JPH09152485A - 放射線検出器 - Google Patents
放射線検出器Info
- Publication number
- JPH09152485A JPH09152485A JP31175295A JP31175295A JPH09152485A JP H09152485 A JPH09152485 A JP H09152485A JP 31175295 A JP31175295 A JP 31175295A JP 31175295 A JP31175295 A JP 31175295A JP H09152485 A JPH09152485 A JP H09152485A
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- JP
- Japan
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- scintillator
- light
- radiation detector
- multilayer film
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｘ線に対する感度が高く、高速スキャンが可
能な放射線検出器を提供することを目的とする。 【解決手段】 放射線により発光可能なシンチレータ
と，このシンチレータの光を電気信号に変換する光検出
器とを組み合わせてなる放射線検出器において，前記シ
ンチレータと光検出器と間に，前記シンチレータからの
光の分光手段を有する。
能な放射線検出器を提供することを目的とする。 【解決手段】 放射線により発光可能なシンチレータ
と，このシンチレータの光を電気信号に変換する光検出
器とを組み合わせてなる放射線検出器において，前記シ
ンチレータと光検出器と間に，前記シンチレータからの
光の分光手段を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＸ線を検出する放射
線検出器に関するものであり、特にＸ線ＣＴ装置に用い
られる放射線検出器に関するものである。
線検出器に関するものであり、特にＸ線ＣＴ装置に用い
られる放射線検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線診断装置の一つにコンピュータ断層
撮影装置（Ｃomputed Ｔomography：以下ＣＴ装置と称
する）がある。このＣＴ装置は扇状のファンビームＸ線
を照射するＸ線管と多数の放射線検出素子を併設した放
射線検出器を被検体の断層面の中央に対向配置して構成
され、放射線検出器に向けてＸ線管からファンビームＸ
線を照射し、１回照射を行うごとに断層面に対して例え
ば角度を１度ずつ変えてゆくことによってＸ線吸収デー
タを収集した後、このデ−タをコンピュータで解析する
ことによって断層面の個々の位置のＸ線吸収率を算出
し、その吸収率に応じた画像を構成するものである。
撮影装置（Ｃomputed Ｔomography：以下ＣＴ装置と称
する）がある。このＣＴ装置は扇状のファンビームＸ線
を照射するＸ線管と多数の放射線検出素子を併設した放
射線検出器を被検体の断層面の中央に対向配置して構成
され、放射線検出器に向けてＸ線管からファンビームＸ
線を照射し、１回照射を行うごとに断層面に対して例え
ば角度を１度ずつ変えてゆくことによってＸ線吸収デー
タを収集した後、このデ−タをコンピュータで解析する
ことによって断層面の個々の位置のＸ線吸収率を算出
し、その吸収率に応じた画像を構成するものである。
【０００３】従来からこのＣＴ装置にはキセノンガス検
出器が用いられている。このキセノンガス検出器はガス
チャンバにキセノンガスを封入し、多数配列した電極間
に電圧を印加すると共にＸ線を照射すると、Ｘ線がキセ
ノンガスを電離し、Ｘ線の強度に応じた電流信号を取り
出すことができ、それにより画像が構成される。しか
し、このキセノンガス検出器では高圧のキセノンガスを
ガスチャンバに封入するため厚い窓が必要であり、その
ためＸ線の利用効率が悪く感度が低いという問題があ
る。また、高解像度のＣＴ装置を得るためには電極板の
厚みを極力薄くする必要があり、そのように電極板を薄
くすると外部からの振動によって電極板が振動しノイズ
が発生するという問題がある。そこでＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ
などのセラミックスシンチレータとシリコンフォトダイ
オードなどの半導体光検出器を組み合わせた検出器の開
発が進められている。このセラミックスシンチレータを
用いた検出器では、検出素子を小型化し、チャンネル数
を増やすことが容易であることから、高解像度のＣＴ装
置を得ることが可能となる。
出器が用いられている。このキセノンガス検出器はガス
チャンバにキセノンガスを封入し、多数配列した電極間
に電圧を印加すると共にＸ線を照射すると、Ｘ線がキセ
ノンガスを電離し、Ｘ線の強度に応じた電流信号を取り
出すことができ、それにより画像が構成される。しか
し、このキセノンガス検出器では高圧のキセノンガスを
ガスチャンバに封入するため厚い窓が必要であり、その
ためＸ線の利用効率が悪く感度が低いという問題があ
る。また、高解像度のＣＴ装置を得るためには電極板の
厚みを極力薄くする必要があり、そのように電極板を薄
くすると外部からの振動によって電極板が振動しノイズ
が発生するという問題がある。そこでＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ
などのセラミックスシンチレータとシリコンフォトダイ
オードなどの半導体光検出器を組み合わせた検出器の開
発が進められている。このセラミックスシンチレータを
用いた検出器では、検出素子を小型化し、チャンネル数
を増やすことが容易であることから、高解像度のＣＴ装
置を得ることが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｘ線ＣＴ装置におい
て、被検体の体動による画質への悪影響を抑え、高画質
の断層画像を得るためには、Ｘ線管と放射線検出器を高
速に回転し（高速スキャン）Ｘ線吸収データを収集する
必要がある。高速スキャンは、人体の被爆線量を低減す
る上でも重要となる。ところで、この高速スキャンのた
めには、Ｘ線ＣＴ装置の放射線検出器に用いられる多数
のシンチレータ素子の残光が短いことが非常に重要とな
る。しかし、良く知られたＣｄＷＯ4単結晶シンチレー
タは、残光は小さいが感度も小さいという問題があり、
Gd2O2S:Pr、(Y,Gd)2O3:Eu、Gd3Ga5O12:Cr等のセラミッ
クスシンチレータは、感度は高いが、ＣｄＷＯ4単結晶
シンチレータと比較して、残光が大きいという問題があ
り、何れも難点が有った。本発明は、従来の問題点を改
善し、Ｘ線に対する感度が高く、高速スキャンが可能な
放射線検出器を提供することを目的とする。
て、被検体の体動による画質への悪影響を抑え、高画質
の断層画像を得るためには、Ｘ線管と放射線検出器を高
速に回転し（高速スキャン）Ｘ線吸収データを収集する
必要がある。高速スキャンは、人体の被爆線量を低減す
る上でも重要となる。ところで、この高速スキャンのた
めには、Ｘ線ＣＴ装置の放射線検出器に用いられる多数
のシンチレータ素子の残光が短いことが非常に重要とな
る。しかし、良く知られたＣｄＷＯ4単結晶シンチレー
タは、残光は小さいが感度も小さいという問題があり、
Gd2O2S:Pr、(Y,Gd)2O3:Eu、Gd3Ga5O12:Cr等のセラミッ
クスシンチレータは、感度は高いが、ＣｄＷＯ4単結晶
シンチレータと比較して、残光が大きいという問題があ
り、何れも難点が有った。本発明は、従来の問題点を改
善し、Ｘ線に対する感度が高く、高速スキャンが可能な
放射線検出器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】本発明者は、シンチレー
タが発光する光を分光し、残光特性を調べた結果、発光
波長により残光の大きさが異なる事を見出した。図１に
は，Gd2O2S:Prセラミックスシンチレータの蛍光スペク
トルを、表１には、各波長の光を干渉フィルタにより分
光した場合の残光の測定結果を示す。表１の結果より、
Gd2O2S:Prセラミックスシンチレータの場合、〜900nmの
近赤外光が残光を大きくしていることがわかる。(Y,Gd)
2O3:Eu、Gd3Ga5O12:Crシンチレータについても同様に、
近赤外光が残光を大きくしていることが確認された。
タが発光する光を分光し、残光特性を調べた結果、発光
波長により残光の大きさが異なる事を見出した。図１に
は，Gd2O2S:Prセラミックスシンチレータの蛍光スペク
トルを、表１には、各波長の光を干渉フィルタにより分
光した場合の残光の測定結果を示す。表１の結果より、
Gd2O2S:Prセラミックスシンチレータの場合、〜900nmの
近赤外光が残光を大きくしていることがわかる。(Y,Gd)
2O3:Eu、Gd3Ga5O12:Crシンチレータについても同様に、
近赤外光が残光を大きくしていることが確認された。
【０００６】
【表１】
【０００７】以上の結果を基に、本発明は、放射線によ
り発光可能なシンチレータと，このシンチレータの光を
電気信号に変換する光検出器とを組み合わせてなる放射
線検出器において，前記シンチレータと光検出器との間
に，前記シンチレータからの光の分光手段を有する放射
線検出器である。さらに分光手段としては光学多層膜
や、光学多層膜を形成した光学カ゛ラス板であると好まし
い。さらにシンチレータとして、Gd2O2S:Pr、(Y,Gd)
2O3:Eu、Gd3Ga5O12:Crの１種以上を用いることができる
。この場合に、分光手段が波長７００ｎｍ〜１１００
ｎｍの光を分光すると良い。本発明はシンチレータの残
光が、波長依存性を持つことに着目し、シンチレータと
半導体光検出器と間に，シンチレータからの光の分光手
段を有することにより、残光を大きくしている光をカッ
トし、シンチレータの残光の影響を低減することがで
き、高速スキャンが可能となる。
り発光可能なシンチレータと，このシンチレータの光を
電気信号に変換する光検出器とを組み合わせてなる放射
線検出器において，前記シンチレータと光検出器との間
に，前記シンチレータからの光の分光手段を有する放射
線検出器である。さらに分光手段としては光学多層膜
や、光学多層膜を形成した光学カ゛ラス板であると好まし
い。さらにシンチレータとして、Gd2O2S:Pr、(Y,Gd)
2O3:Eu、Gd3Ga5O12:Crの１種以上を用いることができる
。この場合に、分光手段が波長７００ｎｍ〜１１００
ｎｍの光を分光すると良い。本発明はシンチレータの残
光が、波長依存性を持つことに着目し、シンチレータと
半導体光検出器と間に，シンチレータからの光の分光手
段を有することにより、残光を大きくしている光をカッ
トし、シンチレータの残光の影響を低減することがで
き、高速スキャンが可能となる。
【０００８】また、分光手段として光学多層膜、または
光学多層膜を形成した光学ガラス板を用いることによ
り、シンチレータの発光ピーク波長の光を減衰させるこ
となく、例えば近赤外の発光成分のみカットすることが
できる。さらに高感度のシンチレータであるGd2O2S:P
r、(Y,Gd)2O3:Eu、Gd3Ga5O12:Crにおいては、残光が大
きいことから高速での使用が困難であったが、残光のも
とである波長７００ｎｍ〜１１００ｎｍの光を分光によ
り、カットすることにより、高速での使用が可能となっ
た。ここで、分光する波長が７００ｎｍより短いとシン
チレータの発光ピーク波長の光を分光してしまい、１１
００ｎｍ以上の波長の光に対しては現状のシリコンフォ
トダイオード等の光検出器は感度を示さないためであ
る。
光学多層膜を形成した光学ガラス板を用いることによ
り、シンチレータの発光ピーク波長の光を減衰させるこ
となく、例えば近赤外の発光成分のみカットすることが
できる。さらに高感度のシンチレータであるGd2O2S:P
r、(Y,Gd)2O3:Eu、Gd3Ga5O12:Crにおいては、残光が大
きいことから高速での使用が困難であったが、残光のも
とである波長７００ｎｍ〜１１００ｎｍの光を分光によ
り、カットすることにより、高速での使用が可能となっ
た。ここで、分光する波長が７００ｎｍより短いとシン
チレータの発光ピーク波長の光を分光してしまい、１１
００ｎｍ以上の波長の光に対しては現状のシリコンフォ
トダイオード等の光検出器は感度を示さないためであ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に本発明の放射線検出器の実施
例につき説明する。 （実施例１）図２は，本発明の放射線検出器の実施例で
ある。放射線によってシンチレータ１が発光した光の強
度は、入射した放射線の強度に比例しており、シリコン
フォトダイオード４によりこの光を電気信号に変換し、
放射線の強度を測定する。シリコンフォトダイオードの
表面には、光学多層膜５を形成し（この光学多層膜の透
過スペクトルを図３に示す）、シンチレータの近赤外発
光成分をカットする。光学多層膜５の構造は図２に示
す。以下、シンチレータとして、Gd2O2S:Pr、(Y,Gd)
2O3:Eu、Gd3Ga5O12:Crを用いた場合の、本実施例の構造
と、従来構造（光学多層膜がない構造）との特性比較を
表２に示す。表２から明らかなように、光学多層膜をシ
リコンフォトダイオード表面に形成することで、感度の
高いシンチレータの共通した問題であった残光特性を大
幅に改善することが可能となった。
例につき説明する。 （実施例１）図２は，本発明の放射線検出器の実施例で
ある。放射線によってシンチレータ１が発光した光の強
度は、入射した放射線の強度に比例しており、シリコン
フォトダイオード４によりこの光を電気信号に変換し、
放射線の強度を測定する。シリコンフォトダイオードの
表面には、光学多層膜５を形成し（この光学多層膜の透
過スペクトルを図３に示す）、シンチレータの近赤外発
光成分をカットする。光学多層膜５の構造は図２に示
す。以下、シンチレータとして、Gd2O2S:Pr、(Y,Gd)
2O3:Eu、Gd3Ga5O12:Crを用いた場合の、本実施例の構造
と、従来構造（光学多層膜がない構造）との特性比較を
表２に示す。表２から明らかなように、光学多層膜をシ
リコンフォトダイオード表面に形成することで、感度の
高いシンチレータの共通した問題であった残光特性を大
幅に改善することが可能となった。
【００１０】（実施例２）第５図は、本発明の放射線検
出器の他の実施例である。この実施例では、シリコンフ
ォトダイオードの上に、実施例１と同じ光学多層膜を表
面に形成した厚さ１ｍｍの石英カ゛ラスが接着され、さらに
その上にシンチレータが接着された構造になっている。
光学多層膜を形成する基板カ゛ラスとしては。シンチレータ
を透過したＸ線に対して蛍光を発しないことが必要条件
である。以下、シンチレータとして、Gd2O2S:Pr、(Y,G
d)2O3:Eu、Gd3Ga5O12:Crを用いた場合の、本実施例の構
造と、従来構造（光学多層膜がない構造）との特性比較
を表２に示す。実施例１と同様、光学多層膜を形成した
カ゛ラス板をシンチレータとシリコンフォトダイオードとの
間に配置することで、感度の高いシンチレータの共通し
た問題であった残光特性を大幅に改善することが可能と
なった。
出器の他の実施例である。この実施例では、シリコンフ
ォトダイオードの上に、実施例１と同じ光学多層膜を表
面に形成した厚さ１ｍｍの石英カ゛ラスが接着され、さらに
その上にシンチレータが接着された構造になっている。
光学多層膜を形成する基板カ゛ラスとしては。シンチレータ
を透過したＸ線に対して蛍光を発しないことが必要条件
である。以下、シンチレータとして、Gd2O2S:Pr、(Y,G
d)2O3:Eu、Gd3Ga5O12:Crを用いた場合の、本実施例の構
造と、従来構造（光学多層膜がない構造）との特性比較
を表２に示す。実施例１と同様、光学多層膜を形成した
カ゛ラス板をシンチレータとシリコンフォトダイオードとの
間に配置することで、感度の高いシンチレータの共通し
た問題であった残光特性を大幅に改善することが可能と
なった。
【００１１】
【表２】
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明の放射線検出器は，
シンチレータと半導体光検出器の間に分光手段を設けた
ことにより、シンチレータから半導体光検出器への残光
がなくなることにより、高速スキャンが可能となった。
また従来Ｘ線に対する感度が高いが、残光があるために
高速スキャンに使用することができなかったシンチレー
タ材を使用することができるので，Ｘ線ＣＴ装置に適用
した場合，高速で解像度の高い断層像の撮影が可能とな
る。
シンチレータと半導体光検出器の間に分光手段を設けた
ことにより、シンチレータから半導体光検出器への残光
がなくなることにより、高速スキャンが可能となった。
また従来Ｘ線に対する感度が高いが、残光があるために
高速スキャンに使用することができなかったシンチレー
タ材を使用することができるので，Ｘ線ＣＴ装置に適用
した場合，高速で解像度の高い断層像の撮影が可能とな
る。
【図１】Gd2O2S:Pr(Ce,F)シンチレータの蛍光スペクト
ルを示す図である。
ルを示す図である。
【図２】実施例１の放射線検出器の構造を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例の光学多層膜の透過スペクトル
を示す図である。
を示す図である。
【図４】実施例２の放射線検出器の構造を示す図であ
る。
る。
１ シンチレータ、２ コリメータ、３ シリコンフォ
トダイオード基板、４シリコンフォトダイオード、５
光学多層膜、６ 光学ガラス基板。
トダイオード基板、４シリコンフォトダイオード、５
光学多層膜、６ 光学ガラス基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｋ 11/84 ＣＰＤ 9280−4Ｈ Ｃ０９Ｋ 11/84 ＣＰＤ
Claims (5)
- 【請求項１】 放射線により発光可能なシンチレータ
と，このシンチレータの光を電気信号に変換する光検出
器とを組み合わせてなる放射線検出器において，前記シ
ンチレータと光検出器と間に，前記シンチレータからの
光の分光手段を有することを特徴とする放射線検出器。 - 【請求項２】 前記分光手段が光学多層膜であることを
特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。 - 【請求項３】 前記分光手段が光学多層膜を形成した光
学ガラス板であることを特徴とする請求項２に記載の放
射線検出器。 - 【請求項４】 前記シンチレータとして、Gd2O2S:Pr、
(Y,Gd)2O3:Eu、Gd3Ga5O12:Crの１種以上を用いたことを
特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の放
射線検出器。 - 【請求項５】 前記分光手段が波長７００ｎｍ〜１１０
０ｎｍの光を分光することを特徴とする請求項４に記載
の放射線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31175295A JPH09152485A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 放射線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31175295A JPH09152485A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 放射線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09152485A true JPH09152485A (ja) | 1997-06-10 |
Family
ID=18021056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31175295A Pending JPH09152485A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 放射線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09152485A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011530000A (ja) * | 2008-08-07 | 2011-12-15 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 発光物質及び関連したスペクトルフィルタ |
| JP2014094996A (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-22 | Oxide Corp | シンチレータ材料、シンチレータ、放射線検出器、および医療用機器 |
| JP2015505038A (ja) * | 2011-12-05 | 2015-02-16 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 放射線を検出する検出装置 |
-
1995
- 1995-11-30 JP JP31175295A patent/JPH09152485A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011530000A (ja) * | 2008-08-07 | 2011-12-15 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 発光物質及び関連したスペクトルフィルタ |
| JP2015505038A (ja) * | 2011-12-05 | 2015-02-16 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 放射線を検出する検出装置 |
| US9958554B2 (en) | 2011-12-05 | 2018-05-01 | Koninklijke Philips N.V. | Detection apparatus for detecting radiation |
| JP2014094996A (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-22 | Oxide Corp | シンチレータ材料、シンチレータ、放射線検出器、および医療用機器 |
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