JP7014423B2

JP7014423B2 - 放射線検出装置、放射線検出方法およびプログラム

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Publication number: JP7014423B2
Application number: JP2018177648A
Authority: JP
Inventors: 浩村石
Original assignee: Kitasato Institute
Current assignee: Kitasato Institute
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2038-09-21
Also published as: JP2020046408A

Description

本発明は、放射線検出装置、放射線検出方法およびプログラムに関する。

特許文献１には、三次元線源分布を求めるコンプトンカメラが開示されている。特許文献１に記載されているコンプトンカメラは、複数の検出器からなる検出器群により構成された凹凸表面を有する検出構造体と、検出構造体について予め求めた応答関数を格納した記憶部と、応答関数を用いて、検出器群からの検出信号列に基づき、検出構造体で検出された放射線を放射している線源の三次元分布を演算する演算部とを備えている。

コンプトンカメラの仕組上、放射線の検出器の数が少ないと、再構成に使用するリングパターンが限定されるため、ゴースト（正しくない像）が発生しやすくなり再構成画像の品質（精度）の低下を招く。再構成画像の高品質化には検出器の個数を増やす必要があるが、例えば結晶シンチレータとＰＭＴ（光電子増倍管）等の組み合わせからなる検出器は高価であり、多数用意することが困難である。

特開２０１１－０８５４１８号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造コストの増加を抑制しながらも、高品質な線源分布画像を作成することができる放射線検出装置、放射線検出方法およびプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、放射線を検出する複数の検出器と、少なくとも１つの前記検出器を移動させる駆動機構と、処理装置と、を備え、前記処理装置は、前記駆動機構に対して前記検出器の移動を指令する駆動指令部と、前記駆動機構の駆動内容に基づき複数の前記検出器の配置位置を特定する配置位置特定処理部と、同一の放射線を検出した２つの前記検出器の前記配置位置と当該２つの前記検出器の各検出信号とに基づき放射線の飛来方向を示すリングパターンを特定し、複数の前記リングパターンの重ね合わせにより線源分布画像を再構成する画像再構成処理部と、を備える放射線検出装置である。

また、本発明の一態様は、上記放射線検出装置であって、前記駆動機構は、複数の前記検出器の相対的な位置関係を固定したまま、複数の前記検出器を移動させる。

また、本発明の一態様は、上記放射線検出装置であって、前記駆動機構は、所定の回転軸回りに回転する回転盤である。あるいは、本発明の一態様は、上記放射線検出装置であって、前記駆動機構は、所定の回転軸回りに回転する回転盤を複数有する。

また、本発明の一態様は、上記放射線検出装置であって、放射線を検出する複数の検出器の少なくとも１つを移動させるステップと、複数の前記検出器の配置位置を特定するステップと、同一の放射線を検出した２つの前記検出器の前記配置位置と当該２つの前記検出器の各検出信号とに基づき放射線の飛来方向を示すリングパターンを特定し、複数の前記リングパターンの重ね合わせにより線源分布画像を再構成するステップと、を有する放射線検出方法である。

また、本発明の一態様は、放射線を検出する複数の検出器と、少なくとも１つの前記検出器を移動させる駆動機構と、を備える放射線検出装置のコンピュータに、複数の前記検出器の少なくとも１つを移動させるステップと、複数の前記検出器の配置位置を特定するステップと、同一の放射線を検出した２つの前記検出器の前記配置位置と当該２つの前記検出器の各検出信号とに基づき放射線の飛来方向を示すリングパターンを特定し、複数の前記リングパターンの重ね合わせにより線源分布画像を再構成するステップと、を実行させるプログラムである。

本発明の一態様によれば、放射線検出装置の製造コストの増加を抑制しながらも、高品質な線源分布画像を作成することができる。

本発明の一実施形態に係る放射線検出装置の全体構成を示す図である。本発明の一実施形態に係る放射線検出装置の機能構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る放射線検出装置の動作原理を説明するための模式図である。本発明の一実施形態に係る放射線検出装置の動作原理を説明するための模式図である。本発明の一実施形態に係る放射線検出装置の動作原理を説明するための模式図である。本発明の一実施形態に係る放射線検出装置の動作例を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る放射線検出装置の動作例を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る放射線検出装置の実験結果を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一または対応する構成には同一の符号を用いて、説明を適宜省略する。

（放射線検出装置の全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る放射線検出装置１の全体構成を示す図である。本実施形態に係る放射線検出装置１は、いわゆるコンプトンカメラであって、コンプトン散乱を利用して放射線（γ線（ガンマ線））の入射方向を検出し、放射線源が存在する方向の統計的な分布を示す画像（線源分布画像）を作成する。図１に示すように、放射線検出装置１は、処理装置１０と、回転盤１１と、複数の検出器１２と、信号処理装置１３を備えている。

処理装置１０は、放射線検出装置１の制御、処理全体を司る。処理装置１０は、主に、信号処理装置１３を介して検出器１２からの検出信号を入力し、検出器１２からの検出信号に基づいて放射線の入射方向を検出し、複数回分の入射方向の検出結果に基づき。線源分布画像を再構成して表示する。また、処理装置１０は、回転盤１１の駆動制御を行う。処理装置１０は、例えば汎用のコンピュータであってよい。

回転盤１１は、駆動機構の一態様であって、鉛直方向（Ｚ方向）に沿う軸線Ｏ軸回りに回動可能な盤面１１０を有する。回転盤１１は、図示しないステッピングモータを具備し、処理装置１０からの駆動指令に応じて、所望の回転位置となるように回転駆動する。なお、本実施形態において検出器１２を移動させる駆動機構は、すべての検出器１２を同時に移動させる回転盤１１に限らず、任意であって、例えば、複数の検出器１２のうち少なくとも１つの検出器１２を水平または垂直方向に移動させたり、回転させたり、あるいは２以上の（回転盤等の）回転機構を組み合わせて立体的に各検出器１２を全体的にまたは別々に移動させたりする駆動機構であってもよい。

検出器１２は、放射線を検出する放射線検出器であって、検出器１２に入射した放射線のエネルギーに対応する値を有する検出信号を出力する。図１に示す例では、検出器１２は、結晶シンチレータ１２０とＰＭＴ（光電子増倍管）１２１との組み合わせからなるγ線検出器である。結晶シンチレータ１２０は、例えば、ＣｓＩ（Ｔｌ）結晶（タリウム活性化ヨウ化セシウム結晶）でありγ線による散乱、吸収に基づいて発光する。ＰＭＴ１２１は、結晶シンチレータ１２０の発光量を検出する。ただし、検出器１２の構成は結晶シンチレータとＰＭＴの組み合わせに限定されず、ＰＭＴに代えてシリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）やフォトダイオードを用いたり、結晶シンチレータとＰＭＴの組み合わせをＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）等の光電変換素子に置き換えたりしてもよい。また、結晶シンチレータ１２０は、ＣｓＩ（Ｔｌ）に限定されず、例えばＮａＩ（Ｔｌ）（タリウム活性化ヨウ化ナトリウム）シンチレータ等としてもよい。

信号処置装置１３は、複数の検出器１２が出力した検出信号を入力し、所定の信号処理を行った後、所定の形式の通信信号に変換し、検出データとして処理装置１０に対して出力する。検出信号に対する所定の信号処理は、検出信号がアナログ信号の場合、検出信号の増幅、フィルタリング、Ａ／Ｄ変換（アナログ／デジタル変換）等の処理である。検出信号に対する所定の信号処理は、検出信号がデジタル信号の場合、検出信号を出力した検出器１２を識別する情報や検出信号が発生した時刻（放射線が入射した時刻）を示す情報を、デジタル信号に付与する処理である。信号処置装置１３は、放射線を散乱または吸収した検出器１２から検出信号が出力された場合、検出器１２の識別符号、検出信号のレベル、および検出時刻を示すデータを検出データとして処理装置１０に対して送信する。

なお、放射線検出装置１では、同一の放射線が、１つの検出器１２内でコンプトン散乱し、別の検出器１２内で光電吸収されるイベント（同時イベントという）が発生した場合に、放射線の入射方向が検出される。ただし、同時イベントにおいて、２つの検出器１２に放射線が入射される時間差は短時間である。信号処置装置１３は、同一の放射線が、１つの検出器１２内でコンプトン散乱し、別の検出器１２内で光電吸収されたことを、２つの検出器が出力した各検出信号に基づき、どちらがコンプトン散乱による検出信号でどちらが光電吸収による検出信号であるかを時間差に基づき判別する機能を有していてもよいし、判別する機能を有していなくてもよい。判別する機能を有している場合、信号処置装置１３は、例えば、検出器１２の識別符号、検出信号のレベル、および検出時刻を示すデータに加えて、どちらの検出器１２がコンプトン散乱を検出し、どちらの検出器１２が光電吸収を検出したのかを示す検出データを処理装置１０に対して送信する。一方、判別する機能を有していない場合、信号処置装置１３は、例えば、所定の時間差内で検出信号を出力した２つの検出器１２について、各検出器１２の識別符号、検出信号のレベル、および検出時刻を示す検出データを処理装置１０に対して送信する。なお、信号処置装置１３がコンプトン散乱による検出信号でどちらが光電吸収による検出信号を判別する機能を有していない場合、処理装置１０では、２つの検出信号のいずれか一方がコンプトン散乱による検出信号で他方が光電吸収による検出信号であることを前提として（例えば両方の場合を考慮して）、統計的処理を行う。

本実施形態では、１６個の検出器１２が回転盤１１上に固定されている。検出器１２は、直接盤面１１０上に、または複数の異なる高さ（Ｚ方向の長さ）を有する発泡スチロールＳＴを台座にして盤面１１０上に並べて配置される。各検出器１２は、それぞれ隣り合う検出器１２との間隔（距離）がほぼ同等となる相対的な位置関係を有して配置されている。ただし、検出器１２の個数は１６個に限定されず、回転軸Ｏを含まない平面上に配置された３個以上を含む複数個であればよい。また、図１に示す例では、Ｚ方向の位置が３種類以上であるが、例えば、Ｚ方向の位置を上層と下層の２層となるようにＺ方向の位置を２種類としてもよい。

（放射線検出装置の機能構成）
図２は、図１に示す放射線検出装置１の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、放射線検出装置１の処理装置１０は、ＣＰＵ（中央処理装置）１００と、メモリ１０１と、ストレージ１０２と、ディスプレイ１０３と、操作受付部１０４と、接続インタフェース１０５とを備えている。

メモリ１０１は、いわゆる主記憶装置であって、ＣＰＵ１００がプログラムに基づいて動作するための命令およびデータが展開される。
ストレージ１０２は、いわゆる補助記憶装置であって、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等であってよい。ストレージ１０２には、予め取得された各検出器１２の基準位置情報などが記録されている。ここで、基準位置情報とは、各検出器１２の基準位置（基準となる配置位置）を示す座標情報である。
ディスプレイ１０３は、情報を視認可能に表示可能な表示デバイスであって、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）ディスプレイなどであってよい。
操作受付部１０４は、オペレータ操作を受け付ける入力デバイスであって、例えば、一般的なマウス、キーボード、タッチセンサなどであってよい。
接続インタフェース１０５は、回転盤１１および信号処理装置１３との間で通信するための通信インタフェースである。
ＣＰＵ１００は、の動作全体の制御を司るプロセッサである。ＣＰＵ１００は、予め用意されたプログラムに従って動作することで、駆動指令部１０００、配置位置特定処理部１００１、画像再構成処理部１００２としての機能を発揮する。

駆動指令部１０００は、回転盤１１を回転駆動させて、その上に配される複数の検出器１２を移動させる。すなわち、駆動指令部１０００は、駆動機構である回転盤１１に対して検出器１２の移動を指令する。

配置位置特定処理部１００１は、駆動指令部１０００が指令した駆動機構である回転盤１１の回転角度の変化（駆動内容）に基づき各検出器１２の配置位置を特定する。具体的には、配置位置特定処理部１００１は、各検出器１２の基準位置（例えば盤面１１０を基準とする３次元座標における各座標値）と、駆動指令に応じた回転盤１１の回転移動量とに基づいて、各検出器１２の現在の配置位置（例えば回転盤１１の接地面を基準とする３次元座標における各座標値）を演算する。

画像再構成処理部１００２は、同一の放射線を検出した２つの検出器１２の現在の配置位置とその２つの検出器１２の各検出信号とに基づき放射線の飛来方向を示すリングパターンを特定し、複数のリングパターンの重ね合わせにより線源分布画像を再構成する。

次に、図３から図５を参照して、図１および図２に示す放射線検出装置１の動作原理について説明する。図３、図４および図５は、図１および図２に示す放射線検出装置１の動作原理を説明するための模式図である。図３～図５では、説明を簡単化するため、図１に示す盤面１１０に対応する盤面１１０ａに、図１に示す検出器１２に対応する３個の検出器１２ａ、１２ｂおよび１２ｃを配置している。

図３は、検出器１２ａにおいて放射線のコンプトン散乱にともなうエネルギーＥ_１が検出され、検出器１２ｂにおいて放射線の光電吸収にともなうエネルギーＥ_２が検出された場合を示す。この場合、放射線の線源（この例では放射線源が線源２１であるとする。）は、検出器１２ｂから検出器１２ａへ向かうベクトルを中心軸３０ａとして散乱角θで決まる円錐面上（コンプトンコーン上）に線源が位置していることになる。例えば所定の投影面（例えば天球面）２０では、円錐面がリングパターン（円環）３２ａとして投影される。なお、散乱角θは以下に示すコンプトン散乱の式で求まる。

ここで、ｍ_ｅは電子の静止質量、ｃは光速である。

また、図４は、検出器１２ａにおいて放射線のコンプトン散乱にともなうエネルギーＥ_１が検出され、検出器１２ｃにおいて放射線の光電吸収にともなうエネルギーＥ_２が検出された場合を示す。この場合、放射線の線源は、検出器１２ｃから検出器１２ａへ向かうベクトルを中心軸３０ｂとして散乱角θで決まる円錐面上に線源が位置していることになる。投影面２０では、円錐面がリングパターン３２ｂとして投影される。図４に示す例では、リングパターン３２ａとリングパターン３２ｂが重なっている位置に線源が位置している確率が高くなる。

次に、図５は、盤面１１０ａを、図３および図４に示す位置から左回りに回転角の分だけ回転させた場合に、検出器１２ａにおいて放射線のコンプトン散乱にともなうエネルギーＥ_１が検出され、検出器１２ｂにおいて放射線の光電吸収にともなうエネルギーＥ_２が検出された場合を示す。この場合、放射線の線源は、検出器１２ｂから検出器１２ａへ向かうベクトルを中心軸３０ｃとして散乱角θで決まる円錐面上に線源が位置していることになる。投影面２０では、円錐面がリングパターン３２ｃとして投影される。図５に示す例では、リングパターン３２ａとリングパターン３２ｂとリングパターン３２ｃが重なっている位置に線源が位置している確率が高くなる。また、図５に示す配置では、検出器１２ｃにおいて放射線のコンプトン散乱にともなうエネルギーＥ_１が検出され、検出器１２ｂにおいて放射線の光電吸収にともなうエネルギーＥ_２が検出された場合、リングパターン３２ｄが投影面２０に投影される。このように、３個の検出器１２ａ～１２ｃの配置位置を移動させた場合、見かけ上、検出器の個数が３個から６個に増加したことになり、投影されるリングパターンの個数が増加することになる。この場合、リングパターンの重なり度合いを数値化した場合、線源２１に近い部分のピークがよりシャープになり、ピーク以外はフラットになる。

画像再構成処理部１００２は、図５に示すような放射線の飛来方向を示すリングパターン３２ａ～３２ｄの重ね合わせにより線源分布画像を再構成する。すなわち、画像再構成処理部１００２は、所定の投影面２０上で各方向において線源が存在する確率の度合いを示す画像である線源分布画像を形成することができる。

図３～図５を参照して説明したようにして本実施形態の放射線検出装置１は、複数の検出器１２を移動させながら放射線を検出することで、見かけ上、検出器１２の個数を増加させることができ、移動させない場合と比較してより精度良く放射線の入射方向（線源の位置）を検出することができる。

なお、リングパターン３０ａ～３０ｄの太さ（幅）は、放射線検出装置１における検出の角度の分解能に対応する。角度の分解能は、検出部（結晶シンチレータ１２０等）の大きさが大きくなるほど、または隣接する検出器１２間の距離が小さくなるほど低下する（検出誤差が大きくなる）。また、結晶シンチレータ１２０の大きさが一定で、隣接する検出器１２間の距離が一定である場合には角度の分解能は一定であるが、隣接する検出器１２間の距離を変化させた場合、角度の分解能も変化する。図１に示す例では、回転盤１１は、複数の検出器１２の相対的な位置関係を固定したまま、複数の検出器１２を回転させる（移動させる）。したがって、検出器１２を移動させた場合に角度の分解能を一定の条件に保持することができる。

次に、図６を参照して、図１に示す駆動指令部１０００の動作例について説明する。図６は、図１に示す駆動指令部１０００の動作例を示すフローチャートであり、図６に示す処理は放射線検出装置１が放射線の検出を始めるときに開始される。

図６に示す処理が開始されると、まず、駆動指令部１０００は、回転盤１１に所定の指令を出力し、回転盤１１の回転位置を初期回転角度に制御する（ステップＳ１０１）。次に、駆動指令部１０００は、変数「回転角」を「０°」に初期化する（ステップＳ１０２）。次に、駆動指令部１０００は、変数「回転角」の値を所定のファイルに記憶する（ステップＳ１０３）。次に、駆動指令部１０００は、配置位置特定処理部１００１と画像再構成処理部１００２に対して、検出の開始を指示する（ステップＳ１０４）。

次に、駆動指令部１０００は、所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５で判断される所定時間は、回転盤１１の各移動位置で放射線を検出する時間である。所定の時間は、検出器１２の感度や線源の線量の大きさ等に応じて設定することができる。

所定の時間が経過した場合（ステップＳ１０５でＹＥＳの場合）、駆動指令部１０００は、変数「回転角」が「９０°」未満であるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。変数「回転角」が「９０°」未満でない場合（ステップＳ１０６でＮＯの場合）、駆動指令部１０００は、配置位置特定処理部１００１と画像再構成処理部１００２に対して、検出の終了を指示して（ステップＳ１１２）、図６に示す処理を終了する。

一方、変数「回転角」が「９０°」未満である場合（ステップＳ１０６でＹＥＳの場合）、駆動指令部１０００は、変数「回転角」を所定量だけ増分する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７において駆動指令部１０００は変数「回転角」を例えば「１°」ずつ増分する。次に駆動指令部１０００は、回転中であることを所定のファイルに記憶する（ステップＳ１０８）。次に駆動指令部１０００は、回転盤１１の回転位置を変数「回転角」に制御する（ステップＳ１０９）。次に駆動指令部１０００は、変数「回転角」の値を所定のファイルに記憶する（更新する）（ステップＳ１１０）。次に駆動指令部１０００は、回転中ではないことを所定のファイルに記憶する（ステップＳ１１１）。次に駆動指令部１０００は、ステップＳ１０５へ戻り、所定時間が経過する前で待機し、以降、上記同様に、ステップＳ１０６以降の処理を実行する。

以上のようにして、駆動指令部１０００は、所定時間おきに回転盤１１を所定角度ずつ回転させる。

次に、図７を参照して、図１に示す配置位置特定処理部１００１と画像再構成処理部１００２の動作例について説明する。図７は、図１に示す配置位置特定処理部１００１と画像再構成処理部１００２の動作例を示すフローチャートであり、図７に示す処理は放射線検出装置１が放射線の検出を始めるときに開始される。

図７に示す処理が開始されると、画像再構成処理部１００２（あるいは配置位置特定処理部１００１）は、駆動指令部１０００から検出の開始が指示されるまで待機する（ステップＳ２０１）。次に画像再構成処理部１００２は、信号処理装置１３から検出データを受信するまで待機する（ステップＳ２０２）。信号処理装置１３から検出データを受信した場合（ステップＳ２０２でＹＥＳの場合）、画像再構成処理部１００２は受信した検出データが同時イベントであるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３において、画像再構成処理部１００２は、例えば、検出データに同時イベントである旨の情報が含まれていた場合、あるいは、受信したデータに続いて時刻情報が所定の時間差内の検出データを受信した場合、受信した検出データが同時イベントであると判断する。次に画像再構成処理部１００２は所定のファイルを読み込み、回転盤１１が回転中であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。

同時イベントでない場合（ステップＳ２０３でＮＯの場合）、または、回転中である場合（ステップＳ２０４でＹＥＳの場合）、画像再構成処理部１００２は、受信した検出データを処理の対象から除外して新たな検出データを受信するまで待機する（ステップＳ２０２）。

一方、回転中でない場合（ステップＳ２０４でＮＯの場合）、画像再構成処理部１００２は、所定のファイルから変数「回転角」の値を読み込む（ステップＳ２０５）。次に画像再構成処理部１００２は、同時イベントが発生した２個の検出器１２の検出値に基づき散乱角θを算出する（ステップＳ２０６）。

次に、配置位置特定処理部１００１が、変数「回転角」と２個の検出器１２の配置座標に基づきコンプトンコーンの中心軸ベクトルを特定する（ステップＳ２０７）。

次に画像再構成処理部１００２が、特定された中心軸ベクトルと散乱角θに基づいてリングパターンを特定し、複数のリングパターンの重ね合わせにより線源分布画像を再構成し、ディスプレイ１０３に表示する（ステップＳ２０９）。

画像再構成処理部１００２は、駆動指令部１０００から検出の終了が指示されるまでステップＳ２０２以降の処理を繰り返し実行し、駆動指令部１０００から検出の終了が指示された場合（ステップＳ２０９でＹＥＳの場合）、図７に示す処理を終了する。

なお、図６および図７を参照して上述した動作例では、変数「回転角」の値と回転中であることを示す情報を、所定のファイルを介して駆動指令部１０００と配置位置特定処理部１００１や画像再構成処理部１００２の間で受け渡しているが、例えば、共有メモリ上に変数を用意しておき、共有メモリ上の変数を用いて受け渡してもよい。

次に、図８を参照して、本実施形態の放射線検出装置１による実験結果について説明する。図８（ａ）および（ｂ）は本実施形態の放射線検出装置１において回転盤１１を回転させずに放射線を検出した結果を示す。図８（ｃ）および（ｄ）は本実施形態の放射線検出装置１において回転盤１１を回転させながら放射線を検出した結果を示す。図８（ａ）および（ｃ）は、エイトフ（Ａｉｔｏｆｆ）図法を用いて作成した線源分布画像であり、図８（ｂ）および（ｄ）は、線源分布画像を３次元プロットしたものである。図８（ｃ）および（ｄ）に示す本実施形態において回転盤１１を回転させて作成した線源分布画像では、図８（ａ）および（ｂ）に示す回転盤１１を回転させずに作成した線源分布画像が含むゴーストが低減されていることが分かる。なお、図８に示す実験結果は、３．５ｃｍ角の結晶シンチレータを約１０ｃｍ間隔で配置し、回転軸Ｏと垂直の方向に１個の線源を置き、回転盤１１を６秒おきに１°ずつ回転させながら放射線を検出したものである。

以上のように、本実施形態の放射線検出装置１は、放射線を検出する複数の検出器１２と、少なくとも１つの検出器１２を移動させる回転盤１１（駆動機構）と、処理装置１０とを備える。そして、処理装置１０は、回転盤１１に対して検出器１２の移動を指令する駆動指令部１０００と、回転盤１１の駆動内容に基づき複数の検出器１２の配置位置を特定する配置位置特定処理部１００２と、同一の放射線を検出した２つの検出器１２の配置位置と当該２つの検出器１２の各検出信号とに基づき放射線の飛来方向を示すリングパターンを特定し、複数のリングパターンの重ね合わせにより線源分布画像を再構成する画像再構成処理部１００３とを備える。したがって、本実施形態によれば、少ない個数の検出器１２でゴーストの少ない線源分布画像を再構成することができ、よって、放射線検出装置１の製造コストの増加を抑制しながらも、高品質な線源分布画像を作成することができる。

すなわち、本実施形態によれば、放射線の検出中において検出器１２の配置位置を移動させることができる。そうすると、見かけ上、検出器１２の数が増加するため、対応するリングパターンの数も増加する。したがって、ゴーストが低減された再構成画像を得ることができる。

なお、本実施形態の放射線検出装置１は、例えば以下のように用いることができる。すなわち、１つ目としては、放射能汚染箇所、および放射化物質を可視化・同定するための環境放射線可視化装置（放射線環境モニター）としての使用である。具体的には、病院や加速器施設における放射線管理区域内にて放射線モニタリングを行っている放射線管理システムへの新規導入が考えられる。これまでの放射線モニタリングシステムは、施設内の複数個所に設置された電離箱等の放射線検出器（エリアモニター）による検出器位置での空間線量の定点測定にとどまっていたが、本実施形態により施設内での可視化による放射線モニタリングが実用化のレベルに達すると期待できる。また、福島原発事故により東日本全体に飛散した放射性セシウムを屋外で可視化するシステムへの応用が期待される。更に、放射性物質の運搬に関わるテロ対策を目的として、空港などへ設置することによるセキュリティー強化への応用も考えられる。

次に、もう１つの使い方としては、患者体内における放射性物質の集積箇所を可視化するための次世代核医学診断装置への応用である。現在、いくつかのタイプの核医学診断用コンプトンカメラが研究レベルで提案されているが、本実施形態を導入することで、実用化が大きく前進すると期待される。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して説明してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。また、ＣＰＵ１００が実行するプログラムの一部または全部は、コンピュータ読取可能な記録媒体や通信回線を介して頒布することができる。

１放射線検出装置
１０処理装置
１１回転盤
１２検出器
１３信号処理装置
１２０結晶シンチレータ
１２１ＰＭＴ
１０００駆動指令部
１００１配置位置特定処理部
１００２画像再構成処理部

Claims

放射線を検出する複数の検出器と、
少なくとも１つの前記検出器を移動させる駆動機構と、
処理装置と、
を備え、
前記処理装置は、
前記駆動機構に対して前記検出器の移動を指令する駆動指令部と、
前記駆動機構の駆動内容に基づき複数の前記検出器の配置位置を特定する配置位置特定処理部と、
同一の放射線を検出した２つの前記検出器の前記配置位置と当該２つの前記検出器の各検出信号とに基づき放射線の飛来方向を示すリングパターンを特定し、複数の前記リングパターンの重ね合わせにより線源分布画像を再構成する画像再構成処理部と、
を備え、
前記駆動機構は、所定の回転軸回りに回転する回転盤である、
放射線検出装置。
放射線を検出する複数の検出器と、
少なくとも１つの前記検出器を移動させる駆動機構と、
処理装置と、
を備え、
前記処理装置は、
前記駆動機構に対して前記検出器の移動を指令する駆動指令部と、
前記駆動機構の駆動内容に基づき複数の前記検出器の配置位置を特定する配置位置特定処理部と、
同一の放射線を検出した２つの前記検出器の前記配置位置と当該２つの前記検出器の各検出信号とに基づき放射線の飛来方向を示すリングパターンを特定し、複数の前記リングパターンの重ね合わせにより線源分布画像を再構成する画像再構成処理部と、
を備え、
前記駆動機構は、所定の回転軸回りに回転する回転盤を複数有する、
放射線検出装置。
前記駆動機構は、
複数の前記検出器の相対的な位置関係を固定したまま、複数の前記検出器を移動させる
請求項１または請求項２に記載の放射線検出装置。
放射線を検出する複数の検出器と、少なくとも１つの前記検出器を移動させる駆動機構と、を備え、前記駆動機構は、所定の回転軸回りに回転する回転盤である、放射線検出装置を用いた放射線検出方法であって、
複数の前記検出器の少なくとも１つを移動させるステップと、
複数の前記検出器の配置位置を特定するステップと、
同一の放射線を検出した２つの前記検出器の前記配置位置と当該２つの前記検出器の各検出信号とに基づき放射線の飛来方向を示すリングパターンを特定し、複数の前記リングパターンの重ね合わせにより線源分布画像を再構成するステップと、
を有する
放射線検出方法。
放射線を検出する複数の検出器と、少なくとも１つの前記検出器を移動させる駆動機構と、を備え、前記駆動機構は、所定の回転軸回りに回転する回転盤である、放射線検出装置のコンピュータに、
複数の前記検出器の少なくとも１つを移動させるステップと、
複数の前記検出器の配置位置を特定するステップと、
同一の放射線を検出した２つの前記検出器の前記配置位置と当該２つの前記検出器の各検出信号とに基づき放射線の飛来方向を示すリングパターンを特定し、複数の前記リングパターンの重ね合わせにより線源分布画像を再構成するステップと、
を実行させるプログラム。