JPS6114471B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 この発明は普通ガンマ線カメラと呼ばれるシン
チレーシヨン・カメラに関する。この発明はこう
云うカメラの解像力並びに一様性を改善すること
を対象とする。

発明の背景 （シンチレーシヨン・カメラ） 核医学では、放射性同位元素を投与した身体か
ら放出されるガンマ線又はその他の高エネルギの
光子を検出する為にシンチレーシヨン・カメラが
使われる。検査される組織は同位元素を吸収した
程度に対応して光子を放出する。放出された光子
が結晶材料に吸収され、吸収箇所でシンチレーシ
ヨン（閃光）が起る。吸収箇所は放出箇所と略一
致する。これは光子がコリメータによつて結晶に
向けられるからである。一般的に結晶には６角形
に配置した光増倍管の配列が光学的に結合してお
り、各々の光増倍管が、検出される事象に対し特
定の幾何学的な関係に従つた大きさの出力信号を
発生する。各々の光増倍管がｘ及びｙ座標を有す
る。各々の光増倍管からの信号を抵抗重みづけマ
トリクスに供給すると、このマトリクスにより、
後述の様に各々の事象のｘ及びｙ座標を計算する
ことが出来る。ｘ及びｙ座標信号を使つて陰極線
管表示装置又はその他の形式の表示装置を駆動
し、なるべくシンチレーシヨン事象の真実の座標
に対応した表示装置内の座標点に強度変化が起り
又は書込みが行なわれる様にする。普通、各々の
事象のエネルギを加算してパルス波高解析にかけ
る。合計エネルギが解析装置の窓の中に入れば、
ｚパルスが発生され、これが表示装置の消去を解
除し、光点を書込むか、或いは他の何等かの強度
変化を発生する。表示装置のスクリーン上に現わ
れる非常に多数の光点の積分装置として写真フイ
ルムを使うことが出来る。身体組織内での放射の
分布の最終的な画像を構成する為には、相当数の
シンチレーシヨン事象が必要である。以上述べた
のは、米国特許第3011057号に記載されている周
知のアンガー形ガンマ線カメラ装置の基本的な、
理想的な特徴を要約したものである。

（シンチレーシヨン・カメラの課題） ガンマ線カメラ装置の設計技術者がぶつかる課
題は、一様性並びに解像力を最適にすることであ
る。種々の光増倍管（PM）の間の幾何学的を関
係の為、一様な分布を持つ放射能の源を結晶円板
の近くに配置し、表示装置の写真を撮ると、この
写真は各々の光増倍管の下がホツト・スポツトに
なり、光増倍管の間がコールド・スポツトになる
という非一様性を有する。云い換えれば、光増倍
管の間で発生したスポツト又はシンチレーシヨン
事象が、部分的に光増倍管の下に移動した様に感
知され、光増倍管の間でのスポツトの密度又は強
度が減少すると共に、光増倍管の下ではみかけ上
強度が増加する。

従来技術 この様な望ましくない影響を抑える公知の１つ
の方法は、光増倍管を円板から遠ざけることであ
る。然し、こうすると小さな細部を分解するカメ
ラの能力が犠性になる。この為、小さい細部を分
解しなければならないと共に、発生された像パタ
ーンと表示される像パターンとの間の一様性又は
対応性を保とうとすれば、光増倍管からの出力信
号を修正又は補正しなければならない。

電気的でない手段を用いて補正を行なう１つの
方法が米国特許第3774032号に記載されている。
この米国特許では、結晶と光増倍管との間にマス
クを配置して、結晶の或る区域からの光が直接的
に光増倍管に行くことが出来ない様にすることに
より、光増倍管によつて検出されるシンチレーシ
ヨンの分布を変える。こうすると、光増倍管の真
下で発生したシンチレーシヨンに対しては光増倍
管の出力が減少するが、他の区域、即ち、光増倍
管の間から来る光が直接的に光増倍管に行くこと
が出来る様になる。その結果、像の解像力及び一
様性が一層よくなるが、最適ではない。

従来、電子的な補正手段を用いて、前掲米国特
許に述べられている様な結果を達成することが提
案されている。この電子的な補正は、光増倍管に
結合された前置増幅器の入力及び出力信号が直線
的な関係を持つているとすると、明るさと距離と
の間の不釣合いはそのまゝであるが、雑音に対応
する低レベルの信号を除去し且つ光増倍管の中心
又はその近くで発生したシンチレーシヨン事象に
対応する高レベルの信号が抑圧される様に出力を
修正すれば、表示装置での光点の分布が一層一様
になるという認識に基づく。

米国特許第3953735号には、前置増幅器の出力
に適当なバイアスを加えると、振幅の大きい信号
をクリツプ又は抑圧することが出来ることが記載
されている。これは予定の振幅を越える信号に対
して、前置増幅器の利得を減少することに相当す
る。この方式では、前置増幅器の入力信号と前置
増幅器の出力信号との関係を示すグラフは、比較
的低レベルの第１の信号範囲に対しては直線的で
あるが、折点があつて、その後は、一層高いレベ
ルの入力信号に対して利得が低下する。こうする
と一様性並びに解像力が幾分改善されるが、依然
として局部的なホツト・スポツト及びコールド・
スポツトが結晶全体にわたつて不規則に現われ、
装置によつてばらつきがあると共に、装置の部品
の個々の特性にも左右される。

別の実質的な改良が米国特許第4071762号に記
載されている。この米国特許では、前置増幅器の
入力対出力伝達特性の勾配に２つ以上の変化を持
たせると、ホツト・スポツト及びコールド・スポ
ツトを除去する為に公知の方法を用いた場合にも
存在していた小さな局部的なホツト・スポツト及
びコールド・スポツトを除去することが出来るこ
とが判つた。この為、選ばれた前置増幅器の出力
に２種類又は更に多くの選ばれたバイアス電圧を
印加して、直線性又は一様性及び解像力を改善す
る。

米国特許第3980886号等には、非直線加算回路
からの信号を直線化の為に帰還信号として結合す
るダイオードを使つた他の方式が提案されてい
る。別の方法が米国特許第3908128号に記載され
ている。この場合、ダイオード又はその他の非直
線補償手段を交流及び直流源でバイアスして、前
置増幅器の出力回路から抵抗マトリクスの途中に
入れたダイオードが必ずしも同じ入力信号の振幅
で導電しない様にしている。

（従来技術の問題点） 以上の方式により、直線性又は一様性及び解像
力が改善され、これは全ての光子が同じエネルギ
を持つているとすれば大体適切である。然し、所
定の同位元素からの光子が単一エネルギを持つも
のであつても、シンチレーシヨン過程並びに検出
過程に於ける変動により、光増倍管からの電気信
号が変化し、この為表示装置に於ける事象の座標
は事象の真実の座標との対応性を欠くに至る。従
つて、信号を正規化するのが常套手段である。こ
れは座標信号を各事象のエネルギの和で除すこと
に相当する。

それでも、従来の直線化方法は、かなり異なる
公称光子エネルギを持つ２種類以上の同位元素を
使つた時又は公称ピーク・エネルギが幾つかある
同位元素に対ては、適切ではない。例えば、軟ら
かい組織の腫瘍又は骨から離れた所にある腫瘍の
結像に、現在放射性ガリウムがよく使われてい
る。ガリウムは３つのエネルギ・ピークを持つて
おり、他の同位元素は60乃至450キロ電子ボルト
の範囲にわたるエネルギ・ピークを持つている。
従来最も普通に使われている同位元素は、一般的
にエネルギ範囲が約70乃至160キロ電子ボルトで
ある。場合によつては、同時に２種類以上の同位
元素の結像をするが、従来の直線性補正方式は、
小さなエネルギ・スペクトルしか扱うことが出来
ないので、尚更不適切になる。

本願発明の概要 簡単に云うと、この発明の直線性補正手段は、
全ての光増倍管の前置増幅器によつて発生された
相異なる振幅電圧信号を加算し、この信号を使つ
て加算信号の予定の百分率となるバイアス電圧を
発生する。１実施例では、一対のトランジスタが
各々の前置増幅器の出力に接続されている。前置
増幅器の出力がその利得曲線上の或る点より低い
時には、対のトランジスタが非導電である。所定
のシンチレーシヨンのエネルギがこのレベルを越
えた時、このレベルは合計信号の第１の百分率に
対応するが、第１のトランジスタがオンに転じ、
利得並びに曲線の勾配を変える。事象の合計エネ
ルギが次の予定のレベルを越えると、第２のトラ
ンジスタに転じて、再び勾配を変える。この場
合、曲線には２つの折点がある。装置は、希望に
よつては、更に高いエネルギ・レベルで一層多く
の折点を持つ様に構成することが出来る。

前段に述べた様に信号を処理した後、それらを
使つて、シンチレーシヨン・カメラの分野の当業
者がよく知る幾つかの普通の方法の内の任意の方
法により、シンチレーシヨン事象の座標を計算す
ることが出来る。

実施例 次にこの発明がどの様に実施されるかを図面に
示した実施例について説明する。

（検出器） 第１図の一番左側にガンマ線カメラ１０が示さ
れており、一番右側に放射性同位元素による像を
可視的に表示し得る監視装置１１が示されてい
る。カメラ１０について説明すると、これは実質
的にアンガー形であり、コリメータ１２が複数個
の平行な垂直方向の孔を持つていて、検査の為に
コリメータの下側に配置される、放射を放出する
身体（図に示してない）から上向きに直線通路に
沿つて光子を通す。面積の大きいシンチレーシヨ
ン結晶１３がコリメータの出力端に配置される。
十分なエネルギを持つ光子が結晶１３によつて吸
収されると、吸収箇所でシンチレーシヨン又は閃
光が生ずる。複数個の光増倍管１４の入力端が面
積の大きい光学結合装置を介して各々のシンチレ
ーシヨン事象を見る。この光学結合装置は硝子板
１５であつてよい。第１図の下側から見た光増倍
管の配置が第２図に示されている。この図は37個
の光増倍管の配列であるが、この発明の直線性補
正手段が３個という少ない数の光増倍管、普通使
われる19個の光増倍管、並びに37個より多い数の
光増倍管を使う装置にも適用出来ることは云うま
でもない。

（前置増幅器） 各々の光増倍管の出力が前置増幅器の入力に結
合される。第１図では、37個の前置増幅器の内の
３個が示されており、夫々数字１６，１７，１８
で示す。各々のシンチレーシヨン事象が各々の光
増倍管によつて検出され、その夫々の出力信号の
大きさは、事象までの距離並びにそれに対する幾
何学的な関係及び光子エネルギに依存する。光増
倍管が座標軸に沿つて配置されている。第２図で
は、これらの座標軸を−ｘ、＋ｘ及び−ｙ、＋ｙで
示してある。各々の光増倍管の位置はその座標表
わすことが出来、シンチレーシヨンも同じであ
る。周知の様に、基本的な目的は、シンチレーシ
ヨン事象をテレビジヨン監視装置１１のスクリー
ン上の対応する座標に、歪みなく、非直線性を持
たずに且つ非一様性を持たない様に表示すること
である。

（抵抗重みづけマトリクス） この発明の装置では、従来の或る装置と同じ
く、37個の前置増幅器からの出力信号が夫々の抵
抗マトリクスに供給される。この内の３つのマト
リクスを参照数字１９，２０，２１で示してあ
る。典型的なマトリクス１９がRx＋、Rx−、Ry
＋、Ry−と記した４つの重みづけ抵抗を有す
る。これらの抵抗の値の決め方は、当業者が周知
であるから、説明する必要はない。第２図の配列
内にある各々の光増倍管が中心の光増倍管、又は
座標軸の交点を基準とすることを述べておけば十
分である。即ち、任意の場所で起るシンチレーシ
ヨンに対し、個々の検出用光増倍管の出力信号
は、抵抗の値を適当に選ぶことによつて、座標軸
からの距離に応じて重みをつけることが出来る。
若干の例を挙げると、第２図の光増倍管１に対す
るマトリクスの抵抗は、Rx＋、Rx−、Ry＋、
Ry−の順に、この例では36.5、12.1、9.76及び
14.3キロオームであり、並列抵抗値は3.54キロオ
ームである。光増倍管３７に対するマトリクスは
個々の抵抗値及び並列抵抗値が同じであるが、光
増倍管１の場合に較べて、Rx＋がRx−に変わ
り、Ry＋がRy−に変わる点が異なる。光増倍管
３４は光増倍管１に対するRxの値と同じである
が、Ryの値は逆になる。これは光増倍管３４が
ｘ軸に対して光増倍管１とは反対側にあるからで
ある。光増幅管３１に対するRx＋及びRx−の値
は18.2キロオームで相等しい。これはこの光増倍
管がｙ軸上にあるからである。Rx及びRy抵抗の
並列合成値は4.55キロオームである。一般的に、
夫々の象限内で対応する位置にある全ての光増倍
管のマトリクスの抵抗の絶対値は等しい。１９乃
至２１に示す様な抵抗マトリクスからの信号をど
の様に使うかを、これから詳しく説明する。然
し、最初にこの発明の非直線性補正手段を説明す
る。

（合計エネルギ信号発生手段） 第１図で、１６，１７又は１８に示す様な前置
増幅器からの種々の大きさを持つ出力信号がこの
発明に従つて組合される。例として、前置増幅器
１６からの出力信号を考える。これが抵抗２２を
通り、ダイオード２３及び抵抗２４を含む回路に
分岐して母線２５に続く。前置増幅器１７からの
信号が抵抗２６、ダイオード２７、抵抗２８を含
む同様な回路を通つて同じ母線２５に行く。実際
に、各々の光増倍管に対する全ての前置増幅器
が、抵抗２２、ダイオード２３及び抵抗２４と素
子の値が同じである回路を介して、母線２５に接
続される。実際の実施例では、抵抗２２に相当す
る抵抗は0.5キロオームであり、抵抗２４に相当
する抵抗は7.5キロオームである。母線２５に通
ずるこれらの分岐回路は、各々の事象に対する
各々の前置増幅器からの信号を同時に加算して、
このシンチレーシヨンの原因となつた光子の合計
エネルギを表わす合成信号を発生することが出来
る様にする。母線２５が加算増幅器３０の入力に
対する加算点となる。出力線３１に合計エネルギ
電圧信号が出る。

（バイアス信号発生手段） 出力線３１の加算信号即ち合計エネルギ信号を
使つて、この発明による２つのバイアス信号又は
非直線補正信号が発生される。この為にポテンシ
ヨンメータ３２，３３を使う。これらのポテンシ
ヨンメータのアームをLLC及びULCと記してあ
り、これらの記号は低レベル補正及び高レベル補
正のバイアス電圧信号の略である。この発明の商
業的な特定の実施例では、ポテンシヨンメータ３
２からのLLC信号は、出力線３１に出るピーク
即ち加算合計エネルギ信号の約50％になるバイア
ス電圧を発生する様に設定されている。ULCに
対するポテンシヨメータ３３は、出力線３１に出
る合計エネルギ信号のピークの値の70％になるバ
イアス電圧を発生する様に設定されている。こう
して、１６に示す様な増幅器からの出力信号が低
レベル補正信号LLC及び高レベル補正信号ULC
をこの順に越えた時、２段階で又は２つの折点で
増幅器の利得を変える２つのバイアス電圧信号が
得られる。

LLCバイアス信号が共通母線３４に送られ
る。この母線は、各々の前置増幅器の出力に付設
された、これから説明する非直線性補正装置に通
じている。高レベル補正信号又はバイアス電圧
ULCが共通母線３５に供給され、これから説明
する様に、各々の前置増幅器の出力回路に設けら
れた別の非直線性補正装置に送られる。加算増幅
器３０に過負荷をかけずに、前置増幅器をバイア
スし且つその利得を変えるのに十分な電流が利用
出来る様にする為、LLC及びULC信号を使つて
エミツタ・ホロワ形の個々のトランジスタ増幅器
を駆動する。これらの増幅器が夫々トランジスタ
３６，３７で構成されている。LLCに対する増
幅器がエミツタ抵抗３８を持ち、線３９がエミツ
タと抵抗との接続点からの信号を母線３４に結合
する。同様に、ULC増幅器がエミツタ抵抗４０
を持ち、線４１がエミツタと抵抗との接続点から
のバイアス電圧信号を母線３５に結合する。

繰返して云うと、１６乃至１８で示す様な37個
の前置増幅器の夫々からのアナログ出力電圧信号
が増幅器３０で加算され、その結果実質的に１個
の合計エネルギのピークの値が決まる。この例で
は、合計エネルギのピークの50％に等しいバイア
ス電圧信号が同時にバイアス母線３４に印加さ
れ、合計エネルギのピークの70％に等しい別の信
号が同時に高レベル・バイアス信号母線３５に印
加される。

（前置増幅器の利得の変更） 次にバイアス信号を使つて前置増幅器の利得を
変えるやり方を説明する。この明細書で前置増幅
器の利得とは、前置増幅器の入力信号と（抵抗マ
トリクスに入る時点での）出力信号との関係であ
る。37個のチヤンネル全部が同じであるから、第
１図の前置増幅器１６を含むチヤンネルについて
説明する。ダイオード４６を途中に入れた線４５
が分圧抵抗２２を重みづけ抵抗マトリクス１９に
接続する。前置増幅器１６からのアナログ信号
で、予定の雑音レベルを越える信号があれば、そ
れがダイオード４６を順バイアスし、抵抗マトリ
クス１９によつて処理される。小さなコンデンサ
４７によつて多少の波作用が行なわれる。

この例では、線４５と大地との間に１対のバイ
アス・トランジスタ４８，４９が接続されてい
る。典型的には、トランジスタ４８はダイオード
５０及び分圧抵抗５１と直列である。トランジス
タ４８のベースが低レベル・バイアス信号母線３
４に接続される。他方のトランジスタ４９もダイ
オード５２及び分圧抵抗５３と直列になつてい
る。トランジスタ４９のベースが高レベル・バイ
アス電圧母線３５に接続される。

全てのチヤンネルが同じ様に接続されている。
例えば前置増幅器１７を含むチヤンネルは、雑音
閾値設定タイオード５４及び波コンデンサ５５
を含む出力手段をこの前置増幅器に対して持つて
いる。更に第１のバイアス・トランジスタ５６で
表わした非直線制御装置と、バイアス・トランジ
スタ５７で表わした別の非直線制御装置とを持つ
ている。トランジスタ５６のベースが、合計エネ
ルギのピーク電圧の50％が現われる母線３４に接
続され、トランジスタ５７のベースが、合計エネ
ルギのピーク電圧の70％が現われる母線３５に接
続される。

前置増幅器１６を含むチヤンネルについて説明
すると、ダイオード４６を丁度順バイアスすると
共に、ピーク電圧の丁度50％か又はそれより低い
様な範囲の信号の大きさの場合、処理が普通であ
ることは明らかである。即ち、信号は、前置増幅
器の利得を何等修正せずに、マトリスク１９に送
られる。然し、線４５に現われる信号が、ピーク
電圧の50％より大きいと、トランジスタ４８の逆
バイアスに打ち克ち、このトランジスタが導電す
る。この為、抵抗２２，５１が分圧器として作用
し、前置増幅器の入力及び出力アナログ信号の間
の比を変えるので、前置増幅器の利得が実効的に
変わる。

今説明したことが、前置増幅器の出力電圧と入
力電圧との関係を示す第４図のグラフに示されて
いる。２つの曲線５９，６０が示されている。
夫々が、実質的に異なるピーク・エネルギを持つ
同位元素に対するものである。エネルギの低い方
の曲線５９が３つの部分６１，６３．６５を持つ
ことが示されている。折点６２までの第１の部分
６１は、信号の大きさがピークの50％に達するま
で、増幅器の利得が直線的であることを示してい
る。50％に達すると、トランジスタ４８が導電す
る折点６２の後、曲線の勾配又は利得は部分６３
の勾配になる。或る事象に対する合計エネルギの
50％より大きな信号が前置増幅器から来るまで、
前置増幅器の入力及び出力電圧の間に直線関係が
あることに注意されたい。

再び第１図について説明すると、前置増幅器１
６からの信号が合計エネルギ信号のピークの70％
を越えた時、トランジスタ４９の逆バイアスに打
ち克つて、このトランジスタが導電して利得を変
える。この折点を第４図の６４に示してある。抵
抗５１，５３の抵抗値が違うので、その時の利得
の変化は、低い方のバイアス信号の場合とは異な
る値である。第４図に見られる様に、折点６４の
後、部分６５によつて示す様に、利得曲線の勾配
が再び変わる。大抵の用途では、上に述べた様に
２回の利得の変更によつて、シンチレーシヨン事
象の座標と表示される事象の座標との間に直線性
又は対応性を得るのに十分である。更に多くの折
点を必要とする場合、更に多くのバイアス電圧を
発生して、４８，４９に示す様な付加的なトラン
ジスタ並びにそれに関連した回路を使わなければ
ならないことは勿論である。

第４図の曲線６０は、曲線５９を描く際に使つ
た光子よりも更に高いエネルギの光子を持つ同位
元素に対するものである。或いは同じ同位元素で
あつても、２つのエネルギ・ピークを持つもので
あつてもよい。いずれにせよ、利得が折点６６と
折点６７で変わる。折点６６では、入力信号の大
きさがピークの50％であり、折点６７では大きさ
がピークの70％である。折点６６で示す様に、合
計エネルギの50％より大きな信号が発生するまで
は、前置増幅器の入力及び出力電圧の間に直線関
係があることに注意されたい。曲線６０は曲線５
９よりも一層高いエネルギの光子の場合である
が、この折点６６は合計エネルギの50％、折点６
７は合計エネルギの70％の所であり、エネルギの
小さい方の曲線５９も、折点６２は合計エネルギ
の50％、折点６４は合計エネルギの70％である。

利得がピーク即ち合計エネルギ信号の公称50％
及び70％の所で変わることにより、この発明を用
いた特定の装置に於ける直線線又は対応性が著し
く改善される。製造業者が違う装置では、幾何学
的な違い並びに電子回路の違いがいろいろある
為、百分率を幾分変えることが出来る。他の装置
に対する特定の百分率は具体的に幾らと決めるこ
とは出来ないが、公知の大抵の装置では、全ての
光増倍管からの信号の和のピークの50％及び70％
又はその近くで利得を変えることによつて、有利
な結果が得られる。

次にピークの50％及び70％に対応するバイアス
電圧が望ましい結果を生むと判断する根拠となつ
た幾つかの点を、第５図について説明する。第５
図は光増倍管の出力電圧を、光増倍管の中心から
のシンチレーシヨン事象の距離に対して示すグラ
フである。これまで説明して来た一様性補正方式
を使わない場合、２つの相異なる光子エネルギ・
レベル又はピークを持つ同位元素に対する両者の
関係が、実線の曲線７０，７１で示されている。
この系の数学的なモデルを作つて、計算機で対応
するアルゴリズムを実行すると、曲線の初めの所
の破線７２，７３の形になる様に、曲線の冒頭の
部分を抑圧する様に、光増倍管の中心からの距離
とその出力電圧との関係を定めた場合、最適の直
線性、即ち事象の位置とその表示との間に最善の
対応性が得られる様なパラメータを決定すること
が出来る。曲線７３−７０及び７２−７１は同じ
であつて合同になる。この発明を実施したいが、
計算機で解析する便宜がない者は、50％及び70％
のバイアス電圧を第１近似に選び、結果が最適で
なければ、最適の結果が得られるまで、LLC及
びULCポテンシヨンメータ３２，３３を別のレ
ベルに調節して付加的な試験を行なうことが出来
る。

（装置の他の部分） 装置の内、これまで説明しなかつた部分は、大
部分普通のものであるから、ごく簡単に説明す
る。前に述べたことであるし、周知でもあるが、
１９乃至２１に示す様な重みづけ抵抗マトリクス
からのアナログ信号を正規化して、それらをエネ
ルギに無関係にしなければならない。そうしない
と、監視装置１１に於ける像の表示の大きさがエ
ネルギに伴つて増減する。正規化の１つの方法
は、座標信号をそれら全部の和で除すことであ
る。この為、１９乃至２１に示した様な、全ての
チヤンネルからの37個のマトリクスの重みづけ座
標信号＋ｘ、−ｘ、＋ｙ及び−ｙを共通母線７５，
７６，７７，７８にまとめる。全ての＋ｘ座標信
号を増幅器７９で加算する。全ての−ｘ信号を増
幅器８０で加算する。同様に、＋ｙ及び−ｙ座標
信号を夫々増幅器８１，８２で加算する。増幅器
７９，８０，８１，８２の出力が加算増幅器８３
の入力となる。加算増幅器８３の出力は、任意の
シンチレーシヨン事象に対する座標信号の代数和
となる。加算増幅器７９−８２からの出力がブロ
ツク８４乃至８７で示した割算器にも送られる。
加算信号Ｅが線８８を介して各々の割算器に供給
され、そこで割算を行なう。除算された即ち正規
化したｘ座標信号が差動増幅器８９の入力に送ら
れ、線９０に出るこの増幅器の出力は、その事象
に対して、監視装置の陰極線管表示装置で電子ビ
ームのｘ位置を定める信号である。同様に、ｙ割
算器８６，８７の出力が増幅器９１に送られ、そ
の出力線９２からｙ偏向に対応する信号が監視装
置の偏向回路に伝達される。増幅器８３からの合
計エネルギ信号Ｅがパルス波高弁別器９３，９４
で解析される。弁別器９３は合計エネルギが１つ
の窓の中に入つているかどうかを決定し、弁別器
９４は別の窓に入つているかどうかを決定する。
エネルギが一方又は他方の窓の限界内にあれば、
弁別器がパルス形成回路９５を作動して、線９６
にｚパルスを発生し、この信号が監視装置１１の
陰極線管ビームの消去を解除し、事象の座標の所
に光点を書込むことが出来る様にする。

第３図は加算増幅器８３の出力に得られる種々
の大きさを持つ合計エネルギ信号を示す。弁別器
９３に対する窓の下限及び上限が第３図の破線９
７，９８で示されており、弁別器９４に対する窓
の下限及び上限が９５，９６に示されている。４
つの異なる合計エネルギ信号９９乃至１０２が示
されている。信号９９はそのピークが窓の限界９
５，９６に入る程の大きさがなく、その為それが
発生しても、ｚパルスが形成されず、監視装置の
スクリーンに光点が書込まれない。これは両方の
弁別器によつて排除される。信号１００は低い方
の弁別器の窓の限界９５，９６に入る位の合計エ
ネルギを持つており、この為ｚパルスがそれに伴
つて形成され、監視装置のスクリーンにマークが
書込まれる。合計エネルギ信号１０１は弁別器９
３又は９４の窓の限界内に入らず、その為それが
発生してもｚパルスは形成されない。合計エネル
ギ信号１０２はそのピークが高レベルの弁別器９
３の下限及び限界９７，９８の間に入る位の大き
さを持つており、この場合ｚパルスが形成され、
シンチレーシヨン事象の座標の所で、監視装置に
マークが書込まれる。

（別の実施例） 各々のシンチレーシヨン事象で検出された合計
エネルギの関数として、前置増幅器の利得を非直
線的に補正するという考えを別の検出方式に適用
した場合を、第６図について次に説明する。この
回路は米国特許第3908128号の第５図に示される
様な非直線性補正手段の若干の素子を含んでい
る。この出願の第１図の素子と実質的に対応する
素子には、対応する参照数字にダツシユを付して
表わしてある。

前掲米国特許には、特定の前置増幅器からの信
号が予定の直流バイアス電圧を越えた時、何時で
も各チヤンネルの前置増幅器の利得を変えること
が記載されている。更に、出力線を交流バイアス
電圧でバイアスし、この交流バイアス電圧が直流
電圧に重畳されている。この為、前置増幅器から
の信号と、事象の座標を決定する為に使われる対
応する信号との間の関係即ち利得を表わす曲線に
１つの折点が生ずる。本来ならば直流バイアスの
為に固定である筈の折点が交流バイアス周波数で
振動する様に交流バイアスを使い、こうしてバイ
アス回路に使われるダイオードの明確なカツトオ
フの為に起ると云われている視野の斑点模様を避
ける。この補正手段は、同位元素（１つ又は複
数）が異なるエネルギ・ピークの光子を放出する
時には、適正に補正をすることが出来ない。

第６図では、光増倍管からの検出信号は、予備
増幅されて雑音閾値設定ダイオード４６′を順バ
イアスする位の振幅を持つている状態で、前置増
幅器から抵抗２２′、ダイオード４６′及び線４
５′を介して、普通の様に座標信号計算回路に送
られる。然し、線４５′には、ダイオード５０′、
抵抗５１′及び交流バイアス電圧信号源１１０を
含む回路により、逆バイアス電圧が印加されてい
る。交流信号は0.5ボルト未満であるのが普通で
ある。従来、第６図に示してないが、直流バイア
ス電圧源を前述の様に交流バイアス電圧源１１０
と直列に接続している。逆バイアスは固定の直流
バイアス電圧と交流バイアス電圧の瞬時値との和
に等しいが、この逆バイアスを越える様な検出信
号が線４５′に現われると、バイアス回路が導電
する。この結果、前に述べた利得曲線に勾配の変
化又は折点が生ずるが、これは取扱うピーク・エ
ネルギ１種類だけの場合には満足し得る方式であ
る。云い換えれば、この形式のバイアス方式は単
一ピーク・エネルギにしか使えない。

この発明では、前に設明した実施例と同じく、
第６図で検出器の合計出力エネルギの関数とし
て、バイアス点を変えることにより、前置増幅器
の利得を変え又は利得曲線に折点を作る。常に合
計エネルギの予定の百分率である直流バイアスを
加えるだけでよい。可変の直流バイアスは、第１
図の加算増幅器３０の出力から得られるピーク・
エネルギ・バイアス電圧の50％であつてよい。こ
の為、第６図では、バイアス回路が百分率バイア
ス電圧が現われる母線３４′に接続される。線４
５′に現われる信号の振幅が変わると、合計エネ
ルギが変わり、直流バイアスが常にピーク・エネ
ルギ他は合計エネルギの予定の百分率であるか
ら、バイアス点がそれに対応して移動する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のエネルギに無関係な直線性
補正手段を用いたガンマ線カメラ装置の略図で、
この発明による回路は詳しく示してあるが、普通
の部分はブロツク図で示してある。第２図は37個
の光増倍管を用いた典型的な配置の光増倍管の入
力端側を示す図、第３図はパルス波高の選択及び
正規化を説明する為のグラフ、第４図は直線性補
正手段の入力に現われる信号電圧と補正後の電圧
出力との関係を示すグラフ、第５図は２種類の異
なる光子エネルギ・スペクトルに対し、光増倍管
の出力電圧と光増倍管の中心からの事象の距離と
の関係を示すグラフであり、実線は補正しない信
号、破線は補正した信号を示す。第６図はシンチ
レーシヨン事象の合計検出エネルギの百分率に基
づく非直線性の補正を利用した別の形の検出回路
の回路図である。 主な符号の説明、１０：ガンマ線カメラ、１
１：テレビジヨン監視装置、１４：光増倍管、１
６，１７，１８：前置増幅器、１９，２０，２
１：抵抗マトリクス、２２，２６：抵抗、３０：
加算増幅器、３２，３３：ポテンシヨンメータ、
４８，４９：トランジスタ、５０，５２：ダイオ
ード、５１，５３：抵抗、１１０：交流バイアス
電圧源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物体によつて放出された放射エネルギを検出
   し、各々が検出された放射事象に応答して略同時
   に電気パルスを発生する複数個の検出器１３，１
   ４と、 夫々の該検出器からの電気パルスを同時に増幅
   する複数個の前置増幅手段１６，１７，１８と、 該前置増幅手段からの電気パルスを加算して
   各々の放射事象における前記電気パルスの合計エ
   ネルギを表わす信号を発生する手段２２，２３，
   ２４，２５，２６，２７，２８，３０，３１と、 該合計エネルギに応じて、合計エネルギ信号の
   相異なる予定の百分率に夫々対応し且つ合計エネ
   ルギに従つてその絶対値が変化する複数のバイア
   ス信号を発生する手段３２，３３と、 前記前置増幅手段からの電気パルスに対する出
   力回路手段３４，３６，３７，４０，４１とを有
   し、該出力回路手段は、前記バイアス信号によつ
   て夫々制御されて、前記合計エネルギ信号のピー
   クの低い方の前記予定の百分率に対応するバイア
   ス信号よりも大きさの大きい前置増幅手段からの
   信号が発生したことに伴つて前置増幅手段の利得
   を変えると共に、前記合計エネルギ信号のピーク
   の次に高い前記予定の百分率に対応するバイアス
   信号よりも大きさの大きい信号が発生したことに
   伴つて再び利得を変更する制御手段２２，４６，
   ４８，５０，５１，４９，５２，５３を含んでい
   るシンチレーシヨン・カメラ。 ２ 特許請求の範囲１に記載したシンチレーシヨ
   ン・カメラに於て、前記出力回路手段が、前置増
   幅手段に接続された第１の抵抗手段を有し、前記
   制御手段が第２の抵抗手段、ダイオード手段及び
   制御素子を持つトランジスタ手段を含み、第２の
   抵抗手段が第１の抵抗手段に結合されてそれと共
   に分圧器を形成し、更に、前記バイアス信号を
   夫々の制御素子に結合する手段を設けたシンチレ
   ーシヨン・カメラ。 ３ 特許請求の範囲１又は２に記載したシンチレ
   ーシヨン・カメラに於て、１つのバイアス信号が
   前記合計信号のピークの約50％であり、別のバイ
   アス信号が合計信号のピークの約70％であるシン
   チレーシヨン・カメラ。 ４ 物体から放出された放射によつて生ずるシン
   チレーシヨン事象を検出し、各々が該事象との関
   係に応じた大きさを持つ電気パルスを発生する複
   数個の検出器、前記信号に応答して前記事象の座
   標に対応する信号を発生する手段、及び前記座標
   信号に応答して対応する座標にある前記事象の合
   成の像を発生する表示手段を有するシンチレーシ
   ヨン・カメラに於て、 前記事象の原因となつた放射のエネルギに実質
   的に無関係に、前記事象の座標と前記表示手段に
   於けるその座標との間の対応性を改善する手段を
   設け、該改善する手段は、 前記検出器と夫々結合されていて前記電気パル
   スを同時に増幅する前置増幅手段を夫々含む複数
   個のチヤンネルと、 各々の事象から生じた全ての前記パルスを加算
   してパルスの合計エネルギを表わす信号を発生す
   る手段と、 該合計エネルギに応じて、前記合計エネルギ信
   号のピークの相異なる少なくとも２種類の百分率
   に夫々対応するバイアス信号を発生する手段３
   ２，３３と、 前記前記増幅手段の出力に夫々結合される第１
   の抵抗手段２２，２６と、前記座標信号を発生す
   る信号が当該分圧器から得られる様に前記第１の
   抵抗手段と回路接続されて分圧器を形成する第２
   及び第３の抵抗手段２４，５１と、 前記第２及び第３の抵抗手段と夫々回路接続さ
   れたスイツチング手段４８，４９とで構成されて
   おり、各々のスイツチング手段は前置増幅手段か
   らのパルス信号の大きさが低い方の百分率に対応
   するバイアス信号の大きさをこえたこと並びに前
   置増幅手段からパルス信号の大きさが次に高い百
   分率に対応するバイアス信号の大きさをこえたこ
   とに応答して夫々状態を変えて、前置増幅手段の
   実効的な利得を相次いで変える様にしたシンチレ
   ーシヨン・カメラ。 ５ 特許請求の範囲４に記載したシンチレーシヨ
   ン・カメラに於て、前記スイツチング手段が、
   夫々前記第２及び第３の抵抗手段を含む負荷回路
   を持つと共に夫々制御端子を持つトランジスタ手
   段であり、更に、前記バイアス信号を前記制御端
   子に夫々結合する手段を設けたシンチレーシヨ
   ン・カメラ。 ６ 特許請求の範囲４又は５に記載したシンチレ
   ーシヨン・カメラに於て、１つのバイアス信号が
   合計信号のピークの値の約50％であり、別のバイ
   アス信号が合計信号のピークの値の約70％である
   シンチレーシヨン・カメラ。 ７ 物体によつて放出された放射エネルギを検出
   して、各々が検出された各々の放射事象に応答し
   て電気パルスを発生する複数個の検出器と、 夫々の検出器からの電気パルスを増幅する複数
   個の前置増幅手段と、 該前置増幅手段からの電気パルスを加算して前
   記パルスの合計エネルギを表わす信号を発生する
   手段と、 前記合計エネルギ信号の予定の百分率に対応し
   且つその絶対値が該合計エネルギに従つて変化す
   るバイアス信号を発生する手段と、 前記前置増幅手段からの電気パルスに対する出
   力回路手段とを有し、該出力回路手段は、前記バ
   イアス信号によつて制御されて、前記前置増幅手
   段からの信号の内、前記合計エネルギ信号のピー
   クの前記百分率に対応するバイアス信号よりも大
   きさの大きい信号が発生した時、それに伴つて前
   記前置増幅手段の利得を実効的に変える手段を含
   んでいるシンチレーシヨン・カメラ。 ８ 物体によつて放出された放射から生ずるシン
   チレーシヨン事象を検出して、各々が該事象との
   関係に応じた大きさを持つ電気パルスを発生する
   複数個の検出器、前記信号に応答して事象の座標
   に対応する信号を発生する手段、及び前記座標信
   号に応答して対応する座標にある事象の合成の像
   を発生する表示手段を有するシンチレーシヨン・
   カメラに於いて、 事象の原因となつた放射のエネルギに実質的に
   無関係に前記事象の座標と前記表示手段内でのそ
   の座標との間の対応性を改善する手段を設け、該
   改善する手段が、 出力手段並びに前記電気パルスを増幅する為に
   夫々検出器と結合された入力手段を有する前置増
   幅手段を含む複数個のチヤンネルと、 各々の事象により生じた該出力手段からの全部
   のパルスを加算して前記パルスの合計エネルギを
   表わす信号を発生する手段と、 該合計エネルギに応じて前記合計エネルギ信号
   のピークの値の予定の百分率に対応し且つその絶
   対値が該合計エネルギに従つて変化する直流バイ
   アス信号を発生する手段と、 前記前置増幅手段の出力に夫々結合された第１
   の抵抗手段と、ダイオード、抵抗手段及び交流バ
   イアス電圧源を含む回路とを有し、該回路が前記
   直流バイアス信号の源並びに前記第１の抵抗手段
   に結合されて分圧器を形成し、こうして前記前置
   増幅からの信号が前記直流バイアス電圧及び前記
   交流バイアス電圧の和を越えた時、前記回路が導
   電して前記前置増幅手段の利得を実効的に変える
   様にしたシンチレーシヨン・カメラ。 ９ 特許請求の範囲８に記載したシンチレーシヨ
   ン・カメラに於て、前記直流バイアス電圧が前記
   合計エネルギ信号の値の約50％であるシンチレー
   シヨン・カメラ。