JPH05134043A - デコンボルーシヨンフイルタをもつ原子核検出装置 - Google Patents
デコンボルーシヨンフイルタをもつ原子核検出装置Info
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- JPH05134043A JPH05134043A JP3223584A JP22358491A JPH05134043A JP H05134043 A JPH05134043 A JP H05134043A JP 3223584 A JP3223584 A JP 3223584A JP 22358491 A JP22358491 A JP 22358491A JP H05134043 A JPH05134043 A JP H05134043A
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- G01T1/1642—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using a scintillation crystal and position sensing photodetector arrays, e.g. ANGER cameras
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】ガンマ線カメラにおいてため込まれたパルスを
分離し、正確に積分計算を行うような、つまり空間分解
能を損なわずに計数率を改善するような方法を提供す
る。 【構成】ガンマ線カメラはコリメータ２、蛍光物質３、
光電倍増管６、抵抗回路、ｘ＋、ｘ−、ｙ＋、ｙ−信号
回路７、高速アナログ―デジタル変換器５２，５４，５
６，５８，デジタルフィルター（Ｆ）６２，６４，６
６，６８，デジタルインテグレータ（Σ）７２，７４，
７６，７８，フィルターとインテグレータの係数を記憶
する記憶装置７１，８１，計算装置９０、デスプレー装
置２１で構成する。
分離し、正確に積分計算を行うような、つまり空間分解
能を損なわずに計数率を改善するような方法を提供す
る。 【構成】ガンマ線カメラはコリメータ２、蛍光物質３、
光電倍増管６、抵抗回路、ｘ＋、ｘ−、ｙ＋、ｙ−信号
回路７、高速アナログ―デジタル変換器５２，５４，５
６，５８，デジタルフィルター（Ｆ）６２，６４，６
６，６８，デジタルインテグレータ（Σ）７２，７４，
７６，７８，フィルターとインテグレータの係数を記憶
する記憶装置７１，８１，計算装置９０、デスプレー装
置２１で構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガンマ線カメラタイプの
原子核検出器に関する。これは、原子核放射線の検出や
エネルギー・スペクトルの測定などの際に原子核物理学
で応用されたり、放射性同位元素を用いて臓器画像をつ
くるためにガンマ線カメラを使用する原子核医療で応用
される。
原子核検出器に関する。これは、原子核放射線の検出や
エネルギー・スペクトルの測定などの際に原子核物理学
で応用されたり、放射性同位元素を用いて臓器画像をつ
くるためにガンマ線カメラを使用する原子核医療で応用
される。
【０００２】
【従来の技術】発明がガンマ線カメラに限定されている
わけではないが、このタイプの器具が技術水準や難点を
説明するための例として用いられる。Ｈ．Ｏ．アンガー
で交付されたアメリカ特許ＵＳ−Ａ−３ ０１１ ０５
７では、これらの器具の一般的構造および機能が説明さ
れている。
わけではないが、このタイプの器具が技術水準や難点を
説明するための例として用いられる。Ｈ．Ｏ．アンガー
で交付されたアメリカ特許ＵＳ−Ａ−３ ０１１ ０５
７では、これらの器具の一般的構造および機能が説明さ
れている。
【０００３】一般にガンマ線カメラには、臓器から発せ
られるガンマ線光子の入射角を制限するためのコリメー
タ、ガンマ線光子を高度の高い光子に変えるための蛍光
クリスタル、光度の高い光子を電気パルスに変えるため
の光電増倍管セット、電気パルスを座標ＸおよびＹに変
えるための電子装置が含まれている。
られるガンマ線光子の入射角を制限するためのコリメー
タ、ガンマ線光子を高度の高い光子に変えるための蛍光
クリスタル、光度の高い光子を電気パルスに変えるため
の光電増倍管セット、電気パルスを座標ＸおよびＹに変
えるための電子装置が含まれている。
【０００４】また、ガンマ線カメラには、座標信号Ｘお
よびＹで制御される陰極線オシロスコープなどのディス
プレイセットが含まれている。このディスプレイセット
には、クリスタル上に現れるガンマ線光子の停留点が表
示される。場合によっては、多数の輝点の積分により観
察される臓器の画像を構成するための写真装置が含まれ
ていることもある。また、デジタル画像処理装置も含ま
れることもある。デジタル画像処理装置は、臓器の断層
撮影をするため、診断しようとする臓器の断面画像を再
構成するために用いられる。その際、スキャノグラフィ
ーで用いられたアルゴリスムと同じものが画像の再構成
に用いられる。
よびＹで制御される陰極線オシロスコープなどのディス
プレイセットが含まれている。このディスプレイセット
には、クリスタル上に現れるガンマ線光子の停留点が表
示される。場合によっては、多数の輝点の積分により観
察される臓器の画像を構成するための写真装置が含まれ
ていることもある。また、デジタル画像処理装置も含ま
れることもある。デジタル画像処理装置は、臓器の断層
撮影をするため、診断しようとする臓器の断面画像を再
構成するために用いられる。その際、スキャノグラフィ
ーで用いられたアルゴリスムと同じものが画像の再構成
に用いられる。
【０００５】図１には、例として、書類ＦＲ−Ａ−２
６１５ ９６１で説明されているようなガンマ線カメラ
が示されている。
６１５ ９６１で説明されているようなガンマ線カメラ
が示されている。
【０００６】検出・測定されるガンマ線光子（δ）が臓
器１から発せられる。カメラ自体には以下が含まれてい
る。 −ガンマ放射線にさらされるコリメータ２。 −コメリータを通ったガンマ放射線を受け、光度の高い
放射線Ｌを蛍光作用（ｓ）により発生させるための蛍光
物質層３。 −蛍光物質と向かい合って配置される光電倍増管セット
６。各管は、光度の高い放射線を受け取ったことのレス
ポンスとしてパルス電気信号を発する。 −光電倍増管６から発せられる電気信号を受取り、“加
重パルス”という４つのアナログ電子信号ｘ+ 、ｘ- 、
ｙ+ 、ｙ- を発する加重抵抗回路セット７。ｘ+とｘ-
は一次軸Ｘに対する蛍光位置を表し、ｙ+ とｙ- は二次
軸Ｙに対するその位置を表す。 −アナログ信号ｘ+ 、ｘ- 、ｙ+ 、ｙ- の伝達回路８。
変動ゲイン増幅器、遅延線、基礎電位回復回路が含まれ
る。 −パルス信号インテグレータ１０。このインテグレータ
は加重信号ｘ+、ｘ- 、ｙ+ 、ｙ- を発する。 −蛍光物質に表れた蛍光点に相当する表示点の座標Ｘお
よびＹを加重信号に基づいて計算するための計算装置２
０。例えば、書類ＵＳ−Ａ−４ ６７２ ５４２による
と装置２０は以下の計算を行う。
器１から発せられる。カメラ自体には以下が含まれてい
る。 −ガンマ放射線にさらされるコリメータ２。 −コメリータを通ったガンマ放射線を受け、光度の高い
放射線Ｌを蛍光作用（ｓ）により発生させるための蛍光
物質層３。 −蛍光物質と向かい合って配置される光電倍増管セット
６。各管は、光度の高い放射線を受け取ったことのレス
ポンスとしてパルス電気信号を発する。 −光電倍増管６から発せられる電気信号を受取り、“加
重パルス”という４つのアナログ電子信号ｘ+ 、ｘ- 、
ｙ+ 、ｙ- を発する加重抵抗回路セット７。ｘ+とｘ-
は一次軸Ｘに対する蛍光位置を表し、ｙ+ とｙ- は二次
軸Ｙに対するその位置を表す。 −アナログ信号ｘ+ 、ｘ- 、ｙ+ 、ｙ- の伝達回路８。
変動ゲイン増幅器、遅延線、基礎電位回復回路が含まれ
る。 −パルス信号インテグレータ１０。このインテグレータ
は加重信号ｘ+、ｘ- 、ｙ+ 、ｙ- を発する。 −蛍光物質に表れた蛍光点に相当する表示点の座標Ｘお
よびＹを加重信号に基づいて計算するための計算装置２
０。例えば、書類ＵＳ−Ａ−４ ６７２ ５４２による
と装置２０は以下の計算を行う。
【数１】
【数２】 −表示装置２２。陰極線オシロスコープおよび水平・垂
直偏向板などを含む。
直偏向板などを含む。
【０００７】また、図のガンマ線カメラには、加重抵抗
回路全体と接続され、光度の高い放射パルス（放射線の
位置ではない）のエネルギー総量を表す信号ｅを発する
回路１９が含まれる。パルスがインテグレータ２７内を
通過することにより、積分されたエネルギーを表す信号
Ｅが得られる。計算装置２０の制御に用いられる有効信
号Ｖがいき値比較器２８から発せられる。
回路全体と接続され、光度の高い放射パルス（放射線の
位置ではない）のエネルギー総量を表す信号ｅを発する
回路１９が含まれる。パルスがインテグレータ２７内を
通過することにより、積分されたエネルギーを表す信号
Ｅが得られる。計算装置２０の制御に用いられる有効信
号Ｖがいき値比較器２８から発せられる。
【０００８】また、検知されたエネルギーが必要帯域に
ある場合に、インテグレータ１０に応用される積分信号
Ｉを回路１９から引き出すことも可能である。
ある場合に、インテグレータ１０に応用される積分信号
Ｉを回路１９から引き出すことも可能である。
【０００９】ガンマ線カメラにはその他の特性と指定が
ある。 −空間分解能が優れている。つまり類似した小さな放射
線源を区分する能力がある。 −計数率のレスポンスが優れている。つまり時間単位ご
との事象を多数処理する能力がある。 −同位元素から発せられるガンマ放射線のエネルギーに
左右されない画質。
ある。 −空間分解能が優れている。つまり類似した小さな放射
線源を区分する能力がある。 −計数率のレスポンスが優れている。つまり時間単位ご
との事象を多数処理する能力がある。 −同位元素から発せられるガンマ放射線のエネルギーに
左右されない画質。
【００１０】空間分解能は座標ＸおよびＹの計算が正確
であるかどうかに左右される。計算が正確であるかどう
かは、基本的にガンマ線カメラの様々な装置の機能を管
理する物理法則に左右される。こうして、ガンマ線光子
と蛍光クリスタルの相互作用で、蛍光度は指数関数的に
時間と共に減衰する。この減衰の時定数は使用されるク
リスタルにより異なる。タリウムで活性化されるナトリ
ウム沃化クリスタル（ＮａＩ，Ｔｌ）に関しては、その
時定数は３００ナノ秒となる。この蛍光作用は複数の光
電倍増管から同時に観察される。入射ガンマ線光子のエ
ネルギーが一定の場合は、蛍光作用を形成する光度の高
い光子の数はポアソンの統計に従う。光度の高い光子よ
って、光電倍増管の光電陰極から光電子が引き離され
る。蛍光作用が一定の場合は、引き離された光電子の数
もまたポアソンの統計的法則に従う。従って、光電倍増
管の電気的作用それ自体もポアソンの統計的分布に従
う。この振幅の平均値は入射してくる光度の高い光子の
エネルギーによって決まる。
であるかどうかに左右される。計算が正確であるかどう
かは、基本的にガンマ線カメラの様々な装置の機能を管
理する物理法則に左右される。こうして、ガンマ線光子
と蛍光クリスタルの相互作用で、蛍光度は指数関数的に
時間と共に減衰する。この減衰の時定数は使用されるク
リスタルにより異なる。タリウムで活性化されるナトリ
ウム沃化クリスタル（ＮａＩ，Ｔｌ）に関しては、その
時定数は３００ナノ秒となる。この蛍光作用は複数の光
電倍増管から同時に観察される。入射ガンマ線光子のエ
ネルギーが一定の場合は、蛍光作用を形成する光度の高
い光子の数はポアソンの統計に従う。光度の高い光子よ
って、光電倍増管の光電陰極から光電子が引き離され
る。蛍光作用が一定の場合は、引き離された光電子の数
もまたポアソンの統計的法則に従う。従って、光電倍増
管の電気的作用それ自体もポアソンの統計的分布に従
う。この振幅の平均値は入射してくる光度の高い光子の
エネルギーによって決まる。
【００１１】蛍光領域の確定（それ自体、臓器内のガン
マ線光子発生地点を表す）は、光電倍増管全体から発せ
られる電気的作用の重心を算出することでなされる。
マ線光子発生地点を表す）は、光電倍増管全体から発せ
られる電気的作用の重心を算出することでなされる。
【００１２】蛍光が一定の場合に解決が最も困難な問題
は、蛍光作用の減衰の時定数の約３倍の周期についての
電気的作用の重心の積分計算を出来るだけ正確に確定す
ることである。積分時間はクリスタルの時定数に左右さ
れる。測定値はポアソンの統計的変動のために間違いだ
らけになる。事実、ポアソンの統計によると、電気的作
用の振幅変動の偏差は、引き離された光電子の数の平方
根に反比例する。このように、積分時間が蛍光作用の減
衰の時定数の３倍になる程までに長くなれば、それだけ
考慮される光電子の数は多くなり、偏差は小さくなる。
ようするに、この電気的作用の平均値の概算はより正確
なものに近くなる。
は、蛍光作用の減衰の時定数の約３倍の周期についての
電気的作用の重心の積分計算を出来るだけ正確に確定す
ることである。積分時間はクリスタルの時定数に左右さ
れる。測定値はポアソンの統計的変動のために間違いだ
らけになる。事実、ポアソンの統計によると、電気的作
用の振幅変動の偏差は、引き離された光電子の数の平方
根に反比例する。このように、積分時間が蛍光作用の減
衰の時定数の３倍になる程までに長くなれば、それだけ
考慮される光電子の数は多くなり、偏差は小さくなる。
ようするに、この電気的作用の平均値の概算はより正確
なものに近くなる。
【００１３】ついでに、積分時間はガンマ線カメラの空
間分解能の程度に直接的に関わっていること、またその
空間分解能の質は計数率を犠牲にして、つまり秒ごとに
考慮される事象の数を犠牲にして得られるものであると
いうことを指摘しておく。
間分解能の程度に直接的に関わっていること、またその
空間分解能の質は計数率を犠牲にして、つまり秒ごとに
考慮される事象の数を犠牲にして得られるものであると
いうことを指摘しておく。
【００１４】多くのガンマ線カメラでは、信号の積分は
図１に示されているようにアナログ的に実行される。い
くつものガンマ線光子が積分時間中に受け取られた場
合、それらは“ため込まれる”。つまりそれに相当する
電気パルスが重なり合うのである。そのことはカメラの
空間分解能を損うことになる。従って、ため込まれた
り、重なり合ったパルスは廃棄されなければならない。
図１に示されているようにアナログ的に実行される。い
くつものガンマ線光子が積分時間中に受け取られた場
合、それらは“ため込まれる”。つまりそれに相当する
電気パルスが重なり合うのである。そのことはカメラの
空間分解能を損うことになる。従って、ため込まれた
り、重なり合ったパルスは廃棄されなければならない。
【００１５】このようなため込まれたパルスを廃棄する
ためにいくつかの解決策が提案された。書類ＵＳ−Ａ−
４ ６２９ ８９５には、蛍光位置を確定するための回
路のほかに、振幅があらかじめ確定された範囲に入って
いる蛍光作用や積分時間中にクリスタルの別の位置で別
の蛍光作用を偶然に生じさせたり、それにより一確定の
計算に間違いを引き起こす可能性がない蛍光作用を考慮
するための有効回路を持つ装置の説明が記載されてい
る。
ためにいくつかの解決策が提案された。書類ＵＳ−Ａ−
４ ６２９ ８９５には、蛍光位置を確定するための回
路のほかに、振幅があらかじめ確定された範囲に入って
いる蛍光作用や積分時間中にクリスタルの別の位置で別
の蛍光作用を偶然に生じさせたり、それにより一確定の
計算に間違いを引き起こす可能性がない蛍光作用を考慮
するための有効回路を持つ装置の説明が記載されてい
る。
【００１６】書類ＵＳ−Ａ−４ ８８２ ６８０には、
積分時間中にため込みが始まったことが示されて、エネ
ルギーの積分がある程度のいき値を越えた場合にため込
まれたパルスを廃棄するための装置の説明が記載されて
いる。
積分時間中にため込みが始まったことが示されて、エネ
ルギーの積分がある程度のいき値を越えた場合にため込
まれたパルスを廃棄するための装置の説明が記載されて
いる。
【００１７】例えば書類ＵＳ−Ａ−４ ６１８ ７７５
やＵＳ−Ａ−４ ６１２４４３に記載されているよう
に、別の装置では補外されたりシュミレーションされた
パルスの“跡”から保護するための様々なアイデアが用
いられている。
やＵＳ−Ａ−４ ６１２４４３に記載されているよう
に、別の装置では補外されたりシュミレーションされた
パルスの“跡”から保護するための様々なアイデアが用
いられている。
【００１８】また書類ＵＳ−Ａ−４ ４５５ ６１６で
説明されているような信号打切り装置も使用されること
がある。
説明されているような信号打切り装置も使用されること
がある。
【００１９】そして、例えば書類ＵＳ−Ａ−４ １９８
９８６、ＵＳ−Ａ−４３６９４９５、ＵＳ−Ａ−５４
９ ８６６で説明されているような不感時間を調整する
回路を用いている装置もある。
９８６、ＵＳ−Ａ−４３６９４９５、ＵＳ−Ａ−５４
９ ８６６で説明されているような不感時間を調整する
回路を用いている装置もある。
【００２０】これらの解決策のすべては満足できるもの
ではない。なぜなら、それらは信号を廃棄するものの計
数率を低下させたり、補外された“跡”あるいは理論上
の“跡”からパルスを保護したりパルスをカットする
が、空間分解能を損ったりするからである。
ではない。なぜなら、それらは信号を廃棄するものの計
数率を低下させたり、補外された“跡”あるいは理論上
の“跡”からパルスを保護したりパルスをカットする
が、空間分解能を損ったりするからである。
【００２１】本発明の目的は、ため込まれたパルスを分
離し、正確に積分計算を行うように、つまり空間分解能
を損わずに計数率を改善するような方法を提案し、欠点
を修正することである。
離し、正確に積分計算を行うように、つまり空間分解能
を損わずに計数率を改善するような方法を提案し、欠点
を修正することである。
【００２２】
【発明の要約】本発明に基づくと、電気信号ｘ+ 、ｘ
- 、ｙ+ 、ｙ- は、入射ガンマ線パルスと電気信号を発
生させるあらゆる装置の伝達関数との合成積の結果とし
て生ずるので、まず信号を当該装置の伝達関数の逆関数
を伝達関数として持っているフィルターに通して、これ
ら信号の分解を行なう。この分離によりため込まれたパ
ルスが分離される。次に、分離されたパルスの積分が行
われる。
- 、ｙ+ 、ｙ- は、入射ガンマ線パルスと電気信号を発
生させるあらゆる装置の伝達関数との合成積の結果とし
て生ずるので、まず信号を当該装置の伝達関数の逆関数
を伝達関数として持っているフィルターに通して、これ
ら信号の分解を行なう。この分離によりため込まれたパ
ルスが分離される。次に、分離されたパルスの積分が行
われる。
【００２３】こうした選別および積分という作業はデジ
タルで実行される。つまり処理される信号はあらかじめ
アナログ−デジタル変換器でデジタルに変換されるので
ある。変換は、加重抵抗回路があればそれの後方で、ま
たはその前で、光電倍増管から発せられる信号が、重心
を求めるためのデジタル処理の際に直接デジタルコード
化される場合に実行される。
タルで実行される。つまり処理される信号はあらかじめ
アナログ−デジタル変換器でデジタルに変換されるので
ある。変換は、加重抵抗回路があればそれの後方で、ま
たはその前で、光電倍増管から発せられる信号が、重心
を求めるためのデジタル処理の際に直接デジタルコード
化される場合に実行される。
【００２４】ガンマ線カメラ以外の原子核検出器におい
ても同様の難点がある。つまり処理すべきパルスがため
込まれ、正確な測定が損われるのである。例えば、ヒス
トグラムを作成しようとすると正確さに掛けるというこ
とになる。
ても同様の難点がある。つまり処理すべきパルスがため
込まれ、正確な測定が損われるのである。例えば、ヒス
トグラムを作成しようとすると正確さに掛けるというこ
とになる。
【００２５】正確にいうと、本発明は、電気パルス信号
を発する原子核放射線を検知する装置、受け取った原子
核放射線の特性関数を確定する電気パルス信号処理装置
を含む原子核検出器を対象としている。この器具の特徴
は、複数の地点で各パルスをサンプリングする能力があ
る高速アナログ−デジタル変換器が処理装置に含まれて
いるということである。さらに選別装置が受け取る信号
の発信元の装置の伝達関数の逆の伝達関数を持つデジタ
ル選別装置があり、この選別装置には当該放射線の特性
関数を確定するための装置とデジタル積分装置が付いて
いる。
を発する原子核放射線を検知する装置、受け取った原子
核放射線の特性関数を確定する電気パルス信号処理装置
を含む原子核検出器を対象としている。この器具の特徴
は、複数の地点で各パルスをサンプリングする能力があ
る高速アナログ−デジタル変換器が処理装置に含まれて
いるということである。さらに選別装置が受け取る信号
の発信元の装置の伝達関数の逆の伝達関数を持つデジタ
ル選別装置があり、この選別装置には当該放射線の特性
関数を確定するための装置とデジタル積分装置が付いて
いる。
【００２６】すでに示されたように、この原子核検出器
はいかなるタイプともなり得る。例えば原子核放射線エ
ネルギー分布を解析するための器具（ヒストグラムを提
供するスペクトロメータ）ともなりえる。
はいかなるタイプともなり得る。例えば原子核放射線エ
ネルギー分布を解析するための器具（ヒストグラムを提
供するスペクトロメータ）ともなりえる。
【００２７】しかし、この発明はガンマ線カメラの改良
のために特に応用される。特に、この改良においては、
ガンマ線カメラには、ガンマ放射線を受け取り、光度の
高い放射線を蛍光作用によって生じさせる蛍光物質層、
蛍光層の向い側に配置され、電気信号を発する光検出装
置、。蛍光位置を算出する回路を持つデジタル積分装置
が加えられた。
のために特に応用される。特に、この改良においては、
ガンマ線カメラには、ガンマ放射線を受け取り、光度の
高い放射線を蛍光作用によって生じさせる蛍光物質層、
蛍光層の向い側に配置され、電気信号を発する光検出装
置、。蛍光位置を算出する回路を持つデジタル積分装置
が加えられた。
【００２８】そして、処理装置には、光検出装置から発
せられる電気信号を受け取り、一次軸Ｘに対する蛍光位
置を表す２つの信号ｘ+ とｘ- 、そして二次軸Ｙに対す
る蛍光位置を表す２つの信号ｙ+ とｙ- である４つの電
気パルス信号ｘ+ 、ｘ- 、ｙ+ 、ｙ- を発する加重抵抗
回路が含まれている。
せられる電気信号を受け取り、一次軸Ｘに対する蛍光位
置を表す２つの信号ｘ+ とｘ- 、そして二次軸Ｙに対す
る蛍光位置を表す２つの信号ｙ+ とｙ- である４つの電
気パルス信号ｘ+ 、ｘ- 、ｙ+ 、ｙ- を発する加重抵抗
回路が含まれている。
【００２９】好都合なことに、光検出装置として光電倍
増管が含まれ、さらにガンマ線カメラには蛍光物質層の
前に設置されたガンマ放射線コリメータが含まれてい
る。
増管が含まれ、さらにガンマ線カメラには蛍光物質層の
前に設置されたガンマ放射線コリメータが含まれてい
る。
【００３０】
【実施例】図２、（ａ）の左図には、蛍光物質に衝撃を
与えるガンマ線光子に相当するパルスδが示されてい
る。このパルスの振幅は光子のエネルギー、その長さ、
減少時間を表している。この時間が完全にゼロであると
か、また振幅が完全に無限であるというわけでもないに
もかかわらず、このパルスをディラック（ＤＩＲＡＣ）
のパルスと同一視することができる。
与えるガンマ線光子に相当するパルスδが示されてい
る。このパルスの振幅は光子のエネルギー、その長さ、
減少時間を表している。この時間が完全にゼロであると
か、また振幅が完全に無限であるというわけでもないに
もかかわらず、このパルスをディラック（ＤＩＲＡＣ）
のパルスと同一視することができる。
【００３１】このパルスは蛍光物質、光電倍増管、抵抗
回路、伝送回路を通じて減少のカスケードを引き起こ
し、パルスＩの比較的伸びた形状を持つ信号を生じさせ
る。（（ａ）の右図）。
回路、伝送回路を通じて減少のカスケードを引き起こ
し、パルスＩの比較的伸びた形状を持つ信号を生じさせ
る。（（ａ）の右図）。
【００３２】図２、（ｂ）には、同様の手順でＩ１とＩ
２という２つのパルスを生じさせるδ１とδ２という２
つのディラック・パルスが示されている。図は、Ｉ１と
Ｉ２という２つのパルスが部分的に重なり合うようにδ
１とδ２という２つのパルスが十分に近付いている場合
を示している。それは先に記述された難点の原因となる
信号の変形（この文面で使用されている用語を使用すれ
ば“ため込み”）を引き起こすということである。
２という２つのパルスを生じさせるδ１とδ２という２
つのディラック・パルスが示されている。図は、Ｉ１と
Ｉ２という２つのパルスが部分的に重なり合うようにδ
１とδ２という２つのパルスが十分に近付いている場合
を示している。それは先に記述された難点の原因となる
信号の変形（この文面で使用されている用語を使用すれ
ば“ため込み”）を引き起こすということである。
【００３３】図Ｃでは、蛍光クリスタルから伝送回路の
出力に向かう装置の経路が伝送関数ｈ（ｔ）を持つＣ回
路のみによって表されているものと見なして、総括的に
それらの現象をまとめてある。出力信号ｓ（ｔ）は、入
射信号ｅ（ｔ）と伝達関数ｈ（ｔ）との合成積であると
いえる。つまり： ｓ（ｔ）＝ｅ（ｔ）＊ｈ（ｔ） となり、記号＊は合成積を表している。
出力に向かう装置の経路が伝送関数ｈ（ｔ）を持つＣ回
路のみによって表されているものと見なして、総括的に
それらの現象をまとめてある。出力信号ｓ（ｔ）は、入
射信号ｅ（ｔ）と伝達関数ｈ（ｔ）との合成積であると
いえる。つまり： ｓ（ｔ）＝ｅ（ｔ）＊ｈ（ｔ） となり、記号＊は合成積を表している。
【００３４】大きさの位数を定める際に、大部分のガン
マ線カメラで見られる信号ｓ（ｔ）はマイクロ秒単位の
時間を有するというような指定をしても良い。
マ線カメラで見られる信号ｓ（ｔ）はマイクロ秒単位の
時間を有するというような指定をしても良い。
【００３５】本発明に基づくと、ａおよび／もしくはｂ
図に示されているような信号ｓ（ｔ）を処理する代わり
に、それらの信号に対し事前にｄ図で図式化されている
分解作業を課することになる。そのためには、それらの
信号を分解回路ＤＣに通すことになる。分解回路の伝達
関数は伝達関数ｈ（ｔ）の逆関数となる。つまりｈ
-1（ｔ）である。
図に示されているような信号ｓ（ｔ）を処理する代わり
に、それらの信号に対し事前にｄ図で図式化されている
分解作業を課することになる。そのためには、それらの
信号を分解回路ＤＣに通すことになる。分解回路の伝達
関数は伝達関数ｈ（ｔ）の逆関数となる。つまりｈ
-1（ｔ）である。
【００３６】次に、図ｅのような復号信号はＩ１とＩ２
という２つのパルスが重なった結果出来るが、それは分
離されてδ１とδ２という２つに再分解される。それら
はまず積分により、次に計算により処理される分離され
たパルスである。説明のために、６００ナノ秒のずれを
示すため込まれたパルスを分離してもよい。
という２つのパルスが重なった結果出来るが、それは分
離されてδ１とδ２という２つに再分解される。それら
はまず積分により、次に計算により処理される分離され
たパルスである。説明のために、６００ナノ秒のずれを
示すため込まれたパルスを分離してもよい。
【００３７】こうして、空間分解能が損われることなく
すべてのパルスが考慮される。伝達関数ｈ-1（ｔ）の計
算は信号処理によって従来のように考えるとよい。合成
積のフーリエ変換値はフーリエ変換値の積であることを
認識すると、以下のようになる。 Ｓ（ｆ）＝Ｅ（ｆ）ｘ Ｈ（ｆ） その中のＳ（ｆ）、Ｅ（ｆ）、Ｈ（ｆ）はそれぞれｓ
（ｔ）、ｅ（ｔ）、ｆ（ｔ）のフーリエ変換値であり、
記号ｘは通常の掛け算である。従ってＥ（ｆ）＝Ｓ
（ｆ）ｘ１／Ｈ（ｆ）となる。合成積に再び戻ると、 ｅ（ｔ）＝ｓ（ｔ）＊ＴＦ-1（１／Ｈ（ｆ））となる。
その中のＴＦ-1は逆フーリエ変換値である。
すべてのパルスが考慮される。伝達関数ｈ-1（ｔ）の計
算は信号処理によって従来のように考えるとよい。合成
積のフーリエ変換値はフーリエ変換値の積であることを
認識すると、以下のようになる。 Ｓ（ｆ）＝Ｅ（ｆ）ｘ Ｈ（ｆ） その中のＳ（ｆ）、Ｅ（ｆ）、Ｈ（ｆ）はそれぞれｓ
（ｔ）、ｅ（ｔ）、ｆ（ｔ）のフーリエ変換値であり、
記号ｘは通常の掛け算である。従ってＥ（ｆ）＝Ｓ
（ｆ）ｘ１／Ｈ（ｆ）となる。合成積に再び戻ると、 ｅ（ｔ）＝ｓ（ｔ）＊ＴＦ-1（１／Ｈ（ｆ））となる。
その中のＴＦ-1は逆フーリエ変換値である。
【００３８】そうすると、求めようとしている逆伝達関
数ｈ-1（ｔ）は当初の伝達関数のフーリエ変換値の逆の
逆フーリエ変換値に等しくなる。つまり、ｈ-1（ｔ）＝
ＴＦ-1（１／Ｈ（ｆ））となる。
数ｈ-1（ｔ）は当初の伝達関数のフーリエ変換値の逆の
逆フーリエ変換値に等しくなる。つまり、ｈ-1（ｔ）＝
ＴＦ-1（１／Ｈ（ｆ））となる。
【００３９】ｈ-1（ｔ）と信号ｓ（ｔ）との合成積によ
り当初の信号ｅ（ｔ）が再び出てくる。つまり、ｅ
（ｔ）＝ｓ（ｔ）＊ｈ-1（ｔ）となる。伝達関数ｈ
-1（ｔ）がわかれば、専門家は適切な計数を持つデジタ
ルフィルターを製作することができる。
り当初の信号ｅ（ｔ）が再び出てくる。つまり、ｅ
（ｔ）＝ｓ（ｔ）＊ｈ-1（ｔ）となる。伝達関数ｈ
-1（ｔ）がわかれば、専門家は適切な計数を持つデジタ
ルフィルターを製作することができる。
【００４０】実際には、このフィルターはアポダイズに
よりリファインすることができる。この作業は中低周波
の単位に近い値や高周波のゼロに近い値を持つ関数を１
／Ｈ（ｆ）に掛けて行う。こうして一般的に電子雑音で
運ばれる高周波をカットする。
よりリファインすることができる。この作業は中低周波
の単位に近い値や高周波のゼロに近い値を持つ関数を１
／Ｈ（ｆ）に掛けて行う。こうして一般的に電子雑音で
運ばれる高周波をカットする。
【００４１】ガンマ線カメラの回路内の各地点に現れる
信号をシミュレーションすることにより、考案者は本発
明で用いる各種関数を決定した。それら関数は図３およ
び図４に示されている。
信号をシミュレーションすることにより、考案者は本発
明で用いる各種関数を決定した。それら関数は図３およ
び図４に示されている。
【００４２】まず、図３のａ図には、ガンマ線カメラの
回路（蛍光物質、光電倍増管、抵抗回路、伝送回路）の
インパルス応答に相当する伝達関数ｈ（ｔ）が示されて
いる。ｂ図にはそれに相当するフーリエ変換値Ｈ（ｆ）
が示されている。ｃ図には、逆関数１／Ｈ（ｆ）が示さ
れている。
回路（蛍光物質、光電倍増管、抵抗回路、伝送回路）の
インパルス応答に相当する伝達関数ｈ（ｔ）が示されて
いる。ｂ図にはそれに相当するフーリエ変換値Ｈ（ｆ）
が示されている。ｃ図には、逆関数１／Ｈ（ｆ）が示さ
れている。
【００４３】図４には、求めようとするフィルターの伝
送関数である１／Ｈ（ｆ）の逆フーリエ変換値、つまり
ｈ-1（ｔ）が示されている。
送関数である１／Ｈ（ｆ）の逆フーリエ変換値、つまり
ｈ-1（ｔ）が示されている。
【００４４】本発明に基づくガンマ線カメラは図５に示
されている。それには図１に示されているようにコリメ
ータ２、蛍光物質３、光電倍増管６、抵抗回路、ｘ+ 、
ｘ-、ｙ+ 、ｙ- 信号回路（参照番号７）が含まれてい
る。本発明に基づくガンマ線カメラには、さらに参照番
号５２、５４、５６、５８の高速アナログ−デジタル変
換器４個（もしくは入力４、出力４の変換器１個、ある
いはそれ相当のもの）、参照番号６２、６４、６６、６
８で、伝達関数ｈ-1（ｔ）が上記に基づくデジタルフィ
ルター（Ｆ）４個（もしくは入り口４のフィルター１
個）が含まれている。これらフィルターの後方にはＸＮ
+ 、ＸＮ- 、ＹＮ+ 、ＹＮ- という和を出す参照番号７
２、７４、７６、７８のデジタルインテグレータ（Σ）
がある。
されている。それには図１に示されているようにコリメ
ータ２、蛍光物質３、光電倍増管６、抵抗回路、ｘ+ 、
ｘ-、ｙ+ 、ｙ- 信号回路（参照番号７）が含まれてい
る。本発明に基づくガンマ線カメラには、さらに参照番
号５２、５４、５６、５８の高速アナログ−デジタル変
換器４個（もしくは入力４、出力４の変換器１個、ある
いはそれ相当のもの）、参照番号６２、６４、６６、６
８で、伝達関数ｈ-1（ｔ）が上記に基づくデジタルフィ
ルター（Ｆ）４個（もしくは入り口４のフィルター１
個）が含まれている。これらフィルターの後方にはＸＮ
+ 、ＸＮ- 、ＹＮ+ 、ＹＮ- という和を出す参照番号７
２、７４、７６、７８のデジタルインテグレータ（Σ）
がある。
【００４５】デジタルフィルター６２、６４、６６、６
８の係数は記憶装置７１に記憶され、インテグレータの
係数は記憶装置８１に記憶される。
８の係数は記憶装置７１に記憶され、インテグレータの
係数は記憶装置８１に記憶される。
【００４６】インテグレータで出された和は座標Ｘおよ
びＹを決定するため、計算装置９０に送られる。例え
ば、よく知られた式では以下のようになる（これしかな
いというものではない）。
びＹを決定するため、計算装置９０に送られる。例え
ば、よく知られた式では以下のようになる（これしかな
いというものではない）。
【数３】
【数４】
【００４７】これら座標はディスプレー装置２１に応用
される。この装置には、画像記憶装置２３、表示画面２
４、キーボード２５が含まれている。
される。この装置には、画像記憶装置２３、表示画面２
４、キーボード２５が含まれている。
【００４８】ＸＮ+ 、ＸＮ- 、ＹＮ+ 、ＹＮ- という和
に基づく座標ＸおよびＹの計算は書類ＵＳ−Ａ−４６７
２ ５４２に記載されている。
に基づく座標ＸおよびＹの計算は書類ＵＳ−Ａ−４６７
２ ５４２に記載されている。
【００４９】図１に示されている従来タイプの場合と同
様に、本発明ガンマ線カメラ、さらに放射線エネルギー
を表す信号ｅを生じさせる回路が含まれている。しか
し、本発明の場合には、アナログ信号ｅは変換器６０で
デジタル信号ｅＮに変換され、選別される。座標とエネ
ルギー（信号Ｉ）の積分計算を有効とするための最大振
幅が回路７５により検出される。次にエネルギーはデジ
タルインテグレータ８０で積分される。得られた和（Ｅ
Ｎ）は計算装置９０の有効信号Ｖとして用いられる。
様に、本発明ガンマ線カメラ、さらに放射線エネルギー
を表す信号ｅを生じさせる回路が含まれている。しか
し、本発明の場合には、アナログ信号ｅは変換器６０で
デジタル信号ｅＮに変換され、選別される。座標とエネ
ルギー（信号Ｉ）の積分計算を有効とするための最大振
幅が回路７５により検出される。次にエネルギーはデジ
タルインテグレータ８０で積分される。得られた和（Ｅ
Ｎ）は計算装置９０の有効信号Ｖとして用いられる。
【００５０】図６を用いて、本発明の装置から得られた
結果を判断することができる。（ａ）図には、デジタル
化された入射信号が示されている。アナログパルスの長
さは例えば１μｓであるので、変換器は５０ナノ秒ごと
にパルスをサンプリングし、パルスごとに２０程度のデ
ジタルサンプルを提供する。これらサンプルは（ａ）図
で平滑化されている。（ｂ）図には、選別後に得られた
それに相当する信号が示されている。（ｃ）図には、積
分した後の信号が示されている。（ａ）図で重なり合っ
ているパルスは（ｃ）図では分離されている。
結果を判断することができる。（ａ）図には、デジタル
化された入射信号が示されている。アナログパルスの長
さは例えば１μｓであるので、変換器は５０ナノ秒ごと
にパルスをサンプリングし、パルスごとに２０程度のデ
ジタルサンプルを提供する。これらサンプルは（ａ）図
で平滑化されている。（ｂ）図には、選別後に得られた
それに相当する信号が示されている。（ｃ）図には、積
分した後の信号が示されている。（ａ）図で重なり合っ
ているパルスは（ｃ）図では分離されている。
【００５１】図７および８には、エネルギースペクトル
が示されている（縦座標の突き上げ数と横座標のエネル
ギー）。図７は、ため込みのない場合の信号である。実
線による曲線は選別前の信号に相当し、破線による曲線
は選別後の信号に相当する。これら曲線は、ため込まれ
ているのではない信号に対するエネルギー分解能が損な
われてはいないことを示している。
が示されている（縦座標の突き上げ数と横座標のエネル
ギー）。図７は、ため込みのない場合の信号である。実
線による曲線は選別前の信号に相当し、破線による曲線
は選別後の信号に相当する。これら曲線は、ため込まれ
ているのではない信号に対するエネルギー分解能が損な
われてはいないことを示している。
【００５２】図８は選別前（実線）と後（破線）のため
込みのある場合の信号である。ここでは選別のおかげで
エネルギー分解能に改善が見られる。
込みのある場合の信号である。ここでは選別のおかげで
エネルギー分解能に改善が見られる。
【００５３】本発明に用いるデジタルフィルターはよく
知られたタイプでよい。例えば、製品番号ＴＭＣ２２５
０というＴＲＷ社の製品などのようなマトリックス乗算
器タイプのフィルターや有限インパルス応答フィルター
（英語でＲＩＦもしくは“ＦＩＲ”）などを用いても良
い。
知られたタイプでよい。例えば、製品番号ＴＭＣ２２５
０というＴＲＷ社の製品などのようなマトリックス乗算
器タイプのフィルターや有限インパルス応答フィルター
（英語でＲＩＦもしくは“ＦＩＲ”）などを用いても良
い。
【図１】従来タイプのガンマ線カメラが示されている。
【図２】ガンマ線カメラに応用された本発明の基本原理
が示されている。
が示されている。
【図３】インパルス応答曲線、フーリエ変換曲線、逆変
換曲線が示されている。
換曲線が示されている。
【図４】逆伝達関数が示されている。
【図５】本発明に基づくガンマ線カメラの実行モードが
示されている。
示されている。
【図６】入射信号、それに相当する選別された信号、積
分された信号が示されている。
分された信号が示されている。
【図７】選別前と後のため込みがない場合の２つの信号
エネルギースペクトルが示されている。
エネルギースペクトルが示されている。
【図８】選別前と後のため込みがある場合の２つの信号
エネルギースペクトルが示されている。
エネルギースペクトルが示されている。
フロントページの続き (72)発明者 コリンヌ メステ フランス国， 38190 ブリノウ， ル プリユーレ ― ベルニ （番地なし）
Claims (10)
- 【請求項１】 電気パルス信号を発する原子核放射線検
出装置、受け取った原子核放射線の特性関数を確定する
ための電気パルス信号処理装置を含む原子核検出器にお
いて、処理装置が複数の地点で各パルスをサンプリング
する能力をもつ高速アナログ−デジタル変換器、そして
その後方には選別装置が受け取った信号の発信元である
装置の伝達関数の逆の伝達関数をもつデジタル選別装置
を有し、この選別装置の後方にはデジタル積分装置と放
射線特性関数確定装置があることを特長とする原子核検
出装置。 - 【請求項２】 確定すべき特性関数が入射放射線の位置
であり、ガンマ線カメラに関することを特徴とする請求
項１に記載の器具。 - 【請求項３】 ガンマ放射線を受け取り、蛍光作用
（Ｓ）により光度の高い放射線を生じさせる蛍光物質層
（３）、蛍光物質層に向い合って配置され、電気信号を
発する光検出装置（６）、蛍光位置計算回路（９０）を
持つデジタル積分装置を含むことを特徴とする請求項２
に記載のガンマ線カメラ。 - 【請求項４】 処理装置が光検出装置（６）から発せら
れる電気信号を受取り、維持軸Ｘに対する蛍光位置
（ｓ）を表す信号ｘ+ とｘ- と二次軸Ｙに対する蛍光位
置（ｓ）を表す信号ｙ+ 、ｙ- との４つの電気パルス信
号ｘ+ 、ｘ- 、ｙ+ 、ｙ- を発する加重抵抗回路セット
（７）を含むことを特長とする請求項３に記載のガンマ
線カメラ。 - 【請求項５】 ４つの電気信号ｘ+ 、ｘ- 、ｙ+ 、ｙ-
を受け取る高速アナログ−デジタル変換器４個（５２、
５４、５６、５８）を含み、選別装置には４個の変換器
と接続されたデジタルフィルター（６２、６４、６６、
６８）が含まれ、積分装置には４個のフィルターに接続
されたデジタルインテグレータ（７２、７４、７６、７
８）が含まれ、これら４個のデジタルインテグレータか
ら計算回路（９０）に４つのデジタル加重和ＸＮ+ 、Ｘ
Ｎ- 、ＹＮ+ 、ＹＮ- が送られることを特徴とする請求
項４に記載のガンマ線カメラ。 - 【請求項６】 画像記憶装置（２３）付ディスプレイ装
置（２１）を含むことを特徴とする請求項３に記載のガ
ンマ線カメラ。 - 【請求項７】 以下を含むことを特徴とする請求項１に
記載のガンマ線カメラ。 −放射線のエネルギー（ｅ）に相当するデジタル信号ｅ
（Ｎ）を発する装置、 −デジタル信号ｅ（Ｎ）を受け取るための補助デジタル
フィルター（７０）；このフィルターは信号を作り出す
装置の伝達関数の逆の伝達関数を持つ、 −フィルター（７０）から発せられる信号を最大限に検
出する装置（７１）、 −上記の回路（７１）に接続され、デジタル計算装置
（９０）の有効信号（Ｖ）として取り込まれる信号（Ｅ
Ｎ）を発するデジタルインテグレータ（８０）。 - 【請求項８】 最大検出回路（７１）からすべてのイン
テグレータ（７２、７４、７６、７８、８０）の有効信
号（Ｉ）が発せられることを特徴とする請求項７に記載
のガンマ線カメラ。 - 【請求項９】 光り検出装置として光電倍増管が含まれ
ていることを特徴とする請求項３から８のいずれかに記
載のガンマ線カメラ。 - 【請求項１０】 さらに蛍光物質層（３）の前に設置さ
れたガンマ放射線コメリータを含むことを特徴とする請
求項３から９に記載のガンマ線カメラ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9010257A FR2665770B1 (fr) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | Appareil de detection nucleaire, notamment du genre gamma-camera, a filtres de deconvolution. |
| FR9010257 | 1990-08-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05134043A true JPH05134043A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=9399614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3223584A Pending JPH05134043A (ja) | 1990-08-10 | 1991-08-09 | デコンボルーシヨンフイルタをもつ原子核検出装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5276615A (ja) |
| EP (1) | EP0470909B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05134043A (ja) |
| DE (1) | DE69105866T2 (ja) |
| FR (1) | FR2665770B1 (ja) |
| IL (1) | IL99072A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012512396A (ja) * | 2008-12-18 | 2012-05-31 | サザン イノヴェーション インターナショナル プロプライアトリー リミテッド | 数学的変換を使用することによってパイルアップされたパルスを分離する方法および装置 |
| WO2019026129A1 (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | 株式会社島津製作所 | 放射線検出器および核医学診断装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US5521386A (en) * | 1995-02-09 | 1996-05-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Gamma ray camera method and apparatus |
| US5689115A (en) | 1995-11-24 | 1997-11-18 | Elscint Ltd. | Advanced nuclear medicine system |
| FR2752948B1 (fr) | 1996-09-05 | 1998-11-13 | Smv Int | Acquisition simultanee de coups transmis et de coups emis pour une gamma camera |
| FR2753279B1 (fr) * | 1996-09-09 | 1998-11-13 | Smv Int | Procede de traitement des impulsions delivrees par une gamma camera et gamma camera mettant en oeuvre ce procede |
| FR2754606B1 (fr) * | 1996-10-14 | 1998-10-30 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif et procede de collection et de codage de signaux issus de photodetecteurs |
| FR2757954B1 (fr) | 1996-12-30 | 1999-01-22 | Commissariat Energie Atomique | Tete de detection et collimateur pour gamma-camera |
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| US6628983B1 (en) * | 2000-10-25 | 2003-09-30 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Nuclear imaging systems and methods with feature-enhanced transmission imaging |
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| US7664607B2 (en) | 2005-10-04 | 2010-02-16 | Teledyne Technologies Incorporated | Pre-calibrated gas sensor |
| WO2009020866A1 (en) * | 2007-08-03 | 2009-02-12 | Pulsetor, Llc | Adapting a high-performance pulse processor to an existing spectrometry system |
| CA2732754C (en) * | 2007-08-03 | 2015-12-08 | Pulsetor, Llc | Digital pulse processor slope correction |
| WO2009020863A1 (en) * | 2007-08-03 | 2009-02-12 | Pulsetor, Llc | Pileup rejection in an energy-dispersive radiation spectrometry system |
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| US10126438B2 (en) | 2014-09-19 | 2018-11-13 | University Of Virginia Patent Foundation | Systems and methods for polarized nuclear imaging and spectroscopy |
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| FR2546633B1 (fr) * | 1983-05-27 | 1985-07-05 | Thomson Csf | Procede de traitement des impulsions de localisation delivrees par une gammacamera et gammacamera mettant en oeuvre ce procede |
| FR2546632B1 (fr) * | 1983-05-27 | 1985-07-12 | Thomson Csf | Procede de traitement des impulsions delivrees par une gammacamera et gammacamera mettant en oeuvre ce procede |
| DE3769529D1 (de) * | 1986-07-09 | 1991-05-29 | Philips Nv | Szintillationskamera. |
| FR2605745B1 (fr) * | 1986-10-24 | 1990-11-09 | Labo Electronique Physique | Camera a scintillation |
| FR2609336B1 (fr) * | 1987-01-06 | 1990-02-23 | Labo Electronique Physique | Camera a scintillation |
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- 1991-08-04 IL IL9907291A patent/IL99072A/en active IP Right Grant
- 1991-08-08 EP EP91402207A patent/EP0470909B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-08 DE DE69105866T patent/DE69105866T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-09 JP JP3223584A patent/JPH05134043A/ja active Pending
- 1991-08-09 US US07/743,208 patent/US5276615A/en not_active Expired - Lifetime
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| WO2019026129A1 (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | 株式会社島津製作所 | 放射線検出器および核医学診断装置 |
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