JPS59143981A - 放射線検出器のゲイン校正方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の属する技術分野〕 この発明は、放射線検出系の放射線検出器のゲイン０）
安定化、　特にガンマ・シンチレーションカメラの）°
０電子増倍管のゲイン安定化の方法と回路に関するもの
である。 〔従来技術とその問題点〕 放射線検出器は例えば人体器官の核医学診断の場合のよ
うに対象物体内の放射物質の分布の解析に広く使用され
ている。この発明が関係している典型的な放射線検出器
はアンガー型の、シンチレーションカメラの市販品であ
り、その基本原理は米国特許第３，０１１，０５７号明
細許に記載されている。 この種のシンチレーションカメラは対象物例えば放射性
同位体の所要量を摂取した人体器官全体の放射能分布の
像を撮影する。対象物内に分布した放射能からγ線が放
出され、これがコリメータを通過すると、薄い平板形シ
ンテレーンヨン結晶内にシンチレーション事象を起す。 この事象は結晶の背後に置かれた光検出器によって検出
される。 光検出器の出力は電子回路によ−）て結晶内の各事象の
位置を表わすＸならびにＹ座標信号と一般に事象のエネ
ルギーを表わし、特に事象が特定のエネルギー範囲（窓
）内に収まるか否かの決定に使用されるＺ信号に翻訳さ
れる。対象物内の放射能の分布像は陰極線オフシロスコ
ープ等のディスプレイのエネルギー窓に落ちたＸ信号と
Ｙ信号を組合せることによって得られる。ディスプレ・
ｒは個々のシンチレーション事象をその座標信号に対応
した位置にスポットとして表示する。検出回路は通常多
数のスポットを写真フィルム上（二統合表示するように
する。 エネルギーに関するひずみと線形空間ひずみの補正回路
を備える最近型のシンチレーションカメラは例えば米国
特許第４．２９８．９４４号、第４．３２３．９７７号
および第４．３１へ２５７号の各明細書に記載されてい
る。こ１１らの最近型カメラは実際上完全に精確な空間
応答性と一１策なエネルギ一応答性即ち空間に対する線
形性とフラット（一定）なＺマツプを示すようにするこ
とができる。 しかし放射線検出装置に使用される放射線検出器例えば
ｒシンチレーションカメラの光電子増倍管はそのゲイン
が使用時間、温度、瞬間電流、高電圧条件、外部電界の
外に電圧・電流に関する経歴のようなそれ程目立たない
影響の下に変化することはよく知ら１ｔている。このゲ
インの変化により実質的なチューニング誤差が生ずる。 カメラの総ての光電子増倍管が一斉に変化する。場合に
は正味の信号振幅のシフトが唯一の効果として望められ
る。 このような効果は米国特許第４．２９６．３２０号明細
書又は雑誌（Ｎｕｃｌｅｏｎｉｃｓ　Ｖｏｌ　１３．　
Ａ　７　。 Ｊｕｔｙ　１９５５．ｐ、３６−４１１に掲載されてい
るＨ、　ｄｅ　Ｗａａｒｄ　の論文に記載された回路に
よって対処することができる。この場合アナライザは、
シンテレーンヨン結晶に埋め込まれそのエネルギースペ
クトルによく知られたピークがある放射源に応答する。 高電圧調整器により光電子増倍管の電圧を調整してエネ
ルギースペクトル中のピークが所望のパルス高に対応す
るようにする、同様な校正法と回路が文献（Ｎｕｃｌｅ
ａｒ　Ｉｎｓｔｒ−ｕｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏ
ｄ８　、　１０．　１９６１．　　ｐ。 ２３４−２３６）および米国特許穿入９０４４１７号明
細書に記載されている。前者は一定光源な使用し、後者
はベータ光と呼ばれ°Ｃいるものを校正に使用する。 しかし光電子増倍管は均等なゲイン変化を起すというも
のではない。−組中の個々の光電子増倍管のゲイン移動
はその組の平均ゲイン移動とは異ったものであり、ある
型式の光電子増倍管では短詩間著しい局部的な２マツプ
誤差を生ずることがある。このＺマツプ誤差は局部的な
感度変動の原因となる。この変動は元ピークがアナライ
ザ窓の中心にあるオン・ピーク・イメージングにおいて
はゆるやかであ◆ハ　１４０ｋｅＶの元ピークにおいて
感度低下は１ｋｅＶシフト当り約１％である。 オフ・ピーク・イメージングに際してはこれより相当大
きい感度変化が起る。これらの効果は。 １４０ｋｅＶの元ピークの高エネルギー側に窓が７ｋｅ
Ｖだけシフトするとき容易に１　ｋｅＶ当り８％よりも
大きくなり得る。 カメラ技術者によるチューニングと呼ばれている周期的
ゲイン校正は逐次チューニング・アルゴリズム？利用す
るもので、その−例は欧洲特許願第ｏ、ｏ２３，６ａ９
号に述べられている。この種のアルゴリズムは反復型で
ある。大部分の工場および技術者は現在カメラチューニ
ングにこの方法を採用している。 遂次チューニング・アルゴリズムの主な難点は一組内の
光電子増倍管のコンポリューンヨン効果に関係している
。このコンボリューション〃１果はカメラ系内の）を電
子増倍管のゲインを簡単に直接調整することを不可能に
する。他の難点は、光電管上流の変化に基く総合的な１
．ＩＳ答の乱れと検出ヘッド内の光″心子噌倍管の選択
照射にコンパクト光源が使用されるときのシン１レータ
の残光特性に関係している。 〔発明の目的〕 この発明の目的は、放射線検出装置の放射線検出器のチ
ューニング方法とそれを実施する回路装置ケ改良して迅
速な直接のゲイン調整を可能にすることである。特にγ
シンテレーンヨンカメラの光電子増倍管に対してこのよ
うに改良されたチューニング方法とその回路を提１」（
することがこの発明の別の目的である。 〔発明の要点〕 この発明による放射線検出器特にγシンチレーションカ
メラの光電子増倍管のチューニングは次の段階（二よっ
て実施される。 （ａｌ　　放射線検出器のチューニング・ポイントに対
してエネｔｔｙギー・マツプ情況（エナージイ・マツプ
・ステータス）を並列測定してエネルギ一応答ベクトル
を求め、その際チューニング・ポインＩ・は各放射線検
出器の位置に対応してその近くに置かれたコンパクト区
域とする。 （ｂｌ　　このエイ・ルギ一応答ベクトルに予め定めら
れたコンボリユーシヨン・マトリックスン掛は合わせ、
その際コンボリユーシヨン・マトリックスの要素Ｃ１ｊ
は位置ｉに置かれた点数射線に対する検出Ｂｊの相対コ
ントリビューンヨン・レベルン表わすものとして対応す
る放射線検出器のゲイン・ベクトルの計算値とする。 （ｃ）　　この８１算されたゲイン・ベクトルに対応シ
て放射線検出器のゲインを調整してゲ、イン誤差ン補正
する。 （ｄ）　　段階（ａ）に従ってエネルギー・マツプ情況
を再測定する。 （ｅ）　　求めらオｔたエネｌレギー・マツプ情況がな
お充分理想的なものでないときは実際上埋憇的なエネル
ギー・マツプ情況となるまで段階（ａ）から６）までを
繰り返す。 この発明の方法に関連して放射線検出装置の検出器特に
γシンテレーンヨンカメラの光電子増倍管のチューニン
グ用の回路として次の装置２含むものが提案される。 （ａ）　　放射線検出器の各チューニング・ポイントに
対してエネルギー・マツプ情況を並列に測定しエネルギ
一応答ベクトルを求める装置。 （ｂ）　　放射線検出系の検出器、Ｊの、位置ｉに置か
れた点放射源に対する相対コントリピューンヨン・レベ
ルを表わす係数Ｃ１ｊを要素とするコントリビューンヨ
ン・マトリック反の反転マトリックスであるデコンボリ
ューション・マトリックスを上記のエネルギ一応答ベク
トルとａｌけ台せて対応すする放射線検出器に文ｒする
ゲイン・ベクトルの計算値を求める装置。 （ｃ）　　この計算されたゲイン・ベクトルに関係して
放射線検出器のゲインを調整してゲイン誤差を補正する
装置。 上記の方法と回路によりマトリックス計算法に基いて並
列チューニングを実施することができる。 並列チューニングは迅速な直接ゲイン調整を可能にする
。必要な補正ステップ数が放射線検出器の総数に対応し
て比較的大きい逐次チューニングと異り、この発明によ
る並列チューニングでは１ステツプ補正が可能である。 〔発明の実施例〕 この発明の要旨とその利点を図面に示した実施例を説明
することによって明らかにする。 γシンテレーンヨンカメラは通常３７個から７５個の間
の）’ｔ　’ｍＥｍ憎子管（ＰＭＴ）を含むが、記述を
簡単にｒるため第１図に示すような理想化された７ＰＭ
Ｔカメラについて従来の逐次チューニングとこの発明に
よる並列チューニングとの差異を説明することにする。 この理想化されたカメラではその７個の光電子増倍管Ｐ
ＭＴ≠１からＰＭＴ４＝７までのそれぞれが放射源位置
１乃至７を持ち。 これらの点の総てを合せたものが７　Ｐ　Ｍ　Ｔカメラ
のチューニング・ポイントを構成する。 一つの放射源が例えば位置＋１（ＰｒｖｌｌＴ≠１に対
するチューニング・ポイント）に置かれると全信号の２
２％が管Ｐ　Ｍ　Ｔす１に集められ、管ＰＭＴΦ２とＰ
ＭＴ≠３にそれぞれ１４−％が、ＰＵＴす４に３８％が
、Ｐ　Ｍ’　Ｔ≠５とＰ　Ｍ’　ＴΦ６にそれぞれ５％
が、僅か２％が管ＰＭＴΦ７（二集められる。 Ｐ　Ｍ　Ｔ　４ｐ　４が受取る分がｌ）　Ｍ　Ｔ≠１の
それより大きい理由は次の二つの重要な影響に基く。す
なわち先ず始めに管ＰＭＴ≠１に対するチューニング・
ポイントは管ＰＭＴ＋　１上の死中心（デッド・センタ
ー）ではなく、ＰＭＴ≠４の中、心に向って内方に移動
している。これによってＰＭＴす１直接の相対信号が低
下する。第二の影響は結晶が円形で元を内側に反射し管
Ｐ１シＴす４の信号を昇圧することである。これら二つ
の影響が組合わされて管ＰＭＴ≠４の信号を異常に高く
する。 しかし第１図に示したカメラには次のユニット線源位置
と相対ＰＭＴ信号コントリピューンヨンの間の関係の・
７トリツクス表示に示すように多数の対称性が存在する
。 ユニット線源位置　　相対ＰＭＴ信号コントリピューン
ヨン１２３４５６７ １：　　　　０．２２　０．１４　０．１４　０，３８
　　ｏ、ｏｓ　　ｏ、ｏｓ　　Ｏ，０２２：　　　　０
．１４　０．２２　　ｏ、ｏｓ　　Ｏ，３８０，１４０
，０２０，０５３：　　　　０．１４　　ｏ、ｏｓ　　
Ｏ，２２０，３８ｏ、ｏ２０．１４　０．０５４：　　
　　ｏ、ｏ９０，０９　０．０９　０．４６　０．０９
　０．０９　０．０９５：　　　　０．０５　０．１４
　０＋０２　０．３８　０．２２　　ｏ、ｏｓ　　Ｏ，
１４６：０゜０５　０，０２　０．１４　０．３８　０
，０５　０．２２　０．１４７：　　　　０．０２　０
．０５　０．０５　０．３８　０，１４　０，１４　０
．２２二のマトリックスが示すように７個のＷ　Ｐ　Ｍ
　Ｔ≠１乃至Ｐ　Ｍ’　Ｔ≠７の中６１固は管ＰＭＴす
１の場合のように互に新しい対称関係を示す、から、第
４列を除く残りの総゛Ｃの列は第１列の値をかき混ぜた
だけのものである。第４列の値は管ＰＶＩＴ＋４が中心
位置にあってこの管の上に置かれた線源に対して信号の
４６％全受取り、残りの６閏の′ａはそれぞれ１５号の
９％づつを受取ることを反映している。 上記のマトリックスは個々のＩ）ＭＴのゲイン・レベル
ン変えあるいはその組合せを変えたときのカメラのエネ
ルギ一応答の予測に使用される。例えば総ての管が精確
に等しいゲイン全持ち、Ｇ１＝−Ｇ２＝−・・・・・−
Ｇ７−ｔであると丁れは、チューニング・ポイント≠１
においてのＺマツプレベルＺｌは７個の、債の相として
ｄ１゛算される。第１の積はマトリックスの第１列の第
１値０．２２と第１管Ｐ　ＩＶｆｆ、Ｔ≠１のゲインＧ
１の積、第２の積は第１列の第２値０．１４と管ＰＭＴ
≠２のゲインＧ２の積管等であり、最後は第１列の最終
値０．０２と管ＰＭＴ＋７のゲインＧ７の矛責である。 これらの積の和Ｚ、の値はｔ、ｏｏｏｏとなる。 この計算は総ての管について繰り返され、この場合総て
のチューニング・ポイントにおいて同シｚマツプ値即ら
１．００００が得られる。その詳細を次の表に示す。 Ｇ１−１　、　Ｇ２−１．　　・・・　Ｇ７＝１　とお
くとＺ、−０，２２Ｘ１＋０．１４Ｘ１＋−−−＋０Ｊ
２Ｘ１−１．００００Ｚ７−０．０２Ｘ　１＋０．０５
　ＸＩ十・・・＋〇、２２Ｘ　１−１．００００第２例
として各管が次に示すように５％、１０チ又は１５％の
チューニング誤差を持つ場合を考える。 Ｇ１−１．０５．　　Ｇ２−１．１０．　　Ｇ３−０．
８５゜Ｇ４り０．９０．　　Ｇ　５？０．９０．　　Ｇ
　６’＝−１，１５゜Ｇ７−１．０５　　とおくと。 Ｚ、−０，２２Ｘ１．０５７１−０．１４Ｘ１．１０＋
・−＋　０．０２Ｘ　１．０５−０．９６９５Ｚ７−０
．０２　Ｘ　１．０５　＋　０．０５　Ｘ　１．１０＋
・・・・・＋９．２２Ｘ１．．０５＝０．９７８５即ち
Ｚ、の計算には上記の一７トリツクスの第１列の値をと
りその第１１直０．２２とＰＭＴす１のゲイン１．０５
の積、第２値０．１４とＰ　Ｍ　Ｔす２のゲイン１．１
０の積、第３値０．１４とＰＭＴす３のゲイン０．８５
の積、・・・・・、最後に第７値０．０２とＰＭＴ４７
のゲイン１６０５の積を作（ハこれらの１責の総）ＩＪ
をとると０．９６９５となる。この１直をは最初の１聡
てのゲインｔ１としたときの値と実質旧に差Ｗがある。 マトリックスの対応列をとりべ１応するゲインレベルを
採用して上記の計算を繰り返すことにより、総てのチュ
ーニング・ポイントにおいて２マツプ推定値を求めるこ
とができる。７個のチューニング・ポイントは総て実質
上Ｚマツプ誤差を示す。 従来の逐次チューニング操作の場合検査員は任意に点源
な中央管（上記の例ではＰ　Ｍ　Ｔ≠４）の上に置いた
後２マツプ誤差がこの点に存在しないようにこの管のゲ
インを調整する操作を進めていた。この操作は機械的に
単純である。即ちチューニング用のポテンショメータを
確めチューニックメータ上でＺマツプ誤差が零となるよ
うにいずれかの向きに回わす。次いで管理技術者は線源
を管の次の内方環内のチューニング・ポイントの上に置
き、対応するＰＭＴのゲインを調整してこの点のＺマツ
プ誤差が零として示されるようにする。 第１の復に沿って点から点へ移動して最後の管ＰＭＴ≠
７に達すると、そのゲインを調整してＰ　ｒ、ＩＩ　Ｔ
≠７のチューニング・ポイントに置かれた線源に対して
２マツプ誤差を零とする。ここでアルゴリズムはＺマツ
プ官調べ、個六の管の調整を総ての２マツプ誤差が小さ
くなるまで繰り返すことによって進行する。通常０．３
％以下のＺマツプ誤差は小さいものと考える。上記の逐
次チューニング・アルゴリズムの詳細を次の表に示す。 逐次チューニング・アルゴリズム １）線源Ｙ　Ｐ　Ｍ　Ｔ　＋　４上に置きＺマツプ誤差
０とする。 ２）線源をＰＭＴΦ１上に置きＺマ、ツブ誤差０とする
。 ７）線源ＹＰＭＴ≠７上に置きＺマツプ誤差Ｏとする。 ８１　　Ｚマツプをチェックし２誤差が小さく（〈０゜
００３）なるまで１ｌ−７）　　を繰り返す。 このアルゴリズムを７　Ｐ　Ｍ　Ｔカメラについてテス
トするため次のゲイン組を考える。Ｇ１：１０％誤差で
１．１、Ｇ２乃至Ｇ７：無誤差で１．００゜チューニン
グ・アルゴリズムのステップ１に進み、２、の読みは調
整前０．９％過大、零にした後ＰＭＴす４のゲインＧ４
の読みは２％過小。ステップ２に進み、１．５％過大で
あったＺ、Ｙ調整して３．４チ過大の（３１とする。こ
れは最初の１０％過大に比べて著しい低下である。この
逐次チューニング・アルゴリズムを遂行するとＺマツプ
のチェツキングステップでは２誤差範囲は０．５％まで
になった。従って１から７までのゲイン調整操作全体ン
繰り返す必要がある。 上記のテスト例の詳細を次表に示す。 Ｇ１−１．１０　；　　Ｇｉ−１，００，ｉ−２，・・
・、　７　とおく１）　Ｚ、の読みは調整前１．００９
０Ｇ４の読みは調整後０．９８０４ ２１Ｚ、０）読みは調整前１．０１４６Ｇ１の読みは調
整後１．０３３８ ３）ｚ２の読みは調整前０．９９８３ Ｇ２の読みは調整後１．０１２３ ７）Ｚ７の読みは調整前０．９９８９ Ｇ７の読みは調整後り、Ｏ０５１ これから分るように各Ｐ　Ｍ　’Ｉ’が他のＰＭＴに及
ぼすコンポリューンヨン効果が逐次チューニング・アル
ゴリズムの著しく不利な条件である。逐次チューニング
・アルゴリズムにおいて、のコンボリューンヨン効果に
基き良好なチューニング状態への収仮がかなりゆるやか
になる。 これに対してこの発明による並列ブー、ユーニング法で
は迅速な直接ゲイン調整が可能である。 並列チューニング法ではマトリックスｄｉ算が要求され
る。記述を簡略にするためこの発明の方法に使用される
一般的な−７トリツクス記号を次表にまとめて示す。 Ｃ：コントリビュージョン・マトリックスｆｊ２　：　
Ｃｉｊ　”相対コントリビュージョン・レベルミーチュ
ーニング・ポイント線源位置指標ｊ−ＰＭＴ位置指標 Ｇニゲイン・ベクトル 要素：Ｇｉ−相対））ＭＴゲイン・レベル１−ｐｔｖｒ
Ｔ位置指標 Ｚ：信号ベクトル又は２マツプ 要素：Ｚｉ−Ｚマツプ値 ｉ−チューニング・ポイント線源位置 指標 一ヱ」ユ」仕二三式玉 Ｚ−Ｃ−ａ：積

【コンボリユーシヨン）要ＸＣ１ｊ　　
から成るコントリビュージョン・マトリックスＣを考え
る。その各要素はチューニング・ポイント位置ｉに置か
れた点線源（二対する光電子増倍管ｊの相対コントリビ
ュージョン・レベルを表わしている。次にカメラの光電
子増倍管の数Ｎ＋二等しい個数の要素から成るゲイン・
ペクト」 ルＧを考える。その要素Ｇｉは管ｉの相対ゲイン・レベ
ルを表わす。２信号ベクトル又は２マツプの要素はＺｊ
であり、ｊはこの２マツプを−与える線源の位置を表わ
す。これらの−２トリツクスに対してその計算法が勾、
えられる。例えばマトリックスの積即ちコンボリユーシ
ヨンは個々の要素の積とその順次１４１」算であり、逐
次チューニング法の操作に対応する。 用すると記号が更に簡略化される。単位マトリックスで
は対角線上の要素がいずれも１であり、残りは全部Ｏで
ある。単位ベクトルではいずれの要素も１である。この
場合ゲイン・ベクトルＧは一つの単位ベクトルとゲイン
誤差ベクトルの相で表わされる。同様にＺマツプ・ベク
トルＺは単位ベクトルとＺマツプ誤差ベクトルの相とな
る。Ｚマツプ誤差ベクトルはゲイン誤差ベクトルにコン
トリビュージョン・マトリックスを掛は合せること（二
よって、利、ｊ＃される。 マトリックスＣが良質（正則）であればその逆行列を作
ることができる。Ｃの逆行列は２マツプ要素をデコンポ
ルブすることができ、それによって直接光電子増倍管ゲ
イン・レベルが求められる。 コントリビュージョン・マトリックスは一度にオフ・ラ
イン測定で求められる。これは次の段階による。 （１）　　線源をチューニング・ポインドナ１に置く。 （２）　　総ての放射線検出器信号ｚｉｊを測定する（
ｊは検出器指標であり、検出器は信号の振幅測定器即ち
電圧計である）。 （ｓ＋　　Ｚｔｊ　　を全部加え合せてチューニング・
ポイントｉに対する線信号Ｚｉ　とする。 （４）　Ｎ個のチューニング・ポイントに対して（１）
から（３）までを繰り返す。 （５１Ｃｉコを次式 ％式％ で計算する。 イ６）　六のマトリックス （７）テコンボリューンヨン会マトリックスＤ−ム Ｃ−１を計算する。 前記の７ＰＭＴカメラのコントリビュージョン・マトリ
ックスの逆行列となっているデコンボリューション・マ
トリックスＤの一例を（ｇ　（７）　９１ｍ　示す。 １　２３　　４５　　　巨　　１ １：１７旧４０．１３−１０．１３　−４．７５　５．
３８　５．３８　−１．８６２：　−１０，１３１７，
１１５，３ｓ　　−４，７５（０，１３−１ｆ３６　５
．３８３：　−１０，１３５，３８１７，１１−４，７
５−Ｌ８６−１０．１３　５．３８４：　−１，１２−
１，１３−１，１３ｑ、７５−１．１２−１．１２−１
．１３５：　　５．３Ｂ（０，１３−１，８６−４，７
５１７，１１５，３８−ＩＱ、Ｌ３６：　　り、：３ｇ
　−１，８６−１０，１３−４，ｒ５５．３８　１７．
１１−ｓｏ、１３７：　　−（Ｊ（６５，３８５，３８
−４，７５−１０，１３−１０゜１３　１７．１１グコ
ンボリユーンヨン・マトリックスをとの逆行列に等しい
マトリックスＤと定義すると、デコンボリューション・
マトリックスＤとＣの積は寧単にコンボリユーシヨン・
マトリックスＤをＺ７ツブ・ベクトルＺに掛は合せるこ
とによって求められる。 並列チューニング・アルゴリズムはこれらの一７トリツ
クス算法を使用して定義することができる。 逐次チューニング・アルゴリズムと異なり２マツプ・ベ
クトルＺの各値は一つの測定段階において測定される。 従って２マツプ・ベクトルを最高度に利用するためには
デコンボリューション・マドＧ′ｆ！！求める。この推
定値は光電子増倍管≠１乃至≠７のそれぞれの調整に使
用される。最後の再測定段階においてＺの各要素が再測
定され、必要がイン調整を２誤差が小さくなるまで繰り
返す。 並列チューニングの詳細を次表に示す。 並列チューニング・アルゴＶズム １）Ｚマツプ２を測定する。 ２）　デコンボリューション・マトリックスＤＹ２に作
用させてゲイン・ベクトルの推定値Ｇｅ５ｔ　　を求め
る。 ３）これに応じてＰ　Ｍ　Ｔゲインを調整する。 ４）Ｚマッグ２を求め２）から３）までをＺ誤差が小さ
く［＜ｏ、ｏｏ３）なるまで繰り返す。 一つの試験どして前記ど同じサンプルを考える。 まずゲインＧ１を１゜１０とし、残りのゲインは総て１
に等しいとする。２マツプは０．２％から２．２チの間
の測定要素誤差を持つ。この２ベクトルにデコンボリュ
ーション・マトリックスＤを掛は合せるとベクトルＧ　
　　が求められる。ここではｅ８を 丸めによる誤差があり、ゲイン推定値は試験条件を忠実
に反映していることを注意しなければならない。ゲイン
調整の結果丸め誤差のない新しいゲイン・ベクトルＧが
得られる。最後に２マツプ要素が再チェックされ、リス
ティング精度の範囲内ＣＩに等しいことが見出された。 上記の試験条件の詳細°を次表に示す。 Ｇ１−１．１０　　；　　Ｇｉ−ｔｏｏ、　　ｉ　−２
，・・・、７　とおく１】　　　　　　　　　　　２） ３）４） ンンテレーンヨンカメラの放射検出器例えば光電子増倍
管のチューニング回路の実施例を第２図に示す。 アンガー型のシンチレーションカメラは８よして示され
ている。このカメラはシンテレーンヨン結晶１０．元伝
送管１２およびＮ個の、光電子増倍管ＰＭＴＩ乃至Ｐｉ
Ｍ’ＴＮ　（Ｎ　−３７又は７５）の組を含む。光電子
増倍管ＰＭ’ＴＩ乃至ＰＭＴＮの出力信号２．乃至ｚＮ
は電子回路１６に入れられ、信号ＺＩ乃至ＺＮが補正さ
れた苗量座標ＸｃおよびＹｃと補正されたエネルギー信
号Ｚ。に翻訳される。この種の電子回路はこの分野でよ
く知られているものである。その一つは例えば米国特許
第４、３２３．９７７号、同第４．３１６．２５７　号
明細書に記載されているから、その詳細な説明は不必要
であろう。 ＠２図に示すように位置座標信号ＸｃおよびＹＣはブラ
ウン管２２の水平偏向増幅器１８と垂直偏向増幅器２０
にツタかれる。アンプランク・コントロール信号Ｕ１３
により事象位置に対応するブラクン管スクリーン上の点
が発光し、シンテレーンヨスカメラのルーチン表示が行
なわれる。 ＸＣ１ＹＣ信号は又ＡＤ変換器２４と２６にも送られ、
それらの出力は１／ジスタ・選択テーブル２８に加えら
れる。 チューニング操作のためにはエネルギー信号ｚｃが第一
エネルギー窓アナライザ３ｏと第二エネルギー窓アナラ
イザ３１に加えられる。第一エネルギー窓アナライザ３
０は上限を丁と下限Ｃｋ持っ調整された第一（上位）エ
イ、ルギー窓ｗＵに入る各エネルギー信号に対して一つ
のロジック・パルスを作り出す。第二エネルギー窓アナ
ライザ３１は上限Ｃ（これは第−窓の下限に等しい）と
下限りを持つ調整された第二（下位）エイ・ルギー窓Ｗ
。 に入る各エネルギー信号に対して一つのロジック・パル
スを作り出す。この情況は第３図のダイヤグラムに詳細
に示されている。第３図は局部的のＺ信号スペクトルＡ
（２）ン示すもので、上下限Ｕ。 Ｃの間にはさまれた第一（上位）窓ＷＵと上下限Ｃ，Ｌ
の間にはさまれた第二（下位）窓Ｗ、を持つ元ピークＰ
を構成する。第３図において例えば窓Ｗ１．の下限りは
元ピークＰの中心２゜にあり。 上限Ｃは元ピークの頂点から右側に約１／４だけ下った
点にある。下位窓ＷＬよりも約６倍広い上位窓Ｗ１．は
下限が窓Ｗ、の上限Ｃに一致し、上限Ｕは光ピークがほ
ぼ消滅する個所にある。 第一五ネ７レギー窓アナライザ３０の出力信号はｎ１数
管３４ａから３４Ｎまでの第−計数管組に送られ、第二
エイ、ルギー窓アナライザ３１の出力信号は計数管３６
ａから３６Ｎまでの第二計数管組（＝送られる。計数管
３４＆乃至３４Ｎと計数管３６ａ乃至３６Ｎはそれぞれ
一対のコントロール入力端を持ち、各対の第一のものは
選択入力端３ｓａ乃至３８Ｎ１．ｓｏａ乃至４ＯＮであ
り、第二のものはリセット入力端４２ａ乃至４２Ｎ。 ４４ａ乃至４４Ｎである。選択コントロール入力ｉＪｉ
　３８　ａ乃至３８Ｎおよび４０ａ乃至、Ｉ　ＯＮはレ
ジスタ選択テーブル２８から導線・１６を通して選択パ
ルスを受は取り、リセットコントロール入力端４２ａ乃
至４２Ｎおよび４４ａ乃至４４Ｎは選択されたカウント
の終りにおいて線４８を通してレジスタ選択デープル２
８からリセット・パルスを受は取る。 各計数管対はレジスタ選択テーブル２８を通して事象の
位置（Ｘｃ、Ｙｏ）に対応する各光電子増倍管ＰＭＴ　
Ｉ乃至ＰＭＴＮのチューニング・ポイントに関係づけら
れる。例えば計数管３４ａと３６ａの対は光電子増倍管
ＰＭＴＩのチューニング・ポイントに関係し、計数管３
４ｂと３６ｂの対は光電子増倍管ＰＭＴ２のチューニン
グ・ポイントに関係し、以下同様にして最後に計数管３
４Ｎと３６Ｎの対は光電子増倍管ＰＭＴｌ’Ｊのチュー
ニング・ポイントに関係する。 選択はし９ヌダ選択テーブル２８だけによって行なわれ
る。従って放射線源６０が例えば第２図に示すように光
電子増倍管ＰＭ’Ｔ　２上に置かれていると、はとんど
総ての事象座標はＰＭＴ２の中心（即ちチューニング・
ポイント）の付近にあってほとんど総ての事象は選択テ
ーブル２８により導線４６と選択入力端３８　ａ、　　
４０　ａ乃至３８Ｎ。 ４ＯＮを通してレジスタ対（３４ｂ、３６ｂ）を選択す
る。 選択された各計数管対は第一（上位）窓アナライザ３０
０）窓内の計数率ＮＵｉ　と第二（下Ｍ）窓アナライザ
３１の窓内の計数率Ｎ　Ｌｉ　　とを集める。 −例としてＰＭ’Ｔ　Ｉのチューニング・ポイントに関
して計数管３４ａが計数率Ｎ、、　（ＰＭＴ　１　）　
Ｙ−俸、ｔ、＃１数管３６ａが計数率Ｎｔ、、　（Ｐｆ
ｖ’ＩＴ　１　）を与えるとする。これらの計数率はＰ
［ｖ］Ｔ１付近の放射線イメージングの速さの尺度とな
るものＣある。同様ニジてＰＭＴ２のチューニング・ポ
イントｌ二関して計数管３．４ｂと３６ｂがそれぞれ計
数率ＮＵ２（ＰＭＴ　２　）又はＮＬ２（ＰＭＴ　２　
）を与えるとする。このＮｉ　　とＮＬｉ　の相はその
大きさ（＝おｌ、Ｎて対応するチューニング・ポイント
ｉでシンナレーションカメラの視野内の放射源活動度の
分布ζ二関係し□て入射する放射線束に対応する。この
よう（二してシンナレーションカメラ８の光電子増倍管
ＰＭＴｌ乃至ＰＭ’ＴＮの総てのチューニング・ポイン
トに関する計数率の大きさが計数管３４ａ乃至３４Ｎと
３６８乃至３６Ｎの出力端において並列に佳えられる。 計数率Ｎｕ　ｉ　（ＰＭＴ　ｉ　）とＮＬ、　（ＰＭＴ
　ｉ　）は計算回路６２ａ乃至６２Ｎ１−より次式に従
って処理される。 ｉ−１，・・・・・、Ｎ Ｋは１０に近い定数、ΔＺｉ　は各チューニング・ポイ
ントにおいて測定された２誤差である。 前に述べたようにΔＺｉは２マツプ誤差！！４−成シ、
掛算ユニツ）６４ｉ二おいてデコンボリューション・マ
トリックスＣに掛は合わされる。その結果はゲイン誤差
ベクトルΔＧ８８．である。次いで光電子増倍管のゲイ
ンは表示ユニット６６（ディジタル・コンソールの数字
表示〕に表示されたΔＧｅ５ｔについて調整されて理想
的な２マツプの平坦性を示す理想的ベクトルＧ’が上記
の過程で求められる。２マツプ情況をチェックｔ、るた
めΔＺｉは表示ユニット６８に導かれる。 コンボリューション・マトリックスＤはデコンボリュー
ション・マトリックス・メモリ７０から読み出され、Δ
Ｚベクトルに掛は合わされる。上記のようにこのマトリ
ックスはオフ・ライン測定（二より各カメラ；二対して
一度だけ測定され計算される。 この場合加算デバイス７２．比形成器７４．計算器７６
およびマトリックス・メモリ７０から構成される回路８
４が各ＰＵＴの出力信号Ｚ、乃至２ｎの出力端に信号線
’７８と４１号ＡＤ変換器８０を通して接続可能である
。これらは総てオフ・ライン測定だけに使用される校正
手段である。 加算デバイス７２は各Ｐ　Ｍ　Ｔ位置ｉの上に順次に置
か捗る校正源６０の各位置に対して次式により全エネル
ギー情況４ｉ号を作り出す。 Ｚ　１−、−ｘ　Ｚｉ。 コ＝１ 比形成器７４は比Ｃｉｊ　−Ｚｉｊ／Ｚｉ　　を線源位
置１とＰＭＴｉｔ号コの総゛Ｃの組合せについて作る。 最１ｋに計算器７６はコントリビューンヨン・マトリッ
クスＣから式ｉｓ−：”に従ってデコンボリユーシヨン
・マトリックスＤＹ計算する。このデコンボリ、ユーン
ヨン・マトリックスＤはデコンボリューション・マトリ
ックス・メモリ７０に蓄積されオン・ライン測定におい
て利用される。 このよう（ニして２４から２８までと３４から６８まで
の総ての要素が合わさって放射線検出系の放射線検出器
例えばシンチレーションカメラの光電子増倍管の並列チ
ューニング・アルゴリズムにおけるチューニング回路６
９を構成する。しかし要素７０乃至８０はチューニング
回路６９にデコンボリューション・マトリックスＤｔ与
える回路８４を１構成する。 回路６９はこの発明の一つの実施例である。第２図に７
兆シたものの変形である別の実施例が第４図に示されて
いる。 第４図に一例として示したこの発明の実施形態ではエイ
・ルギー窓アナライザ３０と３１の分割された窓に関し
て計数差Ｎｕｉ　（ＰＭＴｉ　）−Ｎ□（ＰＩＶＩＴ　
ｉ　）を直接計算するための上昇計数管９０ａと下降計
数管９ＯＮが設けられ−Ｃいる。計数Ｗ９２ａ乃至９２
ＮはＮＵｉ（ＰＭＴ　ｉ　Ｊ　十Ｊ、　ｉ（ＰＭＴｉ　
　）に従γＣ両方の窓の計数を直接集めるためのもので
ある。第２因に示した計数回路６２ａ乃至６２１’Ｊは
第４図においては簡略化されて比形成回路！１４　ａ乃
至９４Ｎとなっている。　　〜 第５図に光電子増倍管ＰＭＴｉの代表的な構成を示す。 真空容器１１０には光入射窓１１２があり。 第２図に示すようにカメラ８のシンチレーション結晶１
０に光学線片される。この元′電子増倍管は光電陰極１
１４を備え、これに地電位に対して１乃至２ｋＶの負電
圧が加えられる。更に複数のダイノードと呼ばれる中間
電極１１６があり、電子増倍作用によって増強された電
子は陽極１１８（二向けられてシンチレーシヨン・エイ
・ルギーに対応する出力信号が出力線１２０に送り出さ
れる。ダイノードには電位分布用の抵抗１２２がそれら
の間に接続されている。抵抗１２４を含む一つの抵抗群
は可変抵抗又はポテンショメータを構成し。 その腕１２６を動かして光電子増倍管のゲインを調整す
ることができる。このポテンショメータはこの発明によ
る校正又はチューニングに際して調整される。 第５図には更に代表的な前置増幅器１２８が示され、そ
の非反転入力端には抵抗１３０と１３２で構成される分
圧器を通して光電子増倍管から信号が導かれる。前置増
幅器１２８の出力は抵抗回路網１３４に導かれる力ζこ
の回路網は第２図の電子回路１６（二含まれるものであ
る。 光電子増倍管ＰＭＴ１乃至ＰＭＴ１”Ｊにはそれぞれ一
つの抵抗回路網が所属する。この回路網の各抵抗の値は
重みが付けられ、全体としてこの回路網に信号を送った
光電子増倍管のＸおよびｙ座標に対応する。それぞれの
回路網から出たー、Ｘと＋Ｘ信号および−ｙと＋ｙ倍信
号総ては組合わされて処理され、それによって第２図の
電子回路１６の出力端において信号ｘｃ、、ｙｏおよび
Ｚｃが得られる。 有利な実施形態についてこの発明を説明したが。 この方面の専門家にとってはこの発明の要旨を理解した
後はこの発明の特許請求の範囲の限定から逸脱すること
なく種々の変更を加えることが可能である。例えば実施
例中の種々の部品の選定、接続および配置は各自の好み
と要求に応じて変えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はγシンデレーンヨンカメラのヘッドに設けられ
る７個の光電子増倍管の配置図、第２図はこの発明によ
る放射線検出Ｚｇのチューニング回路のプロ・ツク図、
第３図はエネルギー窓アナライザの窓によって限定され
た２信号スペクトル図であり、第４図は第２図の回路の
変形回路、第５図は代表的なうし電子増倍管の構成を示
す。第２図において８はアンガー型シンテレーンヨンカ
メラ。 ＰＭＴは光電子増倍管、１６は信号変換電子回路。 １８は水平偏向増幅器、２０は垂直偏向増幅器。 ２２はプラクン管である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 】）次の段階 （ａ）　　各放射線検出器チューニング・ポイントに対
   してエネルギー・マツプ情況を並列に測定してエネルギ
   一応答ベクトル２求め。 そのＰｙ４’ｙユーニング・ポイントは検出器のまとま
   った区域であり互に近接しその位置は放射線検出器の−
   っに対応するものとすること。 山）　エネルギ一応答ベクトルに点放射線源に対する検
   出器の相対コントリビュージョン・レベルを表ワスコン
   トリビューンヨン・マトリックスの反転であるデコンボ
   リューション・マトリックスを乗じて放射線検出器の計
   算によるゲイン・ベクトルを求めること。 Ｃｃ）　　放射線検出器のゲインをこの計算によるゲイ
   ン・ベクトルに関係して調整すること。 （ｄ）　　段階（ａ）に対応してエネルギー・マツプ情
   況を再測定すること、 （ｅ）　　得られたエネルギー・マツプ情況がなお充分
   理想的なものではないときは段階（ａ）乃至伸を理想的
   なものが得られるまで繰り返すこと によることを特徴とする放射線検出系の放射線検出器の
   ゲイン安定化方法。 ２）　次の段階 （ａ）　　各放射線検出器チューニング・ポイントに対
   してエネルギー誤差信号を並列に測定してエネルギ一応
   答誤差ベクトルを求めること。 （ｂ）　　このエイ・ルギ一応答誤差ベクトルに予め定
   められたデコンボリユーシヨン・マトリックスを乗じて
   計算によるゲイン誤差ベクトルを求めること、 （ｃｌ　　放射線検出器のゲインをこの計算によるゲイ
   ン誤差ベクトルに関係して理想的ゲイン・ベクトルが得
   られるように調整すること、 （ｄ）　　段階（ａ）に対応してエネルギー・マツプ情
   況を再測定すること。 （ｅ）　　求められたエネルギー・マツプ情況がなお充
   分理想的でないときは段階（ａ）乃至（ｃ）をエネルギ
   ー・マツプ情況が実質上理想的なものとなるまで繰り返
   すこと によることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３）コントリヒユージョン・マトリックスがオフ・ライ
   ン測定により一度だけ測定されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ４）　次の段階 （ａ）　　放射線源を放射線検出器の一つのチューニン
   グ・ポイントに置くこと。 （’ｂ）　　Ｎ個の放射線検出器のそれぞれに対してエ
   イ・ルギー値Ｚｉｊ（，１は検出器番号、ｉは線源の配
   置場所を表わす）を測定すること、 （ｃ）　　総てのエネルギー値ｚｉコ　　を加え合せ次
   式に従って全エネルギー情況信号Ｚｉ　とすること Ｚｉ−！　　ｚｉｊ ツー＝１ （ｄｌ　　段階（ａ）乃至（ｃ）をＮ個の検出器チュー
   ニング・ポイントに対して繰り返すこと （ｅ）　　次式 によりコントリビュージョン・マトリックス（Ｃ）の要
   素（Ｃｉｊ）を計算することによることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の方法。 ５）　　デコンボリユーシヨン・マトリックス（Ｄ）が
   コントリビュージョン・マトリックス（Ｃ］から；、−
   ニー１としてオフ・ラインで計算されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の方法。 ６）　検出器がガンマ・シンテレーンヨンカメラの光電
   子増倍管であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ７．１（ａ）　　各放射線検出器チューニング・ポイン
   トに対してエネルギー・マツプ情況を並列に測定してエ
   ネルギ一応答ベクトルを求める装置。 （ｂｌ　　放射線点源に対する検出器の相対コントリヒ
   ユージョン・レベルな表わ丁コントリヒ゛ユーンヨン・
   マトリックスの反Ｉｌ！云であるデコンボリューション
   ・マトリックスを上の二ネｒレギ一応答ベクトルに掛は
   合せて放射線検出器の計算によるゲイン・ベクトルを求
   める装置。 ｌｃ）　　計算によるゲイン・ベクトルに関係して放射
   線検出器のゲインを理想的なゲイン・ベクトルが得られ
   るように調整する装置を含むことを特徴とする放射線検
   出系の放射線検出器のゲイン安定化回路。 ８　）（ａ）　　各放射線検出器チューニング・ポイン
   トに対してエネルギー誤差信号を並列に測定してエネル
   ギ一応答誤差ベクトルを求める装置。 （ｂ）　　このエネルギ一応答誤差ベクトルに予め定め
   られたデコンボリューション・マトリックスを掛は合せ
   て計算によるゲイン誤差ベクトルを求める装置。 （Ｃ）　　計算（二よるゲイン誤差ベクトルに関係して
   放射線検出器のゲインを理想的なゲイン・ベクトルが得
   られるように調整する装置を含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第７項記載の回路。 ９　）（ａ）　　放射線検出器のチューニング・ポイン
   ト（ｉ）に置かれる放射線源。 （ｂ）　　各放射線検出器に対してエネルギー値（ｚｉ
   コ）を測定する装置。 （ｃ）　　総てのエイ、ルギーｌ１ｉＩ（Ｚｉｊ）を加
   え合せて次式 ％式％ に従って全エネルギー情況信号（Ｚｉ）とする装置。 （ｄ）　　コントリどユーンヨン・マトリックスの要素
   （Ｃｉｊ）Ｙ として計算する装置。 （ｅ）　　テコンホリ５ニージョン・マトリックスＣＤ
   ）をＤ−Ｃとしてコントリビュージ ョン・マトリックス（Ｃ）から計算する装置、 （ｆｌ　　デコンボリユーシヨン・マトリックスを蓄積
   する装置。 （ｇ）上記のエネルギー依存ベクトルとデコンボリュー
   ション・マトリックスをオン・ラインで掛は合わせるた
   め蓄積装置からデコンボリューション・マトリックスを
   読み出す装置 を含むことを特徴とするコントリピューンヨ・マトリッ
   クスが一度だけオフ・ライン測定で求められる特許請求
   の範囲第７項記載の回路。 １０）放射線検出器かガンマ・シンチレーションカメラ
   の光電子増倍管であることを特徴とする特許請求の範囲
   第７項記載の回路。