JP2015102503A

JP2015102503A - ガンマカメラ

Info

Publication number: JP2015102503A
Application number: JP2013245164A
Authority: JP
Inventors: 川口　正人; Masato Kawaguchi; 正人川口
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2015-06-04

Abstract

【課題】可搬性を維持できる重量で精度の高いガンマ線分布画像を得ることができるガンマカメラを提供すること。【解決手段】ピンホールコリメータを介して撮像対象から放射されるガンマ線の線量を計測してガンマ線分布画像を生成するガンマカメラであって、ピンホール中心２２を通る画角中心軸Ｃに対して垂直な平面に複数の検出素子１５を配列したガンマ線検出センサ１０と、ガンマ線検出センサ１０上に配置され、ガンマ線検出センサ１０の画角内でピンホール中心２２に向いた方向からのガンマ線のみの入射を許容するファンビームコリメータ１２と、を備える。【選択図】図２

Description

この発明は、可搬性を維持できる重量で精度の高いガンマ線分布画像を得ることができるガンマカメラに関する。

従来から、撮像対象から放射されるガンマ線をガンマカメラで計測し、この計測値をもとに撮像対象のガンマ線分布画像を生成する装置が知られている。このガンマカメラでは、ガンマ線の物質透過性が高いため、一方向からの指向性をもたせて撮像することが難しい。このため、ピンホール型の鉛板を設置することによってピンホールコリメータを形成して、所望の画角の範囲内の撮像対象から放射されるガンマ線を検出するものがある（特許文献１参照）。

特開２０１３−３３００９号公報

ここで、ピンホールコリメータを用いたガンマカメラでは、ピンホール以外の部分を鉛板で覆い、ピンホール以外からガンマ線が透過しないようにガンマ線の遮蔽を行い、内部にピンホールを介したガンマ線を検出するガンマ線検出センサが配置されている。

しかしながら、このガンマカメラを高線量下で使用すると、ガンマ線は、ピンホール以外の鉛板を透過してガンマ線検出センサに到達してしまい、ノイズとなって精度の低いガンマ線分布画像が生成されてしまう。この問題を解決しようとすると、鉛板の板厚を数倍程度に増大させる必要があり、ガンマカメラ全体の重量が数１００ｋｇ以上と大きくなる。この結果、ガンマカメラを可搬することが難しくなる。そして、ガンマカメラの重量化によって、例えばロボットアームなどの先端に取り付けられることから、ガンマカメラの適用箇所が限定され、システム全体も大型化してしまう。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、可搬性を維持できる重量で精度の高いガンマ線分布画像を得ることができるガンマカメラを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるガンマカメラは、ピンホールコリメータを介して撮像対象から放射されるガンマ線の線量を計測してガンマ線分布画像を生成するガンマカメラであって、ピンホール中心を通る画角中心軸に対して垂直な平面に複数の検出素子を配列したガンマ線検出センサと、前記ガンマ線検出センサ上に配置され、前記ガンマ線検出センサの画角内で前記ピンホール中心に向いた方向からのガンマ線のみの入射を許容するファンビームコリメータと、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかるガンマカメラは、上記の発明において、前記ファンビームコリメータの側部を支え、前記ファンビームコリメータの側部を含んで前記ガンマ線検出センサを囲繞して前記ピンホール中心に向いた方向以外の方向からのガンマ線を遮蔽する遮蔽部を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかるガンマカメラは、上記の発明において、前記ガンマ線検出センサが検出したガンマ線の計数値をもとにガンマ線分布画像を生成する画像生成部と、前記ガンマ線検出センサの前記画角中心軸と同一の光軸を有するとともに、同一の画角を有する光学カメラと、前記光学カメラが撮像した画像と前記ガンマ線分布画像とを合成して出力する画像合成部と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、ガンマ線検出センサ上に配置され、前記ガンマ線検出センサの画角内でピンホール中心に向いた方向からのガンマ線のみの入射を許容するファンビームコリメータを設けているので、可搬性を維持できる重量で精度の高いガンマ線分布画像を得ることができる。

図１は、この発明の実施の形態であるガンマカメラの構成を示すブロック図である。図２は、ガンマカメラ部の詳細構成を示す断面図である。図３は、図２に示したガンマ線検出センサを囲繞する内部筐体の構成を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。

（全体構成）
図１は、この発明の実施の形態であるガンマカメラの構成を示すブロック図である。図１において、ガンマカメラ１は、ガンマカメラ部２、画像生成部３、光学カメラ部４、画像合成部５、及び表示部６を有する。ガンマカメラ部２は、撮像対象から放射されるガンマ線を検出する。画像生成部３は、ガンマカメラ部２が検出したガンマ線の計数値を求め、この計数値の分布をもとにガンマ線分布画像を生成する。

光学カメラ部４は、ガンマカメラ部２と同一の撮像軸及び同一の画角を有し、可視光や赤外光などを検出する。なお、光学カメラ部４は、ガンマカメラ部２と同一の撮像軸及び同一の画角に調整できればよい。画像合成部５は、光学カメラ部４が撮像した光学画像に、画像生成部３が生成したガンマ線分布画像を合成した画像を生成し、表示部６に出力する。表示部６は、画像合成部５が出力した画像を表示出力する。なお、光学カメラ部４、画像合成部５、及び表示部６などは、ガンマカメラ１に接続される別体構成としてもよい。ただし、光学カメラ部４を別体構成とした場合、ガンマカメラ１と光学カメラ部４とは、同一の撮像軸及び同一の画角をもつように結合できる接続機構を設けることが好ましい。

（ガンマカメラ部の詳細構成）
図２は、ガンマカメラ部２の詳細構成を示す断面図である。また、図３は、図２に示したガンマ線検出センサ１０を囲繞する内部筐体１３の構成を示す斜視図である。図２に示すように、ガンマカメラ部２は、鉛板によって形成された中空構造の直方体である外部筐体２０の一面にピンホール２１が形成される。ピンホール２１が形成された一面に対向する他面の中空内部には、ガンマ線検出センサ１０が設けられる。ガンマ線検出センサ１０は、ピンホール中心２２を通る画角中心軸Ｃに対して垂直な平面に複数の検出素子１５が配列される。すなわち、このガンマカメラ部２は、ピンホールコリメータを用いたピンホール型のカメラである。ガンマ線検出センサ１０は、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）や臭化タリウム（ＴｌＢｒ）などの半導体検出センサであり、それぞれｎ×ｎ個の検出素子１５を有する。なお、検出素子１５は、半導体検出素子以外にシンチレータ型の検出素子であってもよい。

また、ガンマ線検出センサ１０上には、ピンホール２１を介したガンマ線検出センサ１０の画角α内でピンホール中心２２に向いた方向からのガンマ線のみの入射を許容するファンビームコリメータ１２が設けられる。ファンビームコリメータ１２は、ピンホール中心２２に向けた方向に延びる複数の穴１２ａが形成されている。したがって、各穴１２ａの口径は、ピンホール中心２２側に向かって小さくなる。ファンビームコリメータ１２は、ピンホール２１を通過しないガンマ線がガンマ線検出センサ１０に入射するのを抑制する。

図２及び図３に示すように、ファンビームコリメータ１２は、内部筐体１３によって支えられる。内部筐体１３は、ファンビームコリメータ１２の側部を支え、ファンビームコリメータ１２の側部を含んでガンマ線検出センサ１０を囲繞し、ファンビームコリメータ１２の開口１１を形成する。内部筐体１３は、ピンホール中心２２に向いた方向以外の方向からのガンマ線を遮蔽する遮蔽部として機能する。なお、ファンビームコリメータ１２及び内部筐体１３は、鉛で形成される。

なお、図２に示した画角αは、ガンマ線検出センサ１０の垂直方向の画角を示している。ガンマ線検出センサ１０の水平方向の画角は、画角αよりも大きくてもよい。また、ガンマ線検出センサ１０の対角線方向の画角が最も大きくなる。また、ガンマ線検出センサ１０の検出素子群は、ｎ×ｎ個のマトリクスとしたが、水平方向と垂直方向との素子数が異なっていてもよい。

ここで、画像生成部３は、ガンマ線検出センサ１０が検出した検出データをもとにガンマ線の計数値を算出する。ガンマカメラ部２からの検出データは所定の高速サンプリングサイクルで出力され、各検出素子１５の計数値算出処理は、このサンプリング間隔毎に検出された光子数を周知の技術で計測する。画像生成部３は、この計数値をもとにガンマ線分布画像を生成する。

この実施の形態では、ピンホールコリメータにファンビームコリメータ１２を設けてピンホール２１を通過しないガンマ線がガンマ線検出センサ１０に入射するのを抑制し、さらに、ガンマ線検出センサ１０を囲繞するように内部筐体１３を設けてピンホール２１を通過しないガンマ線を遮蔽するようにしているので、ガンマ線検出センサ１０は、ピンホール２１を通過したガンマ線のみを検出することができ、軽量で精度の高いガンマ線分布画像を得ることができる。

１ガンマカメラ
２ガンマカメラ部
３画像生成部
４光学カメラ部
５画像合成部
６表示部
１０ガンマ線検出センサ
１１開口
１２ファンビームコリメータ
１２ａ穴
１３内部筐体
１５検出素子
２０外部筐体
２１ピンホール
２２ピンホール中心
Ｃ画角中心軸
α 画角

Claims

ピンホールコリメータを介して撮像対象から放射されるガンマ線の線量を計測してガンマ線分布画像を生成するガンマカメラであって、
ピンホール中心を通る画角中心軸に対して垂直な平面に複数の検出素子を配列したガンマ線検出センサと、
前記ガンマ線検出センサ上に配置され、前記ガンマ線検出センサの画角内で前記ピンホール中心に向いた方向からのガンマ線のみの入射を許容するファンビームコリメータと、
を備えたことを特徴とするガンマカメラ。
前記ファンビームコリメータの側部を支え、前記ファンビームコリメータの側部を含んで前記ガンマ線検出センサを囲繞して前記ピンホール中心に向いた方向以外の方向からのガンマ線を遮蔽する遮蔽部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のガンマカメラ。
前記ガンマ線検出センサが検出したガンマ線の計数値をもとにガンマ線分布画像を生成する画像生成部と、
前記ガンマ線検出センサの前記画角中心軸と同一の光軸を有するとともに、同一の画角を有する光学カメラと、
前記光学カメラが撮像した画像と前記ガンマ線分布画像とを合成して出力する画像合成部と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のガンマカメラ。