JPH07294649A - シンチレーションカメラ - Google Patents
シンチレーションカメラInfo
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- JPH07294649A JPH07294649A JP6086724A JP8672494A JPH07294649A JP H07294649 A JPH07294649 A JP H07294649A JP 6086724 A JP6086724 A JP 6086724A JP 8672494 A JP8672494 A JP 8672494A JP H07294649 A JPH07294649 A JP H07294649A
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- scintillator
- photodetectors
- scintillation
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/208—Circuits specially adapted for scintillation detectors, e.g. for the photo-multiplier section
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、高い解像力（位置分解能）の得ら
れるシンチレーションカメラを提供することを目的とす
る。 【構成】 シンチレータ（１０）に放射線が入射する
と、この放射線のエネルギー値に比例した光量のシンチ
レーション光が放射線の入射位置で発生する。発生した
シンチレーション光は、検出器アレイ（３０）を構成す
る複数の光検出器（３１〜３５）の中からいくつかの光
検出器に供給される。これらの光検出器（３１〜３５）
はそれぞれ供給光に比例した電気信号を出力する。出力
された電気信号は選出手段（４３）に与えられ、シンチ
レータへの放射線の入射位置に位置する光検出器とこの
光検出器に隣接する複数の光検出器とが選出される。検
出手段（４７）では選出手段（４３）で選出された各光
検出器の複数のセグメントからの出力信号に基づいて、
シンチレータ（１０）への放射線の入射位置が検出され
る。
れるシンチレーションカメラを提供することを目的とす
る。 【構成】 シンチレータ（１０）に放射線が入射する
と、この放射線のエネルギー値に比例した光量のシンチ
レーション光が放射線の入射位置で発生する。発生した
シンチレーション光は、検出器アレイ（３０）を構成す
る複数の光検出器（３１〜３５）の中からいくつかの光
検出器に供給される。これらの光検出器（３１〜３５）
はそれぞれ供給光に比例した電気信号を出力する。出力
された電気信号は選出手段（４３）に与えられ、シンチ
レータへの放射線の入射位置に位置する光検出器とこの
光検出器に隣接する複数の光検出器とが選出される。検
出手段（４７）では選出手段（４３）で選出された各光
検出器の複数のセグメントからの出力信号に基づいて、
シンチレータ（１０）への放射線の入射位置が検出され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放射線同位元素（Ｒ
Ｉ）が投与された被検体内におけるＲＩ分布画像を撮像
するシンチレーションカメラに関する。
Ｉ）が投与された被検体内におけるＲＩ分布画像を撮像
するシンチレーションカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のシンチレーションカメラは、円
形、四角形、６角形などの光電子増倍管（以下、ＰＭＴ
という）を二次元に配列し、これを例えばアクリル製の
ライトガイドを介して平板状のＮａＩ（Ｔｌ）シンチレ
ータに結合する構造を有していた。そして、放射線（主
にガンマ線）の入射により生じるシンチレーションパル
ス光の各ＰＭＴに配分される割合から、放射線の入射位
置を求めていた。
形、四角形、６角形などの光電子増倍管（以下、ＰＭＴ
という）を二次元に配列し、これを例えばアクリル製の
ライトガイドを介して平板状のＮａＩ（Ｔｌ）シンチレ
ータに結合する構造を有していた。そして、放射線（主
にガンマ線）の入射により生じるシンチレーションパル
ス光の各ＰＭＴに配分される割合から、放射線の入射位
置を求めていた。
【０００３】従来のシンチレーションカメラの解像力
は、各ＰＭＴにおいて生成されるイベントあたりの光電
子数と、各ＰＭＴに分布する光分布関数の拡がりにより
決定される。光分布関数の拡がりを小さくすれば、一般
に解像力は向上するが、ＰＭＴの幾何学的寸法により、
光分布関数を狭くできる限界が存在する。すなわち、あ
るＰＭＴ直上で発生した光は、直下のＰＭＴ以外にその
隣接するＰＭＴに分配されなければ位置検出ができない
ので、隣接するＰＭＴまで光が拡がるように光分布関数
をコントロールしなければならない。光分布関数のコン
トロールは、ライトガイドの形状や厚さを調整したり、
ライトガイドとシンチレータの間に遮光マスクなどを挿
入して行っていた。
は、各ＰＭＴにおいて生成されるイベントあたりの光電
子数と、各ＰＭＴに分布する光分布関数の拡がりにより
決定される。光分布関数の拡がりを小さくすれば、一般
に解像力は向上するが、ＰＭＴの幾何学的寸法により、
光分布関数を狭くできる限界が存在する。すなわち、あ
るＰＭＴ直上で発生した光は、直下のＰＭＴ以外にその
隣接するＰＭＴに分配されなければ位置検出ができない
ので、隣接するＰＭＴまで光が拡がるように光分布関数
をコントロールしなければならない。光分布関数のコン
トロールは、ライトガイドの形状や厚さを調整したり、
ライトガイドとシンチレータの間に遮光マスクなどを挿
入して行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】小さなＰＭＴを用いて
アレイを構成すれば、当然解像力は向上する。しかし、
これは検出器数の増加や前処理回路の増加をもたらし、
装置の構成を複雑かつ大規模にすると同時に、コストを
著しく増加させるといった問題がある（二次元アレイで
は１／２のサイズにすると４倍のＰＭＴ本数となる）。
アレイを構成すれば、当然解像力は向上する。しかし、
これは検出器数の増加や前処理回路の増加をもたらし、
装置の構成を複雑かつ大規模にすると同時に、コストを
著しく増加させるといった問題がある（二次元アレイで
は１／２のサイズにすると４倍のＰＭＴ本数となる）。
【０００５】本発明は、このような問題を解決して、高
い解像力（位置分解能）の得られるシンチレーションカ
メラを提供することを目的とする。
い解像力（位置分解能）の得られるシンチレーションカ
メラを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のシンチレーションカメラは、（ａ）放射線
の入射により、そのエネルギー値に比例した光量のシン
チレーション光が当該放射線の入射位置で発生するシン
チレータと、（ｂ）同心状に複数のセグメントに区分さ
れたアノードを有する光検出器を複数配列し、シンチレ
ータで発生したシンチレーション光を検出する検出器ア
レイと、（ｃ）検出器アレイの各光検出器からの出力信
号に基づいて、シンチレータへの放射線の入射位置に位
置する光検出器とこの光検出器に隣接する複数の光検出
器とを選出する選出手段と、（ｄ）選出手段で選出され
た各光検出器の複数のセグメントからの出力信号に基づ
いて、シンチレータへの放射線の入射位置を検出する検
出手段とを備える。
に、本発明のシンチレーションカメラは、（ａ）放射線
の入射により、そのエネルギー値に比例した光量のシン
チレーション光が当該放射線の入射位置で発生するシン
チレータと、（ｂ）同心状に複数のセグメントに区分さ
れたアノードを有する光検出器を複数配列し、シンチレ
ータで発生したシンチレーション光を検出する検出器ア
レイと、（ｃ）検出器アレイの各光検出器からの出力信
号に基づいて、シンチレータへの放射線の入射位置に位
置する光検出器とこの光検出器に隣接する複数の光検出
器とを選出する選出手段と、（ｄ）選出手段で選出され
た各光検出器の複数のセグメントからの出力信号に基づ
いて、シンチレータへの放射線の入射位置を検出する検
出手段とを備える。
【０００７】また、本発明のシンチレーションカメラ
は、（ａ）放射線の入射により、そのエネルギー値に比
例した光量のシンチレーション光が当該放射線の入射位
置で発生するシンチレータと、（ｂ）同心状に複数のセ
グメントに区分されたアノードを有する光検出器を複数
配列し、シンチレータで発生したシンチレーション光を
検出する検出器アレイとを備える。
は、（ａ）放射線の入射により、そのエネルギー値に比
例した光量のシンチレーション光が当該放射線の入射位
置で発生するシンチレータと、（ｂ）同心状に複数のセ
グメントに区分されたアノードを有する光検出器を複数
配列し、シンチレータで発生したシンチレーション光を
検出する検出器アレイとを備える。
【０００８】
【作用】本発明のシンチレーションカメラによれば、シ
ンチレータに放射線が入射すると、この放射線のエネル
ギー値に比例した光量のシンチレーション光が放射線の
入射位置で発生する。発生したシンチレーション光は、
検出器アレイを構成する複数の光検出器の中からいくつ
かの光検出器に供給される。これらの光検出器はそれぞ
れ供給光に比例した電気信号を出力する。出力された電
気信号は選出手段に与えられ、シンチレータへの放射線
の入射位置に位置する光検出器とこの光検出器に隣接す
る複数の光検出器とが選出される。検出手段では選出手
段で選出された各光検出器の複数のセグメントからの出
力信号に基づいて、シンチレータへの放射線の入射位置
が検出される。
ンチレータに放射線が入射すると、この放射線のエネル
ギー値に比例した光量のシンチレーション光が放射線の
入射位置で発生する。発生したシンチレーション光は、
検出器アレイを構成する複数の光検出器の中からいくつ
かの光検出器に供給される。これらの光検出器はそれぞ
れ供給光に比例した電気信号を出力する。出力された電
気信号は選出手段に与えられ、シンチレータへの放射線
の入射位置に位置する光検出器とこの光検出器に隣接す
る複数の光検出器とが選出される。検出手段では選出手
段で選出された各光検出器の複数のセグメントからの出
力信号に基づいて、シンチレータへの放射線の入射位置
が検出される。
【０００９】ここで、同心状に配置された外セグメント
と内セグメントとの２個のセグメントを有する複数の検
出器からなる検出器アレイを用いた場合、選出手段及び
検出手段は次のように機能する。まず、選出手段では、
シンチレータへの放射線の入射位置に位置する第１の光
検出器と、この光検出器に隣接する複数の光検出器の中
から入射位置との直線距離が短い順に２つの光検出器
（第２、第３の光検出器）とが選出される。そして、検
出手段では、第１の光検出器の内セグメント及び外セグ
メント各々からの２本の出力信号と第２、第３の光検出
器の外セグメント各々からの２本の出力信号との計４本
の出力信号に基づいて、シンチレータへの放射線の入射
位置が検出される。さらに検出精度を高めるために、第
１から第３の光検出器の外セグメント及び内セグメント
各々からの計６本の出力信号に基づいて、シンチレータ
への放射線の入射位置を検出してもよい。
と内セグメントとの２個のセグメントを有する複数の検
出器からなる検出器アレイを用いた場合、選出手段及び
検出手段は次のように機能する。まず、選出手段では、
シンチレータへの放射線の入射位置に位置する第１の光
検出器と、この光検出器に隣接する複数の光検出器の中
から入射位置との直線距離が短い順に２つの光検出器
（第２、第３の光検出器）とが選出される。そして、検
出手段では、第１の光検出器の内セグメント及び外セグ
メント各々からの２本の出力信号と第２、第３の光検出
器の外セグメント各々からの２本の出力信号との計４本
の出力信号に基づいて、シンチレータへの放射線の入射
位置が検出される。さらに検出精度を高めるために、第
１から第３の光検出器の外セグメント及び内セグメント
各々からの計６本の出力信号に基づいて、シンチレータ
への放射線の入射位置を検出してもよい。
【００１０】このように検出器アレイから検出手段に与
える出力信号の本数を選出手段で制限することによっ
て、検出手段の回路構成を簡単にすることができる。
える出力信号の本数を選出手段で制限することによっ
て、検出手段の回路構成を簡単にすることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照して説明する。図１は本実施例に係るシンチレーシ
ョンカメラの構成を示すブロック図である。この図は一
断面（Ｘ軸を含む断面）の構成を示しているが、この断
面に垂直な断面（Ｙ軸を含む断面）も同様な構成を有し
ている。同図より、本実施例のシンチレーションカメラ
は、ガンマ線などの放射線の入射によってシンチレーシ
ョン光を発生させるシンチレータ１０と、シンチレータ
１０で発生したシンチレーション光を適当な比率で分配
するライトガイド２０と、ライトガイド２０で分配され
たシンチレーション光を入射光量に比例した電気信号に
変換するＰＭＴアレイ３０と、ＰＭＴアレイ３０の出力
に基づいてシンチレーション発光位置を検出する位置検
出器４０とを備えている。
参照して説明する。図１は本実施例に係るシンチレーシ
ョンカメラの構成を示すブロック図である。この図は一
断面（Ｘ軸を含む断面）の構成を示しているが、この断
面に垂直な断面（Ｙ軸を含む断面）も同様な構成を有し
ている。同図より、本実施例のシンチレーションカメラ
は、ガンマ線などの放射線の入射によってシンチレーシ
ョン光を発生させるシンチレータ１０と、シンチレータ
１０で発生したシンチレーション光を適当な比率で分配
するライトガイド２０と、ライトガイド２０で分配され
たシンチレーション光を入射光量に比例した電気信号に
変換するＰＭＴアレイ３０と、ＰＭＴアレイ３０の出力
に基づいてシンチレーション発光位置を検出する位置検
出器４０とを備えている。
【００１２】位置検出器４０は、各ＰＭＴ３１〜３５の
セグメント出力を増幅及びインピーダンス変換するプリ
アンプ４１と、プリアンプ４１の出力を各ＰＭＴ３１〜
３５ごとに加算する加算器４２と、加算器４２の出力か
らシンチレーション発光位置を計算する第一次位置計算
器４３とを備えている。また、第一次位置計算器４３で
の計算結果からシンチレーション発光位置に属する単位
セル及びセグメントを特定する単位セル・セグメント選
択器４４と、プリアンプ４１の出力であるアナログ信号
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４５と、単位
セル・セグメント選択器４４からのセグメント選択信号
に基づいていずれかのＡ／Ｄ変換出力を選択するデータ
セレクタ４６とを備えている。さらに、データセレクタ
４６で選択されたＡ／Ｄ変換出力からシンチレーション
発光位置を計算する第二次位置計算器４７と、第二次位
置計算器４７での計算結果を表示するデータ処理画像表
示装置４８とを備えている。
セグメント出力を増幅及びインピーダンス変換するプリ
アンプ４１と、プリアンプ４１の出力を各ＰＭＴ３１〜
３５ごとに加算する加算器４２と、加算器４２の出力か
らシンチレーション発光位置を計算する第一次位置計算
器４３とを備えている。また、第一次位置計算器４３で
の計算結果からシンチレーション発光位置に属する単位
セル及びセグメントを特定する単位セル・セグメント選
択器４４と、プリアンプ４１の出力であるアナログ信号
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４５と、単位
セル・セグメント選択器４４からのセグメント選択信号
に基づいていずれかのＡ／Ｄ変換出力を選択するデータ
セレクタ４６とを備えている。さらに、データセレクタ
４６で選択されたＡ／Ｄ変換出力からシンチレーション
発光位置を計算する第二次位置計算器４７と、第二次位
置計算器４７での計算結果を表示するデータ処理画像表
示装置４８とを備えている。
【００１３】ＰＭＴアレイ３０は、例えば図２に示すよ
うに、１９本のＰＭＴ３１〜３５，３６…を六角形の受
光平面（ＸＹ平面）が形成されるように配置した構成を
有している。そして、各ＰＭＴ３１〜３５，３６…は、
同心円状に区分された内セグメント３１ａと外セグメン
ト３１ｂからなるアノードを有している。このようにア
ノードを２つのセグメント（内セグメント３１ａと外セ
グメント３１ｂ）に分割して各セグメントから独立して
出力を取り出すことにより、従来のＰＭＴアレイ（アノ
ードは分割されていない）に比べて高い解像力が得られ
る。
うに、１９本のＰＭＴ３１〜３５，３６…を六角形の受
光平面（ＸＹ平面）が形成されるように配置した構成を
有している。そして、各ＰＭＴ３１〜３５，３６…は、
同心円状に区分された内セグメント３１ａと外セグメン
ト３１ｂからなるアノードを有している。このようにア
ノードを２つのセグメント（内セグメント３１ａと外セ
グメント３１ｂ）に分割して各セグメントから独立して
出力を取り出すことにより、従来のＰＭＴアレイ（アノ
ードは分割されていない）に比べて高い解像力が得られ
る。
【００１４】従来のＰＭＴアレイと本実施例のＰＭＴア
レイ３０の解像力の比較を図３（ａ）（ｂ）のグラフに
示す。図３（ａ）は、従来のＰＭＴアレイのシンチレー
ション発光点位置に対する出力変化（光応答関数：以
下、ＬＲＦという。）と、本実施例の内セグメント及び
外セグメントのＬＲＦとを示すグラフである。このグラ
フの横軸はシンチレーション発光点位置からの距離ｘ
を、縦軸は光電子数を示している。このようなＬＲＦを
次式に代入することによって、従来のＰＭＴアレイ及び
本実施例のＰＭＴアレイ３０の解像力（位置分解能）を
求めることができる。
レイ３０の解像力の比較を図３（ａ）（ｂ）のグラフに
示す。図３（ａ）は、従来のＰＭＴアレイのシンチレー
ション発光点位置に対する出力変化（光応答関数：以
下、ＬＲＦという。）と、本実施例の内セグメント及び
外セグメントのＬＲＦとを示すグラフである。このグラ
フの横軸はシンチレーション発光点位置からの距離ｘ
を、縦軸は光電子数を示している。このようなＬＲＦを
次式に代入することによって、従来のＰＭＴアレイ及び
本実施例のＰＭＴアレイ３０の解像力（位置分解能）を
求めることができる。
【００１５】
【数１】
【００１６】上式中、ｎi はｉ番目のセグメント（また
はＰＭＴ）のＬＲＦである。上式から各位置におけるＬ
ＲＦの傾きが大きいことが解像力を向上させる上で重要
なことが判る。
はＰＭＴ）のＬＲＦである。上式から各位置におけるＬ
ＲＦの傾きが大きいことが解像力を向上させる上で重要
なことが判る。
【００１７】図３（ｂ）は、上式を用いて従来のＰＭＴ
アレイ及び本実施例のＰＭＴアレイ３０の解像力特性を
計算した結果を示すグラフである。このグラフの横軸は
シンチレーション発光点位置からの距離ｘを、縦軸は解
像力Ｒｍを示している。このグラフより、本実施例のＰ
ＭＴアレイ３０の方が従来のＰＭＴアレイよりも解像力
が高いことが判る。特に、シンチレーション発光点位置
から離れた位置での解像力が優れていることが判る。
アレイ及び本実施例のＰＭＴアレイ３０の解像力特性を
計算した結果を示すグラフである。このグラフの横軸は
シンチレーション発光点位置からの距離ｘを、縦軸は解
像力Ｒｍを示している。このグラフより、本実施例のＰ
ＭＴアレイ３０の方が従来のＰＭＴアレイよりも解像力
が高いことが判る。特に、シンチレーション発光点位置
から離れた位置での解像力が優れていることが判る。
【００１８】また、図４に示すように、単位セル・セグ
メント選択器４４で特定される単位セル５０とは、各Ｐ
ＭＴの中心を頂点とした正三角形を３等分した領域をい
う。本実施例では、第一次位置計算器４３でシンチレー
ション発光がどの単位セルで発生したかを検出し、第二
次位置計算器４７で第一次位置計算器４３の計算結果か
らシンチレーション発光位置を詳細に計算している。こ
のように、第一次位置計算器４３での粗い位置計算で基
本セルが用いられる。そして、第二次位置計算器４７で
は、第一次位置計算器４３で特定された基本セルと重複
・隣接する４個のセグメントからの出力信号に基づいて
詳細な位置計算を行うのである。このように２段階の計
算により発光位置を特定する手法は、例えば特開平４−
２０８８９４号公報の文献に開示されている。
メント選択器４４で特定される単位セル５０とは、各Ｐ
ＭＴの中心を頂点とした正三角形を３等分した領域をい
う。本実施例では、第一次位置計算器４３でシンチレー
ション発光がどの単位セルで発生したかを検出し、第二
次位置計算器４７で第一次位置計算器４３の計算結果か
らシンチレーション発光位置を詳細に計算している。こ
のように、第一次位置計算器４３での粗い位置計算で基
本セルが用いられる。そして、第二次位置計算器４７で
は、第一次位置計算器４３で特定された基本セルと重複
・隣接する４個のセグメントからの出力信号に基づいて
詳細な位置計算を行うのである。このように２段階の計
算により発光位置を特定する手法は、例えば特開平４−
２０８８９４号公報の文献に開示されている。
【００１９】上記構成を有する本実施例のシンチレーシ
ョンカメラの動作を次に示す。まず、放射性同意元素が
投与された被検体から放射されるガンマ線が図１のシン
チレータ１０に入射すると、ガンマ線の入射位置でシン
チレーション光が発生する。このシンチレーション光は
ライトガイド２０で拡散され、ＰＭＴアレイ３０の所定
のＰＭＴ３１〜３５に適当な比率で分配される。そし
て、シンチレーション光が分配されたＰＭＴ３１〜３５
では、入射光量に比例した電気信号に変換される。各Ｐ
ＭＴ３１〜３５からの内セグメント出力及び外セグメン
ト出力はそれぞれ独立に取り出され、プリアンプ４１に
より増幅及びインピーダンス変換される。
ョンカメラの動作を次に示す。まず、放射性同意元素が
投与された被検体から放射されるガンマ線が図１のシン
チレータ１０に入射すると、ガンマ線の入射位置でシン
チレーション光が発生する。このシンチレーション光は
ライトガイド２０で拡散され、ＰＭＴアレイ３０の所定
のＰＭＴ３１〜３５に適当な比率で分配される。そし
て、シンチレーション光が分配されたＰＭＴ３１〜３５
では、入射光量に比例した電気信号に変換される。各Ｐ
ＭＴ３１〜３５からの内セグメント出力及び外セグメン
ト出力はそれぞれ独立に取り出され、プリアンプ４１に
より増幅及びインピーダンス変換される。
【００２０】プリアンプ４１のプリアンプ出力は、２つ
の信号系列に分けられ、このうち一方のプリアンプ出力
は各ＰＭＴ３１〜３５ごとに加算器４２で加算され、第
一次位置計算器４３に導かれる。他方のプリアンプ出力
は、各セグメント出力ごとに独立にＡ／Ｄ変換器４５に
与えられ、それぞれのパルス高に応じたディジタル信号
に変換された後、データセレクタ４６に導かれる。ここ
で図中には示されないが、プリアンプ４１とＡ／Ｄ変換
器４５の間には積分器と、この積分器で積分されたパル
ス高をホールドするホールド回路が設置されるものとす
る。
の信号系列に分けられ、このうち一方のプリアンプ出力
は各ＰＭＴ３１〜３５ごとに加算器４２で加算され、第
一次位置計算器４３に導かれる。他方のプリアンプ出力
は、各セグメント出力ごとに独立にＡ／Ｄ変換器４５に
与えられ、それぞれのパルス高に応じたディジタル信号
に変換された後、データセレクタ４６に導かれる。ここ
で図中には示されないが、プリアンプ４１とＡ／Ｄ変換
器４５の間には積分器と、この積分器で積分されたパル
ス高をホールドするホールド回路が設置されるものとす
る。
【００２１】第一次位置計算器４３の計算結果より、シ
ンチレーション発光位置に関する粗い情報が得られる。
この第一次計算器４３の構成を図５のブロック図に示
す。本例では重心演算法を用いた構成を示す。加算器４
２から出力されたＰＭＴ３１〜３５からの信号群
（ａ1 ，ａ2 ，…，ａi ，…）は２つに分けられ、一方
は加算器４３1 に与えられて全ての出力の総和がとられ
る。加算器４３1 の出力値（Σａi ）はエネルギー弁別
回路４３2 に与えられ、エネルギー弁別が行われる。こ
のエネルギー弁別によってノイズ成分が除去される。
ンチレーション発光位置に関する粗い情報が得られる。
この第一次計算器４３の構成を図５のブロック図に示
す。本例では重心演算法を用いた構成を示す。加算器４
２から出力されたＰＭＴ３１〜３５からの信号群
（ａ1 ，ａ2 ，…，ａi ，…）は２つに分けられ、一方
は加算器４３1 に与えられて全ての出力の総和がとられ
る。加算器４３1 の出力値（Σａi ）はエネルギー弁別
回路４３2 に与えられ、エネルギー弁別が行われる。こ
のエネルギー弁別によってノイズ成分が除去される。
【００２２】他方の信号群（ａ1 ，ａ2 ，…，ａi ，
…）は重心位置演算回路４３3 に与えられる。重心位置
演算回路４３3 では、従来から一般に用いられている重
心計算法を適用することができる。つまり、各ＰＭＴ出
力信号を（ａ1 ，ａ2 ，…，ａi ，…）、各ＰＭＴの位
置座標を（Ｘi ，Ｙi ）と置くと、発光点の位置座標
（Ｘ，Ｙ）は、 Ｘ＝ΣＸi ・ａi ／Σａi ，Ｙ＝ΣＹi ・ａi ／Σａi の式から計算できる。
…）は重心位置演算回路４３3 に与えられる。重心位置
演算回路４３3 では、従来から一般に用いられている重
心計算法を適用することができる。つまり、各ＰＭＴ出
力信号を（ａ1 ，ａ2 ，…，ａi ，…）、各ＰＭＴの位
置座標を（Ｘi ，Ｙi ）と置くと、発光点の位置座標
（Ｘ，Ｙ）は、 Ｘ＝ΣＸi ・ａi ／Σａi ，Ｙ＝ΣＹi ・ａi ／Σａi の式から計算できる。
【００２３】重心位置演算回路４３3 の構成を図６のブ
ロック図に示す。重心位置演算回路４３3 では、与えら
れた信号群（ａ1 ，ａ2 ，…，ａi ，…）のそれぞれに
重み付け（例えば重みとして各ＰＭＴ３１〜３５の位置
に比例した値（ｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘi ，…））が行われ
る。そして、重み付けられた各信号（ｘ1 ・ａ1 ，ｘ2
・ａ2 ，…，ｘi ・ａi ，…）は加算器４３31で加算さ
れ、加算結果（Σｘi・ａi ）が割り算器４３32に与え
られる。割り算器４３32には加算器４３1 の出力値（Σ
ａi ）も与えられ、加算結果（Σｘi ・ａi ）を出力値
（Σａi ）で除することにより重心位置が求められる。
このようにして求められた重心位置情報は図５のＡ／Ｄ
変換回路４３4 に与えられ、ディジタル信号に変換され
る。エネルギー弁別回路４３2 の出力はゲート回路４３
5 に与えられ、Ａ／Ｄ変換回路４３4 で変換されたディ
ジタル信号の内、所定以上のエネルギーを有するＰＭＴ
３１〜３５出力信号群に基づく重心位置のディジタル信
号が、第一次位置信号（Ｘ´，Ｙ´）として出力され
る。
ロック図に示す。重心位置演算回路４３3 では、与えら
れた信号群（ａ1 ，ａ2 ，…，ａi ，…）のそれぞれに
重み付け（例えば重みとして各ＰＭＴ３１〜３５の位置
に比例した値（ｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘi ，…））が行われ
る。そして、重み付けられた各信号（ｘ1 ・ａ1 ，ｘ2
・ａ2 ，…，ｘi ・ａi ，…）は加算器４３31で加算さ
れ、加算結果（Σｘi・ａi ）が割り算器４３32に与え
られる。割り算器４３32には加算器４３1 の出力値（Σ
ａi ）も与えられ、加算結果（Σｘi ・ａi ）を出力値
（Σａi ）で除することにより重心位置が求められる。
このようにして求められた重心位置情報は図５のＡ／Ｄ
変換回路４３4 に与えられ、ディジタル信号に変換され
る。エネルギー弁別回路４３2 の出力はゲート回路４３
5 に与えられ、Ａ／Ｄ変換回路４３4 で変換されたディ
ジタル信号の内、所定以上のエネルギーを有するＰＭＴ
３１〜３５出力信号群に基づく重心位置のディジタル信
号が、第一次位置信号（Ｘ´，Ｙ´）として出力され
る。
【００２４】粗い位置情報である第一次位置信号（Ｘ
´，Ｙ´）は図１の単位セル・セグメント選択器４４に
与えられ、図７に示すように第一次位置信号（Ｘ´，Ｙ
´）が属する単位セルを含む正三角形６０の中心座標
（Ｘ0 ，Ｙ0 ）を示す信号と、単位セルの種類（α，
β，γ）を示す信号と、４本のセグメント出力を選択す
るセグメント選択信号とが求められる。ここで、単位セ
ルの種類（α，β，γ）は、正三角形６０のどの位置に
属する領域かによって分類される。また、セグメント選
択信号は、図８（ａ）に示すように基本セル（α）と重
複するＰＭＴ３８のセグメントＣ１，Ｃ２の出力と、基
本セル（α）と隣接するＰＭＴ３６のセグメントＡ２、
ＰＭＴ３７のセグメントＢ２の出力とが選択される。同
様に、図８（ｂ）に示す基本セル（β）については、セ
グメントＡ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２の出力が選択され、図
８（ｃ）に示す基本セル（γ）については、セグメント
Ｂ１，Ｂ２，Ａ２，Ｃ２の出力が選択される。このよう
に限られた本数のＰＭＴ出力を選択することにより、第
二次位置計算器４７での位置計算に利用する信号本数を
減少できるため、回路の構成を簡単にすることができ
る。
´，Ｙ´）は図１の単位セル・セグメント選択器４４に
与えられ、図７に示すように第一次位置信号（Ｘ´，Ｙ
´）が属する単位セルを含む正三角形６０の中心座標
（Ｘ0 ，Ｙ0 ）を示す信号と、単位セルの種類（α，
β，γ）を示す信号と、４本のセグメント出力を選択す
るセグメント選択信号とが求められる。ここで、単位セ
ルの種類（α，β，γ）は、正三角形６０のどの位置に
属する領域かによって分類される。また、セグメント選
択信号は、図８（ａ）に示すように基本セル（α）と重
複するＰＭＴ３８のセグメントＣ１，Ｃ２の出力と、基
本セル（α）と隣接するＰＭＴ３６のセグメントＡ２、
ＰＭＴ３７のセグメントＢ２の出力とが選択される。同
様に、図８（ｂ）に示す基本セル（β）については、セ
グメントＡ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２の出力が選択され、図
８（ｃ）に示す基本セル（γ）については、セグメント
Ｂ１，Ｂ２，Ａ２，Ｃ２の出力が選択される。このよう
に限られた本数のＰＭＴ出力を選択することにより、第
二次位置計算器４７での位置計算に利用する信号本数を
減少できるため、回路の構成を簡単にすることができ
る。
【００２５】基本セルの選び方はこの他にも考えられ、
例えば図４に示す基本セル５１のように隣接する３個の
ＰＭＴ３６〜３８の中心を頂点とする正三角形状の領域
であってもよい。この場合には、第二次位置計算器４７
に与えるＰＭＴ出力は、セグメントＡ１，Ａ２，Ｂ１，
Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２の６本の出力となる。これは、基本セ
ル５０を用いた場合に比較すると信号本数が２本増加す
る。そして、その分第二次位置計算器４７の回路構成が
複雑になる。
例えば図４に示す基本セル５１のように隣接する３個の
ＰＭＴ３６〜３８の中心を頂点とする正三角形状の領域
であってもよい。この場合には、第二次位置計算器４７
に与えるＰＭＴ出力は、セグメントＡ１，Ａ２，Ｂ１，
Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２の６本の出力となる。これは、基本セ
ル５０を用いた場合に比較すると信号本数が２本増加す
る。そして、その分第二次位置計算器４７の回路構成が
複雑になる。
【００２６】図１の単位セル・セグメント選択器４４か
ら出力されたセグメント選択信号はデータセレクタ４６
に与えられ、Ａ／Ｄ変換器４５で変換されたセグメント
出力信号の内、シンチレーション発光点近辺の４本のセ
グメント出力信号が選択される。データセレクタ４６で
選択された４本のセグメント出力信号は、データバス４
９を通して第二次位置計算器４７に導かれる。また第二
次位置計算器４７には、単位セル・セグメント選択器４
４から出力された単位セル種類（α，β，γ）信号と単
位セル位置座標（Ｘ0 ，Ｙ0 ）信号も与えられる。
ら出力されたセグメント選択信号はデータセレクタ４６
に与えられ、Ａ／Ｄ変換器４５で変換されたセグメント
出力信号の内、シンチレーション発光点近辺の４本のセ
グメント出力信号が選択される。データセレクタ４６で
選択された４本のセグメント出力信号は、データバス４
９を通して第二次位置計算器４７に導かれる。また第二
次位置計算器４７には、単位セル・セグメント選択器４
４から出力された単位セル種類（α，β，γ）信号と単
位セル位置座標（Ｘ0 ，Ｙ0 ）信号も与えられる。
【００２７】第二次位置計算器４７の構成を図９のブロ
ック図に示す。データセレクタ４６で選択された４本の
セグメント出力信号（ｎa ，ｎb ，ｎc ，ｎd ）は、位
置演算器４７1 に入力され、単位セル種類（α，β，
γ）信号と合わせて、単位セル内における単位セル座標
に対する相対位置信号（ΔＸ，ΔＹ）が出力される。位
置演算器４７1 は全ての入力値に対して最尤位置推定値
を与えるテーブルを備えている。このテーブルを用いて
行う位置計算方法は後述する。位置演算器４７1からの
出力（ΔＸ，ΔＹ）と単位セル位置座標（Ｘ0 ，Ｙ0 ）
は加算器４７2 に与えられ、加算結果である位置座標
（Ｘ，Ｙ）の信号が出力される。
ック図に示す。データセレクタ４６で選択された４本の
セグメント出力信号（ｎa ，ｎb ，ｎc ，ｎd ）は、位
置演算器４７1 に入力され、単位セル種類（α，β，
γ）信号と合わせて、単位セル内における単位セル座標
に対する相対位置信号（ΔＸ，ΔＹ）が出力される。位
置演算器４７1 は全ての入力値に対して最尤位置推定値
を与えるテーブルを備えている。このテーブルを用いて
行う位置計算方法は後述する。位置演算器４７1からの
出力（ΔＸ，ΔＹ）と単位セル位置座標（Ｘ0 ，Ｙ0 ）
は加算器４７2 に与えられ、加算結果である位置座標
（Ｘ，Ｙ）の信号が出力される。
【００２８】第二次位置計算器４７は、ランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）や消去可能メモリ（ＲＯＭ）を用い
た回路で構成することができるが、直接に高速コンピュ
ータに入力してＣＰＵ演算により位置計算を行なっても
よい。
スメモリ（ＲＡＭ）や消去可能メモリ（ＲＯＭ）を用い
た回路で構成することができるが、直接に高速コンピュ
ータに入力してＣＰＵ演算により位置計算を行なっても
よい。
【００２９】計算された位置座標（Ｘ，Ｙ）の信号は、
図１のデータ処理・画像表示装置４８に入力され、この
中にある二次元位置ヒストグラムメモリに蓄積され、デ
ータ処理および画像表示が行われる。
図１のデータ処理・画像表示装置４８に入力され、この
中にある二次元位置ヒストグラムメモリに蓄積され、デ
ータ処理および画像表示が行われる。
【００３０】次に、第二次位置計算器４７で行う位置計
算方法として、最尤法を用いた例を用いて説明する。
今、各ＰＭＴ出力をＮ1 ＝ｎ1 μ，Ｎ2 ＝ｎ2 μ，Ｎ3
＝ｎ3μ…とする。ここで、ｎ1 ，ｎ2 ，ｎ3 …はそれ
ぞれのＰＭＴ出力に対応する光電子数、μは電子増倍率
である。
算方法として、最尤法を用いた例を用いて説明する。
今、各ＰＭＴ出力をＮ1 ＝ｎ1 μ，Ｎ2 ＝ｎ2 μ，Ｎ3
＝ｎ3μ…とする。ここで、ｎ1 ，ｎ2 ，ｎ3 …はそれ
ぞれのＰＭＴ出力に対応する光電子数、μは電子増倍率
である。
【００３１】また、発光点（ｘ，ｙ）に対する各ＰＭＴ
出力変化を示す関数（ＬＲＦ：Light Response Functio
n ）を、それぞれｆ1 （ｘ，ｙ），ｆ2 （ｘ，ｙ），ｆ
3 （ｘ，ｙ）…とする。これらのＬＲＦは、計算あるい
は実測から求めることができる。このとき、発光位置
（ｘ，ｙ）に対して各ＰＭＴ出力がＮ1 ，Ｎ2 ，Ｎ3…
となる確率ｐ（ｎ1 ，ｎ2 ，ｎ3 …）は、ｎ1 ，ｎ2 ，
ｎ3 ，…がそれぞれポアソン統計に従うとき、次式で与
えられる。
出力変化を示す関数（ＬＲＦ：Light Response Functio
n ）を、それぞれｆ1 （ｘ，ｙ），ｆ2 （ｘ，ｙ），ｆ
3 （ｘ，ｙ）…とする。これらのＬＲＦは、計算あるい
は実測から求めることができる。このとき、発光位置
（ｘ，ｙ）に対して各ＰＭＴ出力がＮ1 ，Ｎ2 ，Ｎ3…
となる確率ｐ（ｎ1 ，ｎ2 ，ｎ3 …）は、ｎ1 ，ｎ2 ，
ｎ3 ，…がそれぞれポアソン統計に従うとき、次式で与
えられる。
【００３２】
【数２】
【００３３】この式より確率ｐ（ｎ1 ，ｎ2 ，ｎ3 …）
が最大となる（ｘ，ｙ）を求めれば、これが最尤位置と
なる。実際には、予め全てのｎ1 ，ｎ2 ，ｎ3 …値の組
み合わせに対する単位セル内の最尤位置を計算で求めて
テーブルを作成し、これを参照して発光点に対する各Ｐ
ＭＴ出力から発光点の最尤位置を求めることができる。
が最大となる（ｘ，ｙ）を求めれば、これが最尤位置と
なる。実際には、予め全てのｎ1 ，ｎ2 ，ｎ3 …値の組
み合わせに対する単位セル内の最尤位置を計算で求めて
テーブルを作成し、これを参照して発光点に対する各Ｐ
ＭＴ出力から発光点の最尤位置を求めることができる。
【００３４】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
となく、種々の変形が可能である。例えば、ＮａＩ（Ｔ
ｌ）の代わりにＢＧＯ，ＢａＦ2 ，ＣｓＩ（Ｔｌ），Ｚ
ｎＳなどを用いてもよい。また、ＰＭＴアレイ３０の各
ＰＭＴ３１〜３５の代わりに光電管やホトダイオードを
用いてもよい。
となく、種々の変形が可能である。例えば、ＮａＩ（Ｔ
ｌ）の代わりにＢＧＯ，ＢａＦ2 ，ＣｓＩ（Ｔｌ），Ｚ
ｎＳなどを用いてもよい。また、ＰＭＴアレイ３０の各
ＰＭＴ３１〜３５の代わりに光電管やホトダイオードを
用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のシ
ンチレーションカメラであれば、検出手段で用いる出力
信号の本数を選出手段で制限しているので、検出手段の
部品点数を削減させることができコストが低減する。
ンチレーションカメラであれば、検出手段で用いる出力
信号の本数を選出手段で制限しているので、検出手段の
部品点数を削減させることができコストが低減する。
【００３６】また、同心状に複数のセグメントに区分さ
れたアノードを有する光検出器を複数配列した検出器ア
レイを用いているので、少ないＰＭＴ本数で従来技術よ
り高い解像力が得られる。さらに、このような検出器ア
レイであればセグメントピッチを狭くでき、シンチレー
ション光の発生位置に対する出力変化（ＬＲＦ）の幅を
小さくできる。このため、シンチレータと検出器アレイ
の間に設けられたライトガイドを従来に比べて薄くで
き、これにより周辺における光損失や位置歪が少なくな
る。
れたアノードを有する光検出器を複数配列した検出器ア
レイを用いているので、少ないＰＭＴ本数で従来技術よ
り高い解像力が得られる。さらに、このような検出器ア
レイであればセグメントピッチを狭くでき、シンチレー
ション光の発生位置に対する出力変化（ＬＲＦ）の幅を
小さくできる。このため、シンチレータと検出器アレイ
の間に設けられたライトガイドを従来に比べて薄くで
き、これにより周辺における光損失や位置歪が少なくな
る。
【図１】本実施例に係るシンチレーションカメラの構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】ＰＭＴアレイの構造を示す平面図である。
【図３】従来のＰＭＴアレイと本実施例のＰＭＴアレイ
の解像力特性の違いを示す図である。
の解像力特性の違いを示す図である。
【図４】ＰＭＴアレイと基本セルの関係を示す図であ
る。
る。
【図５】第一次計算器の構成を示すブロック図である。
【図６】重心位置演算回路の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図７】基本セルの種類を示す図である。
【図８】基本セルと選択されるセグメントの関係を示す
図である。
図である。
【図９】第二次位置計算器の構成を示すブロック図であ
る。
る。
１０…シンチレータ、２０…ライトガイド、３０…ＰＭ
Ｔアレイ、３１〜３８…ＰＭＴ、４０…位置検出器、４
１…プリアンプ、４２…加算器、４３…第一次位置計算
器、４３1 ，４３31…加算器、４３2 …エネルギー弁別
回路、４３3 …重心位置演算回路、４３32…割り算器、
４３4 …Ａ／Ｄ変換回路、４３5 …ゲート回路、４４…
単位セル・セグメント選択器、４５…Ａ／Ｄ変換器、４
６…データセレクタ、４７…第二次位置計算器、４８…
データ処理画像表示装置、５０，５１…単位セル、６０
…正三角形。
Ｔアレイ、３１〜３８…ＰＭＴ、４０…位置検出器、４
１…プリアンプ、４２…加算器、４３…第一次位置計算
器、４３1 ，４３31…加算器、４３2 …エネルギー弁別
回路、４３3 …重心位置演算回路、４３32…割り算器、
４３4 …Ａ／Ｄ変換回路、４３5 …ゲート回路、４４…
単位セル・セグメント選択器、４５…Ａ／Ｄ変換器、４
６…データセレクタ、４７…第二次位置計算器、４８…
データ処理画像表示装置、５０，５１…単位セル、６０
…正三角形。
Claims (4)
- 【請求項１】 放射線の入射により、そのエネルギー値
に比例した光量のシンチレーション光が当該放射線の入
射位置で発生するシンチレータと、 同心状に複数のセグメントに区分されたアノードを有す
る光検出器を複数配列し、前記シンチレータで発生した
シンチレーション光を検出する検出器アレイと、 前記検出器アレイの各光検出器からの出力信号に基づい
て、前記シンチレータへの放射線の入射位置に位置する
光検出器とこの光検出器に隣接する複数の光検出器とを
選出する選出手段と、 前記選出手段で選出された各光検出器の複数のセグメン
トからの出力信号に基づいて、前記シンチレータへの放
射線の入射位置を検出する検出手段とを備えることを特
徴としたシンチレーションカメラ。 - 【請求項２】 前記検出器アレイの各検出器は同心状に
区分された外セグメントと内セグメントとの２個のセグ
メントを有しており、 前記選出手段で選出する複数の光検出器は、前記シンチ
レータへの放射線の入射位置に位置する第１の光検出器
と、この光検出器に隣接する複数の光検出器の中から前
記入射位置との直線距離が短い順に選ばれた第２、第３
の光検出器とであり、 前記検出手段で用いる複数の出力信号は、前記第１の光
検出器の内セグメント及び外セグメント各々からの２本
の出力信号と、前記第２、第３の光検出器の外セグメン
ト各々からの２本の出力信号とであることを特徴とする
請求項１記載のシンチレーションカメラ。 - 【請求項３】 前記検出器アレイの各検出器は同心状に
区分された外セグメントと内セグメントとの２個のセグ
メントを有しており、 前記選出手段で選出する複数の光検出器は、前記シンチ
レータへの放射線の入射位置に位置する第１の光検出器
と、この光検出器に隣接する複数の光検出器の中から前
記入射位置との直線距離が短い順に選ばれた第２、第３
の光検出器とであり、 前記検出手段で用いる複数の出力信号は、前記第１から
第３の光検出器の外セグメント及び内セグメント各々か
らの６本の出力信号であることを特徴とする請求項１記
載のシンチレーションカメラ。 - 【請求項４】 放射線の入射により、そのエネルギー値
に比例した光量のシンチレーション光が当該放射線の入
射位置で発生するシンチレータと、 同心状に複数のセグメントに区分されたアノードを有す
る光検出器を複数配列し、前記シンチレータで発生した
シンチレーション光を検出する検出器アレイとを備える
ことを特徴としたシンチレーションカメラ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08672494A JP3323323B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | シンチレーションカメラ |
| US08/427,594 US5862061A (en) | 1994-04-25 | 1995-04-24 | Scintillation camera using a photomultiplier having a plurality of anodes |
| DE69523975T DE69523975D1 (de) | 1994-04-25 | 1995-04-25 | Photodetektor zum Erfassen von Strahlungsbildern |
| EP95302776A EP0679908B1 (en) | 1994-04-25 | 1995-04-25 | Photodetector for detecting radio distribution images |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08672494A JP3323323B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | シンチレーションカメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294649A true JPH07294649A (ja) | 1995-11-10 |
| JP3323323B2 JP3323323B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=13894821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08672494A Expired - Fee Related JP3323323B2 (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | シンチレーションカメラ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5862061A (ja) |
| EP (1) | EP0679908B1 (ja) |
| JP (1) | JP3323323B2 (ja) |
| DE (1) | DE69523975D1 (ja) |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| WO2017046928A1 (ja) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | 株式会社島津製作所 | 情報処理装置、放射線検出器、放射線撮影装置、およびプログラム |
| CN108008442A (zh) * | 2015-06-04 | 2018-05-08 | 东芝医疗系统株式会社 | 试验装置以及试验方法 |
| JP2018105648A (ja) * | 2016-12-22 | 2018-07-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 放射線位置検出方法、放射線位置検出器及びｐｅｔ装置 |
| WO2020013062A1 (ja) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | 日本結晶光学株式会社 | 放射線検出器、放射線検査装置及び放射線検出信号の処理方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4159052B2 (ja) * | 2005-01-21 | 2008-10-01 | 独立行政法人放射線医学総合研究所 | 放射線方向性検出器及び放射線モニタリング方法、装置 |
| WO2019008645A1 (ja) * | 2017-07-03 | 2019-01-10 | 株式会社 島津製作所 | 放射線検出装置およびそれを備えた核医学診断装置 |
| CN112255664B (zh) * | 2020-10-23 | 2022-11-18 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 微通道型快中子图像探测器 |
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| JPS61273836A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-04 | Sony Corp | 陰極線管用電子銃 |
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-
1994
- 1994-04-25 JP JP08672494A patent/JP3323323B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1995
- 1995-04-24 US US08/427,594 patent/US5862061A/en not_active Expired - Fee Related
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