核醫學診斷裝置的製作方法

2023-05-28 13:44:36 2

專利名稱：核醫學診斷裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種核醫學診斷裝置(ECT裝置)，此核醫學診斷裝置是用 於對被檢測體投予放射性藥劑，並同時計量由蓄積在所述被檢測體的目標 部位上的正電子放射性同位素(radioisotope, RI )放出的一對Y射線，以 獲得目標部位的斷層圖像，本發明尤其涉及一種同時計數y射線的技術。
背景技術：
作為核醫學診斷裝置，即ECT (Emission Computed Tomography)裝置 的一例，對正電子發射斷層顯像(Positron Emission Tomography, PET) 裝置的構成進行說明。PET裝置是以如下方式構成利用相對向的Y射線檢 測器來對從被檢測體的目標部位彼此成大致180°的方向放出的2條y射線 進行^r測，在同時4企測出(同時計數)Y射線時，再構成被檢測體的斷層 圖像。而且，在PET裝置中用於對Y射線同時進行計數的Y射線檢測器，有 的是由閃爍體(scintillator)禾口光電子4咅增管(photoelectron multiplier)構成，所述閃爍體在入射有從被;險測體放出的y射線時會發 光，所述光電子倍增管將所述閃爍體的發光轉換成電信號。
此處，從原理上來講，從離開視野中心的位置放出的Y射線如圖l6所 示那樣斜向入射到Y射線檢測器D的閃爍體中的情況較多，當Y射線入射 方向上沒有被分割的閃爍體時，不僅會在準確的位置檢測到Y射線，而且 也會在錯誤的位置檢測到Y射線。也就是說，視差誤差從視野中心朝向周 邊部分而逐漸變大，從而造成PET裝置所獲得的斷層圖像變得不準確。
因此，如圖17所示，提出了一種Y射線檢測器，此y射線檢測器將閃爍 體分割(光學結合)成在Y射線入射方向上發光脈衝的衰減時間不同的閃 爍體。例如，當使用將閃爍體分割成在Y射線入射側Y射線衰減時間較短的 閃爍體陣列和在光電子倍增管側Y射線衰減時間較長的閃爍體陣列的Y射 線檢測器md時，即使y射線斜向入射到y射線檢測器md的閃爍體中，也可 以高精度地檢測到所放射的Y射線的位置，以獲得更準確的斷層圖像，從 而實現了改善(例如參照日本專利特開平6-337289號公報(第2-3頁、 圖l)、日本專利2000-56023號公報(第2 - 3頁、圖l))。
而且，作為在Y射線入射方向上層疊配置的衰減時間較短的閃爍體陣 列和衰減時間較長的閃爍體陣列的Y射線位置的具體檢測機構，是通過具 備如下機構而達成，即加算機構，通過A/D轉換器，將如圖18所示那樣從受光元件輸出的電信號即模擬信號SF (衰減時間較短的閃爍體陣列的信號)或者SR (衰減時間較長的閃爍體陣列的信號)轉換成數位訊號，並將
如圖19所示那樣將經過A/D轉換器轉換的數位訊號順次相加；識別值計算機構，根據中途加算值An或B^以及總加算值At2或BT2,計算出表示中途加
算值除以總加算值所得的值AJAt2或Bn/BT2的識別值，其中，中途加算值AT1
或BT1是在加算機構中，將從閃爍體塊發出的發光脈沖的發光開始時起直到發光結束時為止的中途即直到中途時刻為止的數位訊號相加所得的值，總加算值An或Bn是在加算機構中，將從閃爍體塊發出的發光脈沖的發光開始時起直到發光結束時為止的數位訊號相加所得的值；用於根據識別值計算機構所計算出的識別值中的最大值和最小值來決定中間值K的機構；以及判別機構，判別所述識別值計算機構所計算出的識別值相對於中間值K是較大的值還是較小的值。
而且，現有的核醫學診斷裝置中，是以如下方式來決定用於判別的參數。即，在如圖20所示的例如具有二級構造的閃爍體陣列的二級閃爍體檢測器112的情況下，閃爍體陣列的識別機構所需的參數L、 T2、 K是通過如
下方式來決定的。作為Y射線檢測器單體的檢查階段，設置在暗箱n5內的二級閃爍體檢測器112將初始值的參數輸入到檢查用處理電路中，首先開始僅對閃爍體陣列正面IIO'照射Y射線，並通過判別計算來計算出信號計數N,和信號計數N2，所述信號計數N)被判斷為是來自閃爍體陣列正面110的信號，所述信號計數fU皮判斷為是來自閃爍體陣列背面111的信號。接著，如圖21所示，僅對閃爍體陣列背面111照射Y射線，並通過判別計算來計算出信號計數N/和信號計數N/ ，所述信號計數N/被判斷為是來自閃爍體陣列背面111的信號，所述信號計數N/被判斷為是來自閃爍體陣列正面110的信號。進而，如圖22所示，在不使用射線源的狀態下，在自然放射線116所造成的背景(background)下，通過判別計算來計算出信號計數Ntb和信號計數N2b，所述信號計數N"皮判斷為是來自閃爍體陣列正面110的信號，所述信號計數N2b被判斷為是來自閃爍體陣列背面111的信號。在此處，對(N廣N!b) / (N2-N2b)和(N/ - N2b)/ (N/ - Nlb)進行定義。此處，將(N廣NJ / (N2-N2b)和(N/ - N2b) / (N/ - Nlb)這兩者的值相等且成為最大時的參數定為最佳值。此時，需要用來僅對任一個閃爍體陣列照射Y射線的鉛準直器(lead coHimator ) 113和Ri射線源114。以上述方式所決定的參數在將Y射線檢測器單體搭栽到實際的PET裝置中的階段預先輸入到裝置用處理電路中。
然而，現有的核醫學診斷裝置中存在如下的問題。即，在如圖"所示的例如具有二級構造的閃爍體陣列的二級閃爍體檢測器112的情況下，閃爍體陣列的識別機構所需的參數L、 T2、 K,是將Y射線檢測器U單體的檢查階段由檢查用處理電路所決定的參數，在搭載到實際的PET裝置中的階
段應用於裝置用處理電路，但無論檢查用處理電路與裝置用處理電路是否
以相同的規格而製造，增益放大器(gain amplifier)等的溫度特性等都會稍有不同而產生個體差異，因而參數的最佳值未必一致，從而無法很好地進行上下分離，對畫質造成不良影響。
另一方面，如果想要在搭載到實際的裝置中的階段來決定參數，則需要與PET裝置相符的大身見模的鉛校準夾具(jig)和Ri射線源，作業非常

發明內容
為了解決上述課題，權利要求1所述的核醫學診斷裝置採用了如下構成。即，此核醫學診斷裝置的特徵在於包括多個y射線檢測器，由閃爍體塊、受光元件和A/d轉換器而構成，所述閃爍體塊是將發光脈衝的衰減時間彼此不同的多個閃爍體陣列在y射線入射深度方向上以光學結合配置而成，所述受光元件將所述閃爍體塊發出的發光脈衝轉換成電信號，所述A/d轉換器將從所述受光元件輸出的電信號即模擬信號轉換成數字信子，裝置用處理電路，根據來自所述y射線檢測器的數位訊號而計算出信號計數比；框體，用於搭載所述多個y射線糹企測器；識別用參數決定機構，在未
連接到不同於所述裝置;處理電路的檢查;處理電路的狀態下，'根據將;射線照射到各個所述閃爍體陣列時所獲得的所述數位訊號來計算出第一信號計數比，並通過將y射線照射到所述閃爍體塊來進行測定而求出第二信號計數比，並且，在將所述多個y射線檢測器分別搭載於所述框體中並將這些y射線檢測器連接到所述裝置用處理電路的狀態下，通過將y射線照射到所述y射線檢測器所分別具有的所述閃爍體塊並進行測定而求出第三信號計數比，再根據所述第一信號計數比、所述第二信號計數比和所述第三信號計數比來決定識別用參數；以及識別機構，根據所述識別用參數來識別測定對象的y射線入射到了所述多個y射線檢測器所分別具有的哪一個所述閃爍體陣列。
而且，權利要求2所述的核醫學診斷裝置是如權利要求1所述的核醫學診斷裝置，其特徵在於所述第二信號計數比和所述第三信號計數比是通過從所述閃爍體塊的前面或後面照射y射線並進行測定而求出。
而且，權利要求3所述6f核醫學診斷裝置是如權利要求1所述的核醫學診斷裝置，其特徵在於所述第二信號計數比和所述第三信號計數比是通過從所述閃爍體塊的,'j面照射y射線並進行測定而求出。
而且，權利要求4所述的核醫學診斷裝置是如權利要求1所述的核醫學診斷裝置，其特徵在於用於求出所述第三信號計數比的y射幾的照射
是利用傳輸用射線源來進行。[發明效果]
通過上述手段，可決定最佳參數。利用最佳參數，可高精度地指定測
定對象的Y射線源的位置，因而能提供高畫質的斷層圖像。
進而，通過分成Y射線檢測器單體的測定和搭載到框體中之後的測定，能夠簡便地決定最佳參數。


圖1是表示本發明的Y射線檢測器的外觀圖。
圖2是本發明的閃爍體陣列的識別方法的說明圖。
圖3是本發明的Y射線檢測器的位置運算電路的一例的說明圖。圖4是本發明的Y射線檢測器的位置編碼圖的說明圖。圖5是表示本發明的Y射線檢測器的能譜的圖。圖6是第一實施例的參數的決定方法的說明圖。圖7是第一實施例的參數的決定方法的說明圖。圖8是第一實施例的參數的決定方法的說明圖。圖9是第一實施例的閃爍體陣列的識別方法的說明圖。圖10是在框體中搭載著多個Y射線檢測器的圖。圖11是第二實施例的參數的決定方法的說明圖。圖12是第二實施例的參數的決定方法的說明圖。圖13是第二實施例的參數的決定方法的說明圖。圖14是第三實施例的參數的決定方法的說明圖。圖15是第三實施例的參數的決定方法的說明圖。圖16是現有的Y射線檢測器的Y射線檢測原理的說明圖。圖17是現有的DOI Y射線檢測器的Y射線檢測原理的說明圖。圖18是表示從現有的DOI Y射線檢測器輸出的電信號的波形的圖。圖19表示對從現有的DOI Y射線4企測器輸出的時間序列(time series )的數據進行積分所得的值。
圖2 0是現有的核醫學診斷裝置的參數決定方法的說明圖。圖21是現有的核醫學診斷裝置的參數決定方法的說明圖。圖22是現有的核醫學診斷裝置的參數決定方法的說明圖。[符號的說明]
1閃爍體塊 1SF 脈衝衰減時間較短的閃爍體
1SR發光脈衝衰減時間較長的閃爍體
10 Y射線檢測器 11F 閃爍體陣列
611R閃爍體陣列12反光材料
13反光材料15暗箱
16檢查用處理電路17自然放射線
18裝置用處理電路20光導管
31、32、 33、 34 光電子倍增管35Ri射線源
36鉛準直器37Ri射線源
38Ri射線源39傳輸用射線源
40傳輸用檢測器41鉛箱
42旋轉機構71、72、 73、 74 加算器
75、76 位置辨別電3各80位置編碼圖上的代表部
81衰減時間較短的閃爍體的編碼圖
82衰減時間較長的閃爍體的編碼圖
83位置編碼圖81上的代表部84位置編碼圖82上的代^
110閃爍體陣列正面111閃爍體陣列背面
112二級閃爍體檢測器113鉛校準夾具
114Ri射線源115暗箱
116自然放射線
具體實施例方式
(第一實施例)
以下，將本發明的Y射線檢測器的第一實施例的構成詳細示於圖中並加以說明。圖1是本發明的具有二級構造的閃爍體陣列的Y射線檢測器10的外觀圖。如圖l所示，Y射線檢測器10在Y射線入射深度方向上將閃爍體塊l分割而配置，即，放射線檢測器IO是三維配置有閃爍體的作用深度
(Depth Of Interaction, DOI ) y射線檢測器。本例的DOIy射線檢測器中為二級構造的閃爍體陣列。
本實施例的Y射線檢測器10大體上分4個部分構成。第一部分是二維緊密配置有發光脈衝衰減時間較短的閃爍體1SF的閃爍體陣列IIF，所述閃爍體1SF是通過適當地夾入反光材料12而劃分，且所述閃爍體1SF在X方向上配置有8個，在Y方向上配置有8個，共計64個。第二部分是二維緊密配置有發光脈衝衰減時間較長的閃爍體1SR的閃爍體陣列IIR，所述閃爍體1SR是通過適當地夾入反光材料12而劃分，且所述閃爍體1SR在X方向上配置有8個，在Y方向上配置有8個，共計64個。此處，所述閃爍體陣列11F以及閃爍體群11R組合而成的便是閃爍體塊1。第三部分是光導管
(light guide)20，該光導管20的構造為，以光學方式結合於閃爍體塊1，且埋設有組合著反光材料13 (未圖示)的格子框體，並劃定有多個小的區。第四部分是分別以光學方式結合於光導管20的4個光電子倍增管31、 32、 33、 34。
此處，作為發光脈衝衰減時間較短的閃爍體1SF,使用Gd2Si05: Cel. 5 mol% ( GSO: Cel. 5 mol% )、摻雜有Zr的Gd2Si05: Cel. 5 mol% ( GSOZ: Cel. 5 mol°/。)、 Lu2Si05: Ce (LSO )、 LuYSi05: Ce (LYSO )、 LaBr3: Ce、 LaCh: Ce、 Lul: Ce等的無機結晶。另一方面，作為發光脈衝衰減時間較長的閃爍體 1SR，使用Gd2Si05: CeO. 5 mol% ( GSO: CeO. 5 mol% )、摻雜有Zr的Gd2 Si05: CeO. 5 mol% (GSOZ: CeO. 5mol%)、 Bi4Ge3012 ( BGO )、 Lu^GduSiOs: Ce ( LGSO ) 等的無機結晶。
表1表示各閃爍體的衰減時間的數據。
閃爍體衰減時間 [ns〗
Gd2Si05: Cel. 5 mol% (GSO: Cel. 5 mol%)40
摻雜有Zr的Gd2Si05: Cel. 5 mol% (GSOZ: Cel. 5 mol%)40
Lu2Si05: Ce (LSO)40
LuYSi(k Ce (LYSO)40
LaBr3: Ce27
LaCh: Ce70
Lul: Ce25
Gd2Si05: CeO. 5 mol%(GSO: CeO. 5 mol°/。)80
摻雜有Zr的Gd2 Si05: CeO. 5 mol% (GSOZ: CeO. 5 mol%)80
Bi4Ge3012 (BGO)300
Lu04Gd16SiO5: Ce (LGSO)43
閃爍體塊1是將在Y射線入射深度方向(Z方向)上發光脈衝的衰減時 間不同的2個閃爍體陣列11F與閃爍體陣列11R以光學方式結合而成的， 閃爍體陣列IIF二維緊密配置有多個發光脈衝的衰減時間較短的閃爍體ISF, 閃爍體陣列IIR二維緊密配置有發光脈沖的衰減時間較長的閃爍體1SR。具 體來說，閃爍體塊l在Y射線入射側(前段)例如使用Gd2Si05: Cel.5mol°/。 (GSO: Cel. 5 mol%)來作為發光脈衝的衰減時間較短的閃爍體1SF,而在 光導管20側(後段)例如使用Gd2Si05: CeO. 5 mol% (GSO: CeO. 5 mol%) 來作為發光脈衝的衰減時間較長的閃爍體1SR 。
82個閃爍體陣列IIF以及閃爍體陣列IIR分別由8根x8根(X方向、Y 方向)晶片狀的閃爍體構成，由部位而插入或者填充有用以使y射線入射 時產生的光在X方向與Y方向上按比例分配的反光材料12或透光材料(未 圖示)以及光學粘結劑(未圖示)。
光導管20將閃爍體塊1的閃爍體IIF、 11R所產生的光導入到光電子 倍增管31~ 34中，光導管20插入在閃爍體塊1與光電子倍增管31~ 34之 間，並分別利用光學粘結劑而彼此光學結合。
在閃爍體陣列iiF、 IIR所產生的光入射到4面的光電子倍增管光電轉 換膜並被電子放大後，最終轉換成電信號(模擬信號)而輸出。因此，此 光電子倍增管31 ~ 34的輸出成為Y射線檢測器10的輸出。
此處，閃爍體塊1內的光是通過以光學方式結合的光導管20而導入到 光電子倍增管31~34中，此時，調整光導管20中的各反光材料13 (未圖 示)的位置和長度以及角度，以使排列在X方向上的光電子倍增管31 (33) 與光電子倍增管32 ( 34 )的輸出比以固定的比例而變化。
此處，在本發明中，以如下方式來決定閃爍體陣列的識別機構所需的 參數T、T2、 K。如圖2所示，相對於設置在暗箱15內的具有二級構造的閃
爍體陣列的Y射線檢測器10,從前方由Ri射線源35來照射Y射線，對位 置編碼圖(coding map)與能譜(energy spectrum)進行測定。即，如果 將光電子倍增管31的輸出設為Pl，將光電子倍增管32的輸出設為P2，將 光電子倍增管33輸出設為P3，將光電子倍增管34的輸出設為P4,則計算 出表示X方向的位置的計算值{(P1+P3) - (P2 + P4)) / (P1+P2 + P3 + P4)。對於Y方向，也以同樣的方式計算出表示Y方向的位置的計算值((P1
+ P2) - (P3 + P4)W (Pl + P2 + P3 + P4)。
圖3是表示y射線檢測器10的位置運算電路的構成的方塊圖。位置運 算電路由加算器71、 72、 73、 74和位置辨別電路75、 76而構成。如圖3 所示，為了對Y射線的X方向的入射位置進行;險測，將光電子倍增管31的 輸出Pl與光電子倍增管33.的輸出P3輸入到加算器71中，並且將光電子 倍增管32的輸出P2與光電子倍增管34的輸出P4輸入到加算器"中。將 兩加算器71、 72的各加算輸出(Pl + P3)和(P2 + P4)輸入到位置辨別電 路75中，根據兩個加算輸出來求出Y射線的X方向的入射位置。同樣地， 對於Y射線的Y方向的入射位置的檢測，也是將各加算輸出(Pl + P2)和
(P3 + P4)輸入到位置辨別電路76中，根據兩加算輸出來求出Y射線的Y 方向的入射位置。以上述方式計算出的結果按照入射到閃爍體中的Y射線 的位置而表示為如圖4所示的位置編碼圖，表示各個位置辨別信息。
另一方面，計算值(Pl+P2 + P3 + P4)表示相對於該事件(event)的 能量，是作為能譜而計算。作為一例，在圖5中表示相對於位置編碼圖上的代表部80的能譜。此處，由於兩個閃爍體的發光輸出的不同，出現了兩
個能量峰值(energy peak) 'PF和PR。在本實施例的情況下，PF相當於 Gd2Si05: Cel. 5 mol% (GSO: Cel. 5 mol°/。)， PR相當於Gd2Si05: CeO. 5 mol°/。 (GSO: CeO. 5 mol%)。
此處說明針對具有二級構造的閃爍體陣列的Y射線檢測器10,來決定 閃爍體陣列的識別機構所需的參數T2、 K的方法。如圖6所示，作為y 射線檢測器單體的第一檢查階段，將Y射線檢測器IO設置於暗箱15內，將 參數的初始值輸入到檢查用處理電路16中。在此狀態下，從經過鉛準直器 36校準的Ri射線源35而來的Y射線僅照射到閃爍體陣列IIF。此時，根據 所輸入的參數,在檢查用處理電路16內通過判別計算而計算出信號計數N, 和信號計數N,，所述信號計數N,被判斷為是來自閃爍體陣列IIF的信號，所 述信號計數N2被判斷為是來自閃爍體陣列11R的信號。
接著，如圖7所示，在此狀態下，從經過鉛準直器36校準的Ri射線源 35而來的y射線僅照射到閃爍體陣列IIR。此時，根據所輸入的參數，在 檢查用處理電路16內通過判另'J計算而計算出信號計數N/和信號計數N/ ， 所述信號計數N/被判斷為是來自閃爍體陣列11R的信號，所述信號計數N/ 被判斷為是來自閃爍體陣列11F的信號。
進而，如圖8所示，在未使用射線源的狀態下，主要對自然放射線17 所造成的計數進行計量。在此背景的狀態下，在檢查用處理電路16內通過 判別計算而計算出信號計數l和信號計數N2b,所述信號計數l被判斷為 是來自閃爍體陣列11F的信號，所述信號計數L被判斷為是來自閃爍體陣 列11R的信號。
此處，將R, (N「Nlb) / (N2 — N2b)與R/ = (N/ — N2b) / ( N/ — Nlb) 定義為第一信號計數比。將R與R'兩者的值相等且為最大時的參數T" T2、 K定為最佳值。
接著，如圖9所示，作為Y射線檢測器單體的第二檢查階段，將Y射 線檢測器IO設置於暗箱15內，將前項所決定的最佳參數L、 T2、 K輸入到 檢查用處理電路16中。在此狀態下，在相對於Y射線檢測器10而只離開 距離d的位置上配置Ri射錢源35，從y射線;險測器10的前面照射y射線。 此處，距離d是與從PET裝置上的中心到y射線檢測器表面為止的距離相 等的值。此時，根據所輸入的參數，在檢查用處理電路16內通過判別計算 而計算出信號計數Nf和信號計數Nr,所述信號計數N"皮判斷為是來自閃爍 體陣列IIF的信號，所述信號計數NR被判斷為來自閃爍體陣列IIR的信號。 此處，將112 = &/&定義為第二信號計數比。至此為止是Y射線檢測器單體 的檢查階段。
接著，如圖IO所示，作為第三檢查階段，將多個Y射線檢測器10按實際的PET裝置所構成的數量而搭載到框體(未圖示)中。各個y射線檢 測器10與裝置用處理電路18相連。圖10中，僅表示了整周中的1/4的y
射線檢測器，但實際上整周都存在著Y射線檢測器，且Y射線檢測器收納 在適當的暗箱(未圖示)中。另外，就框體而言，較理想的是使用實際上 構成PET裝置的框體，但也可以另行使用檢查用的框體。
此時，無論檢查階段中所使用的檢查用處理電路16與裝置用處理電路 18是否以相同的規格而製造，增益放大器等的溫度特性等都會稍有不同而 產生個體差異，因而前項所決定的最佳參數T、T2、 K未必一致。因此，此 處需要重新決定最佳參數，但暫時將前項所決定的最佳參數L、 T2、 K作為 初始值而輸入到裝置用處理電路18中。接著，如圖10所示，在相對於所 有的Y射線檢測器10而只離開距離d的PET裝置上的中心位置處配置Ri 射線源37,從所有的y射線檢測器10的前面照射y射線。
此時，根據所輸入的參數，在裝置用處理電路18內通過判別計算而計 算出信號計數N/和信號計數N/ ,所述信號計數N/被判斷為是來自閃爍體 陣列11F的信號，所述信號計數N/被判斷為是來自閃爍體陣列IIR的信號。
此處，將R^NZ/N/定義為第三信號計數比。因此，找出作為前項所 求出的第二信號計數比的R2 = NF/NR與作為此次計算出的第三信號計數比的 R3 = /N/變得相等的參數的條件，將該參數定為閃爍體陣列的識別機構所 需的參數最佳值T、、 T/、 K'。
如上所述，使用檢查階段中的第二信號計數比數據，以作為PET裝置 的第三信號計數比變得相等的方式來決定參數的最佳值T、、 T/、 r，因此 能夠非常準確地決定參數的最佳值。 (第二實施例)
以下，將本發明的Y射線檢測器的第二實施例的構成詳細示於圖中並 加以說明。本實施例用於更嚴格地決定最佳值的情況。作為閃爍體陣列的 識別機構，對在Y射線檢測器單體的第一檢查階段中所求出的第一信號計 數比即R) = ( N, - Nlb) / ( N2 - N2b)和R/ = ( N/ — N2b) / ( N/ — Nlb)進行定 義，將R與R'兩者的值相等且為最大時的參數L、 T2、 K定為最佳值，至此 為止與第一實施例完全相同(圖6-圖8)。
接著，如圖11所示，作為y射線檢測器單體的第二檢查階段，將Y射 線檢測器IO設置於暗箱15內，將前項所決定的最佳參數L、 T2、 K輸入到 檢查用處理電路16中。在ot匕ft態下，在相對於Y射線檢測器10而只離開 距離d的位置上配置Ri射線源35，從Y射線;險測器10的前面照射y射線。 此處，距離d是與從PET裝置上的中心到y射線檢測器表面為止的距離相 等的值。此時，根據所輸入的參數，在^r查用處理電路16內通過判別計算 而計算出信號計數Np和信號計數NR,所述信號計數NF被判斷為是來自閃爍
ii體陣列11F的信號，所述信號計數NK被判斷為是來自閃爍體陣列11R的信
號。此處，將R2-Np/NF定義為第二信號計數比。
進而，在此狀態下，如圖12所示，在相對於Y射線檢測器10而只離 開距離d'的位置上配置Ri射線源35，從v射線^r測器10的後面照射y射 線。此處，距離d'是與隨後在PET裝置上搭載Y射線檢測器時從Y射線檢 測器10的後面到Ri射線源為止的距離相等的值。此時，根據所輸入的參 數，在檢查用處理電路16內通過判別計算而計算出信號計數NFb和信號計數 NRb,所述信號計數1被判斷為是來自閃爍體陣列IIF的信號，所述信號計 數l被判斷為是來自閃爍體陣列11R的信號。此處，將1^ = 1/1定義為 第二信號計數比。至此為止是y射線檢測器單體的檢查階段。
接著，如圖13所示，作為第三檢查階段，將多個Y射線檢測器10按 實際的PET裝置所構成的數量而搭載到框體(未圖示)中。各個Y射線檢 測器10與裝置用處理電路18相連。圖13中，僅表示了整周中的1/4的y
射線檢測器，但實際上整周都存在著Y射線檢測器，且Y射線檢測器收納 在適當的暗箱(未圖示)中。另外，就框體而言，較理想的是使用實際上 構成PET裝置的框體，但也可以另行使用檢查用的框體。
此時，無論;險查階段中所使用的檢查用處理電路16與裝置用處理電路 18是否以相同的規格而製造，增益放大器等的溫度特性等都會稍有不同而 產生個體差異，因而前項所決定的最佳參數L、 T2、 K未必一致。因此，此 處需要重新決定最佳參數，但暫時將前項所決定的最佳參數L、 T2、 K作為 初始值而輸入到裝置用處理電路18中。接著，如圖13所示，在相對於所 有的Y射線檢測器10而只離開距離d的PET裝置上的中心位置處配置Ri 射線源37,從所有的Y射線檢測器10的前面照射Y射線。
此時，根據所輸入的參數，在裝置用處理電路18內通過判別計算而計 算出信號計數N/和信號計數N/ ，所述信號計數N/被判斷為是來自閃爍體 陣列11F的信號，所述信號計數N/被判斷為是來自閃爍體陣列IIR的信號。 此處，將R3-NZ/N/定義為第三信號計數比。因此，找出作為前項所求出 的第二信號計數比的1(2 = $/^與作為此次計算出的第三信號計數比的R3 = N/ /N/變得相等的參數的條件，將該參數定為閃爍體陣列的識別機構所需 的參數最佳值T、、 T/、 K'。
進而，如圖13所示，在相對於所有的Y射線檢測器10而只離開距離 d'的PET裝置上的位置處配置Ri射線源38 (雖然也圖示了 Ri射線源37， 但此時Ri射線源37並不存在)，針對所有的Y射線檢測器10，順次從後面 照射Y射線。
此時，根據所輸入的參數，在裝置用處理電路18內通過判別計算而計 算出信號計數NF/和信號計數NRb',所述信號計數N〃被判斷為是來自閃爍
12體陣列11F的信號，所述信號計數N^被判斷為是來自閃爍體陣列11R的信
號。此處，將R3-l'/NRb'定義為第三信號計數比。因此，找出作為前項所 求出的第二信號計數比的R2 = NFb/NRb與作為此次計算出的第三信號計數比 的113 = &//1'變得相等的參數的條件，將該參數定為閃爍體陣列的識別機 構所需的參數最佳值T'、、 T/'、 K"。
此處，取參數最佳值T/、 T/、 K'與參數最佳值T/'、 T2〃、 K〃各自 的中間值，從而能夠更準確地決定參數的最佳值。 (第三實施例) ，
以下，將本發明的Y射線檢測器的第三實施例的構成詳細示於圖中並 加以說明。作為閃爍體陣列的識別機構，對Y射線檢測器單體的第一檢查 階段中所求出的第一信號計數比即R, (N一N") / (N2-N2b)和R/ = (N/ -N2b) / (N/ - Nlb)進行定義，將R與R'兩者的值成為相等且為最大時的 參數L、 T2、 K定為最佳值，至此為止與第一實施例完全相同(圖6~圖8)。
接著，如圖14所示，作為Y射線檢測器單體的第二檢查階段，將y射 線檢測器IO設置於暗箱15內，將前項所決定的最佳參數L、 T2、 K輸入到 ;險查用處理電路16中。在此狀態下，在相對於Y射線^險測器10而只離開 距離1的位置上配置Ri射線源35，從y射線檢測器10的側面照射y射線。 此處，距離1是與從PET裝置上的傳輸用射線源到Y射線檢測器表面為止 的距離相等的值。此時，根據所輸入的參數，在檢查用處理電路l6內通過 判別計算而計算出信號計數l和信號計數NR。，所述信號計數l被判斷為 是來自閃爍體陣列11F的信號，所述信號計數l被判斷為是來自閃爍體陣 列11R的信號。此處,將R^'Ul定義為第二信號計數比。至此為止是Y 射線檢測器單體的檢查階段。
接著，如圖15所示，作為第三檢查階段，將多個Y射線檢測器10按 實際的PET裝置所構成的數量而搭載到框體(未圖示)中。各個y射線檢 測器10與裝置用處理電路18相連。圖15中，僅表示了整周中的I/4的Y 射線檢測器，但實際上整周都存在著Y射線檢測器，且Y射線檢測器收納 於適當的暗箱(未圖示)中。另外，就框體而言，較理想的是使用實際上 構成PET裝置的框體，但也可以另行使用檢查用的框體。此時，無論檢查 階段中所使用的檢查用處理電路16與裝置用處理電路18是否以相同的規 格而製造，增益放大器等的溫度特性等都會稍有不同而產生個體差異，因 而前項所決定的最佳參數L、 T2、 K未必一致。因此，此處需要重新決定最 佳參數，但暫時將前項所決定的最佳參數T,、 T2、 K作為初始值而輸入到裝 置用處理電路18中。
如圖15所示，在相對於所有的y射線檢測器10而只離開距離1的位 置上配置旋轉式傳輸用射線源39。另外，為了獲取吸收校正數據，傳輸用
13射線源39與傳輸用檢測器40在pet裝置中一般都有配備，因此傳輸用射 線源39可以通過旋轉機構42來順次照射傳輸用檢測器40。傳輸用射線源 39配置於鉛箱41內，且具備用於照射y射線檢測器10的開閉式窗口和用 於照射傳輸用檢測器40的開閉式窗口。利用該傳輸用射線源39，可以通過 旋轉機構42來對所有的y射線檢測器10順次從側面照射y射線。
此時，根據所輸入的參數，在裝置用處理電路18內通過判別計算而計 算出信號計數nf/和信號計數nr/ ,所述信號計數nf/被判斷為是來自閃爍 體陣列11f的信號，所述信號計數nj被判斷為是來自閃爍體陣列11r的信 號。此處，將r^n^/nk/定義為第三信號計數比。因此，找出作為前項所 求出的第二信號計數比的}12 = 1/1與作為此次計算出的第三信號計數比 的r3 = nf/ 變得相等的參數的條件，將該參數定為閃爍體陣列的識別機 構所需的參數最佳值t、、 t/、 k'。
本發明可提供一種核醫學診斷裝置，其通過採用如上所述的方法，無 須使用特別的外部射線源便能準確且簡便地決定參數的最佳值，因此可保 持高畫質，從而通過簡便的作業便能達成高畫質。而且，在將y射線檢測 器搭載到實際的pet裝置中後，不需要與pet裝置相符的大規模的鉛校準 夾具，作業變得非常簡便。
本發明並不限於所述實施形態，可按照下述方式來變形實施。
在上述實施例中，是以pet裝置為例進行了說明，但只要本發明是對 從投予了放射性藥劑的被檢測體發出的放射線進行同時計數而進行核醫學 診斷的核醫學裝置，則可以不限定於pet裝置地加以應用。
上述實施例中，也可應用於像具備pet裝置和x射線ct裝置的pet -ct那樣，將核醫學診斷裝置與x射線ct裝置組合而成的裝置中。
上述實施例中，說明了閃爍體塊1是將閃爍體陣列11f和閃爍體陣列 11r這兩層(個)組合而成，但也可以是兩層(個)以外的多層(個)。而 且，說明了各閃爍體中所具務的閃爍體陣列11F、11R的數量為8根x8根， 但也可以是具備8根x 8根以外的多根。
上述實施例中，說明了受光元件是光電子倍增管31~34，但也可以使 用除此以外的受光元件，例如也可以^^用光電二才及管(photodiode )或者 雪崩式光電二極體(avalanche photodiode)等。
產業適用性
如上所述，本發明適用於醫療用或產業用的放射線攝影裝置。
1權利要求
1. 一種核醫學診斷裝置，其特徵在於包括多個γ射線檢測器，由閃爍體塊、受光元件和A/D轉換器而構成，所述閃爍體塊是將發光脈衝的衰減時間彼此不同的多個閃爍體陣列在γ射線入射深度方向上以光學結合配置而成，所述受光元件將所述閃爍體塊發出的發光脈衝轉換成電信號，所述A/D轉換器將從所述受光元件輸出的電信號即模擬信號轉換成數位訊號；裝置用處理電路，根據來自所述γ射線檢測器的數位訊號而計算出信號計數比；框體，用於搭載所述多個γ射線檢測器；識別用參數決定機構，在未將所述多個γ射線檢測器分別搭載於所述框體中而是將這些γ射線檢測器連接到不同於所述裝置用處理電路的檢查用處理電路的狀態下，根據將γ射線照射到各個所述閃爍體陣列時所獲得的所述數位訊號來計算出第一信號計數比，並通過將γ射線照射到所述閃爍體塊來進行測定而求出第二信號計數比，並且，在將所述多個γ射線檢測器分別搭載於所述框體中並將這些γ射線檢測器連接到所述裝置用處理電路的狀態下，通過將γ射線照射到所述γ射線檢測器所分別具有的所述閃爍體塊並進行測定而求出第三信號計數比，再根據所述第一信號計數比、所述第二信號計數比和所述第三信號計數比來決定識別用參數；以及識別機構，根據所述識別用參數來識別測定對象的γ射線入射到了所述多個γ射線檢測器所分別具有的哪一個所述閃爍體陣列。
2. 根據權利要求1所述的核醫學診斷裝置，其特徵在於 所述第二信號計數比和所述第三信號計數比是通過從所述閃爍體塊的前面或後面照射y射線並進行測定而求出。
3. 根據權利要求1所述的核醫學診斷裝置，其特徵在於 所述第二信號計數比和所述第三信號計數比是通過從所述閃爍體塊的側面來照射y射線並進行測定而求出。
4. 根據權利要求3所述的核醫學診斷裝置，其特徵在於 用於求出所述第三信號計數比的y射線的照射是利用傳輸用射線源來進行。
全文摘要
本發明是有關於一種核醫學診斷裝置，能夠高精度且簡便地決定二級閃爍體γ射線檢測器(DOI)中的閃爍體陣列的識別機構所需的參數T1、T2、K。閃爍體陣列的識別機構所需的參數是參照第一信號計數比來決定，所述第一信號計數比是通過在γ射線檢測器單體的檢查階段對在γ射線入射深度方向上發光脈衝衰減時間不同的各個閃爍體陣列中的每一個照射γ射線而獲取，進而，通過從該γ射線檢測器單體的前面來照射γ射線而獲取第二信號計數比，接著，通過在將γ射線檢測器單體搭載到PET裝置中的階段而從γ射線檢測器單體的前面照射γ射線而獲取第三信號計數比，以決定在與所述第二信號計數數據相同的條件下的閃爍體陣列的識別機構所需的參數。
文檔編號G01T1/161GK101460864SQ20068005486
公開日2009年6月17日 申請日期2006年9月19日 優先權日2006年9月19日
發明者大井淳一, 戶波寬道 申請人:株式會社島津製作所