JPH0410034B2 - - Google Patents

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JPH0410034B2
JPH0410034B2 JP55162533A JP16253380A JPH0410034B2 JP H0410034 B2 JPH0410034 B2 JP H0410034B2 JP 55162533 A JP55162533 A JP 55162533A JP 16253380 A JP16253380 A JP 16253380A JP H0410034 B2 JPH0410034 B2 JP H0410034B2
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    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/164—Scintigraphy
    • G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
    • G01T1/1642—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using a scintillation crystal and position sensing photodetector arrays, e.g. ANGER cameras
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4258—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector for detecting non x-ray radiation, e.g. gamma radiation

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はシンチレーシヨンカメラにおいてエ
ネルギー分布がカメラのイメージ・フイールド位
置の関数として移動することに基くシンチレーシ
ヨンカメラのエネルギー分布の不均一性を補正す
る方法と装置に関するものである。
シンチレーシヨンカメラによつて得られたイメ
ージ・データを使用してイメージ表示装置上に作
られた映像のひずみは、主として点線源に対する
感度が場所によつて異りイメージ現象エネルギー
信号に不均一性があることに基くものである。現
在使用されているアンガー型シンチレーシヨンカ
メラでは、入念な部品仕様と調整により点線源感
度の変化を１乃至２％に抑えることができる。更
に空間的に拡がつたひずみを補正する方法は公知
であり又シンチレーシヨンカメラによつて正しい
イメージ現象位置に記録されなかつたイメージ現
象の位置を精確に補正する方法も提案されてい
る。
空間的に拡がつたひずみの補正方法の一例は米
国特許第3745345号明細書に記載され、別の更に
精確なひずみ補正方法とそれを実施する装置も米
国特許第4298944号明細書として提案されている。
後者の捕正方法によれば各現象の位置を再調整し
て空間的に拡がつたひずみを精確に補正して一様
に分布されたフラツト線源に対して濃度の変動が
１％以下である補正されたイメージを作ることが
できる。
このような精確なイメージのひずみ矯正が達成
されることによりシンチレーシヨンカメラに対す
る関心が高まり、それと同時にイメージ現象信号
がカメラ面上の位置の関数として変動することに
基くカメラの不均一性が改善される。これらは点
線源感度変化およびイメージ現象エネルギー信号
不均一性と呼ばれている。
シンチレーシヨンカメラのイメージ現象エネル
ギー信号不均一性を１乃至２％内に収めることは
可能であるが、その実施は効率の良い製作に対し
ては実際的ではなく高度の部品仕様と調整工程の
ため製作費が著しく上昇する。更にシンチレーシ
ヨンカメラの部品例えばカメラの検出ヘツドのシ
ンチレーシヨン結晶に要求される条件が相当に厳
しくなりその結果結晶の製作費が高くなり又結晶
の返品率が異常に増大する。
適切な設計、部品仕様および調整により、結晶
面においての緩やかに変化する不均一性と一様に
変動する特性のいずれに対してもエネルギー応答
の不均一性を１−２％の範囲に低減させることが
できるが、結晶表面の小面積内において急激な変
化又は不連続性として表われる結晶の不均質性は
製作過程中に取除きあるいは補償することは不可
能である。
カメラ面においてのイメージ現象エネルギー信
号の一様性を達成する手段として入念な調整を実
施する場合にはカメラは使用中離調されて再調整
が必要となりその結果カメラの使用が不便となり
イメージ表示が不正確となる。
不均一性を低減させるための設計、製作および
調整に関する別の問題は点線源不均一性、感度、
空間的のひずみ、分解能等のカメラ特性の間の妥
協である。例えばカメラのイメージ面においてエ
ネルギー分布に所望の均等性を達成するために必
要な設計仕様は他の重要なカメラ特性の低下を招
く。
イメージ濃度変動が１％以下に抑えられている
シンチレーシヨンカメラは診断用としてだけその
価値が認められる。この場合イメージ現象エネル
ギー信号の変動が過大であるとこのエネルギー信
号がシンチレーシヨン・カメラのアナライザのエ
ネルギー窓（許される入射エネルギー範囲）内に
入らないときそのイメージ現象は放棄されて表示
されない。エネルギー窓を拡げるとカメラ面全体
に亘つて一様なイメージ現象の受け入れが達成さ
れない間に散乱放射に基くイメージ現象が受け入
れられることになる。
シンチレーシヨンカメラの不均一性を補正する
種々の方法が提案されているが、それらはアナラ
イザのエネルギー窓を変化させて窓とイメージ現
象エネルギー信号を比較し、それが正当なイメー
ジ現象として処理されイメージ上のＸ，Ｙ座標に
対応して表示されているかどうかを確めるもので
ある。この方法は移動エネルギ窓（スライデイン
グ・エナージー・ウインドウ）法と呼ばれること
がある。
エネルギー窓を変化させる方法の一つは1979年
７月パリで開催された核医療会議（Nuclear
Medicine Conference）にG.F.Knollが発表して
いる。この方法ではエネルギー受入れ窓の最高端
と最低端がカメラ面の64×64アレイ中にデイジタ
ル形式で記憶され、イメージ現象のＸ，Ｙ座標が
カメラによつて作られたときそれに対応する窓の
最高端と最低端が比較回路に読み取られ記憶され
ているエネルギー窓と比較される。
不均一性補正の有効性についての検討は雑誌ジ
ヤーナル・オブ・ニユークリア・メデイシン
（Journal of Nuclear Medicine）第12巻（1971）
p.785−791にMorrisonその他によつて、レイセ
オン・メデイカル・エレクトロニツクス
（Raytheon Medical Electronics）、ST−3405、
（1977年11月）にLapidusによつて発表されてい
る。このLapidusの論文にはイメージ現象のエネ
ルギー信号値Ｚにイメージ現象の位置に対応して
64×64アレイに記憶されている補正係数を読出し
て修正を加える方法が記載されている。この補正
係数は種々のパルス幅の信号を作り出すパルス幅
変調器を通してＺ信号のパルス幅を変化させる。
表示装置ではこの可変パルス幅Ｚ信号がフイルム
上に表示された映像点の強度の変更に利用され
る。不均一性の分布を求めるためにはフラツド線
源法が採用される。64×64アレイ即ち4096個のＸ
−Ｙ座標点に置かれた検出器のフラツト線源に対
する応答を表わす数値のアレイが得られ記憶され
る。
上記の公知方法はそれぞれ所期の目的と不均一
応答の効果の研究に役立つものであるが固定エネ
ルギー窓を持つアナライザにおいて各イメージ現
象のエネルギー信号を修正して正しいイメージ現
象エネルギー信号とし、カメラ応答の不均一性を
補正することはできない。更にエネルギー・レベ
ルの異つた線源又は多重エネルギー・レベルの線
源を使用する場合にも自動的に作用する補正装置
は未だ提案されていない。
この発明の主要な目的はシンチレーシヨンカメ
ラの不均一特性を補正する方法とその装置を提供
することであるがその外にも次に挙げる目的を持
つている。
まずカメラ面においてのイメージ現象位置の関
数としてエネルギー値補正係数を求めることもこ
の発明の目的である。この補正係数は記憶装置に
記憶されカメラのオン・ライン診断過程において
各イメージ現象のエネルギー信号値に掛け合わさ
れ、それによつて補正されたイメージ現象エネル
ギー信号が固定エネルギー窓と比較されて各イメ
ージ現象が受け入れられるか拒否されるかが決定
される。
シンチレーシヨンカメラのイメージ現象エネル
ギー信号を多重エネルギーレベルの線源によるイ
メージ現象に対しても記憶されている補正係数に
対応して補正する装置を提供することもこの発明
の目的である。
この発明の一つの実施形態においてはシンチレ
ーシヨンカメラ又はそれに類似した装置の表示面
又は視野面の現象エネルギー分布の変化に基く不
均一性の補正が行われる。この補正方法によれば
エネルギー値補正係数が実際のオン・ライン診断
過程に先立つてオフ・ライン・テスト、測定およ
び分析過程においてイメージ現象位置の関数とし
て精確に決定される。このエネルギー補正係数は
テスト、測定および分析過程中にフラツド線源イ
メージを利用して得られるイメージ現象エネルギ
ー・データの分布図（マツプ）から求められる。
この補正係数は予め与えられたアドレス可能のア
レイ形式中にイメージ現象位置の関数として記憶
されイメージ表示面（フイールド）のイメージ現
象区域に応じてアドレスされる。アレイ中に記憶
されたエネルギー補正係数はイメージ現象表示面
の予め定められた区域に対応してアレイの形で記
憶される。シンチレーシヨンカメラとそれに付属
するイメージ表示系のオフ・ライン使用中各イメ
ージ現象に対応して蓄積された補正係数が読み出
されオン・ライン・エネルギー補正装置に導かれ
る。この補正装置はイメージ現象エネルギー信号
と蓄積されている対応補正係数を使用して各イメ
ージ現象エネルギー信号を補正する。この補正さ
れた信号は固定エネルギー窓を持つアナライザに
送られ補正されたエネルギー信号とエネルギー窓
の特性によつて定まる受納エネルギー値範囲とを
比較して各イメージ現象の有効性を決定する。エ
ネルギー補正係数はオフ・ライン・テスト、測定
および分析過程において単一エネルギー・レベル
の線源を使用して求められる。この補正係数はオ
ン・ライン診断過程に際して異つたエネルギー・
レベルを持つエネルギー源および多重エネルギ
ー・レベルを持つエネルギー源に対するイメージ
現象エネルギー信号をシンチレーシヨンカメラに
対する調節又は変更を必要とすることなく自動的
に修正する際に利用される。
上記以外の目的も次に図面について行なうこの
発明の詳細な説明中に明らかにされる。
第１図はこの発明の方法に従つてエネルギー値
補正が行なわれるシンチレーシヨンカメラのブロ
ツク構成図である。オン・ライン・エネルギー補
正装置１０は破線で囲んで示されている。第１図
のシンチレーシヨンカメラはシンチレーシヨン現
象をその位置とエネルギーを表わす電気信号に変
換する一般型のものである。このアンガーカメラ
と呼ばれているシンチレーシヨンカメラはよく知
られているものでその詳細は米国特許第3001057
号，第3475345号，および第3984689号の各明細書
の記載から知ることができる。
一般にシンチレーシヨン現象は放射線の衝撃に
よつて起るもので、例えばシンチレータの表面に
γ線が当つたときシンチレーシヨン光が放出され
る。第１図に１２として示したような光電増倍管
がシンチレータの背後に特定のアレイとして配置
され各シンチレーシヨン現象の発生光エネルギー
を電気パルスに変える。シンチレータと光電増倍
管の間には一般に光伝送パイプが設けられる。具
体的な実施例では第１図に１２として示されてい
る光電増倍管が37本又は75本アレイとして配置さ
れシンチレータ表面に起るシンチレーシヨン現象
を検出する。
シンチレーシヨンカメラの電子回路ではアレイ
の光電増倍管のパルス出力が前置増幅段１４、和
および差増幅回路１６、積分器１８、サンプル・
アンド・ホールド段２０、増幅段２２およびサン
プル・アンド・ホールド段２４を通して各シンチ
レーシヨン現象のＸおよびＹ座標を与える。アレ
イの各光電増倍管の出力は光電増倍管とシンチレ
ーシヨン現象との間の近接度に関係する。
イメージ現象のＸ座標信号出力は２６として、
そのＹ座標信号出力は２８として示されている。
光電増倍管１２の出力はＺ信号即ちエネルギー
値の分析回路３０に導かれる。この回路は加算増
幅段３２、積分回路３４および二つのサンプル・
アンド・ホールド回路３６，３８を含む。サンプ
ル・アンド・ホールド回路３８の出力４０は各イ
メージ現象の未補正エネルギー値を表わすＺ信号
となる。Ｚ信号回路３０は加算増幅器３２の出力
端と積分回路３４の出力端に結ばれたプロセツシ
ング回路４２を含む。このプロセツシング回路の
出力４４はサンプル・アンド・ホールド回路３６
と補正タイミング回路４６に導かれる。プロセツ
シング回路４２は入力粗分析器の機能を持ち初期
の放棄蓄積操作を行なうものである。この操作は
米国特許第3984689号明細書において検討されて
いる。補正タイミング回路４６の出力端はサンプ
ル・アンド・ホールド回路３８とエネルギー窓分
析器４８に結ばれる。Ｘ，Ｙ座標信号２６，２８
とＺエネルギー信号４０はエネルギー補正装置１
０に入力として送り込まれる。
エネルギー補正装置１０はＸ，Ｙ位置座標２
６，２８が送り込まれるAD変換段５０を含み、
各イメージ現象のＸ，Ｙ位置座標はデイジタル信
号に変換されてデイジタル制御線に送られる。デ
イジタル出力５２は補正係数メモリ５４のアドレ
ス入力端に送られこのメモリ内に所定のアレイと
して蓄積され、カメラのイメージ面の画素と呼ば
れる最小単位面積の位置を表わす位置座標情報に
基いて呼び出される。補正係数はオフ・ライン・
テスト、測定および分析過程において決定され補
正係数メモリ５４内に蓄積されてシンチレーシヨ
ンカメラおよびその付属装置を使用するオン・ラ
イン診断過程において使用される。
シンチレーシヨンカメラによるオン・ライン診
断過程中各イメージ現象はＸ，Ｙ座標信号２６，
２８によりAD変換器ADC５０を通して補正係数
メモリ５４をアドレスする。従つて各イメージ現
象に応じて補正係数メモリ５４はエネルギー信号
に加える適当な補正係数をデイジタル信号として
デイジタル制御線に送り出す。
補正係数メモリ５４の出力端５６からｆ（Ｐ）
として送り出された補正係数デイジタル信号は補
正装置１０のエネルギー信号修正段５８の入力端
に導かれる。これによつてＺ信号４０は修正段５
８に対する入力となる。デイジタル補正係数ｆ
（Ｐ）としての出力５６とエネルギー値Ｚのアナ
ログ信号４０に応じて修正段５８はアナログ形の
補正されたエネルギー信号Zcを出力６０として送
り出す。この信号Zcはエネルギー窓アナライザ４
８に入力として与えられる。
アナライザ４８は各イメージ現象に対する補正
されたエネルギー信号Zcを表わす出力６０を上端
と下端が予め定められているエネルギー窓と比較
し、補正されたエネルギー信号出力６０がアナラ
イザ４８に対して決められた窓内にあれば第一の
受納信号を出力６２として送り出す。同様にして
補正されたエネルギー信号がこの窓外にあれば第
二の拒否信号が送り出される。
アナライザ４８の出力６２はデイスプレイと分
析装置を非ブランク出力６６によつて制御する非
ブランク制御段６４に導かれる。この非ブランク
制御段６４は受納信号又は拒否信号６２に対応し
てそのときのイメージ現象が表示されるものであ
るか否か、あるいは分析の対象となるものである
か否かを決定する。
表示すべき現象の位置座標はＸおよびＹ座標情
報２６および２８から求められ、表示および分析
装置によつて作られたイメージ・アレイ中の現象
表示位置の設定に使用される。
特にＸ座標出力２６はサンプル・アンド・ホー
ルド段７０を通して信号XaとしてＸミクサ・ア
ンド・スペクトラム・ゲート７２の一つの入力端
に導かれる。同様にＹ座標出力２８はサンプル・
アンド・ホールド段７１を通して信号Yaとして
Ｙミクサ・アンド・スペクトラムゲート７４の一
つの入力端に導かれる。ゲート７２および７４の
出力端はそれぞれオリエンテーシヨン・ゲート７
６および７８の一つの入力端に結ばれ、ゲート７
６および７８の出力端はそれぞれ表示面上の現象
表示位置を制御する垂直および水平制御線に結ば
れる。オリエンテーシヨン・ゲートは診断に際し
て影像を180゜回転させるためＸおよびＹ座標を交
換して映像のオリエンテーシヨンを行なうもので
ある。ゲート７２の第二の入力端は空間的のひず
みを補正する装置１１の出力端ΔXに結ばれ、ゲ
ート７４の第二入力端は補正装置１１の出力端
ΔYに結ばれる。これらのゲートの第三の入力端
はスペクトラム表示制御段８１の出力端に結ばれ
る。この制御段８１はウインドウ・アナライザ４
８の出力６２と補正されたエネルギー信号Zcを表
わす出力６０によつて制御される。
空間ひずみ補正装置１１は、信号XaおよびYa
に対するアナログ・デイジタル変換器１００′，
１０２′空間ひずみ補正のための補正係数に対す
るメモリ１０８、補正補間回路１１２及びひずみ
補正を変更するためのユニツト１３を備えてい
る。この補正装置１１は、メモリ１０８に記憶さ
れた空間ひずみに対する補正係数に基づき、且つ
アドレス化信号XU，YU，XL，YLに関係して、各
イメージ事象のXa，Ya位置座標を修正して映像
表示の空間ひずみを補正する。
オン・ライン診断過程中補正装置１０はシンチ
レーシヨンカメラのＺエネルギー信号４０を補正
係数ｆ（Ｐ）を使用して補正しシンチレーシヨン
カメラ面のエネルギー応答の不均一性の効果をで
きるだけ低減させる。この補正に際して補正装置
１０は補正されたエネルギー信号Zcを出力６０と
してアナライザ４８に送り、予め定められたエネ
ルギー窓とエネルギー信号Zcの比較からイメージ
現象の受容・拒否が決定される。このようにして
補正されたエネルギー信号Zcはアナライザ４８に
おいてカメラの応答の不均一性の効果を打消し、
誤つた受容・拒否の判定が行われないようにする
のに利用される。
シンチレーシヨンカメラの応答の不均一性の効
果とエネルギー補正装置１０の動作の詳細を第２
図について説明する。
第２図は横軸にエネルギー、縦軸に現象数をと
つた現象のエネルギー分布軸線であり、曲線８２
はカメラ面の特定の画素１のエネルギー分布を表
わしている。これは一様なフラツド線源を使用
し、統計的に正確なサンプルを得るのに充分な長
さの時間をかけて測定したものである。このエネ
ルギー分布８２は平均値Z1を中心とし、大部分
のイメージ現象が平均値Z1の上下の比較的狭い
範囲内に起ることを示している。これはガウス分
布に似たもので最高値の1/2となる左右のエネル
ギー座標Ｗ１ＬとＷ１ＵはZ1±６％である。この
曲線８２はフラツド線源に対するシンチレーシヨ
ンカメラ面の特定の画素１においてのカメラの応
答を表わしている。シンチレーシヨンカメラの応
答はその面の各点において差があり一様ではない
から面の各点においてのエネルギー分布は形状は
似ているが中心となる平均値は互に異なつてい
る。この応答の変動即ち応答の不均一性はカメラ
の製作と調整に関係する。
第３図に画素１のエネルギー分布曲線８２の横
に並べて画素２の分布曲線８４を破線で示す。曲
線８２と８４はピクセル１と２の間においてのカ
メラの応答の不同を示すものでその偏差は平均値
Z1とZ2の差ΔZで表わされる。
シンチレーシヨンカメラを診断に使用する場合
各イメージ現象のＺエネルギー信号のレベルが前
に説明したアナライザ４８の受容エネルギー窓と
比較される。イメージ現象の受納と拒否との判別
に適したエネルギー窓の幅を決定するためにはエ
ネルギー分布として表わされたイメージ現象の分
布から現象の大きな部分がエネルギー窓の範囲内
に入り統計的に精確な分布が求められ精確な診断
を可能にするイメージが作られ、更にイメージ現
象に対して適当な感度を持つことが要求される。
一例として第２図の分布曲線をとればエネルギー
座標W1LとW1Uは受納されるイメージ現象に対
するエネルギー窓の上限と下限のエネルギー値と
なる。このエネルギー範囲の外にあるエネルギー
値を持つ現象は受け入れを拒否され表示されな
い。次に第３図に示した二つの分布曲線を例にと
れば分布曲線８２に基いて決められた上下限
W1L，W1Uを持つエネルギー窓を使用し分布曲
線８４を持つイメージ現象をこのエネルギー窓と
比較するとイメージ現象の大部分がアナライザ４
８によつて拒否されることになる。その結果有効
なイメージ現象も放棄され映像表示には画素１か
ら大きく異つた応答を示す画素部分に穴（コール
ド・スポツト）があく。このようにしてカメラ応
答の不均一性に基いて映像表示にも不均一性が生
ずる。従つて有効なイメージ現象が常に受納され
誤つて拒否されることがないようにするためには
カメラ面の各画素に対して異つたエネルギー窓の
使用が必要となる。実際的ではない製造工程と過
酷な部品仕様によらない限りカメラ面全体に亘つ
た応答の変化は５乃至10％程度である。
アナライザ４８の窓が充分広くカメラ面の各画
素の互に異つたエネルギー分布中に含まれる総て
のイメージ現象の大部分が受け入れられるように
すれば、この窓の幅は例えば第３図のW2Lから
W1Uまでとなる。診断に使用する場合このよう
に広い窓は現象の判別に問題が生ずる。
診断対象のエネルギー分布が第２図に示した素
面積１のエネルギー分布８２の外に第４図に示す
ように散乱による分布部分８６を含むものとす
る。この散乱部分８６は例えば異つた影像フイー
ルド区域に発生し画素１のエネルギー分布曲線の
低エネルギー部分に対応するエネルギー分布を持
つ放射線によつて起るものである。γ線は例えば
人体の骨その他の部分に当るとそのエネルギーを
低下して元の進行から曲げられる。従つて曲線部
分８６で示される散乱効果はアナライザ４８のエ
ネルギー窓によつて拒否されなければならない
が、拒否されない場合には誤つたイメージ現象が
表示されることにより映像のひずみが起る。
第３図にW2LとW1Uで示された広がりを持つ
窓がイメージ現象の受納又は拒否の判定に使用さ
れると曲線８２に続く曲線部分８８で表わされる
散乱現象も有効現象として数えられ映像として表
示されるため散乱に基く高強度のホツト領域を含
む誤つた映像表示となる。
前に述べたように応答の不均一性の効果を低減
させエネルギー変動が第３図に示したものより小
さくなるようにシンチレーシヨンカメラを設計し
調整することは可能であるが、そのために必要と
なる困難な調整と厳格な部品仕様は製造効率と診
断の分野における最適性態に対して望ましくない
ものである。
この発明の主要な要旨に従いオフ・ライン・テ
スト、測定および分析過程においてシンチレーシ
ヨンカメラのエネルギー応答の不均一性が測定さ
れる。それからエネルギー補正係数が計算されて
メモリに蓄積され、カメラの使用時に各イメージ
現象信号のエネルギー・レベルの補正に利用され
る。
補正装置１０はオン・ライン診断過程において
画素２からのエネルギー分布８４を現象毎に素面
積２用として蓄積されている補正係数によつて
ΔZだけ移動させ、固定されたエネルギー窓限界
W2LおよびW1Uがアナライザ４８において現象
の受納又は拒否の決定に対して利用されるように
する。
上記のエネルギー補正係数はこの補正係数を測
定したときの線源とは異つたエネルギーレベルを
持つ放射線源を使用する場合にカメラの応答の不
均一性を補正する目的に対しても正確である。従
つてエネルギー補正装置１０はオン・ライン診断
に際して異つたエネルギー・レベルの線源又は多
重エネルギーレベルの線源に対して９０と９２の
ような別々のエネルギー窓アナライザと共に利用
することができる。線源のエネルギーレベルに対
応して予め決められたエネルギー窓を持つアナラ
イザ４８，９０および９２が線源のエネルギー・
レベルが異るかあるいは多重エネルギー・レベル
であることにより異つたエネルギー・レベルのイ
メージ現象を受け入れる。
第１図に示したメモリ５４はオフ・ライン・テ
スト、測定および分析過程中オフ・ライン・エネ
ルギー補正係数装置１００によつてフラツド線源
に対して計算された補正係数を記憶する。この補
正係数装置１００はＸおよびＹ位置座標入力２
６，２８およびシンチレーシヨンカメラのＺエネ
ルギー出力４０からデータを受取る。統計的の正
確さを達成するため充分多数の現象を含むイメー
ジ現象データを分析することによりカメラ面の対
応する素面積に対する補正係数が求められメモリ
５４に送られてアレイの形で蓄積される。
フラツド線源を使用して得られた例えば２×
106個のイメージ現象のエネルギー信号も補正係
数装置１００内に蓄積することができる。
総てのイメージ現象データはオフ・ラインエネ
ルギー補正係数装置１００のデータ・メモリ内に
各現象が発生した位置の座標に従つて蓄積され
る。例えばカメラ面即ち映像表示面が64×64のア
レイに分割され4096個の画素が構成されていると
する。シンチレーシヨンカメラ面は通常円形であ
るから64×64の正方形アレイの場合いくつかの画
素が円形のカメラ面の外にはみ出して使用されな
くなる。しかしデータの取り出しと分析のための
選び出しとアドレツシングに対しては素面積が64
×64の正方形アレイを構成するものとする。
各画素に対してそこに生ずるイメージ現象の総
数NTを数え例えば各画素に対する全イメージ現
象カウント数の記憶に16ビツトの情報を使用して
記憶させる。更に分析時間中に各画素内に生ずる
総ての現象の全エネルギーZTもメモリ内に集め
る。このフラツド線源を使用する測定が終つたと
きオフ・ライン・エネルギー補正装置１００はピ
クセル毎のイメージ現象の総数と全エネルギー値
を蓄積している。例えばメモリが一つのピクセル
内に起つた総ての現象の全エネルギーを24デー
タ・ビツト中に含むものとする。フラツド線源測
定によつて得られたデータは各ピクセルに対して
カメラの総てのピクセルが等しいエネルギーをも
つて均等に照射される際のカメラの応答の不均一
性の目安となるエネルギー補正係数の計算に利用
される。
オフ・ラインエネルギー補正装置１００は各画
素に対して現象毎の平均エネルギーZnapを記憶デ
ータから次のように計算する。
Znap＝ZFLD／NT (1) ここでZFLDはフラツド線源に対するエネルギー
記憶値であり、NTはそのときの各画素内のイメ
ージ現象の総数である。各画素においての現象毎
の平均エネルギーZnapから各画素の現象の平均エ
ネルギーと基準画素の平均エネルギーとの間の差
異に対応する補正係数が計算される。基準画素と
してはカメラ面の中心にあるものをとることがで
き、その平均エネルギーZRefは光電増倍管のアレ
イ配置に対応してZ19と書かれる。補正係数ｆ
（Ｐ）は中心をゼロにおく次の可変ｆ（Ｐ）′： ｆ（Ｐ）′＝（Z19−ZMAP）1000／ZMAP (2) から計算される。ここで係数1000はエネルギー補
正装置１０のパラメータに対応し又ｆ（Ｐ）を二
進数としてメモリ５４の適当な範囲に記憶させる
ためのスケーリング係数である。例えばｆ（Ｐ）
が０−256の数を表わす８ビツト二進数として蓄
積される場合補正係数はZRef＝Z19′を中心として
±128％の範囲内のZMAPの変化の百分率として表
わされ、可変ｆ（Ｐ）′はゼロを中心として−128
から＋127の範囲で変化しｆ（Ｐ）＝ｆ（Ｐ）′＋128
となる。
各画素に対して計算されたｆ（Ｐ）の値は補正
装置１０のメモリ５４内にアドレス可能の64×64
デイジタル・データ・アレイとして蓄積される。
このデータ・アレイの各メモリ点は対応する画素
の補正係数ｆ（Ｐ）を表わしている。一つの実施
例では補正係数ｆ（Ｐ）がｆ（Ｐ）′の可変範囲−
128〜＋127に対応して０から255までのデイジタ
ルデータとして蓄積される。蓄積されている状態
では基準値は０〜255の範囲内の128に対応してい
る。
次に第５図についてエネルギー補正装置１０の
イメージ現象毎の動作を詳細に説明する。各イメ
ージ現象の位置座標Xa，Yaはその画素に対する
補正係数ｆ（Ｐ）を補正係数メモリ５４内でアド
レスして読出すのに使用される。補正装置のエネ
ルギー信号修正回路５８はこの読み出されたｆ
（Ｐ）に応答し出力４０として送られて来た未補
正エネルギー信号ZINを修正して補正された信号
Zcとし出力６０として送り出す。
オン・ライン・エネルギー補正装置１０の動作
の詳細を述べる前にエネルギー信号修正回路５８
の回路パラメータとその内部関係を説明する。
第５図に示した修正回路５８の一つの実施形態
では反転入力端を持つ演算増幅器１１０に抵抗１
１２を通して未補正エネルギーZINの信号４０が
導かれる。増幅器１１０の出力端はフイードバツ
ク抵抗１１４によつてその入力端に結ばれ、その
非反転入力端は基準電位（大地電位）１１６に接
続されている。抵抗１１２と１１４の抵抗値は互
に等しくこれをＲとする。増幅器１１０はゲイン
１の反転増幅器である。その出力端は部品として
の抵抗値が1.5Rの抵抗１１８を通して乗算型DA
変換器（以後MDACと呼ぶ）１２０のアナログ
基準値入力端に結ばれる。
MDAC１２０のデイジタル入力端には補正係
数メモリ５４の出力５６としての補正係数ｆ（Ｐ）
が導かれ、そのアナログ出力は演算増幅器１２２
の反転入力端に導かれる。部品抵抗値RAのフイ
ードバツク抵抗１２４により増幅器１２２の出力
端と反転入力端とが結ばれ、その非反転入力端は
基準大地電位に接続される。部品抵抗値3Rの抵
抗１２６が増幅器１２２の反転入力端と増幅器１
１０の出力端との間に挿入され、増幅器１１０の
出力端は部品抵抗値Ｒの抵抗１２８を通して演算
増幅器出力段１３０の反転入力端に結ばれる。増
幅器１３０の非反転入力端は基準大地電位に接続
され、その反転入力端には更に部品抵抗値
2.615Rの抵抗１３１を通して増幅器１２２の出
力Vcが導かれる。この入力端はフイードバツク
抵抗１３２によつてその出力端に結ばれている。
増幅器１３０の出力は補正されたエネルギー値Zc
の信号でありこの信号は第１図のアナライザ４８
に与えられる。MDAC１２０の出力電流をIpと書
く。
補正装置１０と修正回路５８に与えられた上記
のパラメータ値に基き次に述べる計算によつて補
正係数変数ｆ（Ｐ）′、出力６０としての補正され
たエネルギー信号Zcおよび出力４０としての未補
正エネルギー信号ZINの間の関係が求められ、そ
れを利用してカメラのエネルギー応答の不均一性
に基くイメージ現象エネルギー信号４０のひずみ
を補正して補正されたエネルギー信号Zcを出力６
０として送り出すことができる。回路パラメータ
ーの計算と分析に際しては前に述べたように補正
係数ｆ（Ｐ）が０〜255の範囲内でメモリに蓄積さ
れ、０〜256の範囲の変数ｆ（Ｐ）′として取扱わ
れる。これによつてｆ（Ｐ）′の未補正値の中心が
ゼロ値となり０から250の間にあるｆ（Ｐ）の値
128に対応するようになる。
ｆ（Ｐ）′の条件：−128≦ｆ（Ｐ）′≦127 (3) このｆ（Ｐ）′とIp，Vcの関係は Ip＝−ｆ（Ｐ）′＋128／256・ZIN／1.5R (4) Vc＝−RA（−ｆ（Ｐ）′＋128／256 ・ZIN／1.5R＋ZIN／3R） (5) ∴Vc＝RAｆ（Ｐ）′ZIN／256×1.5R (6) これから −ZOUT＝−Zc＝ZIN＋Vc／2.615 ＝ZIN＋ｆ（Ｐ）′ZINRA／256×1.5R×2.615 (7) ＝ZIN［１＋ｆ（Ｐ）′RA／256×1.5R×2.615］ (8) 従つてPMT１９の基準レベルにおいての ZRef＝Z19は Z19＝ZIN＋ZINｆ（Ｐ）′RA／1004R (9) これをｆ（Ｐ）′について解けば ｆ（Ｐ）′＝Z19−ZIN／ZIN・1004／RA／Ｒ (10) 前の式(2)によつてｆ（Ｐ）′を計算するものとす
ればRA／Ｒはエネルギー信号修正回路５８にお
いて（RA／Ｒ）＝1.004となるように選ぶかあるい
はそのように調節する。
記憶されている補正係数ｆ（Ｐ）の範囲が中心
レンジ・ゼロ補正値を128として０から255である
とすれば ｆ（Ｐ）＝ｆ（Ｐ）′＋128 (11) (10)により ｆ（Ｐ）＝［Z19−ZIN／ZIN・1004／RA／Ｒ］＋128(12) RA／Ｒ＝1.004から ｆ（Ｐ）＝［Z19−ZIN／ZIN］×1000＋128 (13) となる。これによつて式(2)と（13）は補正係数ｆ
（Ｐ）の計算と蓄積および修正回路５８において
イメージ現象信号ZINの修正のために使用する点
に関して合致する。一つのイメージ現象が起ると
その未補正エネルギー信号ZINを表わす出力４０
はエネルギー信号修正回路５８において処理され
る。補正係数ｆ（Ｐ）は対応するイメージ現象の
Ｘ，Ｙ座標に応じてメモリ５４から読み出され
MDAC１２０の出力端から送り出される。
MDAC１２０の出力は増幅器１２２を通してVc
として送り出される。このVc信号は増幅器１３
０の反転入力端においてZIN信号と加え合される。
Vc信号は2.615Rの抵抗１３１によつてそのスケ
ールが決められるから補正係数ｆ（Ｐ）はイメー
ジ現象の実際のエネルギーとスケールが合わされ
イメージ現象のエネルギー信号ZINと加え合わさ
れて補正されたエネルギー出力信号Zcとなる。こ
れは入力信号に比例し、補正係数ｆ（Ｐ）によつ
て修正されたものである。
このようにしてオン・ライン・エネルギー補正
装置１０は事象毎にイメージ現象エネルギー信号
をカメラのエネルギー応答の不均一性に応じて修
正し正しいエネルギー信号Zcとして窓アナライザ
４８に送りそのイメージ現象の受納又は拒否を決
定する。
従つて各イメージ現象のエネルギー信号の値は
オン・ライン補正装置１０において基準画素の平
均エネルギー・レベル又はイメージ現象が発生し
た画素の平均エネルギー・レベルに変えられるこ
となく、カメラ応答の不均一性に関してのみそれ
に比例して補正される。アナライザ４８はそれに
セツトされたエネルギー窓に応じて一様なカメラ
応答に規準化されたイメージ現象エネルギー信号
について採否の決定を行なう。この場合Zc信号が
エネルギー窓内にあれば受納され、その外側にあ
れば拒否される。
オン・ライン・エネルギー補正装置１０は線源
が多重エネルギーレベルのものであつても利用す
ることができる。この場合補正装置１０は種々の
エネルギー・レベルにあるエネルギー信号を作る
イメージ現象に対してエネルギー補正係数により
補正を行なう。補正された信号Zcを表わす出力６
０は所望の多重線源・エネルギー・レベルにセツ
トされたアナライザ４８，９０，９２等に送られ
る。例えば予めエネルギー窓がセツトされている
一つのアナライザが多重エネルギーレベル線源の
各エネルギー・レベルに対して設けられる。更に
オン・ライン・エネルギー補正装置１０は異るエ
ネルギー・レベルの線源によつて作られたイメー
ジ現象に対しても補正されたエネルギー信号Zcを
作ることができる。この場合シンチレーシヨンカ
メラ又はエネルギー補正装置に変更を加える必要
はない。適当なエネルギー窓アナライザは種々の
異るエネルギー・レベルの線源に対しても補正さ
れたエネルギー信号Zcを検出する。
この発明による方法を実施する装置は上記の実
施例に限定されるものではなく、種々の変更が可
能である。例えばエネルギー補正装置５８は各種
の動作条件の下に精確な線型応答と安定性を示す
ものであるが、これ以外のデイジタル又はアナロ
グ計算器と関数発生器の組合せを使用してイメー
ジ現象信号ZINをZc＝ZIN（１＋ｆ（Ｐ）′）の関係
に従つて補正することも可能である。例えばイメ
ージ現象の位置に応じて蓄積されている補正係数
間の補間を含めて蓄積されている補正係数を使用
してエネルギー補正を実施する際にデイジタル計
算機を利用用することが可能である。更に補正係
数ｆ（Ｐ）は上記以外の種々の形と範囲で記憶さ
せ乗算式DA変換器以外のデバイスを使用して変
換することも可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図はシンチレーシヨンカメラとこの発明に
よる不均一性補正装置との構成を示すブロツク接
続図、第２図乃至第４図はこの発明の装置の動作
を説明するためのエネルギー分布曲線図、第５図
はオン・ライン・エネルギー補正装置のブロツク
接続図である。 １０……オン・ライン・エネルギー補正装置、
１２……光電増倍管、１６……和および差増幅回
路、１８……積分器、２０，２４，３６，３８…
…サンプル・アンド・ホールド段、４８……エネ
ルギー窓分析器、８０……空間ひずみ補正装置、
１００……オフ・ライン・エネルギー補正係数装
置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ シンチレーシヨンカメラのエネルギー分布特
    性における不均一性がイメージ現象のイメージフ
    イールド位置の関数であるようなシンチレーシヨ
    ンカメラのエネルギー分布特性における不均一性
    に関しイメージ現象エネルギー信号を補正し、補
    正されたイメージ現象エネルギー信号を検査する
    ための方法であつて、 ａ シンチレーシヨンカメラは、イメージ現象エ
    ネルギー信号とともに、各発生するイメージ現
    象に応答するイメージ現象位置座標信号を発生
    し、 ｂ 少なくとも一つのエネルギー窓が作られ、こ
    のエネルギー窓はあらかじめ与えられた範囲を
    有し、このあらかじめ与えられた範囲の外側に
    存在するイメージ現象エネルギー信号を拒否
    し、 ｃ 均一な放射分布を有するテスト放射源に対す
    るシンチレーシヨンカメラのエネルギー応答が
    測定されることにより、オフ・ライン・テス
    ト、測定および分析過程において補正係数のマ
    トリツクスが決定され、この補正係数は、イメ
    ージフイールド位置の関数としてシンチレーシ
    ヨンカメラのエネルギー応答の変化を表わし、 ｄ 決定された補正係数は、使用のためシンチレ
    ーシヨンカメラのオン・ライン診断過程中記憶
    され、 ｅ オン・ライン診断過程中、ちようど形成され
    たイメージ現象位置座標信号に属する補正係数
    が読み出される 方法において、 ｆ 当該イメージ現象に対するイメージ現象エネ
    ルギー信号ZINがちようど読み出された補正係
    数ｆ（Ｐ）′と乗ぜられ、この積ｆ（Ｐ）′・ZIN
    にイメージ現象エネルギー信号ZINが加算され
    ることによりイメージ現象エネルギー信号が補
    正され、補正されたイメージ現象エネルギー信
    号Zcが得られ、 ｇ この補正されたイメージ現象エネルギー信号
    Zcが、固定設定された範囲を有するエネルギー
    窓に導かれる ことを特徴とするシンチレーシヨンカメラの補正
    方法。 ２ シンチレーシヨンカメラのエネルギー分布特
    性が一様分布線源を用いて測定され、補正係数装
    置１００がオフ・ライン・テスト、測定および分
    析の過程において補正係数ｆ（Ｐ）を計算するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
    法。 ３ 各イメージフイールド位置におけるすべての
    イメージ現象の全数NTが計算され、それぞれの
    イメージ位置におけるすべてのイメージ現象の全
    エネルギーZFLDが加算され、次いで各イメージフ
    イールド位置に対し全エネルギーZFLDがすべての
    イメージ現象の全数NTで除され、それにより平
    均エネルギー値ZMAPが求められ、各イメージフイ
    ールド位置に対する補正係数ｆ（Ｐ）が各平均エ
    ネルギー値ZMAPと基準イメージフイールド位置に
    対する平均エネルギー値との比として計算される
    ことにより補正係数ｆ（Ｐ）が求められることを
    特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４ シンチレーシヨンカメラのオン・ライン使用
    中に起るイメージ現象のそれぞれについてイメー
    ジ現象の位置座標信号Ｘ，Ｙとイメージ現象のエ
    ネルギー信号ZINを与えるシンチレーシヨンカメ
    ラと、オフ・ライン・テスト、測定および分析の
    過程で得られシンチレーシヨンカメラのエネルギ
    ーに関係する応答の変化をイメージフイールド位
    置の関数として表わす補正係数ｆ（Ｐ）をアドレ
    ス可能なデータマトリツクスに蓄積するメモリ５
    ４と、各イメージ現象のイメージ現象位置座標信
    号Ｘ，Ｙに基いてメモリ５８を制御し、ちようど
    存在するイメージ現象位置座標信号Ｘ，Ｙに相応
    して補正係数ｆ（Ｐ）を読み出す制御ユニツト５
    ０，５２と、イメージ現象エネルギー信号ZINお
    よび読み出された補正係数ｆ（Ｐ）に関係して補
    正されたイメージ現象エネルギー信号Zcを供給す
    るイメージ現象エネルギー信号ZINのための補正
    ユニツト５８と、あらかじめ与えられた限界値
    WIL，WIUを持つたエネルギー窓を備え、補正
    されたイメージ現象エネルギー信号Zcが導かれ、
    あらかじめ与えられた限界値WIL，WIUの外に
    存在するイメージ現象エネルギー信号ZINは拒否
    するエネルギーアナライザ４８とを有する装置に
    おいて、補正ユニツト５８は、読み出された補正
    係数をイメージ現象エネルギー信号ZINと乗ずる
    ための乗算手段１２０と、イメージ現象エネルギ
    ー信号ZIN並びにイメージ現象エネルギー信号ZIN
    及び読み出された補正係数ｆ（Ｐ）の積Vcを補正
    されたイメージ現象エネルギー信号Zcにまとめる
    ための加算手段１３０とを含み、エネルギーアナ
    ライザ４８は固定設定された限界値WIL，WIU
    を有するエネルギー窓を備えたことを特徴とする
    シンチレーシヨンカメラの補正装置。 ５ 得られた補正係数ｆ（Ｐ）はパーセント補正
    係数であり、この補正係数は、各イメージフイー
    ルド位置に対し、イメージ現象の平均エネルギー
    ZMAPが基準イメージフイールド位置におけるイメ
    ージ現象の平均エネルギーからどれ位ずれている
    かを表わすことを特徴とする特許請求の範囲第４
    項記載の装置。 ６ 補正係数ｆ（Ｐ）がデイジタル形式であり、
    乗算手段が乗算型のDA変換器１２０を含み、こ
    のDA変換器には、補正係数ｆ（Ｐ）がデイジタ
    ル入力端に、イメージ現象エネルギー信号ZINが
    乗算型のアナログ基準入力端に導かれ、加算手段
    １３０の入力側にはイメージ現象エネルギー信号
    ZINと乗算型のDA変換器１２０の出力信号Vcと
    が加えられることを特徴とする特許請求の範囲第
    ４項または第５項記載の装置。 ７ オフ・ライン・テスト、測定および分析の過
    程における補正係数ｆ（Ｐ）を決定するために、
    補正係数装置１００が設けられていることを特徴
    とする特許請求の範囲第４項〜第６項のいずれか
    １項に記載の装置。 ８ シンチレーシヨンカメラが複数のエネルギー
    アナライザ４８，９０，９２を含み、その各々は
    補正されたイメージ現象エネルギー信号Zcの種々
    のエネルギーレベルを測定し得るため固定設定さ
    れた限界値を有するエネルギー窓を有し、補正さ
    れたイメージ現象エネルギー信号Zcは複数のエネ
    ルギーアナライザ４８，９０，９２に導かれ、補
    正されたイメージ現象エネルギー信号Zcに対する
    補正ユニツト５８は、多数のエネルギーレベルを
    有する一つのエネルギー線源又は異なるエネルギ
    ーレベルを有する複数のエネルギー線源から生ず
    るイメージ現象に対するシンチレーシヨンカメラ
    の不均一性を補正するものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第４項〜第７項のいずれか１項
    に記載の装置。 ９ 補正係数ｆ（Ｐ）はメモリ５４内にデイジタ
    ル式に記憶され、データ領域は０〜2Nの範囲を持
    ち、その中心は補正係数ｆ（Ｐ）′零に対応してい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第４項〜第８
    項のいずれか１項に記載の装置。
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