JPH04274794A - 半導体放射線位置検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガンマカメラ、シン
グルフォトンエミッションＣＴ（コンピュータトモグラ
フィ）装置、ポジトロンエミッションＣＴ装置などの核
医学診断装置あるいはＸ線ＣＴ装置、Ｘ線撮影装置など
の医学診断装置の分野、及び理工学の分野で用いられる
半導体放射線位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、沃化水銀単結晶などからなる
半導体放射線検出素子を複数個マトリクス状に配列した
半導体検出器を用い、その行及び列方向各出力から放射
線入射位置を計算する半導体放射線位置検出装置が知ら
れている（米国特許第４、７２７、２５６）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
放射線位置検出装置では半導体検出器の信号取り出し部
に高感度な電荷感度型プリアンプを使用するため、検出
器の部分が振動したとき、プリアンプの入力端と容器と
の間の浮遊容量の変化等に起因してマイクロフォニック
ノイズと呼ばれる回路雑音が生じ、放射線位置計算回路
が放射線検出信号と間違えて誤動作することがあるとい
う問題がある。

【０００４】この発明は、振動によって誤動作するおそ
れを除去した半導体放射線位置検出装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による半導体放射線位置検出装置において
は、振動検出手段を放射線検出手段の近傍に設けて、振
動検出出力が基準レベルを越えている間は位置検出手段
の動作を一次的に停止することが特徴となっており、こ
れにより放射線検出手段の部分が振動したときに位置検
出手段が誤動作するおそれがなくなる。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図１において、検出器部１
は各行、各列にマトリクス状に（この実施例では４×４
に）配列された半導体放射線検出素子２を備えており、
これらの半導体放射線検出素子２の各行（Ｘ方向に並ぶ
行）の出力（この場合４チャンネル）はＸ方向のプリア
ンプ群３に入力され、各列（Ｙ方向に並ぶ列）の出力（
４チャンネル）はＹ方向のプリアンプ群４に入力される
。プリアンプ群３からの各チャンネルの出力波形の例を
図２に示す。プリアンプ群４についても同様である。 これら各行出力、各列出力は波形整形回路及びディスク
リミネータ５を通って位置計算回路９に送られ、Ｘ方向
及びＹ方向の位置信号Ｘ，Ｙが得られる。また、ディス
クリミネータのＸ方向側の１チャンネル以上とＹ方向側
の１チャンネル以上とが所定の時間内で同時にパルス信
号を出したとき、図２に示すようにＯＲ回路及び同時検
出回路６からトリガパルスが発生し、ＡＮＤゲート回路
７を経てタイミング回路８に送られ、このタイミング回
路８の動作が開始する。波形整形回路及びディスクリミ
ネータ５の各波形整形回路の出力は、図では省略してい
るアナログマルチプレクサなどを介してエネルギー波高
分析器１０に入力され、所定のエネルギー範囲に入って
いる場合にタイミング回路８に信号を送る。これにより
タイミング回路８はＵＮＢＬＡＮＫ信号を出力し、この
信号と上記の位置信号Ｘ，Ｙがデータ収集処理装置１１
に取り込まれるとともに、図示しないＣＲＴ表示装置に
送られ放射線事象の位置表示がなされる。

【０００７】検出器部１には、放射線検出素子２及びプ
リアンプ群３、４の近傍に、たとえば圧電型振動センサ
ーなどの振動検出素子及び増幅器２１が設けられており
、その出力はディスクリミネータ及びワンショット回路
２３に送られ、基準電圧回路２２からの基準電圧レベル
Ｌと比較される。振動検出素子及び増幅器２１の出力は
、振動が生じたときには図２のように基準電圧レベルＬ
を越えることになり、ディスクリミネータ及びワンショ
ット回路２３から図２に示すようにパルス信号が発生す
る。このワンショット回路はパルス信号発生中に入力が
再度基準電圧レベルＬを越えたときに再度トリガされパ
ルス幅が延長されるようないわゆるリトリガラブルな構
成が望ましい。このパルス信号はインバート回路２４を
経てＡＮＤゲート回路７に送られるため、このパルス信
号が生じている間は、図２に示すように、ＯＲ回路及び
同時検出回路６の出力がゲート回路７を通ってタイミン
グ回路８に伝達されるのが阻止される。この場合、振動
検出素子及び増幅器２１はＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の
各振動方向毎に設けることが望ましく、かつ周波数特性
も考慮することが望ましい。なお、このゲート回路７に
入るまでの２つの信号系統つまり、プリアンプ群３、４
、波形整形回路及びディスクリミネータ５、ＯＲ回路及
び同時検出回路６の信号系統と、振動検出素子及び増幅
器２１、ディスクリミネータ及びワンショット回路２３
、インバート回路２４の信号系統のどちらかに遅延回路
等を入れて両者のタイミングを調整しておく。

【０００８】ディスクリミネータ及びワンショット回路
２３の出力はゲート回路２６に送られて発振回路２５か
らの出力をゲートする。これにより振動によってゲート
回路７が閉じられている間、ゲート回路２６は逆に開い
て発振回路２５の出力をカウンタ２７に送る。そのため
、カウンタ２７ではゲート回路７が閉じられていた時間
の合計に相当するカウント値が得られる。このゲート回
路７が閉じられていた時間の合計に関する情報はデータ
収集処理装置１１に取り込まれ、実際にデータ収集に要
した時間から、振動検出によってゲート回路７が閉じて
データ収集できなかった時間の合計を差し引くことによ
って、正味のデータ収集時間を得ることができる。

【０００９】図３は第２の実施例を示すもので、その構
成は図１とほとんど同じであるから、同じ部分には同じ
符号を付けて説明は省略し、異なる部分のみ説明するこ
ととする。図３では、図１の振動検出素子及び増幅器２
１の代わりにプリアンプ３１を設け、この出力をディス
クリミネータ及びワンショット回路３３に送って基準電
圧回路３２からの基準電圧レベルＬ’と比較するように
している。プリアンプ３１はプリアンプ群３、４に含ま
れる各プリアンプと同様のものであり、放射線検出素子
２及びプリアンプ群３、４の近傍に、たとえば同一基板
に、設けられる。そして、図４に示すようにプリアンプ
３１の出力が基準電圧レベルＬ’を越えると、ディスク
リミネータ及びワンショット回路３３からパルス信号が
生じ、ゲート回路７が閉じられる。

【００１０】プリアンプ３１はたとえば図５または図６
のように接続される。図５はＤＣ接続型のプリアンプの
例で、図６はＡＣ接続型のプリアンプの例である。図５
では、プリアンプ群３のなかの１つのプリアンプ３’が
放射線検出素子２及びフィルター回路５０を介してバイ
アス電圧Ｖｂに接続されているので、放射線検出素子２
に相当するコンデンサ３０を介してプリアンプ３１がフ
ィルター回路５０の一端に接続されている。また図６で
は、プリアンプ群４のなかの１つのプリアンプ４’がＡ
Ｃ結合コンデンサ５２を介して放射線検出素子２の一端
に接続され、その一端にはフィルター回路５０及びバイ
アス抵抗５１を介してバイアス電圧Ｖｂが供給されてい
る。そこで同様に、放射線検出素子２に相当するコンデ
ンサ３０とバイアス抵抗６１との接続点に、ＡＣ結合コ
ンデンサ６２を介してプリアンプ３１が接続される。

【００１１】振動によるマイクロフォニックノイズは、
放射線検出素子２及びプリアンプ３’、４’の入力端と
容器との間の浮遊容量が振動により変化し、バイアス電
圧Ｖｂとの結合でノイズ電流が発生することに起因する
。そのため、上記のように放射線検出素子２と同程度の
容量を持ち、かつ放射線に関する感度が放射線検出素子
２に比較して十分に低い特性を持つコンデンサ３０を接
続し、またバイアス電圧Ｖｂにも結合することにより、
プリアンプ３’、４’から生じるマイクロフォニックノ
イズとまったく同じノイズを、プリアンプ３１から理想
的に得ることができることになる。

【００１２】ここで、ディスクリミネータ及びワンショ
ット回路３３は波形整形回路及びディスクリミネータ５
と基本的に同じ回路構成とし、前者に関する基準電圧レ
ベルＬを後者のスレッショルドレベルより低くすると、
ノイズによる誤動作が完全に防止できるので、そうする
ことが望ましい。このように放射線検出素子２、プリア
ンプ群３、４、波形整形回路及びディスクリミネータ５
の放射線検出のための信号系統と、プリアンプ３１、デ
ィスクリミネータ及びワンショット回路３３の振動検出
のための信号系統とをほとんど同じに構成することによ
り、それらの周波数特性を一致させることができ、振動
方向別にプリアンプ３１を設ける必要はなくなる。

【００１３】なお、この発明は、その要旨を逸脱しない
範囲で種々の変形が可能である。たとえば図１、図３の
例でディスクリミネータ及びワンショット回路２３、３
３の出力の代わりにインバート回路２４の出力をゲート
回路２６に入力してカウンタ２７により正味のデータ収
集時間に関する情報を得るよう構成することもできる。 また、他の構成の２次元放射線位置検出装置や、１次元
、３次元放射線位置検出装置にも適用可能であるととも
に、シングルフォトンエミッションＣＴ装置やポジトロ
ンエミッションＣＴ装置のように放射線検出器をリング
状に配列した放射線位置検出装置にも適用可能である。 さらに上記の各例では、ガンマカメラのように放射線事
象毎に位置検出しているが、Ｘ線ＣＴ装置やＸ線撮影装
置のように放射線事象信号を積分する場合にも適用でき
る。このほか、放射線検出素子２としてシンチレータと
半導体フォトダイオードとを組み合わせたタイプのもの
にも適用が可能である。

【００１４】

【発明の効果】以上、実施例について説明したように、
この発明の半導体放射線位置検出装置によれば放射線検
出手段の部分が振動したときに位置検出手段が誤動作す
る心配がなくなる。そのため、とくにガンマカメラのエ
ミッションＣＴのための回転や全身スキャンなどの、デ
ータ収集中に放射線検出手段の部分の移動が伴うような
場合でも、空間分解能や均一性の低下といった画質の劣
化を生じることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例のブロック図。

【図２】動作説明のためのタイムチャート。

【図３】この発明の第２の実施例のブロック図。

【図４】動作説明のためのタイムチャート。

【図５】図３の一部分の具体例の回路図。

【図６】図３の一部分の他の具体例の回路図。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　　　　　　　放射線検出器部２
　　　　　　　　　　　　　　　　放射線検出素子３、
４　　　　　　　　　　　　プリアンプ群５　　　　　
　　　　　　　　　　　波形整形回路及びディスクリミ
ネータ ６　　　　　　　　　　　　　　　　ＯＲ回路及び同時
検出回路７、２６　　　　　　　　　　ゲート回路８　
　　　　　　　　　　　　　　　タイミング回路９　　
　　　　　　　　　　　　　　位置計算回路１０　　　
　　　　　　　　　　　エネルギー波高分析器１１　　
　　　　　　　　　　　　データ収集処理装置２１　　
　　　　　　　　　　　　振動検出素子及び増幅器２２
、３２　　　　　　　　基準電圧回路２３、３３　　　
　　　　　ディスクリミネータ及びワンショット回路 ２４　　　　　　　　　　　　　　インバート回路２５
　　　　　　　　　　　　　　発振回路２７　　　　　
　　　　　　　　　カウンタ３’、４’、３１　　プリ
アンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　放射線検出手段と、該検出手段の出力
   信号により位置計算を行なう位置検出手段と、上記放射
   線検出手段の近傍に設けられた振動検出手段と、該振動
   検出手段から出力される信号が所定の基準レベルを越え
   ている間、上記の位置検出手段の動作を一次的に停止す
   る制御手段とを備えることを特徴とする半導体放射線位
   置検出装置。