JP2016530494A - 半導体シンチレーション検出器 - Google Patents
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Abstract
Description
互いに対向する2つの面を有する半導体シンチレータ要素と、少なくとも1つの光検出器と、前記2つのシンチレータ要素面の一方の少なくとも一部と電気的に連通している少なくとも1つのカソードと、前記2つのシンチレータ要素面の他方の少なくとも一部と電気的に連通している少なくとも1つのアノードとを有し、少なくとも1つの光検出器は、前記シンチレータ要素と光連通している。
または、放射線検出装置により、前記少なくとも1つのアノードの各々において集められた電荷により生成された電気信号を受け取るステップと、前記電気信号の大きさを合計して前記一以上のアノードにおいて集められた全電荷を示す合計信号を生成するステップを実行することにより、ガンマ線またはX線の放射線量子のエネルギーを決定させる命令を担う。コンピュータ読み取り可能媒体は、有利にも、放射線検出装置と共に用いて、放射線検出装置のタイミング精度及び/又はエネルギー分解能を改善してもよい。
特許文献2は、イオン化検出器に関する。例えばCdZnTeなどの材料のイオン化サブストレートの相互作用、透過性及び測定領域を形成する導電性及び半導体材料のリファレンスパターンを利用する高解像度イオン化検出器と、かかる検出器のアレイとが記載されている。
特許文献3は、PETにおける深さ方向の相互作用位置(DOI)決定に関する。PETシステムを設定する方法は、PETシステムの検出器のパラメータセットを決定するステップを含む。各パラメータは、検出器内を進む光子に影響するように設定される。この方法は、さらに、検出器の動作をシミュレートして、パラメータセットにより設定される検出器のシミュレーションモデルにより検出器内の複数のDOI位置の光子検出タイミングデータプロファイルを生成するステップと、シミュレーションされた動作に基づき複数のDOI位置の各DOI位置の飛行時間補正係数を決定するステップとを含む。
結果として、かかる実用性及び安全性の問題という欠点がなく、タイミング精度がよくエネルギー解像度がよいガンマ線光子及びX線検出器に対する必要性がまだある。
Claims (16)
- ガンマ線またはX線の放射線量子を検出する放射線検出装置であって、
互いに対向する2つの面を有する半導体シンチレータ要素と、
前記シンチレータ要素と光連通した少なくとも1つの光検出器とを有し、
前記少なくとも1つの光検出器は光検出器電気出力を有し、検出されたガンマ線またはX線の放射線量子の受光時を示す第1の電気信号を生成して前記光検出器電気出力に出力するように構成されており、
前記2つのシンチレータ要素面の一方の少なくとも一部と電気的に連通している少なくとも1つのカソードと、
前記2つのシンチレータ要素面の他方の少なくとも一部と電気的に連通している少なくとも1つのアノードとを有し、
前記少なくとも1つのカソードまたは前記少なくとも1つのアノードのうち少なくとも一方は、検出されたガンマ線またはX線の放射線量子のエネルギーを示す第2の電気信号を生成するように構成されている、
放射線検出装置。 - 前記第2の電気信号は前記第1の電気信号の後に生成される、
請求項1に記載の放射線検出装置。 - 前記シンチレータ要素はアモルファス構造または多結晶構造またはセラミック構造を有する、
請求項1に記載の放射線検出装置。 - シールディング電極をさらに有し、
前記シールディング電極は、前記アノードと前記カソードとの間のシンチレータ要素内に組み込まれた導電平面レイヤであり、前記シンチレータ要素から電気的に絶縁されており、
前記電気的に絶縁された導電レイヤは、前記導電レイヤと前記カソードとの間の領域から、前記導電レイヤと前記アノードとの間の領域までの経路に沿って電子の通過を許すように構成された複数の穿孔を有する、
請求項3に記載の放射線検出装置。 - 第1の側面、第2の側面、及び複数の誘導検知電極をさらに有し、
前記第1の側面と前記第2の側面は、前記2つの互いに対向する面の間に配置され、前記複数の誘導検知電極は、前記少なくとも1つのアノードと前記少なくとも1つのカソードとの間の領域のシンチレータ要素内に組み込まれており、
前記複数の誘導検知電極は、シンチレータ要素の第1の側面から第1の方向に延在し、各長い導体を取り囲む絶縁領域により、シンチレータ要素からそれぞれ電気的に絶縁された前記長い導体の第1のレイヤと、シンチレータ要素の第2の側面から第2の方向に延在し、各長い導体を囲む絶縁領域により、シンチレータ要素からそれぞれ電気的に絶縁された前記長い導体の第2のレイヤとを含み、
前記第1のレイヤ、前記第2のレイヤ、及び前記アノードを有するシンチレータ要素面は、それぞれ、互いに平行な平面内にあり、第1の方向と第2の方向は互いに横断している、
請求項3に記載の放射線検出装置。 - 前記少なくとも1つのアノードは横方向に分離された複数のアノードである、
請求項1に記載の放射線検出装置。 - 前記複数のアノードと同じシンチレータ要素面に配置された共通ステアリング電極をさらに有し、
前記共通ステアリング電極は、隣接するアノードが共通ステアリング電極の少なくとも一部により横方向に分離されるように、アノード間にまたはその周りに配置された電気的に相互接続された複数の導電領域を含む、
請求項6に記載の放射線検出装置。 - 単一のアノードを有し、前記アノードと同じシンチレータ要素に配置された共通ステアリング電極をさらに有し、
前記共通ステアリング電極は、前記アノードと前記共通ステアリング電極との間にギャップがあるように、前記アノードを取り囲んでいる、
請求項1に記載の放射線検出装置。 - 前記少なくとも1つのアノードは横方向に分離された複数のアノードであり、前記少なくとも1つのカソードは横方向に分離された複数のカソードであり、
前記アノードは第1の方向に伸びる複数の導電性ストライプにより形成され、前記カソードは第2の方向に伸びる複数の導電性ストライプにより形成され、
前記第1の方向と第2の方向は互いに横切る、
請求項1に記載の放射線検出装置。 - 第1の側面とシールディング電極とをさらに有し、
前記第1の側面は前記互いに対向する2つの面の間に配置され、
前記シールディング電極は前記シンチレータ要素の第1の側面に配置された導電領域であり、前記シンチレータ要素の第1の側面から誘電的に絶縁されている、
請求項1に記載の放射線検出装置。 - 少なくとも1つのアノードまたは少なくとも1つのカソードが透明導電レイヤにより形成され、
前記少なくとも1つの光検出器は、前記透明導電レイヤの少なくとも一部を含む光インタフェースにより、前記シンチレータ要素と光連通している、
請求項1に記載の放射線検出装置。 - 前記少なくとも1つのアノードは横方向に分離された複数のアノードであり、前記装置は、
各アノードに対して、前記アノードにおいて集められた電荷を電流または電圧信号に変換するように構成された電気回路と、
前記電流または電圧信号を受け取り、前記電流または電圧信号の相対的な大きさに基づいて、前記シンチレータ要素により受光された放射光量子の相互作用の横方向位置を計算するように構成された電子回路またはプロセッサとをさらに有する、
請求項1に記載の放射線検出装置。 - 各アノードに対して、前記アノードにおいて集められた電荷を電流または電圧信号に変換するように構成された電気回路と、
前記一以上の電流または電圧信号を受け取り、前記一以上の電流または電圧信号の大きさを合計して、前記一以上のアノードにおいて集められた全電荷を示す合計信号を生成することにより、前記シンチレータ要素により受光されたガンマ線またはX線の放射線量子のエネルギーを計算するように構成された電子回路またはプロセッサとを有する、
請求項1に記載の放射線検出装置。 - ガンマ線またはX線の放射線量子の受光に応じて、前記少なくとも1つの光検出器の各々により生成された電気信号を受け取り、前記少なくとも1つの光検出器のいずれかにより生成された電気信号が所定の第1の閾値を超えた最も早い時を示す第1のタイムスタンプを生成するように構成された第1のタイミング回路と、
各アノードに対して、前記アノードにおいて集められた電荷を電流または電圧信号に変換するように構成された電気回路と、
ガンマ線またはX線の放射線量子の受光に応じて、各アノードにより集められた電荷から生成された電流または電圧信号を受け取り、前記電流または電圧信号のうち少なくとも1つが所定の第2の閾値を超えた時を示す第2のタイムスタンプを生成するように構成された第2のタイミング回路と、
前記第1のタイムスタンプと第2のタイムスタンプとの間の時間差に基づき、前記シンチレータ要素における放射線量子の相互作用の深度を比較するように構成された電子回路またはプロセッサとをさらに有する、
請求項1に記載の放射線検出装置。 - 請求項1ないし14いずれか一項に記載の放射線検出装置を含むPETまたはX線画像化システム。
- 請求項1に記載の放射線検出装置のプロセッサに、
前記シンチレータ要素によるガンマ線またはX線の放射線量子の受光に応じて、前記少なくとも1つの光検出器により生成された電気信号を受け取るステップと、
最も早く所定閾値を超えた電気信号にタイムスタンプを割り当てるステップと、
を実行させることにより、ガンマ線またはX線の放射線量子の受光の時を示すタイムスタンプを生成させ、
または
前記少なくとも1つのアノードの各々において集められた電荷により生成された電気信号を受け取るステップと、
前記電気信号の大きさを合計して前記一以上のアノードにおいて集められた全電荷を示す合計信号を生成するステップと、を実行させることにより、ガンマ線またはX線の放射線量子のエネルギーを決定させる、
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