JPS5940184A - シンチレ−シヨンカメラ - Google Patents

シンチレ−シヨンカメラ

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JPS5940184A
JPS5940184A JP14997882A JP14997882A JPS5940184A JP S5940184 A JPS5940184 A JP S5940184A JP 14997882 A JP14997882 A JP 14997882A JP 14997882 A JP14997882 A JP 14997882A JP S5940184 A JPS5940184 A JP S5940184A
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JP
Japan
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pmt
circuit
nonlinear
nonlinear correction
waveform shaping
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Application number
JP14997882A
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English (en)
Inventor
Tomohiko Kihara
朝彦 木原
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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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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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、被検体にラジオアイソトープ(以下R1と略
記する)全注入し臓器等に集中するR1からの放射線(
通常γ線)會コリメータによシ導き指向性を持たせた後
、シンチレータで光に変換し、これを光電子増倍管(以
下PMTと略記する)によって電気信号に変え、この電
気信号全位置計算回路に通すことによp、CRT (陰
極線管)画面上にRIの分布状態に対応する表示を行な
うシンチレーションカメラに関するものである0   
□〔発明の背景技術〕 一般に抵抗マトリクス方式全採用するシンチレーション
カメラでは、イメージの均一性補正の手段として波形整
形回路内で位置計算用の放射線検出パルスに非線形補正
を施すことが不可欠であるとされている。イメージの均
一性補正としてμσ出力に非線形補正特性すことは、従
来よシ、経験上の知識に基づいた手操作に頼るところが
多く、極めて煩雑であったが、この負担を軽減し、調整
の自動化を図ることができる装置及びその調整方法につ
いては本出願人が先に提案したものがある(%願昭55
−134084)。
上記提案は、pMTの入力面の形状が同一であるものに
対して同一の非線形補正を行ない、容易に均一性を調整
することができるものであった〇一方、シンチレータ全
効率よく利用するために、入力面の大きさの異なる奴梅
のpMTよシンチレーションカメラを構成することが要
求されている0例えば、第1図に示すように、矩形状の
シンチレーションカメラ全構成する場合には、 pMT
−AとPMT−Aよりも入力面の直径の小さなpMT−
Bとによシ構成することが望寸しい。即ち、シンチレー
タの有効領域C−f効率よく包含するためには縁部にl
)M1’−B f配置することにより、装置の小型化及
びシンチレータの有効利用を図ることができる0これに
対し、入力面の直径の小さなPET −Bだけでシンチ
レータ全効率成することは、単価の高価なPMTの構成
数が徒らに増加し、かつ、個々のhσにそれぞれ処理回
路を必要とするため装置の大型化ト共にコストも高価と
なる。このため、シンチレータの有効利用度が同等で、
かつ、装置の小型化と共にコストの低減全図るためにも
、入力面の大きさの異なるPMTでシンチレーションカ
メラ全構成することが強く要望されている。
ところが、入力面の大きさの異なるpMTでシンチレー
ションカメラを構成することにより、pMTの出力に対
して非線形補正を施すことはより煩雑となり、従来より
上記欠点を解決するシンチレーションカメラが提供され
ていなかった。
〔発明の目的〕
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであυ、入力面
の大きさの異なる数種のPMTでシンチレーションカメ
ラ全構成しながらも、容易にイメージの均一性補正全設
定することができるシンチV −ションカメシ全提供す
ることを目的とするものである。
〔発明の概要〕
前記目的全達成するための本発明の概要は、複数の光電
子増倍管によシ被検体内の放射性同位元素からの放射線
をシンチレータ及びライトガイドを介して検出し、この
複数の検出信号を各波形整形回路によ多波形整形した後
、抵抗マトリクス方式位置計算回路によ勺位置計算して
放射線の前記シンチレータへの入射位置を求め、放射性
同位元素の分布情報欠得るシンチレーションカメラにお
いて、前記複数の光電子増倍管全入力面の大きさの異な
る数種のもので構成すると共に、前記各波形整形回路内
に設定レベル以下の信号成分上除去するスVシホールド
回路と、非線形補正のための非線形回路と、前記スレシ
ホールド回路と非線形回路との間に設けられるインピー
ダンス変換回路と全具備し、前記非線形回路に光電子増
倍管の入力面の大きさの相違に基づいて異なる非線形補
正特性音設定してなることを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面全参照して説明する。第
2図はシンチレーションカメラにおけるシ/チV−夕に
入力面の形状の異なる3種類のpMT f配置した一例
を示す概略説明図、第6図は前記各PMTに接続される
波形整形回路及び該波形整形回路における非線形補正特
性のためのパラメータの設定全行うVSC(LEVEL
 VOLTAGE 5ETTINGCIRCUIT )
の接続を示すブロックダイヤグラム、第4図は前記波形
整形回路における非線形補正部の一例を示す回路図であ
る。
第2図において、シンチレータは入力面の直径がそれぞ
れ異なる6種類のpMT−A、ム・・・、PMT−E。
E、・・・、PMT−C,F・・・よシ成っている。又
、この各PMT−A、B、C,D、E、F・・・の出力
は、第3図に示すようKそれぞれの波形整形回路A、B
、C,D。
E、F・・・に入力するようになっている。波形整形回
路A、B・・・の非線形補正特性の調整設定を行う前記
VSCa、h、cは、同一直径を有するpMT毎にレベ
ル電圧(詳細上後述する)を供給するようになっている
。次に、第4図會参照して前記波形整形回路の詳細全説
明する。前記波形整形回路における非線形補正部NLR
の構成は例えば抵抗R,,R6およびダイオードD3か
らなるスレシホールド回路1”Hと、抵抗R7〜R8お
よびダイオードD4. D5からなり2個の折点を有す
る折れ線非線形回路NLと、これらスレシホールド回路
TH−非線形回路ML間に設けられたトランジスタTr
1および抵抗R1゜からなる・「ンビーダンス変換回路
たる第1のエミッタフォロワEF!と、非線形回路ML
の出力側に設けられたトランジスタ7’r2および抵抗
R11からなる第2のエミッタフォロワEF2とで構成
されている。この非線形補正部NLRの入力端IT2に
はレベル(ゲイン)およびベースラインの調整の飾され
た前記各PJfTからの検出信号が入力され、出力端O
T2からは非線形補正が施された信号が(位置計算のた
めの)抵抗7トリクス回路に与えるべく出力てれる。ぞ
して、このスVシホールド回路T IIのスl/シホー
ルドVベルは抵抗R6に与えられる基準レベルL10に
よって決定され、非線形回路NLの折点レベルはダイオ
ードD4と抵抗R,の直列回路に供給さil−る基準レ
ベルL11およびダイオードD5と抵抗R9の直列回路
に供給される基準レベルL12によって決定される。ま
た、折れ線特性の傾斜はいる。尚、前記基準レベルL1
0 p Lll e Lllは、前記第6図に示すよう
に、それぞれの波形整形回路に接続されているVSC−
α、h、cよシ供給される。
ここで、第5図(α)〜(C) W参照して第4図にお
ける非線形補正の概略全説明する。
まず、第5図(α)はオリジナルのPMTレスポンスf
σ)を、縦軸にレスポンス、横軸にpMTの感度中心か
らの距離X=2とって示したもので、これは第4図にお
ける入力端JT、におけるPMTレスポンスである。こ
れを第5図のスレシホールド回路THに通した後のPM
T レスポンスが第5図(A)のfTH(X)であシ、
このスレシホールド処理を規定する関数がTJI(2)
である。これ金さらに第4図の非線形回路NLに与えこ
れ會通過させることにより第5図(C)に示すようなf
”(X)なるPMTンスポンスを得ることができる(第
5図(α)〜(C)における各レスポンスはすべて正規
化17て示している。)0その時の非線形処理を規定す
る関数が荊である。そして、前記非線形補正部の出力た
るpMTレスポンス”(X)を、過去に得られ九均−性
イメージのうち均一性の最も美しいPITレスポンスに
近似したものに設定することによりイメージの均一性補
正を達成することができる。
ところで、 PMTの入力面の形状例えばその直径が異
なれば、オリジナルのPITレスポンスf(X)も異な
っている。PJfTの入力面の直径が異なれば、感度中
心からの距離Xに対するレスポンスは当然相違している
従って、本実施例における各非線形補正部NLRK対し
て、同一直径を有するpMT毎に、fH<勾〜j″(勾
= A’ C)’lf U(x)) )  ・・・・・
・(1)なるN<z)、TH((イ)を見つけること、
つまシ第4図のパラメータ(基準レベル) Llo *
 Zll p Ltz、抵抗R1゜R9k a N/i
となるpMTレスポンスf”(x)に似るように非線形
補正特性を固定して、イメージの均一性補正を図る必要
がある。
以下、前記非線形補正部N1.Rにおける基準レベルL
Ior Lll r LH、抵抗値Rs −7?=l 
k決定する手Fを示しながら、非線形補正部NLRの作
用について説明する。先ず、前記第5図(α)に示すよ
うなpMTレスポンスf(X) ffi測定する。本実
施では入力面の形状の異なる6種類のpMT例えばPM
T−A、B、CそれぞれについてのpMTレスポンスf
(X)’を得る必要力するOpMTレスポンスf(X)
の測定は、例えば第6図に示す自動測定システムによっ
て行なわれる。
第6図において、1はシンチレータ、2はライトガイド
である。ライトガイド2に当接するpMTの出力全敗υ
出すケーブル6は、入力面の形状が異なるpMT例えば
pMT−A 、 B 、 Cのいずれかに接続されてい
る。4はシンチレーションカメラの装置本体の波形整形
回路と同様の回路構成を有し且つ非線形補正部NLRの
各パラメータの選択設定全行ない得るように構成したパ
ラメータ同定用治具、5は治具4の出力が入力される多
チヤンネルアナライザ(以下MCAと称する)、6はM
CA 5に制御ノ(スCB□で接続された例えばいわゆ
る)(−ソナル(マイクロ)コンピュータのごとき中央
演算装置(以下「CpUJと称する)、7はCPU6に
制御ノくスCB2y2介して接続された線源移動装置で
ある。線源移動装置7は例えば通常のX−Yプロッタの
可動子にポイントソースp5 (%7CO4!の線源バ
ック)を取着したものとし、CPU6の制御によってシ
ンチレータ1の面上でポイントソースPSを縦横に移動
させることができる。
このような構成において、まず、pMT−Aの感度中心
に求める処理手頼を説明する。
CpU <Sにて線源移動装置7の初期位置全決定しポ
イントソースPSの初期位置を決める。その時のPMT
 −Aの出力はケーブル3ヶ通って治具4に入力される
。この治具4の出力はMCA 5に入力される。
MCA 5け予じめ設定されたカウント値にてデータ収
集紮ストップし、収集データ全制御バスCBl ’t:
介してCpU (5に転送し、もつとも発生頻度の高い
出力波形のピーク値(以下「チャンネルビーク値」と称
する)を検出し、その値に応じ制御バスCBz全介して
線源移?lJ装置7 f、fb作させポイントソースP
S全移動させる。同様の操作を繰り返し逐次感度中心、
つまりチャンネルビーク値の最も大きくなる位置を探索
していく。以下、同様にしてPMT−B、Cについての
感度中心を検出する。
感度中心検出後はPIIfTレスポンスの測定を実行す
る。情報の流れは先に述べた感度中心探索の場合と同じ
であるが、線源移動装置7によるポイントソースpsの
移動は例えば感度中心からV“方向に5關間隔ごとに設
定して感度中心から70簡の位置棟で移動し、逐時その
収集されたチャンネルビーク値’xcPU6に従属する
磁気テープ等の記憶装置に保存する。70nの位置まで
移動して収集データがCPU 6 ’e介して記憶装置
に転送されると、ポイントソースPSは感度中心に戻p
次はX一方向に同様の動作上する。同じこと2Y”、Y
一方向についても実行し、すべてのデータ収集完了後x
+ 、 x−。
Y+、Y一方向の平均のPkfTレスポンス全計算し、
これを正規化した後CPU6に従属するプリンタに打出
してプログラム全終了する0 以上の処理においては治具4のゲイン設定、MCA 5
の較正など若干の手作業は含まれるが、はぼCpU6に
よる周辺機器制御によっておおむねオンラインで実行で
き、測定が精度良く能率的に行なえる。またpMTレス
ポンスの測定にシンチレーションカメラのコンソール内
蔵のアナライザ部分音用いずK、それと同様の回路構成
を有する波形整形回路全治具化したものを用いることに
よって内蔵アナライザ部分と等価なpMTレスポンスを
得ることができる。上記のpMTレスポンスf(X))
の測定は入力面の形状の異なるpMT−A、B、Cそれ
ぞれについて行なわれる。尚、ポイントソースPSの移
動距離は、pMTの入力面の直径に応じて適宜に決定す
ればよい。
次に、上記で得られた各pMT vスボンスf(X)と
、予じめ実験的に求めた基準応答特性(前記pMTレス
ポンスt/ N(X) w近似させる基準となるもの)
と比較し、これに近似するように前記非線形補正部NL
Rのパラメータ全入力面の形状の異なるpMT −A、
B、C毎に決定する。前記基準応答特性は、第4図に示
す非線形回路の基準レベ/I/ Lll e Luを変
化させたときの均一性のテスト写真群(以下マツプと称
する)として予じめ作成しておく。本発明では、第4図
の非線形補正部NLRにおいて、スレシホールド回路T
Eと非線形回路MLの間にEFlなるエミッタフォロワ
を挿入し、両回路全分離することにより以下に述べるよ
うにマツプの構造を基準となるマツプの構造にイυせる
操作が容易となっている0 まず、第7図(α)に示すようなマツプについてマツプ
と非線形補正との関係を詳説“Tる。
マツプが△QABhる三角形になっているのはLn≦L
1□としている( Ln > Llzの領域を考えない
こととしている)ためである。同一マツプについては非
線形回路MLの抵抗R7,/?8.j?9の値は固定し
ておく。マツプは実際には第7図(α)の名産標点毎に
撮像された均一性のテスト写真が配置されたものであシ
、例えばLti方同VC6個、L+z方向に6個の座標
点金とった場合21枚のテスト写真で構成されることに
なる。
そして、第7図(α)に示したマツプの辺OA上の非線
形特性は、同図(h)に示すように、傾きK> = 1
’−g / (7?y + Rs )x、= CRs/
 Re)/ (B−7+ CRs/ Re))(Rs 
/ R9はR8とR9の並列合成抵抗を示す)および基
準レベルL12によシ決定され、基準レベルLszの変
化によシ図示矢印のように傾きに1の直線と傾きに2の
直線の交点(つまり折点)の位置が変化づ−る0寸た辺
013の非線形特性は同図(C)に示づ−ように頑きに
2と基準レベルLllによシ決定され、基準レベルL】
lの変化によシ折点位阪が変化する0きらに、マツプの
△OAB内の非線形特性は同図(d)に示すように傾き
Kl、に2と基準レベルL11 # Llzによシ決定
され、基準レベルL11 # L12の変化により2個
の折点位置がそれぞれ変化する。
このようなマツプの特性全オリ用して、均一性1スト写
真の非常に美しくなるときのマツプ構造(基準マツプ)
に似せるように非線形回路NLのパラメータ全決定ブー
る0 ここで、もしも第4図に示した非線形補正部NLRの回
路でエミッタフォロワEl?1がなければスレシホール
ド回路THとの非線形回路MLが分離されないために基
準レベルL10 s Ltt t Llzの与えられる
各端子の間に別のループができ、先に述べた如く簡単な
マツプの写像の考えが適用できない。
そればかシでなく均一性イメージに非線形回路NLに次
いで大きく影響するスレシホールド回路TH(これは本
来分解能イメージの補正に用いられる)のスレシホール
ドレベルの決定が非直線回路NLの定数に関連して変化
することになシパラメータの設定が非常に煩雑になる。
そこで本実施例においては、EFlなるエミッタフォロ
ワ全挿入して上述の問題音解決している。
具体的なパラメータの決定手順について第8図(α) 
、 (b) k参照して説明する。
第8図(α)において、pRlはこれからパラメータを
決定しようとする非線形補正部NLRの回路系拠おいて
、スレシホールドレベルを決定する基準レベルL16 
=: Q mFとし、接点全決定する基準レベルLrs
 # Ln ?−7”ルアツブしたときのpMT vス
ボンスであり、PR2は基準マツプの辺OE上の適宜箇
所でとったP11fTレスポンスであって、このpR,
−PR,特性を基準マツプの辺OB上の特性に似せるよ
うにパラメータに、 =G、/G□(Glt Gzは図
示G1・02部の傾き)を決定する。次に同図Cb)に
おいて、 pR3は基準マツプの辺OA上の適宜箇所で
とったPMTレスポンスであシ、このpRI  PRs
特性を基準マツプの辺OA上の特性に似せるようにに2
/に1’Fr決定し、このKz/Ksと先に求めたパラ
メータに2よりパラメータx、 = x2GVG4(R
3,R4は図示G3. G4部の傾き)′f:決定する
。こうして求めたに1. R2よシ R8= (1−Kl ) /RtKl ”・”” 1/((1−4)7?・zcl−i /Rs
 )として抵抗Rs p Re 全逆算する (R7は
予じめ設定されている。)r、スレシホールドレベルの
変化は第8図(α) 、 (h)の曲線(折れ線)の縦
軸方向への平行移動と等価であシ、第8図(α)に示す
曲線と横軸PRIの交点Tの値を電圧値に換算したもの
がかけるヘキスレジホールトノベルに相当するので、こ
れに応じて基準レベルLIok決定する0以上の操作全
入力面の形状の異なるPMT−A、B、C毎に行い、波
形整形回路A、B、Cにおける非線形補正部NLRの各
パラメータ値Lloe Lxt tLlz e Rs 
e R*’に決定する。
以上の作用により、入力面の形状の相違するPUTにそ
れぞれ対応する非線形補正特性を決定することができる
。そして、前記第2図に示すシンチレーションカメラ全
構成する個々のPMT−A 、 B 。
C,D、E、F・・・それぞれ圀対して、同一形状の入
力面ヶ有するPMTは同一の非線形補正特性會有するよ
うに抵抗値R,,R9、基準レベ/’ Llo # L
lla Llx ’f−決定すれば、シンチレーション
カメラの出力としてのイメージの均一性を向上すること
ができる。
このため、前記第6図に示す1うに、VSC−αは最も
入力面の直径の大きなPMT−A 、 Dに対応する波
形整形回路A、Dの基準レベルL1゜a Ll、p L
、2’C決定するように接続されている。以下同様に、
PMT−B、Hに対応する波形整形回路B、Eにvsc
−hが接続され、PMT−C,Fに対応する波形整形回
路C,FにVSC−tyが接続され、それぞれ入力面の
形状に応じた非線形補正特性を有するように設定されて
いる。従って、pMTの入力面の形状が相違していても
、シンチし/−ジョンカメラの出力としてのイメージの
均一性全向上することができる。
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨の範囲内で種々の変形側音包含することは言うま
でもない。例えば、シンチレータ?異種の入力面形状で
構成するPMTとしては、直径の大小に限らず、入力面
の形状全六角形、方形等にし1cPMTにすることもで
きる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によると、シンチレータ
?]l−構成するPMTの入力面の形状か異るものであ
っても、均一性の調整ケ簡単に且つ精度良く行なうこと
のできるシンチレーションカメラ全提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は矩形状のシンチレータに入力面の形状の異なる
pMT f配置した一例を示す概略説明図、に入力面の
直径の異なる3種類のpMT f配置した一例を示す概
略説明図、第6図は本発明の一実施例としてのシンチレ
ーションカメラにおける各PMTと波形整形回路及びV
SCの接続を示すブロックダイヤグラム、第4図は波形
整形回路における非線形補正部の回路図、第5図(α)
〜(C)は非線形補正の概要を説明するための特性図、
第6図はPMTレスポンス測定の自動化システムを示す
システムブロック図、第7図(α)〜(めはマツプと非
線形補正の関係全説明するための特性図、第8図(a)
。 (A)は非線形補正部のパラメータ決定の方法を説明す
るための特性図である0 1・・・シンチレータ、  2・・・ライトガイド、P
MT・・・光電子増倍管、 NLR・・・非線形補正部
、TH・・・スレシホールド回路、  NL・・・非線
形回路、EF、・・・インピーダンス変換回路。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (t′!か1名)−
47ζ □□□」“ 第7図 −人カ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の光電子増倍管によシ被検体内の放射性同位元素か
    らの放射線をシンチレータ及びライトガイドを介して検
    出し、この複数の検出信号業容波形整形回路によ夕波形
    整形した後、抵抗マトリクス方式位置計算回路により位
    置計算して放射線の前記シンチレータへの入射位置金求
    め、放射性同位元素の分布情報金得るシンチレーション
    カメラにおいて、前記複数の光電子増倍管全入力面の大
    きさの異なる数種のもので構成すると共に、前記各波形
    整形回路内に設定レベル以下の信号成分を除去するスレ
    シホールド回路と、非線形補正のための非線形回路と、
    前記スレシホールド回路と非線形回路との間に設けられ
    るインピーダンス変換回路とを具備し、前記非線形回路
    に光電子増倍管の入力面の大きさの相違に基づいて異な
    る非線形補正特性を設定してなること全特徴とするシン
    チレーションカメ2゜
JP14997882A 1982-08-31 1982-08-31 シンチレ−シヨンカメラ Pending JPS5940184A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011107122A (ja) * 2009-11-19 2011-06-02 Toshiba Corp 可変なライトガイド厚を有するガンマ線検出モジュール
JP2012088306A (ja) * 2010-10-19 2012-05-10 Toshiba Corp Pet検出器モジュール、放射線検出器、petスキャナシステム、信号処理方法、及び放射線検出器モジュールの製造方法

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