JPH0627847B2 - 放射線検出器 - Google Patents

放射線検出器

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JPH0627847B2
JPH0627847B2 JP1325293A JP32529389A JPH0627847B2 JP H0627847 B2 JPH0627847 B2 JP H0627847B2 JP 1325293 A JP1325293 A JP 1325293A JP 32529389 A JP32529389 A JP 32529389A JP H0627847 B2 JPH0627847 B2 JP H0627847B2
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    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
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    • G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、ポジトロンＣＴ装置などの放射線検出器に関
するものである。
［従来の技術］ ポジトロンＣＴ装置は、ポジトロンを放出する核種で標
識された薬剤を患者に投与し、体外計測により放射性核
種の体内分布を横断層イメージとして描出するものであ
る。
患者に投与する薬剤はできるだけ少なくすることが望ま
しく、そのためには微量のγ線を効率よく検出しなけれ
ばならない。また、ＮａＩ（ＴＩ）、Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ
12（ＢＧＯ）、ＣｓＦなどの無機結晶をシンチレータと
して用いたγ線検出器は複数個のシンチレータより構成
されたシンチレータアレイと、複数個の光電子増倍管
（以下ＰＭＴという）とにより構成されている。γ線の
入射により発生した光は、複数個のＰＭＴに分配するこ
とにより、γ線の入射した１つのシンチレータを検出し
ているが、このシンチレータでの光の減衰を可及的に少
なくし、しかも分配を適正にすることが必要である。
このような目的でシンチレータアレイとＰＭＴとを組合
せた放射線検出器として、従来は第４図、第５図、第６
図等に示すものがある。
このうち、第４図に示すものは、４個のシンチレータ(1
1)(12)(13)(14)からなるシンチレータアレイ(1)と２個
のＰＭＴ(21)(22)からなり、前記シンチレータのうち、
内側のシンチレータ(12)(13)間の接合面(32)は反射層と
透過層が所定の面積比で構成され、また、両側のシンチ
レータ(11)(12)間と(13)(14)間のそれぞれの接合面(31)
(32)は反射層だけで構成されたものである。
第５図に示すものは、シンチレータアレイ(1)に深さの
異なる複数本のスリット(4)を入れ、このスリット(4)に
反射剤を充填または塗布して４つのＰＭＴ(21)(22)に適
当な比で光を分配するようにしたものである。
第６図に示すものは、接合面(31)…に反射剤を充填また
は塗布して複数個のシンチレータ(111)…と複数個のＰ
ＭＴ(21)(22)の間に平板状のライトガイド(5)を介在し
たものである。このライトガイド(5)は、平板以外に、
異なる割合で光を分配するような複雑な形状に分割した
ものもある。
なお、第５図および第６図でのＰＭＴは、１個が２連か
らなるものが使用され、したがって、この第５図および
第６図の例でのＰＭＴは、それぞれ４つずつとなる。
［発明が解決しようとする課題］ 以上の従来の装置は、いずれも接合面に反射剤が充填ま
たは塗布されているが、この反射剤は光の吸収がかなり
大きく、特にシンチレータが細く、かつ小さく分割され
るに従い、この傾向が顕著になっていた。
また、第６図の例ではシンチレータとＰＭＴの間にライ
トガイドを介在しているため、さらにこの部分での光の
吸収が大きくなっていた。
このような光の損失は、放射線検出器のエネルギー分解
能や時間分解能の劣化を招き、しかも個々のシンチレー
タの弁別特性を悪化させていた。
本発明は簡単な構成で、しかも光の損失の可及的に少な
いものを得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、複数個のシンチレータを互いに接合したシン
チレータアレイで得られた光信号を、このシンチレータ
アレイに接続した光検出器にて電気信号に変換して出力
するようにしたものにおいて、前記シンチレータの互い
の接合面を粗面、一部粗面・残部鏡面、鏡面とし、これ
らの接合面間を空気層を介して光学的に接合したものを
具備してなるものである。
［作用］ 空気層を介して光学的に接合されたシンチレータ間にお
ける光の透過率は、向かい合う２つのシンチレータの面
状態によって異なる。具体的には、光の透過率は２つの
面がともに粗面の場合が最も大きく、ついで一方の面が
粗面で他方の面が鏡面の場合であり、２つの面がともに
鏡面の場合が最も小さい。また、一方の面が鏡面の場合
において、粗面側から鏡面側へ向かう光の透過率がその
逆の場合より小さい。従ってこれらの特性を利用してシ
ンチレータアレイを構成することによって、ＰＭＴへの
光の分配を任意に制御してシンチレータの弁別特性が得
られる。またこの構成によるシンチレータアレイでは反
射剤等による光の吸収もほとんどなく、シンチレータ内
で発生した光を効率よくＰＭＴに導くことができるた
め、エネルギー分解能や時間分解能を向上させることが
できる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
シンチレータで発生する光を複数個のＰＭＴに分配する
のは、シンチレータの互いに接する接合面の面状態（粗
面であるか、鏡面であるかなど）と接合状態（空気層で
あるか、接合剤層であるかなど）を種々変えることによ
り個々のシンチレータで発生した光を、一旦シンチレー
タアレイ内に分配し、つぎに、これに光学的に接合され
たＰＭＴに導くことで行う。
第３図(a)〜(f)のように、２つのシンチレータ(1a)(1b)
間が互いに接合面(3a)(3b)をもって光学的に接合されて
いる場合、これらシンチレータ(1a)(1b)間における光の
透過率は、向かい合う２つのシンチレータ(1a)(1b)の接
合面(3a)(3b)の状態で異なる。具体的には、光の透過率
の大きい順に並べると、(a)のように両面(3a)(3b)が粗
面の場合が最も大きく、つぎに(b)のように一方の面(3
a)が鏡面で他方の面(3b)が粗面の場合、最も小さいのは
(c)のように両面(3a)(3b)が鏡面の場合である。ただ
し、(b)のような場合において、粗面側から鏡面側に向
かう光(m)の透過率の方が逆の場合(n)よりも小さい。
(d)は鏡面状態で向かい合っている面積(S1)と粗面状態
で向い合っている面積(S2)を適当な比に設定して目的の
透過率を得る例を示し、(e)は接合面(3a)(3b)をシンチ
レータ(1)の途中までスリットのように切込み、その深
さの割合で目的の透過率を得る例を示している。
以上(a)〜(e)は、接合面(3a)(3b)間を空気層としてい
る。しかし、(f)ではシリコンオイル、シリコングリ
ス、水などの光学接合剤(6)を接合面(3a)(3b)間に塗布
または充填した例を示している。屈折率の高い光学接合
剤(6)を介在すると、空気層とした場合に比し透過率は
増加する。
以上のような特性を利用して構成された本発明の具体的
実施例を図面に基づき説明する。
第１図は２個１対のＰＭＴ(21)(22)と、同一形状の６個
のシンチレータ(11)〜(16)とにて構成した放射線検出器
の例を示している。これらのシンチレータ(11)〜(16)は
接合面(31b)(32a)、(32b)(33a)、(33b)(34a)、(34b)(35
a)、(35b)(36a)で互いに光学的に接合しているが、これ
らのうち、両側の接合面(31b)(32a)、(35b)(36a)は鏡面
同士、中央の接合面(32b)(33a)、(33b)(34a)、(34b)(35
a)は粗面同士とし、かつ中心の接合面(33b)(34a)間だけ
光学接合剤(6)を介在し、他は空気層を介在して光学的
に接合したものである。
このようにして構成されたシンチレータの弁別特性を測
定した結果、つぎのようなデータが得られた。各々シン
チレータ(11)〜(16)にγ線を入射し、光を発生させ、２
つのＰＭＴ(21)(22)で電気信号として出力させる。この
ときの出力をそれぞれP1、P2として、 という値で算出する。すると、シンチレータ(11)(12)(1
3)(14)(15)(16)での発生に対応する上記式の算出値は、
それぞれ８９、７６、６１、３７、２０、１１となっ
た。このことから、ＰＭＴ(21)(22)で６個のシンチレー
タの中から光を発生したシンチレータをどれも同等に弁
別できることがわかる。
第２図は本発明の他の実施例を示すもので、４個のＰＭ
Ｔ(21)(22)(23)(24)を用いて２次元的に拡張したもので
ある。すなわち、第１図と同一方向の接合面(31b)(32
a)、(32b)(33a)、(33b)(34a)、(34b)(35a)、(35b)(36a)
を同一構成とし、かつこれらをｘ軸方向とした場合、こ
れらの接合面と直交するｙ軸方向にも接合面(71b)(72
a)、(72b)(73a)、(73b)(74a)を形成し、中心の接合面(7
2b)(73a)は両方とも粗面とし、かつ接合剤層(6)を塗布
または充填し、両側の接合面(71b)(72a)、(73b)(74a)は
それぞれ外側を鏡面、内側を粗面とし、かつ空気層とし
たものである。このような構成とすることにより、４つ
のＰＭＴ(21)〜(24)により２４個のシンチレータの中か
ら光を発生したシンチレータをどれも同等に弁別ができ
る。
以上の実施例では、第３図(a)(b)(c)および(f)の組合せ
としたが、さらに、(d)および(e)を加えて組合せたも
の、さらに、粗面の粗さを変化させたもの、屈折率の異
なる光学接合剤を使用したもの、接合面の一部にのみ光
学接合剤を塗布または充填し、他は空気層としたものな
どとの組合せによってシンチレータをさらに細分化する
ことができる。
［発明の効果］ 本発明は上述のように構成したので、シンチレータで発
生した光の吸収を効率よく利用でき、放射線検出器のエ
ネルギー分解能、時間分解能、位置弁別特性が良好とな
る。また、反射剤層がないのでシンチレータを緻密に配
列することができ、不感領域をほとんどなくすことがで
きるので検出効率が向上する。さらに、シンチレータア
レイを特別な構造とする必要が無いため、製作が極めて
容易であるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による放射線検出器の第１実施例を示す
斜視図、第２図は本発明の第２実施例を示す斜視図、第
３図(a)〜(f)は接合面の異なる例の説明図、第４図、第
５図および第６図はそれぞれ従来例の異なる例を示す斜
視図である。 (1)…シンチレータアレイ、(1a)(1b)、(11)〜(14)、(1
11)〜(148)、(11)〜(16)、(1111)〜(1146)…シンチレー
タ、(21)(22)、(21)〜(24)…ＰＭＴ、(3a)(3b)、(31)〜
(33)、(31b)〜(36a)、(71b)〜(74a)…接合面、(4)…ス
リット、(5)…ライトガイド、(6)…光学接合剤。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数個のシンチレータを互いに接合したシ
    ンチレータアレイで得られた光信号を、このシンチレー
    タアレイに接続した光検出器にて電気信号に変換して出
    力するようにしたものにおいて、前記シンチレータの互
    いの接合面を粗面、一部粗面・残部鏡面、鏡面とし、こ
    れらの接合面間を空気層を介して光学的に接合したもの
    を具備してなることを特徴とする放射線検出器。
  2. 【請求項２】接合面間が空気と異なる屈折率の光学接合
    剤としたもの、粗面の粗さを変化させたもの、同一接合
    面に粗面と鏡面を適当な面積比で組合せたもの、同一接
    合面に空気と光学接合剤を適当な面積比で組合せたもの
    の少なくとも１つを組合せてなる請求項(1)記載の放射
    線検出器。
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