JPH0214666B2

JPH0214666B2 -

Info

Publication number: JPH0214666B2
Application number: JP54124742A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Tanaka; Norimasa Nohara; Hideo Murayama; Kenji Ishimatsu; Akira Oogushi; Katsumi Takami
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1979-09-29
Filing date: 1979-09-29
Publication date: 1990-04-09
Also published as: CA1154881A; JPS5648560A; GB2072452B; US4394576A; GB2072452A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、放射線の入射位置を検出する放射
線位置検出器に関する。

〔従来の技術〕

核医学の分野で放射線位置検出器を利用した装
置としては、ベンダーおよびブラウ（Bender、
Blau）が開発したオートフルオロスコープある
いはアンガー（Anger）が開発したシンチレーシ
ヨンカメラが良く知られている。前者の放射線位
置検出器は単一の小型放射線検出器を面上（ある
いは線上）に密接して配列したものからなり、後
者は１個の大きいシンチレータを多数個の光電子
増倍管で見るように構成されていて、ガンマ線が
検出された際の各光電子増倍管の出力の大きさか
らガンマ線の入射位置を計算する。

近年実用化されたポジトロンCTあるいはシン
グルフオトンエミツシヨンCTでは、小型の放射
線検出器とくにシンチレーシヨンカウンタをリン
グ状に配列して位置検出器を構成したものが多
い。たとえば、アメリカのイー・ジー・アンド・
ジー・オーテツク（EG＆Ｇ Ortec）社の
ECAT装置は１層のリング（この場合のリング
は六角形）に132個の、またカナダのエー・イ
ー・シー・エル（AECL）社のセラスキヤン
（Therascan）装置は64個のシンチレーシヨンカ
ウンタを配列している。しかも最近では、このよ
うなリングを多層に配列して、同時に多層の断面
図を撮像することが考えられている。したがつ
て、いちじるしく多数の検出器を狭い空間に集中
的に配列せねばならず、一つには使用部品の節約
のために、また一つには密接配列を可能にするた
めの検出器寸法の節約のために、アメリカのワシ
ントン大学のター・ポゴシアン（Ter−
Pogossian）が個々の検出器を小規模なアンガー
型位置検出器に置き換えることを提案している。
第１図はその主要部分だけを示す概念図で、１は
コリメータ、２はアンガー（Anger）型の位置検
出器、３，４，５は位置検出器２に含まれる主要
部品でそれぞれシンチレータ、光電子増倍管、位
置検出回路である。位置検出器２は通常のリング
型配列のポジトロンCTの場合と同様に被写体を
とりまきリング状に配列されている。コリメータ
１は断層面外から検出器に入射するガンマ線を除
去するためのもので、図では５枚のドーナツ状の
鉛板が示されている。隣り合う２枚の鉛板に囲ま
れて作る空間が断層面であり、図では断層面は４
個見られる（実際には中央部の３個のコリメータ
を含む面も断層像を作ることができる）。検出器
を配列すべきリング上の特定の位置にある検出器
は、本来各断層面について１個づつ計４個あるべ
きであるが、それら４個の検出器のシンチレータ
があるべき空間を１個のシンチレータ３が占めて
いる。しかしながら、このままではシンチレータ
３がガンマ線を検出しても、どの断層面内で検出
されたかを知ることができない。したがつて、図
ではシンチレータの両端に２個の光電子増倍管４
を設け、ガンマ線がシンチレータの中のどこで検
出されたかによつて両光電子増倍管出力波高値の
比が異なることを利用して、位置検出回路５によ
つてどの断層面で検出されたかを決定する。位置
検出のやり方はよく知られているアンガーの方式
で実行する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この方法は断層面の数が増すほど使用部品数が
相対的に減少しすぐれた経済的効果をもつ一方、
アンガー方式の位置分解能に限度があるため、断
層面の決定に誤りが多くなる傾向を避けられな
い。

即ち、１個のシンチレータに対して、両端の交
差方向に設けた光電子増倍管で、シンチレータ内
で発生するシンチレータ光（放射線がシンチレー
タ内で蛍光体を励起し、この結果、蛍光体は蛍光
を発する。この発生した光をシンチレータ光と呼
ぶ）を受光する。光電子増倍管に近い位置の蛍光
体でのシンチレータ光は、それ程減衰することな
く光電子増倍管で検出できる。しかし、シンチレ
ータの中央位置付近で発生するシンチレータ光は
両側の光電子増倍管に到達するまでに減衰し蛍光
位置の検出精度が悪くなる（位置分解能の限界）。
また、γ線のエネルギーが低いと発光する蛍光量
も小さくなり、シンチレータの位置のいかんを問
わず蛍光位置の検出精度が悪くなる。

本発明の目的は、位置分解能の向上をはかつた
放射線検出器を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の放射線位置検出器は、第一の方向に列
状に結合された複数個のシンチレータからなるシ
ンチレータ群と、シンチレータ群の端部の近くに
対称に配置され、それぞれの光電面が少なくとも
２個以上のシンチレータに対向して配置され、か
つそれぞれの光電面が前記第一の方向に交差する
方向を向いて配置された２個の光電子増倍管から
なる光電子増倍管対と、光電子増倍管対に接続さ
れ、シンチレータ群の中でシンチレーシヨンが生
じたときに、光電子増倍管対から発生する一対の
出力信号の大小関係を比較することによつて、シ
ンチレーシヨンを生じたシンチレータを特定する
位置検出回路とからなる。

更に本発明は第一の方向に列状に結合された複
数個のシンチレータからなるシンチレータ群と、
シンチレータ群の端部の近くに対称に配置され、
それぞれの光入力面が少なくとも２個以上のシン
チレータに対向して配置され、シンチレータ中で
発生したシンチレーシヨン光を一方の端部から取
込みガイドするライトガイドと、該ライトガイド
の他方の端部から取出されるシンチレーシヨン光
を検出することができる光電子増倍管と、相隣り
合う光電子増倍管に接続され、シンチレータ群の
中でシンチレーシヨンが生じたときに、相隣り合
う光電子増倍管から発生する一対の出力信号の大
小関係を比較することによつて、シンチレーシヨ
ンを生じたシンチレータを特定する位置検出回路
とからなる。

〔作用〕

本発明によれば、少なくとも２個以上のシンチ
レータ中で発生したシンチレーシヨンを、列状結
合のシンチレータの端部交差方向に配置した光電
子増倍管で、検出したが故に、蛍光量の減衰の悪
影響を少なくできる。更に、位置検出回路により
シンチレーシヨンの生じたシンチレータの特定を
行いうる。

更に、本発明によれば、ライトガイドを設けた
が故に、光電子増倍管が見込むべきシンチレータ
面の形状を自由にできる。

〔実施例〕

第２図は、シンチレータ弁別説明図であり、４
つのシンチレータ，，，を横方向に配列
し、その両側に光電子増倍管PM１及びPM２を
設置した放射線検出器を示す。γ線源LSは、一
様γ線を放射する線源であり、 ⁶⁸Ge− ⁶⁸Ga
line Sourceより成る。４つのシンチレータは、
それぞれBGO（20φmm×20mmのBi₄Ge₃O₁₂）結晶
体より成る。

本例では、光電子増倍管PM１及びPM２は、
４つのシンチレータの配列方向と交差する方向に
設置するが、シンチレーシヨン発生元のシンチレ
ータ弁別に関しては、設置位置に関係しない故、
第２図の例でシンチレータ弁別を説明する。

横軸ｘ方向には、PM１の波高値PH1をとり、
縦軸ｙ方向にはPM２の波高値PH2をとる。曲線
は、カウント数を示す等高線である。この図で、
４個の顕著な山E₁〜E₄が存在する。E₁はシンチ
レータ、E₂はシンチレータ、E₃はシンチレ
ータ、E₄はシンチレータで検出されたγ線
による。1/2及び1/10の指示の線は山の頂点の計
数値を１とした時のカウント数の1/2及び1/10の
等高線を示す。

かかる図で、それぞれの山を弁別できるような
直線D₁，D₂，D₃を描く。そして、直線とｘ、ｙ
軸とで区切られたエリアを00、01、10、11とする
と、エリア00にカウント数があればシンチレータ
、01であればシンチレータ、10であればシン
チレータ、11であればシンチレータと弁別で
きる。

具体的には以下の如き弁別方法をとる。

４個のシンチレータのいずれかでガンマ線が検
出され、それに従つて発生するふたつの光電子増
倍管PM１，PM２の出力信号をA₁，A₂とする。
検出されるガンマ線の各々に対応する出力信号
A₁，A₂はxy座標において、ｘ軸はA₁の出力波高
値PH1、ｙ軸はA₂の出力波高値PH2としそれぞ
れの出力信号をプロツトする。プロツトされた点
の密度はそれぞれのA₁，A₂を出力する計数値を
示し、等しい計数値を示すグラフ上の位置を線で
結ぶと第２図の通り等高線を描くことができる。
すなわち出力信号A₁，A₂をｘ軸およびｙ軸に表
現させたグラフにおいて、１個のガンマ線を検出
すると云う現象は１個の点でもつてあらわすこと
ができる。これらの点は、たとえば第２図に示す
ように４個所に集中する。たとえば、第２図のグ
ラフにてｘ軸（PH1側）に一番近い山の近くの
点は、A₁がA₂よりきわめて大きいことを示して
おり、当然同図に図示されたシンチレータ配列の
左端のシンチレータで検出されたことを示す。
またグラフのｙ軸（PH2側）に一番近い山の近
くの点は、同様な考案からシンチレータ配列の右
端のシンチレータで検出されたことは明らかで
ある。中間にある山，についても同様にシン
チレータ配列の中間のシンチレータで検出された
ものである。これらの点によつて形成された山の
間に位置して、原点を通りｘ軸にたいして角度を
なしているグラフ上の直線によつて、ほぼ完全に
分離させることができる。これらの直線が、たと
えばＸ軸を基準とした角度12.2度、45度、77.8度
をそれぞれなしているとすると、12.2度をなす直
線D₁は光電子増倍管の出力信号比A₁／A₂＝１／
0.22に対応し、45度をなす直線D₂は出力信号比
A₁／A₂＝１／１に対応し、77.8度をなす直線D₃
は出力信号比A₁／A₂＝0.22／１に対応する。し
たがつて、光電子増倍管からの出力が、これらの
直線D₁，D₂，D₃と、ｘ軸とｙ軸とによつて区分
形成されるエリア00、01、10、11のどれかに含ま
れるか、つまりどのシンチレータで発光したか
は、前記３本の直線と座標軸に囲まれるエリアを
第７図に示すように表わせば次の論理計算によつ
て知ることができる。

エリア00 A₁／A₂≧１／0.22 エリア01 １／0.22＞A₁／A₂≧１エリア10 １＞A₁／A₂≧0.22／１エリア11 0.22／１＞A₁／A₂ 上式の１あるいは0.22なる値は、信号を受動的
な減衰器に適用することによつて容易に達成する
ことができ、大小関係の比較すなわち論理演算は
単純なコンパレータによつて達成され、きわめて
簡単かつ安定に上記演算を完了することができ
る。

本例は、同様な測定を従来のアンガー形位置検
出器にたいして行なつた結果を示している第３図
と比較すると、相違が明らかである。アンガー形
では出力波高値は入射位置に対応して単調に変化
しているかあるいは、変化することが要求され、
数学的な演算（例えば対数演算あるいは加減算）
を必要とするので、高精度、高安定度を得るため
には高度なエレクトロニクスを必要とするのにた
いして、本例の位置検出器では各BGO結晶ごと
に、一定の波高値をとる傾向が認められることを
積極的に利用したために得られる効果である。こ
のため、ガンマ線がどのシンチレータ内で検出さ
れたかたを知ればよい場合、本例の有効さは明ら
かであり、位置検出の信頼性はより高いものであ
る。

第２図は、シンチレータ配列方向の両側に光電
子増倍管PM１，PM２を配置した例であつたが、
シンチレータの配列方向と交差する方向に光電子
増倍管PM１，PM２を配置しても同様にシンチ
レータを弁別できることは云うまでもない。

更に、本例では、反射膜で構成する遮光膜を使
用してシンチレータ弁別感度の向上をはかること
もできる。即ち、本例の放射線位置検出器では、
シンチレータ群を構成する複数個のシンチレータ
の互いに接する表面のすくなくとも二つは遮光膜
を介して、かつ少なくとも一つは光学的に結合さ
れ、光電子増倍管対のそれぞれの光電子増倍管は
遮光膜を介して結合された一連のシンチレータを
見込むようにシンチレータ群に配列され、見込む
シンチレータで生じたシンチレーシヨンを検出す
るように構成させることもできる。

この位置検出器において、シンチレーシヨンは
これを生じたシンチレータから直接に光電面に入
射する場合と、隣のシンチレータに入射してから
光電面に入射する場合とがある。これらを分離す
ることができれば、数の少ない光電子増倍管を使
用して、シンチレーシヨンの生じたシンチレータ
の検出をなさせることが可能である。

第４図は直接入射光と間接入射光との分離の様
子を示している。

第４図Ａは、１つの光電子増倍管PMに対して
２つのシンチレータａ１，ａ２を組合せた例であ
り、光電子増倍管PMは、シンチレータａ１とａ
２との配列方向に交差する方向に配置してある。
シンチレータａ１とａ２との外周にはアルミニユ
ームの反射膜（Al）を設け、且つシンチレータ
ａ１のPMへの出力側には遮光膜（Black）を設
けてある。これにより、 ⁶⁸Ge− ⁶⁸Gaのγ線源
からの一様γ線はシンチレータａ１とａ２との入
射し、シンチレーシヨンを起し、シンチレーシヨ
ン光を発生する。このシンチレーシヨン光は反射
膜に当れば反射し、最終的にはシンチレータａ２
から出てPMに入射する。

第４図Ｂは光バイパス部ｃ１を設けた例であ
る。この場合にも、一方のシンチレータｂ１には
遮光膜を設けてあり、最終的には他方のシンチレ
ータｂ２からシンチレーシヨン光がPMに入射す
る。

第４図Ａ，Ｂによる同一エネルギー入力による
出力波形値とカウント値との関係図を、A₀，B₀
として示した。特性A₀で、D_Aは入射γ線がシン
チレータａ２に入射した場合でのピーク値、I_Aは
入射γ線がシンチレータａ１に入射した場合での
ピーク値を示す。

一方、特性B₀で、D_Bが入射γ線がシンチレー
タｂ２に入射した場合でのピーク値、I_Bは入射γ
線がシンチレータｂ１に入射した場合でのピーク
値を示す。

I_AとD_Aに比して、I_BとD_Bとが互いに接近し、且
つピークがI_AとD_Aに比して小さくなつているの
は光バイパス部ｃ１が存在するためである。

第４図のＣの特性A₀又はB₀のいずれにおいて
も前述の位置検出回路でシンチレータａ１かa₂の
いずれにシンチレーシヨンが発生しているか、シ
ンチレータb₁かb₂かのいずれにシンチレーシヨン
が発生しているかは弁別できる。

第５図は参考図であつて、アンガー形のシンチ
レータに代つて４個のシンチレータと２個の光電
子増倍管とで構成した放射線位置検出器の構成例
である。四個のシンチレータ３，，，，
は15mm×30mm×30mmのBGO結晶からなつていて、
30mm×30mmの面でシリコングリースあるいは透明
シリコンゴムなどで互いに光学的に接合され、外
径16mmの２つの光電子増倍管４，PM１，PM２
は両端のBGO結晶の配列方向と交差する方向に
光学的に接合され、その出力は同じく記載されて
いない前置増幅器を径て時間信号発生、エネルギ
ー選別、位置検出をおこなう回路に至る。シンチ
レータ３と光電子増倍管４とは外光を遮蔽するた
めにアルミ板からなる容器５で密蔽されている。
容器５と反射板６におけるシンチレータに対面し
ている面には硫酸バリウムあるいはアルミナから
なる光の反射材が塗付されている。これはシンチ
レータの側面から放出するシンチレーシヨン光を
反射させて再びシンチレータに入射させる効果を
持つ。前記の前置増幅器から位置検出回路までの
回路は、すべてよく知られた方法で実施すること
ができる。

この位置検出器を多数個用意しておき、これら
の検出器を第５図において紙面にほぼ直角に密接
して配置（多重配置）することによつて、ポジト
ロンエミツシヨンCTあるいはシングルフオトン
エミツシヨンCT（以下両者を総称してECTと略
称する）の検出器群を構成することができる。
各々の位置検出器のシンチレータはそれぞれ四つ
の断層面に関する検出器群を構成する。つまり、
各シンチレータの左右方向の厚さが各断層の厚さ
あるいは各断層間の間隔を規定する。

第５図の例では、２個の光電子増倍管の出力波
高値の和は検出されたガンマ線のエネルギーに関
する情報を持つ。理想的にはガンマ線の入射位置
にかかわらず上記出力波高値の和が一定であるべ
きであり、またそうであることが実際的にものぞ
ましい。理想に近づけるにはシンチレーシヨンの
発生位置から光電子増倍管に至るまでの損失を最
低にとどめる必要がある。そのためにはシンチレ
ータの材質、表面状態、反射材、光電子増倍管の
位置等を考慮しなければならないが、一般に中央
部で発生したシンチレーシヨンは出力波高値の和
が低くなる傾向は避けられない。第５図はこの傾
向を補正する目的で光電子増倍管PM１，PM２
をその光電面が最端から一つ内側のシンチレータ
，を一部見込み内側の２つの結晶のシンチレ
シヨン光を幾分多く出力できるようにシンチレー
タ，の若干内側寄りに配置されている。これ
は第５図の一つの特長である。この効果は四角形
の光電面をもつ光電子増倍管を使えばより的確に
得られる。

また、第５図では４個の小シンチレータを含む
が、これは３個でも５個あるいはそれ以上でも同
様に実施できることは言うまでもない。この個数
が多くなる程構成部品数は相対的に少なくなる一
方、検出位置決定の信頼性は減少する。

また、第５図では、前述の如く第８図に示すよ
うに小シンチレータと光電子増倍管の１組を複数
個つないでより大きいバンクを作ることも可能で
ある。位置検出回路は隣り合う２個の光電子増倍
管の組のすべてについてそれぞれ設けられる。放
射線を検出しシンチレーシヨンを発生したシンチ
レータは、それをはさむ２個の光電子増倍管と、
その出力を処理する位置検出回路によつて決定さ
れる。この場合任意の１組を考えると、そこから
充分離れたシンチレータでのシンチレーシヨンは
その１組に含まれる光電子増倍管に無視できる程
度の影響しか持たないと言う事実があり、このよ
うな構成が実用可能になる。

然るに、第５図の放射線検出器は、光電子増倍
管PM１，PM２が端部シンチレータ，のみ
に一対一に対向配置しているが故に、蛍光量の減
衰に対しては従来例と同じように位置検出精度が
悪い。

実施例１第１の実施例では、第９図に示すように15mm×
30mm×30mmのBGO結晶３を４個が密接して接合
されるが、両端のBGO結晶，と中央部の２
個の結晶，との境界はアルミニウムの薄膜あ
るいは光を透過しない程度の厚さを持つ反射材の
塗膜などからなる遮光膜７に遮光される。中央部
の２個の接する境界はシリコングリースなどで光
学的に結合される。外径29mmφの２個の光電子増
倍管PM１，PM２は、境界を遮光されて接合さ
れた２個のBGO結晶，及び，のそれぞ
れ１組を見込むように配置される。

BGO結晶から発したシンチレーシヨン光は
PM１にのみ入力し、BGO結晶から発したシン
チレーシヨン光はPM２にのみ入力する。結晶
のシンチレーシヨン光はPM１には直接に、PM
２には結晶を介して間接的に入射する。直接入
射光と間接入射光とでは第４図に示したように波
高値を異にするので、２個の光電子増倍管PM
１，PM２から同時に出力が得られた場合には結
晶，によるシンチレーシヨンであり、両出力
の大小関係からそのいずれによるものかを判断す
ることができる。これらの判断には第６図の回路
を適用する。

第６図は第９図に示されている位置検出器に接
続して使用される位置検出回路を示している。こ
の回路は第５図、第８図、第１０図〜第１４図に
示されている位置検出器の場合にも基本的には適
用できるものである。

以下、位置検出器としては第９図に示されてい
る実施例の場合について回路の動作を説明する。
回路の動作に関しては、他の実施例の場合も同様
である。

回路は大別して次の４つの部分から構成されて
いる。１１０は前置増幅器、１２０は時間信号発
生部、１３０はエネルギー選別部、１４０は位置
検出部である。

第９図に示されている位置検出器には２本の光
電子増倍管PM１，PM２が部分的に示されてい
る。この図では省略されている光電子増倍管PM
１，PM２の陽極はそれぞれ第６図の前置増幅器
部１１０の端子１１１，１１２に接続される。前
置増幅器部１１０内の記号＋H.T.で示されてい
る端子１１３は光電子増倍管のPM１，PM２の
陽極に接続される高圧電源の接続端子を表わして
いる。光電子増倍管PM１，PM２の陽極から出
力される信号電流はCR積分回路１１４Ａ，１１
４Ｂに入力し、短かい時定数で積分したのち増幅
器１１５，１１６で増幅される。その出力信号は
時間信号発生部１２０、エネルギー選別部１３
０、位置検出部１４０に入力する。

エネルギー選別部１３０では、増幅器１１５，
１１６の出力信号を入力してその和をとり、積分
回路１３１で信号電流を積分する。積分された信
号は位置検出器内でガンマ線が失つたエネルギー
に比例する波高値をもつ。この信号は増幅器１３
２で増幅したのち、２つのデイスクリミネータ
（波高選別器）１３３，１３４に入力する。２つ
のデイスクリミネータ１３３，１３４はそれぞれ
異なる波高選別レベルを有し、デイスクリミネー
タ１３３の波高選別レベルはデイスクリミネータ
１３４のそれより高い値に設定されている。いま
検出しようとしているガンマ線の信号はデイスク
リミネータ１３４の波高選別レベルより高く、デ
イスクリミネータ１３３のそれよりも低い波高値
をもつものに限る。γ線の信号の波高値がこの条
件を満足するときそれぞれのデイスクリミネータ
の出力信号が後段の回路に出力される。

時間信号発生部１２０はガンマ線の検出時刻の
情報を後段の回路に伝達する機能をもつ。その出
力信号はタイミング信号と呼ばれる。タイミング
信号は端子１２７，１２８から後段の回路へ出力
される。

前置増幅器部１１０の増幅器１１５，１１６の
出力信号はデイスクリミネータ１２１に入力しタ
イミング信号を発生する。このタイミング信号は
遅延回路１２２，１２３を経由してANDゲート
１２４に入力する。ANDゲート１２４にはエネ
ルギー選別部１３０からデイスクリミネータ１３
３，１３４の出力信号も入力し選別範囲の波高値
のときのみタイミング信号を通過させる。AND
ゲート１２４を通過したタイミング信号は回路１
２５で短かい間隔のパルスに整形され、ゲート１
２６により端子１２７，１２８から出力される。
遅延回路１２２では遅延時間が固定されているが
遅延回路１２３ではCRの時定数でタイミング信
号の遅延時間を調整するようになつている。これ
はデイスクリミネータ１３３，１３４出力信号と
タイミング信号がANDゲート１２４に到達する
時間を合せるために設けられている。

位置検出部１４０は３つのデイスクリミネータ
１４１，１４２，１４３を中心とする回路であ
る。この３つのデイスクリミネータは第２図に記
入されている３本の直線により２つの光電子増倍
管PM１，PM２の出力信号の存在するエリアを
決定する機能をもち、それぞれ直線D₁，D₂，D₃
に対応している。可変抵抗１４４，１４５はさき
に説明したA₁／A₂の比を１／0.22あるいは0.22／
１に設定するために設けられている。デイスクリ
ミネータ１４１，１４３の出力はANDゲート１
４６を経由し、デイスクリミネータ１４２の出力
信号はそのまま端子１４８，１４９からの後段の
回路へ出力する。この場合端子１４８，１４９の
２ビツトの信号は位置検出をすべき４つのエリア
00、01、10、11を指定するものとなつている。こ
の信号はタイミング信号と同期して出力するため
ANDゲート１４７Ａ，１４７Ｂに入力し、タイ
ミング信号が出力されるとき同時に出力するよう
にしている。

以上説明したとおり第６図の回路の機能によ
り、位置検出器においてγ線を検出したシンチレ
ータを特定し、その結果を２ビツトの信号として
後段の回路に伝達することができる。

更に本実施例によればPMが２つのシンチレー
タに接し、且つ遮光膜を設けたが故に、位置決定
の信頼度がよいことである。

さらに、両光電子増倍管の出力の和は、中央部
の結晶によるものが小さく出る傾向は残るもの
の、前記の第５図のものよりその程度が少ない。
これは、すべての結晶が光電子増倍管によつて直
接見込まれることに起因する。第９図においてそ
れぞれの光電子増倍管は外側の結晶より内側の方
を幾分多く見込んでいるのは、中央部のシンチレ
ーシヨンの出力の和が小さいのを補正するためで
ある。また、この場合でも角形光電子増倍管の使
用が適切である。また、第８図に例示したよう
に、この方式も後述するように上記１式のバンク
をつなぎ合せてより大きいバンクを作ることが可
能であるが、遮光膜の存在によつて不要に遠いシ
ンチレータからの出力が完全に遮光され、光電子
増倍管に不要な影響を与えない。

前記直接入射光と間接入射光との波高値の比は
それぞれの結晶の寸法状態によつて影響を受け
る。上記比は実用上好都合な範囲であるために、
結晶の表面の状態を適宜に選んで調整する。しか
しながら、光学的に結合された結晶境界面（結晶
１と２との接する表面）の面積に比べてその面に
直角な結晶の深さが大きくなるにつれて間接入射
光が直接入射光に比べて小さくなる。したがつて
結晶寸法によつては、結晶の表面状態では調整し
きれない場合がある。第４図Ｂに示すように、光
学的に結合された二つの結晶の上面にたとえばア
クリル樹脂のカマボコ型の光学的バイパス部c₁を
作つて光学的な結合をさらに強めると、間接入射
光の波高値が相対的に大きくなる。間接入射光の
波高値が小さすぎる場合に上記の対策が効果的で
あるが、上記と同様に光学結合を強化する他の１
例を第１０図に示す。図は中央部の２個の結晶３
の部分を抜き出して示したものである。容器５の
上面は結晶３の上面との間に十分の空間があるよ
うに空間部８Ａを形成しておく。遮光膜７は上記
空間を分割して容器５の上面に接するまで伸ばし
てある。遮光膜７および容器５の裏側の表面は反
射率の高い反射材が塗付されている。このように
すると、１つの結晶３の上面から放出したシンチ
レーシヨンは遮光膜と容器にかこまれた空間部８
Ａをはしつた後それらの表面で乱反射をした後他
の１つの結晶３に入射する確率は増加し、光学的
結合が強化される。つまり上記空間は光学的なバ
イパスを構成する。結晶の上面に結晶と空気の中
間の屈析率を持つ物質、たとえばシリコングリー
スや透明シリコンゴムの膜８を付着させることに
より結晶３から上面の空間に放出する光量を増加
させ光学的結合をさらに強化することもできる。
この方法は、光電子増倍管とそれから離れたシン
チレータとの間に光学的バイパスを設け、その分
だけ光電子増倍管出力を増加させるものであり、
第５図の中央部のシンチレータからの出力の和が
小さくなる傾向を補正するのにも利用できる。

第１の実施例に示した位置検出器は第５図の場
合と同様に、ECTの一つの断層面に関するリン
グ状検出器群を構成することも、多層断層の各断
層面にまたがつて配置することも可能である。

第１の実施例では４個の結晶と２個の光電子増
倍管からなる位置検出器を示したが、ことなる個
数で構成することもあるいは１個のバンクとして
のみならずバンクの組合せを連続的におこなうこ
とも可能である。

実施例２第２の実施例は、バンク組合せの例である。第
１１図は結晶３と光電子増倍管４と遮光膜７との
配置のみを示す略図である。これは第一の実施例
の内容を容器から取り出して２組並べたものであ
る。このように１組のバンクを次々に並べて如何
程にも直線形、リング形等いずれにおいても大き
いバンクを作ることができる。

第１２図では遮光膜７で遮光された２個の結晶
３とその両者を見込む１個の光電子増倍管４が１
個の単位をなして、それを連続的に結合すること
によつて位置検出器が構成される。結晶に図の左
端から〜、光電子増倍管を左からPM１，
PM２，PM３と名付ける。結晶の発光は光電
子増倍管PM１と図示されないがその左にある光
電子増倍管PM０によつて決定される。同様に結
晶，または，は光電子増倍管PM１，
PM２またはPM２，PM３によつて決定される。
決定のしかたは実施例１の場合と同じでよい。こ
のような構成は結晶を密接して閉じた曲線、たと
えば円周上にすきまなく配列するような端部のな
い場合に好都合である。上記は結晶の形を直方体
から若干変形させることで可能になる。

第１３図は、１個のPMに対して３個のシンチ
レータ，，を割当てた例であり、図の中心
から左右いずれかの１組を単位にして連続的に並
べればよく、位置決定法はすでに述べた所から明
らかである。

第１４図はシンチレータ３と光電子増倍管４を
ライトガイド８を介して接合した例で、単位は３
個の結晶，，と１個の光電子増倍管PM１
（又はPM２，PM３）の組合せからなる。この場
合には結晶のシンチレーシヨンが結晶あるい
はを介して光電子増倍管PM２に入らねばなら
ず、この出力波高値が極端に小さくなる可能性が
ある。また結晶のシンチレーシヨンは光電子増
倍管PM１とPM２とに等分されるので、上記の
ような結晶およびの直接および間接入射光の
配分は十分に注意して選ばねばならず、第１０図
に示したような光学的バイパスの強化などを用い
る必要が生じ得る。この例のようにライトガイド
８を使うと、光電子増倍管が見込むべきシンチレ
ータ面の形状を自由にすることができる。図はそ
の特長を利用してシンチレータをリング状に配列
した例である。また光電子増倍管の寸法について
も自由な選択が可能になる。ライトガイドの利用
はこの例のみならず外のいかなる例にも適用でき
ることは云うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明の放射線位置検出器は、光電子増倍管を
シンチレータの配列方向と交差する方向に配置し
且つ２以上のシンチレータに光電面が対向するよ
うに配置したが故に、位置の決定の信頼度を多く
損なうことがなくなつた。更に実質上、光電子増
倍管や前置増幅器のような部品の数を減少させる
ことができるので、経済性を向上させることがで
き、しかも小さいシンチレータを密接して配列さ
せることができるので、これを要求されるポジト
ロンECTスキヤナのリングデテクタとしてとく
に有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はター・ボゴシアンが提案した多層ポジ
トロンCTに使われる位置検出器の概念図、第２
図は本発明の放射線位置検出器における光電子増
倍管対の出力波高値とカウント数との関係を示す
グラフ図、第３図は第１図に示す従来の放射線位
置検出器における光電子増倍管対の出力波高値と
カウント数との関係を示すグラフ図、第４図は本
発明の放射線位置検出器における直接入射するガ
ンマ線と間接入射するそれとの関係を示すグラフ
図、第５図は参考のための図であつて、放射線位
置検出器におけるシンチレータおよび光電子増倍
管まわりの一構成図、第６図は位置検出回路の回
路図、第７図は第２図の区分エリアのみを取り出
して表示した図、第８図はシンチレータおよび光
電子増倍管まわりのバンク構成を示す図、第９図
は本発明の実施例におけるシンチレータおよび光
電子増倍管まわりの構成を示す図、第１０図は他
の実施例におけるシンチレータおよび光電子増倍
管まわりの構成を示す図、第１１図はさらに他の
実施例におけるシンチレータおよび光電子増倍管
まわりの構成を示す図、第１２図はさらに他の実
施例におけるシンチレータおよび光電子増倍管ま
わりの構成を示す図、第１３図はさらに他の実施
例におけるシンチレータおよび光電子増倍管まわ
りの構成を示す図、第１４図はさらに他の実施例
におけるシンチレータおよび光電子増倍管まわり
の構成を示す図である。２……位置検出器、３……シンチレータ、４…
…光電子増倍管、７……遮光膜、８……ライトガ
イド。

Claims

【特許請求の範囲】１第１の方向に列状に結合された複数個のシン
チレータからなるシンチレータ群と、シンチレー
タ群の端部の近くに対称に配置され、それぞれの
光電面が少なくとも２個以上のシンチレータに対
向して配置され、かつそれぞれの光電面が前記第
一の方向に交差する方向を向いて配置された２個
の光電子増倍管からなる光電子増倍管対と、光電
子増倍管対に接続され、シンチレータ群の中でシ
ンチレーシヨンが生じたときに、光電子増倍管対
から発生する一対の出力信号の大小関係を比較す
ることによつて、シンチレーシヨンを生じたシン
チレータを特定する位置検出回路とからなるこ
と、を特徴としている放射線位置検出器。２光電子増倍管対によつて見込まれるシンチレ
ータが４個からなつていて、光電子増倍管の各々
がシンチレータ群の端に位置しているシンチレー
タおよびそれに隣接しているシンチレータの一部
をも見込むように配置されている特許請求の範囲
第１項に記載の放射線位置検出器。３シンチレータ群のシンチレータはたがいに接
する表面を光学的に結合されている特許請求の範
囲第１項に記載の放射線位置検出器。４シンチレータ群がこれを構成するシンチレー
タにおける光学的に結合された表面以外の表面を
たがいに結合する光学的バイパスを具備させられ
ている特許請求の範囲第３項に記載の放射線位置
検出器。５シンチレータ群を構成するシンチレータのた
がいに接する表面の少なくとも二つは遮光膜を介
してかつ少なくとも一つは光学的に結合され、光
電子増倍管対のそれぞれの光電子増倍管は遮光膜
を介して結合された一連のシンチレータを見込む
ようにシンチレータ群に配列されている特許請求
の範囲第１項に記載の位置検出器。６シンチレータ群のシンチレータが４個であ
り、これらを２個ずつ組み分けした組相互の接合
面を光学的に結合し、それぞれの組のシンチレー
タは遮光膜を介して結合され、光電子増倍管対の
それぞれの光電子増倍管はその光電面の主要部が
前記の２個のシンチレータのうち、前記組と光学
的に結合されるシンチレータに面するように結合
されている特許請求の範囲第５項に記載の放射線
位置検出器。７シンチレータ群がシンチレータの結合された
表面以外の表面を結合する光学的バイパスを具備
させられている特許請求の範囲第５項に記載の放
射線位置検出器。８第一の方向に列状に結合された複数個のシン
チレータからなるシンチレータ群と、シンチレー
タ群の端部の近くに対称に配置され、それぞれの
光入力面が少なくとも２個以上のシンチレータに
対向して配置され、シンチレータ中で発生したシ
ンチレーシヨン光を一方の端部から取込みガイド
するライトガイドと、該ライトガイドの他方の端
部から取出されるシンチレーシヨン光を検出する
ことができる光電子増倍管と、相隣り合う光電子
増倍管に接続され、シンチレータ群の中でシンチ
レーシヨンが生じたときに、相隣り合う光電子増
倍管から発生する一対の出力信号の大小関係を比
較することによつて、シンチレーシヨンを生じた
シンチレータを特定する位置検出回路とからなる
こと、を特徴としている放射線位置検出器。