JPH04290984A - 放射線検出器用シンチレータブロック接合体 - Google Patents

放射線検出器用シンチレータブロック接合体

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JPH04290984A
JPH04290984A JP3054293A JP5429391A JPH04290984A JP H04290984 A JPH04290984 A JP H04290984A JP 3054293 A JP3054293 A JP 3054293A JP 5429391 A JP5429391 A JP 5429391A JP H04290984 A JPH04290984 A JP H04290984A
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岳穂 川中
Toshihiko Riyuuou
俊彦 流王
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    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2002Optical details, e.g. reflecting or diffusing layers
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    • G01T1/202Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal

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】本発明は、例えば陽電子放出核種
断層撮影装置(ポジトロンCT)のような放射線医療診
断装置に用いる放射線検出器用シンチレータブロック接
合体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポジトロンCTは、陽電子を放出する放
射線源を被検体に投与し、被検体の周囲にリング状に配
置された放射線検出器にて、陽電子が消滅した時に出る
消滅γ線を回転走査して多方向からの情報を採取し、こ
れを計算機処理して被検体の断層像を得る撮影装置であ
る。
【0003】ポジトロンCTに用いられる放射線検出器
は、図6に示すように4つの光電子増倍管11、12、
13、14の入射窓1aに、溝の深さを周辺部程深くし
て複数のシンチレータチップ21、22、・・・に区画
されたシンチレータ2を連結したものが用いられている
。被検体中の放射線源から照射されたγ線は、放射線検
出器のシンチレータチップに順次入射してシンチレーシ
ョン光を発する。複数個のシンチレータチップの区画は
溝の深さを周辺部ほど深くしているため、例えばシンチ
レータチップ21に入射したγ線によるシンチレーショ
ン光は、主に光電子増倍管13に入射するが、シンチレ
ータチップ22に入射したγ線によるシンチレーション
光は、光電子増倍管13と14に入射する。従って、光
電子増倍管11、12、13、14の信号光の量により
複数個のシンチレータチップの弁別が可能となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】溝の深さを変えること
で、シンチレータチップの弁別を図るという公知の方法
は、溝を例えば外周切断機で形成するため、溝幅が0.
8mm以上となる。当然ながら溝の部分はγ線を検知す
ることができないため、断層像の空間分解能を高くする
目的でシンチレータチップの細分化をおこなうと、この
γ線に不感の部分の割合が高くなるという欠点が生じる
。 そこで本発明は、複数個の光電子増倍管を組み合わせた
放射線検出器に適合する不感部分の少ないシンチレータ
ブロック接合体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
めになされた、本発明の放射線検出器用シンチレータブ
ロック接合体を実施例に対応する図1及び図2を用いて
説明する。
【0006】同図に示すように本発明の放射線検出器用
シンチレータブロック接合体は、複数組み合わされた光
電子増倍管11・12・13・14の入射窓11a・1
2a・13a・14aに光電子増倍管の数よりも多い数
のシンチレータブロック31(31a.31b...)
、32(32a.32b...)、・・・、36(36
a.36b...)を接合して該入射窓の大きさにシン
チレータブロック群の光出射面の大きさを整合させてあ
るシンチレータブロック接合体3であって、各シンチレ
ータブロックの接合界面が異なった光反射率である。
【0007】上記の放射線検出器用シンチレータブロッ
ク接合体は、複数組み合わされた光電子増倍管11・1
2・13・14の組み合わせ界面16および17から遠
ざかるにしたがって、各シンチレータブロックの接合界
面の光反射率が大きくなっている。
【0008】例えば光電子増倍管11と12および13
と14の組み合わせ界面16を中心として、シンチレー
タブロック33(33a.33b...)と34(34
a.34b...)との接合界面よりシンチレータブロ
ック33(33a.33b...)と32(32a.3
2b...)との接合界面の光反射率が大きくなってい
る。さらにシンチレータブロック33(33a.33b
...)と32(32a.32b...)との接合界面
よりシンチレータブロック32(32a.32b...
)と31(31a.31b...)との接合界面の光反
射率が大きくなっている。組み合わせ界面16を中心と
して対称に、シンチレータブロック33(33a.33
b...)と34(34a.34b...)との接合界
面よりシンチレータブロック34(34a.34b..
.)と35(35a.35b...)との接合界面の光
反射率が大きくなっている。さらにシンチレータブロッ
ク34(34a.34b...)と35(35a.35
b...)との接合界面よりシンチレータブロック35
(35a.35b...)と36(36a.36b..
.)との接合界面の光反射率が大きくなっている。光電
子増倍管12と13および11と14の組み合わせ界面
17を中心としてみた場合、シンチレータブロック31
c.32c...36cと31d.32d...36d
との接合界面よりシンチレータブロック31d.32d
...36dと31e.32e...36eとの接合界
面の光反射率が大きくなっている。さらにシンチレータ
ブロック31d.32d...36dと31e.32e
...36eとの接合界面よりシンチレータブロック3
1e.32e...36eと31f.32f...36
fとの接合界面の光反射率が大きくなっている。組み合
わせ界面17を中心として対称に、シンチレータブロッ
ク31c.32c...36cと31d.32d...
36dとの接合界面よりシンチレータブロック31c.
32c...36cと31b.32b...36bとの
接合界面の反射率が大きくなっている。さらにシンチレ
ータブロック31c.32c...36cと31b.3
2b...36bとの接合界面よりシンチレータブロッ
ク31b.32b...36bと31a.32a...
36aとの接合界面の光反射率が大きくなっている。
【0009】上記のように複数組み合わされた光電子増
倍管11・12・13・14の組み合わせ界面16およ
び17から遠ざかるにしたがって、各シンチレータブロ
ックの接合界面の光反射率が大きくするために、例えば
以下の■〜■の順に構成されている。■シンチレータブ
ロック33(33a.33b...)と34(34a.
34b...)との接合界面およびシンチレータブロッ
ク31c.32c...36cと31d.32d...
36dとの接合界面は透明な充填材料6の層(第3図参
照)である。■シンチレータブロック33(33a.3
3b...)と32(32a.32b...)との接合
界面、シンチレータブロック34(34a.34b..
.)と35(35a.35b...)との接合界面、シ
ンチレータブロック31d.32d...36dと31
e.32e...36eとの接合界面およびシンチレー
タブロック31c.32c...36cと31b.32
b...36bとの接合界面は空気の層9(第3図参照
)である。■シンチレータブロック32(32a.32
b...)と31(31a.31b...)との接合界
面、シンチレータブロック35(35a.35b...
)と36(36a.36b...)との接合界面、シン
チレータブロック31e.32e...36eと31f
.32f...36fとの接合界面およびシンチレータ
ブロック31b.32b...36bと31a.32a
...36aとの接合界面は反射材料5を充填した層(
第3図参照)である。
【0010】透明な充填材料6はシリコーン樹脂組成物
が好ましい。このシリコーン樹脂組成物は、透明度が高
く、かつ屈折率が高いことより界面反射が少なくなるの
で好ましい。また無溶剤タイプでシンチレータと接着が
可能なゴム状組成物が好ましい。具体例としてはシンチ
レータの材質がGBOの場合、信越化学工業株式会社製
のKE−109シリコーン樹脂組成物がある。
【0011】反射材料5はポリテトラフルオロエチレン
が適度な透明度及び屈折率を持っているので好ましく、
特にテープ状のもの(テフロンテープ)が好ましい。こ
のポリテトラフルオロエチレンの代わりにポリトリフル
オロエチレンまたはポリジフルオロエチレンを用いれば
光反射率を減ずることができる。またTiO2(酸化チ
タン)や BaSO4(硫酸バリウム)を用いれば光反
射率を増やすことができる。
【0012】シンチレータの材料としては、Bi4Ge
3O12結晶(BGO結晶)が好ましい。
【0013】シンチレータブロック31、32、33、
34、35、36の接合に用いる透明な充填材料および
反射材料の厚さは0.2mm以下と非常に薄くすること
ができる。また、例えばシンチレータチップ31a、3
1b、31c、31d、31e、31fは溝の深さを同
じにすることで多刃機により加工が可能となり、溝の幅
を0.35mm程度と小さくすることができる。そのた
めγ線に対する不感部分の割合を減らすことができる。
【0014】
【作用】本発明の放射線検出器用シンチレータブロック
接合体3にガンマ線を照射した場合の作用を以下に説明
する。説明を理解し易くするため、上記構成の中から第
4図に示すようにシンチレータブロック31(31a.
31b.31c.31d.31e.31f)にガンマ線
γa.γb.γc.γd.γe.γf が夫々照射され
た場合について説明する。
【0015】シンチレータブロック31aにガンマ線γ
a が照射されると発光し、略直下に向かって直進する
光およびシンチレータブロック31aの側壁面で反射す
る殆どの光が光電子増倍管14に入射する。反射材料5
を透過するわずかな光および反射材料5が途切れた部分
8を透過するわずかな光が光電子増倍管11に到達する
。 シンチレータブロック31bにガンマ線γb が照射さ
れると発光し、略直下に向かって直進する光、シンチレ
ータブロック31bの反射材料5側の壁面で反射する光
およびシンチレータブロック31bの空気層9との界面
での反射光が光電子増倍管14に入射する。その空気層
9を透過する光および空気層9が途切れた部分8を透過
するわずかな光が光電子増倍管11に到達する。シンチ
レータブロック31cにガンマ線γc が照射されると
発光し、略直下に向かって直進する光、シンチレータブ
ロック31cの空気層9との界面での反射光および透明
な充填材料6側の壁面で僅かに反射する光が光電子増倍
管14に入射する。透明な充填材料6を透過するかなり
の光および透明な充填材料6が途切れた部分8を透過す
るわずかな光が光電子増倍管11に到達する。その結果
、シンチレータブロック31aが発光して光電子増倍管
11がカウントするフォトンの数は、シンチレータブロ
ック31bが発光して光電子増倍管11がカウントする
フォトンの数より確率からみて多くなる。同様にシンチ
レータブロック31bが発光して光電子増倍管11がカ
ウントするフォトンの数は、シンチレータブロック31
cが発光して光電子増倍管11がカウントするフォトン
の数より確率からみて多くなる。さらにシンチレータブ
ロック31d、31eおよび31fに夫々ガンマ線γd
、γe、γf が夫々照射されると、光電子増倍管11
がカウントするフォトンの数は、シンチレータブロック
31dの発光によるフォトンの数、シンチレータブロッ
ク31eの発光によるフォトンの数、シンチレータブロ
ック31fの発光によるフォトンの数の順に少なくなる
【0016】上記の事実から光電子増倍管11がカウン
トするフォトンの数によりどのシンチレータブロックが
発光しているかを統計的な頻度で表してあるのが図5で
ある。この図5から解るように、光電子増倍管11がフ
ォトンの数を多くカウントしたときに発光しているシン
チレータブロックは、シンチレータブロック31aであ
る頻度が極めて高い。次にフォトンの数を多くカウント
したときに発光しているシンチレータブロックは、シン
チレータブロック31bである頻度が高い。以下、順に
カウントするフォトンの数が順に少ない集団は、シンチ
レータブロック31c、31d、31eおよび31fが
夫々発光している頻度が高い。
【0017】したがって光電子増倍管11がカウントす
るフォトンの数がどの集団に属するかによって、シンチ
レータブロック31a、31b、31c、31d、31
e及び31fの中でシンチレータブロックが発光してい
るかを知ることができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0019】第1図は本発明を適用する放射線検出器用
シンチレータの実施例を示す斜視図である。この放射線
検出器用シンチレータ3は、4本組み合わせた光電子増
倍管11・12・13・14の入射窓11a・11b・
11c・11dに光学的に接合してある。シンチレータ
ブロック接合体3は、シンチレータブロック31(31
a.31b.31c.31d.31e.31f)、シン
チレータブロック32(32a.32b.32c.32
d.32e.32f)、シンチレータブロック33(3
3a.33b.33c.33d.33e.33f)、シ
ンチレータブロック34(34a.34b.34c.3
4d.34e.34f)、シンチレータブロック35(
35a.35b.35c.35d.35e.35f)お
よびシンチレータブロック36(356.36b.36
c.36d.36e.36f)からなっている。
【0020】シンチレータブロック31は48mm×2
5mm×4mmのBGO結晶からなっており、全6面を
GC#600のグリーンカーボンでラップ加工した後、
そのうちの48mm×4mmの1面をコロイダルシリカ
の研磨剤で鏡面に仕上げてある。その鏡面仕上げ面を残
して、第2図に示すように幅0.35mm、深さ23.
5mmの切り込み5本を入れてシンチレータブロック3
1a、31b、31c、31d、31eおよび31fに
分割してある。シンチレータブロック31cと31dの
切り込みには、図3に示すようにシリコーン樹脂組成物
(信越化学工業株式会社製KE−109)6を充填して
ある。シンチレータブロック31aと31bとの間の切
り込みおよびシンチレータブロック31eと31fとの
間の切り込みには、テフロンテープ5を挿入し、シアナ
ミド系接着剤(東亜合成化学株式会社製のアロンアルフ
ァ)で固定してある。
【0021】各シンチレータブロック32、33、34
、35および36は、上記シンチレータブロック31と
同一の構成である。シンチレータブロック33と34は
、前記シリコーン樹脂組成物で接着してある。シンチレ
ータブロック32と33の間およびシンチレータブロッ
ク34と35の間は若干の空間がある。シンチレータブ
ロック32とシンチレータブロック31の間およびシン
チレータブロック35と36の間は、テフロンテープを
挿入し、前記シアナミド系接着剤で接着してある。
【0022】これらのシンチレータブロック31、32
、33、34、35および36からなるシンチレータブ
ロック接合体3は、鏡面仕上げ面以外の5面(#600
のラップ加工のままの面)にテフロンテープ7が貼りつ
けられている。
【0023】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の放
射線検出器用シンチレータブロック接合体は、複数の光
電子増倍管を組み合わせて入射窓を並べてある放射線検
出器に適合するものである。したがってこのシンチレー
タブロック接合体を用いた放射線検出器は、解像力、感
度が高いものになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放射線検出器用シンチレータブロック
接合体の使用状態を示す斜視図。
【図2】本発明の放射線検出器用シンチレータブロック
接合体の製造途中の状態を示す斜視図。
【図3】本発明の放射線検出器用シンチレータブロック
接合体の製造途中の状態を示す斜視図。
【図4】本発明の放射線検出器用シンチレータブロック
接合体の動作状態を説明する図。
【図5】本発明の放射線検出器用シンチレータブロック
接合体の動作による発光フォトン数の分布頻度を示す図
。従来の放射線検出器用シンチレータブロック接合体の
斜視図。
【図6】従来の放射線検出器用シンチレータブロック接
合体の斜視図。
【符号の説明】
1・11・12・13・14は光電子増倍管、1a・1
1a・12a・13a・14aはその入射窓、2・3は
シンチレータブロック接合体、5は反射材、6は透明樹
脂、7はテフロンテープ、9は空間、31〜36はシン
チレータブロックである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数組み合わされた光電子増倍管の入射窓
    に光電子増倍管の数よりも多い数のシンチレータブロッ
    クを接合して該入射窓の大きさにシンチレータブロック
    群の光出射面の大きさを整合させてあるシンチレータブ
    ロック接合体であって、各シンチレータブロックの接合
    界面が異なった光反射率であることを特徴とする放射線
    検出器用シンチレータブロック接合体。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のシンチレータブロック接
    合体であって、複数組み合わされた光電子増倍管の組み
    合わせ界面から遠ざかるにしたがって、各シンチレータ
    ブロックの接合界面の光反射率が大きいことを特徴とす
    る放射線検出器用シンチレータブロック接合体。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のシンチレータブロック接
    合体であって、複数組み合わされた光電子増倍管の組み
    合わせ界面から遠ざかるにしたがって、各シンチレータ
    ブロックの接合界面は、透明な充填材料の層、空気の層
    、反射材料を充填した層の順であることを特徴とする放
    射線検出器用シンチレータブロック接合体。
  4. 【請求項4】請求項3に記載のシンチレータブロック接
    合体であって、該透明な充填材料がシリコーン樹脂組成
    物、該反射材料がポリテトラフルオロエチレンであるこ
    とを特徴とする放射線検出器用シンチレータブロック接
    合体。
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