JPH0572554B2 - - Google Patents

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JPH0572554B2
JPH0572554B2 JP399185A JP399185A JPH0572554B2 JP H0572554 B2 JPH0572554 B2 JP H0572554B2 JP 399185 A JP399185 A JP 399185A JP 399185 A JP399185 A JP 399185A JP H0572554 B2 JPH0572554 B2 JP H0572554B2
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signal
circuit
integration
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integral
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Tokiaki Kawaguchi
Masatoshi Tanaka
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
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Hitachi Medical Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、放射線を利用して被検体の医学診断
等を行うシンチレーシヨンカメラに関し、特に検
出する放射線数の計数率の高低に応じて積分回路
の積分時間を自動的に可変することができるシン
チレーシヨンカメラに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a scintillation camera that uses radiation to perform medical diagnosis of a subject. This invention relates to a scintillation camera that can automatically vary the integration time.

従来の技術 従来のシンチレーシヨンカメラは、第7図に示
すように、シンチレータ1と、光電子増倍管2
と、X、Y変換回路3と、積分回路4と、位置計
算回路5と、表示装置6とを有して成つていた。
そしてその動作は、まず、放射性同位元素を投与
した被検体7から放出されたγ線等の放射線は、
コリメータ8を通過してシンチレータ1に入射す
る。すると、シンチレータ1は上記入射放射線の
エネルギに比例した量の閃光を発し、その光は上
記シンチレータ1に光学的に結合された光電子増
倍管2にて電気信号に変換される。この電気信号
は、X、Y変換回路3へ入力してX、Y方向の座
標の行列信号に変換されると共に、各光電子増倍
管2の電気信号が加算される。上記X、Y変換回
路3から出力された行列信号S1は積分回路4へ入
力し、加算信号S2は信号検出回路9へ入力する。
信号検出回路9へ入力した加算信号S2は、その内
部に有する基準電圧と比較され、その基準電圧を
越えているときのみ、該信号検出回路9は放射線
入射信号S3を出力する。この放射線入射信号S3
は、積分制御回路10へ入力し、該積分制御回路
10は一定時間の積分信号S4を上記積分回路4へ
送出する。上記積分信号S4の入力により、積分回
路4は、上記X、Y変換回路3から入力した行列
信号S1を積分信号S4の時間だけ積分する。この積
分した後の積分回路4の出力は、位置計算回路5
へ入力し、この位置計算回路5は、X方向及びY
方向のそれぞれについて、各行および各列の信号
強度からシンチレータ1上の発光点を求め、その
位置を表示装置6に表示する。以上の動作を繰り
返して、表示装置6の画面上に被検体7に投与さ
れた放射性同位元素の分布像を表示していた。
Conventional technology As shown in FIG. 7, a conventional scintillation camera includes a scintillator 1 and a photomultiplier tube 2.
, an X, Y conversion circuit 3, an integration circuit 4, a position calculation circuit 5, and a display device 6.
The operation is as follows: First, radiation such as gamma rays emitted from the subject 7 to which a radioactive isotope has been administered is
The light passes through the collimator 8 and enters the scintillator 1. Then, the scintillator 1 emits a flash of light in an amount proportional to the energy of the incident radiation, and the light is converted into an electrical signal by the photomultiplier tube 2 optically coupled to the scintillator 1. This electric signal is input to the X, Y conversion circuit 3 and converted into a matrix signal of coordinates in the X and Y directions, and the electric signals of each photomultiplier tube 2 are added. The matrix signal S 1 output from the X, Y conversion circuit 3 is input to the integrating circuit 4 , and the addition signal S 2 is input to the signal detection circuit 9 .
The addition signal S 2 input to the signal detection circuit 9 is compared with an internal reference voltage, and only when it exceeds the reference voltage, the signal detection circuit 9 outputs the radiation incident signal S 3 . This radiation incident signal S 3
is input to the integral control circuit 10, and the integral control circuit 10 sends an integral signal S4 for a certain period of time to the above-mentioned integral circuit 4. Upon input of the integral signal S 4 , the integrating circuit 4 integrates the matrix signal S 1 input from the X, Y conversion circuit 3 for the time period of the integral signal S 4 . The output of the integration circuit 4 after this integration is the position calculation circuit 5
, and this position calculation circuit 5 calculates
For each direction, the light emitting point on the scintillator 1 is determined from the signal intensity of each row and each column, and its position is displayed on the display device 6. By repeating the above operations, a distribution image of the radioisotope administered to the subject 7 was displayed on the screen of the display device 6.

ここで、上記のようにシンチレーシヨンカメラ
が積分回路4を有する理由は、シンチレータ1が
発する閃光は入射放射線のエネルギの強度の変化
による統計変動を含むため、この統計変動を除去
する必要があるからである。すなわち、この統計
変動を含んだ状態のX、Y変換回路3の行列信号
S1の出力波形は、第9図aに示すようにギザギザ
となる。これを積分回路4である特定時間だけ積
分すると、第9図bに示すように統計変動による
影響は小さくなる。そして、積分を行う時間が長
ければ、統計変動による影響はより小さくなる。
以下にこの統計変動の除去について説明する。
Here, the reason why the scintillation camera has the integrating circuit 4 as described above is because the flash of light emitted by the scintillator 1 includes statistical fluctuations due to changes in the energy intensity of the incident radiation, and this statistical fluctuation needs to be removed. It is. In other words, the matrix signal of the X, Y conversion circuit 3 containing this statistical fluctuation
The output waveform of S1 becomes jagged as shown in FIG. 9a. When this is integrated by the integrating circuit 4 for a specific period of time, the influence of statistical fluctuations becomes smaller as shown in FIG. 9b. And the longer the time to perform the integration, the smaller the influence of statistical fluctuations will be.
The removal of this statistical variation will be explained below.

第8図は、第7図に示す積分回路4及び信号検
出回路9並びに積分制御回路10の詳細を示す回
路図である。X、Y変換回路3から出力された加
算信号S2は信号検出回路9へ入力し、オペアンプ
11と抵抗R1及びコンデンサC1により構成され
る微積分器でバイポーラ信号にされ、このバイポ
ーラ信号はコンパレータ12に入力して基準電圧
Eと比較され、この基準電圧Eを越えているとき
のみ上記信号検出回路9は放射線入射信号S3を出
力する。積分制御回路10は、単安定マルチバイ
ブレータ13で構成され、上記信号検出回路9か
らの放射線入射信号S3を入力することにより、一
定時間の積分信号S4を出力する。この積分信号S4
の時間は、単安定マルチバイブレータ13のコン
デンサC2及び抵抗R2で付与される時定数で決定
されている。積分回路4は、オペアンプ14と、
電界効果トランジスタ15と、積分用コンデンサ
C3とで構成され、X、Y変換回路3からの行列
信号S1を入力して、上記積分制御回路10から出
力された積分信号S4の一定時間だけ積分する。す
なわち、上記積分信号S4が出ている間は電界効果
トランジスタ15がOFFとなり積分用コンデン
サC3に電荷が蓄えられて積分が行われ、積分信
号S4が停止すると電界効果トランジスタ15が
ONになつて積分を停止する。このような動作に
おける各部の出力波形は、第10図に示すように
なる。ここで、第10図dに示す積分信号S4の時
間の長さが適当であれば、第10図fに示すよう
に、積分回路4の出力波形は統計変動を除去され
たきれいな波形となる。
FIG. 8 is a circuit diagram showing details of the integration circuit 4, signal detection circuit 9, and integration control circuit 10 shown in FIG. 7. The addition signal S2 output from the X, Y conversion circuit 3 is input to the signal detection circuit 9, and is converted into a bipolar signal by a differential integrator consisting of an operational amplifier 11, a resistor R1 , and a capacitor C1 , and this bipolar signal is sent to a comparator. 12 and is compared with a reference voltage E, and only when it exceeds the reference voltage E, the signal detection circuit 9 outputs a radiation incident signal S3 . The integral control circuit 10 is composed of a monostable multivibrator 13, and receives the radiation incident signal S3 from the signal detection circuit 9 and outputs an integral signal S4 for a certain period of time. This integral signal S 4
The time is determined by the time constant provided by the capacitor C 2 and the resistor R 2 of the monostable multivibrator 13. The integrating circuit 4 includes an operational amplifier 14,
Field effect transistor 15 and integrating capacitor
C3 , inputs the matrix signal S1 from the X, Y conversion circuit 3, and integrates the integral signal S4 output from the integral control circuit 10 for a certain period of time. That is, while the integration signal S4 is output, the field effect transistor 15 is turned off, charge is stored in the integration capacitor C3 , and integration is performed, and when the integration signal S4 stops, the field effect transistor 15 is turned off.
Turns ON and stops integration. The output waveforms of each part in such an operation are as shown in FIG. Here, if the time length of the integral signal S4 shown in FIG. 10d is appropriate, the output waveform of the integrating circuit 4 will be a clean waveform with statistical fluctuations removed, as shown in FIG. 10f. .

しかるに、積分回路4での積分時間が長くなつ
てくると、第11図aに示すように、或る入射放
射線による行列信号S1を積分している間に次の入
射放射線による行列信号S1′が入力して、この信
号S1′も積分してしまうことがあつた。すると、
上記積分回路4の出力は、第11図bに示すよう
に、信号S1の積分結果I1に対して信号S1′の積分
結果I1′が重畳するものであつた。そして、この
ような現象が生ずると、位置計算回路5は入射放
射線の発光点について正しい位置計算ができず、
別の位置を指示してしまい疑像(アーチフアク
ト)が生ずるものであつた。また第11図bに示
す積分結果の重畳は、確率的にも生じ、入射放射
線の単位時間当りの計数率が低い場合は、放射線
の入射してくる平均時間間隔が長いため重畳はあ
まり起こらない。しかし、入射放射線の単位時間
当りの計数率が高い場合は、放射線の入射してく
る平均時間間隔が短くなり、積分回路4の積分時
間以下となると重畳が起こり易くなる。従つて、
疑像も生じ易くなるものであつた。
However, as the integration time in the integrating circuit 4 becomes longer, as shown in FIG . ′ was input, and this signal S 1 ′ was also integrated. Then,
As shown in FIG. 11b, the output of the integration circuit 4 is such that the integration result I 1 of the signal S 1 ' is superimposed on the integration result I 1 of the signal S 1 . When such a phenomenon occurs, the position calculation circuit 5 cannot calculate the correct position of the light emitting point of the incident radiation.
If a different position was specified, an artifact would occur. Also, the superposition of the integration results shown in Figure 11b occurs stochastically, and when the counting rate per unit time of incident radiation is low, superposition does not occur much because the average time interval between the incidences of radiation is long. . However, when the counting rate per unit time of the incident radiation is high, the average time interval between the incidences of the radiation becomes short, and when it becomes less than the integration time of the integrating circuit 4, superimposition is likely to occur. Therefore,
Suspicious images were also likely to occur.

発明が解決しようとする問題点 しかし、従来のシンチレーシヨンカメラにおい
ては、積分回路4における行列信号S1に対する積
分時間は、積分制御回路10の単安定マルチバイ
ブレータ13のCR時定数で一定時間に固定され、
しかも位置計算精度が高くなるように上記積分時
間をやや長く設定していたので、特に入射放射線
の高計数率時に疑像が生じ易いものであつた。こ
れに対処して、操作者が入射放射線の計数率が高
いと判断した場合は、積分回路4の積分時間が短
くなるようにモードを切り換え、低いと判断した
ときは積分時間が長くなるようにモードを切り換
えるようにしたものもあるが、この場合は操作者
の操作ミスにより、積分時間を短くしすぎて位置
計算精度が低下したり、或いは積分時間を長くし
すぎて疑像の増加を招くということがあつた。ま
た、いちいち計数率を判断して操作しなければな
らないので、扱いが面倒であつた。そこで、本発
明はこのような問題点を解決することを目的とす
る。
Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional scintillation camera, the integration time for the matrix signal S1 in the integration circuit 4 is fixed to a constant time by the CR time constant of the monostable multivibrator 13 of the integration control circuit 10. is,
Furthermore, since the integration time was set to be a little long in order to increase the accuracy of position calculation, false images were likely to occur especially when the count rate of incident radiation was high. To deal with this, if the operator judges that the counting rate of incident radiation is high, the mode is switched so that the integration time of the integrating circuit 4 is shortened, and if the counting rate is judged to be low, the integration time is changed to a longer one. Some models are designed to switch modes, but in this case, due to operator error, the integration time may be too short, resulting in a decrease in position calculation accuracy, or the integration time may be too long, resulting in an increase in false images. Something happened. In addition, since the counting rate had to be judged and operated each time, it was troublesome to use. Therefore, an object of the present invention is to solve such problems.

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決する本発明の手段は、入射
放射線により閃光を発するシンチレータと、この
シンチレータに光学的に結合されて光を電気信号
に変換する光電子増倍管と、この光電子増倍管か
らの電気信号を積分する積分回路と、この積分回
路からの出力に基いて放射線の入射位置を演算す
る位置計算回路と、上記入射放射線の入射位置を
表示する表示装置とを有するシンチレーシヨンカ
メラにおいて、上記位置計算回路からの信号によ
つて単位時間当りの表示放射数をカウントし又は
光電子増倍管からの電気信号によつて単位時間当
りの入射放射線数をカウントする計数回路を設け
ると共に、この計数回路からの計数率信号を入力
しそれに反比例する時間を有する積分信号を出力
する積分時間制御回路を設け、この積分信号によ
つて上記積分回路の積分時間を可変するようにし
たことを特徴とするシンチレーシヨンカメラによ
つてなされる。
Means for Solving the Problems The means of the present invention for solving the above problems consists of a scintillator that emits a flash of light due to incident radiation, and a photomultiplier that is optically coupled to the scintillator and converts the light into an electrical signal. , an integrating circuit that integrates the electric signal from the photomultiplier tube, a position calculation circuit that calculates the incident position of radiation based on the output from this integrating circuit, and a display device that displays the incident position of the incident radiation. In the scintillation camera, the number of displayed radiation per unit time is counted by the signal from the position calculation circuit, or the number of incident radiation per unit time is counted by the electric signal from the photomultiplier tube. A counting circuit is provided, and an integral time control circuit is provided which inputs a counting rate signal from the counting circuit and outputs an integral signal having a time inversely proportional to the counting rate signal, and the integral time of the integrating circuit is varied by this integral signal. This is accomplished using a scintillation camera that is characterized by the following.

作 用 このように構成されたシンチレーシヨンカメラ
は、単位時間当りの表示放射線数をカウントする
か、或いは単位時間当りの入射放射線数をカウン
トし、これらの計数率に反比例した積分時間を有
する積分信号を作成し、これによつて光電子増倍
管からの電気信号を積分する積分回路の積分時間
を自動的に可変するものである。
Function: A scintillation camera configured in this manner counts the number of displayed radiations per unit time or counts the number of incident radiations per unit time, and generates an integral signal having an integration time inversely proportional to the counting rate. The integration time of the integration circuit that integrates the electrical signal from the photomultiplier tube can be automatically varied.

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基いて詳細
に説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明よるシンチレーシヨンカメラを
示すブロツク図である。このシンチレーシヨンカ
メラは、シンチレータ21と、光電子増倍管22
と、積分回路23と、位置計算回路24と、表示
装置25と、計数回路26と、積分時間制御回路
27とを有して成る。
FIG. 1 is a block diagram showing a scintillation camera according to the present invention. This scintillation camera includes a scintillator 21 and a photomultiplier tube 22.
, an integration circuit 23 , a position calculation circuit 24 , a display device 25 , a counting circuit 26 , and an integration time control circuit 27 .

上記シンチレータ21は、放射性同位元素を投
与した被検体7から放出されるγ線等の放射線が
入射するとその入射点で閃光を発するもので、そ
の下面側に設けらたコリメータ28によつてシン
チレータ21の下面を直角方向に放出された放射
線のみが入射するようにされている。上記シンチ
レータ21の背面には、その全面にわたつて複数
個の光電子増倍管22が配列されている。この光
電子増倍管22は、上記シンチレータ21の閃光
を検出してその入射光量に比例する大きさの電気
信号に変換すると共に増幅して出力するもので、
上記シンチレータ21と光学的に結合して設けら
れている。
The scintillator 21 emits a flash of light at the point of incidence when radiation such as gamma rays emitted from the subject 7 to which a radioactive isotope has been administered is incident. Only radiation emitted perpendicularly to the bottom surface of the tube is allowed to enter. A plurality of photomultiplier tubes 22 are arranged on the back surface of the scintillator 21 over the entire surface thereof. This photomultiplier tube 22 detects the flash of light from the scintillator 21, converts it into an electric signal of a magnitude proportional to the amount of incident light, amplifies it, and outputs it.
It is provided optically coupled to the scintillator 21.

上記光電子増倍管22からの電気信号は、X、
Y変換回路29へ入力する。このX、Y変換回路
29は、上記電気信号を入力してX、Y方向の座
標の行列信号S1に変換すると共に、各光電子増倍
管22の電気信号を加算して加算信号S2を出力す
る。上記X、Y変換回路29から出力された加算
信号S2は、信号検出回路30へ入力する。この信
号検出回路30は、第8図に示す従来の信号検出
回路9と同様の回路構成とされ、上記入力した加
算信号S2をその内部に有する基準電圧Eと比較
し、この基準電圧Eを越えているときのみ、該信
号検出回路30は放射線入射信号S3を出力する。
The electric signal from the photomultiplier tube 22 is
Input to Y conversion circuit 29. This X, Y conversion circuit 29 inputs the electric signal and converts it into a matrix signal S 1 of coordinates in the X and Y directions, and also adds the electric signals of each photomultiplier tube 22 to generate a sum signal S 2 . Output. The addition signal S 2 output from the X, Y conversion circuit 29 is input to the signal detection circuit 30 . This signal detection circuit 30 has a circuit configuration similar to that of the conventional signal detection circuit 9 shown in FIG. Only when this is exceeded, the signal detection circuit 30 outputs the radiation incident signal S3 .

上記信号検出回路30からの放射線入射信号S3
は、積分時間制御回路27へ入力する。この積分
時間制御回路27は、後述の計数回路26からの
計数率信号S5を入力してそれに反比例する時間を
有する積分信号S4を出力するもので、第2図に示
すように、増幅器31と、オペアンプ32及び積
分用コンデンサC4並びに界効果トランジスタ3
3から成る積分器34と、コンパレータ35と、
RSフリツプフロツプ36とから構成されている。
上記増幅器31は、計数回路26から入力した計
数率信号S5を適宜増幅するものである。積分器3
4は、RSフリツプフロツプ36の動作または停
止により、その電界効果トランジスタ33が
OFFまたはONして、上記増幅器31からの出力
信号を積分開始または停止する。コンパレータ3
5は、上記積分器34からの出力を入力して基準
電圧E′と比較し、積分器34の出力が上記基準電
圧E′を越えているときのみその出力を反転させる
ものである。RSフリツプフロツプ36は、上記
信号検出回路30からの放射線入射信号S3をその
セツト端子Sに入力することにより動作し、上記
コンパレータ35からの反転出力がそのリセツト
端子Rに入力することにより停止するものであ
る。そして、このRSフリツプフロツプ36から
の出力信号が積分信号S4となる。
Radiation incident signal S 3 from the signal detection circuit 30
is input to the integral time control circuit 27. This integral time control circuit 27 inputs a count rate signal S5 from a counting circuit 26, which will be described later, and outputs an integral signal S4 having a time inversely proportional to the count rate signal S5.As shown in FIG. , an operational amplifier 32, an integrating capacitor C 4 and a field effect transistor 3
an integrator 34 consisting of 3, a comparator 35,
It consists of an RS flip-flop 36.
The amplifier 31 is used to appropriately amplify the count rate signal S5 inputted from the counting circuit 26. Integrator 3
4, when the RS flip-flop 36 is activated or deactivated, its field effect transistor 33 is activated or deactivated.
It is turned OFF or ON to start or stop integrating the output signal from the amplifier 31. Comparator 3
5 inputs the output from the integrator 34 and compares it with the reference voltage E', and inverts the output only when the output of the integrator 34 exceeds the reference voltage E'. The RS flip-flop 36 is operated by inputting the radiation incident signal S3 from the signal detection circuit 30 to its set terminal S, and is stopped by inputting the inverted output from the comparator 35 to its reset terminal R. It is. The output signal from this RS flip-flop 36 becomes the integral signal S4 .

上記積分時間制御回路27からの積分信号S4
は、積分回路23へ入力する。この積分回路23
は、上記X、Y変換回路29から出力された行列
信号S1を入力して上記積分信号S4の時間だけ積分
する。この積分した後の積分回路23の出力は、
位置計算回路24へ入力する。この位置計算回路
24は、X方向及びY方向のそれぞれについて、
各行および各列の信号強度からシンチレータ21
上の発光点を求め、その位置を表示装置25に表
示するものである。
Integral signal S 4 from the integration time control circuit 27
is input to the integrating circuit 23. This integrating circuit 23
inputs the matrix signal S1 outputted from the X, Y conversion circuit 29 and integrates it for the time of the integral signal S4 . The output of the integrating circuit 23 after this integration is:
Input to position calculation circuit 24. This position calculation circuit 24 performs the following in each of the X direction and the Y direction.
From the signal strength of each row and each column, the scintillator 21
The upper light emitting point is determined and its position is displayed on the display device 25.

上記位置計算回路24には、計数回路26が接
続されている。この計数回路26は、位置計算回
路24からの信号S6によつて単位時間当りの表示
放射線数をカウントするもので、上記位置計算回
路24が入射放射線の発光点について位置計算を
1秒間にいくつ実施したかをカウントし、1秒間
に表示装置25に表示する放射線の数をレートメ
ータ37に出力すると共に、上記表示放射線数と
同じ値の計数率信号S5を前述の積分時間制御回路
27へ送出するようになつている。
A counting circuit 26 is connected to the position calculation circuit 24. This counting circuit 26 counts the number of displayed radiations per unit time based on the signal S6 from the position calculation circuit 24. The number of radiations displayed on the display device 25 per second is output to the rate meter 37, and a counting rate signal S5 having the same value as the number of radiations displayed is sent to the integration time control circuit 27. It is now being sent out.

次に、このように構成されたシンチレーシヨン
カメラの動作について説明する。まず、従来のシ
ンチレーシヨンカメラと同様に、放射性同位元素
を投与した被検体7から放出された放射線はシン
チレータ21へ入射し、その入射部位で発した閃
光は光電子増倍管22に検出されて電気信号に変
換される。この電気信号は、X、Y変換回路29
へ入力してX、Y方向の座標の行列信号S1に変換
され、積分回路23へ入力する。この積分回路2
3は、積分時間制御回路27から出力される積分
信号S4によつて制御される。ここで、上記積分時
間制御回路27及び積分回路23の動作を第2図
を参照して説明する。なお、第2図において、信
号検出回路30及び積分回路23の詳細は、第8
図に示す従来の技術検出回路9並びに積分回路4
と全く同様である。まず、信号検出回路30は、
上記X、Y変換回路29からの加算信号S2を入力
して内部の基準電圧と比較し、放射線入射信号S3
を出力する。この放射線入射信号S3は、ゲート3
8を介して積分時間制御回路27のRSフリツプ
フロツプ36のセツト端子Sへ入力して該RSフ
リツプフロツプ36を動作させる。一方、計数回
路26から出力された計数率信号S5は、積分時間
制御回路27の増幅器31へ入力して増幅され
る。上記RSフリツプフロツプ36の動作により、
積分器34の電界効果トランジスタ33がOFF
し、上記増幅器31からの出力信号を積分開始す
る。この積分器34の出力はコンパレータ35へ
入力して基準電圧E′と比較され、基準電圧E′を越
えると該コンパレータ35の出力が反転する。こ
の反転出力がRSフリツプフロツプ36のリセツ
ト端子Rに入力して、該RSフリツプフロツプ3
6の動作を停止させ、これにより積分器34の電
界効果トランジスタ33がONし、上記積分器3
4は積分を停止する。すなわち、上記RSフリツ
プフロツプ36は、信号検出回路30よりの放射
線入射信号S3をそのセツト端子Sへ入力して動作
してから、コンパレータ35よりの反転出力をそ
のリセツト端子Rへ入力して動作を停止するまで
の間、出力信号を送出し、この出力信号が積分信
号S4として積分回路23へ入力し、その積分時間
を制御するのである。この場合、増幅器31へ入
力する計数率信号S5は、表示装置25への表示放
射線数の計数率に従つて変化するので、該増幅器
31の出力は、上記計数率が高ければ大きくな
り、計数率が低ければ小さくなる。そして、この
増幅器31の出力の大小に従つて積分器34の出
力も大きくなつたり、小さくなつたりして、この
積分器34の出力が基準電圧E′を越える時間が変
化する。つまり、上記積分器34の出力が大きい
ときは早く基準電圧E′を越えてコンパレータ35
の出力が反転し、積分器34の出力が小さいとき
は基準電圧E′を越えるのが遅くなりコンパレータ
35の出力が反転するまで時間がかかる。この結
果、RSフリツプフロツプ36の動作時間は、表
示放射線数の計数率が高ければ短くなり、計数率
が低ければ長くなる。このRSフリツプフロツプ
36の動作時間は、積分信号S4の送出時間となる
ので、上記積分時間制御回路27は、表示放射線
数の計数率に反比例した積分時間を有する積分信
号S4を自動的に作成することとなる。
Next, the operation of the scintillation camera configured as described above will be explained. First, similar to a conventional scintillation camera, radiation emitted from the subject 7 to which a radioactive isotope has been administered enters the scintillator 21, and the flash of light emitted at the incident site is detected by the photomultiplier tube 22 and electrically generated. converted into a signal. This electric signal is transmitted to the X, Y conversion circuit 29
The signal is input into the integrator circuit 23 and converted into a matrix signal S 1 of coordinates in the X and Y directions. This integrating circuit 2
3 is controlled by the integral signal S 4 output from the integral time control circuit 27. Here, the operations of the integration time control circuit 27 and the integration circuit 23 will be explained with reference to FIG. 2. In addition, in FIG. 2, details of the signal detection circuit 30 and the integration circuit 23 are shown in the eighth section.
Conventional technology detection circuit 9 and integration circuit 4 shown in the figure
It is exactly the same. First, the signal detection circuit 30
The addition signal S 2 from the X, Y conversion circuit 29 is input and compared with the internal reference voltage, and a radiation incident signal S 3 is generated.
Output. This radiation incident signal S 3 is transmitted to the gate 3
8 to the set terminal S of the RS flip-flop 36 of the integral time control circuit 27 to operate the RS flip-flop 36. On the other hand, the count rate signal S 5 output from the counting circuit 26 is input to the amplifier 31 of the integration time control circuit 27 and amplified. Due to the operation of the RS flip-flop 36,
Field effect transistor 33 of integrator 34 is OFF
Then, the integration of the output signal from the amplifier 31 is started. The output of this integrator 34 is input to a comparator 35 and compared with a reference voltage E', and when it exceeds the reference voltage E', the output of the comparator 35 is inverted. This inverted output is input to the reset terminal R of the RS flip-flop 36 and resets the RS flip-flop 36.
6 is stopped, thereby turning on the field effect transistor 33 of the integrator 34, and the operation of the integrator 3 is turned on.
4 stops the integration. That is, the RS flip-flop 36 operates by inputting the radiation incident signal S3 from the signal detection circuit 30 to its set terminal S, and then inputs the inverted output from the comparator 35 to its reset terminal R to operate. Until it stops, an output signal is sent out, and this output signal is input to the integration circuit 23 as an integration signal S4 to control the integration time. In this case, the count rate signal S5 input to the amplifier 31 changes according to the count rate of the number of radiations displayed on the display device 25, so the output of the amplifier 31 increases as the count rate increases, and The lower the rate, the smaller it will be. According to the magnitude of the output of the amplifier 31, the output of the integrator 34 also increases or decreases, and the time at which the output of the integrator 34 exceeds the reference voltage E' changes. In other words, when the output of the integrator 34 is large, it quickly exceeds the reference voltage E' and the comparator 35
When the output of the integrator 34 is small, it is slow to exceed the reference voltage E', and it takes time until the output of the comparator 35 is inverted. As a result, the operating time of the RS flip-flop 36 becomes shorter as the counting rate of the number of displayed radiations is higher, and becomes longer as the counting rate is lower. Since the operating time of the RS flip-flop 36 is the transmission time of the integral signal S4 , the integral time control circuit 27 automatically creates an integral signal S4 having an integral time inversely proportional to the counting rate of the number of displayed radiations. I will do it.

上記のような動作のタイミング線図は、第3図
及び第4図に示すようになる。ここで、第3図は
放射線の計数率が低い場合を示し、第4図は放射
線の計数率が高い場合を示す。放射線の計数率が
高い場合は、第4図bに示すように、積分器34
の出力の傾斜が急峻となり、第3図bの場合に比
べて短い時間で基準電圧E′を越えることとなる。
すると、第2図に示すコンパレータ35の出力が
反転してRSフリツプフロツプ36が動作を停止
し、第4図cに示すように積分信号S4の送出時間
が短くなり、積分回路23における積分時間が短
くなる。従つて、第4図dに示すように、或る入
射放射線による行列信号S1を積分しているとき
に、つづいて次の入射放射線による行列信号
S1′が入力しても、そのときの積分信号S4は第4
図cに示すように停止されているので、積分回路
23の出力は第4図eに示すように信号S1だけの
積分結果I1となり、重畳は起こらない。なお、第
4図eにおいて破線で示したI1′は、もし従来の
ように積分時間が一定であつたとしたら(第4図
cの破線部参照)重畳される積分結果を示す。
Timing diagrams for the above operations are shown in FIGS. 3 and 4. Here, FIG. 3 shows a case where the radiation counting rate is low, and FIG. 4 shows a case where the radiation counting rate is high. When the counting rate of radiation is high, as shown in FIG. 4b, the integrator 34
The slope of the output becomes steep, and it exceeds the reference voltage E' in a shorter time than in the case of FIG. 3b.
Then, the output of the comparator 35 shown in FIG. 2 is inverted, the RS flip-flop 36 stops operating, and the sending time of the integral signal S4 becomes shorter as shown in FIG. Becomes shorter. Therefore, as shown in Figure 4d, when integrating the matrix signal S1 due to a certain incident radiation, the matrix signal S1 due to the next incident radiation is integrated.
Even if S 1 ' is input, the integral signal S 4 at that time is the fourth
Since it is stopped as shown in FIG. 4c, the output of the integrating circuit 23 is the integration result I1 of only the signal S1 , as shown in FIG. 4e, and no superimposition occurs. Incidentally, I 1 ' shown by a broken line in FIG. 4e indicates the integration result that would be superimposed if the integration time were constant as in the conventional case (see the broken line in FIG. 4c).

第5図は第二の実施例を示すブロツク図であ
る。この実施例は、積分時間制御回路27へ計数
率信号S5を送出する計数回路26′を、信号検出
回路30と積分時間制御回路27との間に設けた
ものである。この場合は、信号検出回路30から
出力される放射線入射信号S3をカウントすること
により、光電子増倍管22への単位時間当りの入
射放射線数をカウントして計数率信号S5を作成
し、積分時間制御回路27へ送出することができ
る。なお、このときは、位置計算回路24へ接続
された他の計数回路26は、レートメータ37へ
表示放射線数を出力するのみで、積分時間制御回
路27へは信号を送出しない。
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment. In this embodiment, a counting circuit 26' for sending a counting rate signal S 5 to the integral time control circuit 27 is provided between the signal detection circuit 30 and the integral time control circuit 27. In this case, by counting the radiation incident signal S3 output from the signal detection circuit 30, the number of incident radiations per unit time to the photomultiplier tube 22 is counted to create a count rate signal S5 , It can be sent to the integral time control circuit 27. Note that at this time, the other counting circuit 26 connected to the position calculation circuit 24 only outputs the number of displayed radiations to the rate meter 37 and does not send a signal to the integration time control circuit 27.

第6図は第三の実施例を示すブロツク図であ
る。この実施例は、第1図の実施例の積分回路2
3の出力をアナログデジタル変換した後にデジタ
ル的に放射線の分布像を作成するもので、上記積
分回路23の出力側に、A/D変換器38と、規
格化回路39と、デジタル位置計算回路40とが
設けられている。ここで、積分回路23の出力
は、A/D変換器38へ入力してデジタル信号に
変換されるが、上記A/D変換器38は積分時間
制御回路27から積分信号S4を取り込み、上記積
分回路23が積分と終了するのと同時にデジタル
変換する。このA/D変換器38からのデジタル
信号は、規格化回路39へ入力して全光電子増倍
管22の信号によつて規格化を受け、それぞれの
デジタル信号の大きさによる位置計算精度の変動
を抑えられる。この規格化回路39から出力され
た信号は、デジタル位置計算回路40へ入力し、
シンチレータ21上の発光点を演算してその位置
が表示装置25にデジタル的に表示される。この
技術の場合は、積分回路23で積分した後に直接
アナログデジタル変換したときも、第1図と同様
に放射線の計数率に反比例して積分時間を変化す
ることができる。
FIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment. This embodiment is based on the integration circuit 2 of the embodiment shown in FIG.
After analog-to-digital conversion of the output of 3, a radiation distribution image is created digitally, and on the output side of the integrating circuit 23, an A/D converter 38, a normalization circuit 39, and a digital position calculation circuit 40 are installed. and is provided. Here, the output of the integration circuit 23 is input to the A/D converter 38 and converted into a digital signal, but the A/D converter 38 takes in the integration signal S4 from the integration time control circuit 27, and receives the integration signal S4 from the integration time control circuit 27. The integration circuit 23 performs digital conversion at the same time as the integration ends. The digital signal from this A/D converter 38 is input to the standardization circuit 39 and is standardized by the signal from the all-photomultiplier tube 22, and the position calculation accuracy varies depending on the magnitude of each digital signal. can be suppressed. The signal output from this standardization circuit 39 is input to a digital position calculation circuit 40,
The light emitting point on the scintillator 21 is calculated and its position is digitally displayed on the display device 25. In the case of this technique, even when direct analog-to-digital conversion is performed after integration in the integrating circuit 23, the integration time can be changed in inverse proportion to the radiation counting rate, as in FIG. 1.

発明の効果 本発明は以上説明したように、単位時間当りの
表示放射線数をカウントするか、或いは単位時間
当りの入力放射線をカウントする計数回路26,
26′を設けると共に、この計数回路26,2
6′からの計数率信号S5に反比例する時間を有す
る積分信号S4を出力する積分時間制御回路27を
設けたので、上記積分信号S4によつて積分回路2
3における積分時間を放射線の計数率の高低に応
じて自動的に可変することができる。従つて、特
に放射線の計数率が高いときであつても積分時間
が短くされるので、積分された出力が重畳するこ
となく、疑像の発生を防止して良好な分布像を得
ることができる。また、放射線の計数率が低いと
きには積分時間が長くされるので、位置計算精度
が低下することはない。さらに、積分回路23全
体としての積分を行う時間は従来よりも短くなる
ので、より多くの信号を処理でき、一定時間に位
置計算できる放射線数の最大値を増大して、計数
率を向上することができる。さらにまた、上記の
積分時間の可変な装置内部で自動的に行われるの
で、操作者の操作ミスによる分布像の画質の劣化
は皆無となる。
Effects of the Invention As described above, the present invention includes a counting circuit 26 that counts the number of displayed radiations per unit time or counts input radiations per unit time.
26' and the counting circuits 26, 2
Since an integral time control circuit 27 is provided which outputs an integral signal S4 having a time inversely proportional to the count rate signal S5 from 6', the integral signal S4 controls the integral circuit 2.
The integration time in step 3 can be automatically varied depending on the level of the radiation counting rate. Therefore, even when the counting rate of radiation is particularly high, the integration time is shortened, so that the integrated outputs do not overlap, and it is possible to prevent the generation of false images and obtain a good distribution image. Furthermore, since the integration time is lengthened when the counting rate of radiation is low, the accuracy of position calculation does not decrease. Furthermore, since the time required for integration by the integrating circuit 23 as a whole is shorter than before, more signals can be processed, and the maximum number of radiations that can be used to calculate the position in a given time can be increased, thereby improving the counting rate. I can do it. Furthermore, since the above-described integration time is automatically performed within the variable integration device, there is no deterioration in the image quality of the distribution image due to operator error.

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

第1図は本発明によるシンチレーシヨンカメラ
を示すブロツク図、第2図はその積分時間制御回
路の詳細を示す回路図、第3図は放射線の計数率
が低い場合の動作を示すタイミング線図、第4図
は放射線の計数率が高い場合の動作を示すタイミ
ング線図、第5図は第二の実施例を示すブロツク
図、第6図は第三の実施例を示すブロツク図、第
7図は従来のシンチレーシヨンカメラを示すブロ
ツク図、第8図はその積分回路及び信号検出回路
並びに積分制御回路の詳細を示す回路図、第9図
は統計変動を含んだ状態の行列信号及び積分回路
の出力波形を示すグラフ、第10図は従来のシン
チレーシヨンカメラの動作を示すタイミング線
図、第11図は積分回路の積分時間が長い場合の
出力信号の重畳を示すグラフである。 21…シンチレータ、22…光電子増倍管、2
3…積分回路、24…位置計算回路、25…表示
装置、26,26′…計数回路、27…積分時間
制御回路、29…X、Y変換回路、30…信号検
出回路、S1…行列信号、S4…積分信号、S5…計数
率信号、S6…位置計算回路からの信号。
FIG. 1 is a block diagram showing a scintillation camera according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing details of its integration time control circuit, and FIG. 3 is a timing diagram showing the operation when the counting rate of radiation is low. Fig. 4 is a timing diagram showing the operation when the counting rate of radiation is high, Fig. 5 is a block diagram showing the second embodiment, Fig. 6 is a block diagram showing the third embodiment, and Fig. 7. 8 is a block diagram showing a conventional scintillation camera, FIG. 8 is a circuit diagram showing details of its integration circuit, signal detection circuit, and integration control circuit, and FIG. 9 is a diagram showing a matrix signal containing statistical fluctuations and the integration circuit. FIG. 10 is a graph showing the output waveform. FIG. 10 is a timing diagram showing the operation of a conventional scintillation camera. FIG. 11 is a graph showing the superposition of output signals when the integration time of the integrating circuit is long. 21...Scintillator, 22...Photomultiplier tube, 2
3... Integration circuit, 24... Position calculation circuit, 25... Display device, 26, 26'... Counting circuit, 27... Integration time control circuit, 29... X, Y conversion circuit, 30... Signal detection circuit, S 1 ... Matrix signal , S 4 ... integral signal, S 5 ... counting rate signal, S 6 ... signal from the position calculation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 入射放射線により閃光を発するシンチレータ
と、このシンチレータに光学的に結合されて光を
電気信号に変換する光電子増倍管と、この光電子
増倍管からの電気信号を積分する積分回路と、こ
の積分回路からの出力に基いて放射線の入射位置
を演算する位置計算回路と、上記入射放射線の入
射位置を表示する表示装置とを有するシンチレー
シヨンカメラにおいて、上記位置計算回路からの
信号によつて単位時間当りの表示放射線数をカウ
ントし又は光電子増倍管からの電気信号によつて
単位時間当りの入射放射線数をカウントする計数
回路を設けると共に、この計数回路からの計数率
信号を入力しそれに反比例する時間を有する積分
信号を出力する積分時間制御回路を設け、この積
分信号によつて上記積分回路の積分時間を可変す
るようにしたことを特徴とするシンチレーシヨン
カメラ。
1. A scintillator that emits a flash of light due to incident radiation, a photomultiplier tube that is optically coupled to the scintillator and converts light into an electrical signal, an integrating circuit that integrates the electrical signal from the photomultiplier tube, and an integrating circuit that integrates the electrical signal from the photomultiplier tube. In a scintillation camera that has a position calculation circuit that calculates the incident position of radiation based on the output from the circuit and a display device that displays the incident position of the incident radiation, A counting circuit is provided to count the number of displayed radiation per unit time or to count the number of incident radiation per unit time by an electric signal from a photomultiplier tube, and a counting rate signal from this counting circuit is inputted and is inversely proportional to it. 1. A scintillation camera, comprising: an integral time control circuit that outputs an integral signal having time; and the integral time of the integral circuit is varied by the integral signal.
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