JPS5934181A - Scintillation camera - Google Patents

Scintillation camera

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Publication number
JPS5934181A
JPS5934181A JP14509682A JP14509682A JPS5934181A JP S5934181 A JPS5934181 A JP S5934181A JP 14509682 A JP14509682 A JP 14509682A JP 14509682 A JP14509682 A JP 14509682A JP S5934181 A JPS5934181 A JP S5934181A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
signal
circuit
anode
scintillator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14509682A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Kumazawa
熊澤 良彦
Tsunekazu Matsuyama
松山 恒和
Haruo Kishi
貴志 治夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
Original Assignee
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp, Shimazu Seisakusho KK filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP14509682A priority Critical patent/JPS5934181A/en
Publication of JPS5934181A publication Critical patent/JPS5934181A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/161Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/164Scintigraphy
    • G01T1/1641Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
    • G01T1/1642Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using a scintillation crystal and position sensing photodetector arrays, e.g. ANGER cameras

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  • Nuclear Medicine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To change optionally input/output characteristics of a photoelectric multiplier (PMT), and to improve the uniformity of space resolution, by applying a nonlinear amplifying signal of a final diode output of each PMT to each anode output. CONSTITUTION:A scintillator 1 generates scintillation light is accordance with incidence of radiant rays such as gamma-rays, and this light is led to a PMT3. The PMT3 consists of many diodes D1-Dn and an anode A. A signal which is fetched from the final diode Dn and is passed through a diode signal generating circuit 5 is inputted to a preamplifier 4. All outputs Vi from each diode signal generating circuit 5 are added in an adding circuit 7, and an energy signal Z is obtained. An input current of each preamplifier 4 is subjected to voltage conversion, its output voltage is inputted to a position calculating circuit 6 consisting of a resistance matrix weighting adding circuit, a dividing circuit, etc., and position signals X, Y are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、シンチレーションカメラの改良に関する。[Detailed description of the invention] This invention relates to improvements in scintillation cameras.

一般に、シンチレーションカメラでは多数の光電子増倍
管(以下P M ’l’と略す)の配列を用いており、
各PMTのアノード出力を電流、電圧変換する各プリア
ンプ自体に、あるいはこの各プリアンプと位置計算回路
との間の信号伝述系に、非線形特性をもたせることによ
り空間分解能を向上させる方法(特公昭51−2983
9号公報参照)、または均一性を改善させる方法(特公
昭56−51312号公報参照)が従来よシ提案されて
いる。
Generally, a scintillation camera uses an array of many photomultiplier tubes (hereinafter abbreviated as PM'l').
A method of improving spatial resolution by imparting nonlinear characteristics to each preamplifier itself that converts the anode output of each PMT into current and voltage, or to the signal transmission system between each preamplifier and the position calculation circuit (Special Publication No. 51 -2983
9) or a method for improving uniformity (see Japanese Patent Publication No. 56-51312).

この発明は、各PMTの最終ダイノード出力の非線形増
幅信号を各アノード出力に加えることにより、トータル
な意味でのP M ’I’の入出力特性を任慧のものに
変え、このことにより空間分解能と均−性忙ともに改善
するようにしたシンチレーションカメラを提供すること
を目的とする。
This invention changes the input/output characteristics of P M 'I' in a total sense by adding a nonlinear amplified signal of the final dynode output of each PMT to each anode output, thereby improving the spatial resolution. The object of the present invention is to provide a scintillation camera that is improved in both the performance and uniformity.

以下、この発明り一実施例について図面を参照しながら
説明する。第1図において、シンチレータ1はr線など
の放射線入射に応じてシンナレーションを起すもので、
たとえばNaI(Tn)結晶からなる。このシンチレー
タ1の背面にはシイトガイド2を介して多数のPMT3
が配列されておシ、シンチレータ1内で生じた7ンテレ
ーシヨン光がライトガイド2によって各PMT3に導か
れる。各PMT3は第2図に示すように、2次電子放射
率の高い材料の多数の(通常8〜14段の)ダイノード
D1〜D、の各々により、光電陰極Kから放射された光
電子を繰り返し2次電子放射させて増倍したのらアノー
ドAで捕集するよう構成されたものであるか、アノード
Aからの出力とともに、最終ダイノードJ九から取り出
しダイノード信号発生回路5を通した信号をプリアンプ
4に入力するようにしている。
An embodiment of this invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, a scintillator 1 causes scintillation in response to incidence of radiation such as R-rays.
For example, it is made of NaI (Tn) crystal. On the back side of this scintillator 1, a large number of PMTs 3 are connected via a sheet guide 2.
are arranged, and the 7-nteletion light generated within the scintillator 1 is guided to each PMT 3 by the light guide 2. As shown in FIG. 2, each PMT 3 repeats photoelectrons emitted from a photocathode K by each of a large number (usually 8 to 14 stages) of dynodes D1 to D made of a material with high secondary electron emissivity. Is it configured so that the electrons are emitted and multiplied and then collected at the anode A?Along with the output from the anode A, the signal taken out from the final dynode J9 and passed through the dynode signal generation circuit 5 is sent to the preamplifier 4. I am trying to input it into .

このダイノード信号発生回路5は、最終ダイノードDn
とAC結合されたエミッタフォロア回路51と非線形増
幅器52とからなる。最終ダイノードDnから取シ出さ
れた出力はエミッタフォロア回路51で線形増幅されて
出力V1をイ(す、この出力v1は加算回路7及び非線
形増幅器52に送られる。加算回路7では各ダイノード
信号発生回路5からの出力Viが全て加算されてエネル
ギ信号Zを得る。非線形増幅器52は入力信号■iK対
する出力電流■0の特性か第3図のように非線形になっ
ており、折れ曲シ点i、(4,圧VPI 、 VF6が
参照信号VRで変化するようにされている。この参照信
号■Rは、参照信号発生回路9から得られるものでエネ
ルギ信号Zに比例している。この非線形増幅器52の出
力電流■0はアノードAの出力電流とともにプリアンプ
4の入力端子に加えられるが、アノードAに電子が捕集
されてアノードAから出力が生じるためこの出力電流は
アノードAK電流が流れ込む方向のものであるので、結
局このアノードAの出力電流より非線形増幅器52の出
力電流■0が差し引かれたことになり、PMT3のトー
タルな意味での入出力特性すなわら入射光量に対するプ
リアンプ4の入力信号の特性は第4図のようになる。
This dynode signal generation circuit 5 has a final dynode Dn
The emitter follower circuit 51 and the nonlinear amplifier 52 are AC-coupled. The output taken from the final dynode Dn is linearly amplified by the emitter follower circuit 51 and output V1 is sent to the adder circuit 7 and the nonlinear amplifier 52.The adder circuit 7 generates each dynode signal. All the outputs Vi from the circuit 5 are added together to obtain the energy signal Z.The nonlinear amplifier 52 has a nonlinear characteristic of output current 0 with respect to input signal iK as shown in FIG. , (4) The voltages VPI and VF6 are changed by the reference signal VR. This reference signal R is obtained from the reference signal generation circuit 9 and is proportional to the energy signal Z. The output current ■0 of the 52 is applied to the input terminal of the preamplifier 4 together with the output current of the anode A, but since electrons are collected at the anode A and an output is generated from the anode A, this output current is in the direction in which the anode AK current flows. Therefore, in the end, the output current ■0 of the nonlinear amplifier 52 is subtracted from the output current of the anode A, and the input/output characteristics of the PMT 3 in a total sense, that is, the input signal of the preamplifier 4 with respect to the amount of incident light. The characteristics are shown in Figure 4.

この各プリアンプ4に与えられる入力電流は電流電圧変
換され、その出力電圧は抵抗マトリクス重み付は加算回
路や割算回路等で構成される位置計算回路に入力され、
位置信号X、Yを得る。またエネルギ信号Zは、エネル
ギウィンドの設定器10によシラインドの幅及びレベル
(中心レベル)が定められた波高分析器8に入力され、
エネルギ信号Zがこのウィンド内に入っているとき輝度
信号UNBLANKとタイミング信号が発生する。
The input current given to each preamplifier 4 is converted into current and voltage, and the output voltage is inputted into a position calculation circuit consisting of an adder circuit, a divider circuit, etc. with resistance matrix weighting.
Obtain position signals X and Y. The energy signal Z is also input to a wave height analyzer 8 in which the width and level (center level) of the shield are determined by the energy window setting device 10.
When the energy signal Z is within this window, the brightness signal UNBLANK and the timing signal are generated.

上述の構成によると、各P M T 3の入出力特性が
結局第4図に示すようなものとなるので、PMT3の中
心軸から距離eだけ離れた位1itでシンチレータ1内
に発光が生じたとき(fJられるプリアンプ40入力信
号の特性すなわらP M T3の応答特性は8I!5図
の実線aのようになる。
According to the above configuration, the input/output characteristics of each PMT 3 end up as shown in FIG. 4, so light emission occurs in the scintillator 1 at a distance e from the central axis of the PMT 3 When (fJ), the characteristics of the input signal to the preamplifier 40, that is, the response characteristics of PMT3, are as shown by the solid line a in Figure 8I!5.

通常のシンナレーションカメラにおけるPMTの応答特
性は点線すのようなものであるが、これに較べて中心軸
近傍でのプリアンプ4の入力信号が抑えられており、空
間歪みに起因する不均一性が改善されることが分る。1
だ、この実線aの特性では遠くからのよシ微弱な信号が
除去されている。PMT3から遠い発光点からの光は微
弱でノイズ成分も多いものであるから、微弱な信号を位
置計算に用いた場合、誤差が増化 太し、それだけ画像の空間分解能が劣弗するが、上記の
ように微弱な信号を位置計算に用いないことKよってこ
れを防いで空間分解能を向上させることかできる。
The response characteristics of the PMT in a normal synnarration camera are as shown by the dotted line, but compared to this, the input signal of the preamplifier 4 near the center axis is suppressed, and non-uniformity due to spatial distortion is suppressed. I know it will be improved. 1
However, with the characteristic of this solid line a, very weak signals from far away are removed. The light from the light emitting point far from PMT3 is weak and contains many noise components, so if a weak signal is used for position calculation, the error will increase and the spatial resolution of the image will deteriorate accordingly. By not using such weak signals for position calculation, this can be prevented and the spatial resolution can be improved.

また、ダイノード信号発生回路5における非線形増幅器
52の非線形性が、結局放射線入射の各事象毎のエネル
ギ信号Zに応じて制御されているので、入射放射線のエ
ネルギスペクトルのピークが枚数ある場合の多重スペク
トル測定や多核f:!ii測定にも対応できる。
Furthermore, since the nonlinearity of the nonlinear amplifier 52 in the dynode signal generation circuit 5 is ultimately controlled according to the energy signal Z for each event of radiation incidence, multiple spectra can be generated when there are several peaks of the energy spectrum of the incident radiation. Measurement and multinuclear f:! It can also be used for ii measurements.

なお、非線形増幅器52の非線形性を第1図の点線で示
すようにエネルギウィンド設定器10により制御し、個
々の放射線入射毎にそのエネルギ信号Zで制御するので
なく、エネルギウィンドのレベルの設定値によって一律
に制御するようにしてもよい。この場合は、多重スペク
トル測定の場合に、低エネルギピークト高エネルギピー
クとの間で妥協が必要である。
Note that the nonlinearity of the nonlinear amplifier 52 is controlled by the energy window setter 10 as shown by the dotted line in FIG. It may be uniformly controlled by. In this case, a compromise is necessary between low energy peaks and high energy peaks in the case of multispectral measurements.

また、上記の実施例では、波高分析器8に入力するエネ
ルギ信号Zとして各PMT3の最終ダイノード出力の和
を用いているが、プリアンプ4の各出力の和を用いるこ
とも可能であシ、この場合、各プリアンプ4の出力は均
一性を改善するための補正の施された出力となっている
ので、エネルギ信号Zの位置依存性に起因する不均一性
も改善される。
Further, in the above embodiment, the sum of the final dynode outputs of each PMT 3 is used as the energy signal Z input to the pulse height analyzer 8, but it is also possible to use the sum of each output of the preamplifier 4. In this case, since the output of each preamplifier 4 has been corrected to improve uniformity, non-uniformity due to the position dependence of the energy signal Z is also improved.

さらに、非線形増幅器52の非線形性は第3図に示した
もの以外のものとしてもよいことは勿論である。
Furthermore, it goes without saying that the nonlinearity of the nonlinear amplifier 52 may be other than that shown in FIG.

以上、実施例について説明したように、この発明によれ
ば、シンチレーションカメラの空間分解能を向上させる
とともに、空間歪みに起因する不均一性を改善すること
ができる。
As described above with respect to the embodiments, according to the present invention, it is possible to improve the spatial resolution of a scintillation camera and to improve the non-uniformity caused by spatial distortion.

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

第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図は第
1図のダイノード信号発生回路5及びその周辺部分を詳
しく示す回路図、第3図は非線形増幅器52の入出力特
性図、第4図はPMT3O入出力特性図、第5図&iP
MT3(7)応答特性図である。 1・・・シンチレータ  2・・・ライトガイド3・・
・PMT      4・・・プリアンプ5・・・ダイ
ノード信号発生回路 51・・・エミッタフォロア回路 52・・・非線形増幅器 6・・・位置計算回路7・・
・加算回路    8・・・波高分析器9・・・参照信
号発生回路 10・・・エネルギウィンド設定器 出願人 株式会社島津製作所 募1回 募3図 簿q副
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing in detail the dynode signal generating circuit 5 of FIG. Figure 4 is PMT3O input/output characteristic diagram, Figure 5 &iP
It is a MT3 (7) response characteristic diagram. 1...Scintillator 2...Light guide 3...
・PMT 4...Preamplifier 5...Dynode signal generation circuit 51...Emitter follower circuit 52...Nonlinear amplifier 6...Position calculation circuit 7...
・Addition circuit 8... Wave height analyzer 9... Reference signal generation circuit 10... Energy wind setting device Applicant: Shimadzu Corporation 1st round recruitment 3 drawing book q sub

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)放射線入射に応じてシンチレーションを生じるシ
ンチレータと、このシンチレータの背面に配列され前記
シンチレータの光が導かれる多数の光電子増倍管と、こ
の光電子増倍管の各科のアノード出力を電流電圧変換す
る多数のプリアンプと、このプリアンプの各々の出力に
よりシンナレーション位置を計算する位置計算回路とを
有するシンチレーションカメラにおいて、前記光電子増
倍管の各々の最終ダイノードよシ線形増幅器の出力を前
記アノード出力とともに対応するプリアンプにそれぞれ
入力するようにしたことを特徴とするシンチレーション
カメラ。
(1) A scintillator that generates scintillation in response to incident radiation, a large number of photomultiplier tubes arranged on the back of this scintillator to which light from the scintillator is guided, and anode outputs of each class of photomultiplier tubes that are connected to current and voltage. In a scintillation camera having a plurality of preamplifiers for converting and a position calculation circuit for calculating a scintillation position based on the output of each of the preamplifiers, the output of the cylindrical amplifier is converted from the final dynode of each of the photomultiplier tubes to the anode output. The scintillation camera is characterized in that each input is input to a corresponding preamplifier.
(2)各光電子増倍管の最終ダイノード出力を加算する
ことによりエネルギ信号を得る加算回路を備え、放射線
入射の各!j(象毎に得られろエネルギ信号にもとづい
て前記非線形増幅器の非線形特性を制御するようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のシンテレ
−7ヨンカメラ。
(2) Equipped with a summing circuit that obtains an energy signal by summing the final dynode outputs of each photomultiplier, each of the incident radiation! 2. The syntelevision camera according to claim 1, wherein the nonlinear characteristics of said nonlinear amplifier are controlled based on an energy signal obtained for each image.
(3)前記非線形増幅器の非線形特性を、上部ルギ信号
を波高分析するだめの波高分析器に与えるエネルギウィ
ンドのレベルに応じて制御するようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のシンチレーションカメ
ラ。
(3) The nonlinear characteristic of the nonlinear amplifier is controlled in accordance with the level of an energy window applied to a pulse height analyzer for analyzing the pulse height of the upper pulse signal. scintillation camera.
JP14509682A 1982-08-20 1982-08-20 Scintillation camera Pending JPS5934181A (en)

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