JPH0546512B2 - - Google Patents
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- JPH0546512B2 JPH0546512B2 JP17258884A JP17258884A JPH0546512B2 JP H0546512 B2 JPH0546512 B2 JP H0546512B2 JP 17258884 A JP17258884 A JP 17258884A JP 17258884 A JP17258884 A JP 17258884A JP H0546512 B2 JPH0546512 B2 JP H0546512B2
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Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
この発明は、放射線検出器に関し、特に、放射
性核種としてシングルフオトンがポジトロンを用
いるリング型ECT装置(エミツシヨンコンピユ
ータ断層撮影装置)に好適な放射線検出器に関す
る。[Detailed Description of the Invention] (a) Industrial Application Field The present invention relates to a radiation detector, and particularly to a ring-type ECT device (emission computer tomography device) that uses a single photon and a positron as a radionuclide. Concerning a suitable radiation detector.
(ロ) 従来技術
リング型ECT装置などでは、放射線検出器と
して1個のシンチレータに1個の光電子増倍管
(以下PMTと略す)を組み合わせたものが用いら
れるのが普通であるが、PMTの大きさをあまり
小さくできないことから空間分解能を高くできな
い問題がある。また、たとえPMTを小さくでき
たとしてもPMTの数が増大し、製造コストの面
で問題が生じる。このことは特に、多層のスライ
ス面を同時に撮影するタイプで大きな問題とな
る。(b) Prior art In ring-type ECT devices, a combination of one scintillator and one photomultiplier tube (hereinafter abbreviated as PMT) is normally used as a radiation detector. There is a problem that the spatial resolution cannot be increased because the size cannot be made very small. Furthermore, even if the PMTs can be made smaller, the number of PMTs will increase, causing problems in terms of manufacturing costs. This is especially a big problem in the type of camera that simultaneously images multiple slice planes.
従来において、3スライス面を同時に撮影する
場合、第3図に示すように1個のシンチレータ6
と1個のPMT7とを組み合わせたものをZ方向
(スライス厚さ方向)に3組並べ、さらにこれを
X方向に多数並べていつてリング型とする(つま
りX方向は周方向となつている)構成がとられ
る。コリメータ8はシングルフオトンの場合のみ
用いられ、ポジトロンの場合は用いられない。こ
こで、検出器幅dは主にPMT7の幾何学的な大
きさに制約されてある程度以上には小さくできな
いので、X方向の空間分解能を高めることができ
ず、そのため画像の空間分解能を向上させること
ができない。またZ方向にも大きさが制限される
ため、スライス厚さを薄くすることもできない。
さらに、PMT7を小さくすることがたとえでき
たとしても、放射線検出器を周方向に多数並べる
ことや、スライス厚さ方向にスライス数に応じて
並べることから、非常に多数のPMTを必要とし、
製造コストの面で問題が生じるのが避けられな
い。 Conventionally, when photographing three slice planes at the same time, one scintillator 6 is used as shown in FIG.
and one PMT7 are arranged in three sets in the Z direction (slice thickness direction), and a large number of these are arranged in the X direction to form a ring shape (that is, the X direction is the circumferential direction). A configuration is taken. The collimator 8 is used only in the case of a single photon, and is not used in the case of a positron. Here, the detector width d is mainly restricted by the geometric size of the PMT 7 and cannot be made smaller than a certain level, so the spatial resolution in the X direction cannot be increased, and therefore the spatial resolution of the image cannot be improved. I can't. Further, since the size is also limited in the Z direction, it is not possible to reduce the slice thickness.
Furthermore, even if it were possible to reduce the size of the PMT7, a large number of PMTs would be required because a large number of radiation detectors would be arranged in the circumferential direction and arranged in the slice thickness direction according to the number of slices.
It is inevitable that problems will arise in terms of manufacturing costs.
(ハ) 目的
この発明は、各スライス面での画像の空間分解
能を高めることができ、且つスライス厚さも薄く
することが可能で、しかもPMTの数も少なくて
よく製造コストの問題も生じない放射線検出器を
提供することを目的とする。(c) Purpose This invention is a radiation therapy system that can improve the spatial resolution of images in each slice plane, reduce the slice thickness, and require fewer PMTs without causing manufacturing cost problems. The purpose is to provide a detector.
(ニ) 構成
この発明による放射線検出器では、1方向に所
定の長さを有するシンチレータが、その長さ方向
に略直角な方向に複数個並べられており、この複
数個のシンチレータの長さ方向両端のそれぞれに
は、複数個の互いに独立した光検出系を有する1
個または複数個のPMTが配置され、この一端か
ら出力される光はライトガイドにより各シンチレ
ータ毎に異なる比率で上記一端側の光検出系に分
配され、且つ、他端から出力される光はライトガ
イドにより各シンチレータ毎に異なる比率で上記
他端側の光検出系に分配されるようになつてお
り、上記一端側および他端側での各光検出系の出
力の比によりどのシンチレータで発光が生じたか
を判別するとともに、上記一端側のPMTの出力
と他端側のPMTの出力との比により上記長さ方
向のどの位置で発光が生じたかを計算するように
している。(D) Configuration In the radiation detector according to the present invention, a plurality of scintillators having a predetermined length in one direction are arranged in a direction substantially perpendicular to the length direction, and the length direction of the plural scintillators is arranged in a direction substantially perpendicular to the length direction. Each of the two ends has a plurality of mutually independent photodetection systems.
One or more PMTs are arranged, and the light output from one end is distributed to the photodetection system on the one end side by a light guide at a different ratio for each scintillator, and the light output from the other end is distributed to the light detection system on the one end side. The guide distributes the light to the light detection system at the other end at a different ratio for each scintillator, and which scintillator emit light is determined by the ratio of the output of each light detection system at one end and the other end. In addition to determining whether the light emission has occurred, the position in the length direction at which light emission has occurred is calculated based on the ratio of the output of the PMT on the one end side and the output of the PMT on the other end side.
(ホ) 実施例
第1図において、1方向(Z方向)に所定の長
さを有するシンチレータ1,1、…が、その長さ
方向(Z方向)に略直角な方向(X方向)に複数
個並べられている。これらのシンチレータ1,
1、…はそれぞれ光学的に独立させられており、
さらに望ましくはシンチレータ1,1、…の間に
光反射材が塗布される。この複数個のシンチレー
タ1,1…のZ方向の両端のそれぞれにはPMT
3,3がライトガイド2,2を介して配置されて
いる。このPMT3,3はそれぞれ2個の互いに
独立した光検出系3A,3Bと3C,3Dとを有
するもので所謂2回路内蔵型である。ここでは2
回路内蔵型のPMTを1個ずつ用いているが、1
回路のPMTを2個ずつ配置してもよい。両端の
ライトガイド2,2はそれぞれ光学的に独立な2
つのライトガイド2A,2Bと2C,2Dとから
なる。シンチレータ1,1、…の一端から出力さ
れる光はライトガイド2A,2Bにより各シンチ
レータ毎に異なる比率で上記一端側の光検出系3
A,3Bの入力面に分配される。また、シンチレ
ータ1,1、…の他端から出力される光はライト
ガイド2C,2Dにより各シンチレータ毎に異な
る比率で上記他端側の光検出系に3C,3Dの入
力面に分配されるようになつている。(E) Example In FIG. 1, scintillators 1, 1, ... having a predetermined length in one direction (Z direction) are arranged in plural scintillators in a direction (X direction) substantially perpendicular to the length direction (Z direction). They are lined up. These scintillators 1,
1,... are each optically independent,
More desirably, a light reflecting material is applied between the scintillators 1, 1, . A PMT is installed at each end of the plurality of scintillators 1, 1... in the Z direction.
3, 3 are arranged via light guides 2, 2. The PMTs 3, 3 each have two mutually independent photodetection systems 3A, 3B and 3C, 3D, and are so-called two-circuit built-in type. Here 2
One PMT with built-in circuit is used, but 1
Two PMTs may be placed in each circuit. The light guides 2, 2 at both ends are optically independent 2
It consists of two light guides 2A, 2B and 2C, 2D. The light output from one end of the scintillators 1, 1, .
It is distributed to input surfaces A and 3B. In addition, the light output from the other ends of the scintillators 1, 1, ... is distributed to the input surfaces of the light detection systems 3C and 3D on the other end side by the light guides 2C and 2D at different ratios for each scintillator. It's getting old.
すなわち、シンチレータ1,1、…の一方の出
力面を11,12,13,14の矩形で表わし、
PMT3の入力面を15,16,17,18の矩
形で表わし、さらに光学系3Aの入力面を15,
16,21,19の矩形で、光学系3Bの入力面
を17,18,19,21の矩形で表わすとき、
ライトガイド2Aは3角柱11,12,13,1
5,16,17の一部つまり13,17,20,
21の四面体の部分を削り取つた形になつてお
り、またライトガイド2Bは3角柱11,13,
14,15,17,18を四面体11,15,1
9,20の部分だけ削り取つた形となつていて、
多数のシンチレータ1,1、…の図の左側であれ
ばある程光学系3Aの入力面に分配される光量が
光学系3Bの入力面に分配される光量より多くな
り、図の右側のシンチレータ1程光学系3Aの入
力面に分配される光量が光学系3Bの入力面に分
配される光量より少なくなるよう、光量の分配比
率が定められている。また、他方の出力面31,
32,33,34に取り付けられているライトガ
イド2についても同様で、光学的に独立な2つの
ライトガイド2C,2Dによりなる。ライトガイ
ド2Cは3角柱31,32,34,35,36,
38の四面体34,38,39,40の部分を削
り取つたような形になつており、ライトガイド2
Dは3角柱32,33,34,36,37,38
の四面体32,36,40,41の部分を削り取
つたような形になつている。多数のシンチレータ
1,1、…の図の左側であればある程光学系3D
の入力面に分配される光量が光学系3Cの入力面
に分配される光量より多くなり、図の右側のシン
チレータ1程光学系3Dの入力面に分配される光
量が光学系3Cの入力面に分配される光量より少
なくなるよう、光量の分配比率が定められている
のである。 That is, one output surface of scintillators 1, 1, ... is represented by rectangles 11, 12, 13, 14,
The input surface of PMT3 is represented by rectangles 15, 16, 17, and 18, and the input surface of optical system 3A is represented by rectangles 15, 16, 17, and 18.
When the input surface of the optical system 3B is represented by rectangles 17, 18, 19, and 21 with rectangles 16, 21, and 19,
The light guide 2A is a triangular column 11, 12, 13, 1
Part of 5, 16, 17, i.e. 13, 17, 20,
The light guide 2B has a shape in which the tetrahedral part of No. 21 is removed, and the light guide 2B is made of triangular prisms 11, 13,
14, 15, 17, 18 as tetrahedron 11, 15, 1
It has a shape where only parts 9 and 20 have been removed,
The more the scintillators 1, 1, ... are on the left side of the diagram, the more the amount of light distributed to the input surface of the optical system 3A becomes greater than the amount of light distributed to the input surface of the optical system 3B, and the more the scintillators 1 on the right side of the diagram The distribution ratio of the amount of light is determined so that the amount of light distributed to the input surface of the optical system 3A is smaller than the amount of light distributed to the input surface of the optical system 3B. In addition, the other output surface 31,
The same applies to the light guides 2 attached to the light guides 32, 33, and 34, which are two optically independent light guides 2C and 2D. The light guide 2C has triangular pillars 31, 32, 34, 35, 36,
38, with the tetrahedrons 34, 38, 39, and 40 removed, and the light guide 2
D is triangular prism 32, 33, 34, 36, 37, 38
It has a shape that looks like the tetrahedrons 32, 36, 40, and 41 have been removed. The left side of the diagram of a large number of scintillators 1, 1, etc., the more the optical system 3D
The amount of light distributed to the input surface of optical system 3D is greater than the amount of light distributed to the input surface of optical system 3C. The distribution ratio of the amount of light is determined so that it is less than the amount of light to be distributed.
コリメータ4は放射性核種がシングルフオトン
のときに用いられる。このように構成された放射
線検出器は、シンチレータ1,1…の配列方向す
なわちX方向にリング型に多数並べられる。すな
わちX方向が周方向となり、Z方向はスライス厚
さ方向ということになる。 The collimator 4 is used when the radionuclide is a single photon. A large number of radiation detectors configured in this manner are arranged in a ring shape in the arrangement direction of the scintillators 1, 1, . . ., that is, in the X direction. That is, the X direction is the circumferential direction, and the Z direction is the slice thickness direction.
そして光検出系3A〜3Dの各出力A〜Dは第
2図に示すように加減算器51,52および加算
器53に送られ、{(B+C)−(D+A)}、{(A
+
B)−(C+D)}および(A+B+C+D)が得
られる。ライトガイド2A〜2Dにより上述のよ
うに光の分配比率が定められているため、{(B+
C)−(D+A)}はどのシンチレータ1で発光が
生じたかつまり発光のX方向位置に対応するもの
となる。また{(A+B)−(C+D)}はシンチレ
ータ1の長さ方向両端のどちらの側により多くの
光量が到達したかを示すので、発光のZ方向位置
に対応するものとなる。さらに、(A+B+C+
D)はシンチレータ1に入射した放射線のエネル
ギに対応する出力となる。そこで、割算器54,
55において割算を行なつてエネルギ信号で規格
化し、
{(B+C)−(D+A)}/(A+B+C+D)
{(A+B)−(C+D)}/(A+B+C+D)
を得れば、前者はX方向位置を示す位置信号とな
り、後者はZ方向位置を示す位置信号となる。 The outputs A to D of the photodetection systems 3A to 3D are then sent to adders/subtracters 51 and 52 and an adder 53 as shown in FIG.
+
B)-(C+D)} and (A+B+C+D) are obtained. Since the light distribution ratio is determined by the light guides 2A to 2D as described above, {(B+
C)-(D+A)} corresponds to which scintillator 1 generates light emission, that is, the position of the light emission in the X direction. Also, {(A+B)-(C+D)} indicates which side of both lengthwise ends of the scintillator 1 a greater amount of light has reached, so it corresponds to the position of light emission in the Z direction. Furthermore, (A+B+C+
D) is an output corresponding to the energy of the radiation incident on the scintillator 1. Therefore, the divider 54,
55 and normalize with the energy signal to obtain {(B+C)-(D+A)}/(A+B+C+D) {(A+B)-(C+D)}/(A+B+C+D), the former is the X direction position. The latter becomes a position signal indicating the Z-direction position.
こうして、4個の光検出系3A〜3Dでありな
がら、薄い幅のシンチレータ1のどれに放射線が
入射したかの判別ができ、PMT3,3の幾何学
的大きさに制約されることなくX方向の位置分解
能が向上し、そのため画像の空間分解能が高ま
る。また、薄い幅のシンチレータ1の各々の数に
対応してPMT3を設ける必要がないのでPMT3
の個数を減少させることができる。さらに、Z方
向にも位置判別できるため、厚さの薄い多層のス
ライス面の画像を、その層数に対応するPMTを
使用することなく同時に撮影することができ、従
来のような多層スライス面の層数に対応する層だ
けPMTリング型配列を形成する必要がなくなり、
この点でもPMT3の数を減少させることができ
る。 In this way, although there are four photodetection systems 3A to 3D, it is possible to determine which of the thin scintillators 1 the radiation has entered, and it is possible to detect radiation in the X direction without being restricted by the geometric size of the PMTs 3, 3. The spatial resolution of the image is increased, thereby increasing the spatial resolution of the image. In addition, since it is not necessary to provide PMT3 corresponding to the number of thin scintillators 1, PMT3
The number of objects can be reduced. Furthermore, since the position can also be determined in the Z direction, images of thin multi-layered slice planes can be captured simultaneously without using PMT corresponding to the number of layers. It is no longer necessary to form a PMT ring-shaped array for the number of layers corresponding to the number of layers.
In this respect as well, the number of PMT3 can be reduced.
なお、上記の位置演算はひとつの例を示したも
のであつて、シンチレーシヨンカメラにおいて使
用されているようなアナログ位置演算回路により
X方向位置とZ方向位置とを求めることもでき
る。また、上記では、PMT3,3をシンチレー
タ1の長さ方向両端にのみ設けたが、放射線入射
側とは反対側つまり図では上側の面にもPMTを
複数個並べ、これらの出力も含めてZ方向の位置
演算を行なえばZ方向の位置分解能が向上する。
またこれらの出力も含めてエネルギ信号を求めれ
ばエネルギ分解能も向上する。 Note that the above position calculation is just one example, and the X-direction position and Z-direction position can also be determined using an analog position calculation circuit such as that used in a scintillation camera. In addition, in the above, the PMTs 3, 3 are provided only at both lengthwise ends of the scintillator 1, but multiple PMTs are also arranged on the side opposite to the radiation incident side, that is, on the upper side in the figure, and the Z including their outputs is If the position calculation in the direction is performed, the position resolution in the Z direction will be improved.
Furthermore, if the energy signal is determined by including these outputs, the energy resolution will also be improved.
(ヘ) 効果
この発明によれば、PMTの数を増大させずに
つまり製造コストを抑制しながら、画像の空間分
解能を向上させ、しかもスライス厚さを薄くし同
時に撮影できるスライス面の層数を多くできる。(f) Effects According to the present invention, the spatial resolution of images can be improved without increasing the number of PMTs, thereby suppressing manufacturing costs, and the slice thickness can be reduced to increase the number of slice plane layers that can be simultaneously imaged. I can do a lot.
第1図はこの発明の一実施例の概略斜視図、第
2図は同実施例の信号系統のブロツク図、第3図
は従来例の概略斜視図である。
1,6…シンチレータ、2…ライトガイド、
3,7…PMT、4,8…コリメータ。
FIG. 1 is a schematic perspective view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a signal system of the same embodiment, and FIG. 3 is a schematic perspective view of a conventional example. 1, 6...scintillator, 2...light guide,
3, 7...PMT, 4, 8...collimator.
Claims (1)
略直角な方向に並べられている複数個のシンチレ
ータと、上記複数個のシンチレータの長さ方向一
端に配置される、複数個の互いに独立した光検出
系を有する1個または複数個の光電子増倍管と、
この一端から出力される光を各シンチレータ毎に
異なる比率で上記光検出系に分配するライトガイ
ドと、上記複数個のシンチレータの長さ方向他端
に配置される、複数個の互いに独立した光検出系
を有する1個または複数個の光電子増倍管と、こ
の他端から出力される光を各シンチレータ毎に異
なる比率で上記光検出系に分配するライトガイド
と、上記一端側および他端側での各光検出系の出
力の比によりどのシンチレータで発光が生じたか
を判別する回路と、上記一端側の光電子増倍管の
出力と他端側の光電子増倍管の出力との比により
上記長さ方向のどの位置で発光が生じたかを計算
する回路とからなる放射線検出器。1 A plurality of scintillators having a predetermined length in one direction and arranged in a direction substantially perpendicular to the length direction, and a plurality of scintillators arranged at one end in the length direction of the plurality of scintillators. one or more photomultiplier tubes having mutually independent photodetection systems;
A light guide that distributes the light output from one end to the photodetection system at a different ratio for each scintillator, and a plurality of mutually independent photodetectors arranged at the other end in the length direction of the plurality of scintillators. one or more photomultiplier tubes having a photomultiplier system, a light guide that distributes light output from the other end to the photodetection system at a different ratio for each scintillator, and one or more photomultiplier tubes having one or more photomultiplier tubes on the one end side and the other end side. A circuit that determines which scintillator generates light emission based on the ratio of the outputs of each photodetection system, and a circuit that determines the length of the scintillator based on the ratio of the output of the photomultiplier tube on one end and the output of the photomultiplier tube on the other end. A radiation detector consisting of a circuit that calculates where in the horizontal direction light emission occurs.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17258884A JPS6150087A (en) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | radiation detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17258884A JPS6150087A (en) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | radiation detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6150087A JPS6150087A (en) | 1986-03-12 |
| JPH0546512B2 true JPH0546512B2 (en) | 1993-07-14 |
Family
ID=15944626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17258884A Granted JPS6150087A (en) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | radiation detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6150087A (en) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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-
1984
- 1984-08-20 JP JP17258884A patent/JPS6150087A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6150087A (en) | 1986-03-12 |
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