JPS59500583A - Large-scale array of discrete ionizing radiation detectors multiplexed using fluorescent optical converters - Google Patents

Large-scale array of discrete ionizing radiation detectors multiplexed using fluorescent optical converters

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JPS59500583A
JPS59500583A JP50183583A JP50183583A JPS59500583A JP S59500583 A JPS59500583 A JP S59500583A JP 50183583 A JP50183583 A JP 50183583A JP 50183583 A JP50183583 A JP 50183583A JP S59500583 A JPS59500583 A JP S59500583A
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コスロウ・エヴアン・イ−
エデルマン・ロバ−ト・ア−ル
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コスロウ テクノロジ−ズ コ−ポレイシヨン
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は放射線搬像法並びにその装置、更に具体的には、列状シンチレーション 検出体と螢光光学変換体の組合せから成る撮像装置に関わるものである。[Detailed description of the invention] Background of the invention The present invention relates to a radiation transport imaging method and its apparatus, and more specifically, to columnar scintillation. This invention relates to an imaging device consisting of a combination of a detector and a fluorescent optical converter.

放射線及び放射線核種撮像装置は、この10年間で、急激な成長・発展の時代に 突入した。このような動きの大部分は、コンピユータ化断層写真技術並びに新規 な撮像機器及び搬像法の導入に負っている。Radiation and radionuclide imaging devices have entered an era of rapid growth and development over the past 10 years. It broke in. Much of this movement is due to computerized tomography technology and new We are indebted to the introduction of advanced imaging equipment and image transport methods.

従来の撮像装置の1例としてアンガ・シンチレーション・カメラ(米国特許第3 .α11,057号)があるが、これは1950年代に開発されたものであって 、その後これを基礎にして多種多様な改良案が提案されて来た。また、比較的安 価な高速コンピュータの導入により、シンチレーション・カメラの像処理能力が 向上したため、臨床学的利用価値が大幅に高くなった。An example of a conventional imaging device is the Anga scintillation camera (U.S. Patent No. 3). .. α11,057), which was developed in the 1950s. Since then, a wide variety of improvement plans have been proposed based on this. Also, it is relatively cheap. With the introduction of advanced high-speed computers, the image processing power of scintillation cameras improved. As a result, the clinical utility value has significantly increased.

このアンガー・カメラは1列のフォトマルチプライアを、例えばタリウム活性化 ヨウ化ナトリウム(Na■(11))などの大型で薄く平坦なシンチレーション 結晶体に対し平坦な光管を介して結合したものである。シンチレータ−(シンチ レーション結晶体)の前方に規準器が配設されている。この規準器を透過した光 線はシンチレータ−に当り、スペクトル範囲が紫外線から可視スペクトルの青の 部分にまで亘る光線に変換される。この光線は次にファイバー・オブチック・カ プリングを通ってフォトマルチプライア検出体に入射し、ここで、総波高電圧が 吸収済みイオン化光線光子のエネルギーに比例する電気信号に変換される。シン チレーション・イベントの位置は、フォトマルチプライアから得られる個々の波 高撮幅を混合することにより算出される。This Unger camera uses a row of photomultipliers, e.g. Large, thin, flat scintillators such as sodium iodide (Na (11)) It is connected to the crystal via a flat light tube. scintillator (scintillator) A standard is placed in front of the ration crystal. Light transmitted through this standard The line hits the scintillator, and the spectral range is from ultraviolet to blue in the visible spectrum. It is converted into a ray that covers the area. This ray is then passed through the fiber optic filter. It passes through the pulley and enters the photomultiplier detector, where the total wave height voltage is The absorbed ionizing light photons are converted into electrical signals proportional to their energy. Shin The location of the chilling event is determined by the individual waves obtained from the photomultiplier. Calculated by mixing the high image width.

放射性椋種撮像用に用いられる検出体は下記の諸条件を満たすものでなければな らない。The detection object used for radioactive Mukuzo imaging must meet the following conditions. No.

1)シンチレーション・イベントの位置を決定する上での高空間解像度 2)光源内または規準器内で散乱したガンマ光子の確認及び拒絶(光源散乱拒絶 )並びに検出体自体の内部で散乱したく検出体散乱)ガンマ光子の確認及び拒絶 を行うのに十分なエネルギー解像度、 3)適当なカウント率及び小さい不感時間、4)適当なガンマ線吸収率(最小信 号損)。1) High spatial resolution in determining the location of scintillation events 2) Confirmation and rejection of gamma photons scattered within the light source or standard (light source scattering rejection) ) and detection object scattering) confirmation and rejection of gamma photons scattered within the object itself. energy resolution, sufficient to do 3) suitable count rate and small dead time; 4) suitable gamma absorption rate (minimum reliability); issue loss).

以上の諸条件に加えて、撮像装置にあって望ましいものであっても実際には得難 い特性もまた多数あり、以下はその例である。In addition to the above conditions, even if it is desirable for an imaging device, it is difficult to obtain in reality. There are also many other interesting characteristics, some examples of which are listed below.

1)シンチレータ−内で散乱した後そのシンチレータ−の他の部分に再吸収され たガンマ光子を拒絶する能力、2)厚肉シンチレータ−を用いて空間解像度を有 意低下させることなく入射ガンマ光子吸収率を向上できる能力、 3)コンピュータ記憶及び処理用にデジタル情報を提供できる能力、 4)時間の経過に伴い移動及び不安定状態を生じないこと、並びに検出体表面両 端間に不均質部が存在しないこと。1) After being scattered within the scintillator, it is reabsorbed by other parts of the scintillator. 2) the ability to reject gamma photons that the ability to increase the absorption rate of incident gamma photons without degrading 3) the ability to provide digital information for computer storage and processing; 4) No movement or instability occurs over time, and both surfaces of the detection object There shall be no inhomogeneity between the edges.

以上の特性は、コスト削減、作業の簡単化、及び(患者に投与される一定量の放 射性核種に対する像質の意味における)高効率化の諸問題と共に、従来、幾つか の代替撮像装置の使用を1通して探求されて来ている。その解決法の1つはオー トフルオロスコープの形で具体化されている。この装置では、光管を用いて個々 のシンチレータ−を1列のフォトマルチプライアに結合しており、使用されるシ ンチレータ−の数は数百口である。同様の装置としては、シンチグラフィ用平面 列または陽電子放射断層写真撮像用リング・カメラとして構成されたものなどが ある。The above characteristics reduce costs, simplify the work, and reduce the amount of radiation delivered to the patient. In addition to the problems of increasing efficiency (in the sense of image quality for radionuclides), several problems have been The use of alternative imaging devices has been explored throughout. One of the solutions is It is embodied in the form of a fluoroscope. This device uses a light tube to scintillators are coupled to one row of photomultipliers, and the system used is The number of ventilators is several hundred. A similar device is a scintigraphy plane. such as those configured as array or ring cameras for positron emission tomography imaging. be.

しかし、このオートフルオロスコープ及び類似装置にも幾つかの問題点がある。However, there are several problems with this autofluoroscope and similar devices.

1つは、シンチレータ−から光管を介してフォトマルチプライアに光を送る方法 は非効率的であると共に不均一であるという点である。このため、エネルギー解 像度と光源散乱拒絶能力が共に悪くなる。これに加えて、以上の装置は構造が非 常に複雑になる。なぜなら、各シンチレータ−素子を1本の光管及び1個の光伝 導「へら(spatula ) Jに個別に且つ再現可能に連結しなければなら ないため、結果として294澗のシンチレータ−から成る1列に対して315本 の光管が必要になるからである。このタイプの装置では、中程度のサイズのもの でも、そのアドレスに要するフォトマルチプライアの数は多い。One method is to send light from a scintillator to a photomultiplier via a light tube. is both inefficient and non-uniform. Therefore, the energy solution Both image quality and light source scattering rejection ability deteriorate. In addition to this, the above devices are non-structural. It always gets complicated. This is because each scintillator element has one light tube and one light transmitter. The guide must be individually and reproducibly connected to the spatula J. As a result, there are 315 scintillators for one row of 294 scintillators. This is because a light tube of For this type of equipment, medium-sized However, the number of photomultipliers required for that address is large.

」江 従って、本発明の目的は比較的大型のシンチレータ−列を用いる新規且つ改良さ れた光線撮像装置を提供することである。別の目的は、高空間解像度、高ガンマ 光子吸収効率、高光源、検出体拒絶能力を備えていると共に、高価なフォトマル チプライアではなくて低コストのソリッド・ステート光電子装置を用いることに よって従来品に比べてコストが大幅に安い検出体を提供することである。なお、 その他の目的、特徴及び利点は以下の説明並びに別紙請求の範囲から明白である 。” Jiang Accordingly, it is an object of the present invention to develop a new and improved scintillator array using relatively large scintillator arrays. It is an object of the present invention to provide a light beam imaging device that has the following characteristics. Another objective is high spatial resolution, high gamma It has photon absorption efficiency, high light source, detection object rejection ability, and does not require expensive photomultipliers. Using low-cost solid-state optoelectronic devices instead of chipliers Therefore, it is an object of the present invention to provide a detection object whose cost is significantly lower than that of conventional products. In addition, Other objects, features and advantages will be apparent from the following description and the appended claims. .

本発明を実施するに際し、その一実施例では、電離放射線を吸収した場合に光線 を放射する性質の各々が光学的に分離した感光素子から成る1列を備えた光検出 ・変換装置が提供されている。チャンネル列は、感光素子から放射される光線を 吸な且つ捕捉すると共に該光線部ちより長い波長に変換した後で該光線を伝送す ることができる材料から成るものであるが、このチャンネル列は感光素子の近傍 に配設されている。該伝送光線を電気信号に変換する電子光学検出体がこのチャ ンネルに結合されている。該チャンネルの1つから発生される光により電子光学 検出体の1つが動作状態となった場合、これにより、当該チャンネルの近傍の感 光素子の少なくとも1つがある量の電離放射線を吸収したことが判る。In practicing the invention, in one embodiment, when absorbing ionizing radiation, A photodetector comprising a row of optically separated photosensitive elements, each of which has a property of emitting ・A conversion device is provided. The channel array directs the light rays emitted from the photosensitive element. absorbs and captures the beam, and transmits the beam after converting it to a longer wavelength. The array of channels is made of a material that can be It is located in An electro-optical detector that converts the transmitted light beam into an electrical signal is connected to this cham- ber. connected to the channel. Electron optics by light generated from one of the channels If one of the detected objects becomes active, this causes the sensing in the vicinity of the channel It can be seen that at least one of the optical elements has absorbed an amount of ionizing radiation.

図面の簡単な説明 本発明は、その諸側面、目的、利点及び特徴を含めて、類似部材には同一参照符 号を付するようした添付図面を参照しつつ以下の説明を照覧すればより完全に理 解することができるであろう。Brief description of the drawing The present invention, including its aspects, objects, advantages and features, uses the same reference numerals to refer to similar parts. A more complete understanding may be obtained by reading the following description and referring to the accompanying drawings as indicated by the numbers. You will be able to understand it.

第1図は、シンチレータ−(検出体)が長方形の列の形に配列され且つ発光性集 光(LLC)材製条体の近傍に配設されて成る本発明のシンチレータ−検出体列 の一実施例の分解斜面図である。該シンチレータ−列の上面側にあるLLC材製 茶体はある方向(例えば、X軸上に)整列され、シンチレータ−列の底面側のL LC材製条体は直交方向(Y軸上)に整列されている。Figure 1 shows scintillators (detectors) arranged in rectangular rows and luminescent collectors. A scintillator-detection body array of the present invention arranged near a light (LLC) material strip FIG. 2 is an exploded perspective view of one embodiment of the invention. Made of LLC material on the top side of the scintillator row The tea bodies are aligned in a certain direction (e.g., on the X axis) and L on the bottom side of the scintillator row The LC material strips are aligned in the orthogonal direction (on the Y axis).

第2図は第1図に示すシンチレータ−列の各種構成部材に関する光度及び検出体 反応度対波長を示すグラフ図である。Figure 2 shows the luminous intensity and detection object for various components of the scintillator array shown in Figure 1. FIG. 2 is a graphical diagram showing reactivity versus wavelength.

第3a及び3b図は第1図に示す装置に関する検出体・前置増幅器列を示す概略 図である。Figures 3a and 3b are schematic diagrams showing the detector/preamplifier array for the apparatus shown in Figure 1; It is a diagram.

第4図は第1図のシンチレータ−検出体列用の信号処理の一形態の範例を示すブ ロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of a form of signal processing for the scintillator-detector array shown in FIG. It is a lock diagram.

第5図は本発明の変更例の部分切欠斜面図である。FIG. 5 is a partially cutaway perspective view of a modification of the present invention.

第6図は第5図の変更例で用いられる列の部分平面図である。FIG. 6 is a partial plan view of a column used in a modification of FIG. 5.

第7図は弯曲状に構成された列の概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a curved row.

第8図は反対方向に交番式に屈曲された端部を有する列の概略図である。FIG. 8 is a schematic illustration of a row with ends bent in alternating directions.

さて第1図について説明すると、全体を参照符号10で示したシンチレータ−列 は、複数個の通常のシンチレータ−検出結晶体12を列枠14に収納して構成し たものである。平坦ガラス板即ちwA解石英板16及び18はそれぞれ、シンチ レータ−検出体12と各々が複数個の発光集光体25から成る発光集光< (l uminesent 1iqht collector )(LLC))列20 及び22の・端部間に介設されている。集光体25は光伝導チャンネルを構成す る棒体である。シンチレータ−検出体12の端部は板16及び18の片側と光学 的に結合されている。板16及び18の反対側即ち110列20及0・22に面 した側面は反射防止被覆を施しであるのがよく、また該両板部材は薄い空隙によ り前記LLC列に対し離隔されている。板16及び18は、シンチレータ−検出 列10が周囲環境と接触するのを防ぐ密封体の働きをする。Now, referring to FIG. is constructed by housing a plurality of ordinary scintillator detection crystals 12 in a row frame 14. It is something that The flat glass plates, i.e. wA fused quartz plates 16 and 18, are each cinch A light emission condenser consisting of a detector detector 12 and a plurality of light emission condensers 25, Uminesent 1iqht collector) (LLC)) Column 20 and 22 are interposed between the ends. The light collector 25 constitutes a light conducting channel. It is a rod. The end of the scintillator-detector 12 is optically connected to one side of the plates 16 and 18. are connected to each other. facing opposite sides of plates 16 and 18, i.e. 110 rows 20 and 0.22 The side surfaces of the panels are preferably coated with an anti-reflection coating, and the plates are separated by a thin air gap. and is spaced apart from the LLC column. Plates 16 and 18 are scintillator-detecting It acts as a seal to prevent the array 10 from coming into contact with the surrounding environment.

列20のLLCチャンネル25はX軸方向に整列し、列22のチャンネル25は Y軸方向に整列している。LLC channels 25 in row 20 are aligned in the X-axis direction, and channels 25 in row 22 are aligned in the X-axis direction. They are aligned in the Y-axis direction.

第1図では各構成部材は図解のため平坦で且つ方形の形状のものとして示しであ るが、これらは、陽電子リング・カメラ、発光断層写真装置及びコンピユータ化 断層写真装置などの用途で使用できるよう、例えば第7図に示すように、弯曲形 状としてもよいことはもちろんである。In FIG. 1, each component is shown as flat and rectangular for illustrative purposes. However, these are based on positron ring cameras, emission tomography devices, and computerization. For example, as shown in Figure 7, the curved shape can be used in applications such as tomography equipment. Of course, it may also be in the form of

LLC25は、プラスチック、石英またはガラスにある波長では光を吸収し、こ れより長い波長では発光する1つまたは2つ以上の螢光染料をドープして即ち塗 布して成る中実状の棒体部らチャンネルの形をした素子である。LLC25 absorbs light at certain wavelengths in plastic, quartz, or glass; doped or coated with one or more fluorescent dyes that emit light at longer wavelengths. It is a channel-shaped element made of a solid rod made of cloth.

これはまた、管体に所要の染料を含む溶剤を充満させて構成することもできる。It can also be constructed by filling the tube with a solvent containing the desired dye.

該所要染料は、LLCを構成する物理媒体と混合された、あるいは110表面に 塗布される塗膜の形に構成されたローダミンやクマリンなどのようなレーザー染 料とすることができる。ILc棒体25の3つの表面は拡散反則材で包囲しであ るが、シンチレーション検出列10に面する第4の表面は螢光染料の混合物で被 覆しである。場合によっては、シンチレータ−を染料含有媒体で包囲することに より波長を変えることもできる。この場合、LLCは単にその3側面を拡散反射 材で包囲した管体にすぎない。LLC列の端部26は、通常狭い空隙により分離 された反射体と接続している。他方の端部28はフォトダイオード列30及び3 2などのような適当な電子光学素子と光学的に結合している。The required dye may be mixed with the physical medium constituting the LLC or applied to the 110 surface. Laser dyes such as rhodamine and coumarin structured in the form of the coating being applied. It can be used as a fee. The three surfaces of the ILc rod 25 are surrounded by diffusion repellent material. but the fourth surface facing the scintillation detection column 10 is coated with a mixture of fluorescent dyes. It's a reversal. In some cases, the scintillator may be surrounded by a dye-containing medium. It is also possible to change the wavelength. In this case, the LLC simply reflects diffusely on its three sides. It is nothing more than a tube surrounded by wood. The ends 26 of the LLC row are typically separated by a narrow air gap. connected to the reflected reflector. The other end 28 has photodiode rows 30 and 3. It is optically coupled to a suitable electro-optical element such as 2 or the like.

螢光染料から発生された光は鏡面(全内部)反射により(LLC媒体の屈折率に よって決まる)スネルの法則で定義される角度範囲内で捕捉される。従って、こ の捕捉光は連続反射によりLLC列2o及び22の端部28に伝導され、ここで フtトダイオード30及び32により受光された光の強さに基づき電気信号に変 換される。The light generated from the fluorescent dye is reflected by specular (total internal) reflection (to the refractive index of the LLC medium). (determined by) within the angular range defined by Snell's law. Therefore, this The captured light is conducted by successive reflections to the ends 28 of the LLC columns 2o and 22, where It is converted into an electrical signal based on the intensity of the light received by the foot diodes 30 and 32. will be replaced.

シンチレータ−列10の各シンチレータ−検出結晶体12間の光学的混線の防止 、並びに各検出結晶体からの光の抽出性の向上は、光学的反射媒体を各結晶体間 に配設するか、あるいはその表面に被覆することにより達成しである。この目的 には、硫酸バリウムまたは酸化マグネシウムの拡散反射体が適している。シンチ レータ−検出体12のLLCチャンネル25側に対面する側の端部はつや出しを 施してガラスまたは融解石英製の板16及び18と結合すると、列10を密封す ることができる。これらの板部材は反射防止被覆材で被覆するのがよく、またL LCチャンネル25はその近傍の板部材16及び18に対し狭い空隙により離間 しであるのがよい。シンチレータ−検出体12が放射誘導体を吸収した時に発生 された光は、まず該シンチレータ−検出体の端部に達し、次にガラス端板16及 び18を通って110列20及び22に入射し、ここに吸光された後より長い波 長の形で再発光される。別法としては、この光の波長変換は、シンチレータ−検 出体の周囲に波長変換媒体を周設することによりシンチレータ−検出体内部で達 成することもできる。即ち、このようにして波長変換した光をLLC棒体に送り 、ここで吸光させることもできる。Preventing optical crosstalk between each scintillator in the scintillator row 10 and the detection crystal 12 , as well as improving the ability to extract light from each detection crystal. This can be achieved by disposing it on the surface or coating it on the surface. this purpose Barium sulfate or magnesium oxide diffuse reflectors are suitable for this purpose. cinch The end of the detector detector 12 facing the LLC channel 25 is polished. When combined with glass or fused silica plates 16 and 18, the row 10 is sealed. can be done. These plate members are preferably coated with an anti-reflection coating, and The LC channel 25 is separated from the neighboring plate members 16 and 18 by a narrow gap. It is better to be Occurs when the scintillator-detector 12 absorbs the radiation derivative The emitted light first reaches the end of the scintillator-detector, and then passes through the glass end plate 16 and and 18, enter the 110 rows 20 and 22, and after being absorbed there, the longer wave Re-emitted in long form. Alternatively, this wavelength conversion of light can be performed using scintillator detection. By surrounding the wavelength conversion medium around the scintillator-detecting body, It can also be done. In other words, the light whose wavelength has been converted in this way is sent to the LLC rod. , it is also possible to absorb light here.

110条体(チャンネル)25は、普通、列1oに用いられている検出体12と 同じ幅を有し、各々1列のシンチレータ−検出体と整列状態にある。更に、シン チレータ−列10に面した側にある110条体25の表面は特別な誘電類被写体 34で被覆しであるのがよく、この被覆によりシンチレータ−から発生された光 (短波長光学放射線)は110条体25内に入射できると共に、この110条体 内において前記染料によってより長い波長の光の形で再発光された後、実質上、 イの総てを反射することができる(第2図参照)。従って、110条体25内に 吸光並びに再発光された光はこの110条体内に捕捉されるため、シンチレータ −列10に戻ることができない。なお、シンチレータ−列に面していない側の1 10条体の表面の周囲には、既述のシンチレータ−被覆体などのような拡散反射 材料を周設しである。110 channels (channels) 25 are normally connected to the detection body 12 used in column 1o. They have the same width and are each aligned with a row of scintillator-detectors. Furthermore, Shin The surface of the 110 strips 25 on the side facing the chiller row 10 is a special dielectric object. It is preferable that the scintillator is coated with a scintillator. (short wavelength optical radiation) can enter into the 110-striped body 25, and this 110-striped body After being re-emitted in the form of longer wavelength light by said dye within the (See Figure 2). Therefore, within the 110th article 25 Since the absorbed and re-emitted light is captured within these 110 stripes, the scintillator - cannot return to column 10; In addition, 1 on the side not facing the scintillator row Around the surface of the 10-strip body, there is a diffuse reflection material such as the scintillator coating described above. All materials are provided.

第2図には、シンチレータ−(Na I (Ti )と仮定)から放射される光 のスペクトル間性、LLC染料の吸収・放射スペクトル、シンチレータ−列密封 のためLLGと板部材の間に介設された誘電類の反射率、及びフォトダイオード の感度が図示されている。本発明の装置はこれら各種のスペクトル間の関係を最 適化するように設計されたものである。即ち、本装置では、シンチレータ−1誘 電鏡、LLC染料及び光検出体の選択は、シンチレータ−からの放射線を無駄な く且つ効率的に捕捉して光検出体に伝導できると共にLLCチャンネルの染料か ら放射される光線に対する光検出体の反応度を最大にすることができるように組 合せられることを基準として行なわれる。Figure 2 shows the light emitted from the scintillator (assumed to be NaI (Ti)). interspectral properties, absorption and emission spectra of LLC dyes, scintillator column sealing Therefore, the reflectance of the dielectrics interposed between the LLG and the plate member, and the photodiode The sensitivity of is illustrated. The device of the present invention optimizes the relationship between these various spectra. It is designed to be optimized. That is, in this device, the scintillator-1 The selection of the electroscope, LLC dye, and photodetector eliminates wasted radiation from the scintillator. The dye in the LLC channel can be easily and efficiently captured and transferred to the photodetector. The structure is designed to maximize the reactivity of the photodetector to the light emitted from the source. This is done on the basis of matching.

LLCチャンネルのバッキングを緊密なものとし且つLLC25端部における列 30及び32の電子光学検出体の過密を避けるため、LLCチャンネルの端部は 、例えば第8図に示すように、弯曲即ち屈曲状のものに変更することもできる。Tight backing of LLC channels and rows at LLC25 ends To avoid overcrowding of the electro-optical detectors at 30 and 32, the ends of the LLC channels are , for example, as shown in FIG. 8, it can be changed to a curved or bent shape.

この場合、電子光学検出体は、LLCチャンネルによって形成される平面の上下 に交番式に配設することができるであろう。In this case, the electro-optical detectors are located above and below the plane formed by the LLC channel. could be arranged in alternating fashion.

110条体(即ち、LLCチャンネル)内に吸収された光は電子光学検出体30 及び32に伝達されるが、この検出体はこの光を吸収すると共にこれをシンチレ ータ−から発生される光子の数に比例する電気信号に変換する。The light absorbed within the 110 stripes (i.e. LLC channel) is detected by the electro-optical detector 30. and 32, but this detector absorbs this light and converts it into a scintillator. converts the photons into an electrical signal proportional to the number of photons generated by the sensor.

該検出体はコンパクトな列の形に構成することができると共に、例えばペルチェ 冷却モジュール36(第3b図参照)により冷却して雑音を一層減少させること もできる。The detector can be arranged in a compact array and can be Cooling by cooling module 36 (see Figure 3b) to further reduce noise. You can also do it.

従って、ある1つのシンチレータ−検出体25があるパルス光を発生した場合、 この光は隣接する2つのLLCチャンネルに到達し、このチャンネルに吸収され ると共に該LLCチャンネルに捕捉された波長で再発生される。Therefore, when a certain scintillator-detector 25 generates a certain pulsed light, This light reaches two adjacent LLC channels and is absorbed by these channels. and regenerated at the wavelength captured in the LLC channel.

この波長変換された光は、LLCチャンネル25の端部に送られて、ここに配設 されている電子光学検出体30及び32を動作さる。従って、特定の電子光学検 出体がパルス光を検出した場合、その発光源であるシンチレータ−の位置がX座 標及びY度歎として符g化されると共に、電子光学検出体から送られて来る測定 済み電気パルスの数が始めのガンマ光子のエネルギーに比例したものになる。This wavelength-converted light is sent to the end of the LLC channel 25 and placed here. The electro-optical detectors 30 and 32 are operated. Therefore, certain electro-optical If the ejected object detects pulsed light, the position of the scintillator that is the source of the light is The measurements sent from the electro-optical detector are encoded as The number of electrical pulses completed is proportional to the energy of the initial gamma photon.

上記構成の主な利点の1つは、小型で低コストのソリッド・ステート電子光学検 出体を、これに比べてはるかに高価な光電子倍増管の代りに使用できることであ る。One of the main advantages of the above configuration is that it provides compact, low-cost solid-state electro-optical inspection. It is possible to use a photomultiplier tube instead of a photomultiplier tube, which is much more expensive than a photomultiplier tube. Ru.

それは、シンデレーターから発生された光を狭いLLCチャンネルに閉じ込めて おくことができるからであり、即ち光電子倍増管などのような作用面積の大きい 低雑音の検出体が不要になり、その代りに、作用面積の小さい低雑音の小型個別 素子を使用することができるからである。更に、本ソリッド・ステート検出体は 、信号の増幅、分析及び符号化に必要な電子光学素子を内蔵するように設計でき る利点もある。It confines the light generated from the scintillator into a narrow LLC channel. This is because it can be placed in A low-noise detection object is no longer required, and instead a small, low-noise individual detector with a small active area is used. This is because the element can be used. Furthermore, this solid state detector is can be designed to incorporate electro-optical elements necessary for signal amplification, analysis and encoding. There are also advantages.

前記装置は、個別シンチレータ−素子を使用するようにしたことにより、従来達 成不可能であった空間解像度を得ることができるものとなった。また、シンチレ ータ−から発生された光を光検出体に対し驚異的な高効率(約50〜60%)で 伝達することができ、その結果入射ガンマ光子のエネルギーを正確に測定するこ とができ、従って錯乱を拒絶することができるようになった。更に、あるシンチ レータ−内で散乱されたガンマ光子が同一列内の持続のシンチレータ−によって 吸収された場合、結果として発生される信号を拒絶できるようになっている。The device described above is improved by using individual scintillator elements. It has now become possible to obtain spatial resolution that was previously impossible to achieve. Also, scintillation The light emitted from the sensor is directed toward the photodetector with amazingly high efficiency (approximately 50-60%). The energy of the incident gamma photon can therefore be measured accurately. and thus became able to reject confusion. Furthermore, a certain cinch The gamma photons scattered within the scintillator are scattered by the continuous scintillator in the same column If absorbed, the resulting signal can be rejected.

なぜなら、許容数より多数の電子光学検出体が応答することになるからである。This is because a larger number of electro-optical detectors than the allowable number will respond.

この検出体散乱拒絶能力のお陰で、厚いシンチレーション結晶体を使用すること ができ、而も像質を余り低下させずに済む。従って、本発明の装置によって得ら れるガンマ光子吸収効率は従来装置の効率より高く、この高吸光率により、本装 置では、像質を余り変えることなく種々なエネルギーの放射性核種を検出するこ とができると共に、臨床学的に有用な像を最小の時間且つ患者に対し最少量の放 射線で形成することができる。This ability to reject detector scattering makes it possible to use thick scintillation crystals. This can be done without much deterioration in image quality. Therefore, the The gamma photon absorption efficiency is higher than that of conventional equipment, and this high absorption It is possible to detect radionuclides of various energies without significantly changing the image quality. while producing clinically useful images in the least amount of time and with the least amount of radiation to the patient. It can be formed by rays.

第2の構成は、直交状態に整列され而もシンチレータ−列の同じ側に配設された 2つのグループLLCチャンネルを用いるものである。この場合、第1グループ のチャンネルは、シンチレータ−の発生する放射線の大部分を吸収すると共に、 残りの部分を第1グループの直後に配設した第2、グループのLLCチャンネル に透過させるかあるいは該放射線の一部をより波長の長い放射線として該第2グ ループに再発生することができるように設計することができる。この構成の利点 は、装置全体をよりコンパクトなものにできると共に、ガンマ光子のシンチレー タ−列内への透過を阻止するLLCチャンネル・グループが不要になることであ る。しかし、この場合の大きな問題は、LLCチャンネル間の混線防止がより困 難になる場合があり、従ってシンチレータ−から発生される光の損失がより大き くなる可能性があることである。The second configuration was arranged in an orthogonal manner but placed on the same side of the scintillator array. It uses two group LLC channels. In this case, the first group The channels absorb most of the radiation generated by the scintillator, and The remaining portion is placed immediately after the first group's LLC channel. or transmit a portion of the radiation to the second group as radiation with a longer wavelength. It can be designed so that it can recur into a loop. Advantages of this configuration In addition to making the entire device more compact, this method also enables gamma photon scintillation. Eliminates the need for LLC channel groups to prevent transmission into the data row. Ru. However, the big problem in this case is that it is more difficult to prevent crosstalk between LLC channels. scintillator, and therefore the loss of light generated by the scintillator is greater. This is a possibility.

第3の構成は、シンチレータ−列’10の底部に1グループのLLCチャンネル 25を結合し、各LLCチャンネルの一方の端部に電子光学素子を配設するよう にしたものである。これは、LLCチャンネルの長軸に対し直交方向に向うX線 扇形ビームは、本質として、シンチレータ−検出体12の位置座標の一方を決定 するという事実を利用したものである。この構成の望ましい用途としては、CA T走査及びデジタル放射線写真が考えられる。The third configuration includes one group of LLC channels at the bottom of scintillator row '10. 25 and place an electro-optical element at one end of each LLC channel. This is what I did. This is an X-ray directed perpendicular to the long axis of the LLC channel. The fan beam essentially determines one of the position coordinates of the scintillator-detector 12. This takes advantage of the fact that The preferred use of this configuration is for CA T-scans and digital radiography are contemplated.

放射性核種搬像装置の例では、シンチレータ−列は、16.384個の個別の結 晶体を組合せて作るのがよい。各シンチレータ−はサイズを2 X 2 X 2 5mmとすると共に、狭いギャップを介して結晶体から離間された拡散反射材を 用いることにより隣接シンチレータ−に対し光学的に分離しである。In the example of a radionuclide imager, the scintillator array has 16,384 individual crystals. It is best to make it by combining crystals. Each scintillator has a size of 2 x 2 x 2 5mm, and a diffuse reflective material separated from the crystal through a narrow gap. By using this, it is possible to optically separate adjacent scintillators.

このようなシンチレータ−は押出し成形で作るのが最も便利である。シンチレー タ−は128X 128のマトリクス状に配列して概ね254x 254mm  (10x 10インチ)で厚さが25.4mm (1インチ)のブロックの形に 構成されている。LLCチャンネルは、光学的に透明な薄壁状のガラ本発明では 、シンチレータ−から発生される光が狭いチャンネルに閉じ込められるから、作 用面積の非常に小さい(望ましくは、25mm2未満の)光検出体を使用するこ とができる。検出体作用面積が小さくなれば、それだけ検出体の雑音も小さくな る。しかし、それでもなお、ソリッド・ステート光検出体は、大抵の場合、暗流 及び雑音がlt較的高いため、不適当である。小型PINシリコン・フォトダイ オードは暗電流及び!音が低く、従って110条体(チャンネル)の端部に結合 することにより、通常は冷却処理無しで、直接使用することができる。Such scintillators are most conveniently made by extrusion. scintillator The tar is arranged in a 128 x 128 matrix and is approximately 254 x 254 mm. (10 x 10 inches) in the form of a block with a thickness of 25.4 mm (1 inch) It is configured. The LLC channel is an optically transparent thin-walled glass. , the light emitted from the scintillator is confined in a narrow channel, making it difficult to operate. Using a photodetector with a very small surface area (preferably less than 25 mm2) I can do it. The smaller the detection object area is, the smaller the detection object noise will be. Ru. However, solid-state photodetectors still often and the noise is relatively high, making it unsuitable. Small PIN silicon photo die Ord is dark current and! Low sound, therefore 110 connected to the end of the channel By doing so, it can be used directly, usually without cooling treatment.

これらの検出体の性能を更に高めるには、低雑音前置増幅器38(第3゛a図及 び3b図参照)をフォトダイオード・シリコン・チップ40上に直接載冒し、こ のチップを熱雷(ベルチェ)モジュール36を用いて冷却するとよい。To further enhance the performance of these detectors, a low noise preamplifier 38 (see Figure 3a) can be used. and 3b) directly onto the photodiode silicon chip 40. It is preferable to cool the chip using a thermal lightning (Beltier) module 36.

また、フォトダイオードを大形列の形で単一チップ上に配列するのが望ましく、 その結果コスト削減並びに多数のLLCチャンネルの結合の簡単化を達成するこ とができる。シンチレータ−列の一実施例における検出体の仕様は次の通りであ る。It is also desirable to arrange the photodiodes in large arrays on a single chip; As a result, it is possible to reduce costs and simplify combining multiple LLC channels. I can do it. The specifications of the detection object in one embodiment of the scintillator array are as follows. Ru.

フォトダイオード作用面積 “ 2.1x 2.1mmフォトダイオード暗電流 (室温) 0.8 nAフォトダイオード暗電流(−50℃> 6 DAフォト ダイオード、7列の数 16 グループ内のフォトダイオード列の数 6グループ内のフォトダイオードの総数  128前置増幅器の利得 約1000 シンチレータ−の量子量は温度に伴って増大し且つ弛緩時間は温度に伴って減少 するから、シンチレータ−は列内部で加熱するのか最善である。本発明の場合、 シンチレータ−の加熱と光検出体の冷却を同時に行なうことができる。なぜなら 、この両者がLLCチャンネルにより互いに分離されているからである。温度を このように制御することにより、本発明の装置の性能は、装置全体を周囲温度で 操作する場合に比べて大幅に向上させることができるようになった。Photodiode active area 2.1x 2.1mm Photodiode dark current (Room temperature) 0.8 nA photodiode dark current (-50℃> 6 DA photo Diode, number of 7 rows: 16 Number of photodiode rows in a group Total number of photodiodes in 6 groups 128 preamplifier gain approximately 1000 The scintillator quantum quantity increases with temperature, and the relaxation time decreases with temperature. Therefore, it is best to heat the scintillator inside the column. In the case of the present invention, It is possible to heat the scintillator and cool the photodetector at the same time. because , because both are separated from each other by an LLC channel. temperature By controlling in this way, the performance of the device of the present invention can be improved by keeping the entire device at ambient temperature. It has become possible to significantly improve the performance compared to when operating.

電子光学素子(検出体)から発生された信号は通常の方法、例えば第4図に図示 の方法を用いて処理することができる。検出体列の各検出体には、前置増幅器と 、グループ状に構成された信号処理用のその他の電子工学装置、例えば第4図に 第1図の検出体列30及び32に対応するような即も参照符号30a及び32a で示しである装置を具備させることができる。LLC20及び検出体30aから 発生される信号は一致回路40により、シンチレータ−列10の他方側に位置す るLLCチャンネル22の第2グループに結合された電子光学検出体32aから 発生されるパルスと一致するか否かのチェックを受ける。また、一致回路40は 、ある特定の時間に2つ以上のシンチレータ−が信号を発生した場合、こ信号を 拒絶する。この一致及び不一致のチェックが一旦行なわれた後は、電子光学装置 30a及び32aから発生された信号は合計され、且つ、パルス総計・パルス整 形回路42において増幅されてシンチレータ−・イベントの波高を形成する。こ の波高は二重弁別器44に印加されるものであるが、これが一定の範囲内である 場合、活性化検出体のX座標及びY座標の形で与えられる活性化シンチレータ− 素子の位置は、デジタル形式で、Δ、 N Dゲート4G及びデジタル・ゲート ・バッファ50を介して記録装置か表示装置11のいずれか一方または双方に送 られる。検出体・増幅器30a及び32aは、列マルチプレクサ52及びグルー プ・マルチプレクサ54により個別に多重送信または抽出される。The signal generated by the electro-optical element (detector) can be detected in the usual way, for example as illustrated in FIG. It can be processed using the following method. Each detector in the array is equipped with a preamplifier and , other electronic devices for signal processing arranged in groups, e.g. Reference numerals 30a and 32a correspond to detector arrays 30 and 32 in FIG. The device can be equipped with the following. From LLC 20 and detection object 30a The signal generated is transmitted by a matching circuit 40 to the scintillator column 10 located on the other side. from an electro-optic detector 32a coupled to a second group of LLC channels 22 It is checked whether it matches the generated pulse. In addition, the matching circuit 40 , if two or more scintillators generate a signal at a certain time, this signal is Reject. Once this match and mismatch check has been performed, the electro-optical device The signals generated from 30a and 32a are summed and pulse summed/pulse adjusted. It is amplified in the shape circuit 42 to form the peak of the scintillator event. child The wave height applied to the double discriminator 44 is within a certain range. If the activated scintillator is given in the form of the X and Y coordinates of the activated detector, The position of the element is in digital format, Δ, N D gate 4G and digital gate ・Sent to either the recording device or the display device 11 or both via the buffer 50 It will be done. Detector/amplifiers 30a and 32a are connected to column multiplexer 52 and group The signals are individually multiplexed or extracted by multiplexer 54.

前述のタイプの装置は種々な機能を果せるように設計することができる。例えば 、列を弯曲させてリングを形成し、LLCをこの弯曲状列の検出素子に隣接配設 するとして放出断層写真撮影、デジタル放射線写真術、またはコンピユータ化断 層写真撮影に用いると、個々の検出体を物理的に移動せずに且つ幾つかの投射体 から同時に情報を収集することなく、走査を実施することができる。Devices of the type described above can be designed to perform a variety of functions. for example , the array is curved to form a ring, and the LLC is arranged adjacent to the sensing element of the curved array. as emission tomography, digital radiography, or computerized tomography. When used for layer photography, it is possible to use multiple projectors without physically moving each object to be detected. Scanning can be performed without simultaneously collecting information from.

別法としては、シンチレータ−を単一方向に整列された単一グループのLLC棒 体(チャンネル)に結合すると共に、シンチレータ−列を直交座標を形成するX 線の扇形ビームに露呈するようにすることもできる。この場合、単一グループの LLC棒体くチャンネル)だけで、列内素子によって受光される放射線を十分に 分析評価することができる。Alternatively, the scintillator may be a single group of LLC rods aligned in a single direction. The X It can also be exposed to a fan beam of lines. In this case, for a single group The LLC rods (channels) alone are sufficient to absorb the radiation received by the elements in the array. Can be analyzed and evaluated.

さて、本発明の装置のもう一つの用途は心臓及び呼吸器走査装置、即ち、放射性 核種ラベル付材料の迅速変動形空間分布をモニターする装置に用いることである 。更に、本発明は螢光透視法にも適用することのできる。即ち標準放剣線学X線 フィルムの露出をモニターして最適露出を得るのにも用いることのできるもので ある。Now, another application of the device of the invention is in cardiac and respiratory scanning devices, i.e. radioactive It is used as a device to monitor the rapidly changing spatial distribution of nuclide-labeled materials. . Furthermore, the present invention can also be applied to fluoroscopy. i.e. standard radiation x-ray It can also be used to monitor film exposure to obtain the optimum exposure. be.

第5図及び6図には、本発明をX線フィルムの露出調整に適用した例が示されて いる。第6図では、棒体即ちLLCチャンネル60から成るマトリクス58は直 交した列の形に構成されている、即ち一方のグループの間隔を置いて平行に配設 されたチャンネルは「X軸方向」に整列され、他方のグループの離間状平行チャ ンネルは「Y軸方向」に整列されている。チャンネル60間の交差部では、少量 の粉体状または薄いプラスチックのシンチレータ−62を放射線の最も近くに位 置するチャンネルの上面に配設しである。シンチレータ−62は少量の入射電離 放射線を光のパルスに変換する。なお、この光パルスは、遮断された光線の位置 を同定するチャンネルの端部に位置付けられた光検出体64にL L Cチャン ネルによって送られる。5 and 6 show an example in which the present invention is applied to exposure adjustment of X-ray film. There is. In FIG. 6, a matrix 58 of rods or LLC channels 60 is shown in FIG. arranged in crossed rows, i.e. parallel with one group spaced apart channels are aligned in the “X direction” and the spaced apart parallel channels The channels are aligned in the "Y-axis direction." At the intersection between channels 60, a small amount A powder or thin plastic scintillator 62 is placed closest to the radiation. It is arranged on the top surface of the channel where it is placed. The scintillator 62 receives a small amount of incident ionization. Converts radiation into pulses of light. Note that this light pulse is located at the position of the blocked light beam. L L C channel to the photodetector 64 positioned at the end of the channel for identifying Sent by Nell.

上記構成の代替例としては、単一グループの11−Cチャンネルを用いるものも 可能である。即ち、各LLCチャンネル上の唯1ケ所においてだけ、少量の粉体 状または薄いプラスチックのシンチレータ−62を光線の最近傍に位置するチャ ンネルの上面に配設する。前記構成の場合と同様、光検出体は各LLCチャンネ ルの一方の端部に位置付(プる。この構成の利点は、高速反応が得られることと 、より広い露出姿勢が取れることである。An alternative to the above configuration is to use a single group of 11-C channels. It is possible. That is, at only one location on each LLC channel, a small amount of powder A thin plastic scintillator 62 is placed near the light beam. placed on the top surface of the channel. As in the case of the above configuration, the photodetector is connected to each LLC channel. The advantage of this configuration is that it provides fast reactions and , it is possible to take a wider exposure position.

第5図では、前記マトリクス58は通常のX線フィルム・スクリーン装置70に 隣接して配設されていると共に、X線放射線に露呈される。なお、この光線は次 に装置70に衝突するようになっている。LLCチャンネル60の端部に配設さ れたフォトダイオードから発生される信号は多重送信されてX及びYグループの チャンネル60から送られて来るパルスの発生源を確定すると共に、当該情報を 符号化し且つ記録するマイクロプロセッサ72に送られる。マイクロプロセッサ 72は、検査選別、校正器74によりこれに与えられるアルゴリズムによって、 装置70のX線フィルムにまたがるLLCチャンネルの各種交差部において記録 済み光線の所要の分布を確認した場合、自動的に信号を発生して装置70のX線 の露出を停止する。In FIG. 5, the matrix 58 is attached to a conventional X-ray film and screen device 70. are adjacently disposed and exposed to x-ray radiation. Furthermore, this ray is The device 70 is configured to collide with the device 70. disposed at the end of the LLC channel 60 The signals generated from the photodiodes are multiplexed to the X and Y groups. Determine the source of the pulse sent from channel 60 and collect the information. It is sent to microprocessor 72 for encoding and recording. microprocessor 72 is tested and sorted by an algorithm given to it by the calibrator 74. Recordings at various intersections of LLC channels across the X-ray film of device 70 If the desired distribution of rays is confirmed, it will automatically generate a signal to Stop exposure.

別法としては、この露出制御装置は単一方向に整列された1列のLLC棒体くチ ャンネル)から構成することもできるが、この場合、シンチしl−ターはその全 長に亘り異なる部位に位置付けてモニターすべき領域の全体に亘る抽出を行える ようにする。一般的には、この方法はLLCチャンネル及び光検出体C所要数が 多数となるため望ましいものではないが、極く限られた数の部位を抽出するだけ でX線フィルムによって受容される露出を正確に測定できる場合には、これは適 切な方法である。ある寸法列はまた扇形走査ビームによって構成される第2の座 標で抽出するようにしてもよい。Alternatively, the exposure control device may include a single row of LLC rods aligned in a single direction. channel), but in this case, the scintillator It is possible to extract the entire area to be monitored by positioning it in different parts over a long period of time. Do it like this. In general, this method requires only the required number of LLC channels and photodetectors C. This is not desirable as it results in a large number of parts, but only a very limited number of parts can be extracted. This may be appropriate if the exposure received by the X-ray film can be accurately measured at This is a very sad method. A dimension sequence also includes a second seat formed by the fan-shaped scanning beam. It is also possible to extract by mark.

本発明は生物学的並びに化学的研究分野において薄層クロマトグラムや、電気泳 動ゲルや、あるいは放射性と称される化合物の条体を走査するのに用いることが できる。その他の用途としては、X線望遠鏡、質量分光計、X線螢光分光計、飛 行時間分光計、あるいは電離放射線または粒子の列処理から利益を得られるその 池の装置に使用される広範囲に亘る機器類がある。本発明は、大規模な列並びに デジタル処理技術を使用できるため、掻めて汎用性の高いものとなっている。The present invention is useful for thin layer chromatograms and electrophoresis in the biological and chemical research fields. It can be used to scan moving gels or strips of compounds called radioactive. can. Other uses include X-ray telescopes, mass spectrometers, X-ray fluorescence spectrometers, and flight Row-time spectrometers, or those that benefit from column processing of ionizing radiation or particles. There is a wide range of equipment used in pond equipment. The present invention is suitable for large-scale arrays and Since it can use digital processing technology, it is highly versatile.

実際上の操作条件及び使用環境に合わせてその伯の洛正及び変更を行えることは 当業者にとって明白な所であり、従って本発明は説明上の理由により選出した範 例に限定されるものではなく、本発明の真の精神及び範囲を逸脱しない限り可能 な変更例及び修正例の総てを含むものである。It is possible to modify and change the specifications according to the actual operating conditions and usage environment. It will be obvious to those skilled in the art that the present invention is limited to the scope chosen for illustrative reasons. The present invention is not limited to examples, and may be implemented without departing from the true spirit and scope of the invention. This includes all changes and modifications.

呉3a図 補正書の写しく翻訳文)提出書 1.特許出願の表示 PCT/υ583100556 2、発明の名称 螢光光学変換体を用いて多重化した 大規模列の離散電離放射線検出器 3、特許出願人 住所 アメリカ合衆国、06880 コネチヵット州、ウェストボート、タウン  クライア レイン 5名称コスロウ チクノロシーズ コーポレイション代表 者 コスロウ、工ヴアン イー。Kure 3a map Copy and translation of written amendment) Submission form 1. Viewing patent applications PCT/υ583100556 2. Name of the invention multiplexed using a fluorescent optical converter Large-column discrete ionizing radiation detector 3. Patent applicant Address: Town, Westboat, CT 06880, United States Crya Rain 5 Names Koslow Chikunorosies Corporation Representative Person Koslow, Engineering Van Yi.

4、代理人 東京都新宿区下落合二丁目14番1号 請 請求 の 範 囲 [19133年9月30日国際事務局受理:原請求の範囲第1項乃至第9項を補 正し、原請求の範囲第10項乃至第22項は補正せず。]1、 放射線刺激体を 吸収して光線を放射する1列の光学的に分離された個別の放射線感知素子と、上 記感知素子列から放射された光線を受容捕捉すると共に該光線を自がらに沿って 搬送するように配設された1列の細長(且つ平行なチャンネル部材と、上記チャ ンネルの少なくとも1つの端部に結合されて、上記搬送光線を電気信号に変換し 、該電気信号の各々で、上記放射線感知素子の少なくとも1つが放射線刺激体を 吸収したことを示すようにして成る1列−の電子光学素子、 とから成る放射線検出・変換装置。4. Agent 2-14-1 Shimogo, Shinjuku-ku, Tokyo Scope of request [Received by the International Bureau on September 30, 19133: Amendments to paragraphs 1 to 9 of the original claims Correct, original claims 10 to 22 are not amended. ]1. Radiation stimulator a row of optically separated individual radiation-sensing elements that absorb and emit light; It receives and captures the light rays emitted from the sensing element array and directs the light rays along itself. a row of elongated (and parallel) channel members arranged to convey coupled to at least one end of the channel for converting the carrier beam into an electrical signal. , each of the electrical signals causes at least one of the radiation sensing elements to detect the radiation stimulator. a row of electro-optical elements configured to indicate absorption; A radiation detection/conversion device consisting of.

2、 前記チャンネル列が少なくとも2つのグループの直交状態に配設されたチ ャンネルから成り、前記放射線感知素子の各々が上記直交チャンネルの少なくと も1つの近傍に位置付けられ、上記直交チャンネルの端部が前記電子光学素子の 1つまたは2つ以上と光学的に結合され、このような構成により所定の組合せの 前記電子光学素子の動作が、ある墨の電離放射線を吸収した放射線感知素子の位 置を符号化するように成された請求の範囲第1項に記載の装置。2. The channel arrays are arranged in at least two groups orthogonally. channels, each of said radiation sensing elements being connected to at least one of said orthogonal channels. is also located in one vicinity, and the ends of said orthogonal channels are located in one vicinity of said electro-optical element. optically coupled with one or more of the The operation of the electro-optical element changes the position of the radiation sensing element that has absorbed the ionizing radiation of a certain ink. 2. Apparatus as claimed in claim 1, adapted to encode the position of the user.

3、 前記チャンネル列が、互いに対しである角度を成すように即ち互いに90 °の方向にある少なくとも2つのグループのチャンネルから構成されている請求 の範囲第1項に記載の装置。3. The channel rows are arranged at an angle to each other, i.e. at 90 degrees to each other. A claim consisting of at least two groups of channels in the direction of ° Apparatus according to scope 1.

4、 前記チャンネル列が、前記放射線感知素子列の対向する両端部に整列配列 されている請求の範囲第2項に記載の装置。4. The channel rows are aligned at opposite ends of the radiation sensing element row. 2. The device according to claim 2.

5、 前記複数チャンネル・グループが前記放射線感知素子列と同じ側に位置付 けられており、その第1グループのブレンネルが前記放射線感知素子のすぐ隣り に配設されていて前記放射線感知素子列から放射される光線の一部だけしか吸収 せず、この列内の放射線感知素子から放射される光線の大部分が前記チャンネル の第2グループへと透過させるようにされた請求の範囲第2項または第3項に記 載の装置。5. The plurality of channel groups are located on the same side as the radiation sensing element row. The Brennel of the first group is immediately adjacent to the radiation sensing element. absorbs only a portion of the light rays emitted from the radiation sensing element array. without, the majority of the light emitted from the radiation sensing elements in this row is in the said channel. Claims 2 or 3 which are made transparent to the second group of equipment.

6、 前記チャンネル列の各チャンネルが、その周囲部上の領域に亘り反射材を 具備する請求の範囲第1項に記載の装置。6. Each channel in the channel row has a reflective material over the area on its periphery. An apparatus according to claim 1, comprising:

7、 前記チャンネル列か、前記放射線感知素子から放射される光線を吸収する と共に該吸収光線を当該チャンネル内に捕゛捉されるより長い波長の光線に変換 する含螢光染料媒体を含む請求の範囲第1項に記載の装置。7. Absorbing light rays emitted from the channel array or the radiation sensing element and convert the absorbed rays into longer wavelength rays that are captured within the channel. 2. A device according to claim 1, comprising a fluorescent dye medium.

8、 前記放射線感知素子と前記チャンネル列のと間に染料媒体が介設されてい る請求の範囲第1項に記載の装置。8. A dye medium is interposed between the radiation sensing element and the channel array. A device according to claim 1.

9、 前記チャンネル列のうちで前記放射線感知素子列に面した部分が、前記放 射線感知素子の発光する波長で選択的透光を行ない、前記螢光染料の発光する波 長では効率的反射を行なう請求の範囲第7項に記載の装置。9. A portion of the channel row facing the radiation sensing element row is connected to the radiation sensing element row. Selective light transmission is performed at the wavelength emitted by the radiation sensing element, and the wavelength emitted by the fluorescent dye is transmitted selectively. 8. A device according to claim 7, which provides efficient reflection at long distances.

10、前記チャンネルが、1つまたは2つ以上の螢光染料を含む溶剤から成る流 体を収容した薄壁状管体である請求の範囲第7項に記載の装置。10. The channel comprises a stream comprising a solvent containing one or more fluorescent dyes. 8. The device of claim 7, wherein the device is a thin-walled tube containing a body.

11、前記チャンネルが、プラスチック、ガラス、石英またはその他の透光性材 料に、短波長では吸光し、より長い波長では発光する含螢光染料媒体を被覆した ものである請求の範囲第7項に記載の装置。11. The channel is made of plastic, glass, quartz or other transparent material The material is coated with a fluorescent dye medium that absorbs light at short wavelengths and emits light at longer wavelengths. 8. The device according to claim 7.

12、前記チャンネルが、短波長では光を吸収し、より長い波長では発光する螢 光染料を含有する透光性媒体を備えた中実状棒体で構成されて#キいる請求の範 囲第7項に記載の装置。12. The channels absorb light at short wavelengths and emit light at longer wavelengths. The claim consists of a solid rod with a transparent medium containing a photodye. Apparatus according to paragraph 7.

13. 前記チャンネルが、前記放射線感知素子列の素子と略同じ幅の細長い条 体である請求の範囲第7項または第8項に記載の装置。13. The channel is a long thin strip having approximately the same width as the elements of the radiation sensing element array. 9. The device according to claim 7 or 8, which is a body.

14、前記チャンネルの端部を弯曲即ち屈曲し、該チャンネル屈曲部の交番式上 下配置によりチャンネルを緊密包装しチャンネル端部に結合された前記電子光学 素子に対する使用可能スペースを拡大できるようにした請求の範囲第7項または 第8項に記載の装置。14. Curving or bending the ends of the channel and alternating the channel bends. The electron optics are tightly wrapped around the channel by lower placement and are coupled to the ends of the channel. Claim 7 or Apparatus according to paragraph 8.

15、前記チャンネル列の1つまたは2つ以上のチャンネルが弯曲されている請 求の範囲第1項に記載の装置。15. One or more channels of the channel row may be curved. The device according to item 1 of the scope of demand.

16、前記放射線感知素子がシンチレータ−である請求の範囲第1項に記載の装 置。16. The device according to claim 1, wherein the radiation sensing element is a scintillator. Place.

17、前記放射線感知素子列の素子が、C3I(Tg、)、 Na I (Tl i>、 Cs I (Na )、ビスマス・ゲルマネート、プラスチック・シン チレータ−1有機シンチレーター1液体シンチレータ−1及び重金属化合物含有 液体シンチレータ−から成るグループの中から選択される請求の範囲第1項に記 載の装置。17. The elements of the radiation sensing element row are C3I (Tg, ), Na I (Tl i>, Cs I (Na), bismuth germanate, plastic thin Chylator-1 Organic scintillator 1 Liquid scintillator-1 and heavy metal compound included liquid scintillator. equipment.

18、前記電子光学素子が、25mm2未満の作用表面面積を有するソリッド・ ステートPINシリコン・フォトダイオードである請求の範囲第1項または第2 項に記載の装置。18. The electro-optical element is a solid metal having a working surface area of less than 25 mm2. Claim 1 or 2 which is a state PIN silicon photodiode. Equipment described in Section.

19、前記電子光学素子が数本のチャンネルに、電離放射線に露呈された前記放 射線感知素子列の素子が発生した光線を透光したチャンネルの位置を符号化でき る状態で結合されている請求の範囲第1項または第2項に記載の装置。19. The electro-optical element is exposed to ionizing radiation in several channels. It is possible to encode the position of the channel through which the light rays generated by the elements of the ray-sensing element array are transmitted. 3. A device according to claim 1 or 2, wherein the device is coupled in such a manner that the

20、前記細長状平行チャンネル列が隔設並びに所定のパターンに配設され、前 記放射線感知素子列が該所定パターンに位置付けられていて、上記チャンネル列 パターンを露出すべきX線フィルムに結合して該X線フィルムの露出状態をモニ ターすることができる請求の範囲第1項に記載の装置。20, the elongated parallel channel rows are spaced apart and arranged in a predetermined pattern; The radiation sensing element array is positioned in the predetermined pattern, and the channel array is arranged in the predetermined pattern. Combine the pattern with the X-ray film to be exposed and monitor the exposure state of the X-ray film. 2. The device according to claim 1, which is capable of controlling

21、前記放射線感知素子、チャンネル及び電子光学素子の各列が弯曲状の列で ある請求の範囲第1項に記載の装置。21. Each row of the radiation sensing element, the channel and the electro-optical element is a curved row. Apparatus according to claim 1.

22、前記放射線感知素子、チャンネル及び電子光学素子の各列がリング形状の 列である請求の範囲第1項に記載の装置。22. Each row of the radiation sensing element, channel and electro-optical element is ring-shaped. 2. The device according to claim 1, wherein the device is a column.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1. 放射線刺激体を吸収して光線を放射する1列の光学的に分離された個別の 放射線感知素子と、上記列から放射された光線を受容捕捉すると共に該光線を自 からに沿って搬送する1列の細長く且つ平行なチャンネル部材と、 上記チャンネルの少なくとも1つの端部に結合されて、上記搬送光線を電気信号 に変換し、該電気信号の各々で、上記放射線感知素子の少なくとも1つが放射線 刺激体・を吸収したことを示すようにして成る1列の電子光学素子 とから成る放射線検出・変換装置。 2、 前記チャンネル列が少なくとも2つのグループの直交状態に配設されたチ ャンネルから成り、前記放射線感知素子の各々が上記直交チャンネルの少なくと も1つの近傍に位置付けられ、上記直交チャンネルの端部が前記電子光学素子の 1つまたは2つ以上と光学的に結合されており、このような構成により、所定の 組合せの前記電子光学素子が、動作時、ある量の電離放射線を吸収した放射線感 知素子の位置を特徴とする請求の範囲第1項に記載の装置。 3、 前記チャンネル列が、互いに対しである角度を成すように即ち互いに90 °の方向にある少なくとも2つのグループのチャンネルから構成されている請求 の範囲第1項に記載の装置。 4、 前記チャンネル列が、前記放射線感知素子列の対向する両端部に整列配列 されている請求の範囲第2項に記載の装置。 5、 前記複数チャンネル・グループが前記放射線感知素子列と同じ側に位置付 けられており、その第1グループのチャンネルが前記放射線感知素子のすぐ隣り に配設されていて前記放射線感知素子列から放射される光線の一部だけしか吸収 せず、この列内の放射線感知素子から放射される光線の大部分が前記チャンネル の第2グループへと透過させるようにされた請求の範囲第2項または第3項に記 載の装置。 6、 前記チャンネル列の各チャンネルが、その周囲部上にあるいはこれより広 い領域に亘り反射材を具備する請求の範囲第1項に記載の装置。 7、 前記チャンネル列が、前記放射線感知素子から放射される光線を吸収する と共に該吸収光線を当該チャンネル内に捕捉されるより長い波長の光線に変換す る含螢光染料媒体から構成されているか、あるいは当該媒体で被覆されている請 求の範囲第1項に記載の装置。 8、 前記放射線感知素子と前記チャンネル列のと間に染料媒体が介設されてい る請求の範囲第1項に記載の装置。 9、 前記チャンネル1j11のうちで前記放射線感知素子列に面した部分が、 前記放射線感知素子の発光する波長で選択的透光を行ない、前記螢光染料の発光 する波長では効率的反射を行なう請求の範囲第7項に記載の装置。 10、・ 前記チャンネルが、1つまたは2つ以上の螢光染料を含む溶剤から成 る流体を収容した薄壁状管体である請求の範囲第7項に記載の装置。 11、前記チャンネルが、プラスチック、ガラス、石英またはその他の透光性材 料に、短波長では吸光し、より長い波長では発光する含螢光染料媒体を被覆した ものである請求の範囲第7項に記載の装置。 12、前記チャンネルが、短波長では光を吸収し、より長い波長では発光する螢 光染料を含有する透光性媒体を備えた中実状棒体で構成されて乎;いる請求の範 囲第7項に記載の装置。 13、前記チャンネルが、前記放射線感知素子列の素子と略同じ幅の細長い条体 である請求の範囲第7項または第8項に記載の装置。 14、前記チャンネルの端部を弯曲即ち屈曲し、該チャンネル屈曲部の交番式上 下配置によりチャンネルを緊密包装しチャンネル端部に結合された前記電子光学 素子に対する使用可能スペースを拡大できるようにした請求の範囲第7項または 第8項に記載の装置。 15、前記チャンネル列の1つまたは2つ以上のチャンネルが弯曲されている請 求の範囲第1項に記載の装置。 16、前記放射線感知素子がシンチレータ−である請求の範囲第1項に記載の装 置。 17、前記放射線感知素子列の素子が、Cs1(T(り、Na I (Tf)、 Cs ■(Na )、ビスマス・ゲルマネート、プラスチック・シンチレータ− 1有機シンチレーター1液体シンチレータ−1及び重金属化合物含有液体シンチ レータ−から成る5グループの中から選択される請求の範囲第1項に記載の装置 。 18、前記電子光学素子が、25mm2未満の作用表面面積を有するソリッド・ ステートPINシリコン・フォトダイオードである請求の範囲第1項または第2 項に記載の装置。 19、前記電子光学素子が数本のチャンネルに、電離放射線に露呈された前記放 射線感知素子列の素子が発生した光線を透光したチャンネルの位置を符号化でき る状態で結合されている請求の範囲第1項または第2項に記載の装置。 20、前記細長状平行チャンネル列が隔設並びに所定のパターンに配設され、前 記放射線感知素子列が該所定パターンに位置付けられていて、上記チャンネル列 パターンを露出すべきX線フィルムに結合して該X線フィルムの露出状態をモニ ターすることができる請求の範囲第1項に記載の装置。 216 前記放射線感知素子、チャンネル及び電子光学素子の各列が弯曲状の列 である請求の範囲第1項に記載の装置。 22、前記放射線感知素子、チャンネル及び電子光学素子の各列がリング形状の 列である請求の範囲第1項に記載の装置。1. A row of optically separated individual cells that absorb radiation stimulators and emit light rays. a radiation sensing element for receiving and capturing the light rays emitted from the array and for transmitting the light rays; a row of elongated and parallel channel members conveyed along the coupled to at least one end of said channel to transmit said carrier beam to an electrical signal; and each of the electrical signals causes at least one of the radiation sensing elements to detect radiation. A row of electro-optical elements configured to indicate absorption of a stimulant. A radiation detection/conversion device consisting of. 2. The channel arrays are arranged in at least two groups orthogonally. channels, each of said radiation sensing elements being connected to at least one of said orthogonal channels. is also located in one vicinity, and the ends of said orthogonal channels are located in one vicinity of said electro-optical element. optically coupled to one or more of the The electro-optical element of the combination absorbs a certain amount of ionizing radiation during operation. 2. The device according to claim 1, characterized by the location of the sensor element. 3. The channel rows are arranged at an angle to each other, i.e. at 90 degrees to each other. A claim consisting of at least two groups of channels in the direction of ° Apparatus according to scope 1. 4. The channel rows are aligned at opposite ends of the radiation sensing element row. 2. The device according to claim 2. 5. The plurality of channel groups are located on the same side as the radiation sensing element row. and the channels of the first group are immediately adjacent to the radiation sensing element. absorbs only a portion of the light rays emitted from the radiation sensing element array. without, the majority of the light emitted from the radiation sensing elements in this row is in the said channel. Claims 2 or 3 which are made transparent to the second group of equipment. 6. Each channel of said channel row has a 2. The device according to claim 1, further comprising a reflective material over a wide area. 7. The channel row absorbs the light rays emitted from the radiation sensing element. and convert the absorbed rays into longer wavelength rays that are captured within the channel. a fluorescent dye-containing medium or coated with such a medium. The device according to item 1 of the scope of demand. 8. A dye medium is interposed between the radiation sensing element and the channel array. A device according to claim 1. 9. A portion of the channel 1j11 facing the radiation sensing element array, selectively transmitting light at the wavelength emitted by the radiation sensing element, and emitting light from the fluorescent dye; 8. A device according to claim 7, which provides efficient reflection at wavelengths of . 10. The channel is made of a solvent containing one or more fluorescent dyes. 8. The device of claim 7, wherein the device is a thin-walled tube containing a fluid. 11. The channel is made of plastic, glass, quartz or other transparent material The material is coated with a fluorescent dye medium that absorbs light at short wavelengths and emits light at longer wavelengths. 8. The device according to claim 7. 12. The channels absorb light at short wavelengths and emit light at longer wavelengths. The claim consists of a solid rod with a transparent medium containing a photodye. Apparatus according to paragraph 7. 13. The channel is an elongated strip having approximately the same width as the elements of the radiation sensing element array. 9. The device according to claim 7 or 8. 14. Curving or bending the ends of the channel and alternating the channel bends. The electron optics are tightly wrapped around the channel by lower placement and are coupled to the ends of the channel. Claim 7 or Apparatus according to paragraph 8. 15. One or more channels of the channel row may be curved. The device according to item 1 of the scope of demand. 16. The device according to claim 1, wherein the radiation sensing element is a scintillator. Place. 17. The elements of the radiation sensing element row are Cs1(T(ri, NaI(Tf), Cs (Na), bismuth germanate, plastic scintillator 1 Organic scintillator 1 Liquid scintillator-1 and heavy metal compound-containing liquid scintillator A device according to claim 1 selected from among five groups consisting of: . 18. The electro-optical element is a solid metal having a working surface area of less than 25 mm2. Claim 1 or 2 which is a state PIN silicon photodiode. The equipment described in section. 19. The electro-optical element is exposed to ionizing radiation in several channels. It is possible to encode the position of the channel through which the light rays generated by the elements of the ray-sensing element array are transmitted. 3. A device according to claim 1 or 2, wherein the device is coupled in such a manner that the 20, the elongated parallel channel rows are spaced apart and arranged in a predetermined pattern; The radiation sensing element array is positioned in the predetermined pattern, and the channel array is arranged in the predetermined pattern. Combine the pattern with the X-ray film to be exposed and monitor the exposure state of the X-ray film. 2. The device according to claim 1, which is capable of controlling 216 Each row of the radiation sensing element, channel, and electro-optical element is a curved row. The apparatus according to claim 1. 22. Each row of the radiation sensing element, channel and electro-optical element is ring-shaped. 2. The device according to claim 1, wherein the device is a column.
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