JPS60260873A - ポジトロンct装置の同時計数回路 - Google Patents
ポジトロンct装置の同時計数回路Info
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- JPS60260873A JPS60260873A JP11641284A JP11641284A JPS60260873A JP S60260873 A JPS60260873 A JP S60260873A JP 11641284 A JP11641284 A JP 11641284A JP 11641284 A JP11641284 A JP 11641284A JP S60260873 A JPS60260873 A JP S60260873A
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- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 8
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/17—Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector
- G01T1/171—Compensation of dead-time counting losses
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はポジトロンCT装置に係シ、特に、ポジトロン
の消滅時に発生する消滅放射線の同時事象を高速で検出
する機能を備えた同時計数回路に関するものである。
の消滅時に発生する消滅放射線の同時事象を高速で検出
する機能を備えた同時計数回路に関するものである。
ポジトロンCT装置は人体などの被接体内に投与された
ポジトロン放出核種の被検体内分布をブラウン管などの
表示装置に描出する装置である。
ポジトロン放出核種の被検体内分布をブラウン管などの
表示装置に描出する装置である。
被検体に投与されるポジトロン放出核種としてはたとえ
ば、”CI ”Nl 1fi6.18pなどが利用され
る。これらのポジトロン放出核種から放出されるポジト
ロンは物質内を数配飛行し、そのエネルギーを失い静止
し、ついにはその近傍にある電子と結合して消滅する。
ば、”CI ”Nl 1fi6.18pなどが利用され
る。これらのポジトロン放出核種から放出されるポジト
ロンは物質内を数配飛行し、そのエネルギーを失い静止
し、ついにはその近傍にある電子と結合して消滅する。
その結果、2個のガンマ光子を互いに反対方向に放出す
る。この1対のガンマ光子は消滅放射線と呼ばれている
。
る。この1対のガンマ光子は消滅放射線と呼ばれている
。
被検体内に取込まれたポジトロン核種の位置の検出には
、被検体をはさんで互いに対向するように配置された放
射線検出器群を用いて多方向から上陸消滅放射線の同時
計数を測定することによって行われる。以下、放射線検
出器を検出器と呼ぶ。
、被検体をはさんで互いに対向するように配置された放
射線検出器群を用いて多方向から上陸消滅放射線の同時
計数を測定することによって行われる。以下、放射線検
出器を検出器と呼ぶ。
第1図は消滅放射線の同時計数の原理とポジトロンCT
装置の概略を示している。第1図において、1は被検体
、2はポジトロンの消滅位置。
装置の概略を示している。第1図において、1は被検体
、2はポジトロンの消滅位置。
2′は消滅放射線、3.3’は複数個の検出器から成る
検出器群で、互いに対向するよう設置されている。第1
図は簡単のため、5個の検出器から成る検出器群の例を
示している。4,4′は各検吊器出力、5.5’は検出
器のアドレスを決めるアドレスエンコーダ回路、6.6
’は検出器のアドレス信号、7.7’は検出器のタイミ
ング信号、8はAND回路、9はAND回路出力、10
はデータ収集装置、11はデータ処理装置、12はイメ
ージ表示装置をそれぞれ示している。いま、被検体1の
外側に互いに対向して配置された検出器群3,3′のう
ち検出器iとjに消滅放射線が入射し、AND回路8に
よって、その同時性が確認されるとポジトロンの消滅位
置、近似的に、ポジトロン放出核種の位置は検出器iと
jを結ぶ直線上のどこかに存在することになる。上記消
滅放射線2′の検出にかかわった1対の検出器のアドレ
ス信号6,6′と上記消滅放射線2′が同時に検出され
たことを表わすAND回路出力9はポジトロン放出核種
の空間分布を調べるのに都合の良い座標系で表現できる
ようにデータ収集装置10によって収集され、並び換え
られる。つづいて、データ処理装置11によって、被検
体内のポジトロン放出核種の分布がイメージとして再構
成され、イメージ表示装置12によシ表示される。上記
一連のデータ処理はすでに公知であるX線CT装置と基
本的には同じ技法を用いて行われている。
検出器群で、互いに対向するよう設置されている。第1
図は簡単のため、5個の検出器から成る検出器群の例を
示している。4,4′は各検吊器出力、5.5’は検出
器のアドレスを決めるアドレスエンコーダ回路、6.6
’は検出器のアドレス信号、7.7’は検出器のタイミ
ング信号、8はAND回路、9はAND回路出力、10
はデータ収集装置、11はデータ処理装置、12はイメ
ージ表示装置をそれぞれ示している。いま、被検体1の
外側に互いに対向して配置された検出器群3,3′のう
ち検出器iとjに消滅放射線が入射し、AND回路8に
よって、その同時性が確認されるとポジトロンの消滅位
置、近似的に、ポジトロン放出核種の位置は検出器iと
jを結ぶ直線上のどこかに存在することになる。上記消
滅放射線2′の検出にかかわった1対の検出器のアドレ
ス信号6,6′と上記消滅放射線2′が同時に検出され
たことを表わすAND回路出力9はポジトロン放出核種
の空間分布を調べるのに都合の良い座標系で表現できる
ようにデータ収集装置10によって収集され、並び換え
られる。つづいて、データ処理装置11によって、被検
体内のポジトロン放出核種の分布がイメージとして再構
成され、イメージ表示装置12によシ表示される。上記
一連のデータ処理はすでに公知であるX線CT装置と基
本的には同じ技法を用いて行われている。
第2図は第1図に示したアドレスエンコーダ回路の典型
的な回路構成である。第2図においてζ4は検出器出力
、13はエンコーダ、15は2逆打号化された検出器ア
ドレス信号、14はORゲート、16はラッチ回路、1
7は波形整形回路、7は検出器のタイミング信号、9は
上記AND回路出力、18は上記7と9のOR出力、6
は18によって、ラッチされた検出器アドレス信号を示
している。
的な回路構成である。第2図においてζ4は検出器出力
、13はエンコーダ、15は2逆打号化された検出器ア
ドレス信号、14はORゲート、16はラッチ回路、1
7は波形整形回路、7は検出器のタイミング信号、9は
上記AND回路出力、18は上記7と9のOR出力、6
は18によって、ラッチされた検出器アドレス信号を示
している。
第3図は上記第1図に示したAND回路の構成を示して
いる。第3図において、7.7’は検出器のタイミング
信号、19.19’は波形整形回路、20.20’は波
形整形回路19.19’の出力信号、21はANDゲー
ト、22はANDゲート出力信号、23は波形整形回路
を示している。
いる。第3図において、7.7’は検出器のタイミング
信号、19.19’は波形整形回路、20.20’は波
形整形回路19.19’の出力信号、21はANDゲー
ト、22はANDゲート出力信号、23は波形整形回路
を示している。
第2図と第3図の回路を合せた回路を同時計数回路と呼
ぶことにする。
ぶことにする。
第4図は第2図と3図に示す各回路のタイミング・ダイ
ヤグラムを表わしている。第4図において、4 ar
4 b + 4 cは偶然に起こる検出器出力を意味し
ている。いま、検出器群3に一方の消滅放射線が入射し
たとする。検出器出力4aはアドレスエンコーダ回路1
3によシ2逆打号化至れた・検出器アドレス信号15a
となる。このとき、15aには回路の応答速度にみあっ
た伝播遅延が生ずる。図中の矢印は後段の回路へ信号が
伝送されるごとに伝播遅延が生ずることを示している。
ヤグラムを表わしている。第4図において、4 ar
4 b + 4 cは偶然に起こる検出器出力を意味し
ている。いま、検出器群3に一方の消滅放射線が入射し
たとする。検出器出力4aはアドレスエンコーダ回路1
3によシ2逆打号化至れた・検出器アドレス信号15a
となる。このとき、15aには回路の応答速度にみあっ
た伝播遅延が生ずる。図中の矢印は後段の回路へ信号が
伝送されるごとに伝播遅延が生ずることを示している。
4aはORゲート14をへて、波形整形回路17によっ
て、一定のパルス幅twをもつ検出器タイミング信号7
aとなる。7aは検出器に入射した消滅放射線の時間情
報をもつ信号である。7aは波形整形回路19によって
一定のパルス幅をもつタイミング信号20aとなる。2
0aのパルス幅は消滅放射線の同時性を測定する精度に
関係する。
て、一定のパルス幅twをもつ検出器タイミング信号7
aとなる。7aは検出器に入射した消滅放射線の時間情
報をもつ信号である。7aは波形整形回路19によって
一定のパルス幅をもつタイミング信号20aとなる。2
0aのパルス幅は消滅放射線の同時性を測定する精度に
関係する。
ふつう、10nS以下に選ばれる。20′la’は検出
器群3′に入射したもう一方の消滅放射線に由来するタ
イミング信号であシ、アドレスエンコーダ回路5′から
出力された7′にもとづいている。
器群3′に入射したもう一方の消滅放射線に由来するタ
イミング信号であシ、アドレスエンコーダ回路5′から
出力された7′にもとづいている。
第4図においては、簡略化のためアドレスエンコーダ回
路5′内のタイミング・ダイヤグラムは説明に必要なも
のについてのみ記載しである。22はANDゲート21
の出力でアシ、対向する検出器群3,3′間において、
消滅放射線2′の同時性が確認されたことを意味してい
る。したがって、消滅放射線2′の検出にかかわった検
出器のアドレスを知るには上記22を後段のデータ収集
装置10の処理速度に適したパルス幅となるよう波形整
形回路23にて波形整形し、この信号9にょシアドレス
信号6.6′をストローブすればよい。
路5′内のタイミング・ダイヤグラムは説明に必要なも
のについてのみ記載しである。22はANDゲート21
の出力でアシ、対向する検出器群3,3′間において、
消滅放射線2′の同時性が確認されたことを意味してい
る。したがって、消滅放射線2′の検出にかかわった検
出器のアドレスを知るには上記22を後段のデータ収集
装置10の処理速度に適したパルス幅となるよう波形整
形回路23にて波形整形し、この信号9にょシアドレス
信号6.6′をストローブすればよい。
実際にはアドレスエンコーダ回路5,5′とにの回路8
とは切り離されていることが多く、ケーブル等で接続さ
れているため、第4図に示すように、AND回路出力9
がアドレスエンコーダ回路5゜5′に到達するまでには
t、6時間かかることになる。検出器アドレス信号15
aはラッチ回路16において、7aによシ時間1.の間
ラッチされる。
とは切り離されていることが多く、ケーブル等で接続さ
れているため、第4図に示すように、AND回路出力9
がアドレスエンコーダ回路5゜5′に到達するまでには
t、6時間かかることになる。検出器アドレス信号15
aはラッチ回路16において、7aによシ時間1.の間
ラッチされる。
これは前述したように、9が5.5′に到着するまでア
ドレス情報を記憶しておく必要があるためである。
ドレス情報を記憶しておく必要があるためである。
このような回路構成では、引き続いて到来する時間tW
のため、処理されることなく数え落とされることがわか
る。さらに引き続いて到来する検出器出力4cの場合は
AND出力9が無かった例を示しているが、いずれにし
てもAND出力9が有るかどうか確定するまで時間tv
待たねばならない。したがって、臨床時において、パル
ス状に多量のポジトロン放出核種が人体に投与される場
合には、回路の計数率が高くなシ数え落としが生じ、回
路の計数率に対する直線性が損われ、計数値の定量的評
価が困難となる。
のため、処理されることなく数え落とされることがわか
る。さらに引き続いて到来する検出器出力4cの場合は
AND出力9が無かった例を示しているが、いずれにし
てもAND出力9が有るかどうか確定するまで時間tv
待たねばならない。したがって、臨床時において、パル
ス状に多量のポジトロン放出核種が人体に投与される場
合には、回路の計数率が高くなシ数え落としが生じ、回
路の計数率に対する直線性が損われ、計数値の定量的評
価が困難となる。
本発明の目的は高計数率時においても、回路の直線性を
損うことの少ない同時計数回路を提供することにある。
損うことの少ない同時計数回路を提供することにある。
上記した従来技術の欠点を無くすには、アドレスエンコ
ーダ回路5,5′とAND回路8との間の伝播遅延時間
及び各回路内の伝播遅延時間を極力短くする必要がある
。しかしながら、実際には、使用する回路素子の応答速
度、回路素子の段数、ケーブルの長さによシ制約される
。このため、本発明では、最大遅延時間をもつ信号が来
るまで、他の信号をそ°のまま保持することなく、むし
ろ、他の信号を最大遅延時間だけ遅延回路によシ遅延さ
せることによシネ感時間の増加を回避する方法を採用し
た。
ーダ回路5,5′とAND回路8との間の伝播遅延時間
及び各回路内の伝播遅延時間を極力短くする必要がある
。しかしながら、実際には、使用する回路素子の応答速
度、回路素子の段数、ケーブルの長さによシ制約される
。このため、本発明では、最大遅延時間をもつ信号が来
るまで、他の信号をそ°のまま保持することなく、むし
ろ、他の信号を最大遅延時間だけ遅延回路によシ遅延さ
せることによシネ感時間の増加を回避する方法を採用し
た。
第5図は不感時間を最小にするためになされたアドレス
エンコーダ回路の実施例である。記号の意味と回路の基
本構成は第2図のそれと同じである。但し、アドレス信
号24をAND回路出力9の伝播遅延時間と同じだけ遅
延させる遅延回路25が付加され、ORゲート14′が
除去されていることに留意されたい。
エンコーダ回路の実施例である。記号の意味と回路の基
本構成は第2図のそれと同じである。但し、アドレス信
号24をAND回路出力9の伝播遅延時間と同じだけ遅
延させる遅延回路25が付加され、ORゲート14′が
除去されていることに留意されたい。
第6図は第5図のタイミング・ダイヤグラムを示してい
る。記号の意味は第4図のそれと同じである。但し、2
4aは後段のデータ収集装置10の応答速度に応じて、
検出器アドレス信号15をラッチ回路16によってパル
ス幅tWにしである。
る。記号の意味は第4図のそれと同じである。但し、2
4aは後段のデータ収集装置10の応答速度に応じて、
検出器アドレス信号15をラッチ回路16によってパル
ス幅tWにしである。
ここではラッチ回路16において、検出器アドレス信号
15をパルス幅tWとして出力する機構についてはフリ
ップフロップとリセット回路で簡単に実現可能であるた
め省略しである。検出器アドレス信号24aは遅延回路
25によって時11!Jt。
15をパルス幅tWとして出力する機構についてはフリ
ップフロップとリセット回路で簡単に実現可能であるた
め省略しである。検出器アドレス信号24aは遅延回路
25によって時11!Jt。
だけ遅らせである。AND回路出力9は伝播遅延時間t
p、をもってデータ収集装置10に入力されるが、この
とき、tpd−tdとなるように遅延回路25を調整し
そおけば、9のタイミングで検出器アドレス信号をスト
ローブすることによシ消滅放射線の検出にかかわった検
出器のアドレスを知ることができる。第4図においては
、検出器出力4bは不感時間1.によって数え落とされ
ているが第6図においては、数え落とされることなく有
効に計数されていることがわかる。
p、をもってデータ収集装置10に入力されるが、この
とき、tpd−tdとなるように遅延回路25を調整し
そおけば、9のタイミングで検出器アドレス信号をスト
ローブすることによシ消滅放射線の検出にかかわった検
出器のアドレスを知ることができる。第4図においては
、検出器出力4bは不感時間1.によって数え落とされ
ているが第6図においては、数え落とされることなく有
効に計数されていることがわかる。
第7図は第2図の回路のかわシに第5図の回路を使った
場合のポジトロンCT装置の概略を示している。記号の
意味は第1図のそれと同じである。
場合のポジトロンCT装置の概略を示している。記号の
意味は第1図のそれと同じである。
第7図かられかるように、本実施例ではAND回路8か
らアドレスエンコーダ回路5,5′へ伝送されるストロ
ーブ信号が不要となるため、回路構成が単純になる。本
実施例のように、カスケード□ に回路が接続されてい
る場合に、前段の回路が後段の回路の出力と時間的に無
関係に動作できるということは回路の調整が簡単になる
という点において極めて重要である。
らアドレスエンコーダ回路5,5′へ伝送されるストロ
ーブ信号が不要となるため、回路構成が単純になる。本
実施例のように、カスケード□ に回路が接続されてい
る場合に、前段の回路が後段の回路の出力と時間的に無
関係に動作できるということは回路の調整が簡単になる
という点において極めて重要である。
ポジトロンCT装置には被検体のまわシに検出器をリン
グ状に配列したものがある。本実施例はこれらのポジト
ロンCT装置の同時計数回路にも簡単に適用できる。さ
らに、リング状に配列された検出器群を数層有し、隣接
する検出器リング間においても消滅放射線の計測が可能
なポジトロンCT装置の同時計数回路にも簡単に適用で
きる。
グ状に配列したものがある。本実施例はこれらのポジト
ロンCT装置の同時計数回路にも簡単に適用できる。さ
らに、リング状に配列された検出器群を数層有し、隣接
する検出器リング間においても消滅放射線の計測が可能
なポジトロンCT装置の同時計数回路にも簡単に適用で
きる。
また、ポジトロンCT装置には第3図に示したAND回
路の入力である7と7′のうちどちらか一方のみ一定時
間遅延させてAND出力をとる回路を追加することによ
シ、偶然に起きる。消滅放射線の同時事象を検出し、後
段のデータ収集装置10においてこれらの偶然の同時事
象を補正する方法が用いられることがある。このような
機能を有す同時計数回路においても簡単に本実施例を適
用することができる。
路の入力である7と7′のうちどちらか一方のみ一定時
間遅延させてAND出力をとる回路を追加することによ
シ、偶然に起きる。消滅放射線の同時事象を検出し、後
段のデータ収集装置10においてこれらの偶然の同時事
象を補正する方法が用いられることがある。このような
機能を有す同時計数回路においても簡単に本実施例を適
用することができる。
本発明によれば、回路の不感時間を短縮することができ
るので、回路の計数率特性の向上に効果がある。いま、
アドレスエンコーダ回路の計数率特性の良さすなわち、
直線性の良さを評価するため次式を使う。
るので、回路の計数率特性の向上に効果がある。いま、
アドレスエンコーダ回路の計数率特性の良さすなわち、
直線性の良さを評価するため次式を使う。
n / n (1= 1 / (1+n o t−)
・・・・・・・・・(1)ここで、noはアドレスエン
コーダ回路の入力の計数率、nは上記回路の出力の計数
率、tvは上記回路の不感時間である。(1)式かられ
かるように、不感時間t、 −Qのとき、n/n0=l
となシ、数え落としが無く、回路は理想的な計数率特性
を示す。
・・・・・・・・・(1)ここで、noはアドレスエン
コーダ回路の入力の計数率、nは上記回路の出力の計数
率、tvは上記回路の不感時間である。(1)式かられ
かるように、不感時間t、 −Qのとき、n/n0=l
となシ、数え落としが無く、回路は理想的な計数率特性
を示す。
実際の場合、従来技術において、t、−200ns、n
oはsO0kcps以上を仮定すると、(1)式からn
/n0=l、91となる。本実施例によシ、t、=5Q
nsまで短縮すれば、n / n o= Q、98とな
り、7%の計数率特性向上が可能となる。近年、高速の
FIFO・素子が市販されているので、データ収集装置
の前段にこのFIFO素子を使用すれば、第6図に示し
た’wはFIFO素子の応答速度に依存し、たとえば、
10’ns程度とすることができる。すなわち、アドレ
スエンコーダ回路内の伝播遅延時間t、dの長さに関係
せず、回路の不感時間tWを短く選ぶことができるため
回路の計数率特性が大幅に改善されるのは明らかであ不
。
oはsO0kcps以上を仮定すると、(1)式からn
/n0=l、91となる。本実施例によシ、t、=5Q
nsまで短縮すれば、n / n o= Q、98とな
り、7%の計数率特性向上が可能となる。近年、高速の
FIFO・素子が市販されているので、データ収集装置
の前段にこのFIFO素子を使用すれば、第6図に示し
た’wはFIFO素子の応答速度に依存し、たとえば、
10’ns程度とすることができる。すなわち、アドレ
スエンコーダ回路内の伝播遅延時間t、dの長さに関係
せず、回路の不感時間tWを短く選ぶことができるため
回路の計数率特性が大幅に改善されるのは明らかであ不
。
第1図はポジトロンCT装置の概略図、第2図はアドレ
スエンコーダ回路の基本構成図、第3図はAND回路の
基本構成図、第4図は第3図のタイミング・ダイヤグラ
ム、第5図は本発明の実施第6図は第5図のタイミング
・ダイヤグラム、第7図は本実施例を使用したポジトロ
ンCT装置の概略図である。 4・・・検出器出力、13・・・エンコーダ、15・・
・検出器アドレス信号、16・・・ラッチ回路、7・・
・検出器のタイミング信号、25・・・遅延回路。 代理人 弁理士 高橋明夫 第2Illi21 第30 2θ 第4団
スエンコーダ回路の基本構成図、第3図はAND回路の
基本構成図、第4図は第3図のタイミング・ダイヤグラ
ム、第5図は本発明の実施第6図は第5図のタイミング
・ダイヤグラム、第7図は本実施例を使用したポジトロ
ンCT装置の概略図である。 4・・・検出器出力、13・・・エンコーダ、15・・
・検出器アドレス信号、16・・・ラッチ回路、7・・
・検出器のタイミング信号、25・・・遅延回路。 代理人 弁理士 高橋明夫 第2Illi21 第30 2θ 第4団
Claims (1)
- 1、エンコーダとORゲートと波形整形回路とラッチ回
路よシ成る検出器のアドレスエンコーダ回路において検
出器アドレス信号を一定時間遅延させる遅延回路を設け
たことを特徴とする上記アドレスエンコーダ回路を持つ
ポジトロンCT装置の同時計数回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11641284A JPS60260873A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | ポジトロンct装置の同時計数回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11641284A JPS60260873A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | ポジトロンct装置の同時計数回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60260873A true JPS60260873A (ja) | 1985-12-24 |
Family
ID=14686419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11641284A Pending JPS60260873A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | ポジトロンct装置の同時計数回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60260873A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63238486A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-04 | Shimadzu Corp | ポジトロンct装置 |
-
1984
- 1984-06-08 JP JP11641284A patent/JPS60260873A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63238486A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-04 | Shimadzu Corp | ポジトロンct装置 |
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