JPS61195385A - 光電子増倍管の増幅度安定化装置 - Google Patents

光電子増倍管の増幅度安定化装置

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JPS61195385A
JPS61195385A JP3689885A JP3689885A JPS61195385A JP S61195385 A JPS61195385 A JP S61195385A JP 3689885 A JP3689885 A JP 3689885A JP 3689885 A JP3689885 A JP 3689885A JP S61195385 A JPS61195385 A JP S61195385A
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photomultiplier tube
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pmt
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Yoshihiko Kumazawa
熊澤 良彦
Tsunekazu Matsuyama
松山 恒和
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 こノ発明は、シンチレーションカメラなどの、シンチレ
ータと複数個の光電子増倍管(以下、PMTと略す)と
により構成される放射線位置検出器において、PMTの
増幅度を安定化する装置に関する。
従来の技術 シンチレーションカメラなどの放射線位置検出器では、
複数個のPMTが用いられており、これら各PMTの増
幅度が経時変化すると、均一性や空間分解能あるいはエ
ネルギ分解能などの諸性能が劣化する。そこで、この対
策として、従来より次のような提案がなされている。
まず第1の提案は、基準となる光を発光する発光ダイオ
ードなどの基準光源をライトガイドに設けておいて、そ
の光によってPMTから出力を生じさせこの出力に基づ
き該PMTを調整することにより該PMTの増幅度を安
定化させるというものである(特公昭55−19511
.特開昭58−9082)。
第2の提案では、線源を各PMTの中心軸上に順次層い
て増幅度変動を補正するためのデータを得る(特開昭5
7−59184)。
第3の提案は、シンチレーションカメラのエネルギ信号
から各PMTの増幅度変化を求めるというものである(
特開昭59−143981)。
第4の提案は本出願人が既に出願したもの(特願昭59
−172590)であって、各PMTの出力につきそれ
ぞれ基準の出力を予め定めておき、ある位置で発光が生
じたときその位置に最も近いPMTが出力する筈の基準
出力と現実の出力とを比較して、該PMTの増幅度変動
に関するデータを得ようというものである。
発明が解決しようとする問題点 従来の第1の提案は1発光ダイオード等の基準光源から
の基準光自体が温度変化等による影響を受けやすいし、
経年変化などの問題もある。
第2の提案は、データ採取を手動で行なう場合は煩雑で
あり、また自動で行なう場合は治具が必要となり、さら
にデータ採取に時間を要する欠点がある。
第3の提案は、データ採取と補正を繰り返すことが必要
で、収束しない場合もあるという不都合がある。
第4の提案はこれら第1〜3の提案の欠点を除去するも
のであって優れたものであるが、回路が複雑で回路量も
多い、等の改善すべき点がなお存在している。
この発明は、これら従来の問題点を解決し、発光ダイオ
ード等の基準光源を用いることなく各PMTの増幅度の
経時変化を自動的に補正し緒特性の安定化を図るととも
に、各PMTの増幅度に関するデータ採取のための回路
を、従来のエネルギ信号(またはそれに類する信号)の
回路を基本的には流用し部分的な修正または付加により
実現可能とし、しかもPMTを順次に設定して選択する
のに比してデータ採取が容易でデータ採取時間を短縮す
ることのできる、PMTの増幅度安定化装置を提供する
ことを目的とする。
問題点を解決するための手段 この発明によるPMTの増幅度安定化装置は。
シンチレーションカメラなどの放射線位置検出器におい
て、互いに隣接するPMT同士は異なるグループに属す
るという規則で上記PMT群を複数のグループに分類し
てその各グループ毎にPMT出力に関する信号を加算す
る第1の加算手段と、上記の各グループ毎の加算信号の
どれか1つを選択しあるいは全てを転送するよう切り換
えるスイッチ手段と、このスイッチ手段の出力が入力さ
れる第2の加算手段と、上記位置信号により発光点に最
も近いPMTを決定する手段と、通常の測定モードでは
上記の各グループ毎の加算信号を全て第2の加算手段に
転送し、補正モードでは各グループ毎の加算信号を順次
1つずつ選択して第2の加算手段に転送するよう上記ス
イッチ手段と制御するモード設定手段と、補正モードの
ときに上記の第2の加算手段から出力される選択された
1つのグループの加算信号より得られる不完全エネルギ
信号を波高分析する手段と、補正モードのときに、放射
線入射の各事象毎に発光点に最も近いと決定されたPM
Tが上記のスイッチ手段で選択される加算信号のグルー
プに属しているという条件で、上記波高分析結果を上記
の発光点最近接のPMTに関するデータとして蓄積する
データ蓄積手段と、このデータ蓄積手段により各PMT
に関して得られた波高分析の統計的データに基づいて該
PMTまたは対応する増幅器系の増幅度を制御する手段
とを有して構成される。
作    用 あるPMTの中心軸付近でシンチレーション発光が生じ
た場合、その光はそのPMTおよびその周辺のPMTに
入射するが、入射光量はそのPMTで最も大きく隣接す
るPMTでは少なく、この隣接PMTにさらに隣接して
いる周辺のPMTではさらに少なくなる。そこで、PM
T群を、互いに隣接するPMT同士は異なるグループに
属するという規則で複数のグループに分類し、その各グ
ループでの加算信号を得るよう構成すれば、発光点に最
も近いPMTが属するグループの加算信号はそのPMT
だけの出力に近似的に等しいものとみなせる。そのため
、各グループを順次指定するようにしておき、指定され
たグループの加算信号より得た不完全エネルギ信号を波
高分析することとし、放射線入射の各事象毎に発光点に
最も近いと決定されたPMTが上記の指定されたグルー
プに属しているならば、その指定されたグループの加算
信号より得た波高分析結果はそのPMTに関するデータ
と扱うことができる。そこで、こうして得られた各PM
Tに関する波高分析の統計的データに基づいて該PMT
または対応する増幅器系の増幅度を制御すれば、PMT
の増幅度を安定化できることになる。
実施例 第1図はこの発明をシンチレーションカメラに適用した
一実施例を示す、この第1図で、シンチレータ1、ライ
トガイド2、PMT3、プリアンプ4は通常のシンチレ
ーションカメラと同様であり1位置演算回路5もまたそ
の一部を除いて通常のシンチレーションカメラとほぼ同
様で、位置演算、エネルギ信号の波高分析およびタイミ
ング制御等を行なう、すなわち、γ線が、シンチレータ
1の表面側から図示しないコリメータを経てシンチレー
タ1に入射するようになっており、シンチレータlでは
入射したγ線が吸収されてシンチレーション発光が生じ
、この光がシンチレータlの裏面に配列されている多数
のPMT3にライトガイド2を通して導かれる。シンチ
レーシゴン光の強度は入射γ線のエネルギに比例してい
る。PMT3の各々では光が電子に変換された後増幅さ
れ入射した光の量に対応する出力が生じ、この出力がプ
リアンプ4で電圧信号に変換される。この信号は位置演
算回路5に送られ、PMT3の出力は発光点に近い程光
量が多いため大きいという原理に基づいてX方向の位置
信号X(アナログ信号)とY方向の位置信号Y(アナロ
グ信号)とが求められる。また、多数のPMT3の出力
を全て加算することによりエネルギを表わす信号2を得
、このエネルギ信号が所望のエネルギ範囲に入っている
ことを判別してタイミング信号であるアンプランク信号
を得る。
多数のPMT3は、互いに隣接するPMT3同士は異な
るグループに属するという規則で、たとえば第2図に示
すようにA、B、C,Dの4つのグループに分類されて
おり、これらの各グループ毎にプリアンプ4の出力が加
算器6で加算され、グループ毎の加算信号SUM A 
−SUM Dが得られる。これらの信号SUN A −
SUM Dはアナログスイッチ8を介して加算器7に送
られて加算されてSUM Z信号となり、位置演算回路
5に入力されてエネルギ信号Zに変換される。このアナ
ログスイッチ8はモード設定器9により制御され、通常
の測定モード(診断モード)では全てのスイッチがオン
になって各グループの加算信号SUM A NSUMD
の全部が加算器7に転送され、補正モードではスイッチ
が一定期間毎に1つずつ順次オンになって各グループの
加算信号SUN A −SUM Dはその1つが順次選
択されて加算器7に転送される。
そのため1位置演算回路5から得られるエネルギ信号Z
は、通常の測定モードでは全てのPMT3の出力信号の
加算信号から得た完全なものとなっているが、補正モー
ドではどれかのグループだけのPMT3の加算信号から
得た不完全なものとなる。なお、補正モードではSUN
 Z信号自体不完全なものであるから、位置演算回路5
内の波高分析器のウィンド範囲を低くあるいは広くする
等の配慮をすることが必要である。
一方、位置演算回路5から出力されたアナログ位置信号
x、Yはサンプル・ホールドおよびA/D変換器11に
送られ、ここでデジタル位置信号Dig、X、 Dig
、Yに変換される。このデジタル位置信号Dig、X、
 Dig、Yl*変換メモリ12に送うレる。変換メモ
リ12はP−ROM等で構成され、シンチレーション発
光点が所定のチューニングスポット(各PMT3の中心
軸上に設定される)範囲内の場合に、最近接のPMT3
の位置および番号の判定をする。つまりDig、X、 
I)ig、Yによりアドレスされて最近接のPMT3の
位置および番号を表わす信号が読み出される。
上記の位置演算回路5から出力される不完全なエネルギ
信号Zは波高分析器14に送られ、レベル供給回路13
からの信号Ll−L3と波高比較される。この波高分析
器14により、不完全エネルギ信号Zの波高がこのレベ
ルLl−L2の範囲かL2〜L3の範囲に入っていると
きにどちらの範囲であるかを示す信号U/Lとタイミン
グ信号+1とが出力される。レベル供給回路13は、変
換メモリ12からの最近接PMT3の位置を示す信号に
よって制御されており、PMT3の位置(視野の中心部
であるか周辺部であるか等)によってレベル信号Ll−
L3が異なる値をとるようにされている。すなわち、あ
るチューニングスポットについての不完全エネルギ信号
Zの信号波高の分布が、そのチューニングスポットに最
近接のPMT3の増幅系統の増幅度が正規なものである
場合、第3図のようになる筈であるとすると、レベルL
INL3がこの図のように設定され、レベルL2がピー
クに対応するよう設定される。なお、レベル信号Ll−
L3は核種に応じて修正設定できるようにしておいても
よい、タイミング制御回路10は、アンプランク信号を
基準としてサンプル・ホールドおよびA/D変換器11
.変換メモリ12、波高分析器14等を制御するタイミ
ング信号を出力する。
カウンタメモリ15はRAM等で構成され、放射線入射
の各事象毎に発光点に最も近いと決定されたPMT3が
上記のモード設定器9で指定されたグループに属してい
るときに、PMT3の番号とU/Lの各信号とによって
アドレスされたメモリの内容が+1信号が入力される毎
に+1加算される。PMT3の増幅系統の増幅度が正規
なものからずれた場合は第3図のスペクトルが左右にず
れるので、Ll−L2の範囲の計数値とL2〜L3の範
囲の計数値との差または比から、その増幅度変化を知る
ことができる。
レジスタ17にはPMT3の各々に与える高電圧に関す
るデジタルデータが予め記録されており、このデジタル
データがD/A変換器18でアナログ信号に変換された
後高圧制御回路19に入力され、各PMT3への供給電
圧が制御されるよう構成されている。そしてこのレジス
タ17の内容がカウンタメモリ15に収集されたデータ
に基づいて、たとえばマイクロコンピュータによって構
成されるデータ処理回路16により修正されるようにな
っている。
実際にPMT3の増幅度を補正するには、モード設定器
9を補正モードとして、たとえばフラッドソースを用い
て視野全体にγ線を均一に照射する。するとモード設定
器9によりグループA−Dが順次選択されてい〈、まず
グループAが選択されたとすると、カウンタメモリ15
において、このグループAに属するPMT3の各々につ
いての計数が行なわれていく、この計数値が所定の値に
なった時、あるいは一定時間が経過した時、カウンタメ
モリ15またはデータ処理回路16の信号等によりそ−
ド設定器9がグループAからグループBへと切り換える
。するとグループAでのデー夕採取が終了し、次のグル
ープBでのデータ採取が同様に行なわれていく、こうし
てカウンタメモリ15で得られる計数値から各PMT3
毎の増幅系での増幅度の変化が統計的に測定でき、デー
タ処理回路16によって各PMT3の増幅度が最適の増
幅度となるようレジスタ17の内容を修正することがで
きる。
ここで、不完全エネルギ信号Zは各グループの加算信号
から得たものであるが、そのグループに属する発光点に
最近接のPMT3の出力と見なしてさしつかえない、何
故なら、通常のシンチレーションカメラにおけるシンチ
レータ1とライトガイド2とPMT3との光学系では、
1つのPMT3の中心軸上で発光が生じた場合そのPM
T3と周辺のPMT3とに光が入射しこれら各PMT3
から出力が生じるが、その中心のPMT3の出力を10
0%とすると、隣接PMT3の出力は18〜20%、さ
らにこの隣接PMT3に隣接したPMT3の出力は3〜
3.5%程度であって、互いに隣接するPMT3同士は
異なるグループに属するという規則でグループ分けし、
そのグループの加算信号を得るという構成をとっている
ので、このグループの加算信号にはその最近接のPMT
3の出力が大きく寄与し、同じグループに属する他のP
MT3の出力の寄与率は小さいからである。
そこで、この不完全エネルギ信号Zの波高分析結果は、
そのグループに属する、発光点最近接PMT3の増幅度
に関するデータとしてカウンタメモリ15に蓄積できる
ことになるのである。
以上一つの実施例について説明したが、この発明の趣旨
を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは勿論
である。
たとえば、まず第1に、PMT3のグループ分けは第2
図のA−Dの4グループ以外の組合せも考えられる。
第2に、PMT3の高電圧を調整してPMT 3自体の
増幅度を制御するのでなく、プリアンプ4等の増幅器系
の増幅度を制御するようにしてもよい。
第3に、通常の測定モードでの完全なエネルギ信号の系
と、補正モードでの不完全なエネルギ信号の系とを分離
したり、プリアンプ4の出力をスレッショルド回路を介
して加算器6に送り加算信号SUM A −9UM D
を作成するようにしてもよい。
スレッショルド回路を用いる場合、グループの加算信号
SuMA−5UllIDノ各々カラ、最近接PMT3の
出力以外の他のPMT3の出力を除去できるので、より
厳密なPMT3の増幅度変化が求められる。
第4に、位置演算回路5の出力x、y、zに対してさら
に空間的非直線性補正およびエネルギ不均一性補正を行
なうようにしたシンチレーションカメラのシステムがあ
るが、このようなシステムにこの発明を適用する場合は
、サンプル・ホールドおよびA/D変換器11.波高分
析器14は、そのシステムで用いられているサンプル・
ホールドおよびA/D変換器、波高分析器で兼用するこ
とが可能である。
第5に、位置信号x、Yに応じて変換メモリ12により
発光点に最近接のPMT3を検出するだけでなく、さら
にそのPMT3の中心軸から発光点までの距離に依存し
てレベル信号Ll−L3を調整する(あるいは不完全エ
ネルギ信号を増幅する)機能を付加してもよい。
第6に、上記では各PMT3の出力としてそのPMT3
が属するグループの加算信号を用いており、これはその
グループの加算信号がそのPMT3の出力と近似できる
からであるが、そのPMT3の出力以外に同グループ内
の他のPMT3の出力がわずかながら寄与していること
は否定できない、そこで、その寄与効果を表わす行列の
逆行列を、カウンタメモリ15で得たデータにコンボリ
ューション操作し、より厳密に各PMT3の増幅度変化
を求めるようにしてもよい。
さらに第7に、この発明は、シンチレーションカメラだ
けでなく、1個以上のシンチレータと複数個のPMTの
配列とを伴なう他の放射線位置検出器、たとえばマルチ
スライスのECT装置(エミッション型コンピュータ断
層撮影装置)などにも適用できる。
発明の効果 この発明のPMTの増幅度安定化装置によれば、基準光
源などを用いることがないので、温度変化や経年変化に
よらず、各PMTの増幅度を一定に保つことができる。
そのため、放射線位置検出器の、均一性、空間分解能、
エネルギ分解能などの諸物件の劣化を防止することがで
きる。
また、各PMTの増幅度に関するデータは、そのPMT
が属しているグループ内では並列的に採取されるので(
各グループについては順次設定して選択する必要がある
カリ、短時間でデータ採取でき、補正のための時間の短
縮が可能である。
さらに、従来の位置演算回路(特にエネルギ信号系)の
部分的な修正または簡単な回路の付加だけで、PMT増
幅度補正用のデータを得る回路を構成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図はP
MT3の配列およびグループ分けを示す平面図、第3図
は不完全エネルギ信号波高のスペクトルを示すグラフで
ある。 l・・・シンチレータ   2・・・ライトガイド3・
・・PMT       4・・・プリアンプ5・・・
位置演算回路   6.7・・・加算器8・・・アナロ
グスイッチ 9・・・モード設定器10・・・タイミン
グ制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シンチレータと、このシンチレータの裏面に配列
    されてシンチレータのシンチレーション光が導かれる複
    数個の光電子増倍管と、これら複数個の光電子増倍管の
    出力よりシンチレータにおける発光点の位置を計算して
    位置信号を生じる位置演算回路とを有する放射線位置検
    出器において、互いに隣接する光電子増倍管同士は異な
    るグループに属するという規則で上記光電子増倍管群を
    複数のグループに分類してその各グループ毎に光電子増
    倍管出力に関する信号を加算する第1の加算手段と、上
    記の各グループ毎の加算信号のどれか1つを選択しある
    いは全てを転送するよう切り換えるスイッチ手段と、こ
    のスイッチ手段の出力が入力される第2の加算手段と、
    上記位置信号により発光点に最も近い光電子増倍管を決
    定する手段と、補正モードで各グループ毎の加算信号を
    順次1つずつ選択して第2の加算手段に転送するよう上
    記スイッチ手段を制御するモード設定手段と、補正モー
    ドのときに上記の第2の加算手段から出力される選択さ
    れた1つのグループの加算信号より得られる不完全エネ
    ルギ信号を波高分析する手段と、補正モードのときに、
    放射線入射の各事象毎に発光点に最も近いと決定された
    光電子増倍管が上記のスイッチ手段で選択される加算信
    号のグループに属しているという条件で、上記波高分析
    結果を上記の発光点最近接の光電子増倍管に関するデー
    タとして蓄積するデータ蓄積手段と、このデータ蓄積手
    段により各光電子増倍管に関して得られた波高分析の統
    計的データに基づいて該光電子増倍管または対応する増
    幅器系の増幅度を制御する手段とを有することを特徴と
    する光電子増倍管の増幅度安定化装置。
JP3689885A 1985-02-25 1985-02-25 光電子増倍管の増幅度安定化装置 Granted JPS61195385A (ja)

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JPH0528355B2 JPH0528355B2 (ja) 1993-04-26

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011045867A (ja) * 2009-07-29 2011-03-10 Takushoo:Kk 除塵装置及び除塵システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011045867A (ja) * 2009-07-29 2011-03-10 Takushoo:Kk 除塵装置及び除塵システム

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