JP2005106704A - Nuclear medicine diagnostic equipment and collimator - Google Patents

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Kazuma Yokoi
一磨 横井
Hiroshi Kitaguchi
博司 北口
Kazutoshi Tsuchiya
一俊 土屋
Kensuke Amamiya
健介 雨宮
Yuichiro Ueno
雄一郎 上野
Norifumi Yanagida
憲史 柳田
Shinichi Kojima
進一 小嶋
Takaaki Ishizu
崇章 石津
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for nuclear medicine diagnosis improving the sensitivity of detecting elements, and a collimator. <P>SOLUTION: The device includes the collimator 1 having partition walls 11, comprising a plurality of regular hexagonal-shaped radiation passages 12 that are partitioned by the walls 11 and where radiation rays pass; and detectors 2 grid-like arranged along the direction of two-dimensional coordinate, providing a plurality of rectangle semiconductor elements 21 with mutual clearances 22 so that the detectors 2 are arranged so that the semiconductor elements 21 face the radiation passages 12. The pitch of the semiconductor elements 21 in a first (an X axis) coordinate direction is set the same as that of the side facing the partition walls 11 determining the radiation passages 12, and the center 121 of the radiation passages 12 and the center 210a of the semiconductor elements 21 are arranged at the same coordinates, with regard to the first (X-axis) coordinate. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、検出素子とコリメータを効率よく配置した構造を有する核医学診断装置及びコリメータに関するものである。   The present invention relates to a nuclear medicine diagnostic apparatus and a collimator having a structure in which a detection element and a collimator are efficiently arranged.

従来、γ線等の放射線を検出する放射線検出器としては、NaIシンチレータを用いるものが知られている。図9に示すように、NaIシンチレータを備えるガンマカメラ(核医学診断装置)では、放射線(γ線)109は、コリメータ106によって制限された角度でシンチレータ101に入射し、NaIの結晶と相互作用を起こしてシンチレーション光を発する。この光はライトガイド102を挟み、光電子増倍管103に到達して電気信号となる。電気信号は、計測回路固定ボード105に取り付けられた計測回路104で整形され出力コネクタ107から外部のデータ収集系へと送られる。なお、これらシンチレータ101、ライトガイド102、光電子増倍管103、計測回路104、計測回路固定ボード105等は全体が遮光シールドケース108に収納され、外部の放射線以外の電磁波を遮断している。   Conventionally, what uses a NaI scintillator is known as a radiation detector which detects radiations, such as a gamma ray. As shown in FIG. 9, in a gamma camera (nuclear medicine diagnostic apparatus) equipped with a NaI scintillator, radiation (γ rays) 109 is incident on the scintillator 101 at an angle limited by a collimator 106 and interacts with a crystal of NaI. Wake up and emit scintillation light. This light sandwiches the light guide 102 and reaches the photomultiplier tube 103 to become an electric signal. The electrical signal is shaped by the measurement circuit 104 attached to the measurement circuit fixing board 105 and sent from the output connector 107 to an external data collection system. The scintillator 101, the light guide 102, the photomultiplier tube 103, the measurement circuit 104, the measurement circuit fixing board 105, and the like are all housed in a light shielding shield case 108 to block electromagnetic waves other than external radiation.

一般にシンチレータ101を用いたガンマカメラでは、1枚の大きなNaI等の結晶の後に大きな光電子増倍管(フォトマルともいう)を置く構造としているため、位置分解能は10mm程度のレベルに留まる。また、シンチレータ101は放射線から可視光、可視光から電子と多段階の変換を経て検出を行うため、エネルギ分解能が非常に悪いという問題点を持つ。   In general, a gamma camera using the scintillator 101 has a structure in which a large photomultiplier tube (also referred to as a photomultiplier) is placed after a single large crystal such as NaI, so that the position resolution is only about 10 mm. Further, since the scintillator 101 performs detection through multi-step conversion from radiation to visible light and from visible light to electrons, it has a problem that the energy resolution is very poor.

このようなシンチレータ101とは異なる原理で放射線を検出する放射線検出器として、CdTe(テルル化カドミウム)、TlBr(臭化タリウム)、GaAs(砒化ガリウム)等の半導体材料を用いた半導体素子を備えた半導体放射線検出器がある。
この半導体放射線検出器は、半導体素子が、放射線と半導体材料との相互作用で生じた電荷を電気信号に変換するため、シンチレータよりも電気信号への変換効率がよく、かつ小型化が可能であるので注目されている。
特開2003−222676号公報(段落0017)
As a radiation detector for detecting radiation based on a principle different from that of the scintillator 101, a semiconductor element using a semiconductor material such as CdTe (cadmium telluride), TlBr (thallium bromide), GaAs (gallium arsenide) is provided. There is a semiconductor radiation detector.
In this semiconductor radiation detector, since the semiconductor element converts the electric charge generated by the interaction between the radiation and the semiconductor material into an electric signal, the conversion efficiency to the electric signal is better than that of the scintillator and the size can be reduced. So it is attracting attention.
JP2003-222676 (paragraph 0017)

前記した半導体放射線検出器では、図10に示すように、矩形からなる複数個の半導体素子を互いに隙間を設けながら格子状に配置して構成されるものがある。この半導体素子の前方(放射線源側)に、複数の放射線通路を備えるコリメータを配置し、このコリメータで一定の角度で入射される放射線のみを透過して、検出器で検出できるようになっている。
しかしながら、図10に示すような六角形状の放射線通路を有するコリメータに対して、矩形の半導体素子を備えた半導体放射線検出器を適当に配置したのでは、放射線通路内に半導体素子の間のデッドスペース(隙間)が現れる割合が大きくなるように配置される場合があり、コリメータで角度を制限された放射線がそのデッドスペースに入射されて、検出感度が下がってしまうという問題がある。
また、各放射線通路の内側に配置される半導体素子の割合もそれぞれ異なり、半導体素子の感度も不均一になるという問題がある。
Some of the semiconductor radiation detectors described above are configured by arranging a plurality of rectangular semiconductor elements in a grid pattern with a gap between each other, as shown in FIG. A collimator having a plurality of radiation paths is arranged in front of the semiconductor element (on the radiation source side), and only radiation incident at a certain angle is transmitted by the collimator and can be detected by a detector. .
However, if a semiconductor radiation detector having a rectangular semiconductor element is appropriately arranged with respect to a collimator having a hexagonal radiation path as shown in FIG. 10, a dead space between the semiconductor elements is disposed in the radiation path. There is a case where the ratio of occurrence of (gap) is increased, and there is a problem that the radiation whose angle is limited by the collimator is incident on the dead space and the detection sensitivity is lowered.
Further, the ratio of the semiconductor elements arranged inside each radiation path is also different, and there is a problem that the sensitivity of the semiconductor elements becomes non-uniform.

そこで、本発明は、前記した課題を解決し、検出素子の感度を向上させる核医学診断装置及びコリメータを提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a nuclear medicine diagnostic apparatus and a collimator that solve the above-described problems and improve the sensitivity of the detection element.

前記課題を解決するため、本発明は、隔壁を有し、前記隔壁で仕切られた正六角形状の、放射線が通過する複数の放射線通路を備えるコリメータと、矩形の複数の検出素子を、互いに隙間を設けて2次元直交座標方向に沿って格子状に配列した放射線検出器と、を備え、前記検出素子が前記放射線通路と対向するように前記検出器が配置される核医学診断装置であって、第1座標方向における前記検出素子のピッチが、前記放射線通路を確定する前記隔壁の対向する辺のピッチと同じに設定され、前記放射線通路の中心と前記検出素子の中心は、第1座標に関し同じ座標上に配置されたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a regular hexagonal collimator having a partition wall and having a plurality of radiation passages through which radiation passes, and a plurality of rectangular detection elements. And a radiation detector arranged in a lattice shape along a two-dimensional orthogonal coordinate direction, wherein the detector is arranged so that the detection element faces the radiation path. The pitch of the detection elements in the first coordinate direction is set to be the same as the pitch of the opposing sides of the partition walls defining the radiation path, and the center of the radiation path and the center of the detection element are related to the first coordinate. It is characterized by being arranged on the same coordinates.

本発明によれば、第1座標方向に配列された検出素子間の隙間とコリメータの隔壁が効率よく重なり合うように放射線検出器を配置し、各放射線通路の内側において露出する検出素子の割合を増大できる。   According to the present invention, the radiation detector is arranged so that the gap between the detection elements arranged in the first coordinate direction and the partition wall of the collimator efficiently overlap, and the ratio of the detection elements exposed inside each radiation path is increased. it can.

本発明の核医学診断装置によれば、コリメータと検出器を効率よく配置し、検出感度を向上させることができる。   According to the nuclear medicine diagnostic apparatus of the present invention, the collimator and the detector can be efficiently arranged, and the detection sensitivity can be improved.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
実施の形態に係る核医学診断装置は、放射線撮像装置であるSPECT(Single Photon Emission Computer Tomography)として説明する。
図1において、SPECT5は、一対の半導体放射線検出装置51、回転支持台52、データ収集解析装置53、データ入力装置54及び表示装置55を備える。前記一対の半導体放射線検出装置51は、回転支持台52に周方向に180°ずれた位置に配置される。具体的には、それぞれの半導体放射線検出装置51の各ソケットボード510が周方向に180°隔てた位置で回転支持台52に取り付けられる。各放射線検出ユニット511はベッドB側を向いている。放射線検出ユニット511と被検者Pとの間にはコリメータ1が設置され、放射線検出ユニット511からの視野角を制限する。計測回路ユニット512もそれぞれのソケットボード510に設置される。放射線検出ユニット511、コリメータ1及び計測回路ユニット512は、遮光・電磁シールドES内に収納されることで、γ線S1以外の電磁波の影響を遮断している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The nuclear medicine diagnosis apparatus according to the embodiment will be described as SPECT (Single Photon Emission Computer Tomography) which is a radiation imaging apparatus.
In FIG. 1, SPECT 5 includes a pair of semiconductor radiation detection devices 51, a rotation support base 52, a data collection analysis device 53, a data input device 54, and a display device 55. The pair of semiconductor radiation detection devices 51 are disposed on the rotation support base 52 at positions shifted by 180 ° in the circumferential direction. Specifically, each socket board 510 of each semiconductor radiation detection apparatus 51 is attached to the rotation support base 52 at a position 180 degrees apart in the circumferential direction. Each radiation detection unit 511 faces the bed B side. The collimator 1 is installed between the radiation detection unit 511 and the subject P, and the viewing angle from the radiation detection unit 511 is limited. A measurement circuit unit 512 is also installed in each socket board 510. The radiation detection unit 511, the collimator 1 and the measurement circuit unit 512 are housed in the light shielding / electromagnetic shield ES, thereby blocking the influence of electromagnetic waves other than the γ rays S1.

放射性薬剤が投与された被検者Pが載っているベッドBが移動され、被検者Pは、一対のソケットボード510の間に移動される。放射性薬剤が集積した被検者P内の集積部Sから放出されたγ線S1がコリメータ1内の放射線通路12(図2参照)を通って放射線検出ユニット511の各検出器(放射線検出器)2に入射される。検出器2から出力されたγ線検出信号は、計測回路ユニット512で信号処理される。データ収集解析装置53は、計測回路ユニット512から出力された情報を用いて被検者Pに対する画像情報を作成し、この画像情報を表示装置55に表示する。回転支持台52が回転することによって、各ソケットボード510及び放射線検出ユニット511が被検者Pの周囲を旋回する。放射線検出ユニット511は旋回しながらγ線検出信号を出力する。回転支持台52の回転制御、放射線検出ユニット511と被検者Pとの間の距離の制御、及びベッドBによる被検者Pの位置制御は、操作パネル56によってSPECT5の近傍で行えると共に、データ入力装置54によって遠距離から行うことも可能である。   The bed B on which the subject P to which the radiopharmaceutical is administered is moved, and the subject P is moved between the pair of socket boards 510. Each detector (radiation detector) of the radiation detection unit 511 passes through the radiation path 12 (see FIG. 2) in the collimator 1 and the γ-ray S1 emitted from the accumulation part S in the subject P in which the radiopharmaceutical is accumulated. 2 is incident. The γ-ray detection signal output from the detector 2 is processed by the measurement circuit unit 512. The data collection and analysis device 53 creates image information for the subject P using the information output from the measurement circuit unit 512 and displays this image information on the display device 55. As the rotation support base 52 rotates, each socket board 510 and the radiation detection unit 511 rotate around the subject P. The radiation detection unit 511 outputs a γ-ray detection signal while turning. The rotation control of the rotation support base 52, the control of the distance between the radiation detection unit 511 and the subject P, and the position control of the subject P by the bed B can be performed in the vicinity of SPECT5 by the operation panel 56, and data It is also possible to carry out from a long distance by the input device 54.

(第1の実施の形態)
次に、本発明の第1の実施の形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施の形態では、前記したSPECT5において、検出器2を前記した従来からある正六角形状の放射線通路12を有するコリメータ1に対してマッチングさせる検出器配置構造について説明する。
(First embodiment)
Next, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
In the present embodiment, a detector arrangement structure for matching the detector 2 with the collimator 1 having the conventional regular hexagonal radiation path 12 in the SPECT 5 described above will be described.

図2に示すように、本実施の形態に係る検出器配置構造では、γ線源Sから放出されるγ線のうち、ある一定の角度を有するγ線のみを透過するコリメータ1と、コリメータ1を透過したγ線を検出する検出器2を備えて構成されている。
なお、本実施の形態においては、検出器2の上面側にコリメータ1を配置した図2の状態を基準に、方向を定めて説明する。
As shown in FIG. 2, in the detector arrangement structure according to the present embodiment, among the γ rays emitted from the γ ray source S, a collimator 1 that transmits only γ rays having a certain angle, and a collimator 1 Is provided with a detector 2 for detecting γ-rays transmitted through the.
In the present embodiment, the direction will be described with reference to the state of FIG. 2 in which the collimator 1 is disposed on the upper surface side of the detector 2.

図2及び図3に示すように、コリメータ1は、隔壁11で仕切られた複数の放射線通路12をハニカム状に備えて構成されている。この放射線通路12は所定の長さを有し、γ線源Sから放出されるγ線(放射線)のうち、放射線通路12に対してある制限された角度で入射されるγ線S1のみを検出器2までガイドする。なお、所定の長さとは、検出器2に入射されるγ線の角度に応じて定めることができる。
図3に示すように、放射線通路12は、平面視正六角形状に形成されている。放射線通路12の大きさを小さくするほど空間分解能は高められる。ここで、紙面において水平方向に延びる辺を120とし、放射線通路12の中心を121とおく。また、説明の便宜上、この辺120が延びる方向と平行な線をX軸(第1座標)、垂直な線をY軸(第2座標)とおく。
また、隔壁11は、制限された角度以外から入射されるγ線を吸収すべく鉛等の材料からなる。この隔壁11は、所定の厚みを有している。ここで、この隔壁11の厚みの中心線(一点鎖線)を結んで形成される六角形を13とし、六角形13の対辺間の距離をA、六角形13の一辺の長さをBとおく(図4(a)参照)。なお、六角形13は各辺の長さが相等しい正六角形である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the collimator 1 includes a plurality of radiation paths 12 partitioned by partition walls 11 in a honeycomb shape. The radiation path 12 has a predetermined length, and detects only γ-rays S1 incident on the radiation path 12 at a certain limited angle among the γ-rays (radiation) emitted from the γ-ray source S. Guide to vessel 2. The predetermined length can be determined according to the angle of γ rays incident on the detector 2.
As shown in FIG. 3, the radiation path 12 is formed in a regular hexagonal shape in plan view. The spatial resolution is increased as the size of the radiation path 12 is reduced. Here, the side extending in the horizontal direction on the paper surface is 120, and the center of the radiation passage 12 is 121. For convenience of explanation, a line parallel to the direction in which the side 120 extends is set as an X axis (first coordinate), and a vertical line is set as a Y axis (second coordinate).
The partition 11 is made of a material such as lead so as to absorb γ-rays incident from other than a limited angle. The partition wall 11 has a predetermined thickness. Here, the hexagon formed by connecting the center line (one-dot chain line) of the thickness of the partition wall 11 is 13, the distance between opposite sides of the hexagon 13 is A, and the length of one side of the hexagon 13 is B. (See FIG. 4 (a)). The hexagon 13 is a regular hexagon having the same length on each side.

図3及び図4(b)に示すように、検出器2は、検出面210を有する半導体素子(検出素子)21を互いに隙間22を設けて格子状に配列して構成される。この半導体素子21の検出面210は矩形に形成され、この検出面210がコリメータ1の放射線通路12側を向くように配列されている。ここで、検出面210の中心を210aとおく。
ここで、隙間22の厚みの中心線(一点鎖線)を結んで形成される四角形を14とおくと、この四角形14は、六角形13の一辺の長さBの1.5倍のピッチでX軸方向に、また、六角形13の対辺間の距離AのピッチでY軸方向に配列される。つまり、半導体素子21が、六角形13の一辺の長さBの1.5倍のピッチでX軸方向に配列されることになる。
このような検出面210を有する半導体素子21は、例えば、CdTe(テルル化カドミウム)、TlBr(臭化タリウム)、GaAs(砒化ガリウム)等の半導体材料からなるものであり、コリメータ1で角度が制限されたγ線を入射されて検出できるようになっている。
As shown in FIGS. 3 and 4B, the detector 2 is configured by arranging semiconductor elements (detection elements) 21 having a detection surface 210 in a lattice pattern with gaps 22 therebetween. The detection surface 210 of the semiconductor element 21 is formed in a rectangular shape and is arranged so that the detection surface 210 faces the radiation path 12 side of the collimator 1. Here, the center of the detection surface 210 is set to 210a.
Here, if a square formed by connecting the center line (one-dot chain line) of the thickness of the gap 22 is 14, this square 14 is X with a pitch 1.5 times the length B of one side of the hexagon 13. They are arranged in the axial direction and in the Y-axis direction with a pitch of a distance A between opposite sides of the hexagon 13. That is, the semiconductor elements 21 are arranged in the X-axis direction at a pitch that is 1.5 times the length B of one side of the hexagon 13.
The semiconductor element 21 having such a detection surface 210 is made of a semiconductor material such as CdTe (cadmium telluride), TlBr (thallium bromide), GaAs (gallium arsenide), and the angle is limited by the collimator 1. The incident γ rays are incident and can be detected.

次に、コリメータ1に対する検出器2の配置方法について説明する。
まず、コリメータ1の放射線通路12に対して、検出面210が対向するように検出器2を配置する。そして、平面視において、放射線通路12の辺120と検出面210のX軸方向の列が平行になるようにする。また、放射線通路12の中心121をY軸方向に結んだ直線上に検出面210の中心210aが位置するように配置する。換言すると、Y軸方向に並ぶ中心121とY軸方向に並ぶ中心210aは同じX座標上にある。
なお、Y軸方向においては、検出器2の位置をコリメータ1の隔壁11と検出器2の隙間22を重ね合わせるよりも、少しずらした位置(図3参照)、望ましくは、X軸方向の隔壁11(辺120)から4分の1だけY軸方向にずれた位置に、X軸方向の隙間22を位置させるのがよい。この方が、検出感度を均一化することができる。これは、検出器2の検出面210の感度の低い部分が統計的誤差のネックになるためであり、図3のように少しずらした配置の方が総合的な検出感度が向上する。
Next, a method for arranging the detector 2 with respect to the collimator 1 will be described.
First, the detector 2 is arranged so that the detection surface 210 faces the radiation path 12 of the collimator 1. In a plan view, the side 120 of the radiation path 12 and the row of the detection surface 210 in the X-axis direction are made parallel. The center 210a of the detection surface 210 is located on a straight line connecting the center 121 of the radiation passage 12 in the Y-axis direction. In other words, the center 121 aligned in the Y-axis direction and the center 210a aligned in the Y-axis direction are on the same X coordinate.
In the Y-axis direction, the position of the detector 2 is slightly shifted (see FIG. 3) from the overlap of the gap 11 between the partition 11 of the collimator 1 and the detector 2 (see FIG. 3), preferably the partition in the X-axis direction. It is preferable that the gap 22 in the X-axis direction is located at a position shifted in the Y-axis direction by a quarter from 11 (side 120). This can make the detection sensitivity uniform. This is because the low-sensitivity portion of the detection surface 210 of the detector 2 becomes a bottleneck for statistical errors, and the overall detection sensitivity is improved by the arrangement slightly shifted as shown in FIG.

以上によれば、本実施の形態に係る検出器配置構造を適用したSPECT5において以下の効果を得ることができる。
コリメータ1の隔壁11に検出器2のY軸方向に延びる隙間22が効率よく重なるように配置されているので、検出器2においてY軸方向の隙間(デッドスペース)が小さくなる。そのため、放射線通路12内において露出する検出器2の検出面21aの割合を増大でき、検出感度を向上できる。
According to the above, the following effects can be obtained in SPECT5 to which the detector arrangement structure according to the present embodiment is applied.
Since the gap 22 extending in the Y-axis direction of the detector 2 efficiently overlaps the partition wall 11 of the collimator 1, the gap (dead space) in the Y-axis direction is reduced in the detector 2. Therefore, the ratio of the detection surface 21a of the detector 2 exposed in the radiation passage 12 can be increased, and the detection sensitivity can be improved.

また、検出面210が六角形13のY軸方向の長さAと同一のピッチで配置されているため、六角形13と検出面210のY軸方向の繰り返しピッチが同一となる。そのため、検出感度を均一化することができる。   Further, since the detection surfaces 210 are arranged at the same pitch as the length A of the hexagon 13 in the Y-axis direction, the repeated pitches of the hexagon 13 and the detection surfaces 210 in the Y-axis direction are the same. Therefore, the detection sensitivity can be made uniform.

(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、本実施の形態は、第1の実施の形態の構成を一部変更したものなので、第1の実施の形態と同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
Since this embodiment is a partial modification of the configuration of the first embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. And

図5に示すように、コリメータ1は、隔壁11で仕切られた複数の放射線通路12を備えて構成されている。ここで、紙面において水平方向に延びる辺を120とし、放射線通路12の中心を121とおく。また、説明の便宜上、この辺121が延びる方向と平行な線をX軸、垂直な線をY軸とおく。そして、この隔壁11の厚みの中心線(一点鎖線)を結んで形成される六角形を13とし、六角形13の対辺間の距離をA、六角形13の一辺の長さをBとおく(図6(a)参照)。なお、六角形13は各辺の長さが相等しい正六角形である。   As shown in FIG. 5, the collimator 1 includes a plurality of radiation paths 12 partitioned by a partition wall 11. Here, the side extending in the horizontal direction on the paper surface is 120, and the center of the radiation passage 12 is 121. For convenience of explanation, a line parallel to the direction in which the side 121 extends is set as an X axis, and a vertical line is set as a Y axis. And the hexagon formed by connecting the center line (one-dot chain line) of the thickness of the partition wall 11 is 13, the distance between opposite sides of the hexagon 13 is A, and the length of one side of the hexagon 13 is B ( (See FIG. 6 (a)). The hexagon 13 is a regular hexagon having the same length on each side.

図5及び図6(b)に示すように、検出器3は、検出面310を有する半導体素子(検出素子)31を互いに隙間32を設けて格子状に配列して構成される。ここで、検出面310の中心を310aとおく。
ここで、隙間32の厚みの中心線(一点鎖線)を結んで形成される四角形を15とおくと、この四角形15は、正方形であり、六角形13の一辺の長さBの1.5倍のピッチでX軸方向及びY軸方向に配列される。つまり、半導体素子31が、六角形13の一辺の長さBの1.5倍のピッチでX軸方向に配列されることになる。
このような検出面310を有する半導体素子31は、例えば、CdTe(テルル化カドミウム)、TlBr(臭化タリウム)、GaAs(砒化ガリウム)等の半導体材料からなるものであり、コリメータ1で角度が制限されたγ線を入射されて検出できるようになっている。
As shown in FIGS. 5 and 6B, the detector 3 is configured by arranging semiconductor elements (detection elements) 31 having a detection surface 310 in a lattice pattern with gaps 32 therebetween. Here, the center of the detection surface 310 is 310a.
Here, assuming that a square formed by connecting the center line (one-dot chain line) of the thickness of the gap 32 is 15, this square 15 is a square and is 1.5 times the length B of one side of the hexagon 13. Are arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction at a pitch of. That is, the semiconductor elements 31 are arranged in the X-axis direction at a pitch that is 1.5 times the length B of one side of the hexagon 13.
The semiconductor element 31 having such a detection surface 310 is made of a semiconductor material such as CdTe (cadmium telluride), TlBr (thallium bromide), GaAs (gallium arsenide), and the angle is limited by the collimator 1. The incident γ rays are incident and can be detected.

次に、コリメータ1に対する検出器3の配置方法について説明する。
まず、コリメータ1の放射線通路12に対して、検出面310が対向するように検出器3を配置する。そして、平面視において、放射線通路12の辺120と検出面310のX軸方向の列が平行になるようにする。また、放射線通路12の中心121をY軸方向に結んだ直線上に検出面310の中心310aが位置するように配置する。
Next, a method for arranging the detector 3 with respect to the collimator 1 will be described.
First, the detector 3 is arranged so that the detection surface 310 faces the radiation path 12 of the collimator 1. In the plan view, the side 120 of the radiation path 12 and the row of the detection surface 310 in the X-axis direction are made parallel. Further, the detection surface 310 is arranged so that the center 310a is positioned on a straight line connecting the center 121 of the radiation path 12 in the Y-axis direction.

以上によれば、本実施の形態に係る検出器配置構造を適用したSPECT5において以下の効果を得ることができる。
コリメータ1の隔壁11に検出器3のY軸方向に延びる隙間32が効率よく重なるように配置されているので、検出器3においてY軸方向の隙間(デッドスペース)が小さくなる。そのため、放射線通路12内において露出する検出器2の検出面21aの割合を増大でき、検出感度を向上できる。
なお、本実施の形態においては、隙間32をX軸方向とY軸方向で、同一の幅に設定したが、どちらかの方向でデッドスペースを小さくすることができる場合、図7に示すようにX軸方向に平行な隙間32aの幅を小さくする。このようにすることで、放射線通路12内に露出する隙間32aを小さくし、検出面31aの割合を増大できるので、検出感度を向上させることができる。
According to the above, the following effects can be obtained in SPECT5 to which the detector arrangement structure according to the present embodiment is applied.
Since the gap 32 extending in the Y-axis direction of the detector 3 efficiently overlaps the partition wall 11 of the collimator 1, the gap (dead space) in the Y-axis direction is reduced in the detector 3. Therefore, the ratio of the detection surface 21a of the detector 2 exposed in the radiation passage 12 can be increased, and the detection sensitivity can be improved.
In this embodiment, the gap 32 is set to have the same width in the X-axis direction and the Y-axis direction. However, when the dead space can be reduced in either direction, as shown in FIG. The width of the gap 32a parallel to the X-axis direction is reduced. By doing so, the gap 32a exposed in the radiation passage 12 can be reduced and the ratio of the detection surface 31a can be increased, so that the detection sensitivity can be improved.

(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施の形態では、前記した第2の実施の形態に係る検出器に用いられるコリメータについて説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
In the present embodiment, a collimator used in the detector according to the second embodiment described above will be described.

図8に示すように、本実施の形態に係るコリメータ4は、隔壁41で仕切られた複数の放射線通路42を備えて構成されている。この放射線通路42は所定の長さを有し、γ線源Sから放出されるγ線(放射線)のうち、放射線通路42に対してある制限された角度で入射されるγ線S1のみを検出器3までガイドする(図2参照)。なお、所定の長さとは、検出器3に入射されるγ線の角度に応じて定めることができる。
図8に示すように、放射線通路42は、検出器3の検出面310の形状・寸法と同様に、平面視略正方形状に形成されている。放射線通路42の大きさを小さくするほど空間分解能は高められる。
また、隔壁41は、制限された角度以外から入射されるγ線を吸収すべく鉛等の材料からなる。この隔壁41は、所定の厚み41aを有している。この隔壁41の所定の厚み41aは、検出器3の隙間32の厚み32aと同一である。
As shown in FIG. 8, the collimator 4 according to the present embodiment includes a plurality of radiation paths 42 partitioned by a partition wall 41. The radiation path 42 has a predetermined length, and detects only γ-rays S1 incident on the radiation path 42 at a certain limited angle among the γ-rays (radiation) emitted from the γ-ray source S. Guide to vessel 3 (see FIG. 2). The predetermined length can be determined according to the angle of γ rays incident on the detector 3.
As shown in FIG. 8, the radiation passage 42 is formed in a substantially square shape in plan view, like the shape and dimensions of the detection surface 310 of the detector 3. As the size of the radiation passage 42 is reduced, the spatial resolution is increased.
Further, the partition wall 41 is made of a material such as lead so as to absorb γ rays incident from other than a limited angle. The partition wall 41 has a predetermined thickness 41a. The predetermined thickness 41 a of the partition wall 41 is the same as the thickness 32 a of the gap 32 of the detector 3.

以上のように構成されたコリメータ4は、図8に示すように、放射線通路42が検出面310に対向するように、かつ、平面視において、放射線通路42の隔壁41と検出器3の隙間32が重なるように配置される。   As shown in FIG. 8, the collimator 4 configured as described above has the gap 32 between the partition wall 41 of the radiation path 42 and the detector 3 in plan view so that the radiation path 42 faces the detection surface 310. Are arranged to overlap.

以上によれば、本実施の形態において以下の効果を得ることができる。
コリメータ4の隔壁41に検出器3の隙間32が効率よく重なるように配置されているので、放射線通路42内において露出する検出器3の検出面31aの割合を増大でき、検出感度を向上できるとともに、検出感度を均一化することができる。
According to the above, the following effects can be obtained in the present embodiment.
Since the gap 32 of the detector 3 overlaps the partition wall 41 of the collimator 4 efficiently, the ratio of the detection surface 31a of the detector 3 exposed in the radiation passage 42 can be increased, and the detection sensitivity can be improved. The detection sensitivity can be made uniform.

実施形態に係るに係るSPECTの全体構成図である。It is a whole block diagram of SPECT which concerns on embodiment. SPECTで用いられる検出器配置構造全体の斜視図である。It is a perspective view of the whole detector arrangement structure used by SPECT. 上面にコリメータを配置された検出器の一部分を示す平面図である。It is a top view which shows a part of detector which has arrange | positioned the collimator on the upper surface. (a)は隔壁の中心線を通る六角形の寸法を示す図であり、(b)は隙間の中心線を通る四角形の寸法を示す図である。(A) is a figure which shows the dimension of the hexagon which passes along the centerline of a partition, (b) is a figure which shows the dimension of the rectangle which passes along the centerline of a clearance gap. 上面にコリメータを配置された検出器の一部分を示す平面図である。It is a top view which shows a part of detector which has arrange | positioned the collimator on the upper surface. (a)は隔壁の中心線を通る六角形の寸法を示す図であり、(b)は隙間の中心線を通る四角形の寸法を示す図である。(A) is a figure which shows the dimension of the hexagon which passes along the centerline of a partition, (b) is a figure which shows the dimension of the rectangle which passes along the centerline of a clearance gap. 上面にコリメータを配置された検出器の一部分を示す平面図である。It is a top view which shows a part of detector which has arrange | positioned the collimator on the upper surface. コリメータと検出器の配置を説明する平面図である。It is a top view explaining arrangement | positioning of a collimator and a detector. 従来のガンマカメラの要部の構成を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the structure of the principal part of the conventional gamma camera. 検出器上に適当にコリメータを配置した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which has arrange | positioned the collimator appropriately on the detector.

符号の説明Explanation of symbols

1,4 コリメータ
2,3 検出器
11,41 隔壁
12 放射線通路
21,31 半導体素子
22,32 隙間
42 放射線通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,4 Collimator 2,3 Detector 11,41 Partition 12 Radiation path 21,31 Semiconductor element 22,32 Crevice 42 Radiation path

Claims (5)

隔壁を有し、前記隔壁で仕切られた正六角形状の、放射線が通過する複数の放射線通路を備えるコリメータと、矩形の複数の検出素子を、互いに隙間を設けて2次元直交座標方向に沿って格子状に配列した放射線検出器と、を備え、前記検出素子が前記放射線通路と対向するように前記検出器が配置される核医学診断装置であって、
第1座標方向における前記検出素子のピッチが、前記放射線通路を確定する前記隔壁の対向する辺のピッチと同じに設定され、
前記放射線通路の中心と前記検出素子の中心は、第1座標に関し同じ座標上に配置されたことを特徴とする核医学診断装置。
A collimator having a regular hexagonal shape and having a plurality of radiation passages through which radiation passes, and a plurality of rectangular detection elements are provided along the two-dimensional orthogonal coordinate direction with a gap therebetween. A radiation detector arranged in a grid, and a nuclear medicine diagnostic apparatus in which the detector is arranged so that the detection element faces the radiation path,
The pitch of the detection elements in the first coordinate direction is set to be the same as the pitch of the opposing sides of the partition walls defining the radiation path;
The nuclear medicine diagnosis apparatus, wherein the center of the radiation path and the center of the detection element are arranged on the same coordinate with respect to the first coordinate.
前記放射線通路を形成する隔壁及び前記検出素子の一辺は、前記第1座標方向と平行に配置され、
前記検出素子のピッチが前記放射線通路を形成する隔壁の一辺の1.5倍に設定されたことを特徴とする請求項1記載の核医学診断装置。
A partition that forms the radiation path and one side of the detection element are arranged in parallel with the first coordinate direction,
The nuclear medicine diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the pitch of the detection elements is set to 1.5 times one side of the partition wall forming the radiation path.
前記放射線通路の中心と前記検出素子の中心は、第1座標に関し同じ座標上に配置されたことを特徴とする請求項2記載の核医学診断装置。   The nuclear medicine diagnosis apparatus according to claim 2, wherein the center of the radiation path and the center of the detection element are arranged on the same coordinate with respect to the first coordinate. 前記検出素子及び前記隔壁のそれぞれの一辺が前記第1座標方向と平行に配置され、前記放射線通路の中心と前記検出素子の中心は、第1座標に関し同じ座標上に配置されたことを特徴とする請求項2記載の核医学診断装置。   One side of each of the detection element and the partition is arranged in parallel with the first coordinate direction, and the center of the radiation path and the center of the detection element are arranged on the same coordinate with respect to the first coordinate. The nuclear medicine diagnostic apparatus according to claim 2. 複数の検出素子を互いに隙間を設けて格子状に配列して構成される放射線検出器に用いられるコリメータであって、
隔壁で仕切られた、放射線が通過する複数の放射線通路を備え、前記放射線通路は、前記検出素子にそれぞれ対向して合致する形状を有し、前記隔壁は、前記検出素子同士の間の隙間の幅と一致していることを特徴とするコリメータ。
A collimator used in a radiation detector configured by arranging a plurality of detection elements in a grid with a gap therebetween,
A plurality of radiation passages, through which radiation passes, are partitioned by a partition wall, and the radiation passage has a shape that is opposed to and coincides with each of the detection elements, and the partition wall is a gap between the detection elements. Collimator characterized in that it matches the width.
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