JPS62273478A - マトリツクスガンマカメラ - Google Patents
マトリツクスガンマカメラInfo
- Publication number
- JPS62273478A JPS62273478A JP11686986A JP11686986A JPS62273478A JP S62273478 A JPS62273478 A JP S62273478A JP 11686986 A JP11686986 A JP 11686986A JP 11686986 A JP11686986 A JP 11686986A JP S62273478 A JPS62273478 A JP S62273478A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detectors
- photon
- gamma camera
- detector
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Nuclear Medicine (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明′
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体放射線検出器により構成されたマトリ
ックスガンマカメラに関する。
ックスガンマカメラに関する。
（従来の技術）
近０年、位置分解能、エネルギー分解能、計数率等の向
上、及び小型化等を目的として第７図に示すように半導
体放射線検出器３０′をマトリックスアレイ状に配列し
たガンマカメラが検討されてきている。このようなガン
マカメラの信号を取り出す電子回路は、第８図に示すよ
うに電荷−電圧変換プリアンプ１、波形整形及び主増幅
器２、適当なエネルギーをもったフォトンのみを選択す
るＳＣＡ ３、カウンター及びメモリ部４から構成され
ていて、放射線源の２次元的な分布をリアルタイム又は
一定時間集積後に図示しない表示装置にて表示するよう
になっている。
上、及び小型化等を目的として第７図に示すように半導
体放射線検出器３０′をマトリックスアレイ状に配列し
たガンマカメラが検討されてきている。このようなガン
マカメラの信号を取り出す電子回路は、第８図に示すよ
うに電荷−電圧変換プリアンプ１、波形整形及び主増幅
器２、適当なエネルギーをもったフォトンのみを選択す
るＳＣＡ ３、カウンター及びメモリ部４から構成され
ていて、放射線源の２次元的な分布をリアルタイム又は
一定時間集積後に図示しない表示装置にて表示するよう
になっている。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが以上のような検出器及び電子回路をマトリック
スの数（例えばｍｘｎ個）だけ配置するのは非常に困難
である。これに対し、電子回路の数を低減するために検
出器の高圧側及びアース側の両方から信号を取り出し、
第９図に示すように高圧側５については出力を縦方向に
共通とし、アース側６については横方向を共通にして取
り出す方式もあるが、この方式を採用したとしても、や
はり検出器はマトリックスの数だけ必要となり、位置分
解能を上げようとすれば検出器の稠密化が要求され、製
作が非常に困難になる。
スの数（例えばｍｘｎ個）だけ配置するのは非常に困難
である。これに対し、電子回路の数を低減するために検
出器の高圧側及びアース側の両方から信号を取り出し、
第９図に示すように高圧側５については出力を縦方向に
共通とし、アース側６については横方向を共通にして取
り出す方式もあるが、この方式を採用したとしても、や
はり検出器はマトリックスの数だけ必要となり、位置分
解能を上げようとすれば検出器の稠密化が要求され、製
作が非常に困難になる。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、少ない
検出器数で高分解能なガンマカメラを提供することを目
的とする。
検出器数で高分解能なガンマカメラを提供することを目
的とする。
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するため本発明は、各検出器をその電極
間方向に細長い矩形形状としてマトリックスアレイ状に
配列し、かつ、前記検出器の電極間方向の位置Ｘにフォ
トンが入射した際の電流継続時間Ｔ４８を計測する電流
継続時間計測回路と、この時間Ｔ１□と予め求められた
電子の移動度μｅ及び電界強さＥとから、 Ｘ ＝ Ｔ、、、 ・μｅ・Ｅ の演算を行なって前記フォトン入射位置Ｘを検出するフ
ォトン入射位置検出回路とを設けてマトリックスガンマ
カメラを構成している。
間方向に細長い矩形形状としてマトリックスアレイ状に
配列し、かつ、前記検出器の電極間方向の位置Ｘにフォ
トンが入射した際の電流継続時間Ｔ４８を計測する電流
継続時間計測回路と、この時間Ｔ１□と予め求められた
電子の移動度μｅ及び電界強さＥとから、 Ｘ ＝ Ｔ、、、 ・μｅ・Ｅ の演算を行なって前記フォトン入射位置Ｘを検出するフ
ォトン入射位置検出回路とを設けてマトリックスガンマ
カメラを構成している。
（作用）
本発明は上記の構成としたので、次のように作用する。
即ち、検出器をその電極間方向に細長い矩形形状とした
ので、長くした分だけ検出器の数を少なくすることがで
き、これに応じて電圧出力回路の数の低減をも図ること
ができる。そして、電極方向についての入射フォトンの
位置Ｘの検出は、該検出器の電子の平均移動距離が電極
間距離に比較して十分大きい条件の下で、ホールの移動
度が電子の移動度に比較して小さいこ、とに着目し、検
出器の電流継続時間Ｔ９８を計測し、かつ、このＴ ｒ
ａ ｘと予め求められる電子の移動度μｅ、電界強さ
Ｅとから、電極間方向の入射位置Ｘを計測できる。従っ
て、高分解能で位置の検出が可能なマトリックスガンマ
カメラを得ることができる。
ので、長くした分だけ検出器の数を少なくすることがで
き、これに応じて電圧出力回路の数の低減をも図ること
ができる。そして、電極方向についての入射フォトンの
位置Ｘの検出は、該検出器の電子の平均移動距離が電極
間距離に比較して十分大きい条件の下で、ホールの移動
度が電子の移動度に比較して小さいこ、とに着目し、検
出器の電流継続時間Ｔ９８を計測し、かつ、このＴ ｒ
ａ ｘと予め求められる電子の移動度μｅ、電界強さ
Ｅとから、電極間方向の入射位置Ｘを計測できる。従っ
て、高分解能で位置の検出が可能なマトリックスガンマ
カメラを得ることができる。
（実施例）
以下図示の実施例について説明する。
本実施例のガンマカメラは、例えば第１図に示すように
［）ｘｄ（ｍｓ）の巾を持った知知形状の半導体放射線
検出器３０をマトリックスアレイ状に配列する。又、第
２図に示すように各検出器３０の電極３１．３２は電極
間隔をＤとし、矩形の長手方向に電界がかかるように構
成する。
［）ｘｄ（ｍｓ）の巾を持った知知形状の半導体放射線
検出器３０をマトリックスアレイ状に配列する。又、第
２図に示すように各検出器３０の電極３１．３２は電極
間隔をＤとし、矩形の長手方向に電界がかかるように構
成する。
いまフォトン７が検出器３０に入射し、電子−正孔対を
発生すると、検出器中の電界により正孔（ホール）９は
アース側（−側）３１に、電子８は高圧側（＋側）３２
に向って移動する。電子−正孔対が移動することにより
電極３１．３２には電荷が誘起され、外部回路（図示せ
ず）には誘導電流が生じ、この電流を電荷−電圧変換プ
リアンプにより積分して電圧出力とするようになってい
る。第３図（ａ）、 （ｂ）に上記電子−正孔対により
生じる出力電流及び出力電圧を示し、図中１０．１１は
それぞれ電子及びホールの移動による電流であり、通常
ホールの移動度が電子の移動度に比較して小さいため図
示のようになる。ＣｄＴｅ等の高効率半導体放射線検出
器においてはホールの移動度μ、は電子の移動度μ８の
１７１０程度である。
発生すると、検出器中の電界により正孔（ホール）９は
アース側（−側）３１に、電子８は高圧側（＋側）３２
に向って移動する。電子−正孔対が移動することにより
電極３１．３２には電荷が誘起され、外部回路（図示せ
ず）には誘導電流が生じ、この電流を電荷−電圧変換プ
リアンプにより積分して電圧出力とするようになってい
る。第３図（ａ）、 （ｂ）に上記電子−正孔対により
生じる出力電流及び出力電圧を示し、図中１０．１１は
それぞれ電子及びホールの移動による電流であり、通常
ホールの移動度が電子の移動度に比較して小さいため図
示のようになる。ＣｄＴｅ等の高効率半導体放射線検出
器においてはホールの移動度μ、は電子の移動度μ８の
１７１０程度である。
ここで、フォトンの入射位置が第２図に示すように高圧
電極面よ、すＸの距離であるとすると、誘導電流は次式
で与えられる。
電極面よ、すＸの距離であるとすると、誘導電流は次式
で与えられる。
μｈ ｖ μｏ ■
上記各式において、Ｑ、、Ｑｈは発生した電子−正孔対
の電荷数、■は電極間電圧、τ８及びτ。
の電荷数、■は電極間電圧、τ８及びτ。
は電子及びホールの寿命であり、電子−正孔対が移動中
に捕獲等により消滅してしまうために考慮する必要があ
る。
に捕獲等により消滅してしまうために考慮する必要があ
る。
従って、誘導電流の時間的変化は放射線の入射の場合は
第４図（ｂｌのようになる。いずれの場合も、電子が電
極に到達したときの電流値の変化は明確であり、この電
子の到達時間（電流継続時間）を測定することにより、
放射線の入射位置Ｘを計算し得るものである。
第４図（ｂｌのようになる。いずれの場合も、電子が電
極に到達したときの電流値の変化は明確であり、この電
子の到達時間（電流継続時間）を測定することにより、
放射線の入射位置Ｘを計算し得るものである。
尚、位置検出の分解能は、電流継続時間の測定精度によ
って決まり、これは電極間隔を大きくすると電流値その
ものが小さくなってくるので、電ｅ−Ｌ／τ０がリーク
電流のショットノイズによる電流１．（ｔ）＝ Ｊ四「
乙＝丁下よりも十分大きくなる必要がある。ここで、ｑ
：電子の電荷、ｒＤｃ：リーク電流直流値、Δｆ：周波
数帯域である。
って決まり、これは電極間隔を大きくすると電流値その
ものが小さくなってくるので、電ｅ−Ｌ／τ０がリーク
電流のショットノイズによる電流１．（ｔ）＝ Ｊ四「
乙＝丁下よりも十分大きくなる必要がある。ここで、ｑ
：電子の電荷、ｒＤｃ：リーク電流直流値、Δｆ：周波
数帯域である。
従って、電極間距離りを大きくするためには、リーク電
流の小さい高抵抗の半導体検出器を使用することが望ま
しく、また、電子の寿命で８が大きいことも必要となる
。尚、本実施例では検出器３０の寸法をｄ ＝ ’ｌ
＋ｕ程度、Ｄ ＝ ６ ｍｍ程度としている。
流の小さい高抵抗の半導体検出器を使用することが望ま
しく、また、電子の寿命で８が大きいことも必要となる
。尚、本実施例では検出器３０の寸法をｄ ＝ ’ｌ
＋ｕ程度、Ｄ ＝ ６ ｍｍ程度としている。
次に、入射位置Ｘを検出する回路構成について説明する
。本実施例では、入射フォトンのエネルギーに対応する
先述の電荷−電圧変換プリアンプ出力の他、第５図に示
すように電流継続時間計測回路４０及びフォトン入射位
置検出回路１８を設けている。ここで、前記電流継続時
間計測回路４０は、■−■変換器１２、高速トリガパル
ス発生回路１３、矩形整形回路１４、高速クロックパル
ス発生回路１５、加算回路１６及びクロック数カウンタ
ー１７で構成することができるが、これに限定されるも
のではない。また、前記フォトン入射位置検出回路１８
は、前記電流継続時間計測回路４０で求められた時間Ｔ
ｒ １’ Ｘに基づき、下記の式（４）を実行してフ
ォトン入射位置Ｘを求める。
。本実施例では、入射フォトンのエネルギーに対応する
先述の電荷−電圧変換プリアンプ出力の他、第５図に示
すように電流継続時間計測回路４０及びフォトン入射位
置検出回路１８を設けている。ここで、前記電流継続時
間計測回路４０は、■−■変換器１２、高速トリガパル
ス発生回路１３、矩形整形回路１４、高速クロックパル
ス発生回路１５、加算回路１６及びクロック数カウンタ
ー１７で構成することができるが、これに限定されるも
のではない。また、前記フォトン入射位置検出回路１８
は、前記電流継続時間計測回路４０で求められた時間Ｔ
ｒ １’ Ｘに基づき、下記の式（４）を実行してフ
ォトン入射位置Ｘを求める。
Ｔ ｒａｘ ＝Ｘ ／ ｖｄａ ＋・＋ ｆ
４）ここで、Ｖｄｅ＝μｅ・Ｅであり、 μ、、：電子の移動度 Ｅ：電界強さ は予め求めることができるものである。即ち、本実施例
のガンマカメラは半導体放射線検出器の電子の平均移動
距離が電極間距離に比較して十分大きいという条件の下
でホールの移動度が電子の移動度に比較して小さいこと
に着目し、検出器３０を電極方向に細長い矩形状として
電流継続時間を測定することにより電極方向の位置Ｘの
検出を行なうようになっているものである。又、電極方
向と直角方向についてのフォトン入射位置は信号が発生
したＣＨにより、検出出来ることは言うまでもない。
４）ここで、Ｖｄｅ＝μｅ・Ｅであり、 μ、、：電子の移動度 Ｅ：電界強さ は予め求めることができるものである。即ち、本実施例
のガンマカメラは半導体放射線検出器の電子の平均移動
距離が電極間距離に比較して十分大きいという条件の下
でホールの移動度が電子の移動度に比較して小さいこと
に着目し、検出器３０を電極方向に細長い矩形状として
電流継続時間を測定することにより電極方向の位置Ｘの
検出を行なうようになっているものである。又、電極方
向と直角方向についてのフォトン入射位置は信号が発生
したＣＨにより、検出出来ることは言うまでもない。
本実施例のガンマカメラは上述のように電圧出力回路と
Ｘ（位置）検出回路とを備えた検出器３０を二次元的に
マトリックス状に配列して構成するものであり、検出器
３０の形状がＤ＝３ｄと矩形になっているので、従来の
ガンマカメラが例えばｍｘｎ個の検出器と電圧出力回路
とをそれぞれ必要としていたのに対し、（ｍ／ ３）ｘ
ｎ個の検出器と電圧出力回路とに（ｍ／ ３）ｘｎ個の
Ｘ検出回路を付加したもので足りる。更に、縦方向・横
方向共通出力型ガンマカメラにおいて、第６図に示すよ
うに高圧側をＸ検出出力回路１９、アース側を電圧出力
回路２０（又はその逆）とするような構成とすれば、従
来（ｍ＋ｎ）個の検出器と電圧出力回路とが必要であっ
たのが、（ｍ／３＋ｎ）個の検出器とｍ／３個のＸ検出
回路とｎ個の電圧出力回路とを設けるだけでよい。
Ｘ（位置）検出回路とを備えた検出器３０を二次元的に
マトリックス状に配列して構成するものであり、検出器
３０の形状がＤ＝３ｄと矩形になっているので、従来の
ガンマカメラが例えばｍｘｎ個の検出器と電圧出力回路
とをそれぞれ必要としていたのに対し、（ｍ／ ３）ｘ
ｎ個の検出器と電圧出力回路とに（ｍ／ ３）ｘｎ個の
Ｘ検出回路を付加したもので足りる。更に、縦方向・横
方向共通出力型ガンマカメラにおいて、第６図に示すよ
うに高圧側をＸ検出出力回路１９、アース側を電圧出力
回路２０（又はその逆）とするような構成とすれば、従
来（ｍ＋ｎ）個の検出器と電圧出力回路とが必要であっ
たのが、（ｍ／３＋ｎ）個の検出器とｍ／３個のＸ検出
回路とｎ個の電圧出力回路とを設けるだけでよい。
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲
内において適宜変形実施可能であることは言うまでもな
い。
実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲
内において適宜変形実施可能であることは言うまでもな
い。
以上詳述したように本発明によれば、より少ない検出器
、電圧出力回路数で、高分解能で位置の検出が可能なマ
トリックスガンマカメラが得られる。
、電圧出力回路数で、高分解能で位置の検出が可能なマ
トリックスガンマカメラが得られる。
第１図は本発明に係るマトリックスガンマカメラの一実
施例を示す部分平面図、第２図は同上検出器の平面図、
第３図（ａ）、 （ｂ）はそれぞれ検出器の出力電流及
び出力電圧を示す図、第４図（ａ）、 （ｂ）は検出器
の電流特性を示す図、第５図はフォトン入射位置（Ｘ）
検出回路のブロック図、第６図は縦方向・横方向共通出
力とした実施例の概略説明図、第７図は従来のマトリッ
クスガンマカメラの平面図、第８図は同上後段電子回路
のブロック図、第９図は同上縦方向・横方向共通出力と
した場合の説明図である。 １８・・・フォトン入射位置検出回路、３０・・・検出
器、４０・・・電流継続時間計測回路。
施例を示す部分平面図、第２図は同上検出器の平面図、
第３図（ａ）、 （ｂ）はそれぞれ検出器の出力電流及
び出力電圧を示す図、第４図（ａ）、 （ｂ）は検出器
の電流特性を示す図、第５図はフォトン入射位置（Ｘ）
検出回路のブロック図、第６図は縦方向・横方向共通出
力とした実施例の概略説明図、第７図は従来のマトリッ
クスガンマカメラの平面図、第８図は同上後段電子回路
のブロック図、第９図は同上縦方向・横方向共通出力と
した場合の説明図である。 １８・・・フォトン入射位置検出回路、３０・・・検出
器、４０・・・電流継続時間計測回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 γ線半導体検出器を２次元的にマトリックスアレイ状に
配列したガンマカメラにおいて、前記検出器をその電極
間方向に細長い矩形形状とし、かつ、前記検出器の電極
間方向の位置Ｘにフォトンが入射した際の電流継続時間
Ｔ＿ｒ＿ｅ＿ｘを計測する電流継続時間計測回路と、こ
の時間Ｔ＿ｒ＿ｅ＿ｘと予め求められた電子の移動度μ
＿ｅ及び電界強さＥとから、 Ｘ＝Ｔ＿ｒ＿ｅ＿ｘ・μ＿ｅ・Ｅ の演算を行なって前記フォトン入射位置Ｘを検出するフ
ォトン入射位置検出回路とを設けたことを特徴とするマ
トリックスガンマカメラ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11686986A JPS62273478A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | マトリツクスガンマカメラ |
| US07/051,644 US4893018A (en) | 1986-05-21 | 1987-05-20 | Radiation detecting circuit including positional error calibrator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11686986A JPS62273478A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | マトリツクスガンマカメラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62273478A true JPS62273478A (ja) | 1987-11-27 |
Family
ID=14697641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11686986A Pending JPS62273478A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | マトリツクスガンマカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62273478A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06224590A (ja) * | 1993-10-18 | 1994-08-12 | Hiraoka & Co Ltd | 電磁波シールド性積層シート |
| JPH07115291A (ja) * | 1993-10-18 | 1995-05-02 | Hiraoka & Co Ltd | 電磁波シールド性積層シート |
| JP2007114219A (ja) * | 2007-02-05 | 2007-05-10 | Hitachi Ltd | 核医学撮像装置 |
-
1986
- 1986-05-21 JP JP11686986A patent/JPS62273478A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06224590A (ja) * | 1993-10-18 | 1994-08-12 | Hiraoka & Co Ltd | 電磁波シールド性積層シート |
| JPH07115291A (ja) * | 1993-10-18 | 1995-05-02 | Hiraoka & Co Ltd | 電磁波シールド性積層シート |
| JP2007114219A (ja) * | 2007-02-05 | 2007-05-10 | Hitachi Ltd | 核医学撮像装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6765213B2 (en) | Gamma-ray detector for coincidence detection | |
| US6046454A (en) | Semiconductor radiation detector with enhanced charge collection | |
| US9778378B2 (en) | Detector configuration with semiconductor photomultiplier strips and differential readout | |
| US6822240B2 (en) | Detection of radiation and positron emission tomography | |
| US3614437A (en) | Neutron detection device for the position of beams of neutrons in space | |
| US7518118B2 (en) | Depth sensing in CdZnTe pixel detectors | |
| AU2002218600A1 (en) | Detection of radiation and positron emission tomography | |
| US7372035B2 (en) | Radiological imaging apparatus | |
| JPH11281747A (ja) | 放射線半導体検出器 | |
| WO2024094226A1 (zh) | 一种双能x射线探测器结构及探测方法 | |
| JPS62273478A (ja) | マトリツクスガンマカメラ | |
| JP2000187077A (ja) | ２次元放射線イメージ検出装置及びその検出方法 | |
| JP5136736B2 (ja) | 放射線画像検出モジュールおよび放射線画像検出装置 | |
| JPH11344568A (ja) | 核医学診断装置 | |
| Koyama et al. | A 250-μm pitch 36-channel silicon photo multiplier array prototype using silicon on insulator technology | |
| JP2604114Y2 (ja) | 放射線検出器 | |
| Bocciolini et al. | High-speed use of CCD area sensors as high energy particle detectors | |
| Bugg et al. | Studies of mono-crystalline CVD diamond pixel detectors | |
| Sorokin | Characterization of silicon microstrip sensors, front-end electronics, and prototype tracking detectors for the CBM experiment at FAIR | |
| Eskin et al. | Variations in pulse-height spectrum and pulse timing in CdZnTe pixel array detectors | |
| JP6159133B2 (ja) | 放射線検出器、放射線検出方法及びコンピュータプログラム | |
| Korpar et al. | Module of silicon photomultipliers as a detector of individual Cherenkov photons | |
| Yamashiro et al. | Performance evaluation of PSD for silicon ECAL | |
| Cederström et al. | High-resolution X-ray imaging using the signal time dependence on a double-sided silicon detector | |
| Macri et al. | Readout and performance of thick CZT strip detectors with orthogonal coplanar anodes |