JPH0423231B2 - - Google Patents
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- JPH0423231B2 JPH0423231B2 JP22856182A JP22856182A JPH0423231B2 JP H0423231 B2 JPH0423231 B2 JP H0423231B2 JP 22856182 A JP22856182 A JP 22856182A JP 22856182 A JP22856182 A JP 22856182A JP H0423231 B2 JPH0423231 B2 JP H0423231B2
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- Japan
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- incident
- display
- square
- pmts
- arithmetic circuit
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 13
- 206010036618 Premenstrual syndrome Diseases 0.000 description 11
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- WFGFAPPOWRDEGZ-UHFFFAOYSA-M tributyl(pyren-4-ylmethyl)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].C1=CC=C2C(C[P+](CCCC)(CCCC)CCCC)=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C34 WFGFAPPOWRDEGZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
- G01T1/164—Scintigraphy
- G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
- G01T1/1644—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using an array of optically separate scintillation elements permitting direct location of scintillations
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
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- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
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- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明はシンチレーシヨンカメラの有効視野
を拡大するための光電子増倍管の配列およびその
出力の演算方式に関するものである。
を拡大するための光電子増倍管の配列およびその
出力の演算方式に関するものである。
従来シンチレーシヨンカメラにおいてγ線の入
射位置に対して表示装置上における表示位置を算
出する方式（以下位置計算回路と称す）として広
く用いられているものは抵抗マトリクス方式と称
されるもので、これは光電子増倍管（以下PMT
と称す）P1，P2，…，PNの出力s1，s2，…，sNお
よびこれらのｘ方向位置座標k1，k2，…，kN，
ｙ方向位置座標l1，l2，…，lNを用いて、γ線入
射に対する表示装置上における表示位置が により演算される。この方式ではPMTの配置面
積に比較して画像となる面積（以下有効視野と称
す）が狭い。例えば直径50mmのPMTを六角形状
に37本を最密配置した場合、配置には直径350mm
の円形領域が必要であるが、有効視野は高々直径
260mmである。
射位置に対して表示装置上における表示位置を算
出する方式（以下位置計算回路と称す）として広
く用いられているものは抵抗マトリクス方式と称
されるもので、これは光電子増倍管（以下PMT
と称す）P1，P2，…，PNの出力s1，s2，…，sNお
よびこれらのｘ方向位置座標k1，k2，…，kN，
ｙ方向位置座標l1，l2，…，lNを用いて、γ線入
射に対する表示装置上における表示位置が により演算される。この方式ではPMTの配置面
積に比較して画像となる面積（以下有効視野と称
す）が狭い。例えば直径50mmのPMTを六角形状
に37本を最密配置した場合、配置には直径350mm
の円形領域が必要であるが、有効視野は高々直径
260mmである。
この原因を説明するため、一次元でPMT2本の
場合を考える。第１図は２本のPMTP1，P2を持
つ一次元のシンチレーシヨンカメラであり、入射
したγ線はシンチレータ１で螢光となり、ライト
ガイド２を通じてPMTP1，P2に信号s1，s2を生
じさせる。第２図はγ線の入射位置ｘに対する信
号s1，s2の波高を示す。k1，k2はPMTP1，P2の
ｘ方向位置座標である。従来の演算方式では、表
示装置上における表示位置Ｘは、(1)式より Ｘ＝k1s1＋k2s2／s1＋s2 ……(2) となる。γ線入射位置ｘが変化したときの表示位
置Ｘの変化は第３図の曲線g1のようになり、入射
位置ｘがk1とk2の間にあるときは表示位置Ｘは入
射位置ｘの変化により大きく変化するが、k1とk2
の間にないときは表示位置Ｘの変化が小さい。こ
れは、入射位置ｘがk1とk2の間にないときは、ｘ
が変化してもその変化を表示装置上で識別するこ
とができないことを意味し、結局有効視野はk1と
k2の間に制限されることになる。
場合を考える。第１図は２本のPMTP1，P2を持
つ一次元のシンチレーシヨンカメラであり、入射
したγ線はシンチレータ１で螢光となり、ライト
ガイド２を通じてPMTP1，P2に信号s1，s2を生
じさせる。第２図はγ線の入射位置ｘに対する信
号s1，s2の波高を示す。k1，k2はPMTP1，P2の
ｘ方向位置座標である。従来の演算方式では、表
示装置上における表示位置Ｘは、(1)式より Ｘ＝k1s1＋k2s2／s1＋s2 ……(2) となる。γ線入射位置ｘが変化したときの表示位
置Ｘの変化は第３図の曲線g1のようになり、入射
位置ｘがk1とk2の間にあるときは表示位置Ｘは入
射位置ｘの変化により大きく変化するが、k1とk2
の間にないときは表示位置Ｘの変化が小さい。こ
れは、入射位置ｘがk1とk2の間にないときは、ｘ
が変化してもその変化を表示装置上で識別するこ
とができないことを意味し、結局有効視野はk1と
k2の間に制限されることになる。
本発明は有効視野を拡大する目的で、上記の抵
抗マトリクス方式とは異なる演算方式を与えるも
ので、次式(3)の演算を行なうものである。
抗マトリクス方式とは異なる演算方式を与えるも
ので、次式(3)の演算を行なうものである。
Ｘ＝s2／s1 ……(3)
γ線入射位置ｘが変化したときの表示位置Ｘの
変化は第３図の曲線g2のようになり、入射位置ｘ
が変化したときの表示位置Ｘの変化は、曲線g1と
異なり、入射位置ｘがk1とk2の間にないときも大
きく、入射位置ｘの変化を表示位置Ｘの変化とし
て識別できる範囲は、PMT配置の左右の外端の
間にほぼ等しくなる。従つて、有効視野は従来の
方式に比較して約２倍に拡大される。
変化は第３図の曲線g2のようになり、入射位置ｘ
が変化したときの表示位置Ｘの変化は、曲線g1と
異なり、入射位置ｘがk1とk2の間にないときも大
きく、入射位置ｘの変化を表示位置Ｘの変化とし
て識別できる範囲は、PMT配置の左右の外端の
間にほぼ等しくなる。従つて、有効視野は従来の
方式に比較して約２倍に拡大される。
以上は一次元の例であり、実際に使用されてい
るシンチレーシヨンカメラは二次元の検出器であ
るが、事情は全く同一である。PMT4本を正方形
状に配置した場合について以下に述べる。第４図
は検出器をシンチレータ側から見た図であり、
PMTのｘ，ｙ各方向位置は、PMTP1，P2，P3，
P4に対し、ｘ方向がk1，k2，k3，k4で与えられ、
ｙ方向がl1，l2，l3，l4で与えられる。正方形状の
配置より、k1＝k2，k3＝k4，l1＝l4，l2＝l3の関係
がある。前記の一次元の演算方式（式(3)）は二次
元の場合には、次式のように拡張できる。
るシンチレーシヨンカメラは二次元の検出器であ
るが、事情は全く同一である。PMT4本を正方形
状に配置した場合について以下に述べる。第４図
は検出器をシンチレータ側から見た図であり、
PMTのｘ，ｙ各方向位置は、PMTP1，P2，P3，
P4に対し、ｘ方向がk1，k2，k3，k4で与えられ、
ｙ方向がl1，l2，l3，l4で与えられる。正方形状の
配置より、k1＝k2，k3＝k4，l1＝l4，l2＝l3の関係
がある。前記の一次元の演算方式（式(3)）は二次
元の場合には、次式のように拡張できる。
Ｘ＝s1＋s2／s3＋s4、Ｙ＝s1＋s4／s2＋s3……
(4) 上の式のＸ，Ｙの演算を実現する演算回路の一
例を第５図に示す。第５図ａはＸの演算回路であ
り、PMTP1，P2の出力s1，s2は抵抗器Ｒを通り
演算増幅器３により加算され、PMTP3，P4の出
力s3，s4は抵抗器Ｒを通り演算増幅器４により加
算され、演算増幅器３および４の出力は除算器７
の入力となり、演算増幅器３の出力は演算増幅器
４の出力で除され、その結果を表示位置信号Ｘと
して出力する。第５図ｂは表示位置信号Ｙの演算
回路であり、その動作は第５図ａと同様であり、
演算回路の入力となるPMTの信号s1，s2，s3，s4
の入力位置が第５図ａと異なつているほかは、回
路構成は全く同一である。
(4) 上の式のＸ，Ｙの演算を実現する演算回路の一
例を第５図に示す。第５図ａはＸの演算回路であ
り、PMTP1，P2の出力s1，s2は抵抗器Ｒを通り
演算増幅器３により加算され、PMTP3，P4の出
力s3，s4は抵抗器Ｒを通り演算増幅器４により加
算され、演算増幅器３および４の出力は除算器７
の入力となり、演算増幅器３の出力は演算増幅器
４の出力で除され、その結果を表示位置信号Ｘと
して出力する。第５図ｂは表示位置信号Ｙの演算
回路であり、その動作は第５図ａと同様であり、
演算回路の入力となるPMTの信号s1，s2，s3，s4
の入力位置が第５図ａと異なつているほかは、回
路構成は全く同一である。
次に数多くのPMTを用いる場合について述べ
る。このような場合、PMT配列を４本１組とし
た小部分の集合と見なして演算回路を構成するこ
とができる。その一例として、第６図のように、
ｘ，ｙ各方向４列、合計16本のPMTを正方形格
子状に配置した場合は、４本１組の４つの小部分
の集まりと考え、γ線入射位置ｘ，ｙに対する表
示位置Ｘ，Ｙの演算を例えば次の２つの段階に分
けて行なうことができる。
る。このような場合、PMT配列を４本１組とし
た小部分の集合と見なして演算回路を構成するこ
とができる。その一例として、第６図のように、
ｘ，ｙ各方向４列、合計16本のPMTを正方形格
子状に配置した場合は、４本１組の４つの小部分
の集まりと考え、γ線入射位置ｘ，ｙに対する表
示位置Ｘ，Ｙの演算を例えば次の２つの段階に分
けて行なうことができる。
(A) ４つの小部分のいずれに入射したかを演算す
る。
る。
(B) 入射した小部分の内で(4)式の演算を行ない、
表示位置Ｘ，Ｙを定める。
表示位置Ｘ，Ｙを定める。
以下、この演算について詳しく述べる。第６図
は検出器をシンチレータ側から見た図であるが、
４つの小部分をE1，E2，E3，E4とし、各小部分
の中心位置のｘ方向位置座標を各々m1，m2，
m3，m4，ｙ方向位置座標を各々n1，n2，n3，n4
とする。その配置より、m1＝m2，m3＝m4、n1＝
n4、n2＝n3の関係がある。小部分Ei（ｉは１，２，
３，４のいずれかを表わす）は、PMTPi1，Pi2，
Pi3，Pi4で構成され、それらのPMTの中心位置
はｘ座標がki1，ki2，ki3，ki4 ｙ座標がli1，li2，
li3 li4であり、ki1＝ki2，ki3＝ki4，li1＝li4，li2＝
li3の関係がある。第７図は表示位置を求める演
算回路の一例である。γ線が入射したとき、小部
分E1のPMT信号s11，s12，s13，s14は抵抗Ｒを通
じて、演算増幅器９により加算され、信号U1と
なる。U1は他の小部分E2，E3，E4からの信号
U2，U3，U4と比較器１０，１１，１２で比較さ
れ、各比較器の出力はアンドゲート１３の入力と
なる。γ線が小部分E1に入射した場合は信号U1
が他の信号U2，U3，U4のいずれよりも大きくな
るので比較器１０，１１，１２の出力は全てハ
イ・レベルとなり、アンドゲート１３の出力EN1
はハイレベルとなる。逆にγ線が小部分E1以外
に入射した場合は、EN1はローレベルとなる。同
様の回路は小部分E2，E3，E4についても設けら
れ、それぞれのアンドゲートから出力EN2，
EN3，EN4を発生する。他方、各小部分で第５図
と同様の回路により、Ｘ，Ｙ信号がそれぞれ算出
される。各小部分、例えばE1のＸ信号は、加算
器１４で定電圧信号Vx1と加算される。Vx1はあ
らかじめ決められた小部分E1の中心位置座標m1
に比例する値を持つ電圧信号で、これはγ線の入
射位置ｘが小部分E4の右端から小部分E1に変化
したとき、表示座標が連続してなめらかに変化す
るようにあらかじめ行なう試験により定められ
る。加算器１４の出力X1はゲート１４を通る。
ゲート１４の出力1は、アンドゲート１３の出
力EN1がハイレベルのときはX1と等しく、EN1
がローレベルのときは零となる。同様にして小部
分E2，E3，E4に対し、信号2，3，4が作ら
れる。次に1，2，3，4は加算器１６で加
算され、表示装置上における位置信号X′を発生
する。全く同様にして、位置信号Y′が得られる。
は検出器をシンチレータ側から見た図であるが、
４つの小部分をE1，E2，E3，E4とし、各小部分
の中心位置のｘ方向位置座標を各々m1，m2，
m3，m4，ｙ方向位置座標を各々n1，n2，n3，n4
とする。その配置より、m1＝m2，m3＝m4、n1＝
n4、n2＝n3の関係がある。小部分Ei（ｉは１，２，
３，４のいずれかを表わす）は、PMTPi1，Pi2，
Pi3，Pi4で構成され、それらのPMTの中心位置
はｘ座標がki1，ki2，ki3，ki4 ｙ座標がli1，li2，
li3 li4であり、ki1＝ki2，ki3＝ki4，li1＝li4，li2＝
li3の関係がある。第７図は表示位置を求める演
算回路の一例である。γ線が入射したとき、小部
分E1のPMT信号s11，s12，s13，s14は抵抗Ｒを通
じて、演算増幅器９により加算され、信号U1と
なる。U1は他の小部分E2，E3，E4からの信号
U2，U3，U4と比較器１０，１１，１２で比較さ
れ、各比較器の出力はアンドゲート１３の入力と
なる。γ線が小部分E1に入射した場合は信号U1
が他の信号U2，U3，U4のいずれよりも大きくな
るので比較器１０，１１，１２の出力は全てハ
イ・レベルとなり、アンドゲート１３の出力EN1
はハイレベルとなる。逆にγ線が小部分E1以外
に入射した場合は、EN1はローレベルとなる。同
様の回路は小部分E2，E3，E4についても設けら
れ、それぞれのアンドゲートから出力EN2，
EN3，EN4を発生する。他方、各小部分で第５図
と同様の回路により、Ｘ，Ｙ信号がそれぞれ算出
される。各小部分、例えばE1のＸ信号は、加算
器１４で定電圧信号Vx1と加算される。Vx1はあ
らかじめ決められた小部分E1の中心位置座標m1
に比例する値を持つ電圧信号で、これはγ線の入
射位置ｘが小部分E4の右端から小部分E1に変化
したとき、表示座標が連続してなめらかに変化す
るようにあらかじめ行なう試験により定められ
る。加算器１４の出力X1はゲート１４を通る。
ゲート１４の出力1は、アンドゲート１３の出
力EN1がハイレベルのときはX1と等しく、EN1
がローレベルのときは零となる。同様にして小部
分E2，E3，E4に対し、信号2，3，4が作ら
れる。次に1，2，3，4は加算器１６で加
算され、表示装置上における位置信号X′を発生
する。全く同様にして、位置信号Y′が得られる。
本発明のような検出器で一般に問題となる非直
線性は、例えば第８図に示すような位置補正回路
を、例えば第７図の加算器１４の前段に設けるこ
とにより解消できる。第８図の補正回路を説明す
ると、Ｘ，Ｙ信号は１７，１８のＡ／Ｄ変換器
（例えば各８ビツトの精度を持つ）によりデジタ
ル値となり、この値でメモリ１９の番地を指定す
る。メモリ１９の指定された番地にはＸ，Ｙの正
しい位置（すなわち入射位置ｘ，ｙ）が記録され
ている。これは前もつて点状線源などを用いた測
定により、記録されている。この正しい位置信号
がメモリ１９より出力される。このようにして非
直線性は補正されるので、本発明における問題点
とはならない。
線性は、例えば第８図に示すような位置補正回路
を、例えば第７図の加算器１４の前段に設けるこ
とにより解消できる。第８図の補正回路を説明す
ると、Ｘ，Ｙ信号は１７，１８のＡ／Ｄ変換器
（例えば各８ビツトの精度を持つ）によりデジタ
ル値となり、この値でメモリ１９の番地を指定す
る。メモリ１９の指定された番地にはＸ，Ｙの正
しい位置（すなわち入射位置ｘ，ｙ）が記録され
ている。これは前もつて点状線源などを用いた測
定により、記録されている。この正しい位置信号
がメモリ１９より出力される。このようにして非
直線性は補正されるので、本発明における問題点
とはならない。
次に本発明の効果を述べる。PMT4本の場合に
ついては、従来の演算方式ではPMTの中心位置
を結ぶ四角形がほぼ有効視野になるのに対し、本
発明ではPMTに外接する四角形が有効視野にな
るので、有効視野の面積は約４倍になる。また、
PMTが４本より多い場合、例えば16本の場合は、
従来は最も外側のPMTの中心を結ぶ四角形が有
効視野であつたのに対し、本発明では外接する四
角形が有効視野となるので、面積は約1.8倍（16/
９倍）となる。
ついては、従来の演算方式ではPMTの中心位置
を結ぶ四角形がほぼ有効視野になるのに対し、本
発明ではPMTに外接する四角形が有効視野にな
るので、有効視野の面積は約４倍になる。また、
PMTが４本より多い場合、例えば16本の場合は、
従来は最も外側のPMTの中心を結ぶ四角形が有
効視野であつたのに対し、本発明では外接する四
角形が有効視野となるので、面積は約1.8倍（16/
９倍）となる。
以上詳述したように、本発明は有効視野の広い
すぐれたシンチレーシヨンカメラを提供できるも
のである。
すぐれたシンチレーシヨンカメラを提供できるも
のである。
第１図は２本の光電子増倍管を有する一次元シ
ンチレーシヨンカメラ。第２図はγ線入射位置ｘ
に対する２本の光電子増倍管の出力分布、第３図
はγ線入射位置ｘに対する表示位置Ｘのグラフ、
第４図は４本の光電子増倍管を有するシンチレー
シヨンカメラの配置図、第５図は第４図の場合の
位置演算回路例、第６図は16本の光電子増倍管を
有するシンチレーシヨンカメラの配置図、第７図
は第６図の場合の位置演算回路例、第８図は非直
線性補正回路の、それぞれ一例を表わす。 １……シンチレータ、２……ライトガイド、
３，４，５，６……演算増幅器、Ｒ……抵抗器、
７，８……割算器、９……演算増幅器、１０，１
１，１２……比較器、１３……アンドゲート、１
４……加算器、１５……ゲート、１６……加算
器、１７，１８……Ａ／Ｄ変換器、１９……メモ
リ（ROM）。
ンチレーシヨンカメラ。第２図はγ線入射位置ｘ
に対する２本の光電子増倍管の出力分布、第３図
はγ線入射位置ｘに対する表示位置Ｘのグラフ、
第４図は４本の光電子増倍管を有するシンチレー
シヨンカメラの配置図、第５図は第４図の場合の
位置演算回路例、第６図は16本の光電子増倍管を
有するシンチレーシヨンカメラの配置図、第７図
は第６図の場合の位置演算回路例、第８図は非直
線性補正回路の、それぞれ一例を表わす。 １……シンチレータ、２……ライトガイド、
３，４，５，６……演算増幅器、Ｒ……抵抗器、
７，８……割算器、９……演算増幅器、１０，１
１，１２……比較器、１３……アンドゲート、１
４……加算器、１５……ゲート、１６……加算
器、１７，１８……Ａ／Ｄ変換器、１９……メモ
リ（ROM）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シンチレータへの放射線の入射による発光を
多数の光電子増倍管で電気信号として検出し、放
射線の入射位置に対応して表示装置上で表示する
ものにおいて、光電子増倍管を正方形あるいは矩
形をなす格子状に配列すると共に、正方形あるい
は矩形を構成する隣接する４本の光電子増倍管
P1，P2，P3，P4の各々の出力s1，s2，s3，s4に基
づき、発光を表示する位置を演算する演算回路を
設け、前記演算回路は次式の演算を行なうもので
あることを特徴とするシンチレーシヨンカメラ。 Ｘ＝（s1＋s2）／（s3＋s4） Ｙ＝（s1＋s4）／（s2＋s3） ただし、光電子増倍管P1とP3、P2とP4は対角
線状に位置し、且つ各光電子増倍管の配列中心に
対し点対称にあるものとする。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22856182A JPS59122984A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | シンチレ−シヨンカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22856182A JPS59122984A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | シンチレ−シヨンカメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59122984A JPS59122984A (ja) | 1984-07-16 |
| JPH0423231B2 true JPH0423231B2 (ja) | 1992-04-21 |
Family
ID=16878295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22856182A Granted JPS59122984A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | シンチレ−シヨンカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59122984A (ja) |
-
1982
- 1982-12-29 JP JP22856182A patent/JPS59122984A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59122984A (ja) | 1984-07-16 |
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