JPS62135787A - ポジトロンct装置の検出器 - Google Patents
ポジトロンct装置の検出器Info
- Publication number
- JPS62135787A JPS62135787A JP60105856A JP10585685A JPS62135787A JP S62135787 A JPS62135787 A JP S62135787A JP 60105856 A JP60105856 A JP 60105856A JP 10585685 A JP10585685 A JP 10585685A JP S62135787 A JPS62135787 A JP S62135787A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scintillators
- pmt
- detector
- pieces
- output
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はポジトロンCT装置の検出器に係り、特に、シ
ンチレーション検出器に使用される光電子増倍管(以下
、PMTと称する)の数を減らすのに好適な構造とタイ
ミング信号を取り出す電子回路を備えだシンチレーショ
ン検出器に関する。
ンチレーション検出器に使用される光電子増倍管(以下
、PMTと称する)の数を減らすのに好適な構造とタイ
ミング信号を取り出す電子回路を備えだシンチレーショ
ン検出器に関する。
ポジトロンCT装置の検出器は、一般的に、1個のシン
チレータと1本のP M Tとをシリコングリース等に
より、光学的に接続した光学系とPMTのアノード信号
を処理するタイムピックオフ回路から成っている。ポジ
トロンCT装置では、被検体に投与されたラジオアイソ
トープから放出される消滅ガンマ線を効率よく検出する
だめ、多数の検出器を被検体のまわりに、リング状に密
接して配列する方法がとられている。まだ、検出器の解
像力を高めるだめ、幅の小さなシンチレータが用いられ
る。上記の理由から、近年、1す/グ轟りのシンチレー
タとPMTの数は、それぞれ、200〜500個程度を
備えだ装置の開発が要求されている。しかしながら、シ
ンチレータやPMTの数の増加は装置の高価格化につな
がるため、これらの数を減らすため何らかの工夫が必要
となる。とくに、PMTについては、その数を減らして
も入射ガンマ線の検出効率や解像力を損うことはないの
で、PMTの数を減らす工夫がなされてきた。
チレータと1本のP M Tとをシリコングリース等に
より、光学的に接続した光学系とPMTのアノード信号
を処理するタイムピックオフ回路から成っている。ポジ
トロンCT装置では、被検体に投与されたラジオアイソ
トープから放出される消滅ガンマ線を効率よく検出する
だめ、多数の検出器を被検体のまわりに、リング状に密
接して配列する方法がとられている。まだ、検出器の解
像力を高めるだめ、幅の小さなシンチレータが用いられ
る。上記の理由から、近年、1す/グ轟りのシンチレー
タとPMTの数は、それぞれ、200〜500個程度を
備えだ装置の開発が要求されている。しかしながら、シ
ンチレータやPMTの数の増加は装置の高価格化につな
がるため、これらの数を減らすため何らかの工夫が必要
となる。とくに、PMTについては、その数を減らして
も入射ガンマ線の検出効率や解像力を損うことはないの
で、PMTの数を減らす工夫がなされてきた。
引用した文献(A QUAD BGODETECTOR
AND ITS TIMING AND PO8ITI
ONINGDISCRIMINATION F’ORP
O8ITRONCOMPUTED TOMOGRAPH
Y HIDEO。
AND ITS TIMING AND PO8ITI
ONINGDISCRIMINATION F’ORP
O8ITRONCOMPUTED TOMOGRAPH
Y HIDEO。
MURAYAMA etal、NI&M192(198
2)501−511)および特願54−124742号
に記載の検出器は4個のシンチレータと2本のPMTを
組合せることにより、4個のシンチレータのうちどのシ
ンチレータにガンマ線が入射したかを2本のPMTのみ
で検出できる。この4連結シンチレータ方式を用いれば
、リング当シのPMTO数を1/2にすることができる
。しかしながら、この従来方式では、4個のシンチレー
タのうち内側に置かれた2個のシンチレータに入射した
ガンマ線の位置検出には、2本のP M Tの出力を比
較することから、振幅比較回路を必要とする。また、2
本のP M Tへの最適な光分配比を得るため、シンチ
レータとP M Tの厳密な位置決め、さらに、2本の
P hi T出力の厳密なバランス調整を行わなければ
ならない。さらに、内側の2個のシンチレータからの時
間情報を得るために、2本のP M Tのアノード電流
出力を加算しなければならないことから、振幅比較回路
には、各P M Tのダイノード電流出力を入力する必
要がある。したがって、上記文献記載の方式は検出器の
組立が複雑となるばかりでなく、タイムピックオフ回路
の調整も複雑となる。
2)501−511)および特願54−124742号
に記載の検出器は4個のシンチレータと2本のPMTを
組合せることにより、4個のシンチレータのうちどのシ
ンチレータにガンマ線が入射したかを2本のPMTのみ
で検出できる。この4連結シンチレータ方式を用いれば
、リング当シのPMTO数を1/2にすることができる
。しかしながら、この従来方式では、4個のシンチレー
タのうち内側に置かれた2個のシンチレータに入射した
ガンマ線の位置検出には、2本のP M Tの出力を比
較することから、振幅比較回路を必要とする。また、2
本のP M Tへの最適な光分配比を得るため、シンチ
レータとP M Tの厳密な位置決め、さらに、2本の
P hi T出力の厳密なバランス調整を行わなければ
ならない。さらに、内側の2個のシンチレータからの時
間情報を得るために、2本のP M Tのアノード電流
出力を加算しなければならないことから、振幅比較回路
には、各P M Tのダイノード電流出力を入力する必
要がある。したがって、上記文献記載の方式は検出器の
組立が複雑となるばかりでなく、タイムピックオフ回路
の調整も複雑となる。
本発明の目的は、従来技術のもつ、シンチレータとPM
Tの光結合の厳密な位置決めと厳密な回路の調整を要求
すること無しに、PMTの数を所定の半分に減らすこと
ができる検出器を提供することにある。
Tの光結合の厳密な位置決めと厳密な回路の調整を要求
すること無しに、PMTの数を所定の半分に減らすこと
ができる検出器を提供することにある。
第3図に引用した文献に記載された実施例を示す。図に
おいて、数字1はシンチレータ、記号Cl−04はシン
チレータに付けた番号、2は反射剤層、3はシリコン
グリース等の光結合層、4はPMT−x、4’はPMT
−yをそれぞれ示している。以下、簡単に、従来技術の
原理を述べる。図かられかるように、使用するPMTO
数を減らすため、4個のシンチレータに対して2本のP
M Tが光結合されている。CI (!:C2及びC
3とC4の接合面には反射剤が塗布されていて、互いに
光学的に切り離されている。一方、C2とC3との接合
面はシリコン グリース等により光結合されていて%C
2及びC3における発光の一部ばC3及びC2に分配さ
れることになる。したがって、clにガンマ線が入射し
たとき、PMT−Xのみ出力がちシ、同様に、C4の場
合はP M T −yのみ出力があることKなる。この
ことから、P U T −xとyのどちらか一方の出力
のみ検出されるので容易KClと04の区別ができる。
おいて、数字1はシンチレータ、記号Cl−04はシン
チレータに付けた番号、2は反射剤層、3はシリコン
グリース等の光結合層、4はPMT−x、4’はPMT
−yをそれぞれ示している。以下、簡単に、従来技術の
原理を述べる。図かられかるように、使用するPMTO
数を減らすため、4個のシンチレータに対して2本のP
M Tが光結合されている。CI (!:C2及びC
3とC4の接合面には反射剤が塗布されていて、互いに
光学的に切り離されている。一方、C2とC3との接合
面はシリコン グリース等により光結合されていて%C
2及びC3における発光の一部ばC3及びC2に分配さ
れることになる。したがって、clにガンマ線が入射し
たとき、PMT−Xのみ出力がちシ、同様に、C4の場
合はP M T −yのみ出力があることKなる。この
ことから、P U T −xとyのどちらか一方の出力
のみ検出されるので容易KClと04の区別ができる。
一方、C2にガンマ線が入射した場合%C2の光の十m
4rr+’o八(甲−ylf7itkl斗T)A、l甲
−計1zr へ配される。C3にガンマ線が入射した場
合はこの逆となる。したがって、PMT xとyの出
力波高値の大小関係を知ることにより区別できる。いま
、C2にガンマ線が入射した場合を考える。光分配比を
fとすると、PMT−xの第1ダイノードに到達する光
電子の平均数はN(1−f)、一方P M T −Vへ
の数はNfとなる。文献によれば、fを1/3に選べば
よいことが報告されている。
4rr+’o八(甲−ylf7itkl斗T)A、l甲
−計1zr へ配される。C3にガンマ線が入射した場
合はこの逆となる。したがって、PMT xとyの出
力波高値の大小関係を知ることにより区別できる。いま
、C2にガンマ線が入射した場合を考える。光分配比を
fとすると、PMT−xの第1ダイノードに到達する光
電子の平均数はN(1−f)、一方P M T −Vへ
の数はNfとなる。文献によれば、fを1/3に選べば
よいことが報告されている。
本発明では、C2とC3の接合面に、特殊な反射剤層を
施すことKよって、光配分比fを任意に制御し、最適な
fを得る方法を提案する。ここでは、fの値として、前
置増幅器出力NAfによりタイミングディスクリミネー
タを十分トリガできるよう及び前置増幅器出力NA(1
−f)によりエネルギーディスクリミネータを十分トリ
ガできるように選ぶ。ふつう、エネルギーディスクリミ
ネータの前には債分回路を設ける。このだめ、出力波高
値が小さくなる。そこで、増幅器をさらに設は出力波高
値を十分高くしてから、エネルギーディスクリミネータ
に入力することが行われる。いま、C2にガンマ線が入
射した場合、P M T −xのタイミング出力とエネ
ルギーディスクリ出力が生ずる。一方、PNiT−yか
らはタイミング出力のみ出力されることになる。したが
って、PMT−Xとyのタイミング出力とP M T
−xのエネルギーディスクリ出力のANDを取ることに
より、C2と03を区別することができる。C3にガン
マ線が入射した場合はこの逆となる。ふつう、消滅ガン
マ線のホトピークを1v程度に増幅すると仮定すれば、
タイミングディスクリレベルは10〜20mV%エネル
ギーディスクリレベルは約680mV(350kev相
当)に設定される。したがって、可能なfの範囲は、 0.68NA(1−f )>NAf)0.02NA(1
−f )・・・(1)となる。(1)式をさらに簡単に
すると、0.68>f/(1−f)>0.02
・・・・・・・・・、(2)となり、0.4 > f
> o、 02であることがわかる。
施すことKよって、光配分比fを任意に制御し、最適な
fを得る方法を提案する。ここでは、fの値として、前
置増幅器出力NAfによりタイミングディスクリミネー
タを十分トリガできるよう及び前置増幅器出力NA(1
−f)によりエネルギーディスクリミネータを十分トリ
ガできるように選ぶ。ふつう、エネルギーディスクリミ
ネータの前には債分回路を設ける。このだめ、出力波高
値が小さくなる。そこで、増幅器をさらに設は出力波高
値を十分高くしてから、エネルギーディスクリミネータ
に入力することが行われる。いま、C2にガンマ線が入
射した場合、P M T −xのタイミング出力とエネ
ルギーディスクリ出力が生ずる。一方、PNiT−yか
らはタイミング出力のみ出力されることになる。したが
って、PMT−Xとyのタイミング出力とP M T
−xのエネルギーディスクリ出力のANDを取ることに
より、C2と03を区別することができる。C3にガン
マ線が入射した場合はこの逆となる。ふつう、消滅ガン
マ線のホトピークを1v程度に増幅すると仮定すれば、
タイミングディスクリレベルは10〜20mV%エネル
ギーディスクリレベルは約680mV(350kev相
当)に設定される。したがって、可能なfの範囲は、 0.68NA(1−f )>NAf)0.02NA(1
−f )・・・(1)となる。(1)式をさらに簡単に
すると、0.68>f/(1−f)>0.02
・・・・・・・・・、(2)となり、0.4 > f
> o、 02であることがわかる。
第4図に、光分配比fとf/1−fとの関係を示す。以
上の結果、許容できる光分配比fはほぼOから40%ま
で広がっているため、シンチレータとP M Tとの光
結合の位置決めが容易となり、さらに、C2とC3の区
別をするだめの厳密な回路調整が不要となる。
上の結果、許容できる光分配比fはほぼOから40%ま
で広がっているため、シンチレータとP M Tとの光
結合の位置決めが容易となり、さらに、C2とC3の区
別をするだめの厳密な回路調整が不要となる。
本発明はポジトロンCT装置の検出器に係り、特に、シ
ンチレーション検出器に使用される光電子増倍管の数を
減らすのに好適な構造とタイミング信号を取り出す電子
回路を備えだシンチレーション検出器に関する。
ンチレーション検出器に使用される光電子増倍管の数を
減らすのに好適な構造とタイミング信号を取り出す電子
回路を備えだシンチレーション検出器に関する。
以下、本発明の一実施例を第1図と第2図により説明す
る。第1図は第3図の一部を書き直したもので、数字2
′をのぞいて、他の数字や記号の意味は同じである。2
′はシンチレータC2と03の接合面に光分配比fを適
当て変えることのできる反射剤層を示している。反射剤
層2′に:は、ふつう、他の接合面に使うのと同じ反射
剤、たとえば、硫酸バリウム等を使うが、反射側塗布領
域と透過領域とが一様に分布していることが望ましい。
る。第1図は第3図の一部を書き直したもので、数字2
′をのぞいて、他の数字や記号の意味は同じである。2
′はシンチレータC2と03の接合面に光分配比fを適
当て変えることのできる反射剤層を示している。反射剤
層2′に:は、ふつう、他の接合面に使うのと同じ反射
剤、たとえば、硫酸バリウム等を使うが、反射側塗布領
域と透過領域とが一様に分布していることが望ましい。
この反射側塗布領域と透過領域の面積比を変えることに
よって、光配分比rを変えることができる。原理的に、
fの値は2%以上であり、かつ40係以下でよいから、
反射剤層2′の作成は容易であることがわかる。
よって、光配分比rを変えることができる。原理的に、
fの値は2%以上であり、かつ40係以下でよいから、
反射剤層2′の作成は容易であることがわかる。
第2図は、第1図に示しだシンチレータとPLiTの組
合せから、実際に、各シンチレータに入射したガンマ線
のタイミング信号を得るタイムピツクオフ回路のブロッ
ク図を示している。PMT−Xアノード信号5は前値増
幅器6で増幅された後、タイミングディスクリミネータ
7と積分回路を備えだ増幅器8に入力される。タイミン
グディスクリミネータ7ではディスクリレベルを約10
〜20mVに設定し、タイミング信号を得る。タイミン
グディスクリミネータ7の出力は遅延回路を備えた波形
整形回路9に入力され、一定のパルス幅のタイミング信
号となる。一方、増幅器8の出力はエネルギーディスク
リミネータIOK入力される。エネルギーディスクリレ
ベルは、ふつう、消滅ガンマ線のもつエネルギー、51
1keVに対して、350kevに設定され、散乱線の
除去を行う。前述のタイミング信号はこのエネルギーデ
ィスクリミネータ10出力があるときのみ有効となる。
合せから、実際に、各シンチレータに入射したガンマ線
のタイミング信号を得るタイムピツクオフ回路のブロッ
ク図を示している。PMT−Xアノード信号5は前値増
幅器6で増幅された後、タイミングディスクリミネータ
7と積分回路を備えだ増幅器8に入力される。タイミン
グディスクリミネータ7ではディスクリレベルを約10
〜20mVに設定し、タイミング信号を得る。タイミン
グディスクリミネータ7の出力は遅延回路を備えた波形
整形回路9に入力され、一定のパルス幅のタイミング信
号となる。一方、増幅器8の出力はエネルギーディスク
リミネータIOK入力される。エネルギーディスクリレ
ベルは、ふつう、消滅ガンマ線のもつエネルギー、51
1keVに対して、350kevに設定され、散乱線の
除去を行う。前述のタイミング信号はこのエネルギーデ
ィスクリミネータ10出力があるときのみ有効となる。
PMT Yアノード信号5′についても同様な処理が
なされる。表−1はシンチレータC1〜C4にガンマ線
が入射した場合のシンチレータの位置を判別する論理を
示している。表−1において、◎印は出力波高値が大、
○印は小、X印は出力が無いことを示している。また、
数字1と0はディジタル信号の論理を示している。1の
場合、出力あり、0の場合、出力無しを示している。表
−1かられかるように、C1にガンマ線が入射したとき
、波形整形回路9出力が1、A N D回路11出力が
O,したがって、インバータ回路12出力が1、さらに
、エネルギーディスクリミネータ10出力が1であるか
らA N D回路13出力は1となる。同様にして%C
4にガンマ線が入射したとき、AND回路13り出力の
み1となる。
なされる。表−1はシンチレータC1〜C4にガンマ線
が入射した場合のシンチレータの位置を判別する論理を
示している。表−1において、◎印は出力波高値が大、
○印は小、X印は出力が無いことを示している。また、
数字1と0はディジタル信号の論理を示している。1の
場合、出力あり、0の場合、出力無しを示している。表
−1かられかるように、C1にガンマ線が入射したとき
、波形整形回路9出力が1、A N D回路11出力が
O,したがって、インバータ回路12出力が1、さらに
、エネルギーディスクリミネータ10出力が1であるか
らA N D回路13出力は1となる。同様にして%C
4にガンマ線が入射したとき、AND回路13り出力の
み1となる。
C2にガンマ線が入射したとき、波形整形回路9と9′
出力が1、エネルギーディスクリミネータ10出力が1
、一方、10′出力ば0、さらに、インバータ回路12
及び12′出力はそれぞれ0であるから、AND回路1
4出力のみが1となる。
出力が1、エネルギーディスクリミネータ10出力が1
、一方、10′出力ば0、さらに、インバータ回路12
及び12′出力はそれぞれ0であるから、AND回路1
4出力のみが1となる。
同様にして%C3にガンマ線が入射したとき、A N
D回路14′出力のみが1となる。このようにして、第
2図に示すタイムピックオフ回路によって、複雑な回路
の調整なしで、C1〜C4の位置の判定が行えることが
わかる。数字15〜17はシンチレータ01〜C4に入
射した消滅ガンマ線によるタイミング信号を示している
。
D回路14′出力のみが1となる。このようにして、第
2図に示すタイムピックオフ回路によって、複雑な回路
の調整なしで、C1〜C4の位置の判定が行えることが
わかる。数字15〜17はシンチレータ01〜C4に入
射した消滅ガンマ線によるタイミング信号を示している
。
本発明によれば、4個のシンチレータに2本のPN・I
Tを光結合することにより、1リング当りのPNITの
本数を半分に減らすことができ、ポジトロンCT装置の
価格の大部分を占める検出器部の価格を大幅に低減でき
る効果がある。
Tを光結合することにより、1リング当りのPNITの
本数を半分に減らすことができ、ポジトロンCT装置の
価格の大部分を占める検出器部の価格を大幅に低減でき
る効果がある。
第1図は本発明の実施例である検出器の構成図、第2図
は同じくタイムピツクオフ回路のブロック図、表−1は
第2図の回路動作を示す論理表である。第3図は従来技
術の検出器の構成図、第4図は本発明の光分配比の特性
を表わすグラフ。 1・・・シンチレータ、2・・・反射剤層、3・・・光
結合層、4・・・P M T。
は同じくタイムピツクオフ回路のブロック図、表−1は
第2図の回路動作を示す論理表である。第3図は従来技
術の検出器の構成図、第4図は本発明の光分配比の特性
を表わすグラフ。 1・・・シンチレータ、2・・・反射剤層、3・・・光
結合層、4・・・P M T。
Claims (1)
- 1、4個のシンチレータと2本の光電子増倍管を光結合
された光学系と光電子増倍管の出力から、各シンチレー
タに入射したガンマ線の位置決めとタイミング情報をと
り出すタイムピツクオフ回路から成る4連結シンチレー
タ方式による検出器において、4個のシンチレータのう
ち、外側に位置するシンチレータとその内側に位置する
シンチレータとの接合面には反射剤層が施されており、
さらに、内側の2個のシンチレータの接合面には、ある
一定の面積を有する反射剤層領域とある一定の面積を有
する透過層領域とがある一定の比でもつて、一様に分布
した層が施されており、さらに、光電子増倍管との光結
合部をのぞく他の面には反射剤層が施されていることを
特徴とするポジトロンCT装置の検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60105856A JPS62135787A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | ポジトロンct装置の検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60105856A JPS62135787A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | ポジトロンct装置の検出器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62135787A true JPS62135787A (ja) | 1987-06-18 |
Family
ID=14418628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60105856A Pending JPS62135787A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | ポジトロンct装置の検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62135787A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62142290A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-25 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線発光検出装置 |
US5091650A (en) * | 1989-12-15 | 1992-02-25 | Hamamatsu Photonics K. K. | Radiation detector using scintillator array |
US5300782A (en) * | 1992-06-26 | 1994-04-05 | General Electric Company | Gamma ray detector for pet scanner |
US5866908A (en) * | 1996-02-20 | 1999-02-02 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation | Reflector compensation for scintillator array with low temperature expansion |
US7166844B1 (en) | 2004-06-01 | 2007-01-23 | Science Applications International Corporation | Target density imaging using discrete photon counting to produce high-resolution radiographic images |
JP2007093376A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Natl Inst Of Radiological Sciences | 放射線位置検出方法及び装置 |
-
1985
- 1985-05-20 JP JP60105856A patent/JPS62135787A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62142290A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-25 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線発光検出装置 |
JPH0562710B2 (ja) * | 1985-12-17 | 1993-09-09 | Hamamatsu Photonics Kk | |
US5091650A (en) * | 1989-12-15 | 1992-02-25 | Hamamatsu Photonics K. K. | Radiation detector using scintillator array |
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US7388209B1 (en) | 2004-06-01 | 2008-06-17 | Science Applications International Corporation | Target density imaging using discrete photon counting to produce high-resolution radiographic images |
JP2007093376A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Natl Inst Of Radiological Sciences | 放射線位置検出方法及び装置 |
JP4534006B2 (ja) * | 2005-09-28 | 2010-09-01 | 独立行政法人放射線医学総合研究所 | 放射線位置検出方法及び装置 |
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