JP4738933B2 - 放射線を放出した被検体の部位を検出する放射線検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線検査装置に関し、特に、放射線を放出した被検体の部位を検出する放射線検査装置に関する。

被検体の精密情報が得られる装置としてポジトロンＣＴ（Computed Tomography）（ＰＥＴ）がある。図１及び図２を用いて、ポジトロンＣＴの原理を説明する。ポジトロンＣＴは、予め、陽電子放出核種で標識された検査用薬剤を、注射や吸入等により被検体の体内に導入する。体内に導入された検査用薬剤は、検査用薬剤に応じた機能を有する特定の部位に蓄積される。例えば、糖類の検査用薬剤を用いた場合、ガン細胞等の新陳代謝の盛んな部位に選択的に蓄積される。このとき、図１に示すように、検査用薬剤の陽電子放出核種から陽電子１１が放出され、放出された陽電子と周囲の電子１３とが結合して消滅する際に２つの５１１keVのガンマ線が互いに約１８０度の方向に放出される。そこで、この２つのガンマ線を被検体２０の周りに配置した（図２では、２個の放射線検出装置が記載されているが、実際には、多数の放射線検出装置が被検体２０の周りに配置される。）ガンマ線を検出する放射線検出装置２１、２２により同時に検出し、ＣＰＵ（Central Processing UNIT）２４で処理することにより陽電子消滅部位Ｘを知り、もって、被検体における放射性同位元素の分布画像データを取得する。ＣＰＵ２４では、検出された時間データと、放射線検出装置２１、２２の検出部の位置データに基づいて放射性同位元素の放射位置を算出する。

精密診断装置として用いられるＣＴスキャン（コンピュータ断層撮影）装置が体内の病変等の構造情報が得られるのに対し、ポジトロンＣＴ装置は、被検体の体内の機能情報が得られるため、様々な難病の病理解明が可能である。

ポジトロンＣＴ装置では、ポジトロン核種から互いに約１８０度の方向に放出される２つのガンマ線を、被検体を挟む一対のガンマ線検出器が同時に検出した場合に有効なデータと判定する。そのため、ポジトロンＣＴの放射線検出器では、一対のガンマ線検出器がガンマ線を同時に検出したか否かを判定する必要があるので、放射線検出器で検出された信号を、例えば、ＣＦＤ（Constant Fraction Discriminator）、カウンタ、ラッチ等を用いて、放射線を検出した時間を確定している。

また、放射線検出の技術分野において、カウンタを用いて、放射線をモニタする技術が知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
特開平７−１４０２５３号公報 特開２００１−２１５２７７号公報

ところで、カウンタに放射線が当たると、カウンタ内部で放射線がイオン化して電子回路の動作を狂わせて、誤った値が出力されるという不具合がある。

しかしながら、特開平７−１４０２５３号公報に開示されている技術は、ノイズ成分を除去して、放射線による信号のみを出力可能にするものであり、特開２００１−２１５２７７号公報に開示されている技術は、放射線測定器において、小型化を図ると共に、エネルギー推定精度を高めるものであり、これらの公知文献には、カウンタにγ線が当たることによる誤動作に関して、何ら配慮されていない。

なお、カウンタに放射線が当たることによる誤動作を防止するために、カウンタの全面に鉛を置いて放射線を遮断することも考えられるが、被検体の周りに配置した多くのカウンタを、完全に遮断することはできないので、ある確率での誤動作は避けられないという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みて、これらの問題を解消するために発明されたものであり、放射線検出素子により検出された検出信号を処理する検出信号処理回路におけるカウンタが、放射線により誤動作したとしても、誤ったカウンタの値が出力されないようにした放射線検査装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の放射線検査装置は、被検体の周囲に配置されて該被検体より放出される放射線を検出する放射線検出素子と、該放射線検出素子により検出された検出信号を処理する検出信号処理回路と、を有する放射線検出装置の出力に基づいて前記放射線を放出した被検体の部位を検出する放射線検査装置であって、
前記放射線の検出時刻を特定するためのカウント値を出力すると共に、冗長に設けられたＡ（Ａは、３以上の自然数）個のカウンタと、
前記Ａ個のカウンタの出力の正誤を判別する正誤判別回路と、を有し、
前記正誤判別回路は、多数決論理によって、前記Ａ個のカウンタの出力の正誤を判別して正しい値を出力するように構成することができる。

これにより、カウンタに放射線が当たり、その結果、カウンタに誤動作が発生したとしても、誤ったカウンタの値が出力されないようにした放射線検査装置を提供することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明の放射線検査装置は、誤ったカウンタを判別する誤りカウンタ判別回路を有し、該誤りカウンタ判別回路が判別した誤ったカウンタのカウント値を、前記正誤判別回路の出力によって修正するように構成することができる。

これにより、放射線によるカウンタの誤動作が発生したとしても、誤ったカウンタの値を修正することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明の放射線検査装置は、前記Ａ個のカウンタとは別に、マスタカウンタを設け、前記マスタカウンタの出力によって、所定の周期で、前記Ａ個のカウンタを同時にリセットするように構成することができる。

このように、Ａ個のカウンタを所定の周期で同時にリセットするようにしたので、放射線によるカウンタの誤動作が発生したとしても、その後のリセットのタイミングで、誤動作したカウンタを正常な状態に戻すことができる。

また、上記目的を達成するために、本発明の放射線検査装置におけるマスタカウンタは、検出される放射線の当たらない場所に設けられように構成することができる。

これにより、放射線によるマスタカウンタの誤動作を無くし、Ａ個のカウンタのリセットを正確に行うことができる。その結果、放射線検出素子の入射時刻を正確に算出することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明の放射線検査装置は、前記３個以上のカウンタをそれぞれＮビットカウンタとし、前記マスタカウンタをＭ（Ｍ＞Ｎ）ビットカウンタとするように構成することができる。

これにより、「Ａ個のカウンタ」のサイズを小さくすることができ、その結果、放射線検出装置を小型化することができる。また、仮にカウンタが誤動作しても、誤動作したカウンタが短時間で回復することが可能となる。

また、上記目的を達成するために、本発明の放射線検査装置は、前記マスタカウンタの下位Ｎビットが全て０になった時点で、前記３個以上のカウンタを同時にリセットするように構成することができる。

これにより、カウンタのリセットを周期的に、正確かつ確実に行うことができ、その結果、放射線検出素子の入射時刻を正確に算出することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明の放射線検査装置の半導体検出素子は、半導体結晶体と、該半導体結晶体の一方の面を略覆う一つの第１の電極と、他方の面に設けられたストライプ状の複数の第２の電極とを有し、該第２の電極の各々から前記検出信号が出力され、前記半導体結晶体を共有する複数の前記放射線検出装置で一つのブロックを構成し、前記Ａ個のカウンタは、ブロック毎に設けられているように構成することができる。

これにより、ブロック毎に「Ａ個のカウンタ」を共有することができ、放射線検査装置を小型化することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明の放射線検査装置の検出信号処理回路は、前記放射線検出素子により検出された検出信号と基準電圧とを比較する複数の比較器と、放射線の検出時刻を特定するためのカウンタと、該カウンタのカウント値を前記比較器の出力によりラッチするラッチ回路と、該ラッチ回路の出力に基づいて前記放射線検出素子により入射された時刻を算出する入射時刻算出回路とを有し、前記複数の比較器の基準電圧は、お互いに異なるように構成することができる。

これにより、放射線検出素子により入射された時刻を正確に算出することができる。

本発明によれば、放射線検出素子により検出された検出信号を処理する検出信号処理回路におけるカウンタが、放射線により誤動作したとしても、誤ったカウンタの値が出力されないようにした放射線検査装置を提供することができる。

以下に、放射線検査装置に用いられる放射線検出装置について説明する。

図３は、放射線検出装置の例である。図３の放射線検出装置は、検出素子３０、検出信号処理回路２９から構成されている。

検出素子３０は、薄板状の半導体結晶体と、その両面の各々に形成された電極からなる。半導体結晶体の材料としては、例えば、エネルギーが５１１ｋｅＶのガンマ線に有感なテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、Ｃｄ_1-xＺｎ_xＴｅ（ＣＺＴ）、臭化タリウム（ＴｌＢｒ）などが用いられる。半導体結晶体は、例えば、厚さが１ｍｍ、幅が０．６ｍｍ、奥行きが１０ｍｍ程度の寸法を有する。

検出素子３０の下側の電極と上側の電極との間に電圧（−ＨＶ）をかける。半導体結晶体にγ線が当たると、電子と正孔が生成される。ところで、下側の電極と上側の電極との間に電界が存在するため、正孔は、下側の負の電極に引っ張られ、電子は、上側の正電極に引っ張られる。その結果、検出信号が、電極から出力される。

検出信号処理回路２９は、プリアンプ３１、コンパレータ３２〜３４、カウンタ３５、ラッチ回路３６、３７及び入射時刻算出回路３８から構成されている。

プリアンプ３１は、検出素子３０の検出信号を増幅する。増幅された検出信号は、コンパレータ３１、コンパレータ３２及びコンパレータ３３に同時に印加される。コンパレータ３２は、基準電圧Ｖref１と比較され、入力信号が、基準電圧Ｖref１以下であれば、ローレベルの信号を出力し、入力信号が、基準電圧Ｖref１を超えると、ハイレベルの信号を出力する。同様に、コンパレータ３２及びコンパレータ３３は、入力信号と、基準電圧Ｖref２及び基準電圧Ｖref３とを比較する。なお、基準電圧Ｖref１、Ｖref２及びＶref３は、
Ｖref１＜Ｖref２＜Ｖref３ ・・・（１）
の関係を有している。

なお、プリアンプ３１の後段に波形整形回路を設けてもよい。

カウンタ３５は、８ビットカウンタであり、リセット信号によってリセットされ、「００００００００」を出力し、クロック信号が供給される毎に、そのクロックをカウントして、その値を出力する。なお、カウンタ３５は、８ビットのカウンタに限られない。８〜１６ビットのカウンタを用いてもよい。

ラッチ回路３６は、コンパレータ３２の出力がローレベルからハイレベルになった時点のカウンタ３５の値をラッチする。同様に、ラッチ回路３７は、コンパレータ３３の出力がローレベルからハイレベルになった時点のカウンタ３５の値をラッチする。

入射時刻算出回路３８は、ラッチ回路３６、ラッチ回路３７及びコンパレータ３４の出力に基づいて、放射線検出素子３０に入射した放射線の入射時刻を算出するものである。

ところで、検出素子３０から出力された検出信号Ｙ(t)は、図４の太線で示される。コンパレータ３４は、検出信号Ｙ(t)を基準電圧Ｖref１と比較するので、図４における時刻ｔ１で、ラッチ３６にトリガーをかける。したがって、ラッチ回路３６には、時刻ｔ１に対したカウンタ値がラッチされる。同様に、コンパレータ３３は、検出信号Ｙ(t)を基準電圧Ｖref２と比較するので、図４における時刻ｔ２で、ラッチ３７にトリガーをかけ、その結果、ラッチ回路３７には、時刻ｔ２に対したカウンタ値がラッチされる。

入射時刻算出回路３８は、時刻ｔ１と時刻ｔ２とから、時刻ｔ０を算出する。時刻ｔ０は、検出信号Ｙ(t)の立ち上がり時刻であるが、この時刻ｔ０は、放射線検出素子３０に入射した放射線の入射時刻と見なせることができる。

なお、検出信号Ｙ(t)が、ｔ０からｔ２において、直線近似できるとすれば、時刻ｔ０は、
ｔ０＝（Ｖref１×ｔ２−Ｖref２×ｔ１）／（Ｖref１−Ｖref２）・・・（２）
となる。

入射時刻算出回路３８は、式（２）に基づいて算出した時刻ｔ０をＣＰＵ２４に送信する。

なお、コンパレータ３４は、検出信号Ｙ(t)を基準電圧Ｖref３と比較し、検出信号Ｙ(t)が基準電圧Ｖref３を超えた時点で、出力をローレベルからハイレベルにして、入射時刻算出回路３８に算出要求信号を出力する。一方、入射時刻算出回路３８は、コンパレータ３４から算出要求信号を受信した場合に、式（２）に基づいて、入射時刻の算出を開始するように構成されている。したがって、検出素子３０から出力された検出信号Ｙ(t)の最大値Ｖmaxが、基準電圧Ｖref３以下の場合は、入射時刻算出回路３８は、ラッチ回路３６及び３７から、時刻ｔ１及び時刻ｔ２の情報が入力されても無視し、検出素子３０から出力された検出信号が、基準電圧Ｖref３を超えた場合に初めて、入射時刻算出回路３８は、時刻ｔ１及び時刻ｔ２の情報に基づいて、立上がり開始時刻算出する。なお、基準電圧Ｖref３は、ガンマ線のエネルギーに換算して２００ｋｅＶ〜３００ｋｅＶに相当する電圧に設定する。

次に、別の放射線検出装置の例を示す。図５の放射線検出装置は、検出素子３００及び検出信号処理回路２９０から構成されている。

検出素子３００は、薄板状の半導体結晶体と、その両面の各々に形成された電極からなる。半導体結晶体の材料としては、図３と同様に、エネルギーが５１１ｋｅＶのガンマ線に有感なテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、Ｃｄ_1-xＺｎ_xＴｅ（ＣＺＴ）等が用いられる。半導体結晶体は、例えば、厚さが１ｍｍ、幅が２０ｍｍ、奥行きが１０ｍｍ程度の寸法を有する。

検出素子３０の下側の電極は、べた電極であり、材料として、例えば、プラチナを用いる。また、検出素子３０の上側の電極は、ストライプ状の電極であり、材料として、例えば、インジウムを用いる。この上側の電極は、２０ｍｍの幅中に、０．６ｍｍ間隔で３２本が並行に配置されている。

この３２本の上側のそれぞれの電極から、検出信号が出力される。３２本の電極から、出力されるそれぞれの検出信号について、放射線検出素子３００に入射した放射線の入射時刻を算出する。

先ず、３２本の上側の電極の内、最左端の電極から出力された検出信号は、プリアンプ３１０_１、コンパレータ３２０_１、コンパレータ３３０_１、コンパレータ３４０_１、共用カウンタ３５０、ラッチ回路３６０_１、ラッチ回路３７０_１及び入射時刻算出回路３８０_１から構成される回路によって、図３と同様に、最左端の電極に入射された放射線の入射時刻が算出される。

この内、プリアンプ３１０_１、コンパレータ３２０_１、コンパレータ３３０_１、コンパレータ３４０_１、ラッチ回路３６０_１、ラッチ回路３７０_１及び入射時刻算出回路３８０_１（以下、「最左端の電極の入射時刻算出用の専用回路３５０_１」と言う。）は、最左端の電極に入射された放射線の入射時刻を算出するための専用の回路であり、共用カウンタ３５０は、３２本の上側のそれぞれの電極に入射された放射線の入射時刻を算出するための専用の回路が、共用する共用カウンタである。

また、３２本の電極の内、左端から２番目の電極に出力された検出信号は、最左端の電極の場合と同様に、「最左端の電極の入射時刻算出用の専用回路３５０_１」に対応する左端から２番目の電極の入射時刻算出用の専用回路と共用カウンタ３５０とにより、左端から２番目の電極の入射時刻を算出する。

このように、３２本の電極の全てについて、それぞれの電極の入射時刻算出用の専用回路と共用カウンタ３５０とにより、それぞれの電極の入射時刻を算出することができる。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態は、放射線検出装置におけるカウンタにおいて、冗長性を持たせて３重にしたものである。

つまり、図３のカウンタ３５又は図５の共用カウンタ３５０として、図６に示すように、カウンタ４１、カウンタ４２及びカウンタ４３を用いる。

カウンタ４１、カウンタ４２及びカウンタ４３の出力は、多数決論理回路４４に供給される。多数決論理回路４４では、カウンタ４１、カウンタ４２及びカウンタ４３の出力をビット毎に、多数決論理をとって、出力する。

例えば、図に示すように、カウンタ４１のカウント値が「０００００１０１」であり、カウンタ４２のカウント値が「０００００１１１」であり、カウンタ４３のカウント値が「０００００１０１」に場合は、多数決論理回路４４からは、「０００００１０１」が出力される。

つまり、１ビット目は、カウンタ４１のカウント値が「１」であり、カウンタ４２のカウント値が「１」であり、カウンタ４３のカウント値が「１」であり、全てのカウンタの値が「１」であるので、多数決論理回路４４からは、「１」が出力される。

２ビット目は、カウンタ４１のカウント値が「０」であり、カウンタ４２のカウント値が「１」であり、カウンタ４３のカウント値が「０」であり、カウンタ４１及びカウンタ４３のカウント値が「０」であるのに対し、カウンタ４２のみが、カウント値が「１」であるので、多数決論理の結果「０」が多数決論理回路４４から出力される。

３ビット目は、カウンタ４１のカウント値が「１」であり、カウンタ４２のカウント値が「１」であり、カウンタ４３のカウント値が「１」であり、全てのカウンタの値が「１」であるので、多数決論理回路４４からは、「１」が出力される。

また、４ビット目〜８ビット目は、全てのカウンタの値が「０」であるので、多数決論理回路４４からは、「０」が出力される。

このように構成したので、放射線検出素子により検出された検出信号を処理する検出信号処理回路におけるカウンタが、例え、放射線により誤動作したとしても、誤ったカウンタの値が出力されない。

なお、多数決論理回路４４は、多数決論理によって、カウンタの出力の正誤を判別している回路なので、正誤判別回路とも言い得る。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、カウンタを冗長に設け、設放射線により誤動作したとしても、誤ったカウンタの値が出力されないようにしたものであった。

第２の実施の形態は、カウンタを冗長に設け、放射線により、カウンタが誤動作した場合、誤ったカウンタの値を修正するものである。

図７を用いて第２の実施の形態を説明する。図７のカウンタ部は、カウンタＡ５１、カウンタＢ５２、カウンタＣ５３及び多数決論理回路５４から構成されている。

なお、カウンタＡ５１、カウンタＢ５２、カウンタＣ５３は、それぞれ、ロード信号（LoadＡ、LoadＢ及びLoadＣ）が印加されたとき、多数決論理回路５４の出力を、それぞれのカウント値としてセットするように構成されている。

カウンタＡ５１、カウンタＢ５２、カウンタＣ５３の出力は、多数決論理及び誤りカウンタ判別部５４に供給される。多数決論理回路５４１では、図６と同様に、カウンタＡ５１、カウンタＢ５２、カウンタＣ５３の出力をビット毎に、多数決論理をとって、出力する。

ところで、図の場合、カウンタＢ５２の２ビット目が誤っている。この誤りを誤りカウンタ判別回路５４２が検出する。

誤りカウンタ判別回路５４２が誤りを検出すると、カウンタＢ５２にロード信号Ｂを供給し、多数決論理回路５４の出力である正しいカウント値「０００００１０１」をロードする。誤りカウンタ判別回路５４２は、クロックが入力される度に誤りカウンタの判別を行っても良いし、適宜、所定間隔毎に（例えば８ビット毎に）、誤りカウンタの判別を行っても良い。

図８に、誤りカウンタ判別回路の例を示す。図８の誤りカウンタ判別回路は、排他的論理和回路６１、６２、６３及び論理積回路６４、６５、６６から構成されている。

ここでは、カウンタＡのｉビットの値をＡｉとし、カウンタＢのｉビットの値をＢｉとし、カウンタＣのｉビットの値をＣｉとする。

排他的論理和回路６１からは、Ａｉの値とＢｉの値が異なる場合に「１」が出力され、
排他的論理和回路６２からは、Ｂｉの値とＣｉの値が異なる場合に「１」が出力され、排他的論理和回路６３からは、Ｃｉの値とＡｉの値が異なる場合に「１」が出力される。

したがって、論理積回路６４からは、カウンタＢのｉビットの値（Ｂｉ）が誤った場合に、「１」が出力（Ｙ１）され、論理積回路６５からは、カウンタＣのｉビットの値（Ｃｉ）が誤った場合に、「１」が出力され（Ｙ２）、論理積回路６６からは、カウンタＡのｉビットの値（Ａｉ）が誤った場合に、「１」が出力される（Ｙ３）。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態は、リセット信号とクロック信号に関する。図９は、図５に対応したカウンタを示している。

カウンタＡ、カウンタＢ及びカウンタＣのカウンタの組は、検出素子３０の上側の電極（３２本のストライプ状の電極）のそれぞれに対応して、設けられている。したがって、カウンタの組は３２個（３５０_１〜３５０_３２）ある。

３２個の組のカウンタＡ、カウンタＢ及びカウンタＣには、クロック信号とリセット信号が、遮蔽領域４００に設置されているクロック源４０１及びマスタカウンタ４０２から供給される。

リセット信号は、マスタカウンタ４０２の下位８ビットが全て「０」の状態を、下位８ビットの０検出器４０３が検出したとき出力される。したがって、リセット信号は、マスタカウンタ４０２の下位８ビットが全て「０」になる都度出力する。これにより、３２組のカウンタＡ、カウンタＢ及びカウンタＣは、定期的にリセットされる。

放射線検出の測定に約２時間程度要するので、それに対応できるような、マスタカウンタ４０２を用いる。図では、４８ビットのマスタカウンタであるが、３２ビットカウンタでもよい。

カウンタＡ、カウンタＢ及びカウンタＣは、８ビットカウンタであるので、８ビットカウンタで計測できない時間は、マスタカウンタ４０２の上位４０ビットを用いる。

（実施例）
図１０に、図７のカウンタＡ５１、カウンタＢ５２、カウンタＣ５３のｉ番目のビットに関する動作を説明する回路例示す。図１０の回路は、カウンタ５１、５２、５３、排他的論理和回路７４、７５、７６及び論理積回路７７、７８、７９、８６、８７、８８、論理和回路８０、８１、８２、８９から構成されている。なお、論理和回路８０、８１、８２、８９以外の回路は、カウンタのビット毎に設けられ、論理和回路８０、８１、８２、８９の回路は、カウンタの各ビットの処理回路で共用される回路である。つまり、論理和回路８０、８１、８２、８９以外の回路は、カウンタ５１、カウンタ５２、カウンタ５３が、８ビットカウンタの場合、１ビット目、２ビット目、・・・８ビット目毎に設けられ、論理和回路８０、８１、８２、８９の回路は、ビット毎に設けられた回路に対して１つ設けれている。

カウンタＡ５１のｉビットの値をＡｉとし、カウンタＢ５２のｉビットの値をＢｉとし、カウンタＣ５３のｉビットの値をＣｉとすると、図８の動作と同様に、論理積回路７７からは、カウンタＡ５１のｉビットの値（Ａｉ）が誤っている場合に、「１」が出力され、論理積回路７８からは、カウンタＢ５２のｉビットの値（Ｂｉ）が誤っている場合に、「１」が出力され、論理積回路７９からは、カウンタＣ５３のｉビットの値（Ｃｉ）が誤っている場合に、「１」が出力される。この論理積回路７７、７８、７９の出力は、反転されて、論理積回路８６、８７、８８に供給される。

したがって、論理積回路８６には、カウンタＡ５１のｉビットの値Ａｉと論理積回路７７からの反転出力とが入力されるので、論理積回路８６の出力からは、Ａｉが正しい場合にＡｉが出力され、Ａｉが誤っている場合は、Ａｉは出力されない。

同様に、論理積回路８７、８８の出力からは、それぞれＢｉ、Ｃｉが正しい場合にＢｉ、Ｃｉが出力され、Ｂｉ、Ｃｉが誤っている場合はＢｉ、Ｃｉは出力されない。

その結果、論理和回路８９からはｉ番目の正しい値が出力される。

また、論理和回路８０には、ｉビット以外の、全８ビットの信号が供給される。つまり、カウンタＡの８ビットのそれぞれの値が正しいか、又は、誤っているかの信号が印加される。カウンタＡのあるビットの値が正ければ「０」の信号が供給され、誤って居れば「１」の信号が供給される。したがって、論理和回路８０の出力が「０」であれば、カウンタＡの８ビットの全部の値が正しいことを示している。

一方、カウンタＡの８ビットのいずれかが（少なくとも一つ）、誤っていると、論理和回路８０の出力は「１」となる。

したがって、論理和回路８０の出力が「１」であることは、カウンタＡ５１のカウント値に誤りがあることを示している。

同様に、論理和回路８１からは、カウンタＢ５２のカウント値が誤っている場合に「１」が出力され、論理和回路８２からは、カウンタＣ５３のカウント値が誤っている場合に「１」が出力される。

この論理和回路８０、８１又は８２からの「１」の出力は、カウンタ５１、５２又は５３が誤動作していることを示しているので、この「１」の出力信号は、各カウンタへのロード信号とすることができる。

このロード信号を用いることにより、ビット毎に、カウンタの誤りを検出して、ビット毎に誤ったカウンタに正しい値をセットすることができる。

なお、上記説明では、ビット毎に、カウンタの誤りを検出して、ビット毎に正しい値をセットする場合について説明したが、頻繁にカウンタが誤らない場合は、ロード信号をビット毎に行うのではなく、８ビット毎に誤ったカウンタにロード信号を供給して、８ビット毎に正しい値をセットするようにしても良い。

（その他）
カウンタのリセットは、周知の技術を用いて実現することができる。図１１は、ＪＫフリップ・フロップ回路を用いた非同期４ビットのアップカウンタのリセットを説明するための図である。

リセット信号がカウンタ９１、９２、９３、９４のクリア端子（ＣＬＲ）に供給されると、カウンタ９１、９２、９３、９４の出力は、「００００」にリセットされる。

カウンタの値を所定値にセットすることも、周知の技術を用いて実現することができる。図１２は、ＪＫフリップ・フロップ回路を用いた非同期４ビットのアップカウンタの所定値のセットを説明するための図である。

ロード信号とロードするカウント値が、カウンタ９５、９６、９７、９８のクリア端子（ＣＬＲ）及びプリセット端子（ＰＲ）に供給されると、カウンタ９１、９２、９３、９４の出力は、所定の値にセットされる。

図において、セット入力Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が、「０１０１」であれば、セット後、カウンタ９５、９６、９７、９８の出力は、「０１０１」となる。

なお、上記説明では、放射線検出素子により入射された時刻を特定するためのカウンタの場合について説明した。

また、カウンタとして、３重の場合について説明したが、本発明は３重以上の場合に適用できる。

以上、発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は、この最良の形態で述べた実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能である。

ポジトロンＣＴの原理（その１）を説明するための図である。 ポジトロンＣＴの原理（その２）を説明するための図である。 放射線検出装置（その１）を説明するための図である。 検出信号の立上がり特性を説明するための図である。 放射線検出装置（その２）を説明するための図である。 カウンタ部の構成（その１）を説明するための図である。 カウンタ部の構成（その２）を説明するための図である。 誤りカウンタ判別回路を説明するための図である。 リセット信号とクロックを説明するための図である。 ｉ番目のビットに関する動作を説明するための図である。 カウンタのリセットを説明するための図である。 カウンタへの所定値のセットを説明するための図である。

符号の説明

２９、２９０ 検出信号処理回路
３０、３００ 検出素子
３１、３１０ プリアンプ
３２、３３、３４、３２０ コンパレータ
３５、４１、４２、４３、５１、５２、５３、３５０ カウンタ
３６、３７、３６０、３７０ ラッチ回路
３８、３８０ 入射時刻算出回路
４４、５４１ 多数決論理回路
５４ 多数決論理及び誤りカウンタ判別部
４０１ クロック源
４０２ マスタカウンタ
５４２ 誤りカウンタ判別回路

Claims (8)

1. 被検体の周囲に配置されて該被検体より放出される放射線を検出する放射線検出素子と、該放射線検出素子により検出された検出信号を処理する検出信号処理回路と、を有する放射線検出装置の出力に基づいて前記放射線を放出した被検体の部位を検出する放射線検査装置であって、
   前記放射線の検出時刻を特定するためのカウント値を出力すると共に、冗長に設けられたＡ（Ａは、３以上の自然数）個のカウンタと、
   前記Ａ個のカウンタの出力の正誤を判別する正誤判別回路と、を有し、
   前記正誤判別回路は、多数決論理によって、前記Ａ個のカウンタの出力の正誤を判別して正しい値を出力することを特徴とする放射線検査装置。
2. 誤った出力をするカウンタを判別する誤りカウンタ判別回路を有し、
   該誤りカウンタ判別回路が判別した前記誤った出力をするカウンタのカウント値を、前記正誤判別回路の出力によって修正することを特徴とする請求項１記載の放射線検査装置。
3. 前記Ａ個のカウンタとは別に、マスタカウンタを設け、
   前記マスタカウンタの出力によって、所定の周期で、前記Ａ個のカウンタを同時にリセットすることを特徴とする請求項１又は２記載の放射線検査装置。
4. 前記マスタカウンタは、検出される放射線の当たらない場所に設けられていることを特徴とする請求項３記載の放射線検査装置。
5. 前記Ａ個のカウンタをそれぞれＮビットカウンタとし、前記マスタカウンタをＭ（但し、Ｍ＞Ｎ）ビットカウンタとすることを特徴とする請求項３又は４記載の放射線検査装置。
6. 前記マスタカウンタの下位Ｎビットが全て０になった時点で、前記Ａ個のカウンタを同時にリセットすることを特徴とする請求項５記載の放射線検査装置。
7. 前記放射線検出素子は、半導体結晶体と、該半導体結晶体の一方の面を略覆う一つの第１の電極と、他方の面に設けられたストライプ状の複数の第２の電極とを有し、該第２の電極の各々から前記検出信号が出力され、
   前記半導体結晶体を共有する複数の前記放射線検出装置で一つのブロックを構成し、前記Ａ個のカウンタは、ブロック毎に設けられていることを特徴とする請求項１ないし６いずれか一項に記載の放射線検査装置。
8. 前記検出信号処理回路は、前記放射線検出素子により検出された検出信号と基準電圧とを比較する複数の比較器と、前記カウンタのカウント値を前記比較器の出力によりラッチするラッチ回路と、該ラッチ回路の出力に基づいて前記放射線検出素子により入射された時刻を算出する入射時刻算出回路とを有し、
   前記複数の比較器の基準電圧は、お互いに異なることを特徴とする請求項１ないし７いずれか一項に記載の放射線検査装置。

Images