JPH0368890A - 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１２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
光を発生ずるシンチレータ、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
ションよび光電子増倍管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
光の発生位置情報か算出される。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ＲＩ分布画像を表示すること
かできる。

ここで、放射線入射時のシンチレータ１での完売位置を
算出する手段について詳述すると、第１３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１４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
についてのその人Ω・ｊ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
何等問題ないが、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。

そこで、そのようなＲＩ分Ｖｌｉ画像に重畳された格子
縞模様を極力排除するため、次のような手段が既に案出
されている。すなわち、被検体内に投与されたＲＩ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ユ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１１放射線の概略的入射位
置情報か第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人１．）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成
果し、これらによって最終的に被検体内のＲＩ分布デー
タが作成される。

この手段によれば、格子縞模様の重畳が極力抑制された
ＲＩ分布画像を得ることができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記した手段によっても、尚−層の改善
の余地が残されている。すなわち、第２の位置計算器が
対象とする７本の光電子増倍管を第１５図に示し、それ
ぞれにＡ−Ｇの記号を付すと共に、座標軸り、Ｍ、Ｎの
関係を図示の通りとする。ここで問題になるのは、光電
子増倍管りに対する実際の発光位置（放射線入射位置）
がその中心０からある程度離れている場合に、位置計算
に用いられる光電子増倍管の本数が限定されていること
と相まって、単純な重みづけ加算によっては正確な発光
位置計算を実施することができない。

その理由を第１６図を参照して説明する。この図は説明
を簡単化するために、Ｍ軸上の３本の光電子増倍管Ｃ，
Ｄ、　　Ｅのみ示している。今、図示中央の光電子増倍
管りの左側周辺部近辺位置Ｐで発光があったと仮定する
と、光電子増倍管ＣおよびＤからの各出力値は比較的大
きく且つほぼ等しいものとなり、−刀先電子増倍管Ｅの
出力は他に比較して小さな値となる。その結果、光電子
ｊ曽倍管Ｅの出力はノイズ成分として働き、計算による
発光位置を実際の発光位置より図示右側、すなわち光電
子増倍管Ｅの方向に偏倚させることとなる。

このような発光位置計算制度の悪化か最終的にＲＩ分布
画像に歪みを招く結果となる。

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、入射放射線による発光位置が選択され
たグループの中心位置にある光電子増倍管の中心位置か
ら離間した位置にある場合においても、受光位置を高精
度に計算し得、以って歪みが除去されたＲＩ分布像を得
ることか可能なガンマカメラ装置を堤供することにある
。

［発明の構成コ （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、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族１，１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の位置計算器によって算出された放
射線入射位置が前記グループの中心に位置する光電子増
倍管の中心点から有意的に離間している場合、ノイズ出
力を発する光電子増倍管を除外して該当する放射線入射
位置の再計算を実施する手段と、この再計算手段によっ
て修正された発光位置信号に基づいて前記被検体内のＲ
Ｉ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ＲＩから族１・１される放月・１
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：１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
の出力信号に姑づいて入射放射線のより正確な入射（立
置情報を算出する。

ここで第２の位置計算器によって算出された放射線入射
位置がグループの中心を占める光電子増倍管の中心点か
ら有意的に離れて位置する場急に、ノイズ出力を発する
光電子増倍管を除外して該当する族１・１線入射位置を
再計算する。このようにして再計算された放射線入射位
置情報を基にして被検体内のＲＩ分布データが作成され
る。

（実施例） この発明の一実施例の構成を第１図乃至第１１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。この第２の位
置計算器１９の出力側に、詳細を後述する特定ケースに
おいて発生する誤計算を修正するための再計算器２０を
設ける。

この再計算器２０によって誤計算が修正された放射線入
射位置信号Ｘｓ、Ｙｓが供給される収集メモリ２１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、再計算器２０によって修正され
た例えばＸｉ、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。このような動作は再計算器２０から
修正信号が供給されてくる都度行われ、充分なデータ収
集が実施された後、収集メモリ２１に被検体内のＲＩ分
布像データが記憶される。このＲＩ分布像データを表示
画像とするため、表示メモリ２２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２３を介して表示器２４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
系位置計算回路２５、グループ選択回路２６、絶対座標
系位置計算回路２７で構成されている。特定座標系位置
計算回路２５は、第７図に示すようにＬ軸、Ｎ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系位置信号として出力
するものである。グループ選択回路２６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２７は、特定座
標系位置計算回路２５から出力される各グループ毎の特
定座標系位置信号およびグループ選択回路２６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。

特定座標系位置計算回路２５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）　、Ｎ軸（Ｍｌ、
Ｍ２．−、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２８に接続し、
この出力端子をＡ／Ｄ変換器２９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３０およびエン
コーダ３１によって特定座標系位置信号とされて出力さ
れる。

３ｆＩ２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３２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３３
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３３の各出力、すなわちデコ
ード回路３２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３４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針位置信号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３４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３３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系位置計算回路３５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３５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３６および分母重みづけ部３７に並列的に供給し
、その後加算部３８．３９に供給する。

それぞれの座標毎の加算部３８．３９の出力信号につい
て別々に計算を突極する除算部４０を設ける。これら各
部は第１４図に示された演算式に従って動作される。ま
た除算部４０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４１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が出力される。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図に示す特定座標系位
置計算回路２５に取り込まれる。これらの信号はオア回
路２８によって収集され、Ａ／Ｄ変換器２９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３０によって信号値の
大きさで振り分けられ、エンコーダ３１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系位置信
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２６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系位置信号とが絶
対座標系位置計算回路２７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系位置信号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３２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３３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３４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系位置
検出回路３５によって、互いに６０°ずつずれたり、　
Ｍ、　Ｈ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３６お
よび分母重みづけ部３７に並列的に送り込まれ、その後
加算部３８．３９を経て除克部４０に送り込まれる。こ
の除算部での除算により入１・１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１１ｍ。

ｎ点という具合に求められる。座標変換部４１では、そ
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木の垂線によって
形成される三角形の重心をそれに代るものとして採用す
ることができる。第９図に座標変換器４１のフローチャ
ートを示す。

第２の位置計算器１９によって算出されたガンマ線入射
位置信号Ｘ、Ｙは次に再計算器２０に送られ、ここで隣
りの光電子増倍管によるノイズとしての、ｔ［がチエツ
クされる。すなわちこの手順を第１０図および第１１図
を参照して説明する。

Ｔ５１０図は選択されたブロック中のＭ軸に沿って並ぶ
３つの光電子増倍管Ｃ，Ｄ、Ｅを抽出して示している。

図示中央の光電子増倍管りの受光面上において、その中
心点を項四にして左右にそれぞれしきい鎖点Ｑｌ、Ｑ２
を設定する。これらのしきい鎖点によって、光電子増倍
管りの中心部を含むその近辺領域Ｌｏ、この領域の外側
の左右の領域Ｌｌ、Ｌ２に区分される。

第２の位置計算器１９による計算結果がＬｏ領領域なわ
ち光電子増倍管の中心点を含むその近辺に入る場合は、
隣りの光電子増倍管出力のノイズとしての影響が予想さ
れないことから、その計算結果をそのままその一点にお
けるガンマ線入射位置とする。反対に、計算結果がＬｌ
の領域に入る場合は、右隣りの光電子増倍管Ｅの出力を
ノイズとして受けるため、この増倍管Ｅの出力をカット
して光電子増倍管ＣおよびＤのみでガンマ線入射位置の
再計算を実施し、この時点における出力信号とする。同
様に領域Ｌ２についても、この場合は左隣りの光電子増
倍管Ｃの出力がノイズとして影響を及ぼすため、この増
倍管Ｃの出力をカットして再計算を行ってこの時点にお
ける出力とする。

（第１１図にそのフローチャートを示す。）上記したよ
うに、再計算器２０によって修正された各データはそれ
ぞれ収集メモリ２１に供給され、ここにＸ、Ｙ２次元の
ＲＩ密度分布データとして蓄積される。次にこの蓄積デ
ータは、表示メモリ２１およびＤ／Ａ変換器２２を介し
て表示器２３に供給され、これによって被検体１１内の
ＲＩ分布画像が表示される。

尚、この発明は上記した実施例に限定されるものではな
く、この発明の要旨を変更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。

［発明の効果コ 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、位置、ｉｌ−算器による計算結果にノイズ成分が影
響していると予想される場合に、そのノイズ成分を出力
する光電子増倍管の出力を除外してガンマ線入射位置を
再計算するようにしたので、歪みがないＲＩ分布像を提
供することが可能である。

【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図および第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ーチャート、第
１Ｏ図は第１図中の再計算器の動作を説明するための図
、第１１図は同再計算器の動作手順を示すフローチャー
トと、第１２図は従来装置の構成を示すブロック図、第
１３図乃至第１６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１曽倍
管１８・・・第１の位置計算器 １９・・・第２の位置計算器 ２ ０・・・再計算器 １・・・収集メモリ ２２・・・表示メモリ ３・・・Ｄ／Ａ変換器 ４・・・表示器

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
   によって算出された放射線入射位置が前記グループの中
   心に位置する光電子増倍管の中心点から有意的に離間し
   ている場合、ノイズ出力を発する光電子増倍管を除外し
   て該当する放射線入射位置の再計算を実施する手段と、
   この再計算手段によって修正された発光位置信号に基づ
   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）前記再計算手段が、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の受光面上において、その
   中心領域および周辺領域に区分するしきい値を設定し、
   前記第２の位置計算器による算出結果が前記中心領域に
   入る場合は、その算出結果をそのまま放射線入射位置信
   号として出力し、前記周辺部に入る場合は、ノイズとし
   ての影響が考慮される光電子増倍管の出力を除外して再
   計算し、この再計算結果を放射線入射位置信号として出
   力す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。