JPH0619446B2 - シンチレーションカメラの調整方法 - Google Patents

シンチレーションカメラの調整方法

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JPH0619446B2
JPH0619446B2 JP20608288A JP20608288A JPH0619446B2 JP H0619446 B2 JPH0619446 B2 JP H0619446B2 JP 20608288 A JP20608288 A JP 20608288A JP 20608288 A JP20608288 A JP 20608288A JP H0619446 B2 JPH0619446 B2 JP H0619446B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、生体内に投与された放射性同位元素(ラジオ
アイソトープ;RI)から放射される放射線(ガンマ線
等)をシンチレータにより光に変換し、その光を平面的
に配設された複数個の光電子増倍管(フォトマル;PM
T)により検出し、該検出信号に基づき前記シンチレー
タにおける輝点発光位置に関するRI分布等の情報を
得、病巣部分の形状や位置,大きさ等を診断するように
したシンチレーションカメラにあって、一定のエネルギ
ーを持つ放射線パルスの入力に対する波形成形後の出力
の波高値を一定レベルに調整する方法に関する。
(従来の技術) この種のシンチレーションカメラを第5図を参照して説
明する。すなわち、NaI(TI)等で形成されたシン
チレータ1に、コリメータ2を通過した放射線が入射さ
れると、シンチレーション(発光)を生ずる。このシン
チレーション光が、アクリル樹脂等からなるライトガイ
ド3を介してフォトマル4で検出され、電気信号として
出力される。
フォトマル4は、シンチレータ1に対しライトガイド3
を挟んで対向して複数個密にして配列されている。各フ
ォトマル4の出力はそれぞれ信号レベルを調整するため
アッテネータ5,プリアンプ6からなるゲイン調整系G
Cに与えられる。このゲイン調整系GCの出力は波形成
形回路7、スレッシュホールド回路8及び非線形回路9
を順次直列に介して抵抗マトリックス位置計算回路10
に与えられる。
抵抗マトリックス位置計算回路10は、各非線形回路9
の出力が、対応するフォトマル4の位置座標に応じた重
み付け抵抗により重み付けされて各座標要素(X+;X
軸正方向、X−;X軸負方向、Y+;Y軸正方向、Y
−;Y軸負方向)毎の加算信号及びシンチレーションの
総エネルギーに対応する全加算信号を得、さらに前記各
座標要素毎の加算信号を各座標軸(X,Y)毎に差動増
幅器等で合成[(X+)−(X−)、(Y+)−(Y
−)]し、これら各座標軸毎の位置信号を前記加算信号
でそれぞれ除し、各座標軸後との位置信号を得てそれを
出力すると共に、前記前加算信号を出力するものであ
る。
この抵抗マトリクス位置計算回路10から出力された総
エネルギーに対応する前加算信号は、波高分析器11に
与えられ、この波高分析器11は予め設定したエネルギ
ー帯に該当するものに対してアンブランキング信号を出
力する。この抵抗マトリクス位置計算回路10から出力
される位置信号及び波高分析器11から出力されるアン
ブランキング信号により、表示器12の表示画面上に輝
点が表示され、これを予定時間集積して入射放射線分布
像を得る。
ところで、ゲイン調整系GCは、図示しないエネルギー
設定器等からの制御によって、異なるRI線源を用いた
場合や信号処理系の経時的な特性変化等が生じた場合で
あってもフォトマル出力が一定信号レベルとなるよう
に、第5図の例ではアッテネータ5の減衰量を調整する
ものであるが、この種のアッテネータ5としてはアナロ
グスイッチを用いたものが代表的である。
このような信号レベルを一定とするためのゲイン調整を
行う構成としては、この例の他に陰極接地方式に適用さ
れる第6図及び陽極接地方式に適用される第7図に示す
ような構成が知られている。すなわち、第6図及び第7
図に示すように、フォトマル4のブリーダ回路に内蔵若
しくは外付けされているK−A間の印加電圧調整用のポ
テンショメータ4aを、フォトマル4の中心に570
イントソースを絞った状態で一定レベルのブリアンプ出
力(ゲイン調整系GCの出力)が得られるように調整し
ていた。
(発明が解決しようとする課題) 以上の如く従来の技術においては、レベル調整をポテン
ショメータのマニュアル調整に頼っているため、煩雑で
あり且つ信頼性に欠けるものであった。
そこで本発明の目的は、信号レベルを一定とするための
ゲイン調整を、容易且つ高信頼性にて行なえるようにし
たシンチレーションカメラの調整方法を提供することに
ある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じた構成としている。すなわち、本発
明は、生体内に投与された放射性同位元素から放射され
る放射線を検出器に設けたシンチレータにより光に変換
し、その光を前記検出器に配設された複数個の光電子増
倍管により検出し、該検出信号それぞれにゲイン調整,
波形成形を施した後に前記シンチレータにおける輝点発
光位置に関する情報を求め、それを表示に供するように
したシンチレーションカメラにあって、一定のエネルギ
ーを持つ放射線パルスの入力に対する波形成形後の出力
の波高値を一定レベルに調整する方法において、前記光
電子増倍管を前記検出器に実装した場合を想定してポイ
ントソースを前記光電子増倍管それぞれの中心に絞った
状態で出力感度を予め同定し、その感度が得られるよう
に、前記光電子増倍管のバイアス電源を調整することを
特徴とするものであり、 また、本発明は、生体内に投与された放射性同位元素か
ら放射される放射線を検出器に設けたシンチレータによ
り光に変換し、その光を前記検出器に配設された複数個
の光電子増倍管により検出し、該検出信号それぞれにゲ
イン調整,波形成形を施した後に前記シンチレータにお
ける輝点発光位置に関する情報を求め、それを表示に供
するようにしたシンチレーションカメラにあって、一定
のエネルギーを持つ放射線パルスの入力に対する波形成
形後の出力の波高値を一定レベルに調整する方法におい
て、前記ゲイン調整をD/A変換器を用いたディジタル
ゲイン制御により行う構成とし、前記光電子増倍管を前
記検出器に実装した場合を想定してポイントソースを前
記光電子増倍管それぞれの中心に絞った状態で出力感度
を予め同定し、その感度が得られるように、前記光電子
増倍管のバイアス電源を調整し、この調整した前記光電
子増倍管それぞれを前記検出器に実装した後に、前記デ
ィジタルゲイン制御を行うことを特徴とする。
(作用) 以上の如くの構成によれば、フォトマルにおけるポイン
トソースを置いた状態での感度を、実装位置に応じた感
度に対応させて予め調整でき、また、これで調整ができ
なかったときには、ディジタルゲイン制御により調整不
足分を吸収することができる。
よって、従来はマニュアルで行っていた調整を、ポイン
トソースを検出器面上に置く作業を除いて自動化するこ
とができる。
また、ディジタルゲイン制御により適確にして高信頼性
にて調整を行うことができるようになる。
(実施例) 以下本発明にかかるシンチレーションカメラの調整方法
の一実施例を図面を参照して説明する。
先ず、本実施例方法を実施することができるシンチレー
ションカメラの構成を第4図を参照して説明する。
すなわち、本シンチレーションカメラでは、ブリーダ回
路として陽極接地方式を採用し、高電圧電源13により
−HVのバイアスを受けているフォトマル4の出力を、
同軸ケーブル14の芯線14aの一端に導入し、該芯線
14aの他端は抵抗15を介して接地している。また、
同軸ケーブル14におけるシールド部14bの一端をフ
ォトマル4の接地部に接続し、シールド部14bの他端
を接地している。これにより、同軸ケーブル14におけ
る芯線14aとシールド部14bとの間の浮遊容量と、
抵抗15とにより積分回路を構成し、フォトマル4の出
力(インパルス)を積分処理するようにしている。
上記の積分処理出力は、バッファ16を通って乗算型D
/A変換器17の電圧リファレンス端子Vref に入力さ
れる。この乗算型D/A変換器17の出力端子(OUT
1 )は、オペアンプ18a及びコンデンサ18bから
なるI/V(電流/電圧)変換回路18に接続され、こ
のI/V変換回路18の出力は、オペアンプ,抵抗,コ
ンデンサからなる波形成形回路7に導かれている。
また、この乗算型D/A変換器17のディジタルコード
端子B1 〜B12にはラッチ回路19a,19bからなる
コントローラ19が接続されている。
このコントローラ19は図示しないコンピュータからデ
ータの供給を受けるようになっている。ここで、コント
ローラ19のラッチ回路19a,19bは、コンピュー
タから送られてくる12ビットのディジタルコードをC
K端子に与えられるデータに基づきラッチするものであ
る。また、同コントローラ19は、そのENABL端子
に入力されるデータに基づきCK端子に対して所定区間
ゲートを掛けるようにしている。
ここで、このコンピュータは、例えば、第1図又は第2
図の構成における各段の信号処理系に対するデータ値を
モニタすることにより、各段において本来有るべきデー
タに対する補正データを算出し、この補正データに基づ
きコントローラ19に対してデータを与え、コントロー
ラ9の各ラッチ19a,19bは乗算型D/A変換器1
7に対してディジタルコードを与えるようになってい
る。
すなわち、上記のコンピュータがモニタするのは、 (イ) フォトマル4までの信号処理系、 (ロ) フォトマル4からゲイン調整系GCまでの信号
処理系、 (ハ) フォトマル4からゲイン調整系GCを経て波形
成形回路7までの信号処理系、 (ニ) フォトマル4からゲイン調整系GC,波形成形
回路7,スレッシュホールド回路8までの信号処理系、 (ホ) フォトマル4からゲイン調整系GC,波形成形
回路7,スレッシュホールド回路8,非線形回路9まで
の信号処理系、 (ヘ) フォトマル4からゲイン調整系GC,波形成形
回路7,スレッシュホールド回路8,非線形回路9,抵
抗マトリックス位置計算回路10までの信号処理系、 (ト) フォトマル4からゲイン調整系GC,波形成形
回路7,スレッシュホールド回路8,非線形回路9,抵
抗マトリックス位置計算回路10,波高分析器11まで
の信号処理系、 (チ) フォトマル4からゲイン調整系GC,波形成形
回路7,スレッシュホールド回路8,非線形回路9,抵
抗マトリックス位置計算回路10,波高分析器11,表
示器12までの信号処理系、 (リ) フォトマル4からゲイン調整系GC,波形成形
回路7,スレッシュホールド回路8,非線形回路9,抵
抗マトリックス位置計算回路10,波高分析器11,表
示器12までのエネルギー信号処理系、のいずれかを対
象としている。
以上のような本実施例のシンチレーションカメラで特徴
としている構成は次の(A),(B),(C)である。
(A) 陽極接地法を採用したフォトマル4の出力を同
軸ケーブル14で伝送し、しかも同軸ケーブル14の浮
遊容量と抵抗15によりフォトマル出力をI/V変換
(電流/電圧変換)すると共に積分処理を行うようにし
ている(陰極接地法でも可能である。)。
(B) また、上記(A)の出力を、バッファ16で受
け、その出力を乗算型D/A変換器17のVref 入力と
し、信号処理系をモニタするコンピュータ及びコントロ
ーラ19からの制御信号によりディジタルゲイン制御を
行うようにしている。
(C) さらに、上記(B)の出力を、波形成形回路7
に入力してここで微分処理を加えて、信号の時間分解能
を高めるようにしている。
以上の構成にあって、ディジタルゲイン制御を行う主要
素である乗算型D/A変換器17を、バッファ16と波
形成形回路7との間に介挿していることにより、ダイナ
ミックレンジの低いものを用いることができ(波形成形
回路7の後段に乗算型D/A変換器17を設けると、乗
算型D/A変換器17としてはダイナミックレンジの高
いものを必要とする。)、また、微分処理後であるた
め、乗算型D/A変換器17としては周波数特性の低い
ものを用いることができる。
以上のように第4図に示すシンチレーションカメラによ
れば、D/A変換器17を用いたディジタルゲイン制御
回路によるゲイン調整系GCによって、分解能の高いゲ
イン調整を行うことができ、しかも、調整における制御
データを、信号処理系の全体を対象として生成すること
により、どのようなエネルギー帯のRI線源を用いた場
合であっても信号処理系の全体に亙って高精度にゲイン
調整をなし得るようになる。
以上のような本シンチレーションカメラにあって本実施
例の調整方法は次のようにして行う。すなわち、正面図
である第1図及びその平面図である第2図に示すよう
に、シンチレータ1上に実装されるフォトマル4は、位
置“A”と位置“B”とでは、PS(鉛ポットに絞った
570 ポイントソース)をそれぞれ中心部に絞った状
態での出力が異なる(これは、主にシンチレータ1のエ
ッジ効果によるものである。)。そこで、位置“A”で
も位置“B”であっても、PSを絞った状態でプリアン
プ出力(ゲイン調整系GCの出力)が同じレベルにする
ためには、フォトマル4の感度を各々変えて調整する必
要がある。
よって、本実施例では、第1図及び第2図のフォトマル
実装位置に応じた感度に応じ、フォトマル実装前に、ブ
リーダ回路に内蔵又は外付けされるポテンショメータを
調整してから実装する。
一方、フォトマル単体の調整方法は、単体調整用のシン
チレータ1の上にフォトマル4を実装し、その状態でP
Sを絞り、その出力からA−K間でどれだけの高電圧を
印加すれば、その実装位置でのPSを絞った状態で基準
レベルになるかを逆算し、ポテンショメータを調整す
る。
上述により調整した各フォトマル4をシンチレータ1上
に実装した後、要調整分(シンチレータ1の位置による
発光特性やフォトマル4の機械的取付けのずれによって
生ずる。)は、第4図に示すゲイン調整系GCとしてデ
ィジタルゲイン制御回路をなす乗算型A/D変換器17
及びコントローラ19により調整することができる。
第4図に示すシンチレーションカメラは、上述の用調整
部分を適確に調整することができるものであるが、その
調整のアルゴリズムを説明する。すなわち、第3図に示
すように、ズレがある場合のディジタルデータの可変量
COは下記の式により求めることができる。なお、第3
図において、HCOはPSをそのフォトマルに絞った状態
での波高値の中心値であり、Hinitは基準レベルであ
る。
CO=Dinit・(Hinit/HCO) ここで、HCOは実測値、DCOはPSを絞った状態で波高
値をHinitにするためのディジタルデータ、Dinitは乗
算型D/A変換器17のディジタルデータの初期値であ
る。
上記において、フォトマル4の単体調整つまりフォトマ
ル4の高電圧を予めポテンショメータを用いてトリミン
グしておくので、ディジタルゲイン制御回路におけるレ
ベル一定のための制御が容易且つ高精度になる。
仮に、単体調整を行わないフォトマル4を実装したとす
ると、プリアンプ(ゲイン調整系GC)の出力のバラツ
キの程度が大きくなってしまい、ディジタルゲイン制御
回路におけるディジタルデータ(コード)そのものが各
チャンネル(フォトマル4)で大幅にバラツキが生じ、
この結果、各チャンネルのディジタルデータの1ビット
当りのトリミング精度が大幅に変わってしまい、結局、
精度の低下も招くことになる。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるもの
である。
[発明の効果] 以上のように本発明は、光電子増倍管を検出器に実装し
た場合を想定してポイントソースを前記光電子増倍管そ
れぞれの中心に絞った状態で出力感度を予め同定し、そ
の感度が得られるように、前記光電子増倍管のバイアス
電流を調整することを特徴とするものであり、 また、ゲイン調整をD/A変換器を用いたディジタルゲ
イン制御により行う構成とし、前記光電子増倍管を前記
検出器に実装した場合を想定してポイントソースを前記
光電子増倍管それぞれの中心に絞った状態で出力感度を
予め同定し、その感度が得られるように、前記光電子増
倍管のバイアス電源を調整し、この調整した前記光電子
増倍管それぞれを前記検出器に実装した後に、前記ディ
ジタルゲイン制御を行うものである。
このような構成によれば、フォトマルにおけるポイント
ソースを置いた状態での感度を、実装位置に応じた感度
に対応させて予め調整でき、また、これで調整ができな
かったときには、ディジタルゲイン制御により調整不足
分を吸収することができる。
よって、従来はマニュアルで行っていた調整を、ポイン
トソースを検出器面上に置く作業を除いて自動化するこ
とができ、また、ディジタルゲイン制御により適確にし
て高信頼性にて調整を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明のシンチレーションカメラの調
整方法の一実施例を示す図、第4図は同実施例における
シンチレーションカメラの構成を示す回路図、第5図は
一般的なシンチレーションカメラの構成を示すブロック
図、第6図及び第7図は従来例を説明する図である。 1……シンチレータ、4……フォトマル、7……波形成
形回路、13……高電圧電源、14……同軸ケーブル、
15……抵抗、16……バッファ、17……乗算器D/
A変換器、18……I/V変換器、19……コントロー
ラ、19a ,19b ……ラッチ回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】生体内に投与された放射性同位元素から放
    射される放射線を検出器に設けたシンチレータにより光
    に変換し、その光を前記検出器に配設された複数個の光
    電子増倍管により検出し、該検出信号それぞれにゲイン
    調整,波形成形を施した後に前記シンチレータにおける
    輝点発光位置に関する情報を求め、それを表示に供する
    ようにしたシンチレーションカメラにあって、一定のエ
    ネルギーを持つ放射線パルスの入力に対する波形成形後
    の出力の波高値を一定レベルに調整する方法において、
    前記光電子増倍管を前記検出器に実装した場合を想定し
    てポイントソースを前記光電子増倍管それぞれの中心に
    絞った状態で出力感度を予め同定し、その感度が得られ
    るように、前記光電子増倍管のバイアス電源を調整する
    ことを特徴とするシンチレーションカメラの調整方法。
  2. 【請求項2】生体内に投与された放射性同位元素から放
    射される放射線を検出器に設けたシンチレータにより光
    に変換し、その光を前記検出器に配設された複数個の光
    電子増倍管により検出し、該検出信号それぞれにゲイン
    調整,波形成形を施した後に前記シンチレータにおける
    輝点発光位置に関する情報を求め、それを表示に供する
    ようにしたシンチレーションカメラにあって、一定のエ
    ネルギーを持つ放射線パルスの入力に対する波形成形後
    の出力の波高値を一定レベルに調整する方法において、
    前記ゲイン調整をD/A変換器を用いたディジタルゲイ
    ン制御により行う構成とし、前記光電子増倍管を前記検
    出器に実装した場合を想定してポイントソースを前記光
    電子増倍管それぞれの中心に絞った状態で出力感度を予
    め同定し、その感度が得られるように、前記光電子増倍
    管のバイアス電源を調整し、この調整した前記光電子増
    倍管それぞれを前記検出器に実装した後に、前記ディジ
    タルゲイン制御を行うことを特徴とするシンチレーショ
    ンカメラの調整方法。
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