JP2000180551A - 放射線検出装置 - Google Patents
放射線検出装置Info
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Abstract
ことができる放射線検出装置を提供する。 【解決手段】 位置検出型光電子増倍管を備える放射線
検出モジュール10を複数用いた放射線検出モジュール
アレイ1aと、コリメータ1bからなる放射線検出部1
によって放射線検出を行い、それぞれの放射線検出モジ
ュール10の出力端子からの検出信号について、それら
の接続と位置検出回路3への出力信号の選択を信号選択
回路2によって設定・制御することによって、装置構成
の変更を行うことなく、測定中における測定視野及び位
置分解能の選択・切り換えが可能となる。また、この視
野の設定はデータ取得と同様にコンピュータ5によって
行われるので、視野設定及びデータ取得等を対応させて
制御することができる。
Description
イメージング装置などとして用いられる放射線検出装置
に関するものである。
イメージングなど、放射性同位元素(RI:Radioactiv
e Isotope)のイメージング装置としては、ガンマカメ
ラや、ガンマカメラを応用した単一光子放出断層撮像装
置(SPECT:Single Photon Emission Computed To
mography)などが用いられており、核医学の分野などに
おいて利用されている。
やSPECTなどの放射線検出装置において、その視
野、位置分解能、計数率特性などの基本的な性能・特性
は、ほぼ個々の装置に固定的なものである。一方、実用
上は、測定対象に応じて最適な視野及び位置分解能を選
択する必要がある場合、また、全視野(大視野)につい
て測定を行った後に、その一部の注目視野(小視野)に
ついて高分解能での測定を行いたい場合など、それらの
特性を切り換える必要を生じることがある。
一の装置において視野及び位置分解能を変更するために
は、測定に使用するコリメータを変更するなどの方法が
考えられる。しかしながら、そのように切り換えを行う
場合には、高価なコリメータを複数揃えておく必要があ
り、また、測定対象に最適なコリメータを選択する自由
度が充分に確保できない、などの問題があった。また、
このような方法による切り換えは、装置構成の変更を伴
うものであるから、容易に行うことができず、特に、測
定中における短時間での変更・切り換えが困難であると
いう問題があった。
ものであり、容易に視野及び位置分解能等を変更するこ
とができる放射線検出装置を提供することを目的とす
る。
るために、本発明による放射線検出装置は、入射した放
射線によって蛍光を発するシンチレータと、シンチレー
タからの蛍光を検出する位置検出型光電子増倍管と、を
含む放射線検出モジュールを複数有して構成され、所定
の視野を測定可能な領域である全視野として構成された
放射線検出手段と、複数の放射線検出モジュールがそれ
ぞれ有する複数の出力端子からの検出信号が入力され、
出力端子間及び外部出力への接続の設定を行って外部へ
の出力信号を選択することによって、全視野のうちの一
部または全部を測定視野として設定する信号選択回路
と、信号選択回路からの出力信号が入力されて、測定視
野中における放射線の入射位置を検出する位置検出回路
と、位置検出回路から入力される位置データを収集する
データ処理回路と、データ処理回路からのデータの取
得、及び選択制御信号による信号選択回路の制御、を行
う制御手段と、を備えることを特徴とする。
えば2次元のマトリクス状など所定の形状・構成によっ
て配列された、それぞれが2次元位置検出型である複数
の放射線検出モジュールによって行う。位置検出型光電
子増倍管は複数の出力端子を有しており、それらから出
力される検出信号の相関によって放射線の入射位置を検
出する。このような構成において、それぞれの放射線検
出モジュールの出力端子間の接続、及び位置検出に用い
る出力信号の選択を信号選択回路により設定または切り
換えることによって、単一の検出装置において検出に用
いられる放射線検出モジュール及びその組み合わせを選
択し測定視野を設定して、装置構成を変更せずに回路の
制御のみで視野及び位置分解能を切り換えることが可能
となる。
御手段によって行われており、これによって、両者を同
時に設定・制御して、効率的な測定を行うことができ
る。
nは2以上の整数)の測定視野を同時に設定して、それ
ぞれの測定視野に対応する出力信号を選択するように構
成され、信号選択回路からのn種類の測定視野に対応す
る出力信号がそれぞれ入力されて、それぞれの測定視野
中における放射線の入射位置を検出するn個の位置検出
回路と、n個の位置検出回路からそれぞれ入力される位
置データを収集するn個のデータ処理回路と、を備える
ことを特徴とする。
つ以上の異なる視野についての測定を同時に行いたい場
合に、このように2以上の系統の位置検出回路及びデー
タ処理回路を設置し、信号選択回路における出力端子間
の接続、及び位置検出に用いる出力信号の選択をこれに
対応させて、複数の視野についての出力信号をそれぞれ
選択・出力するように構成することによって、上記した
ような複数視野の同時測定が可能となる。
出モジュールのそれぞれの複数の出力端子間の接続を設
定する接続回路と、外部出力へ接続される出力端子を選
択する選択回路と、を有することを特徴としても良い。
とすることによって、効率的に測定視野の設定・切り換
えを実現することができる。
射線検出装置の好適な実施形態について詳細に説明す
る。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号
を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比
率は、説明のものと必ずしも一致していない。
実施形態の構成を示すブロック図である。放射線を検出
する放射線検出部1については、従来のガンマカメラ等
と同様の構成であり、測定対象から放射されて放射線検
出装置に入射されるガンマ線などの放射線をコリメート
するコリメータ1bと、コリメータ1bによってコリメ
ートされた放射線を検出する、2次元位置検出可能に構
成された放射線検出モジュールアレイ1aとを有して構
成されている。コリメータ1bとしては、接続される放
射線検出モジュールアレイ1aの形状・構成、及び必要
とされる位置分解能等に応じた構成のものが選択・使用
される。また、放射線検出モジュールアレイ1aは、複
数の放射線検出モジュール10を2次元に配列して構成
されている。
ている複数の放射線検出モジュール10からそれぞれ出
力される、検出された放射線の入射位置情報を含む検出
信号は、信号選択回路2に入力される。この信号選択回
路2は、後述するように、上記した検出信号間の接続及
びその変更と、それによる出力信号の選択等を行うこと
によって、本検出装置の視野及び位置分解能等の制御・
変更を実現するように構成されている。
れた出力信号は、位置検出回路3に入力されて放射線の
入射位置の情報に変換されて位置データとして出力さ
れ、データ処理回路4によってそれらの位置データの収
集が行われて、最終的にコンピュータ5に入力される。
コンピュータ5は、接続されている表示装置6に収集さ
れたデータ、またはその解析結果等を表示する。また、
このコンピュータ5は、選択制御信号によって信号選択
回路2による視野及び位置分解能等の切り換えの制御を
行い、これによって、測定視野の切り換えと、データの
取得・表示等を対応させて実行・制御することができ
る。なお、このコンピュータ5については、必要があれ
ば、さらに収集されたデータを記憶する記憶装置等を接
続した構成としても良い。また、例えばキーボードなど
の入力装置を接続して、これらから選択制御信号等を変
更できるように構成することも可能である。また、位置
検出回路3について、その応答速度は一定であるので、
大視野に比べて小視野とした場合に装置の計数率特性が
向上する。
射線検出モジュールアレイ1aの構成を示す斜視図であ
り、また図3は、放射線検出モジュール10の拡大斜視
図である。本実施形態においては、放射線検出モジュー
ルアレイ1aは、8×8のマトリクス状に配列された複
数の放射線検出モジュール10から構成されており、図
2においてはそのうちの1つ(右下端)に符号10が付
されている。また、放射線検出モジュール10について
も、そのそれぞれが2次元位置検出が可能な構成とされ
ている。
施形態のような配列とされる場合には長方形または正方
形の形状を有し、その上部は、入射されたガンマ線など
の放射線の入射によって蛍光を発する、例えばマトリク
ス状に配列された複数のシンチレータ11aからなるシ
ンチレータアレイ11であり、その下部に、シンチレー
タアレイ11から出力された蛍光が検出される、マルチ
アノード型などの位置検出型光電子増倍管12が接続さ
れている。位置検出型光電子増倍管12からの検出信号
は、4本の出力端子14から外部に出力される。なお、
シンチレータアレイ11の複数のシンチレータ11aの
配列については、図2においては符号10を付した放射
線検出モジュール10にのみ図示してある。また、この
シンチレータアレイ11は必ずしも複数のシンチレータ
を有する必要はなく、単一のシンチレータによって構成
されても良い。
ル10の断面図である。シンチレータアレイ11は複数
のシンチレータ11aによって構成され、それぞれのシ
ンチレータ11aは、シンチレータ11a内に放射線が
入射することによって生じた蛍光を反射させて、位置検
出型光電子増倍管12に効率的に入射させるための反射
材11bによってその側面及び上面を覆われている。
た位置検出型光電子増倍管12は、本実施形態において
はマルチアノード型光電子増倍管である。位置検出型光
電子増倍管12の上面には、シンチレータ11aがそれ
ぞれ接続された光電面12aが形成され、放射線の入射
によってシンチレータ11aにおいて生じた蛍光は、光
電面12aに入射して光電効果によって光電子に変換さ
れる。光電面12aから出射された光電子は、チャンネ
ル型ダイノード12bによって増倍され、増倍された電
子流は最終的にアノード面12cに到達して、検出信号
が生成される。なお、必要があれば、シンチレータアレ
イ11及び光電面12aの間にライトガイドを設置して
も良い。
チアノード型であり、本実施形態においては8×8のマ
トリクス状に分割されて、それぞれに形状が長方形また
は正方形である8×8個のアノード12dが配置されて
いる。増倍された電子流はこれらのアノード12dに到
達されて、アノード端子12eを介して抵抗分割回路1
3に入力される。抵抗分割回路13によって処理された
信号は、最終的に4本の出力端子14から外部へ出力さ
れる。
抵抗分割回路13には、8×8個のアノード12dから
の信号が8×8個のアノード端子12eを介して入力さ
れ、それらは、所定の抵抗値を有する抵抗13aを介し
て図に示すように接続されて、最終的にその4方の端部
に接続された出力端子14a〜14dから検出信号が出
力される。なお、ここで、図5に示すようにx−y座標
を設定し、出力端子14a、14b、14c及び14d
からの出力をそれぞれa、b、c、dとすると、放射線
の入射位置(x、y)は重心位置演算 x=(c+d)/(a+b+c+d) y=(a+d)/(a+b+c+d) によって求めることができる。
て、その測定視野及び位置分解能等を切り換えるための
本発明に係る信号選択回路2の構成及び機能について説
明する。図6は、信号選択回路2の構成を示す回路図で
ある。ただし、図6においては、簡単のために放射線検
出部1は1次元位置検出型のものとし、したがって、各
放射線検出モジュールについては1次元の両端に対応す
る2本の出力端子とその接続について示すが、2次元位
置検出型とした場合においても、それに対応して本図に
示したものを、同様の構成を用いて容易に拡張すること
が可能である。また、コリメータ1bについては図示し
ていない。
aとしては1次元に配列された8個の放射線検出モジュ
ール101〜108を示してあり、それぞれの放射線検出
モジュール10i(i=1〜8)は1次元の位置検出型
光電子増倍管12を有して構成されて、1次元の両端に
対応する出力端子14ai及び14biから検出信号が出
力される。なお、図中には最上部に位置する放射線検出
モジュール101の出力端子14a1及び14b1につい
てのみ符号を付してあるが、その他の放射線検出モジュ
ール10iについても同様に図中の上方にある出力端子
を14ai、下方にある出力端子を14biとする。
えば放射線検出モジュール101及び102、はアナログ
スイッチである接続スイッチ、例えば接続スイッチ21
1、を介してそれぞれ接続されている。これらの接続ス
イッチ211〜217は、デコーダ210を介してコンピ
ュータ5からの選択制御信号によってそのON/OFF
を制御されており、これによって放射線検出モジュール
の接続・組み合わせとそれによる測定視野の変更が行わ
れる。すなわち、例えば接続スイッチ211をONとし
た場合、放射線検出モジュール101及び102は、放射
線検出モジュール101の上方の出力端子14a1及び放
射線検出モジュール102の下方の出力端子14b2を両
端の出力端子とした一体の放射線検出モジュールとして
機能する。
3に出力する信号を選択するための選択スイッチ回路2
2及び24が設けられている。選択スイッチ回路22に
は、放射線検出モジュール101〜108の図中上方の出
力端子14a1〜14a8からの信号が入力され、それぞ
れの入力は選択スイッチ回路22内に設置されたアナロ
グスイッチに接続されており、これら8つのスイッチの
ON/OFFを、デコーダ220を介してコンピュータ
5からの選択制御信号によって制御して、いずれかのス
イッチをONとすることによって、位置検出に用いられ
る出力信号を選択することができる。同様に、スイッチ
回路24によって、放射線検出モジュール101〜108
の図中下方の出力端子14b1〜14b8からの信号につ
いて、位置検出に用いられる出力信号の選択が行われ
る。選択スイッチ回路22及び24からの出力信号は、
それぞれアンプ221及び241によって増幅された
後、位置検出回路3に出力される。
は、上記した接続スイッチ211〜217と連動して選択
制御信号によって制御される。例えば、接続スイッチ2
11をONにして放射線検出モジュール101及び102
を接続し、選択スイッチ回路22によって14a1から
の出力信号を選択し、また、接続スイッチ回路24によ
って14b2からの出力信号を選択することによって、
放射線検出モジュール101及び102からなる領域を測
定視野とする放射線検出を行うことができる。同様にし
て、1〜8個の放射線検出モジュール及びそれらからの
出力信号を接続・選択し、切り換えることによって、検
出装置の構成等を変更することなく、回路の制御のみに
よって、測定視野及び位置分解能の選択及び切り換えを
行うことが可能となる。
放射線検出部1を構成する複数の放射線検出モジュール
10の接続及び出力信号の選択を行うことによって、例
えば大視野及び小視野による測定の選択・切り換えが単
一の装置によって可能となる。一方、大視野及び小視野
による測定を同時に実行したい場合が考えられるが、こ
のような測定は位置検出を2系統の回路を用いて同時に
行うことによって、実現することができる。図7は、そ
のような構成による本発明に係る放射線検出装置の他の
実施形態の構成を示すブロック図である。このように位
置検出を、位置検出回路3aとデータ処理回路4a、及
び位置検出回路3bとデータ処理回路4bの2つの系統
の回路を用いて行うことによって、上述したような大視
野及び小視野による測定など、異なる2つの測定視野に
よる測定を同時に実行することが可能となる。
る信号選択回路2の構成を示す回路図である。なお、放
射線検出部1の構成、及び放射線検出モジュール101
〜108のそれぞれの出力端子間の接続を行う接続スイ
ッチ211〜217等については図6に示した回路と同様
である。またここでは、見やすさのために各出力端子と
選択スイッチ回路との接続信号線は図示していない。
ッチ回路22〜25が設置されており、このうち、選択
スイッチ回路22及び23は図6における選択スイッチ
回路22と同様の構成・機能を有して、放射線検出モジ
ュール101〜108の図中上方の出力端子14a1〜1
4a8からの信号が入力されている。また、選択スイッ
チ回路24及び25は図6における選択スイッチ回路2
4と同様の構成・機能を有して、放射線検出モジュール
101〜108の図中下方の出力端子14b1〜14b8か
らの信号が入力されている。このような構成において、
選択スイッチ回路22及び24からの出力信号は、それ
ぞれアンプ221及び241によって増幅された後、位
置検出回路3aに出力されて第1の位置検出が行われ
る。また、選択スイッチ回路23及び25からの出力信
号は、それぞれアンプ231及び251によって増幅さ
れた後、位置検出回路3bに出力されて第2の位置検出
が行われる。
接続スイッチ211〜217を、デコーダ220〜250
及び210を介してコンピュータ5からの選択制御信号
によって制御することによって、上記した第1及び第2
の位置検出における視野及び位置分解能の選択・切り換
えを行うことができる。図8においては、第1の位置検
出を大視野(全視野)測定とし、第2の位置検出を小視
野測定とするようにそれぞれのスイッチのON/OFF
を設定して示してある。
べてONに設定されており、放射線検出モジュール10
1〜108が一体の放射線検出モジュールを構成してい
る。これに対して、選択スイッチ回路22では出力端子
14a1からの信号が、また、選択スイッチ回路24で
は出力端子14b8からの信号が出力信号として選択さ
れており、これによって、位置検出回路3aにおいては
8個の放射線検出モジュール101〜108による大視野
測定が行われる。一方、選択スイッチ回路23では出力
端子14a4からの信号が、また、選択スイッチ回路2
5では出力端子14b4からの信号が出力信号として選
択されており、これによって、位置検出回路3bにおい
ては単一の放射線検出モジュール104による小視野測
定が行われる。したがって、このような信号選択回路2
の構成及び位置検出回路3a及び3bとの接続とし、信
号選択回路2における出力信号を適宜選択または切り換
えることによって、例えば大視野及び小視野での測定な
ど、異なる2つの測定視野による測定を同時に行うこと
が可能となる。
実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能で
ある。例えば、放射線検出部1の構成については、個々
の放射線検出モジュールの形状及びその配列方法など、
必要に応じて様々な変更が可能である。また、位置検出
型光電子増倍管についても、マルチアノード型以外のも
のを用いても良い。これら放射線検出部1の構成変更に
応じて、信号選択回路についても上記した実施形態と同
様の機能を有するように構成することが可能である。な
お、場合によっては、本発明の回路による視野及び位置
分解能等の切り換えと、従来のコリメータによる視野及
び位置分解能等の切り換えと、を併用しても良い。
いては、2つの視野に限られるものではなく、3つ以上
の視野についての測定を同時に実行可能なように構成す
ることも可能である。
細に説明したように、次のような効果を得る。すなわ
ち、位置検出型光電子増倍管を備える放射線検出モジュ
ールを複数用いて放射線検出を行い、そのそれぞれの出
力端子からの検出信号について、それらの接続と外部へ
の出力信号の選択を信号選択回路によって設定・制御す
ることによって、装置構成の変更を行うことなく、測定
中における測定視野及び位置分解能の切り換え、また
は、例えば大視野及び小視野など複数の測定視野につい
ての同時測定などを実現することができる。
置の最適化の自由度が高くなるとともに、最適化を容易
かつ短時間で行うことが可能となり、例えば核医学分野
などにおいて、従来のガンマカメラやSPECTなどに
比べて、より精度の高い診断情報を得ることができる。
また、装置の小型化や低価格化も可能となる。
成を示すブロック図である。
ュールアレイの構成を示す斜視図である。
成する放射線検出モジュールを示す斜視図である。
ある。
る抵抗分割回路の構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
構成を示すブロック図である。
構成を示す回路図である。
イ、1b…コリメータ、10…放射線検出モジュール、
11…シンチレータアレイ、11a…シンチレータ、1
1b…反射材、12…位置検出型光電子増倍管、12a
…光電面、12b…チャンネル型ダイノード、12c…
アノード面、12d…アノード、12e…アノード端
子、13…抵抗分割回路、13a…抵抗、14、14a
〜d…出力端子、2…信号選択回路、21…接続スイッ
チ、210…デコーダ、22〜25…選択スイッチ回
路、220〜250…デコーダ、221〜251…アン
プ、3、3a、3b…位置検出回路、4、4a、4b…
データ処理回路、5…コンピュータ、6…表示装置。
Claims (3)
- 【請求項1】 入射した放射線によって蛍光を発するシ
ンチレータと、前記シンチレータからの前記蛍光を検出
する位置検出型光電子増倍管と、を含む放射線検出モジ
ュールを複数有して構成され、所定の視野を測定可能な
領域である全視野として構成された放射線検出手段と、 複数の前記放射線検出モジュールがそれぞれ有する複数
の出力端子からの検出信号が入力され、前記出力端子間
及び外部出力への接続の設定を行って外部への出力信号
を選択することによって、前記全視野のうちの一部また
は全部を測定視野として設定する信号選択回路と、 前記信号選択回路からの前記出力信号が入力されて、前
記測定視野中における放射線の入射位置を検出する位置
検出回路と、 前記位置検出回路から入力される位置データを収集する
データ処理回路と、 前記データ処理回路からのデータの取得、及び選択制御
信号による前記信号選択回路の制御、を行う制御手段
と、を備えることを特徴とする放射線検出装置。 - 【請求項2】 前記信号選択回路は、n種類(ただし、
nは2以上の整数)の前記測定視野を同時に設定して、
それぞれの前記測定視野に対応する前記出力信号を選択
するように構成され、 前記信号選択回路からの前記n種類の測定視野に対応す
る前記出力信号がそれぞれ入力されて、それぞれの前記
測定視野中における放射線の入射位置を検出するn個の
前記位置検出回路と、 前記n個の位置検出回路からそれぞれ入力される位置デ
ータを収集するn個の前記データ処理回路と、を備える
ことを特徴とする請求項1記載の放射線検出装置。 - 【請求項3】 前記信号選択回路は、 複数の前記放射線検出モジュールのそれぞれの前記複数
の出力端子間の接続を設定する接続回路と、 前記外部出力へ接続される前記出力端子を選択する選択
回路と、を有することを特徴とする請求項1または2記
載の放射線検出装置。
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JP36128198A JP4326613B2 (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 放射線検出装置 |
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