JPH02272385A - ガンマカメラ装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、放射性同位元素（ＲＩ）を投与された被検
体内におけるＲＩ分布データを作成するガンマカメラ装
置に係り、特に放射線の入射位置を算出する手段を改善
したガンマカメラ装置に関するものである。

（従来の技術） シンチレーションカメラの一般的な構成を第１０図に示
す。１は放射性同位元素が投与された被検体から放射さ
れる放射線（ガンマ線）が入射するとシンチレーション
光を発生するシンチレ−夕、２はこのシンチレータ１に
光学的に結合されシンチレーション光を電気信号に変換
する複数本の光電子増倍管である。上記したシンチレー
タ１および光電子増倍管２は図示しないコリメータ、ラ
イトガイド等と共に検出器９を構成している。

この検出器９からの出力信号は各プリアンプ３を介した
後、Ｘ、Ｙ位置計算回路４に供給され、ここでシンチレ
ーション光の発生位置情報が算出される。すなわち、位
置計算回路４は例えば抵抗マトリックスを利用した重み
付は回路等で構成され、シンチレータ１の中心を原点と
するＸ、Ｙ直交座標系におけるＸ　　、Ｘ　　、Ｙ　　
、Ｙ　　なる位置情報が得られる。また検出器９の出力
信号は可変抵抗器５および加算増幅器６を介して波高分
析回路７に供給され、ここで入射放射線のエネルギー値
情報が得られる。それらの位置情報およびエネルギー値
情報を基にして表示系８にて被検体内のＲ■分布画像を
表示することができる。

（発明が解決しようとする課題） ここで、放射線入射時のシンチレータ１での発光位置を
算出する手段について詳述すると、第１１図に示すよう
に例えば６１本の光電子増倍管２はそれぞれの受光面が
六角形状平面上に稠密に配置されるように並べられてい
る。今、各光電子増倍管２に付与される“位置による重
みづけ“の値が第１２図に示すように与えられるとして
、放射線（ガンマ線）が図示矢印のように入射した場合
についてのその入射位置を算出する計算方法が同図に示
されている。この図のものはＸ軸方向のみを扱ったもの
で＋０．５として算出される。図示されていないが、Ｙ
軸方向についても全く同様にして算出される。

しかしながら上述したように、光電子増倍管２は有限個
の６１本のものが六角形状に配列されているものである
ため、Ｘ、　Ｙ位置座標系の対称性を悪化させていた。

すなわち理想的には光電子増倍管を無限側に増加できれ
ば同等問題ないが、実際問題として光電子増倍管の使用
本数を極端に増加させることは経済上、性能上等の理由
によって不可能であるため、光電子増倍管の配列方向に
沿った格子縞模様が強調されてＲＩ分布画像に重畳され
ることとなる。

この発明は上記課題に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、光電変換手段として使用されている光
電子増倍管の有限個のものであっても、Ｘ、Ｙ位置座標
系の非対称性が原因である格子縞模様のＲ１分布画像上
での発生を極力抑制することができ、以って診断に有益
な高品質のＲ１分布画像を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は上記目的を達成するために、被検体内に投与
された放射性同位元素（ＲＩ）から放射される放射線の
うち所定方向の放射線のみ通過させるコリメータと、こ
のコリメ°−夕を通過した放射線を受けてそのエネルギ
ー値に比例した光量のシンチレーション光を発生するシ
ンチレータと、このシンチレータからのシンチレーショ
ン光を受けてその光量に比例した電気信号を出力する複
数の光電子増倍管と、これらの光電子増倍管からの各出
力信号に基づいて入射放射線の概略的入射位置を算出す
る第１の位置計算器と、この第１の位置計算器によって
算出された前記入射放射線の概略的入射位置に位置する
光電子増倍管を中心としてこれを取り巻く所定本数の光
電子増倍管で成るグループを選出し、このようにして選
出されたグループの光電子増倍管の各出力に基づいて前
記入射放射線のより正確な入射位置を算出する第２の位
置計算器と、この第２の位置計算器から出力された前記
入射位置信号に基づいて前記被検体内のＲＩ分布データ
を作成する手段とから構成したことを特徴とするもので
ある。

（作用） 被検体内に投与されたＲ１から放射される放射線のうち
、コリメータを通過した放射線のみシンチレータに入射
される。ここで入射放射線のエネルギー値に比例した光
量のシンチレーション光が発生され、複数の光電子増倍
管に供給される。これらの光電子増倍管はそれぞれ供給
光に比例した電気信号を出力する。第１の位置計算器は
それらの電気信号に基づいて入射放射線の概略的入射位
置を算出する。このようにして算出された入射放射線の
概略的入射位置情報が第２の位置計算器に供給される。

これによって第２の位置計算器は算出された概略的入射
位置に位置する光電子増倍管を中心としてこれを取り巻
く所定本数の光電子増倍管のグループを選択し、このよ
うにして選択されたグループの光電子増倍管の出力信号
に基づいて入射放射線のより正確な入射位置情報を算出
する。このようにして算出されたより正確な入射位置情
報を収集し、これらによって最終的に被検体内のＲＩ分
分布ツタ−作成される。

従ってこの発明によれば、先ず第１の位置計算器によっ
て入射放射線の概略入射位置を算出し、このようにして
算出された概略的入射位置に位置する光電子増倍管の出
力信号に基づいてより正確な入射位置を算出するように
したので、格子縞模様の重畳が極力抑制された診断に有
益な高品質のＲＩＩ布画像を得ることができる。

（実施例） この発明の一実施例の構成を第１図乃至第９図を参照し
て説明する。この実施例の全体的構成を示す第１図にお
いて、ＲＩＩＯを投与された被検体１１から放射される
放射線（ガンマ線）を検出する検出器１２を設ける。こ
の検出器１２は所定方向のガンマ線のみ通過させるコリ
メータ１３、このコリメータを通過したガンマ線をシン
チレーション光に変換するシンチレータ１４、このシン
チレータが発生されたシンチレーション光を導びくライ
トガイド１５、このライトガイドを介してシンチレータ
１４からのシンチレーション光を受光する複数の光電子
増倍管１６で構成されている。

また複数の光電子増倍管１６は例えば第２図に示すよう
に、６１本の光電子増倍管を六角形の受光平面が形成さ
れるように配置されている。

各光電子増倍管１６のそれぞれの出力端子をプリアンプ
１７を介して後に詳述する入射ガンマ線の概略的入射位
置を算出するための第１の位置計算器１８に接続する。

またこの位置計算器１８の出力信号Ｘｏ、Ｙｏは、後に
詳述する入射放射線のより正確な入射位置を算出するた
めの第２の位置計算器１９に供給される。

第２の位置計算器１９から出力される入射放射線に対す
るより正確な入射位置信号Ｘ、　Ｙが供給される収集メ
モリ２０を設ける。この収集メモリはＸ、Ｙ位置信号で
指定される２次元メモリ領域を備え、第２の位置計算器
１９から例えばＸｌ。

Ｙｌの位置信号が付与されると、Ｘｉ、Ｙｌで指定され
るメモリ部に記憶されているデータに対し１が加算され
る。このような動作は第１の位置計算器１９から出力が
供給される都度行われ、充分なデータ収集が実施された
後、収集メモリ２ｏに被検体内のＲ１分布像データが記
憶される。このＲＩＩ布像データを表示画像とするため
、表示メモリ２１を設けてこれに一旦データを移し替え
、この移し替えられたデータをＤ／Ａ変換器２２を介し
て表示器２３に供給する。

第１の位置計算器１８は第３図に示すように、特定座標
位置検出回路２４、グループ選択回路２５、絶対座標系
位置計算回路２６で構成されている。特定座標位置検出
回路２４は、第７図に示すようにＬ軸、Ｍ軸並びにＮ軸
にグループ分けされた光電子増倍管１６について、各グ
ループ毎に設定値以上の大きさをもつ光電子増倍管１６
の出力信号を検出し特定座標位置信号として出力するも
のである。グループ選択回路２５は光電子増倍管１６の
グループ分けにおける各グループの選択制御を行う回路
である。絶対座標系位置計算回路２６は、特定座標位置
検出回路２４から出力される各グループ毎の特定座標位
置信号およびグルプ選択回路２５から出力されるグルー
プ選択信号を基にして、絶対座標系位置信号Ｘｏ、Ｙｏ
を算出して出力する。

特定座標位置検出回路２４は第４図に示すように、光電
子増倍管のグループ毎に独立した回路構成となっている
。ここで光電子増倍管１６は、例えば第７図に示すよう
に、Ｌ軸（ＬＬ、Ｌ２．・・・Ｌｎ）、Ｍ軸（Ｍｌ、Ｍ
２．−・−、Ｍｎ）、Ｎ軸（Ｎｌ、Ｎ２゜・・・、Ｎｎ
）の３つにグループ分けされる。各グループのものとも
同一回路構成であるため、Ｌ軸のグループのみについて
説明すると、光電子増倍管の各出力をオア回路２７に接
続し、この出力端子をＡ／Ｄ変換器２８に接続する。こ
れによってＡ／Ｄ変換された出力信号は比較器２９およ
びエンコーダ３０によって特定座標位置信号とされて出
力される。

第２の位置計算器１９は第５図に示すように構成される
。すなわち、第１の位置計算器１８から入力される入射
ガンマ線の概略入射位置信号ＸＯ。

Ｙｏが供給されるデコード回路３１を設ける。このデコ
ード回路は信号Ｘｏ、Ｙｏを受けて、この位置Ｘｏ、Ｙ
ｏに存在する光電子増倍管１６を中心に据えてそれを六
角形状に取り巻く合計７本の光電子増倍管１６のグルー
プを選択するための信号を７個のアナログスイッチ３２
に供給する。このような光電子増倍管１６のグループ分
けの様子を第２図に示す。例えば連続番号１４の光電子
増倍管が第１の位置計算器１８によって選択されたとき
は、それを取り巻く連続番号７，８，１３゜１４．１５
，２１．２２の光電子増倍管のグループが選択される。

他のものについても上記と同様に選出されることになる
。７個のアナログスイッチ３２の各出力、すなわちデコ
ード回路３１によって選択された光電子増倍管１６の各
出力を受ける演算部３３を設ける。この演算部は全受信
信号に基づいてより正確なガンマ線入射位置信号Ｘ。

Ｙを算出し、また全受信信号の総計値から入射ガンマ線
のエネルギー値を求め、この値が設定範囲内のものであ
るとき、入射ガンマ線の入射位置信号Ｘ、Ｙとして出力
する。

この演算部３３は第６図に示すように構成されている。

各アナログスイッチ３２の出力信号を、第７図に示すよ
うなＬ軸、Ｍ軸、Ｎ軸（互いに６０°ずつずれている）
座標に振り分ける特定座標位置検出回路３４を設ける。

この回路は既述した第４図の回路構成と全く同一である
ので、ここでの説明は省略する。この回路３４からのそ
れぞれの出力信号を別々に位置計算のための分子重みづ
け部３５および分母重みづけ部３６に並列的に供給し、
その後加算部３７．３８に供給する。それぞれの座標毎
の加算部３７．３８の出力信号について別々に計算を実
施する除算部３９を設ける。

これら各部は第１２図に示された演算式に従って動作さ
れる。また除算部３９によって算出されたり、Ｍ、Ｎ軸
のそれぞれの座標位置信号の供給を受けて、入射ガンマ
線のより正確な入射位置を算出する座標変換部４０を設
ける。

次に上記した構成の実施例の動作を説明する。

第１図において、ＲＩＩＯを投与された被検体１１から
放射されるガンマ線を検出器１２にて検出する。この際
、検出器１２の光電子増倍管１６の出力端子からガンマ
線の入射位置に応じて電気信号か出力される。これらの
出力電気信号はガンマ線入射位置に近い位置に配置され
ている光電子増倍管１６はどその信号の波高値は高くな
る。そのような各光電子増倍管１６からの出力電気信号
はそれぞれ各プリアンプ１７にて増幅されて後、第１の
位置計算器１８に供給される。

第１の位置計算器１８では、第４図に示す特定座標位置
検出回路２４に取り込まれる。これらの信号はオア回路
２７によって収集され、Ａ／Ｄ変換器２８によってディ
ジタル信号に変換される。

これらのディジタル信号は比較器２９によって信号値の
大きさで振り分けられ、エンコーダ３０によって最終的
にＬ軸、Ｍ軸、Ｎ軸なるグループ毎の特定座標位置信号
として出力される。この出力信号がどのグループに属す
るものかはグループ選択回路２５からの信号によって識
別される。この識別信号と特定座標位置信号とが絶対座
標系位置計算回路２６に供給されることによって、この
回路から入射ガンマ線の絶対座標位置信号Ｘｏ。

Ｙｏが出力される。

このようにして第１の位置計算器１８から出力された信
号Ｘｏ、Ｙｏは第２の位置計算器１９に供給される。こ
の第２の位置計算器では、デコーダ回路３１がその信号
Ｘｏ、Ｙｏを受け、この座標位置Ｘｏ、Ｙｏに存在する
光電子増倍管を中心としてその周りを六角形状に取り巻
く合計７本の光電子増倍管のグループを、各アナログス
イッチ３２を操作制御することによって選択する。この
ようにして選択された光電子増倍管１６の全出力は演算
部２３に供給される。

この演算部に供給された出力信号は先ず特定座標位置検
出回路３４によって、互いに６０°ずつずれたり、　Ｍ
、　Ｎの３軸座標に振り分けられる。

次に各座標毎にそれぞれの信号は分子重みづけ部３５お
よび分母重みづけ部３６を並列的に送り込み、その後加
算部３７．３８を経て除算部３９に送り込まれる。この
除算部での除算により入射ガンマ線に対する各座標軸り
、Ｍ、Ｎにおける位置がそれぞれ第８図（ａ）に示すよ
うに１．　ｍ、　　ｎ点という具合に求められる。これ
らの各点１．ｍ。

ｎから垂線を下ろし、それらの交点Ｃを入射ガンマ線の
求める最終のより正確な入射位置Ｘ、Ｙとして出力する
。尚上記したように３本垂線が正しく交差しない場合は
第８図（ｂ）に示すように、３本の垂線によって形成さ
れる三角形の重心Ｗをそれに代るものとして採用するこ
とができる。第９図に座標変換部４０のフローチャート
を示す。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、この
発明の要旨を変換しない範囲内で適宜設計変更可能であ
る。例えば入射ガンマ線の概略的入射位置を算出する第
１の位置計算器１８と、第３図および第４図に示された
ものを使用する代りに、光電子増倍管に対して何等グル
ープ分けを実施しないいわゆる従来一般に利用されてい
る抵抗マトリクスによるものを使用することも可能であ
る。

［発明の効果］ 以上記載したようにこの発明のガンマカメラ装置によれ
ば、先ず第１の位置計算器によって入射放射線の概略的
入射位置を算出し、このようにして算出された概略的入
射位置に位置する光電子増倍管の出力信号に基づいてよ
り正確な入射位置を算出するようにしたので、格子縞模
様の重畳が極力抑制された診断に有益な高品質の１分布
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は同実施例における光電子増倍管の配列状態を示
す説明図、第３図は第１図に示す装置中の第１の位置計
算器の構成を示すブロック図、第４図は第３図に示す第
１の位置計算器中の特定座標位置検出回路の構成を示す
ブロック図、第５図は第１図に示す装置中の第２の位置
計算器の構成を示すブロック図、第６図は第５図に示す
演算部の構成を示すブロック図、第７図及び第８図はそ
れぞれ同演算部の動作を説明するための図、第９図は第
６図中の座標変換部の動作を示すフロチャート、第１０
図は従来装置の構成を示すブロック図、第１１図及び第
１２図はそれぞれ同従来装置の動作を説明するための図
である・。 １２・・・検出器　　　　　　　１６・・・光電子増倍
管１８・・・第１の位置計算器 １９・・・第２の位置計算器　　２０・・・収集メモリ
２１・・・表示メモリ　　　　　２２・・・Ｄ／Ａ変換
器２３・・・表示器　　２４・・・特定座標位置検出回
路２５・・・グループ選択回路 ２６・・・絶対座標系位置検出回路 ３１・・・デコード回路 ３２・・・アナログスイッチ ３３・・・演算部 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 代理人　弁理士　　近　藤　　　猛 第 図 第 図 い ■ ｎ 第 図 第 図 第 因 第 １゜ 図 Ｙ軸 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体内に投与された放射性同位元素（ＲＩ）か
   ら放射される放射線のうち所定方向の放射線のみ通過さ
   せるコリメータと、このコリメータを通過した放射線を
   受けてそのエネルギー値に比例した光量のシンチレーシ
   ョン光を発生するシンチレータと、このシンチレータか
   らのシンチレーション光を受けてその光量に比例した電
   気信号を出力する複数の光電子増倍管と、これらの光電
   子増倍管からの各出力信号に基づいて入射放射線の概略
   的入射位置を算出する第１の位置計算器と、この第１の
   位置計算器によって算出された前記入射放射線の概略的
   入射位置に位置する光電子増倍管を中心としてこれを取
   り巻く所定本数の光電子増倍管で成るグループを選出し
   、このようにして選出されたグループの光電子増倍管の
   各出力に基づいて前記入射放射線のより正確な入射位置
   を算出する第２の位置計算器と、この第２の位置計算器
   から出力された前記入射位置信号に基づいて前記被検体
   内のＲＩ分布データを作成する手段とから構成したこと
   を特徴とするガンマカメラ装置。
2. （２）前記第２の位置計算器によって選出される光電子
   増倍管の総本数が７本であることを特徴とした請求項（
   １）に記載されたガンマカメラ装置。