JP2019049438A - Scintillator array, radiation detector, radiation computed tomographic imaging device, and collimator with radiation filter - Google Patents

Scintillator array, radiation detector, radiation computed tomographic imaging device, and collimator with radiation filter Download PDF

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英雄 新田
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Abstract

To provide a scintillator array and radiation detector that can detect radiation of two or more different energies.SOLUTION: A scintillator array composed of a plurality of first-dimensionally or two-dimensionally arrayed unit cells comprises: a plurality of scintillator elements 11 that has a first surface and second surface located on a mutually opposite side; and a plurality of radiation filter parts 21. The plurality of scintillator elements 11 includes: a plurality of first scintillator elements 11A; and a plurality of second scintillator elements 11B, and the plurality of radiation filter parts 21 includes a plurality of first radiation filter parts 21B that has a first radiation absorption characteristic. Each unit cell U includes: one of the plurality of first scintillator elements; one of the plurality of second scintillator elements; and one of the plurality of first radiation filter parts. In each unit cell, one of the plurality of first radiation filter parts 21B is selectively arranged above the first surface of one of the plurality of second scintillator elements 11B.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本願はシンチレータアレイ、放射線検出器、放射線コンピュータ断層撮影装置および放射線フィルター付きコリメータに関する。   The present application relates to a scintillator array, a radiation detector, a radiation computed tomography apparatus and a collimator with a radiation filter.

放射線撮影装置の分野において、被写体内部を構成している部分の元素組成を識別するため、2以上の異なるエネルギーの放射線を検出し、被写体を画像化する技術が検討されている。従来、例えば、以下の方法によって2以上の異なるエネルギーの放射線を検出する技術が知られている。(1)2以上のエネルギーが異なる放射線源を用い被写体に照射する(特許文献1)。(2)放射線源の駆動電圧を切換えて2以上のエネルギーの放射線を被写体に照射する。(3)放射線エネルギーに対する検出感度が異なる2以上の検出器が積層された放射線検出器を用いる。   In the field of radiation imaging apparatuses, in order to identify the elemental composition of a part constituting the inside of a subject, techniques of detecting radiation of two or more different energies and imaging the subject have been studied. Conventionally, for example, techniques for detecting radiation of two or more different energies by the following method are known. (1) Two or more energy sources irradiate a subject using different radiation sources (Patent Document 1). (2) The drive voltage of the radiation source is switched to irradiate radiation of two or more energy to the subject. (3) A radiation detector in which two or more detectors having different detection sensitivities to radiation energy are stacked is used.

特開2006−167463号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-167463

(1)の方法では装置全体が大型化してしまう。(2)の方法によれば、異なるエネルギーの放射線を照射するタイミングが同時ではないため、被写体が移動すると撮影した画像がぶれてしまう可能性がある。また、放射線の照射回数が増え、放射線が照射される時間が長くなってしまう。(3)の方法によれば、放射線検出器の構成が複雑になる。   In the method of (1), the entire apparatus becomes large. According to the method of (2), since the timings of applying radiation of different energies are not simultaneous, there is a possibility that the captured image may be blurred when the subject moves. In addition, the number of times of radiation irradiation increases, and the time of radiation irradiation becomes longer. According to the method of (3), the configuration of the radiation detector becomes complicated.

このような課題に鑑み本願は、比較的簡単な構造を備え、2以上の異なるエネルギーの放射線を検出することが可能なシンチレータアレイ、放射線検出器、放射線コンピュータ断層撮影装置および放射線フィルター付きコリメータを提供する。   In view of such problems, the present application provides a scintillator array, a radiation detector, a radiation computed tomography apparatus, and a collimator with a radiation filter, which has a relatively simple structure and can detect radiation of two or more different energies. Do.

本開示のシンチレータアレイは、1次元または2次元に配列された複数の単位セルによって構成されたシンチレータアレイであって、互いに反対側に位置する第1面および第2面を有する複数のシンチレータ素子と、複数の放射線フィルター部とを備え、前記複数のシンチレータ素子は、複数の第1シンチレータ素子および複数の第2シンチレータ素子を含み、前記複数の放射線フィルター部は、第1放射線吸収特性を有する複数の第1放射線フィルター部を含み、各単位セルは、前記複数の第1シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第2シンチレータ素子の1つと、前記複数の第1放射線フィルター部の1つとを含み、各単位セルにおいて、前記複数の第1放射線フィルター部の1つは、前記複数の第2シンチレータ素子の1つの前記第1面の上方に選択的に配置されている。   The scintillator array of the present disclosure is a scintillator array constituted by a plurality of unit cells arranged in one or two dimensions, and includes a plurality of scintillator elements having first and second surfaces opposite to each other. And a plurality of radiation filter units, the plurality of scintillator elements including a plurality of first scintillator elements and a plurality of second scintillator elements, and the plurality of radiation filter units have a plurality of first radiation absorption characteristics. Each unit cell includes a first radiation filter unit, and each unit cell includes one of the plurality of first scintillator elements and one of the plurality of second scintillator elements, and one of the plurality of first radiation filter units. In the unit cell, one of the plurality of first radiation filter units is one of the plurality of second scintillator elements. It is selectively positioned above the first surface.

前記複数の単位セルは、第1方向および前記第1方向と異なる第2方向に2次元に配列され、各単位セルにおいて、前記複数の第1シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第2シンチレータ素子の1つは前記第1方向に配列されていてもよい。   The plurality of unit cells are two-dimensionally arranged in a first direction and a second direction different from the first direction, and in each unit cell, one of the plurality of first scintillator elements and the plurality of second scintillator elements One of them may be arranged in the first direction.

前記複数のシンチレータ素子は、複数の第3シンチレータ素子をさらに含み、前記複数の放射線フィルター部は、第2放射線吸収特性を有する複数の第2放射線フィルター部をさらに含み、各単位セルは、前記複数の第3シンチレータ素子の1つと、前記複数の第2放射線フィルター部の1つとをさらに含み、各単位セルにおいて、前記複数の第2放射線フィルター部の1つは、前記複数の第3シンチレータ素子の1つの前記第1面の上方に選択的に配置されていてもよい。   The plurality of scintillator elements further include a plurality of third scintillator elements, the plurality of radiation filter units further include a plurality of second radiation filter units having a second radiation absorption characteristic, and each unit cell is a plurality of the plurality of unit cells And one of the plurality of second radiation filter units, and in each unit cell, one of the plurality of second radiation filter units is the one of the plurality of third scintillator elements. It may be selectively disposed above one of the first surfaces.

前記複数の単位セルは、第1方向および前記第1方向と異なる第2方向に2次元に配列され、各単位セルにおいて、前記複数の第1シンチレータ素子の1つ、前記複数の第2シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第3シンチレータ素子の1つは前記第1方向に配列されていてもよい。   The plurality of unit cells are two-dimensionally arranged in a first direction and a second direction different from the first direction, and in each unit cell, one of the plurality of first scintillator elements, the plurality of second scintillator elements And one of the plurality of third scintillator elements may be arranged in the first direction.

前記複数のシンチレータ素子は、複数の第4シンチレータ素子をさらに含み、前記複数の放射線フィルター部は、第3放射線吸収特性を有する複数の第3放射線フィルター部をさらに含み、前記各単位セルは、前記複数の第4シンチレータ素子の1つと、前記複数の第3放射線フィルター部の1つとをさらに含み、各単位セルにおいて、前記複数の第3放射線フィルター部の1つは、前記複数の第4シンチレータ素子の1つの前記第1面の上方に選択的に配置されていてもよい。   The plurality of scintillator elements further include a plurality of fourth scintillator elements, and the plurality of radiation filter units further include a plurality of third radiation filter units having a third radiation absorption characteristic, and each of the unit cells is The unit further includes one of a plurality of fourth scintillator elements and one of the plurality of third radiation filter units, and in each unit cell, one of the plurality of third radiation filter units is the plurality of fourth scintillator elements It may be selectively disposed above one of the first surfaces.

前記複数の単位セルは、第1方向および前記第1方向と異なる第2方向に2次元に配列され、各単位セルにおいて、前記複数の第1シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第2シンチレータ素子の1つは、前記第1方向に配列され、かつ、前記複数の第3シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第4シンチレータ素子の1つは、前記第1方向に配列され、前記複数の第1シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第2シンチレータ素子の1つと前記第2方向においてそれぞれ隣接していてもよい。   The plurality of unit cells are two-dimensionally arranged in a first direction and a second direction different from the first direction, and in each unit cell, one of the plurality of first scintillator elements and the plurality of second scintillator elements And one of the plurality of third scintillator elements and one of the plurality of fourth scintillator elements are arranged in the first direction, and one of the plurality of third scintillator elements is arranged in the first direction. One of the one scintillator element and one of the plurality of second scintillator elements may be adjacent to each other in the second direction.

前記複数のシンチレータ素子は、複数の第5シンチレータ素子および複数の第6シンチレータ素子をさらに含み、前記複数の放射線フィルター部は、第4放射線吸収特性を有する複数の第4放射線フィルター部および第5放射線吸収特性を有する複数の第5放射線フィルター部をさらに含み、各単位セルは、前記複数の第5シンチレータ素子の1つと、前記複数の第6シンチレータ素子の1つと、前記複数の第4放射線フィルター部の1つと、前記複数の第5放射線フィルター部の1つとをさらに含み、各単位セルにおいて、前記複数の第4放射線フィルター部の1つおよび前記複数の第5放射線フィルター部の1つは、前記複数の第5シンチレータ素子の1つの前記複数の第1面の上方、および、第6シンチレータ素子の1つの前記複数の第1面の上方にそれぞれ選択的に配置されており、各単位セルにおいて、前記複数の第5シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第6シンチレータ素子の1つは前記第2方向に配列され、かつ、前記複数の第5シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第6シンチレータ素子の1つは前記複数の第2シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第4シンチレータ素子の1つと前記第1方向においてそれぞれ隣接していてもよい。   The plurality of scintillator elements further include a plurality of fifth scintillator elements and a plurality of sixth scintillator elements, and the plurality of radiation filter units include a plurality of fourth radiation filter units having a fourth radiation absorption characteristic and a fifth radiation The unit cell further includes a plurality of fifth radiation filter units having absorption characteristics, and each unit cell includes one of the plurality of fifth scintillator elements, one of the plurality of sixth scintillator elements, and the plurality of fourth radiation filter units. And one of the plurality of fifth radiation filter units, and in each unit cell, one of the plurality of fourth radiation filter units and one of the plurality of fifth radiation filter units are the Above the plurality of first surfaces of one of a plurality of fifth scintillator elements, and the plurality of ones of a sixth scintillator element One of the plurality of fifth scintillator elements and one of the plurality of sixth scintillator elements are arranged in the second direction in each unit cell, and each of the unit cells is selectively disposed. And one of the plurality of fifth scintillator elements and one of the plurality of sixth scintillator elements are respectively one of the plurality of second scintillator elements and one of the plurality of fourth scintillator elements in the first direction. It may be adjacent.

前記複数のシンチレータ素子は、複数の第7シンチレータ素子、複数の第8シンチレータ素子および複数の第9シンチレータ素子をさらに含み、前記複数の放射線フィルター部は、第6放射線吸収特性を有する複数の第6放射線フィルター部、第7放射線吸収特性を有する複数の第7放射線フィルター部および第8放射線吸収特性を有する複数の第8放射線フィルター部をさらに含み、各単位セルは、前記複数の第7シンチレータ素子の1つと、前記複数の第8シンチレータ素子の1つと、前記複数の第9シンチレータ素子の1つと、前記複数の第6放射線フィルター部の1つと、前記複数の第7放射線フィルター部の1つと、前記複数の第7放射線フィルター部の1つとをさらに含み、各単位セルにおいて、前記複数の第6放射線フィルター部の1つ、前記複数の第7放射線フィルター部の1つ、および、前記複数の第8放射線フィルター部の1つは、前記複数の第7シンチレータ素子の1つの前記第1面の上方、第8シンチレータ素子の1つの前記第1面の上方、および、前記複数の第9シンチレータ素子の1つの前記第1面の上方にそれぞれ選択的に配置されており、各単位セルにおいて、前記複数の第7シンチレータ素子の1つ、前記複数の第8シンチレータ素子の1つ、および、前記複数の第9シンチレータ素子の1つは、前記第1方向に配列され、かつ、前記複数の第7シンチレータ素子の1つ、前記複数の第8シンチレータ素子の1つ、および、前記複数の第9シンチレータ素子の1つは、前記複数の第3シンチレータ素子の1つ、前記複数の第4シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第6シンチレータ素子の1つと前記第2方向においてそれぞれ隣接していてもよい。   The plurality of scintillator elements further include a plurality of seventh scintillator elements, a plurality of eighth scintillator elements, and a plurality of ninth scintillator elements, and the plurality of radiation filter units have a plurality of sixth radiation absorption characteristics. A radiation filter unit, a plurality of seventh radiation filter units having seventh radiation absorption characteristics, and a plurality of eighth radiation filter units having eighth radiation absorption characteristics, each unit cell comprising the seventh scintillator elements One, one of the plurality of eighth scintillator elements, one of the plurality of ninth scintillator elements, one of the plurality of sixth radiation filter units, and one of the plurality of seventh radiation filter units, And one of a plurality of seventh radiation filter units, and in each unit cell, the plurality of sixth radiation filters One of the plurality of seventh radiation filter portions, and one of the plurality of eighth radiation filter portions are disposed above the first surface of one of the plurality of seventh scintillator elements, And the first surface of one of the eight scintillator elements and the first surface of one of the ninth scintillator elements are selectively disposed, respectively, in each unit cell. One of the seven scintillator elements, one of the plurality of eighth scintillator elements, and one of the plurality of ninth scintillator elements are arranged in the first direction, and one of the plurality of seventh scintillator elements One, one of the plurality of eighth scintillator elements, and one of the plurality of ninth scintillator elements is one of the plurality of third scintillator elements, the plurality of fourth scintillator elements May be adjacent to each at one and one said second direction of the plurality of sixth scintillator element.

前記複数の第1放射線フィルター部のそれぞれは、Mg、Al、Ti、Fe、Sn、Co、Ni、Cu、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる金属板を含んでいてもよい。   Each of the plurality of first radiation filter parts is at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Fe, Sn, Co, Ni, Cu, Mo, Ag, Ta, W, Pt and Au. May be included.

前記複数の第1放射線フィルター部のそれぞれは、Mg、Al、Ti、Fe、Sn、Co、NiおよびCuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第1金属板を含み、前記複数の第2放射線フィルター部のそれぞれはMo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第2金属板を含んでいてもよい。   Each of the plurality of first radiation filter portions includes a first metal plate made of at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Fe, Sn, Co, Ni and Cu, Each of the two radiation filter parts may include a second metal plate made of at least one element selected from the group consisting of Mo, Ag, Ta, W, Pt and Au.

前記複数の第1放射線フィルター部のそれぞれは、Mg、Al、Ti、Fe、Sn、Co、NiおよびCuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第1金属板を含み、前記複数の第2放射線フィルター部のそれぞれは、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第2金属板を含み、前記複数の第3放射線フィルター部のそれぞれは、Mg、Al、Ti、Fe、Sn、Co、NiおよびCuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第1金属板と、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第2金属板とを含み、前記複数の第1放射線フィルター部の前記第1金属板および前記複数の第3放射線フィルター部の第1金属板は前記第2の方向において、互いに接続されており、前記複数の第2放射線フィルター部の前記第2金属板および前記複数の第3放射線フィルター部の第2金属板は前記第1の方向において、互いに接続されていてもよい。   Each of the plurality of first radiation filter portions includes a first metal plate made of at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Fe, Sn, Co, Ni and Cu, Each of the two radiation filter units includes a second metal plate made of at least one element selected from the group consisting of Mo, Ag, Ta, W, Pt, and Au, and each of the plurality of third radiation filter units includes: It is selected from the group consisting of Mo, Ag, Ta, W, Pt and Au, and the first metal plate consisting of at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Fe, Sn, Co, Ni and Cu And a second metal plate made of at least one element, wherein the first metal plate of the plurality of first radiation filter portions and the plurality of third radiation filter portions The first metal plates are connected to each other in the second direction, and the second metal plates of the plurality of second radiation filter units and the second metal plates of the plurality of third radiation filter units are the first In the direction of, they may be connected to each other.

前記シンチレータアレイは、前記複数のシンチレータ素子間、および、前記複数のシンチレータ―素子の前記第1面上に配置された反射部材をさらに備えていてもよい。   The scintillator array may further include reflective members disposed between the plurality of scintillator elements and on the first surface of the plurality of scintillator elements.

前記シンチレータアレイは、前記反射部材上に配置されたコリメータをさらに備えていてもよい。   The scintillator array may further comprise a collimator disposed on the reflective member.

前記コリメータの一部は、前記反射部材に挿入されていてもよい。   A part of the collimator may be inserted into the reflecting member.

前記複数の放射線フィルター部は、前記反射部材上に設けられていてもよい。   The plurality of radiation filter portions may be provided on the reflection member.

前記コリメータは、各シンチレータ素子の複数の前記第1面の上方の領域を囲うグリッド形状を有し、前記複数の放射線フィルター部は前記グリッド形状の一部に選択的に設けられていてもよい。   The collimator may have a grid shape surrounding an area above the plurality of first surfaces of each scintillator element, and the plurality of radiation filter units may be selectively provided in a part of the grid shape.

本開示の放射線検出器は、前記いずれかに記載のシンチレータアレイと、前記シンチレータアレイの複数のシンチレータ素子の第2面に対向して配置された複数の光検出素子とを備える。   The radiation detector of the present disclosure includes the scintillator array according to any one of the above and a plurality of light detection elements arranged to face the second surface of the plurality of scintillator elements of the scintillator array.

本開示の放射線コンピュータ断層撮影装置は、放射線源と、上記放射線検出器と、前記放射線源と、前記放射線検出器から出力される検出信号を処理する制御ユニットとを備える。   A radiation computed tomography apparatus of the present disclosure includes a radiation source, the radiation detector, the radiation source, and a control unit that processes a detection signal output from the radiation detector.

本開示の放射線フィルター付きコリメータは、1次元または2次元に配列された複数のシンチレータ素子を含むアレイ部の入射面に配置される放射線フィルター付きコリメータであって、複数の遮蔽板と、複数の放射線フィルター部とを備え、前記複数の遮蔽板は、前記入射面に垂直な方向に所定の高さを有しており、前記入射面上において、1次元または2次元に配列された複数のコリメート空間を形成しており、前記複数の放射線フィルター部は、前記複数のコリメート空間の少なくとも一部に選択的に配置され、前記複数の遮蔽板は、前記放射線を遮断あるいは減衰させ、前記複数の放射線フィルター部は、所定の放射線吸収特性を有する。   The radiation-filtered collimator of the present disclosure is a radiation-filtered collimator disposed on the incident surface of an array section including a plurality of scintillator elements arranged in one or two dimensions, and includes a plurality of shielding plates and a plurality of radiations. And a plurality of collimating spaces arranged in one dimension or two dimensions on the incident plane, the plurality of shielding plates having a predetermined height in a direction perpendicular to the incident plane. The plurality of radiation filter sections are selectively disposed in at least a portion of the plurality of collimated spaces, and the plurality of shielding plates block or attenuate the radiation, and the plurality of radiation filters are formed. The part has a predetermined radiation absorption characteristic.

前記複数のコリメート空間は、第1方向に配列され、前記複数のコリメート空間のそれぞれは、第1方向とは異なる第2方向に伸びる短冊形状を有し、前記複数のコリメート空間は、前記第1方向に交互に配列された複数の第1コリメート空間および複数の第2コリメート空間を含み、前記複数の放射線フィルター部は、第1放射線吸収特性を有する複数の第1放射線フィルター部を含み、前記複数の第1放射線フィルター部は前記複数の第2コリメート空間にそれぞれ配置されていてもよい。   The plurality of collimating spaces are arranged in a first direction, and each of the plurality of collimating spaces has a strip shape extending in a second direction different from the first direction, and the plurality of collimating spaces are the first The plurality of first collimating spaces and the plurality of second collimating spaces alternately arranged in the direction, and the plurality of radiation filter units include a plurality of first radiation filter units having a first radiation absorption characteristic, and the plurality The first radiation filter unit may be disposed in each of the plurality of second collimating spaces.

前記複数のコリメート空間は、複数の第3コリメート空間を含み、前記複数の放射線フィルター部は、第2放射線吸収特性を有する複数の第2放射線フィルター部を含み、前記複数の第2放射線フィルター部は前記複数の第3コリメート空間にそれぞれ配置されていてもよい。   The plurality of collimating spaces include a plurality of third collimating spaces, the plurality of radiation filter units include a plurality of second radiation filter units having a second radiation absorption characteristic, and the plurality of second radiation filter units are Each of the plurality of third collimating spaces may be disposed.

前記複数のコリメート空間は、第1方向および第1方向と異なる第2方向に2次元に配列され、前記複数のコリメート空間のそれぞれは矩形形状を有し、前記複数のコリメート空間は、複数の第1コリメート空間、複数の第2コリメート空間、複数の第3コリメート空間および複数の第4コリメート空間を含み、各第1コリメート空間、第2コリメート空間、第3コリメート空間および第4コリメート空間は前記第1方向および前記第2方向に隣接した2行2列に配列されており、前記複数の放射線フィルター部は、第1放射線吸収特性を有する複数の第1放射線フィルター部、第2放射線吸収特性を有する複数の第2放射線フィルター部および第3放射線吸収特性を有する複数の第3放射線フィルター部を含み、前記複数の第1放射線フィルター部は前記複数の第2コリメート空間にそれぞれ配置され、前記複数の第2放射線フィルター部は前記複数の第3コリメート空間にそれぞれ配置され、前記複数の第3放射線フィルター部は前記複数の第4コリメート空間にそれぞれ配置されていてもよい。   The plurality of collimated spaces are two-dimensionally arranged in a first direction and a second direction different from the first direction, each of the plurality of collimated spaces has a rectangular shape, and the plurality of collimated spaces are a plurality of The first collimating space, the plurality of second collimating spaces, the plurality of third collimating spaces, and the plurality of fourth collimating spaces, each of the first collimating space, the second collimating space, the third collimating space and the fourth collimating space The plurality of radiation filter units are arranged in two rows and two columns adjacent to one direction and the second direction, and the plurality of radiation filter units have a plurality of first radiation filter units having a first radiation absorption characteristic, and a second radiation absorption characteristic A plurality of first radiation filters and a plurality of third radiation filters having a third radiation absorption characteristic; Are disposed in the plurality of second collimating spaces, the plurality of second radiation filter portions are respectively disposed in the plurality of third collimating spaces, and the plurality of third radiation filter portions are disposed in the plurality of fourth collimating spaces. It may be disposed in the collimating space, respectively.

本開示によれば、2以上の異なるエネルギーの放射線を検出することが可能なシンチレータアレイ、放射線検出器、放射線コンピュータ断層撮影装置および放射線フィルター付きコリメータが実現する。   According to the present disclosure, a scintillator array capable of detecting radiation of two or more different energies, a radiation detector, a radiation computed tomography apparatus, and a collimator with a radiation filter are realized.

(a)および(b)は、第1の実施形態によるシンチレータアレイの平面図および断面図であり、(c)は他の例によるシンチレータの平面図である。(A) And (b) is a top view and sectional drawing of the scintillator array by 1st Embodiment, (c) is a top view of the scintillator by other examples. (a)および(b)は、第2の実施形態によるシンチレータアレイの平面図および断面図である。(A) And (b) is a top view and sectional drawing of a scintillator array by a 2nd embodiment. (a)は、第3の実施形態によるシンチレータアレイの平面図であり、(b)および(c)は、シンチレータアレイの断面図である。(A) is a top view of the scintillator array by 3rd Embodiment, (b) and (c) is sectional drawing of a scintillator array. (a)は、第4の実施形態によるシンチレータアレイの平面図であり、(b)および(c)は、シンチレータアレイの断面図である。(A) is a top view of the scintillator array by 4th Embodiment, (b) and (c) is sectional drawing of a scintillator array. (a)は、第5の実施形態によるシンチレータアレイの平面図であり、(b)(c)および(d)は、シンチレータアレイの断面図である。(A) is a top view of the scintillator array by 5th Embodiment, (b) (c) and (d) is sectional drawing of a scintillator array. (a)および(b)は、第6の実施形態によるシンチレータアレイの平面図および断面図であり、(c)は、放射線フィルター付きコリメータの平面図である。(A) And (b) is a top view and sectional drawing of the scintillator array by 6th Embodiment, (c) is a top view of a collimator with a radiation filter. (a)および(b)は、第6の実施形態の他の例によるシンチレータアレイの平面図および断面図であり、(c)は、放射線フィルター付きコリメータの平面図である。(A) And (b) is a top view and sectional drawing of the scintillator array by the other example of 6th Embodiment, (c) is a top view of a collimator with a radiation filter. (a)および(b)は、第7の実施形態によるシンチレータアレイの平面図および断面図である。(A) And (b) is a top view and a sectional view of a scintillator array according to a seventh embodiment. (a)および(b)は、第8の実施形態による放射線検出器の平面図および断面図である。(A) And (b) is a top view and sectional drawing of the radiation detector by 8th Embodiment. 厚さ1mm、3mmおよび5mmのAl板を透過させたX線のエネルギー分布を示す図である。It is a figure which shows energy distribution of the X-ray which permeate | transmitted 1 mm, 3 mm, and 5 mm thick Al plate. 厚さ1mmおよび3mmのCu板を透過させたX線のエネルギー分布を示す図である。It is a figure which shows energy distribution of the X-ray which permeate | transmitted 1 mm and 3 mm-thick Cu board. 異なる元素の金属板を透過したX線のエネルギー分布を示す図である。It is a figure which shows energy distribution of the X-ray which permeate | transmitted the metal plate of a different element.

以下図面を参照しながら、本開示のシンチレータアレイ、放射線検出器、放射線コンピュータ断層撮影装置および放射線フィルター付きコリメータの実施形態を説明する。本開示のシンチレータアレイおよび放射線検出器は、X線CT撮影装置などの医療用放射線撮影装置、産業用X線検査装置等の産業用の放射線撮影装置に好適に用いることができる。本開示において、放射線とは、X線、γ線、陽電子線等を含む。また、以下の実施形態において、同じ構成要素には同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments of the scintillator array, radiation detector, radiation computed tomography apparatus, and collimator with radiation filter will be described with reference to the drawings. The scintillator array and radiation detector of the present disclosure can be suitably used for medical radiation imaging devices such as X-ray CT imaging devices and industrial radiation imaging devices such as industrial X-ray inspection devices. In the present disclosure, radiation includes X-rays, γ-rays, positrons and the like. Moreover, in the following embodiments, the same reference numerals may be given to the same components and the detailed description may be omitted.

(第1の実施形態)
図1(a)は本実施形態のシンチレータアレイ101の平面図であり、図1(b)は、図1(a)の1B−1B線におけるシンチレータアレイ101の断面図である。シンチレータアレイ101は、複数のシンチレータ素子11および複数の放射線フィルター部21を備える。複数のシンチレータ素子11は1次元または2次元に配列されている。本実施形態では、複数のシンチレータ素子11は、図1(a)に示すように、xy平面のx方向およびy方向の2次元に配列されている。以下の実施形態では、シンチレータアレイは、6×4のアレイに配置されたシンチレータ素子11または6×6のアレイで配置されたシンチレータ素子11を備えているが、シンチレータ素子の数は、これらの例に限られない。また、以下の実施例では、シンチレータアレイにおける周期的構造の繰り返し単位を主として説明するが、シンチレータの数に応じて、同様の構造を備えた繰り返し単位が配置されている。
First Embodiment
Fig.1 (a) is a top view of the scintillator array 101 of this embodiment, FIG.1 (b) is sectional drawing of the scintillator array 101 in the 1B-1B line of Fig.1 (a). The scintillator array 101 includes a plurality of scintillator elements 11 and a plurality of radiation filter units 21. The plurality of scintillator elements 11 are arranged in one or two dimensions. In the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the plurality of scintillator elements 11 are arranged in two dimensions, in the x direction of the xy plane and in the y direction. In the following embodiments, the scintillator array comprises the scintillator elements 11 arranged in a 6 × 4 array or the scintillator elements 11 arranged in a 6 × 6 array, but the number of scintillator elements is not limited to these examples. It is not limited to. Moreover, in the following examples, although the repeating unit of the periodic structure in a scintillator array is mainly demonstrated, the repeating unit provided with the same structure is arrange | positioned according to the number of scintillators.

各シンチレータ素子11は、第1面11aと、第1面11aと反対側に位置している第2面11bとを有している。本実施形態では、第1面11aおよび第2面11bは矩形形状を有している。このため、シンチレータ素子11は、4つの側面を更に有している。   Each scintillator element 11 has a first surface 11 a and a second surface 11 b located opposite to the first surface 11 a. In the present embodiment, the first surface 11a and the second surface 11b have a rectangular shape. For this reason, the scintillator element 11 further has four side surfaces.

シンチレータ素子11は、放射線の入射によって蛍光等の発光を生じる発光材料または蛍光材料を含む。例えば、シンチレータ素子11は、ガドリニウムオキシサルファイド(GOS)、ガドリニウム−ガリウム−アルミニウムガーネット(GGAG)等の、セラミックシンチレータ材料によって構成されていてもよい。GOSは例えばPr、Ce及びTbから選ばれた少なくとも1種で賦活したGdSの組成を有する。GGAGは、例えばCe、Pr等から選ばれた少なくとも1種で賦活した(Gd1−xLu3+a(GaAl1−u5−a12(x=0〜0.5、u=0.2〜0.6、及びa=−0.05〜0.15)の主組成を有する。このGdの少なくとも一部をYに置き換えたものを用いてもよい。放射線による発光または蛍光材料は上述した例に限られない。シンチレータ素子11は、他の蛍光材料によって構成されていてもよい。 The scintillator element 11 includes a light emitting material or a fluorescent material that emits light such as fluorescence upon incidence of radiation. For example, the scintillator element 11 may be made of a ceramic scintillator material such as gadolinium oxysulfide (GOS) or gadolinium-gallium-aluminum garnet (GGAG). GOS has a composition of Gd 2 O 2 S activated with at least one selected from, for example, Pr, Ce and Tb. GGAG, for example Ce, and activated with at least one member selected from Pr, etc. (Gd 1-x Lu x) 3 + a (Ga u Al 1-u) 5-a O 12 (x = 0~0.5, u It has a main composition of = 0.2 to 0.6, and a =-0.05 to 0.15). What substituted at least one part of this Gd to Y may be used. The luminescent or fluorescent material by radiation is not limited to the examples described above. The scintillator element 11 may be made of another fluorescent material.

本実施形態では、シンチレータアレイ101は、反射部材31を更に備えている。反射部材31は、複数のシンチレータ素子11間および各シンチレータ素子11の第1面11a上に位置している。反射部材31はシンチレータ素子11が発する光を反射する特性を有する。例えば、反射部材31は、白色の酸化チタン粉末と、エポキシなどの樹脂とを含む。反射部材31によって各シンチレータ素子11に放射線が入射することによって生じた光が隣接するシンチレータ素子11に入射し、隣接するシンチレータ素子11に設けられる光検出素子で検出されるのを抑制する。つまり、シンチレータアレイ101におけるクロストークを抑制する。反射部材31が設けられた複数のシンチレータ素子11をアレイ部41と呼ぶ。   In the present embodiment, the scintillator array 101 further includes a reflecting member 31. The reflecting member 31 is located between the plurality of scintillator elements 11 and on the first surface 11 a of each scintillator element 11. The reflecting member 31 has a characteristic of reflecting the light emitted by the scintillator element 11. For example, the reflective member 31 includes white titanium oxide powder and a resin such as epoxy. The light generated by the radiation incident on each scintillator element 11 is incident on the adjacent scintillator element 11 by the reflection member 31 and is suppressed from being detected by the light detection element provided on the adjacent scintillator element 11. That is, crosstalk in the scintillator array 101 is suppressed. The plurality of scintillator elements 11 provided with the reflection member 31 are referred to as an array unit 41.

図1(a)に示すように、複数のシンチレータ素子11は、複数の第1シンチレータ素子11Aおよび複数の第2シンチレータ素子11Bを含む。シンチレータアレイ101は、xy平面において1次元または2次元に配列された複数の単位セルUによって構成されている。単位セルUは、複数の第1シンチレータ素子11Aの1つおよび複数の第2シンチレータ素子11Bの1つを含んでおり、本実施形態では、各単位セルUにおいて、第1シンチレータ素子11Aおよび第2シンチレータ素子11Bは、x方向に配列されている。また、複数の放射線フィルター部21は、複数の第1放射線フィルター部21Bを含む。   As shown in FIG. 1A, the plurality of scintillator elements 11 include a plurality of first scintillator elements 11A and a plurality of second scintillator elements 11B. The scintillator array 101 is composed of a plurality of unit cells U arranged in one or two dimensions in the xy plane. The unit cell U includes one of the plurality of first scintillator elements 11A and one of the plurality of second scintillator elements 11B. In the present embodiment, in each unit cell U, the first scintillator element 11A and the second scintillator element 11A are included. The scintillator elements 11B are arranged in the x direction. Further, the plurality of radiation filter units 21 include a plurality of first radiation filter units 21B.

単位セルUは、x方向およびy方向に沿って2次元に配置されている。各単位セルUにおいて、複数の第1放射線フィルター部21(21B)のうちの1つが、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aの上方に選択的に配置されている。本実施形態では、第1放射線フィルター部21(21B)は複数の第2シンチレータ素子11Bの第1面11aを覆う反射部材31上に配置されている。つまり、第1放射線フィルター部21(21B)は反射部材31を介して、複数の第2シンチレータ素子11Bの第1面11aの上方に配置されている。   The unit cells U are two-dimensionally arranged along the x direction and the y direction. In each unit cell U, one of the plurality of first radiation filter units 21 (21B) is selectively disposed above the first surface 11a of the second scintillator element 11B. In the present embodiment, the first radiation filter unit 21 (21B) is disposed on the reflecting member 31 covering the first surfaces 11a of the plurality of second scintillator elements 11B. That is, the first radiation filter unit 21 (21B) is disposed above the first surface 11a of the plurality of second scintillator elements 11B via the reflection member 31.

第1放射線フィルター部21(21B)は第1放射線吸収特性を有する。第1放射線フィルター部21(21B)は入射する放射線のうち、一部のエネルギー成分を選択的に吸収して減衰させ、他の成分を透過させる。ここで、吸収は0より大きく100%以下の割合で、放射線を吸収することを意味する。第1放射線フィルター部21(21B)は、より具体的には、Mg、Al、Ti、Sn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素を含む金属板または、これらの少なくとも1種の元素の金属粉末が分散した樹脂層を有する。金属板または樹脂層の厚さは、例えば、数百μmから数mm程度である。   The first radiation filter unit 21 (21B) has a first radiation absorption characteristic. The first radiation filter unit 21 (21B) selectively absorbs and attenuates part of energy components of incident radiation, and transmits other components. Here, the absorption means absorbing radiation at a rate of more than 0 and 100% or less. More specifically, the first radiation filter portion 21 (21B) is selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Sn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Ag, Ta, W, Pt and Au. It has a metal plate containing at least one element, or a resin layer in which metal powder of at least one of these elements is dispersed. The thickness of the metal plate or the resin layer is, for example, about several hundred μm to several mm.

本実施形態では、複数のシンチレータ素子11によるアレイにおいて、x方向には第1シンチレータ素子11Aおよび第2シンチレータ素子11Bが交互に位置しており、y方向には、第1シンチレータ素子11Aおよび第2シンチレータ素子11Bがそれぞれ連続している。このため、複数の第1放射線フィルター部21に含まれる金属板はy方向に互いに接続されており、複数の第2シンチレータ素子11Bの第1面11aの上方に位置し、y方向に伸びる短冊状の第1放射線フィルター板22Bを構成している。第1放射線フィルター板22Bは例えば、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aの上方に位置する反射部材31の表面31aに接着剤等によって固定されている。シンチレータアレイ101の、第1放射線フィルター板22Bが設けられた面を入射面101aと呼ぶ。ただし、複数の第1放射線フィルター部21(21B)に含まれる金属板は相互に接続されていなくてもよい。この場合、図1(c)に示すように、複数の第1放射線フィルター片22B’が複数の第2シンチレータ素子11Bの第1面11aの上方にそれぞれ位置している。   In the present embodiment, in the array of the plurality of scintillator elements 11, the first scintillator elements 11A and the second scintillator elements 11B are alternately positioned in the x direction, and the first scintillator elements 11A and the second scintillator elements 11A are in the y direction. The scintillator elements 11B are each continuous. For this reason, the metal plates included in the plurality of first radiation filter portions 21 are connected to one another in the y direction, and are strip-shaped positioned above the first surfaces 11a of the plurality of second scintillator elements 11B and extending in the y direction. The first radiation filter plate 22B is configured. The first radiation filter plate 22B is fixed to, for example, the surface 31a of the reflecting member 31 located above the first surface 11a of the second scintillator element 11B by an adhesive or the like. The surface of the scintillator array 101 provided with the first radiation filter plate 22B is referred to as an incident surface 101a. However, the metal plates included in the plurality of first radiation filter units 21 (21B) may not be connected to each other. In this case, as shown in FIG. 1 (c), the plurality of first radiation filter pieces 22B 'are located above the first surfaces 11a of the plurality of second scintillator elements 11B.

シンチレータアレイ101の入射面101aに放射線、例えば、X線が入射すると、単位セルUには同じエネルギー分布のX線が入射し、反射部材31でのX線の減衰を考慮しなければ、第1シンチレータ素子11Aの第1面11aには、単位セルUに入射するX線と同じエネルギー分布のX線が入射する。一方、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aには、第1放射線フィルター部21Bを透過し、一部のエネルギー帯域の成分が減衰したX線が入射する。したがって、異なるエネルギーのX線を第1シンチレータ素子11Aおよび第2シンチレータ素子11Bで同時に検出することが可能である。   When radiation, for example, X-rays, enter the incident surface 101a of the scintillator array 101, X-rays of the same energy distribution enter the unit cell U, and if the attenuation of X-rays at the reflecting member 31 is not taken into consideration, the first X-rays having the same energy distribution as the X-rays incident on the unit cell U are incident on the first surface 11 a of the scintillator element 11A. On the other hand, X-rays transmitted through the first radiation filter section 21B and having a part of energy band components attenuated are incident on the first surface 11a of the second scintillator element 11B. Therefore, it is possible to simultaneously detect X-rays of different energy by the first scintillator element 11A and the second scintillator element 11B.

第1シンチレータ素子11Aの第1面11aおよび第2シンチレータ素子11Bの第1面11aの位置は、xy平面において同じではない。しかし、単位セルUを1つの画素(ピクセル)として画像処理を行うことによって、デュアルエネルギーシンチレータアレイを実現することができる。例えば、第1シンチレータ素子11Aの第2面11bおよび第2シンチレータ素子11Bの第2面11bにそれぞれ光検出素子を設け、蛍光による得られた2つの検出信号を、同じ画素における異なるエネルギーのX線による信号として画像処理する。なお、シンチレータアレイ101を用いて、3次元、つまり、厚さ方向にもデータを取得したり、画像処理を行う場合には、単位セルUは1つのボクセルを構成する。   The positions of the first surface 11a of the first scintillator element 11A and the first surface 11a of the second scintillator element 11B are not the same in the xy plane. However, by performing image processing with unit cell U as one pixel, it is possible to realize a dual energy scintillator array. For example, light detection elements are respectively provided on the second surface 11b of the first scintillator element 11A and the second surface 11b of the second scintillator element 11B, and the two detection signals obtained by fluorescence are X-rays of different energies in the same pixel Image processing as a signal by In addition, when acquiring data also in three dimensions, ie, the thickness direction, or performing image processing using the scintillator array 101, the unit cell U constitutes one voxel.

上述の信号処理によれば、x方向におけるシンチレータ素子11の数に対して、画素数は半分になる。画素数をシンチレータ素子11の数と同じにするために、画像処理の際、補間によってデータを生成してもよい。例えば、単位セルUの第1シンチレータ素子11Aの蛍光を検出する光検出素子による信号S1と、隣接する単位セルUの第1シンチレータ素子11Aの蛍光を検出する光検出素子による信号S2との平均を求め、得られた信号、および、単位セルUの第2シンチレータ素子11Bの蛍光を検出する光検出素子による信号を、同じ画素における異なるエネルギーのX線による2つの信号として画像処理すればよい。このような信号処理を、各単位セルUの第2シンチレータ素子11Bの蛍光を検出する光検出素子による信号についても行うことによって、解像度の低下を抑制することができる。   According to the above-described signal processing, the number of pixels is halved with respect to the number of scintillator elements 11 in the x direction. In order to make the number of pixels the same as the number of scintillator elements 11, data may be generated by interpolation during image processing. For example, the average of the signal S1 by the light detection element that detects the fluorescence of the first scintillator element 11A of the unit cell U and the signal S2 by the light detection element that detects the fluorescence of the first scintillator element 11A of the adjacent unit cell U The obtained signal and the signal from the light detection element that detects the fluorescence of the second scintillator element 11B of the unit cell U may be subjected to image processing as two signals of X-rays of different energy in the same pixel. A reduction in resolution can be suppressed by performing such signal processing also on the signal from the light detection element that detects the fluorescence of the second scintillator element 11B of each unit cell U.

シンチレータアレイ101は、例えば、アレイ部41を形成し、アレイ部41の上面31aに複数の放射線フィルター部21となる金属板を配置することによって作製することができる。アレイ部41は、例えば、特開2017−37096号公報、特開2015−172580号公報、特開2013−228355号公報に開示された製造方法によって製造することができる。作成したアレイ部41の上面31aにおいて、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aの上方を覆うように、第1放射線フィルター板22Bを配置する。第1放射線フィルター板22Bは、例えば、接着剤などによって上面41aに固定することができる。これにより、シンチレータアレイ101が完成する。   The scintillator array 101 can be manufactured, for example, by forming the array unit 41 and arranging a metal plate to be the plurality of radiation filter units 21 on the upper surface 31 a of the array unit 41. The array unit 41 can be manufactured by, for example, the manufacturing method disclosed in JP-A-2017-37096, JP-A-2015-172580, and JP-A-2013-228355. The first radiation filter plate 22B is disposed so as to cover the upper side of the first surface 11a of the second scintillator element 11B on the upper surface 31a of the array unit 41 created. The first radiation filter plate 22B can be fixed to the upper surface 41a by, for example, an adhesive. Thereby, the scintillator array 101 is completed.

シンチレータアレイ101において、アレイ部41はシングルエネルギーシンチレータアレイの構造を備えており、上述したように、公知の製造方法によって製造できる。したがって、シングルエネルギーシンチレータアレイの構造を大きく変更することなく、つまり、製造コストの大きな増大が生じることなく、デュアルエネルギーシンチレータアレイを製造することができる。また、本開示のシンチレータアレイ101によれば、複数のエネルギーの放射線を同時に、または、切り替えて照射することなく、2つの異なるエネルギー帯域で放射線を検出することができる。したがって、本開示のシンチレータアレイ101を備えた放射線コンピュータ断層撮影装置において、放射線源の数を1つにしたり、放射線源の制御を簡単にすることができる。   In the scintillator array 101, the array unit 41 has a single energy scintillator array structure, and can be manufactured by a known manufacturing method as described above. Thus, dual energy scintillator arrays can be manufactured without major changes in the structure of the single energy scintillator array, ie without significant increases in manufacturing costs. Moreover, according to the scintillator array 101 of the present disclosure, radiation can be detected in two different energy bands without irradiating radiation of a plurality of energies simultaneously or switching. Therefore, in the radiation computed tomography apparatus provided with the scintillator array 101 of the present disclosure, the number of radiation sources can be reduced to one, and control of the radiation sources can be simplified.

(第2の実施形態)
図2(a)は本実施形態のシンチレータアレイ102の平面図であり、図2(b)は、図2(a)の2B−2B線におけるシンチレータアレイ102の断面図である。シンチレータアレイ102は単位セルUが3つのシンチレータ素子を含む点で、第1の実施形態のシンチレータアレイ101と異なる。
Second Embodiment
Fig.2 (a) is a top view of the scintillator array 102 of this embodiment, FIG.2 (b) is sectional drawing of the scintillator array 102 in the 2B-2B line of Fig.2 (a). The scintillator array 102 is different from the scintillator array 101 of the first embodiment in that a unit cell U includes three scintillator elements.

図2(a)に示すように、複数のシンチレータ素子11は、複数の第1シンチレータ素子11A、複数の第2シンチレータ素子11Bおよび複数の第3シンチレータ素子11Cを含む。単位セルUは、複数の第1シンチレータ素子11Aの1つ、複数の第2シンチレータ素子11Bの1つおよび複数の第3シンチレータ素子11Cの1つを含んでおり、本実施形態では、各単位セルUにおいて、第1シンチレータ素子11A、第2シンチレータ素子11Bおよび第3シンチレータ素子11Cは、x方向に配列されている。   As shown in FIG. 2A, the plurality of scintillator elements 11 include a plurality of first scintillator elements 11A, a plurality of second scintillator elements 11B, and a plurality of third scintillator elements 11C. The unit cell U includes one of the plurality of first scintillator elements 11A, one of the plurality of second scintillator elements 11B, and one of the plurality of third scintillator elements 11C, and in the present embodiment, each unit cell In U, the first scintillator element 11A, the second scintillator element 11B, and the third scintillator element 11C are arranged in the x direction.

複数の放射線フィルター部21は、複数の第1放射線フィルター部21Bおよび複数の第2放射線フィルター部21Cを含む。各単位セルUにおいて、複数の第1放射線フィルター部21Bのうちの1つおよび複数の第2放射線フィルター部21Cのうちの1つが、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aの上方および第3シンチレータ素子11Cの第1面11aの上方にそれぞれ選択的に配置されている。本実施形態では、複数の第1放射線フィルター部21Bおよび複数の第2放射線フィルター部21Cは複数のシンチレータ素子11の第1面11aを覆う反射部材31上に配置されている。   The plurality of radiation filter units 21 includes a plurality of first radiation filter units 21B and a plurality of second radiation filter units 21C. In each unit cell U, one of the plurality of first radiation filter units 21B and one of the plurality of second radiation filter units 21C are located above the first surface 11a of the second scintillator element 11B and the third scintillator It is selectively disposed above the first surface 11a of the element 11C. In the present embodiment, the plurality of first radiation filter units 21B and the plurality of second radiation filter units 21C are disposed on the reflective member 31 covering the first surfaces 11a of the plurality of scintillator elements 11.

第2放射線フィルター部21Cは第2放射線吸収特性を有する。第2放射線フィルター部21Cは入射する放射線のうち、一部のエネルギー成分を選択的に吸収して減衰させ、他の成分を透過させる。第1放射線フィルター部21Bと同様、第2放射線フィルター部21Cは、より具体的には、Mg、Al、Ti、Sn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素を含む金属板または、これらの少なくとも1種の元素の金属粉末が分散した樹脂層を有する。金属板の厚さは、例えば、数百μmから数mm程度である。   The second radiation filter unit 21C has a second radiation absorption characteristic. The second radiation filter unit 21C selectively absorbs and attenuates part of energy components of the incident radiation, and transmits other components. Similar to the first radiation filter unit 21B, the second radiation filter unit 21C is more specifically Mg, Al, Ti, Sn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Ag, Ta, W, Pt and Au. The metal plate containing the at least 1 element chosen from the group which consists of, or the resin layer which the metal powder of these at least 1 sort (s) of elements disperse | distributed. The thickness of the metal plate is, for example, about several hundred μm to several mm.

第2放射線吸収特性は第1放射線吸収特性と異なっている。このため、第1放射線フィルター部21Bに含まれる金属板を構成する元素と第2放射線フィルター部21Cに含まれる金属板を構成する元素とは異なる。あるいは、第2放射線フィルター部21Cの金属板が第1放射線フィルター部21Bの金属板と同じ元素で構成される場合、金属板の厚さが異なることによって、2つのフィルター部の放射線吸収特性が異なる。   The second radiation absorption characteristic is different from the first radiation absorption characteristic. For this reason, the element which comprises the metal plate contained in 1st radiation filter part 21B and the element which comprises the metal plate contained in 2nd radiation filter part 21C differ. Alternatively, when the metal plate of the second radiation filter unit 21C is formed of the same element as the metal plate of the first radiation filter unit 21B, the radiation absorption characteristics of the two filter units are different due to the difference in thickness of the metal plate. .

好ましくは第1放射線フィルター部21Bに含まれる金属板は、上記元素のうち、相対的に比重が小さい第1金属、および、相対的に比重が大きい第2金属の一方によって構成され、第2放射線フィルター部21Cに含まれる金属板は、上記第1金属および第2金属の他方によって構成されている。上記元素のうち、相対的に比重が小さい第1金属は、例えば、Mg、Al、Ti、Sn、Fe、Co、NiおよびCuであり、相対的に比重が大きい第2金属は、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuである。例えば、第1放射線フィルター部21Bは、Mg、Al、Ti、Sn、Fe、Co、NiおよびCuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第1金属板を含み、第2放射線フィルター部21Cは、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第2金属板を含む。   Preferably, the metal plate included in the first radiation filter portion 21B is made of one of the above elements, the first metal having a relatively small specific gravity, and the second metal having a relatively large specific gravity, and the second radiation The metal plate included in the filter portion 21C is made of the other of the first metal and the second metal. Among the above elements, the first metal having a relatively small specific gravity is, for example, Mg, Al, Ti, Sn, Fe, Co, Ni and Cu, and the second metal having a relatively large specific gravity is, for example, Mo, Ag , Ta, W, Pt and Au. For example, the first radiation filter unit 21B includes a first metal plate made of at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Sn, Fe, Co, Ni, and Cu, and the second radiation filter unit 21C. Includes a second metal plate made of at least one element selected from the group consisting of Mo, Ag, Ta, W, Pt and Au.

あるいは、第1放射線フィルター部21Bに含まれる金属板および第2放射線フィルター部21Cに含まれる金属板は、上述した第1金属から選ばれる異なる2つの元素によってそれぞれ構成されていてもよいし、第2金属から選ばれる異なる2つの元素によって、それぞれ構成されていてもよい。   Alternatively, the metal plate included in the first radiation filter unit 21B and the metal plate included in the second radiation filter unit 21C may be respectively configured by two different elements selected from the above-described first metals, It may be respectively composed of two different elements selected from two metals.

第1の実施形態と同様、複数の第2放射線フィルター部21Cに含まれる金属板はy方向に互いに接続されており、複数の第3シンチレータ素子11Cの第1面11aの上方に位置する第2放射線フィルター板22Cを構成している。第2放射線フィルター板22Cは例えば、第3シンチレータ素子11Cの第1面11aの上方に位置する反射部材31の表面31aに接着剤等によって固定されている。同じ部材については、例えば図1と同じ符号を用いる。   Similar to the first embodiment, the metal plates included in the plurality of second radiation filter units 21C are connected to one another in the y direction, and are positioned above the first surface 11a of the plurality of third scintillator elements 11C. The radiation filter plate 22C is configured. For example, the second radiation filter plate 22C is fixed to the surface 31a of the reflecting member 31 located above the first surface 11a of the third scintillator element 11C by an adhesive or the like. The same reference numerals as in FIG. 1 are used for the same members, for example.

シンチレータアレイ102の入射面102aに放射線、例えば、X線が入射すると、単位セルUには同じエネルギー分布のX線が入射し、反射部材31でのX線の減衰を考慮しなければ、第1シンチレータ素子11Aの第1面11aには、単位セルUに入射するX線と同じエネルギー分布のX線が入射する。一方、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aには、第1放射線フィルター部21Bを透過し、一部のエネルギー帯域の成分が減衰したX線が入射する。また、第3シンチレータ素子11Cの第1面11aには、第2放射線フィルター部21Cを透過し、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aに入射するX線とは異なるエネルギー帯域の成分が減衰したX線が入射する。したがって、異なるエネルギーのX線を第1シンチレータ素子11A、第2シンチレータ素子11Bおよび第3シンチレータ素子11Cで同時に検出することが可能である。   When radiation, for example, X-rays, enter the incident surface 102a of the scintillator array 102, X-rays of the same energy distribution enter the unit cell U, and if attenuation of X-rays at the reflecting member 31 is not taken into consideration, the first X-rays having the same energy distribution as the X-rays incident on the unit cell U are incident on the first surface 11 a of the scintillator element 11A. On the other hand, X-rays transmitted through the first radiation filter section 21B and having a part of energy band components attenuated are incident on the first surface 11a of the second scintillator element 11B. In addition, in the first surface 11a of the third scintillator element 11C, the component of the energy band different from the X-rays transmitted through the second radiation filter portion 21C and incident on the first surface 11a of the second scintillator element 11B is attenuated. X-rays are incident. Therefore, it is possible to simultaneously detect X-rays of different energies by the first scintillator element 11A, the second scintillator element 11B and the third scintillator element 11C.

本実施形態では、単位セルUは3つのシンチレータ素子11を含む。単位セルUを1つの画素として画像処理を行うことによって、マルチエネルギーシンチレータアレイを実現することができる。また、第1の実施形態で説明したように、x方向における画素数をシンチレータ素子11の数と同じにするために、画像処理の際、補間によってデータを生成してもよい。   In the present embodiment, the unit cell U includes three scintillator elements 11. A multi-energy scintillator array can be realized by performing image processing with unit cell U as one pixel. Further, as described in the first embodiment, in order to make the number of pixels in the x direction be the same as the number of scintillator elements 11, data may be generated by interpolation in image processing.

(第3の実施形態)
図3(a)は本実施形態のシンチレータアレイ103の平面図であり、図3(b)および図3(c)は、図3(a)の3B−3B線および3C−3C線におけるシンチレータアレイ103の断面図である。シンチレータアレイ103は単位セルUが4つのシンチレータ素子を含む点で、第1の実施形態のシンチレータアレイ101と異なる。
Third Embodiment
Fig.3 (a) is a top view of the scintillator array 103 of this embodiment, FIG.3 (b) and FIG.3 (c) are the scintillator arrays in the 3B-3B line and 3C-3C line of FIG. 3 (a). FIG. The scintillator array 103 is different from the scintillator array 101 of the first embodiment in that the unit cell U includes four scintillator elements.

図3(a)に示すように、複数のシンチレータ素子11は、複数の第1シンチレータ素子11A、複数の第2シンチレータ素子11B、複数の第3シンチレータ素子11Cおよび複数の第4シンチレータ素子11Dを含む。単位セルUは、複数の第1シンチレータ素子11Aの1つ、複数の第2シンチレータ素子11Bの1つ、複数の第3シンチレータ素子11Cの1つおよび複数の第4シンチレータ素子11Dの1つを含んでいる。本実施形態では、各単位セルUにおいて、第1シンチレータ素子11Aおよび第2シンチレータ素子11Bはx方向に配列されている。また、第3シンチレータ素子11Cおよび第4シンチレータ素子11Dはx方向に配列されており、かつ、第1シンチレータ素子11Aおよび第2シンチレータ素子11Bとy方向においてそれぞれ隣接している。   As shown in FIG. 3A, the plurality of scintillator elements 11 include a plurality of first scintillator elements 11A, a plurality of second scintillator elements 11B, a plurality of third scintillator elements 11C, and a plurality of fourth scintillator elements 11D. . The unit cell U includes one of a plurality of first scintillator elements 11A, one of a plurality of second scintillator elements 11B, one of a plurality of third scintillator elements 11C, and one of a plurality of fourth scintillator elements 11D. It is. In the present embodiment, in each unit cell U, the first scintillator elements 11A and the second scintillator elements 11B are arranged in the x direction. The third scintillator element 11C and the fourth scintillator element 11D are arranged in the x direction, and are adjacent to the first scintillator element 11A and the second scintillator element 11B in the y direction.

複数の放射線フィルター部21は、複数の第1放射線フィルター部21B、複数の第2放射線フィルター部21Cおよび複数の第3放射線フィルター部21Dを含む。各単位セルUにおいて、複数の第1放射線フィルター部21Bのうちの1つ、複数の第2放射線フィルター部21Cのうちの1つおよび複数の第3放射線フィルター部21Dのうちの1つが、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aの上方、第3シンチレータ素子11Cの第1面11aの上方および、第4シンチレータ素子11Dの第1面11aの上方にそれぞれ選択的に配置されている。本実施形態では、複数の第2放射線フィルター部21Cおよび複数の第3放射線フィルター部21Dは複数のシンチレータ素子11の第1面11aを覆う反射部材31上に配置されている。   The plurality of radiation filters 21 includes a plurality of first radiation filters 21B, a plurality of second radiation filters 21C, and a plurality of third radiation filters 21D. In each unit cell U, one of the plurality of first radiation filter units 21B, one of the plurality of second radiation filter units 21C, and one of the plurality of third radiation filter units 21D are second It is selectively disposed above the first surface 11a of the scintillator element 11B, above the first surface 11a of the third scintillator element 11C, and above the first surface 11a of the fourth scintillator element 11D. In the present embodiment, the plurality of second radiation filter units 21C and the plurality of third radiation filter units 21D are disposed on the reflective member 31 covering the first surfaces 11a of the plurality of scintillator elements 11.

第1放射線フィルター部21B、第2放射線フィルター部21Cおよび第3放射線フィルター部21Dは、第1放射線吸収特性、第2放射線吸収特性および第3放射線吸収特性をそれぞれ有する。第1放射線フィルター部21B、第2放射線フィルター部21Cおよび第3放射線フィルター部21Dは、入射する放射線のうち、一部のエネルギー成分を選択的に吸収して減衰させ、他の成分を透過させる。第1放射線フィルター部21B、第2放射線フィルター部21Cおよび第3放射線フィルター部21Dにおいて、吸収されるエネルギー成分およびその割合は、互いに異なっている。第1放射線フィルター部21B、第2放射線フィルター部21Cおよび第3放射線フィルター部21Dは、より具体的には、Mg、Al、Ti、Sn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素を含む金属板または、これらの少なくとも1種の元素の金属粉末が分散した樹脂層を有する。金属板の厚さは、例えば、数百μmから数mm程度である。   The first radiation filter unit 21B, the second radiation filter unit 21C, and the third radiation filter unit 21D each have a first radiation absorption characteristic, a second radiation absorption characteristic, and a third radiation absorption characteristic. The first radiation filter unit 21B, the second radiation filter unit 21C, and the third radiation filter unit 21D selectively absorb and attenuate a part of energy components of the incident radiation, and transmit other components. In the first radiation filter unit 21B, the second radiation filter unit 21C, and the third radiation filter unit 21D, the energy components to be absorbed and the ratio thereof are different from each other. More specifically, the first radiation filter unit 21B, the second radiation filter unit 21C, and the third radiation filter unit 21D are Mg, Al, Ti, Sn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Ag, Ta, It has a metal plate containing at least one element selected from the group consisting of W, Pt and Au, or a resin layer in which metal powder of at least one of these elements is dispersed. The thickness of the metal plate is, for example, about several hundred μm to several mm.

本実施形態では、第1放射線フィルター部21Bは、第1金属板を含み、第2放射線フィルター部21Cは第2金属板を含み、第3放射線フィルター部21Dは、第1金属板および第2金属板を含む。第1金属板は、上記元素のうち、相対的に比重が小さい第1金属、および、相対的に比重が大きい第2金属の一方によって構成され、第2放射線フィルター部21Cに含まれる金属板は、上記第1金属および第2金属の他方によって構成されている。上記元素のうち、相対的に比重が小さい第1金属は、例えば、Mg、Al、Ti、Fe、Sn、Co、NiおよびCuであり、相対的に比重が大きい第2金属は、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuである。例えば、第1放射線フィルター部21Bは、Mg、Al、Ti、Fe、Sn、Co、NiおよびCuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第1金属板を含み、第2放射線フィルター部21Cは、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第2金属板を含む。また、第3放射線フィルター部21Dは、これらの元素からなる第1金属板および第2金属板を含む。   In the present embodiment, the first radiation filter unit 21B includes the first metal plate, the second radiation filter unit 21C includes the second metal plate, and the third radiation filter unit 21D includes the first metal plate and the second metal plate. Including the board. The first metal plate is formed of one of the above elements, the first metal having a relatively small specific gravity, and the second metal having a relatively large specific gravity, and the metal plate included in the second radiation filter portion 21C is And the other of the first metal and the second metal. Among the above elements, the first metal having a relatively small specific gravity is, for example, Mg, Al, Ti, Fe, Sn, Co, Ni and Cu, and the second metal having a relatively large specific gravity is, for example, Mo, Ag , Ta, W, Pt and Au. For example, the first radiation filter portion 21B includes a first metal plate made of at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Fe, Sn, Co, Ni and Cu, and the second radiation filter portion 21C Includes a second metal plate made of at least one element selected from the group consisting of Mo, Ag, Ta, W, Pt and Au. Further, the third radiation filter unit 21D includes a first metal plate and a second metal plate made of these elements.

複数の第1放射線フィルター部21Bに含まれる第1金属板はy方向に互いに接続されており、複数の第2シンチレータ素子11Bの第1面11aの上方および複数の第4シンチレータ素子11Dの第1面11aの上方に位置し、y方向に伸びる短冊状の第1放射線フィルター板22Bを構成している。また、複数の第2放射線フィルター部21Cに含まれる第2金属板はx方向に互いに接続されており、複数の第3シンチレータ素子11Cの第1面11aの上方および複数の第4シンチレータ素子11Dの第1面11aの上方に位置し、x方向に伸びる短冊状の第2放射線フィルター板22Cを構成している。したがって、第4シンチレータ素子11Dの第1面11aの上方では、第1放射線フィルター板22Bおよび第2放射線フィルター板22Cが交差した状態で位置している。図3(b)に示すように本実施形態では、第1放射線フィルター板22Bは、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aの上方および第4シンチレータ素子11Dの第1面11aの上方に位置する反射部材31の表面31aに接着剤等によって固定されている。また、図3(c)に示すように本実施形態では、第2放射線フィルター板22Cは、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aの上方および第4シンチレータ素子11Dの第1面11aの上方に位置する第1放射線フィルター板22Bに接着剤等によって固定されている。しかし、第2放射線フィルター板22Cが反射部材31の表面31aに固定され、第1放射線フィルター板22Bが、第2放射線フィルター板22Cに固定されていてもよい。   The first metal plates included in the plurality of first radiation filter units 21B are connected to each other in the y direction, and the first metal plates of the plurality of second scintillator elements 11B are arranged above the first surface 11a and the plurality of fourth scintillator elements 11D. A strip-shaped first radiation filter plate 22B is formed above the surface 11a and extends in the y direction. Further, the second metal plates included in the plurality of second radiation filter units 21C are connected to each other in the x direction, and above the first surface 11a of the plurality of third scintillator elements 11C and of the plurality of fourth scintillator elements 11D. A strip-shaped second radiation filter plate 22C which is located above the first surface 11a and extends in the x direction is configured. Therefore, the first radiation filter plate 22B and the second radiation filter plate 22C are located above the first surface 11a of the fourth scintillator element 11D in a crossing state. As shown in FIG. 3B, in the present embodiment, the first radiation filter plate 22B is located above the first surface 11a of the second scintillator element 11B and above the first surface 11a of the fourth scintillator element 11D. The surface 31 a of the reflection member 31 is fixed by an adhesive or the like. Further, as shown in FIG. 3C, in the present embodiment, the second radiation filter plate 22C is located above the first surface 11a of the second scintillator element 11B and above the first surface 11a of the fourth scintillator element 11D. The first radiation filter plate 22B is fixed by an adhesive or the like. However, the second radiation filter plate 22C may be fixed to the surface 31a of the reflecting member 31, and the first radiation filter plate 22B may be fixed to the second radiation filter plate 22C.

シンチレータアレイ103の入射面103aに放射線、例えば、X線が入射すると、単位セルUには同じエネルギー分布のX線が入射し、反射部材31でのX線の減衰を考慮しなければ、第1シンチレータ素子11Aの第1面11aには、単位セルUに入射するX線と同じエネルギー分布のX線が入射する。一方、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aには、第1放射線フィルター部21Bを透過し、一部のエネルギー帯域の成分が減衰したX線が入射する。また、第3シンチレータ素子11Cの第1面11aには、第2放射線フィルター部21Cを透過し、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aに入射するX線とは異なるエネルギー帯域の成分が減衰したX線が入射する。第4シンチレータ素子11Dの第1面11aには、第3放射線フィルター部21Dを透過し、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aおよび第3シンチレータ素子11Cの第1面11aに入射するX線とは異なるエネルギー帯域の成分が減衰したX線が入射する。したがって、異なるエネルギーのX線を第1シンチレータ素子11A、第2シンチレータ素子11B、第3シンチレータ素子11Cおよび第4シンチレータ素子11Dで同時に検出することが可能である。   When radiation, for example, X-rays, enter the incident surface 103a of the scintillator array 103, X-rays of the same energy distribution enter the unit cell U, and if the attenuation of X-rays at the reflecting member 31 is not taken into consideration, the first X-rays having the same energy distribution as the X-rays incident on the unit cell U are incident on the first surface 11 a of the scintillator element 11A. On the other hand, X-rays transmitted through the first radiation filter section 21B and having a part of energy band components attenuated are incident on the first surface 11a of the second scintillator element 11B. In addition, in the first surface 11a of the third scintillator element 11C, the component of the energy band different from the X-rays transmitted through the second radiation filter portion 21C and incident on the first surface 11a of the second scintillator element 11B is attenuated. X-rays are incident. The first surface 11a of the fourth scintillator element 11D transmits X-rays transmitted through the third radiation filter portion 21D and incident on the first surface 11a of the second scintillator element 11B and the first surface 11a of the third scintillator element 11C X-rays are incident with components of different energy bands attenuated. Therefore, it is possible to simultaneously detect X-rays of different energies by the first scintillator element 11A, the second scintillator element 11B, the third scintillator element 11C and the fourth scintillator element 11D.

本実施形態では、単位セルUは4つのシンチレータ素子11を含む。単位セルUを1つの画素として画像処理を行うことによって、マルチエネルギーシンチレータアレイを実現することができる。また、第1の実施形態で説明したように、x方向およびy方向における画素数をシンチレータ素子11の数と同じにするために、画像処理の際、補間によってデータを生成してもよい。   In the present embodiment, the unit cell U includes four scintillator elements 11. A multi-energy scintillator array can be realized by performing image processing with unit cell U as one pixel. Further, as described in the first embodiment, in order to make the number of pixels in the x direction and y direction the same as the number of scintillator elements 11, data may be generated by interpolation in image processing.

また本実施形態では、第3放射線フィルター部21Dは、第1金属板および第2金属板を含んでいるが、第1金属板および第2金属板とは異なる元素によって構成される第3金属板を含んでいてもよい。この場合には、第1放射線フィルター部21Bの第1金属板および第2放射線フィルター部21Cの第2金属板は隣接する素子上の金属板と接続されていない矩形形状を有していることが好ましい。   Further, in the present embodiment, the third radiation filter portion 21D includes the first metal plate and the second metal plate, but a third metal plate configured by an element different from the first metal plate and the second metal plate. May be included. In this case, the first metal plate of the first radiation filter portion 21B and the second metal plate of the second radiation filter portion 21C have a rectangular shape not connected to the metal plate on the adjacent element preferable.

(第4の実施形態)
図4(a)は本実施形態のシンチレータアレイ104の平面図であり、図4(b)および図4(c)は、図4(a)の4B−4B線および4C−4C線におけるシンチレータアレイ104の断面図である。シンチレータアレイ104は単位セルUが6つのシンチレータ素子を含む点で、第1の実施形態のシンチレータアレイ101と異なる。第1シンチレータ素子11Aから第4シンチレータ素子11Dおよび第1放射線フィルター部21Bから第3放射線フィルター部21Dの位置および構造は、例えば第3の実施形態のシンチレータアレイ103と同じである。以下、特に、シンチレータアレイ103と異なる点を説明する。
Fourth Embodiment
FIG. 4 (a) is a plan view of the scintillator array 104 according to the present embodiment, and FIGS. 4 (b) and 4 (c) are scintillator arrays taken along lines 4B-4B and 4C-4C of FIG. 4 (a). 10 is a cross-sectional view of FIG. The scintillator array 104 is different from the scintillator array 101 of the first embodiment in that the unit cell U includes six scintillator elements. The positions and structures of the first scintillator element 11A to the fourth scintillator element 11D and the first radiation filter unit 21B to the third radiation filter unit 21D are the same as, for example, the scintillator array 103 of the third embodiment. Hereinafter, points different from the scintillator array 103 will be particularly described.

図4(a)に示すように、複数のシンチレータ素子11は、複数の第5シンチレータ素子11Eおよび複数の第6シンチレータ素子11Fを更に含む。また、単位セルUは、複数の第5シンチレータ素子11Eの1つおよび複数の第6シンチレータ素子11Fの1つをさらに含んでいる。本実施形態では、各単位セルUにおいて、第5シンチレータ素子11Eおよび第6シンチレータ素子11Fは、y方向に配列されており、第2シンチレータ素子11Bおよび第4シンチレータ素子11Dとx方向においてそれぞれ隣接している。   As shown in FIG. 4A, the plurality of scintillator elements 11 further include a plurality of fifth scintillator elements 11E and a plurality of sixth scintillator elements 11F. The unit cell U further includes one of the plurality of fifth scintillator elements 11E and one of the plurality of sixth scintillator elements 11F. In the present embodiment, in each unit cell U, the fifth scintillator element 11E and the sixth scintillator element 11F are arranged in the y direction, and are adjacent to the second scintillator element 11B and the fourth scintillator element 11D in the x direction. ing.

複数の放射線フィルター部21は、複数の第4放射線フィルター部21Eおよび複数の第5放射線フィルター部21Fをさらに含む。各単位セルUにおいて、複数の第4放射線フィルター部21Eのうちの1つおよび複数の第5放射線フィルター部21Fのうちの1つが、第5シンチレータ素子11Eの第1面11aの上方および第6シンチレータ素子11Fの第1面11aの上方にそれぞれ選択的に配置されている。本実施形態では、複数の第4放射線フィルター部21Eおよび複数の第5放射線フィルター部21Fは複数のシンチレータ素子11の第1面11aを覆う反射部材31上に配置されている。   The plurality of radiation filter units 21 further include a plurality of fourth radiation filter units 21E and a plurality of fifth radiation filter units 21F. In each unit cell U, one of the plurality of fourth radiation filter units 21E and one of the plurality of fifth radiation filter units 21F are located above the first surface 11a of the fifth scintillator element 11E and the sixth scintillator It is selectively disposed above the first surface 11a of the element 11F. In the present embodiment, the plurality of fourth radiation filter units 21E and the plurality of fifth radiation filter units 21F are disposed on the reflecting member 31 covering the first surfaces 11a of the plurality of scintillator elements 11.

第4放射線フィルター部21Eおよび第5放射線フィルター部21Fは、第4放射線吸収特性および第5放射線吸収特性をそれぞれ有する。第4放射線フィルター部21Eおよび第5放射線フィルター部21Fは、入射する放射線のうち、一部のエネルギー成分を選択的に吸収して減衰させ、他の成分を透過させる。第1放射線フィルター部21Bから第5放射線フィルター部21Fにおいて、吸収されるエネルギー成分およびその割合は、互いに異なっている。   The fourth radiation filter unit 21E and the fifth radiation filter unit 21F each have a fourth radiation absorption characteristic and a fifth radiation absorption characteristic. The fourth radiation filter unit 21E and the fifth radiation filter unit 21F selectively absorb and attenuate part of energy components of the incident radiation, and transmit other components. In the first radiation filter unit 21B to the fifth radiation filter unit 21F, the energy components to be absorbed and the ratio thereof are different from each other.

第4放射線フィルター部21Eおよび第5放射線フィルター部21Fも、Al、Ti、Fe、Co、Ni、Ag、Sn、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素を含む金属板または、これらの少なくとも1種の元素の金属粉末が分散した樹脂層を有する。金属板の厚さは、例えば、数百μmから数mm程度である。   The fourth radiation filter unit 21E and the fifth radiation filter unit 21F are also metal plates containing at least one element selected from the group consisting of Al, Ti, Fe, Co, Ni, Ag, Sn, Ta, W, Pt and Au. Or it has the resin layer which the metal powder of these at least 1 sort (s) of elements disperse | distributed. The thickness of the metal plate is, for example, about several hundred μm to several mm.

本実施形態では、第4放射線フィルター部21Eは、第4金属板を含む。第4金属板は上記元素のうち、相対的に比重が小さい第1金属、および、相対的に比重が大きい第2金属の一方によって構成される。好ましくは、第4金属板は第1金属板および第2金属板とは異なる元素によって構成されている。第5放射線フィルター部21Fは、第2金属板および第4金属板を含む。   In the present embodiment, the fourth radiation filter unit 21E includes a fourth metal plate. The fourth metal plate is formed of one of the above elements, the first metal having a relatively small specific gravity, and the second metal having a relatively large specific gravity. Preferably, the fourth metal plate is made of an element different from the first metal plate and the second metal plate. The fifth radiation filter unit 21F includes a second metal plate and a fourth metal plate.

複数の第4放射線フィルター部21Eに含まれる第4金属板はy方向に互いに接続されており、複数の第5シンチレータ素子11Eの第1面11aの上方および複数の第6シンチレータ素子11Fの第1面11aの上方に位置し、y方向に伸びる短冊状の第4放射線フィルター板22Eを構成している。第6シンチレータ素子11Fの第1面11aの上方では、第2放射線フィルター板22Cおよび第4放射線フィルター板22Eが交差した状態で位置している。図4(b)に示すように本実施形態では、第4放射線フィルター板22Eは、第5シンチレータ素子11Eの第1面11aの上方および第6シンチレータ素子11Fの第1面11aの上方に位置する反射部材31の表面31aに接着剤等によって固定されている。また、図4(c)に示すように本実施形態では、第2放射線フィルター板22Cは、第1放射線フィルター板22Bおよび第4放射線フィルター板22Eに接着剤等によって固定されている。しかし、第4放射線フィルター板22Eが反射部材31の表面31aに固定され、第1放射線フィルター板22Bおよび第4放射線フィルター板22Eが、第2放射線フィルター板22Cに固定されていてもよい。   The fourth metal plates included in the plurality of fourth radiation filter units 21E are connected to one another in the y direction, and the first metal plates of the plurality of sixth scintillator elements 11F are arranged above the first surface 11a of the plurality of fifth scintillator elements 11E. A strip-shaped fourth radiation filter plate 22E which is located above the surface 11a and extends in the y direction is configured. Above the first surface 11a of the sixth scintillator element 11F, the second radiation filter plate 22C and the fourth radiation filter plate 22E are positioned in a state of crossing each other. As shown in FIG. 4B, in the present embodiment, the fourth radiation filter plate 22E is located above the first surface 11a of the fifth scintillator element 11E and above the first surface 11a of the sixth scintillator element 11F. The surface 31 a of the reflection member 31 is fixed by an adhesive or the like. Further, as shown in FIG. 4C, in the present embodiment, the second radiation filter plate 22C is fixed to the first radiation filter plate 22B and the fourth radiation filter plate 22E by an adhesive or the like. However, the fourth radiation filter plate 22E may be fixed to the surface 31a of the reflecting member 31, and the first radiation filter plate 22B and the fourth radiation filter plate 22E may be fixed to the second radiation filter plate 22C.

シンチレータアレイ104の入射面104aに放射線、例えば、X線が入射すると、単位セルUには同じエネルギー分布のX線が入射し、反射部材31でのX線の減衰を考慮しなければ、第1シンチレータ素子11Aの第1面11aには、単位セルUに入射するX線と同じエネルギー分布のX線が入射する。一方、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aから第6シンチレータ素子11Fには、第1放射線フィルター部21Bから第5放射線フィルター部21Fを透過し、一部のエネルギー帯域の成分が減衰したX線が入射する。したがって、異なるエネルギーのX線を第1シンチレータ素子11Aから第6シンチレータ素子11Fで同時に検出することが可能である。   When radiation, for example, X-rays, enter the incident surface 104a of the scintillator array 104, X-rays of the same energy distribution enter the unit cell U, and if attenuation of X-rays at the reflecting member 31 is not taken into consideration, the first X-rays having the same energy distribution as the X-rays incident on the unit cell U are incident on the first surface 11 a of the scintillator element 11A. On the other hand, X ray which penetrates the 5th radiation filter part 21F from the 1st radiation filter part 21B to the 6th scintillator element 11F from the 1st surface 11a of the 2nd scintillator element 11B, and a part of energy band ingredient has attenuated Is incident. Therefore, it is possible to simultaneously detect X-rays of different energies by the first scintillator element 11A to the sixth scintillator element 11F.

本実施形態では、単位セルUは6つのシンチレータ素子11を含む。単位セルUを1つの画素として画像処理を行うことによって、マルチエネルギーシンチレータアレイを実現することができる。また、第2の実施形態で説明したように、x方向およびy方向における画素数をシンチレータ素子11の数と同じにするために、画像処理の際、補間によってデータを生成してもよい。   In the present embodiment, the unit cell U includes six scintillator elements 11. A multi-energy scintillator array can be realized by performing image processing with unit cell U as one pixel. Further, as described in the second embodiment, in order to make the number of pixels in the x direction and y direction the same as the number of scintillator elements 11, data may be generated by interpolation in image processing.

また本実施形態では、第5放射線フィルター部21Fは、第2金属板および第4金属板を含んでいるが、第2金属板および第4金属板とは異なる元素によって構成される第5金属板を含んでいてもよい。この場合には、第1放射線フィルター部21Bの第1金属板、第2放射線フィルター部21Cの第2金属板および第4放射線フィルター部21Eの第4金属板は隣接する素子上の金属板と接続されていない矩形形状を有していることが好ましい。   In the present embodiment, the fifth radiation filter portion 21F includes the second metal plate and the fourth metal plate, but is a fifth metal plate formed of an element different from the second metal plate and the fourth metal plate. May be included. In this case, the first metal plate of the first radiation filter portion 21B, the second metal plate of the second radiation filter portion 21C, and the fourth metal plate of the fourth radiation filter portion 21E are connected to the metal plates on adjacent elements. It is preferable to have the rectangular shape which is not carried out.

(第5の実施形態)
図5(a)は本実施形態のシンチレータアレイ105の平面図であり、図5(b)、図5(c)および図5(d)は、図5(a)の5B−5B線、5C−5C線および5D−5D線におけるシンチレータアレイ105の断面図である。
Fifth Embodiment
5 (a) is a plan view of the scintillator array 105 of this embodiment, and FIGS. 5 (b), 5 (c) and 5 (d) are lines 5B-5B, 5C of FIG. 5 (a). It is sectional drawing of the scintillator array 105 in -5C line and 5D-5D line.

シンチレータアレイ105は単位セルUが9つのシンチレータ素子を含む点で、第4の実施形態のシンチレータアレイ104と異なる。第1シンチレータ素子11Aから第6シンチレータ素子11Fおよび第1放射線フィルター部21Bから第5放射線フィルター部21Fの位置および構造は、例えば第4の実施形態のシンチレータアレイ104と同じである。以下、特に、シンチレータアレイ104と異なる点を説明する。   The scintillator array 105 is different from the scintillator array 104 of the fourth embodiment in that the unit cell U includes nine scintillator elements. The positions and structures of the first scintillator element 11A to the sixth scintillator element 11F and the first radiation filter unit 21B to the fifth radiation filter unit 21F are the same as, for example, the scintillator array 104 of the fourth embodiment. Hereinafter, points different from the scintillator array 104 will be particularly described.

図5(a)に示すように、複数のシンチレータ素子11は、複数の第7シンチレータ素子11G、複数の第8シンチレータ素子11Hおよび複数の第9シンチレータ素子11Iを更に含む。また、単位セルUは、複数の第7シンチレータ素子11Gの1つ、複数の第8シンチレータ素子11Hの1つおよび複数の第9シンチレータ素子11Iの1つをさらに含んでいる。本実施形態では、各単位セルUにおいて、第7シンチレータ素子11G、第8シンチレータ素子11Hおよび第9シンチレータ素子11Iは、x方向に配列されており、第3シンチレータ素子11C、第4シンチレータ素子11Dおよび第6シンチレータ素子11Fとy方向においてそれぞれ隣接している。   As shown in FIG. 5A, the plurality of scintillator elements 11 further include a plurality of seventh scintillator elements 11G, a plurality of eighth scintillator elements 11H, and a plurality of ninth scintillator elements 11I. Further, the unit cell U further includes one of the plurality of seventh scintillator elements 11G, one of the plurality of eighth scintillator elements 11H, and one of the plurality of ninth scintillator elements 11I. In the present embodiment, in each unit cell U, the seventh scintillator element 11G, the eighth scintillator element 11H and the ninth scintillator element 11I are arranged in the x direction, and the third scintillator element 11C, the fourth scintillator element 11D and The sixth scintillator element 11F is adjacent to each other in the y direction.

複数の放射線フィルター部21は、複数の第6放射線フィルター部21G、複数の第7放射線フィルター部21H、および複数の第8放射線フィルター部21Iをさらに含む。各単位セルUにおいて、複数の第6放射線フィルター部21Gのうちの1つ、複数の第7放射線フィルター部21Hのうちの1つおよび複数の第8放射線フィルター部21Iのうちの1つが、第7シンチレータ素子11Gの第1面11aの上方、第8シンチレータ素子11Hの第1面11aの上方および第9シンチレータ素子11Iの第1面11aの上方にそれぞれ選択的に配置されている。本実施形態では、複数の第6放射線フィルター部21G、複数の第7放射線フィルター部21H、および複数の第8放射線フィルター部21Iは、複数のシンチレータ素子11の第1面11aを覆う反射部材31上に配置されている。   The plurality of radiation filters 21 further include a plurality of sixth radiation filters 21G, a plurality of seventh radiation filters 21H, and a plurality of eighth radiation filters 21I. In each unit cell U, one of the plurality of sixth radiation filter units 21G, one of the plurality of seventh radiation filter units 21H and one of the plurality of eighth radiation filter units 21I are the seventh It is selectively disposed above the first surface 11a of the scintillator element 11G, above the first surface 11a of the eighth scintillator element 11H, and above the first surface 11a of the ninth scintillator element 11I. In the present embodiment, the plurality of sixth radiation filter units 21G, the plurality of seventh radiation filter units 21H, and the plurality of eighth radiation filter units 21I are disposed on the reflecting member 31 covering the first surface 11a of the plurality of scintillator elements 11. Is located in

第6放射線フィルター部21G、第7放射線フィルター部21Hおよび第8放射線フィルター部21Iは、第6放射線吸収特性、第7放射線吸収特性および第8放射線吸収特性をそれぞれ有する。第6放射線フィルター部21G、第7放射線フィルター部21Hおよび第8放射線フィルター部21Iは、入射する放射線のうち、一部のエネルギー成分を選択的に吸収して減衰させ、他の成分を透過させる。第1放射線フィルター部21Bから第8放射線フィルター部21Iにおいて、吸収されるエネルギー成分およびその割合は、互いに異なっている。   The sixth radiation filter unit 21G, the seventh radiation filter unit 21H, and the eighth radiation filter unit 21I each have a sixth radiation absorption characteristic, a seventh radiation absorption characteristic, and an eighth radiation absorption characteristic. The sixth radiation filter unit 21G, the seventh radiation filter unit 21H, and the eighth radiation filter unit 21I selectively absorb and attenuate part of energy components of incident radiation and transmit other components. In the first radiation filter unit 21B to the eighth radiation filter unit 21I, the energy components to be absorbed and the ratio thereof are different from each other.

第6放射線フィルター部21G、第7放射線フィルター部21Hおよび第8放射線フィルター部21Iも、Mg、Al、Ti、Fe、Sn、Co、Ni、Cu、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素を含む金属板または、これらの少なくとも1種の元素の金属粉末が分散した樹脂層を有する。金属板の厚さは、例えば、数百μmから数mm程度である。   The sixth radiation filter unit 21G, the seventh radiation filter unit 21H and the eighth radiation filter unit 21I are also made of Mg, Al, Ti, Fe, Sn, Co, Ni, Cu, Mo, Ag, Ta, W, Pt and Au. And a resin layer in which metal powder of at least one element of at least one element is dispersed. The thickness of the metal plate is, for example, about several hundred μm to several mm.

本実施形態では、第6放射線フィルター部21Gは、第6金属板を含む。第6金属板は上記元素のうち、相対的に比重が小さい第1金属、および、相対的に比重が大きい第2金属の一方によって構成される。好ましくは、第6金属板は、第1金属板、第2金属板および第4金属板とは異なる元素によって構成されている。第7放射線フィルター部21Hは、第1金属板および第6金属板を含む。第8放射線フィルター部21Iは、第4金属板および第6金属板を含む。   In the present embodiment, the sixth radiation filter unit 21G includes a sixth metal plate. The sixth metal plate is formed of one of the above elements, a first metal having a relatively small specific gravity, and a second metal having a relatively large specific gravity. Preferably, the sixth metal plate is made of an element different from the first metal plate, the second metal plate, and the fourth metal plate. The seventh radiation filter unit 21H includes a first metal plate and a sixth metal plate. The eighth radiation filter unit 21I includes a fourth metal plate and a sixth metal plate.

複数の第6放射線フィルター部21Gに含まれる第6金属板はx方向に互いに接続されており、複数の第7シンチレータ素子11Gから第9シンチレータ素子11Iの第1面11aの上方に位置し、y方向に伸びる短冊状の第4放射線フィルター板22Eを構成している。第8シンチレータ素子11Hの第1面11aの上方では、第1放射線フィルター板22Bおよび第6放射線フィルター板22Gが交差した状態で位置している。また、第9シンチレータ素子11Iの第1面11aの上方では、第4放射線フィルター板22Eおよび第6放射線フィルター板22Gが交差した状態で位置している。図5(d)に示すように、本実施形態では、第6放射線フィルター板22Gは、第8シンチレータ素子11Hおよび第9シンチレータ素子11Iの第1面11aの上において、第1放射線フィルター板22Bおよび第4放射線フィルター板22Eに接着剤等によって固定されている。しかし、第6放射線フィルター板22Gが反射部材31の表面31aに固定され、第1放射線フィルター板22Bおよび第4放射線フィルター板22Eが、第6放射線フィルター板22Gに固定されていてもよい。   The sixth metal plates included in the plurality of sixth radiation filter units 21G are connected to each other in the x direction, and are located above the first surface 11a of the ninth scintillator element 11I from the plurality of seventh scintillator elements 11G, y A strip-shaped fourth radiation filter plate 22E extending in the direction is configured. Above the first surface 11 a of the eighth scintillator element 11 H, the first radiation filter plate 22 B and the sixth radiation filter plate 22 G are located in a state of crossing each other. Further, the fourth radiation filter plate 22E and the sixth radiation filter plate 22G are positioned above the first surface 11a of the ninth scintillator element 11I in a cross state. As shown in FIG. 5D, in the present embodiment, the sixth radiation filter plate 22G is formed on the first surface 11a of the eighth scintillator element 11H and the ninth scintillator element 11I in the first radiation filter plate 22B and It is fixed to the fourth radiation filter plate 22E by an adhesive or the like. However, the sixth radiation filter plate 22G may be fixed to the surface 31a of the reflecting member 31, and the first radiation filter plate 22B and the fourth radiation filter plate 22E may be fixed to the sixth radiation filter plate 22G.

シンチレータアレイ105の入射面105aに放射線、例えば、X線が入射すると、単位セルUには同じエネルギー分布のX線が入射し、反射部材31でのX線の減衰を考慮しなければ、第1シンチレータ素子11Aの第1面11aには、単位セルUに入射するX線と同じエネルギー分布のX線が入射する。一方、第2シンチレータ素子11Bの第1面11aから第9シンチレータ素子11Iの第1面11aには、第1放射線フィルター部21Bから第8放射線フィルター部21Iを透過し、一部のエネルギー帯域の成分が減衰したX線が入射する。したがって、異なるエネルギーのX線を第1シンチレータ素子11Aから第9シンチレータ素子11Iで同時に検出することが可能である。   When radiation, eg, X-rays, enter the incident surface 105a of the scintillator array 105, X-rays of the same energy distribution enter the unit cell U, and if attenuation of X-rays at the reflecting member 31 is not taken into consideration, X-rays having the same energy distribution as the X-rays incident on the unit cell U are incident on the first surface 11 a of the scintillator element 11A. On the other hand, from the first surface 11a of the second scintillator element 11B to the first surface 11a of the ninth scintillator element 11I, the first radiation filter portion 21B transmits the eighth radiation filter portion 21I, and a component of a part of the energy band X-rays are attenuated. Therefore, it is possible to simultaneously detect X-rays of different energies by the first scintillator element 11A to the ninth scintillator element 11I.

本実施形態では、単位セルUは9つのシンチレータ素子11を含む。単位セルUを1つの画素として画像処理を行うことによって、マルチエネルギーシンチレータアレイを実現することができる。また、第2の実施形態で説明したように、x方向およびy方向における画素数をシンチレータ素子11の数と同じにするために、画像処理の際、補間によってデータを生成してもよい。   In the present embodiment, a unit cell U includes nine scintillator elements 11. A multi-energy scintillator array can be realized by performing image processing with unit cell U as one pixel. Further, as described in the second embodiment, in order to make the number of pixels in the x direction and y direction the same as the number of scintillator elements 11, data may be generated by interpolation in image processing.

また本実施形態では、第7放射線フィルター部21Hは、第1金属板および第6金属板を含んでいるが、第1金属板および第6金属板とは異なる元素によって構成される第7金属板を含んでいてもよい。また、第8放射線フィルター部21Iは、第4金属板および第6金属板を含んでいるが、第4金属板および第6金属板とは異なる元素によって構成される第8金属板を含んでいてもよい。この場合には、第1金属板、第2金属板および第6金属板は隣接するシンチレータ素子上の金属板と接続されていない矩形形状を有していることが好ましい。   In the present embodiment, the seventh radiation filter portion 21H includes the first metal plate and the sixth metal plate, but a seventh metal plate made of an element different from the first metal plate and the sixth metal plate. May be included. The eighth radiation filter portion 21I includes the fourth metal plate and the sixth metal plate, but includes the eighth metal plate configured of an element different from the fourth metal plate and the sixth metal plate. It is also good. In this case, it is preferable that the first metal plate, the second metal plate, and the sixth metal plate have a rectangular shape not connected to the metal plate on the adjacent scintillator element.

(第6の実施形態)
図6(a)は本実施形態のシンチレータアレイ106の平面図であり、図6(b)は、図6(a)の6B−6B線におけるシンチレータアレイ106の断面図である。
Sixth Embodiment
FIG. 6 (a) is a plan view of the scintillator array 106 of the present embodiment, and FIG. 6 (b) is a cross-sectional view of the scintillator array 106 taken along line 6B-6B of FIG. 6 (a).

シンチレータアレイ106はコリメータを備えている点で、第1から第5の実施形態のシンチレータアレイ101〜105と異なる。本実施形態では、第2の実施形態のシンチレータアレイ102にコリメータを設ける例を説明するが、他の実施形態のシンチレータにも同様にコリメータを設けることができる。   The scintillator array 106 differs from the scintillator arrays 101 to 105 of the first to fifth embodiments in that the scintillator array 106 is provided with a collimator. In this embodiment, an example in which a collimator is provided in the scintillator array 102 of the second embodiment will be described, but a collimator can be similarly provided in the scintillators of the other embodiments.

シンチレータアレイ106は、入射面106a側のアレイ部41と、前記アレイ部41の反射部材31上に配置されたコリメータ51とを備える。コリメータ51は、シンチレータ素子11の第1面11aに対して斜めから入射する放射線を抑制することによって、放射線による被写体像の歪みを抑制したり、解像度を高めたりする作用を有する。図6(a)および図6(b)に示す形態では、xz平面において、z軸に対して斜めに入射する放射線を遮断あるいは減衰させる。コリメータ51は、z軸方向に所定の高さを有し、y方向に伸びる複数の遮蔽板52を含む。遮蔽板52は、x方向において隣接する2つのシンチレータ素子11の第1面11aの上方の領域間に配置されている。
第1放射線フィルター板22Bおよび第2放射線フィルター板22Cは、例えば、遮蔽板52の間に配置される。第1放射線フィルター板22Bおよび第2放射線フィルター板22Cは遮蔽板52に固定されていてもよいし、アレイ部41の上面41aに固定されていてもよい。
The scintillator array 106 includes an array portion 41 on the incident surface 106 a side, and a collimator 51 disposed on the reflecting member 31 of the array portion 41. The collimator 51 has an effect of suppressing distortion of the object image due to the radiation or enhancing the resolution by suppressing radiation which is incident obliquely to the first surface 11 a of the scintillator element 11. In the embodiment shown in FIGS. 6A and 6B, radiation incident obliquely to the z axis is blocked or attenuated in the xz plane. The collimator 51 includes a plurality of shielding plates 52 having a predetermined height in the z-axis direction and extending in the y-direction. The shielding plate 52 is disposed between the regions above the first surfaces 11 a of the two adjacent scintillator elements 11 in the x direction.
The first radiation filter plate 22B and the second radiation filter plate 22C are disposed, for example, between the shielding plates 52. The first radiation filter plate 22 </ b> B and the second radiation filter plate 22 </ b> C may be fixed to the shielding plate 52 or may be fixed to the upper surface 41 a of the array unit 41.

図7(a)は本実施形態の他の形態であるシンチレータアレイ106’の平面図であり、図7(b)は、図7(a)の7B−7B線におけるシンチレータアレイ106’の断面図である。図7(a)および図7(b)に示すシンチレータアレイ106’は、アレイ部41と、前記アレイ部41の反射部材31上に配置されたコリメータ51’とを備える。コリメータ51’は、各シンチレータ素子11の第1面11aの上方を囲うグリッド形状を有する。これにより、コリメータ51’は、xz平面およびyz平面において、z軸に対して斜めに入射する放射線を遮断あるいは減衰させる。シンチレータアレイ106’が、コリメータ51’を備える場合には、第1放射線フィルター板22Bおよび第2放射線フィルター板22Cは、短冊形状を有さず、グリッドに対応した矩形形状を有している、第1放射線フィルター片22B’および第2放射線フィルター片22C’を用いることが好ましい。   FIG. 7A is a plan view of a scintillator array 106 'according to another embodiment of the present embodiment, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the scintillator array 106' taken along line 7B-7B in FIG. 7A. It is. The scintillator array 106 ′ shown in FIGS. 7A and 7B includes an array unit 41 and a collimator 51 ′ disposed on the reflecting member 31 of the array unit 41. The collimator 51 ′ has a grid shape surrounding the upper side of the first surface 11 a of each scintillator element 11. Thereby, the collimator 51 'blocks or attenuates radiation incident obliquely to the z-axis in the xz plane and the yz plane. When the scintillator array 106 ′ includes the collimator 51 ′, the first radiation filter plate 22B and the second radiation filter plate 22C do not have a strip shape, but have a rectangular shape corresponding to a grid. It is preferable to use one radiation filter piece 22B 'and a second radiation filter piece 22C'.

コリメータ51’を備えることによって、放射線による被写体像の歪みをより抑制したり、解像度を高めたりすることが可能となる。   By providing the collimator 51 ′, it is possible to further suppress distortion of the subject image due to radiation and to improve resolution.

なお、本実施形態では、第1から第5の実施形態のシンチレータアレイ101〜105にコリメータ51または51’を設ける形態を説明したが、第1から第5の実施形態のシンチレータアレイ101〜105のアレイ部41に、放射線フィルター付きのコリメータを設けることによって、シンチレータアレイを構成してもよい。つまり、上述したように、コリメータ51または51’に複数の放射線フィルター部が設けられた放射線フィルター付きコリメータと、複数のシンチレータ素子を含むアレイ部とによって、シンチレータアレイを構成してもよい。   In the present embodiment, although the embodiments in which the collimators 51 or 51 ′ are provided in the scintillator arrays 101 to 105 according to the first to fifth embodiments have been described, the scintillator arrays 101 to 105 according to the first to fifth embodiments are described. The scintillator array may be configured by providing a collimator with a radiation filter in the array unit 41. That is, as described above, the scintillator array may be configured by the radiation filter attached collimator in which the plurality of radiation filter portions are provided in the collimator 51 or 51 ', and the array portion including the plurality of scintillator elements.

図6(c)は、複数のシンチレータ素子11を含むアレイ部41の入射面である上面41aに配置される放射線フィルター付きコリメータ110の平面図を示す。図6(b)は、シンチレータアレイ106の断面図であるが、アレイ部41に配置された放射線フィルター付きコリメータ110の断面も示している。放射線フィルター付きコリメータ110は、コリメータ51と複数の放射線フィルター部21とを含む。   FIG. 6C shows a plan view of the radiation filter-equipped collimator 110 disposed on the upper surface 41 a which is the incident surface of the array unit 41 including the plurality of scintillator elements 11. FIG. 6 (b) is a cross-sectional view of the scintillator array 106, but also shows the cross section of the radiation filter-equipped collimator 110 disposed in the array section 41. The radiation filter-equipped collimator 110 includes a collimator 51 and a plurality of radiation filter units 21.

コリメータ51は、複数の遮蔽板52を備える。遮蔽板52は、上述したように、z軸方向、つまり、上面41a(入射面)に垂直な方向に所定の高さを有しており、上面41a上において、1次元または2次元に配列された複数のコリメート空間53を形成している。コリメート空間53は少なくともxy平面における少なくとも1方向において、遮蔽板52によって規定され、z軸に対して斜めの方向からコリメート空間に入射する放射線を遮蔽板52が吸収または減衰させる。放射線がコリメート空間53を通過することによって、上面41aに対して斜めに入射する成分が減少した放射線が得られる。図6(c)に示す例では、複数のコリメート空間53はy軸方向に伸びる短冊形状を有し、x軸方向に配列されている。各遮蔽板52のy軸方向の両端は、図示しない支持部材などによって、保持されていてもよい。   The collimator 51 includes a plurality of shielding plates 52. As described above, the shielding plate 52 has a predetermined height in the z-axis direction, that is, the direction perpendicular to the upper surface 41a (incident surface), and is arranged in one or two dimensions on the upper surface 41a. A plurality of collimating spaces 53 are formed. The collimating space 53 is defined by the shielding plate 52 at least in at least one direction in the xy plane, and the shielding plate 52 absorbs or attenuates radiation that is incident on the collimating space from a direction oblique to the z-axis. When the radiation passes through the collimating space 53, radiation in which the component obliquely incident on the upper surface 41a is reduced is obtained. In the example shown in FIG. 6C, the plurality of collimating spaces 53 have a strip shape extending in the y-axis direction, and are arranged in the x-axis direction. Both ends in the y-axis direction of each shielding plate 52 may be held by a support member (not shown) or the like.

複数のコリメート空間53は、複数の第1コリメート空間53Aと、複数の第2コリメート空間53Bと複数の第3コリメート空間53Cとを含む。各第1コリメート空間53A、第2コリメート空間53Bおよび第3コリメート空間53Cは、x方向に、この順で繰り返し配置されている。   The plurality of collimating spaces 53 includes a plurality of first collimating spaces 53A, a plurality of second collimating spaces 53B, and a plurality of third collimating spaces 53C. The first collimating space 53A, the second collimating space 53B, and the third collimating space 53C are repeatedly arranged in this order in the x direction.

複数の放射線フィルター部21は、本実施形態では、複数の第1放射線フィルター部21Bおよび複数の第2放射線フィルター部21Cを含む。複数の第1放射線フィルター部21Bおよび複数の第2放射線フィルター部21Cは、それぞれ、複数の第2コリメート空間53Bおよび複数の第3コリメート空間53Cにそれぞれ配置されている。具体的には、複数の第1放射線フィルター板22Bおよび複数の第2放射線フィルター板22Cが、複数の第2コリメート空間53Bおよび複数の第3コリメート空間53Cにそれぞれ配置されている。複数の第1コリメート空間53Aには放射線フィルター部は配置されていない。   The plurality of radiation filter units 21 includes a plurality of first radiation filter units 21B and a plurality of second radiation filter units 21C in the present embodiment. The plurality of first radiation filter units 21B and the plurality of second radiation filter units 21C are respectively disposed in the plurality of second collimating spaces 53B and the plurality of third collimating spaces 53C. Specifically, the plurality of first radiation filter plates 22B and the plurality of second radiation filter plates 22C are respectively disposed in the plurality of second collimating spaces 53B and the plurality of third collimating spaces 53C. The radiation filter portion is not disposed in the plurality of first collimating spaces 53A.

放射線フィルター付きコリメータ110の複数の第1コリメート空間53A、複数の第2コリメート空間53Bおよび複数の第3コリメート空間53Cが、x軸方向に配列された第1シンチレータ素子11A、第2シンチレータ素子11Bおよび第3シンチレータ素子11Cと一致するように、放射線フィルター付きコリメータ110をアレイ部41の上面41aに配置することによって、シンチレータアレイ106を構成することができる。   A first scintillator element 11A, a second scintillator element 11B and a plurality of first collimating spaces 53A, a plurality of second collimating spaces 53B and a plurality of third collimating spaces 53C of the collimator 110 with radiation filter are arranged in the x-axis direction. The scintillator array 106 can be configured by disposing the radiation filter attached collimator 110 on the upper surface 41 a of the array unit 41 so as to coincide with the third scintillator element 11 C.

図7(c)は、図7(a)および(b)に示すシンチレータアレイ106’に用いる放射線フィルター付きコリメータ111の平面図を示す。   FIG. 7 (c) shows a plan view of a radiation filter equipped collimator 111 used in the scintillator array 106 'shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b).

コリメータ51’は、複数の遮蔽板を備える。複数の遮蔽板は、複数の矩形形状を有するコリメート空間がx軸方向およびy軸方向の2次元に配列されたグリッドを構成している。グリッドを構成する限り、遮蔽板は、どのように配置されていてもよい。例えば、コリメータ51’は、y方向に伸び、x軸方向に配列された複数の遮蔽板52と、複数の遮蔽板52の間に配置された遮蔽板52’とを含み、遮蔽板52、52’によってグリッドを構成してもよい。   The collimator 51 'comprises a plurality of shielding plates. The plurality of shielding plates constitute a grid in which collimated spaces having a plurality of rectangular shapes are two-dimensionally arranged in the x-axis direction and the y-axis direction. The shielding plates may be arranged in any way as long as they constitute a grid. For example, the collimator 51 ′ includes a plurality of shielding plates 52 extending in the y direction and arranged in the x-axis direction, and a shielding plate 52 ′ disposed between the plurality of shielding plates 52. The shielding plates 52, 52 The grid may be configured by '.

遮蔽板52、52’は、z軸方向に所定の高さを有しており、上面41a上において、矩形形状を有し、2次元に配列された複数のコリメート空間53を形成している。   The shielding plates 52 and 52 'have a predetermined height in the z-axis direction, and have a rectangular shape on the upper surface 41a to form a plurality of two-dimensionally arranged collimating spaces 53.

複数のコリメート空間53は、本実施形態では、複数の第1コリメート空間53Aと、複数の第2コリメート空間53Bと、複数の第3コリメート空間53Cとを含む。複数の第1コリメート空間53A、複数の第2コリメート空間53Bおよび複数の第3コリメート空間53Cは、それぞれy軸方向に列をなすように配列されており、第1コリメート空間53Aの列、第2コリメート空間53Bの列および第3コリメート空間53Cの列がx軸方向に配列されている。   In the present embodiment, the plurality of collimating spaces 53 include a plurality of first collimating spaces 53A, a plurality of second collimating spaces 53B, and a plurality of third collimating spaces 53C. The plurality of first collimating spaces 53A, the plurality of second collimating spaces 53B, and the plurality of third collimating spaces 53C are arrayed in a row in the y-axis direction, respectively. The row of collimating spaces 53B and the row of third collimating spaces 53C are arranged in the x-axis direction.

複数の放射線フィルター部21は、本実施形態では、複数の第1放射線フィルター部21Bおよび複数の第2放射線フィルター部21Cを含む。複数の第1放射線フィルター部21Bおよび複数の第2放射線フィルター部21Cは、それぞれ、複数の第2コリメート空間53Bおよび複数の第3コリメート空間53Cにそれぞれ配置されている。複数の第1コリメート空間53Aには放射線フィルター部は配置されていない。   The plurality of radiation filter units 21 includes a plurality of first radiation filter units 21B and a plurality of second radiation filter units 21C in the present embodiment. The plurality of first radiation filter units 21B and the plurality of second radiation filter units 21C are respectively disposed in the plurality of second collimating spaces 53B and the plurality of third collimating spaces 53C. The radiation filter portion is not disposed in the plurality of first collimating spaces 53A.

放射線フィルター付きコリメータ111の複数の第1コリメート空間53A、複数の第2コリメート空間53Bおよび複数の第3コリメート空間53Cが、y軸方向に配列された第1シンチレータ素子11A、第2シンチレータ素子11Bおよび第3シンチレータ素子11Cと一致するように、放射線フィルター付きコリメータ111をアレイ部41の上面41aに配置することによって、シンチレータアレイ106’を構成することができる。   A first scintillator element 11A, a second scintillator element 11B and a plurality of first collimating spaces 53A, a plurality of second collimating spaces 53B and a plurality of third collimating spaces 53C of the collimator 111 with radiation filter are arranged in the y-axis direction. The scintillator array 106 ′ can be configured by arranging the collimator 111 with the radiation filter on the upper surface 41 a of the array unit 41 so as to coincide with the third scintillator element 11 C.

本実施形態では、第2の実施形態のシンチレータアレイ102に適合した放射線フィルター付きコリメータ111を説明したが、アレイ部41の単位セルを構成するシンチレータ素子の数および配置に応じて、第1から第5の実施形態のシンチレータアレイ101〜105あるいは、その他の構成のシンチレータアレイに適合した放射線フィルター付きコリメータ111を実現することが可能である。   In the present embodiment, the radiation filter attached collimator 111 adapted to the scintillator array 102 of the second embodiment has been described, but according to the number and arrangement of the scintillator elements constituting the unit cell of the array unit 41, It is possible to realize a radiation-filtered collimator 111 adapted to the scintillator arrays 101 to 105 of the fifth embodiment or scintillator arrays of other configurations.

(第7の実施形態)
図8(a)は本実施形態のシンチレータアレイ107の平面図であり、図8(b)は、図8(a)の8B−8B線におけるシンチレータアレイ107の断面図である。シンチレータアレイ107は、コリメータ51’の一部が、アレイ部41の反射部材31に埋め込まれている点で第6の実施形態のシンチレータアレイ106と異なる。具体的には、コリメータ51’を構成している遮蔽板52の一部が、アレイ部41の上面41aに設けられた溝41cに挿入されている。この構造によって、コリメータ51とアレイ部41との位置合わせが容易になる。
Seventh Embodiment
FIG. 8A is a plan view of the scintillator array 107 according to this embodiment, and FIG. 8B is a cross-sectional view of the scintillator array 107 taken along line 8B-8B in FIG. 8A. The scintillator array 107 is different from the scintillator array 106 of the sixth embodiment in that a part of the collimator 51 'is embedded in the reflecting member 31 of the array unit 41. Specifically, a part of the shielding plate 52 constituting the collimator 51 ′ is inserted into the groove 41 c provided on the upper surface 41 a of the array unit 41. This structure facilitates alignment between the collimator 51 and the array unit 41.

(第8の実施形態)
図9(a)は本実施形態の放射線検出器108の平面図であり、図9(b)は、図9(a)の9B−9B線における放射線検出器108の断面図である。放射線検出器108は、第1から第7の実施形態のいずれかのシンチレータアレイと、複数の光検出素子とを含む。図9(a)および図9(b)では、放射線検出器108は、第6の実施形態のシンチレータアレイ106’と複数の光検出素子61とを含む。光検出素子61は、入射する光を電気信号に変換する光電変換素子であり、例えば、シリコンフォトダイオード等のフォトダイオードであってもよいし、フォトンカウンターであってもよい。
Eighth Embodiment
Fig.9 (a) is a top view of the radiation detector 108 of this embodiment, FIG.9 (b) is sectional drawing of the radiation detector 108 in the 9B-9B line | wire of FIG. 9 (a). The radiation detector 108 includes the scintillator array of any of the first to seventh embodiments and a plurality of light detection elements. 9 (a) and 9 (b), the radiation detector 108 includes the scintillator array 106 'of the sixth embodiment and a plurality of light detection elements 61. The light detection element 61 is a photoelectric conversion element that converts incident light into an electric signal, and may be, for example, a photodiode such as a silicon photodiode, or may be a photon counter.

複数の光検出素子61は、シンチレータアレイ106’のシンチレータ素子11の第2面11bに対向して配置されている。例えば、各シンチレータ素子11の第2面11bが光検出素子61の受光面61aと対向し、かつ、接するように、複数の光検出素子61は、シンチレータ素子11とxy平面のx方向およびy方向に同じ配列ピッチで配置されている。   The plurality of light detection elements 61 are disposed to face the second surface 11 b of the scintillator element 11 of the scintillator array 106 ′. For example, so that the second surface 11b of each scintillator element 11 faces and is in contact with the light receiving surface 61a of the light detection element 61, the plurality of light detection elements 61 Are arranged at the same arrangement pitch.

放射線検出器108によれば、シンチレータアレイの各シンチレータ素子の蛍光強度を電気信号に変換することによって、異なるエネルギーの放射線を同時に検出することが可能である。   The radiation detector 108 can simultaneously detect radiation of different energy by converting the fluorescence intensity of each scintillator element of the scintillator array into an electrical signal.

また、この放射線検出器108と、放射線源と、放射線検出器108から出力される検出信号を処理する制御ユニットとを備えた放射線コンピュータ断層撮影装置によれば、放射線源から出射する放射線は1種類であっても、異なるエネルギー帯域で被検体を透過した放射線を同時に検出することができる。   Further, according to a radiation computed tomography apparatus provided with the radiation detector 108, a radiation source, and a control unit for processing a detection signal output from the radiation detector 108, one type of radiation emitted from the radiation source Even then, radiation transmitted through the subject at different energy bands can be detected simultaneously.

なお、上記実施形態において単位セルU内の第1シンチレータ素子11Aから第9シンチレータ素子11Iの配置は、一例であって、他の配列でシンチレータ素子を配置してもよい。例えば、第2の実施形態のシンチレータアレイ102の単位ユニット内のx方向において、3つのシンチレータ素子は、第2シンチレータ素子11B、第3シンチレータ素子11C、第1シンチレータ素子11Aの順、第3シンチレータ素子11C、第1シンチレータ素子11A、第2シンチレータ素子11B、の順、または、第1シンチレータ素子11A、第3シンチレータ素子11C、第2シンチレータ素子11Bの順で配置されていてもよい。y方向におけるシンチレータ素子の配列も同様であり、上記実施形態に限られない。   The arrangement of the first scintillator elements 11A to the ninth scintillator elements 11I in the unit cell U in the above embodiment is an example, and the scintillator elements may be arranged in another arrangement. For example, in the unit direction of the scintillator array 102 of the second embodiment, three scintillator elements are the second scintillator element 11B, the third scintillator element 11C, and the first scintillator element 11A in this order, the third scintillator element 11C, the first scintillator element 11A, the second scintillator element 11B, or the first scintillator element 11A, the third scintillator element 11C, and the second scintillator element 11B, may be arranged in this order. The arrangement of scintillator elements in the y direction is also the same and is not limited to the above embodiment.

(実験例)
放射線としてX線を用い、金属板を透過することによるX線のエネルギー分布の変化を調べた。元素の密度および質量吸収係数を用いて、厚さ1mm、3mmおよび5mmのAl板並びに厚さ1mmおよび3mmのCu板を透過させたX線のエネルギー分布をシミュレーションによって求めた。
(Experimental example)
Using X-rays as radiation, changes in the energy distribution of X-rays due to transmission through a metal plate were investigated. The energy distribution of X-rays transmitted through 1 mm, 3 mm and 5 mm thick Al plates and 1 mm and 3 mm thick Cu plates was determined by simulation using the density and mass absorption coefficient of the elements.

図10にAl板の結果を示し図11にCu板の結果を示す。比較のために、金属板を透過させないで検出したX線のエネルギー分布(図中の「なし」に相当する分布)を合わせて示している。   FIG. 10 shows the result of the Al plate, and FIG. 11 shows the result of the Cu plate. For comparison, the energy distribution of X-rays detected without being transmitted through the metal plate (distribution corresponding to "none" in the figure) is also shown.

図10に示すように、Al板は、特に20〜60keVのエネルギー帯域でX線を吸収し減衰させる。また、Al板の厚さによって、X線の吸収量が異なるため、厚さの異なるAl板を透過したX線のピーク波長がシフトしている。図11に示すように、CuはAlよりも重い元素であるため、Cu板はAl板よりもX線を吸収し、減衰させることが分かる。   As shown in FIG. 10, the Al plate absorbs and attenuates X-rays, particularly in the energy band of 20 to 60 keV. Further, since the amount of absorption of X-rays varies depending on the thickness of the Al plate, the peak wavelength of X-rays transmitted through the Al plate having different thicknesses is shifted. As shown in FIG. 11, since Cu is an element heavier than Al, it can be seen that the Cu plate absorbs and attenuates X-rays more than the Al plate.

図12は、元素の異なる金属板を透過したX線のエネルギー分布のシミュレーション結果を示す。厚さ3mmのAl板、厚さ1mmのCu板、厚さ0.1mmのTa板および厚さ3mmのBe板を用いた。各元素のスペクトルは最大値に対する相対的な分布を示している。このため、異なる元素間におけるエネルギー分布の強度は正しく示されていない。図12から分かるように、元素の種類によって、吸収されるエネルギー帯域が異なることが分かる。   FIG. 12 shows a simulation result of the energy distribution of X-rays transmitted through the metal plate different in element. A 3 mm thick Al plate, a 1 mm thick Cu plate, a 0.1 mm thick Ta plate and a 3 mm thick Be plate were used. The spectrum of each element shows the relative distribution to the maximum value. For this reason, the intensity of the energy distribution between different elements is not shown correctly. As can be seen from FIG. 12, it can be seen that the energy bands absorbed differ depending on the type of element.

したがって、本開示のシンチレータアレイを用いることによって、同一画素において、同時に放射線をエネルギー分別して検出することが可能であることが分かる。   Therefore, it can be seen that, by using the scintillator array of the present disclosure, it is possible to simultaneously detect energy in the same pixel at different times.

本開示のシンチレータアレイおよび放射線検出器は、医療用および産業用の放射線撮影装置に好適に用いることが可能である。   The scintillator array and radiation detector of the present disclosure can be suitably used in medical and industrial radiography apparatuses.

11 シンチレータ素子
11A 第1シンチレータ素子
11B 第2シンチレータ素子
11C 第3シンチレータ素子
11D 第4シンチレータ素子
11E 第5シンチレータ素子
11F 第6シンチレータ素子
11G 第7シンチレータ素子
11H 第8シンチレータ素子
11I 第9シンチレータ素子
11a 第1面
11b 第2面
21 放射線フィルター部
21B 第1放射線フィルター部
21C 第2放射線フィルター部
21D 第3放射線フィルター部
21E 第4放射線フィルター部
21F 第5放射線フィルター部
21G 第6放射線フィルター部
21H 第7放射線フィルター部
21I 第8放射線フィルター部
22B 第1放射線フィルター板
22B’ 第1放射線フィルター片
22C 第2放射線フィルター板
22C’ 第2放射線フィルター片
22E 第4放射線フィルター板
22G 第6放射線フィルター板
31 反射部材
31a 表面
41 アレイ部
41a 上面
41c 溝
51、51’ コリメータ
52 遮蔽板
53、53A〜53C コリメート空間
61 光検出素子
61a 受光面
101〜106、106’、107 シンチレータアレイ
101a〜106a 入射面
108 放射線検出器
11 scintillator element 11A first scintillator element 11B second scintillator element 11C third scintillator element 11D fourth scintillator element 11E fifth scintillator element 11F sixth scintillator element 11G seventh scintillator element 11H eighth scintillator element 11I ninth scintillator element 11a ninth scintillator element 11a ninth 1 surface 11 b Second surface 21 Radiation filter unit 21B First radiation filter unit 21C Second radiation filter unit 21D Third radiation filter unit 21E Fourth radiation filter unit 21F Fifth radiation filter unit 21G Sixth radiation filter unit 21H Seventh radiation Filter section 21I eighth radiation filter section 22B first radiation filter plate 22B 'first radiation filter piece 22C second radiation filter plate 22C' second radiation filter piece 22E fourth radiation Ray filter plate 22G sixth radiation filter plate 31 reflecting member 31a surface 41 array portion 41a upper surface 41c groove 51, 51 'collimator 52 shielding plate 53, 53A to 53C collimating space 61 light detecting element 61a light receiving surface 101 to 106, 106', 107 scintillator array 101a to 106a incident surface 108 radiation detector

Claims (22)

1次元または2次元に配列された複数の単位セルによって構成されたシンチレータアレイであって、
互いに反対側に位置する第1面および第2面を有する複数のシンチレータ素子と、
複数の放射線フィルター部と
を備え、
前記複数のシンチレータ素子は、複数の第1シンチレータ素子および複数の第2シンチレータ素子を含み、
前記複数の放射線フィルター部は、第1放射線吸収特性を有する複数の第1放射線フィルター部を含み、
各単位セルは、
前記複数の第1シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第2シンチレータ素子の1つと、
前記複数の第1放射線フィルター部の1つと、
を含み、
各単位セルにおいて、前記複数の第1放射線フィルター部の1つは、前記複数の第2シンチレータ素子の1つの前記第1面の上方に選択的に配置されている、シンチレータアレイ。
A scintillator array comprising a plurality of unit cells arranged in one or two dimensions, the scintillator array comprising:
A plurality of scintillator elements having first and second surfaces opposite to each other;
Equipped with multiple radiation filters,
The plurality of scintillator elements include a plurality of first scintillator elements and a plurality of second scintillator elements,
The plurality of radiation filter units include a plurality of first radiation filter units having a first radiation absorption characteristic,
Each unit cell is
One of the plurality of first scintillator elements and one of the plurality of second scintillator elements;
One of the plurality of first radiation filter units,
Including
In each unit cell, one of the plurality of first radiation filter portions is selectively disposed above the first surface of one of the plurality of second scintillator elements.
前記複数の単位セルは、第1方向および前記第1方向と異なる第2方向に2次元に配列され、
各単位セルにおいて、前記複数の第1シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第2シンチレータ素子の1つは前記第1方向に配列されている、請求項1に記載のシンチレータアレイ。
The plurality of unit cells are two-dimensionally arranged in a first direction and a second direction different from the first direction,
The scintillator array according to claim 1, wherein in each unit cell, one of the plurality of first scintillator elements and one of the plurality of second scintillator elements are arranged in the first direction.
前記複数のシンチレータ素子は、複数の第3シンチレータ素子をさらに含み、
前記複数の放射線フィルター部は、第2放射線吸収特性を有する複数の第2放射線フィルター部をさらに含み、
各単位セルは、前記複数の第3シンチレータ素子の1つと、前記複数の第2放射線フィルター部の1つとをさらに含み、
各単位セルにおいて、前記複数の第2放射線フィルター部の1つは、前記複数の第3シンチレータ素子の1つの前記第1面の上方に選択的に配置されている、請求項1に記載のシンチレータアレイ。
The plurality of scintillator elements further include a plurality of third scintillator elements,
The plurality of radiation filter units further include a plurality of second radiation filter units having a second radiation absorption characteristic,
Each unit cell further includes one of the plurality of third scintillator elements and one of the plurality of second radiation filter units,
2. The scintillator according to claim 1, wherein in each unit cell, one of the plurality of second radiation filter portions is selectively disposed above the first surface of one of the plurality of third scintillator elements. array.
前記複数の単位セルは、第1方向および前記第1方向と異なる第2方向に2次元に配列され、
各単位セルにおいて、前記複数の第1シンチレータ素子の1つ、前記複数の第2シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第3シンチレータ素子の1つは前記第1方向に配列されている、請求項3に記載のシンチレータアレイ。
The plurality of unit cells are two-dimensionally arranged in a first direction and a second direction different from the first direction,
In each unit cell, one of the plurality of first scintillator elements, one of the plurality of second scintillator elements, and one of the plurality of third scintillator elements are arranged in the first direction. The scintillator array according to 3.
前記複数のシンチレータ素子は、複数の第4シンチレータ素子をさらに含み、
前記複数の放射線フィルター部は、第3放射線吸収特性を有する複数の第3放射線フィルター部をさらに含み、
前記各単位セルは、前記複数の第4シンチレータ素子の1つと、前記複数の第3放射線フィルター部の1つとをさらに含み、
各単位セルにおいて、前記複数の第3放射線フィルター部の1つは、前記複数の第4シンチレータ素子の1つの前記第1面の上方に選択的に配置されている、請求項3に記載のシンチレータアレイ。
The plurality of scintillator elements further include a plurality of fourth scintillator elements,
The plurality of radiation filter units further include a plurality of third radiation filter units having a third radiation absorption characteristic,
Each unit cell further includes one of the plurality of fourth scintillator elements and one of the plurality of third radiation filter units,
The scintillator according to claim 3, wherein in each unit cell, one of the plurality of third radiation filter portions is selectively disposed above the first surface of one of the plurality of fourth scintillator elements. array.
前記複数の単位セルは、第1方向および前記第1方向と異なる第2方向に2次元に配列され、
各単位セルにおいて、
前記複数の第1シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第2シンチレータ素子の1つは、前記第1方向に配列され、かつ、
前記複数の第3シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第4シンチレータ素子の1つは、前記第1方向に配列され、前記複数の第1シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第2シンチレータ素子の1つと前記第2方向においてそれぞれ隣接している、請求項5に記載のシンチレータアレイ。
The plurality of unit cells are two-dimensionally arranged in a first direction and a second direction different from the first direction,
In each unit cell
One of the plurality of first scintillator elements and one of the plurality of second scintillator elements are arranged in the first direction, and
One of the plurality of third scintillator elements and one of the plurality of fourth scintillator elements are arranged in the first direction, and one of the plurality of first scintillator elements and the plurality of second scintillator elements The scintillator array according to claim 5, wherein the scintillator array is adjacent to one in the second direction.
前記複数のシンチレータ素子は、複数の第5シンチレータ素子および複数の第6シンチレータ素子をさらに含み、
前記複数の放射線フィルター部は、第4放射線吸収特性を有する複数の第4放射線フィルター部および第5放射線吸収特性を有する複数の第5放射線フィルター部をさらに含み、
各単位セルは、前記複数の第5シンチレータ素子の1つと、前記複数の第6シンチレータ素子の1つと、前記複数の第4放射線フィルター部の1つと、前記複数の第5放射線フィルター部の1つとをさらに含み、
各単位セルにおいて、前記複数の第4放射線フィルター部の1つおよび前記複数の第5放射線フィルター部の1つは、前記複数の第5シンチレータ素子の1つの前記複数の第1面の上方、および、第6シンチレータ素子の1つの前記複数の第1面の上方にそれぞれ選択的に配置されており、
各単位セルにおいて、前記複数の第5シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第6シンチレータ素子の1つは前記第2方向に配列され、かつ、前記複数の第5シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第6シンチレータ素子の1つは前記複数の第2シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第4シンチレータ素子の1つと前記第1方向においてそれぞれ隣接している、請求項5に記載のシンチレータアレイ。
The plurality of scintillator elements further include a plurality of fifth scintillator elements and a plurality of sixth scintillator elements,
The plurality of radiation filter units further include a plurality of fourth radiation filter units having a fourth radiation absorption characteristic and a plurality of fifth radiation filter units having a fifth radiation absorption characteristic,
Each unit cell includes one of the plurality of fifth scintillator elements, one of the plurality of sixth scintillator elements, one of the plurality of fourth radiation filter units, and one of the plurality of fifth radiation filter units. Further include
In each unit cell, one of the plurality of fourth radiation filter units and one of the plurality of fifth radiation filter units are located above the plurality of first surfaces of the plurality of fifth scintillator elements, and And 6) selectively disposed above the plurality of first surfaces of one of the sixth scintillator elements,
In each unit cell, one of the plurality of fifth scintillator elements and one of the plurality of sixth scintillator elements are arranged in the second direction, and one of the plurality of fifth scintillator elements and the plurality of The scintillator array according to claim 5, wherein one of the sixth scintillator elements is adjacent to one of the plurality of second scintillator elements and one of the plurality of fourth scintillator elements in the first direction.
前記複数のシンチレータ素子は、複数の第7シンチレータ素子、複数の第8シンチレータ素子および複数の第9シンチレータ素子をさらに含み、
前記複数の放射線フィルター部は、第6放射線吸収特性を有する複数の第6放射線フィルター部、第7放射線吸収特性を有する複数の第7放射線フィルター部および第8放射線吸収特性を有する複数の第8放射線フィルター部をさらに含み、
各単位セルは、前記複数の第7シンチレータ素子の1つと、前記複数の第8シンチレータ素子の1つと、前記複数の第9シンチレータ素子の1つと、前記複数の第6放射線フィルター部の1つと、前記複数の第7放射線フィルター部の1つと、前記複数の第7放射線フィルター部の1つとをさらに含み、
各単位セルにおいて、前記複数の第6放射線フィルター部の1つ、前記複数の第7放射線フィルター部の1つ、および、前記複数の第8放射線フィルター部の1つは、前記複数の第7シンチレータ素子の1つの前記第1面の上方、第8シンチレータ素子の1つの前記第1面の上方、および、前記複数の第9シンチレータ素子の1つの前記第1面の上方にそれぞれ選択的に配置されており、
各単位セルにおいて、前記複数の第7シンチレータ素子の1つ、前記複数の第8シンチレータ素子の1つ、および、前記複数の第9シンチレータ素子の1つは、前記第1方向に配列され、かつ、前記複数の第7シンチレータ素子の1つ、前記複数の第8シンチレータ素子の1つ、および、前記複数の第9シンチレータ素子の1つは、前記複数の第3シンチレータ素子の1つ、前記複数の第4シンチレータ素子の1つおよび前記複数の第6シンチレータ素子の1つと前記第2方向においてそれぞれ隣接している、請求項7に記載のシンチレータアレイ。
The plurality of scintillator elements further include a plurality of seventh scintillator elements, a plurality of eighth scintillator elements, and a plurality of ninth scintillator elements.
The plurality of radiation filter units are a plurality of sixth radiation filter units having a sixth radiation absorption characteristic, a plurality of seventh radiation filter units having a seventh radiation absorption characteristic, and a plurality of eighth radiation having an eighth radiation absorption characteristic. Further includes a filter section,
Each unit cell includes one of the plurality of seventh scintillator elements, one of the plurality of eighth scintillator elements, one of the plurality of ninth scintillator elements, and one of the plurality of sixth radiation filter units. And one of the plurality of seventh radiation filter units and one of the plurality of seventh radiation filter units,
In each unit cell, one of the plurality of sixth radiation filter units, one of the plurality of seventh radiation filter units, and one of the plurality of eighth radiation filter units are the plurality of seventh scintillators. Selectively disposed above the first surface of one of the elements, above the first surface of one of the eighth scintillator elements, and above the first surface of one of the ninth scintillator elements. Yes,
In each unit cell, one of the plurality of seventh scintillator elements, one of the plurality of eighth scintillator elements, and one of the plurality of ninth scintillator elements are arranged in the first direction, and And one of the plurality of seventh scintillator elements, one of the plurality of eighth scintillator elements, and one of the plurality of ninth scintillator elements is one or more of the plurality of third scintillator elements. The scintillator array according to claim 7, wherein the scintillator array is adjacent to one of the fourth scintillator elements of claim 1 and one of the plurality of sixth scintillator elements in the second direction, respectively.
前記複数の第1放射線フィルター部のそれぞれは、Mg、Al、Ti、Fe、Sn、Co、Ni、Cu、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる金属板を含む、請求項1から8のいずれかに記載のシンチレータアレイ。   Each of the plurality of first radiation filter parts is at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Fe, Sn, Co, Ni, Cu, Mo, Ag, Ta, W, Pt and Au. The scintillator array according to any one of claims 1 to 8, comprising a metal plate. 前記複数の第1放射線フィルター部のそれぞれは、Mg、Al、Ti、Fe、Sn、Co、NiおよびCuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第1金属板を含み、前記複数の第2放射線フィルター部のそれぞれはMo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第2金属板を含む、請求項3から8のいずれかに記載のシンチレータアレイ。   Each of the plurality of first radiation filter portions includes a first metal plate made of at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Fe, Sn, Co, Ni and Cu, 9. The scintillator array according to any one of claims 3 to 8, wherein each of the two radiation filter parts comprises a second metal plate consisting of at least one element selected from the group consisting of Mo, Ag, Ta, W, Pt and Au. . 前記複数の第1放射線フィルター部のそれぞれは、Mg、Al、Ti、Fe、Sn、Co、NiおよびCuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第1金属板を含み、
前記複数の第2放射線フィルター部のそれぞれは、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第2金属板を含み、
前記複数の第3放射線フィルター部のそれぞれは、Mg、Al、Ti、Fe、Sn、Co、NiおよびCuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第1金属板と、Mo、Ag、Ta、W、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素からなる第2金属板とを含み、
前記複数の第1放射線フィルター部の前記第1金属板および前記複数の第3放射線フィルター部の第1金属板は前記第2の方向において、互いに接続されており、
前記複数の第2放射線フィルター部の前記第2金属板および前記複数の第3放射線フィルター部の第2金属板は前記第1の方向において、互いに接続されている、請求項5から8のいずれかに記載のシンチレータアレイ。
Each of the plurality of first radiation filter parts includes a first metal plate made of at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Fe, Sn, Co, Ni and Cu,
Each of the plurality of second radiation filter parts includes a second metal plate made of at least one element selected from the group consisting of Mo, Ag, Ta, W, Pt and Au,
Each of the plurality of third radiation filter portions includes a first metal plate made of at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Fe, Sn, Co, Ni and Cu, Mo, Ag, Ta And a second metal plate made of at least one element selected from the group consisting of W, Pt and Au,
The first metal plates of the plurality of first radiation filter portions and the first metal plates of the plurality of third radiation filter portions are connected to each other in the second direction,
The second metal plate of the plurality of second radiation filter portions and the second metal plate of the plurality of third radiation filter portions are connected to each other in the first direction. The scintillator array described in.
前記複数のシンチレータ素子間、および、前記複数のシンチレータ―素子の前記第1面上に配置された反射部材をさらに備える請求項1から11のいずれかに記載のシンチレータアレイ。   The scintillator array according to any one of claims 1 to 11, further comprising a reflecting member disposed between the plurality of scintillator elements and on the first surface of the plurality of scintillator elements. 前記反射部材上に配置されたコリメータをさらに備える請求項12に記載のシンチレータアレイ。   The scintillator array of claim 12, further comprising a collimator disposed on the reflective member. 前記コリメータの一部は、前記反射部材に挿入されている、請求項13に記載のシンチレータアレイ。   14. The scintillator array of claim 13, wherein a portion of the collimator is inserted into the reflective member. 前記複数の放射線フィルター部は、前記反射部材上に設けられている、請求項11に記載のシンチレータアレイ。   The scintillator array according to claim 11, wherein the plurality of radiation filter units are provided on the reflection member. 前記コリメータは、各シンチレータ素子の複数の前記第1面の上方の領域を囲うグリッド形状を有し、前記複数の放射線フィルター部は前記グリッド形状の一部に選択的に設けられている、請求項13または14に記載のシンチレータアレイ。   The collimator has a grid shape surrounding an area above the plurality of first surfaces of each scintillator element, and the plurality of radiation filter portions are selectively provided in a part of the grid shape. The scintillator array according to 13 or 14. 請求項1から16のいずれかに記載のシンチレータアレイと、
前記シンチレータアレイの複数のシンチレータ素子の第2面に対向して配置された複数の光検出素子と、
を備えた放射線検出器。
17. The scintillator array according to any one of claims 1 to 16,
A plurality of light detection elements disposed to face the second surface of the plurality of scintillator elements of the scintillator array;
Radiation detector with.
放射線源と、
請求項17の放射線検出器と、
前記放射線源と、前記放射線検出器から出力される検出信号を処理する制御ユニットと
を備えた、放射線コンピュータ断層撮影装置。
A radiation source,
A radiation detector according to claim 17;
A radiation computed tomography apparatus, comprising: the radiation source; and a control unit that processes a detection signal output from the radiation detector.
1次元または2次元に配列された複数のシンチレータ素子を含むアレイ部の入射面に配置される放射線フィルター付きコリメータであって、
複数の遮蔽板と、
複数の放射線フィルター部と
を備え、
前記複数の遮蔽板は、前記入射面に垂直な方向に所定の高さを有しており、前記入射面上において、1次元または2次元に配列された複数のコリメート空間を形成しており、
前記複数の放射線フィルター部は、前記複数のコリメート空間の少なくとも一部に選択的に配置され、
前記複数の遮蔽板は、前記放射線を遮断あるいは減衰させ、
前記複数の放射線フィルター部は、所定の放射線吸収特性を有する、放射線フィルター付きコリメータ。
A radiation filter-equipped collimator disposed on an incident surface of an array portion including a plurality of scintillator elements arranged in one or two dimensions,
With multiple shields,
Equipped with multiple radiation filters,
The plurality of shielding plates have a predetermined height in a direction perpendicular to the incident surface, and form a plurality of collimated spaces arranged in one or two dimensions on the incident surface,
The plurality of radiation filter units are selectively disposed in at least a part of the plurality of collimate spaces,
The plurality of shielding plates block or attenuate the radiation,
The collimator with a radiation filter, wherein the plurality of radiation filter parts have predetermined radiation absorption characteristics.
前記複数のコリメート空間は、第1方向に配列され、前記複数のコリメート空間のそれぞれは、第1方向とは異なる第2方向に伸びる短冊形状を有し、
前記複数のコリメート空間は、前記第1方向に交互に配列された複数の第1コリメート空間および複数の第2コリメート空間を含み、
前記複数の放射線フィルター部は、第1放射線吸収特性を有する複数の第1放射線フィルター部を含み、前記複数の第1放射線フィルター部は前記複数の第2コリメート空間にそれぞれ配置されている、請求項19に記載の放射線フィルター付きコリメータ。
The plurality of collimated spaces are arranged in a first direction, and each of the plurality of collimated spaces has a strip shape extending in a second direction different from the first direction,
The plurality of collimating spaces include a plurality of first collimating spaces and a plurality of second collimating spaces alternately arranged in the first direction,
The plurality of radiation filter units includes a plurality of first radiation filter units having a first radiation absorption characteristic, and the plurality of first radiation filter units are respectively disposed in the plurality of second collimate spaces. The collimator with a radiation filter according to 19.
前記複数のコリメート空間は、複数の第3コリメート空間を含み、
前記複数の放射線フィルター部は、第2放射線吸収特性を有する複数の第2放射線フィルター部を含み、前記複数の第2放射線フィルター部は前記複数の第3コリメート空間にそれぞれ配置されている、請求項20に記載の放射線フィルター付きコリメータ。
The plurality of collimating spaces include a plurality of third collimating spaces,
The plurality of radiation filter units include a plurality of second radiation filter units having a second radiation absorption characteristic, and the plurality of second radiation filter units are respectively disposed in the plurality of third collimated spaces. 20. The collimator with radiation filter according to 20.
前記複数のコリメート空間は、第1方向および第1方向と異なる第2方向に2次元に配列され、前記複数のコリメート空間のそれぞれは矩形形状を有し、
前記複数のコリメート空間は、複数の第1コリメート空間、複数の第2コリメート空間、複数の第3コリメート空間および複数の第4コリメート空間を含み、
各第1コリメート空間、第2コリメート空間、第3コリメート空間および第4コリメート空間は前記第1方向および前記第2方向に隣接した2行2列に配列されており、
前記複数の放射線フィルター部は、第1放射線吸収特性を有する複数の第1放射線フィルター部、第2放射線吸収特性を有する複数の第2放射線フィルター部および第3放射線吸収特性を有する複数の第3放射線フィルター部、を含み、
前記複数の第1放射線フィルター部は前記複数の第2コリメート空間にそれぞれ配置され、
前記複数の第2放射線フィルター部は前記複数の第3コリメート空間にそれぞれ配置され、
前記複数の第3放射線フィルター部は前記複数の第4コリメート空間にそれぞれ配置されている、請求項19に記載の放射線フィルター付きコリメータ。
The plurality of collimated spaces are two-dimensionally arranged in a first direction and a second direction different from the first direction, and each of the plurality of collimated spaces has a rectangular shape.
The plurality of collimating spaces include a plurality of first collimating spaces, a plurality of second collimating spaces, a plurality of third collimating spaces, and a plurality of fourth collimating spaces,
The first collimating space, the second collimating space, the third collimating space, and the fourth collimating space are arranged in two rows and two columns adjacent in the first direction and the second direction,
The plurality of radiation filter units include a plurality of first radiation filter units having a first radiation absorption characteristic, a plurality of second radiation filter units having a second radiation absorption characteristic, and a plurality of third radiation having a third radiation absorption characteristic. Including a filter section,
The plurality of first radiation filter units are respectively disposed in the plurality of second collimating spaces,
The plurality of second radiation filter units are respectively disposed in the plurality of third collimate spaces,
20. The radiation filter-equipped collimator according to claim 19, wherein the plurality of third radiation filter units are respectively disposed in the plurality of fourth collimating spaces.
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