JPH07104072A - Ect device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide an ECT device obtaining accurate energy signals when radiation is detected astride detecting units by Compton scattering. CONSTITUTION:Energy signals are added for every two adjacent detecting units by an energy adding circuit 31, two adjacent detecting units concurrently detecting radiation are detected by a concurrent detecting circuit 41, a signal selecting circuit 51 is controlled by its output, and the energy signal of one detecting unit and the outputs of both adjacent energy adding circuits are selected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、シンチレータと光電
変換器とを結合した放射線検出ユニットを多数リング型
に配列してなる、ポジトロン用あるいはシングルフォト
ン用ＥＣＴ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ECT device for a positron or a single photon in which a large number of radiation detection units each having a scintillator and a photoelectric converter are arranged in a ring type.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ＥＣＴ装置は、被検体中に投与されてい
る放射性薬物からの放射線を、被検体外に配置されたリ
ング型放射線検出ユニット列で検出し、得られたデータ
を処理することにより放射性薬物の分布像を再構成する
ものである。放射性薬物としてポジトロン放出性核種で
標識されたものを用いる場合は、消滅時に１８０°方向
に放射される２つのγ線を検出する必要があるので、検
出ユニットの２つから同時に出力が生じたことを検出し
て計数する必要がある。2. Description of the Related Art An ECT apparatus detects radiation from a radiopharmaceutical administered to a subject by a ring-type radiation detection unit array arranged outside the subject and processes the obtained data. This is to reconstruct the distribution image of the radiopharmaceutical. When the radiopharmaceutical labeled with a positron-emitting nuclide is used, it is necessary to detect two γ-rays emitted in the 180 ° direction at the time of annihilation, so two detection units simultaneously output. Need to be detected and counted.

【０００３】このようなポジトロン用あるいはシングル
フォトン用ＥＣＴ装置において、従来では、エネルギ信
号は各検出ユニットごとに得て、これをエネルギ弁別す
るという構成をとっている。In such a positron or single-photon ECT device, conventionally, an energy signal is obtained for each detection unit and the energy signal is discriminated.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＥＣＴ装置では、正確なエネルギスペクトル情報が得ら
れないという問題がある。すなわち、図１に示すように
γ線はシンチレータ１２に入射した後、シンチレータ１
２内でコンプトン散乱を起こすことがある。ところで、
図１の左側に示したγ線のように中央部のシンチレータ
１２に入射したものはそのシンチレータ１２内で再吸収
されるが、右側に示したγ線のようにシンチレータ１２
の端の部分に入射したものはコンプトン散乱によって右
側に隣接する検出ユニットのシンチレータ１３に入射し
てそこで吸収される。そのため、従来のようにエネルギ
信号を各検出ユニットごとに得るという構成の場合、コ
ンプトン散乱したγ線について、１つの検出ユニットの
中央部に入射してそのなかにとどまるもの（図１の左
側）については、そのエネルギスペクトルは図２のＡの
ようになるが、１つの検出ユニットの端部に入射して他
の検出ユニットに出ていってしまうもの（図１の右側）
に関してはエネルギスペクトルは図２のＢのようにテー
ルの部分が多いものとなる。図１の右側のようなγ線で
は、他の検出ユニットにエスケープして最初の検出ユニ
ットでは少ない吸収しか検出できない割合が多くなって
しまうからである。このように入射位置によってエネル
ギスペクトルが変化してしまうということは、とくに、
複数のエネルギウインドウに分けてデータ収集し、被検
体内の散乱線の分布を計算して補正をするような場合に
問題となる。However, the conventional ECT apparatus has a problem that accurate energy spectrum information cannot be obtained. That is, as shown in FIG. 1, after the γ-rays are incident on the scintillator 12, the scintillator 1
Compton scattering may occur within 2. by the way,
The γ-rays shown on the left side of FIG.
The light incident on the end portion of is incident on the scintillator 13 of the adjacent detection unit on the right side by Compton scattering and is absorbed there. Therefore, in the case of a configuration in which an energy signal is obtained for each detection unit as in the conventional case, for Compton scattered γ-rays that are incident on the center of one detection unit and remain there (left side in FIG. 1) Has an energy spectrum as shown in A of FIG. 2, but enters the end of one detection unit and goes out to the other detection unit (right side of FIG. 1).
With respect to, the energy spectrum has a lot of tail portions as shown in FIG. 2B. This is because with γ rays as shown on the right side of FIG. 1, there is a large proportion that the first detection unit escapes to another detection unit and only a small amount of absorption can be detected by the first detection unit. In this way, the energy spectrum changes depending on the incident position,
This is a problem when data is collected by dividing it into a plurality of energy windows and the distribution of scattered rays in the subject is calculated and corrected.

【０００５】この発明は、上記に鑑み、コンプトン散乱
を生じても入射位置によらず全吸収を検出できるように
改善して、正確なエネルギスペクトル情報を得るように
した、ＥＣＴ装置を提供することを目的とする。In view of the above, the present invention provides an ECT apparatus which is improved so that total absorption can be detected regardless of the incident position even if Compton scattering occurs, and accurate energy spectrum information is obtained. With the goal.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＥＣＴ装置においては、隣接する検
出ユニットの２つずつごとにそのエネルギ信号を加算す
ることとし、かつ隣接する２つの検出ユニットのどの組
み合わせで同時に放射線検出したかを検出して、これに
応じて１つの検出ユニットのエネルギ信号と、これにそ
の両隣の検出ユニットのエネルギ信号を加えたものとの
３つのうちから１つを選択することが特徴となってい
る。In order to achieve the above object, in the ECT apparatus according to the present invention, the energy signals of every two adjacent detection units are added, and two adjacent detection units are detected. One of three of the combination of the units, which detects the radiation detection simultaneously, and the energy signal of one detection unit and the sum of the energy signals of the detection units on both sides thereof are detected accordingly. It is characterized by selecting.

【０００７】[0007]

【作用】隣接する検出ユニットの２つずつごとにそのエ
ネルギ信号が加算されるので、１つの検出ユニットにつ
いて見れば、その検出ユニット自体のエネルギ信号と、
それにその両隣の検出ユニットのエネルギ信号を加えた
ものの３つのエネルギ信号が得られることになるが、同
時検出回路により隣接する２つの検出ユニットのどの組
み合わせで同時に放射線検出したかを検出して、それに
より上記の３つのエネルギ信号を選択しているので、１
つの検出ユニットに入射した放射線がそれだけで吸収さ
れた場合にはその検出ユニットからのエネルギ信号をそ
のまま出力させ、コンプトン散乱によって両隣のどちら
かに再入射した場合には、その再入射した方の検出ユニ
ットのエネルギ信号を、もとの検出ユニットのエネルギ
信号に加えたものをエネルギ信号として出力させること
ができる。このようにコンプトン散乱によって検出ユニ
ット間にまたがって放射線が検出されるような場合に
も、正確なエネルギ信号を得ることができ、その結果、
精度の高いエネルギスペクトル情報を得ることが可能と
なる。Since the energy signals are added to every two adjacent detection units, when viewed from one detection unit, the energy signal of the detection unit itself and
Three energy signals will be obtained by adding the energy signals of the adjacent detection units to it, and the simultaneous detection circuit detects which combination of two adjacent detection units has simultaneously detected the radiation, and Since the above three energy signals are selected by
When the radiation incident on one detection unit is absorbed by itself, the energy signal from that detection unit is output as it is, and when re-incident on either side by Compton scattering, the re-incident one is detected. The energy signal of the unit can be output as the energy signal by adding the energy signal of the original detection unit. An accurate energy signal can thus be obtained even in the case where radiation is detected across the detection units by Compton scattering in this way, and as a result,
It is possible to obtain highly accurate energy spectrum information.

【０００８】[0008]

【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。ＥＣＴ装置では図
１に示すように、多数の放射線検出ユニットがリング型
に配列されている。ここでは検出ユニットの各々は１個
のシンチレータ１１、１２、１３、…とフォトマルチプ
ライア（ＰＭＴ）２１、２２、２３、…とを光学的に結
合したものから構成される。この各検出ユニットの出力
（ここでは各ＰＭＴの出力であるが）は、位置信号であ
るとともにエネルギ信号となっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In the ECT apparatus, as shown in FIG. 1, a large number of radiation detection units are arranged in a ring shape. Here, each of the detection units is composed of one scintillator 11, 12, 13, ... And a photomultiplier (PMT) 21, 22, 23 ,. The output of each detection unit (here, the output of each PMT) is a position signal as well as an energy signal.

【０００９】この各ＰＭＴ２１、２２、２３、…の出力
は、その隣接する検出ユニット同士が、エネルギ加算回
路３１、３２、３３、…と同時検出回路４１、４２、４
３、…と信号選択回路５１、５２、５３、…とに入力さ
れる。エネルギ加算回路３１、３２、３３、…は、アナ
ログ的な構成によりあるいはデジタル的な処理によって
２つの入力を加算するものであり、同時に入力されたと
きのみ信号が重なるため加算を行なうことになる。同時
検出回路４１、４２、４３、…はたとえばＡＮＤ回路か
らなり、その隣接するユニットからの２つの入力が同時
にあったときに出力を生じる。この同時検出回路４１、
４２、４３、…の出力は両隣の信号選択回路５１、５
２、５３、…に入力され、信号選択回路５１、５２、５
３、…はこれら２つの同時検出回路４１、４２、４３、
…からの入力に応じて信号の選択を行なう。選択された
信号はエネルギ弁別回路６１、６２、６３、…に送られ
て所定のエネルギウインドウに基づいたエネルギ弁別が
なされる。エネルギ弁別回路６１、６２、６３、…の出
力は、ポジトロンＥＣＴ装置の場合図示しない同時計数
回路に送られる。The outputs of the PMTs 21, 22, 23, ... Are detected by the adjoining detection units of the energy adding circuits 31, 32, 33 ,.
, And the signal selection circuits 51, 52, 53 ,. The energy adding circuits 31, 32, 33, ... Add two inputs by an analog structure or by digital processing, and the signals overlap only when they are input at the same time, and therefore the addition is performed. The simultaneous detection circuits 41, 42, 43, ... Are composed of AND circuits, for example, and produce outputs when two inputs from their adjacent units are simultaneously present. This simultaneous detection circuit 41,
The outputs of 42, 43, ... Are signal selection circuits 51, 5 on both sides.
Are input to the signal selection circuits 51, 52, 5
3, ... are these two simultaneous detection circuits 41, 42, 43,
The signal is selected according to the input from. The selected signal is sent to the energy discriminating circuits 61, 62, 63, ... For energy discrimination based on a predetermined energy window. The outputs of the energy discriminating circuits 61, 62, 63, ... Are sent to a coincidence counting circuit (not shown) in the case of the positron ECT device.

【００１０】このような構成において、図１に示す中央
の検出ユニットのシンチレータ１２にγ線が入射したと
する。まず図１の左側に示したγ線のようにコンプトン
散乱を生じても他の検出ユニットのシンチレータ１１、
１３等には入射せず、最初に入射した中央のシンチレー
タ１２内で全部の吸収が生じる場合、ＰＭＴ２２からし
か信号は生じない。このとき、信号選択回路５２にはＰ
ＭＴ２２の出力とエネルギ加算回路３１、３２の出力が
入力されているが、ＰＭＴ２２からしか出力が生じてい
ないため、同時検出回路４１、４２のいずれも出力を生
じないので、信号選択回路５２はその中央のＰＭＴ２２
の出力を選択し、これをエネルギ弁別回路６２に送る。In such a structure, it is assumed that γ-rays are incident on the scintillator 12 of the central detection unit shown in FIG. First, even if Compton scattering like the γ-ray shown on the left side of FIG. 1 occurs, the scintillator 11 of another detection unit,
If the light is not incident on 13 and the like and all the absorption occurs in the central scintillator 12 that is incident first, a signal is generated only from the PMT 22. At this time, the signal selection circuit 52 has P
The output of the MT 22 and the outputs of the energy adding circuits 31 and 32 are input, but since the output is generated only from the PMT 22, neither of the simultaneous detection circuits 41 and 42 generates an output, and therefore the signal selection circuit 52 outputs the signal. PMT22 in the center
Output to the energy discriminating circuit 62.

【００１１】図１の右側に示したγ線のように中央のシ
ンチレータ１２に入射した後コンプトン散乱を起こして
右隣の検出ユニットのシンチレータ１３に入射したγ線
があったとすると、中央のＰＭＴ２２の出力とその右隣
のＰＭＴ２３の出力とが同時に生じることになる。そこ
で、これらの両出力が同時に生じたため、エネルギ加算
回路３２から加算信号が生じるとともに、その同時に生
じたことが同時検出回路４２によって検出される。この
とき信号選択回路５２には中央のＰＭＴ２２の出力とエ
ネルギ加算回路３２の出力とが入力されているが、同時
検出回路４２からの入力のみがあるので、エネルギ加算
回路３２の出力を選択してこれをエネルギ弁別回路６２
に送る。If there is a γ-ray incident on the scintillator 13 of the adjacent detection unit on the right side after the incident γ-ray on the right side of FIG. The output and the output of the PMT 23 on the right side of the output occur simultaneously. Therefore, since both of these outputs occur at the same time, an addition signal is generated from the energy addition circuit 32, and the simultaneous detection is detected by the simultaneous detection circuit 42. At this time, the output of the central PMT 22 and the output of the energy addition circuit 32 are input to the signal selection circuit 52, but since there is only the input from the simultaneous detection circuit 42, the output of the energy addition circuit 32 is selected. This is the energy discrimination circuit 62
Send to.

【００１２】図１では示していないが、中央のシンチレ
ータ１２に入射した後コンプトン散乱を起こして、上記
とは逆に左隣の検出ユニットのシンチレータ１１に入射
したγ線があったとすると、中央のＰＭＴ２２の出力と
その左隣のＰＭＴ２１の出力とが同時に生じることにな
る。そこで、これらの両出力が同時に生じたため、エネ
ルギ加算回路３１から加算信号が生じるとともに、その
同時に生じたことが同時検出回路４１によって検出され
る。このとき信号選択回路５２には中央のＰＭＴ２２の
出力とエネルギ加算回路３１の出力とが入力されている
が、同時検出回路４１からの入力のみがあるので、エネ
ルギ加算回路３１の出力を選択してこれをエネルギ弁別
回路６２に送る。Although not shown in FIG. 1, if there is a γ-ray incident on the scintillator 11 of the detection unit on the left side, which is contrary to the above, after the incident on the scintillator 12 at the center, Compton scattering occurs, and The output of the PMT 22 and the output of the PMT 21 on the left side of the PMT 22 occur simultaneously. Therefore, since both of these outputs occur at the same time, an addition signal is generated from the energy addition circuit 31, and the simultaneous detection is detected by the simultaneous detection circuit 41. At this time, the output of the central PMT 22 and the output of the energy addition circuit 31 are input to the signal selection circuit 52, but since there is only the input from the simultaneous detection circuit 41, the output of the energy addition circuit 31 is selected. This is sent to the energy discrimination circuit 62.

【００１３】したがって、コンプトン散乱を起こして他
の検出ユニットのシンチレータにエスケープしたγ線が
あったとして、その全吸収に対応したエネルギ信号を信
号選択回路５１、５２、５３、…から得ることができ
る。そのため、エネルギスペクトルはつねに図２のＡに
示すようなものとなり、エネルギ弁別回路６１、６２、
６３、…のエネルギウインドウを複数設けてエネルギス
ペクトル情報を散乱補正に利用することなどを有効に行
なうことができるようになる。Therefore, even if there is γ-ray escaped to the scintillator of another detection unit due to Compton scattering, an energy signal corresponding to the total absorption can be obtained from the signal selection circuits 51, 52, 53 ,. . Therefore, the energy spectrum is always as shown in FIG. 2A, and the energy discrimination circuits 61, 62,
It becomes possible to effectively use the energy spectrum information for scattering correction by providing a plurality of energy windows 63, ....

【００１４】なお、エネルギ信号を加算する回路、信号
を選択する回路、これを制御する回路等の構成は上記に
限らず、種々に構成できる。また上記では、１個のシン
チレータと１個のＰＭＴとを結合して１つの検出ユニッ
トを構成した実施例について説明したが、複数個（３個
以上）のシンチレータと少なくとも２個のＰＭＴとを結
合し、その複数個のＰＭＴ出力を演算することによりど
のシンチレータにγ線が入射したかの位置信号とエネル
ギ信号とを得るようにした検出ユニットを用いる場合に
も、本発明を同様に適用することが可能である。さら
に、上記ではリング方向に隣接している検出ユニット間
のエネルギ信号加算を行なっているが、リングとは直交
する方向（断層面に直角な方向）でエネルギ信号加算を
行なうよう構成することもできる。またシングルフォト
ン用ＥＣＴ装置にも適用可能である。The configurations of the circuit for adding the energy signals, the circuit for selecting the signals, the circuit for controlling the circuits, etc. are not limited to the above, but various configurations are possible. In the above, the embodiment in which one scintillator and one PMT are combined to form one detection unit has been described, but a plurality (three or more) scintillators and at least two PMTs are combined. However, the present invention is also applicable to the case of using a detection unit that obtains a position signal and an energy signal indicating which scintillator γ-rays are incident on by calculating a plurality of PMT outputs. Is possible. Further, in the above, the energy signal addition is performed between the detection units adjacent to each other in the ring direction, but the energy signal addition may be performed in the direction orthogonal to the ring (direction orthogonal to the tomographic plane). . It is also applicable to an ECT device for single photons.

【００１５】[0015]

【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明のＥＣＴ装置によれば、コンプトン散乱を生じて
他の検出ユニットにエスケープしてしまうような放射線
についても全吸収を検出でき、正確なエネルギ信号を得
ることができるため、精度の高いエネルギスペクトル情
報を得ることが可能となる。As described in the above embodiments, according to the ECT apparatus of the present invention, total absorption can be detected even with respect to the radiation that causes Compton scattering and escapes to another detection unit, and accurate radiation can be detected. Since the energy signal can be obtained, it is possible to obtain highly accurate energy spectrum information.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明の一実施例の模式的なブロック図。FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of the present invention.

【図２】エネルギスペクトルを示すグラフ。FIG. 2 is a graph showing an energy spectrum.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１、１２、１３ シンチレータ ２１、２２、２３ フォトマルチプライア ３１、３２、３３ エネルギ加算回路 ４１、４２、４３ 同時検出回路 ５１、５２、５３ 信号選択回路 ６１、６２、６３ エネルギ弁別回路 11, 12, 13 Scintillator 21, 22, 23 Photomultiplier 31, 31, 32, 33 Energy addition circuit 41, 42, 43 Simultaneous detection circuit 51, 52, 53 Signal selection circuit 61, 62, 63 Energy discrimination circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 シンチレータと光電変換器とを結合して
なり、放射線のエネルギ信号と位置信号とを出力する放
射線検出ユニットを多数リング型に配列して構成された
ＥＣＴ装置において、上記多数の検出ユニットのエネル
ギ信号のうち隣接する２つずつが入力される加算回路
と、上記多数の検出ユニットの隣接する２つずつで同時
に放射線が入射したことを検出する同時検出回路と、該
同時検出回路の出力に応じて上記の各検出ユニットのエ
ネルギ信号と加算回路からの出力とを選択する信号選択
回路とを備えることを特徴とするＥＣＴ装置。1. An ECT apparatus comprising a plurality of radiation detection units, each of which is composed of a scintillator and a photoelectric converter, and outputs a radiation energy signal and a position signal, arranged in a ring shape. An adder circuit to which two adjacent two of the unit energy signals are input, a simultaneous detection circuit that detects that radiation is simultaneously incident on two adjacent two of the plurality of detection units, and a simultaneous detection circuit of the simultaneous detection circuit An ECT device comprising: a signal selection circuit that selects the energy signal of each detection unit and the output from the addition circuit according to the output.