JPH085747A - Scintillation camera - Google Patents
Scintillation cameraInfo
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- JPH085747A JPH085747A JP16057994A JP16057994A JPH085747A JP H085747 A JPH085747 A JP H085747A JP 16057994 A JP16057994 A JP 16057994A JP 16057994 A JP16057994 A JP 16057994A JP H085747 A JPH085747 A JP H085747A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、シンチレーションカ
メラに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scintillation camera.
【0002】[0002]
【従来の技術】シンチレーションカメラは、放射線を、
その入射位置とともに検出するものである。すなわち、
通常、NaI(Tl)などからなる平板状のシンチレー
タを用い、その一つの表面にコリメータなどを介してガ
ンマ線などの放射線を導き、その平面内での1点でシン
チレーション発光を生じさせ、その光を他方の表面に並
べた光電変換器でとらえ、各光電変換器が検出した光の
強度から、より近い位置では入射光強度が大きいという
ことを利用して、発光位置を表わす位置信号を得る。2. Description of the Related Art A scintillation camera emits radiation
It is detected together with the incident position. That is,
Usually, a flat scintillator made of NaI (Tl) or the like is used, and radiation such as gamma rays is guided to one surface of the scintillator through a collimator or the like, and scintillation emission is generated at one point in the plane, and the light is emitted. A position signal representing the light emitting position is obtained from the intensity of the light detected by each photoelectric converter, which is captured by the photoelectric converters arranged on the other surface, by utilizing the fact that the incident light intensity is higher at a closer position.
【0003】シンチレーションカメラの構成としては、
平板状のシンチレータと、その前面(検出面)側に配置
されたコリメータと、後面側に密着させられたライトガ
イドと、このライトガイドの表面に2次元配列された光
電変換器とからカメラのヘッド部が構成されることにな
る。そして、従来では、この光電変換器としてPMT
(フォトマルチプライア)が使用されている。The structure of the scintillation camera is as follows.
A flat head scintillator, a collimator arranged on the front surface (detection surface) side thereof, a light guide closely attached to the rear surface side thereof, and a photoelectric converter arranged two-dimensionally on the surface of the light guide, thereby forming a camera head. Parts will be constructed. In the past, the PMT was used as this photoelectric converter.
(Photomultiplier) is used.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにPMTを用いるのでは、カメラのヘッド部をコン
パクトにできないなどの問題があった。すなわち、PM
Tは通常高さが50mmほどあり、これを多数並べるた
め、カメラヘッド部の厚さもそれに応じた厚いものとな
らざるを得ないし、重量も大きくなる。さらにPMTは
光電面における光電変換効率の均一性が悪いという欠点
を有している。また、PMTは機械的振動や磁界に弱
く、さらに経年劣化が生じる。However, when the PMT is used as in the conventional case, there is a problem that the head portion of the camera cannot be made compact. That is, PM
T has a height of about 50 mm, and a large number of Ts are arranged. Therefore, the thickness of the camera head must be correspondingly thick and the weight becomes large. Further, the PMT has a defect that the photoelectric conversion efficiency on the photocathode is not uniform. Further, the PMT is vulnerable to mechanical vibration and magnetic field, and further deteriorates with age.
【0005】この発明は、上記に鑑み、カメラヘッド部
の厚さおよび重量を減少させて取り回しを容易化すると
ともに、PMTの欠点を回避し、性能が高く、品質管理
の容易な、シンチレーションカメラを提供することを目
的とする。In view of the above, the present invention provides a scintillation camera that reduces the thickness and weight of the camera head to facilitate handling, avoids the disadvantages of the PMT, has high performance, and is easy in quality control. The purpose is to provide.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるシンチレーションカメラにおいて
は、1枚の平板状シンチレータと、該シンチレータの放
射線入射面とは反対側の面に配列された、各々が複数の
半導体光検出素子を配列して構成されている、複数の半
導体光検出モジュールと、該半導体光検出モジュールの
各半導体光検出素子の光検出面と上記シンチレータ表面
との間に光学的に結合された、相互に光学的に独立なラ
イトガイドとを有することが特徴となっている。In order to achieve the above object, in a scintillation camera according to the present invention, one flat plate scintillator and a scintillator are arranged on a surface opposite to a radiation incident surface. A plurality of semiconductor photodetection modules, each of which is configured by arranging a plurality of semiconductor photodetection elements, and an optical interface between the photodetection surface of each semiconductor photodetection element of the semiconductor photodetection module and the scintillator surface. And light guides that are optically independent of each other.
【0007】[0007]
【作用】半導体光検出素子を複数配列してモジュール化
した半導体光検出モジュールをシンチレータの裏面に多
数配列しているため、半導体光検出モジュールは薄い形
状に形成できるので、カメラヘッド部の厚さを薄くし、
重量を軽くして、カメラヘッド部としての取り回しを容
易にすることができる。半導体光検出モジュールにおい
て、複数の半導体光検出素子の各々で入射光量に応じた
出力が得られるため、光の検出点の密度を高くできる。
そのため、これら各半導体光検出素子の出力の大きさか
ら、発光点の位置を求めるとき、その位置精度を高くで
きる。つまりシンチレーションカメラとしての空間分解
能を向上できる。各半導体光検出素子を光検出性能の高
いものとすることにより、シンチレーションカメラとし
てのエネルギー分解能、直線性、均一性および寿命を向
上させることができる。また、半導体光検出素子の方が
一般に電子管であるフォトマルチプライアよりも製造容
易で品質管理も容易であるから、シンチレーションカメ
ラとしての製造および品質管理の容易性も得られる。The semiconductor photodetection module can be formed in a thin shape because a large number of semiconductor photodetection modules, which are modularized by arranging a plurality of semiconductor photodetection elements, are arrayed on the back surface of the scintillator. Thin,
The weight can be reduced to facilitate handling as a camera head section. In the semiconductor photodetection module, each of the plurality of semiconductor photodetection elements can obtain an output according to the amount of incident light, so that the density of light detection points can be increased.
Therefore, when obtaining the position of the light emitting point from the magnitude of the output of each of these semiconductor photodetecting elements, the position accuracy can be increased. That is, the spatial resolution as a scintillation camera can be improved. The energy resolution, linearity, uniformity, and life of the scintillation camera can be improved by making each semiconductor photodetector element with high photodetection performance. Further, since the semiconductor photodetector is generally easier to manufacture and the quality control is easier than the photomultiplier, which is an electron tube, the scintillation camera can be easily manufactured and quality controlled.
【0008】[0008]
【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図1に示すよう
に、シンチレータ11の裏面側(図では上側)にライト
ガイド21を介してAPDモジュール31が接着されて
いる。シンチレータ11の表面側(図では下側)は放射
線入射面となっており、図示しないがシンチレータ11
に入射する放射線をコリメートし、所定方向の放射線の
みがシンチレータ11に入射するようにするコリメータ
が取り付けられる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an APD module 31 is bonded to the back surface side (upper side in the drawing) of the scintillator 11 via a light guide 21. The surface side (lower side in the figure) of the scintillator 11 is a radiation incident surface, and although not shown, the scintillator 11
A collimator is attached which collimates the radiation incident on the scintillator 11 so that only the radiation in a predetermined direction enters the scintillator 11.
【0009】APDモジュール31は、この実施例では
図2にも示すように4個のAPDチップ32と、これら
を冷却するための冷却素子33と、さらにこの冷却素子
33に支柱34を介して結合された基板35とからな
る。このAPDチップ32は光電変換機能を有するAP
D(アバランシェフォトダイオード)が1枚のシリコン
ウェハ上に形成されたものである。4個のAPDチップ
32の間ではクロストークはない。このAPDは温度の
変化により増幅度が変化するため、冷却して温度を一定
に保つ必要がある。そのためにペルチェ素子などの電子
熱冷却素子33が、これらAPDチップ32に熱接合さ
れている。そして、この冷却素子33の上側には、断熱
材で作られた支柱34を介して基板35が固定される。
この基板35には、APDチップ32からの信号を増幅
するプリアンプや冷却素子33のコントローラなどの回
路や、信号あるいは電源のためのコネクタ36などが設
けられる。冷却素子33の側と基板35の側との間には
信号等の伝達用にリード線が設けられる。In this embodiment, the APD module 31 has four APD chips 32 as shown in FIG. 2, a cooling element 33 for cooling the APD chips 32, and a cooling element 33 which is connected to the cooling element 33 through a column 34. And the substrate 35 that has been formed. This APD chip 32 is an AP having a photoelectric conversion function.
D (avalanche photodiode) is formed on one silicon wafer. There is no crosstalk between the four APD chips 32. Since the amplification degree of this APD changes with changes in temperature, it is necessary to cool it to keep the temperature constant. Therefore, an electronic thermal cooling element 33 such as a Peltier element is thermally bonded to these APD chips 32. Then, a substrate 35 is fixed to the upper side of the cooling element 33 via a pillar 34 made of a heat insulating material.
The board 35 is provided with circuits such as a preamplifier for amplifying a signal from the APD chip 32 and a controller of the cooling element 33, a connector 36 for a signal or a power supply, and the like. Lead wires are provided between the cooling element 33 side and the substrate 35 side for transmitting signals and the like.
【0010】このAPDモジュール31のAPDチップ
32がシンチレータ11の裏面に、ライトガイド21を
介して光学的に結合される。すなわち、シンチレータ1
1とライトガイド21との間、およびライトガイド21
とAPDチップ32との間は、光学的接着剤22により
接着される。そして、このライトガイド21は個々のA
PDチップ32ごとに独立しており、シンチレータ11
およびAPDチップ32との接着面以外の表面には反射
材23が塗布されて光学的独立性が確保されるようにし
ている。ライトガイド21はたとえばパイレックスガラ
スやエポキシなどからなる。The APD chip 32 of the APD module 31 is optically coupled to the back surface of the scintillator 11 via the light guide 21. That is, scintillator 1
1 and the light guide 21, and the light guide 21
The APD chip 32 is bonded to the APD chip 32 by an optical adhesive 22. And this light guide 21 is
The scintillator 11 is independent for each PD chip 32.
Also, the reflective material 23 is applied to the surface other than the bonding surface with the APD chip 32 to ensure optical independence. The light guide 21 is made of, for example, Pyrex glass or epoxy.
【0011】APDモジュール31は、正面(図1の上
側)から見ると、この実施例では図2に示すように正方
形となっており、その上に正方形のAPDチップ32が
4個図2に示すように並ぶ。すなわち、このAPDモジ
ュール31では、APDチップ32の正方形の光電検出
面が縦方向に2個、横方向に2個マトリクス状に配列さ
れたことになる。これにより、APDモジュール31で
は、それを4分割(縦・横に2×2に)した各点に入射
した光量に応じた出力が得られる。When viewed from the front (upper side of FIG. 1), the APD module 31 has a square shape as shown in FIG. 2 in this embodiment, and four square APD chips 32 are shown on it as shown in FIG. Line up like this. That is, in this APD module 31, two square photoelectric detection surfaces of the APD chip 32 are arranged in a matrix in the vertical direction. As a result, the APD module 31 obtains an output corresponding to the amount of light incident on each point obtained by dividing the APD module 31 into four (2 × 2 vertically and horizontally).
【0012】このように形成されたAPDモジュール3
1が、カメラヘッド部全体としては、図3に示すよう
に、たとえば縦・横に9×13個、矩形の平板状シンチ
レータ11の裏面に配列される。APDモジュール31
は上記のように4分割した各点で光検出できるので、そ
れら各点の光量により発光位置を演算することによっ
て、図3の砂目状部分41ならば発光位置を正確に求め
ることができ、シンチレータ11の全周囲の端部の狭い
領域のみが発光位置を求められない領域となる。つまり
この砂目状部分41がシンチレーションカメラとしての
有効視野ということになり、シンチレータ11の広さに
比較してやや小さいだけの大きなものとすることができ
る。。APD module 3 formed in this way
As shown in FIG. 3, the camera heads 1 are arranged on the back surface of a rectangular flat scintillator 11, for example, 9 × 13 vertically and horizontally. APD module 31
Since light can be detected at each of the four divided points as described above, the light emitting position can be accurately obtained in the case of the grain-like portion 41 of FIG. 3 by calculating the light emitting position from the light amount at each of the points. Only the narrow region at the end of the entire periphery of the scintillator 11 is the region where the light emission position cannot be obtained. In other words, this grain-like portion 41 is an effective field of view as a scintillation camera, and can be made slightly larger than the size of the scintillator 11. .
【0013】このようにAPDモジュール31をシンチ
レータ11の裏面に配列することにより、カメラヘッド
部の厚さを薄くすることができる。さらにAPDモジュ
ール31において複数のAPDチップ32が配列される
ので、各APDチップ32を小さくして光検出点の密度
を高めることができる。そのため、APDはフォトマル
チプライアと比較して出力特性が優れることとあいまっ
て、シンチレーションカメラとしてのエネルギー分解
能、空間分解能、直線性、均一性および寿命を向上させ
ることができる。By arranging the APD modules 31 on the back surface of the scintillator 11 in this manner, the thickness of the camera head portion can be reduced. Further, since the plurality of APD chips 32 are arranged in the APD module 31, each APD chip 32 can be downsized to increase the density of light detection points. Therefore, the APD can improve energy resolution, spatial resolution, linearity, uniformity, and life as a scintillation camera, in combination with excellent output characteristics as compared with the photomultiplier.
【0014】なお、APDモジュール31はシンチレー
タ11の裏面だけでなく、図4に示すように、端面にも
APDモジュール31を配置してもよい。こうすると、
シンチレータ11の端面に向かった光も検出できるよう
になるため、有効視野41を拡大し、シンチレータ11
の広さと同等なものとすることができる。The APD module 31 may be arranged not only on the back surface of the scintillator 11 but also on the end surface thereof as shown in FIG. In this case,
Since the light directed to the end surface of the scintillator 11 can also be detected, the effective field of view 41 is expanded, and the scintillator 11 is expanded.
Can be equal to the size of.
【0015】また、APDモジュール31の形状は上記
では正方形としているが、長方形等他の形状とすること
もできる。APDモジュール31内でのAPDチップ3
2の形状も四角形以外をとることができるとともに、そ
れらの配列方法や配列数も2×2以外とすることが可能
である。さらにカメラヘッド部での、1個の平板状シン
チレータ11に対するAPDモジュール31の配列に関
しても、上記のような9×13の配列だけでなく、他の
配列の仕方ができる。また、APD以外の半導体光検出
素子を用いることも可能であり、これを1つのチップに
構成して上記と同様に組み立ててモジュール化できる。Although the APD module 31 has a square shape in the above description, it may have another shape such as a rectangle. APD chip 3 in APD module 31
The shape of 2 can be other than a quadrangle, and the arrangement method and the number of arrangements thereof can be other than 2 × 2. Further, regarding the arrangement of the APD modules 31 with respect to one flat plate-shaped scintillator 11 in the camera head portion, not only the arrangement of 9 × 13 as described above, but also another arrangement method is possible. It is also possible to use a semiconductor photodetection element other than the APD, and this can be constructed into one chip and assembled in the same manner as described above to form a module.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明のシンチレーションカメラによれば、半導体光検
出素子を複数配列してモジュール化した半導体光検出モ
ジュールをシンチレータの裏面に多数配列することによ
り、カメラヘッド部の厚さを薄くし、重量を軽くして、
カメラヘッド部としての取り回しを容易にすることがで
きる。さらに半導体光検出素子の光検出性能により、シ
ンチレーションカメラとしてのエネルギー分解能、空間
分解能、直線性、均一性および寿命を向上させることが
できるとともに、品質管理も容易なものとなる。As described in the above embodiments, according to the scintillation camera of the present invention, by arranging a large number of semiconductor photodetection modules, which are modularized by arranging a plurality of semiconductor photodetection elements, on the back surface of the scintillator, Make the camera head thinner and lighter,
The handling as the camera head can be facilitated. Further, the light detection performance of the semiconductor light detection element can improve energy resolution, spatial resolution, linearity, uniformity and life as a scintillation camera, and also facilitate quality control.
【図1】この発明の一実施例の一部を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a part of an embodiment of the present invention.
【図2】同実施例のAPDモジュールの模式的な平面
図。FIG. 2 is a schematic plan view of the APD module of the embodiment.
【図3】同実施例におけるAPDモジュールの全体の配
列を模式的に示す平面図。FIG. 3 is a plan view schematically showing the entire arrangement of the APD module in the same example.
【図4】他の実施例におけるAPDモジュールの配列を
模式的に示す平面図。FIG. 4 is a plan view schematically showing the arrangement of APD modules in another embodiment.
11 シンチレータ 21 ライトガイド 22 光学的接着剤 23 反射材 31 APDモジュール 32 APDチップ 33 冷却素子 34 支柱 35 基板 36 コネクタ 41 有効視野 11 Scintillator 21 Light Guide 22 Optical Adhesive 23 Reflective Material 31 APD Module 32 APD Chip 33 Cooling Element 34 Strut 35 Board 36 Connector 41 Effective Field of View
Claims (1)
レータの放射線入射面とは反対側の面に配列された、各
々が複数の半導体光検出素子を配列して構成されてい
る、複数の半導体光検出モジュールと、該半導体光検出
モジュールの各半導体光検出素子の光検出面と上記シン
チレータ表面との間に光学的に結合された、相互に光学
的に独立なライトガイドとを備えることを特徴とするシ
ンチレーションカメラ。1. A flat scintillator and a plurality of semiconductors arranged on a surface of the scintillator opposite to a radiation incident surface, each semiconductor light detecting element being arranged. A light detection module; and a light guide optically optically independent between the light detection surface of each semiconductor light detection element of the semiconductor light detection module and the scintillator surface. Scintillation camera.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16057994A JPH085747A (en) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | Scintillation camera |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16057994A JPH085747A (en) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | Scintillation camera |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH085747A true JPH085747A (en) | 1996-01-12 |
Family
ID=15718020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16057994A Pending JPH085747A (en) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | Scintillation camera |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH085747A (en) |
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- 1994-06-20 JP JP16057994A patent/JPH085747A/en active Pending
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