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JP2010101682A - Nuclear medicine diagnosis apparatus - Google Patents

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JP2010101682A
JP2010101682A JP2008271836A JP2008271836A JP2010101682A JP 2010101682 A JP2010101682 A JP 2010101682A JP 2008271836 A JP2008271836 A JP 2008271836A JP 2008271836 A JP2008271836 A JP 2008271836A JP 2010101682 A JP2010101682 A JP 2010101682A
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JP
Japan
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scintillator
nuclear medicine
detector
photomultiplier tube
light emission
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Pending
Application number
JP2008271836A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takaya Umehara
隆哉 梅原
Takuzo Takayama
卓三 高山
Manabu Teshigawara
学 勅使川原
Tomoyasu Komori
智康 小森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Medical Systems Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2008271836A priority Critical patent/JP2010101682A/en
Publication of JP2010101682A publication Critical patent/JP2010101682A/en
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Abstract

【課題】低製造コストの核医学診断装置の提供
【解決手段】検出器リング1は、被検体P周りの円周上に配列される複数の検出器12を具備する。複数の検出器12の各々は、被検体P内の放射性同位元素から放射された消滅ガンマ線を受けてシンチレーション光を発生する少なくとも一つのシンチレータ14と、検出器リング1の中心軸A方向に関するシンチレータ14の両端部に設けられ、シンチレーション光を受けて電気信号を発生する少なくとも二つの光電子増倍管16とを有する。シンチレータ14は、短冊形状を有し、その長手方向を中心軸A方向に一致するように配置される。シンチレータ14は、検出器1リングを中心軸A方向に複数配置する必要なく、中心軸A方向に広い撮像視野FOVを確保することができる。
【選択図】 図2
Provided is a low-cost nuclear medicine diagnostic apparatus. A detector ring includes a plurality of detectors arranged on a circumference around a subject. Each of the plurality of detectors 12 receives at least one scintillator 14 that receives annihilation gamma rays emitted from the radioisotope in the subject P and generates scintillation light, and the scintillator 14 in the direction of the central axis A of the detector ring 1. And at least two photomultiplier tubes 16 that receive the scintillation light and generate electrical signals. The scintillator 14 has a strip shape and is arranged so that its longitudinal direction coincides with the direction of the central axis A. The scintillator 14 can secure a wide imaging field of view FOV in the direction of the central axis A without having to arrange a plurality of detector 1 rings in the direction of the central axis A.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、PET(Positron Emssion Tomography)型の核医学診断装置に関する。   The present invention relates to a nuclear medicine diagnosis apparatus of the PET (Positron Emission Tomography) type.

現在普及しているPET型の核医学診断装置において、複数の検出器が円周状に配列されてなる検出器リングは、被検体の体軸に略直交する方向に沿って複数配列されている。各検出器は、ガンマ線をシンチレーション光に変換する複数のシンチレータと、シンチレーション光を増幅して電気信号に変換する複数の光電子増倍管とを備える。光電子増倍管は、リングの中心軸方向に直交する径方向に関するシンチレータの一端部に取り付けられている。このように、PET型の核医学診断装置は、多数の光電子増倍管を必要としている。従って、PET装置の製造コストは、高額になってしまう。   In a PET-type nuclear medicine diagnostic apparatus that is currently in widespread use, a plurality of detector rings in which a plurality of detectors are arranged circumferentially are arranged in a direction substantially perpendicular to the body axis of the subject. . Each detector includes a plurality of scintillators that convert gamma rays into scintillation light, and a plurality of photomultiplier tubes that amplify the scintillation light and convert it into an electrical signal. The photomultiplier tube is attached to one end of the scintillator in the radial direction orthogonal to the central axis direction of the ring. Thus, a PET-type nuclear medicine diagnostic apparatus requires a large number of photomultiplier tubes. Therefore, the manufacturing cost of the PET apparatus becomes expensive.

本発明の目的は、低製造コストの核医学診断装置を提供すること。   An object of the present invention is to provide a low-cost nuclear medicine diagnostic apparatus.

本発明のある局面に係る核医学診断装置は、被検体周りの円周上に配列される複数の検出器を具備し、前記複数の検出器の各々は、前記被検体内の放射性同位元素から放射された消滅ガンマ線を受けてシンチレーション光を発生する少なくとも一つのシンチレータと、前記円周の中心軸方向に関する前記シンチレータの両端部に設けられ、前記シンチレーション光を受けて電気信号を発生する少なくとも二つの光電子増倍管と、を有する。   A nuclear medicine diagnostic apparatus according to an aspect of the present invention includes a plurality of detectors arranged on a circumference around a subject, and each of the plurality of detectors includes a radioisotope in the subject. At least one scintillator that generates radiated γ-rays to generate scintillation light, and at least two scintillators that are provided at both ends of the scintillator in the direction of the central axis of the circumference, and that generates electrical signals by receiving the scintillation light A photomultiplier tube.

本発明によれば、低製造コストの核医学診断装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a nuclear medicine diagnostic apparatus with a low manufacturing cost.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係わるPET型の核医学診断装置を説明する。   Hereinafter, a PET-type nuclear medicine diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明者達が指摘している、従来のPET型の核医学診断装置の問題点について詳述する。   First, the problems of the conventional PET-type nuclear medicine diagnostic apparatus pointed out by the present inventors will be described in detail.

よく知られているように、放射性同位元素には、陽電子(ポジトロン)を放出するポジトロン核種がある。被検体に投与されたポジトロン核種は、その化学的性質に応じた被検体内の特定部位に集積する。ポジトロン核種から放出された陽電子は、周囲にある電子(エレクトロン)と結合して一対の消滅ガンマ線を発生する。この一対の消滅ガンマ線は、それぞれ511keVを有し、互いに略180度反対方向に放出される。一方、核医学診断装置は、被検体の周囲にリング状に配置された複数の検出器を有している。ポジトロン核種から発生された一対の消滅ガンマ線は、一対の検出器にほぼ同時に入射する。核医学診断装置は、次々に検出器に入射した一対の消滅ガンマ線を所定の時間枠内で同時計測する。核医学診断装置は、一対の消滅ガンマ線が同時計測された場合にのみ、一対の検出器の各々における一対の消滅ガンマ線の入射位置を結ぶ直線(LOR:Line Of Response)上にポジトロン核種が存在するとみなす。核医学診断装置は、LORに関する一対の検出器からの出力信号を投影データとして収集する。核医学診断装置は、このようにして、360度分の投影データを収集する。核医学診断装置は、収集された360度分の投影データのセットに基づいて画像データを発生する。   As is well known, radioisotopes include positron nuclides that emit positrons. The positron nuclide administered to the subject accumulates at a specific site in the subject according to its chemical properties. The positrons emitted from the positron nuclide combine with surrounding electrons (electrons) to generate a pair of annihilation gamma rays. Each pair of annihilation gamma rays has 511 keV and is emitted in directions opposite to each other by approximately 180 degrees. On the other hand, the nuclear medicine diagnosis apparatus has a plurality of detectors arranged in a ring shape around the subject. A pair of annihilation gamma rays generated from positron nuclides are incident on the pair of detectors almost simultaneously. The nuclear medicine diagnosis apparatus simultaneously measures a pair of annihilation gamma rays incident on the detector one after another within a predetermined time frame. The nuclear medicine diagnostic apparatus has a positron nuclide on a straight line (LOR: Line Of Response) connecting the incident positions of a pair of annihilation gamma rays in each of the pair of detectors only when a pair of annihilation gamma rays are simultaneously measured. I reckon. The nuclear medicine diagnosis apparatus collects output signals from a pair of detectors relating to LOR as projection data. In this way, the nuclear medicine diagnostic apparatus collects projection data for 360 degrees. The nuclear medicine diagnostic apparatus generates image data based on the collected 360-degree projection data set.

図10は、従来の核医学診断装置における検出器リング100の模式的な横断面図である。図11は、従来型の検出器リング100の模式的な縦断面(図10の11―11断面)図である。図10と図11とに示すように、検出器リング100は、天板500に載置された被検体Pの体軸を中心軸Aとする円周上に配列された複数の検出器200を有している。各検出器200は、複数のシンチレータ300と複数の光電子増倍管400とを有する。光電子増倍管400は、検出器リング100の中心軸Aに直交する径方向に関するシンチレータ300の一端部に設けられている。すなわち、検出器リング100において、複数のシンチレータ300と複数の光電子増倍管400とは、同心円(同心円筒)状に配列されている。図11に示すように、この従来型の核医学診断装置において、中心軸Aに関して広い撮像視野(FOV)を確保する場合、複数の検出器リング100を中心軸A方向に沿って配置する必要があった。従って、従来型の核医学診断装置は、多数の光電子増倍管400を有するため、製造コストが高額となってしまっている。   FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a detector ring 100 in a conventional nuclear medicine diagnostic apparatus. FIG. 11 is a schematic longitudinal cross-sectional view (cross-section 11-11 in FIG. 10) of the conventional detector ring 100. FIG. As shown in FIGS. 10 and 11, the detector ring 100 includes a plurality of detectors 200 arranged on a circumference having the body axis of the subject P placed on the top plate 500 as the central axis A. Have. Each detector 200 includes a plurality of scintillators 300 and a plurality of photomultiplier tubes 400. The photomultiplier tube 400 is provided at one end of the scintillator 300 in the radial direction orthogonal to the central axis A of the detector ring 100. That is, in the detector ring 100, the plurality of scintillators 300 and the plurality of photomultiplier tubes 400 are arranged concentrically (concentric cylinder). As shown in FIG. 11, in this conventional nuclear medicine diagnostic apparatus, when a wide imaging field of view (FOV) is ensured with respect to the central axis A, it is necessary to arrange a plurality of detector rings 100 along the direction of the central axis A. there were. Therefore, since the conventional nuclear medicine diagnostic apparatus has many photomultiplier tubes 400, the manufacturing cost is high.

本実施形態に係わる核医学診断装置は、低額な製造コストで、中心軸A(被検体の体軸)方向に関して広い撮像視野(FOV)を確保することができる。具体的には、本実施形態に係わる核医学診断装置の検出器リングは、特異な構造を有する複数の検出器で構成される。特異な構造により、本実施形態に係わる核医学診断装置は、一つの検出器リングを用いる場合でも、中心軸方向に関して広い撮像視野を実現することができる。また、これに伴い、光電子増倍管の数を従来構造に比して減少させることができる。従って、本実施形態に係わる核医学診断装置は、低額な製造コストで、中心軸方向に関して広い撮像視野を確保することができるのである。   The nuclear medicine diagnosis apparatus according to the present embodiment can ensure a wide imaging field of view (FOV) in the direction of the central axis A (subject's body axis) at a low manufacturing cost. Specifically, the detector ring of the nuclear medicine diagnosis apparatus according to this embodiment is composed of a plurality of detectors having a unique structure. Due to the unique structure, the nuclear medicine diagnosis apparatus according to the present embodiment can realize a wide imaging field of view in the central axis direction even when one detector ring is used. Accordingly, the number of photomultiplier tubes can be reduced as compared with the conventional structure. Therefore, the nuclear medicine diagnosis apparatus according to this embodiment can secure a wide imaging field of view in the central axis direction at a low manufacturing cost.

以下、本実施形態に係わる核医学診断装置における検出器リングと各検出器との構造について説明する。   Hereinafter, the structure of the detector ring and each detector in the nuclear medicine diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described.

図1は、本発明の実施形態に係わるPET型の核医学診断装置が有する検出器リング1の模式的な横断面図である。図2は、検出器リング1の模式的な縦断面(図1の2―2断面)図である。図1と図2とに示すように、検出器リング1は、天板10に載置された被検体Pの体軸を中心軸Aとした円周上に配列された複数の検出器12から構成される。検出器12は、空間分解能向上のため多ければ多いほどよいが、典型的には、数十個配列される。また、検出器リング10は、一つの核医学診断装置に対して幾つ設けられてもよい。しかし、後述するように、一つの検出器リング10で中心軸方向に関して広い撮像視野を確保することができるので、光電子増倍管16の数の低減のため、一つの核医学診断装置に対して一つ設けられるのが好ましい。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a detector ring 1 included in a PET-type nuclear medicine diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic longitudinal section (section 2-2 in FIG. 1) of the detector ring 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the detector ring 1 includes a plurality of detectors 12 arranged on a circumference with the body axis of the subject P placed on the top 10 as the central axis A. Composed. The number of detectors 12 is better for increasing the spatial resolution, but typically several tens of detectors 12 are arranged. Further, any number of detector rings 10 may be provided for one nuclear medicine diagnostic apparatus. However, as will be described later, a wide imaging field of view in the central axis direction can be secured with one detector ring 10, so that the number of photomultiplier tubes 16 can be reduced with respect to one nuclear medicine diagnostic apparatus. One is preferably provided.

次に、一つの検出器12の構造について説明する。図3は、検出器12の模式的な斜視図である。図4は、検出器12の模式的なXY断面図である。図3と図4とに示すように、検出器12は、複数のシンチレータ14と複数の光電子増倍管16とを有する。   Next, the structure of one detector 12 will be described. FIG. 3 is a schematic perspective view of the detector 12. FIG. 4 is a schematic XY sectional view of the detector 12. As shown in FIGS. 3 and 4, the detector 12 includes a plurality of scintillators 14 and a plurality of photomultiplier tubes 16.

シンチレータ14は、典型的には、短冊形状を有する。シンチレータ14は、その長手方向が検出器リング1の中心軸A方向に平行するように配置される。複数のシンチレータ14は、その厚さ方向に沿って配列される。ここで、中心軸A方向(シンチレータ14の長手方向)をX方向、シンチレータ14の配列方向(シンチレータ14の厚さ方向)をY方向、X方向とY方向とに直交する方向(シンチレータ14の幅方向)をZ方向に規定する。このXYZ直交座標系は、シンチレータ結晶14内に設定された結晶内座標系であるとする。   The scintillator 14 typically has a strip shape. The scintillator 14 is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the direction of the central axis A of the detector ring 1. The plurality of scintillators 14 are arranged along the thickness direction. Here, the central axis A direction (longitudinal direction of the scintillator 14) is the X direction, the arrangement direction of the scintillators 14 (thickness direction of the scintillator 14) is the Y direction, and the direction orthogonal to the X direction and the Y direction (width of the scintillator 14). Direction) is defined in the Z direction. This XYZ orthogonal coordinate system is an intra-crystal coordinate system set in the scintillator crystal 14.

シンチレータ14のX方向に関する長さは、要求される撮像視野のX方向に関する長さに応じて決定される。シンチレータ14のX方向に関する長さは、典型的には、従来型の検出器リング100が中心軸A方向に数個分並べたときの検出器リング100群の中心軸A方向に関する長さが適当である。例えば、シンチレータ14のX方向に関する長さは、100mm〜200mm程度に設計される。シンチレータ14のY方向に関する長さは、空間解像度に応じて決定される。シンチレータ14のZ方向に関する長さは、シンチレータの実効原子番号に基づいて決定される。シンチレータ14は、例えば、NaI(ヨウ化ナトリウム)やBGO(ビスマス酸ジャーマネイト)、LSO(ケイ酸ルテチウムにセリウムを一定量添加したもの)、LaBr:Ce、LYSO(LSOとケイ酸イットリウムの混晶)等のシンチレータ結晶により形成される。なお、シンチレータ14は、シンチレータ結晶ではなく、プラスチック等により形成されても良い。 The length of the scintillator 14 in the X direction is determined according to the required length of the imaging field in the X direction. The length of the scintillator 14 in the X direction is typically an appropriate length in the direction of the central axis A of a group of detector rings 100 when several conventional detector rings 100 are arranged in the direction of the central axis A. It is. For example, the length of the scintillator 14 in the X direction is designed to be about 100 mm to 200 mm. The length of the scintillator 14 in the Y direction is determined according to the spatial resolution. The length of the scintillator 14 in the Z direction is determined based on the effective atomic number of the scintillator. The scintillator 14 is, for example, NaI (sodium iodide), BGO (bismuth acid germanate), LSO (a lutetium silicate added with a certain amount of cerium), LaBr 3 : Ce, LYSO (mixture of LSO and yttrium silicate). Crystal) and other scintillator crystals. The scintillator 14 may be formed of plastic or the like instead of the scintillator crystal.

光電子増倍管16は、X方向に関するシンチレータ14の両端部に設けられる。シンチレータ14と光電子増倍管16とは、例えば、グリース等により接着される。なお、以下の説明においてシンチレータ14の両端部に接着される二つの光電子増倍管16を区別する場合、+X方向に接着される方を光電子増倍管161、−X方向に接着される方を光電子増倍管162と呼ぶことにする。   The photomultiplier tubes 16 are provided at both ends of the scintillator 14 in the X direction. The scintillator 14 and the photomultiplier tube 16 are bonded with, for example, grease. In the following description, when the two photomultiplier tubes 16 bonded to both ends of the scintillator 14 are distinguished, the photomultiplier tube 161 bonded to the + X direction is referred to as the one bonded to the −X direction. This will be called a photomultiplier tube 162.

シンチレータ14の間には、反射材18が設けられる。また、シンチレータ14の表面であって、光電子増倍管16が接着されていない面にも、反射材18が取り付けられる。反射材18は、極薄の薄膜で形成される。反射材18の材料は、例えば、テフロン(登録商標)テープである。反射材18は、シンチレータ14内部を伝播するシンチレーション光を外部に漏らさないために設けられる。   A reflective material 18 is provided between the scintillators 14. Further, the reflector 18 is also attached to the surface of the scintillator 14 where the photomultiplier tube 16 is not bonded. The reflective material 18 is formed of an extremely thin thin film. The material of the reflector 18 is, for example, a Teflon (registered trademark) tape. The reflector 18 is provided so as not to leak scintillation light propagating through the scintillator 14 to the outside.

図3と図4とに示す検出器12は、一例として、シンチレータ14を3つ有している。しかしながらこれに限定する必要はなく、一つの検出器12に設けられるシンチレータ14の数は、3つ以上であっても3つ以下であってもよい。例えば、検出器14を、一つのシンチレータ14を有する構造に設計してもよい。   The detector 12 shown in FIG. 3 and FIG. 4 has three scintillators 14 as an example. However, the present invention is not limited to this, and the number of scintillators 14 provided in one detector 12 may be three or more or three or less. For example, the detector 14 may be designed in a structure having one scintillator 14.

上述のように、シンチレータ14は、一対の消滅ガンマ線が入射するとシンチレーション光を発生する。発生されたシンチレーション光は、シンチレータ14内を伝播し光電子増倍管16に到達する。光電子増倍管16に到達するシンチレーション光の光量は、シンチレータの種類と、シンチレーション光の発光位置から光電子増倍管16までの間の距離とに応じて変化する。すなわち、シンチレータ14の長さは一定なので、シンチレータ14内におけるシンチレーション光の発光位置に応じて、光電子増倍管161に到達するシンチレーション光の光量と光電子増倍管162に到達するシンチレーション光の光量との比は、変化する。具体的には、発光位置との距離が狭い光電子増倍管16は、発光位置との距離が長い光電子増倍管16に比して、受けるシンチレーション光の光量が多い。光電子増倍管16は、到達したシンチレーション光を増幅して、光量に比例した強度を有する電気信号を発生する。   As described above, the scintillator 14 generates scintillation light when a pair of annihilation gamma rays are incident. The generated scintillation light propagates through the scintillator 14 and reaches the photomultiplier tube 16. The amount of scintillation light reaching the photomultiplier tube 16 varies according to the type of scintillator and the distance from the light emission position of the scintillation light to the photomultiplier tube 16. That is, since the length of the scintillator 14 is constant, the amount of scintillation light reaching the photomultiplier tube 161 and the amount of scintillation light reaching the photomultiplier tube 162 according to the light emission position of the scintillation light in the scintillator 14 The ratio of varies. Specifically, the photomultiplier tube 16 having a short distance from the light emitting position receives a larger amount of scintillation light than the photomultiplier tube 16 having a long distance from the light emitting position. The photomultiplier tube 16 amplifies the reached scintillation light and generates an electric signal having an intensity proportional to the amount of light.

また、シンチレーション光が発生されてから光電子増倍管16に到達するまでの時間は、シンチレータ14の種類と、シンチレーション光の発光位置から光電子増倍管16までの間の距離とに応じて変化する。すなわち、シンチレータ14内でのシンチレーション光の発光位置に応じて、光電子増倍管161による電気信号の発生時刻と光電子増倍管162による電気信号の発生時刻との差は、変化する。具体的には、発光位置との距離が狭い光電子増倍管16は、発光位置との距離が長い光電子増倍管16に比して、シンチレーション光が発生されてから電気信号を発生するまでの時間が短い。   Further, the time from when the scintillation light is generated until it reaches the photomultiplier tube 16 varies depending on the type of the scintillator 14 and the distance from the emission position of the scintillation light to the photomultiplier tube 16. . That is, the difference between the generation time of the electric signal by the photomultiplier tube 161 and the generation time of the electric signal by the photomultiplier tube 162 changes according to the light emission position of the scintillation light in the scintillator 14. Specifically, the photomultiplier tube 16 having a short distance from the light emitting position is longer than the photomultiplier tube 16 having a long distance from the light emitting position until the generation of an electrical signal after the scintillation light is generated. The time is short.

上述したように、画像再構成するには、LORを特定しなければならない。そのためには、一対の消滅ガンマ線に由来するシンチレーション光の発光位置をそれぞれ特定しなければならない。XYZ結晶内座標系で考えると発光位置は、X座標とY座標とにより規定される。   As described above, to reconstruct an image, the LOR must be specified. For this purpose, it is necessary to specify the emission positions of scintillation light derived from a pair of annihilation gamma rays. Considering the XYZ in-crystal coordinate system, the light emission position is defined by the X coordinate and the Y coordinate.

まずは、発光位置のY座標について考える。検出器12には、Y方向に関して薄い複数のシンチレータ14がY方向に沿って密接に配列されている。従って、発光位置のY座標は、シンチレーション光の発生源であるシンチレータ14、あるいは電気信号の発生源である光電子増倍管16を特定することにより、良好な空間分解能で特定できる。   First, consider the Y coordinate of the light emission position. In the detector 12, a plurality of scintillators 14 that are thin with respect to the Y direction are closely arranged along the Y direction. Therefore, the Y coordinate of the light emission position can be specified with good spatial resolution by specifying the scintillator 14 that is the source of scintillation light or the photomultiplier tube 16 that is the source of electrical signals.

次に、発光位置のX座標について考える。検出器12には、X方向に沿ってシンチレータ14が一つしか設けられていない。それに加え、シンチレータ14は、X方向に100mm〜200mm程度という長さを有し、とても長い。そのため、シンチレーション光の発生源であるシンチレータ14あるいは電気信号の発生源である光電子増倍管16が特定できただけでは、X座標を良好な空間分解能で特定することはできない。   Next, consider the X coordinate of the light emission position. The detector 12 is provided with only one scintillator 14 along the X direction. In addition, the scintillator 14 has a length of about 100 mm to 200 mm in the X direction and is very long. Therefore, the X coordinate cannot be specified with good spatial resolution only by identifying the scintillator 14 that is the source of the scintillation light or the photomultiplier tube 16 that is the source of the electrical signal.

そこで、本実施形態に係わるPET型の核医学診断装置は、X座標を良好な空間分解能で特定するため、本実施形態に特有な2種類の特定方法の少なくとも一方を利用する。一つは、光電子増倍管161による電気信号の発生時刻と光電子増倍管162による電気信号の発生時刻との差を利用する方法である。もう一方は、光電子増倍管161に到達するシンチレーション光の光量と光電子増倍管162に到達するシンチレーション光の光量との比を利用する方法である。   Therefore, the PET-type nuclear medicine diagnostic apparatus according to this embodiment uses at least one of two types of specifying methods unique to this embodiment in order to specify the X coordinate with a good spatial resolution. One is a method that uses the difference between the generation time of the electrical signal by the photomultiplier tube 161 and the generation time of the electrical signal by the photomultiplier tube 162. The other is a method that uses the ratio of the amount of scintillation light reaching the photomultiplier 161 and the amount of scintillation light reaching the photomultiplier 162.

以下図5を参照しながら、シンチレーション光の発光位置のX座標の特定方法の原理について具体的に説明する。図5は、検出器リング1の縦断面図である。図5に示すように、+Z側には検出器12aが、−Z側には検出器12bが配置されているとする。検出器12aのシンチレータ14aの+X側には光電子増倍管161aが、−X側には光電子増倍管162aが取り付けられている。また、検出器12bのシンチレータ14bの+X側には光電子増倍管161bが、−X側には光電子増倍管162bが取り付けられている。シンチレータ14aとシンチレータ14bとのX方向に関する長さlは、同一である。   Hereinafter, the principle of the method for specifying the X coordinate of the emission position of the scintillation light will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the detector ring 1. As shown in FIG. 5, it is assumed that the detector 12a is arranged on the + Z side and the detector 12b is arranged on the -Z side. A photomultiplier 161a is attached to the + X side of the scintillator 14a of the detector 12a, and a photomultiplier 162a is attached to the -X side. Further, a photomultiplier 161b is attached to the + X side of the scintillator 14b of the detector 12b, and a photomultiplier 162b is attached to the -X side. The length l in the X direction of the scintillator 14a and the scintillator 14b is the same.

消滅ガンマ線Raと消滅ガンマ線Rbとが発生位置P0で発生されたとする。消滅ガンマ線Raと消滅ガンマ線Rbとは、空気中においてそれぞれ光速cで進む。消滅ガンマ線Raと消滅ガンマ線Rbとは、シンチレータ14aとシンチレータ14bとにそれぞれ入射する。そして、シンチレータ14a内に入射された消滅ガンマ線Raは、時刻taにおいて発光位置Paでシンチレータと相互作用を起こし、シンチレーション光が発生される。同様にシンチレータ14b内において、時刻tbにおいて発光位置Pbでシンチレータ光が発生される。シンチレーション光は、シンチレータ14の種類等に応じて決定される蛍光時間の間発光し続ける。   It is assumed that the annihilation gamma ray Ra and the annihilation gamma ray Rb are generated at the generation position P0. The annihilation gamma ray Ra and the annihilation gamma ray Rb travel in the air at the speed of light c. The annihilation gamma ray Ra and the annihilation gamma ray Rb are incident on the scintillator 14a and the scintillator 14b, respectively. The annihilation gamma ray Ra incident on the scintillator 14a interacts with the scintillator at the light emission position Pa at time ta, and scintillation light is generated. Similarly, scintillator light is generated in the scintillator 14b at the light emission position Pb at time tb. The scintillation light continues to be emitted during the fluorescence time determined according to the type of the scintillator 14 and the like.

時刻taと時刻tbとは、互いに所定の時間枠(例えば6ns〜18ns程度)内に収まっており、「同時」であるとする。この発光位置Paと発光位置Pbとを結ぶ直線がLORを構成する。すなわち、LOR上のどこかに消滅ガンマ線Raと消滅ガンマ線Rbとの発生位置P0が存在するとみなすことができる。   It is assumed that the time ta and the time tb are within a predetermined time frame (for example, about 6 ns to 18 ns) and are “simultaneous”. A straight line connecting the light emission position Pa and the light emission position Pb constitutes an LOR. That is, it can be considered that the generation position P0 of the annihilation gamma ray Ra and the annihilation gamma ray Rb exists somewhere on the LOR.

発光位置Paで発生されたシンチレーション光は、シンチレータの屈折率に応じて決定される速度vでシンチレータ14a内を伝播し、光電子増倍管161aと光電子増倍管161bとに入射する。光電子増倍管161aと光電子増倍管161bとは、シンチレーション光を受光すると、受光したシンチレーション光の光量に応じた強度の電気信号を発生する。上述のように、光電子増倍管161aにおける電気信号の発生時刻と光電子増倍管162aにおける電気信号の発生時刻との差は、シンチレータ14内におけるシンチレーション光の飛行時間差(TOF情報)に依存する。ここで、発光位置Paは、光電子増倍管161aから距離l1a、光電子増倍管162aから距離l2aの所に位置しているとする。また、光電子増倍管161aは、時刻ta1において電気信号を発生し、光電子増倍管162aは、時刻ta2において電気信号を発生したとする。すると、以下の(1)式と(2)式とが成り立つ。
l=l1a+l2a ・・・(1)
l1a−l2a=v(ta1−ta2) ・・・(2)
ここで、シンチレータの長さlとシンチレーション光の速度vとは、既知である。従って、光電子増倍管161aにおける電気信号の発生時刻ta1と光電子増倍管162aにおける電気信号の発生時刻ta2との差に基づいて、距離l1aと距離l2aとを計算できる。すなわち、発光位置PaのX座標が計算できる。同様の条件で、検出器12bにおける発光位置PbのX座標も計算できる。
The scintillation light generated at the light emission position Pa propagates through the scintillator 14a at a speed v determined according to the refractive index of the scintillator, and enters the photomultiplier tube 161a and the photomultiplier tube 161b. When the photomultiplier tube 161a and the photomultiplier tube 161b receive the scintillation light, the photomultiplier tube 161a generates an electrical signal having an intensity corresponding to the amount of the received scintillation light. As described above, the difference between the generation time of the electrical signal in the photomultiplier tube 161a and the generation time of the electrical signal in the photomultiplier tube 162a depends on the time-of-flight difference (TOF information) of the scintillation light in the scintillator 14. Here, it is assumed that the light emission position Pa is located at a distance l1a from the photomultiplier tube 161a and a distance l2a from the photomultiplier tube 162a. Further, it is assumed that the photomultiplier tube 161a generates an electric signal at time ta1, and the photomultiplier tube 162a generates an electric signal at time ta2. Then, the following expressions (1) and (2) are established.
l = l1a + l2a (1)
l1a-l2a = v (ta1-ta2) (2)
Here, the length l of the scintillator and the velocity v of the scintillation light are known. Therefore, the distance l1a and the distance l2a can be calculated based on the difference between the electrical signal generation time ta1 in the photomultiplier tube 161a and the electrical signal generation time ta2 in the photomultiplier tube 162a. That is, the X coordinate of the light emission position Pa can be calculated. Under the same conditions, the X coordinate of the light emission position Pb in the detector 12b can also be calculated.

また、光電子増倍管16が発生する電気信号の強度は、受光したシンチレーション光の光量と一定の数学的な対応関係を有する。この対応関係は、光電子増倍管16の性能に応じて決定されるものである。また、光電子増倍管16が受光したシンチレーション光の光量は、発光位置からの距離と一定の数学的な対応関係を有する。この対応関係は、シンチレータの種類に応じて決定されるものである。すなわち、光電子増倍管161aでの電気信号の強度と光電子増倍管161bでの電気信号の強度との比は、シンチレータ14a内での発光位置Paの位置に応じて決定される。従って、光電子増倍管161aの電気信号の強度と光電子増倍管162aの電気信号の強度との比に基づいて、距離l1aと距離l2aとを計算できる。すなわち、発光位置PaのX座標が計算できる。   The intensity of the electrical signal generated by the photomultiplier tube 16 has a certain mathematical correspondence with the amount of received scintillation light. This correspondence is determined according to the performance of the photomultiplier tube 16. The amount of scintillation light received by the photomultiplier tube 16 has a certain mathematical correspondence with the distance from the light emission position. This correspondence is determined according to the type of scintillator. That is, the ratio between the intensity of the electric signal in the photomultiplier tube 161a and the intensity of the electric signal in the photomultiplier tube 161b is determined according to the position of the light emission position Pa in the scintillator 14a. Therefore, the distance l1a and the distance l2a can be calculated based on the ratio between the electric signal intensity of the photomultiplier tube 161a and the electric signal intensity of the photomultiplier tube 162a. That is, the X coordinate of the light emission position Pa can be calculated.

次に、検出器リング1を備え、上述の発光位置の特定方法を利用して画像再構成を行なう本実施形態に係わる核医学診断装置の構成について説明する。図6は、本実施形態に係わる核医学診断装置20の構成を示す図である。図6に示すように、核医学診断装置20は、検出器リング1、信号処理回路3、同時計測部5、画像再構成部7、及び表示部9を備える。   Next, the configuration of the nuclear medicine diagnostic apparatus according to the present embodiment that includes the detector ring 1 and performs image reconstruction using the above-described light emission position specifying method will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the nuclear medicine diagnosis apparatus 20 according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the nuclear medicine diagnostic apparatus 20 includes a detector ring 1, a signal processing circuit 3, a simultaneous measurement unit 5, an image reconstruction unit 7, and a display unit 9.

検出器リング1は、上述したように、中心軸を中心とした円周上に配列された複数(n個)の検出器12を有する。検出器12は、消滅ガンマ線がシンチレータ14に入射することにより発生するシンチレーション光を光電子増倍管16により光電変換することにより、消滅ガンマ線の入射を電気的に検出する。具体的には、n個の検出器12のそれぞれは、複数のシンチレータ14を有する。複数のシンチレータ14の中心軸方向に関する一端部には複数の光電子増倍管161が、他端部には複数の光電子増倍管162がそれぞれ接着されている。光電子増倍管161は、シンチレータ14からのシンチレーション光を受光すると、受光したシンチレーション光の光量に応じた強度を有する電気信号である第1出力信号を信号処理部3に出力する。同様に光電子増倍管162は、シンチレータ14からのシンチレーション光を受光すると、受光したシンチレーション光の光量に応じた強度を有する電気信号である第2出力信号を信号処理回路3に出力する。より具体的には、光電子増倍管16は、所定の微小時間間隔の間に発生した電気信号を積分し、積分値に応じた強度を有する出力信号を微小間隔毎に発生して信号処理回路3に出力する。微小間隔は、光電子増倍管161の時間分解能に依存する。なお、検出器リング1は、図示しない筐体内に埋設されている。   As described above, the detector ring 1 has a plurality (n) of detectors 12 arranged on a circumference centered on the central axis. The detector 12 electrically detects the incidence of the annihilation gamma ray by photoelectrically converting the scintillation light generated when the annihilation gamma ray enters the scintillator 14 by the photomultiplier tube 16. Specifically, each of the n detectors 12 includes a plurality of scintillators 14. A plurality of photomultiplier tubes 161 are bonded to one end of the plurality of scintillators 14 in the central axis direction, and a plurality of photomultiplier tubes 162 are bonded to the other end, respectively. When the photomultiplier tube 161 receives the scintillation light from the scintillator 14, the photomultiplier tube 161 outputs a first output signal, which is an electric signal having an intensity corresponding to the amount of the received scintillation light, to the signal processing unit 3. Similarly, when the photomultiplier 162 receives the scintillation light from the scintillator 14, it outputs a second output signal, which is an electric signal having an intensity corresponding to the amount of the received scintillation light, to the signal processing circuit 3. More specifically, the photomultiplier tube 16 integrates an electric signal generated during a predetermined minute time interval, and generates an output signal having an intensity corresponding to the integrated value at each minute interval to generate a signal processing circuit. 3 is output. The minute interval depends on the time resolution of the photomultiplier tube 161. The detector ring 1 is embedded in a housing (not shown).

信号処理回路3は、検出器12と同数のn個の信号処理部4―1〜4―nを有する。各信号処理部4―1〜4―nは、各検出器12―1〜12―nに電気的に一対一対応に接続されている。n個の信号処理部4―1〜4―nのそれぞれは、光電子増倍管161からの第1出力信号と光電子増倍管162からの第2出力信号とを信号処理してガンマ線データを生成する。ガンマ線データは、シンチレータ14に入射した消滅ガンマ線のエネルギー値に関するエネルギーデータに、この入射消滅ガンマ線により発生されるシンチレーション光の発光位置、このシンチレーション光の発光時刻に関する情報が関連付けられたデータである。ガンマ線データは、各信号処理部4により同時計測部5に出力される。   The signal processing circuit 3 includes the same number n of signal processing units 4-1 to 4-n as the number of detectors 12. Each signal processing unit 4-1 to 4-n is electrically connected to each detector 12-1 to 12-n in a one-to-one correspondence. Each of the n signal processing units 4-1 to 4-n generates gamma ray data by performing signal processing on the first output signal from the photomultiplier tube 161 and the second output signal from the photomultiplier tube 162. To do. The gamma ray data is data in which the energy data related to the energy value of the annihilation gamma ray incident on the scintillator 14 is associated with the emission position of the scintillation light generated by the incident annihilation gamma ray and the information related to the emission time of the scintillation light. The gamma ray data is output to the simultaneous measurement unit 5 by each signal processing unit 4.

以下、各信号処理部4―1〜4―nの詳細について図7を説明しながら説明する。なお、各信号処理部4―1〜4―nの構成及び機能は同一なので、各信号処理部4―1〜4―nを区別せずに信号処理部4としてまとめて説明する。図7に示すように、信号処理部4は、エネルギー計算部41、発光位置計算部43、発光時刻計算部45、及びガンマ線データ生成部47を有する。   Hereinafter, details of each of the signal processing units 4-1 to 4-n will be described with reference to FIG. Since the signal processing units 4-1 to 4-n have the same configuration and function, the signal processing units 4-1 to 4-n will be collectively described as the signal processing unit 4 without being distinguished. As shown in FIG. 7, the signal processing unit 4 includes an energy calculation unit 41, a light emission position calculation unit 43, a light emission time calculation unit 45, and a gamma ray data generation unit 47.

エネルギー計算部41は、光電子増倍管161からの第1出力信号と光電子増倍管162からの第2出力信号とを加算する。シンチレータ14内で発生されたシンチレーション光は、二つの光電子増倍管161,162で収集される。光電子増倍管161から出力された第1出力信号と光電子増倍管162から出力された第2出力信号との加算値は、シンチレーション光の光量に依存しており、発光時刻直前における消滅ガンマ線のエネルギーを表す。この加算値をエネルギーデータと呼ぶことにする。生成されたエネルギーデータは、エネルギー計算部41によりガンマ線データ生成部47に出力される。   The energy calculation unit 41 adds the first output signal from the photomultiplier tube 161 and the second output signal from the photomultiplier tube 162. The scintillation light generated in the scintillator 14 is collected by two photomultiplier tubes 161 and 162. The added value of the first output signal output from the photomultiplier tube 161 and the second output signal output from the photomultiplier tube 162 depends on the light amount of the scintillation light. Represents energy. This added value is called energy data. The generated energy data is output to the gamma ray data generation unit 47 by the energy calculation unit 41.

発光位置計算部43は、上述の消滅ガンマ線の発光位置の特定方法の原理に基づいて、消滅ガンマ線の発光位置を特定する。発光位置のX座標の特定方法として、上述のように、発光位置計算部43は、光電子増倍管161における第1出力信号の発生時刻と光電子増倍管162における第2出力信号の発生時刻との差に基づいて、発光位置のX座標を計算する。例えば、発光位置計算部43は、クロック発生回路を有しており、このクロック発生回路からのクロック信号により、各出力信号の発生時刻を特定することができる。各出力信号の発生時刻を特定すると発光位置計算部43は、特定した各発生時刻に基づいて発光位置のX座標を計算する。例えば、発光位置のX座標は、シンチレータ14のX方向に関する基準位置からの距離により規定される。この基準位置とは、例えば、シンチレータ14のX方向に関する中心点や、両端部のうちの一方の端部に設定される。   The light emission position calculation unit 43 specifies the emission position of the annihilation gamma ray based on the principle of the method for specifying the emission position of the annihilation gamma ray described above. As a method for specifying the X coordinate of the light emission position, as described above, the light emission position calculation unit 43 includes the generation time of the first output signal in the photomultiplier tube 161 and the generation time of the second output signal in the photomultiplier tube 162. Based on the difference, the X coordinate of the light emission position is calculated. For example, the light emission position calculation unit 43 has a clock generation circuit, and the generation time of each output signal can be specified by the clock signal from the clock generation circuit. When the generation time of each output signal is specified, the light emission position calculation unit 43 calculates the X coordinate of the light emission position based on each specified generation time. For example, the X coordinate of the light emission position is defined by the distance from the reference position in the X direction of the scintillator 14. The reference position is set, for example, at the center point in the X direction of the scintillator 14 or at one end of both ends.

他のX座標の特定方法として、発光位置計算部43は、光電子増倍管161の出力信号の出力値と光電子増倍管162の出力信号の出力値との比に基づいて、発光位置のX座標を計算してもよい。例えば、発光位置計算部43は、シンチレータ14の材料ごとに、第1出力信号の出力値と第2出力信号の出力値とを入力とし、発光位置のX座標を出力とするテーブルを記憶しておく。各光電子増倍管161,162から各出力信号を受けると、発光位置計算部43は、各出力信号をテーブルに入力し、発光位置のX座標を出力する。   As another X coordinate specifying method, the light emission position calculation unit 43 determines the X of the light emission position based on the ratio between the output value of the output signal of the photomultiplier tube 161 and the output value of the output signal of the photomultiplier tube 162. Coordinates may be calculated. For example, the light emission position calculation unit 43 stores a table in which the output value of the first output signal and the output value of the second output signal are input and the X coordinate of the light emission position is output for each material of the scintillator 14. deep. When each output signal is received from each photomultiplier 161, 162, the light emission position calculation unit 43 inputs each output signal to the table and outputs the X coordinate of the light emission position.

さらに他の特定方法としては、上述の二つのX座標の特定方法を組み合わせた方法により、発光位置のX座標を特定してもよい。   As another specifying method, the X coordinate of the light emission position may be specified by a method combining the above two X coordinate specifying methods.

Y座標の特定方法として、発光位置計算部43は、シンチレーション光の発生源であるシンチレータ14の位置に基づいて、発光位置のY座標を特定する。このシンチレータ14の位置は、出力信号の出力源である光電子増倍管16を一意に特定するための識別番号により規定される。出力信号の出力源である光電子増倍管161あるいは光電子増倍管162は、シンチレータ14と一対一対応しているので、出力信号の出力源である光電子増倍管16が特定されることは、シンチレーション光を発生したシンチレータ14が特定されたことと同義である。   As a method for specifying the Y coordinate, the light emission position calculation unit 43 specifies the Y coordinate of the light emission position based on the position of the scintillator 14 that is the source of the scintillation light. The position of the scintillator 14 is defined by an identification number for uniquely specifying the photomultiplier tube 16 that is the output source of the output signal. Since the photomultiplier tube 161 or the photomultiplier tube 162 that is the output source of the output signal has a one-to-one correspondence with the scintillator 14, the photomultiplier tube 16 that is the output source of the output signal is specified. This is synonymous with the specification of the scintillator 14 that has generated the scintillation light.

特定された発光位置に関するデータは、発光位置計算部43により、発光時刻計算部45とガンマ線データ生成部47とに出力される。また、出力信号の発生時刻に関するデータも、発光位置計算部43により発光時刻計算部45に出力される。   Data relating to the specified light emission position is output by the light emission position calculation unit 43 to the light emission time calculation unit 45 and the gamma ray data generation unit 47. Further, data relating to the generation time of the output signal is also output by the light emission position calculation unit 43 to the light emission time calculation unit 45.

発光時刻計算部45は、発光位置計算部43により計算された発光位置と各出力信号の発生時刻とに基づいてシンチレーション光の発光時刻を計算する。発光時刻に関するデータは、発光時刻計算部45によりガンマ線データ生成部47に出力される。   The light emission time calculation unit 45 calculates the light emission time of the scintillation light based on the light emission position calculated by the light emission position calculation unit 43 and the generation time of each output signal. Data regarding the emission time is output to the gamma ray data generation unit 47 by the emission time calculation unit 45.

ガンマ線データ生成部47は、エネルギー信号計算部41からのエネルギーデータ、発光位置計算部43からの発光位置データ、発光時刻計算部45からの発光時刻データに基づいて、ガンマ線データを生成する。ガンマ線データは、エネルギーデータに発光位置データと発光時刻データとが関連付けられたデータである。ガンマ線データは、ガンマ線データ生成部37により同時計数部5に出力される。   The gamma ray data generation unit 47 generates gamma ray data based on the energy data from the energy signal calculation unit 41, the light emission position data from the light emission position calculation unit 43, and the light emission time data from the light emission time calculation unit 45. The gamma ray data is data in which light emission position data and light emission time data are associated with energy data. The gamma ray data is output to the coincidence counting unit 5 by the gamma ray data generating unit 37.

以上で信号処理部4についての詳細説明を終了する。   Above, the detailed description about the signal processing part 4 is complete | finished.

図6に戻り、同時計測部5、画像再構成部6、及び表示部9について説明する。   Returning to FIG. 6, the simultaneous measurement unit 5, the image reconstruction unit 6, and the display unit 9 will be described.

図6に示すように、同時計測部5は、スキャン中、各信号処理部4―1〜4―nから次々に供給されるガンマ線データをリアルタイムに収集し、収集したガンマ線データの中から所定の時間枠内に収まる二つのガンマ線データを繰り返し抽出する。具体的には、同時計測部5は、収集するガンマ線データに関連付けられている発生時刻情報を参照して、互いの発生時刻の差が時間枠(例えば6ns〜18ns程度)内に収まる二つのガンマ線データを抽出する。抽出された二つのガンマ線データは、一対の検出器12により「同時」に検出された消滅ガンマ線に由来する。この一対のガンマ線データを抽出すると同時計測部5は、それぞれに関連付けられている二つの発光位置情報に基づいて、一対の消滅ガンマ線の入射方向を計算する。同時計測部5は、一対のガンマ線データのエネルギーデータの加算データに発光位置データ、発光時刻データ、入射方向データを関連付ける。このデータを投影データと呼ぶ。投影データは、同時の二つのガンマ線データが抽出される毎に同時計測部5により発生される。投影データは、同時計測部5により画像再構成部7に出力される。   As shown in FIG. 6, the simultaneous measurement unit 5 collects gamma ray data sequentially supplied from the signal processing units 4-1 to 4 -n in real time during scanning, and selects a predetermined amount from the collected gamma ray data. Two gamma ray data that fall within the time frame are extracted repeatedly. Specifically, the simultaneous measurement unit 5 refers to the occurrence time information associated with the collected gamma ray data, and the two gamma rays whose difference in occurrence time is within a time frame (for example, about 6 ns to 18 ns). Extract data. The two extracted gamma ray data are derived from annihilation gamma rays detected “simultaneously” by the pair of detectors 12. When the pair of gamma ray data is extracted, the simultaneous measurement unit 5 calculates the incident direction of the pair of annihilation gamma rays based on the two light emission position information associated with each. The simultaneous measurement unit 5 associates light emission position data, light emission time data, and incident direction data with energy data of a pair of gamma ray data. This data is called projection data. The projection data is generated by the simultaneous measurement unit 5 every time two simultaneous gamma ray data are extracted. The projection data is output to the image reconstruction unit 7 by the simultaneous measurement unit 5.

画像再構成部7は、同時計測部5から360°方向分の投影データのセットを収集すると、収集した投影データのセットに基づいてポジトロン核種の分布に関する画像データを再構成する。画像データは、画像再構成部7により表示部9に出力される。なお、画像データのノイズを減少させるため、一対の消滅ガンマ線の検出器12までの飛行時間差(TOF情報)、すなわち一対のガンマ線データのそれぞれの発光時間差を加味して画像再構成してもよい。   When the image reconstruction unit 7 collects 360 ° projection data sets from the simultaneous measurement unit 5, the image reconstruction unit 7 reconstructs image data related to the distribution of positron nuclides based on the collected projection data sets. The image data is output to the display unit 9 by the image reconstruction unit 7. In order to reduce the noise of the image data, the image reconstruction may be performed in consideration of the flight time difference (TOF information) to the pair of annihilation gamma ray detectors 12, that is, the light emission time difference between the pair of gamma ray data.

表示部9は、画像再構成部7からの画像データを表示する。   The display unit 9 displays the image data from the image reconstruction unit 7.

かくして、本実施形態に係わる核医学診断装置は、低製造コストで製造可能である。   Thus, the nuclear medicine diagnosis apparatus according to this embodiment can be manufactured at a low manufacturing cost.

なお、検出器14の構造は、上記実施形態のみに限定されず、種々の変形例が可能である。以下、変形例1と変形例2とにおいて、検出器の変形例を説明する。   In addition, the structure of the detector 14 is not limited only to the said embodiment, A various modification is possible. Hereinafter, in Modification 1 and Modification 2, modifications of the detector will be described.

(変形例1)
変形例1に係わる検出器は、DOI(Depth Of Interest)情報を利用することを目的とするDOI検出器である。図8は、変形例1に係わる検出器50の構造を示す斜視図である。図8に示すように、検出器50は、複数のシンチレータ52を有するシンチレータ群54と、シンチレータ群54のX方向に関する両端部に取り付けられた光電子増倍管56とを有している。シンチレータ52は、Y、Z方向それぞれに所定数配列されている。光電子増倍管56は、グリース等によりシンチレータ群54に接着される。シンチレータ52の間には、反射材が設けられる。また、シンチレータ52の表面であって、光電子増倍管56が接着されていない面にも、反射材が設けられる。各光電子増倍管56は、シンチレータ52内で発生したシンチレーション光を受けて、このシンチレーション光の光量に応じた強度の出力信号を発生する。
(Modification 1)
The detector according to the first modification is a DOI detector intended to use DOI (Depth Of Interest) information. FIG. 8 is a perspective view showing the structure of the detector 50 according to the first modification. As shown in FIG. 8, the detector 50 includes a scintillator group 54 having a plurality of scintillators 52, and photomultiplier tubes 56 attached to both ends of the scintillator group 54 in the X direction. A predetermined number of scintillators 52 are arranged in each of the Y and Z directions. The photomultiplier tube 56 is bonded to the scintillator group 54 with grease or the like. A reflective material is provided between the scintillators 52. Further, a reflective material is also provided on the surface of the scintillator 52 where the photomultiplier tube 56 is not bonded. Each photomultiplier tube 56 receives the scintillation light generated in the scintillator 52 and generates an output signal having an intensity corresponding to the amount of the scintillation light.

(変形例2)
変形例2に係わる検出器は、シンチレーション光をライトガイドで外部に引き出すための構造を有する。図9は、変形例2に係わる検出器60の構造を示す斜視図である。図9に示すように、検出器60は、シンチレータ62と、シンチレータのX方向に関する両端部にそれぞれ取り付けられたライトガイド64と、各ライドガイドに取り付けられた光電子増倍管66とを備える。ライトガイド64は、シンチレータ62と光電子増倍管66とを光学的に接続する。ライトガイド64の材料としては、シンチレータ62から発生されたシンチレーション光を効率良く光電子増倍管66に伝播するために、光透過性に優れたプラスチックが好適である。
(Modification 2)
The detector according to the modified example 2 has a structure for extracting scintillation light to the outside with a light guide. FIG. 9 is a perspective view showing the structure of the detector 60 according to the second modification. As shown in FIG. 9, the detector 60 includes a scintillator 62, light guides 64 attached to both ends of the scintillator in the X direction, and photomultiplier tubes 66 attached to the ride guides. The light guide 64 optically connects the scintillator 62 and the photomultiplier tube 66. As the material of the light guide 64, a plastic having excellent light transmittance is suitable for efficiently transmitting the scintillation light generated from the scintillator 62 to the photomultiplier tube 66.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の実施形態に係わる核医学診断装置の検出器リングの横断面図。The cross-sectional view of the detector ring of the nuclear medicine diagnostic apparatus according to the embodiment of the present invention. 図1の検出器リングの縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the detector ring of FIG. 1. 図1の検出器リングに含まれる検出器の斜視図。The perspective view of the detector contained in the detector ring of FIG. 図3の検出器のXY断面を示す図。The figure which shows the XY cross section of the detector of FIG. 図3の検出器により消滅ガンマ線の発光位置の特定処理の原理を説明するための図。The figure for demonstrating the principle of the identification process of the light emission position of an annihilation gamma ray by the detector of FIG. 図1の検出器リングを備える核医学診断装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of a nuclear medicine diagnostic apparatus provided with the detector ring of FIG. 図6の信号処理部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the signal processing part of FIG. 本実施形態の変形例1に係わる検出器の斜視図。The perspective view of the detector concerning the modification 1 of this embodiment. 本実施形態の変形例2に係わる検出器の斜視図。The perspective view of the detector concerning the modification 2 of this embodiment. 従来型の核医学診断装置の検出リングの横断面図。The cross-sectional view of the detection ring of the conventional nuclear medicine diagnostic apparatus. 図10の従来型の核医学診断装置の検出器リングの縦断面図。FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a detector ring of the conventional nuclear medicine diagnosis apparatus of FIG. 10.

1…検出器リング、3…信号処理回路、4…信号処理部、41…エネルギー計算部、43…発光位置計算部、45…発光時刻計算部、47…ガンマ線データ発生部、5…同時計測部、7…画像再構成部、9…表示部、10…天板、12…検出器、14…シンチレータ、16…光電子増倍管、18…反射材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Detector ring, 3 ... Signal processing circuit, 4 ... Signal processing part, 41 ... Energy calculation part, 43 ... Light emission position calculation part, 45 ... Light emission time calculation part, 47 ... Gamma ray data generation part, 5 ... Simultaneous measurement part , 7 ... Image reconstruction unit, 9 ... Display unit, 10 ... Top plate, 12 ... Detector, 14 ... Scintillator, 16 ... Photomultiplier tube, 18 ... Reflector

Claims (5)

被検体周りの円周上に配列される複数の検出器を具備し、
前記複数の検出器の各々は、
前記被検体内の放射性同位元素から放射された消滅ガンマ線を受けてシンチレーション光を発生する少なくとも一つのシンチレータと、
前記円周の中心軸方向に関する前記シンチレータの両端部に設けられ、前記シンチレーション光を受けて電気信号を発生する少なくとも二つの光電子増倍管と、
を有する核医学診断装置。
Comprising a plurality of detectors arranged on a circumference around the subject;
Each of the plurality of detectors is
At least one scintillator that receives annihilation gamma rays emitted from radioisotopes in the subject and generates scintillation light;
At least two photomultiplier tubes that are provided at both ends of the scintillator with respect to the central axis direction of the circumference and generate electrical signals by receiving the scintillation light;
A nuclear medicine diagnostic apparatus.
前記少なくとも一つのシンチレータの各々は、短冊形状を有し、前記短冊形状の長手方向が前記中心軸方向に一致するように配置される、請求項1記載の核医学診断装置。   2. The nuclear medicine diagnosis apparatus according to claim 1, wherein each of the at least one scintillator has a strip shape, and is arranged so that a longitudinal direction of the strip shape coincides with the central axis direction. 前記少なくとも一つのシンチレータは、前記短冊形状の厚さ方向に沿って配列される、請求項2記載の核医学診断装置。   The nuclear medicine diagnosis apparatus according to claim 2, wherein the at least one scintillator is arranged along a thickness direction of the strip shape. 前記中心軸方向に関する前記シンチレータ内での前記シンチレーション光の発光位置を、前記シンチレータの前記両端部に設けられた二つの前記光電子増倍管による電気信号の発生時刻に基づいて計算する計算部をさらに備える請求項1記載の核医学診断装置。   A calculation unit for calculating a light emission position of the scintillation light in the scintillator with respect to the central axis direction based on generation times of electric signals by the two photomultiplier tubes provided at both ends of the scintillator; The nuclear medicine diagnostic apparatus according to claim 1 provided. 前記中心軸方向に関する前記シンチレータ内での前記シンチレーション光の発光位置を、前記シンチレータの前記両端部に設けられた二つの前記光電子増倍管からの電気信号の強度に基づいて計算する計算部をさらに備える請求項1記載の核医学診断装置。   A calculation unit that calculates a light emission position of the scintillation light in the scintillator with respect to the central axis direction based on intensity of electric signals from the two photomultiplier tubes provided at both ends of the scintillator; The nuclear medicine diagnostic apparatus according to claim 1 provided.
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