JPS6270784A - デイジタルシンチレ−シヨンカメラ - Google Patents

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、例えば生体等にラジオアイソトープ（以下Ｒ
１と称す）を注入し、特定の臓器もしくは疾患部に選択
的に集まるＲＩをシンチレーション検出器にて位置検出
し、その後集積像として映像化し生体の機能診断に供す
るディジタルシンチレーションカメラに関するものであ
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

シンチレーションカメラは複数の光電子増倍管をマトリ
ックス状に配列し、各光電子増倍管（以下フォトマルと
もいう）にプリアンプを接続して信号を増幅出力するよ
うに構成されている。

ところで、−各光電子増倍管は製作上の理由等により、
固有のゲインや特性を有し、相互にハラツギを持つため
、出荷時や据付時等に校正が必要である。又、出荷時や
据付時に校正を行なった後であっても使用中の経時的変
化により上記フォトマルの特性が変動することになるの
で、再度校正が必要になる。

従来は最初に用いた校正用データを次の校正時に再び利
用して校正を行なう方法、あるいはマトリックス状の光
電子増倍管のうちの一部に基準光発生器を各々内蔵して
おき、この基準光発光に基づく該当光電子増倍管の出力
を見てそのときの変動量を校正するデータを作り、これ
を全部のプリアンプのゲインに各々フィードパンクして
逐次、プリアンプゲインを一定に制御する方法等が用い
られていた。

しかしながら、上記固定の校正データを用いて次回の校
正を行なう方法ではフォトマルの経時的変化等により正
確な校正を行なうことはできず、又、基準光発生器を内
蔵する方法では、各光電子増倍管毎に基準光発生器を具
備させなければならないこと、及び校正手段がγ線を使
用していないため、正確な補正ができない等の問題を有
していた。

〔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り、簡単か
つ安価な構成でありながら、光電子増倍管の変動を正確
に校正できるディジタルシンチレーションカメラを提供
することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するために本発明は、被検体内に注入さ
れた放射線源からの放射線を複数個が行列状に配列され
た光電子増倍管によって検出し、各光電子増倍管に接続
されたプリアンプを介して得られる前記検出信号に基づ
いて座標位置とエネルギー分布とを測定するシンチレー
ションカメラにおいて、少なくとも使用初期の各光電子
増倍管の空間エネルギー分布を求める手段と、装置使用
中の前記光電子増倍管の空間エネルギー分布を測定する
手段と、前記初期空間エネルギー分布と使用中の空間エ
ネルギー分布とを比較し、各光電子増倍管のエネルギー
変化量を検出する手段と、前記各プリアンプ毎に設けら
れたゲイン調整手段と、前記エネルギー変化量に基づい
て前記ゲイン調整手段を制御する制御手段とを設けたこ
とを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明に係る装置の一実施例を示すブロック図
である。■ａ〜１ｎはマトリックス状に配列された光電
子増倍管（以下フォトマル、ＰＭＴともいう）であり、
各フォトマル１ａ〜１ｎの出力Ｓ　ｌ”　Ｓ　ｎはそれ
ぞれプリアンプ２ａ〜２ｎに出力されるようになってい
る。各プリアンプ２ａ〜２ｎの出力Ｓｌｌ〜Ｓ１゜は位
置信号発生回路４に入力される。位置信号発生回路４か
らはＸ、　Ｙ信号（座標アドレス信号）、Ｚ信号（エネ
ルギ一対応信号）及びＵＮＢ　（アンプランク）信号が
出力される。５は上記各信号をディジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器であり、ディジタル化された信号のうち
ＸＹ倍信号後段のりニアリティ補正マトリックス回路６
に人力され、Ｚ信号は詳細を詳述する工皐ルギー補正マ
トリックス回路１０及び波高分析器１１に出力されるよ
うになっている。前記リニアリティ補正マトリックス回
路６は前記Ｘ。

Ｙ信号における特性の直線性の歪を補正するデータが格
納されており、ここで、直線性の補正（校正）が行なわ
れる。このような補正が行なわれた後のｘ、ｙ信号及び
ＵＮＢ信号はＣＰＵ（中央演算制御回路）に人力される
。前記エネルギー補正マトリックス回路１０は、装置の
出荷時又は据付時に収集されるデータに基づいて作成さ
れる基準空間エネルギー分布をマトリックス配列した回
路であり、装置使用中には常に、波高分析器１２を介し
てＣＰｔＪ７に人、出力できるようになっている。前記
Ｚ信号を入力する波高分析器１１の出力側にはリアルタ
イム（現時点）空間エネルギー分布マトリックス回路１
３が設けられている。このリアルタイム空間エネルギー
分布マトリックス回路１３は、装置の使用時における定
期調整時又は臨床時に収集されるデータに基づいて作成
される空間エネルギー分布（スペクトラム）をマトリッ
クス状に配列して記憶してあり、ＣＰＵ７の制御に基づ
いて逐次人、出力できるようになっている。

ＣＰＵ７では前記基準空間エネルギー分布を格納しであ
るエネルギー補正マトリックス回路１０からの出力と、
装置使用時にその都度格納されるリアルタイム空間エネ
ルギー分布マトリックス回路１３からの出力とを逐次比
較し、両者のエネルギー曲線の差分を演算するようにな
っており、ｃｐｕ自体に内蔵された演算回路では間に合
わないようなときには外部に設置された高速演算処理装
置１４を利用して演算を行なうようになっている。図中
９はゲイン制御回路であり、前記ＣＰＵ７で演算された
各フォトマルのエネルギー分布の差分に基づいて後に詳
述する方法によって求められるゲイン調整信号が入力さ
れている。前記各プリアンプ２ａ〜２ｎにはそれぞれゲ
イン調整用抵抗ＶＲ。

〜ＶＲｎ及び、各抵抗値を切換えるアナログスイッチ３
ａ〜３ｎが内蔵されており、各アナログスイッチ３ａ〜
３ｎは前記ゲイン制御回路９からの信号によって切換制
御されるようになっている。

この制御の仕方としては、例えば前記ＣＰＵ７で演算さ
れたエネルギー分布の差分に基づいて後に詳述する方法
によって求められるゲイン調整データを印加するような
方法が用いられている。

次に上記装置の動作を説明する。

先ず、装置の出荷時又は据付時に、前記ゲイン制御回路
９に印加するゲイン調整信号を求める基礎となる予備デ
ータＷｉｊを求め、例えばＣＰＵ７に接続された図示し
ないメモリ回路に記憶させる。

この予備データＷｉｊは次のようにして求められる。

第２図は複数の光電子増倍管（フォトマル）ｌａ−１ｎ
をマトリックス状に配列したものであり、このようにし
て配列された各フォトマルの真上にポイントソースを順
次位置させて絞って行き、このときの各フォトマルのエ
ネルギー出力のスペクトラムをＣＰＵ７に取り込み各ピ
ーク値を求める。このときのポイントソースのスキャン
は、例えばＸ、Ｙプロッタに校正用線源を取り付け、自
動的に各フォトマルの中心に移動し、それに連動して各
プリアンプの出力を取り込む様にすればよい。ここで前
記スペクトラムの収集方法を詳述すると、例えばｊ番目
のフォトマルにポイントソースを絞ったときのｉ番目の
フォトマルのプリアンプからの出力Ｗｉｊを求め、Ｗｉ
ｊ＝１としたときの比率として収集すればよい。

又、装置の出荷時又は据付時に、エネルギー補正マトリ
ックス回路ＩＯにより第３図に示す様な基準空間エネル
ギー分布データＥ１を得る。

次に、短周期で実施される簡単な校正により、あるいは
臨床時の各フォトマルからの出力信号に基づく空間エネ
ルギー分布（スペクトラム）Ｅｚを求めてリアルタイム
空間エネルギー分布マトリクス回路に格納する。

この様にして求められた基準空間エネルギー分布スペク
トラムＥ１とリアルタイムエネルギー分布スペクトラム
Ｅ２とをＣＰＵ７に取り込んで両者の差分を求め、それ
に基づき且つ前記予備データＷｉｊを参照してゲイン変
動分を計算することができる。

次に、ゲイン変動分の計算例について説明する。

先ず、各記号の定義について説明する。

基準空間エネルギー分布におけるｉ番目のフォトマルの
中心位置の出力をＳｌ、リアルタイム空間エネルギー分
布におけるｉ番目のフォトマルの中心位置の出力をＳｉ
’とし、ＶｉをＳｉ’　−３ｉと定義すると、空間エネ
ルギー分布がｓ−ｓ’に変化したときのｉ番目のフォト
マルのゲイン変化Ｇ　Ｖ　ｉ　は次のマトリクス計算式
によって表わされる。

０　　Ｖ　−Ｓ　＝　Ｗ−”Ｖ 即ち、基準空間エネルギー分布とリアルタイム空間エネ
ルギー分布とから、上記（１）式に基づいて各フォトマ
ルのゲイン変動分が、例えば前記高速演算処理装置１４
を用いて計算されるわけである。

ここで、各フォトマルの中心点の決定方法に関しては、
例えばエネルギーとりニアりティ補正の双方を具備する
システムでは位置座標とメモリー上のアドレスとが一対
一に対応しているので相互変換が可能であり、この場合
の中心点は容易に求められる。

ここで臨床時、又は簡単な校正により求められる空間エ
ネルギー分布の導出の際の統計的変動に対する考慮であ
るが、各位置座標に対応するメモリー上のアドレスに対
して、エネルギー信号をＡＤＤ　１する時のカウント数
にて闇値を設け、それ以上のカウント数に達した位置座
標のみ第一式で逐次補正を行なう。この時問題になるの
は闇値カウント数に達していないアドレスの処理である
が、それは以前でしかももっとも新しいエネルギー信号
にて代用する。この問題は例えば毎朝校正用の空間エネ
ルギー分布の収集により（この収集はりニアりティ補正
用のデータ収集に比較し、きわめて短時間に収集可能）
解決させることが可能（つまりすべてのアドレスで闇値
カウントに達するまで収集を続ければよい）である。

又、臨床時の逐次補正のタイミングであるが例えば各臨
床終了時又は各アドレスの闇値カウント数に達したもの
が一定数に達した場合である。

更に、具体的なプリアンプのゲインの制御であるが、例
えば第４図のようなゲインの’Ｉ＆Ｂｍ整用のアッテネ
ータのついたアナログスイッチを第（１）弐で表わされ
るＧ　Ｖ　ｉのゲイン変動の逆数倍ゲインになるように
アナログスイッチ制御信号にて制御することにより容易
に実現可能である。もちろん本ゲイン制御回路が挿入さ
れるのはプリアンプの比較的初段の位置信号系とエネル
ギー信号系の分離される前であることは言うまでもない
。

次に空間エネルギー分布が据付時等からあまりにも変化
したことを警報する手段であるが第５図に示すように臨
床時又は簡単な校正により求められる空間エネルギー分
布Ｓ′が理論的に補正可能な闇値であるＵ、　　Ｌの範
囲内であることを逐次検出し、モニターもしくは音声合
成にて知らせるとともに、第４図のアナログスイッチの
ゲインをアッテネータの中間ゲインに相当する所に初期
化し検出器のチューニングをうながすものである。

〔発明の効果〕

本発明を実施することにより以下のような利点が生じる
。

ｆａｌ　　ａ車なオートチューニングが可能（ｂｌ　　
特別なオートチューニング用のハードウェアが不要 （Ｃ１エネルギー補正、リニアリティー補正が可能なア
ナログカメラにも同様の手法により適用可能 （ｄ）　　逐次補正不能のメソセージまで出すことが可
能である （ｅ＋　　処理速度が速い

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
それに使用される光電子増倍管の配列を示す平面図、第
３図は前記実施例の動作説明のだめの特性図、第４図は
前記実施例のゲイン調整部の構成を示すブロック図、第
５図は本発明の他の実施例を説明するための特性図であ
る。 １ａ−１ｎ・・・光電子増倍管、 ２ａ〜２ｎ・・・プリアンプ、 ３ａ〜３ｎ・・・アナログスイッチ、 ４・・・位置信号発生回路、７・・・ｃｐｕ、９・・・
ゲイン制御回路、 ｌＯ・・・エネルギー補正マトリックス、１３・・・リ
アルタイム空間エネルギー分布マトリックス。 代理人−弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　　　大　　胡　　典　　夫 図 第 図 弔　５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体内に注入された放射線源からの放射線を複数個が
   行列状に配列された光電子増倍管によって検出し、各光
   電子増倍管に接続されたプリアンプを介して得られる前
   記検出信号に基づいて座標位置とエネルギー分布とを測
   定するシンチレーションカメラにおいて、少なくとも使
   用初期の各光電子増倍管の空間エネルギー分布を求める
   手段と、装置使用中の前記光電子増倍管の空間エネルギ
   ー分布を測定する手段と、前記初期空間エネルギー分布
   と使用中の空間エネルギー分布とを比較し、各光電子増
   倍管のエネルギー変化量を検出する手段と、前記各プリ
   アンプ毎に設けられたゲイン調整手段と、前記エネルギ
   ー変化量に基づいて前記ゲイン調整手段を制御する制御
   手段とを設けたことを特徴とするディジタルシンチレー
   ションカメラ。