JPS5850313Y2 - radiation sensing device - Google Patents

radiation sensing device

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JPS5850313Y2
JPS5850313Y2 JP12157382U JP12157382U JPS5850313Y2 JP S5850313 Y2 JPS5850313 Y2 JP S5850313Y2 JP 12157382 U JP12157382 U JP 12157382U JP 12157382 U JP12157382 U JP 12157382U JP S5850313 Y2 JPS5850313 Y2 JP S5850313Y2
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JP
Japan
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radiation
linear
response
signal
input signal
Prior art date
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Expired
Application number
JP12157382U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5862286U (en
Inventor
ジヨセフ・バーデエト・リツチイ
Original Assignee
オハイオ ニユ−クリア インコ−ポレ−テツド
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Publication date
Application filed by オハイオ ニユ−クリア インコ−ポレ−テツド filed Critical オハイオ ニユ−クリア インコ−ポレ−テツド
Priority to JP12157382U priority Critical patent/JPS5850313Y2/en
Publication of JPS5862286U publication Critical patent/JPS5862286U/en
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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 腫瘍やその他の病的組織の診断は核医学の出現によって
著るしく容易になされるようになった。
[Detailed description of the invention] Diagnosis of tumors and other pathological tissues has become significantly easier with the advent of nuclear medicine.

例えば、少量のラジオアイソトープは、患者に施された
後、病的組織と健全な組織とに異なった濃度にて集中す
る。
For example, small amounts of radioisotopes concentrate in different concentrations in diseased and healthy tissues after being administered to a patient.

従って、健全な組織と病的組織によって発せられる通常
はガンマ線である放射線の濃度が異なり、その相異が区
別し得、検出することができる。
Thus, the different concentrations of radiation, usually gamma rays, emitted by healthy and diseased tissue can be distinguished and detected.

放射線を検出するのに使われる機器は、通常、シンチレ
ーション中に放射線を可視光線に変えるシンチレーショ
ン結晶に放射線を向けるあるいは伝達するためにコリメ
ータを利用する。
Instruments used to detect radiation typically utilize collimators to direct or transmit the radiation to scintillation crystals, which convert the radiation into visible light during scintillation.

光電子増倍管が光を検出し、シンチレータ中のシンチレ
ーションをつきとめ、従って患者の腫瘍または他の異常
を間接的に見つけ出すのにいろいろな手段が使われる。
A photomultiplier tube detects light and various means are used to locate scintillation in a scintillator and thus indirectly locate a tumor or other abnormality in a patient.

放射線映像装置は、時々スキャナおよびカメラとそれぞ
れ呼ばれる動的機器および静止形機器を含んでいる。
Radiographic imaging equipment includes dynamic and stationary equipment, sometimes referred to as scanners and cameras, respectively.

どちらの機器にもそれ本来の制約がある。Both devices have their own limitations.

スキャナは患者の上にゆっくり動きよりよい解像度と映
像面の均一性とをもっていると考えられている。
The scanner moves slowly over the patient and is believed to have better resolution and field uniformity.

しかし、スキャナは放射線を検出するのに比較的長い時
間がかかるから、ある患者に不快を与える。
However, scanners take a relatively long time to detect radiation, which can be uncomfortable for some patients.

それに対して静止映像装置は、1つの静止画像を撮影す
るから、比較的早い。
On the other hand, a still image device shoots a single still image, so it is relatively fast.

静止映像装置はスキャナよりは早いが、スキャナと同程
度の良好な解像度と映像面の均一性とを与えない。
Although still image devices are faster than scanners, they do not provide as good resolution and uniformity of image plane as scanners.

ここでは、解像度とは、機器が2つの離れた点または放
射線源を区別する能力を意味するのに使われる。
Resolution is used here to mean the ability of an instrument to distinguish between two distant points or sources.

静止映像装置の一例がアンガー(Anger)特許第3
,011,057号に示されており、その記載内容が参
照して取入れられている。
An example of a still image device is Anger Patent No. 3.
, No. 011,057, the contents of which are incorporated by reference.

このアンガーの装置は、光電子増倍管が結晶の重複領域
を見るようにその光電子倍増管をシンチレータから離す
ことによって動作する。
Unger's device operates by moving the photomultiplier away from the scintillator so that it sees overlapping regions of the crystal.

しかし、そのように離す結果いくつかの光子が光電子増
倍管によって検出できず解像度を失う結果となる。
However, such separation results in some photons not being detected by the photomultiplier, resulting in a loss of resolution.

本考案は、本出願人の日本出願である特願昭48−76
116号(特公昭56−51312号公報)に係る放射
線感知装置を更に改良しようとするものである。
This invention is based on the patent application filed in Japan in 1982-76 by the present applicant.
This is an attempt to further improve the radiation sensing device disclosed in No. 116 (Japanese Patent Publication No. 56-51312).

この特願昭48−76116号の放射線感知装置は、シ
ンチレータにすぐ隣接して六角形に並べられる3個より
少なくない、通常は、19又は37個である複数個の光
電子増倍管を使用している。
The radiation sensing device of this patent application No. 48-76116 uses a plurality of photomultiplier tubes, no fewer than three, typically 19 or 37, arranged in a hexagonal arrangement immediately adjacent to a scintillator. ing.

このような配置にすると、それら光電子増倍管は最大数
の光子を受けるが、いくつかの問題を生ずる。
Although this arrangement allows the photomultiplier tubes to receive the maximum number of photons, it does present some problems.

光電子増倍管をシンチレータへ近接させたことにより、
光電子増倍管がシンチレーションの起きる空間的位置を
最も近い光電子増倍管の中心の方へ移動させてしまうよ
うになる。
By placing the photomultiplier tube close to the scintillator,
This causes the photomultiplier tube to shift the spatial location where scintillation occurs toward the center of the nearest photomultiplier tube.

この結果、可視表示においてまだらな六角形状網目又は
開いた六角形可視模様として現われるような空間的歪及
び不均一性が生じてしまう。
This results in spatial distortions and non-uniformities that appear as a mottled hexagonal mesh or open hexagonal visible pattern in the visual display.

このような空間的歪及び不均一性を修正するため、前述
の米国特許第3,011,057号においては光電子増
倍管を結晶から後方へ離すようにしているが、前記特願
昭48−76116号の発明では、このような空間的歪
及び不均一性はダイオードを用いて電子的に修正されて
いる。
In order to correct such spatial distortion and non-uniformity, the photomultiplier tube is moved backward from the crystal in the aforementioned U.S. Pat. No. 3,011,057; In the '76116 invention, such spatial distortions and non-uniformities are electronically corrected using diodes.

この特願昭48−76116号の発明において空間的歪
及び不均一性を電子的に修正するためダイオードが使用
されたのであるが、このようなダイオードを使用したた
めに、フィールド均一性に不規則性がでてきてしまった
In the invention of Japanese Patent Application No. 76116/1984, a diode was used to electronically correct spatial distortion and non-uniformity, but the use of such a diode caused irregularities in field uniformity. has appeared.

このようなフィールド均一性における不規則性は、ダイ
オードが導通及び非導通となる基準点となる導通点が鋭
いことによって生じるものであった。
Such irregularities in field uniformity are caused by sharp conduction points, which serve as reference points at which diodes conduct and non-conduct.

これらの不規則性は、光電子増倍管の真下の領域ではシ
ン、チレーションの発生が増大し、光電子増倍管の間の
領域ではシンチレーションの発生が減少した形として映
像に現われるものであった。
These irregularities appeared in the image as scintillation and scintillation occurrence increasing in the region directly below the photomultiplier tubes, and scintillation occurrence decreasing in the region between the photomultiplier tubes. .

従って、光電子増倍管の輪郭がある場合において表示映
像中に観察されてしまうことがあった。
Therefore, if there is an outline of the photomultiplier tube, it may be observed in the displayed image.

本考案は、このようなダイオードの導通点の鋭いことに
よって生ずる問題を、ダイオードの導通点を脈動させる
脈動バイアス手段を用いることによって解決しているも
のである。
The present invention solves the problem caused by the sharp conduction point of the diode by using a pulsating bias means that pulsates the conduction point of the diode.

本考案は、射放線から可視応答を形成する手段と、放射
線からのその可視応答を電気的インパルスに変換する手
段と、その電気的インパルスによりその放射線の相対位
置の表示を与える信号を作り出すように動作する手段と
を含む放射線感知装置に関するものである。
The invention provides means for forming a visible response from radiation, means for converting the visible response from the radiation into electrical impulses, and means for producing a signal with the electrical impulse giving an indication of the relative position of the radiation. and a radiation sensing device comprising means for operating the radiation sensing device.

歪を修正する手段は、人力信号に正比例しない出力を与
える非直線応答装置を含む。
The means for correcting the distortion includes a non-linear response device that provides an output that is not directly proportional to the human input signal.

この修正手段は、人力と出力とを有する非直線装置と、
その導通点を脈動させるようにその非直線装置に接続さ
れた脈動バイアス手段とを含む。
This correction means includes a non-linear device having human power and an output;
pulsating bias means connected to the non-linear device to pulsate the conduction point.

第1図および第2図に示すように、放射線から可視応答
を形成する手段は、直孔コリメータ10とそのすぐ上に
シンチレータ11とを含む。
As shown in FIGS. 1 and 2, the means for creating a visible response from the radiation includes a straight hole collimator 10 and a scintillator 11 directly above it.

ピンホール・コリメータの如き異なる型式のコリメータ
を使用してもよい。
Different types of collimators may be used, such as pinhole collimators.

第2図においてもつと詳細に判るように、シンチレータ
11は、パイレックスの如き薄いガラス板14にエポキ
シ13によって接着された厚さ約1.27 (m(1/
2インチ)の比較的薄い円形のシンチレーション結晶1
2を含む。
As can be seen in detail in FIG. 2, the scintillator 11 has a thickness of approximately 1.27 m (1/2 m) and is bonded to a thin glass plate 14 such as Pyrex with epoxy 13.
2 inch) relatively thin circular scintillation crystal 1
Contains 2.

このガラス板としては0.635cIIL(1/4イン
チ)ないし1.27 CIIL(1/2インチ)の厚さ
が満足すべきであることが判った。
It has been found that a thickness of 0.635 cIIL (1/4 inch) to 1.27 CIIL (1/2 inch) should be satisfactory for this glass plate.

シンチレーション結晶は、ガンマ線の如き不可視放射線
を可視光線(光子)に変える。
Scintillation crystals convert invisible radiation, such as gamma rays, into visible light (photons).

ガラス板14は、環状の台18を形成する環状直角溝1
7を有する金属環16によって装架されその上にそのガ
ラス板が載りそれによってシンチレーション結晶12を
支持する。
The glass plate 14 has an annular right-angled groove 1 forming an annular platform 18.
The scintillation crystal 12 is supported by a metal ring 16 on which the glass plate rests.

エポキシの如き接漕剤20は、ガラス14を金属環16
と接触保持しハーメチック・シールを形成する。
A coupling agent 20 such as epoxy connects the glass 14 to the metal ring 16.
and maintain contact with each other to form a hermetic seal.

結晶12の底面は、薄いアルミ板15によって保護され
ている。
The bottom surface of the crystal 12 is protected by a thin aluminum plate 15.

このアルミ板15は、金属i16に形成された窪みにエ
ポキシ接合される上方に延びる外周フランジを有する。
This aluminum plate 15 has an upwardly extending outer periphery flange which is epoxy bonded to a recess formed in the metal i16.

このアルミ板15は結晶の面かられずかばかり離れてい
る。
This aluminum plate 15 is far away from the plane of the crystal.

視界の外からのガンマ線は鉛遮蔽によって除去される。Gamma rays from outside the field of vision are filtered out by lead shielding.

ヘッド組立体の内部全体のまわりにある別の鉛遮蔽は漂
遊放射線の導入を防ぐ。
Another lead shield around the entire interior of the head assembly prevents the introduction of stray radiation.

ケース26は鉛遮蔽全体を取囲みかつそれを支持する。A case 26 surrounds and supports the entire lead shield.

シンチレータは種々の製造業者から商業的に人手するこ
とができる形式である。
Scintillators are of a commercially available type from a variety of manufacturers.

充分な構造上の支持をするために、製造者によってガラ
ス板と金属環との支持体が必要とされる。
Glass plate and metal ring supports are required by the manufacturer to provide sufficient structural support.

しかし、まだ知られていない将来の設計によってはこの
ガラス支持体を除去することができるかもしれない。
However, as yet unknown future designs may allow this glass support to be removed.

結晶14とコリメータ10との間のいかなる支持体もガ
ンマ線を妨げることになろう。
Any support between crystal 14 and collimator 10 will block the gamma rays.

その上、結晶はこわれ易いからその外周だけでは支持す
ることはできない。
Moreover, the crystal is fragile and cannot be supported by its outer periphery alone.

放射線を電気インパルスに変換する手段は六角形配列の
光電子増倍管28を含む。
The means for converting radiation into electrical impulses include a hexagonal array of photomultiplier tubes 28.

第1図に断面で示されたこの六角形配列では、シンチレ
ータ11を見る37個の2インチ光電子増倍管がある。
In this hexagonal array, shown in cross section in FIG. 1, there are 37 2-inch photomultiplier tubes viewing the scintillator 11.

六角形状にすれば円形結晶上に最大数の光電子増倍管が
置かれるから、光電子増倍管28は六角形状に配置され
る。
The photomultiplier tubes 28 are arranged in a hexagonal configuration because the hexagonal configuration allows the maximum number of photomultiplier tubes to be placed on a circular crystal.

光電子増倍管の配列体は薄板金属によって形成された円
筒の遮光体29により囲まれている。
The array of photomultiplier tubes is surrounded by a cylindrical light shield 29 made of sheet metal.

押圧板27がこの遮光体29の上部に取外し可能に接続
されている。
A press plate 27 is removably connected to the top of this light shield 29.

第1図で気が付くように、光電子増倍管28はシンチレ
ータ11にすぐ隣接して置かれその間には標準光学結合
グリース21だけがある。
As noted in FIG. 1, photomultiplier tube 28 is placed immediately adjacent to scintillator 11 with only standard optical coupling grease 21 in between.

このように、光電子増倍管はシンチレータ11によって
発せられる最大数の光子を感知する。
In this way, the photomultiplier tube senses the maximum number of photons emitted by the scintillator 11.

厚さ約0.635(1m(1/4インチ)のガラス板1
4だけがシンチレーション結晶12を光電子増倍管28
の面から分離している。
1 glass plate with a thickness of approximately 0.635 (1 m (1/4 inch)
Only 4 has a scintillation crystal 12 and a photomultiplier tube 28.
separated from the surface.

この0.635cIrLのガラス板は結晶を支持するの
にだけ必要であり、結晶製造者によって必要とされる。
This 0.635 cIrL glass plate is only needed to support the crystal and is required by the crystal manufacturer.

ガラス板は、間隔をあけるために光電子増倍管とシンチ
レーション結晶12との間に故意に置かれるのではない
A glass plate is not intentionally placed between the photomultiplier tube and the scintillation crystal 12 to provide spacing.

しかし、本考案は、シンチレーション結晶と光電子増倍
管の他の形状における映像面の均一性を修正するのに使
用することもできることを理解すべきである。
However, it should be understood that the present invention can also be used to modify image plane uniformity in other geometries of scintillation crystals and photomultiplier tubes.

シンチレータの大きさに応じてもつと数の少ないまたは
数の多い光電子増倍管を使用することができる。
Depending on the size of the scintillator, fewer or more photomultiplier tubes can be used.

光電子倍増管は、商業的には、RCA社またはスペース
・リサーチ社(Space Re5earchCorp
orat 1on)から人手できる。
Photomultiplier tubes are commercially available from RCA or Space Research Corp.
orat 1on) can be done manually.

また、1つの光電陰極と複数の電子増倍器とを有する1
つの光電子増倍管を使用することも可能である。
In addition, one having one photocathode and a plurality of electron multipliers
It is also possible to use two photomultiplier tubes.

光増倍管は互いに平行に置かれ、シンチレータ11の片
側を見る。
The photomultiplier tubes are placed parallel to each other and look at one side of the scintillator 11.

それらの面はシンチレータにすぐに隣接して置かれてい
るので、シンチレータ11の重なり領域を見ることは殆
んど又は全くない。
Since those surfaces are placed immediately adjacent to the scintillator, little or no overlap area of the scintillator 11 is seen.

光電子増倍管は、そのうちの3つが共通のシンチレーシ
ョンを見るように置かれることが必要であるに過ぎない
The photomultiplier tubes only need to be placed so that three of them see a common scintillation.

すなわち、その位置を決めるために必要な基礎を与える
ために各シンチレーションを少なくとも3つの光電子増
倍管が見なければならない。
That is, each scintillation must be viewed by at least three photomultipliers to provide the necessary basis for determining its position.

前にも説明したように、シンチレータにすぐ隣接して光
電子増倍管を設けるというこの構成は光子を最大に受け
させ、従って可能な限りの最良の解像度を得るようにす
る。
As previously explained, this arrangement of placing the photomultiplier tube immediately adjacent to the scintillator allows maximum photon reception and thus the best possible resolution.

電気的応答により動作する手段は、放射線の相対的位置
の表示を与える信号を作り出し、一般に、関連する回路
のすべてのものを指す。
Means operating by electrical response produce a signal giving an indication of the relative position of the radiation and generally refer to all of the circuitry involved.

この回路は、前置増幅器と、分圧器と、増幅器と、後に
述べる回路のすべてを含む。
This circuit includes a preamplifier, voltage divider, amplifier, and all of the circuits described below.

その変形は当業者には明らかであると理解すべきであろ
う。
It should be understood that variations thereof will be apparent to those skilled in the art.

主要な構成要素を示す第3A図および第3B図のブロッ
ク線図は、光電子増倍管28が高電圧源36により供給
されている抵抗分圧回路網34に接続されていることを
表わしている。
The block diagram of FIGS. 3A and 3B showing the major components shows that the photomultiplier tube 28 is connected to a resistive voltage divider network 34 supplied by a high voltage source 36. .

この高電圧源は、カメラまたは別称静止映像装置と呼ば
れるものと共に使われるアイソトープに応じて変化でき
る。
This high voltage source can vary depending on the isotope used with the camera or otherwise called still imaging device.

前置増幅器30は光電子増倍管から信号を受は低電圧源
38に取付けられている。
Preamplifier 30 receives the signal from the photomultiplier tube and is attached to a low voltage source 38.

前置増幅器30は信号を遅延線増幅器39の〜1〜から
〜37〜へと供給する。
Preamplifier 30 provides signals to delay line amplifiers 39 ~1~ to ~37~.

遅延線増幅器への到来パルスは約3ボルトで、約750
ナノ秒という比較的早い立上り時間と約35マイクロ秒
のオーダーの出力消滅時間とをもっている。
The incoming pulse to the delay line amplifier is about 3 volts and about 750
It has a relatively fast rise time of nanoseconds and a power decay time on the order of about 35 microseconds.

遅延線増幅器39は、約2マイクロ秒の持続時間を有す
る平らな頂部をもつようにパルスを整形する。
Delay line amplifier 39 shapes the pulse to have a flat top with a duration of approximately 2 microseconds.

方形波の頂部の高さはもとのパルスのピークに正比例す
る。
The height of the top of the square wave is directly proportional to the peak of the original pulse.

遅延線増幅器は、パルスにより動作する時間を回路に与
え高いパルス繰返し率の場合はパルスが積重なる影響を
減少するために使われる。
Delay line amplifiers are used to give the circuit time to operate with pulses and reduce the effects of pulse stacking at high pulse repetition rates.

遅延増幅器は不作動時間を減少するから簡易パルス伸張
器に好ましいことが判った。
Delay amplifiers have been found to be preferred in simple pulse stretchers because they reduce dead time.

不作動時間とは、回路が応答し得る信号間の時間として
定義される。
Dead time is defined as the time between signals to which the circuit can respond.

遅延増幅器の使用により不作動時間は2マイクロ秒程度
に小さくできた。
By using a delay amplifier, the dead time can be reduced to about 2 microseconds.

第4図に詳細に示された初期減衰器40が遅延増幅器の
出力に作動的に接続されている。
An initial attenuator 40, shown in detail in FIG. 4, is operatively connected to the output of the delay amplifier.

ダイオード40aはライン信号と直列に置かれ、抵抗4
0bにより接地され、抵抗40Cと並列に置かれている
Diode 40a is placed in series with the line signal and resistor 4
It is grounded by 0b and placed in parallel with resistor 40C.

ダイオード40aは抵抗40Cと組合さって小さい信号
を減衰し、実際には、雑音または非常に小さい信号に対
し弁別を行なう。
Diode 40a in combination with resistor 40C attenuates small signals and, in effect, provides discrimination against noise or very small signals.

ダイオードのスレッシュホールド電圧は信号が予じめ定
められた値になるまではいかなる信号もそのダイオード
を通過しないようにする。
The threshold voltage of a diode prevents any signal from passing through the diode until the signal reaches a predetermined value.

小さい信号を弁別することによって、シンチレータ内の
シンチレーションの位置をもつと正確に決定するのに使
うことができる比較的強い信号だけを利用する様にする
Discriminating against small signals ensures that only relatively strong signals are utilized that can be used to accurately determine the location of scintillation within the scintillator.

ダイオード40aの鋭いカットオフの結果の映像面のま
だら効果または六角網目(chicken−wire)
効果を避けるために、それを並列にバイパス抵抗40C
が使われる。
A mottling effect or chicken-wire on the image plane as a result of the sharp cut-off of diode 40a
To avoid the effect, bypass resistor 40C in parallel with it
is used.

ダイオード40aは、信号の低い部分を非常に鋭く減少
するのでその効果は目に見え、映像面の均一性を減じる
Diode 40a reduces the low part of the signal so sharply that its effect is visible and reduces the uniformity of the image plane.

ダイオード40aの導通の甚だしい影響を減らすために
、それと並列に抵抗40Gを置いて小さい信号を通過さ
せる。
To reduce the severe effects of conduction of diode 40a, a resistor 40G is placed in parallel with it to pass a small signal.

この抵抗40cは、抵抗40bにほぼ等しい抵抗値をも
ち1000オームである。
This resistor 40c has a resistance value approximately equal to that of the resistor 40b, and is 1000 ohms.

他の抵抗でも差支えないことは予想される。It is expected that other resistances will also be acceptable.

光電子増倍管をシンチレータに隣接してまたはその近く
に置くことまたは他の原因から生ずる歪を修正する手段
が最初の弁別器40に作動的に接続される。
Means are operatively connected to the first discriminator 40 to correct for distortions resulting from placing the photomultiplier tube adjacent or near the scintillator or from other sources.

歪を修正するこの手段42は第5図に特に示されており
、約100オームの人力抵抗43と、約0.6ボルトの
シュレッシュホールド電圧をもつダイオード41と、約
0.3ボルトのバイアス直流電圧と60ヘルツでピーク
−ピーク値が約0.8ボルトの交流バイアス電圧とにつ
ながる約60オームの抵抗41aとを含んでいる。
This means 42 for correcting distortion is particularly shown in FIG. 5 and includes a human resistor 43 of about 100 ohms, a diode 41 with a threshold voltage of about 0.6 volts, and a bias voltage of about 0.3 volts. It includes a resistor 41a of about 60 ohms that connects the DC voltage and an AC bias voltage with a peak-to-peak value of about 0.8 volts at 60 hertz.

与えられた値は代表的な値であるが、変えてもよい。The values given are typical values, but may vary.

映像面の均一性を増すために、直流バイアス電圧と交流
バイアス電圧とを組合せた脈動電圧が使われる。
To increase the uniformity of the image plane, a pulsating voltage that is a combination of a DC bias voltage and an AC bias voltage is used.

純直流バイアス電圧は、ダイオード導通点を急峻にし過
ぎることが判った。
It has been found that a pure DC bias voltage makes the diode conduction point too steep.

ダイオードが導通し始めると、光電子増倍管下の人工的
凝似活動領域即ちにせの活動性領域がパターンに現われ
る。
When the diode begins to conduct, an artificial or false active area under the photomultiplier tube appears in the pattern.

交流バイアス電圧と直流バイアスとを使うとダイオード
が導通し始めるシュレツシュホールド値に幅が与えられ
る。
Using an AC bias voltage and a DC bias provides a range of threshold values at which the diode begins to conduct.

このようにダイオードの導通の作用が広げられるので、
均一性が大幅に改良され、光電子増倍管下の領域が活動
性の増加した領域としては現われない。
In this way, the conduction effect of the diode is expanded, so
The uniformity is greatly improved and the area under the photomultiplier does not appear as an area of increased activity.

このバイアス改善は均一性を改善する故に極めて重要で
ある。
This bias improvement is extremely important because it improves uniformity.

病的な組織の徴候はまさしく放射性パターンの不均一性
となる。
A sign of pathological tissue is precisely the inhomogeneity of the radioactive pattern.

もし明確でないと組織の特徴に基づいて放射能を増加し
た正確な領域をもたらすことが極めて重要である。
If not clear, it is critical to yield the exact area of increased radioactivity based on tissue characteristics.

ダイオード41と抵抗41aとは、バイアス・ユニット
のダイオードからの出力と並列に置かれている。
A diode 41 and a resistor 41a are placed in parallel with the output from the diode of the bias unit.

人力におけるいかなる電圧も抵抗43に電流を流す。Any voltage in the human power will cause current to flow through resistor 43.

もしその電圧がバイアスとシュレッシュホールド電圧と
の組合せたもの以上でなければ、ダイオードには電流が
流れない。
If that voltage is not greater than the bias and threshold voltage combined, no current will flow through the diode.

この点では、出力は人力に正比例する。In this respect, output is directly proportional to human power.

入力端子が増すにつれて、ダイオードが順方向にバイア
スされる値に達する。
As the input terminal increases, a value is reached where the diode becomes forward biased.

この点では、ダイオード41と抵抗41aとを電流が流
れ、出力電圧は入力端子に正比例しない。
At this point, current flows through diode 41 and resistor 41a, and the output voltage is not directly proportional to the input terminal.

それ故に、ダイオード41と抵抗41aは回路における
減衰要因になる。
Therefore, diode 41 and resistor 41a become attenuation factors in the circuit.

バイアス電圧は調整可能で、回路において伝達される光
電子増倍管の出力を変えるのに使ってもよい。
The bias voltage is adjustable and may be used to vary the output of the photomultiplier tube delivered in the circuit.

交流バイアス電圧を使うことによって、光電子増倍管が
シンチレーション結晶に隣接していようと離れていよう
と、空間的歪と映像面の不均一性とが実際に除去できる
By using an alternating current bias voltage, spatial distortion and image plane non-uniformity can actually be eliminated whether the photomultiplier tube is adjacent to or remote from the scintillation crystal.

歪と映像面の不均一とを修正するためにダイオードバイ
アス以外の非直線応答装置を使うことができる。
Non-linear response devices other than diode bias can be used to correct for distortion and image plane non-uniformity.

もう1つの非直線応答装置が第5a図に示されており、
この装置はトランジスタ40′である。
Another non-linear response device is shown in Figure 5a,
This device is transistor 40'.

これは、小さい信号または雑音に対し弁別の作用を果し
予じめ定めたレベル以上の信号を減衰する作用をする。
This acts to discriminate against small signals or noise and to attenuate signals above a predetermined level.

これは、第4図および第5図に示された画構成要素の代
りである。
This is an alternative to the image components shown in FIGS. 4 and 5.

これは、直列に抵抗41a′をもったベース41′をも
っている。
It has a base 41' with a resistor 41a' in series.

コレクタ42′はこれと直列に抵抗42a′をもち、エ
ミッタ43′はそれを直列に抵抗43a′をもっている
The collector 42' has a resistor 42a' in series with it, and the emitter 43' has a resistor 43a' in series with it.

これらの値は変えてもよいが、ベース抵抗41a′は約
100オームで、コレクタ抵抗42a′は、約600オ
ームで、エミッタ抵抗43a′は約65オームである。
Base resistor 41a' is approximately 100 ohms, collector resistor 42a' is approximately 600 ohms, and emitter resistor 43a' is approximately 65 ohms, although these values may vary.

交流バイアス電圧は、ピーク−ピーク値が約300ミリ
ボルトでコレクタに加えられる。
An alternating current bias voltage is applied to the collector with a peak-to-peak value of approximately 300 millivolts.

約200ミリボルトの直流電圧バイアスもコレクタに加
えられる。
A DC voltage bias of approximately 200 millivolts is also applied to the collector.

人力でシュレツシュホールドバイアス値以下の信号に対
しては、エミッタ出力に信号は現われない。
No signal appears at the emitter output for a signal that is less than the manually applied threshold bias value.

従ってトランジスタは小さい信号または雑音に対する弁
別器として働く。
The transistor thus acts as a discriminator for small signals or noise.

人力においてバイアス電圧を越えた後、エミッタ出力は
人力からバイアス値を引いた値に等しい信号をもつ。
After the bias voltage is exceeded in human power, the emitter output has a signal equal to human power minus the bias value.

トランジスタは人力範囲でエミッタ・フォロワーとして
働く。
The transistor acts as an emitter-follower in the human power range.

入力電圧がさらに増しバイアス電圧に近づくと、トラン
ジスタのコレクタ42′はもはや電流を供給することが
できず、人力信号は抵抗41a′および438′の分圧
作用によって減衰される。
As the input voltage increases further and approaches the bias voltage, the collector 42' of the transistor can no longer supply current and the human input signal is attenuated by the voltage dividing action of resistors 41a' and 438'.

この最後の現象は第5図のダイオード・バイアス回路の
作用に同じである。
This last phenomenon is similar to the operation of the diode bias circuit of FIG.

交流および直流バイアス電圧による脈動バイアス電圧は
、ダイオードに対して上述したのと本質的に同様に作用
する。
Pulsating bias voltages with AC and DC bias voltages act essentially the same way as described above for diodes.

すなわち、それらはトランジスタの導通点を変え、それ
によって直流バイアスだけの場合に経験する不均一性を
避ける。
That is, they change the conduction point of the transistor, thereby avoiding the non-uniformity experienced with DC bias only.

ダイオードとトランジスタとを利用した他の構成配置も
所望の効果を達成することができる。
Other configurations utilizing diodes and transistors may also achieve the desired effect.

ここに述べた本考案は最も良い解像度を得るために最大
数の光子を利用し歪と映像面の不均一性とを除去するの
は、回路へのこの追加によるのである。
It is through this addition to the circuitry that the invention described herein utilizes the maximum number of photons to obtain the best resolution and eliminate distortion and image plane non-uniformity.

ダイオード・バイアス装置42には加算回路44が作動
的に接続されている。
A summing circuit 44 is operatively connected to diode biasing device 42 .

加算回路44は、約5ないし40キロオームの値をもつ
入力抵抗46と約5キロオームの値をもつ抵抗48とを
もつ小グループ加算増幅器45を含む。
Summing circuit 44 includes a small group summing amplifier 45 having an input resistor 46 having a value of about 5 to 40 kilohms and a resistor 48 having a value of about 5 kilohms.

例えば、Y1信号に対する小グループ加算増幅器45は
X軸の片側の光電子増倍管からの人力を含む。
For example, the small group summing amplifier 45 for the Y1 signal includes input from a photomultiplier tube on one side of the X axis.

便宜上これは¥11加算増器として示そう。For convenience, this will be shown as a ¥11 addition add-on.

¥2信号、X1信号およびX2信号に対する加算増幅器
が代表的に示されている。
A summing amplifier for the ¥2 signal, the X1 signal and the X2 signal is representatively shown.

これらの小グループ加算増幅器はX軸およびY軸のいず
れかの側の光電子増倍管からの信号を受ける。
These small group summing amplifiers receive signals from photomultiplier tubes on either side of the X and Y axes.

特に、YlおよびY22加算増器は、X軸いづれもの側
の光電子増倍管からの信号を受ける。
In particular, the Y1 and Y22 summing amplifiers receive signals from photomultiplier tubes on either side of the X axis.

XlおよびX2加算増幅器は、Y軸のいづれもの側の光
電子増倍管からの信号を受ける。
The X1 and X2 summing amplifiers receive signals from the photomultiplier tubes on either side of the Y-axis.

小グループ加算増幅器という語は、一般に、加算増幅器
45,47,49および51を総称して使われる。
The term small group summing amplifier is generally used to refer to summing amplifiers 45, 47, 49 and 51 collectively.

全体を50として示す要素のほかに、これらの要素はイ
ンバータ52,53と加算増幅器60.62とを含む。
In addition to the element shown generally as 50, these elements include inverters 52, 53 and summing amplifiers 60, 62.

インバータ52は、単にY2およびX2の信号をそれぞ
れYlおよびXlに加える前に負の値に変える。
Inverter 52 simply converts the Y2 and X2 signals to negative values before applying them to Yl and Xl, respectively.

普通の型式の抵抗56および58が加算増幅器に使われ
、約5キロオームの値をもつ。
Resistors 56 and 58 of conventional type are used in the summing amplifier and have a value of approximately 5 kilohms.

加算増幅器60および62夫々は、さらに、シンチレー
タ11で起るシンチレーションのYおよびX位置の座標
信号において信号を結合する。
Summing amplifiers 60 and 62, respectively, further combine signals in the coordinate signals of the Y and X positions of scintillation occurring in scintillator 11.

六角形配列の中央の光電子増倍管は副群加算増幅器に作
動的に接続されない。
The central photomultiplier tube of the hexagonal array is not operatively connected to the subgroup summing amplifier.

さらに、X軸上にある如何なる光電子増倍管もY座標位
置を決定するのには使われない。
Additionally, any photomultipliers on the X axis are not used to determine the Y coordinate position.

電気的応答により動作する手段は、さらに、第1および
第2の総計増幅器を含む。
The electrically responsive means further includes first and second summing amplifiers.

第1の総計増幅器64は、それが光電子増倍管のすべて
に作動的に接続されていることを除いて、上述した他の
総計増幅器と同じである。
The first summing amplifier 64 is similar to the other summing amplifiers described above, except that it is operatively connected to all of the photomultiplier tubes.

第1の総計増幅器は、すべての信号がダイオード・バイ
アス装置によって修正された後ではあるがそれら信号が
小グループ加算増幅器に通る前に、それらのすべての信
号を加算する。
The first summing amplifier sums all the signals after they have been modified by the diode biasing device but before they are passed to the small group summing amplifier.

合成信号は2信号と称される。第2の総計増幅器66は
すべての光電子増倍管からの出力のすべてを同様に合計
しz2信号を与える。
The composite signal is called a two-signal. A second summing amplifier 66 similarly sums all of the outputs from all photomultiplier tubes and provides the z2 signal.

この第2の総計増幅器66は、最初の弁別器40の前で
遅延線増幅器の後の点からの信号を受ける。
This second summing amplifier 66 receives the signal from the point before the first discriminator 40 and after the delay line amplifier.

別々のダイオード装置68および70(前に40および
42として説明したものと同様)は、第2の総計回路に
関連して使われる。
Separate diode devices 68 and 70 (similar to those previously described as 40 and 42) are used in conjunction with the second summing circuit.

第3b図に示すように、Y、X、Z、およびZ2信号が
回路に伝送される。
As shown in Figure 3b, the Y, X, Z, and Z2 signals are transmitted to the circuit.

特に、Y信号とX信号は割算回路に伝送される。In particular, the Y and X signals are transmitted to a divider circuit.

割算回路は2つの人力を取りそれらを分割するよく知ら
れた素子である。
A divider circuit is a well-known device that takes two forces and divides them.

この割算回路の目的は、座標信号を標準化することであ
り、それらはここではY信号およびX信号を標準化しそ
れらをシンチレーションの強さと無関係にする手段と呼
ぶ。
The purpose of this divider circuit is to standardize the coordinate signals; they are referred to here as a means of standardizing the Y and X signals and making them independent of the scintillation strength.

第3図で示されるように、Y信号とX信号はz1出力信
号である第1の総計増幅器の出力で割算される。
As shown in FIG. 3, the Y and X signals are divided by the output of the first summing amplifier, which is the z1 output signal.

このように、Y信号とX信号はシンチレーションの全エ
ネルギーに比例した分母によって割算され、標準化され
またはそのエネルギーとは無関係とされる。
In this way, the Y and X signals are divided by a denominator proportional to the total energy of scintillation and are normalized or made independent of that energy.

割算回路から、標準化された座標信号は次いでX軸に対
してはプレート78そしてY軸に対してはプレート18
をもつオシロスコープ76のX軸とY軸とに伝送される
From the divider circuit, the standardized coordinate signals are then passed to plate 78 for the X-axis and plate 18 for the Y-axis.
The signal is transmitted to the X-axis and Y-axis of an oscilloscope 76 with

光電子増倍管によって見られる信号の全エネルギーレベ
ルに比例したZ2信号はパルス波高分析器82を通され
る。
The Z2 signal, which is proportional to the total energy level of the signal seen by the photomultiplier tube, is passed through a pulse height analyzer 82.

このパルス波高分析器82はパルスの受は入れられるエ
ネルギー・レベルを決定しオシロスコープ76に作動的
に接続される。
The pulse height analyzer 82 determines the energy level at which the pulses are received and is operatively connected to the oscilloscope 76.

もし信号がパルス波高分析器によって受入れられるなら
ば、その信号はよく知られた2軸ドライバー84に進み
その受入れ信号に特定の時間接続を与える。
If the signal is accepted by the pulse height analyzer, the signal passes to a well-known two-axis driver 84 which provides a specific time connection to the accepted signal.

もし望むならば、回路に論理制御器86を使って回路が
動作するような特定な時間を与えるかあるいはシンチレ
ーションが消滅する前にその数を数えさせてもよい。
If desired, the circuit may be provided with a logic controller 86 to provide a specific amount of time for the circuit to operate or to count the number of scintillations before they disappear.

この22信号は次いでオシロスコープ76に導かれる。This 22 signal is then directed to an oscilloscope 76.

オシロスコープは信号を受けてそれをスコープ上の点に
変えてシンチレータにその相対位置を与える。
The oscilloscope receives the signal and turns it into a point on the scope, giving the scintillator its relative position.

操作に当っては、ラジオアイソトープが患者に与えられ
放射能パターンを形成する。
In operation, a radioisotope is delivered to the patient to form a radioactivity pattern.

放射線、通常はガンマ線、又はコリメータ10を通って
シンチレータ11に通過する。
Radiation, usually gamma rays, is passed through collimator 10 to scintillator 11 .

それによって、ガンマ放射線は可視放射線に変えられ、
隣接した光電子増倍管によって検知される。
Thereby, gamma radiation is converted into visible radiation,
Detected by an adjacent photomultiplier tube.

光電子増倍管は、シンチレータのすぐ近くにあるために
位置の関数としである程度型められた電気信号を与える
The photomultiplier tube, due to its close proximity to the scintillator, provides an electrical signal that is somewhat shaped as a function of position.

電気的応答により動作する手段は適当な増幅器と特に人
力に非直線応答を与えるダイオード・バイアスとを含む
Means for operating with an electrical response include suitable amplifiers and diode biasing, particularly to provide a non-linear response to human power.

このダイオード・バイアスは調整でき、特別の歪と映像
面の均一性とを除去するのに使われる。
This diode bias is adjustable and is used to eliminate extra distortion and image field uniformity.

小グループ加算回路は、ダイオード・バイアス手段に作
動的に接続されシンチレーション結晶中のシンチレーシ
ョンの位置の座標信号を与える。
A small group summing circuit is operatively connected to the diode biasing means to provide a coordinate signal of the location of the scintillation in the scintillation crystal.

座標信号は総計増幅器の合成出力とを割算することによ
って標準化される。
The coordinate signals are normalized by dividing by the combined output of the summing amplifier.

光電子増倍管の出力を合計しそれらを標準化するための
他のよく知られた手段を使ってもよいことが認められ理
解されよう。
It will be appreciated and understood that other well known means for summing the outputs of photomultiplier tubes and standardizing them may be used.

オシロスコープをトリガーするのに望ましい信号だけを
利用するように、第2の総計増幅器がパルス波高分析器
として使われる。
A second summing amplifier is used as a pulse height analyzer so that only the desired signal is utilized to trigger the oscilloscope.

本考案では、放射線感知装置を使うことによって、シン
チレーション結晶上に置かれた像がオシロスコープ上に
像として再生できる。
In the present invention, by using a radiation sensing device, an image placed on a scintillation crystal can be reproduced as an image on an oscilloscope.

オシロスコープ以外の種々の電子装置を表示するのに使
用してもよいことがさらに理解されよう。
It will be further appreciated that various electronic devices other than oscilloscopes may be used to display.

回路および表示手段の他の変形が当業者には明らかであ
り、これらも本考案の一部と考えるべきである。
Other variations in circuitry and display means will be apparent to those skilled in the art and should be considered as part of the present invention.

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

第1図は、本考案の静止形結像装置の頭部の断面図、第
2図は、第1図の丸で囲んだ領域の拡大図、第3A図お
よび第3B図は回路のブロック線図(2つの図は線a
−aおよび線b−bでつながる)、第4図は小さい信号
を減衰させる弁別手段、第5図は電気信号を修正するた
めのダイオード・バイアス装置、第5A図は電気信号を
減衰させるトランジスタである。 10・・・・・・コリメータ、11・・・・・・シンチ
レータ、12・・・・・・シンチレーション結晶、28
・・・・・・光電子増倍管、30・・・・・・前置増幅
器、34・・・・・・分圧回路網、36・・・・・・高
電圧源、39・・・・・・遅延線増幅器、40・・・・
・・最初の減衰器、42・・・・・・ダイオードバイア
ス装置、44・・・・・・加算回路、72 、74・・
・・・・割算器、76・・・・・・オシロスコープ。
FIG. 1 is a sectional view of the head of the static imaging device of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of the circled area in FIG. 1, and FIGS. 3A and 3B are block diagrams of the circuit. Figures (two figures are line a)
-a and line b-b), Fig. 4 shows a discriminator for attenuating small signals, Fig. 5 shows a diode bias device for modifying electrical signals, and Fig. 5A shows a transistor for attenuating electrical signals. be. 10...Collimator, 11...Scintillator, 12...Scintillation crystal, 28
...Photomultiplier tube, 30...Preamplifier, 34...Voltage dividing network, 36...High voltage source, 39... ...Delay line amplifier, 40...
...First attenuator, 42... Diode bias device, 44... Addition circuit, 72, 74...
...divider, 76...oscilloscope.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 放射線から可視応答を形成する可視応答形成手段と、 この放射線からの可視応答を電気インパルスに変換する
ための変換手段にして前記可視応答形成手段がこの変換
手段に実質的に隣接していて放射線の位置に対する電気
インパルスの関係に歪を生ずるような変換手段と、 前記電気インパルスで作動し放射線の相対的位置の表示
を与える信号を作り出すための作動手段にして前記歪を
修正する歪修正手段を含む作動手段とを備えており、前
記歪修正手段は、入力信号に正比例しない出力を与える
非直線応答位置を備え、該非直線応答装置は、非直線装
置を含み、該非直線装置は、導通しない状態では、前記
非直線応答装置が人力信号に第1の利得でもって比例し
た出力を与えるようにするが、ある大きさの人力信号に
応答して導通した状態では、前記非直線応答装置が人力
信号に第2の利得でもって比例した出力を与えるように
するものであり、前記非直線装置には、この非直線装置
の導通点を脈動させるための脈動バイアス手段が接続さ
れていることを特徴とする放射線感知装置。
[Claims for Utility Model Registration] Visible response forming means for forming a visible response from radiation; and converting means for converting the visible response from the radiation into electrical impulses, and the visible response forming means is substantially connected to the converting means. transducing means for producing a distortion in the relationship of the electrical impulses to the position of the radiation; and actuating means for producing a signal which is actuated by said electrical impulse and gives an indication of the relative position of the radiation; actuating means including a distortion correction means for correcting the input signal, the distortion correction means having a non-linear response position for providing an output that is not directly proportional to the input signal, the non-linear response device including a non-linear device; The linear device causes the non-linear response device to provide an output proportional to the human input signal with a first gain in the non-conducting state, but in the conductive condition in response to a human input signal of a certain magnitude, the non-linear response device provides an output proportional to the human input signal with a first gain. The non-linear response device provides an output proportional to the human input signal with a second gain, and a pulsating bias means is connected to the non-linear device for pulsating the conduction point of the non-linear device. A radiation sensing device characterized by:
JP12157382U 1982-08-10 1982-08-10 radiation sensing device Expired JPS5850313Y2 (en)

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JPS5862286U JPS5862286U (en) 1983-04-26
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