JPH04328485A - Scintillation camera - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[発明の目的][Object of the invention]
【0002】0002
【産業上の利用分野】本発明は、被検体に投与された放
射性同位元素(以下RIという)より放射されるγ線を
検出し、この検出信号を基にRIの被検体内分布を測定
するために用いられるシンチレーションカメラに関し、
特にγ線の検出器の改良に関する。[Industrial Application Field] The present invention detects gamma rays emitted from a radioisotope (hereinafter referred to as RI) administered to a subject, and measures the distribution of RI in the subject based on this detection signal. Regarding scintillation cameras used for
In particular, it relates to improvements in gamma ray detectors.
【0003】0003
【従来の技術】従来、この種のシンチレーションカメラ
に適用されたγ線の検出器は、被検体に投与されたRI
より放出されるγ線をコリメータ部において選択的に通
過させ、シンチレータに入射させることにより、シンチ
レータで光に変換し、更にシンチレータ上にちょう密に
配列された光電子増倍管により光電変換する。そして、
各々の光電子増倍管に付属するプリアンプで電気信号に
変換後、それぞれの出力についてウエイティング計算を
行い、発生シンチレーションの位置の検出ならびにエネ
ルギー値を導出していた。2. Description of the Related Art Conventionally, a gamma ray detector applied to this type of scintillation camera detects RI which has been administered to a subject.
The gamma rays emitted from the scintillator are selectively passed through the collimator section and made incident on the scintillator, where the scintillator converts them into light, which then photoelectrically converts them through photomultiplier tubes arranged densely on the scintillator. and,
After converting each photomultiplier tube into an electrical signal using a preamplifier, weighting calculations were performed for each output to detect the position of scintillation and derive the energy value.
【0004】0004
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種のシンチレーションカメラの場合においては、検
出器の位置分解能がFWHM3〜4mmとあまりよくな
く、しかもこの検出器に対し、γ線を入射させるコリメ
ータ部の位置分解能が更に悪い。従って、システム全体
の位置分解能は、コリメータの位置分解能そのものに依
存しており、最高でもFWHM8mm付近しか実現でき
ない。また、検出器(シンチレータ)内でのコンプトン
散乱が問題となり、これによって更に位置分解能の劣化
を期たすことになるという不具合があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the case of conventional scintillation cameras of this kind, the positional resolution of the detector is not very good at FWHM 3 to 4 mm, and furthermore, a collimator for making γ-rays incident on the detector is not very good. The positional resolution of the area is even worse. Therefore, the positional resolution of the entire system depends on the positional resolution of the collimator itself, and can only be achieved at a maximum FWHM of around 8 mm. In addition, Compton scattering within the detector (scintillator) becomes a problem, which leads to further deterioration of the positional resolution.
【0005】また、検出器系を用途に応じて交換するこ
とができるものが存在しなかった。本発明は、係る課題
に着目してなされたもので、その目的とするところは、
従来よりも大幅に位置分解能が向上されまた用途に応じ
て検出器系を容易に交換可能なシンチレーションカメラ
を提供することにある。[0005] Furthermore, there has been no detector system that allows the detector system to be replaced depending on the application. The present invention has been made with attention to such problems, and its purpose is to:
It is an object of the present invention to provide a scintillation camera whose positional resolution is greatly improved compared to the conventional one and whose detector system can be easily replaced depending on the application.
【0006】[発明の構成][Configuration of the invention]
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、格子状に多数の中子が配列形成されたコ
リメータ部と、このコリメータ部の直下に設置され、且
つ当該コリメータ部と同様構造の筐体及び該筐体の各中
子の中にそれぞれ挿入したファイバ状のプラスチックシ
ンチレータからなるファイバ入りコリメータ部と、この
ファイバ入りコリメータ部の直下にあるいはライトガイ
ドを介して設置され、且つ前記コリメータ部でのγ線の
入射位置を検出可能な光電変換撮像部とを備え、システ
ム感度、分解能、収集核種エネルギーのそれぞれに対応
させて前記各部毎に分離して交換可能にしたことを特徴
とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention includes a collimator section in which a large number of cores are arranged in a grid pattern, and a collimator section installed directly below the collimator section; A casing having the same structure as , a fiber-containing collimator section consisting of a fiber-shaped plastic scintillator inserted into each core of the casing, and a fiber-containing collimator section installed directly below the fiber-containing collimator section or via a light guide, Further, it is equipped with a photoelectric conversion imaging section capable of detecting the incident position of the γ rays in the collimator section, and is made to be able to be separated and replaced for each section according to the system sensitivity, resolution, and collected nuclide energy. Features.
【0008】[0008]
【作用】本発明によるシンチレーションカメラの構成で
あれば、コリメータ部により選択的に通過させられたγ
線がファイバ入りコリメータ部により光に変換されて光
電変換撮像部に入射され、光電変換撮像部で光電変換さ
れる際、γ線の入射位置が検出されることになる。そし
て、光電変換撮像部として適用することができるポジシ
ョンセンシチブなPMT(光電増倍管)は公知なもので
あって、位置分解能は1mm以下である一方、コリメー
タ部及びファイバ入りコリメータ部の中子の穴径は1m
m〜2mm程度である。そのため、そのコリメータ部及
びファイバ入りコリメータ部の中子の穴径のみで位置分
解能を確保でき、FWHM4mm前後の位置分解能が実
現できる。[Operation] With the configuration of the scintillation camera according to the present invention, the γ
The rays are converted into light by the fiber-containing collimator section, and are incident on the photoelectric conversion imaging section. When the rays are photoelectrically converted in the photoelectric conversion imaging section, the incident position of the gamma rays is detected. A position-sensitive PMT (photomultiplier tube) that can be applied as a photoelectric conversion imaging section is a well-known one, and has a position resolution of 1 mm or less. The hole diameter is 1m
It is about m to 2 mm. Therefore, the positional resolution can be ensured only by the hole diameter of the core of the collimator section and the fiber-containing collimator section, and a positional resolution of around 4 mm FWHM can be achieved.
【0009】更に、コリメータ部により選択通過された
γ線がファイバ入りコリメータ部に入射されるため、プ
ラスチックシンチレータの入射面近傍でのコンプトン散
乱が抑制され、しかもファイバ入りコリメータ部の中子
の鉛壁によりコンプトン散乱が吸収される。Furthermore, since the gamma rays selectively passed by the collimator section are incident on the fiber-containing collimator section, Compton scattering near the incident surface of the plastic scintillator is suppressed, and moreover, the lead wall of the core of the fiber-containing collimator section Compton scattering is absorbed by
【0010】従って、コリメータ、ファイバ入りコリメ
ータ部、光電変換撮像部を要部として構成される検出器
における位置分解能は従来と比較して大幅に向上された
ものとなる。[0010] Therefore, the positional resolution of the detector, which is composed of the collimator, the fiber-containing collimator section, and the photoelectric conversion imaging section as main parts, is greatly improved compared to the conventional one.
【0011】また、コリメータ部、ファイバ入りコリメ
ータ部、光電変換撮像部は、システム感度、分解能、収
集核種エネルギーのそれぞれに対応させて各部毎に分離
して交換可能であることから、用途に応じて最適感度、
分解能、エネルギー収集を行える。[0011] Furthermore, the collimator section, the fiber-containing collimator section, and the photoelectric conversion imaging section can be separated and replaced depending on the system sensitivity, resolution, and collected nuclide energy. optimal sensitivity,
Capable of resolution and energy collection.
【0012】0012
【実施例】図1は、本発明が適用された第1実施例のシ
ンチレーションカメラの要部の概略を示す構成図である
。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram schematically showing the main parts of a scintillation camera according to a first embodiment of the present invention.
【0013】このシンチレーションカメラは、検出器の
要部としてコリメータ部1と、ファイバ入りコリメータ
部2と、ポジションセンシチブなPMT3とを備える。
そして、コリメータ部1は、図2で一部拡大表現して示
すように格子状に多数の中子4が配列形成されている。
ファイバー入りコリメータ部2は、コリメータ部1の直
下には位置され且つこのコリメータ部1と同様構造の筐
体5及びこの筐体5の各中子6の中にそれぞれ挿入した
プラスチックシンチレータ7とからなる。PMT3は、
ファイバ入りコリメータ部2の直下に設置され、このフ
ァイバ入りコリメータ部2の各プラスチックシンチレー
タと光学的に結合されるもので、コリメータ部1でのγ
線の入射位置を検出可能なものである。なお、プラスチ
ックシンチレータ7は、六角形の断面形状のものである
が、丸型や四角形の断面形状のものに容易に成形加工す
ることができ、これにともない、コリメータ部1の中子
4及びファイバ入りコリメータ部2の中子6をプラスチ
ックシンチレータに対応した断面形状にしてもよいもの
である。また、複数のファイバ素線を束ねてプラスチッ
クシンチレータ7の構造を得てもよいものである。This scintillation camera includes a collimator section 1, a fiber-containing collimator section 2, and a position-sensitive PMT 3 as essential parts of the detector. The collimator section 1 includes a large number of cores 4 arranged in a grid pattern, as shown in a partially enlarged view in FIG. The fiber-containing collimator section 2 is located directly below the collimator section 1 and consists of a casing 5 having the same structure as the collimator section 1 and a plastic scintillator 7 inserted into each core 6 of the casing 5. . PMT3 is
It is installed directly under the fiber-containing collimator section 2 and is optically coupled to each plastic scintillator of the fiber-containing collimator section 2, so that the γ in the collimator section 1
It is possible to detect the incident position of the line. Although the plastic scintillator 7 has a hexagonal cross-section, it can be easily molded into a round or square cross-section. The core 6 of the collimator section 2 may have a cross-sectional shape compatible with a plastic scintillator. Furthermore, the structure of the plastic scintillator 7 may be obtained by bundling a plurality of fiber strands.
【0014】更に、コリメータ部1、ファイバ入りコリ
メータ部2、PMT3をシステム感度、分解能、収集核
種エネルギーのそれぞれに対応させて各部毎に分離して
交換可能とするため、シールド構造物8とフランジ9,
10とを取付けねじ11により締付け固定する構造を採
用している。なお、図1中、12は位置計算回路、13
は高電圧発生部、14はスイッチ部、15は電源、16
はねじ締めセンサである。Furthermore, in order to enable the collimator section 1, the fiber-containing collimator section 2, and the PMT 3 to be separated and replaced depending on the system sensitivity, resolution, and collected nuclide energy, a shield structure 8 and a flange 9 are used. ,
10 and is tightened and fixed with a mounting screw 11. In addition, in FIG. 1, 12 is a position calculation circuit, 13
is a high voltage generator, 14 is a switch unit, 15 is a power supply, 16
is a screw tightening sensor.
【0015】前述のごとく、ファイバ入りコリメータ部
2の各プラスチックシンチレータ7とポジションセンシ
チブなPMT3とを光学的に結合した場合、PMT4の
位置分解能が優れているため、ファイバ入りコリメータ
部2の各中子6の穴径のみで位置分解能を確保すること
ができる。そのため、各プラスチックシンチレータ7の
いずれで発生シンチレーションのイベントがなされたの
かをPMT3により直接的に高分解能(FWHM4mm
前後)で検知することができる。As mentioned above, when each plastic scintillator 7 of the fiber-containing collimator section 2 and the position-sensitive PMT 3 are optically coupled, since the position resolution of the PMT 4 is excellent, each plastic scintillator 7 of the fiber-containing collimator section 2 Positional resolution can be ensured only by the hole diameter of the child 6. Therefore, it is possible to directly determine in which scintillation event occurred in each plastic scintillator 7 with high resolution (FWHM 4 mm).
(before and after) can be detected.
【0016】しかも、コリメータ部1により選択通過さ
れたγ線がファイバ入りコリメータ部2に入射される構
造であるため、プラスチックシンチレータ7の入射面近
傍でのコンプトン散乱が抑制される。また、プラスチッ
クシンチレータ7は、ファイバ入りコリメータ部2の各
中子6の中に挿入配設されているため、この中子6の鉛
壁によってコンプトン散乱成分が吸収される。Furthermore, since the structure is such that the gamma rays selectively passed through the collimator section 1 are incident on the fiber-containing collimator section 2, Compton scattering near the incident surface of the plastic scintillator 7 is suppressed. Furthermore, since the plastic scintillator 7 is inserted into each core 6 of the fiber-containing collimator section 2, the Compton scattered components are absorbed by the lead walls of the cores 6.
【0017】従って、PMT3の検知信号を基に位置計
算回路12にて得られた発生シンチレーションの位置信
号及びエネルギー信号はコンプトン散乱の影響が少いも
のとなり、画質の向上となる。Therefore, the position signal and energy signal of the generated scintillation obtained by the position calculation circuit 12 based on the detection signal of the PMT 3 are less affected by Compton scattering, and the image quality is improved.
【0018】また、シールド構造物8とフランジ9,1
0とを取付けねじ11により締付け固定してコリメータ
部1、ファイバ入りコリメータ部2、PMT3を保持し
た状態から例えばファイバ入りコリメータ部2を取り外
した場合は、PMT3に光が直接的に入ってくる。この
時、本実施例では、ねじ締めセンサ16でファイバ入り
コリメータ部2を取り外したことを検出し、この検知信
号をスイッチ部14に加えることで電源15から高電圧
発生部13への電力供給をオフにするものとした。なお
、ねじ締めセンサ16としてドアスイッチやフォトセン
サ等を適用することができる。このように、コリメータ
部1、ファイバ入りコリメータ部2、PMT3を分離し
て交換可能な構造とすることにより、201 Tlのよ
うな低エネルギーの収集と、67Gaのような高エネル
ギーの収集でファイバ入りコリメータ部2を適宜交換す
ることができ、また収集モードに応じた感度と分解能を
得るためにコリメータ部1を選択することを容易に行え
る。Furthermore, the shield structure 8 and the flanges 9, 1
For example, when the fiber-incorporated collimator part 2 is removed from a state in which the collimator part 1, the fiber-incorporated collimator part 2, and the PMT 3 are held by tightening and fixing them with the mounting screws 11, light enters the PMT 3 directly. At this time, in this embodiment, the screw tightening sensor 16 detects that the fiber-containing collimator section 2 has been removed, and this detection signal is applied to the switch section 14 to stop the power supply from the power source 15 to the high voltage generation section 13. I decided to turn it off. Note that a door switch, a photo sensor, or the like can be used as the screw tightening sensor 16. In this way, by creating a structure in which the collimator part 1, the fiber-incorporated collimator part 2, and the PMT 3 are separated and replaceable, it is possible to collect low energy such as 201 Tl and collect high energy such as 67 Ga by entering the fiber. The collimator section 2 can be replaced as appropriate, and the collimator section 1 can be easily selected to obtain sensitivity and resolution according to the acquisition mode.
【0019】なお、前述した第1実施例では、ファイバ
入りコリメータ部2の直下にPMT3を設置したが、図
3の第2実施例の構成のようにコリメータ部1及びファ
イバ入りコリメータ部2とPMT3との間に、ライトガ
イドとして2次元のファイバアレー17を介在させた光
学的な接続構成を採用してもよく、これによりコリメー
タ部1及びファイバ入りコリメータ部2とPMT3とを
離したデバイスを得たいという要求に対応できる。In the first embodiment described above, the PMT 3 was installed directly below the fiber-containing collimator section 2, but as in the configuration of the second embodiment shown in FIG. An optical connection configuration may be adopted in which a two-dimensional fiber array 17 is interposed as a light guide between the PMT 3 and the collimator section 1 and the fiber-containing collimator section 2. We can respond to your requests.
【0020】更に、図4の第3実施例の構成のようにコ
リメータ部1及びファイバ入りコリメータ部2とPMT
3との間にライトガイドとして集光型にした2次元のフ
ァイバアレー18を介在させた光学的な接続構成を採用
してもよく、この場合には、より拡大された有効視野を
持つコリメータ部でのγ線入射位置についての検出をよ
り小さなPMTで行うことができる。Furthermore, as in the configuration of the third embodiment shown in FIG.
An optical connection configuration may be adopted in which a two-dimensional condensing fiber array 18 is interposed as a light guide between the collimator section and the collimator section 3, which has a more expanded effective field of view. Detection of the γ-ray incident position can be performed using a smaller PMT.
【0021】また、コリメータ部の各中子に挿入配置し
たファイバ状のプラスチックシンチレータの代りに、γ
線を光に変換するシンチレータ素子として、NaIもし
くはBGO、CWOなどの単結晶を例えば図5のように
六角形もしくは丸形、四角形にカットし、この外形面(
但しPMT装着面を除く)上に反射剤を塗布(ホワイト
ペインティング)したものを挿入配置することができる
。この場合には、より短い距離でγ線のストッピング効
果があり、かつ感度の高い検出器を構成することが可能
となる。但し、NaIの場合、ちょう解性があるため、
コリメータ部に挿入後、外気に触れぬように密閉にする
必要がある。BGO、CWOはちょう解性がないため密
閉の必要はない。なお、単結晶をカットする方法である
が、シャーリング加工、レーザ光による加工、ワイヤー
放電加工などが考えられる。Furthermore, instead of the fiber-shaped plastic scintillator inserted into each core of the collimator section, γ
As a scintillator element that converts a line into light, a single crystal such as NaI, BGO, or CWO is cut into a hexagonal, round, or square shape as shown in Figure 5, and the outer surface (
However, it is possible to insert and arrange a reflector coated (white painting) on the PMT mounting surface (excluding the PMT mounting surface). In this case, it is possible to construct a detector that has a gamma ray stopping effect over a shorter distance and has high sensitivity. However, in the case of NaI, due to its comprehensibility,
After inserting it into the collimator, it must be sealed to prevent it from coming into contact with the outside air. BGO and CWO do not need to be sealed because they are not collapsible. Note that as methods for cutting the single crystal, shirring processing, processing using laser light, wire electric discharge processing, etc. can be considered.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
リメータ部2ファイバ入りコリメータ部と光電変換撮像
部とを要部とした検出器によってγ線入射位置の検出な
らびにエネルギー値の導出を行うから、位置分解能が従
来と比較して大幅に向上されたものとなる。また、上記
各部を分離して交換可能にしたことから用途に応じた検
出器系の交換がコリメータ部及びファイバ入りコリメー
タ部を交換することで達成することができることになる
。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the detection of the gamma ray incident position and the derivation of the energy value are performed by a detector whose main parts include a collimator section with two fibers and a photoelectric conversion imaging section. Therefore, the position resolution is significantly improved compared to the conventional method. Moreover, since each of the above parts can be separated and replaced, the detector system can be replaced depending on the application by replacing the collimator part and the fiber-containing collimator part.
【図1】本発明が適用された第1実施例のシンチレーシ
ョンカメラの要部概略を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing main parts of a scintillation camera according to a first embodiment of the present invention.
【図2】コリメータ部の構造説明図である。FIG. 2 is a structural explanatory diagram of a collimator section.
【図3】本発明が適用された第2実施例のシンチレーシ
ョンカメラの検出器の外観を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of a detector of a scintillation camera according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明が適用された第3実施例のシンチレーシ
ョンカメラの検出器の外観を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing the appearance of a detector of a scintillation camera according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明が適用された第4実施例のシンチレーシ
ョンカメラにおける検出器の要部説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a main part of a detector in a scintillation camera according to a fourth embodiment of the present invention.
1 コリメータ部 2 ファイバ入りコリメータ部 3 PMT 4 中子 5 筐体 6 中子 7 プラスチックシンチレータ 8 シールド構造物 9 フランジ 10 フランジ 11 取付けねじ 12 位置計算回路 13 高電圧発生部 14 スイッチ部 15 電源 16 ねじ締めセンサ 17 ファイバアレー 18 ファイバアレー 1 Collimator section 2 Fiber-containing collimator section 3 PMT 4 Core 5 Housing 6 Core 7 Plastic scintillator 8 Shield structure 9 Flange 10 Flange 11 Mounting screw 12 Position calculation circuit 13 High voltage generation section 14 Switch part 15 Power supply 16 Screw tightening sensor 17 Fiber array 18 Fiber array
Claims (1)
コリメータ部と、このコリメータ部の直下に設置され、
且つ当該コリメータ部と同様構造の筐体及び該筐体の各
中子の中にそれぞれ挿入したファイバ状のプラスチック
シンチレータからなるファイバ入りコリメータ部と、こ
のファイバ入りコリメータ部の直下にあるいはライトガ
イドを介して設置され、且つ前記コリメータ部でのγ線
の入射位置を検出可能な光電変換撮像部とを備え、シス
テム感度、分解能、収集核種エネルギーのそれぞれに対
応させて前記各部毎に分離して交換可能にしたことを特
徴とするシンチレーションカメラ。Claim 1: A collimator section in which a large number of cores are arranged in a grid pattern, and a collimator section installed directly below the collimator section,
In addition, a casing having the same structure as the collimator section, a fiber-containing collimator section consisting of a fiber-shaped plastic scintillator inserted into each core of the casing, and a fiber-containing collimator section directly below the fiber-containing collimator section or via a light guide. and a photoelectric conversion imaging unit that is installed at the collimator unit and can detect the incident position of the γ-ray at the collimator unit, and each unit can be separated and replaced in accordance with system sensitivity, resolution, and collected nuclide energy. A scintillation camera characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9742891A JPH04328485A (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Scintillation camera |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9742891A JPH04328485A (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Scintillation camera |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04328485A true JPH04328485A (en) | 1992-11-17 |
Family
ID=14192141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9742891A Pending JPH04328485A (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Scintillation camera |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04328485A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009243966A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Hitachi Metals Ltd | Radiation detection unit and pet/mri integral apparatus having it |
JP2012007949A (en) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Canon Inc | Radiation imaging apparatus, radiation imaging system and method for manufacturing radiation imaging apparatus |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP9742891A patent/JPH04328485A/en active Pending
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