JPH04328486A

JPH04328486A - ガンマカメラ

Info

Publication number: JPH04328486A
Application number: JP9762091A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yamakawa; 勉山河
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1991-04-26
Publication date: 1992-11-17
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: JP3078591B2

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】

【０００１】［発明の目的］

【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。

【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。

【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。

【０００５】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
分解能が向上されたシンチレーションカメラを提供する
ことにある。

【０００６】［発明の構成］

【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各中子の中にファイ
バ状のプラスチックシンチレータをそれぞれ挿入した構
造部分を有してなる検出器と、を具備することを特徴と
する。

【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、コリメータ部の各中子の中にプラスチックシン
チレータを挿入した構造部分を有してなる検出器として
コリメータ部でのγ線の入射位置が検出可能な光電変換
撮像部、いわゆるポジションセンシチブなＰＭＴ（光電
子増倍管）を光学的に結合させて用いることができる。この場合、ＰＭＴの位置分解能は１ｍｍ以下である一方
、コリメータ部の中子の穴径は、１ｍｍ〜２ｍｍ程度で
あることから、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。

【０００９】また、プラスチックシンチレータは、コリ
メータ部の各中子にそれぞれ挿入されているため、コリ
メータ部の各中子の鉛壁によりコンプトン散乱成分が吸
収され、これにより検出器内のコンプトン散乱成分が激
減し、画質の向上に寄与することができる。

【００１０】更に、プラスチックシンチレータのシンチ
レーション光の減衰率が従来シンチレータで用いていた
よう化ナトリウム（ＮａＩ）のそれに比較して極端に短
いため、最計算率特性が向上する。

【００１１】

【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概略を示す構成図である。

【００１２】このシンチレーションカメラにおいて、コ
リメータ部１は、図１で一部拡大表現して示すように格
子状に多数の中子２が配列形成されている。他方、検出
器３は、コリメータ部１の各中子２の中に図２のように
プラスチックシンチレータ１０１をそれぞれ挿入した構
造部分を有するもので、ポジションセンシチブなＰＭＴ
４と光学的に結合させた構成を採用し、また、位置計算
回路５、ディジタル補正回路６、エネルギー弁別回路７
、メモリ８を備える。なお、プラスチックシンチレータ
１０１は、六角形の断面形状のものであるが、丸形や四
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１０１の構造を得てもよいものである。

【００１３】このように各プラスチックシンチレータ１
０１とポシセションセンシチブなＰＭＴ４とを光学的に
結合した場合、ＰＭＴ４が位置分解能に優れているため
、コリメータ部１の各中子２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１０１のいずれで発生シンチレーションのイベ
ントがあったのかをＰＭＴ４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。従って
ＰＭＴ４の検知信号を基に位置計算回路５にて発生シン
チレーションの位置が正確に計算され、撮像諸条件に応
じてディジタル補正を回路６にてその位置補正がなされ
る。更にエネルギー弁別回路７にて発生シンチレーショ
ンのエネルギー値の導出がなされ、これらのデータがメ
モリ８に順次記憶される。なお、メモリ８に記憶されて
いる内容は、ＳＰＥＣＴ画像等の画像データとして用い
られることになる。

【００１４】しかも、プラスチックシンチレータ１０１
は、コリメータ部１の各中子２の中に挿入配設されてい
るため、この中子２の鉛壁によってコンプトン散乱成分
が吸収され（図２参照）、これにより検出器３内のコン
プトン散乱が激減し、画質の向上に寄与することができ
る。

【００１５】更に、プラスチックシンチレータ１０１の
シンチレーション光の減衰率がＮａＩのそれに比較して
極端に短いため、最計数特性が向上する。

【００１６】更に、本実施例では、図２に示すごとくコ
リメータ部１のγ線入射端Ａから所定距離Ｌだけ下げた
位置にプラスチックシンチレータ１０１のγ線入射面Ｂ
を合わせ、これによりプラスチックシンチレータ１０１
のγ線入射面Ｂ及びこの付近でのコンプトン散乱の発生
を防止するものにしている。

【００１７】また、同じく図２に示すごとくプラスチッ
クシンチレータ１０１におけるγ線入射側に被検体内散
乱線を遮光する光遮蔽物１０２を白色ペインティングを
施すなどして設け、プラスチックシンチレータ１０１を
γ線入射側１０１ａと光出力側１０１ｂとに分ける。こ
れにより、プラスチックシンチレータ１０１のγ線入射
側１０１ａを、被検体内散乱線のストッピングエリアと
して機能させる。これは、プラスチックシンチレータ１
０１の波高強度がＮａＩの１／３〜１／４であること、
及びポジションセンシチブなＰＭＴ４のエネルギー分解
能があまり高くないことに起因して、検出器３全体のエ
ネルギー分解能が低下しているのを解消するための機能
である。もし、被検体内散乱線のストッピングエリアの
機能が存在しない場合、プラスチックシンチレータ１０
１の後段側において光電ピークよりも低域の散乱成分に
ついても計数処理を実施しなければならないという弊害
が生じる。

【００１８】そして、プラスチックシンチレータ１０１
のγ線入射側１０１ａに被検体内散乱線のストッピング
エリアとしての機能を持たせるには、プラスチックシン
チレータ１０１のγ線入射側１０１ａで発した光がその
光出力側１０１ｂに伝搬されない構造を確保すればよい
。これが効果的に達成されると、γ線入射側１０１ａ側
において等価的にある程度の散乱線を確実に除去するこ
とができる。この観点からγ線入射側１０１ａの材質が
重要なポイントであり、場合によっては、プラスチック
シンチレータの代わりに鉛、錫などを含有した吸収体（
発光不要）をγ線入射側１０１ａに適用してもよいもの
である。

【００１９】なお、本実施例に従って検出器３を構成す
る際、コリメータ部１とＰＭＴ４とが光学的に密着する
ようプラスチックシンチレータ１０１の端面を可及的に
平滑に仕上げるとともに、この端面とＰＭＴ４との間の
距離をできるだけ小さくして光学的にカップリングする
ことが、位置分解能を良好に維持するうえでの要件とな
る。この要件が外れるほど検出器３での位置分解能が劣
化することになる。

【００２０】しかし、コリメータ部とＰＭＴとを離した
デバイスを構築することが要求される場合もあり、この
場合には、図３の第２実施例の構成のようにファイバ状
のプラスチックシンタレータが中子毎に挿入されている
コリメータ部１とポジションセンシチブなＰＭＴ４との
間に、ライトガイドとして２次元のファイバアレー９を
介在させた光学的な接続構成を採用するとよい。

【００２１】更に、図４の第３実施例の構成のようにコ
リメータ部１とポジションセンシチブなＰＭＴ４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１０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
ポジションセンシチブなＰＭＴで行うことができる。

【００２２】これらの他にも、コリメータ部とＰＭＴと
を光学的に接続するライトガイドに対し光学的にＰＭＴ
に達する光の効率を上げ且つ素子毎の感度ばらつきを減
らすように処置を施すなども行うことも可能である。

【００２３】また、上記第２及び第３実施例の構成にお
いても、上記第１実施例と同様に、コリメータ部のγ線
入射端から所定距離だけ下げた位置にプラスチックシン
チレータのγ線入射面を合せて、そのプラスチックシン
チレータを中子の中に配設し、またプラスチックシンチ
レータにおけるγ線入射側もしくは吸収体を介在してγ
線入射面上に被検体内散乱線を遮光する光遮蔽物を設け
ているものである。

【００２４】前述した各実施例は、コリメータ部の各中
子の中にファイバ状のプラスチックシンチレータを挿入
した構造部分を有する検出器を構築した場合であるが、
従来のＮａＩを成分とする大型シンチレータに対しても
、上記した本発明の技術思想のうち光遮蔽物を設ける技
術思想を応用することができる。この場合には、上記大
型シンチレータと同様な平板形状で薄い別シンチレータ
もしくは別の材質からなる被検体散乱線のストッピング
エリアを形成することになる。これにより被検体内散乱
線をシンチレータ内である程度の削減を達成できる。

【００２５】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。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
リメータ部の各中子の中にプラスチックシンチレータを
それぞれ挿入した構造を有してなる検出器によって、コ
リメータ部での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、コリメータ部の各中子の穴径のみ
で位置分解能を確保することが可能となり、またプラス
チックシンチレータで発生する散乱線を効果的に減衰さ
せることができる。従って、位置分解能が従来と比較し
て大幅に向上され、高分解能のＳＰＥＣＴシステムを構
築するうえで好都合となる。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】コリメータ部の中子にプラスチックシンチレー
タを挿入した状態を示す斜視図である。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

１　　コリメータ部２　　中子３　　検出器４　　ＰＭＴ５　　位置計算回路６　　ディジタル補正回路７　　エネルギー弁別回路８　　メモリ９，１０　　二次元ファイバアレー１０１　　プラスチックシンチレータ１０２　　光遮蔽物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　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各中子の中にファ
イバ状のプラスチックシンチレータをそれぞれ挿入した
構造部分を有してなる検出器と、を具備することを特徴
とするシチレーションカメラ。
【請求項２】　　前記検出器は、前記コリメータ部のγ
線入射端から所定距離だけ下げた位置に前記プラスチッ
クシンチレータのγ線入射面を合せて当該プラスチック
シンチレータを前記中子の中に配設したことを特徴とす
る請求項１記載のシンチレーションカメラ。
【請求項３】　　前記検出器は、前記プラスチックシン
チレータにおけるγ線入射側もしくは吸収体を介在して
γ線入射面上に被検体内散乱線を遮光する光遮蔽物を設
けたことを特徴とする請求項１記載のシンチレーション
カメラ。
【請求項４】　　前記検出器は、前記プラスチックシン
チレータが挿入された前記コリメータ部の直下にあるい
はライトガイドを介して前記コリメータ部でのγ線の入
射位置が検出可能な光電変換撮像部を設置したことを特
徴とする請求項１記載のシンチレーションカメラ。
【請求項５】　　前記検出器は、複数のファイバ素線を
束ねて中子毎に前記プラスチックシンチレータを構成し
たことを特徴とする請求項１記載のシンチレーションカ
メラ。
【請求項６】　　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各中子を通過した
γ線を当該コリメータ部の直下で受けるシンチレータの
γ線入射側もしくは吸収体を介在してγ線入射面上に被
検体内散乱線を遮光する光遮蔽物を設けた検出器と、を
具備することを特徴とするシンチレーションカメラ。