JP2001513192A

JP2001513192A - 半導体を有する放射線検出器からの信号処理の装置及びその方法

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Publication number: JP2001513192A
Application number: JP53542098A
Authority: JP
Inventors: メテ，コリーヌ; シャピュイ，アラン; モネ，オリヴィエ; ルブラン，フランソワ
Original assignee: コミツサリアタレネルジーアトミーク
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 2001-08-28
Anticipated expiration: 2018-02-12
Also published as: EP0960526B1; FR2759837A1; FR2759837B1; WO1998036579A2; JP4429388B2; WO1998036579A3; EP0960526A2; US6329658B1

Abstract

(57)【要約】入射線と呼ばれる放射線が少なくとも１回の相互作用においてそのエネルギーを失うことが可能である検出面あるいは検出部にそって並んで配置した複数の基本検出器（９）を有する、半導体を有する放射線検出器からの信号処理の装置及び方法。前記装置は、個々の入射放射線に応答して、該入射放射線により誘導される個々の相互作用の間に失うエネルギーの総和と同じエネルギーを供給する手段（１７）を備える。医療イメージングへの応用。

Description

【発明の詳細な説明】半導体を有する放射線検出器からの信号処理の装置及びその方法発明の属する技術分野本発明は、半導体を有する放射線検出器からの信号処理の装置及びその方法に関するものである。本発明は、さらに正確には、検出面あるいは検出部にそって並んで配置した複数の基本検出器を有するガンマ（γ）線検出器のような検出器に適用できる。本発明による信号処理の装置及びその方法は、とりわけ、CdTeを有するガンマ線カメラあるいはCdZnTe型検出器用の医療イメージングの分野において使用可能である。従来技術添付図面１は、CdTe型の半導体を有する基本検出器の操作の原理を示している。半導体１０を有する検出器は、その２つの相対する面に配置した電極１２，１４を備えている。電極１２，１４は共に、検出器用の分極電極としてかつ検出信号を読むための電極としてはたらく。検出器用の分極を提供するため、電極１２，１４はそれぞれ、基準大地電位１６、電源１８に結合される。半導体の相対する面に印加される電位差により電界が発生する。放射線が半導体材料に達して電子−正孔ペアを生成すると、これらの電荷は再結合せず、電界効果により電極１２，１４へ運ばれる。それから、半導体への放射によって失うエネルギーを代表する電極から電気信号が流れる。図１に示されたように、電極１４から得られた検出信号は、増幅回路２２によって処理された後、信号２４を処理する手段に向かう。放射線と検出器との間で相互作用をしている間に、放射線はエネルギーの全てあるいは一部を材料へ与えてエネルギーを失うが、この相互作用は事象と呼ばれる。並んで配置した複数の基本検出器を備える検出ヘッドにおいて、事象の発生位置は検出面上の検出器の座標によって与えられる。そして、検出ヘッドに収集された放射線源の像が、適切なイメージング手段によって作り上げられうる。この課題に関する情報に対しては、この明細書の最後に掲載した文献（１）、（２）、（３）を参考することができる。ガンマ（γ）線の検出の場合には、２つのタイプの一次相互作用に分類できる。以下に説明するように、“入射放射線”と呼ばれるガンマ線は検出器に達すると、検出器材料内で全エネルギーを失う間に生じる第１の相互作用は“光電子相互作用”と呼ばれる。一方、入射放射線がエネルギーの一部を失う間に生じる第２の相互作用は“コンプトン相互作用”と呼ばれる。以下においては、観察ターゲットから出て検出器に達する放射線は入射放射線と呼ばれる。一方、入射放射線がエネルギーの一部を失う間のコンプトン相互作用に起因する放射線は、“誘導放射線”と呼ばれる。誘導放射線は検出器材料とも相互作用でき、そこでそのエネルギーを失う。この場合には、入射放射線のトータルエネルギーは複数（通常２つの）の相互作用によって失われる。ガンマ線のような電磁放射線が、並んで配置する複数の基本検出器に形成された検出ヘッドに達する場合は、図２Ａから図２Ｃにおいて図解して示された３つの異なるタイプの検出に分類することができる。簡単にするため、これらの図には基本検出器だけが示されている。図２Ａに示された第１の場合には、放射線３０と検出器の半導体との相互作用は、上述した光電子タイプの相互作用である。入射放射線３０は、符号３１で示された単一の相互作用で全エネルギーを失う。得られた検出信号は放射線の全エネルギーに対応する。図２Ｂに示された第２の場合では、相互作用はコンプトン相互作用である。入射放射線３０は符号３１で示された第１の相互作用の間にエネルギーの一部を失い、誘導放射線３３を生ずる。誘導放射線は、この例では、符号３５で示された光電子タイプの第２の相互作用でエネルギーを失う。第１及び第２の相互作用は共に同じ基本検出器において生ずることに注目するべきである。それから、これら２つの相互作用は準同時的なものなので、検出器に与える信号は、結局は、第１及び第２の相互作用の間に失うエネルギーの総和、すなわち入射放射線３０のエネルギーに対応する。図２Ｃに示された第３の場合には、入射放射線３０のエネルギーも２つの相互作用３１及び３５の間に失われる。しかしながら、図２Ｂとの対比において、２つの相互作用３１及び３５は同じ検出器では生じないで、検出ヘッドの隣接する検出器１０及び１０ａにおいて生ずる。第１の相互作用が生じた第１の検出器１０から発せられた信号は、第１の相互作用のときに失うエネルギー、すなわち入射放射線のエネルギーから誘導放射線のエネルギーを引いたエネルギーに対応する。第２の検出器１０ａから発せられる信号は第２の相互作用の間に材料内で失う誘導放射線のエネルギーに対応する。そして、この場合には、第１あるいは第２の検出器１０、１０ａから発せられる信号は入射放射線のエネルギーを反映する。医療イメージングにおいては、患者には一般に既知の特定のエネルギーを有するガンマ線を発する放射性同位元素が注入される。患者の照射するガンマ線は、検査される患者の器官を取り巻く組織とも反応可能であり、上記のタイプのコンプトン型の相互作用を引き起こす。そのため、患者から出てガンマ線カメラの検出ヘッドに達する放射線は、既知の特定のエネルギーを有する同位元素から発せられる放射線だけでなく、エネルギーがより低い誘導放射線すなわち“コンプトン放射線”も含む。患者内で生じ、寄生的であると考えられる誘導放射線すなわちコンプトン放射線が考慮されることを防止するために、患者に注入される放射性同位元素の既知のエネルギーに一致する信号だけが保持されるように、検出器からの出力でエネルギーの識別が行われる。言い換えると、いわゆる“有効な”放射線のみが保持される。そのため、図２Ｃの説明文で示されたような放射線の検出には特に問題があることを理解することができる。実際、患者に注入される同位元素のエネルギーに一致する特定のエネルギーに等しい入射放射線が２つの異なる検出器において２っの相互作用を生じるとき、個々の検出器から受ける信号は上述の入射放射線のエネルギーより低いエネルギーに一致する。それから、これらの信号は、前述のエネルギー識別操作によって取り除かれる。そのため、“有効な”放射線は、患者内でのコンプトンタイプの相互作用から生ずる放射線とみなされるので、その寄与は誤って取り除かれる。患者に注入される放射性生成物の量は健康上の理由により制限されなければならないので、除去できないほどの数の有効な入射放射線を受けることは適当ではないことを理解すべきだろう。実際には、医療イメージングを形成するデータ収集時間は特に患者の快適さの問題から長くなりすぎることはないので、過剰に制限された数の有効放射線は最終的に得られる像の質の低下につながる。故に、本発明は検出器ヘッドにおける２個の基本検出器と相互作用する放射線に関連した情報の損失の問題を解決することを提案する。本発明の詳細な説明本発明の課題は、入射放射線と呼ばれる放射線が少なくともひとつの相互作用においてそのエネルギーを失い得る検出器の面あるいは検出部に沿って並んで配置される複数の基本検出器を備えた半導体を有する放射線検出器との相互作用からの検出信号の処理のための装置であって、個々の入射放射線に応答して、メイン基本検出器に入射する前記放射線により誘導された個々の相互作用時に失われるエネルギーと、隣接する基本検出器に対応する実質的に同じ相互作用基準と相互作用位置データとを有する相互作用エネルギーとの総和に対応する少なくとも一組のエネルギーデータを届けるための情報管理手段を備えた装置である。検出面によって、平坦な検出面と平坦でない検出面の双方が理解される。加えて、検出部は、積み重なってもよいいくつかの検出面を備えることが可能であると考えられている。入射放射線は単一の基本検出器とまたは基本検出器及び隣接した基本検出器のいずれかと相互作用をすることが可能である。情報管理手段と呼ばれる手段のため、検出器との相互作用のタイプは何であろうとも、全入射放射線エネルギーが考慮される。そのため、患者に注入される同位元素のエネルギーに一致するエネルギーを有するいかなる入射放射線も、離間している基本検出器における一つあるいは複数の相互作用を引き起こすという事実とは独立に考慮されうる。本発明の装置の第一の実施形態によれば、情報管理手段は； −個々の相互作用検出信号、基本検出器、相互作用位置データ、相互作用エネルギーデータ及び相互作用日付基準と関連する第１の手段と、 −検出面あるいは検出部における隣接する基本検出器に対応する実質的に同一の相互作用日付基準及び相互作用位置データを有する相互作用を選択する選択手段と、 −選択された相互作用のエネルギーデータを加え、かつ入射放射線によって誘導された個々の相互作用の間に失うエネルギーの合計に相当するエネルギー合計基準と呼ばれる基準を確立するための合計手段と、を備えたものとすることができる。位置データは、検出器の表面あるいは検出部における基本検出器の位置に関連して決定される。このために、第１の手段は、相互作用を検出しかつ信号を供給する基本検出器の検出器の検出面あるいは検出部における位置の関数として、位置データを供給できる少なくとも一つの回路を備えることができる。例として、マトリックスタイプの検出ヘッドにおいて、各検出器は２つの位置座標によってラベルされうる。それから、これらの座標はこの検出器で生ずる各相互作用における位置データとして修正される。相互作用エネルギーデータは所定の検出器における各相互作用の間に失うエネルギーに相当する。全く同一の入射放射線から生ずる２つの相互作用が全く同一の基本検出器において生じるとき、これらの２つの相互作用は準同時に生じるので、エネルギーデータはこれら２つの相互作用によって失うエネルギーの総和に自動的に一致する。エネルギーデータを決定するため、特に検出器がCdTe型であるときには、第１の手段は： −検出信号の振幅と立ち上がり時間とを形成する少なくとも１個の回路と、 −検出信号の振幅と立ち上がり時間との関数として相互作用エネルギー基準を計算する補正回路と呼ばれるを形成する少なくとも１個の回路と、を備えたものとすることができる。補正回路の操作原理のさらに詳細な記載に対しては、すでに述べた文献（１）、（２）及び（３）を参照することができる。そして、相互作用日付基準から相互作用が同時であることが認識される。この基準を確立するためには、第１の手段が各検出信号に対応する相互作用データを供給する、クロックによって制御される少なくとも１つのカウンターを備えてもよい。前述のように、入射放射線が２つ以上の相互作用を引き起こすとき、これらの相互作用は、準同時的に、かつ、全く同一の基本検出器においてあるいは最近接の検出器において起きる。そのため、２つの相互作用が準同時的でかつ隣接する検出器で起きるとき、それらは全く同一の入射放射線から生ずると考えられる。入射放射線が分離することによる２つの相互作用が同時でかつ隣接する検出器で起きる場合の確率は非常に低い。そのため、この場合は考慮されない。医療イメージングでの使用において考えられるエネルギー範囲内（４０−６００ｋｅＶ）であり、かつ数ｍｍのオーダーの特徴的な寸法を有する基本検出器の場合には、検出器は共通の境界を有しているので検出器が隣接していることを考慮すべきである。そのため、“最近接”検出器だけが考慮される。本発明の装置の一つの実施形態においては、選択手段は、複数の連続した時間間隔あるいは日付間隔のそれぞれに関連した複数のページを有するメモリーと、前記相互作用の日付を含む時間間隔のページにおける各相互作用のそれぞれに対するエネルギー及び位置データを書き込む手段と、メモリーに書き込まれたデータをページごとに読み込む手段とを備えてもよい。例として、各ページに関連した時間間隔は、クロックからの２つの連続したパルスすなわち２つの連続した日付を分離する時間間隔に対応する。加えて、選択手段は、位置データ比較器を備えてもよい。これらの比較器は、メモリーの全く同じページ箇所に書き込まれた位置データすなわち実質的に同じ日付での相互作用を有する事象に対応する位置データを比較するために備えるものである。この比較器によって、同時相互作用が隣接する基本検出器からくるものか否かをチェックすることが可能になる。本発明の装置は、それに加えて、個々の入射放射線に応答して、検出器面あるいは検出器検出部上の位置のデータを供給する第２の手段を備えてもよい。これらの第２の手段は、入射放射線の前記位置データを隣接する基本検出器で起きる準同時相互作用の位置データの線形結合として計算することが可能な計算装置と結合してもよい。入射放射線の位置データの計算にたいして、選択された相互作用エネルギーデータの関数として重みをつけてもよい。本発明の簡単な実施において、入射放射線の位置データは、一つの相互作用の一つの位置、例えば最大エネルギーを有する相互作用の位置にまとめてもよい。入射放射線の位置データは、この入射放射線によって誘導された相互作用の全位置データを考慮する重心タイプの結合として計算してもよい。本発明の他の課題は、検出器の面あるいは検出部にそって並んで配置した複数の基本検出器と前述のような基本検出器から検出信号を処理する装置とを備える放射線検出器である。本発明の一実施形態によれば、複数の検出器が１つ以上の半導体結晶、例えば CdTeあるいはCdZnTeタイプでできていてもよい。第１の可能性によれば、個々の検出検出器は半導体材料と、該材料上に形成された分極及び読み込み電極とを備える。一つの変形例によれば、検出器は、材料の一部と共に基本検出器を形成する電極であって、その材料の一面に分離して並んで配置した複数の電極を備えてもよよい。本発明の他の課題は、放射線カメラと上述のようなイメージを形成するシステムとを備えるガンマ線カメラである。また、本発明の他の課題は、検出器の面あるいは検出部に沿って並んで配置した複数の基本検出器を備えた半導体を有する放射線検出器からの相互作用信号を処理する方法であり、前記基本検出器では入射放射線と呼ばれる放射線が１つ以上の相互作用においてエネルギーを失うことができ、その各相互作用においては各入射放射線に応答して、エネルギー合計基準と呼ばれかつ前記放射線によって誘導された各相互作用の間に失うエネルギーの合計に対応する、少なくとも１つの基準が確立されるものである。本発明の他の特性及び利点は、添付図面における図を参照して、以下でなされる記載からさらに明らかになるだろう。ただし、本発明はこれら例示したものに限定されるものではない。図面の簡単な説明 −図１は、すでに説明したように、検出ヘッドからの半導体を有する検出器の操作原理を示す線図である。 −図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃは、すでに説明したように、半導体を有する検出器の線図であり、入射放射線と検出器を有する半導体材料との３つのタイプの相互作用を図解するものである。 −図３は、ガンマ線カメラを形成する半導体の装置と共に使用可能な平面検出ヘッドの線図である。 −図４は、本発明の装置と共にも使用可能である他の検出ヘッドの線図である。 −図５は、本発明の装置の一般的な機能的線図である。 −図６は、本発明の装置の選択手段の部分的断面図である。実施形態の詳細な説明図３は、検出ヘッドを形成する検出面１１において並んで配置された基本検出器９のアセンブリを示している。各基本検出器は、半導体材料１０の独立したブロックからなる。この点に関しては、すでに説明した図１を参照できる。このようなヘッドは、例えば本発明の装置を備えるガンマ線カメラを備えることが可能である。各基本検出器は、検出面に平行な一面上に配置した第１の電極１２を備えている。導線１３，１５はそれぞれ各基本検出器の電極を、簡単に示された本発明に従って信号を処理する装置１７に結合される。導線１３，１５はまた個々の基本検出器をそれぞれアースに結合し、かつ分極源１８に結合される。図４に示された変形例によると、複数の隣接検出器９ａは半導体材料１０ａの単一ブロックとして形成されている。各検出器９ａは結晶の第１面上に形成された電極１４ａによって定められる。これらの電極１４ａは、基本検出器９ａのネットワークを形成するように互いに離間して並んでいる。基本検出器９ａ全てに共通な対向電極１２ａは結晶１０ａの反端側の面に形成される。電極１４ａ，１２ａは、検出器９ａを分極源１８によって分極し、かつ検出信号を収集するために設けられている。この信号は本発明による処理ユニット１７へ向かう。図５は、さらに詳細に処理ユニット１７の主要部を示している。処理ユニットは相互作用データ形成回路と呼ばれる複数の回路１００を備え、その各回路には検出ヘッドの各基本検出器９のそれぞれが結合している。データ情報回路は２つの機能を有している。第１の機能は、基本検出器からの検出信号を形成することである。第２の機能はデータセットを各集積信号に関連づけることである。受け取った各信号に対して、データ情報回路は検出面上での相互作用の位置の基準、信号の立ち上がり時間の基準、信号の最大値の基準、及び日付の基準を提供する。位置データは単純に、検出信号を提供したｉ番目の基本検出器の検出面上の位置に対応する２つの方向に沿っての座標（Ｘi，Ｙi）である。立ち上がり時間及び最大振幅のデータは、形成された検出信号から直接決定される。そして、日付基準は個々の回路１００と関連した日付カウンター１０２により供給される。日付カウンター１０２は同期クロック１０４に結合されている。日付カウンター１０２は、例としては、例えば１０ＭＨｚの周波数のクロック操作によって制御され１２ビットカウンターである。日付サイクルが定義される。このようなサイクルのコースにおいて、日付カウンターからの出力は、クロックからの各パルス上で１ユニットだけ増加する。各サイクルの終わりでは、カウンターは新しい日付サイクルを始めるためゼロにリセットされる。取り上げた例では、１２ビットカウンターと１０ＭＨｚで操作されるクロック１０４とで、日付サイクルの１サイクルの持続時間は４１０μｓｅｃのオーダーである。各相互作用データ情報回路１００からの出力は、検出ヘッド上で起きる全事象に対応するデータを収集するマルチプレクサー１０６に結合される。事象ｉのデータは（Ｘi，Ｙi，Ａi，Ｔi，Ｄi）と記載され、ここで、Ｘi，Ｙi，Ａi，Ｔi 及びＤiはそれぞれ位置座標、振幅、立ち上がり時間及び日付を示している。相互作用のエネルギーの測定は基本検出器からの信号によって直接行われるわけではない。実際、半導体において、相互作用によって蓄積されたエネルギーは電子−正孔ペアの形成を生ずる。これらの電荷は電極間に印加された電界の効果で検出器の電極へ移動する。正孔の移動度は電子の移動度より小さいので、信号への寄与は検出器の材料内での相互作用の深さに従って相違する。そのため、信号はエネルギーの測定に対しては直接は使用できない。しかしながら、補正回路と呼ばれる回路１０８のため、相互作用のエネルギーは信号の振幅のデータＡｉと信号の振幅信号の立ち上がり時間Ｔｉとから計算される。補正回路１０８はマルチプレクサー１０６からの出力に結合している。そのため、補正回路は各信号に対して、相互作用ｉのエネルギーＥｉによって以下に示されたエネルギー基準を確立する。補正回路１０８からの出力において、データＸi，Ｙi，Ｅi，Ｄiは、図６を参照してその操作が以下に示される選択手段１１０に向かう。選択手段１１０は、ほぼ同じ日付でかつ隣接する基本検出器で起きた相互作用のデータを選択することを可能にするものである。一実施形態において、最近接検出器が考慮される。これは特に、同じ放射線で誘導された第１の相互作用から基本検出器の寸法より大きい距離だけ離間した位置で第２の相互作用が起きる可能性が非常に低いときのケースである。隣接する検出器で起きる相互作用の選択は比較回路によって実行される。例として、位置データが（Ｘ₁，Ｙ₁）及び（Ｘ₂，Ｙ₂）である２つの相互作用を考えるとき、次の値△Ｘ及び△Ｙは以下のように定義される： △Ｘ＝｜Ｘ₁−Ｘ₂｜ △Ｙ＝｜Ｙ₁−Ｙ₂｜ここで、｜Ｘ₁−Ｘ₂｜及び｜Ｙ₁−Ｙ₂｜は差の絶対値である。以下のいずれかの式が立証されるならば、相互作用が隣接する検出器で起きるということが仮定される △Ｘ＝０かつ △Ｙ＝１または、 △Ｘ＝１かつ △Ｙ＝０隣接する基本検出器の異なる定義に対しては、これらの式を変形すること、かつ、例えば△Ｘ＝△Ｙ＝１を隣接する検出器を定義するための特別基準することが可能である。値△Ｘ及び△Ｙの計算及び隣接する基本検出器を定義する式の立証は、計算装置によってあるいはその計算用に特別に設計された比較器を有する電子回路によって実行される。選択手段は、合計手段１１２に結合されている。これらの手段は、選択された相互作用、すなわち隣接する基本検出器において準同時に起きる相互作用のエネルギーを加算する加算回路を備えている。そのため、導入部で説明されてコンプトンタイプの多重相互作用に対して確認されているエネルギーは、２つ以上の連続した相互作用の間に失うエネルギーの和であり、入射放射線の全エネルギーに等しいものである。位置データが隣接する検出器に対応しないとき、そのときの相互作用は、離間した検出器において同時に起きる、光電子タイプの相互作用あるいはコンプトンのみのタイプのエネルギーである（“コンプトンのみ”相互作用は、第２の相互作用３５が一方の検出器で起きていない図３Ｃに示されたような相互作用として指定されるものである。）。これらの相互作用は選択手段によっては選択されないが、その位置及びエネルギーのデータをそれ自体は周知のイメージング手段１１６へ振り向けられることによって通常の方法で処理される。この場合には、各相互作用に対する位置及びエネルギーのデータは、相互作用を引き起こす放射線の位置及びエネルギーのデータでもある。選択手段１１０は、相互作用に対してではなく、トータルエネルギーが既知の入射放射線に対して割り当てられた位置基準を計算するための手段１１４に結合されている。位置基準を計算する手段１１４は、入射放射線が引き起こす相互作用の位置データから入射放射線の位置基準を計算することが可能な計算装置を備えている。計算を簡単にする方法においては、放射線の位置データは最大エネルギーを有する誘導相互作用の座標でありうる。他の例によれば、放射線の位置データＸ及びＹは以下の公式から計算できるＸ＝（Ｘ₁＋Ｘ₂）／２及びＹ＝（Ｙ₁＋Ｙ₂）／２計算の改良された方法によれば、重心計算においても相互作用のエネルギーの関数として重みをかけてもよい。それには、例えば、次のようなものがあるＸ＝（Ｘ₁・Ｅ₁＋Ｘ₂・Ｅ₂）／（Ｅ₁＋Ｅ₂）及びＹ＝（Ｙ₁・Ｅ₁＋Ｙ₂・Ｅ₂）／（Ｅ₁＋Ｅ₂）式において、Ｘ₁、Ｙ₁、Ｅ₁、Ｘ₂、Ｙ₂、Ｅ₂は、隣接する検出器において全く同一の日付で入射放射線によって引き起こされた第１及び第２の相互作用からそれぞれ位置及びエネルギーデータを表している。合計手段１１２及び相互作用に対する位置データを計算する手段１１４がイメージング装置１１６に結合されうる。既知のタイプのイメージング装置は、ガンマ像は位置データ及びもしかすると入射放射線のエネルギーデータとによって形成されるようにするものである。図６は、選択手段１１０の一部の操作を図式に示している。これらの手段は、とりわけ検出された相互作用の位置データとエネルギーデータとが書き込まれ、かつこのようなデータが読み込まれるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備える。メモリは複数のページ１２２に細分される。本発明の取付のの一実施形態において、さらに詳細には、ページ１２２の数はある日付サイクルにおける異なる可能な日付の数に等しい。例として、メモリ１２０は４０９６ページを有しており、各ページは一つの日付に対応している。制御時計１０４が１０ＭＨｚの周波数で操作するとき、連続する２個の日付は１００ｎｓｅｃの時間だけ分離されている。一つの制御サイクル１０４の間、全検出信号に関連したデータはメモリ１２０に書き込まれる。データを書き込むアドレスは、日付カウンター１０２（図５参照）によって各検出信号に関連づけられた日付基準Ｄ_iによって指図される。そのため、全く同じ日付Ｄ_iで起きる全相互作用からの全データはその日付に対応する全く同じページのメモリに書き込まれる。図６において、符号１２６は書込レジスタを含んでいる。このレジスターは補正手段１０８からのデータ（Ｘ_i、Ｙ_i、Ｅ_i、Ｄ_i）を受け取り、またメモリ内のページＤ_iにデータ（Ｘ_i、Ｙ_i、Ｅ_i）を書き込む。日付サイクルが終了すると、ページ１２２に対応する全データがカウンター１０２上でスクロールされる（図５参照）。それから、カウンターがゼロにリセットされる。それから、メモリ１２０は図示されていない読み込みレジスターによってページごとに読まれる。全く同じページ上で読まれた全データは、同時の事象に対応するように考慮されている。ページからの事象の数が１より大きいならば、データが隣接検出器からの信号に対応する否かを確認するため、データは選択手段の比較回路１２８に送られる。全く同じページ上にデータを有する事象の数が１と同じときは、ちょうどひとつの光電子タイプの相互作用あるいはコンプトンタイプだけタイプの相互作用が起きたことになる。データはイメージング装置１１６に直接送られる（図５参照）。有利なことには、選択手段は使用可能なメモリをいくつか有することができる。この方法では、メモリのうちの一つが新しいデータの書き込みのためにアドレスされ、一方データは第２のメモリにおいて読み込まれ、その逆も行われるというようにメモリが交互に操作されうる。本発明の処理装置の実際的な実施形態においては、上記の関数を提供する電子回路のグループが、ＡＳＩＣタイプの特定のｇ応用を有する集積回路の形で製造されうる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年２月２２日（１９９９．２．２２）【補正内容】請求の範囲１．入射放射線と呼ばれる放射線による一つ以上の相互作用において失うエネルギーに敏感で、かつ相互作用検出信号の供給が可能な検出面あるいは検出部（１１）にそって並んで配置する複数の基本検出器（９，９ａ）を備えた半導体を有する放射線検出器の相互作用検出信号を処理する装置であって、検出された個々の入射放射線に応答して、メイン基本検出器に入射する前記入射放射線により誘導された個々の相互作用の間に失われるエネルギーと、前記メイン基本検出器に隣接する基本検出器上で実質的に同時に生じる相互作用エネルギーとの合計に対応する少なくとも一つのエネルギー基準を供給する処理手段と呼ばれる手段を備えたことを特徴とする装置。２．前記処理手段が： −個々の相互作用検出信号と基本検出器（９，９ａ）と相互作用位置データ（Ｘ，Ｙ）と相互作用エネルギーデータと相互作用日付基準（Ｄ）とに関連する第１の手段（１００）と、 −検出面あるいは検出部における隣接する基本検出器に対応する実質的に同一の相互作用日付基準及び相互作用位置データ（Ｘ，Ｙ）を有する相互作用を選択する選択手段（１１０）と、 −選択された相互作用のエネルギーデータを加え、かつ入射放射線によって誘導された個々の相互作用の間に失うエネルギーの合計に相当するエネルギー合計基準と呼ばれる基準を確立するための合計手段（１１２）と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の装置。３．さらに、個々の入射放射線に応答して、検出器の面上あるいは検出部内の位置基準を供給する第２の手段（１１４）を備えたことを特徴とする請求項２に記載の処理装置。４．位置基準を供給する手段が、個々の入射放射線に応答して、選択された相互作用エネルギーデータに関する相互作用位置データの線形結合として入射放射線の前記位置基準を計算することが可能な計算装置を備えた請求項３に記載の装置。５．前記選択手段（１１０）が少なくとも１個のメモリ（１２０，１２０ａ）を備え、該メモリが、複数の連続する時間間隔にそれぞれ関連した複数のページ（１２２）と、時間間隔が前記相互作用の日付を含むページ上のそれぞれに個々の相互作用に対するエネルギーと位置データとを書き込む手段と、前記メモリに書き込まれたデータをデータをページごとに読み込む手段と、を有している請求項２に記載の装置。６．前記選択手段（１１０）が位置データ比較器を備えた請求項２に記載の装置。７．前記第１の手段が少なくとも１個の回路を備え、該回路は位置データを前記相互作用を検出した基本検出器の検出面上あるいは検出部内の位置の関数として供給することが可能である請求項２に記載の装置。８．前記第１の手段が： −検出信号の振幅と立ち上がり時間とを形成する少なくとも１個の回路（１００）と、 −その検出信号の振幅と立ち上がり時間との関数として相互作用エネルギー基準を計算する補正回路と呼ばれるを形成する少なくとも１個の回路（１０８）と、を備えた請求項２に記載の装置。９．前記第１の手段が、各検出信号に対応する相互作用日付基準を提供するクロック（１０４）によって制御される少なくとも１個のカウンター（１０２）を備えた請求項２に記載の装置。１０．各基本検出器と関連する回路のような、信号の振幅と立ち上がり時間とを形成する複数の回路（１００）を備えた請求項７に記載の装置。１１．基本検出器（９，９ａ）のアセンブリと関連するとともに、信号の振幅と立ち上がり時間とを形成する複数の回路と補正回路との間でマルチブレクサー（１０６）が結合する単一の共通補正回路（１０８）を備えた請求項８に記載の装置。１２．検出面あるいは検出部（１１）にそって並んで配置する複数の基本検出器（９，９ａ）と、請求項１による基本検出器からの検出信号を処理する装置（１７）とを備えた放射線検出器。１３．個々の基本検出器が半導体検出材料（１０）と、該検出器（１０）の反対側の面に形成された分極及び読み出し電極（１２，１４）とを含む請求項１２に記載の放射線検出器。１４．少なくとも半導体検出材料と、該半導体検出材料の少なくとも一方の面上に並んで離間して配置した複数の電極（１４ａ）とを備え、各電極が半導体材料の一部である基本検出器９ａで形成されている、請求項１２に記載の放射線検出器。１５．前記半導体検出材料がCdTeあるいはCdZnTcの結晶である請求項１３あるいは１４に記載の放射線検出器。１６．放射線検出器と、請求項１２による放射線検出器で特徴づけられた像（１１６）を形成するためのシステムと、を含むガンマ線カメラ。１７．入射放射線と呼ばれる放射線による一つ以上の相互作用において失うエネルギーに敏感で、かつ相互作用検出信号の供給が可能な検出面あるいは検出部にそって並んで配置する複数の基本検出器を備えた半導体を有する放射線検出器の相互作用検出信号を処理する方法であって、 −基本検出器（９，９ａ）と相互作用の位置データ（Ｘ，Ｙ）と相互作用の日付基準（Ｄ）とからの個々の相互作用検出信号と関連させ、 −全く同じ相互作用日付基準と、検出面あるいは検出部上で隣接する基本検出器に応答する相互作用位置データ（Ｘ，Ｙ）とを有する相互作用を選択し、 −選択された相互作用のエネルギーデータを加え、かつ入射放射線によって誘導された個々の相互作用の間に失うエネルギーの合計に対応するエネルギー合計基準と呼ばれる基準を確立することを特徴とする方法。１８．検出面の場合に、個々の入射放射線に応答した位置基準に加えて、放射線によって誘導された相互作用からのエネルギーデータの関数としての検出面上の相互作用に対する位置データの線形結合に対応する位置基準を確立する請求項１７に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者モネ，オリヴィエフランス国 38210 テュランクロドゥラシュヴァルリ３ (72)発明者ルブラン，フランソワフランス国 94500 シャンピニーシュルマルヌリュギュイタール 12

Claims

【特許請求の範囲】１．入射放射線と呼ばれる放射線が少なくとも一つの相互作用においてそのエネルギーを失い得る検出面あるいは検出部（１１）に沿って並んで配置される複数の基本検出器（９，９ａ）を備えた半導体を有する放射線検出器の相互作用検出信号を処理する装置であって、個々の検出された入射放射線に応答して、メイン基本検出器に入射する前記入射放射線により誘導された個々の相互作用の間に失われるエネルギーと、隣接する基本検出器に対応する実質的に同じ相互作用日付基準と相互作用位置データとを有する相互作用エネルギーとの合計に対応する少なくとも一つのエネルギー基準を供給する情報管理手段と呼ばれる手段と、を備えた装置。２．前記処理手段が： −個々の相互作用検出信号と基本検出器（９，９ａ）と相互作用位置データと相互作用エネルギーデータと相互作用日付基準とに関連する第１の手段（１００）と、 −検出面あるいは検出部における隣接する基本検出器に対応する実質的に同一の相互作用日付基準及び相互作用位置データを有する相互作用を選択する選択手段（１１０）と、 −選択された相互作用のエネルギーデータを加え、かつ入射放射線によって誘導された個々の相互作用の間に失うエネルギーの合計に相当するエネルギー合計基準と呼ばれる基準を確立するための合計手段（１１２）と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の装置。３．さらに、個々の入射放射線に応答して、検出器の面上あるいは検出部内の位置基準を供給する第２の手段（１１４）を備えたことを特徴とする請求項２に記載の処理装置。４．位置基準を供給する手段が、個々の入射放射線に応答して、選択された相互作用エネルギーデータに関する相互作用位置データの線形結合として入射放射線の前記位置基準を計算することが可能な計算装置を備えた請求項３に記載の装置。５．前記選択手段（１１０）が少なくとも１個のメモリ（１２０，１２０ａ）を備え、該メモリが、複数の連続する時間間隔にそれぞれ関連した複数のページ（１２２）と、時間間隔が前記相互作用の日付を含むページ上のそれぞれに個々の相互作用に対するエネルギーと位置データとを書き込む手段と、前記メモリに書き込まれたデータをデータをページごとに読み込む手段と、を有している請求項２に記載の装置。６．前記選択手段（１１０）が位置データ比較器を備えた請求項２に記載の装置。７．前記第１の手段が少なくとも１個の回路を備え、該回路は位置データを前記相互作用を検出した基本検出器の検出面上あるいは検出部内の位置の関数として供給することが可能である請求項２に記載の装置。８．前記第１の手段が： −検出信号の振幅と立ち上がり時間とを形成する少なくとも１個の回路（１００）と、 −その検出信号の振幅と立ち上がり時間との関数として相互作用エネルギー基準を計算する補正回路と呼ばれるを形成する少なくとも１個の回路（１０８）と、を備えた請求項２に記載の装置。９．前記第１の手段が、各検出信号に対応する相互作用日付基準を提供するクロック（１０４）によって制御される少なくとも１個のカウンター（１０２）を備えた請求項２に記載の装置。１０．各基本検出器と関連する回路のような、信号の振幅と立ち上がり時間とを形成する複数の回路（１００）を備えた請求項７に記載の装置。１１．基本検出器（９，９ａ）のアセンブリと関連するとともに、信号の振幅と立ち上がり時間とを形成する複数の回路と補正回路との間でマルチプレクサー（１０６）が結合する単一の共通補正回路（１０８）を備えた請求項８に記載の装置。１２．検出面あるいは検出部（１１）にそって並んで配置する複数の基本検出器（９，９ａ）と、請求項１による基本検出器からの検出信号を処理する装置（１７）とを備えた放射線検出器。１３．個々の基本検出器が半導体検出材料（１０）と、該検出器（１０）の反対側の面に形成された分極及び読み出し電極（１２，１４）とを含む請求項１２に記載の放射線検出器。１４．少なくとも半導体検出材料と、該半導体検出材料の少なくとも一方の面上に並んで離間して配置した複数の電極（１４ａ）とを備え、各電極が半導体材料の一部である基本検出器９ａで形成されている、請求項１２に記載の放射線検出器。１５．前記半導体検出材料がCdTeあるいはCdZnTeの結晶である請求項１３あるいは１４に記載の放射線検出器。１６．放射線検出器と、請求項１２による放射線検出器で特徴づけられた像（１１６）を形成するためのシステムと、を含むガンマ線カメラ。１７．入射放射線と呼ばれる放射線が一つ以上の相互作用においてそのエネルギーを失い得る検出面あるいは検出部に沿って並んで配置される複数の基本検出器を備えた半導体を有する放射線検出器の相互作用検出信号を処理する方法であって、個々の入射放射線に応答して、前記放射線によって誘導された個々の相互作用の間に失うエネルギーの合計に対応するエネルギー合計基準と呼ばれる少なくとも一つの基準が確立される方法。１８．検出面の場合に、個々の入射放射線に応答した位置基準に加えて、放射線によって誘導された相互作用からのエネルギーデータの関数としての検出面上の相互作用に対する位置データの線形結合に対応する位置基準を確立する請求項１７に記載の方法。