JPS58108482A - ポジトロンct装置 - Google Patents

ポジトロンct装置

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JPS58108482A
JPS58108482A JP20623181A JP20623181A JPS58108482A JP S58108482 A JPS58108482 A JP S58108482A JP 20623181 A JP20623181 A JP 20623181A JP 20623181 A JP20623181 A JP 20623181A JP S58108482 A JPS58108482 A JP S58108482A
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positron
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tungsten
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JP20623181A
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JPS6351511B2 (ja
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Kenichi Okajima
健一 岡島
Takeshi Ueda
健 植田
Fumio Kawaguchi
文男 川口
Katsumi Takami
高見 勝己
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2985In depth localisation, e.g. using positron emitters; Tomographic imaging (longitudinal and transverse section imaging; apparatus for radiation diagnosis sequentially in different planes, steroscopic radiation diagnosis)

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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】 本発明はポジトロンCT装置に関し、特に生体内部に投
与された陽電子放射性同位元素の位置情報を得るための
ガンマ線検出器に関するものである。
ポジ)aンCT装置は、生体内部に投与され九階電子放
射性同位元素(以後線源と略す。)の濃裏分布を体軸に
はは垂直な平面で表示する装置てある。ここで、線源の
位置情報は人体をリング状あるいは正多角形状に取抄囲
んだ多数のガンマ線検出器間の同時計数により得られる
。この方法は、特開昭56−6175号公報等に詳細に
述べられている。              、  
・ビ生体内部に分布した線源から放出される一対の消滅
ガンマ線は線源の存在位置・消滅ガンマ線放出方向によ
り人体において異なる経路を通り興なるガンマ線吸収を
受ける。視野に一様にIIi!源が分布する場合、一対
の消滅ガンマ線が吸収されることなくガンマ線検出器へ
到達する確率は、上記透過経路の差異によるガンi線吸
収率差の影響を受ける。第1図K、一対の消滅ガンマ線
が視野内でらかなように視野周辺部を通過する消滅ガン
V線ね、視野中央部を透過するガン11iIVC比べ大
きくなる。第1図において、横軸tは視野中心0から透
過経路pまでの距離を示し、縦軸は透過確率を示す。な
お視野半径ra15mとした。
従来のポジトロンCT用ガンマ線検出器系の構成を第2
a図、第2b図に示すと共に、視野全体に一様な線源が
分布する場合にかかる従来の検出器系で得られる同時計
数の投影で一部の一例を第3図に示し、その欠点につい
て説明する。従来の検出器系では、リング状に多数配列
されたシンチ長さのガンマ線吸収体2を挿入したb(第
2a図)、高空間分解能を達成するためポジトロンCT
装置の消滅ガンマ!IK対する検出感度を犠牲にし遇あ
るいは散乱にょb#接する検出器で検出されることを防
ぐことKのみ作用する。そのため、視野4全体に一様な
lI源が分布する場合の同時計数の投影データは第3図
に示すように消滅ガン□マ線透過確率の高い視野4周辺
部で同時計数率がきわめて高くなる。また、重金属プラ
グ3を装着した場合、視野中央部を透過し検出器にほぼ
垂直に入射する消滅ガンマ線5に対しては、シンチレー
タlの開口wi積が減少し、同時計数率が減少するとい
う問題点があった。さらi/c視野周辺部を透過し^射
角の大きな消滅ガンマIw6に対しては、重金属グラブ
3が台形あるいは半円状の形状をとるため、遮蔽効果は
小さくなり1上記ガンマ線吸収体2の場合と同様、同時
計数の投影データは視野周辺部できわめて大となる。
ポジトロンCT装置により再生される線源濃度分布儂の
画質は雑音成分としての偶然同時計数と同時計数の統計
誤差とKより劣下する。偶然同時計数は、発生源の異な
る2つの消滅ガンi線が偶然に同時計数される事象で、
この確率は検出器計数率の二乗に比例する。一方、統計
誤差は同時計数の平方根で与えられる。さらに、検出器
の計数率が高くなると偶然同時計数以外(検出器回路、
同時計数回路、信号伝達系の不感時間が原因となる同時
計数の数え落としが増加し、ポジトロンCT装置の計数
率の線源濃度に対する直線性が保障されなくなる。
従来構成では上述したとおり、視野中央部を通過する消
滅ガンマ線の同時計数率が最も低く統計誤差による雑音
が高いため、再生画像の画質はこの視野中央部を通過す
る消滅ガンマ線の統計雑音で決まる。これに対し、視野
周辺部を通過する消滅ガンi線の高い同時計数率は、小
さな統計雑音により視野周辺の画質向上には寄与するが
、最も関心の高い視野中央部の画質改善には寄与しない
むしろ、検出器の計数率増加による偶然同時計数および
同時計数の数え落としの増加要因となり、ポジトロンC
T装置の最大計数率および計数率の線源濃度に対する直
線性を劣下させる要因となっていた。
本発明は線源の位置情報を持つ視野周辺からの消滅ガン
i線の一部を、シンチレータ関にこれよね長いガンマ線
吸収体を挿入することKより低減し、雑音成分となる偶
然同時計数率およびポジトロンCT装置の計数率の非直
線性をもたらす同時計数の数え落としの低減を図ること
を目的としたものである。
放射線検出部間にそれより長い放射線吸収体を挿入する
方法はXJIICTでは公知である(例えば特開昭53
m−11451711号公報)、シかし、X線CTては
Xs源は体外に存在し検出器との位置関係は、ポジトロ
ンCT装置とは異なり一意的に決まる、放射線吸収体は
このX線源と検出器開口で決まるXll1!通過路以外
から混入する散乱X線を除去することを目的とする。つ
まり、X#CTKおける放射線吸収体の使用目的は再生
画像の雑音成分となる散乱X線を除去することKある。
したが−って放射線吸収体は投影データに対し何ら影譬
を及埋さない、さらに、視野周辺を透過するX#に対し
てはX#l吸収率が低いため投影データは視野周辺で大
となる。これに対し、本発明によるポジトロンCT装置
のガンマ線吸収体は、位置情報を持ち画像再生に使用可
能な消滅ガンマ線を低減し同時計数投影データを平滑化
することにより、偶然同時計数、数え落としを減じ、ポ
ジトロンCT装置の計数率特性向上を目ざしたもので、
X線CTとは目的、効果を全く異にする。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第4図は本発明によるポジトロンCT装置の一実施例の
要部を示す図であり、ガンマ線検出器系の構成を示す0
図において、lOは本発明に係るE記ガンi線吸収体で
ある。視野中央部を透過し、シンチレータIKfi直に
入射するガンマ線5に対してはガンマ線吸収体10は障
害とならない、一方、視野周辺部を透過し、入射角の大
きなガンマ線6は、ガンマ線吸収体10による吸収を一
部受けた後シンチレータIK到達するため、同時計数率
は減少する。このガンマ線吸収体10の効果を定量的に
評価する丸め、一様な吸収体中(ガンマ線吸収係数μ)
KM源が分布する場合の検出器対での真の同時計数率を
求める計算式を導出した。
C*(’)”//8#o (X e 7 )” −””
 ’ ” ” ” (’ e ” If(”s F )
’ ” F・・・・・・・・・(1) 上式において、C1(#)は入射角−で検出器対に入射
するガンマ線の真の同時計数率である。8はスライス幅
、pe(x a y )は線源濃度分布% ’(’ I
 ” )は入射角−で入射するガンマ線の検出効率、f
Fy)は座1m(1,7)に線源が存在する場合の幾何
学的な同時計数効率% t(a IX)はガンマ線透過
路の長さを意味する。婢野4(半径r)全体1c 一様
に線源が分布する場合には、上式は次式のように書き直
せる。
C・(リー/”F(##X)dX 但し、71≦R,IX−ω1/ω 但し、)’l>RIIX−ω1/ω ここで、 B、=Bcos# * z(lsixθ+bcos # )/ 2Y*=(
”   (X+x l)曹)V鵞x 1 = 1sis
 # −1Camθa;シンチレータ長さ  (第4図
参照)b;シンチレータ幅   (第4図参照)几;検
出器リング半径 である。−例としてガンマ線吸収体10をタングステン
とし、シンチレータ2を24X24X12(8x a 
X b ) am” IDk’xwxジャーiネイト(
BGO)シンチレータ、視野40半径rを12.5m、
ガンマ線検出器リング7の半径Bを25cIRとし、視
野全体に一様に線源が分布した時の同時計数投影データ
を計算した。ただし、#(##X)は入射角−で(”*
7t)を通るガンマ線のシンチレータによる吸収を、シ
イエレーシ四ン計算することに↓り得た。
結果を第5a〜if図に示す。なお、図において、横軸
はガンマ線入射角# 、g軸は〔真の同時計数率〕/(
p・5i”74g)を示し、曲線の−(ラメータは、タ
ングステン板の厚さがとっである。
第5、構図はシンチレータより4■短いガンマ線吸収体
をシンチレータ間に挿入した場合である。
タングステン板を厚くするにつれ、隣接BGOとの距離
が増すため、隣接BGOのガ/マ線鐘蔽効果が低下し、
視野周X辺付近での同時計数率が増加する。このように
%BGOより短いタングステン板を800間に挿入する
ことkより、視野周辺部の同時計数率低減化は不可能で
ある。第5b〜′5f図は、それぞれシンチレータより
0wm+4鱈。
8mm512m、16−長hガンi線吸収体をシンチレ
ータ間に挿入して、シンチレータ表面より吸収体の一部
を上記の長さだけ突出させた場合である。これらの図か
ら明らかなように%BGO表面誹りタングステン板の一
部を突出させた場合、タレゲステン板の長さ及び厚さを
増すにりれ、視野周辺部を透過する消滅ガンマ線の同時
計数率が減少する。しかしながら、タングステン板の厚
さの増加は、ガンマ線検出器リング6中0BGO実装密
度の低下を招くため、その厚さには限界があり、好まし
くは4−以下で、最本好ましい範囲は0,5〜2wsで
あり、投影データを平滑化するKはタングステン板の長
さを調節すればよい、第6図は、ガンマ線入射角θ−2
B’ で、タングステン板の長さを変えた時の同時計数
率の変化を示す図である。タングステン板長さ+4−1
厚さ1−て同時計数率はタングステン板がない一合に比
べ約10係減少し長さ+12m以上ではは?’! 40
 S減少する。これより最適タングステン板長は+12
−と、)傘減少率が小さく、従来構成に比べ大きな利点
は11Iめられない6以上の説明より1上記構成では厚
、10.5〜2−1長さはシンチレータ表面より4−以
上突出し九タングステン板が適する。上記以外の構成の
ポジトロンCTでもシンチレータ表面より4−以上タン
ゲステン板を突出させiば視野周辺部の同時計数率低下
効果は期待てきる。
(1)シンチレータサイズ同一で検出器リングが大とな
る場合 視野半径が大となり1視野中央部を通過するガンマ線の
透過率が一段と低下し、視野周辺部の同時計数率が相対
的に高まる。視野周辺部の同時計数率を視野中央部と調
和がとれるs−に減少するにはリング径の小さな検出器
系でのタングステン板の長さより長くしなければならな
い。
現在使用されるレンチレータ幅は、これに接合する光電
子増倍管(PMT)tイズで制−される。市販の最小径
PMTはφ1/2“であり、これに適合する最小幅は約
7−で、これが実用限界となる。この最小幅シンチレー
タに対し、最適タングステン長祉約71とな如、シンチ
レータ表面より4−以上突出させるという条件を満たす
上記のとおり・、+4−以上の長さのタングステン板は
視野周辺部の同時計数率を減少させ、投影データの平滑
化に有効である。しかし、第5f図に示されるように、
タングステン板の長さが長くなると視野周辺部のみなら
ず中央部の同時計数率も減少しガンマ線に対するシステ
ム感度低下という問題が発生する。これはタングステン
板の突出させる長さの上限を30mとする仁とにより防
ぐことが可能であった。
ガンマ線吸収体lはタングステン板のみならず、511
KI消滅ガンマ線に対し吸収係数の高い鉛などの重金属
や目つ化水銀などの化合物でも適用可能であり、タング
ステンと同じ効果が得られた。
以上詳述したように1本発911によれば、ガンマ線吸
収体をシンチレータ間に挿入することくより前像雑音の
原因となる偶然同時計数率を低減し、締数車の直線性の
良好なポジトロンCT装置を提体することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、視野内に一様に線源が分布し、一対の消滅ガ
ンマ線がこの視野内で吸収されることなくガンマ線検出
器へ到達する確率を示す図、第3m及び第2b図は従来
の放射線検出器系を示す図、第3図は、視野全体に一様
線源が分布した時に従来方式で得られる同時計数の投影
データを示す図、第4図は、本発明による放射線検出器
系を示す図、第5a〜第5f図は、それぞれ本発明に係
る検出器系による同時計数投影データを示す図、第6図
はタングステン板長と同時計数率の関係を示す図である
。 特許出願人 工業技術院長 石板誠− ′vJ1図 ¥1 211  口 、vi  Zb  図 第 3 図 ′¥ 4 図 fJ 5α 図 内炎 VJ sb 図 西  友 ’jj、  Sc  口 45沈 日 第 5e 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、陽電子崩壊過程において生成する陽電子(ポジトロ
    ン)の消滅時に発生する1対の消滅ガンマ線を検出する
    ことにより陽電子放射性同位元素の生体内での浸度分布
    像を得るポジトロンCT装置において、上記消滅ガンi
    線を検出するためのシンチレータの表面より視野中心方
    向に突出させ、消滅ガンマ線の一部を吸収するガンマ線
    吸収体を有することを特徴としたポジトロンCT装置。 2 上記ガンマ線吸収体のシンチレータ表面より突出さ
    れた部分の視野中心方向に沿う長さが4−以上30■以
    下であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    ポジトロンCT装置。 3、上記ガンマ線吸収体の厚さ、が4■・以下であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に記載
    のポジトロンCT装置。 4、上記ガンマ線吸収体の上記厚さが0.5■以上2■
    以下であることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
    #I2項に記載のポジ)cyンCT装置。 & 上記ガンマ線吸収体がタングステンからなることを
    特徴とする特許請求の範fiIIJ項乃至第4項のいず
    れかに記載のポジトロンCT装置。
JP20623181A 1981-12-22 1981-12-22 ポジトロンct装置 Granted JPS58108482A (ja)

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JPS58108482A true JPS58108482A (ja) 1983-06-28
JPS6351511B2 JPS6351511B2 (ja) 1988-10-14

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108287359A (zh) * 2017-12-25 2018-07-17 北京永新医疗设备有限公司 放射源定位***及方法

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JPS5599087A (en) * 1979-01-23 1980-07-28 Shimadzu Corp Emission type tomography
JPS566175A (en) * 1979-06-19 1981-01-22 Thompson Christopher John Scintillation detector osed for positron extinguishment radiation type tomogram device

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CN108287359B (zh) * 2017-12-25 2019-11-05 北京永新医疗设备有限公司 放射源定位***及方法

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