JPS62203078A

JPS62203078A - 放射線位置検出器

Info

Publication number: JPS62203078A
Application number: JP4492186A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Fujieda; 一郎藤枝
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1987-09-07

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】産業上の利用分野この発明は、被検者の体内に放射性同位元素（ＲＩ）を
投与してその分布像を求める核医学診断装置に関し、特
にその放射線位置検出器に関する。

従来の技術従来、シンチレーションカメラでは機械的なコリメータ
を用いるのが普通であるが、検出効率と空間分解能とが
両立しないという原理的な問題点がある。

最近、シングルフォトンエミッタを効率良くイメージに
する手段としての電気的コリメータが、Ｍ、Ｓｉｎｇｈ
らによって提案されている（Ｈｅｄ、ＰｈＹＳ−Ｖｏｌ
　１０．Ｎｏ、４．１１１１８３．４２１−４２７）　
、これは原理的には、２つの放射線位置検出器を２層に
配置し、入射した放射線が最初の検出器でコンプトン散
乱を起し、角度０方向に向った散乱線が次の検出器で光
電効果を生じることを、これらの検出器での事象の同時
計数により検出し、各検出器から得た位置情報およびエ
ネルギ情報より、コンプトン散乱点と光電効果を生じた
点とを結ぶ直線を軸とし、エネルギ情報から求められる
角度θの頂角を有する円錐上に放射線の入射方向を定め
、このような円錐についての情報を多数収集し、逆投影
して線源の分布像が再現するというものである。

同時計数のための回路は第４図のように構成される。放
射線位置検出器ｌ、２の出力は増幅器４１でそれぞれ増
幅され、ディスクリミネータ４２に送られて、一定レベ
ル以上の信号のみがコインシデンス回路４３に送られる
。さらにこの出力は加算器４４で加算されて入射した放
射線のエネルギに相当する信号とされ、５ＣＡ（シング
ルチャネルアナライザ）４５に送られる。この５ＣＡ４
５では、検出すべき放射線のエネルギに相当するウィン
ドが定められており、入力信号がこのウィンド内に入っ
たときにゲート信号を送って、コインシデンス回路４３
から、２つの入力信号の同時検出信号の出力を許容せし
める。

この電気的コリメータ方式では、機械的コリメータを用
いないので検出効率がきわめて高いという利点がある。

発明が解決しようとする問題点しかし、従来の上記のような同時計数回路では、検出器
１でコンプトン散乱・検出器２で光電効果という事象の
他に、検出器２でコンプトン散乱・検出器ｌで光電効果
という事象や、検出器ｌでのコンプトン散乱およびそれ
により生じる可能性のあるにα線が検出器２で光電効果
を起すという事象のような、放射線の入射方向の情報を
持たない事象までも同時計数してしまう。

この発明は、放射線の入射方向の情報を含まない事象を
除去し、放射線の入射方向の情報を持つ事象のみを計数
することができ、空間分解能を向上させることができる
。電気的コリメータ方式の放射線位置検出器を提供する
ことを目的とする。

問題点を解決するための手段この発明による電気的コリメータ方式の放射線位置検出
器は、少なくとも２Ｒに並置される放射線位置検出手段
と、線源側の検出器からのエネルギ信号が入力される低
エネルギウィンドを有するエネルギ分析手段と、線源側
でない側の検出器からのエネルギ信号が入力される高エ
ネルギウィンドを有するエネルギ分析手段と、上記低エ
ネルギウィンド内に入った線源側の検出器での事象と上
記高エネルギウィンド内に入った線源側でない側の検出
器での事象とを同時計数する手段とを有する。

作　　　　用線源側の検出器からのエネルギ信号が低エネルギウィン
ド内に入ったことにより、この検出器内でコンプトン散
乱が生じたことが検出できる。また線源側でない側の検
出器からのエネルギ信号が高エネルギウィンド内に入っ
たことから、この検出器で光電効果を起す事象が生じた
ことが分る。

そこで、これら検出器のエネルギ信号が低・高エネルギ
ウィンド内にそれぞれ入ったことを検出したときに、こ
れらの検出器内での事象の同時計数を行なえば、線源側
の検出器でのコンプトン散乱・線源側でない側の検出器
での光電効果という、放射線入射方向の情報を含む事象
のみを同時計数することが可能となり、それ以外の、入
射方向の情報を含まない事象を除去できて、空間分解能
が向上する。

実施例第１図に示す実施例では、複数の放射線位置検出器１．
２．３．４、・・・、が多層に並置されており、それぞ
れのエネルギ信号が増幅器１１を介してデュアルチャネ
ルアナライザ１２に送られる。

この、デュアルチャネルアナライザ１２は、たとえば第
２図のように、コンパレータ２１〜２４と、インバータ
２５．２６と、ＡＮＤ回路２７．２８とから構成されて
おり、コンパレータ２１〜２４には基準レベルＬＬ１．
ＵＬ１．ＬＬ２、ＵＬ２（ＵＬＩ＞ＬＬＩ＞ＵＬ２＞Ｌ
Ｌ２）がそれぞれ与えられ、入力信号の波高値がＵＬＩ
とＬＬＩとの間に入ったときＡＮＤ回路２７から出力Ｈ
が生じ、入力信号の波高値がＵＬ２とＬＬ２との間に入
ったときＡＮＤ回路２８から出力りが生じるようにされ
ている（第３図参照）。

そして、線源に一番近い側の検出器ｌのデュアルチャネ
ルアナライザ１２の出力りと、第２番目以降の検出器２
．３．４、・・・、のデュアルチャネルアナライザ１２
の出力ＨのＯＲ回路１３を経た信号とがコインシデンス
回路１４に入力されている。また、第２番目の検出器２
のデュアルチャネルアナライザ１２の出力りと、第３番
目以降の検出器３．４、・・・、のデュアルチャネルア
ナライザ１２の出力ＨのＯＲ回路１３を経た信号とがコ
インシデンス回路１４に入力され、第３番目の検出器３
のデュアルチャネルアナライザ１２の出力りと、第４番
目以降の検出器４．５、・・・、のデュアルチャネルア
ナライザ１２の出力ＨのＯＲ回路１３を経た信号とがコ
インシデンス回路１４に入力されるというように、一般
にｊ＃目の検出器の低エネルギウィンドを通過した信号
と、ｉ＋１番目以降の検出器のどれかが高エネルギウィ
ンドを通過した信号とのコインシデンスがとられる。

上記の低い側のウィンドは、入射した所定のエネルギの
放射線が各検出器でコンプトン散乱を生じるときのエネ
ルギ信号波高に対応して定められており、高い側のウィ
ンドは光電効果を生じるときのエネルギ信号波高に対応
して定められている。たとえば、１４１ＫｅＶのγ線に
対して、ＵＬｌが１３７．８ＫｅＶに、ＬＬＩが１１９
．３ＫｅＶに、ＵＬ２が２１．７ＫｅＶに、ＬＬ２が２
．３ＫｅＶに、それぞれ対応するように設定されると、
出力信号０ＵＴＩは、検出器１でコンプトン散乱を起し
く散乱角度２０’−７０°）、検出器２．３、・・・、
のいずれかでこの散乱線が光電効果を起したときに発生
し、この出力信号０ＵＴ１によってそのような事象の計
数が可能となる。

同様に、出力信号０ＵＴ２により検出器２でのコンプト
ン散乱とその散乱線による検出器３以降のどれかでの光
電効果とが同時計数できる。

これらの放射線位置検出器ｌ、２．３、・・・、はＧｅ
検出器やＮａＩシンチレーションカメラでもよいがＰ　
Ｉ　Ｐ　Ｓ　（Ｐｈｏｔｏｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ　Ｐｒ
ｏｐｏｒｔｉｏｎａｌＳｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　Ｃ
ｏｕｎｔｏｒ）やＧＳＰＣ（ＧａｓＳｃｉｎｔｉｌｌａ
ｔｉｏｎ　Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｕｎｔｅｒ
）等のガスシンチレーシゴンを利用した検出器あるいは
高圧Ｘｅ封入ＭＷＰＣ（マルチワイア比例計数管）など
を使用すると、各層の厚さを薄くしながら全体としては
厚くすることができるので、偶発同時計数と視差誤差の
問題を生じることなく感度を向上させることができる。

すなわち、視差誤差と偶発同時計数は検出器の厚さを薄
くすると低減されるが、そうするとコンプトン散乱の確
率Ｐｃが減少するという関係にある。上記のような構成
にすれば検出器の各層の厚さを薄くしても検出器として
の全体の厚さは減少しないので、確率Ｐｃの劣化を防止
できるからである。（ちなみに、検出効率εはε＝Ｐｃ
＠Ｇ２で定義される。ここに、Ｐｃはコンプトン散乱を
起す検出器でコンプトン散乱しその散乱線が光電効果を
起す検出器へ入射する確率、ε、は光電効果を起す検出
器での検出効率である。６ｍｍの厚さのＧｅ検出器とＮ
ａＩシンチレーションカメラの組み合せの場合、１４１
ＫｅＶのγ線に）いて６は０．０５程度の値になる。Ｐ
ｃはコンプトン散乱を起す検出器の厚さの関数で、Ｇｅ
検出器の場合１４１ＫｅＶのγ線について厚さ６ｍｍの
とき０．０５の最大値をとる。Ｘｅ検出器の場合も同様
の挙動を示すが、最大値を与える厚さは数０ｍｍ散１０
ｃｍとなり、偶発同時計数と視差誤差の問題が大きくな
るので、このような厚さは到底受は入れられない。）なお、上記の多層の検出器ｌ、２．３、・・・、を同一
容器に封入すれば、散乱線あるいは入射放射線の容器に
よる吸収が減少し、感度の向上につながる。

また上記の実施例では、ｉ番目の検出器でのコンプトン
散乱と、ｉ＋１番目以降の全ての検出器のどれかでの光
電効果とを同時計数するようにしているが、コイシデン
ス回路１４への入力信号を適当に変更することにより、
ｉ番目の検出器でのコンプトン散乱と、ｉ＋１番目以降
の特定の検出器あるいは特定のグループの検出器での光
電効果とを同時計数するという、自由な組み合せが可能
である。

さらに、上記の実施例では検出器を多層に並置したが、
２層のみでもよい、この場合は、第４図の従来の構成に
おいて、加算器４４と５ＣＡ４５とを取り除き、ディス
クリミネータ４２を、低いエネルギウィンドを有するＳ
ＣＡと、高いエネルギウィンドを有するＳＣＡとに変更
して、前者に検出器ｌのエネルギ信号を入力し、後者に
検出器２のエネルギ信号を入力する構成とすればよい。

発明の効果この発明によれば、電気的コリメータ方式の放射線位置
検出器において、入射放射線の入射方向の情報を与える
事象のみを計数することができて、空間分解能を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はデ
ュアルチャネルアナライザの一例を示すブロック図、第
３図は信号波高および検出レベルを示す波形図、第４図
は従来例のブロー、り図である。１．２．３．４・・・放射線検出器１１．４１・・・増幅器１２・・・デュアルチャネルアナライザ１３・・・ＯＲ
回路１４．４３・・・コインシデンス回路２１〜２４・・・コンパレータ２５．２６・・・インバータ　　・２７０．２８・・・ＡＮＤ回路４２・・・ディスクリミネータ４４・・・加算器４５・・・ＳＣＡ出願人　株式会社島津製作所、７゜ −も− 代理人　弁理士　佐原　祐介、・。 ′・′Ｉ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも２層に並置される放射線位置検出手段
と、線源側の検出器からのエネルギ信号が入力される低
エネルギウインドを有するエネルギ分析手段と、線源側
でない側の検出器からのエネルギ信号が入力される高エ
ネルギウインドを有するエネルギ分析手段と、上記低エ
ネルギウインド内に入った線源側の検出器での事象と上
記高エネルギウインド内に入った線源側でない側の検出
器での事象とを同時計数する手段とを有することを特徴
とする電気的コリメータ方式の放射線位置検出器。