JP2012127705A - Collimator for radiation, radiation detector, and radiation detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シンチレーター材料からなる放射線用コリメーターを有する新規な放射線検出器及び検出方法に関する。SPECT(単一光子放射断層撮影)などの医療診断用もしくは、手荷物検査などのセキュリティ用のガンマ線検出器に好適に使用できる。中性子線検出器など他の放射線検出器への応用も可能である。 The present invention relates to a novel radiation detector and detection method having a radiation collimator made of a scintillator material. It can be suitably used for a gamma ray detector for medical diagnosis such as SPECT (single photon emission tomography) or security for baggage inspection. Application to other radiation detectors such as neutron detectors is also possible.
核医学分野では、体内に放射性薬剤を投与し、そこから放出される放射線(主としてガンマ線)を体外に設置した放射線検出器で計測し、その空間分布を得ることで、放射性薬剤の集積度合いをみて、病変の有無を診断する。この際に用いられるガンマカメラでは、ガンマ線の飛来方向を特定するためにコリメーターを用いる必要があったが、ガンマ線コリメーターには、従来、鉛のような重金属が用いられており、遮蔽されて検出に利用されないガンマ線が生じるため、検出効率が下がるという問題があった(図1)。同様に、他の放射線、例えば中性子線に対してはLiFセラミックスなどの中性子線に対して吸収効率が高い材料がコリメーターとして用いられており、同じく検出効率の低下が問題であった。 In the field of nuclear medicine, radiopharmaceuticals are administered into the body, and the radiation (mainly gamma rays) emitted from them is measured with a radiation detector placed outside the body, and the spatial distribution is obtained, so that the degree of radiopharmaceutical accumulation is observed. Diagnose the presence or absence of lesions. In the gamma camera used at this time, it was necessary to use a collimator in order to identify the direction of gamma ray flight. However, conventionally, heavy metals such as lead have been used for the gamma ray collimator, which is shielded. Since gamma rays that are not used for detection are generated, there is a problem that the detection efficiency decreases (FIG. 1). Similarly, for other radiation, for example, a neutron beam, a material having a high absorption efficiency with respect to a neutron beam such as LiF ceramics is used as a collimator.
ガンマ線コリメーターによって検出効率の低下する問題に対しては、本発明者らによってコリメーター壁面にイメージングプレートを貼り付ける方法で回避することが試みられていた(非特許文献1)。しかし、測定ごとに検出器を分解する必要があったり、画像読み出しに手間と時間を要したりするなど、SPECT等への応用を考えると実用的な方法ではなかった。 The inventors of the present invention have tried to avoid the problem that the detection efficiency is lowered by the gamma ray collimator by attaching an imaging plate to the collimator wall surface (Non-patent Document 1). However, it is not a practical method in consideration of application to SPECT or the like, such as the necessity of disassembling the detector for each measurement or the time and labor required for image reading.
α線、β線、γ線、X線、中性子線等の放射線が照射された際に当該放射線を吸収する物質としてシンチレーターがある。シンチレーターとは、放射線を吸収して発光する物質のことであり、光電子増倍管などの光検出器と組み合わせることで放射線検出に用いられている。このようなシンチレーター機能を有する材料(シンチレーター材料)には、放射線の種類や使用目的に応じてさまざまな種類があり、Bi4Ge3O12、Ce:Gd2SiO5などの無機結晶、アントラセンなどの有機結晶、有機蛍光体を含有させたポリスチレンやポリビニルトルエンなどの高分子体がある。これらは、従来のコリメーター用の材料ほどではないものの、放射線に対して比較的高い遮蔽能力があると言える。しかし、前記した通り、従来は主にガンマ線に対しては鉛、中性子線に対してはLiFセラミックがコリメーターとして用いられており、シンチレーター材料からなるコリメーターは用いられてはいなかった。 There is a scintillator as a substance that absorbs radiation such as α rays, β rays, γ rays, X rays, neutron rays and the like. A scintillator is a substance that absorbs radiation and emits light, and is used for radiation detection in combination with a photodetector such as a photomultiplier tube. There are various types of scintillator functions (scintillator materials) depending on the type of radiation and the purpose of use, such as inorganic crystals such as Bi 4 Ge 3 O 12 and Ce: Gd 2 SiO 5 , anthracene, etc. And organic polymers such as polystyrene and polyvinyltoluene containing an organic phosphor. Although these are not as much as materials for conventional collimators, they can be said to have a relatively high shielding ability against radiation. However, as described above, conventionally, lead is mainly used for gamma rays and LiF ceramic is used as a collimator for neutron rays, and a collimator made of a scintillator material has not been used.
従来の放射線コリメーターでは遮蔽されて検出に利用されない放射線が一定量生じるため、放射線検出器に組み込んだ場合に検出効率が下がるという問題があり、放射線コリメーターを備えた放射線検出器の検出効率の改善が求められていた。 In conventional radiation collimators, a certain amount of radiation that is shielded and not used for detection is generated, so there is a problem that the detection efficiency decreases when incorporated in a radiation detector, and the detection efficiency of a radiation detector equipped with a radiation collimator is low. There was a need for improvement.
本発明者らは、放射線検出器に組み込んだ場合に検出効率が下がらない放射線用コリメーターについて鋭意検討した結果、放射線用コリメーターとしてシンチレーター材料からなる放射線用コリメーターを用いることによって、コリメーター部分で遮蔽されて検出に利用されていなかった放射線を検出データとして利用することで放射線検出効率を向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies on a radiation collimator that does not lower the detection efficiency when incorporated in a radiation detector, the present inventors have used a collimator part for radiation by using a radiation collimator made of a scintillator material as a radiation collimator. The present inventors have found that radiation detection efficiency can be improved by using, as detection data, radiation that is shielded and not used for detection, and has completed the present invention.
即ち、本発明は、シンチレーター材料からなることを特徴とする放射線用コリメーター、該コリメーターを備えた放射線検出器、該コリメーターを用いて放射線が飛来した方向を特定する放射線検出方法、及び放射線用コリメーター用中空柱状単結晶の製造方法である。 That is, the present invention is a radiation collimator comprising a scintillator material, a radiation detector equipped with the collimator, a radiation detection method for identifying the direction in which radiation has traveled using the collimator, and radiation It is a manufacturing method of the hollow columnar single crystal for collimators.
本発明によると、従来の放射線コリメーターでは、遮蔽されて利用されていなかった放射線を検出に利用できるため検出効率が高くなり、従来よりも少ない量の放射線によっても、放射線コリメーターを備えた放射線検出器として用いることが可能となる。これにより、例えば医療診断用ガンマカメラに応用した場合、放射性薬剤の投与量を低減することが可能となる。 According to the present invention, in a conventional radiation collimator, radiation that has been shielded and not used can be used for detection, so that the detection efficiency is increased, and radiation with a radiation collimator can be obtained even with a smaller amount of radiation than in the past. It can be used as a detector. Thereby, when applied to a gamma camera for medical diagnosis, for example, the dose of the radiopharmaceutical can be reduced.
本発明の放射線用コリメーターはシンチレーター材料からなる。 The radiation collimator of the present invention is made of a scintillator material.
シンチレーター材料は特に限定されず公知のシンチレーター材料を用いることができ、放射線の種類に応じて選択すればよい。ガンマ線に対しては、BaF2、CeF3,Bi4Ge3O12、Ce:Lu2SiO5、Ce:Gd2SiO5、CsI、Tl:NaI、CdWO4、PbWO4などから選ばれるものが好適に使用できる。中性子線に対してはリチウムガラス、Eu:LiI、Ce:LiCaAlF6、Eu:LiCaAlF6などのLi化合物、Ce:CaB2O4、Eu:CaB2O4などのB化合物、などから選ばれるものが好適に使用できる。
The scintillator material is not particularly limited, and a known scintillator material can be used, and may be selected according to the type of radiation. For
本発明の放射線用コリメーターの形状の例としては、中空柱状に形状制御された単結晶やシンチレーター材料からなる光ファイバを束ねたもの、小型シンチレーターブロックを組み合わせたもの等が挙げられる。 Examples of the shape of the radiation collimator of the present invention include a bundle of optical fibers made of a single crystal or a scintillator material whose shape is controlled in a hollow column shape, a combination of small scintillator blocks, and the like.
本発明の放射線用コリメーターは、シンチレーター及び光検出器とともに放射線検出器を構成することにより、放射線検出効率の向上した放射線検出器とすることができる。 The radiation collimator of the present invention can be a radiation detector with improved radiation detection efficiency by constituting a radiation detector together with a scintillator and a photodetector.
本発明の放射線用コリメーターを備えた放射線検出器においては、放射線用コリメーター用の材料として従来用いられていなかったシンチレーター材料をコリメーターとして用い、コリメーター部分で遮蔽されて検出に利用されていなかった放射線を検出データとして利用することで放射線検出効率を向上させることができる。放射線用コリメーターは、一般的に放射線遮蔽能力の高い材料に穴を開けた中空柱状構造をとるが、これを本発明の放射線用コリメーターのようにシンチレーター材料で構成することで、放射線の飛来方向の限定と検出の両者を同時に行うことが可能となる。また、検出信号の逐次読み出しも可能となる。 In the radiation detector equipped with the radiation collimator of the present invention, a scintillator material that has not been conventionally used as a material for the radiation collimator is used as a collimator and is used for detection by being shielded by the collimator portion. Radiation detection efficiency can be improved by using the missing radiation as detection data. A radiation collimator generally has a hollow columnar structure in which a hole is made in a material having a high radiation shielding ability. However, the radiation collimator is composed of a scintillator material like the radiation collimator of the present invention. Both direction limitation and detection can be performed simultaneously. In addition, the detection signal can be sequentially read out.
放射線が飛来した方向は、シンチレーター材料からなる放射線用コリメーターの発光する部分が光電子増倍管から距離が遠ければ減衰が大きく光量が小さくなり、距離が近ければ光量が大きくなることを利用して、該コリメーターの発光量を測定することにより、複数の放射線コリメーターの検出面(放射線用コリメーターの側面)の発光する部分の垂直方向の位置(光電子増倍管からの距離)を特定し(図2)、この垂直方向の位置データから特定する。光量が最も大きいのは、放射線が飛来した方向が光電子増倍管に垂直な方向の場合である。また、隣接するシンチレーター材料からなる放射線用コリメーター同士を、発光減衰時定数の異なるコリメーターを市松模様に配置することで、発光減衰時間により識別することが可能となる(図3)。コリメーターの中心部の中空部分は図3のように何も設置しなくてもよいが、シンチレーターを設置してもよい。ガンマ線検出器として用いる場合には、有効原子番号の低いプラスチックシンチレーターなどを設置してもよい。 The direction in which the radiation came is based on the fact that when the distance from the photomultiplier tube is far from the photomultiplier tube, the amount of light emitted from the radiation collimator made of scintillator material decreases and the amount of light increases. By measuring the amount of light emitted from the collimator, the vertical position (distance from the photomultiplier tube) of the light emitting portion of the detection surface (side surface of the radiation collimator) of the plurality of radiation collimators is specified. (FIG. 2), the position data is specified from the vertical position data. The amount of light is greatest when the direction in which the radiation has come is perpendicular to the photomultiplier tube. Further, by arranging collimators for radiation made of adjacent scintillator materials in a checkered pattern with different emission decay time constants, it is possible to identify them by the emission decay time (FIG. 3). The hollow portion at the center of the collimator need not be installed as shown in FIG. 3, but a scintillator may be installed. When used as a gamma ray detector, a plastic scintillator having a low effective atomic number may be installed.
放射線用コリメーター用中空球状単結晶の製造には、マイクロ引き下げ法やチョクラルスキー法による単結晶育成が適用可能であり、溶融された原料と結晶化した部分の界面近傍に環状の穴を備えた形状制御用の非溶融部材を用い、育成形状を安定化する目的で2つ以上の種結晶もしくは金属ワイヤーを同時に用いることを特徴とする。 For the production of hollow spherical single crystals for radiation collimators, single crystal growth by the micro pull-down method or Czochralski method is applicable, and an annular hole is provided near the interface between the melted raw material and the crystallized part. In addition, two or more seed crystals or metal wires are used at the same time for the purpose of stabilizing the growth shape using a non-melting member for shape control.
製造方法は特に限定されないが、マイクロ引き下げ法やチョクラルスキー法に代表される種結晶を動かして融液から結晶を引き下げるもしくは引き上げる種類の融液成長法によって製造することができる。 Although the production method is not particularly limited, it can be produced by a type of melt growth method in which a seed crystal represented by a micro pull-down method or a Czochralski method is moved to pull down or pull up the crystal from the melt.
以下、マイクロ引き下げ法を用いた場合の中空角柱状に形状制御されたシンチレーターの具体的な作製方法を、フッ化物単結晶の育成を例に説明する。 Hereinafter, a specific method for producing a scintillator whose shape is controlled to be a hollow prismatic shape when the micro-pulling-down method is used will be described taking growth of a fluoride single crystal as an example.
マイクロ引き下げ法とは、図4に示すような装置を用いて、坩堝5の底部に設けた穴より原料融液を引き出して結晶を製造する方法である。図4には一般的に用いられる穴形状と1本の金属ワイヤーによる結晶育成の模式図を示している。フッ化物単結晶を育成する場合、坩堝やヒーターの材質にはカーボンを用いることができ、高周波コイルによる誘導加熱方式の育成炉を用いることができる。
The micro pull-down method is a method for producing a crystal by drawing a raw material melt from a hole provided in the bottom of the
方法としては、まず、所定量の原料を、底部に穴を設けた坩堝5に充填する。坩堝底部に設ける穴の形状は本発明の特徴であり、図5に示すような、環状の穴とする。
As a method, first, a predetermined amount of raw material is filled into a
本発明において原料は特に限定されないが、純度がそれぞれ99.99%以上のものを用いることが好ましい。このような高純度の混合原料を用いることにより、結晶の純度を高めることができ、発光強度等の特性が向上する。中性子線用シンチレーターを作製する場合はLi化合物原料には中性子線に対する検出効率を向上する目的で、6Li濃縮原料を用いても良い。同様にB化合物には10B濃縮原料を用いても良い。混合原料は、混合後に焼結或いは溶融固化させてから用いても良い。 In the present invention, the raw materials are not particularly limited, but it is preferable to use those having a purity of 99.99% or more. By using such a high-purity mixed raw material, the purity of the crystal can be increased and characteristics such as emission intensity are improved. In the case of producing a neutron scintillator, a 6 Li-enriched raw material may be used as the Li compound raw material for the purpose of improving the detection efficiency with respect to the neutron beam. Similarly, a 10 B concentrated raw material may be used for the B compound. The mixed raw material may be used after being sintered or melted and solidified after mixing.
次いで、上記原料を充填した坩堝5、アフターヒーター1、ヒーター2、断熱材3、及びステージ4を図4に示すようにセットする。
Next, the
また、真空排気装置を用いて、チャンバー6内を1.0×10−3Pa以下まで真空排気した後、育成時の雰囲気に用いるガス(例えばアルゴン)をチャンバー6内に導入してガス置換を行う。ガス置換後のチャンバー内の圧力は特に限定されないが、大気圧が一般的である。 Further, after evacuating the inside of the chamber 6 to 1.0 × 10 −3 Pa or less using a vacuum evacuation device, a gas (for example, argon) used for an atmosphere during growth is introduced into the chamber 6 to perform gas replacement. Do. The pressure in the chamber after gas replacement is not particularly limited, but atmospheric pressure is common.
該ガス置換操作によって、原料或いはチャンバー内に付着した水分を除去することができ、かかる水分に由来する結晶の劣化を妨げることができる。上記ガス置換操作によっても除去できない水分による影響を避けるため、CF4ガスなどのスカベンジャーを用いることが好ましい。固体スカベンジャーを用いる場合には原料中に予め混合しておく方法が好適であり、気体スカベンジャーを用いる場合には上記不活性ガスに混合してチャンバー内に導入する方法が好適である。 By the gas replacement operation, moisture attached to the raw material or the chamber can be removed, and deterioration of crystals derived from the moisture can be prevented. In order to avoid the influence of moisture that cannot be removed even by the gas replacement operation, it is preferable to use a scavenger such as CF 4 gas. When using a solid scavenger, a method of mixing in the raw material in advance is preferable, and when using a gas scavenger, a method of mixing with the above inert gas and introducing it into the chamber is preferable.
ガス置換操作を行った後、高周波コイル7で原料を加熱して溶融させ、溶融した原料融液を坩堝底部の穴から引き出して、結晶の育成を開始する。
After performing the gas replacement operation, the raw material is heated and melted by the high-
ここで、金属ワイヤーもしくは種結晶を引き下げロッドの先端に設け、坩堝底部の穴から坩堝内部に挿入し、該金属ワイヤーもしくは種結晶に原料融液を付着させた後、原料融液を共に引き下げることによって結晶の育成が可能となる。金属ワイヤーにはPt、W−Re合金等の高融点金属を用いることができ、種結晶には育成する結晶と同一のものを用いることが好ましい。 Here, a metal wire or seed crystal is provided at the tip of the pulling rod, inserted into the crucible from the hole at the bottom of the crucible, and after the raw material melt is attached to the metal wire or seed crystal, the raw material melt is pulled down together. This makes it possible to grow crystals. A refractory metal such as Pt or W—Re alloy can be used for the metal wire, and it is preferable to use the same crystal as the crystal to be grown for the seed crystal.
この時、引き下げに用いる金属ワイヤーもしくは種結晶は2点以上で原料と接触可能な形状(例えば図6に示す金属ワイヤー)のものを用いる。これは本発明の特徴であり、1点で原料と接触する金属ワイヤーもしくは種結晶を用いると、中空角柱状に形状制御された単結晶の育成は、育成方向が曲がってしまうなどして、安定せず、単結晶育成が困難である。 At this time, the metal wire or seed crystal used for pulling down has a shape that can contact the raw material at two or more points (for example, the metal wire shown in FIG. 6). This is a feature of the present invention. When a metal wire or seed crystal that comes into contact with the raw material at one point is used, the growth of a single crystal whose shape is controlled to be a hollow prism is stable because the growth direction is bent. Therefore, single crystal growth is difficult.
このような装置構成において、高周波の出力を調整し、原料の温度を徐々に上げながら、該金属ワイヤーを坩堝底部の穴に挿入し、引き出しを行う。この操作を、原料融液が金属ワイヤーと共に引き出されるまで繰り返して、結晶の育成を開始する。 In such an apparatus configuration, while adjusting the output of the high frequency and gradually raising the temperature of the raw material, the metal wire is inserted into the hole at the bottom of the crucible and pulled out. This operation is repeated until the raw material melt is drawn together with the metal wire, and crystal growth is started.
上記金属ワイヤーによる原料融液の引き出しを行った後、一定の引き下げ速度で連続的に引き下げることにより、結晶を得ることができる。 After pulling out the raw material melt with the metal wire, the crystal can be obtained by continuously pulling it down at a constant pulling rate.
該引き下げ速度は、特に限定されないが、速過ぎると結晶性が悪くなりやすく、遅過ぎると、結晶性は良くなるものの、結晶育成に必要な時間が膨大になってしまうため、0.5〜10mm/hrの範囲とすることが好ましい。 The pulling speed is not particularly limited, but if it is too fast, the crystallinity tends to be poor, and if it is too slow, the crystallinity is improved, but the time required for crystal growth becomes enormous. / Hr is preferable.
本発明のフッ化物結晶の製造において、熱歪に起因する結晶欠陥を除去する目的で、結晶の製造後にアニール操作を行っても良い。 In the production of the fluoride crystal of the present invention, an annealing operation may be performed after the production of the crystal for the purpose of removing crystal defects caused by thermal strain.
以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
実施例
(材料からなる放射線用コリメーター用中空柱状単結晶の製造)
図1に示す結晶製造装置を用いて、中空角柱状のBaF2単結晶を製造した。
Example (Production of hollow columnar single crystal for material collimator for radiation)
A hollow prismatic BaF 2 single crystal was manufactured using the crystal manufacturing apparatus shown in FIG.
原料としては、純度が99.99%のBaF2を用いた。アフターヒーター1、ヒーター2、断熱材3、ステージ4、及び坩堝5は、高純度カーボン製のものを使用し、坩堝底部に設けた穴の形状は図5に示す形状とした。
As a raw material, BaF 2 having a purity of 99.99% was used. The after heater 1, the
まず、BaF2原料を坩堝5に充填した。原料を充填した坩堝5を、アフターヒーター1の上部にセットし、その周囲にヒーター2、及び断熱材3を順次セットした。次いで、油回転ポンプ及び油拡散ポンプからなる真空排気装置を用いて、チャンバー6内を1.0×10−4Paまで真空排気した後、アルゴン90%−四フッ化メタン10%混合ガスをチャンバー6内に導入してガス置換を行った。
First, the
ガス置換後のチャンバー6内の圧力は大気圧とした後、高周波コイル7で原料を約400度まで加熱したが、原料融液の坩堝5底部の穴からの滲出は認められなかった。そこで、高周波の出力を調整して原料融液の温度を徐々に上げながら、引き下げロッド8の先端に設けたW−Reワイヤーを、上記穴に挿入し、引き下げる操作を繰り返したところ、原料の融液を上記穴より引き出すことができた。
After the gas replacement, the pressure in the chamber 6 was changed to atmospheric pressure, and then the raw material was heated to about 400 ° C. with the high-
この時用いたW−Reワイヤーの形状は図6に示す形状の2つに分岐したもので、図5に示した坩堝の穴より原料融液に2点で接触し、そこから固化させ、単結晶の引き下げを開始することができた。 The shape of the W-Re wire used at this time was branched into two shapes as shown in FIG. 6. The W-Re wire was brought into contact with the raw material melt at two points through the hole in the crucible shown in FIG. Crystal pulling could be started.
この時点の温度が保たれるように高周波の出力を固定し、原料の融液を6mm/hrの速度で連続的に12時間引き下げ、最終的に外径3mm角、内径1mm角、長さ19mmの中空角柱状のBaF2単結晶(図7)を得た。 The high frequency output is fixed so that the temperature at this point is maintained, and the raw material melt is continuously reduced at a speed of 6 mm / hr for 12 hours, and finally the outer diameter is 3 mm square, the inner diameter is 1 mm square, and the length is 19 mm. A hollow prismatic BaF 2 single crystal (FIG. 7) was obtained.
(検出器の評価)
シンチレーター材料からなる放射線用コリメーターで構成した機能性コリメーター型ガンマカメラの有用性を示すため、モンテカルロシミュレーションで、一次元の機能性コリメーターを模擬し、得られた検出器出力から再構成画像を取得した。コリメーターとしてBGOシンチレーター(外形3mm角、内径1mm角、長さ17mm中空角柱状)、線源として140keV単色ガンマ線を用いた場合のシミュレーションを行った。
(Evaluation of detector)
In order to demonstrate the usefulness of a functional collimator-type gamma camera composed of a radiation collimator made of scintillator material, a one-dimensional functional collimator is simulated by Monte Carlo simulation, and the reconstructed image is obtained from the obtained detector output. Acquired. A simulation was performed when a BGO scintillator (outer diameter 3 mm square, inner diameter 1 mm square,
シミュレーションを行った実験系の模式図を図8に示す。コリメーター内での位置特定精度を2.5mmとしている。また、上端部7mmの領域で検出されたガンマ線は方向限定特性が良くないため使用していない。シミュレーションで得られた投影データよりml−em法(統計学的画像再構成法)で画像再構成した結果の一例を図9に示す。コリメーター部のデータを使用しても、空間分解能の悪化は確認されない。図10に線源からのガンマ線放出数を変化させた際の、真の画像と再構成画像のコサイン類似度の変化を示す。コサイン類似度は1であると、真の画像と等しく(相似と)なる。コリメーター部の情報を加味することで、ガンマ線放出数が少なくても、真の画像に近い画像を取得することが可能であることが分かる。例として1.25×105個のガンマ線を放出させた結果から得られた再構成画像を図11に示す。ガンマ線放出数が少なくなると底面情報だけでは、画素値の振動が大きくなっており、画質が乱れてきていることが分かる。このように、コリメーター部の情報を加えることで、十分な画質を得るために必要なガンマ線放出数を減らすことができ、放射線薬剤の投与量を減らすことが可能となり、低被曝化に繋がると言える。 FIG. 8 shows a schematic diagram of the experimental system in which simulation was performed. The position specifying accuracy in the collimator is 2.5 mm. In addition, the gamma rays detected in the region of the upper end portion of 7 mm are not used because the direction-limiting characteristics are not good. An example of the result of image reconstruction by the ml-em method (statistical image reconstruction method) from the projection data obtained by the simulation is shown in FIG. Even if the data of the collimator part is used, the deterioration of the spatial resolution is not confirmed. FIG. 10 shows a change in the cosine similarity between the true image and the reconstructed image when the number of gamma rays emitted from the radiation source is changed. If the cosine similarity is 1, it is equal to the true image (similarity). It can be seen that an image close to the true image can be acquired by taking into account the information in the collimator section even if the number of gamma rays emitted is small. As an example, FIG. 11 shows a reconstructed image obtained from the result of emitting 1.25 × 10 5 gamma rays. As the number of gamma rays emitted decreases, it can be seen that the vibration of the pixel value increases only with the bottom surface information, and the image quality is disturbed. In this way, by adding information on the collimator unit, the number of gamma rays required to obtain sufficient image quality can be reduced, and the dose of radiopharmaceutical can be reduced, leading to lower exposure. I can say that.
次に実際にシンチレーター材料からなる放射線用コリメーターで、ガンマ線入射位置が特定できるかの確認実験を行った。前記した方法で試作したBaF2の中空角柱状単結晶からなるコリメーター(外径3mm角、内径1mm角、長さ19mm)(図7)を図12に示す実験系に組み込んだ。α線密封線源の241Amにより60KeVガンマ線照射位置高さを変化させた際に光電子増倍管で得られた受信光量スペクトルを図13に示す。照射位置高さにより受信光量が変化しており、検出面に垂直方向の位置情報を得るのに成功していることがわかる。 Next, an experiment was conducted to confirm whether or not the gamma ray incident position can be specified with a radiation collimator made of a scintillator material. A collimator (outer diameter 3 mm square, inner diameter 1 mm square, length 19 mm) (FIG. 7) (FIG. 7) made of a BaF 2 hollow prismatic single crystal manufactured as described above was incorporated into the experimental system shown in FIG. 12. FIG. 13 shows the received light amount spectrum obtained by the photomultiplier tube when the height of the 60 KeV gamma irradiation position is changed by 241 Am of the α ray sealed radiation source. It can be seen that the amount of received light varies depending on the irradiation position height, and that the position information in the direction perpendicular to the detection surface has been successfully obtained.
1 アフターヒーター
2 ヒーター
3 断熱材
4 ステージ
5 坩堝
6 チャンバー
7 高周波コイル
8 引き下げロッド
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JP2015045509A (en) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | 株式会社トクヤマ | Neutron scintillator and neutron detector |
CN107422363A (en) * | 2017-08-25 | 2017-12-01 | 兰州大学 | It is a kind of for vegetable seeds neutron irradiation252Cf sources dosage distribution irradiation devices |
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2010
- 2010-12-13 JP JP2010277535A patent/JP2012127705A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107422363B (en) * | 2017-08-25 | 2023-04-14 | 兰州大学 | Neutron irradiation for plant seeds 252 Cf source dose distribution irradiation device |
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