JP2019163970A

JP2019163970A - Scintillator array, radiation detector, and radiation computer tomography apparatus

Info

Publication number: JP2019163970A
Application number: JP2018050992A
Authority: JP
Inventors: 英雄新田; Hideo Nitta
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2019-09-26

Abstract

To provide a scintillator array, a radiation detector, and a radiation computer tomography apparatus that include relatively simple structure, and can further fractionate and image information inside an object.SOLUTION: A scintillator array includes a plurality of scintillator elements 10 that are composed of a plurality of unit cells arranged one-dimensionally or two-dimensionally and have a first surface and a second surface positioned in mutually opposite sides. The plurality of scintillator elements 10 include a plurality of scintillator elements 10A containing a fluorescent material A, a plurality of scintillator elements 10B containing a fluorescent material B, and a plurality of scintillator elements 10C containing a fluorescent material C, the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C have mutually different energy absorption coefficients, and each unit cell includes one of the plurality of scintillator elements A, one of the plurality of scintillator elements B, and one of the plurality of scintillator elements C.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本願はシンチレータアレイ、放射線検出器および放射線コンピュータ断層撮影装置に関する。 The present application relates to a scintillator array, a radiation detector, and a radiation computed tomography apparatus.

放射線撮影装置の分野において、２以上の異なるエネルギの放射線を被写体に照射し、透過した放射線を検出することによって、被写体の内部の情報をより分別して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以上のエネルギの放射線を被写体に照射する。 In the field of radiation imaging apparatuses, a technique is studied in which information inside a subject is further separated and imaged by irradiating the subject with radiation of two or more different energies and detecting the transmitted radiation. Conventionally, for example, a technique for detecting radiation of two or more different energies by the following method is known. (1) Irradiate a subject using two or more radiation sources having different energies (Patent Document 1). (2) The driving voltage of the radiation source is switched to irradiate the subject with radiation having two or more energies.

特開２００６−１６７４６３号公報JP 2006-167463 A

（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。 In the method (1), the entire apparatus becomes large. According to the method (2), since the timing of irradiating radiation with different energy is not the same, the captured image may be blurred when the subject moves. Moreover, the frequency | count of radiation irradiation increases and the time which a radiation is irradiated will become long.

このような課題に鑑み本願は、比較的簡単な構造を備え、被写体の内部の情報をより分別して画像化することが可能なシンチレータアレイ、放射線検出器および放射線コンピュータ断層撮影装置を提供する。 In view of such a problem, the present application provides a scintillator array, a radiation detector, and a radiation computed tomography apparatus that have a relatively simple structure and are capable of separating and imaging information inside a subject.

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を備え、前記複数のシンチレータ素子は、蛍光材料Ａを含む複数のシンチレータ素子Ａと、蛍光材料Ｂを含む複数のシンチレータ素子Ｂと、蛍光材料Ｃを含む複数のシンチレータ素子Ｃとを含み、
前記蛍光材料Ａと前記蛍光材料Ｂと前記蛍光材料Ｃとは、互いに異なるエネルギ吸収係数を有し、
各単位セルは、
前記複数のシンチレータ素子Ａの１つおよび前記複数のシンチレータ素子Ｂの１つと、前記複数のシンチレータ素子Ｃの１つとを含む。 The scintillator array of the present disclosure is a scintillator array configured by a plurality of unit cells arranged one-dimensionally or two-dimensionally,
A plurality of scintillator elements having a first surface and a second surface located on opposite sides, wherein the plurality of scintillator elements include a plurality of scintillator elements A including a fluorescent material A and a plurality of scintillator elements including a fluorescent material B B and a plurality of scintillator elements C including a fluorescent material C,
The fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C have different energy absorption coefficients,
Each unit cell is
One of the plurality of scintillator elements A and one of the plurality of scintillator elements B and one of the plurality of scintillator elements C are included.

前記複数のシンチレータ素子は、蛍光材料Ｄを含む複数のシンチレータ素子Ｄをさらに含み、前記蛍光材料Ｄは、前記蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃとは、異なるエネルギ吸収係数を有し、
前記各単位セルは、前記複数のシンチレータ素子Ｄの１つをさらに含んでいてもよい。 The plurality of scintillator elements further include a plurality of scintillator elements D including a fluorescent material D, and the fluorescent material D has different energy absorption coefficients from the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C,
Each unit cell may further include one of the plurality of scintillator elements D.

本開示の他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、
所定の放射線吸収特性をそれぞれ有する複数の放射線フィルタ部と
を備え、
前記複数のシンチレータ素子は、蛍光材料Ａをそれぞれ含む複数の第１シンチレータ素子Ａおよび複数の第２シンチレータ素子Ａと、蛍光材料Ｂをそれぞれ含む複数の第１シンチレータ素子Ｂおよび複数の第２シンチレータ素子Ｂとを含み、
前記蛍光材料Ａと前記蛍光材料Ｂとは、互いに異なるエネルギ吸収係数を有し、
各単位セルは、
前記複数の第１シンチレータ素子Ａの１つと、前記複数の第２シンチレータ素子Ａの１つと、前記複数の第１シンチレータ素子Ｂの１つと、前記複数の第２シンチレータ素子Ｂの１つと、
前記複数の放射線フィルタ部のうちの２つと
を含み、
前記２つの放射線フィルタ部は、前記第１シンチレータ素子Ａおよび前記第１シンチレータ素子Ｂの前記第１面の上方に選択的に配置されている。 Another scintillator array of the present disclosure is a scintillator array configured by a plurality of unit cells arranged one-dimensionally or two-dimensionally,
A plurality of scintillator elements having a first surface and a second surface located on opposite sides;
A plurality of radiation filter sections each having a predetermined radiation absorption characteristic,
The plurality of scintillator elements include a plurality of first scintillator elements A and a plurality of second scintillator elements A each including a fluorescent material A, and a plurality of first scintillator elements B and a plurality of second scintillator elements each including a fluorescent material B. B and
The fluorescent material A and the fluorescent material B have different energy absorption coefficients,
Each unit cell is
One of the plurality of first scintillator elements A, one of the plurality of second scintillator elements A, one of the plurality of first scintillator elements B, one of the plurality of second scintillator elements B,
Two of the plurality of radiation filter portions,
The two radiation filter portions are selectively disposed above the first surface of the first scintillator element A and the first scintillator element B.

前記複数のシンチレータ素子は、蛍光材料Ｃをそれぞれ含む複数の第１シンチレータ素子Ｃおよび複数の第２シンチレータ素子Ｃをさらに含み、
前記蛍光材料Ｃは、前記蛍光材料Ａおよび前記蛍光材料Ｂと異なるエネルギ吸収係数を有し、
各単位セルは、
前記複数の第１シンチレータ素子Ｃの１つと、前記複数の第２シンチレータ素子Ｃの１つと、前記複数の放射線フィルタ部のうちの他の１つとを含み、
前記他の１つの放射線フィルタ部は、前記第１シンチレータ素子Ｃ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 first scintillator elements C and a plurality of second scintillator elements C each including a fluorescent material C,
The fluorescent material C has an energy absorption coefficient different from that of the fluorescent material A and the fluorescent material B,
Each unit cell is
Including one of the plurality of first scintillator elements C, one of the plurality of second scintillator elements C, and the other one of the plurality of radiation filter portions,
The other one radiation filter portion may be selectively disposed above the first surface of the first scintillator element C.

前記複数のシンチレータ素子は、蛍光材料Ｄをそれぞれ含む複数の第１シンチレータ素子Ｄおよび複数の第２シンチレータ素子Ｄをさらに含み、
前記蛍光材料Ｄは、前記蛍光材料Ａ、前記蛍光材料Ｂおよび前記蛍光材料Ｃと異なるエネルギ吸収係数を有し、
各単位セルは、
前記複数の第１シンチレータ素子Ｄの１つと、前記複数の第２シンチレータ素子Ｄの１つと、前記複数の放射線フィルタ部のうちのさらに他の１つとを含み、前記さらに他の１つの放射線フィルタ部は、前記第１シンチレータ素子Ｄ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 first scintillator elements D and a plurality of second scintillator elements D each including a fluorescent material D;
The fluorescent material D has an energy absorption coefficient different from that of the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C,
Each unit cell is
One of the plurality of first scintillator elements D, one of the plurality of second scintillator elements D, and yet another one of the plurality of radiation filter sections, and the further one radiation filter section May be selectively disposed above the first surface of the first scintillator element D.

前記各単位セルにおいて、前記シンチレータ素子Ａ、前記シンチレータ素子Ｂおよび前記シンチレータ素子Ｃは、第１方向に配列されていてもよい。 In each unit cell, the scintillator element A, the scintillator element B, and the scintillator element C may be arranged in a first direction.

前記各単位セルにおいて、前記シンチレータ素子Ａおよび前記シンチレータ素子Ｂは、第１方向に配列されており、前記シンチレータ素子Ｃおよび前記シンチレータ素子Ｄは、それぞれ、前記シンチレータ素子Ａおよび前記シンチレータ素子Ｂと、前記第１方向と異なる第２方向に隣接して配列されていてもよい。 In each unit cell, the scintillator element A and the scintillator element B are arranged in a first direction, and the scintillator element C and the scintillator element D are the scintillator element A and the scintillator element B, respectively. It may be arranged adjacent to a second direction different from the first direction.

前記各単位セルにおいて、前記第１シンチレータ素子Ａおよび前記第１シンチレータ素子Ｂは、第１方向に配列されており、前記第２シンチレータ素子Ａおよび前記第２シンチレータ素子Ｂは、それぞれ、前記第１シンチレータ素子Ａおよび前記第１シンチレータ素子Ｂと、前記第１方向と異なる第２方向に隣接して配列されていてもよい。 In each unit cell, the first scintillator element A and the first scintillator element B are arranged in a first direction, and the second scintillator element A and the second scintillator element B are respectively the first scintillator element B and the first scintillator element B. The scintillator element A and the first scintillator element B may be arranged adjacent to each other in a second direction different from the first direction.

前記各単位セルにおいて、前記第１シンチレータ素子Ａ、前記第１シンチレータ素子Ｂおよび前記第１シンチレータ素子Ｃは、第１方向に配列されており、前記第２シンチレータ素子Ａ、前記第２シンチレータ素子Ｂおよび前記第２シンチレータ素子Ｃは、それぞれ、前記第１シンチレータ素子Ａ、前記第１シンチレータ素子Ｂおよび前記第１シンチレータ素子Ｃと、前記第１方向と異なる第２方向に隣接して配列されていてもよい。 In each unit cell, the first scintillator element A, the first scintillator element B, and the first scintillator element C are arranged in a first direction, and the second scintillator element A and the second scintillator element B The second scintillator element C is arranged adjacent to the first scintillator element A, the first scintillator element B, and the first scintillator element C in a second direction different from the first direction. Also good.

前記各単位セルにおいて、前記第１シンチレータ素子Ａおよび前記第１シンチレータ素子Ｂは、第１方向に配列されており、前記第１シンチレータ素子Ｃおよび前記第１シンチレータ素子Ｄは、それぞれ、前記第１シンチレータ素子Ａおよび前記第１シンチレータ素子Ｂと、前記第１方向と異なる第２方向に隣接して配列されて第１グループを構成しており、
前記各単位セルにおいて、前記第２シンチレータ素子Ａおよび前記第２シンチレータ素子Ｂは、前記第１方向に配列されており、前記第２シンチレータ素子Ｃおよび前記第２シンチレータ素子Ｄは、それぞれ、前記第２シンチレータ素子Ａおよび前記第２シンチレータ素子Ｂと、前記第２方向に隣接して配列されて第２グループを構成しており、
前記第１グループと前記第２グループとは前記第２方向に配列されていてもよい。 In each unit cell, the first scintillator element A and the first scintillator element B are arranged in a first direction, and the first scintillator element C and the first scintillator element D are respectively the first scintillator element D and the first scintillator element D. A scintillator element A and the first scintillator element B are arranged adjacent to each other in a second direction different from the first direction to form a first group;
In each unit cell, the second scintillator element A and the second scintillator element B are arranged in the first direction, and the second scintillator element C and the second scintillator element D are 2 scintillator elements A and the second scintillator elements B and arranged adjacent to each other in the second direction to form a second group,
The first group and the second group may be arranged in the second direction.

前記放射線フィルタ部は、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。 The radiation filter unit includes a metal plate made of 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.

前記各単位セル内において、前記金属板は前記第１の方向において互いに接続されていてもよい。 In each unit cell, the metal plates may be connected to each other in the first direction.

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 a reflecting member disposed between the plurality of scintillator elements and on the first surface of the plurality of scintillator elements.

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 include a collimator disposed on the reflecting member.

前記コリメータは平面視において、ストライプ形状を有していてもよい。 The collimator may have a stripe shape in plan view.

前記コリメータは、平面視において、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ていてもよい。 The collimator may have a grid shape surrounding a region above the plurality of first surfaces of each scintillator element in plan view.

本開示の放射線検知器は、上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。 A radiation detector according to the present disclosure includes any of the scintillator arrays described above,
A plurality of photodetecting elements disposed opposite to second surfaces 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。 The radiation computed tomography apparatus of the present disclosure includes:
A radiation source;
The radiation detector;
And a control unit for processing a detection signal output from the radiation detector.

本開示によれば、被写体の内部の情報をより分別して画像化することが可能なシンチレータアレイ、放射線検出器および放射線コンピュータ断層撮影装置が実現する。 According to the present disclosure, a scintillator array, a radiation detector, and a radiation computed tomography apparatus that can separate and image information inside a subject 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る。(A) And (b) is the top view and sectional drawing of the scintillator array by 1st Embodiment. （ａ）は、第２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 2nd Embodiment, (b) And (c) is sectional drawing of a scintillator array. （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. 放射線フィルタ部を透過したＸ線のエネルギ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 radiation filter part. （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）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 5th Embodiment, (b) And (c) 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る。(A) And (b) is the top view and sectional drawing of the scintillator array by 6th Embodiment. （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 the top view and sectional drawing of the scintillator array by 7th 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 the top view and sectional drawing of the radiation detector by 8th Embodiment.

以下図面を参照しながら、本開示のシンチレータアレイ、放射線検出器および放射線コンピュータ断層撮影装置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。以下の実施形態では、ｘ、ｙ、ｚ軸を有する右手直交座標系を参照して配列の方向を説明する。この場合、ｘ軸方向およびｙ軸方向は、第１方向および第２方向である。 Hereinafter, embodiments of a scintillator array, a radiation detector, and a radiation computed tomography apparatus of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The scintillator array and radiation detector of the present disclosure can be suitably used for medical radiography apparatuses such as X-ray CT imaging apparatuses and industrial radiography apparatuses such as industrial X-ray inspection apparatuses. In the present disclosure, the radiation includes X-rays, γ-rays, positron beams, and the like. In the following embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description may be omitted. In the following embodiments, the direction of the arrangement will be described with reference to a right-handed orthogonal coordinate system having x, y, and z axes. In this case, the x-axis direction and the y-axis direction are the first direction and the second direction.

本開示のシンチレータアレイは複数のシンチレータ素子を備える。複数のシンチレータ素子を区別なく総称する場合にはシンチレータ素子１０と呼ぶ。また、単位セル内における位置に基づき複数のシンチレータ素子を区別する場合には、Ａ〜Ｄを付し、シンチレータ素子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄと呼ぶ。さらに、後述するようにフィルタを複数のシンチレータ素子に設けるか否かによって区別をする場合には、参照番号「１０」の代わりに参照番号「１１」、「１２」を用い、第１シンチレータ素子１１Ａ、第２シンチレータ素子１２Ａ、第１シンチレータ素子１１Ｂ、第２シンチレータ素子１２Ｂ等と呼ぶ。 The scintillator array of the present disclosure includes a plurality of scintillator elements. When collectively referring to a plurality of scintillator elements without distinction, they are called scintillator elements 10. Further, when distinguishing a plurality of scintillator elements based on the position in the unit cell, A to D are attached and they are called scintillator elements 10A, 10B, 10C, and 10D. Further, in order to make a distinction depending on whether a filter is provided in a plurality of scintillator elements as will be described later, reference numbers “11” and “12” are used instead of the reference number “10”, and the first scintillator element 11A is used. These are called the second scintillator element 12A, the first scintillator element 11B, the second scintillator element 12B, and the like.

（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１０を備える。複数のシンチレータ素子１０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１０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、以下の実施形態では、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. 1A is a plan view of the scintillator array 101 of this embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the scintillator array 101 taken along line 1B-1B of FIG. The scintillator array 101 includes a plurality of scintillator elements 10. The plurality of scintillator elements 10 are arranged one-dimensionally or two-dimensionally. In the present embodiment, the plurality of scintillator elements 10 are two-dimensionally arranged in the x and y directions on the xy plane, as shown in FIG. In the following embodiments, the scintillator array includes scintillator elements 11 arranged in a 6 × 4 array, but the number of scintillator elements is not limited to these examples. In the following embodiments, the repeating unit of the periodic structure in the scintillator array will be mainly described. However, repeating units having the same structure are arranged according to the number of scintillators.

各シンチレータ素子１０は、第１面１０ａと、第１面１０ａと反対側に位置している第２面１０ｂとを有している。本実施形態では、第１面１０ａおよび第２面１０ｂは矩形形状を有している。このため、シンチレータ素子１０は、４つの側面をさらに有している。 Each scintillator element 10 has a first surface 10a and a second surface 10b located on the opposite side of the first surface 10a. In the present embodiment, the first surface 10a and the second surface 10b have a rectangular shape. For this reason, the scintillator element 10 further has four side surfaces.

複数のシンチレータ素子１０は、例えば、蛍光材料Ａを含む複数のシンチレータ素子（シンチレータ素子Ａ）１０Ａと、蛍光材料Ｂを含む複数のシンチレータ素子（シンチレータ素子Ｂ）１０Ｂと、蛍光材料Ｃを含む複数のシンチレータ素子（シンチレータ素子Ｃ）１０Ｃとを含む。蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃは放射線が入射することにより発光する。 The plurality of scintillator elements 10 include, for example, a plurality of scintillator elements (scintillator element A) 10A including a fluorescent material A, a plurality of scintillator elements (scintillator element B) 10B including a fluorescent material B, and a plurality of scintillator elements C including a fluorescent material C. Scintillator element (scintillator element C) 10C. The fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C emit light when radiation enters them.

蛍光材料Ａと蛍光材料Ｂと蛍光材料Ｃとは、互いに異なるエネルギ吸収係数を有する。ここで、エネルギ吸収係数は、放射線が物質中を通過する際に物質が吸収するエネルギの大きさを表す量であり、線エネルギ吸収係数μ_ｅｎ（ｍ^−１）を意味する。例えば、蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃのエネルギ吸収係数をそれぞれ、μ_{ｅｎ（Ａ）}、μ_{ｅｎ（Ｂ）}、μ_{ｅｎ（Ｃ）}とした場合、μ_{ｅｎ（Ａ）}＜μ_{ｅｎ（Ｂ）}＜μ_{ｅｎ（Ｃ）}である。ただし、蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃのエネルギ吸収係数の大小関係はこれに限られない。 The fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C have different energy absorption coefficients. Here, the energy absorption coefficient is an amount representing the magnitude of energy absorbed by a substance when radiation passes through the substance, and means a linear energy absorption coefficient μ _en (m ⁻¹ ). For example, when the energy absorption coefficients of the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C are μen _(A) , μen _(B) , and μen _(C) , respectively, μen _(A) <μen _{( B)} <μ _{en (C)} . However, the magnitude relationship of the energy absorption coefficients of the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C is not limited to this.

エネルギ吸収係数が異なることにより、蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃは、蛍光強度あるいは蛍光効率の放射線エネルギ依存性が異なっている。一般にエネルギ吸収係数の小さい蛍光材料は、軟Ｘ線などのエネルギの低いＸ線をよく吸収し、蛍光を発するのに対し、エネルギ吸収係数の大きい蛍光材料は、硬Ｘ線などのエネルギの高いＸ線をよく吸収し、蛍光を発する。 Due to the difference in the energy absorption coefficient, the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C differ in the dependency of the fluorescence intensity or the fluorescence efficiency on the radiation energy. In general, a fluorescent material having a small energy absorption coefficient absorbs X-rays having low energy such as soft X-rays well and emits fluorescence, whereas a fluorescent material having a large energy absorption coefficient has high energy X such as hard X-rays. Absorbs rays well and emits fluorescence.

蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃのエネルギ吸収係数が互いに異なる限り、蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃは、放射線が照射されることによって蛍光を発するどのような蛍光材料であってもよい。例えば、蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃ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（Ｇｄ−Ａｌ−Ｇａ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およびＴｂから選ばれた少なくとも１種で賦活したＧｄ_２Ｏ_２Ｓ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（Ｇｄ_１−ｘＬｕ_ｘ）_３＋ａ（Ｇａ_ｕＡｌ_１−ｕ）_５−ａＯ_１２（ｘ＝０〜０．５、ｕ＝０．２〜０．６、および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。エネルギ吸収係数を異ならせるため、蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃは異なる元素を含む材料であってもよいし、蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃは同じ元素を含んでいるが、元素の組成比が異なっていてもよい。また、同じ元素および同じ組成比の材料であって、密度が異なることによって、エネルギ吸収係数が異なっていてもよい。 As long as the energy absorption coefficients of the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C are different from each other, the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C are any fluorescent materials that emit fluorescence when irradiated with radiation. May be. For example, the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C may be made of a ceramic scintillator material such as gadolinium oxysulfide (GOS), gadolinium-gallium-aluminum garnet (Gd-Al-Ga garnet, GGAG). Good. GOS has a composition of Gd ₂ O ₂ S activated by at least one selected from Pr, Ce and Tb, for example. GGAG is activated with at least one selected from, for example, Ce, Pr, etc. (Gd _1-x Lu _x ) _{3 + a} (Ga _u Al _1-u ) _5-a O ₁₂ (x = 0 to 0.5, u = 0.2-0.6, and a = -0.05-0.15). You may use what substituted at least one part of this Gd by Y. In order to make the energy absorption coefficients different, the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C may be materials containing different elements, and the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C contain the same element. However, the composition ratio of the elements may be different. Moreover, it is the material of the same element and the same composition ratio, Comprising: The energy absorption coefficient may differ by having different densities.

エネルギ吸収係数の違いを示す指標として、有効原子番号を用いてもよい。つまり、蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃは互いに異なる有効原子番号を有していてもよい。一般に有効原子番号が大きいほどより高いエネルギを吸収できるようになり、有効原子番号が小さければ高いエネルギを透過できるようになる。例えば、Ｘ線ＣＴ撮影装置の放射線検出器に汎用される蛍光材料である、組成式Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓで示されるセラミックスシンチレータの有効原子番号は５９．５であり、Ｇｄ−Ａｌ−Ｇａガーネットシンチレータの有効原子番号は約５２である。例えば、蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃは、それぞれ同一数値で被らないようにしつつ、例えば、５０以上且つ７０以下、４０以上且つ６０以下、および、３０以上且つ５０以下の有効原子番号を有していてもよい。例えば、国際公開第２０１６／０５２６１６号に開示された材料を用いて、有効原子番号の異なる蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃを作製することができる。１００ｋｅＶ以上のエネルギの大きな範囲では、有効原子番号とエネルギ吸収係数には線形に近い関係があり、エネルギ吸収係数の差の大きいものを選ぶことも有効である。Ｘ線ＣＴは白色Ｘ線を使うが、そのエネルギ分布を示す４０〜１４０ｋｅＶでの吸収係数が異なると、蛍光材料の発光量に差が出て、Ｘ線の透過してきた物質の同定が行い易くなる。 An effective atomic number may be used as an index indicating the difference in energy absorption coefficient. That is, the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C may have different effective atomic numbers. In general, the higher the effective atomic number, the higher the energy that can be absorbed, and the smaller the effective atomic number, the higher the energy that can be transmitted. For example, the effective atomic number of a ceramic scintillator represented by a composition formula Gd ₂ O ₂ S, which is a fluorescent material widely used for a radiation detector of an X-ray CT imaging apparatus, is 59.5, and a Gd—Al—Ga garnet scintillator Has an effective atomic number of about 52. For example, while the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C are not covered with the same numerical value, for example, 50 to 70 and 40 to 60 and 30 to 50 effective atoms. You may have a number. For example, the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C having different effective atomic numbers can be manufactured using the materials disclosed in International Publication No. 2016/052616. In a large energy range of 100 keV or more, the effective atomic number and the energy absorption coefficient have a linear relationship, and it is effective to select one having a large difference in energy absorption coefficient. X-ray CT uses white X-rays, but if the absorption coefficient at 40 to 140 keV indicating the energy distribution is different, there will be a difference in the amount of light emitted from the fluorescent material, making it easier to identify the substance through which X-rays have passed. Become.

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、複数のシンチレータ素子１０Ａの１つ、複数のシンチレータ素子１０Ｂの１つおよび複数のシンチレータ素子１０Ｃ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、シンチレータ素子１０Ａ、シンチレータ素子１０Ｂおよびシンチレータ素子１０Ｃは、ｘ方向に配列されている。 The scintillator array 101 is composed of a plurality of unit cells U arranged one-dimensionally or two-dimensionally on the xy plane. The unit cell U includes one of the plurality of scintillator elements 10A, one of the plurality of scintillator elements 10B, and one of the plurality of scintillator elements 10C. In the present embodiment, in each unit cell U, the scintillator elements 10A, the scintillator elements 10B, and the scintillator elements 10C are arranged in the x direction.

本実施形態では、シンチレータアレイ１０１は、反射部材３１をさらに備えている。反射部材３１は、複数のシンチレータ素子１０間および各シンチレータ素子１０の第１面１０ａ上に位置している。反射部材３１はシンチレータ素子１０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の上面３１ａ側から各シンチレータ素子１０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１０に入射し、隣接するシンチレータ素子１０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。各シンチレータ素子１０の第２面１０ｂは反射部材３１で覆われていないほうが好ましい。後述するように第２面１０ｂには、シンチレータアレイ１０１を用いて放射線検知器を構成する場合において、フォトダイオードや光電子倍増管などの光検出素子が配置される。 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 10 and on the first surface 10 a of each scintillator element 10. The reflecting member 31 has a characteristic of reflecting light emitted from the scintillator element 10. For example, the reflecting member 31 includes white titanium oxide powder and a resin such as epoxy. Suppressing that light generated by radiation incident on each scintillator element 10 from the upper surface 31 a side of the reflecting member 31 enters the adjacent scintillator element 10 and is detected by the light detection element provided in the adjacent scintillator element 10. To do. That is, crosstalk in the scintillator array 101 is suppressed. It is preferable that the second surface 10 b of each scintillator element 10 is not covered with the reflecting member 31. As will be described later, in the case where a radiation detector is configured using the scintillator array 101, a light detection element such as a photodiode or a photomultiplier tube is disposed on the second surface 10b.

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、シンチレータ素子１０Ａ、シンチレータ素子１０Ｂおよびシンチレータ素子１０Ｃの第１面１０ａには、単位セルＵに入射するＸ線と同じエネルギ分布のＸ線が入射する。 When radiation, for example, X-rays are incident on the incident surface 101a of the scintillator array 101, X-rays having the same energy distribution are incident on the unit cell U. If the attenuation of the X-rays at the reflecting member 31 is not considered, the scintillator element X-rays having the same energy distribution as the X-rays incident on the unit cell U are incident on the first surface 10a of the scintillator element 10B and the scintillator element 10C.

シンチレータ素子１０Ａ、シンチレータ素子１０Ｂおよびシンチレータ素子１０Ｃにそれぞれ含まれる蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃのエネルギ吸収係数が互いに異なるため、同じエネルギ分布のＸ線が入射しても、シンチレータ素子１０Ａ、シンチレータ素子１０Ｂおよびシンチレータ素子１０Ｃが発する蛍光の強度は異なる。また、軟Ｘ線および硬Ｘ線等、エネルギの強度分布が異なる複数のＸ線を被検体に同時にまたは時間をずらして照射することによって、波長範囲の広いＸ線を被検体に照射すると、被検体の体組織によってＸ線に対する減衰係数および減衰させやすい波長が異なるため、シンチレータ素子１０Ａ、シンチレータ素子１０Ｂおよびシンチレータ素子１０Ｃが発する蛍光の強度に差異が生じ得る。したがって、マルチエネルギ照射によって得られる情報と同等の情報を得ることができる。言い換えると、波長（エネルギ）の異なるＸ線を用いて、複数回被検体を撮影するのと同等の撮影を同時に行うことができる。 Since the energy absorption coefficients of the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C included in the scintillator element 10A, the scintillator element 10B, and the scintillator element 10C are different from each other, even if X-rays having the same energy distribution are incident, the scintillator element 10A The intensity of the fluorescence emitted by the scintillator element 10B and the scintillator element 10C is different. In addition, by irradiating a subject with a plurality of X-rays having different energy intensity distributions, such as soft X-rays and hard X-rays, simultaneously or at different times, the subject is irradiated with X-rays having a wide wavelength range. Since the attenuation coefficient with respect to the X-ray and the wavelength that is easily attenuated differ depending on the body tissue of the specimen, the intensity of the fluorescence emitted by the scintillator element 10A, the scintillator element 10B, and the scintillator element 10C may vary. Therefore, information equivalent to information obtained by multi-energy irradiation can be obtained. In other words, it is possible to simultaneously perform imaging equivalent to imaging a subject a plurality of times using X-rays having different wavelengths (energy).

シンチレータ素子１０Ａ、シンチレータ素子１０Ｂおよびシンチレータ素子１０Ｃの第１面１０ａ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、マルチエネルギシンチレータアレイを実現することができる。例えば、シンチレータ素子１０Ａ、シンチレータ素子１０Ｂおよびシンチレータ素子１０Ｃの第２面１０ｂにそれぞれ光検出素子を設け、蛍光による得られた３つの検出信号を、同じ画素における異なるエネルギの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 surfaces 10a of the scintillator element 10A, the scintillator element 10B, and the scintillator element 10C are not the same in the xy plane. However, a multi-energy scintillator array can be realized by performing image processing with the unit cell U as one pixel (pixel). For example, a photodetection element is provided on each of the second surfaces 10b of the scintillator element 10A, the scintillator element 10B, and the scintillator element 10C, and three detection signals obtained by fluorescence are image processed as signals by X-rays of different energy in the same pixel. To do. When the scintillator array 101 is used to acquire data or perform image processing in three dimensions, that is, in the thickness direction, 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１０の数に対して、画素数は１／３になる。この場合、画像処理技術における公知の補間処理を行って、データを生成し、画素数を増大させてもよい。 According to the signal processing described above, the number of pixels is 1/3 of the number of scintillator elements 10 in the x direction. In this case, known interpolation processing in image processing technology may be performed to generate data and increase the number of pixels.

シンチレータアレイ１０１は、例えば、複数のシンチレータ素子１０Ａ、複数のシンチレータ素子１０Ｂおよび複数のシンチレータ素子１０Ｃを、接着剤が塗布された基板上に１次元または２次元に配置し、基板上に借り固定させ、側面および第１面１０ａを未硬化の反射部材３１の材料で覆った後、未硬化の材料を硬化させることによって作製することができる。 In the scintillator array 101, for example, a plurality of scintillator elements 10A, a plurality of scintillator elements 10B, and a plurality of scintillator elements 10C are arranged one-dimensionally or two-dimensionally on a substrate coated with an adhesive, and are borrowed and fixed on the substrate. After the side surface and the first surface 10a are covered with the material of the uncured reflecting member 31, the uncured material can be cured.

シンチレータアレイ１０１によれば、画素を構成する単位セルは、エネルギ吸収係数が異なる蛍光材料をそれぞれ含む３つのシンチレータ素子を備えており、３つのシンチレータ素子は、放射線エネルギに応じて異なる感度で蛍光を発する。したがって、シンチレータアレイ１０１を用いれば、３つの異なるエネルギの放射線で撮影するのと同様の情報を一度の撮影で得ることができる放射線コンピュータ断層撮影装置が実現する According to the scintillator array 101, the unit cell constituting the pixel includes three scintillator elements each including fluorescent materials having different energy absorption coefficients, and the three scintillator elements emit fluorescence with different sensitivities according to radiation energy. To emit. Therefore, if the scintillator array 101 is used, a radiation computed tomography apparatus capable of obtaining information similar to that obtained by imaging with radiation of three different energies by one imaging is realized.

（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）および（ｃ）は、図２（ａ）の２Ｂ−２Ｂ線および２Ｃ−２Ｃ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。 (Second Embodiment)
FIG. 2A is a plan view of the scintillator array 102 of the present embodiment, and FIGS. 2B and 2C are views of the scintillator array 102 taken along lines 2B-2B and 2C-2C in FIG. It is sectional drawing. The scintillator array 102 differs from the scintillator array 101 of the first embodiment in that the unit cell U includes four scintillator elements.

図２（ａ）に示すように、複数のシンチレータ素子１０は、複数のシンチレータ素子１０Ａ、複数のシンチレータ素子１０Ｂ、複数のシンチレータ素子１０Ｃおよび複数のシンチレータ素子１０Ｄを含む。つまり、複数のシンチレータ素子１０は、蛍光材料Ｄを含む複数のシンチレータ素子Ｄをさらに含む点で、第１の実施形態のシンチレータアレイ１０１と異なる。単位セルＵは、複数のシンチレータ素子１０Ａの１つ、複数のシンチレータ素子１０Ｂの１つ、複数のシンチレータ素子１０Ｃの１つおよび複数のシンチレータ素子１０Ｄの１つを含んでいる。 As shown in FIG. 2A, the plurality of scintillator elements 10 include a plurality of scintillator elements 10A, a plurality of scintillator elements 10B, a plurality of scintillator elements 10C, and a plurality of scintillator elements 10D. That is, the plurality of scintillator elements 10 is different from the scintillator array 101 of the first embodiment in that it further includes a plurality of scintillator elements D including the fluorescent material D. The unit cell U includes one of the plurality of scintillator elements 10A, one of the plurality of scintillator elements 10B, one of the plurality of scintillator elements 10C, and one of the plurality of scintillator elements 10D.

各単位セルＵにおいて、シンチレータ素子１０Ａおよびシンチレータ素子１０Ｂは、第ｘ軸方向に配列されており、シンチレータ素子１０Ｃおよびシンチレータ素子１０Ｄは、それぞれ、シンチレータ素子１０Ａおよびシンチレータ素子１０Ｂと、ｙ軸方向に隣接して配列されている。つまり単位セルＵは２行２列に配列されたシンチレータ素子１０を含む。シンチレータ素子１０の側面および第１面１０ａは反射部材３１で覆われていて、放射線が入射するのは上面３１ａ側になる。画像の解像度がｘ軸方向およびｙ軸方向に等しいという点ではこの配置が好ましい。しかし、単位セルＵにおいて、シンチレータ素子１０Ａ、シンチレータ素子１０Ｂ、シンチレータ素子１０Ｃおよびシンチレータ素子１０Ｄがｘ軸方向またはｙ軸方向に配列されていてもよい。 In each unit cell U, the scintillator element 10A and the scintillator element 10B are arranged in the x-th axis direction, and the scintillator element 10C and the scintillator element 10D are adjacent to the scintillator element 10A and the scintillator element 10B, respectively, in the y-axis direction. Are arranged. That is, the unit cell U includes scintillator elements 10 arranged in 2 rows and 2 columns. The side surface and the first surface 10a of the scintillator element 10 are covered with the reflecting member 31, and radiation enters the upper surface 31a side. This arrangement is preferable in that the resolution of the image is equal to the x-axis direction and the y-axis direction. However, in the unit cell U, the scintillator element 10A, the scintillator element 10B, the scintillator element 10C, and the scintillator element 10D may be arranged in the x-axis direction or the y-axis direction.

シンチレータアレイ１０１を用いれば、４つの異なるエネルギの放射線で撮影するのと同様の情報を一度の撮影で得ることができる放射線コンピュータ断層撮影装置が実現する。 If the scintillator array 101 is used, a radiation computed tomography apparatus capable of obtaining information similar to that obtained by imaging with four different energy radiations by one imaging is realized.

（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（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および２つの放射線フィルタ部を含む点で、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. 3A is a plan view of the scintillator array 103 of the present embodiment, and FIGS. 3B and 3C are views of the scintillator array 103 taken along lines 3B-3B and 3C-3C in FIG. It is sectional drawing. 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 and two radiation filter units.

シンチレータアレイ１０３は、複数のシンチレータ素子１０および複数の放射線フィルタ部を含む。複数のシンチレータ素子は、蛍光材料Ａをそれぞれ含む複数の第１シンチレータ素子（第１シンチレータ素子Ａ）１１Ａおよび複数の第２シンチレータ素子（第２シンチレータ素子Ａ）１２Ａと、蛍光材料Ｂをそれぞれ含む複数の第１シンチレータ素子（第１シンチレータ素子Ｂ）１１Ｂおよび複数の第２シンチレータ素子（第２シンチレータ素子Ｂ）１２Ｂを含む。蛍光材料Ａと蛍光材料Ｂとは、互いに異なるエネルギ吸収係数を有している。つまり、第１シンチレータ素子１１Ａと第２シンチレータ素子１２Ａとは同じ蛍光材料Ａを含んでおり、第１シンチレータ素子１１Ｂと第２シンチレータ素子１２Ｂとは同じ蛍光材料Ｂを含んでいる。 The scintillator array 103 includes a plurality of scintillator elements 10 and a plurality of radiation filter units. The plurality of scintillator elements include a plurality of first scintillator elements (first scintillator elements A) 11A and a plurality of second scintillator elements (second scintillator elements A) 12A each including a fluorescent material A and a plurality of fluorescent materials B respectively. First scintillator element (first scintillator element B) 11B and a plurality of second scintillator elements (second scintillator element B) 12B. The fluorescent material A and the fluorescent material B have different energy absorption coefficients. That is, the first scintillator element 11A and the second scintillator element 12A contain the same fluorescent material A, and the first scintillator element 11B and the second scintillator element 12B contain the same fluorescent material B.

各単位セルは、複数の第１シンチレータ素子１１Ａの１つと、複数の第２シンチレータ素子１２Ａの１つと、複数の第１シンチレータ素子１１Ｂの１つと、複数の第２シンチレータ素子１２Ｂの１つと、複数の放射線フィルタ部２１のうちの２つとを含んでいる。 Each unit cell includes one of a plurality of first scintillator elements 11A, one of a plurality of second scintillator elements 12A, one of a plurality of first scintillator elements 11B, one of a plurality of second scintillator elements 12B, and a plurality of And two of the radiation filter sections 21 of FIG.

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１シンチレータ素子１１Ｂは、ｘ軸方向に配列されている。また、第２シンチレータ素子１２Ａおよび第２シンチレータ素子１２Ｂは、それぞれ、第１シンチレータ素子１１Ａおよび第１シンチレータ素子１１Ｂと、ｙ軸方向に隣接して配列されている。また、２つの放射線フィルタ部２１は、第１シンチレータ素子１１Ａおよび第１シンチレータ素子１１Ｂの第１面１０ａの上方に選択的に配置されている。本実施形態では、放射線フィルタ部２１は第１シンチレータ素子１１Ａおよび第１シンチレータ素子１１Ｂの第１面１０ａを覆う反射部材３１の上（上面３１ａの上）に配置されている。放射線フィルタ部２１は、第２シンチレータ素子１２Ａおよび第２シンチレータ素子１２Ｂ上には配置されていない。 In each unit cell U, the first scintillator elements 11A and the first scintillator elements 11B are arranged in the x-axis direction. The second scintillator element 12A and the second scintillator element 12B are arranged adjacent to the first scintillator element 11A and the first scintillator element 11B in the y-axis direction, respectively. Further, the two radiation filter portions 21 are selectively disposed above the first surface 10a of the first scintillator element 11A and the first scintillator element 11B. In the present embodiment, the radiation filter unit 21 is disposed on the reflection member 31 (on the upper surface 31a) covering the first surface 10a of the first scintillator element 11A and the first scintillator element 11B. The radiation filter unit 21 is not disposed on the second scintillator element 12A and the second scintillator element 12B.

放射線フィルタ部２１は所定の放射線吸収特性を有する。具体的には、入射する放射線のうち、一部のエネルギ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。放射線フィルタ部２１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含む。金属板の厚さは、例えば、数百μｍから数ｍｍ程度である。 The radiation filter unit 21 has predetermined radiation absorption characteristics. Specifically, some energy components of incident radiation are selectively absorbed and attenuated, and other components are transmitted. The radiation filter unit 21 is a metal plate containing at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, Sn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Ag, Ta, W, Pt and Au, or these A resin layer in which metal powder of at least one element is dispersed is included. The thickness of the metal plate is, for example, about several hundred μm to several mm.

本実施形態では、単位セルＵにおいて、放射線フィルタ部２１が配置される第１シンチレータ素子１１Ａおよび第１シンチレータ素子１１Ｂはｘ軸方向に配列されている。このため、第１シンチレータ素子１１Ａ上に配置される放射線フィルタ部２１および第１シンチレータ素子１１Ｂ上に配置される放射線フィルタ部２１は、ｘ軸方向に互いに接続され、放射線フィルタ板２２を構成している。 In the present embodiment, in the unit cell U, the first scintillator elements 11A and the first scintillator elements 11B in which the radiation filter unit 21 is arranged are arranged in the x-axis direction. For this reason, the radiation filter unit 21 disposed on the first scintillator element 11A and the radiation filter unit 21 disposed on the first scintillator element 11B are connected to each other in the x-axis direction to form the radiation filter plate 22. Yes.

図４は、タングステンをターゲットとするＸ線のエネルギと、放射線フィルタ部２１として１ｍｍの厚さのＣｕ板および３ｍｍの厚さのＣｕ板を用いた場合に、放射線フィルタ部２１を透過したＸ線の相対強度を示す。図４に示すように、放射線フィルタ部２１を透過することにより、一部のエネルギ帯域において選択的にＸ線が吸収される。このため、放射線フィルタ部２１を透過することによって、放射線フィルタ部２１を透過しないＸ線と異なるエネルギ分布のＸ線が得られる。 FIG. 4 shows X-rays transmitted through the radiation filter unit 21 when X-ray energy using tungsten as a target and a Cu plate with a thickness of 1 mm and a Cu plate with a thickness of 3 mm are used as the radiation filter unit 21. The relative intensity of is shown. As shown in FIG. 4, by passing through the radiation filter unit 21, X-rays are selectively absorbed in a part of the energy band. For this reason, by transmitting through the radiation filter unit 21, X-rays having an energy distribution different from that of the X-rays that do not transmit through the radiation filter unit 21 are obtained.

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２シンチレータ素子１２Ａおよび第２シンチレータ素子１２Ｂの第１面１０ａには、単位セルＵに入射するＸ線と同じエネルギ分布のＸ線が入射する。一方、第１シンチレータ素子１１Ａおよび第１シンチレータ素子１１Ｂの第１面１０ａには、放射線フィルタ部２１を透過し、一部のエネルギ帯域の成分が減衰したＸ線が入射する。したがって、単位セルＵにおいて、第１シンチレータ素子１１Ａと第２シンチレータ素子１２Ａに互いに異なるエネルギのＸ線を入射させることができる。つまりデュアルエネルギー撮影を同時に行うことができる。 If radiation, for example, X-rays are incident on the incident surface 103a of the scintillator array 103, X-rays having the same energy distribution are incident on the unit cell U. If the attenuation of the X-rays at the reflecting member 31 is not considered, the second X-rays having the same energy distribution as the X-rays incident on the unit cell U are incident on the first surface 10a of the scintillator element 12A and the second scintillator element 12B. On the other hand, X-rays that have been transmitted through the radiation filter unit 21 and attenuated in a part of the energy band are incident on the first surface 10a of the first scintillator element 11A and the first scintillator element 11B. Therefore, in the unit cell U, X-rays having different energies can be incident on the first scintillator element 11A and the second scintillator element 12A. That is, dual energy imaging can be performed simultaneously.

またさらに、第１シンチレータ素子１１Ａおよび第２シンチレータ素子１２Ａと、第１シンチレータ素子１１Ｂおよび第２シンチレータ素子１２Ｂとは、上述したように、エネルギ吸収係数が異なる蛍光材料を含むため、蛍光強度あるいは蛍光効率の放射線エネルギ依存性が異なっている。したがって、同じＸ線が入射する第１シンチレータ素子１１Ａおよび第１シンチレータ素子１１Ｂは、放射線エネルギ依存性が異なる発光を行う。同様に、第２シンチレータ素子１２Ａおよび第２シンチレータ素子１２Ｂも放射線エネルギ依存性が異なる発光を行う。したがって、シンチレータアレイ１０３によれば、１回の放射線の照射によって、４つの異なるエネルギの放射線で撮影するのと同様の情報を一度の撮影で得ることができる放射線コンピュータ断層撮影装置が実現する。 Furthermore, since the first scintillator element 11A and the second scintillator element 12A and the first scintillator element 11B and the second scintillator element 12B contain fluorescent materials having different energy absorption coefficients as described above, the fluorescence intensity or fluorescence The efficiency depends on the radiation energy. Accordingly, the first scintillator element 11A and the first scintillator element 11B on which the same X-rays enter emit light having different radiation energy dependencies. Similarly, the second scintillator element 12A and the second scintillator element 12B also emit light having different radiation energy dependencies. Therefore, the scintillator array 103 realizes a radiation computed tomography apparatus that can obtain the same information as that obtained by imaging with four different energy rays by one irradiation.

（第４の実施形態）
図５（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５（ｂ）および（ｃ）は、図５（ａ）の５Ｂ−５Ｂ線および５Ｃ−５Ｃ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が第１シンチレータ素子１１Ｃおよび第２シンチレータ素子１２Ｃをさらに備え、さらに１つの放射線フィルタ部２１を含む点で第３の実施形態のシンチレータアレイ１０３と異なる。 (Fourth embodiment)
FIG. 5A is a plan view of the scintillator array 104 of this embodiment, and FIGS. 5B and 5C are views of the scintillator array 104 taken along lines 5B-5B and 5C-5C in FIG. 5A. It is sectional drawing. The scintillator array 104 is different from the scintillator array 103 of the third embodiment in that the unit cell U further includes a first scintillator element 11C and a second scintillator element 12C, and further includes one radiation filter unit 21.

複数のシンチレータ素子１０は、蛍光材料Ｃをそれぞれ含む複数の第１シンチレータ素子１１Ｃおよび複数の第２シンチレータ素子１２Ｃをさらに含む。蛍光材料Ｃは、蛍光材料Ａおよび蛍光材料Ｂと異なるエネルギ吸収係数を有する。 The plurality of scintillator elements 10 further include a plurality of first scintillator elements 11C and a plurality of second scintillator elements 12C each including a fluorescent material C. The fluorescent material C has an energy absorption coefficient different from that of the fluorescent material A and the fluorescent material B.

各単位セルＵは、第３の実施形態のシンチレータアレイ１０３の単位セルＵの構成に加え、複数の第１シンチレータ素子１１Ｃの１つと、複数の第２シンチレータ素子１２Ｃの１つと、複数の放射線フィルタ部２１のうちの他の１つとをさらに含む。 Each unit cell U includes, in addition to the configuration of the unit cell U of the scintillator array 103 of the third embodiment, one of a plurality of first scintillator elements 11C, one of a plurality of second scintillator elements 12C, and a plurality of radiation filters. It further includes another one of the parts 21.

他の１つの放射線フィルタ部２１は、第１シンチレータ素子１１Ｃの第１面１０ａの上方に選択的に配置されている。 The other one radiation filter unit 21 is selectively disposed above the first surface 10a of the first scintillator element 11C.

各単位セルＵにおいて、第１シンチレータ素子１１Ａ、第１シンチレータ素子１１Ｂおよび第１シンチレータ素子１１Ｃは、ｘ軸方向に配列されている。第２シンチレータ素子１２Ａ、第２シンチレータ素子１２Ｂおよび第２シンチレータ素子１２Ｃは、それぞれ、第１シンチレータ素子１１Ａ、第１シンチレータ素子１１Ｂおよび第１シンチレータ素子１１Ｃと、ｙ軸方向に隣接して配列されている。 In each unit cell U, the first scintillator element 11A, the first scintillator element 11B, and the first scintillator element 11C are arranged in the x-axis direction. The second scintillator element 12A, the second scintillator element 12B, and the second scintillator element 12C are arranged adjacent to the first scintillator element 11A, the first scintillator element 11B, and the first scintillator element 11C in the y-axis direction, respectively. Yes.

放射線フィルタ部２１は、第１シンチレータ素子１１Ａ、第１シンチレータ素子１１Ｂおよび第１シンチレータ素子１１Ｃの第１面１０ａを覆う反射部材３１の上（上面３１ａの上）にそれぞれ配置されている。本実施形態では放射線フィルタ部２１はｘ軸方向に接続されて、放射線フィルタ板２２を構成している。 The radiation filter unit 21 is disposed on the reflection member 31 (on the upper surface 31a) covering the first surface 10a of the first scintillator element 11A, the first scintillator element 11B, and the first scintillator element 11C. In the present embodiment, the radiation filter unit 21 is connected in the x-axis direction to form a radiation filter plate 22.

第３の実施形態と同様、第１シンチレータ素子１１Ａ、第１シンチレータ素子１１Ｂおよび第１シンチレータ素子１１Ｃには、放射線フィルタ部２１を透過した放射線が入射する。 As in the third embodiment, the radiation transmitted through the radiation filter unit 21 is incident on the first scintillator element 11A, the first scintillator element 11B, and the first scintillator element 11C.

したがって、シンチレータアレイ１０４によれば、１回の放射線の照射によって、６つの異なるエネルギの放射線で撮影するのと同様の情報を一度の撮影で得ることができる放射線コンピュータ断層撮影装置が実現する。 Therefore, the scintillator array 104 realizes a radiation computed tomography apparatus capable of obtaining information similar to that obtained by imaging with six different energies by one irradiation by one irradiation.

（第５の実施形態）
図６（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６（ｂ）および（ｃ）は、図６（ａ）の６Ｂ−６Ｂ線および６Ｃ−６Ｃ線におけるシンチレータアレイ１０５の断面図である。シンチレータアレイ１０５は単位セルＵが第１シンチレータ素子１１Ｄおよび第２シンチレータ素子１２Ｄをさらに備え、さらに１つの放射線フィルタ部２１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。 (Fifth embodiment)
6A is a plan view of the scintillator array 105 of the present embodiment, and FIGS. 6B and 6C are views of the scintillator array 105 taken along lines 6B-6B and 6C-6C in FIG. 6A. It is sectional drawing. The scintillator array 105 is different from the scintillator array 104 of the fourth embodiment in that the unit cell U further includes a first scintillator element 11D and a second scintillator element 12D, and further includes one radiation filter unit 21.

複数のシンチレータ素子１０は、蛍光材料Ｄをそれぞれ含む複数の第１シンチレータ素子１１Ｄおよび複数の第２シンチレータ素子１２Ｄをさらに含む。蛍光材料Ｄは、蛍光材料Ａ、蛍光材料Ｂおよび蛍光材料Ｃと異なるエネルギ吸収係数を有する。 The plurality of scintillator elements 10 further include a plurality of first scintillator elements 11D and a plurality of second scintillator elements 12D each including a fluorescent material D. The fluorescent material D has an energy absorption coefficient different from that of the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C.

各単位セルＵは、第４の実施形態のシンチレータアレイ１０４の単位セルＵの構成に加え、複数の第１シンチレータ素子１１Ｄの１つと、複数の第２シンチレータ素子１２Ｄの１つと、複数の放射線フィルタ部２１のうちのさらに他の１つとをさらに含む。 Each unit cell U includes, in addition to the configuration of the unit cell U of the scintillator array 104 of the fourth embodiment, one of the plurality of first scintillator elements 11D, one of the plurality of second scintillator elements 12D, and a plurality of radiation filters. It further includes another one of the parts 21.

さらに他の１つの放射線フィルタ部２１は、第１シンチレータ素子１１Ｄの第１面１０ａの上方（反射部材３１の上面３１ａの上）に選択的に配置されている。 Furthermore, the other one radiation filter part 21 is selectively disposed above the first surface 10a of the first scintillator element 11D (on the upper surface 31a of the reflecting member 31).

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１シンチレータ素子１１Ｂは、ｘ軸方向に配列されており、第１シンチレータ素子１１Ｃおよび第１シンチレータ素子１１Ｄは、それぞれ、第１シンチレータ素子１１Ａおよび第１シンチレータ素子１１Ｂと、ｙ軸方向に隣接して配列されて第１グループＵ１を構成している。また、第２シンチレータ素子１２Ａおよび第２シンチレータ素子１２Ｂは、ｘ軸方向に配列されている。第２シンチレータ素子１２Ｃおよび第２シンチレータ素子１２Ｄは、それぞれ、第２シンチレータ素子１２Ａおよび第２シンチレータ素子１２Ｂと、ｙ軸方向に隣接して配列されて第２グループＵ２を構成している。 In each unit cell U, the first scintillator element 11A and the first scintillator element 11B are arranged in the x-axis direction, and the first scintillator element 11C and the first scintillator element 11D are respectively the first scintillator element 11A and the first scintillator element 11A. The 1st scintillator element 11B and the 1st group U1 are comprised adjacently arranged in the y-axis direction. The second scintillator elements 12A and the second scintillator elements 12B are arranged in the x-axis direction. The second scintillator element 12C and the second scintillator element 12D are arranged adjacent to the second scintillator element 12A and the second scintillator element 12B in the y-axis direction to form a second group U2.

第１グループＵ１と第２グループＵ２とはｙ軸方向に配列されている。このように、各単位セルＵは８つシンチレータ素子１０を含む。 The first group U1 and the second group U2 are arranged in the y-axis direction. Thus, each unit cell U includes eight scintillator elements 10.

放射線フィルタ部２１は、第１グループＵ１のシンチレータ素子１０上に配置されている、本実施形態では放射線フィルタ部２１はｘ軸方向およびｙ軸方向に接続されて、放射線フィルタ板２２を構成している。 The radiation filter unit 21 is disposed on the scintillator element 10 of the first group U1. In the present embodiment, the radiation filter unit 21 is connected in the x-axis direction and the y-axis direction to form a radiation filter plate 22. Yes.

第３の実施形態と同様、第１シンチレータ素子１１Ａ、第１シンチレータ素子１１Ｂ、第１シンチレータ素子１１Ｃおよび第１シンチレータ素子１１Ｄには、放射線フィルタ部２１を透過した放射線が入射する。 As in the third embodiment, the radiation transmitted through the radiation filter unit 21 is incident on the first scintillator element 11A, the first scintillator element 11B, the first scintillator element 11C, and the first scintillator element 11D.

したがって、シンチレータアレイ１０５によれば、１回の放射線の照射によって、８つの異なるエネルギの放射線で撮影するのと同様の情報を一度の撮影で得ることができる放射線コンピュータ断層撮影装置が実現する。 Therefore, the scintillator array 105 realizes a radiation computed tomography apparatus that can obtain the same information as that obtained by imaging with eight different energy rays by one irradiation.

（第６の実施形態）
図７（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。 (Sixth embodiment)
FIG. 7A is a plan view of the scintillator array 106 of the present embodiment, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the scintillator array 106 taken along line 7B-7B of FIG. 7A.

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３の実施形態のシンチレータアレイ１０３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 is different from the scintillator arrays 101 to 105 of the first to fifth embodiments in that it includes a collimator. In this embodiment, an example in which a collimator is provided in the scintillator array 103 of the third embodiment will be described, but a collimator can be provided in the same manner in the scintillators of other embodiments.

シンチレータアレイ１０６は、シンチレータアレイ１０３と、シンチレータアレイ１０３の入射面１０３ａ側の反射部材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１０の第１面１０ａ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７（ａ）および図７（ｂ）に示す形態では、コリメータ５１は平面視においてストライプ形状を有しており、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、ｘ方向に伸びる複数の遮蔽板５５を含む。遮蔽板５５は、ｙ方向において隣接する２つのシンチレータ素子１０の第１面１０ａの上方の領域間に配置されている。 The scintillator array 106 includes a scintillator array 103 and a collimator 51 disposed on the reflecting member 31 on the incident surface 103 a side of the scintillator array 103. The collimator 51 has an effect of suppressing distortion of a subject image due to radiation or increasing resolution by suppressing radiation incident on the first surface 10a of the scintillator element 10 from an oblique direction. In the form shown in FIGS. 7A and 7B, the collimator 51 has a stripe shape in plan view, and blocks or attenuates radiation incident obliquely with respect to the z axis in the xz plane. The collimator 51 includes a plurality of shielding plates 55 having a predetermined height in the z-axis direction and extending in the x direction. The shielding plate 55 is disposed between regions above the first surfaces 10a of the two scintillator elements 10 adjacent in the y direction.

放射線フィルタ板２２は、例えば、遮蔽板５５の間に配置される。放射線フィルタ板２２は遮蔽板５５に固定されていてもよいし、シンチレータアレイ１０３の入射面１０３ａに固定されていてもよい。また、遮蔽板５５の一部は反射部材３１内に挿入されていてもよい。遮蔽板５５としては、放射線に対する減衰或いは遮断の効果を有するものを用いる。 The radiation filter plate 22 is disposed between the shielding plates 55, for example. The radiation filter plate 22 may be fixed to the shielding plate 55, or may be fixed to the incident surface 103 a of the scintillator array 103. Further, a part of the shielding plate 55 may be inserted into the reflecting member 31. As the shielding plate 55, one having an effect of attenuation or shielding against radiation is used.

（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。 (Seventh embodiment)
FIG. 8A is a plan view of the scintillator array 107 of this embodiment, and FIG. 8B is a cross-sectional view of the scintillator array 107 taken along line 8B-8B in FIG. 8A.

シンチレータアレイ１０７は、シンチレータアレイ１０３の入射面１０３ａ側の反射部材３１上に配置されたコリメータ５２を備える。コリメータ５２は平面視においてグリッド形状（格子形状）を有する。具体的には、コリメータ５２のグリッドは、各シンチレータ素子１０の第１面１０ａの上方を囲んでいる。これにより、コリメータ５２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。この場合、シンチレータアレイ１０３は、短冊状の放射線フィルタ板２２に替えて、矩形形状を有する放射線フィルタ片２２’を備え、グリッドの矩形内に配置されていることが好ましい。 The scintillator array 107 includes a collimator 52 disposed on the reflecting member 31 on the incident surface 103 a side of the scintillator array 103. The collimator 52 has a grid shape (lattice shape) in plan view. Specifically, the grid of the collimator 52 surrounds the first surface 10 a of each scintillator element 10. Thereby, the collimator 52 blocks or attenuates radiation incident obliquely with respect to the z axis in the xz plane and the yz plane. In this case, it is preferable that the scintillator array 103 includes a radiation filter piece 22 ′ having a rectangular shape instead of the strip-shaped radiation filter plate 22, and is arranged in a grid rectangle.

（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７の実施形態のシンチレータアレイ１０７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. 9A is a plan view of the radiation detector 108 of the present embodiment, and FIG. 9B is a cross-sectional view of the radiation detector 108 taken along line 9B-9B of FIG. 9A. The radiation detector 108 includes the scintillator array according to any one of the first to seventh embodiments and a plurality of light detection elements. 9A and 9B, the radiation detector 108 includes the scintillator array 107 of the seventh 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 a photon counter.

複数の光検出素子６１は、シンチレータアレイ１０７のシンチレータ素子１０の第２面１０ｂに対向して配置されている。例えば、各シンチレータ素子１０の第２面１０ｂ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１０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 arranged to face the second surface 10 b of the scintillator element 10 of the scintillator array 107. For example, the plurality of light detection elements 61 are in the x and y directions of the scintillator element 10 and the xy plane so that the second surface 10b of each scintillator element 10 faces and contacts the light receiving surface 61a of the light detection element 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、異なるエネルギの放射線を同時に検出することが可能である。 According to the radiation detector 108, it is possible to simultaneously detect radiation of different energies 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 the radiation computed tomography apparatus including the radiation detector 108, the radiation source, and a control unit that processes the detection signal output from the radiation detector 108, one type of radiation is emitted from the radiation source. Even so, radiation transmitted through the subject in different energy bands can be detected simultaneously.

なお、上記実施形態において単位セルＵ内のシンチレータ素子１０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１の実施形態のシンチレータアレイ１０１の単位ユニットＵ内のｘ方向において、３つのシンチレータ素子は、シンチレータ素子１０Ｂ、シンチレータ素子１０Ｃ、シンチレータ素子１０Ａの順、シンチレータ素子１０Ｃ、シンチレータ素子１０Ａ、シンチレータ素子１０Ｂ、の順、または、シンチレータ素子１０Ａ、シンチレータ素子１０Ｃ、シンチレータ素子１０Ｂの順で配置されていてもよい。他の実施形態でも同様であり、また、ｙ方向におけるシンチレータ素子の配列も上記実施形態に限られない。 In the above embodiment, the arrangement of the scintillator elements 10 in the unit cell U is an example, and the scintillator elements may be arranged in another arrangement. For example, in the x direction in the unit unit U of the scintillator array 101 of the first embodiment, the three scintillator elements are the scintillator element 10B, the scintillator element 10C, the scintillator element 10A, the scintillator element 10C, the scintillator element 10A, and the scintillator. You may arrange | position in order of the element 10B, or the order of the scintillator element 10A, the scintillator element 10C, and the scintillator element 10B. The same applies to other embodiments, and the arrangement of scintillator elements in the y direction is not limited to the above embodiment.

また、単位ユニットに含まれるシンチレータ素子の数も、上記実施形態に限られず、第１、第２の実施形態において、シンチレータ素子の数は５以上であってもよい。また、第３〜第５の実施形態において、シンチレータ素子の数は１０以上であってもよい。さらに、第３〜第５の実施形態において、単位セルは、放射線吸収特性が異なる２以上の放射線フィルタ部を備えていてもよい。 Further, the number of scintillator elements included in the unit unit is not limited to the above embodiment, and in the first and second embodiments, the number of scintillator elements may be five or more. In the third to fifth embodiments, the number of scintillator elements may be ten or more. Furthermore, in the third to fifth embodiments, the unit cell may include two or more radiation filter units having different radiation absorption characteristics.

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 for medical and industrial radiography apparatuses.

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄシンチレータ素子
１０ａ第１面
１０ｂ第２面
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ第１シンチレータ素子
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ第２シンチレータ素子
２１放射線フィルタ部
２２、２３放射線フィルタ板
２２’ 放射線フィルタ片
３１反射部材
５１、５２コリメータ
５５遮蔽板
６１光検出素子
６１ａ受光面
１０１〜１０７シンチレータアレイ
１０８放射線検出器
２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ、２１１Ａ’２１１Ｂ’２１１Ｃ’ 棒体
２１１ａ上面
２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ一部 10, 10A, 10B, 10C, 10D Scintillator element 10a First surface 10b Second surface 11A, 11B, 11C, 11D First scintillator element 12A, 12B, 12C, 12D Second scintillator element 21 Radiation filter section 22, 23 Radiation filter Plate 22 'Radiation filter piece 31 Reflective member 51, 52 Collimator 55 Shield plate 61 Photodetection element 61a Light receiving surface 101-107 Scintillator array 108 Radiation detector 211A, 211B, 211C, 211A'211B'211C' Rod 211a Upper surface 212A, 212B, 212C part

Claims

A scintillator array composed of a plurality of unit cells arranged in one or two dimensions,
A plurality of scintillator elements having a first surface and a second surface located on opposite sides of each other;
The plurality of scintillator elements include a plurality of scintillator elements A including a fluorescent material A, a plurality of scintillator elements B including a fluorescent material B, and a plurality of scintillator elements C including a fluorescent material C,
The fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C have different energy absorption coefficients,
Each unit cell is
A scintillator array including one of the plurality of scintillator elements A, one of the plurality of scintillator elements B, and one of the plurality of scintillator elements C.

The plurality of scintillator elements further include a plurality of scintillator elements D including a fluorescent material D,
The fluorescent material D has a different energy absorption coefficient from the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C,
The scintillator array according to claim 1, wherein each unit cell further includes one of the plurality of scintillator elements D.

A scintillator array composed of a plurality of unit cells arranged in one or two dimensions,
A plurality of scintillator elements having a first surface and a second surface located on opposite sides;
A plurality of radiation filter sections each having a predetermined radiation absorption characteristic,
The plurality of scintillator elements include a plurality of first scintillator elements A and a plurality of second scintillator elements A each including a fluorescent material A, and a plurality of first scintillator elements B and a plurality of second scintillator elements each including a fluorescent material B. B and
The fluorescent material A and the fluorescent material B have different energy absorption coefficients,
Each unit cell is
One of the plurality of first scintillator elements A, one of the plurality of second scintillator elements A, one of the plurality of first scintillator elements B, one of the plurality of second scintillator elements B,
Two of the plurality of radiation filter sections;
Including
The scintillator array, wherein the two radiation filter portions are selectively disposed above the first surface of the first scintillator element A and the first scintillator element B.

The plurality of scintillator elements further include a plurality of first scintillator elements C and a plurality of second scintillator elements C each including a fluorescent material C,
The fluorescent material C has an energy absorption coefficient different from that of the fluorescent material A and the fluorescent material B,
Each unit cell is
One of the plurality of first scintillator elements C, one of the plurality of second scintillator elements C, the other one of the plurality of radiation filter sections,
Including
4. The scintillator array according to claim 3, wherein the other one radiation filter portion is selectively disposed above the first surface of the first scintillator element C. 5.

The plurality of scintillator elements further include a plurality of first scintillator elements D and a plurality of second scintillator elements D each including a fluorescent material D;
The fluorescent material D has an energy absorption coefficient different from that of the fluorescent material A, the fluorescent material B, and the fluorescent material C,
Each unit cell is
One of the plurality of first scintillator elements D, one of the plurality of second scintillator elements D, and another one of the plurality of radiation filter sections,
Including
5. The scintillator array according to claim 4, wherein the further one radiation filter portion is selectively disposed above the first surface of the first scintillator element D. 6.

2. The scintillator array according to claim 1, wherein in each unit cell, the scintillator element A, the scintillator element B, and the scintillator element C are arranged in a first direction.

In each unit cell, the scintillator element A and the scintillator element B are arranged in a first direction, and the scintillator element C and the scintillator element D are the scintillator element A and the scintillator element B, respectively. The scintillator array according to claim 2, which is arranged adjacent to a second direction different from the first direction.

In each unit cell, the first scintillator element A and the first scintillator element B are arranged in a first direction, and the second scintillator element A and the second scintillator element B are respectively the first scintillator element B and the first scintillator element B. The scintillator array according to claim 3, wherein the scintillator element A and the first scintillator element B are arranged adjacent to each other in a second direction different from the first direction.

In each unit cell, the first scintillator element A, the first scintillator element B, and the first scintillator element C are arranged in a first direction, and the second scintillator element A and the second scintillator element B And the second scintillator element C are arranged adjacent to the first scintillator element A, the first scintillator element B, and the first scintillator element C in a second direction different from the first direction, respectively. The scintillator array according to claim 4.

In each unit cell, the first scintillator element A and the first scintillator element B are arranged in a first direction, and the first scintillator element C and the first scintillator element D are respectively the first scintillator element D and the first scintillator element D. A scintillator element A and the first scintillator element B are arranged adjacent to each other in a second direction different from the first direction to form a first group;
In each unit cell, the second scintillator element A and the second scintillator element B are arranged in the first direction, and the second scintillator element C and the second scintillator element D are 2 scintillator elements A and the second scintillator elements B and arranged adjacent to each other in the second direction to form a second group,
The scintillator array according to claim 5, wherein the first group and the second group are arranged in the second direction.

The radiation filter portion includes a metal plate made of 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 10.

The scintillator array according to claim 11, wherein the metal plates are connected to each other in the first direction in each unit cell.

The scintillator array according to any one of claims 1 to 12, further comprising a reflecting member disposed between the plurality of scintillator elements and on the first surface of the plurality of scintillator elements.

The scintillator array according to claim 13, further comprising a collimator disposed on the reflecting member.

The scintillator array according to claim 14, wherein the collimator has a stripe shape in plan view.

The scintillator array according to claim 14, wherein the collimator has a grid shape surrounding a region above the plurality of first surfaces of each scintillator element in a plan view.

A scintillator array according to any of claims 1 to 16,
A plurality of photodetecting elements disposed opposite to second surfaces of the plurality of scintillator elements of the scintillator array;
Radiation detector equipped with.

A radiation source;
A radiation detector according to claim 17;
A radiation computed tomography apparatus comprising: a control unit that processes a detection signal output from the radiation detector.