CN101925834B - 放射线检测器及具备该放射线检测器的断层摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种放射线检测器及具备该放射线检测器的断层摄像装置。本发明所涉及的放射线检测器(1)具备第一反射板框体(7)和第二反射板框体(8)，通过以在z方向上贯穿第一反射板框体(7)及第二反射板框体(8)的方式插入每个闪烁器晶体，从而在第一方向及第二方向上配置多个闪烁器晶体而构成第一闪烁器晶体层(2A)，第一闪烁器晶体层(2A)中的设置有第一反射板框体(7)的位置与第一闪烁器晶体层(2A)中的设置有第二反射板框体(8)的位置彼此不同。通过设定这种结构，能够提供一种不会降低空间分辨率及检测灵敏度且制造成本被大幅度抑制的放射线检测器。

Description

放射线检测器及具备该放射线检测器的断层摄像装置
技术领域
本发明涉及按闪烁器、光波导、光电倍增管的顺序光学耦合的放射线检测器及具备该光学检测器的断层摄像装置。
背景技术
这种放射线检测器，对从在被检体中投放的、且局部存在于关心部位的放射性药剂放射的放射线(例如γ射线)进行检测，并且被使用在用于得到被检体关心部位的放射性药剂分布的断层图像的断层摄像装置(ECT：Emission Computed Tomography)中。在ECT中，作为主要装置列举PET(Positoron Emission Tomography)装置、SPECT(Single PhotonEmission Computed Tomography)装置等。
采用PET装置为例进行说明。为了利用具备上述放射线检测器的PET装置进行检查，首先在被检体中注射(注射投薬)以正电子放射核种(核種)为标识的放射性药剂。该正电子放射核种在被检体中进行β+衰变而产生正电子。这种正电子直接与被检体内的电子碰撞而消减(消減)，但此时产生向彼此相反方向前进的一对γ射线(消减γ射线对)。PET装置，由检测器环(リング)对该消减γ射线对进行同时计数，从而得到表示被检体内的放射性药剂分布的PET断层图像。
为了提高分辨率，在这种PET装置的检测器环中所配备的放射线检测器中，经常搭载有能够鉴别在放射线检测器中设置的闪烁器(シンチレ一タ)深度方向的位置的装置。尤其，这种放射线检测器被使用在例如为小动物用而设定的PET装置中。图15是对以往的放射线检测器的结构进行说明的立体图。这种放射线检测器50由闪烁器晶体层52A、52B、52C、52D和光电倍增管(PMT)53构成，其中，将长方体的闪烁器晶体51二维地堆积而形成所述闪烁器晶体层52A、52B、52C、52D，且所述光电倍增管(PMT)53具有探测(検知)由各闪烁器晶体层52A、52B、52C、52D照射的荧光的位置鉴别功能。另外，向z方向层叠各闪烁器晶体层52A、52B、52C、52D，从而构成将所入射的放射线转换为荧光的闪烁器52。
之所以将这种闪烁器晶体层设置四层的原因在于，为了更准确地进行闪烁器52的深度方向(z方向)之位置鉴别。由于在多段处设置闪烁器晶体层时，能够按照闪烁器晶体层在z方向上对γ射线的入射位置进行区别，因此进一步强化γ射线的入射位置之鉴别能力(例如参照专利文献1)。
另外，在各闪烁器晶体层52A、52B、52C、52D中设置有多枚反射板54。该反射板54，被配置为被夹持在构成各闪烁器晶体层52A、52B、52C、52D的闪烁器晶体51之间，并对由闪烁器晶体产生的荧光进行反射。另外，该反射板54，并不从全方向包围每个闪烁器晶体51，而被设置在闪烁器晶体51的相邻两个面处(例如参照专利文献1)。由此，能够鉴别闪烁器晶体层的深度方向的位置。
专利文献1：JP特开2004-279057号公报
但是，在具有这种结构的以往的例中存在如下问题。即，由于在构成以往的放射线检测器的闪烁器中配置有较多的闪烁器晶体，因此难以抑制闪烁器的制造成本。就构成小动物用的放射线检测器的闪烁器而言，为了提高放射线的空间分辨率，构成一层闪烁器晶体层的闪烁器晶体特别多。即，在以往的结构中，通过指定荧光由哪个闪烁器晶体层发出，而进行闪烁器的深度方向的鉴别。因此，在关于闪烁器的深度方向的能够鉴别的区域中设置有闪烁器晶体层。例如，对于闪烁器的深度方向想要设置四个能够鉴别的区域时，在闪烁器中设置四层闪烁器晶体层。由于将闪烁器晶体向x方向32个、向y方向32个排列而构成闪烁器晶体层，因此相应地需要4,096个闪烁器晶体。除了高精度地形成每个闪烁器晶体为较困难之外，闪烁器的配装作业也较为繁琐。而且，构成放射线检测器的部件较多时，反而成为放射线检测器的制造时的成品率(歩留り)降低的原因。
由于以上的理由，产生以下的要求，即，以尽可能不降低放射线检测器的空间分辨率和检测灵敏度的方式进一步简化闪烁器结构，从而对制造成本进行抑制。
发明内容
本发明鉴于这种情况而提出，其目的在于提供一种对构成放射线检测器的闪烁器晶体的个数进行抑制，同时尽量不会由此而使得空间分辨率及检测灵敏度降低的放射线检测器及具备该放射线检测器的断层摄像装置。
本发明，为了实现这种目的，采用如下结构。即，本发明所涉及的放射线检测器具备：闪烁器，其由将从放射线源所放射的放射线转换为荧光的多个闪烁器晶体构成；荧光检测机构，其对来自所述闪烁器的荧光进行探测，所述放射线检测器的特征在于，具备：第一反射板框体，其由沿着第一方向延伸并且在与所述第一方向正交的第二方向上排列的多个第一反射板和沿着所述第二方向延伸并且在所述第一方向上排列的多个第二反射板以格子状排列而形成；以及第二反射板框体，其与所述第一反射板框体同样，由多枚反射板以格子状排列而形成，所述第一反射板框体和所述第二反射板框体沿着与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向而层叠，通过以在所述第三方向上贯穿所述第一反射板框体及所述第二反射板框体的方式插入每个闪烁器晶体，从而沿所述第一方向及所述第二方向配置多个闪烁器晶体而构成第一闪烁器晶体层，所述第一闪烁器晶体层的设置有第一反射板框体的位置和所述第一闪烁器晶体层的设置有第二反射板框体的位置彼此不同。
根据上述的发明，能够提供一种不会降低空间分辨率及检测灵敏度且制造成本被大幅度抑制的放射线检测器。即，对设置在本发明所涉及的闪烁器中的反射板的构造下功夫，以在单一闪烁器晶体层中能够进行荧光的深度方向的鉴别。更具体而言，在闪烁器晶体层的上部区域设置有第一反射板框体，在闪烁器晶体层的下部区域设置有第二反射板框体，并且闪烁器晶体层中的插入位置在第一反射板框体和第二反射板框体中不同。由此，在闪烁器晶体层的上部区域所产生的荧光和在下部区域所长生的荧光中，在光的扩展方向(広がる方向)上出现差异。如果利用该差异，关于闪烁器晶体层的上部区域和下部区域，能够鉴别荧光的产生位置。即，根据本发明的结构，进一步强化了与每一层闪烁器晶体层相对应的闪烁器深度方向的位置鉴别能力。因此，不必如以往的例那样多重设置闪烁器晶体层。具体而言，因为由本发明的一层闪烁器晶体层来完成以往的两层部分(層分)的功能，所以能够提供一种保持原来性能、且闪烁器晶体层的层数较少即闪烁器晶体的数量较少的放射线检测器。
另外，根据本发明的结构，能够提供一种时间分辨率较高的放射线检测器。闪烁器所具有的闪烁器晶体层的层数越多，放射线检测器的时间分辨率就越降低。原因在于，由于伴随闪烁器晶体层的增加，荧光入射到荧光检测机构时的所经过的路径成为复杂，因此在荧光的检测中产生时间性宽度。就因为如此，若要减少闪烁器晶体层的层数，则不能得到闪烁器的高度方向的信息，所以空间分辨率降低。根据本发明，与这种技术常识相反，成为得到闪烁器中的高度方向的位置信息并且使闪烁器晶体层的层数减少的结构。因此，根据本发明的结构，能够得到一种在维持放射线检测器具有的空间分辨率的状态下时间分辨率较高的放射线检测器。
另外，更优选所述闪烁器，在介于所述第一闪烁器晶体层和所述荧光检测机构之间的位置还具有由多个闪烁器晶体构成的第二闪烁器晶体层，所述第二闪烁器晶体层具备：第三反射板框体，其与所述第一反射板框体同样，由多枚反射板以格子状排列而形成；以及第四反射板框体，其与所述第三反射板框体同样，由多枚反射板以格子状排列而形成，所述第三反射板框体和所述第四反射板框体沿着与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向层叠，通过以在所述第三方向上贯穿所述第三反射板框体及所述第四反射板框体的方式插入每个闪烁器晶体，从而沿所述第一方向及所述第二方向配置多个闪烁器晶体而构成第二闪烁器晶体层，所述第二闪烁器晶体层的设置第三反射板框体的位置和所述第二闪烁器晶体层的设置第四反射板框体的位置彼此不同。
根据所述结构，能够提供一种不会降低空间分辨率及检测灵敏度且制造成本被进一步抑制的放射线检测器。即，根据该结构，不仅按照第一闪烁器晶体层的上部区域和下部区域能够鉴别荧光的位置，而且在第二闪烁器晶体层中也按照其上部区域和下部区域能够鉴别荧光的位置。具体而言，因为由本发明的两层闪烁器晶体层来完成以往的四层部分的功能，所以能够提供一种保持原来性能、且闪烁器晶体层的层数更少即闪烁器晶体的数量更少的放射线检测器。
另外，也可以设定以下的结构：本发明所涉及的放射线检测器具备：闪烁器，其由将从放射线源所放射的放射线转换为荧光的多个闪烁器晶体构成；荧光检测机构，其对来自所述闪烁器的荧光进行探测，所述放射线检测器，具备：第一反射板框体，其由沿着第一方向延伸并且在与所述第一方向正交的第二方向上排列的多个第一反射板和沿着所述第二方向延伸并且在所述第一方向上排列的多个第二反射板以格子状排列而形成；以及与所述第一反射板框体同样，由多枚反射板以格子状排列而形成的第二反射板框体、第三反射板框体以及第四反射板框体，沿着与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向，层叠所述第一反射板框体、所述第二反射板框体、所述第三反射板框体以及所述第四反射板框体，通过以在所述第三方向上贯穿所述第一反射板框体、所述第二反射板框体、所述第三反射板框体以及所述第四反射板框体的方式插入每个闪烁器晶体，从而沿所述第一方向及所述第二方向配置多个闪烁器晶体而构成闪烁器晶体层，所述第一反射板框体、所述第二反射板框体、所述第三反射板框体以及所述第四反射板框体的在所述闪烁器晶体层中的插入位置彼此不同。
根据上述结构，能够提供一种仅设置单一闪烁器晶体层的、空间分辨率和时间分辨率都较高的、并且制造成本被大幅度抑制的放射线检测器。
另外，更优选所述第一反射板框体及所述第二反射板框体的每个由多个第一反射板和多个第二反射板构成，在所述第一反射板的每个和所述第二反射板的每个上沿着所述第三方向形成有多个沟槽，将在所述第一反射板和所述第二反射板的每个上设置的沟槽嵌合，从而形成所述第一反射板框体及所述第二反射板框体的每个。
另外，更优选在所述第二闪烁器晶体层中，所述第三反射板框体及所述第四反射板框体的每个由多个第一反射板和多个第二反射板构成，在各所述第一反射板和各所述第二反射板上沿着所述第三方向形成有多个沟槽，将在所述第一反射板和所述第二反射板的每个上设置的沟槽嵌合，从而形成所述第三反射板框体及所述第四反射板框体的每个。
根据上述结构，能够提供一种更容易地具备高质量的闪烁器的放射线检测器。在本发明中，在闪烁器晶体层中配备有两个反射板框体。因此，在每一层闪烁器晶体层中被配置的反射板的枚数成更多。但是，即使是如此，如上述结构，只要将在第一反射板和第二反射板的每个上设置的沟槽嵌合而构成各反射板框体，就能够更容易地构成反射板框体的每个。并且，由于第一反射板和第二反射板相互支撑而各反射板框体成为一体，因此更容易制造闪烁器。而且，由于反射板框体对各闪烁器晶体进行支撑，因此能够制造质量更稳定(一定)的闪烁器。
另外，更优选以包围构成所述闪烁器的各闪烁器晶体的方式设置有透过荧光的透明材料(透過材)。
根据所述结构，能够提供一种具备更适合鉴别荧光产生位置的闪烁器的放射线检测器。所述结构成为在彼此邻接的闪烁器晶体之间设置有反射板和透明材料之任一个的结构。于是可以设定以下结构，即，闪烁器晶体随着闪烁器晶体层的扩展方向彼此地光学耦合。通过设定这种结构，而能够使得将跨度(跨い)相邻接的闪烁器晶体而行进的荧光按尽量不减弱的方式导入荧光检测机构，因此能够提供一种检测灵敏度及分辨率进一步提高的放射线检测器。
另外，更优选在被上述闪烁器中设置的反射板框体具有的反射板格子分割的各区段(区画)中插入四个闪烁器晶体。
根据上述结构，能够更可靠地进行在闪烁器内部产生的荧光的位置鉴别。具体而言，由于能够对各闪烁器晶体以适当枚数设置反射板，因此包围闪烁器晶体的反射板枚数和插入反射板的位置，在各反射板格子的延续(延在)区域中进行比较时，可以彼此不同。即，闪烁器晶体所具有的面中的被反射板包围的面在各反射板格子的延长区域中可以不同，因此由各区域射出的荧光在PMT中入射时，荧光的强度分布成为彼此不同。于是更准确地鉴别有关闪烁器的深度方向的位置，因此能够提供一种空间分辨率较高的放射线检测器。
另外，本发明所涉及的断层摄像装置，其特征在于，具备：检测器环，其所述放射线检测器被排列为环状并且生成放射线检测数据；同时计数机构，其进行放射线检测数据的同时计数；荧光产生位置鉴别机构，其对检测器环中的荧光的产生位置进行鉴别；和图像形成机构，其接收由荧光产生位置鉴别机构发送的分析数据，并形成被检体的断层图像。
根据上述结构，能够提供一种不会降低空间分辨率及检测灵敏度且制造成本被大幅度抑制的断层摄像装置。虽然构成本发明所涉及的闪烁器的闪烁器晶体数量变得更少，但是不会导致空间分辨率及检测灵敏度都随之降低。减少构成断层摄像装置的闪烁器晶体数时，能够廉价地提供断层摄像装置。
另外，由于放射线检测器的时间分辨率较高，因此断层摄像装置的空间分辨率提高。上述结构的放射线检测器，与以往相比，时间分辨率被改善，因此配备该放射线检测器的上述结构的断层摄像装置能够输出适合诊断的鲜明的断层图像。
根据本发明所涉及的放射线检测器及具备该放射线检测器的断层摄像装置，能够提供一种不会降低空间分辨率及检测灵敏度且制造成本被大幅度抑制的结构。对设置在本发明所涉及的闪烁器中的反射板构造下功夫，以在单一闪烁器晶体层中能够进行荧光的深度方向的鉴别。更具体而言，在闪烁器晶体层的上部区域设置有第一反射板框体，在闪烁器晶体层的下部区域设置有第二反射板框体，并且闪烁器晶体层中的插入位置在第一反射板框体和第二反射板框体中不同。由此，在闪烁器晶体层的上部区域所产生的荧光和在下部区域所长生的荧光中，在光的扩展方向(広がる方向)上出现差异。如果利用该差异，关于闪烁器晶体层的上部区域和下部区域，能够鉴别荧光的产生位置。将闪烁器设成上述那样的结构，从而能够对构成闪烁器的闪烁器晶体个数进行抑制。因此，能够提供一种不会降低空间分辨率及检测灵敏度且制造成本被进一步抑制的放射线检测器及具备该放射线检测器的断层摄像装置。
附图说明
图1是实施例1所涉及的放射线检测器的立体图。
图2是将实施例1所涉及的闪烁器从其zx侧端面观察时的平面图。
图3是将实施例1所涉及的闪烁器从其yz侧端面观察时的平面图。
图4是对由实施例1所涉及的第一反射板和第二反射板形成的反射板框体之构造进行说明的分解立体图。
图5是对由实施例1所涉及的第一反射板和第二反射板形成的反射板框体之构造进行说明的立体图。
图6是从xy平面观察实施例1所涉及的各反射板框体时的平面图。
图7是实施例2所涉及的放射线检测器的立体图。
图8是将实施例2所涉及的闪烁器从其zx侧端面观察时的平面图。
图9是将实施例2所涉及的闪烁器从其yz侧端面观察时的平面图。
图10是对实施例2所涉及的半值幅宽(半値全幅)进行说明的图。
图11是对实施例2所涉及的实验条件进行说明的立体图。
图12是对实施例2所涉及的实验结果进行说明的图。
图13是对实施例3所涉及的PET装置的结构进行说明的功能方框图。
图14是对实施例3所涉及的空间分辨率的改善进行说明的示意性图。
图15是对以往的放射线检测器的结构进行说明的立体图。
图中：1-放射线检测器，2-闪烁器，2A-第一闪烁器晶体层，2B-第二闪烁器晶体层，3-PMT(荧光检测机构)，5、6-沟槽，7-第一反射板框体，8-第二反射板框体，9-第三反射板框体，10-第四反射板框体，20-PET装置(断层摄像装置)，22-检测器环，30-同时计数部(同时计数机构)，31-荧光产生位置鉴别部(荧光产生位置鉴别机构)，32-吸收校正部(吸收校正机构)。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明所涉及的放射线检测器及具备该放射线检测器的断层摄像装置的各实施例进行说明。
实施例1
首先对实施例1所涉及的放射线检测器的结构进行说明。图1是实施例1所涉及的放射线检测器的立体图。
(1)放射线检测器的简要结构
如图1中所示，实施例1所涉及的放射线检测器1具备：闪烁器2，其各闪烁器晶体层以闪烁器晶体层2A、闪烁器晶体层2B的顺序沿z方向层叠而形成；光电倍增管(以下称为PMT)3，其被设置在闪烁器2的下面并且对由闪烁器2发出的荧光进行探测；光波导4，其被配置在介于闪烁器2和PMT3之间的位置。该PMT3为多阳极式(マルチアノ一ドタイプ)的，能够鉴别所入射的荧光的与x及y有关位置。为了向PMT3引导在闪烁器2中产生的荧光，设置有光波导4。因此，光波导4和闪烁器2与PMT3光学耦合。
(2)闪烁器的结构
通过层叠闪烁器晶体层2A、2B，激昂适合检测γ射线的闪烁器晶体三维地排列而构成闪烁器2。即，各闪烁器晶体由扩散有Ce的Lu2(1-X)Y2XSiO5(以下、称为LYSO)构成。另外，各闪烁器晶体，不管闪烁器晶体层如何，例如都是x方向的宽度为1.45mm、y方向的宽度为1.45mm、z方向的宽度为9mm的长方体。另外闪烁器2的四侧端面被未图示的反射膜覆盖。因此，各闪烁器晶体层在朝向PMT3的方向上层叠而构成。另外，闪烁器晶体层2A成为闪烁器2的γ射线的入射面。另外，由闪烁器晶体层2A和闪烁器晶体层2B发出的荧光，被PMT3鉴别。并且，关于由闪烁器晶体层2A的上部区域(以下称为第一区域)e和闪烁器晶体层2A的下部区域(以下称为第二区域)f发出的荧光，也被PMT3鉴别。而且，关于由闪烁器晶体层2B的上部区域(以下称为第三区域)g和闪烁器晶体层2B的下部区域(以下称为第四区域)h发出的荧光，也被PMT3鉴别。即，实施例1所涉及的放射线检测器1具有能够进行彼此鉴别的四个区域，具体而言，具有第一区域e、第二区域f、第三区域g以及第四区域h。另外，PMT3及γ射线相当于本发明的荧光检测机构及放射线。
闪烁器晶体层2A成为由放射性线源(放射性線源)放射的γ射线的受光部，并且构成以闪烁器晶体a(1，1)为基准，向x方向32个、向y方向32个的矩阵状(マトリツクス状)地、二维地配置块状(ブロツク状)的闪烁器晶体的结构。即，闪烁器晶体a(1，1)～闪烁器晶体a(1，32)向y方向排列而形成闪烁器晶体阵列(アレイ)，该闪烁器晶体阵列向x方向排列32条而形成闪烁器晶体层2A。另外，闪烁器晶体层2A具有向z方向层叠的后面所述的第一反射板框体7及第二反射板框体8。另外，x方向和y方向和z方向相互正交。另外，以在z方向上贯穿第一反射板框体7以及第二反射板框体8的方式插入构成闪烁器晶体层2A的各闪烁器晶体。另外，闪烁器晶体层2A相当于本发明中的第一闪烁器晶体层。另外，x方向、y方向、z方向分别相当于本发明中的第一方向、第二方向、第三方向。
关于闪烁器晶体层2B，也构成以闪烁器晶体b(1，1)为基准，向x方向32个、向y方向32个的矩阵状地、二维地配置块状的闪烁器晶体的结构。另外，在各闪烁器晶体层2A、2B中，在相互邻接的闪烁器晶体之间也设置有透明材料t。因此，各闪烁器晶体被透明材料t包围。该透明材料t的厚度为25μm左右。另外，闪烁器晶体层2B具有向z方向层叠的后面所述的第三反射板框体9以及第四反射板框体10。另外，x方向、y方向和z方向相互正交。另外，以在z方向上贯穿第三反射板框体9以及第四反射板框体10的方式插入构成闪烁器晶体层2B的各闪烁器晶体。而且，闪烁器晶体层2B相当于本发明中的第二闪烁器晶体层。
各闪烁器晶体层2A、2B被光学耦合，并且在各层之间设置有透明材料t。该透明材料t使由闪烁器晶体层产生的荧光透过并且向PMT3传导，同时对随着z方向相互邻接的闪烁器晶体进行粘结。作为该透明材料，可以使用由硅树脂构成的热硬化树脂。
(3)反射板的结构
接着，对反射板进行说明。在闪烁器晶体层2A、2B中设置有反射板s、r。如图1中所示，在介于相互邻接的闪烁器晶体之间的位置设置有例如由聚酯薄膜(ポリエステルフイルム)等塑料薄膜(プラスチツクフイルム)构成的、例如厚度为125μm的第一反射板r和第二反射板s。首先，对第一反射板r进行说明。图2是将实施例1所涉及的闪烁器从其zx侧端面观察的平面图。如图2中所示，所有的第一反射板r都是向y方向以及z方向延伸的板状，在闪烁器晶体层2A中的闪烁器晶体的间隙中插入该第一反射板r。并且，设定其z方向的高度例如为4.5mm。
关于闪烁器晶体层2A，成为在第一区域e中插入反射板rm，在第二区域f中插入反射板rn的结构。另外，第一反射板rm1、rn1被插入在沿x方向排列的32个闪烁器晶体中的、例如a(2，1)和a(3，1)之间。如此，偶数号(偶数番)的闪烁器晶体关于x方向位于第一反射板rm、rn的左邻，奇数号(奇数番)的闪烁器晶体关于x方向位于第一反射板rm、rn的右邻。在闪烁器晶体层2A中，该第一反射板rm、rn各个都被设置为15枚。
同样，关于闪烁器晶体层2B，在第三区域g在构成闪烁器晶体层2B的闪烁器晶体的间隙中插入第一反射板rp，在第四区域h在构成闪烁器晶体层2B的闪烁器晶体的间隙中插入第一反射板rq。但是，其插入位置与闪烁器晶体层2A不同。即，奇数号的闪烁器晶体关于x方向位于第一反射板rp、rq的左邻，偶数号的闪烁器晶体关于x方向位于第一反射板rp、rq的右邻。在闪烁器晶体层2B中，该第一反射板rp、rq各个都被设置为16枚。另外，闪烁器晶体层2B相当于本发明中的第二闪烁器晶体层。
接着，对本各实施例所涉及的闪烁器所具有的yz侧的侧端面进行说明。图3是将实施例1所涉及的闪烁器从yz侧端面观察时的平面图。如图3中所示，所有的第二反射板s都是向x方向以及z方向延伸的板状，在闪烁器晶体层2A中的闪烁器晶体的间隙中插入有该第二反射板s。并且，设定其z方向的高度例如为4.5mm。
关于闪烁器晶体层2A，成为在第一区域e中插入第二反射板sm，在第二区域f中插入第二反射板sn的结构。另外，第二反射板sm1被插入在沿y方向排列的32个闪烁器晶体中的、例如a(32，2)和a(32，3)之间。如此，偶数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sm的左邻，奇数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sm的右邻。另一方面，第二反射板sn被插入在闪烁器晶体层中与第二反射板sm不同的位置。即，奇数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sn的左邻，偶数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sn的右邻。另外，该第二反射板sm在闪烁器晶体层2A中被设置为15枚，第二反射板sn在闪烁器晶体层2A中被设置为16枚。
同样，关于闪烁器晶体层2B，在第三区域g在闪烁器晶体层2B中的闪烁器晶体的间隙中插入第二反射板sp，在第四区域h在闪烁器晶体层2B中的闪烁器晶体的间隙中插入第二反射板sq。而且，其插入位置与闪烁器晶体层2A一样。即，偶数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sp的左邻，奇数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sp的右邻。而且，奇数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sq的左邻，偶数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sq的右邻。另外，该第二反射板sp在闪烁器晶体层2B中被设置为15枚，第二反射板sq在闪烁器晶体层2B中被设置为16枚。
(4)反射板框体的结构
接着，对具备在各闪烁器晶体层的第一反射板r和第二反射板s的结构进行说明。图4及图5是对由实施例1所涉及的第一反射板和第二反射板形成的反射板框体的构造进行说明的立体图。另外，作为例子对设置在闪烁器晶体层2A上部区域的第一反射板rm和第二反射板sm的结构进行了说明，而关于第一反射板rn和第二反射板sn、第一反射板rp和第二反射板sp以及第一反射板rq和第二反射板sq的结构，也与它同样。
如图4所示，第一反射板rm和第二反射板sm相互正交。在第一反射板rm上形成有朝向z方向下侧延伸的沟槽5，在第二反射板sm上形成有朝向z方向上侧延伸的沟槽6。如图5中所示，通过该沟槽5和沟槽6相互嵌合，而使第一反射板rm和第二反射板sm成为一体，并且形成格子状的第一反射板框体7。另外，该第一反射板框体7所分割的各区段中插入以矩阵状配置的四块闪烁器晶体。因此，成为第一反射板框体7支撑各闪烁器晶体的结构。
另外，在第一反射板rm上设置的沟槽5的个数与在闪烁器晶体层2A中配备的第二反射板sm的枚数相同。另外，相反，在第二反射板sm上设置的沟槽6的个数与在闪烁器晶体层2A中配备的第一反射板rm的枚数相同。另外，就沟槽5、沟槽6的在z方向上延伸的长度而言，沟槽5和沟槽6的长度之和，为两个反射板rm、sm的z方向的高度。优选沟槽5和沟槽6的长度彼此都成为两个反射板rm、sm的z方向的高度的一半。
与上述的第一反射板框体7一样，由第一反射板rn和第二反射板sn形成第二反射板框体8。另外，由第一反射板rp和第二反射板sp形成第三反射板框体9，由第一反射板rq和第二反射板sq形成第四反射板框体10。另外，第一反射板框体7被配置在闪烁器晶体层2A的第一区域e，第二反射板框体8被配置在闪烁器晶体层2A的第二区域f。而且，第三反射板框体9被配置在闪烁器晶体层2B的第三区域g，第四反射板框体10被配置在闪烁器晶体层2B的第四区域h。并且，从闪烁器2的xy平面观察时，反射板框体7、8、9、10的在闪烁器2中的插入位置是向x及y方向相互偏离一个闪烁器晶体部分的位置。图6是从xy平面观察实施例1所涉及的各反射板框体时的平面图。图中的(a)、(b)、(c)以及(d)是分别表示闪烁器晶体层2A的第一区域e、闪烁器晶体层2A的第二区域f、闪烁器晶体层2B的第三区域g以及闪烁器晶体层2B的第四区域h(以下适宜称为“4区域”)的结构。将配置在第一区域e中的第一反射板框体7，针对构成闪烁器晶体层的闪烁器晶体沿y方向偏离一个闪烁器晶体的量时，正好成为在第二区域f中插入第二反射板框体8的位置。另外，将配置在第一区域e中的第一反射板框体7，针对构成闪烁器晶体层的闪烁器晶体沿x方向偏离一个闪烁器晶体量时，正好成为在第三区域g中插入第三反射板框体9的位置。同样，将配置在第一区域e中的第一反射板框体7，针对构成闪烁器晶体层的闪烁器晶体沿x及y方向均偏离一个闪烁器晶体的量时，正好成为在第四区域h中插入第四反射板框体10的位置。另外，图6是表示实施例1所涉及的闪烁器2的一部分。
(5)荧光产生位置的鉴别方法
接着，对实施例1所涉及的放射线检测器1的x、y、z方向的荧光产生位置的鉴别方法进行说明。在闪烁器2中所入射的γ射线在4区域的任一区域中被转换为荧光。该荧光，沿光波导方向前进，并且经由光波导4而入射到PMT3。PMT3是多阳极式的，并构成为所输出的检测信号的电压随入射位置而发生阶梯性变化的结构。这样，能够鉴别荧光在PMT3中所入射后的x以及y方向的位置。
接着，再次参照图6对放射线检测器1的z方向的荧光产生位置之鉴别方法进行说明。如图6中所示，在闪烁器2的4区域中，第一反射板r和第二反射板s的插入位置彼此不同。就在图中的(a)、(b)、(c)以及(d)之中位于(2，2)处的闪烁器晶体a(2，2)、b(2，2)(在图6中由斜线所示)而言，4区域的反射板r、s的插入方向彼此不同。由闪烁器晶体所产生的荧光在x以及y方向上扩展而到达PMT3，但是由于设置有反射板r、s，其扩展被附加方向性。并且，对由x、y的位置相同的4区域发出的各荧光进行比较可知，它们扩展的方向彼此都不同。即，闪烁器2的z方向的荧光产生位置之差异被转换为荧光的x、y方向的位置之差异。PMT3对由该z方向的位置不同引起的荧光的x、y方向的微小偏离进行探测，由此能够得出荧光的与z方向有关的产生位置到底是4区域中的哪个区域。
如上所述，根据实施例1的结构，能够提供一种尽可能不会降低空间分辨率及检测灵敏度并且制造成本被大幅度抑制的放射线检测器1。即，对实施例1所涉及的闪烁器2中所设置的反射板r、s的构造下功夫，以使得在各闪烁器晶体层2A、2B中能够进行荧光的深度方向的鉴别。更具体而言，在闪烁器晶体层2A的第一区域e、闪烁器晶体层2A的第二区域f、闪烁器晶体层2B的第三区域g以及闪烁器晶体层2B的第四区域h(4区域)的每个中设置有第一反射板框体7、第二反射板框体8、第三反射板框体9以及第四反射板框体10，并且闪烁器晶体层中的插入位置在各反射板框体7、8、9、10中彼此都不同。由此，在闪烁器的4区域中，在光的扩展方向上出现差异。如果利用该差异，则能够关于闪烁器2的4区域进行荧光的产生位置的鉴别。即，根据本发明的结构，因为由本发明的两层闪烁器晶体层来完成以往的四层的量的功能，因此能够提供一种保持原有性能、且闪烁器晶体层的层数少即闪烁器晶体的数量少的放射线检测器。
实施例2
接着，对实施例2所涉及的放射线检测器的结构进行说明。对实施例2所涉及的放射线检测器40的简要结构进行说明。如图7中所示，实施例2所涉及的放射线检测器40成为与实施例1所涉及的放射线检测器同样的结构。不过，在实施例2的放射线检测器中具备的闪烁器2成为特征性的闪烁器。即，闪烁器2仅具备单一闪烁器晶体层2C，而不构成实施例1所涉及的闪烁器2那样具备二层闪烁器晶体层2A、2B的结构。
对闪烁器晶体层2C的结构进行说明。如图7中所示，闪烁器晶体层2C具有第一区域e、第二区域f、第三区域g、第四区域h，所述具有第一区域e、第二区域f、第三区域g、第四区域h成为能够彼此进行位置鉴别的荧光产生位置。
闪烁器晶体层2C成为由放射性线源所放射的γ射线的受光部，并且构成以闪烁器晶体c(1，1)为基准，在x方向32个、在y方向32个的矩阵状二维地配置块状的闪烁器晶体的结构。即，闪烁器晶体c(1，1)～闪烁器晶体c(1，32)沿y方向排列而形成闪烁器晶体阵列，该闪烁器晶体阵列沿x方向排列32条而形成闪烁器晶体层2C。另外，闪烁器晶体层2C具有沿z方向层叠的后面所述的第一反射板框体47、第二反射板框体48、第三反射板框体49以及第四反射板框体50。另外，以在z方向上贯穿第一反射板框体47、第二反射板框体48、第三反射板框体49以及第四反射板框体50的方式插入构成闪烁器晶体层2C的各闪烁器晶体。
图8是将实施例2所涉及的闪烁器从其zx侧端面观察的平面图。如图2中所示，所有的第一反射板r都是向y方向以及z方向延伸的板状，并在闪烁器晶体层2A中的闪烁器晶体的间隙中插入该第一反射板r。并且，设定其z方向的高度例如为9mm。
成为在闪烁器晶体层2C的第一区域e中插入反射板rm，在第二区域f中插入反射板rn的结构。另外，在沿x方向排列的32个闪烁器晶体中的、在例如a(2，1)和a(3，1)之间插入第一反射板rm1、rn1。如此，偶数号的闪烁器晶体关于x方向位于第一反射板rm、rn的左邻，奇数号的闪烁器晶体关于x方向位于第一反射板rm、rn的右邻。在闪烁器晶体层2A中，该第一反射板m、rn每个都被设置为15枚。
同样，在闪烁器晶体层2C的第三区域g，在闪烁器晶体的间隙中插入第一反射板rp，在第四区域h在闪烁器晶体的间隙中插入第一反射板rq。但是，其插入位置与第一区域e、第二区域f不同。即，奇数号的闪烁器晶体关于x方向位于第一反射板rp、rq的左邻，偶数号的闪烁器晶体关于x方向位于第一反射板rp、rq的右邻。在闪烁器晶体层2B中，该第一反射板rp、rq每个都被设置为16枚。
接着，对本实施例2所涉及的闪烁器具有的yz侧的侧端面进行说明。图9是将实施例1所涉及的闪烁器从yz侧端面观察时的平面图。如图9中所示，所有的第二反射板s都是沿x方向以及z方向延伸的板状，在闪烁器晶体层2C中的闪烁器晶体的间隙中插入有该第二反射板s。并且，设定其z方向的高度例如为9mm。
成为在闪烁器晶体层2C的第一区域e中插入第二反射板sm，在第二区域f中插入第二反射板sn的结构。另外，在沿y方向排列的32个闪烁器晶体中的、例如a(32，2)和a(32，3)之间插入第二反射板sm1。如此，偶数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sm的左邻，奇数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sm的右邻。另一方面，第二反射板sn被插入在闪烁器晶体层中与第二反射板sm不同的位置。即，奇数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sn的左邻，偶数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sn的右邻。另外，该第二反射板sm在闪烁器晶体层2A中被设置为15枚，第二反射板sn在闪烁器晶体层2C中被设置为16枚。
同样，在闪烁器晶体层2C中的第三区域g在闪烁器晶体的间隙中插入第二反射板sp，在第四区域h在闪烁器晶体的间隙中插入第二反射板sq。而且，第三区域g中的第二反射板框体sp与第一区域e的第二反射板sp的插入位置相同。另外，第四区域h中的第二反射板框体sp与第二区域f的第二反射板sp的插入位置相同。即，偶数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sp的左邻，奇数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sp的右邻。而且，奇数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sq的左邻，偶数号的闪烁器晶体关于y方向位于第二反射板sq的右邻。另外，该第二反射板sp在闪烁器晶体层2B中被设置为15枚，第二反射板sq在闪烁器晶体层2C中被设置为16枚。
关于实施例2所涉及的放射线检测器40的其它结构，以在实施例1中所说明的结构为准。
根据实施例1、实施例2的结构，能够由PMT3迅速检测从闪烁器2发出的荧光，并且提供一种检测灵敏度及时间分辨率较高的放射线检测器。因此，以下为了使该效果变得清楚，对实施例1、实施例2中的放射线检测器的荧光检测进行说明。
由闪烁器2发出荧光时，PMT3对该荧光进行检测。在具有以往结构所涉及的四层闪烁器晶体层的闪烁器2中，荧光到达PMT3的速度具有离散(バラツキ)。对于PMT3而言，尤其对于离开最大距离的闪烁器晶体层即闪烁器晶体层52A而言，荧光所入射的离散变大(参照图15)。由闪烁器晶体层52A发出的荧光，如果不通过剩余的闪烁器晶体层52B、52C、52D，就不能到达PMT3。在该期间，荧光需要贯通连结各闪烁器晶体层的透明材料t。为了对γ射线进行检测，闪烁器晶体层的有效原子数成为极高。但是，由于需要对闪烁器晶体层彼此(同士)进行连结，因此需要透明材料t具有粘结性。因此，就透明材料t而言，通常选择具有粘结性的树脂。因此，透明材料t的有效原子序号(番号)和闪烁器晶体层的有效原子序号存在较大的差距，并成为其光学性质不同。因此，难以使得透明材料t和闪烁器晶体层的折射率相同。如果闪烁器晶体层和透明材料t的折射率不同，则贯通闪烁器晶体层以及透明材料t而前往PMT3的荧光的行进路径，与上述反射的影响相结合，变得复杂。当荧光的行进路径较为复杂时，荧光的一部分几乎不经由反射，而立即到达PMT3。但是，由于路径的复杂程度之原因，荧光的一部分到达PMT3的时间被延迟。即，反射、折射的次数越多，由闪烁器2发出的荧光就越具有时间性扩展而入射到PMT3。
这种具有时间性扩展的荧光，也能表现为时间分辨率降低的荧光。为了对时间分辨率的降低进行说明，引入成为时间分辨率之指标的半值幅宽(半値全幅)。对该半值幅宽进行说明。图10是对实施例2的半值幅宽进行说明的图。放射线检测器40随时间的扩展而对荧光进行检测。荧光的时间强度分布函数为和荧光强度I与时间有关的函数，表示荧光的时间性扩展。更具体而言，当设定时间为P、与其有关的荧光强度为I并且对荧光的空间强度分布函数进行示意性表示时，成为如图10中所示。即，荧光关于时间P以规定分布来扩展。具体而言，在时间pc，荧光强度I为极大值max，伴随着时间从pc远离，荧光强度I单调减小。
所谓半值幅宽是指构成荧光的荧光强度I的关于时间p的扩展指标。具体而言，首先求出荧光的空间强度分布函数中的荧光强度I的最大值max的半值即max/2。然后，在荧光的空间强度分布函数中，读取与max/2相对应的两个时点pa、时点pb，并将夹在时刻pa、时刻pb之间的时间性宽度H设为半值幅宽。即，通过求出该半值幅宽，而能够对放射线检测器的时间分辨率进行比较。
接着，根据实施例1、实施例2的结构，进行表示能够可靠地鉴别由PMT3所检测出的荧光起源(由来)于第一区域e、第二区域f、第三区域g或第四区域h的哪一个的旨意(旨)的实验，并表示其结果。具体而言，为了比较对照，包括与以往结构相对应的结构，准备5种彼此不同结构的闪烁器，并且那些闪烁器均表示进行闪烁器的位置鉴别的样子。
如图11(a)中所示，第一结构是在单一闪烁器晶体层中设置了单一反射板框体的结构。构成该反射板框体的反射板，被设置在构成闪烁器晶体层的四侧面的全部。在某个闪烁器晶体中产生的荧光，不前往邻接的闪烁器晶体，而被反射板反射按原样前往PMT3。因此，根据该第一结构，荧光前往PMT3的路径成为最简单。但是，不能对闪烁器晶体的z方向的位置进行鉴别。
如图11(b)中所示，第二结构为在两个闪烁器晶体层的各层中都设置有一个反射板框体的结构。就该结构而言，由于闪烁器晶体层和反射板框体一对一地对应，因此相当于以往的结构。在闪烁器中具有两个反射板框体。该反射板框体，在上段的闪烁器晶体层中例如成为如图6(a)中所示。而且，在下段的闪烁器晶体层中例如成为如图6(b)中所示。即，作为反射板框体的插入样式，其正好与实施例1中的闪烁器晶体层2A的插入样式相同。但是，与具有两个反射板框体的实施例1的闪烁器晶体层2A不同，闪烁器晶体层和反射板框体一对一地对应。由于构成这种结构，根据第二结构，能够关于z方向对荧光的产生位置进行鉴别。具体而言，能够在上段的闪烁器晶体层和下段的闪烁器晶体层之间对荧光的产生位置进行鉴别。
第三结构为在四个闪烁器晶体层的各个中各设置一个反射板框体的结构。就该结构而言，由于闪烁器晶体层和反射板框体一对一地对应，因此相当于以往的结构。在闪烁器中具有两个反射板框体。作为反射板框体的插入样式，其正好与将实施例1中的闪烁器晶体层2A及闪烁器晶体层2B合并后的插入样式相同。但是，与各具有两个反射板框体的实施例1的闪烁器晶体层2A、2B不同，闪烁器晶体层和反射板框体一对一地对应。根据第三结构，能够在闪烁器晶体层的各段之间对荧光的产生位置进行鉴别。该结构的简要情况为如图15。
第四结构为在实施例1中记载的结构，具有两层闪烁器晶体层、四个反射板框体(参照图1)。而且，第五结构为在实施例2中记载的结构，具有一层闪烁器晶体层、四个反射板框体(参照图7)。而且，为了使测定条件恒定，而将各结构中的闪烁器的z方向的高度统一化。
对各闪烁器的入射面照射来自22Na点线源(点線源)的γ射线，通过对此时所得到的荧光的检测强度进行映像(マツピング)，而得到如图12的结果。图12的(a)～(e)是对PMT3所检测出的荧光强度进行映像后的图，选择(抜き出し)显示闪烁器晶体四部分的区域。图12(a)是表示在图11(a)中所说明的第一结构所涉及的结果。根据第一结构，各闪烁器晶体输出的荧光成为四个点显示。即，各闪烁器晶体所发出的荧光被鉴别。对该情况进行示意性表示时，成为如图12(f)。即，四个点全部起源于第一层的闪烁器晶体层。
图12(b)是表示在图11(b)中所说明的第二结构所涉及的结果。根据第二结构，各闪烁器晶体输出的荧光成为八个点显示。即，在闪烁器晶体层的上段和下段中荧光的扩展彼此偏离，因此能够鉴别荧光的产生位置是闪烁器晶体层的上段还是下段。对该情况进行示意性表示时，成为如图12(g)。即，八个点中的四个点是起源于第一层的闪烁器晶体层，四个点是起源于第二层的闪烁器晶体层。
图12(c)是表示在图15中所示的第三结构所涉及的结果。根据第三结构，各闪烁器晶体输出的荧光成为十六个点显示。即，在各闪烁器晶体层中荧光的扩展彼此产生偏离，因此能够鉴别荧光的产生位置是闪烁器晶体各段的哪一段。对该情况进行示意性表示时，成为如图12(h)。即，十六个点中的四个点是起源于第一层的闪烁器晶体层，四个点是起源于第二层的闪烁器晶体层。而且，四个点是起源于第三层的闪烁器晶体层，四个点是起源于第四层的闪烁器晶体层。
图12(d)是表示在图1中所示的第四结构(实施例1的结构)所涉及的结果。根据实施例1的结构，由于具有插入位置彼此不同的四个反射板框体，因此只要能够鉴别荧光由各区域e、f、g、h的哪一个区域产生，就如图12(c)中所示应该显示十六个点。这一点，如参照图12(d)所知，显示十六个点。即，根据第四结构，能够鉴别荧光的产生位置是被分割成四个的各区域e、f、g、h的哪一个区域。
而且，图12(e)是表示在图7中所示的第五结构(实施例2的结构)所涉及的结果。对于该情况而言，与图12(c)同样，也显示十六各点。即，根据第五结构，也能够鉴别荧光的产生位置是被分割成四个的各区域e、f、g、h的哪一个区域。
如参照图12所知，关于荧光的产生位置，实施例1、实施例2的结构能够鉴别到底是被分割成四个的各区域e、f、g、h(关于各区域，参照图1以及图7)的哪一个区域。
实施例3
接着，对具备实施例1、实施例2中所说明的放射线检测器的断层摄像装置(以下称为PET装置)进行说明。图13是对实施例3所涉及的PET装置的结构进行说明的功能方框图。如图13中所示，实施例3所涉及的PET装置20具备：龙门架21(ガントリ)；在龙门架21内部设置的检测器环22；在检测器环22的内部侧设置的照射γ射线扇形波束(フアンビ一ム)的外部线源即γ射线点线源23；驱动该γ射线点线源23的外部线源驱动部24；具备载置老鼠等小动物(以下称为被检体M)的台面(天板)26的床台(寝台)25；使台面26滑动(摺動)的台面驱动部27。另外，外部线源驱动部24被外部线源控制部28控制，台面驱动部27被台面控制部29控制。另外，PET装置20还设置有用于进一步取得被检体M之断层图像的各部。具体而言，PET装置20具备：同时计数部30，其对表示来自检测器环22的γ射线的检测位置、检测强度、检测时间的γ射线检测信号进行接收，并且进行消减γ射线对的同时计数；荧光产生位置鉴别部31，其根据在该同时计数部30中被判断为消减γ射线对的两个γ射线检测数据，对检测器环22中的γ射线的入射位置进行鉴别；吸收校正部32，其参照后面所述的传输数据(トランスミツシヨンデ一タ)，进行γ射线的吸收校正；图像形成部33，其形成被检体M的PET图像。
而且，实施例3所涉及的PET装置20还具备：主控制部34，其对各控制部28、29进行总括控制；显示部35，其对PET图像进行显示。该主控制部34由CPU构成。另外，该CPU，也通过实行各种程序，实现各控制部28、29以及同时计数部30、荧光产生位置鉴别部31、吸收校正部32及图像形成部33。另外，同时计数部30、荧光产生位置鉴别部31、图像形成部33相当于本发明中的同时计数机构、荧光产生位置鉴别机构以及图像形成机构的各个。
参照图13对实施例3所涉及的PET装置的动作进行说明。为了由实施例3所涉及的PET装置20进行检查，首先在台面26上载置预先注射给放射性药剂的被检体M。然后，使台面26滑动而使被检体M导入龙门架21内部之后，取得表示被检体M内部的γ射线吸收分布的传输数据。即，由γ射线点线源23向被检体M照射扇形的γ射线扇形波束。该γ射线束透过被检体M，并且被检测器环22进行检测。而且，将γ射线点线源23沿着检测器环22的内周面旋转，同时遍及被检体M的整周(全周)进行这种检测，并基于该检测，得到被检体M的断面的γ射线吸收图(マツプ)。然后，再次使台面26滑动而对被检体M的位置依次进行变更，同时按其每一次重复进行上述γ射线吸收系数图的取得。这样得到被检体M整体的γ射线吸收系数图。
紧接着上述那样的传输数据的取得，进行对从在被检体M中投放的放射线药剂所放射的消减γ射线进行检测的发射数据(エミツシヨンデ一タ)的取得。在进行此发射数据的取得之前，将妨碍该发射数据的取得的γ射线点线源23向被检体M的体轴方向移动而入库在未图示的线源遮蔽体(線源遮蔽体)中。
接着，进行发射数据的取得。即，利用检测器环22，对与从被检体M的内部发射的行进方向成180°相反方向的消减γ射线对，进行检测。由检测器环22所检测的γ射线检测信号被发送到同时计数部30，只有在检测器环22的彼此不同的位置以同一时刻检测到两个γ射线光子的情况，才被作为一个计数(カウント)而进行后段的数据处理。然后使台面26滑动而对被检体M的位置依次进行变更，同时连续进行这种发射数据的取得，从而得到为了对放射性药剂的被检体M内部的局部存在进行图像化的充分计数个数(カウント数)的发射数据。最后，对台面26再次进行滑动而使被检体M从龙门架21内部远离，并结束检查。
接着，参照图13对实施例3所涉及的PET装置中的数据处理进行说明。由检测器环22输出的传输检测数据Tr及发射检测数据Em被发送到荧光产生位置鉴别部31，并指定被哪个闪烁器晶体所感知。由多阳极式PMT3发送的检测数据含有PMT3所探测的荧光强度分布信息。基于该数据，荧光产生位置鉴别部31对荧光的重心(重心)进行计算。由此，进行在图1中的x、y、z方向的荧光位置的鉴别。在实施例1中已经说明(参照图6)关于该操作。这样，形成含有γ射线的入射位置的传输检测数据及发射检测数据，并且这些数据被发送到后段的吸收校正部32。另外，传输检测数据Tr及发射检测数据Em相当于本发明的放射线检测数据。
在吸收校正部32中，参照所述传输检测数据Tr，对发射检测数据Em进行去除在发射检测数据Em中重叠的被检体M的γ射线吸收分布的影响的吸收校正。这样，更准确地表示被检体M内的放射性药剂分布的检测数据被发送到图像形成部33，从而再构成PET图像。最后，其被显示部35显示。
根据上述结构，能够提供一种不会降低空间分辨率及检测灵敏度、且制造成本被大幅度抑制的PET装置20。虽然本实施例3所涉及的构成闪烁器2的闪烁器晶体层2A、2B的数量变得更少，但是空间分辨率及检测灵敏度几乎不会与之相伴而降低。由于构成PET装置20的闪烁器晶体的数少，因此能够廉价提供PET装置20。
另外，根据上述结构，能够提供一种以与上述不同的理由来提高了空间分辨率的PET装置20。实施例1、实施例2所涉及的放射线检测器的时间分辨率较高。实际上，在PET装置20中使用时间分辨率较高的放射线检测器时，空间分辨率变高。消减γ射线对，被彼此不同的两个放射线检测器检测。即，若两个放射线检测器的时间分辨率较低，则消减γ射线对的同时检测产生故障，因此空间分辨率降低。即，如图14中所示，消减γ射线对在两个放射线检测器的中间部位(地点)C产生，并且被两个放射线检测器分别进行检测。理论上，两个放射线检测器应当将对消减γ射线进行检测的旨意同时发送给同时系数部30。但是，当放射线检测器的时间分辨率较低时，则不能认为这是同时的，且产生外观上(見かけ上)对消减γ射线早进行检测的放射线检测器和晚进行检测的放射线检测器。于是实际上，虽然消减γ射线产生于两个放射线检测器的中间部位C，但是被误认为消减γ射线对产生于与早进行检测的放射线检测器靠近的区域D。受这种误认之影响而不能指定实际的消减γ射线的产生位置，所以空间分辨率降低。如此，时间分辨率与空间分辨率具有密切的关系。具体而言，放射线检测器的时间分辨率越高，PET装置20的空间分辨率就越高。只要实施例1、实施例2的放射线检测器成为已经改善时间分辨率的结构，实施例3所涉及的PET装置20的空间分辨率就较高。
最后，参照表对本发明的放射线检测器的效果进行强调。表1是对在作为PET装置20中配备的放射线检测器而选择上述结构1至结构5的情况下的能量分辨率、时间分辨率、能够鉴别的区域数以及制造成本进行比较的结果。
表1
  能量分辨率   时间分辨率   能够鉴别的区域数   制造成本
  结构1   11.1％   450ps   1   4,800万日元
  结构2   12.0％   455ps   2   5,700万日元
  结构3   13.0％   476ps   4   8,300万日元
  结构4   11.2％   455ps   4   4,800万日元
  结构5   11.6％   445ps   4   5,700万日元
对表中的各参数进行说明。能量分辨率是所入射的放射线的能量强度的识别能力的指标，该值越低，表示放射线的能量的识别性就越高。时间分辨率是表示放射线入射的时间的测量精度。该值越低，作为PET装置20整体的空间分辨率就越好。能够鉴别的区域数是表示各结构中的z方向的荧光的鉴别能力。例如，在实施例1的结构即结构4中，能够鉴别荧光由各区域e、f、g、h的哪一个区域发出，因此可鉴别的区域数为4。该区域数越高，作为PET装置20的空间分辨率就越高。制造成本为PET装置20的每一台的成本。
以往结构所涉及的结构3，与结构1及结构2相比能够鉴别的区域数有所增加。但是，能量分辨率、时间分辨率、制造成本随之上升。原因在于，装置结构变得复杂、荧光向PMT3去时的路径变得复杂。
不过，根据本发明所涉及的结构4、5，虽然能量分辨率、时间分辨率、制造成本与结构1及结构2同等，但是能够鉴别的区域数有所增加。即，根据本发明，能够制造出制造成本廉价的且能量分辨率、时间分辨率、制造成本均为适当的PET装置20。
本发明，并不限于上述各实施例，也可以进行如下变形实施。
(1)上述各实施例中的第一反射板框体7至第四反射板框体10，按符号依次朝向PMT3排列，但是其顺序不受特别的限制。即，只要闪烁器2的4区域的每个与各反射板框体7、8、9以及10的任一个相对应即可。
(2)上述的各实施例所述的放射线与γ射线相当，但是本发明例如也可以适合对X射线进行探测的检测器。
(3)上述的各实施例中的闪烁器晶体由LYSO构成，但是在本发明中也可以使用GSO(Gd2SiO5)等其它材料。根据本变形例，能够提供一种更廉价的放射线检测器及具备该放射线检测器的PET装置。另外，也可以设定通过闪烁器晶体层，而使闪烁器晶体的材料更改的结构。
(4)上述各实施例中的闪烁器2具有两层闪烁器晶体层，本发明并不局限于此，也可以设定为使闪烁器晶体层的总数增加的结构。例如，可考虑由四层的闪烁器晶体层构成。此时，与PMT3靠近侧的两段例如由GSO构成，远离侧的两层例如由LYSO构成。由于GSO和LYSO具有的荧光衰减时间常数(蛍光減衰時定数)彼此不同，因此即使由四段的闪烁器晶体层构成也能够对z方向的荧光的位置进行鉴别。另外，在本变形例中具备八个反射板框体。另外，在本变形例中只要应用实施例2的结构，就能够设定具有由GSO构成的闪烁器晶体层、由LYSO构成的闪烁器晶体层这两层的闪烁器2。另外，也可以通过由GSO和LYSO取代实施例1的结构和实施例2的结构而实施，从而构成由三层闪烁器晶体层构成的闪烁器。
(5)上述的各实施例所述的荧光检测机构由光电倍增管构成，但是在本发明中也可以取代光电倍增管，使用光电二极管(フオトダイオ一ド)或雪崩光电二极管(アバランシエフオトダイオ一ド)等。
(6)上述各实施例的结构，并不限于PET。例如也能适合SPECT装置。另外，也能适合于如PET-CT那样使用在对γ射线和X射线两者进行测定的装置。另外，实施例1的结构，并不限于研究领域，也能适合工业用的非破坏检查装置。另外，也能适合医疗领域。
(7)实施例3的结构用于小动物，但是实施例3具有的检测器环的设定能够自由变形。因此，本发明也能够适合具有更大口径的龙门架的PET装置。
产业上的利用可能性
如上所述，本发明适合被使用在研究、工业、医疗领域中的放射线检测器。

Claims (8)

1.一种放射线检测器，具备：
闪烁器，其由将从放射线源所放射的放射线转换为荧光的多个闪烁器晶体构成；
荧光检测机构，其对来自所述闪烁器的荧光进行探测，
所述放射线检测器的特征在于，具备：
第一反射板框体，其由沿着第一方向延伸并且在与所述第一方向正交的第二方向上排列的多个第一反射板和沿着所述第二方向延伸并且在所述第一方向上排列的多个第二反射板以格子状排列而形成；以及
第二反射板框体，其与所述第一反射板框体同样，由多枚反射板以格子状排列而形成，
所述第一反射板框体和所述第二反射板框体沿着与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向而层叠，
通过以在所述第三方向上贯穿所述第一反射板框体及所述第二反射板框体的方式插入每个闪烁器晶体，从而沿所述第一方向及所述第二方向配置多个闪烁器晶体而构成第一闪烁器晶体层，
所述第一闪烁器晶体层的设置有第一反射板框体的位置和所述第一闪烁器晶体层的设置有第二反射板框体的位置彼此不同。
2.根据权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于，
所述闪烁器，在介于所述第一闪烁器晶体层和所述荧光检测机构之间的位置还具有由多个闪烁器晶体构成的第二闪烁器晶体层，
所述第二闪烁器晶体层具备：
第三反射板框体，其与所述第一反射板框体同样，由多枚反射板以格子状排列而形成；以及
第四反射板框体，其与所述第三反射板框体同样，由多枚反射板以格子状排列而形成，
所述第三反射板框体和所述第四反射板框体沿着与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向层叠，
通过以在所述第三方向上贯穿所述第三反射板框体及所述第四反射板框体的方式插入每个闪烁器晶体，从而沿所述第一方向及所述第二方向配置多个闪烁器晶体而构成第二闪烁器晶体层，
所述第二闪烁器晶体层的设置第三反射板框体的位置和所述第二闪烁器晶体层的设置第四反射板框体的位置彼此不同。
3.一种放射线检测器，具备：
闪烁器，其由将从放射线源所放射的放射线转换为荧光的多个闪烁器晶体构成；
荧光检测机构，其对来自所述闪烁器的荧光进行探测，
所述放射线检测器的特征在于，具备：
第一反射板框体，其由沿着第一方向延伸并且在与所述第一方向正交的第二方向上排列的多个第一反射板和沿着所述第二方向延伸并且在所述第一方向上排列的多个第二反射板以格子状排列而形成；以及
与所述第一反射板框体同样，由多枚反射板以格子状排列而形成的第二反射板框体、第三反射板框体以及第四反射板框体，
沿着与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向，层叠所述第一反射板框体、所述第二反射板框体、所述第三反射板框体以及所述第四反射板框体，
通过以在所述第三方向上贯穿所述第一反射板框体、所述第二反射板框体、所述第三反射板框体以及所述第四反射板框体的方式插入每个闪烁器晶体，从而沿所述第一方向及所述第二方向配置多个闪烁器晶体而构成闪烁器晶体层，
所述第一反射板框体、所述第二反射板框体、所述第三反射板框体以及所述第四反射板框体的在所述闪烁器晶体层中的插入位置彼此不同。
4.根据权利要求1或3所述的放射线检测器，其特征在于，
每个所述第一反射板框体及所述第二反射板框体由多个第一反射板和多个第二反射板构成，
在每个所述第一反射板和所述第二反射板上沿着所述第三方向形成有多个沟槽，
将在每个所述第一反射板和所述第二反射板上设置的沟槽嵌合，从而形成每个所述第一反射板框体及所述第二反射板框体。
5.根据权利要求2或3所述的放射线检测器，其特征在于，
每个所述第三反射板框体及所述第四反射板框体由多个第一反射板和多个第二反射板构成，
在每个所述第一反射板和所述第二反射板上沿着所述第三方向形成有多个沟槽，
将在每个所述第一反射板和所述第二反射板上设置的沟槽嵌合，从而形成每个所述第三反射板框体及所述第四反射板框体。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的放射线检测器，其特征在于，
以包围构成所述闪烁器的每个闪烁器晶体的方式设置有透过所述荧光的透明材料。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的放射线检测器，其特征在于，
在由所述闪烁器中设置的反射板框体所具有的反射板格子所分割的各区段中插入四个闪烁器晶体。
8.一种断层摄像装置，其特征在于，具备：
权利要求1至3中任意一项所述的放射线检测器被排列为环状并且生成放射线检测数据的检测器环；
同时计数机构，其进行所述放射线检测数据的同时计数；
荧光产生位置鉴别机构，其对所述检测器环中的荧光所产生的位置进行鉴别；和
图像形成机构，其接收由所述荧光产生位置鉴别机构发送的分析数据，并且形成被检体的断层图像。
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