JPH01229995A - 放射線位置検出器 - Google Patents
放射線位置検出器Info
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- JPH01229995A JPH01229995A JP63057233A JP5723388A JPH01229995A JP H01229995 A JPH01229995 A JP H01229995A JP 63057233 A JP63057233 A JP 63057233A JP 5723388 A JP5723388 A JP 5723388A JP H01229995 A JPH01229995 A JP H01229995A
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- scintillators
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
-
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- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
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- G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
- G01T1/1644—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using an array of optically separate scintillation elements permitting direct location of scintillations
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、シンチレータ中での発光点の深さ位置の検出
が可能な放射線位置検出２：に関するものである。
が可能な放射線位置検出２：に関するものである。
従来、放射線位置検出器として、柱状の独立したシンチ
レータをモザイク状に束ね、これを光位置検出器に結合
しているもの（特願昭６０−７８９２９号、特願昭６０
−１１４７９０号）、深さ方向検出機能を存する放射線
位置検出器として、連続した板状シンチレータに光位置
検出器、フォトマルチプライヤ（ＰＭＴ）アレイ等を結
合したものが提案されている（Ｊ、Ｇ、Ｒｏｇｕｓ ｅ
ｔ ａｌ、Ｐｈｙｓ、Ｍｅｄ、Ｂｉｏｌ（１９８６）、
Ｖｏｌ、３１．Ｎｏ、１０．ＰＩ）１０６１−１０９０
）。
レータをモザイク状に束ね、これを光位置検出器に結合
しているもの（特願昭６０−７８９２９号、特願昭６０
−１１４７９０号）、深さ方向検出機能を存する放射線
位置検出器として、連続した板状シンチレータに光位置
検出器、フォトマルチプライヤ（ＰＭＴ）アレイ等を結
合したものが提案されている（Ｊ、Ｇ、Ｒｏｇｕｓ ｅ
ｔ ａｌ、Ｐｈｙｓ、Ｍｅｄ、Ｂｉｏｌ（１９８６）、
Ｖｏｌ、３１．Ｎｏ、１０．ＰＩ）１０６１−１０９０
）。
第６図は板状シンチレータに光位置検出器を結合した従
来の放射線位置検出器を示す図で、１はシンチレータ、
２は光位置検出器、３．４はγ線、５．６はンンチレー
ンヨン光である。
来の放射線位置検出器を示す図で、１はシンチレータ、
２は光位置検出器、３．４はγ線、５．６はンンチレー
ンヨン光である。
閲において、γ線３．４の入射位置を、シンチレータ１
から出力されるシンチレーション光５、６の発光分布位
置、例えば重心より検出し、かつこの時の光出力分布の
拡がり具合から放射線吸収位置（発光点位置）Ａ、Ｂを
検出している。
から出力されるシンチレーション光５、６の発光分布位
置、例えば重心より検出し、かつこの時の光出力分布の
拡がり具合から放射線吸収位置（発光点位置）Ａ、Ｂを
検出している。
しかしながら、モザイク状ＢＧＯ（ビスマス酸ゲルマニ
ウム）を用いたものでは、放射線のシンチレータ中での
吸収の深さ位置情報、即ち発光点の深さ位置情報が得ら
れない。また、第６図に示す放射線検出器では、放射線
のシンチレータ中での吸収深さ位置情報を知り得るが、
特にシンチレータ上部で発光した場合は光出力時に非常
に広い分布となり、位置分解能を劣化させてしまう。即
ち、位置分解能Ｒは、発光分布の拡がりをσ、発光光子
数をＮとしたとき、 σ で与えられ、そのため発光分布の拡がりσが大きい第６
図の検出器では位置分解能が劣化することになる。また
シンチレータの端部における光分布の歪から、端部近辺
の位置分解能・直線性が劣化する欠点がある。
ウム）を用いたものでは、放射線のシンチレータ中での
吸収の深さ位置情報、即ち発光点の深さ位置情報が得ら
れない。また、第６図に示す放射線検出器では、放射線
のシンチレータ中での吸収深さ位置情報を知り得るが、
特にシンチレータ上部で発光した場合は光出力時に非常
に広い分布となり、位置分解能を劣化させてしまう。即
ち、位置分解能Ｒは、発光分布の拡がりをσ、発光光子
数をＮとしたとき、 σ で与えられ、そのため発光分布の拡がりσが大きい第６
図の検出器では位置分解能が劣化することになる。また
シンチレータの端部における光分布の歪から、端部近辺
の位置分解能・直線性が劣化する欠点がある。
このシンチレータ中での発光点の深さ情報が得られると
、ρａｒａｌｌａｘ ｅｒｒｏｒ （視差誤差）と呼ば
れる位置誤差が減少でき、とくにポジトロンＣＴ等の応
用等で重要となる。即ち、第７図に示すように、放射線
がシンチレータ１に斜めに入射し、位Ｔ１．Ａ、 Ｂで
発光した場合に両者を異なった位置、すなわち同一の入
射位置γ線であるにもかかわらず、異なった入射位置と
して検出してしまい、その結果ｐａｒａｌｌａｘ ｅｒ
ｒｏｒΔが発生することになる。
、ρａｒａｌｌａｘ ｅｒｒｏｒ （視差誤差）と呼ば
れる位置誤差が減少でき、とくにポジトロンＣＴ等の応
用等で重要となる。即ち、第７図に示すように、放射線
がシンチレータ１に斜めに入射し、位Ｔ１．Ａ、 Ｂで
発光した場合に両者を異なった位置、すなわち同一の入
射位置γ線であるにもかかわらず、異なった入射位置と
して検出してしまい、その結果ｐａｒａｌｌａｘ ｅｒ
ｒｏｒΔが発生することになる。
この場合に深さ方向の情報りが得られれば、この誤差を
除（ことができる。
除（ことができる。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、シンチレ
ータ中での発光点深さ位置情報を知ることができ、位置
分解能を向上させることが可能である放射線位置検出器
を提供することを目的とする。
ータ中での発光点深さ位置情報を知ることができ、位置
分解能を向上させることが可能である放射線位置検出器
を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段］
そのために本発明の放射線位置検出器は、板状、あるい
は柱状シンチレータと光位置検出器を結合した放射線位
置検出器において、シンチレータを多層に束ね、各層間
を光学的に結合することによりシンチレータへの放射線
入射位置とシンチレータ中での発光点の謂さ位置を検出
することを特徴とする。
は柱状シンチレータと光位置検出器を結合した放射線位
置検出器において、シンチレータを多層に束ね、各層間
を光学的に結合することによりシンチレータへの放射線
入射位置とシンチレータ中での発光点の謂さ位置を検出
することを特徴とする。
〔作用］
本発明の放射線位置検出器は、シンチレータを多層に配
置して光位置検出器に結合し、検出器入射面上での光の
空間分布の重心を求めることにより入射位置と、入射深
さを検出し、また光の空間分布の分散を求めることによ
り入射位置情報とは独立に深さ位置情報を求めることが
できる。
置して光位置検出器に結合し、検出器入射面上での光の
空間分布の重心を求めることにより入射位置と、入射深
さを検出し、また光の空間分布の分散を求めることによ
り入射位置情報とは独立に深さ位置情報を求めることが
できる。
（実施例）
以下、実施例を図面を参照して説明する。
第１図、第２図はそれぞれ２層、３層の場合の本発明に
よる放射線検出器の実施例を示す図であり、１１はシン
チレータ、１３は反射剤、１５は光位置検出器である。
よる放射線検出器の実施例を示す図であり、１１はシン
チレータ、１３は反射剤、１５は光位置検出器である。
図において、直方体８００ブロツクからなるシンチレー
タ１１は、第１図では２Ｎ１第２図では３層に組み立て
られており、各層内の各シンチレータ間はＢａＳＯ４等
による反射剤により光学的に分離され、シンチレータの
層間はシリコングリス等の光学結合剤により光学的に結
合され、またシンチレータの光位置検出器と結合する面
を除く他の外側の面には反射剤が塗布されている。
タ１１は、第１図では２Ｎ１第２図では３層に組み立て
られており、各層内の各シンチレータ間はＢａＳＯ４等
による反射剤により光学的に分離され、シンチレータの
層間はシリコングリス等の光学結合剤により光学的に結
合され、またシンチレータの光位置検出器と結合する面
を除く他の外側の面には反射剤が塗布されている。
また、各層間のシンチレータの結合は、第１図に示すよ
うな２Ｎの場合にはシンチレータ間隔の１／２、第２図
の３層の場合には１／３とシンチレータの層毎にずらし
て結合する。なお、ｎ層の場合は、シンチレータ間隔の
１ ／ ｎづつずらせるようにする。
うな２Ｎの場合にはシンチレータ間隔の１／２、第２図
の３層の場合には１／３とシンチレータの層毎にずらし
て結合する。なお、ｎ層の場合は、シンチレータ間隔の
１ ／ ｎづつずらせるようにする。
次に、第３図を参照し、３層構造の場合を例にして本発
明の放射線入射位置検出方法について説明する。
明の放射線入射位置検出方法について説明する。
第３図（イ）〜（ハ）において、（ａ −１）、（ａ−
２）−１（ｂ−１）、（ｂ −２＞ ・・・、（Ｃ−１
）、（ｃ−２）−はａ、ｂ、、Ｃ各層のシンチレータを
示し、シンチレータ下方の数字はＸ方向の座（！値を示
している。
２）−１（ｂ−１）、（ｂ −２＞ ・・・、（Ｃ−１
）、（ｃ−２）−はａ、ｂ、、Ｃ各層のシンチレータを
示し、シンチレータ下方の数字はＸ方向の座（！値を示
している。
第３図（イ）において、（ａ−１）のシンチレータで吸
収されたＴ線により発生したシンチレーション光のうち
光位置検出器と逆方向に向かった光は多重回の反射を起
こし、最終的に光位置検出器に達する光量はかなり低く
、空間分布的にもかなり拡散したものとなる。一方、直
接光位置検出３工に向かった光はそのほとんどが出力さ
れる。したがって（ａ−１）のシンチレータで生じた光
の検出器入射面上での空間分布の重心位置Ｘ、−１はほ
ぼその発光したシンチレータの中心位置と一致する。
収されたＴ線により発生したシンチレーション光のうち
光位置検出器と逆方向に向かった光は多重回の反射を起
こし、最終的に光位置検出器に達する光量はかなり低く
、空間分布的にもかなり拡散したものとなる。一方、直
接光位置検出３工に向かった光はそのほとんどが出力さ
れる。したがって（ａ−１）のシンチレータで生じた光
の検出器入射面上での空間分布の重心位置Ｘ、−１はほ
ぼその発光したシンチレータの中心位置と一致する。
次に、第３図（ロ）に示すように（ｂ−１）のシンチレ
ータでＴ線が吸収された場合、検出器と逆方向に向かっ
た光は上記と同様になると考えられる。検出器に向かっ
た光は、次の層のシンチレータにその接している面積に
応じて光量が分配される。この場合、（ａ −１）と（
ａ−２）にそれぞれ２／３．１／３が分配され、最終的
に（ａ−１）、（ａ−２）からそれらの光が検出器側に
出力される。
ータでＴ線が吸収された場合、検出器と逆方向に向かっ
た光は上記と同様になると考えられる。検出器に向かっ
た光は、次の層のシンチレータにその接している面積に
応じて光量が分配される。この場合、（ａ −１）と（
ａ−２）にそれぞれ２／３．１／３が分配され、最終的
に（ａ−１）、（ａ−２）からそれらの光が検出器側に
出力される。
ところで出力光の空間分布の重心位Ｚ Ｘ （は、出力
層の各シンチレータより出力される光ｆｆ１Ｎｉとその
中心位置χ、とにより次式で表される。
層の各シンチレータより出力される光ｆｆ１Ｎｉとその
中心位置χ、とにより次式で表される。
ΣＮ、ｘ、
ΣＮ 。
したがって、上記の場合は、光分布の重心位置Ｘｂ−１
は、 −１ □ となり、これはちょうどシンチレータ（ｂ−１）の中心
位置と一致する。
は、 −１ □ となり、これはちょうどシンチレータ（ｂ−１）の中心
位置と一致する。
また、第３図（ハ）に示すようにシンチレータ（ｃ−１
）の発光の場合、まずシンチレータ（ｂ層１）と（ｂ−
２）にそれぞれ２／３．１／３に分配され、さらに（ｂ
−１）から（ａ−１）と（ａ−２）にそれぞれ４／９
（＝２／３ｘ２／３）、２／９ （＝２／３ｘｌ／３
）、 （ｂ−２）から（ａ−２）と（ａ−３）にそれぞ
れ２／９（＝１／３Ｘ２／３）、Ｉ／９ （＝１／３Ｘ
１／３）に分配される。従って、最終的な出力はシンチ
レータ（ａ −１）、（ａ−２）、（ａ−３）それぞれ
から４／９．４／９．１／９となり出力光の空間分布の
重心位置Ｘｃ−＋ は、 となり、これもシンチレータ（ｃ−１）の中心位置と一
致することとなる。このように他のシンチレータでの発
光も同様にその中心位置と出力光の空間分布の重心位置
が一致するため、空間分布の重心位置を求めることによ
りＴ線が吸収された位置をｑ出することができる。また
（ａ−１）、（ａ−２）・・・の中心位置を整数値とす
る座標系では、ａＷＪでＴ線が吸収された場合は整数値
、ｂ層の場合は整数値間の１／３．０層の場合は整数値
間の２／３として重心位置が求められるので、この重心
位置から何層口のシンチレータで発光したかという深さ
情報も同時に得ることができる。
）の発光の場合、まずシンチレータ（ｂ層１）と（ｂ−
２）にそれぞれ２／３．１／３に分配され、さらに（ｂ
−１）から（ａ−１）と（ａ−２）にそれぞれ４／９
（＝２／３ｘ２／３）、２／９ （＝２／３ｘｌ／３
）、 （ｂ−２）から（ａ−２）と（ａ−３）にそれぞ
れ２／９（＝１／３Ｘ２／３）、Ｉ／９ （＝１／３Ｘ
１／３）に分配される。従って、最終的な出力はシンチ
レータ（ａ −１）、（ａ−２）、（ａ−３）それぞれ
から４／９．４／９．１／９となり出力光の空間分布の
重心位置Ｘｃ−＋ は、 となり、これもシンチレータ（ｃ−１）の中心位置と一
致することとなる。このように他のシンチレータでの発
光も同様にその中心位置と出力光の空間分布の重心位置
が一致するため、空間分布の重心位置を求めることによ
りＴ線が吸収された位置をｑ出することができる。また
（ａ−１）、（ａ−２）・・・の中心位置を整数値とす
る座標系では、ａＷＪでＴ線が吸収された場合は整数値
、ｂ層の場合は整数値間の１／３．０層の場合は整数値
間の２／３として重心位置が求められるので、この重心
位置から何層口のシンチレータで発光したかという深さ
情報も同時に得ることができる。
次に第４図、第５図により発光位置の深さ方向の他の弁
別法について説明する。
別法について説明する。
第４図に示すように３層の場合について説明すると、４
１層で発光が生した場合には、前述したように検出器へ
の入射光の拡がりは第５図（Ａ）に示すよう広くなり、
また４２層で発光が生した場合には、第５図（Ｂ）に示
すように少し狭（なり、また４３層で発光が生じた場合
には、第５図（Ｃ）に示すように最も狭くなる。この拡
がりを示す分散は、入射検出光の空間分布をｆ （ｘ）
、Ｘの平均値をＸとしたとき、 となる。したがって分散σから深さ方向の情報を得ろこ
とができる。
１層で発光が生した場合には、前述したように検出器へ
の入射光の拡がりは第５図（Ａ）に示すよう広くなり、
また４２層で発光が生した場合には、第５図（Ｂ）に示
すように少し狭（なり、また４３層で発光が生じた場合
には、第５図（Ｃ）に示すように最も狭くなる。この拡
がりを示す分散は、入射検出光の空間分布をｆ （ｘ）
、Ｘの平均値をＸとしたとき、 となる。したがって分散σから深さ方向の情報を得ろこ
とができる。
この弁別法によれば重心（装置から深さ情報を求めてい
ないので、イヘントの揺らぎによる重心位置の七′ν出
誤差の影８を受けない。
ないので、イヘントの揺らぎによる重心位置の七′ν出
誤差の影８を受けない。
以上のように本発明によれば、シンチレータを多層にし
て光学的に結合し、その出力光の空間分布の重心位置を
求めるこ七によりシンチレータへの放射線入射位置とシ
ンチレータ中での発光のぽさ位置情？Ｕをｉｌることが
でき、また出力光の空間分布の分ｌｉｔを求めることに
よりイヘントのＬ＋＋らぎによろ影５をなくしてシンチ
レータ中での発光の深さ位置情報を得ることができる。
て光学的に結合し、その出力光の空間分布の重心位置を
求めるこ七によりシンチレータへの放射線入射位置とシ
ンチレータ中での発光のぽさ位置情？Ｕをｉｌることが
でき、また出力光の空間分布の分ｌｉｔを求めることに
よりイヘントのＬ＋＋らぎによろ影５をなくしてシンチ
レータ中での発光の深さ位置情報を得ることができる。
第１図、第２図は本発明による放射室、γ位置検出器の
実胞例を示す図、第３図は第２図の検出器による放射線
位置検出方法を説明するための図、第４図、第５図はシ
ンチレータ中での深さ位置情報を得る池の方法を説明す
るための図、第６図は板状シンチレータに光位置検出器
を結合した従来の放射線位置検出：；Ｊを示す図、第７
図は放射線位置検出器におけろρａｒａｌｌａｘ ｅｒ
ｒｏｒの発生を説明するための図である。 １１・・・シンチレータ、１３−・・反射材、１５・・
光位置検出器。 出 覇 人 浜松ホトニクス株式会社（外１名）
代 理 人 弁理士 蛭 川 昌 信第１図 第２図 第３図 第３図 彎 第３図 （ハ） 第４図 第５図 第６図 第７図 （黛Ｅはｌ）
実胞例を示す図、第３図は第２図の検出器による放射線
位置検出方法を説明するための図、第４図、第５図はシ
ンチレータ中での深さ位置情報を得る池の方法を説明す
るための図、第６図は板状シンチレータに光位置検出器
を結合した従来の放射線位置検出：；Ｊを示す図、第７
図は放射線位置検出器におけろρａｒａｌｌａｘ ｅｒ
ｒｏｒの発生を説明するための図である。 １１・・・シンチレータ、１３−・・反射材、１５・・
光位置検出器。 出 覇 人 浜松ホトニクス株式会社（外１名）
代 理 人 弁理士 蛭 川 昌 信第１図 第２図 第３図 第３図 彎 第３図 （ハ） 第４図 第５図 第６図 第７図 （黛Ｅはｌ）
Claims (3)
- （１）板状、あるいは柱状シンチレータと光位置検出器
を結合した放射線位置検出器において、シンチレータを
多層に束ね、各層間を光学的に結合することによりシン
チレータへの放射線入射位置とシンチレータ中での発光
点の深さ位置を検出することを特徴とする放射線位置検
出器。 - （２）各層はシンチレータ間隔の層数分の一づつずらせ
て光学的に結合されている請求項１記載の放射線位置検
出器。 - （３）各層内の各シンチレータは反射剤により光学的に
分離され、各層間のシンチレータ間の光学的結合は光学
結合剤により行われ、光位置検出器と結合する面を除く
他の外側の面には反射剤が塗布されている請求項１また
は２記載の放射線位置検出器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63057233A JPH01229995A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 放射線位置検出器 |
| US07/320,255 US4945241A (en) | 1988-03-10 | 1989-03-07 | Position-sensitive radiation detector |
| GB8905290A GB2216760B (en) | 1988-03-10 | 1989-03-08 | Position-sensitive radiation detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63057233A JPH01229995A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 放射線位置検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01229995A true JPH01229995A (ja) | 1989-09-13 |
| JPH0575990B2 JPH0575990B2 (ja) | 1993-10-21 |
Family
ID=13049815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63057233A Granted JPH01229995A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 放射線位置検出器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4945241A (ja) |
| JP (1) | JPH01229995A (ja) |
| GB (1) | GB2216760B (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03160330A (ja) * | 1989-11-17 | 1991-07-10 | Hamamatsu Photonics Kk | 光子計数型光波形観測装置 |
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