JPH04218791A - Simultaneous counter - Google Patents

Simultaneous counter

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JPH04218791A
JPH04218791A JP2411329A JP41132990A JPH04218791A JP H04218791 A JPH04218791 A JP H04218791A JP 2411329 A JP2411329 A JP 2411329A JP 41132990 A JP41132990 A JP 41132990A JP H04218791 A JPH04218791 A JP H04218791A
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delay
clock
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Keiji Shimizu
啓司 清水
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Abstract

PURPOSE:To obtain a simultaneous counter circuit dispensing with adjustment, being excellent in stability and enabling execution of real-time detection. CONSTITUTION:In a simultaneous counter circuit executing simultaneous counting of a plurality of series of signals comprising time information, a reference clock generating means, sampling means provided for the plurality of series of signals and operating synchronously with a clock of the aforesaid reference clock generating means, a delay means provided for the series on one side and operating synchronously with the aforesaid clock, a means for obtaining a pulse of a prescribed width, which is provided for the series on the other side and operates synchronously with the aforesaid clock, and a means for taking the logical sum of outputs of the means for obtaining the aforesaid pulse of the prescribed width and the logical product of outputs of the aforesaid delay means, are provided.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ポジトロンCTなどの
ように、時間的に相関のある1対の事象を検出するため
の同時計数回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coincidence circuit for detecting a pair of temporally correlated events, such as in positron CT.

【0002】0002

【従来の技術】まず、ポジトロンCTの原理について図
5に基づき説明する。生体1などに取り込まれたポジト
ロン放出核種2から放出されたポジトロンはその近傍で
運動エネルギーを失った後、物質構成電子と結合して消
滅する。その際、1対の消滅光子3a,3bを互いに正
反対の方向に放出する。これらの消滅光子(γ線対)3
a,3bは、生体1を挾んで対向しておかれた1対の検
出器4a,4bの同時計数により計測される。ここで、
同時計数とは、両方の検出器4a,4bに同時にγ線対
3a,3bが入射したときのみ、1つの事象に数える技
術で、ポジトロンCTでは本質的な重要性を有する。
2. Description of the Related Art First, the principle of positron CT will be explained based on FIG. The positrons emitted from the positron-emitting nuclide 2 taken into the living body 1 or the like lose kinetic energy in the vicinity, and then combine with electrons constituting the substance and disappear. At this time, a pair of annihilation photons 3a and 3b are emitted in opposite directions. These annihilation photons (gamma ray pairs) 3
a and 3b are measured by simultaneous counting of a pair of detectors 4a and 4b placed facing each other with the living body 1 in between. here,
Coincidence is a technique that counts as one event only when the gamma ray pair 3a, 3b is simultaneously incident on both detectors 4a, 4b, and has essential importance in positron CT.

【0003】検出器4a,4bの同時計数により、これ
らの検出器4a,4bを結ぶ円筒状の部分のポジトロン
放出核種2のみが検出される。ポジトロンCTでは、こ
の性質を利用して、生体1のある断面に沿って多数の方
向について同時計測を測定する。そして、これらのデー
タからX線CTと同様な計算法により、断面のポジトロ
ン放出核種2の分布をコンピュータで算出し、画像とし
て表示している。
Due to the simultaneous counting of the detectors 4a and 4b, only the positron-emitting nuclide 2 in the cylindrical portion connecting these detectors 4a and 4b is detected. In positron CT, this property is utilized to simultaneously measure multiple directions along a certain cross section of the living body 1. From these data, a computer calculates the distribution of the positron-emitting nuclide 2 in the cross section using a calculation method similar to that of X-ray CT, and displays it as an image.

【0004】図6は、ポジトロンCT装置の電子回路を
示したものである。検出器4a,4bにて検出され、電
気信号に変換された信号は、前置増幅器5a,5bに入
る。この前置増幅器5a,5bを出たパルス信号に対し
て、その発生した時間を同定し、時間信号をゲート6a
,6bを介して同時計数回路7に送るとともに、パルス
が雑音によるものではなく、確かにγ線対3a,3bに
よるものであることをエネルギー弁別回路11a,11
bにより判定する必要がある。エネルギー弁別回路11
a,11bは、パルス信号を積分し、積分値がある一定
以上の信号のみを選択し、蛍光減衰時間程度の時間を必
要とする。
FIG. 6 shows an electronic circuit of a positron CT apparatus. The signals detected by the detectors 4a, 4b and converted into electrical signals enter preamplifiers 5a, 5b. The time of occurrence of the pulse signals output from the preamplifiers 5a and 5b is identified, and the time signal is transferred to the gate 6a.
, 6b to the coincidence counting circuit 7, and the energy discrimination circuits 11a, 11 confirm that the pulse is not caused by noise but is indeed caused by the gamma ray pair 3a, 3b.
It is necessary to judge based on b. Energy discrimination circuit 11
a, 11b integrates the pulse signal, selects only those signals whose integral value is above a certain level, and requires a time approximately equal to the fluorescence decay time.

【0005】一方、時間信号はタイムピックオフ回路8
a,8bによりパルスの立上りと同時に発生する。時間
信号が発生した時点では、エネルギー弁別は完成してい
ないため、時間信号は遅延回路9a,9bにより一定の
遅延を受ける。一定時間経過後、エネルギーがしきい値
に達しているときは、ゲート6a,6bが開き信号は同
時計数回路7に入る。一方、エネルギーがしきい値以下
のときはゲート6a,6bが開かず以後の処理は行われ
ない。タイムピックオフ回路8a,8bでの分解時間は
同時計数回路7のコインシデンスウインドウ幅を決める
重要な因子であり、可能な限り短くする必要がある。
On the other hand, the time signal is sent to the time pickoff circuit 8.
a and 8b, it occurs simultaneously with the rising edge of the pulse. Since energy discrimination has not been completed at the time the time signal is generated, the time signal is delayed by a certain amount by the delay circuits 9a and 9b. After a certain period of time has elapsed, when the energy has reached the threshold value, the gates 6a and 6b open and the signal enters the coincidence circuit 7. On the other hand, when the energy is below the threshold value, the gates 6a and 6b are not opened and subsequent processing is not performed. The resolution time in the time pickoff circuits 8a and 8b is an important factor in determining the coincidence window width of the coincidence circuit 7, and must be made as short as possible.

【0006】同時計数回路7では、2つの検出器4a,
4bからの時間信号が同時にきたものであるかを判定し
、同時にきた場合には、アドレスエンコーダ10に信号
を送る。しかし、γ線対3a,3bからの時間信号は、
全く同じ時間に同時計数回路7に入るわけではない。そ
こで、同時計数回路7では、ある一定時間内に入ってき
た信号は同時であると判定している。
In the coincidence circuit 7, two detectors 4a,
It is determined whether the time signals from 4b come at the same time, and if they come at the same time, the signals are sent to the address encoder 10. However, the time signal from the γ-ray pair 3a, 3b is
They do not enter the coincidence circuit 7 at exactly the same time. Therefore, the coincidence counting circuit 7 determines that signals that have arrived within a certain fixed time are simultaneous.

【0007】すなわち、図7において、t0時にある検
出器4a(図中I)がγ線対3aを検出したものとする
。このとき、この検出器4aと同時判定を行う別の検出
器4b(図中J)がt0−τからt0+τまでの間にγ
線対3bを検出したら、同時事象が発生したと判定する
。この同時判定の時間幅2τはコインシデンスウインド
ウとよばれる。なお、コインシデンスウインドウ2τの
外の事象3b’,3b”は同時事象と判定されない。
That is, in FIG. 7, it is assumed that the detector 4a (I in the figure) detects the γ-ray pair 3a at time t0. At this time, another detector 4b (J in the figure) that performs simultaneous determination with this detector 4a detects γ between t0-τ and t0+τ.
When line pair 3b is detected, it is determined that a simultaneous event has occurred. The time width 2τ of this simultaneous determination is called a coincidence window. Note that events 3b' and 3b'' outside the coincidence window 2τ are not determined to be simultaneous events.

【0008】従来の同時判定は、図8、図9または図1
0に示される方法で行われていた。図8において、12
は単安定マルチバイブレータであり、これによりコイン
シデンスウインドウ2τの長さのパルスを作る。13は
遅延回路であり、コインシデンスウインドウ2τの半分
すなわちτだけ信号を遅延させる。そして、それぞれD
型フリップフロップ回路14のD入力、C入力に与える
ことにより、D型フリップフロップ回路14の出力で同
時事象の判定をするものである。
Conventional simultaneous determination is performed in FIGS. 8, 9 or 1.
This was done using the method shown in 0. In FIG. 8, 12
is a monostable multivibrator, which produces a pulse with a length of coincidence window 2τ. A delay circuit 13 delays the signal by half of the coincidence window 2τ, that is, τ. And each D
By applying the signal to the D input and C input of the D type flip-flop circuit 14, the output of the D type flip-flop circuit 14 is used to determine simultaneous events.

【0009】図9は従来の他の例を示し、15、16は
、第1、第2の単安定マルチバイブレータで、それぞれ
コインシデンスウインドウ2τの半分の長さのτのパル
スを形成するものである。この2つの第1、第2の単安
定マルチバイブレータ15、16の出力は、アンドゲー
ト17を通ることにより、2τの同時事象の判定をする
ものである。このような方法として特開昭57−131
086号公報があり、また、アンドゲート17の代わり
にROMまたはRAMを用いたものとして特開昭62−
197783号公報がある。
FIG. 9 shows another conventional example, in which 15 and 16 are first and second monostable multivibrators, each of which forms a pulse with a length τ that is half the length of the coincidence window 2τ. . The outputs of the two first and second monostable multivibrators 15 and 16 are passed through an AND gate 17 to determine whether there is a simultaneous event of 2τ. As such a method, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-131
There is Japanese Patent Publication No. 086, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 1986-1989 uses ROM or RAM instead of AND gate 17.
There is a publication No. 197783.

【0010】図8と図9に共通していることは、パルス
の時間間隔が連続的性質を持つものとして取り扱ってい
ることである。前記単安定マルチバイブレータ12、1
5、16には、遅延回路が使われており、これらは、遅
延回路13と同じくディレイラインやCR積分器を利用
した遅延回路である。しかるに、図8および図9におい
て、単安定マルチバイブレータ12、15、16に用い
られている遅延回路としてのディレイラインやCR積分
器は、温度変化や電源電圧の変化などの影響を受け、長
期的に無調整で安定動作させることが困難であった。特
に、CR積分器の場合、正確なコインシデンスウインド
ウを得るために、必ず初期調整をしなければならないと
いう問題点があった。
What is common between FIGS. 8 and 9 is that the time intervals between pulses are treated as having continuous properties. The monostable multivibrator 12, 1
Delay circuits 5 and 16 are used, and like the delay circuit 13, these are delay circuits that utilize a delay line or a CR integrator. However, in FIGS. 8 and 9, the delay lines and CR integrators as delay circuits used in the monostable multivibrators 12, 15, and 16 are affected by changes in temperature and power supply voltage, and cannot be used for long periods of time. It was difficult to operate stably without adjustment. In particular, in the case of a CR integrator, there is a problem in that initial adjustments must be made in order to obtain an accurate coincidence window.

【0011】この問題点を解決するために、共通のクロ
ックでサンプルされたデータで同時事象を検出するとい
う方法がH.M.Dent等より提案されている。その
方法の原理を図10により説明する。図10(I)のよ
うに、ある検出器4aで一方のγ線3aを時刻t0から
t0+Δtの間のどこかで検出したとする。周期Δtの
共通クロックでサンプルされた信号は、パルスとして出
力される。このパルスは、図8および図9に示した時間
間隔の連続的性質は失われているが、Δtの精度で時間
情報を保有している。
In order to solve this problem, H. M. It has been proposed by Dent et al. The principle of this method will be explained with reference to FIG. As shown in FIG. 10(I), it is assumed that one of the gamma rays 3a is detected by a certain detector 4a somewhere between time t0 and t0+Δt. A signal sampled by a common clock having a period Δt is output as a pulse. Although this pulse loses the continuous nature of the time intervals shown in FIGS. 8 and 9, it retains time information with an accuracy of Δt.

【0012】このγ線3aに対して、図10(J)のよ
うに、同時検出を行うγ線3bが、t0−Δtからt0
+2Δtのどこかで、γ線3bを検出したら同時事象と
見る。γ線3aとγ線3bの重畳関数I〇Jは台形とな
るが、その面積は横が3Δtの一様な分布(=長方形)
と同じであるから、コインシデンスウインドウ2τ=3
Δtである。
In contrast to this γ-ray 3a, the γ-ray 3b, which is detected simultaneously, is detected from t0-Δt to t0, as shown in FIG. 10(J).
If γ-ray 3b is detected somewhere between +2Δt, it is considered a simultaneous event. The superposition function I〇J of γ-rays 3a and γ-rays 3b is a trapezoid, but its area is a uniform distribution of 3Δt horizontally (= rectangle)
Since it is the same as , the coincidence window 2τ = 3
Δt.

【0013】この原理を実現するため、Dent等はつ
ぎのような方法を取っている。共通クロックΔt=4n
sでγ線検出信号(タイミング信号)をサンプルし、6
4サンプル(256ns)で1区間とする。仮りに、こ
こでは1区間を1フレームと呼ぶこととする。このサン
プルされた結果からこの1フレームの64サンプルのう
ち何番目のサンプルでγ線対3a,3bが検出されたか
という情報を作る。1フレームでγ線対3a,3bが検
出されなければ、何番目のサンプルにもないという情報
になる。この情報は、フレーム毎に同時事象検出器に送
られ、同時事象検出対との情報を比較し、前記条件に合
致していれば同時事象と判定される。
In order to realize this principle, Dent et al. adopted the following method. Common clock Δt=4n
Sample the gamma ray detection signal (timing signal) at s, and
One section consists of 4 samples (256 ns). Here, one section will be referred to as one frame. From this sampled result, information is created as to which sample among the 64 samples of this one frame the gamma ray pair 3a, 3b was detected. If the gamma ray pair 3a, 3b is not detected in one frame, it is information that it is not present in any sample. This information is sent to the simultaneous event detector for each frame, and the information is compared with the simultaneous event detection pair, and if the above conditions are met, it is determined that the event is a simultaneous event.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】このDent等の方法
には、つぎのような問題点があった。(1)1フレーム
内で1つのγ線しか検出できない。すなわち、1フレー
ム内でγ線を2回検出してもどちらか一方の情報は捨て
なければならない。ポジトロンCTでは、一般的にいく
つかの検出器を1つのグループとし、グループ毎にタイ
ミング抽出をするが、前記方法では同一のフレーム内で
異なる検出器がγ線を検出してもどちらか1つの情報し
か使うことができない。これは単位時間当たりに入射す
るγ線の数が多いときに数え落しの確率が増大すること
を意味する。(2)サンプリングは、すべての検出器に
対して同一のクロックで行われる必要がある。Dent
等のポジトロンCTのグループ分けは16個であるが、
この16個のグループに対し、全く同一の、すなわち、
位相のずれもないクロックを与えなければならず、これ
には慎重な調整が必要となる。(3)フレームを跨るよ
うな同時事象は検出できない。
[Problems to be Solved by the Invention] The method of Dent et al. had the following problems. (1) Only one gamma ray can be detected within one frame. That is, even if gamma rays are detected twice within one frame, information on one of them must be discarded. In positron CT, several detectors are generally grouped into one group, and timing is extracted for each group. However, in the above method, even if different detectors detect gamma rays in the same frame, only one of them Only information can be used. This means that the probability of miscounting increases when the number of incident gamma rays per unit time is large. (2) Sampling must be performed with the same clock for all detectors. Dent
There are 16 groups in positron CT, such as
For these 16 groups, exactly the same, i.e.
A clock with no phase shift must be provided, and this requires careful adjustment. (3) Simultaneous events that span frames cannot be detected.

【0015】本発明は以上のような問題点を解決するた
めになされたもので、調整不要で、安定性にすぐれ、か
つ実時間で検出可能な同時計数回路を得ることを目的と
するものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a coincidence circuit that does not require adjustment, has excellent stability, and can detect in real time. be.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、時間情報を有
する信号からなる複数の系列の同時計数処理をする同時
計数回路において、基準クロック発生手段と、前記複数
の系列に備えられ、前記基準クロック発生手段のクロッ
クに同期して動作するサンプリング手段と、一方の系列
に備えられ、前記クロックに同期して動作する遅延手段
と、他方の系列に備えられ、前記クロックに同期して動
作する一定幅のパルスを得る手段と、前記一定幅のパル
スを得る手段の出力の論理和と前記遅延手段の出力の論
理積を取る手段とを具備してなることを特徴とする同時
計数装置である。
Means for Solving the Problems The present invention provides a coincidence circuit for performing coincidence processing on a plurality of sequences of signals having time information, which includes a reference clock generating means, a reference clock generator provided in the plurality of sequences, and a a sampling means that operates in synchronization with the clock of the clock generation means; a delay means that is provided in one series and operates in synchronization with the clock; and a constant that is provided in the other series and operates in synchronization with the clock. A coincidence counting device comprising: means for obtaining a pulse having a constant width; and means for obtaining a logical sum of the outputs of the means for obtaining a pulse of a constant width and an AND of the output of the delay means.

【0017】[0017]

【作用】第1、第2のサンプリング手段で、入力信号を
一定幅、すなわち、基準クロック発生手段の共通クロッ
クの1クロック分のパルス幅に波形整形する。この波形
整形は、共通クロックと同期して行われる。入力の一方
のγ線の時間情報は、一定幅のパルスを得る手段へ送ら
れる。他方のγ線の時間情報は、遅延手段へ送られ、遅
延させる。遅延手段の出力が所定時間内の事象を示して
いるとすれば、一定幅のパルスを得る手段の出力の事象
を示しているので、このγ線の時間情報出力の論理和を
取り、これと遅延手段の出力との論理積を取ることによ
り、同時事象の判定が可能となる。
[Operation] The first and second sampling means shape the input signal into a constant width, that is, a pulse width corresponding to one clock of the common clock of the reference clock generating means. This waveform shaping is performed in synchronization with a common clock. The time information of one of the input gamma rays is sent to a means for obtaining a constant width pulse. The time information of the other gamma ray is sent to delay means and delayed. If the output of the delay means indicates an event within a predetermined time, it indicates the event of the output of the means for obtaining a pulse of a constant width, so the time information output of this gamma ray is logically summed and By performing a logical product with the output of the delay means, simultaneous events can be determined.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1において、20は基準クロック発生手段である
。21は第1のサンプリング部、22は第2のサンプリ
ング部で、入力信号を一定幅、例えば、前記基準クロッ
ク発生手段22の共通クロックの1クロック分のパルス
幅に波形整形する。この波形整形は、当然共通クロック
と同期して行われる。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained based on the drawings. In FIG. 1, 20 is a reference clock generating means. A first sampling section 21 and a second sampling section 22 shape the input signal into a constant width, for example, a pulse width of one clock of the common clock of the reference clock generating means 22. This waveform shaping is naturally performed in synchronization with the common clock.

【0019】入力の一方(図中I)にγ線3aが入射し
、第1のサンプリング部21で波形整形された信号は、
シフトレジスタ23へ送られる。他方入力(図中J)に
γ線3bが入射し、第2のサンプリング部22で波形整
形された信号は、フリップフロップ回路24、25へ送
られ、入力した信号を遅延させる。
The gamma ray 3a is incident on one of the inputs (I in the figure), and the signal whose waveform is shaped by the first sampling section 21 is as follows.
It is sent to the shift register 23. The gamma ray 3b enters the other input (J in the figure), and the signal whose waveform is shaped by the second sampling section 22 is sent to flip-flop circuits 24 and 25, which delay the input signal.

【0020】フリップフロップ回路25の出力がt0か
らt0+Δtの事象を示しているとすれば、シフトレジ
スタ23の出力のうちQ0がt0+Δtからt0+2Δ
t、Q1がt0からt0+Δt、Q2がt0−Δtから
t0の事象を示しているので、このQ0、Q1、Q2の
3出力をオアゲート26で論理和を取り、これとフリッ
プフロップ回路25の出力とをアンドゲート27で論理
積を取ることにより、同時事象の判定をする。なお、シ
フトレジスタ23は、シフトレジスタの一般的な機能の
うち、ストップ、逆シフト、ロードは必要ないので、フ
リップフロップ回路24の単純な縦続接続で構成するこ
ともできる。
If the output of the flip-flop circuit 25 indicates an event from t0 to t0+Δt, Q0 of the output of the shift register 23 will change from t0+Δt to t0+2Δt.
Since t and Q1 indicate the event from t0 to t0+Δt, and Q2 indicates the event from t0-Δt to t0, the three outputs of Q0, Q1, and Q2 are logically summed by the OR gate 26, and this and the output of the flip-flop circuit 25 are combined. A simultaneous event is determined by performing a logical AND operation using the AND gate 27. Note that, among the general functions of a shift register, the shift register 23 does not require stop, reverse shift, and load, so it can also be configured by a simple cascade connection of flip-flop circuits 24.

【0021】図1の方法では、コインシデンスウインド
ウの幅や遅延時間は、すべて共通クロックにより決まる
ので調整は不要である。また、その安定性は、クロック
の安定性で決まるが、水晶発振器などの安定性の高い素
子でクロックを生成すれば、ディレイラインやCR積分
器を用いた回路よりもはるかに高い安定性を得ることが
可能である。また、Dent等の方法と比べ、不感時間
が極めて短いので、数え落しの確率を低くすることがで
きる。ポジトロンCTのように、多くの同時計数回路が
必要なときには、それぞれが同じ周期のクロックで動け
ば充分で、位相まで合っている必要はないので、クロッ
クスキューの調整は不要である。また、フレームという
ものは存在しないので、フレームを跨る同時事象が検出
できないということはない。
In the method shown in FIG. 1, the width of the coincidence window and the delay time are all determined by a common clock, so no adjustment is necessary. In addition, its stability is determined by the stability of the clock, but if the clock is generated using a highly stable element such as a crystal oscillator, it will have much higher stability than a circuit using a delay line or CR integrator. Is possible. Furthermore, since the dead time is extremely short compared to the method of Dent et al., the probability of omitted counting can be reduced. When a large number of coincidence circuits are required, such as in a positron CT, it is sufficient that each clock operates with the same cycle, and there is no need to match the phases, so there is no need to adjust the clock skew. Furthermore, since there is no such thing as a frame, there is no possibility that simultaneous events spanning frames cannot be detected.

【0022】以上、図1の実施例では、コインシデンス
ウインドウが、2τ=3Δtの例を示したが、これに限
られるものではなく、2τ=(2n+1)・Δt(n=
1,2,3,…)であればよい。このときに変わるのが
、シフトレジスタ23の出力が(2n+1)個となるこ
と、オアゲート26の入力も(2n+1)個となること
、フリップフロップ回路24、25が合わせて(2n+
1)個となること、である。
In the embodiment shown in FIG. 1, the coincidence window is 2τ=3Δt, but the coincidence window is not limited to this, and is 2τ=(2n+1)·Δt(n=
1, 2, 3,...). What changes at this time is that the output of the shift register 23 becomes (2n+1), the input of the OR gate 26 also becomes (2n+1), and the total number of outputs of the flip-flop circuits 24 and 25 becomes (2n+1).
1) Becoming an individual.

【0023】つぎに、図2は本発明の第2実施例を示す
もので、図1の回路に、フリップフロップ回路28、オ
アゲート29、32、アンドゲート30、インバータ3
1を付加することにより、コインシデンスウインドウの
幅を可変にした例を示している。すなわち、選択信号入
力端子Sに、3Δtの選択信号1が入力すると、オアゲ
ート26、アンドゲート27、オアゲート32の回路に
より、2τ=3Δtが選択される。
Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which a flip-flop circuit 28, OR gates 29 and 32, an AND gate 30, and an inverter
An example is shown in which the width of the coincidence window is made variable by adding 1. That is, when the selection signal 1 of 3Δt is input to the selection signal input terminal S, the circuit including the OR gate 26, the AND gate 27, and the OR gate 32 selects 2τ=3Δt.

【0024】また、選択信号入力端子Sに、5Δtの選
択信号0が入力すると、オアゲート29、アンドゲート
30、オアゲート32の回路により、2τ=5Δtが選
択される。の場合と、2τ=5Δtの場合のどちらかを
選択できるようにしたものである。さらに、コインシデ
ンスウインドウの幅が、3種以上でも同様な回路を構成
可能である。
Further, when the selection signal 0 of 5Δt is input to the selection signal input terminal S, the circuit including the OR gate 29, the AND gate 30, and the OR gate 32 selects 2τ=5Δt. It is possible to select either the case where 2τ=5Δt or the case where 2τ=5Δt. Further, a similar circuit can be configured even if the width of the coincidence window is three or more types.

【0025】標準的な同時計数測定では、真の同時事象
のみによる計数率を求めるためには測定した同時計数率
から偶発事象による寄与を補正することが不可欠になる
。このため、入力のどちらかに大きな時間遅れを挿入し
、真の同時事象が生じないところでの同時計数をするこ
とにより、偶発事象を測定するという方法が取られてい
る。
In standard coincidence measurement, it is essential to correct the contribution due to random events from the measured coincidence rate in order to determine the counting rate due only to true simultaneous events. For this reason, a method has been adopted in which random events are measured by inserting a large time delay into either of the inputs and performing coincidence counting where true simultaneous events do not occur.

【0026】この方法を実現するには、例えば図3のよ
うに構成する。この図3では一方の入力(I)側のシフ
トレジスタ23の段数を増やして時間遅れを挿入してお
り、この遅れを(m−1)・Δtとし、オアゲート33
に結合する。mの値は、検出器の時間分解能や後段の処
理回路によって決定される。そして、アンドゲート30
の出力を遅延同時事象出力とし、アンドゲート27の出
力を即時同時事象信号(プロンプト)としている。この
例では一方の入力(I)側に時間遅れを挿入しているが
、他方の入力(J)側に挿入することも可能であり、こ
の場合、フリップフロップ回路24、25の個数を増や
せばよい。
To realize this method, for example, a configuration as shown in FIG. 3 is used. In FIG. 3, the number of stages of the shift register 23 on one input (I) side is increased to insert a time delay, and this delay is defined as (m-1)·Δt, and the OR gate 33
join to. The value of m is determined by the time resolution of the detector and the subsequent processing circuit. And and gate 30
The output of the AND gate 27 is used as a delayed simultaneous event output, and the output of the AND gate 27 is used as an immediate simultaneous event signal (prompt). In this example, a time delay is inserted on one input (I) side, but it is also possible to insert it on the other input (J) side. In this case, by increasing the number of flip-flop circuits 24 and 25. good.

【0027】以上の実施例は、IとJが1対1の同時計
数を行う場合の例であるが、1対多または多対多の同時
計数への拡張も容易に可能である。図4はI対Jが1対
3の例である。この例では、J0,J1,J2の各入力
に、それぞれサンプリング部22、34、35を結合し
、さらにこれらの出力側に単一事象判定部36と、エン
コーダ37を介してフリップフロップ回路24、25お
よび38、39が結合される。そして、J0,J1,J
2の各事象のどれかが唯一つ単一事象判定部36で生じ
たと判定されたときのみ、Iとの同時検出がなされてア
ンドゲート27から出力し、かつJ0,J1,J2のい
ずれかと同時検出したのかを示すJのアドレス信号が、
フリップフロップ回路39から同時検出されたときに確
定する。従来では、J側の同定は、同時検出されてから
行うのが一般的で、これにより検出のデッドタイムが生
じていたが、この図4の例では、そのデッドタイムをな
くすことができる。
The above embodiment is an example in which I and J perform one-to-one coincidence counting, but it can easily be extended to one-to-many or many-to-many coincidence counting. FIG. 4 shows an example where I:J is 1:3. In this example, sampling units 22, 34, and 35 are coupled to the inputs of J0, J1, and J2, respectively, and a single event determination unit 36 is connected to the output side of these, and a flip-flop circuit 24, 25, 38, and 39 are combined. And J0, J1, J
Only when the single event determination section 36 determines that one of the events of 2 has occurred, simultaneous detection with I is performed and is output from the AND gate 27, and simultaneously with any of J0, J1, and J2. The address signal of J indicating whether it has been detected is
It is determined when the flip-flop circuits 39 simultaneously detect the signals. Conventionally, the J-side identification was generally performed after simultaneous detection, which caused detection dead time, but in the example of FIG. 4, this dead time can be eliminated.

【0028】図2と図3と図4のいずれか2以上の組み
合わせで同時計数回路を構成することができる。すなわ
ち「図2で示したコインシデンスウインドウの幅を可変
にするか、または異なるコインシデンスウインドウの検
出を同時に行うこと」と「図3の例で示した遅延同時計
数を行うこと」と「図4で示した1対多または多対多の
同時計数を行うこと」のいずれか2以上の組み合わせで
同時計数回路を構成することももちろん可能である。
A coincidence circuit can be constructed by combining any two or more of FIGS. 2, 3, and 4. In other words, ``make the width of the coincidence window variable as shown in Fig. 2 or detect different coincidence windows simultaneously'', ``perform delayed coincidence as shown in the example of Fig. 3'', and ``perform the delayed coincidence shown in Fig. 4''. Of course, it is also possible to configure a coincidence circuit by combining two or more of the following: 1-to-many or many-to-many coincidence counting.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、ポ
ジトロンCTはもちろんのこと、あらゆる同時計数にお
いて、調整不要で、安定性にすぐれ、同時事象の数え落
しのほとんどない実時間での測定が可能である。
[Effects of the Invention] Since the present invention is constructed as described above, not only positron CT but also all kinds of coincidence counting can be performed in real time without the need for adjustment, with excellent stability, and with almost no omission of simultaneous events. is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明による同時計数回路の第1実施例を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a coincidence circuit according to the present invention.

【図2】本発明の第2実施例のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a second embodiment of the invention.

【図3】本発明の第3他の実施例のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a third alternative embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施例のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図5】ポジトロンCTの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of positron CT.

【図6】ポジトロンCTの電子回路のブロック図である
FIG. 6 is a block diagram of an electronic circuit of positron CT.

【図7】同時計数の原理の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of the principle of coincidence counting.

【図8】従来の同時計数回路のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a conventional coincidence circuit.

【図9】従来の他のブロック図である。FIG. 9 is another conventional block diagram.

【図10】従来の動作説明の波形図である。FIG. 10 is a waveform diagram illustrating conventional operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…生体、2…ポジトロン放出核種、3a、3b…消滅
光子(γ線対)、4a、4b…検出器、5a、5b…前
置増幅器、6a、6b…ゲート、7…同時計数回路、8
a、8b…タイムピックオフ回路、9a、9b…遅延回
路、10…アドレスエンコーダ、11a、11b…エネ
ルギー弁別回路、12…単安定マルチバイブレータ、1
3…遅延回路、14…D型フリップフロップ回路、15
…第1の単安定マルチバイブレータ、16…第2の単安
定マルチバイブレータ、17…アンドゲート、18…パ
ルス、20…基準クロック発生装置、21…第1のサン
プリング部、22…第2のサンプリング部、23…シフ
トレジスタ、24…フリップフロップ回路、25…フリ
ップフロップ回路、26…オアゲート、27…アンドゲ
ート、28…フリップフロップ回路、29…オアゲート
、30…アンドゲート31…インバータ、32…オアゲ
ート、33…オアゲート、34…サンプリング部、35
…サンプリング部、36…単一事象判定部、37…エン
コーダ、38…フリップフロップ回路、39…フリップ
フロップ回路。
1... Biological body, 2... Positron emitting nuclide, 3a, 3b... Annihilation photon (gamma ray pair), 4a, 4b... Detector, 5a, 5b... Preamplifier, 6a, 6b... Gate, 7... Coincidence counting circuit, 8
a, 8b... Time pickoff circuit, 9a, 9b... Delay circuit, 10... Address encoder, 11a, 11b... Energy discrimination circuit, 12... Monostable multivibrator, 1
3... Delay circuit, 14... D-type flip-flop circuit, 15
...First monostable multivibrator, 16...Second monostable multivibrator, 17...AND gate, 18...Pulse, 20...Reference clock generator, 21...First sampling section, 22...Second sampling section , 23... Shift register, 24... Flip-flop circuit, 25... Flip-flop circuit, 26... OR gate, 27... AND gate, 28... Flip-flop circuit, 29... OR gate, 30... AND gate 31... Inverter, 32... OR gate, 33 ...ORGATE, 34...Sampling part, 35
... Sampling section, 36... Single event determination section, 37... Encoder, 38... Flip-flop circuit, 39... Flip-flop circuit.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】時間情報を有する信号からなる複数の系列
の同時計数処理をする同時計数回路において、基準クロ
ック発生手段と、前記複数の系列に備えられ、前記基準
クロック発生手段のクロックに同期して動作するサンプ
リング手段と、一方の系列に備えられ、前記クロックに
同期して動作する遅延手段と、他方の系列に備えられ、
前記クロックに同期して動作する一定幅のパルスを得る
手段と、前記一定幅のパルスを得る手段の出力の論理和
と前記遅延手段の出力の論理積を取る手段とを具備して
なることを特徴とする同時計数装置。
Claims: 1. A coincidence circuit for performing simultaneous counting processing of a plurality of series of signals having time information, comprising a reference clock generation means, a clock provided in the plurality of series and synchronized with a clock of the reference clock generation means. a sampling means operating in one series; a delay means provided in one series and operating in synchronization with the clock; and a delay means provided in the other series,
The device comprises means for obtaining a pulse of a constant width that operates in synchronization with the clock, and means for calculating the logical product of the outputs of the means for obtaining the constant width pulse and the output of the delay means. Characteristic coincidence counting device.
【請求項2】一定幅のパルスを得る手段は、シフトレジ
スタまたは複数のフリップフロップ回路の縦続したもの
からなることを特徴とする請求項1記載の同時計数装置
2. The coincidence counting device according to claim 1, wherein the means for obtaining pulses of constant width comprises a shift register or a plurality of flip-flop circuits connected in series.
【請求項3】一定幅のパルスを得る手段のコインシデン
スウインドウの幅を可変するようにしたことを特徴とす
る請求項1記載の同時計数装置。
3. The coincidence counting device according to claim 1, wherein the width of the coincidence window of the means for obtaining pulses of a constant width is made variable.
【請求項4】一定幅のパルスを得る手段と遅延手段のい
ずれか一方に、大きな時間遅れの遅延回路を挿入し、真
の同時事象の生じないところでの同時計数をすることに
より偶発事象による寄与を補正するようにしたことを特
徴とする請求項1記載の同時計数装置。
[Claim 4] A delay circuit with a large time delay is inserted into either the means for obtaining pulses of a constant width and the delay means, and by performing coincidence counting where true simultaneous events do not occur, contribution due to accidental events is eliminated. 2. The coincidence counting device according to claim 1, wherein said coincidence counting device corrects said timing.
【請求項5】一方の一定幅のパルスを得る手段と、他方
の遅延手段の少なくともいずれか一方に、複数の事象の
入力端子を設け、各入力にそれぞれサンプリング手段を
結合し、さらにこれらの出力側に単一事象判定部と、エ
ンコーダを介して遅延手段を結合し、各事象のどれかが
唯一つ単一事象判定部で生じたと判定されたときのみ両
者の同時検出信号を出力し、かついずれと同時検出した
のかを示すアドレス信号を出力するようにしたことを特
徴とする請求項1記載の同時計数装置。
5. At least one of the means for obtaining a constant width pulse and the delay means on the other side is provided with a plurality of event input terminals, each input is coupled to a sampling means, and furthermore, these outputs are connected to a sampling means. A single event determining section is coupled to a delay means via an encoder on the side, and a simultaneous detection signal of both is outputted only when it is determined that one of each event has occurred in the single event determining section, and 2. The coincidence counting device according to claim 1, wherein an address signal indicating which simultaneous detection is detected is outputted.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001356172A (en) * 1999-08-18 2001-12-26 Marconi Medical Systems Inc Positron imaging
US7750303B2 (en) 2005-02-22 2010-07-06 Hitachi, Ltd. Radiological imaging apparatus and positron emission tomographic apparatus
JP2013088385A (en) * 2011-10-21 2013-05-13 Shimadzu Corp Radiation tomography apparatus

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