JPH06342075A - ポジトロンｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コインシデンス検出のタイムウインドウ幅を
コインシデンスブロックごとに変化させる。 【構成】 フリップフロップ３１、３２を利用して単安
定マルチバイブレータを構成し、その出力を同時計数ゲ
ート３３に導く。外部から入力されたデータでＤ／Ａ変
換器３４、３５の出力電圧値を定め、これにより反転出
力端子の電圧値を変化させることによりコインシデンス
検出のタイムウインドウ幅を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、所定断層面における
ポジトロン放出性核種の分布像（断層像）を計算によっ
て求めるポジトロンＣＴ装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポジトロンＣＴ装置では、ポジトロンの
消滅時に１８０゜反対方向に放出されるγ線を検出して
核種の位置に関する情報を得る。すなわちポジトロン放
出性核種の放射性物質が投与された被検体の周囲に多数
の検出器をリング型に配置し、それらの２つに同時に放
射線が入射したこと（コインシデンス）をとらえ、その
２つの検出器の位置に関して計数する。具体的には各検
出器の出力パルスをコインシデンス回路（同時計数回
路）に入力し、２つのパルスが同時に入力されたことを
検出する。従来のポジトロンＣＴ装置では、このコイン
シデンス検出のタイムウインドウ幅（２つの入力パルス
がどれ程時間的に接近しているときに同時であると判定
するかの時間幅）は固定であるか、あるいは全体につい
て２〜３段階にマニュアルで切り換えて設定するかの構
成をとるものが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにコインシデンス検出のタイムウインドウ幅が固
定、あるいは全体について２〜３段階にしか切り換えら
れないと、吸収補正データのＳ／Ｎ比が低下する、高計
数率時に偶発同時計数率が高くなって画質が劣化する、
等々の問題があった。

【０００４】この発明は、上記に鑑み、コインシデンス
検出のタイムウインドウ幅を、全体にではなく、コイン
シデンスブロックごとに最適なものに自動的に制御し、
これによって吸収補正データのＳ／Ｎ比の低下を防ぎ、
高計数率時の画質を高めるように改善した、ポジトロン
ＣＴ装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるポジトロンＣＴ装置においては、リ
ング型に配列された多数の放射線検出手段のグループご
とのコインシデンスを検出するコインシデンス検出手段
をタイムウインドウ幅可変に構成し、この各々のコイン
シデンス検出手段のタイムウインドウ幅を、制御手段に
よって自動的に設定することが特徴となっている。

【０００６】

【作用】コインシデンス検出手段はそのタイムウインド
ウ幅が可変に構成されており、コインシデンスブロック
ごとにタイムウインドウ幅が自動的に設定される。その
ため、たとえば吸収補正用線源を被検体の周囲に回転さ
せて吸収補正データを測定する場合には、その線状線源
からのデータが存在しないコインシデンスブロックでの
タイムウインドウ幅を短くして偶発同時計数を少なく
し、吸収補正データのＳ／Ｎ比を高めることができる。
また、コインシデンスブロックごとに計数率を求め、そ
れに応じて各コインシデンスブロックでのタイムウイン
ドウ幅を定めることにより、高計数率時の偶発同時計数
率を抑え、画質を改善することができる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。ポジトロンＣＴ装
置では図３に示すように検出器１１が多数リング型に配
列されていて、複数のグループに分けられ、各グループ
ごとにエンコーダ１２に接続される。このエンコーダ１
２からは、そのエンコーダ１２に接続されている１グル
ープ内にどれかの検出器１１からパルス入力があったと
きに、出力パルスが発生する。この図では多数の検出器
１１は６つのグループに分けられ、その各々のグループ
の検出器１１がエンコーダ１２のそれぞれに接続され、
これら６つのエンコーダ１２からそれぞれ出力パルスが
生じる。この各エンコーダ１２からの出力パルスは２個
ずつ組み合わされて同時計数回路１３に導かれ、これら
２個の出力パルスが同時に生じたことが検出される。す
なわち、６つのエンコーダ出力間のすべての組み合わせ
ごとにコインシデンスが検出される。

【０００８】このことは、検出器１１の６つのグループ
の間のすべての組み合わせごとにコインシデンスを検出
することを意味する。各グループに含まれるような近い
位置の検出器１１の間でのコインシデンスをとっても、
検出器１１のリング型配列で囲まれる空間の周囲のデー
タしか得られないからである。検出器１１のグループの
間のコインシデンスを検出する組み合わせはコインシデ
ンスブロックという。

【０００９】他方、エンコーダ１２は、図では省略して
いるが、検出器１１の位置に対応するアドレス信号を出
力する。ある検出器１１からエンコーダ１２にパルスが
送られたとき、その検出器１１の位置に対応するエンコ
ード出力が得られ、これがアドレス信号として出力され
る。ある同時計数回路１３で２つのエンコーダ１２から
の入力のコインシデンスが検出されたとすると、その２
つのエンコーダ１２からのアドレス信号によりどの位置
の検出器１１に放射線が入射したかがわかるので、その
アドレス信号の指定に応じて計数を行う。すなわち、図
４のように位置ａと位置ｂとに同時に放射線が入射した
ことがわかる。核種はこの点ａと点ｂとを結ぶ線上のど
こかに位置しているわけである。そこでこの線は核種の
位置情報を表わすことになり、この線に関して１つ計数
を行なう。

【００１０】通常、この線を表わすものとして極座標が
用いられる。すなわち、図４に示すように中心からその
線に下ろした法線の角度θと長さＬとで核種の位置情報
を表わす。この位置情報ごとに同時計数がなされ、デー
タ収集される。こうして角度θと長さＬとで表わされた
位置情報ごとにデータ収集したものは、図５で示される
ようなサイノグラムでのデータとして表わされる。この
サイノグラムにおいて、左右の斜めの線で区切られる区
画は各コインシデンスブロックに対応する。この収集デ
ータを逆投影などのアルゴリズムで処理することにより
検出器１１のリング型配列が置かれた平面（スライス
面）上での各種の分布像（断層像）が再構成される。

【００１１】同時計数回路１３は、この実施例では図１
に示すように構成される。２つのエンコーダ１２からの
出力パルスはフリップフロップ３１、３２に入力されて
幅τのパルスに波形整形される。つまり、フリップフロ
ップ３１、３２により一定幅のパルスを出力する単安定
マルチバイブレータを構成している。このフリップフロ
ップ３１、３２の非反転出力（Ｑ）端子に生じるパルス
は同時計数ゲート（ＡＮＤゲート）３３に入力され、こ
れらが時間的に同時に入力されたときにゲート３３より
同時計数出力が生じる。

【００１２】このフリップフロップ３１、３２の出力パ
ルスの幅がτのとき、コインシデンスのタイムウインド
ウ幅は２τとなる。つまり、タイムウインドウ幅２τの
範囲で、２つの入力パルスが重なるときがあれば、ゲー
ト３３より出力パルスが生じる。こうして構成される同
時計数回路において、偶発同時計数率は、一方のエンコ
ーダに接続された検出器グループでの計数率をＮ１、他
方のエンコーダに接続された検出器グループでの計数率
をＮ２とすると、２τＮ１・Ｎ２となる。したがって、
タイムウインドウ幅が短いほど偶発同時計数率を少なく
できる。ただし、検出器１１の時間分解能よりもタイム
ウインドウ幅が短くなると、真の同時計数も計数されな
くなるので、適当に設定する必要がある。

【００１３】ここでは、この波形整形後のパルスの幅τ
が適宜変更できるように構成されている。その構成とし
ては種々に考えられるが、この図に示すようにフリップ
フロップ３１、３２を利用して単安定マルチバイブレー
タを構成する場合、反転出力（Ｑバー）端子の電圧値を
変化させることにより構成している。そして、コンピュ
ータ２５（図２）からデータをＤ／Ａ変換器３４、３５
に送って、そのデータに対応した電圧を得、これを反転
出力端子に与え、出力パルスの幅τを所望のものとし
て、コインシデンスのタイムウインドウ幅を任意に設定
している。

【００１４】この実施例の全体の構成は図２に示す通り
であり、ガントリ２１にはトンネル部２２が設けられ、
このトンネル部２２を取り囲むように上記の（図３に示
した）検出器１１がガントリ２１内でリング型に配列さ
れる。ここで示す同時計数回路２６は、各コインシデン
スブロックごとの図３の同時計数回路（つまり図１で示
すような回路）１３をすべて含むものである。コインシ
デンスが検出されたとき、上で説明したアドレス信号に
より指定されるメモリ２７のアドレスの内容が＋１され
る。こうしてデータの収集がなされる。

【００１５】同時計数回路２６からは、コインシデンス
ブロックごとの計数率、つまり同時計数回路１３の各々
の同時計数出力レートに関するデータがコンピュータ２
５に送られる。具体的には同時計数回路１３の各々の同
時計数出力をそのままコンピュータ２５に送って、所定
時間での同時計数回路１３ごとの総計数を求めるように
してもよい。そしてコンピュータ２５は、このコインシ
デンスブロックごとの計数率に応じて、各同時計数回路
１３のＤ／Ａ変換器３４、３５に送るデータを変更し、
コインシデンスブロックごとにタイムウインドウ幅を変
化させる。これにより、高計数率時ほどタイムウインド
ウ幅を短くして、高計数率時の偶発同時計数率を減少さ
せることができ、再構成された断層像の画質を改善でき
る。コンピュータ２５が読み取る計数率をコインシデン
スブロックごとの偶発同時計数率とし、これに応じてコ
インシデンスブロックごとに異なるタイムウインドウ幅
を設定すれば、より効果的に画質を改善できる。

【００１６】吸収補正データを収集する場合、トンネル
部２２に挿入した被検体（図示しない）の周囲の円形軌
道上に線状線源２３を移動させる。このとき、線状線源
２３の駆動装置２４の回転部にエンコーダ等を取り付け
て線状線源２３の回転位置を検出し、これをコンピュー
タ２５に送る。この測定は被検体に放射性物質を投与す
る前に行なわれ、そのため線状線源２３による同時計数
データが収集される。

【００１７】このデータはサイノグラム上では図５の帯
状部分５１に集中する。つまり、線状線源２３の回転角
度に応じた特定のコインシデンスブロックのみでしか同
時計数データは得られない。そこで、線状線源２３の回
転角度をコンピュータ２５に取り込み、その角度に応じ
て同時計数データが得られるコインシデンスブロックの
みを通常のタイムウインドウ幅に設定し、他の同時計数
データが得られないはずのコインシデンスブロックでは
タイムウインドウ幅を短く、あるいは０に設定する。す
ると、同時計数データが得られないはずのコインシデン
スブロックでの偶発同時計数を大幅に減少することがで
き、吸収補正データのＳ／Ｎ比を高めることができる。

【００１８】なお、同時計数回路１３のタイムウインド
ウ幅をコンピュータ２５によって制御できるようにする
回路構成は、図１の構成以外に、プログラマブル遅延素
子を用いたものなどが考えられる。また、同時計数回路
をＤフリップフロップで構成する場合、そのＤ入力のパ
ルス幅でタイムウインドウ幅を変えることができる。さ
らにデジタル同時計数回路の場合でも適用できる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のポジト
ロンＣＴ装置によれば、コインシデンス検出のタイムウ
インドウ幅をコインシデンスブロックごとに最適なもの
に自動的に設定できるため、不要な偶発同時計数を計測
することを避けてＳ／Ｎ比の高い吸収補正データを収集
することができるようになり、またコインシデンスブロ
ックごとの計数率情報に応じて各ブロックごとにタイム
ウインドウ幅を変化させれば高計数率時の偶発同時計数
率を減少させることができて画質を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる同時計数回路を示
すブロック図。

【図２】同実施例の全体の構成を示すブロック図。

【図３】同実施例における検出器、エンコーダ及び同時
計数回路の部分を示すブロック図。

【図４】位置情報を表わす図。

【図５】サイノグラムを表わす図。

【符号の説明】

１１ 検出器 １２ エンコーダ １３、２６ 同時計数回路 ２１ ガントリ ２２ トンネル部 ２３ 吸収補正用線状線源 ２４ 駆動装置 ２５ コンピュータ ２７ メモリ ３１、３２ フリップフロップ ３３ 同時計数ゲート ３４、３５ Ｄ／Ａ変換器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リング型に配列された多数の放射線検出
   手段と、該検出手段のグループごとのコインシデンスを
   検出する、タイムウインドウ幅可変のコインシデンス検
   出手段と、該コインシデンス検出手段の各々のタイムウ
   インドウ幅をそれぞれ自動的に設定する制御手段とを備
   えることを特徴とするポジトロンＣＴ装置。