようにして選択さ
れたグループの光電子増倍管の出力信号に基づいて入射
放射線のより正確な入射位置情報を算出する。このよう
にして算出されたより正確な入射位置情報を収集し、こ
れらによって最終的に被検体内のＲ１分布データが作成
される。

この手段によれば、格子縞模様の重畳が極力抑制された
Ｒ１分布画像を得ることかできる。

（発明が解決しようとする課題） しかしなから、上記した手段によっても、尚−層の改善
の余地が残されている。すなわち、第２の位置計算器が
対象とする７本の光電子増倍管を第１２図に示し、それ
ぞれにＡ−Ｇの記号を付すと共に、座標軸り、Ｍ、Ｎの
関係を図示の通りとする。ここで問題になるのは、光電
子増倍管りに対する実際の発光位置（放射線入射位置）
がその中心０からある程度能れている場合に、位置計算
に用いられる光電子増倍管の本数が限定されていること
と相まって、単純な重みづけ加算によっては正確な発光
位置計算を実施することができない。

その理由を第１３図を参照して説明する。この図は説明
を簡単化するために、Ｍ軸上の３本の光電子増倍管Ｃ’
、Ｄ、Ｈのみ示して゛いる。今、図示中央の光電子増倍
管りの左側周辺部近辺位置Ｐで発光があったと仮定する
と、光電子増倍管ＣおよびＤからの各出力値は比較的大
きく且つほぼ等しいものとなり、−刀先電子増倍管Ｅの
出力は他に比較して小さな値となる。その結果、光電子
増倍管Ｅの出力はノイズ成分として働き、計算による発
光位置を実際の発光位置より図示右側、すなわち光電子
増倍管Ｅの方向に偏倚させることとなる。

このような発光位置計算制度の悪化が最終的にＲ１分布
画像に歪みを招く結果となる。

本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、入射放射線による発光位置が選択された
グループの中心位置にある光電子増倍管の中心位置から
離間した位置にある場合においても、受光位置を高精度
に計算し得、以って歪みが除去されたＲＩ分布像を得る
ことが可能なガンマカメラ装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明にかかるガンマカメラ装
置は、被検体内に投与された放射性同位元素から放射さ
れる放射線のうち所定方向の放射線のみ通過させるコリ
メータと、 このコリメータを通過した放射線を受けてそのエネルギ
ー値に比例した光量のシンチレーション光を発生するシ
ンチレータと、 このシンチレータからのシンチレーション光を受けてそ
の光量に比例した電気信号を出力する複数の光電子増倍
管と、 これらの光電子増倍管からの各出力信号に基づいて入射
放射線の概略的入射位置を算出する第１の位置計算器と
、 この第１の位置計算器により算出された前記入射放射線
の概略的入射位置に位置する光電子増倍管を中心として
これを取り巻く所定本数の光電子増倍管でなるグループ
を選出すると共に、該選出グループの光電子増倍管の各
出力に基ついて前記入射放射線のより正確な入射位置を
算出する第２の位置計算器と、 前記第１の位置計算器及び第２の位置計算器のうち少な
くとも一方に含まれるものであって、光電子増倍管の中
心点から有意的に離間した位置に放射線か入射したとき
、ノイズ出力を発する光電子増倍管を除外して、必要な
光電子増倍管のみを選出する補正手段と、 を具備したことを特徴とする。

（作　用） 以上の構成を有する本発明によれば、被検体内に投与さ
れたＲＩから放射される放射線のうち、コリメータを通
過した放射線のみシンチレータに入射される。ここで入
射放射線のエネルギー値に比例した光量のシンチレーシ
ョン光が発生され、複数の光電子増倍管に供給される。

これらの光電子増倍管はそれぞれ供給光に比例した電気
信号を出力する。第１の位置計算器はそれらの電気信号
に基づいて入射放射線の概略的入射位置を算出する。こ
のようにして算出された入射放射線の概略的入射位置情
報が第２の位置計算器に供給される。

これによって第２の位置計算器は算出された概略的入射
位置に位置する光電子増倍管を中心としてこれを取り巻
く所定本数の光電子増倍管のグループを選択し、このよ
うにして選択されたグループの光電子増倍管の出力信号
に基づいて入射放射線のより正確な入射位置情報を算出
する。

ここで第１の位置計算器によって算出された放射線入射
位置がグループの中心を占める光電子増倍管の中心点か
ら有意的な離れて位置する場合に、ノイズ出力を発する
光電子増倍管の位置情報を第２の位置計算回路に与え、
第２の位置計算回路は必要な光電子増倍管のみを、選択
し、ノイズ出力を除外した光電子増倍管の出力信号に基
づいて入射情報のより正確な入射位置情報を算出する。

このようにして検体内のＲ１分布データが作成される。

（実施例） 本発明の一実施例の構成を第１図乃至第１４図を参照し
て説明する。この実施例の全体的構成を示す第１図にお
いて、ＲＩＩＯを投与された被検体１１から放射される
放射線（ガンマ線）を検出する検出器１２を設ける。こ
の検出器１２は所定方向のガンマ線のみ通過させるコリ
メータ１３、このコリメータを通過したガンマ線をシン
チレーション光に変換するシンチレータ１４、このシン
チレータが発生されたシンチレーション光を導びくライ
トガイド１５、このライトガイドを介してシンチレータ
１４からのシンチレーション光を受光する複数の光電子
増倍管１６て構成されている。

また複数の光電子増倍管１６は例えば第２図に示すよう
に、６１本の光電子増倍管を六角形の受光平面が形成さ
れるように配置されている。

各光電子増倍管１６のそれぞれの出力端子をプリアンプ
１７を介して後に詳述する入射ガンマ線の概略的入射位
置を算出するための第］の位置計算器１８に接続する。

またこの位置計算器１８の出力信号Ｘｏ、Ｙｏは、後に
詳述する入射放射線のより正確な入射位置を算出するた
めの第２の位置計算器］９に供給される。

また、この第１の位置計算器１８の出力側には、特定の
場合において発生する誤計算を修正するための情報を発
生する補正位置計算回路２０（詳細は後述する。）が含
まれている。

この補正位置計算器２０によってノイズ分となる光電子
増倍管の位置情報が前記第２の位置計算器１９に供給さ
れる。以上の情報を基に放射線入射位置信号Ｘ、Ｙが収
集メモリ２１に供給される。

この収集メモリはＸ、Ｙ位置信号で指定される２次元メ
モリ領域を備え、第２の位置計算器１９によって出力さ
れた例えばＸＩ、Ｙｌの位置信号か付与されると、ＸＩ
、Ｙｌで指定されるメモリ部に記憶されているデータに
対し１か加算される。

このような動作は第２の位置計算器１９から出力信号が
供給されてくる都度行われ、充分なデータ収集か実施さ
れた後、収集メモリ２１に被検体内のＲＩ分布像データ
が記憶される。このＲＩ分布像データを表示画像とする
ため、表示メモリ２２を設けてこれに一旦データを移し
替え、この移し替えられたデータをＤ／Ａ変換器２Ｂを
介して表示器２４に供給する。

第１の位置計算器１８は第３図に示すように、特定座標
系位置計算回路２５、補正位置計算回路２０、絶対座標
系位置計算回路２７で構成されている。特定座標系位置
計算回路２５は、第７図に示すようにＬ軸、Ｍ軸並びに
Ｎ軸にグループ分けされた光電子増倍管１６について、
各グループ毎に設定値以上の大きさをもつ光電子増倍管
１６の出力信号を検出し特定座標系位置信号として出力
するものである。絶対座標系位置計算回路２７は、特定
座標系位置計算回路２５から出力される各グループ毎の
特定座標系位置信号を基にして、絶対座標系位置信号Ｘ
ｏ、Ｙｏを算出して出力する。

特定座標系位置計算回路２５は第４図に示すように、光
電子増倍管のグループ毎に独立した回路構成となってい
る。ここで光電子増倍管１６は、例えば第７図に示すよ
うに、Ｌ軸（Ｌｌ、Ｌ２゜−、Ｌｎ）、Ｍ軸（Ｍｌ、Ｍ
２．−＝、Ｍｎ）、Ｎ軸（Ｎｌ、Ｎ２．　・−、Ｎｎ）
の３つにグループ分けされる。各グループのものとも同
一回路構成であるため、Ｌ軸のグループのみについて説
明すると、光電子増倍管の各出力をオア回路２８に接続
し、この出力端子をＡ／Ｄ変換器２９に接続する。これ
によってＡ／Ｄ変換された出力信号は比較器３０および
エンコーダ３］によって特定座標系位置信号とされて出
力される。補正位置計算回路２０は特定座標位置計算回
路２５のＬ軸、Ｍ軸、Ｎ軸の出力状態から、γ線が光電
子増倍管１６の中心点から有意的に離散しているかどう
かを判断し、ノイズ分と有る光電子増倍管の位置信号を
ＰＣＮとして第２の位置計算回路１９へ出力する。

第２の位置計算器１９は第５図に示すように構成される
。すなわち、第１の位置計算器１８から入力される入射
ガンマ線の概略入射位置信号Ｘｏ。

Ｙｏと、ノイズ分光電子増倍管位置信号ＰＣＮか供給さ
れるデコード回路３２を設ける。このデコード回路は信
号Ｘｏ、Ｙｏを受けて、この位置Ｘｏ、Ｙｏに存在する
光電子増倍管１６を中心に据えてそれを六角形状に取り
巻く合計７本の光電子増倍管］６のグループを選択する
ための信号を７個のアナログスイッチ３３に供給する。

このような光電子増倍管１６のグループ分けの様子を第
２図に示す。例えば連続番号１４の光電子増倍管が第１
の位置計算器１８によって選択されたときは、それを取
り巻く連続番号７．８．１Ｂ、１４゜１５．２１．２２
の光電子増倍管のグループか選択される。他のものにつ
いても上記と同様に選出されることになる。７個のアナ
ログスイッチ３３の各出力、すなわちデコード回路３２
によって選択された光電子増倍管１６の各出力を受ける
演算部３４を設ける。この演算部は全受信信号に基づい
てより正確なガンマ線位置信号Ｘ、Ｙを算出し、また全
受信信号の総計値から入射ガンマ線のエネルギー値を求
め、この値が設定範囲内のものであるとき、入射ガンマ
線の入射位置信号Ｘ、Ｙとして出力する。

この演算部３４は第６図に示すように構成されている。

各アナログスイッチ３３の出力信号を、第７図に示すよ
うなＬ軸、Ｎ１軸、Ｎ軸（互いに６０°ずつずれている
）座標に振り分ける特定座標系位置計算回路３５を設け
る。この回路は既述した第４図の回路構成と全く同一で
あるので、ここでの説明は省略する。この回路３５から
のそれぞれの出力信号を別々に位置計算のための分子重
みづけ部３６および分母重みづけ部３７に並列的に供給
し、その後加算部３８．３９に供給する。

それぞれの座標毎の加算部３８．３９の出力信号につい
て別々に計算を実施する除算部４０を設ける。これら各
部は第１１図に示された演算式に従って動作される。ま
た除算部４０によって算出されたり、Ｍ、Ｎ軸のそれぞ
れの座標位置信号の供給を受けて、入射ガンマ線のより
正確な入射位置を算出する座標変換部４１を設ける。

次に上記した構成の実施例の動作を説明する。

第１図において、Ｒ１，１０を投与された被検体１１か
ら放射されるガンマ線を検出器１２にて検出する。この
際、検出器１２の光電子増倍管１６の出力端子からガン
マ線の入射位置に応して電気信号が出力される。これら
の出力電気信号はガンマ線入射位置に近い位置に配置さ
れている光電子増倍管１６はどその信号の波高値は高く
なる。そのような各光電子増倍管１６からの出力電気信
号はそれぞれ各プリアンプ１７にて増幅されて後、第１
の位置計算器１８に供給される。

第１の位置計算器１８では、第４図に示す特定座標系位
置計算回路２５に取り込まれる。これらの信号はオア回
路２８によって収集され、Ａ／Ｄ変換器２９によってデ
ィジタル信号に変換される。

これらのディジタル信号は比較器３０によって信号値ノ
大きさで振り分けられ、エンコーダ３１によって最終的
にＬ軸、Ｍ軸、Ｎ軸なるグループ毎の特定座標系位置信
号として出力される。特定座標系位置信号が絶対座標系
位置計算回路２７に供給されることによって、この回路
から入射ガンマ線の絶対座標系位置信号Ｘ○、Ｙｏが出
力される。

ここで、γ線が光電子増倍管の中心がら離れた位置に落
ちた時の補正位置計算回路２ｏの動作を説明する。すな
わち、γ線が光電子増倍管の中心から離れた位置に落ち
た場合、特定座標系位置計算回路２５においてＬ軸、Ｎ
軸、Ｍ軸か複数本選択される様に比較器３０の比較基準
信号を設定する。即ち、第１４図において、例えば光電
子増倍管Ｎφ２３．３１．３２の中間点Ａにγ線か落ち
た時、Ｌ軸系ではＬ５．Ｌ６かＮ軸系ではＮ５゜Ｎ４か
、Ｍ軸系ではＭ５．Ｍ６か選択される。このように各軸
が２本づつ選択された時は３つの光電子増倍管の間に落
ちたことが知り得る。

そこで、これらの信号ＳＣＮをもとに、補正位置計算回
路２０は第１５図（ａ）に示すような不要な光電子増倍
管のグループ内における番号１゜３．６．７をＰＣＮ信
号として出力する。

また、同様に第１４図においてＢ点の位置にγ線か落ち
た時はＬ４．Ｌ５．Ｍ４．Ｍ５が選択される。このよう
に２組の軸が２本、残りの軸か１本のみ選択された時は
、２つの光電子増倍管の間に落ちた事が訳る。そこで補
正位置計算回路２゜は第１５図（ｂ）で示すように、こ
の時、ノイズとして不要な番号２，５．７を出力する。

光電子増倍管の中心に近い位置にγ線が落ちた時はし、
Ｍ、Ｎ各軸とも１本づつのみ選択されるので、補正か不
要である事が分り、ＰＣＮ信号は何も出力されない事に
なる。上記の判断が補正位置計算回路２０にておこなわ
れる。

このようにして第１の位置計算器１８から出力された信
号Ｘｏ、Ｙｏ及び信号ＳＣＮが第２の位置計算器］９に
供給される。この第２の位置計算器では、デコーダ回路
３２かその信号Ｘｏ、Ｙ。

ＳＣＮを受け、この座標位置Ｘｏ、Ｙｏに存在する光電
子増倍管を中心としてその周りを六角形状に取り巻く合
計７本の光電子増倍管のグループを、各アナログスイッ
チ３３を操作制御することによって選択する。この時ノ
イズ分となるこの光電子増倍管のアナログスイッチはＯ
ＦＦになる。このようにして選択された光電子増倍管１
６の全出力は演算部３４に供給される。

この演算部に供給された出力信号は先ず特定座標系位置
検出回路３５によって、互いに６０°ずつずれたり、Ｍ
ＳＮの３軸座標に振り分けられる。

次に各座標毎にそれぞれの信号は分子重みづけ部３６お
よび分母重みづけ部３７に並列的に送り込まれ、その後
加算部３８．３９を経て除算部４０に送り込まれる。こ
の除算部での除算により入射ガンマ線に対する各座標軸
り、Ｍ、Ｎにおける位置がそれぞれ第８図（ａ）に示す
ようにΩ、ｍｌｎ点という具合に求められる。座標変換
部４１ては、それらの各点Ω、ｍ、ｎから垂線を下ろし
、それらの交点Ｃを入射ガンマ線のより正確な入射位置
ＸＳＹとして出力する。尚上記したように３本垂線が正
しく交差しない場合は第８図（ｂ）に示すように、３本
の垂線によって形成される三角形の重心をそれに代るも
のとして採用することができる。第９図に座標変換器４
１のフローチャートを示す。

上記したように、第２の位置計算器１９によって出力さ
れた各データはそれぞれ収集メモリ２１に供給され、こ
こにＸ、Ｙ２次元のＲ１密度分布データとして蓄積され
る。次にこの蓄積データは、表示メモリ２１およびＤ／
Ａ変換器２２を介して表示器２３に供給され、これによ
って被検体１１内のＲＩ分布画像が表示される。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではく、
本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜設計変更可能で
ある。例えば入射ガンマ線の概略的入射位置を算出する
第１の位置計算器１８と、第３図および第４図に示され
たものを使用する代りに、光電子増倍管に対して何等グ
ループ分けを実施しないいわゆる従来一般に利用されて
いる抵抗マトリクスによるものを使用することも可能で
ある。

［発明の効果コ 以上記載したように本発明のガンマカメラ装置によれば
、位置計算器による計算結果にノイズ成分が影響してい
ると予想される場合に、そのノイズ成分を出力する光電
子増倍管の出力を除外してガンマ線入射位置を計算する
ようにしたので、歪みかないＲＩ分布像を提供すること
が可能である。

又、ノイズ成分を除外するよう、再計算を行なう方式に
比べ回路構成が簡単で計算時間もかからない。従ってコ
ストもかからない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は同実施例における光電子増倍管の配列状態を示す
説明図、第３図は第１図に示す装置中の第１の位置計算
器の構成を示すブロック図、第４図は第３図に示す第１
位置計算器中の特定座標位置検出回路の構成を示すブロ
ック図、第５図は第１図に示す装置中の第２の位置計算
器の構成を示すブロック図、第６図は第５図に示す演算
部の構成を示すブロック図、第７図および第Ｂ　ｆｊｇ
ｊ　ｌｉそれぞれ同演算部の動作を説明するための図・
第９図は従来装置の構成を示すブロック図・第１０図乃
至第１５図はそれぞれ同従来装置の動作を説明するため
の図である。 １２・・検出器、１６・・光電子増倍管、１８・・・第
１の位置計算器、１９・・・第２の位置計算器、２０・
・・再計算器、２１・・収集メモリ、２２・・・表示メ
モリ、２３・・・Ｄ／Ａ変換器、２４・・・表示器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 １８　銅１位置計算器 ２５特定圧標系位置計算回路 〜 第４図 第６図 ＬＩＬ２Ｍｎ 第７図 第８図 第９図 □ 第１０　図 第１２図 第１３図 第１４図 （ａ）　　　　　　　　（ｂ） 第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被検体内に投与された放射性同位元素から放射される放
   射線のうち所定方向の放射線のみ通過させるコリメータ
   と、 このコリメータを通過した放射線を受けてそのエネルギ
   ー値に比例した光量のシンチレーション光を発生するシ
   ンチレータと、 このシンチレータからのシンチレーション光を受けてそ
   の光量に比例した電気信号を出力する複数の光電子増倍
   管と、 これらの光電子増倍管からの各出力信号に基づいて入射
   放射線の概略的入射位置を算出する第１の位置計算器と
   、 この第１の位置計算器により算出された前記入射放射線
   の概略的入射位置に位置する光電子増倍管を中心として
   これを取り巻く所定本数の光電子増倍管でなるグループ
   を選出すると共に、該選出グループの光電子増倍管の各
   出力に基づいて前記入射放射線のより正確な入射位置を
   算出する第２の位置計算器と、 前記第１の位置計算器及び第２の位置計算器のうち少な
   くとも一方に含まれるものであって、光電子増倍管の中
   心点から有意的に離間した位置に放射線が入射したとき
   、ノイズ出力を発する光電子増倍管を除外して、必要な
   光電子増倍管のみを選出する補正手段と、 を具備したことを特徴とするガンマカメラ装置。