JPH0627856B2 - Radiation position detector - Google Patents

Radiation position detector

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JPH0627856B2
JPH0627856B2 JP21638085A JP21638085A JPH0627856B2 JP H0627856 B2 JPH0627856 B2 JP H0627856B2 JP 21638085 A JP21638085 A JP 21638085A JP 21638085 A JP21638085 A JP 21638085A JP H0627856 B2 JPH0627856 B2 JP H0627856B2
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JP
Japan
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detector
mwpc
rays
scintillation camera
scattered
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JPS6275370A (en
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一郎 藤枝
義文 東
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、被検者の体内に放射性同位元素(RI)を
投与してその分布像を求める核医学診断装置に関し、特
にその放射線位置検出器に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a nuclear medicine diagnostic apparatus for injecting a radioisotope (RI) into a body of a subject to obtain a distribution image thereof, and particularly to a radiation position detector thereof. .

従来の技術 従来のシンチレーションカメラでは機械的なコリメータ
が用いられていたが、検出効率と空間分解能とが両立し
ないという原理的な問題点をかかえていた。
2. Description of the Related Art A conventional scintillation camera uses a mechanical collimator, but has a fundamental problem that detection efficiency and spatial resolution are not compatible.

最近、シングルフォトンエミッタを効率良くイメージに
する手段としての電気的コリメータがM.Singhらによっ
て提案されている(Med.Phy.Vol10,No.4,1983,421-42
7)。第3図のように、シンチレーションカメラの前に
Ge検出器3を置き、Ge検出器3とシンチレーション
カメラ4とで同時計数を行ない、Ge検出器3からのエ
ネルギ情報および位置情報と、シンチレーションカメラ
4からの位置情報とにより線源がその表面にのっている
円錐を求めるというものである。つまり、線源から放出
されたγ線がGe検出器3に入射してコンプトン散乱し
て散乱線がある角度だけ異なる方向に放出され、それが
シンチレーションカメラ4に入射して光電効果を起す。
この散乱線の角度はGe検出器3で得られるエネルギ情
報から知ることができる。そこで、Ge検出器3で検出
した位置とシンチレーションカメラ4で検出した位置と
を結ぶ直線より、上記の角度だけ異なる方向に線源が存
在すること、つまりある円錐の表面上に線源が存在する
ことが分る。このような円錐についての情報を多数収集
し、逆投影すれば線源の分布像が再現できる。この場
合、機械的コリメータを用いないので検出効率がきわめ
て高いという利点がある。
Recently, an electric collimator as a means for efficiently imaging a single photon emitter has been proposed by M. Singh et al. (Med.Phy.Vol10, No.4,1983,421-42).
7). As shown in FIG. 3, the Ge detector 3 is placed in front of the scintillation camera, the Ge detector 3 and the scintillation camera 4 perform simultaneous counting, and energy information and position information from the Ge detector 3 and the scintillation camera 4 are detected. Based on the position information from the source, the source finds the cone on its surface. That is, the γ-rays emitted from the radiation source are incident on the Ge detector 3 and are Compton-scattered, and the scattered rays are emitted in different directions by a certain angle, and then enter the scintillation camera 4 to cause a photoelectric effect.
The angle of this scattered ray can be known from the energy information obtained by the Ge detector 3. Therefore, the source exists in a direction different from the straight line connecting the position detected by the Ge detector 3 and the position detected by the scintillation camera 4 by the above angle, that is, the source exists on the surface of a certain cone. I understand. By collecting a lot of information about such a cone and backprojecting it, the distribution image of the radiation source can be reproduced. In this case, there is an advantage that the detection efficiency is extremely high because no mechanical collimator is used.

発明が解決しようとする問題点 しかし、この場合、シンチレーションカメラ4はGe検
出器3の後方に置かれているだけなので、γ線の前方散
乱線しかシンチレーションカメラ4では検出できない。
そのため99mTcのγ線(141KeV)については半
分弱の散乱線を計数していないという問題がある。Klei
n-Nishinaの公式により計算した微分散乱断面積は第4
図のようになるので、この第4図から99mTcのγ線
(141KeV)に対し、無限微小角度散乱の断面積は
80mb/sr,electronで、180°逆方向への散乱断面積
は50mb/sr,electronであり、141KeVのγ線がコ
ンプトン散乱を起すと半分強が前方散乱し、残りの半分
弱が後方散乱することが分る。このような半分弱の後方
散乱が従来では計数されないわけである。
However, in this case, since the scintillation camera 4 is only placed behind the Ge detector 3, only the forward scattered rays of γ rays can be detected by the scintillation camera 4.
Therefore, about 99m Tc γ-rays (141 KeV), there is a problem that less than half of scattered rays are not counted. Klei
The differential scattering cross section calculated by the n-Nishina formula is 4th
As shown in Fig. 4, from 99m Tc γ-rays (141 KeV), the infinitesimal angular scattering cross section is 80mb / sr, electron, and the 180 ° reverse scattering cross section is 50mb / It is sr, electron, and it can be seen that when 141 KeV γ-rays cause Compton scattering, half of the strong light is scattered forward and the other half is weakly scattered back. Such a little less than half of the backscatter is conventionally not counted.

そこで、もう1つのシンチレーションカメラをGe検出
器3の前方に置いて後方散乱をも検出することとしてさ
らに検出効率を向上させることが考えられるが、シンチ
レーションカメラをGe検出器3の前方に置いたのでは
入射γ線がGe検出器3に到達しないので、このような
構成は不可能である。
Therefore, another scintillation camera may be placed in front of the Ge detector 3 to detect backscattering to further improve the detection efficiency. However, the scintillation camera is placed in front of the Ge detector 3. Since the incident γ-rays do not reach the Ge detector 3, such a configuration is impossible.

また、このシステム全体の空間分解能と最高計数率は、
シンチレーションカメラ4の固有空間分解能および最高
計数率により制限されており、上記のように検出効率が
飛躍的に向上することが必ずしも生かされていない問題
がある。
In addition, the spatial resolution and maximum count rate of this entire system are
There is a problem that the detection efficiency is dramatically improved as described above because it is limited by the intrinsic spatial resolution and the maximum counting rate of the scintillation camera 4.

この発明は、前方散乱線のみならず後方散乱線をも検出
することにより検出効率をさらに向上させ、かつこの優
れた検出効率を十分に生かせるような放射線位置検出器
を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a radiation position detector capable of further improving the detection efficiency by detecting not only the forward scattered rays but also the back scattered rays and sufficiently utilizing the excellent detection efficiency. .

問題点を解決するための手段 この発明による放射線位置検出器では、Ge検出器と、
該Ge検出器を囲むよう配置されるMWPC検出器とを
有し、上記Ge検出器とMWPC(マルチワイア比例計
数管)検出器とで同時計数を行ない、Ge検出器からの
エネルギ情報および位置情報と、MWPC検出器からの
位置情報とにより線源がその表面にのっている円錐を求
める。
Means for Solving Problems A radiation position detector according to the present invention comprises a Ge detector,
And a MWPC detector arranged so as to surround the Ge detector, wherein the Ge detector and the MWPC (multiwire proportional counter) detector perform simultaneous counting, and energy information and position information from the Ge detector are provided. And the position information from the MWPC detector determine the cone on which the source lies on its surface.

作用 MWPC検出器は、γ線は透過させ、散乱線は光電効果
を生じさせることができるので、Ge検出器を囲むよう
にしてGe検出器の前方に配置することが可能となる。
そこで、種々の方向に散乱された散乱線を漏れなく検出
することが可能となって、検出効率がさらに向上する。
Action Since the MWPC detector can transmit γ-rays and the scattered rays can generate a photoelectric effect, it is possible to arrange the MWPC detector in front of the Ge detector so as to surround the Ge detector.
Therefore, it becomes possible to detect scattered rays scattered in various directions without leakage, and the detection efficiency is further improved.

またMWPC検出器は固有空間分解能、最高計数率とも
シンチレーションカメラより優れているので、検出効率
が上記のように向上しても、それを実質的にサポートで
き、原理的な優位性を現実化できる。
Moreover, since the MWPC detector is superior to the scintillation camera in both the intrinsic spatial resolution and the maximum count rate, even if the detection efficiency is improved as described above, it can substantially support it and the principle superiority can be realized. .

実施例 第1図において、Ge検出器3の後方にMWPC検出器
1が配置され、前方にMWPC検出器2が配置されてい
る。これらのMWPC検出器1、2はXeガスを高圧に
封入したもので、平面内の2次元方向に並べられた多数
のカソードワイアとアノードワイアとを有し、入射した
γ線が光電効果を起すとその事象についての2次元方向
の位置情報を得る。前方に置かれたMWPC検出器2の
方が薄くなっているのは、このMWPC検出器2では入
射γ線は透過させ、後方散乱線のみを光電効果を生じさ
せるためである。
Embodiment In FIG. 1, the MWPC detector 1 is arranged behind the Ge detector 3 and the MWPC detector 2 is arranged in front thereof. These MWPC detectors 1 and 2 are Xe gas sealed at high pressure, have a large number of cathode wires and anode wires arranged in a two-dimensional direction in a plane, and incident γ-rays cause a photoelectric effect. And the position information of the event in the two-dimensional direction is obtained. The reason why the MWPC detector 2 placed in front is thinner is that this MWPC detector 2 transmits incident γ-rays and causes only the backscattered rays to generate a photoelectric effect.

すなわち、後方散乱線は入射γ線や前方散乱線に比べて
エネルギがかなり低くなっている(たとえば、入射γ線
のエネルギが141KeVのとき、180°方向の後方
散乱線のエネルギは90KeV、90°方向の散乱線の
エネルギは110KeVほどである)ので、このMWP
C検出器2の圧力と有感領域の厚さとを調整することに
より大部分の140KeV光子を通過させ、90〜11
0KeV光子は光電効果を起させるようというのであ
る。Xe封入MWPC検出器の光電効果を起す確率を入
射γ線のエネルギEγの関数としてプロットすると第2
図のようになる。コンプトン散乱の確率は光電効果に比
べてこのエネルギ範囲では非常に小さいので無視でき
る。この第2図からMWPC検出器2をたとえばP・t
=50atm・cmとすれば、141KeV光子の80%を通
過させ、50%の90KeV光子について光電効果を起
させることができる。なお、Ge検出器3の後方に置か
れるMWPC検出器1については、141KeV光子を
できるだけ検出する必要があるのでそのP・tの値を大
きくする。
That is, the energy of the backscattered ray is considerably lower than that of the incident γ-ray or the forward scattered ray (for example, when the energy of the incident γ-ray is 141 KeV, the energy of the backscattered ray in the 180 ° direction is 90 KeV, 90 °. The energy of scattered rays in the direction is about 110 KeV), so this MWP
By adjusting the pressure of the C detector 2 and the thickness of the sensitive region, most 140 KeV photons are allowed to pass, and 90 to 11
It is said that 0 KeV photon causes a photoelectric effect. If the probability of causing the photoelectric effect of the Xe-encapsulated MWPC detector is plotted as a function of the energy Eγ of incident γ rays,
It becomes like the figure. The probability of Compton scattering is very small in this energy range compared to the photoelectric effect, so it can be ignored. From this FIG. 2, the MWPC detector 2 is set to P.t.
= 50 atm · cm, 80% of 141 KeV photons can be transmitted, and the photoelectric effect can be generated for 50% of 90 KeV photons. Regarding the MWPC detector 1 placed behind the Ge detector 3, it is necessary to detect 141 KeV photons as much as possible, so the value of P · t is increased.

このようにGe検出器3の前方にもMWPC検出器2を
配置したことにより検出効率が向上する。そして、Ge
検出器3の後方に従来(第3図)のようにシンチレーシ
ョンカメラを配置するのでなくMWPC検出器1を設け
たことにより、この放射線位置検出器のシステム全体の
空間分解能を向上させることができる。全体の空間分解
能は、Ge検出器3のエネルギ分解能、各エレメントの
幅、厚さと、MWPC検出器1、2での固有分解能とに
よって決定されるが、MWPC検出器1はシンチレーシ
ョンカメラよりも固有分解能が優れているため、全体の
空間分解能が向上するからである。また、機械的コリメ
ータを用いることがないので、MWPC検出器1は非常
な高計数率のもとにおかれることになり、これが第3図
のようにシンチレーションカメラであったなら、その最
高計数率を上回ってしまい、計数回路を複数設ける等の
方策を施さなければならないことになるところ、MWP
C検出器であるため、最高計数率が優れているのでこの
ような必要はない。
By thus disposing the MWPC detector 2 in front of the Ge detector 3 as well, the detection efficiency is improved. And Ge
By providing the MWPC detector 1 behind the detector 3 instead of disposing the scintillation camera as in the conventional case (FIG. 3), the spatial resolution of the entire system of this radiation position detector can be improved. The overall spatial resolution is determined by the energy resolution of the Ge detector 3, the width and thickness of each element, and the inherent resolution of the MWPC detectors 1 and 2, and the MWPC detector 1 has a characteristic resolution higher than that of the scintillation camera. This is because the overall spatial resolution is improved due to the excellent. Further, since the mechanical collimator is not used, the MWPC detector 1 is put under a very high counting rate. If this is a scintillation camera as shown in FIG. However, it is necessary to take measures such as providing multiple counting circuits.
Since it is a C detector, the maximum count rate is excellent, and thus such a need is not necessary.

結局、MWPC検出器をGe検出器3の後方にも用いた
ことにより、検出効率が非常に高いことをサポートし
て、全体として検出効率の非常に高く、空間分解能およ
び計数率特性も優れた放射線位置検出器を実際に実現で
きることになる。
In the end, by using the MWPC detector also behind the Ge detector 3, the radiation efficiency is very high as a whole, the radiation efficiency is very high and the spatial resolution and count rate characteristics are excellent. The position detector can actually be realized.

なお、上記の実施例ではGe検出器3の後方と前方にの
みMWPC検出器を置いたが、上方、下方、横方向等に
置くことによってさらに検出効率を上げることができ
る。
Although the MWPC detectors are placed only behind and in front of the Ge detector 3 in the above embodiment, the detection efficiency can be further increased by placing the MWPC detectors above, below, or in the lateral direction.

発明の効果 この発明によれば、検出効率、空間分解能および計数率
特性のすべてについて向上した放射線位置検出器を実現
できる。
Effects of the Invention According to the present invention, it is possible to realize a radiation position detector having improved detection efficiency, spatial resolution, and count rate characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例の模式図、第2図は入射γ
線のエネルギに対する光電効果を起す確率を示すグラ
フ、第3図は従来例の模式図、第4図は微分散乱断面積
を示すグラフである。 1、2……MWPC検出器 3……Ge検出器 4……シンチレーションカメラ
FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an incident γ
FIG. 3 is a graph showing a probability of causing a photoelectric effect with respect to the energy of a line, FIG. 3 is a schematic view of a conventional example, and FIG. 4 is a graph showing a differential scattering cross section. 1, 2 ... MWPC detector 3 ... Ge detector 4 ... Scintillation camera

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】Ge検出器と、該Ge検出器を囲むよう配
置されるMWPC検出器とを有し、上記Ge検出器とM
WPC検出器とで同時計数を行ない、Ge検出器からの
エネルギ情報および位置情報と、MWPC検出器からの
位置情報とにより線源がその表面にのっている円錐を求
めるようにした放射線位置検出器。
1. A Ge detector and an MWPC detector arranged so as to surround the Ge detector, wherein the Ge detector and the M detector are provided.
Radiation position detection, in which coincidence counting is performed with the WPC detector, and the radiation source finds a cone on its surface based on the energy information and position information from the Ge detector and the position information from the MWPC detector. vessel.
JP21638085A 1985-09-30 1985-09-30 Radiation position detector Expired - Lifetime JPH0627856B2 (en)

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WO2017105024A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 고려대학교 산학협력단 Three-dimensional scattered radiation imaging device, radiological medical device having same, and method for arranging three-dimensional scattered radiation imaging device

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