JPS6114474B2 - - Google Patents
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- JPS6114474B2 JPS6114474B2 JP7864881A JP7864881A JPS6114474B2 JP S6114474 B2 JPS6114474 B2 JP S6114474B2 JP 7864881 A JP7864881 A JP 7864881A JP 7864881 A JP7864881 A JP 7864881A JP S6114474 B2 JPS6114474 B2 JP S6114474B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/2002—Optical details, e.g. reflecting or diffusing layers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ポジトロンCT用γ線検出器に関す
るものである。ここにγ線検出器とは、シンチレ
ータと反射層と光電子増倍管とを組合せたものを
指す。
るものである。ここにγ線検出器とは、シンチレ
ータと反射層と光電子増倍管とを組合せたものを
指す。
ポジトロンCTでは、同時計数により消減γ線
（511KeV）の放出方向をとらえることが主要課題
となる。そのために、γ線検出器は次のような条
件を満足しなければならない。即ち、 (i) シンチレータ内で発生した螢光は最大限、光
電子増倍管（以下PMTと略称する）へ伝達す
ること、 (ii) シンチレータに適用する反射体の材料は、紫
外〜可視域にわたつて反射率が高く、安定で、
力線照射に対して変質せず、容易に結晶に適用
できること、 (iii) 環状に配列されるシンチレータは、感度向上
のため、その形状は最大の占積率であること、 である。而して従来のγ線検出器ではNaI（Tl）
の単結晶が用いられて来たが、その一般的な構成
を示すと第１図ａ及びｂのようになる。第１図ａ
は断面図、第１図ｂは平面図であり、第１図にお
いて１はシンチレータ結晶、２はアルミ等のケー
ス、３はケース２と結晶の間に詰められた反射剤
である。その材料としては、Al2O3、MgOが用い
られる。４は光学的結合材で、通常シリコングリ
ース、あるいは、接着材が好適である。５はガラ
ス窓、６はPMTである。
（511KeV）の放出方向をとらえることが主要課題
となる。そのために、γ線検出器は次のような条
件を満足しなければならない。即ち、 (i) シンチレータ内で発生した螢光は最大限、光
電子増倍管（以下PMTと略称する）へ伝達す
ること、 (ii) シンチレータに適用する反射体の材料は、紫
外〜可視域にわたつて反射率が高く、安定で、
力線照射に対して変質せず、容易に結晶に適用
できること、 (iii) 環状に配列されるシンチレータは、感度向上
のため、その形状は最大の占積率であること、 である。而して従来のγ線検出器ではNaI（Tl）
の単結晶が用いられて来たが、その一般的な構成
を示すと第１図ａ及びｂのようになる。第１図ａ
は断面図、第１図ｂは平面図であり、第１図にお
いて１はシンチレータ結晶、２はアルミ等のケー
ス、３はケース２と結晶の間に詰められた反射剤
である。その材料としては、Al2O3、MgOが用い
られる。４は光学的結合材で、通常シリコングリ
ース、あるいは、接着材が好適である。５はガラ
ス窓、６はPMTである。
このような構成において、シンチレータ１は、
通常全面が研磨され、結晶内部で発生したシンチ
レーシヨン光（螢光）が、結晶内部で循環して消
滅することなく、結晶外部へ放出して反射剤で乱
反射され、最終的に光電子増倍管へ効率よくシン
チレーシヨン光が到達できるよう構成してある。
通常全面が研磨され、結晶内部で発生したシンチ
レーシヨン光（螢光）が、結晶内部で循環して消
滅することなく、結晶外部へ放出して反射剤で乱
反射され、最終的に光電子増倍管へ効率よくシン
チレーシヨン光が到達できるよう構成してある。
しかるに、リング型ポジトロンCT装置では、
シンチレータ結晶を含む検出器は、可及的稠密に
密接して配置した方が感度がよい。この点でNaI
結晶は潮解性が著しく、ケース内に密封を余議な
くされ、結晶同志密接させることができない。ま
た消滅γ線の検出効率が必らずしも高くはない。
他方、消滅γ線検出用シンチレータとして
Bi4Ge3O12単結晶を用いることは公知である。こ
れは潮解性が無く、密封容器が不要であり、密接
可能である。しかるにこの結晶に反射剤として
Al2O3、MgO等を適用することは、容器無しでは
極めて困難である。何故なら、これらは粉末であ
つて付着力が極端に弱く、シンチレータ結晶同志
の単なる触れ合いだけでは反射膜が脱落してしま
うからに外ならない。
シンチレータ結晶を含む検出器は、可及的稠密に
密接して配置した方が感度がよい。この点でNaI
結晶は潮解性が著しく、ケース内に密封を余議な
くされ、結晶同志密接させることができない。ま
た消滅γ線の検出効率が必らずしも高くはない。
他方、消滅γ線検出用シンチレータとして
Bi4Ge3O12単結晶を用いることは公知である。こ
れは潮解性が無く、密封容器が不要であり、密接
可能である。しかるにこの結晶に反射剤として
Al2O3、MgO等を適用することは、容器無しでは
極めて困難である。何故なら、これらは粉末であ
つて付着力が極端に弱く、シンチレータ結晶同志
の単なる触れ合いだけでは反射膜が脱落してしま
うからに外ならない。
本発明は、以上のような欠点を除去し、消滅γ
線を効率よく検出し、かつリング型ポジトロン
CTに適用したときの感度を可及的向上させるγ
線検出器を提供することを目的とする。
線を効率よく検出し、かつリング型ポジトロン
CTに適用したときの感度を可及的向上させるγ
線検出器を提供することを目的とする。
本発明の一実施例の構成を第２図に示す。１′
はBi4Ge3O12単結晶で形状は、直方体に選定す
る。もし第１図の従来型のように円形とすると、
リング型ポジトロンCTでは密接配列したとき、
検出器受光面の占積率が悪くなるためである。
はBi4Ge3O12単結晶で形状は、直方体に選定す
る。もし第１図の従来型のように円形とすると、
リング型ポジトロンCTでは密接配列したとき、
検出器受光面の占積率が悪くなるためである。
さらにBi4Ge3O12の直方体結晶１は、光電子増
倍管６側と反対側すなわちγ線入射側（図の矢印
がγ線の入射方向を示す）のみ粗研磨（JISにお
いて＃400〜＃100位の粗さ）し、他の全面（５
面）は鏡面とする。３′は、後述する多層反射膜
であり、４は第１図と同様に光学的結合材であ
る。
倍管６側と反対側すなわちγ線入射側（図の矢印
がγ線の入射方向を示す）のみ粗研磨（JISにお
いて＃400〜＃100位の粗さ）し、他の全面（５
面）は鏡面とする。３′は、後述する多層反射膜
であり、４は第１図と同様に光学的結合材であ
る。
本発明者らの実験によると、Bi4Ge3O12は屈折
率が2.15と極めて高く（NaIは1.85）、全面粗面、
あるいは、PMT側のみ鏡面で他が全面粗面（従
来の粗研磨法）よりも、γ線入射側のみ粗研磨し
た方が検出効率が高いことが確認されている。し
かも、反射剤によつて再利用される光量と、結晶
から直接PMTへ入射する光量とを比較すると、
本発明に依る方が直接利用光量がはるかに大きい
ことが実測された。この事実は、反射剤の影響度
が本発明の方がはるかに少なくなることを意味し
ている。
率が2.15と極めて高く（NaIは1.85）、全面粗面、
あるいは、PMT側のみ鏡面で他が全面粗面（従
来の粗研磨法）よりも、γ線入射側のみ粗研磨し
た方が検出効率が高いことが確認されている。し
かも、反射剤によつて再利用される光量と、結晶
から直接PMTへ入射する光量とを比較すると、
本発明に依る方が直接利用光量がはるかに大きい
ことが実測された。この事実は、反射剤の影響度
が本発明の方がはるかに少なくなることを意味し
ている。
次に、３′は、吹付塗布されたBaSO4反射剤を
示す。BaSO4を選定した理由は、紫外域から近
紫外域まで平坦で、かつ高反射率（9.8％）を持
つこと、無機物であり、経年変化の点で極めて
安定であり、かつγ線照射によつても変質しない
こと、水を溶媒として吹付塗布が可能であり、
工業的に極めて簡単に反射剤が適用できること、
等である。さらに吹付塗布に際して、本発明にあ
つては、結晶面に最初に吹付するときのBaSO4は
一切のバインダー（有機物）を排し、純粋の
BaSO4のみを水溶液に溶かして圧搾空気にて薄く
塗布する。もし、結晶に接する面に有機物がいく
らかでも存在すると、その光学的特性がγ線、温
度及び経過した時間等によつて劣化し、反射率が
低下するからである。
示す。BaSO4を選定した理由は、紫外域から近
紫外域まで平坦で、かつ高反射率（9.8％）を持
つこと、無機物であり、経年変化の点で極めて
安定であり、かつγ線照射によつても変質しない
こと、水を溶媒として吹付塗布が可能であり、
工業的に極めて簡単に反射剤が適用できること、
等である。さらに吹付塗布に際して、本発明にあ
つては、結晶面に最初に吹付するときのBaSO4は
一切のバインダー（有機物）を排し、純粋の
BaSO4のみを水溶液に溶かして圧搾空気にて薄く
塗布する。もし、結晶に接する面に有機物がいく
らかでも存在すると、その光学的特性がγ線、温
度及び経過した時間等によつて劣化し、反射率が
低下するからである。
しかし、BaSO4は水分が蒸発すれば、付着力が
弱く、機械的シヨツクによつて簡単に剥離してし
まう。このような欠陥を補うため、第１層の純粋
BaSO4層の水分が完全に蒸発した後、吹付塗布す
る第２層には、僅かなバインダ（例えばポリビニ
ールアルコル）を混入する。そして第２層の水分
が蒸発した後、第３層にはいくらか多量のバイン
ダを混入して吹付ける。以下順次バインダーを増
加して約７〜12層の反射膜を形成する。このよう
な多層反射膜の具体的構成を第３図に示す。この
ような工程をたどることにより、結晶密着反射層
は付着力は極めて弱いが、反射率が高く安定な膜
を形成し、外部層に行く程反射率と安定度は劣る
が付着力が強くかつ機械的強度の高い保護膜的役
割を果させることができる。Al2O3、MgOではこ
のような水溶液塗布は不可能に近く、BaSO4にだ
け実現可能な塗布方法である。また、TiO2によ
る反射膜を塗布することも十分考えられるが、実
験の結果、反射率はBaSO4には遠く及ばないこと
が判明した。
弱く、機械的シヨツクによつて簡単に剥離してし
まう。このような欠陥を補うため、第１層の純粋
BaSO4層の水分が完全に蒸発した後、吹付塗布す
る第２層には、僅かなバインダ（例えばポリビニ
ールアルコル）を混入する。そして第２層の水分
が蒸発した後、第３層にはいくらか多量のバイン
ダを混入して吹付ける。以下順次バインダーを増
加して約７〜12層の反射膜を形成する。このよう
な多層反射膜の具体的構成を第３図に示す。この
ような工程をたどることにより、結晶密着反射層
は付着力は極めて弱いが、反射率が高く安定な膜
を形成し、外部層に行く程反射率と安定度は劣る
が付着力が強くかつ機械的強度の高い保護膜的役
割を果させることができる。Al2O3、MgOではこ
のような水溶液塗布は不可能に近く、BaSO4にだ
け実現可能な塗布方法である。また、TiO2によ
る反射膜を塗布することも十分考えられるが、実
験の結果、反射率はBaSO4には遠く及ばないこと
が判明した。
なお、光結合材は、PMTのガラス材に最も近
い屈折率を持つ接着剤であれば何んであつても差
支えない。
い屈折率を持つ接着剤であれば何んであつても差
支えない。
さらに、BaSO4を吹付塗布したBi4Ge3O12結晶
を密接する際、PMTの形状が密接が妨たげる場
合がある。この場合は、第４図に示すように、隣
接する結晶同志を直交させると、PMTの形状は
特に問題とはならない。
を密接する際、PMTの形状が密接が妨たげる場
合がある。この場合は、第４図に示すように、隣
接する結晶同志を直交させると、PMTの形状は
特に問題とはならない。
また、直方体の結晶に合せて、短形状のPMT
を用いれば、検出器は完全に密接可能となり、ポ
ジトロンCTの感度は向上する。
を用いれば、検出器は完全に密接可能となり、ポ
ジトロンCTの感度は向上する。
第１図は、従来のγ線検出器の構造を示す図、
第２図は、本発明の一実施例の構成を示す図、第
３図は、本発明で用いる多層反射膜の構造を示す
図、第４図は、直方体シンチレーターの密接配列
の方法の一例を示す図である。
第２図は、本発明の一実施例の構成を示す図、第
３図は、本発明で用いる多層反射膜の構造を示す
図、第４図は、直方体シンチレーターの密接配列
の方法の一例を示す図である。
Claims (1)
- １ 光電子増倍管と対向する面のみが粗研磨され
他の面を鏡面とした直方体Bi4Ge3O12シンチレー
タ結晶と、圧搾空気によつて吹付け塗布されて上
記結晶に密着する多層反射膜と、光結合材を介し
て上記結晶と結合する光電子増倍管とから構成さ
れると共に上記多層反射膜は層が増すに従つて順
次バインダーの量が増大していることを特徴とす
るポジトロンCT用γ線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7864881A JPS57194374A (en) | 1981-05-26 | 1981-05-26 | Gamma ray detector for positron ct |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7864881A JPS57194374A (en) | 1981-05-26 | 1981-05-26 | Gamma ray detector for positron ct |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57194374A JPS57194374A (en) | 1982-11-29 |
| JPS6114474B2 true JPS6114474B2 (ja) | 1986-04-18 |
Family
ID=13667677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7864881A Granted JPS57194374A (en) | 1981-05-26 | 1981-05-26 | Gamma ray detector for positron ct |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57194374A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4560877A (en) * | 1982-12-29 | 1985-12-24 | General Electric Company | Solid state detector module |
| US4658141A (en) * | 1984-04-03 | 1987-04-14 | Harshaw/Filtrol Partnership | Inorganic scintillator crystal having a highly reflective surface |
| JP2003098259A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-03 | Nihon Medi Physics Co Ltd | 放射線検出器 |
| WO2012153223A1 (en) * | 2011-05-12 | 2012-11-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optimized scintilator crystals for pet |
| WO2016167334A1 (ja) * | 2015-04-16 | 2016-10-20 | 三菱化学株式会社 | 放射線像変換スクリーン、フラットパネルディテクタ、放射線検出装置、及びシンチレータ |
-
1981
- 1981-05-26 JP JP7864881A patent/JPS57194374A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57194374A (en) | 1982-11-29 |
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