WO2012043781A1 - 放射線撮像装置 - Google Patents

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WO2012043781A1
WO2012043781A1 PCT/JP2011/072513 JP2011072513W WO2012043781A1 WO 2012043781 A1 WO2012043781 A1 WO 2012043781A1 JP 2011072513 W JP2011072513 W JP 2011072513W WO 2012043781 A1 WO2012043781 A1 WO 2012043781A1
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WO
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refresh
signal
detector
control unit
radiation
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/072513
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English (en)
French (fr)
Inventor
秀貴 川内
井上　愼一
深作　泉
Original Assignee
日立コンシューマエレクトロニクス株式会社
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    • 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
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/247—Detector read-out circuitry
    • 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
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors

Definitions

  • the present invention relates to a radiation imaging apparatus.
  • the time for applying the bias voltage is determined according to the thickness of the semiconductor between the anode electrode and the cathode electrode of the CdTe semiconductor element and the magnitude of the bias voltage applied between these electrodes.
  • a radiation detection method is known in which measurement is performed by applying a bias voltage, and then the application of the bias voltage is stopped to make the bias voltage zero (see, for example, Patent Document 1).
  • the radiation detection method described in Patent Document 1 can recover the phenomenon in which the height and frequency of current pulses decrease in continuous measurement by pausing the application of a bias voltage for several seconds.
  • An object of the present invention is to reduce a current capacity required for a bias power source in a radiation imaging apparatus.
  • the present invention provides a radiation that includes a bias power source that supplies a bias voltage to each of a plurality of detector groups, and a refresh control unit that controls the plurality of refresh circuits by outputting a first signal or a second signal.
  • the refresh circuit is provided between the bias power supply and each of the plurality of detector groups, and is in a first state in which a bias voltage is not supplied by a first signal input from the refresh control unit.
  • a refresh process is performed on the connected detector groups by setting the second state in which a bias voltage is supplied by the second signal input from the refresh control unit.
  • the current capacity required for the bias power supply can be reduced.
  • a radiation imaging apparatus includes a plurality of semiconductor elements, a plurality of detector groups (radiation detector groups), and a plurality of refresh circuits (refresh units) connected to each of these detector groups.
  • a radiation detector including a detector head, a bias power supply that supplies a bias voltage to each of the plurality of detector groups, an overall controller, and a plurality of refresh circuits, and the first signal or the second And a refresh control unit that controls a plurality of refresh circuits by outputting a signal of the same, wherein the refresh circuit is provided between the bias power source and each of the plurality of detector groups, and is refreshed.
  • the first state is a state in which no bias voltage is supplied by the first signal input from the control unit.
  • the second state is a state for supplying a bias voltage by the second signal input from the threshold control unit, and performing a refresh process of the connected detector group.
  • a plurality of the detector heads are installed, have at least one of the plurality of detector groups, and the number of bias power supplies is the same as the number of detector heads.
  • the refresh control unit preferably outputs a first signal for performing a refresh process to each of the plurality of detector groups to each refresh circuit according to a predetermined period.
  • the refresh control unit outputs the first signal and the second signal in accordance with the refresh processing cycle.
  • the refresh control unit generates a dummy event signal.
  • the refresh control unit adds time stamp information indicating the time when the first signal or the second signal is generated to the dummy event signal.
  • the refresh control unit outputs the first signal and the second signal to the refresh circuit based on the acquired control signal.
  • the refresh process is preferably performed before the start of data collection or after the end of data collection.
  • the refresh process period is preferably changed for each frame.
  • the refresh control unit described above has a time when the measurement of n frames ends shorter than the cycle. It is preferable that n satisfying the above condition is selected, and the refresh circuit performs the refresh process before the start of the (n + 1) th measurement after the end of the measurement of the nth frame.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a nuclear medicine diagnostic apparatus according to the first embodiment.
  • the nuclear medicine diagnosis apparatus 1 includes a radiation detection device 2 (radiation detection unit), a control device 8, a communication cable 7 that connects the radiation detection device 2 and the control device 8, an input unit 90, and a display unit 91. It is a configuration.
  • the nuclear medicine diagnostic apparatus 1 is a kind of radiation imaging apparatus, for example, a reconstructed image in which radiation emitted from a drug administered to a subject 25 such as a human body is detected and an image is reconstructed based on the detection result. Is generated and displayed on the display unit 91.
  • the radiation detection apparatus 2 shown in the figure includes a detector head 3 and a gantry 20. At least one detector head 3 is provided, and a plurality of radiation detectors including a plurality of CdTe elements may be arranged as will be described later.
  • An opening 21 for carrying the subject 25 is provided at the center of the gantry 20. The opening 21 has a bed 22 into which the subject 25 is carried.
  • the gantry 20 includes a mechanism that supports the detector head 3 and drives the detector head 3 to rotate around the subject 25.
  • a collimator 4 is installed on the front surface of the detector head 3. The collimator 4 has a plurality of openings. By using the collimator 4, only the radiation 6 from a specific direction can be detected by a CdTe element described later. As an example, the plurality of openings of the collimator 4 have a substantially rectangular shape.
  • control device 8 supervises imaging conditions, processing of collected data, formation of reconstructed images, analysis of image data, and the like.
  • the input unit 90 inputs shooting conditions, image processing conditions, display conditions, various instructions to the control device 8, and the like.
  • the display unit 91 displays a reconstructed image and various instruction input information.
  • a radiation detection signal generated by detecting radiation emitted from the subject 25 is output from the detector head 3 to the control device 8 via the gantry 20 and the communication cable 7.
  • Various control signals are transmitted and received between the radiation detection device 2 and the control device 8.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the detector head 3 of FIG.
  • the detector head 3 has a configuration in which a plurality of radiation detectors 5 are arranged in a plane (two-dimensionally).
  • the radiation detector 5 is held by a radiation detector stand 300.
  • the radiation detector stand 300 includes a base 30, a plurality of supports 31 installed on the base 30, and a plurality of connectors 32.
  • the connector 32 is disposed between the base 30 and the support 31.
  • a plurality of grooves 311 are formed in the support 31 at predetermined intervals.
  • a plurality of radiation detectors 5 are inserted and fixed in these grooves 311.
  • the support 31 is provided on the base 30 with an interval corresponding to the width of the radiation detector 5.
  • Each of the plurality of supports 31 has a plurality of wall portions 310, and a groove 311 is formed between the adjacent wall portions 310.
  • the wall portion 310 is provided with a recessed portion 312 on one surface, and the other surface is a flat surface 313.
  • (Configuration of radiation detector) 3 is an enlarged perspective view of the radiation detector 5 of FIG.
  • the radiation detector 5 includes a CdTe element 50, which is a semiconductor element, a substrate 51 to which the CdTe element 50 is connected, a flexible substrate 52, and a card edge portion 60.
  • the card edge portion 60 of the radiation detector 5 is connected by the connector 32 of the radiation detector stand 300 shown in FIG.
  • an elastic member 56 formed using sheet metal is incorporated in the elastic member mounting portion 55 of the radiation detector 5.
  • the radiation detector 5 is inserted into the groove 311 of the support 31 shown in FIG. 2, the radiation detector 5 is pressed against the flat surface 313 of the wall 310 by the elastic member 56, and the radiation detector 5 is pressed against the support 31. Is fixed.
  • the plurality of supports 31 are each formed from a metal material by cutting or the like.
  • the radiation detector 5 is a radiation detector that detects radiation 6 such as gamma rays and X-rays.
  • the radiation 6 propagates along the direction from the CdTe element 50 as the semiconductor element of the radiation detector 5 toward the card holder 53 (the direction of the arrow in the drawing) and enters the radiation detector 5.
  • the radiation 6 is incident on the incident surface of the CdTe element 50 (in FIG. 3, the plane (side surface) where all the CdTe elements 50 are in contact).
  • a radiation detector having the side surface of the semiconductor element as the incident surface of the radiation 6 in this way is referred to as an edge-on type radiation detector.
  • the radiation detector 5 receives the radiation 6 via the collimator 4 having a plurality of openings through which the radiation 6 incident along a specific direction (for example, a direction from the subject 25 toward the radiation detector 5) passes. Is detected.
  • the collimator 4 is a perforated parallel collimator, but is not limited to this, and a pinhole collimator or the like may be used.
  • the present embodiment can also be applied to a radiation detector that is not an edge-on type.
  • the radiation detector 5 according to the present embodiment has a card shape.
  • the substrate 51 of the radiation detector 5 is sandwiched and supported by the card holder 53 and the card holder 54.
  • Each of the card holder 53 and the card holder 54 has the same shape.
  • the card holder 53 is provided with a grooved hole 58, and the projection 57 of the card holder 54 is fitted.
  • the card holder 54 is also provided with a grooved hole (not shown), and the projection 59 of the card holder 53 is fitted. Thereby, the substrate 51 is fixed to the card holders 53 and 54.
  • the elastic member mounting portion 55 is provided with an elastic member 56 that presses and fixes the radiation detector 5 against the radiation detector stand 300 shown in FIG. 2 when the radiation detector 5 is inserted into the radiation detector stand 300.
  • the radiation detector stand 300 has a connector 32 into which the card edge portion 60 is inserted. When the card edge portion 60 is inserted into the connector 32, the radiation detector 5 is formed at the card edge portion 60. The formed pattern 60a and the connector 32 are electrically connected.
  • the radiation detector 5 has four CdTe elements 50 arranged at regular intervals on both sides of the substrate 51.
  • the flexible substrate 52 is a substrate formed using a film-like resin (for example, polyimide).
  • a film-like resin for example, polyimide
  • the flexible substrate 52 shown in FIG. 3 has substantially semicircular connection portions 520, 521, 522, and 523.
  • the connection portions 520, 521, 522, and 523 are patterns formed using a conductive material, and are formed using, for example, Cu or the like.
  • Connection unit 520 is configured to be electrically connected to substrate terminal 510.
  • the connection portion 521 is electrically connected to the substrate terminal 511
  • the connection portion 522 is electrically connected to the substrate terminal 512
  • the connection portion 523 is electrically connected to the substrate terminal 513.
  • the CdTe elements 50 are arranged symmetrically with respect to the substrate 51.
  • a flexible substrate arranged on the back side of the flexible substrate 52 and a substrate terminal electrically connected thereto are also shown. Although it is installed, the illustration is omitted.
  • the CdTe element 50 has a plurality of grooves provided on the surface at substantially equal intervals. In the present embodiment, the CdTe element 50 has seven grooves.
  • Each of the portions of the CdTe element 50 divided by these grooves corresponds to one pixel (pixel) that detects the radiation 6.
  • one CdTe element 50 has a plurality of pixels. Therefore, when one radiation detector 5 includes eight CdTe elements 50 and one CdTe element 50 includes eight pixels, one radiation detector 5 has a resolution of 64 pixels. become. By increasing or decreasing the number of grooves, the number of pixels of one CdTe element 50 can be increased or decreased.
  • the substrate 51 has a width on the first end side where each of the plurality of CdTe elements 50 is installed, the second end side opposite to the first end side where the plurality of CdTe elements 50 are installed. It is formed more widely.
  • the substrate 51 is supported by the card holder 53 and the card holder 54 on the second end side.
  • a card edge portion 60 provided with a plurality of patterns 60a that can electrically connect the radiation detector 5 and an external control circuit is provided on the second end portion side.
  • each of several CdTe element 50 is connected via an element connection part.
  • a plurality of electronic component installation portions 61 for installing electronic components such as resistors and capacitors that are electrically connected are provided.
  • the electronic component installation unit 61 is provided with an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), and the like, which will be described later.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FPGA field programmable gate array
  • substrate 51 is made into the length of about 40 mm in the wide direction, ie, a longitudinal direction, as an example.
  • the substrate 51 has a short direction from the end of the wide portion to the end of the narrowed portion, that is, from the end of the portion where the element connecting portion is provided to the end of the card edge portion 60. Is about 20 mm long.
  • CdTe is used as an example of a compound semiconductor constituting the semiconductor element.
  • the present invention is not limited to this, but a CdZnTe (CZT) element or an HgI 2 element that detects radiation such as ⁇ -rays.
  • CZT CdZnTe
  • HgI 2 element that detects radiation such as ⁇ -rays.
  • a compound semiconductor element such as can also be used.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an outline of a circuit configuration of the nuclear medicine diagnosis apparatus according to the first embodiment.
  • the nuclear medicine diagnosis apparatus 1 includes a radiation detection apparatus 2, a control apparatus 8, and the like.
  • the gantry 20 of the radiation detection apparatus 2 includes n detector heads (first detector head 3a to nth detector head 3z), and one bias power source 23 connected to the n detector heads. It has.
  • the first detector head 3a to the nth detector head 3z have the same configuration as the detector head 3 of FIG.
  • the control device 8 includes a control unit 80 (overall control unit) having a time management unit 800 and a refresh control unit 81.
  • the control unit 80 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like.
  • a CPU Central Processing Unit
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • the time management unit 800 manages the start time of the refresh process.
  • the control unit 80 generates a refresh control signal based on the instruction from the time management unit 800 or the instruction input to the input unit 90.
  • the control unit 80 is connected to the input unit 90 and the display unit 91.
  • the input unit 90 is an input device such as a keyboard, for example, and generates an operation signal corresponding to an operation and outputs the operation signal to the control unit 80.
  • the display unit 91 is a liquid crystal monitor, for example, and displays a reconstructed image based on a display control signal output from the control unit 80.
  • the controller 80 outputs a bed control signal for driving the bed 22 to the bed 22.
  • the controller 80 outputs a data control signal and a collection control signal to each detector head.
  • the data control signal is a signal such as information on a frame imaged by the detector head.
  • the collection control signal is a signal that controls collection of electric charges generated by the incidence of radiation.
  • control unit 80 is connected to the refresh control unit 81. Based on the refresh control signal output from the control unit 80, the refresh control unit 81 sets a later-described refresh circuit to an on state as a first state or an off state as a second state at a predetermined cycle. For this purpose, a SW on signal as a first signal and a SW off signal as a second signal are generated. Below, the refresh process of the detector head 3 is demonstrated.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a radiation detection circuit built in the radiation detector according to the first embodiment and its peripheral circuit.
  • the radiation detection circuit 500 includes a CdTe element 50, an ASIC 501, an FPGA 502, a bypass circuit 503, and a refresh circuit 504.
  • the refresh circuit 504 is also referred to as a “refresh unit” or a “refresh circuit unit”.
  • the radiation 6 shown in FIG. 3 is incident on the CdTe element 50 and causes an interaction (photoelectric effect, Compton scattering or electron pair generation), whereby the atoms in the CdTe element 50 are ionized to generate electron-hole pairs. To do. Since the number of pairs is proportional to the energy of the incident radiation 6, it is possible to obtain excellent energy determination accuracy (energy resolution) by accurately reading out the energy.
  • the radiation detection circuit 500 is a circuit that reads out and outputs this movement as a signal.
  • the ASIC 501 is a circuit for generating a digital signal by processing an analog signal (radiation detection signal) output from the CdTe element 50, for example, a charge amplifier, a waveform shaping circuit, a peak hold circuit, and an A / D conversion circuit. Etc.
  • the FPGA 502 generates and controls an event signal including information such as the incident time and the incident position (pixel) of the radiation 6 shown in FIG. 3 by, for example, correction processing for correcting the wave height of the digital signal output from the ASIC 501.
  • the data is output to the control unit 80 of the device 8.
  • the bypass circuit 503 has a function of bypassing, for example, a refresh current that flows through a bias resistor of the CdTe element 50 during the refresh process.
  • the refresh process is performed within a short time.
  • the time required for the refresh process is the magnitude of the current and bias voltage from the bias power supply and the capacitance of the coupling capacitor for electrically separating the input portion of the charge amplifier from the bias voltage applied to the CdTe element 50.
  • the product of the bias resistance Since a high resistance is usually selected as the bias resistor, the time required for the refresh process becomes longer accordingly.
  • a bypass function constituted by a circuit element having a low bias resistance component is used in the refresh process instead of the high bias resistance.
  • the refresh circuit 504 is turned on, which is a state in which the bias voltage is not supplied, so that the bias voltage accumulated in the coupling capacitor or the like is discharged at high speed via the bypass circuit 503. Further, the bias voltage is charged to the coupling capacitor or the like via the bypass circuit 503 at high speed when the refresh circuit 504 is turned off in response to the SW off signal. Yes.
  • the refresh circuit 504 is turned on by a SW on signal output from the refresh control unit 81 and turned off by a SW off signal.
  • the refresh circuit 504 is a circuit for eliminating the polarization of the CdTe element 50, for example.
  • Polarization is a phenomenon in which the charge collection efficiency decreases with time.
  • semiconductor elements lattice defects, residual impurities, etc. are inherent in the crystal. Due to these defects, deep levels are formed in the semiconductor element, and carriers in the crystal are captured or emitted. That is, when radiation is incident on the semiconductor element, the generated carriers are trapped or emitted by traps in the crystal. Accordingly, in the semiconductor element, for example, electrons as carriers stay in the crystal and become a scattering center in the crystal or generate a space charge, thereby preventing the movement of carriers, so that the charge collection efficiency is long. The energy resolution decreases with the decrease. Further, the polarization proceeds faster as the temperature of the semiconductor element increases.
  • Polarization also depends on the applied bias voltage, and progresses faster as the bias voltage is lower. However, the polarization can be eliminated by stopping the bias voltage applied to the semiconductor element. That is, the refresh process is a process for temporarily stopping the bias voltage applied to the semiconductor element, for example.
  • the refresh control unit 81 outputs, for example, a SW on signal for performing a refresh process to each of a plurality of groups of radiation detectors described later to each refresh circuit 504 according to a predetermined period.
  • FIG. 6 is a block diagram relating to a group of radiation detectors (detector group) according to the first embodiment.
  • the nuclear medicine diagnosis apparatus 1 has a configuration in which a plurality of radiation detectors 5 installed in one detector head are divided into one or more groups and each group has a refresh circuit. .
  • the nuclear medicine diagnostic apparatus 1 has one bias power source 23 for a plurality of detector heads.
  • each detector head 3 is described as a first detector head 3a to an nth detector head 3z.
  • the plurality of radiation detectors 5 constituting the first detector head 3a can be grouped with, for example, the first detector group 5a to the m-th detector group 5z.
  • the first detector head 3a has a refresh circuit for each detector group.
  • the first refresh circuit 504a is connected to the first detector group 5a
  • the second refresh circuit 504b is connected to the second detector group 5b
  • the mth refresh circuit 504z is connected to the mth detector group. Connected to 5z.
  • one bias power source 23 is connected to a plurality of refresh circuits.
  • a plurality of radiation detectors 5 are divided into m groups, for example, like the first detector head 3a.
  • the grouping of the radiation detectors 5 may be different within each detector head 3.
  • the bias power supply 23 has a rated current Is, and supplies the bias current Ib and the refresh current Ir to the first detector head 3a.
  • the rated current Is is a current that satisfies the relationship of Is >> Ir >> Ib.
  • the rated current Is of the bias power source 23 is selected so that a current with a certain margin can be supplied to the refresh current Ir, but is selected to be as low as possible so that the rated current value is as close as possible to the refresh current Ir.
  • the inequality sign “>>” represents that the numerical value on the right is very small compared to the numerical value on the left in the inequality.
  • the SW on signal is input to the first refresh circuit 504a, the first refresh circuit 504a is turned on, and the first detector group A refresh current Ir flows in the first refresh circuit 504a connected to 5a.
  • the second refresh circuit 504b to the m-th refresh circuit 504z connected to each of the other second detector group 5b to the m-th detector group 5z are in the OFF state, and the second detector A bias current Ib flows through each of the group 5b to the m-th detector group 5z.
  • FIG. 7 is a schematic diagram relating to the first refresh process, the second refresh process, and the third refresh process according to the first embodiment.
  • the horizontal axis of (a), (b) and (c) is time t.
  • the time management unit 800 of the control device 8 measures, for example, the operation time of the nuclear medicine diagnosis apparatus 1 and when the operation time exceeds a predetermined threshold value, A trigger signal is output to 80.
  • the control unit 80 generates a refresh control signal based on the input trigger signal.
  • This refresh signal includes information on in which order the refresh processing of the detector group is performed.
  • the trigger signal may be generated based on an instruction in the operation of the input unit 90.
  • the refresh control unit 81 generates a SW on signal based on the input refresh control signal.
  • the SW ON signal is input to the first refresh circuit 504a of the first detector head 3a, for example, as shown in FIG.
  • the first refresh circuit 504a to which the SW on signal is input is turned on, and the refresh current Ir flows.
  • the radiation measurement stop period due to the refresh process is the discharge time required from when the bias voltage is cut off until it reaches zero potential, the fixed time for maintaining the zero potential, and the charge time required for charging from the start of bias voltage supply. And a waiting time until the bias voltage is stabilized and radiation can be detected.
  • the refresh control unit 81 shown in FIG. 6 generates a SW off signal for stopping the first refresh process, and outputs it to the first refresh circuit 504a.
  • First refresh circuit 504a is the input of the SW off signal, at time t 2, it turned off, the supply of the bias voltage from the bias power supply 23 for the first detector group 5a is started, the first refresh process Ends.
  • the refresh controller 81 SW ON to initiate the second refresh process after the first refresh process is completed to the time t 3 after elapse of the period T A signal is generated and output to the second refresh circuit 504b (shown in FIG. 6) of the first detector head 3a that performs the refresh process.
  • the SW ON signal is input to the second refresh circuit 504b of the first detector head 3a, for example, as shown in FIG.
  • the second refresh circuit 504b to which the SW on signal is input is turned on, and the refresh current Ir flows.
  • the refresh control unit 81 generates a SW off signal for stopping the second refresh process, and outputs the SW off signal to the second refresh circuit 504b.
  • the second refresh circuit 504b is the input of the SW off signal, at time t 4, turned off, the supply of the bias voltage from the bias power source 23 to the second detector group 5b is started, the second refresh process Ends. Then, the nuclear medicine diagnostic apparatus 1 performs after period T, during the time t 5 to time t 6 shown in FIG. 7 (c), a third refresh process for the third detector group.
  • the nuclear medicine diagnosis apparatus 1 repeats the above processing at the cycle T, and when the m-th refresh processing is completed, subsequently, performs the refresh processing of the first detector group of the second detector head to detect all detections. The refresh process is continued until the refresh process for all detector groups in the detector head is completed.
  • the plurality of radiation detectors 5 of the plurality of detector heads 3 installed in the gantry 20 are divided into several groups, and refresh processing is performed for each group. Therefore, the current capacity required for the bias power supply is reduced as compared with the case where the refresh process is performed at one time. Since the current capacity is small, the bias power source becomes small, and the nuclear medicine diagnostic apparatus 1 can be miniaturized.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the nuclear medicine diagnostic apparatus has a bias power source for each detector head.
  • portions having the same functions and configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an outline of a circuit configuration of the nuclear medicine diagnosis apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram relating to a group of detectors according to the second embodiment.
  • the nuclear medicine diagnostic apparatus 1 includes a radiation detection apparatus 2, a control apparatus 8, and the like.
  • the gantry 20 of the radiation detection apparatus 2 includes, for example, n detector heads and n bias power sources connected to the respective detector heads.
  • the first detector head 3a to the n-th detector head 3z and the first bias power source 23a to the n-th bias power source 23z are shown.
  • the first bias power supply 23a has a rated current Is, and supplies the bias current Ib and the refresh current Ir to the first detector head 3a.
  • the second bias power supply supplies a bias voltage to the second detector head
  • the nth bias power supply 23z supplies a bias voltage to the nth detector head 3z.
  • the rated current Is is a current that satisfies the relationship of Is >> Ir >> Ib.
  • the time management unit 800 of the control device 8 measures, for example, the operation time of the nuclear medicine diagnosis apparatus 1 and outputs a trigger signal to the control unit 80 when the operation time exceeds a predetermined threshold value. .
  • the control unit 80 generates a refresh control signal based on the input trigger signal.
  • the refresh control unit 81 generates a SW on signal based on the input refresh control signal and outputs it to the first refresh circuit 504a of the first detector head 3a that performs the first refresh process.
  • the other refresh circuits remain in the off state and are in a state where a bias voltage is applied, and the radiation 6 is subsequently detected.
  • the SW on signal is input to the first refresh circuit 504a of the first detector head 3a, for example, as shown in FIG.
  • the first refresh circuit 504a to which the SW on signal is input is turned on, and the refresh current Ir flows.
  • the refresh control unit 81 generates a SW off signal for stopping the first refresh process, and outputs the SW off signal to the first refresh circuit 504a.
  • the first refresh circuit 504a is turned off by the input of the SW off signal, the supply of the bias voltage from the first bias power supply 23a to the first detector group 5a is started, and the first refresh process is ended. .
  • the refresh control unit 81 generates a SW on signal to start the second refresh process after the elapse of the period T after the completion of the first refresh process, and the first detector head 3a that performs the refresh process. To the second refresh circuit 504b.
  • the SW on signal is input to the second refresh circuit 504b of the first detector head 3a, for example, as shown in FIG.
  • the second refresh circuit 504b to which the SW on signal is input is turned on, and the refresh current Ir flows.
  • the refresh control unit 81 generates a SW off signal for stopping the second refresh process, and outputs the SW off signal to the second refresh circuit 504b.
  • the second refresh circuit 504b is the input of the SW off signal, at time t 4, turned off, the supply of the bias voltage from the first bias power supply 23a to the second detector group 5b is started, the second The refresh process ends.
  • the nuclear medicine diagnosis apparatus 1 repeats the above processing at the cycle T, and when the m-th refresh processing is completed, subsequently, performs the refresh processing of the first detector group of the second detector head to detect all detections. The refresh process is continued until the refresh process for all detector groups in the detector head is completed.
  • each detector head installed in the gantry 20 has a bias power supply, so that the bias power supply is not compared with the one having no bias power supply for each detector head. Supply of voltage is performed stably.
  • the third embodiment is different from the above-described embodiment in that a dummy event signal is generated.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a radiation detection circuit installed in the radiation detector according to the third embodiment and its peripheral circuits.
  • the refresh control unit 81 is configured to generate a refresh signal in addition to the SW on signal and the SW off signal.
  • the refresh signal is output to the FPGA 502 of the radiation detection circuit 500.
  • This refresh signal is a trigger signal that causes the FPGA 502 to generate a dummy event signal.
  • the FPGA 502 When the refresh signal is input, the FPGA 502 generates a dummy event signal, and adds time stamp information in the same manner as the normal event signal, thereby generating a refresh marker signal.
  • the refresh marker signal is output to the control unit 80.
  • the time stamp information added to the refresh marker signal indicates the time when the data measurement is stopped by the refresh process.
  • the FPGA 502 may further generate a dummy event signal indicating the end time of the refresh process from the refresh signal. However, since the refresh process cycle T is a predetermined value, it can be calculated. It is assumed that a dummy event signal indicating the end time is not generated.
  • the FPGA 502 receives an external trigger signal such as an electrocardiogram synchronization signal.
  • the bias voltage is supplied to the CdTe element 50 via the bias power source 23, the refresh circuit 504, and the bypass circuit 503.
  • the refresh control unit 81 recognizes the start of the refresh process by recognizing the measurement stop period by the refresh process, that is, the dead time from the interval of the event signal. You may do it.
  • the arrival of the event signal is much narrower than the measurement stop period by the refresh process, and the measurement stop period by the refresh process can be recognized from the time information of the event signal by the list mode.
  • FIG. 11 is a schematic diagram regarding dynamic scan data collection according to the first modification.
  • the dynamic scan data collection refers to collecting data obtained as a dynamic image as a time-lapse image, that is, how the radiopharmaceutical administered to the subject is taken into the tissue in the subject.
  • List mode collection adds time information (time stamp information) to incidental information of detected events (semiconductor element position information, radiation energy information and other information), and does not perform histogramming in time series. This mode collects data. After the data collection is completed, the time series data is re-edited into desired frame data, and the image of each frame is reconstructed.
  • T ref shown in the figure indicates a cycle of the refresh process
  • T rest indicates a data measurement stop period by the refresh process.
  • an event signal indicating the incidence of radiation 6 is not originally input to the control device 8.
  • the refresh control unit 81 generates a refresh signal as the refresh process starts, so the control unit 80 of the control device 8 has the refresh marker generated by the FPGA 502 to which the refresh signal is input.
  • the signal is input as a dummy event signal.
  • the control device 8 can read the refresh marker signal and check the data measurement stop period by the refresh process from the list mode data. Thus, frame data excluding this data measurement stop period can be created. In addition, when editing the frame data including the period during which the refresh process is performed, the control device 8 replays an image from each frame data in consideration of the count rate per collection time excluding the period during which the refresh process is performed. Constitute.
  • FIG. 12 is a schematic diagram regarding static scan data collection according to the second modification.
  • Static scan data collection refers to collecting data from which a static image of a subject can be obtained.
  • T acq is the collection time per step.
  • This figure shows that one refresh process was performed at a certain time during data collection.
  • the control device 8 edits the frame data including the period during which the refresh process has been performed, An image is reconstructed from each frame data in consideration of the counting rate.
  • FIG. 13 is a schematic diagram regarding data collection in the ECG gate measurement mode according to the third modification.
  • the ECG gate measurement mode is also called an ECG-synchronized measurement multi-gate mode, and is a mode in which data is collected in synchronization with an R wave of an electrocardiogram pulse input to the FPGA 502 as an external trigger signal.
  • the refresh marker is collected in the control device 8 corresponding to the time when the refresh process is started.
  • the control device 8 reads this refresh marker, confirms the data measurement stop period by the refresh process, selects the RR wave interval data without data loss, The fractional data of the simultaneous phase is added to create an image of each time phase data.
  • FIG. 14 is a schematic diagram regarding data collection by SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) scanning according to the fourth modification.
  • SPECT Single Photon Emission Computed Tomography
  • the first to m-th SPECT scans which are a plurality of sets of steps, are shown. Further, the central part of the figure shows an enlarged view of the second SPECT scan as a set of steps, and the lower part of the figure shows the time when the refresh process is performed.
  • step & shoot scan data collection refers to data collection by rotating the detector head continuously or discontinuously around the subject.
  • the number of steps is n and the number of SPECT scans is m.
  • n steps it is assumed that one set of projection data necessary for SPECT imaging is obtained with n steps.
  • the collection time Tacq per step is about 30 s, and the number of steps is about 60.
  • the refresh processing cycle T ref is approximately the same as the collection time T acq per step, and the measurement stop period T rest has a relationship of T acq >> T rest .
  • the control device 8 obtains the total measurement stop period (sum of T rest ) at each step from the acquired refresh marker.
  • the image is reconstructed in consideration of the counting rate per collection time excluding the measurement stop period. Note that m SPECT scan data are added as necessary to reconstruct an image.
  • FIG. 15 is a schematic diagram regarding data collection in the high-speed fanning scan mode by the SPECT scan according to the fifth modification.
  • the number of steps is n and the number of SPECT scans is 5.
  • the time per SPECT scan is about 120 s, and the collection time per step is as short as about 2 s. In this modification, even if the list mode collection is performed, it is difficult to repair data loss in the refresh process.
  • the refresh process is started before the measurement is performed, and immediately after the collection at each step, that is, to the next step.
  • the refresh process is terminated within the movement time T rest ′ .
  • the control device 8 outputs a collection control signal that satisfies the above condition to the refresh control unit 81 based on the designated data collection protocol.
  • the FPGA 502 and the refresh circuit 504 receive the optimized refresh signal, SW on signal, and SW off signal.
  • the SPECT apparatus in the SPECT scan mode, when the sum of the measurement stop period T rest ′ including the number of steps and the movement time to each step and the collection time T acq is shorter than the refresh cycle T ref , the SPECT apparatus is affected by a refresh process every certain step.
  • the refresh process may be repeated multiple times in the same step. For this reason, when executing the refresh process, it is preferable to change the refresh process cycle for each SPECT scan.
  • the refresh control unit 81 sets n satisfying T acq, n ⁇ T ref.
  • the refresh circuit 504 performs the refresh process immediately after the n + 1th measurement is started after the nth frame is measured.
  • the refresh controller 81 selects the n that satisfies the following T acq, n ⁇ T ref, the refresh circuit 504, the n-th frame after the measurement, n + 1 th A refresh process is performed immediately before the start of measurement.
  • the control device 8 sequentially performs this process for all the set frames.
  • the refresh process is performed at an arbitrary time within the frame period being measured.
  • the detector group or semiconductor element group to which the radiation detector belongs is selectively refreshed. Process.
  • control device 8 sets the k-th detector group from the first detector group to the detector system consisting of k detector groups sequentially or in any order at the time of measurement start.
  • data collection may be started from the time when the refresh process for all the detector groups is completed in the frame mode collection.
  • the control device 8 may perform the refresh process according to the designated data collection mode.
  • the measurement start delay time T delay of each detector group is kT ref for the first detector group and T ref for the kth detector group.
  • k 1, 2, 3... (K is an integer of 1 or more).
  • the control device 8 When T acq ⁇ T ref in the static mode or the dynamic mode based on the frame mode acquisition, the control device 8 performs the actual measurement after performing the refresh process for all the detector groups according to the above-described delay time before starting the measurement. And each detector group should not be refreshed within the T acq period.
  • control device 8 may execute the refresh process subsequent to the refresh process at the start of the collection during the collection period when T acq > T ref .
  • two types can be selected: when refresh processing is terminated for all detector groups, and when actual measurement is started after a common measurement start delay time T delay for each detector group.
  • the measurement collection time differs for each detector group.
  • n satisfying the next T acq, n ⁇ T ref is selected with the (n + 1) th frame as the top frame, and after completion of measurement of the nth frame, refresh processing is performed and the (n + 1) th measurement is started.
  • the control device 8 sequentially performs this process.
  • the control device 8 performs the refresh process at an arbitrary time within the frame period being measured.
  • the refresh circuit 504 is an electronic circuit including a switching element, for example.
  • a circuit configuration (off state) for discharging the accumulated bias voltage can be obtained.

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Abstract

　本発明は、複数個の半導体素子を有し、複数の検出器グループ５及びこれらの検出器グループ５のそれぞれに接続された複数のリフレッシュ回路５０４を含む検出器ヘッド３を備えた放射線検出部と、複数の検出器グループ５のそれぞれにバイアス電圧を供給するバイアス電源２３と、全体制御部と、複数のリフレッシュ回路５０４に接続され、第１の信号又は第２の信号を出力することにより複数のリフレッシュ回路５０４を制御するリフレッシュ制御部８１とを備えた放射線撮像装置において、リフレッシュ回路５０４は、バイアス電源２３と複数の検出器グループ５のそれぞれとの間に設けられ、リフレッシュ制御部８１から入力される第１の信号によりバイアス電圧を供給しない状態である第１の状態とされ、リフレッシュ制御部８１から入力される第２の信号によりバイアス電圧を供給する状態である第２の状態とされることにより、接続された検出器グループ５のリフレッシュ処理を行うことを特徴とする。本発明によれば、バイアス電源が必要とする電流容量を少なくすることができる。

Description

放射線撮像装置
　本発明は、放射線撮像装置に関する。
　従来の技術として、ＣｄＴｅ半導体素子のアノード電極・カソード電極間の半導体の厚さと、これらの電極間に印加されるバイアス電圧の大きさに応じてバイアス電圧を印加する時間を定め、その時間内ではバイアス電圧を印加して計測を行った後、バイアス電圧の印加を停止してバイアス電圧をゼロにする放射線検出方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載の放射線検出方法は、連続測定において、電流パルスの高さや頻度が低下する現象を、バイアス電圧の印加を数秒間休止することで回復させることができる。
特許第３１５１４８７号公報
　しかし、特許文献１に記載の放射線検出方法では、バイアス電源によりバイアス電圧が印加されるＣｄＴｅ半導体素子の数が増加すると、短時間でバイアス電圧の放電及び充電を行うためにバイアス電源に求められる電流容量が大きくなるという問題がある。
　本発明の目的は、放射線撮像装置においてバイアス電源が必要とする電流容量を少なくすることにある。
　本発明は、複数の検出器グループのそれぞれにバイアス電圧を供給するバイアス電源と、第１の信号又は第２の信号を出力することにより複数のリフレッシュ回路を制御するリフレッシュ制御部とを備えた放射線撮像装置において、リフレッシュ回路は、バイアス電源と複数の検出器グループのそれぞれとの間に設けられ、リフレッシュ制御部から入力される第１の信号によりバイアス電圧を供給しない状態である第１の状態とされ、リフレッシュ制御部から入力される第２の信号によりバイアス電圧を供給する状態である第２の状態とされることにより、接続された検出器グループのリフレッシュ処理を行うことを特徴とする。
　本発明によれば、バイアス電源が必要とする電流容量を少なくすることができる。
第１の実施の形態に係る核医学診断装置を示す概略図である。 第１の実施の形態に係る複数の放射線検出器が並べられて構成される検出器ヘッドを示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る放射線検出器を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る核医学診断装置の回路構成の概要を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係る放射線検出器に設置された放射線検出回路とその周辺回路を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係る検出器のグループを示すブロック図である。 第１の実施の形態に係る第１のリフレッシュ処理、第２のリフレッシュ処理及び第３のリフレッシュ処理を示す概略図である。 第２の実施の形態に係る核医学診断装置の回路構成の概要を示すブロック図である。 第２の実施の形態に係る検出器のグループを示すブロック図である。 第３の実施の形態に係る放射線検出器に設置された放射線検出回路とその周辺回路を示すブロック図である。 変形例１に係るダイナミックスキャンデータ収集を示す概略図である。 変形例２に係るスタティックスキャンデータ収集を示す概略図である。 変形例３に係るＥＣＧゲート測定モードによるデータ収集を示す概略図である。 変形例４に係るＳＰＥＣＴスキャンによるデータ収集を示す概略図である。 変形例５に係るＳＰＥＣＴスキャンによる高速ファニングスキャンモードにおけるデータ収集を示す概略図である。
　実施の形態に係る放射線撮像装置は、複数個の半導体素子を有し、複数の検出器グループ（放射線検出器グループ）及びこれらの検出器グループのそれぞれに接続された複数のリフレッシュ回路（リフレッシュ部）を含む検出器ヘッドを備えた放射線検出部と、複数の検出器グループのそれぞれにバイアス電圧を供給するバイアス電源と、全体制御部と、複数のリフレッシュ回路に接続され、第１の信号又は第２の信号を出力することにより複数のリフレッシュ回路を制御するリフレッシュ制御部とを備えた放射線撮像装置であって、リフレッシュ回路は、バイアス電源と複数の検出器グループのそれぞれとの間に設けられ、リフレッシュ制御部から入力される第１の信号によりバイアス電圧を供給しない状態である第１の状態とされ、リフレッシュ制御部から入力される第２の信号によりバイアス電圧を供給する状態である第２の状態とされることにより、接続された検出器グループのリフレッシュ処理を行うことを特徴とする。
　また、上記の検出器ヘッドは、複数個設置され、複数の検出器グループのうち、少なくとも１つを有し、バイアス電源は、検出器ヘッドの数と同数であることが好ましい。
　また、上記のリフレッシュ制御部は、複数の検出器グループのそれぞれにリフレッシュ処理を行うための第１の信号を、予め定められた周期に応じてそれぞれのリフレッシュ回路に出力することが好ましい。
　また、上記のリフレッシュ制御部は、リフレッシュ処理の周期に応じて第１の信号及び第２の信号を出力することが好ましい。
　また、上記のリフレッシュ制御部は、ダミーイベント信号を生成することが好ましい。
　また、上記のリフレッシュ制御部は、第１の信号又は第２の信号を生成した時刻を示すタイムスタンプ情報をダミーイベント信号に付加することが好ましい。
　上記のリフレッシュ制御部は、取得した制御信号に基づいて第１の信号及び第２の信号をリフレッシュ回路に出力することが好ましい。
　また、データ収集時間がリフレッシュ処理にかかる時間よりも短い場合には、リフレッシュ処理が、データ収集開始前、又は、データ収集終了後に行われることが好ましい。
　また、上記のデータ収集時間とリフレッシュ処理にかかる時間との和が上記の周期よりも短い場合には、リフレッシュ処理の周期は、フレームごとに変化することが好ましい。
　また、上記のリフレッシュ制御部は、先頭のフレームに続くｎ個のフレームの計測が終了する時間が周期よりも短い場合には、ｎ個のフレームの計測が終了する時間が上記の周期よりも短いことを満たすｎを選択し、リフレッシュ回路は、ｎ番目のフレームの計測終了後のｎ＋１番目の測定開始前にリフレッシュ処理を行うことが好ましい。
　［第１の実施の形態］
　（核医学診断装置の構成の概要）
　図１は、第１の実施の形態に係る核医学診断装置を示す概略図である。
　本図において、核医学診断装置１は、放射線検出装置２（放射線検出部）、制御装置８、放射線検出装置２と制御装置８とを接続する通信ケーブル７、入力部９０及び表示部９１を含む構成である。核医学診断装置１は、放射線撮像装置の一種であり、例えば、人体等の被検体２５に投与した薬剤から放出される放射線を検出し、その検出結果に基づいて画像を再構成した再構成画像を生成し、表示部９１に表示するものである。
　本図に示す放射線検出装置２は、検出器ヘッド３及びガントリ２０を含む構成である。検出器ヘッド３は、少なくとも１つ設けてあり、後述のように複数のＣｄＴｅ素子を含む放射線検出器を複数個並べた構成としてもよい。ガントリ２０の中央部には、被検体２５を搬入するための開口部２１が設けてある。この開口部２１には、被検体２５を搬入する寝台２２を有する。ガントリ２０は、検出器ヘッド３を支持し、検出器ヘッド３が被検体２５の周囲を回転するように駆動する機構部を含む。検出器ヘッド３の前面には、コリメータ４が設置してある。コリメータ４は、複数の開口を有する。コリメータ４を用いることにより、特定の方向からの放射線６のみを後述するＣｄＴｅ素子において検出することができる。コリメータ４の複数の開口は、一例として、略四角形状である。
　また、制御装置８は、撮影条件、収集データの処理、再構成画像の形成、画像データの解析などを統括する。入力部９０は、撮影条件、画像処理条件、表示条件、制御装置８への各種指示などを入力する。表示部９１は、再構成画像や各種指示入力情報を表示する。
　被検体２５から放出された放射線を検出して生成される放射線検出信号は、検出器ヘッド３からガントリ２０及び通信ケーブル７を介して制御装置８へ出力される。各種制御信号は、放射線検出装置２と制御装置８との間で送受信される。
　（検出器ヘッドの構成）
　図２は、図１の検出器ヘッド３を拡大して示した斜視図である。
　本図において、検出器ヘッド３は、複数の放射線検出器５を平面的に（二次元的に）並べた構成である。放射線検出器５は、放射線検出器立て３００によって保持されている。放射線検出器立て３００は、基部３０と、この基部３０の上に設置された複数の支持体３１と、複数のコネクタ３２とで構成されている。コネクタ３２は、基部３０と支持体３１との間に配置されている。支持体３１には、定められた間隔で複数の溝３１１が形成されている。これらの溝３１１には、複数の放射線検出器５が挿入され、固定されている。
　支持体３１は、基部３０の上に放射線検出器５の幅に対応する間隔を有して設けられている。そして、複数の支持体３１はそれぞれ、複数の壁部３１０を有しており、隣り合う壁部３１０の間に溝３１１が形成されている。壁部３１０は、一方の表面にくぼみ部３１２が設けられ、他方の表面は平坦面３１３である。
　（放射線検出器の構成）
　図３は、図２の放射線検出器５を拡大して示した斜視図である。
　本図において、放射線検出器５は、半導体素子であるＣｄＴｅ素子５０、ＣｄＴｅ素子５０を接続した基板５１、フレキシブル基板５２、及びカードエッジ部６０を有している。放射線検出器５のカードエッジ部６０は、図２に示す放射線検出器立て３００のコネクタ３２によって接続されるようになっている。
　放射線検出器５の弾性部材実装部５５には、例えば、板金を用いて形成される弾性部材５６が組み込まれている。図２に示す支持体３１の溝３１１に放射線検出器５が挿入されると、放射線検出器５は、弾性部材５６によって壁部３１０の平坦面３１３に押し付けられ、支持体３１に放射線検出器５が固定される。なお、複数の支持体３１はそれぞれ金属材料から切削等により形成したものである。
　放射線検出器５は、γ線、Ｘ線等の放射線６を検出する放射線検出器である。図３において放射線６は、放射線検出器５の半導体素子としてのＣｄＴｅ素子５０からカードホルダ５３に向かう方向（図中の矢印の方向）に沿って伝搬して放射線検出器５に入射する。
　放射線６は、ＣｄＴｅ素子５０の入射面（図３においては、すべてのＣｄＴｅ素子５０が接する平面（側面））に入射する。このように半導体素子の側面を放射線６の入射面とする放射線検出器を、エッジオン型の放射線検出器と称する。
　なお、放射線検出器５は、特定の方向（例えば、被検体２５から放射線検出器５に向かう方向）に沿って入射してくる放射線６が通過する複数の開口を有するコリメータ４を介して放射線６を検出する。なお、コリメータ４は、多孔平行コリメータであるが、これに限定されず、ピンホールコリメータ等を用いても良い。また、本実施の形態は、エッジオン型でない放射線検出器にも適用することができる。また、本実施の形態に係る放射線検出器５は、カード型の形状を呈する。
　また、放射線検出器５の基板５１は、カードホルダ５３とカードホルダ５４とに挟み込まれて支持されている。カードホルダ５３とカードホルダ５４とはそれぞれ、同一形状を有する。カードホルダ５３には溝付穴５８が設けてあり、カードホルダ５４の突起部５７が嵌め合わされている。カードホルダ５４にも溝付穴（図示しない）が設けてあり、カードホルダ５３の突起部５９が嵌め合わされている。これにより、基板５１はカードホルダ５３、５４に固定されている。
　また、弾性部材実装部５５は、放射線検出器立て３００に放射線検出器５が挿入される際、放射線検出器５を図２に示す放射線検出器立て３００に押し付けて固定する弾性部材５６が設けられる部分である。なお、放射線検出器立て３００は、カードエッジ部６０が挿入されるコネクタ３２を有しており、カードエッジ部６０がコネクタ３２に挿入されると、放射線検出器５は、カードエッジ部６０に形成されたパターン６０ａとコネクタ３２とが電気的に接続される。
　図３においては、例として、放射線検出器５は、基板５１の両側にそれぞれ４個のＣｄＴｅ素子５０が一定の間隔で配置されている。
　フレキシブル基板５２は、フィルム状の樹脂（例えば、ポリイミド）を用いて形成された基板である。
　図３に示すフレキシブル基板５２は、略半円形状の接続部５２０、５２１、５２２、５２３を有する。接続部５２０、５２１、５２２、５２３は、導電性材料を用いて形成されたパターンであり、例えば、Ｃｕ等を用いて形成される。接続部５２０は、基板端子５１０と電気的に接続するように構成されている。同様に、接続部５２１は基板端子５１１と、接続部５２２は基板端子５１２と、接続部５２３は基板端子５１３と、それぞれ、電気的に接続されている。なお、図３においては、ＣｄＴｅ素子５０は基板５１に対して対称に配置されており、図中、フレキシブル基板５２の裏側に配置されたフレキシブル基板、及びこれと電気的に接続された基板端子も設置されているが、図示は省略している。
　また、図示していないが、ＣｄＴｅ素子５０は、表面に略等間隔で設けられた複数の溝部を有する。本実施の形態においては、ＣｄＴｅ素子５０は、７本の溝部を有する。
　これらの溝部で分けられるＣｄＴｅ素子５０の部分のそれぞれは、放射線６を検出する１個の画素（ピクセル）に対応する。これにより、１個のＣｄＴｅ素子５０は、複数の画素を有することになる。よって、１個の放射線検出器５が８個のＣｄＴｅ素子５０を備え、１個のＣｄＴｅ素子５０が８個のピクセルを有する場合、１個の放射線検出器５は、６４ピクセルの解像度を有することになる。溝部の数を増減させることにより、１個のＣｄＴｅ素子５０のピクセル数を増減させることができる。
　基板５１は、複数のＣｄＴｅ素子５０のそれぞれが設置される第１の端部側の幅が、複数のＣｄＴｅ素子５０が設置される第１の端部側の反対側の第２の端部側よりも広く形成される。なお、第２の端部側において基板５１は、カードホルダ５３及びカードホルダ５４によって支持される。また、第２の端部側には、放射線検出器５と外部の制御回路とを電気的に接続可能とする複数のパターン６０ａが設けられたカードエッジ部６０が設けられる。また、ＣｄＴｅ素子５０と電気的に接続する基板５１に形成された素子接続部（図示せず）とカードエッジ部６０との間には、素子接続部を介して複数のＣｄＴｅ素子５０のそれぞれと電気的に接続される抵抗、コンデンサ等の電子部品を設置する複数の電子部品設置部６１が設けられる。なお、電子部品設置部６１には、後述するＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ）、Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）等が設置される。
　なお、基板５１は、一例として、幅広の方向、すなわち長手方向は４０ｍｍ程度の長さとしてある。そして、基板５１は、幅広の部分の端部から幅が狭くなっている部分の端部まで、すなわち、素子接続部が設けられている部分の端からカードエッジ部６０の端までの短手方向は、２０ｍｍ程度の長さとしてある。
　本実施の形態において、半導体素子を構成する化合物半導体としては、例としてＣｄＴｅを用いたが、これに限定されるものではなく、γ線等の放射線を検出するＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）素子、ＨｇＩ２素子等の化合物半導体素子を用いることもできる。
　（核医学診断装置の回路構成）
　図４は、第１の実施の形態に係る核医学診断装置の回路構成の概要を示すブロック図である。
　図４において、核医学診断装置１は、放射線検出装置２、制御装置８等を備えている。
　放射線検出装置２のガントリ２０は、ｎ個の検出器ヘッド（第１の検出器ヘッド３ａ乃至第ｎの検出器ヘッド３ｚ）と、ｎ個の検出器ヘッドに接続された１つのバイアス電源２３とを備えている。第１の検出器ヘッド３ａ乃至第ｎの検出器ヘッド３ｚは、図２の検出器ヘッド３と同じ構成を有するものとする。
　制御装置８は、時間管理部８００を有する制御部８０（全体制御部）と、リフレッシュ制御部８１とを備えている。
　制御部８０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成されている。
　時間管理部８００は、リフレッシュ処理の開始時間等を管理する。制御部８０は、この時間管理部８００からの指示、又は、入力部９０に入力された指示に基づいてリフレッシュ制御信号を生成する。
　また、制御部８０は、入力部９０及び表示部９１と接続されている。入力部９０は、例えば、キーボード等の入力装置であり、操作に応じた操作信号を生成し、制御部８０に出力する。表示部９１は、例えば、液晶モニタであり、制御部８０から出力される表示制御信号に基づいて再構成画像を表示する。制御部８０は、寝台２２を駆動するための寝台制御信号を寝台２２に出力する。制御部８０は、各検出器ヘッドにデータ制御信号及び収集制御信号を出力する。データ制御信号は、検出器ヘッドで撮像するフレームの情報等の信号である。収集制御信号は、放射線の入射により発生した電荷の収集を制御する信号である。
　さらに、制御部８０は、リフレッシュ制御部８１と接続されている。リフレッシュ制御部８１は、制御部８０から出力されたリフレッシュ制御信号に基づいて、予め定められた周期で後述するリフレッシュ回路を第１の状態としてのオン状態又は第２の状態としてのオフ状態にするための第１の信号としてのＳＷオン信号及び第２の信号としてのＳＷオフ信号を生成する。以下に、検出器ヘッド３のリフレッシュ処理について説明する。
　（リフレッシュ処理について）
　図５は、第１の実施の形態に係る放射線検出器に内蔵された放射線検出回路とその周辺回路を示すブロック図である。
　本図においては、放射線検出回路５００は、ＣｄＴｅ素子５０、ＡＳＩＣ５０１、ＦＰＧＡ５０２、バイパス回路５０３及びリフレッシュ回路５０４を含む。ここで、リフレッシュ回路５０４は、「リフレッシュ部」又は「リフレッシュ回路部」とも呼ぶ。
　図３に示す放射線６がＣｄＴｅ素子５０に入射して相互作用（光電効果、コンプトン散乱又は電子対生成）を生ずることにより、ＣｄＴｅ素子５０内の原子が電離し、電子及び正孔のペアが発生する。このペアの数は、入射する放射線６のエネルギーに比例するため、これを正確に読み出すことにより優れたエネルギー決定精度（エネルギー分解能）を得ることができる。
　ＣｄＴｅ素子５０に発生した電子及び正孔は、ただＣｄＴｅ素子５０に入射しただけの場合、再結合して消滅する。そこで、ＣｄＴｅ素子５０の陽電極と陰電極との間に高電圧（例えば、６００Ｖ）のバイアス電圧を印加して電極間に電場を発生させることにより、電子が陽電極に向かって移動し、正孔が陰電極に向かって移動する。放射線検出回路５００は、この移動を信号として読み出し、出力する回路である。
　ＡＳＩＣ５０１は、例えば、ＣｄＴｅ素子５０から出力されたアナログ信号（放射線検出信号）を処理してデジタル信号を生成するための回路であり、チャージアンプ、波形整形回路、ピークホールド回路及びＡ／Ｄ変換回路等から構成されている。
　ＦＰＧＡ５０２は、例えば、ＡＳＩＣ５０１から出力されたデジタル信号に波高を補正する補正処理等により、図３に示す放射線６の入射した時間及び入射位置（ピクセル）等の情報を含むイベント信号を生成し、制御装置８の制御部８０に出力する。
　バイパス回路５０３は、例えば、リフレッシュ処理時にＣｄＴｅ素子５０のバイアス抵抗などに流れるリフレッシュ電流をバイパスする機能を有する。このバイパス機能により短時間内にリフレッシュ処理が行われる。通常、リフレッシュ処理に要する時間は、バイアス電源からの電流及びバイアス電圧の大きさ、並びに、ＣｄＴｅ素子５０に印加されたバイアス電圧からチャージアンプの入力部を電気的に分離するための結合コンデンサの容量とバイアス抵抗との積に依存する。バイアス抵抗には、通常、高抵抗が選ばれることから、それに応じて、リフレッシュ処理に要する時間は長くなる。
　そこで、短時間内にリフレッシュ処理を完遂させるため、リフレッシュ処理の際には、高抵抗のバイアス抵抗に換えて、低いバイアス抵抗成分をもつ回路素子で構成したバイパス機能が利用される。ＳＷオン信号に応じてリフレッシュ回路５０４がバイアス電圧を供給しない状態であるオン状態となることにより、バイパス回路５０３を介して結合コンデンサなどに蓄積されたバイアス電圧が高速で放電される。また、ＳＷオフ信号に応じてリフレッシュ回路５０４がバイアス電圧を供給する状態であるオフ状態となることにより、バイパス回路５０３を介して結合コンデンサなどにバイアス電圧が高速で充電されるように構成されている。
　リフレッシュ回路５０４は、例えば、リフレッシュ制御部８１から出力されたＳＷオン信号によりオン状態となり、ＳＷオフ信号によりオフ状態となる。このリフレッシュ回路５０４は、例えば、ＣｄＴｅ素子５０のポラリゼーション解消のための回路である。
　ポラリゼーションとは、電荷収集効率が時間と共に減少する現象である。半導体素子には、その結晶中に格子欠陥や残留不純物等が内在する。これらの欠陥により、半導体素子には、深い準位が形成され、結晶中のキャリアが捕獲されたり、放出されたりする。つまり、半導体素子に放射線が入射すると、発生したキャリアが結晶内のトラップに捕獲されたり、放出されたりする。従って、半導体素子は、例えば、キャリアとしての電子が結晶内に留まり、結晶内での散乱中心となったり、空間電荷を発生させたりすることで、キャリアの移動を妨げるので、電荷収集効率が時間と共に減少し、エネルギー分解能が劣化する。また、ポラリゼーションは、半導体素子の温度が高くなるほど、進行が早くなる。また、ポラリゼーションは、印加されるバイアス電圧にも依存し、バイアス電圧が低いほど進行が早くなる。しかし、ポラリゼーションは、半導体素子に印加するバイアス電圧を停止することにより、解消できる。つまり、リフレッシュ処理とは、例えば、半導体素子に印加するバイアス電圧を一時的に停止する処理である。
　また、リフレッシュ制御部８１は、例えば、後述する複数の放射線検出器のグループのそれぞれにリフレッシュ処理を行うためのＳＷオン信号を、予め定められた周期に応じてそれぞれのリフレッシュ回路５０４に出力する。
　（放射線検出器のグループについて）
　図６は、第１の実施の形態に係る放射線検出器のグループ（検出器グループ）に関するブロック図である。
　本実施の形態に係る核医学診断装置１は、１個の検出器ヘッドに設置される複数の放射線検出器５を１つ以上のグループに分け、さらに、グループごとにリフレッシュ回路を有する構成としている。また、核医学診断装置１は、複数の検出器ヘッドに対して１つのバイアス電源２３を有する。
　図１に示すガントリ２０に複数の検出器ヘッド３を設置した場合において、それぞれの検出器ヘッド３を第１の検出器ヘッド３ａ乃至第ｎの検出器ヘッド３ｚと記述することにする。このうち、第１の検出器ヘッド３ａを構成する複数の放射線検出器５は、例えば、第１の検出器グループ５ａ乃至第ｍの検出器グループ５ｚとグループ分けすることができる。
　また、第１の検出器ヘッド３ａは、検出器のグループごとにリフレッシュ回路を有する。第１のリフレッシュ回路５０４ａは、第１の検出器グループ５ａに接続され、第２のリフレッシュ回路５０４ｂは第２の検出器グループ５ｂに接続され、第ｍのリフレッシュ回路５０４ｚは第ｍの検出器グループ５ｚに接続される。
　本図においては、１つのバイアス電源２３が複数のリフレッシュ回路に接続された構成としてある。
　他の検出器ヘッドは、例えば、第１の検出器ヘッド３ａと同様に、複数の放射線検出器５がｍ個のグループに分けられる。なお、放射線検出器５のグループ分けは、各検出器ヘッド３内で異なっていても良い。
　バイアス電源２３は、定格電流がＩｓであり、バイアス電流Ｉｂ及びリフレッシュ電流Ｉｒを第１の検出器ヘッド３ａに供給する。この定格電流Ｉｓは、Ｉｓ＞Ｉｒ＞＞Ｉｂの関係を満たす電流である。通常、バイアス電源２３の定格電流Ｉｓは、リフレッシュ電流Ｉｒにある程度の余裕をもたせた電流が供給できるように選ばれるが、可能な限りリフレッシュ電流Ｉｒに近い定格電流値となるように低く選ばれる。ここで、不等号「＞＞」は、不等式において左の数値に比べて右の数値が非常に小さいことを表すものである。
　第１の検出器グループ５ａがリフレッシュ処理の対象であるとき、第１のリフレッシュ回路５０４ａにＳＷオン信号が入力されて、第１のリフレッシュ回路５０４ａがオン状態となって、第１の検出器グループ５ａと接続される第１のリフレッシュ回路５０４ａには、リフレッシュ電流Ｉｒが流れる。一方、他の第２の検出器グループ５ｂ乃至第ｍの検出器グループ５ｚのそれぞれに接続される第２のリフレッシュ回路５０４ｂ乃至第ｍのリフレッシュ回路５０４ｚはオフ状態であって、第２の検出器グループ５ｂ乃至第ｍの検出器グループ５ｚのそれぞれにバイアス電流Ｉｂが流れる。
　以下に、第１の実施の形態に係る核医学診断装置１の動作について説明する。
　（第１の実施の形態の動作）
　図７は、第１の実施の形態に係る第１のリフレッシュ処理、第２のリフレッシュ処理及び第３のリフレッシュ処理に関する概略図である。（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の横軸は時間ｔである。
　図４に示すように、制御装置８の時間管理部８００は、例えば、核医学診断装置１の稼動時間を測定し、その稼動時間が予め定められたしきい値以上となったとき、制御部８０にトリガ信号を出力する。制御部８０は、入力したトリガ信号に基づいてリフレッシュ制御信号を生成する。このリフレッシュ信号は、どの順番で、検出器グループのリフレッシュ処理を行うかの情報を含むものである。なお、トリガ信号は、入力部９０の操作における指示に基づいて生成されても良い。リフレッシュ制御部８１は、入力されたリフレッシュ制御信号に基づいてＳＷオン信号を生成する。
　この場合において、図７の（ａ）に示す時間ｔ１においては、第１のリフレッシュ処理を行う第１の検出器ヘッド３ａの第１のリフレッシュ回路５０４ａに出力する。なお、他のリフレッシュ回路は、オフ状態のままであって、バイアス電圧が印加された状態であり、引き続き放射線の検出を行う。
　ＳＷオン信号は、例えば、図６に示すように、第１の検出器ヘッド３ａの第１のリフレッシュ回路５０４ａに入力する。ＳＷオン信号が入力した第１のリフレッシュ回路５０４ａは、オン状態となり、リフレッシュ電流Ｉｒが流れる。
　なお、リフレッシュ処理による放射線の計測停止期間は、バイアス電圧を遮断した時点からゼロ電位となるまでに要する放電時間、ゼロ電位を保つ一定の時間、バイアス電圧の供給開始時点から充電に必要な充電時間、及びバイアス電圧が安定し放射線が検出可能となるまでの待ち時間を含む。
　図６に示すリフレッシュ制御部８１は、第１のリフレッシュ処理を停止させるＳＷオフ信号を生成し、第１のリフレッシュ回路５０４ａに出力する。第１のリフレッシュ回路５０４ａは、ＳＷオフ信号の入力により、時間ｔ２において、オフ状態となり、第１の検出器グループ５ａに対するバイアス電源２３からのバイアス電圧の供給が開始され、第１のリフレッシュ処理は終了する。
　次に、リフレッシュ制御部８１は、図７の（ｂ）に示すように、第１のリフレッシュ処理が終了してから周期Ｔ経過後の時間ｔ３に第２のリフレッシュ処理を開始するためＳＷオン信号を生成し、リフレッシュ処理を行う第１の検出器ヘッド３ａの第２のリフレッシュ回路５０４ｂ（図６に示す。）に出力する。
　ＳＷオン信号は、例えば、図６に示すように、第１の検出器ヘッド３ａの第２のリフレッシュ回路５０４ｂに入力する。ＳＷオン信号が入力された第２のリフレッシュ回路５０４ｂはオン状態となり、リフレッシュ電流Ｉｒが流れる。
　リフレッシュ制御部８１は、第２のリフレッシュ処理を停止させるＳＷオフ信号を生成し、第２のリフレッシュ回路５０４ｂに出力する。第２のリフレッシュ回路５０４ｂは、ＳＷオフ信号の入力により、時間ｔ４において、オフ状態となり、第２の検出器グループ５ｂに対するバイアス電源２３からのバイアス電圧の供給が開始され、第２のリフレッシュ処理は終了する。続いて、核医学診断装置１は、周期Ｔ経過後、図７の（ｃ）に示す時間ｔ５乃至時間ｔ６の間、第３の検出器グループに対する第３のリフレッシュ処理を行う。
　核医学診断装置１は、上記の処理を周期Ｔで繰り返し、第ｍのリフレッシュ処理が終了すると、続いて、第２の検出器ヘッドの第１の検出器グループのリフレッシュ処理を行い、全ての検出器ヘッドの全ての検出器グループのリフレッシュ処理が終了するまでリフレッシュ処理を続ける。
　（第１の実施の形態の効果）
　第１の実施の形態に係る核医学診断装置１によれば、ガントリ２０に設置される複数の検出器ヘッド３の複数の放射線検出器５をいくつかのグループに分け、このグループごとにリフレッシュ処理を行うので、一度にリフレッシュ処理を行う場合と比べて、バイアス電源に求められる電流容量が少なくなる。電流容量が少ないので、バイアス電源が小さくなり、核医学診断装置１を小型化することができる。
　［第２の実施の形態］
　第２の実施の形態は、核医学診断装置が検出器ヘッドごとにバイアス電源を有する点で第１の実施の形態と異なっている。なお、以下に示す各実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分については、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
　（核医学診断装置の回路構成）
　図８は、第２の実施の形態に係る核医学診断装置の回路構成の概要を示すブロック図である。図９は、第２の実施の形態に係る検出器のグループに関するブロック図である。
　図８に示すように、核医学診断装置１は、放射線検出装置２、制御装置８等で構成されている。放射線検出装置２のガントリ２０は、例えば、ｎ個の検出器ヘッドと、それぞれの検出器ヘッドに接続されたｎ個のバイアス電源とを備えている。図８では、一例として、第１の検出器ヘッド３ａ乃至第ｎの検出器ヘッド３ｚ、及び第１のバイアス電源２３ａ乃至第ｎのバイアス電源２３ｚを示している。
　図９に示すように、第１のバイアス電源２３ａは、定格電流がＩｓであり、バイアス電流Ｉｂ及びリフレッシュ電流Ｉｒを第１の検出器ヘッド３ａに供給する。また、第２のバイアス電源は第２の検出器ヘッドに、第ｎのバイアス電源２３ｚは第ｎの検出器ヘッド３ｚにバイアス電圧を供給する。この定格電流Ｉｓは、Ｉｓ＞Ｉｒ＞＞Ｉｂの関係を満たす電流である。
　以下に、第２の実施の形態に係る核医学診断装置１の動作について説明する。
　（第２の実施の形態の動作）
　制御装置８の時間管理部８００は、例えば、核医学診断装置１の稼動時間を測定し、その稼動時間が予め定められたしきい値以上となったとき、制御部８０にトリガ信号を出力する。制御部８０は、入力されたトリガ信号に基づいてリフレッシュ制御信号を生成する。
　リフレッシュ制御部８１は、入力されたリフレッシュ制御信号に基づいてＳＷオン信号を生成し、第１のリフレッシュ処理を行う第１の検出器ヘッド３ａの第１のリフレッシュ回路５０４ａに出力する。なお、他のリフレッシュ回路は、オフ状態のままであって、バイアス電圧が印加された状態であり、引き続き放射線６の検出を行う。
　ＳＷオン信号は、例えば、図９に示すように、第１の検出器ヘッド３ａの第１のリフレッシュ回路５０４ａに入力する。ＳＷオン信号が入力した第１のリフレッシュ回路５０４ａはオン状態となり、リフレッシュ電流Ｉｒが流れる。
　リフレッシュ制御部８１は、第１のリフレッシュ処理を停止させるＳＷオフ信号を生成し、第１のリフレッシュ回路５０４ａに出力する。第１のリフレッシュ回路５０４ａは、ＳＷオフ信号の入力によりオフ状態となり、第１の検出器グループ５ａに対する第１のバイアス電源２３ａからのバイアス電圧の供給が開始され、第１のリフレッシュ処理は終了する。
　次に、リフレッシュ制御部８１は、第１のリフレッシュ処理が終了してから期間Ｔ経過後に第２のリフレッシュ処理を開始するためＳＷオン信号を生成し、リフレッシュ処理を行う第１の検出器ヘッド３ａの第２のリフレッシュ回路５０４ｂに出力する。
　ＳＷオン信号は、例えば、図９に示すように、第１の検出器ヘッド３ａの第２のリフレッシュ回路５０４ｂに入力する。ＳＷオン信号が入力された第２のリフレッシュ回路５０４ｂはオン状態となり、リフレッシュ電流Ｉｒが流れる。
　リフレッシュ制御部８１は、第２のリフレッシュ処理を停止させるＳＷオフ信号を生成し、第２のリフレッシュ回路５０４ｂに出力する。第２のリフレッシュ回路５０４ｂは、ＳＷオフ信号の入力により、時間ｔ４において、オフ状態となり、第２の検出器グループ５ｂに対する第１のバイアス電源２３ａからのバイアス電圧の供給が開始され、第２のリフレッシュ処理は終了する。
　核医学診断装置１は、上記の処理を周期Ｔで繰り返し、第ｍのリフレッシュ処理が終了すると、続いて、第２の検出器ヘッドの第１の検出器グループのリフレッシュ処理を行い、全ての検出器ヘッドの全ての検出器グループのリフレッシュ処理が終了するまでリフレッシュ処理を続ける。
　（第２の実施の形態の効果）
　第２の実施の形態に係る核医学診断装置１によれば、ガントリ２０に設置された検出器ヘッドごとにバイアス電源を有するので、検出器ヘッドごとにバイアス電源を持たないものと比べて、バイアス電圧の供給が安定して行われる。
　［第３の実施の形態］
　第３の実施の形態は、ダミーイベント信号を生成する点で上記の実施の形態と異なっている。
　（核医学診断装置の構成）
　図１０は、第３の実施の形態に係る放射線検出器に設置された放射線検出回路とその周辺回路を示すブロック図である。
　リフレッシュ制御部８１は、ＳＷオン信号及びＳＷオフ信号の他に、リフレッシュ信号を生成するように構成されている。リフレッシュ信号は、放射線検出回路５００のＦＰＧＡ５０２に出力される。このリフレッシュ信号は、ＦＰＧＡ５０２にダミーイベント信号を生成させるトリガ信号である。
　ＦＰＧＡ５０２は、リフレッシュ信号が入力されると、ダミーのイベント信号を生成し、また、正規のイベント信号に付加するのと同様にタイムスタンプ情報を付加し、リフレッシュマーカー信号を生成する。このリフレッシュマーカー信号は、制御部８０に出力される。リフレッシュマーカー信号に付加されるタイムスタンプ情報は、リフレッシュ処理により、データの計測が停止された時刻を示す。なお、ＦＰＧＡ５０２は、さらに、リフレッシュ信号からリフレッシュ処理の終了時刻を示すダミーのイベント信号を生成しても良いが、リフレッシュ処理の周期Ｔは予め定められた値であることから算出可能であるため、終了時刻を示すダミーのイベント信号は生成しないものとする。
　また、ＦＰＧＡ５０２は、例えば、心電同期信号等の外部トリガ信号が入力するものとする。
　本図においては、バイアス電圧は、バイアス電源２３、リフレッシュ回路５０４及びバイパス回路５０３を介してＣｄＴｅ素子５０に供給される。リフレッシュ制御部８１は、リフレッシュ処理の時刻を示すダミーイベント信号を生成しない場合、イベント信号の間隔からリフレッシュ処理による計測停止期間、すなわち、不感時間の存在を認識することにより、リフレッシュ処理の開始を認識しても良い。
　すなわち、通常の動作状況では、イベント信号の到来は、リフレッシュ処理による計測停止期間よりはるかに狭く、リストモードによるイベント信号の時間情報からリフレッシュ処理による計測停止期間を認識できるが、放射線検出回路などのフロントエンドにて、このダミーイベント信号を生成することにより、バックエンドの回路系によりリストデータの時間情報のエラー等の影響を回避することができる。
　以下に、本実施の形態に係る変形例を示す。
　（変形例１）
　図１１は、変形例１に係るダイナミックスキャンデータ収集に関する概略図である。
　本図においては、第１のフレームから第ｎのフレームまでのデータ収集を示している。ここでは、リストモード収集を前提としている。
　ダイナミックスキャンデータ収集とは、被検体に投与された放射性薬剤が被検体内の組織に取り込まれる様子を経時的な画像として、言い換えると、動的な画像として得られるデータを収集することをいう。
　リストモード収集は、検出されたイベントの付帯情報（半導体素子の位置情報、放射線のエネルギー情報及びその他の情報）に時間情報を付加し（タイムスタンプ情報）、ヒストグラミングすることなく、時系列的にデータを収集するモードである。データ収集終了後、これらの時系列データを所望のフレームデータに再編集し、各フレームの画像を再構成する。
　本図は、データ収集の期間内に複数回のリフレッシュ処理が行われた場合を示している。本図に示すＴｒｅｆは、リフレッシュ処理の周期を示し、Ｔｒｅｓｔは、リフレッシュ処理によるデータ計測停止期間を示している。
　データ計測停止期間において、制御装置８には、本来、放射線６の入射を示すイベント信号は入力しない。しかし、本実施の形態では、リフレッシュ制御部８１は、リフレッシュ処理の開始に伴ってリフレッシュ信号を生成するので、制御装置８の制御部８０には、リフレッシュ信号が入力したＦＰＧＡ５０２により生成されたリフレッシュマーカー信号がダミーイベント信号として入力する。
　制御装置８は、収集したリストモードデータから所望のフレームデータを編集する際、上記のリフレッシュマーカー信号を読み出し、リストモードデータ内からリフレッシュ処理によるデータ計測停止期間を確認することができ、必要に応じて、このデータ計測停止期間を除いたフレームデータを作成することができる。なお、制御装置８は、リフレッシュ処理が行われた期間を含むフレームデータを編集する場合、リフレッシュ処理が行われた期間を除いた収集時間あたりの計数率を考慮して各フレームデータから画像を再構成する。
　（変形例２）
　図１２は、変形例２に係るスタティックスキャンデータ収集に関する概略図である。
　スタティックスキャンデータ収集とは、被検体の静的な画像が得られるデータを収集することをいう。Ｔａｃｑは、ステップあたりの収集時間である。
　本図は、データ収集中のある時刻において１回のリフレッシュ処理が行われたことを示している。この場合は、上記のダイナミックスキャンデータ収集の場合と同様に、制御装置８は、リフレッシュ処理が行われた期間を含むフレームデータを編集する場合、リフレッシュ処理が行われた期間を除いた収集時間あたりの計数率を考慮して各フレームデータから画像を再構成する。
　（変形例３）
　図１３は、変形例３に係るＥＣＧゲート測定モードによるデータ収集に関する概略図である。
　ＥＣＧゲート測定モードは、心電同期測定マルチゲートモードとも呼ばれ、外部トリガ信号としてＦＰＧＡ５０２に入力した心電パルスのＲ波に同期させてデータを収集するモードである。
　本図において、Ｒ－Ｒ波間隔（Ｔｒ－ｒ）は、ｎ個の分画に分けられるとする。
　リフレッシュ処理が行われた場合、リフレッシュ処理が開始された時刻に対応してリフレッシュマーカーが制御装置８に収集される。制御装置８は、リストモードデータから所望の時相データに編集する際、このリフレッシュマーカーを読み出し、リフレッシュ処理によるデータ計測停止期間を確認し、データ欠損のないＲ－Ｒ波間隔データを選択し、同時相の分画データを加算し、各時相データの画像を作成する。
　（変形例４）
　図１４は、変形例４に係るＳＰＥＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ　ＰｈｏｔｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャンによるデータ収集に関する概略図である。
　本図の上部には、複数セットのステップである第１のＳＰＥＣＴスキャン乃至第ｍのＳＰＥＣＴスキャンが示してある。また、本図の中央部は、１セットのステップとしての第２のＳＰＥＣＴスキャンを拡大して示したものであり、本図の下部は、リフレッシュ処理が行われた時間を示したものである。
　ここで、ステップ＆シュートスキャンデータ収集とは、検出器ヘッドを被検体の回りに連続的又は非連続的に回転させてデータを収集するものをいう。
　本図では、ステップ数をｎ、ＳＰＥＣＴスキャン数をｍとしている。本変形例では、ｎ個のステップ数でＳＰＥＣＴ撮像に必要な１セットの投影データが得られるものとする。なお、ステップあたりの収集時間Ｔａｃｑはおよそ３０ｓであり、ステップ数はおよそ６０である。
　本変形例では、リフレッシュ処理の周期Ｔｒｅｆは、ステップあたりの収集時間Ｔａｃｑと同程度であり、計測停止期間Ｔｒｅｓｔは、Ｔａｃｑ＞＞Ｔｒｅｓｔの関係を有する。
　本変形例では、各ステップでのデータ計測中に生じるリフレッシュ処理の回数が異なる場合、制御装置８は、取得したリフレッシュマーカーから各ステップでの全計測停止期間（Ｔｒｅｓｔの和）を求め、各ステップにおいて計測停止期間を除いた収集時間あたりの計数率を考慮して画像を再構成する。なお、ｍ個のＳＰＥＣＴスキャンデータは、必要に応じて加算され、画像が再構成される。
　（変形例５）
　図１５は、変形例５に係るＳＰＥＣＴスキャンによる高速ファニングスキャンモードにおけるデータ収集に関する概略図である。図１５では、ステップ数をｎ、ＳＰＥＣＴスキャン数を５としている。
　高速ファニングスキャンモードでは、ＳＰＥＣＴスキャンあたりの時間はおよそ１２０ｓであり、ステップあたりの収集時間はおよそ２ｓと極めて短い。本変形例では、リストモード収集であったとしても、リフレッシュ処理におけるデータ損失は修復が困難となる。
　従って、高速ファニングスキャンモードの場合、予め定められたデータ収集プロトコルが、Ｔａｃｑ＜＜Ｔｒｅｆのとき、計測実施前にリフレッシュ処理を開始し、各ステップでの収集直後、すなわち、次のステップへの移動時間Ｔｒｅｓｔ’内にリフレッシュ処理を終了させる。
　制御装置８は、指定されたデータ収集プロトコルに基づいて上記の条件を満足する収集制御信号をリフレッシュ制御部８１に出力する。ＦＰＧＡ５０２及びリフレッシュ回路５０４は、最適化されたリフレッシュ信号、ＳＷオン信号及びＳＷオフ信号が入力する。
　ここで、他の変形例として、ＳＰＥＣＴスキャンモードにおいて、ステップ数と各ステップへの移動時間を含む計測停止期間Ｔｒｅｓｔ’と収集時間Ｔａｃｑとの和が、リフレッシュ周期Ｔｒｅｆより短い場合、特に、高速ファニングスキャンを前提とするようなＳＰＥＣＴ装置では、ある一定ステップごとにリフレッシュ処理の影響を受ける。
　上記の場合、同一のステップにリフレッシュ処理が重複して複数回行われることがある。このため、リフレッシュ処理の実行にあたっては、ＳＰＥＣＴスキャンごとにリフレッシュ処理の周期を変えることが好ましい。
　同様に、ダイナミックモードにおいて、次のような設定が選べるものとする。先頭フレームに引き続く連続的な、或いは、不連続的なｎ個のフレームの計測が終了する時間をＴａｃｑ，ｎとするとき、リフレッシュ制御部８１は、Ｔａｃｑ，ｎ≦Ｔｒｅｆを満たすｎを選び、リフレッシュ回路５０４は、ｎ番目のフレームの計測終了後、ｎ＋１番目の計測開始直前にリフレッシュ処理を行う。同様に、ｎ＋１番目のフレームを先頭フレームとして、リフレッシュ制御部８１は、次のＴａｃｑ，ｎ≦Ｔｒｅｆを満たすｎを選び、リフレッシュ回路５０４は、ｎ番目のフレームの計測終了後、ｎ＋１番目の計測開始直前にリフレッシュ処理を行う。制御装置８は、この処理を設定された全フレームに対して逐次行う。なお、上記の条件を満たすｎが存在しないとき、計測中のフレーム期間内の任意の時間でリフレッシュ処理を行う。
　さらに、制御装置８において、ポラリゼーション或いは何らかの不具合により、ノイズを発生している放射線検出器が検知された場合、その放射線検出器が属する検出器グループ或いは半導体素子のグループを、選択的にリフレッシュ処理を行う。
　なお、制御装置８は、検出器グループがｋ個からなる検出器系に対して、計測開始時点において、第１の検出器グループから第ｋの検出器グループを順次或いは任意の順序で互いに時間的に重複することなくリフレッシュ処理が行われる場合、フレームモード収集において、全検出器グループのリフレッシュ処理が終了した時点からデータ収集を開始しても良い。
　また、フレームモードの場合、制御装置８は、指定されたデータ収集モードに従ってリフレッシュ処理を行っても良い。この場合、制御装置８は、各検出器グループに予め定めた計測開始遅延時間（Ｔｄｅｌａｙ＝Ｔｒｅｓｔ）を設定し、個別の検出器グループ或いは半導体素子グループに対してリフレッシュ処理を行う。各検出器グループの計測開始遅延時間Ｔｄｅｌａｙは、第１の検出器グループに対してｋＴｒｅｆ、第ｋの検出器グループに対してＴｒｅｆとする。ここで、ｋ＝１、２、３…（ｋは１以上の整数）とする。
　従って、各検出器グループでは、それぞれ、計測開始遅延時間Ｔｄｅｌａｙが異なり、第１の検出器グループの計測開始遅延時間Ｔｄｅｌａｙが最大となる。すなわち、全体としてｋＴｄｅｌａｙ＝ｋＴｒｅｓｔ時間後に実際の計測を開始すればよい。
　制御装置８は、フレームモード収集に基づくスタティックモード或いはダイナミックモードにおいて、Ｔａｃｑ＜Ｔｒｅｆの場合、計測開始前に上述した遅延時間に従って、全検出器グループに対するリフレッシュ処理を行った後、実際の計測を開始し、各検出器グループは、Ｔａｃｑ期間内には、リフレッシュ処理を行わないようにすればよい。
　同様に、制御装置８は、フレームモード収集に基づくスタティックモードにおいて、Ｔａｃｑ＞Ｔｒｅｆの場合、上記の収集開始時のリフレッシュ処理に続くリフレッシュ処理は、収集期間中に実行されても良い。
　上記のように、全検出器グループに対して、リフレッシュ処理を終了させる場合と、各検出器グループに対して共通の計測開始遅延時間Ｔｄｅｌａｙ後に実際の計測を開始する場合の２通りが選べるものとする。
　後者の場合には、検出器グループごとにその計測収集時刻が異なる。
　フレームモード収集に基づくダイナミックモードにおいて、Ｔａｃｑ＞Ｔｒｅｆの場合には、計測開始前に前述した遅延時間に従って、全検出器グループに対するリフレッシュ処理を行った後、実際の計測を開始し、先頭のフレームに引き続く連続的な、或いは、不連続なｎ番目のフレームの計測終了時間をＴａｃｑ，ｎとするとき、Ｔａｃｑ，ｎ≦Ｔｒｅｆを満たすｎを選び、ｎ番目のフレームの計測が終了後、次のリフレッシュ処理を実施し、各検出器グループに予め定められた計測開始遅延時間Ｔｄｅｌａｙ経過後、ｎ＋１番目の計測を開始する。
　同様に、ｎ＋１番目のフレームを先頭フレームとし、次のＴａｃｑ，ｎ≦Ｔｒｅｆを満たすｎを選び、ｎ番目のフレームの計測終了後、リフレッシュ処理を行い、ｎ＋１番目の計測を開始する。制御装置８は、この処理を逐次行う。
　前述したような、全検出器グループに対してリフレッシュ処理を終了させる場合と、各検出器グループに対して、共通の計測開始遅延時間Ｔｄｅｌａｙ後に、実際の計測を開始する場合の２通りが選べるものとする。後者の場合には、検出器グループごとにその計測収集時刻が異なる。上記の条件を満たすｎが存在しないとき、制御装置８は、計測中のフレーム期間内の任意の時間にリフレッシュ処理を行う。
　具体的に、リフレッシュ回路５０４は、例えばスイッチング素子を含む電子回路である。スイッチング素子のオン・オフの切り替えにより、バイアス電源からのバイアス電圧をＣｄＴｅ素子５０に供給する回路構成（オン状態）と、バイアス電源からのバイアス電圧をＣｄＴｅ素子５０から切り離し、かつ、結合コンデンサなどに蓄積されたバイアス電圧を放電する回路構成（オフ状態）とになることができる。
　以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態及び変形例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
　１：核医学診断装置、２：放射線検出装置、３：検出器ヘッド、３ａ：第１の検出器ヘッド、３ｚ：第ｎの検出器ヘッド、４：コリメータ、５：放射線検出器、５ａ：第１の検出器グループ、５ｂ：第２の検出器グループ、５ｚ：第ｍの検出器グループ、６：放射線、７：通信ケーブル、８：制御装置、２０：ガントリ、２１：開口部、２２：寝台、２３：バイアス電源、２３ａ：第１のバイアス電源、２３ｚ：第ｎのバイアス電源、２５：被検体、３０：基部、３１：支持体、３２：コネクタ、５０：ＣｄＴｅ素子、５１：基板、５２：フレキシブル基板、５３：カードホルダ、５４：カードホルダ、５５：弾性部材実装部、５６：弾性部材、５７：突起部、５８：溝付穴、９：突起部、６０：カードエッジ部、６０ａ：パターン、６１：電子部品設置部、８０：制御部、８１：リフレッシュ制御部、９０：入力部、９１：表示部、３００：放射線検出器立て、３１０：壁部、３１１：溝、３１２：くぼみ部、３１３：平坦面、５００：放射線検出回路、５０１：ＡＳＩＣ、５０２：ＦＰＧＡ、５０３：バイパス回路、５０４：リフレッシュ回路、５０４ａ：第１のリフレッシュ回路、５０４ｂ：第２のリフレッシュ回路、５０４ｚ：第ｍのリフレッシュ回路、５１０～５１３：基板端子、５２０～５２３：接続部、８００：時間管理部。

Claims (10)

  1. 　複数個の半導体素子を有し、複数の検出器グループ及びこれらの検出器グループのそれぞれに接続された複数のリフレッシュ回路を含む検出器ヘッドを備えた放射線検出部と、前記複数の検出器グループのそれぞれにバイアス電圧を供給するバイアス電源と、全体制御部と、前記複数のリフレッシュ回路に接続され、第１の信号又は第２の信号を出力することにより前記複数のリフレッシュ回路を制御するリフレッシュ制御部とを備えた放射線撮像装置であって、前記リフレッシュ回路は、前記バイアス電源と前記複数の検出器グループのそれぞれとの間に設けられ、前記リフレッシュ制御部から入力される前記第１の信号によりバイアス電圧を供給しない状態である第１の状態とされ、前記リフレッシュ制御部から入力される前記第２の信号によりバイアス電圧を供給する状態である第２の状態とされることにより、接続された前記検出器グループのリフレッシュ処理を行うことを特徴とする放射線撮像装置。
  2. 　前記検出器ヘッドは、複数個設置され、前記複数の検出器グループのうち、少なくとも１つを有し、前記バイアス電源は、前記検出器ヘッドの数と同数であることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
  3. 　前記リフレッシュ制御部は、前記複数の検出器グループのそれぞれに前記第１の信号を予め定められた周期に応じてそれぞれの前記リフレッシュ回路に出力することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
  4. 　前記リフレッシュ制御部は、前記周期に応じて前記第１の信号及び前記第２の信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の放射線撮像装置。
  5. 　前記リフレッシュ制御部は、ダミーイベント信号を生成することを特徴とする請求項４に記載の放射線撮像装置。
  6. 　前記リフレッシュ制御部は、前記第１の信号又は前記第２の信号を生成した時刻を示すタイムスタンプ情報を前記ダミーイベント信号に付加することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置。
  7. 　前記リフレッシュ制御部は、取得した制御信号に基づいて前記第１の信号及び前記第２の信号を前記リフレッシュ回路に出力することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像装置。
  8. 　データ収集時間が前記リフレッシュ処理にかかる時間よりも短い場合には、前記リフレッシュ処理は、データ収集開始前、又は、データ収集終了後に行われることを特徴とする請求項７に記載の放射線撮像装置。
  9. 　前記データ収集時間と前記リフレッシュ処理にかかる時間との和が前記周期よりも短い場合には、前記リフレッシュ処理の周期は、フレームごとに変化することを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像装置。
  10. 　前記リフレッシュ制御部は、先頭のフレームに続くｎ個のフレームの計測が終了する時間が前記周期よりも短い場合には、前記ｎ個のフレームの計測が終了する時間が前記周期よりも短いことを満たすｎを選択し、前記リフレッシュ回路は、ｎ番目のフレームの計測終了後のｎ＋１番目の測定開始前に前記リフレッシュ処理を行うことを特徴とする請求項９に記載の放射線撮像装置。
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