JP3919363B2

JP3919363B2 - Photomultiplier tube, photomultiplier tube unit and radiation detector

Info

Publication number: JP3919363B2
Application number: JP31920898A
Authority: JP
Inventors: 浩之久嶋; 明渥美; 英樹下井
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2018-11-10
Also published as: JP2000149863A; WO2001086692A1; EP1304720B1; EP1304720A4; EP1304720A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受光面板に入射した微弱な光を電子の増倍によって検出させる構成をもった光電子増倍管と、光電子増倍管が並べられた光電子増倍管ユニットと、光電子増倍管や光電子増倍管ユニットを並べて利用した放射線検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、特開平５−１０００３４号公報がある。この公報には、シンチレーションカメラが開示されており、このシンチレーションカメラに利用される光電子増倍管は、シンチレータの上面で密に配列されている。そして、各光電子増倍管を固定させるにあたって、各光電子増倍管に取付けられた各ソケットの周囲に螺旋バネを配置させ、対峙関係にある押さえ板と各光電子増倍管との間を螺旋バネで連結させ、螺旋バネによって光電子増倍管の受光面をシンチレータに押え付けながら固定させている。このように、各光電子増倍管の固定には、所定のバネ力が利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の光電子増倍管には、次のような課題が存在していた。すなわち、光電子増倍管自体が特殊な固定手段をもたない結果、光電子増倍管を所定の場所に固定させる際、バネや押さえ板等の種々の固定部品を必要とする。その結果、光電子増倍管を所定の場所に固定させるときの取付け作業手順が煩雑となり、固定構造の複雑化を招来する。また、所定の光検出装置に光電子増倍管を組み込む場合、光電子増倍管のステムピンを差し込むためのソケットを、装置内で固定させることも一般的に行われていた。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、取付けの簡便さと汎用性を向上させるようにした光電子増倍管と、ユニット化する際の光電子増倍管の組み立て作業性を向上させるようにした光電子増倍管ユニットと、複数の光電子増倍管の組み込み作業の効率化を図るようにした放射線検出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明の光電子増倍管は、受光面板の受光面から入射した光によって電子を放出する光電面を有し、光電面から放出した電子を増倍させる電子増倍部を密封容器内に有し、電子増倍部で増倍させた電子に基づいて出力信号を送出するアノードをもった光電子増倍管において、密封容器は、電子増倍部及びアノードをステムピンを介して固定させるステム板と、電子増倍部及びアノードを包囲すると共に、一側の開口端にステム板を固定する金属製の側管と、側管の他側の開口端に固定するガラス製の受光面板と、により形成され、ステム板の下面側に雌ネジ手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
この光電子増倍管において、ステム板が雌ネジ手段をもつことに起因して、密封容器を所定場所にネジ固定させることが容易となる。一般的な光電子増倍管は、それ自体の汎用性を高めるため、特殊な固定構造は採用されていない。また、近年おいて、光電子増倍管は、その感度特性の高さから、様々な装置内に組み込まれて利用される機会が多くなっている。その際、光電子増倍管の個別的な取付け、交換作業を必要とするが、このような作業には熟練を要するのが現状であった。そこで、光電子増倍管が故障した際の交換や光電子増倍管の取付け性を考慮し、本発明の光電子増倍管では、ステム板に雌ネジ手段をもたせるようにした。その結果、雌ネジ手段の規格化によって、光電子増倍管を固定させる際の規格化を可能にし、光電子増倍管の着脱作業性を極めて良好にしつつ汎用化が図られる。従って、熟練者でなくとも、ネジ止めといった簡単な作業によって、所定の位置に正確に光電子増倍管を簡単に取付けることができる。
【０００７】
請求項２記載の光電子増倍管において、雌ネジ手段は、内部に雌ネジ部をもってステム板の下面から突出させたスペーサ部からなると好ましい。このような構成を採用した場合、光電子増倍管を所定場所に取付けた際に、スペーサ部によってステム板を浮かせるように固定させることができるので、ステム板での放熱促進が図られ、光電子増倍管の性能アップに寄与する。また、スペーサ部を電気絶縁性の材料で形成すると、高電圧で作動する光電子増倍管の電気的影響を外部に伝えないようにすることも可能になる。
【０００８】
請求項３記載の光電子増倍管において、ステム板に対して平行に延在し且つステムピンと電気的に接続させた回路基板を更に有し、雄ネジ部材を雌ネジ手段に螺合させることによって、ステム板に回路基板を固定すると好ましい。この場合、雄ネジ部材を介して回路基板を光電子増倍管に一体的に取付ける構造を採用しているので、回路基板と光電子増倍管との組立て作業が容易になり、作業時間の短縮化が図られ、結果的に製品のコストダウンをも可能にする。そして、回路基板又は光電子増倍管の一方が故障した場合でも、回路基板と光電子増倍管とを簡単に分離させることができるので、部品交換を行う際の作業性が向上する。
【０００９】
請求項４に係る本発明の光電子増倍管ユニットは、受光面板の受光面から入射した光によって電子を放出する光電面を有し、光電面から放出した電子を増倍させる電子増倍部を密封容器内に有し、電子増倍部で増倍させた電子に基づいて出力信号を送出するアノードをもった光電子増倍管を複数個並設させた光電子増倍管ユニットにおいて、各密封容器は、電子増倍部及びアノードをステムピンを介して固定させるステム板と、電子増倍部及びアノードを包囲すると共に、一側の開口端にステム板を固定する金属製の側管と、側管の他側の開口端に固定するガラス製の受光面板と、により形成され、各ステム板の下面側に雌ネジ手段を設け、単一の基板上に複数の密封容器を並設させた状態で、雌ネジ手段に雄ネジ部材を螺合させることによって、基板上で各密封容器を並設固定したことを特徴とする。
【００１０】
この光電子増倍管ユニットにおいては、雄ネジ部材によって、単一基板上に複数の光電子増倍管を並べることができるので、ネジ止めといった簡単な作業をもって光電子増倍管のユニット化が図られる。そして、一枚の基板に対する複数の光電子増倍管の着脱作業を良好にし、光電子増倍管が故障した際、光電子増倍管を個別的に交換することができる。そして、光電子増倍管のユニット化を図ることで、光電子増倍管を様々な装置内に組み込み易くしている。
【００１１】
請求項５記載の光電子増倍管ユニットにおいて、基板は、ステムピンと電気的に接続させる回路基板であり、雄ネジ部材は絶縁性ネジであると好ましい。この場合、雄ネジ部材を介在させて、一枚の回路基板上で複数の光電子増倍管を一体的に組付けた構造を採用している。従って、回路基板と複数の光電子増倍管との組立て作業が容易になり、作業時間の短縮化が図られ、結果的に製品のコストダウンをも可能にする。そして、回路基板又は光電子増倍管の一方が故障した場合でも、回路基板と光電子増倍管とを簡単に分離させることができるので、部品交換を行う作業性が向上し、しかも、ユニット毎全て廃棄という事態が回避される。
【００１２】
請求項６に係る本発明の放射線検出装置は、被検体から発生する放射線の入射によって蛍光を発するシンチレータと、シンチレータに受光面板を対面させるように配置させ、シンチレータからの蛍光に基づく電荷を出力させる複数の光電子増倍管と、光電子増倍管からの出力を演算処理し、被検体内で発する放射線の位置情報信号を出力する位置演算処理部とを備えた放射線検出装置において、光電子増倍管は、受光面板の受光面から入射した光によって電子を放出する光電面を有し、光電面から放出した電子を増倍させる電子増倍部を密封容器内に有し、電子増倍部で増倍させた電子に基づいて出力信号を送出するアノードを有し、各密封容器は、電子増倍部及びアノードをステムピンを介して固定させるステム板と、電子増倍部及びアノードを包囲すると共に、一側の開口端にステム板を固定する金属製の側管と、側管の他側の開口端に固定するガラス製の受光面板と、により形成され、各ステム板の下面側に雌ネジ手段を設け、単一の基板上に複数の密封容器を並設させた状態で、雌ネジ手段に雄ネジ部材を螺合させることによって、基板上で各密封容器を並設固定したことを特徴とする。
【００１３】
この放射線検出装置においては、雄ネジ部材によって、単一基板上に複数の光電子増倍管が並べられたユニットを利用しているので、多数の光電子増倍管が組み込まれた放射線検出装置（例えばガンマカメラ等）で所望の光電子増倍管を新品に交換する場合に、光電子増倍管を一本一本交換するような煩雑な作業が無く、ユニット毎の交換作業を可能にし、交換作業のスピーディ化が可能になる。しかも、ユニットにネジ止め構造を採用する結果、基板に対する光電子増倍管毎の着脱作業を良好にし、取り外されたユニットにおいては、光電子増倍管の個別的な交換も可能にしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による光電子増倍管、光電子増倍管ユニット及び放射線検出装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る光電子増倍管を示す斜視図であり、図２は、図１の断面図である。これら図面に示す光電子増倍管１は、略正四角筒形状の金属製（例えば、コバール金属製やステンレス製）の側管２を有し、この側管２の一側の開口端Ａにはガラス製の受光面板３が融着固定され、この受光面板３の内表面には、光を電子に変換する光電面３ａが形成され、この光電面３ａは、受光面板２に予め蒸着させておいたアンチモンにアルカリ金属蒸気を反応させることで形成される。また、側管２の開口端Ｂには、金属製（例えば、コバール金属製やステンレス製）のステム板４が溶接固定されている。このように、側管２と受光面板３とステム板４とによって密封容器５が構成され、この密封容器５は、高さが１０ｍｍ程度の極薄タイプのものである。
【００１６】
また、ステム板４の中央には金属製の排気管６が固定されている。この排気管６は、光電子増倍管１の組立て作業終了後、密封容器５の内部を真空ポンプ（図示せず）によって排気して真空状態にするのに利用されると共に、光電面３ａの形成時にアルカリ金属蒸気を密封容器５内に導入させる管としても利用される。
【００１７】
そして、密封容器５内には、ブロック状で積層タイプの電子増倍器７が設けられ、この電子増倍器７は、１０枚（１０段）の板状のダイノード８を積層させた電子増倍部９を有し、電子増倍器７は、ステム板４を貫通するように設けられたコバール金属製のステムピン１０によって密封容器５内で支持され、各ステムピン１０の先端は各ダイノード８と電気的に接続されている。また、ステム板４には、各ステムピン１０を貫通させるためのピン孔４ａが設けられ、各ピン孔４ａには、コバールガラス製のハーメチックシールとして利用されるタブレット１１が充填され、各ステムピン１０は、タブレット１１を介してステム板４に固定される。なお、各ステムピン１０には、各ダイノード８に個別的に接続させたダイノードピン１０Ａと、後述する各アノード１２に個別的に接続させたアノードピン１０Ｂとがある。
【００１８】
更に、電子増倍器７には、電子増倍部９の下方に位置してアノードピン１０Ｂの上端に固定したアノード１２が並設させられている。また、電子増倍器７の最上段において、光電面３ａと電子増倍部９との間には平板状の収束電極板１３が配置され、この収束電極板１３には、スリット状の開口部１３ａが複数本形成され、各開口部１３ａは一方向にリニアな配列をなす。同様に、電子増倍部９の各ダイノード８には、開口部１３ａと同数のスリット状電子増倍孔８ａが複数本形成され、各電子増倍孔８ａを一方向にリニアで、紙面と垂直な方向に複数配列させている。
【００１９】
そして、各ダイノード８の各電子増倍孔８ａを段方向にそれぞれ配列してなる各電子増倍経路Ｌと、収束電極板１３の各開口部１３ａとを一対一で対応させることによって、電子増倍器７には、複数のチャンネルが形成されることになる。また、電子増倍器７に設けられた各アノード１２は所定数のチャンネル毎に対応するように８×８個設けられ、各アノード１２を各アノードピン１０Ｂにそれぞれ接続させることで、各アノードピン１０Ｂを介して外部に個別的な出力を取り出している。
【００２０】
このように、電子増倍器７は、複数のリニア型チャンネルを有している。そして、図示しないブリーダ回路に接続した所定のステムピン１０によって、電子増倍部９及びアノード１２には所定の電圧が供給され、光電面３ａと収束電極板１３とは、同じ電位に設定され、各ダイノード８とアノード１２は、上段から順に高電位の設定がなされている。従って、受光面板２に入射した光は、光電面３ａで電子に変換され、その電子が、収束電極板１３と電子増倍器７の最上段に積層されている第１段のダイノード８とによって形成される電子レンズ効果により、所定のチャンネル内に入射することになる。そして、電子の入射したチャンネルにおいて、電子は、ダイノード８の電子増倍経路Ｌを通りながら、各ダイノード８で多段増倍されて、アノード１２に入射し、個別的な出力が各アノード１２から送出されることになる。
【００２１】
また、図３に示すように、金属製のステム板４と金属製の側管２とを気密溶接するにあたって、ステム板４を側管２の開口端Ｂから挿入し、側管２の下端２ａの内壁面２ｃをステム板４の縁面４ｂに当接させ、ステム板４の下面４ｃと側管２の下端面２ｄとを概ね面一にし、ステム板４から側管２の下端面２ｄが突き出ないようにする。よって、側管２の外壁面２ｂの下端２ａを略管軸方向に延在させると同時に、電子増倍管１の下端でフランジのような側方への張り出しを無くしている。この状態で、接合部分Ｆに対し、外側の真下あるいは接合部分Ｆを狙える方向からレーザビームを照射し、接合部分Ｆをレーザ溶接する。
【００２２】
このように、光電子増倍管１の下端で、フランジのような張り出しを無くす結果、抵抗溶接は行い難いけれども、光電子増倍管１の外形寸法の縮小化を可能にし、光電子増倍管１を並べて利用する場合でも、デッドスペースを可能な限り排除することができ、側管２同士を密に配列させることができる。よって、金属製のステム板４と金属製の側管２との接合にレーザ溶接を採用することは、光電子増倍管１の薄型化及びその高密度配列化を可能にする。
【００２３】
このようなレーザ溶接は融接法の一例であり、この融接法を利用し、側管２をステム板４に溶接固定する場合、抵抗溶接と異なり、側管２とステム板４との接合部分Ｆに圧力を加える必要がないので、接合部分Ｆに残留応力が発生することがなく、使用中においても接合箇所に亀裂が発生し難く、耐久性及び気密シール性の著しい向上が図られる。なお、融接法のうちでも、レーザ溶接や電子ビーム溶接は、抵抗溶接に比して、接合部分Ｆでの熱の発生を小さく抑えることができる。従って、光電子増倍管１の組立てにあたって、密封容器５内に配置させた各構成部品に対する熱への影響が極めて少なくなる。
【００２４】
また、側管２は、コバール金属やステンレス等からなる平板を、肉厚０．２５ｍｍ、高さ７ｍｍ程度の略正四角筒形状にプレス加工することで得られるものであり、この側管２の一側の開口端Ａにガラス製の受光面板３を融着固定させている。図４に示すように、側管２の受光面板３側の先端部分（上端）には、高周波加熱によって、受光面板３の光電面３ａ側に溶融埋設させる突き刺し部２０が設けられている。この突き刺し部２０は、側管２の上端の全周に亙って設けられると共に、その内壁面２ｃ側に位置するＲ形状部２０ａを介して、外側に押し曲げられるようにして形成されている。そして、突き刺し部２０の先端２０ｂは、ナイフエッジ状に尖らせてある。従って、側管２の上端を受光面板３に突き刺し易く、ガラス製の受光面板３に側管２を融着固定させる際に、その組立て作業の向上及び確実性が図られることになる。
【００２５】
このような形状の突き刺し部２０をもった側管２を、受光面板３に固定するにあたって、先ず、側管２の突き刺し部２０の先端２０ｂに受光面板３の裏面を当接させた状態で、金属製の側管２を回転台（図示せず）の上に配置させる。その後、高周波加熱装置によって金属製の側管２を加熱させるが、このとき、受光面板３を、加圧治具により上から押えつけた状態にしておく。すると、加熱された側管２の突き刺し部２０が、ガラス製の受光面板３を徐々に溶かしながら突き進むことになる。その結果、側管２の突き刺し部２０が受光面板３に埋設され、受光面板３と側管２との接合部分で高気密性が確保される。
【００２６】
また、突き刺し部２０は、フランジ部のように側管２から側方に向けて延び出るものではなく、側管２から切り立つようにして延びるものであるから、突き刺し部２０を受光面板３の側面３ｃに可能な限り近づけるようにして埋設させると、受光面板３の有効利用面積を１００％近くまで高めることができ、受光面板３のデッドエリアを可能な限りゼロに近づけることができる。
【００２７】
更に、金属製側管２の外壁面２ｂに対してガラス製の受光面板３の側面３ｃを所定量だけ外方に突出させる結果、受光面板３には、所定の突出量をもった張り出し部３Ａが形成され、受光面板３の受光面３ｄからの光取入れ面積の拡大化が図られる。また、金属製の側管２にガラス製の受光面板３を融着固定するにあたって、ガラスと金属との材質同士の接合ゆえに前述したような融着技術を採用するが、受光面板３と側管２との接合作業時の融着領域を確保する上で、受光面板３の張り出し部３Ａが極めて有効に作用することになる。そして、張り出し部３Ａの突出量Ｌを大きくすることで、融着時に受光面板３の側面３ｃがダレ難くなり、側面３ｃの形状保持を確実なものにする。
【００２８】
ここで、前述した光電子増倍管１には、図２及び図５に示すように、４個の雌ネジ手段３０が設けられている。各雌ネジ手段３０は、ステム板４の各コーナー部分に設けられると共に、内部に雌ネジ部３１ａを形成してステム板４の下面４ｃから突出する円筒状のスペーサ部３１からなる。このスペーサ部３１は、ステム板４と同じ材質からなり、一体成形により作り出されるものである。なお、スペーサ部３１は、電気絶縁性の材料（例えば樹脂等）で別体に形成させたものであってもよい。
【００２９】
このように、ステム板４が雌ネジ手段３０をもつことに起因して、密封容器５を所定場所に固定させることが容易となるばかりか、雌ネジ手段３０の規格化は、光電子増倍管１を固定させる際の規格化の一助となる。例えば、所定の光検出装置内で光電子増倍管１が故障した際、同一の規格をもった光電子増倍管１を利用することで、所定の位置に光電子増倍管１を正しく取付けることができる。また、光電子増倍管１を所定場所に取付けた際、スペーサ部３１によってステム板４を浮かせるように固定させることができ、ステム板４での放熱が確保され、光電子増倍管１の性能アップに寄与する。そして、スペーサ部３１を電気絶縁性の材料で形成すると、高電圧で作動する光電子増倍管１の電気的影響を外部に伝えないようにすることも可能になる。
【００３０】
雌ネジ手段３０をもった光電子増倍管１の適用例について説明する。図２，図６及び図７に示すように、各ダイノードピン１０Ａに接続させる電圧分割回路（ブリーダ回路）や各アノードピン１０Ｂに接続させるアノード出力取り出し用の回路パターン等を実装させた第１の回路基板３３を光電子増倍管１に固定させる場合がある。この第１の回路基板３３には、各アノードピン１０Ｂに対応す金属製のソケットピン３４と、各ダイノードピン１０Ａに対応する金属製のソケットピン３５とが設けられている。また、第１の回路基板３３の中央には、排気管６の挿入を予定した排気管挿入孔３３ａが設けられている。そして、第１の回路基板３３には、各スペーサ部３１に対応する位置にネジ挿入孔３６が設けられている。従って、ソケットピン３４，３５内にアノードピン１０Ｂやダイノードピン１０Ａを挿入させながら、スペーサ部３１の雌ネジ部３１ａとネジ挿入孔３６との位置合わせを行った後、下方から電気絶縁性のネジ（雄ネジ部材）３２を雌ネジ部３１ａに螺合させることで、第１の回路基板３３は、ステム板４と平行に延在するようにして光電子増倍管１と一体する。
【００３１】
このように、ネジ３２を介して第１の回路基板３３を光電子増倍管１に一体的に取付ける構造を採用する結果、第１の回路基板３３と光電子増倍管１との組立て作業が容易になり、作業時間の短縮化が図られ、製品のコストダウンを可能にする。そして、第１の回路基板３３又は光電子増倍管１の一方が故障した場合でも、第１の回路基板３３と光電子増倍管１とを簡単に分離させることができるので、部品交換する際の作業性が向上する。
【００３２】
更に、図８及び図９に示すように、第１の回路基板３３の下側には、これと平行に延在するような第２の回路基板３７を固定させる場合がある。この第２の回路基板３７は、図示しない接続ピンを介して第１の回路基板３３に電気的に接続させると共に、ＡＤ変換器等からなる位置演算処理機能を有するものである。また、第２の回路基板３７の上面には、第１の回路基板３３のネジ挿入孔３６に対応する位置に円筒状の電気絶縁性スペーサ３８が突設され、このスペーサ３８によって、第１の回路基板３３と第２の回路基板３７とを一定の間隔に保持させている。また、スペーサ３８内のネジ挿入孔３８ａを利用し、電気絶縁性のネジ（雄ネジ部材）３２Ａを雌ネジ部３１ａに螺合させることで、第１の回路基板３３と第２の回路基板３７と光電子増倍管１との一体化が図られる。この場合、ネジ止めに起因して、三者を簡単に分離させることができる。なお、光電子増倍管１の受光面板３にシンチレータＭを一体的に固着させる構成も可能である。
【００３３】
次に、本発明に係る光電子増倍管ユニット及び放射線検出装置の好適な実施形態について説明する。
【００３４】
図１０に示すように、放射線検出装置４０は、その一例をなすガンマカメラであり、核医学における診断装置として開発されたものである。このガンマカメラ４０は、支持フレーム３９から延びるアーム４２によって保持された検出部４３を有し、この検出部４３は、被検体である患者Ｐを寝かせるためのベッド４１の真上に配置させるものである。
【００３５】
この検出器４３の筺体４４内には、図１１に示すように、患部に対面するようにしてシンチレータ４６が収容され、このシンチレータ４６は、ガラス製のライトガイドを介在させることなく光電子増倍管群Ｇに直接固定されている。この光電子増倍管群Ｇは、多数の光電子増倍管１をマトリックス状に高密度で配列させたものである。各光電子増倍管１の受光面板３は、シンチレータ４６から発せられる蛍光を直接入射させるために、下側に向けられてシンチレータ４６を対面接合させている。この場合、受光面板３を従来のライトガイド程度に厚くする結果、従来のライトガイドを不要にした。
【００３６】
また、筺体４４内には、各光電子増倍管１からの出力電荷に基づいて、演算処理を行う位置演算処理部４９が設けられている。この位置演算処理部４９には光電子増倍管群Ｇがネジ止め手段等で固定され、この光電子増倍管群Ｇに電気的に接続させた位置演算処理部４９からは、ディスプレイ（図示せず）上での３次元モニターを達成するためのＸ信号、Ｙ信号及びＺ信号が出力される。このように、患者Ｐの患部から発生するガンマー線は、シンチレータ４６によって所定の蛍光に変換され、この蛍光エネルギを各光電子増倍管１で電荷に変換し、位置演算処理部４９によって位置情報信号として外部に出力することで、放射線のエネルギ分布のモニター化を可能にし、画面上での診断に利用される。
【００３７】
なお、放射線検出装置の一例としてガンマカメラ４０について簡単に説明したが、核医学診断に利用される放射線検出装置としてはポジトロンＣＴ（通称ＰＥＴ）があり、この装置にも多数の光電子増倍管１を利用していることは言うまでもない。
【００３８】
また、この光電子増倍管群Ｇは、同一構成の光電子増倍管１をマトリックス状に配列したものであり、この光電子増倍管群Ｇには、図１２に示すように、４個（２×２個）の光電子増倍管１からなる光電子増倍管ユニットＳが利用されている。なお、ユニットＳにおいて、光電子増倍管１のこのような配列は一例である。
【００３９】
ここで、マトリックス状の光電子増倍管ユニットＳについて詳細に説明する。なお、図８に示した部品と同一又は同等な構成には同一の符号を付す。
【００４０】
前述した光電子増倍管１を利用してユニットＳを構成するにあたって、図１２及び図１３に示すように、同一構成の光電子増倍管１が２×２列の状態で配列され、隣接する４枚の受光面板３の側面３ｃ同士を密着させ、隣接する側管２同士を離間させている。この場合、受光面板３同士を接着剤を介して固定させると、受光面板３同士を簡単かつ確実に固定させることができる。
【００４１】
２×２列のユニットＳに利用される各光電子増倍管１のステム板４は、雌ネジ手段３０の一例である円筒状のスペーサ部３１を有している。そして、各光電子増倍管１は、単一の第１の回路基板５０上で並べられ、この第１の回路基板５０には、各ダイノードピン１０Ａに接続させる電圧分割回路（ブリーダ回路）や各アノードピン１０Ｂに接続させるアノード出力取り出し用の回路パターン等が実装されている。更に、第１の回路基板５０には、各アノードピン１０Ｂに対応する金属製のソケットピン５１と、各ダイノードピン１０Ａに対応する金属製のソケットピン５２とが設けられている。
【００４２】
更に、第１の回路基板５０の下側には、これと平行に延在するような単一の第２の回路基板５５が固定されている。この第２の回路基板５５は、図示しない接続ピンを介して第１の回路基板５０に電気的に接続させると共に、ＡＤ変換器等からなる位置演算処理機能を有するものである。また、第２の回路基板３７の上面には、第１の回路基板５０のネジ挿入孔５３に対応する位置に円筒状の電気絶縁性スペーサ５６が突設され、このスペーサ５６によって、第１の回路基板５０と第２の回路基板５５とを一定の間隔に保持させている。また、スペーサ５６内のネジ挿入孔５６ａを利用し、電気絶縁性のネジ（雄ネジ部材）３２Ｂを雌ネジ部３１ａに螺合させることで、第１の回路基板５０と第２の回路基板５５と４個の光電子増倍管１とを一体化させている。この場合、ネジ止めに起因して、各光電子増倍管１を回路基板５０，５５から簡単に分離させることができる。なお、各光電子増倍管１の受光面板３にシンチレータ４６を一体的に固着させたものがある。
【００４３】
このように、雄ネジ部材３２Ｂを介在させて、第１及び第２の回路基板５０，５５上で複数の光電子増倍管１を一体的に組付けた構造を採用するので、回路基板５０，５５と複数の光電子増倍管１との組立て作業が容易になり、作業時間の短縮化が図られ、結果的に製品のコストダウンをも可能にする。そして、回路基板５０，５５又は各光電子増倍管１の何れかが故障した場合でも、回路基板５０，５５と各光電子増倍管１とを簡単に分離させることができるので、部品交換する際の作業性が向上し、しかも、ユニット毎全て廃棄という事態が回避される。
【００４４】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、図１５に示すように、他の種類の光電子増倍管１Ａのステム板４Ａに雌ネジ手段６０を設けてもよい。この雌ネジ手段６０は、着座性向上のために環状のスペーサ部６５を有し、このスペーサ部６５の底面の所定の箇所に雌ネジ部６５ａを形成させている。この光電子増倍管１Ａは、一般的な光検出装置の台座６１に固定するもので、この台座６１には、雌ネジ手段６０に対応する位置にネジ挿入孔６２が設けられると共に、各ステムピン１０にソケット６３を差し込むためのソケット用開口６４が設けられている。よって、ネジ挿入孔６２を介し、ネジ（雄ネジ部材）３２Ｃを雌ネジ手段６０の雌ネジ部６５ａに螺合させることで、光電子増倍管１Ａは台座６１にネジ固定されることになる。
【００４５】
また、回路基板３３，３７，５０，５５は、光電子増倍管１との関係上必要にかる回路構成になっており、光電子増倍管の用途に応じて適宜変更されることは言うまでもない。更に、前述した第１の回路基板３３，５０は、回路を実装せていないプラスチック又はセラミックス製の平板状の基板であってもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明による光電子増倍管は、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、受光面板の受光面から入射した光によって電子を放出する光電面を有し、光電面から放出した電子を増倍させる電子増倍部を密封容器内に有し、電子増倍部で増倍させた電子に基づいて出力信号を送出するアノードをもった光電子増倍管において、密封容器は、電子増倍部及びアノードをステムピンを介して固定させるステム板と、電子増倍部及びアノードを包囲すると共に、一側の開口端にステム板を固定する金属製の側管と、側管の他側の開口端に固定するガラス製の受光面板と、により形成され、ステム板の下面側に雌ネジ手段を設けたことにより、取付けの簡便さと汎用性を向上させることができる。
【００４７】
また、本発明に係る光電子増倍管ユニットでは、受光面板の受光面から入射した光によって電子を放出する光電面を有し、光電面から放出した電子を増倍させる電子増倍部を密封容器内に有し、電子増倍部で増倍させた電子に基づいて出力信号を送出するアノードをもった光電子増倍管を複数個並設させた光電子増倍管ユニットにおいて、各密封容器は、電子増倍部及びアノードをステムピンを介して固定させるステム板と、電子増倍部及びアノードを包囲すると共に、一側の開口端にステム板を固定する金属製の側管と、側管の他側の開口端に固定するガラス製の受光面板と、により形成され、各ステム板の下面側に雌ネジ手段を設け、単一の基板上に複数の密封容器を並設させた状態で、雌ネジ手段に雄ネジ部材を螺合させることによって、基板上で各密封容器を並設固定したことによって、ユニットを組み立てる際の作業性の向上を可能にする。
【００４８】
更に、本発明に係る放射線検出装置では、被検体から発生する放射線の入射によって蛍光を発するシンチレータと、シンチレータに受光面板を対面させるように配置させ、シンチレータからの蛍光に基づく電荷を出力させる複数の光電子増倍管と、光電子増倍管からの出力を演算処理し、被検体内で発する放射線の位置情報信号を出力する位置演算部とを備えた放射線検出装置において、光電子増倍管は、受光面板の受光面から入射した光によって電子を放出する光電面を有し、光電面から放出した電子を増倍させる電子増倍部を密封容器内に有し、電子増倍部で増倍させた電子に基づいて出力信号を送出するアノードを有し、各密封容器は、電子増倍部及びアノードをステムピンを介して固定させるステム板と、電子増倍部及びアノードを包囲すると共に、一側の開口端にステム板を固定する金属製の側管と、側管の他側の開口端に固定するガラス製の受光面板と、により形成され、各ステム板の下面側に雌ネジ手段を設け、単一の基板上に複数の密封容器を並設させた状態で、雌ネジ手段に雄ネジ部材を螺合させることによって、基板上で各密封容器を並設固定したことにより、光電子増倍管の組み込み作業の効率化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光電子増倍管の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の光電子増倍管と回路基板とネジとの関係を示す断面図である。
【図３】図２の光電子増倍管の要部拡大断面図である。
【図４】図２の光電子増倍管の要部拡大断面図である。
【図５】光電子増倍管の底面図である。
【図６】図１の光電子増倍管と回路基板とをネジによって一体化させた状態を示す断面図である。
【図７】図６の底面図である。
【図８】光電子増倍管に２枚の回路基板をネジ止めした状態を示す断面図である。
【図９】図８の底面図である。
【図１０】本発明に係る放射線検出装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図１１】放射線検出装置に利用される検出部の内部構造を示す側面図である。
【図１２】本発明に係る光電子増倍管ユニットの一実施形態を示す平面図である。
【図１３】光電子増倍管ユニットを示す断面図である。
【図１４】光電子増倍管ユニットの底面図である。
【図１５】本発明に係る光電子増倍管の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ…光電子増倍管、２…側管、３…受光面板、３ａ…光電面、３ｄ…受光面、４，４Ａ…ステム板、４ｃ…ステム板の下面、５…密封容器、９…電子増倍部、１０…ステムピン、１２…アノード、３０，６０…雌ネジ手段、３１，６５…スペーサ部、３１ａ，６５ａ…雌ネジ部、３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ…ネジ（雄ネジ部材）、３３，３７，５０，５５…回路基板（基板）、４０…放射線検出装置、４６，Ｍ…シンチレータ、４９…位置演算処理部、Ａ，Ｂ…側管の開口端、Ｓ…光電子増倍管ユニット、Ｐ…患者（被検体）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes a photomultiplier tube configured to detect weak light incident on a light-receiving face plate by electron multiplication, a photomultiplier tube unit in which photomultiplier tubes are arranged, a photomultiplier tube, The present invention relates to a radiation detection apparatus using photomultiplier tube units arranged side by side.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is JP-A-5-100034 as a technology in such a field. This publication discloses a scintillation camera, and photomultiplier tubes used in the scintillation camera are densely arranged on the upper surface of the scintillator. Then, when fixing each photomultiplier tube, a spiral spring is arranged around each socket attached to each photomultiplier tube, and a spiral spring is provided between the holding plate and each photomultiplier tube in a facing relationship. And the light receiving surface of the photomultiplier tube is fixed by being pressed against the scintillator by a spiral spring. Thus, a predetermined spring force is used for fixing each photomultiplier tube.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional photomultiplier tube has the following problems. That is, as a result of the fact that the photomultiplier tube itself does not have a special fixing means, various fixing parts such as a spring and a holding plate are required when the photomultiplier tube is fixed at a predetermined place. As a result, the mounting procedure for fixing the photomultiplier tube at a predetermined location becomes complicated, and the fixing structure becomes complicated. In addition, when a photomultiplier tube is incorporated into a predetermined photodetecting device, a socket for inserting a stem pin of the photomultiplier tube is generally fixed in the device.
[0004]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and in particular, a photomultiplier tube designed to improve ease of mounting and versatility, and an assembly workability of the photomultiplier tube when unitized. It is an object of the present invention to provide a photomultiplier tube unit that improves the efficiency of radiation, and a radiation detection apparatus that can improve the efficiency of assembling a plurality of photomultiplier tubes.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The photomultiplier tube of the present invention according to claim 1 has a photocathode that emits electrons by light incident from the light-receiving surface of the light-receiving faceplate, and seals an electron multiplier that multiplies electrons emitted from the photocathode. In a photomultiplier tube with an anode that sends an output signal based on the electrons multiplied by the electron multiplier in the container, the sealed container has the electron multiplier and anode fixed via a stem pin. A stem plate, a metal side tube that surrounds the electron multiplier and the anode, and that fixes the stem plate to the open end of one side, and a glass light receiving face plate that is fixed to the open end of the other side tube And female screw means are provided on the lower surface side of the stem plate.
[0006]
In this photomultiplier tube, the stem plate has female screw means, so that it is easy to screw the sealed container in place. In general photomultiplier tubes, a special fixing structure is not adopted in order to improve the versatility of the photomultiplier tube itself. In recent years, photomultiplier tubes are frequently used by being incorporated in various apparatuses because of their high sensitivity characteristics. At that time, individual installation and replacement work of the photomultiplier tube is required. However, such work requires current skill. Therefore, in consideration of replacement when the photomultiplier tube fails and attachment of the photomultiplier tube, the photomultiplier tube of the present invention has a female screw means on the stem plate. As a result, the standardization of the female screw means enables standardization when the photomultiplier tube is fixed, and generalization is achieved while making the photomultiplier tube attachment / detachment work very good. Therefore, even if it is not an expert, a photomultiplier tube can be simply attached to a predetermined position simply by simple operations such as screwing.
[0007]
In the photomultiplier tube according to claim 2, it is preferable that the female screw means comprises a spacer portion having a female screw portion inside and protruding from the lower surface of the stem plate. When such a configuration is adopted, when the photomultiplier tube is mounted at a predetermined location, the stem plate can be fixed so as to be floated by the spacer portion. Contributes to the performance improvement of the double pipe. Further, when the spacer portion is formed of an electrically insulating material, it is possible to prevent the electrical influence of the photomultiplier tube operating at a high voltage from being transmitted to the outside.
[0008]
4. The photomultiplier tube according to claim 3, further comprising a circuit board extending in parallel to the stem plate and electrically connected to the stem pin, and screwing the male screw member into the female screw means. The circuit board is preferably fixed to the stem plate. In this case, a structure in which the circuit board is integrally attached to the photomultiplier tube through the male screw member is adopted, so that the assembly work of the circuit board and the photomultiplier tube becomes easy and the working time is shortened. As a result, the cost of the product can be reduced. And even if one of the circuit board or the photomultiplier tube fails, the circuit board and the photomultiplier tube can be easily separated, so that the workability at the time of component replacement is improved.
[0009]
The photomultiplier tube unit of the present invention according to claim 4 has a photocathode that emits electrons by light incident from the light-receiving surface of the light-receiving faceplate, and an electron multiplier that multiplies electrons emitted from the photocathode. Each sealed container in a photomultiplier tube unit having a plurality of photomultiplier tubes having an anode that has an anode for transmitting an output signal based on electrons multiplied by an electron multiplier in the sealed container Includes a stem plate that fixes the electron multiplier and the anode via a stem pin, a metal side tube that surrounds the electron multiplier and the anode, and that fixes the stem plate to one open end, and a side tube And a light receiving face plate made of glass that is fixed to the opening end on the other side, with a female screw means provided on the lower surface side of each stem plate, and a plurality of sealed containers arranged in parallel on a single substrate By screwing a male screw member into the female screw means Te, characterized in that each sealed container juxtaposed fixed on the substrate.
[0010]
In this photomultiplier tube unit, since a plurality of photomultiplier tubes can be arranged on a single substrate by the male screw member, the photomultiplier tube can be unitized with a simple operation such as screwing. Then, it is possible to improve the attaching / detaching operation of the plurality of photomultiplier tubes with respect to one substrate, and when the photomultiplier tube breaks down, the photomultiplier tubes can be individually replaced. Then, by making the photomultiplier tube into a unit, the photomultiplier tube can be easily incorporated into various devices.
[0011]
6. The photomultiplier tube unit according to claim 5, wherein the substrate is a circuit substrate that is electrically connected to the stem pin, and the male screw member is preferably an insulating screw. In this case, a structure in which a plurality of photomultiplier tubes are integrally assembled on a single circuit board with a male screw member interposed therebetween is employed. Therefore, the assembly work of the circuit board and the plurality of photomultiplier tubes is facilitated, the working time is shortened, and as a result, the cost of the product can be reduced. And even if one of the circuit board or the photomultiplier tube fails, the circuit board and the photomultiplier tube can be easily separated, so that the workability of replacing parts is improved, and all the units are The situation of disposal is avoided.
[0012]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a radiation detecting apparatus according to the present invention, wherein a scintillator that emits fluorescence by incidence of radiation generated from a subject and a scintillator are arranged so that a light receiving face plate faces each other, and charges based on fluorescence from the scintillator are output A photomultiplier tube comprising: a plurality of photomultiplier tubes; and a position detection processing unit that performs arithmetic processing on outputs from the photomultiplier tubes and outputs position information signals of radiation emitted within the subject. Has a photocathode that emits electrons by light incident from the light-receiving surface of the light-receiving faceplate, and has an electron multiplier that multiplies electrons emitted from the photocathode in a sealed container. Each sealed container has an anode that sends an output signal based on the doubled electrons, and each of the sealed containers has a stem plate that fixes the electron multiplier and the anode via a stem pin, an electron multiplier and an anode. Each of the stem plates is formed by a metal side tube that fixes the stem plate to the open end of one side and a glass light receiving surface plate that is fixed to the open end of the other side tube. By providing female screw means on the lower surface and multiple sealed containers arranged side by side on a single substrate, male screw members are screwed onto the female screw means, so that each sealed container is arranged side by side on the substrate. It is characterized by being fixed.
[0013]
In this radiation detection apparatus, since a unit in which a plurality of photomultiplier tubes are arranged on a single substrate by a male screw member is used, a radiation detection apparatus in which a large number of photomultiplier tubes are incorporated (for example, When a desired photomultiplier tube is replaced with a new one using a gamma camera, etc., there is no troublesome work of exchanging the photomultiplier tubes one by one. Speedy becomes possible. In addition, as a result of adopting a screwing structure for the unit, the mounting and dismounting operation for each photomultiplier tube with respect to the substrate is improved, and the photomultiplier tube can be individually replaced in the removed unit.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a photomultiplier tube, a photomultiplier tube unit, and a radiation detection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a perspective view showing a photomultiplier tube according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. A photomultiplier tube 1 shown in these drawings has a side tube 2 made of metal (for example, made of Kovar metal or stainless steel) having a substantially square tube shape. A light receiving face plate 3 made of glass is fused and fixed. A photocathode 3a for converting light into electrons is formed on the inner surface of the light receiving face plate 3. This photocathode 3a is previously deposited on the light receiving face plate 2. It is formed by reacting alkali metal vapor with antimony. Further, a metal (for example, Kovar metal or stainless steel) stem plate 4 is welded and fixed to the open end B of the side tube 2. Thus, the sealed container 5 is constituted by the side tube 2, the light receiving face plate 3, and the stem plate 4, and this sealed container 5 is of an extremely thin type having a height of about 10 mm.
[0016]
A metal exhaust pipe 6 is fixed at the center of the stem plate 4. The exhaust pipe 6 is used for exhausting the inside of the sealed container 5 by a vacuum pump (not shown) after the assembly work of the photomultiplier tube 1 is completed, and forming the photocathode 3a. Sometimes used also as a pipe for introducing alkali metal vapor into the sealed container 5.
[0017]
The sealed container 5 is provided with a block-type stacked electron multiplier 7, and this electron multiplier 7 is an electron multiplier in which 10 (10 stages) plate-shaped dynodes 8 are stacked. The electron multiplier 7 is supported in the sealed container 5 by a Kovar metal stem pin 10 provided so as to penetrate the stem plate 4, and the tip of each stem pin 10 is connected to each dynode 8. Electrically connected. The stem plate 4 is provided with pin holes 4a for allowing the stem pins 10 to pass therethrough. Each pin hole 4a is filled with a tablet 11 used as a herbal seal made of Kovar glass. It is fixed to the stem plate 4 via the tablet 11. Each stem pin 10 includes a dynode pin 10A individually connected to each dynode 8 and an anode pin 10B individually connected to each anode 12 described later.
[0018]
Further, the electron multiplier 7 is provided with an anode 12 positioned below the electron multiplier 9 and fixed to the upper end of the anode pin 10B. In the uppermost stage of the electron multiplier 7, a flat focusing electrode plate 13 is disposed between the photocathode 3 a and the electron multiplying portion 9. The focusing electrode plate 13 has a slit-shaped opening. A plurality of 13a are formed, and each opening 13a is linearly arranged in one direction. Similarly, each dynode 8 of the electron multiplying portion 9 has a plurality of slit-like electron multiplying holes 8a as many as the openings 13a, and each electron multiplying hole 8a is linear in one direction and perpendicular to the paper surface. It is arranged in multiple directions.
[0019]
The electron multiplication paths L formed by arranging the electron multiplication holes 8a of the dynodes 8 in the step direction and the openings 13a of the focusing electrode plate 13 are made to correspond to each other in a one-to-one correspondence. A plurality of channels are formed in the multiplier 7. Further, 8 × 8 anodes 12 provided in the electron multiplier 7 are provided so as to correspond to a predetermined number of channels, and each anode 12 is connected to each anode pin 10B, whereby each anode pin 10B is connected. An individual output is taken out via 10B.
[0020]
Thus, the electron multiplier 7 has a plurality of linear channels. A predetermined voltage is supplied to the electron multiplier 9 and the anode 12 by a predetermined stem pin 10 connected to a bleeder circuit (not shown), and the photocathode 3a and the focusing electrode plate 13 are set to the same potential. The dynode 8 and the anode 12 are set to a high potential in order from the upper stage. Therefore, the light incident on the light receiving face plate 2 is converted into electrons by the photocathode 3a, and the electrons are formed by the focusing electrode plate 13 and the first stage dynode 8 stacked on the uppermost stage of the electron multiplier 7. Due to the formed electron lens effect, the light enters the predetermined channel. Then, in the channel in which the electrons are incident, the electrons are multi-stage multiplied at each dynode 8 while passing through the electron multiplication path L of the dynode 8, enter the anode 12, and individual outputs are sent from each anode 12. Will be.
[0021]
Further, as shown in FIG. 3, when the metal stem plate 4 and the metal side tube 2 are hermetically welded, the stem plate 4 is inserted from the open end B of the side tube 2 and the lower end 2a of the side tube 2 is inserted. The inner wall surface 2c of the stem plate 4 is brought into contact with the edge surface 4b of the stem plate 4, the lower surface 4c of the stem plate 4 and the lower end surface 2d of the side tube 2 are substantially flush with each other, and the lower end surface 2d of the side tube 2 extends from the stem plate 4 to Avoid sticking out. Therefore, the lower end 2a of the outer wall surface 2b of the side tube 2 is extended substantially in the tube axis direction, and at the same time, the lateral extension such as a flange is eliminated at the lower end of the electron multiplier 1. In this state, the joining portion F is irradiated with a laser beam from directly under the outer side or in a direction aiming at the joining portion F, and the joining portion F is laser-welded.
[0022]
In this way, as a result of eliminating the flange-like overhang at the lower end of the photomultiplier tube 1, resistance welding is difficult to perform, but the outer dimensions of the photomultiplier tube 1 can be reduced. Even when using them side by side, dead space can be eliminated as much as possible, and the side tubes 2 can be arranged closely. Therefore, employing laser welding for joining the metal stem plate 4 and the metal side tube 2 enables the photomultiplier tubes 1 to be thinned and densely arranged.
[0023]
Such laser welding is an example of the fusion welding method, and when the side tube 2 is welded and fixed to the stem plate 4 by using this fusion welding method, unlike the resistance welding, the joining of the side tube 2 and the stem plate 4 is performed. Since it is not necessary to apply pressure to the portion F, no residual stress is generated in the joint portion F, cracks are hardly generated in the joint portion even during use, and the durability and the hermetic seal performance are remarkably improved. Of the fusion welding methods, laser welding and electron beam welding can suppress the generation of heat at the joint F as compared with resistance welding. Therefore, when the photomultiplier tube 1 is assembled, the influence on the heat of each component arranged in the sealed container 5 is extremely reduced.
[0024]
The side tube 2 is obtained by pressing a flat plate made of Kovar metal, stainless steel or the like into a substantially square cylinder shape having a thickness of about 0.25 mm and a height of about 7 mm. The light receiving face plate 3 made of glass is fused and fixed to the opening end A on one side. As shown in FIG. 4, a piercing portion 20 that is melt-embedded on the photocathode 3 a side of the light receiving face plate 3 by high frequency heating is provided at the distal end portion (upper end) of the side tube 2 on the light receiving face plate 3 side. The piercing portion 20 is provided over the entire periphery of the upper end of the side tube 2 and is formed so as to be bent outward through an R-shaped portion 20a located on the inner wall surface 2c side. . And the front-end | tip 20b of the stab part 20 is sharpened in the shape of a knife edge. Therefore, the upper end of the side tube 2 can be easily pierced into the light receiving surface plate 3, and when the side tube 2 is fused and fixed to the glass light receiving surface plate 3, the assembling work can be improved and ensured.
[0025]
In fixing the side tube 2 having the piercing portion 20 having such a shape to the light receiving surface plate 3, first, in a state where the back surface of the light receiving surface plate 3 is in contact with the tip 20b of the piercing portion 20 of the side tube 2, The metal side tube 2 is placed on a turntable (not shown). Thereafter, the metal side tube 2 is heated by a high-frequency heating device. At this time, the light receiving face plate 3 is kept pressed from above by a pressing jig. Then, the piercing part 20 of the heated side tube 2 advances while gradually melting the light receiving face plate 3 made of glass. As a result, the piercing portion 20 of the side tube 2 is embedded in the light receiving surface plate 3, and high airtightness is secured at the joint portion between the light receiving surface plate 3 and the side tube 2.
[0026]
Further, the piercing portion 20 does not extend from the side tube 2 toward the side like the flange portion, but extends so as to stand up from the side tube 2, so that the piercing portion 20 is connected to the side surface of the light receiving face plate 3. If it is embedded as close as possible to 3c, the effective use area of the light receiving face plate 3 can be increased to nearly 100%, and the dead area of the light receiving face plate 3 can be made as close to zero as possible.
[0027]
Further, the side surface 3c of the light receiving face plate 3 made of glass protrudes outward by a predetermined amount with respect to the outer wall surface 2b of the metal side tube 2. As a result, the light receiving face plate 3 has a protruding portion 3A having a predetermined protruding amount. The light receiving area from the light receiving surface 3d of the light receiving surface plate 3 is increased. Further, when the glass light receiving face plate 3 is fused and fixed to the metal side tube 2, the above-described fusing technique is adopted because the glass and metal materials are joined to each other. In order to secure a fusion region at the time of the joining work with 2, the projecting portion 3 </ b> A of the light receiving face plate 3 acts extremely effectively. Further, by increasing the protruding amount L of the overhanging portion 3A, the side surface 3c of the light receiving face plate 3 is difficult to sag at the time of fusion, and the shape retention of the side surface 3c is ensured.
[0028]
Here, the photomultiplier tube 1 described above is provided with four female screw means 30 as shown in FIGS. Each female screw means 30 is provided at each corner portion of the stem plate 4, and includes a cylindrical spacer portion 31 that has a female screw portion 31 a formed therein and protrudes from the lower surface 4 c of the stem plate 4. The spacer portion 31 is made of the same material as the stem plate 4 and is produced by integral molding. In addition, the spacer part 31 may be formed separately from an electrically insulating material (for example, resin).
[0029]
As described above, due to the stem plate 4 having the female screw means 30, not only is it easy to fix the sealed container 5 in a predetermined place, but the standardization of the female screw means 30 is performed by a photomultiplier tube. This helps to standardize when fixing 1. For example, when the photomultiplier tube 1 fails in a predetermined photodetector, the photomultiplier tube 1 having the same standard can be used to correctly attach the photomultiplier tube 1 to a predetermined position. it can. Further, when the photomultiplier tube 1 is mounted at a predetermined location, the stem plate 4 can be fixed so as to float by the spacer portion 31, heat radiation at the stem plate 4 is ensured, and the performance of the photomultiplier tube 1 is improved. Contribute to. When the spacer portion 31 is formed of an electrically insulating material, it is possible to prevent the electrical influence of the photomultiplier tube 1 that operates at a high voltage from being transmitted to the outside.
[0030]
An application example of the photomultiplier tube 1 having the female screw means 30 will be described. As shown in FIGS. 2, 6 and 7, a voltage dividing circuit (bleeder circuit) connected to each dynode pin 10A, a circuit pattern for extracting an anode output connected to each anode pin 10B, and the like are mounted. The circuit board 33 may be fixed to the photomultiplier tube 1 in some cases. The first circuit board 33 is provided with metal socket pins 34 corresponding to the anode pins 10B and metal socket pins 35 corresponding to the dynode pins 10A. Further, an exhaust pipe insertion hole 33 a in which the exhaust pipe 6 is scheduled to be inserted is provided in the center of the first circuit board 33. The first circuit board 33 is provided with screw insertion holes 36 at positions corresponding to the spacer portions 31. Therefore, after the anode pin 10B and the dynode pin 10A are inserted into the socket pins 34 and 35, the female screw portion 31a of the spacer portion 31 and the screw insertion hole 36 are aligned, and then an electrically insulating screw is viewed from below. The first circuit board 33 is integrated with the photomultiplier tube 1 so as to extend in parallel with the stem plate 4 by screwing the (male thread member) 32 into the female thread portion 31a.
[0031]
As described above, as a result of adopting a structure in which the first circuit board 33 is integrally attached to the photomultiplier tube 1 through the screw 32, the assembly work of the first circuit board 33 and the photomultiplier tube 1 is easy. Therefore, the working time can be shortened and the cost of the product can be reduced. And even if one of the first circuit board 33 or the photomultiplier tube 1 breaks down, the first circuit board 33 and the photomultiplier tube 1 can be easily separated. Workability is improved.
[0032]
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, a second circuit board 37 extending in parallel with the first circuit board 33 may be fixed to the lower side of the first circuit board 33. The second circuit board 37 is electrically connected to the first circuit board 33 via connection pins (not shown) and has a position calculation processing function including an AD converter or the like. A cylindrical electrically insulating spacer 38 protrudes from the upper surface of the second circuit board 37 at a position corresponding to the screw insertion hole 36 of the first circuit board 33. The circuit board 33 and the second circuit board 37 are held at a constant interval. Further, the first circuit board 33 and the second circuit board 37 are formed by screwing an electrically insulating screw (male screw member) 32A into the female screw portion 31a using the screw insertion hole 38a in the spacer 38. And the photomultiplier tube 1 are integrated. In this case, the three can be easily separated due to screwing. A configuration in which the scintillator M is integrally fixed to the light receiving face plate 3 of the photomultiplier tube 1 is also possible.
[0033]
Next, preferred embodiments of the photomultiplier tube unit and the radiation detection apparatus according to the present invention will be described.
[0034]
As shown in FIG. 10, the radiation detection apparatus 40 is a gamma camera as an example, and has been developed as a diagnostic apparatus in nuclear medicine. This gamma camera 40 has a detection unit 43 held by an arm 42 extending from a support frame 39, and this detection unit 43 is arranged directly above a bed 41 for laying a patient P as a subject. is there.
[0035]
As shown in FIG. 11, a scintillator 46 is accommodated in the housing 44 of the detector 43 so as to face the affected part, and this scintillator 46 is a photomultiplier tube without interposing a glass light guide. Fixed directly to group G. This photomultiplier tube group G includes a large number of photomultiplier tubes 1 arranged in a matrix at high density. The light-receiving face plate 3 of each photomultiplier tube 1 is directed downward and has the scintillator 46 face-to-face bonded so that the fluorescence emitted from the scintillator 46 is directly incident. In this case, as a result of making the light receiving face plate 3 as thick as the conventional light guide, the conventional light guide is unnecessary.
[0036]
Further, a position calculation processing unit 49 that performs calculation processing based on the output charge from each photomultiplier tube 1 is provided in the housing 44. A photomultiplier tube group G is fixed to the position arithmetic processing unit 49 by screwing means or the like, and the position arithmetic processing unit 49 electrically connected to the photomultiplier tube group G receives a display (not shown). ) X signal, Y signal and Z signal for achieving the above three-dimensional monitoring are output. As described above, the gamma rays generated from the affected part of the patient P are converted into predetermined fluorescence by the scintillator 46, and the fluorescence energy is converted into electric charge by each photomultiplier tube 1. As a result, the radiation energy distribution can be monitored and used for diagnosis on the screen.
[0037]
Although the gamma camera 40 has been briefly described as an example of the radiation detection apparatus, there is a positron CT (commonly known as PET) as a radiation detection apparatus used for nuclear medicine diagnosis, and this apparatus also includes a number of photomultiplier tubes 1. It goes without saying that you are using.
[0038]
In addition, this photomultiplier tube group G is configured by arranging photomultiplier tubes 1 having the same configuration in a matrix, and this photomultiplier tube group G includes four (2 A photomultiplier tube unit S composed of (× 2) photomultiplier tubes 1 is used. In the unit S, such an arrangement of the photomultiplier tubes 1 is an example.
[0039]
Here, the matrix photomultiplier tube unit S will be described in detail. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same or equivalent to the components shown in FIG.
[0040]
When the unit S is configured using the photomultiplier tube 1 described above, as shown in FIGS. 12 and 13, the photomultiplier tubes 1 having the same configuration are arranged in 2 × 2 rows and adjacent to each other. The side surfaces 3c of the light receiving face plates 3 are brought into close contact with each other, and the adjacent side tubes 2 are separated from each other. In this case, if the light receiving face plates 3 are fixed to each other via an adhesive, the light receiving face plates 3 can be fixed easily and reliably.
[0041]
The stem plate 4 of each photomultiplier tube 1 used in the 2 × 2 rows of units S has a cylindrical spacer portion 31 that is an example of the female screw means 30. The photomultiplier tubes 1 are arranged on a single first circuit board 50. The first circuit board 50 includes a voltage dividing circuit (bleeder circuit) connected to each dynode pin 10A, and each A circuit pattern for taking out the anode output connected to the anode pin 10B is mounted. Further, the first circuit board 50 is provided with metal socket pins 51 corresponding to the respective anode pins 10B and metal socket pins 52 corresponding to the respective dynode pins 10A.
[0042]
Furthermore, a single second circuit board 55 extending in parallel with the first circuit board 50 is fixed to the lower side of the first circuit board 50. The second circuit board 55 is electrically connected to the first circuit board 50 via a connection pin (not shown) and has a position calculation processing function including an AD converter or the like. A cylindrical electrical insulating spacer 56 protrudes from the upper surface of the second circuit board 37 at a position corresponding to the screw insertion hole 53 of the first circuit board 50. The circuit board 50 and the second circuit board 55 are held at a constant interval. Further, the first circuit board 50 and the second circuit board 55 are formed by screwing the electrically insulating screw (male screw member) 32B into the female screw portion 31a using the screw insertion hole 56a in the spacer 56. And four photomultiplier tubes 1 are integrated. In this case, each photomultiplier tube 1 can be easily separated from the circuit boards 50 and 55 due to screwing. There is one in which a scintillator 46 is integrally fixed to the light receiving face plate 3 of each photomultiplier tube 1.
[0043]
As described above, the structure in which the plurality of photomultiplier tubes 1 are integrally assembled on the first and second circuit boards 50 and 55 with the male screw member 32B interposed therebetween is adopted. Assembling work between 55 and the plurality of photomultiplier tubes 1 is facilitated, the working time is shortened, and as a result, the cost of the product can be reduced. Even when either the circuit board 50, 55 or each photomultiplier tube 1 breaks down, the circuit board 50, 55 and each photomultiplier tube 1 can be easily separated. In addition, the situation where all the units are discarded can be avoided.
[0044]
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, as shown in FIG. 15, female screw means 60 may be provided on the stem plate 4A of another type of photomultiplier tube 1A. The female screw means 60 has an annular spacer portion 65 for improving the seating property, and a female screw portion 65 a is formed at a predetermined location on the bottom surface of the spacer portion 65. The photomultiplier tube 1A is fixed to a pedestal 61 of a general photodetection device. The pedestal 61 is provided with a screw insertion hole 62 at a position corresponding to the female screw means 60 and each stem pin 10. A socket opening 64 for inserting the socket 63 is provided. Therefore, the photomultiplier tube 1A is screwed to the pedestal 61 by screwing the screw (male screw member) 32C into the female screw portion 65a of the female screw means 60 through the screw insertion hole 62.
[0045]
Further, the circuit boards 33, 37, 50, and 55 have a circuit configuration necessary for the relationship with the photomultiplier tube 1, and needless to say, the circuit substrates 33, 37, 50, and 55 are appropriately changed according to the use of the photomultiplier tube. Furthermore, the above-described first circuit boards 33 and 50 may be a flat board made of plastic or ceramics on which no circuit is mounted.
[0046]
【The invention's effect】
Since the photomultiplier tube according to the present invention is configured as described above, the following effects are obtained. That is, it has a photocathode that emits electrons by light incident from the light-receiving surface of the light-receiving faceplate, and has an electron multiplier that multiplies electrons emitted from the photocathode in the sealed container. In a photomultiplier tube having an anode for sending an output signal based on the doubled electrons, the sealed container includes a stem plate for fixing the electron multiplier and the anode via a stem pin, and the electron multiplier and the anode. A metal side tube that surrounds and fixes the stem plate to the opening end on one side and a glass light receiving surface plate that is fixed to the opening end on the other side of the side tube. By providing the female screw means, it is possible to improve the ease of mounting and versatility.
[0047]
The photomultiplier tube unit according to the present invention has a photocathode that emits electrons by light incident from the light-receiving surface of the light-receiving faceplate, and an electron multiplier that multiplies electrons emitted from the photocathode In the photomultiplier tube unit in which a plurality of photomultiplier tubes having an anode for sending an output signal based on the electrons multiplied in the electron multiplier section are arranged side by side, A stem plate for fixing the electron multiplier and anode via a stem pin, a metal side tube that surrounds the electron multiplier and anode and fixes the stem plate to one open end, and other side tubes And a light receiving face plate made of glass that is fixed to the open end of the side, provided with female screw means on the lower surface side of each stem plate, and in a state where a plurality of sealed containers are juxtaposed on a single substrate. By screwing the male screw member into the screw means By each sealed container juxtaposed fixed on the substrate, allowing an improvement in workability in assembling the unit.
[0048]
Furthermore, in the radiation detection apparatus according to the present invention, a scintillator that emits fluorescence upon incidence of radiation generated from the subject, and a plurality of scintillators arranged so that the light-receiving face plate faces each other, and a plurality of charges based on the fluorescence from the scintillator are output. In a radiation detection apparatus including a photomultiplier tube and a position calculation unit that performs calculation processing on an output from the photomultiplier tube and outputs a position information signal of radiation emitted in the subject, the photomultiplier tube receives light It has a photocathode that emits electrons by light incident from the light-receiving surface of the faceplate, and has an electron multiplier that multiplies electrons emitted from the photocathode in a sealed container, and the electron multiplier is used for multiplication. Each of the sealed containers has a stem plate for fixing the electron multiplier and the anode via a stem pin, and the electron multiplier and the anode. A metal side tube that surrounds and secures the stem plate to the open end of one side, and a glass light receiving surface plate that is fixed to the open end of the other side of the side tube. In the state where a plurality of sealed containers are arranged in parallel on a single substrate, the sealed containers are fixedly arranged on the substrate by screwing male screw members into the female screw means. As a result, the efficiency of the work of assembling the photomultiplier tube can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a photomultiplier tube according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a relationship among the photomultiplier tube, the circuit board, and the screw shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the photomultiplier tube of FIG.
4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the photomultiplier tube of FIG.
FIG. 5 is a bottom view of a photomultiplier tube.
6 is a cross-sectional view showing a state in which the photomultiplier tube and the circuit board of FIG. 1 are integrated with screws. FIG.
7 is a bottom view of FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which two circuit boards are screwed to a photomultiplier tube.
9 is a bottom view of FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a perspective view showing an embodiment of a radiation detection apparatus according to the present invention.
FIG. 11 is a side view showing an internal structure of a detection unit used in the radiation detection apparatus.
FIG. 12 is a plan view showing an embodiment of a photomultiplier tube unit according to the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a photomultiplier tube unit.
FIG. 14 is a bottom view of the photomultiplier tube unit.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing another embodiment of the photomultiplier tube according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A ... Photomultiplier tube, 2 ... Side tube, 3 ... Light receiving surface plate, 3a ... Photoelectric surface, 3d ... Light receiving surface, 4, 4A ... Stem plate, 4c ... Bottom surface of stem plate, 5 ... Sealed container, 9 ... Electron multiplying part, 10 ... stem pin, 12 ... anode, 30, 60 ... female screw means, 31, 65 ... spacer part, 31a, 65a ... female screw part, 32, 32A, 32B, 32C ... screw (male screw member) , 33, 37, 50, 55 ... circuit board (substrate), 40 ... radiation detector, 46, M ... scintillator, 49 ... position calculation processing unit, A, B ... open end of side tube, S ... photomultiplier tube Unit, P ... patient (subject).

Claims

It has a photocathode that emits electrons by light incident from the light-receiving surface of the light-receiving faceplate, and has an electron multiplier in the sealed container that multiplies electrons emitted from the photocathode. In a photomultiplier tube with an anode that sends out an output signal based on the multiplied electrons,
The sealed container is
A stem plate for fixing the electron multiplier and the anode via a stem pin;
A metal side tube that surrounds the electron multiplier and the anode, and that fixes the stem plate to an open end on one side;
The light receiving face plate made of glass that is fixed to the opening end on the other side of the side tube, and
A photomultiplier tube characterized in that a female screw means is provided on the lower surface side of the stem plate.

2. The photomultiplier tube according to claim 1, wherein the female screw means comprises a spacer portion having a female screw portion inside and protruding from the lower surface of the stem plate.

The circuit board further includes a circuit board extending in parallel to the stem plate and electrically connected to the stem pin, and a male screw member is screwed to the female screw means, thereby the circuit board is connected to the stem plate. The photomultiplier tube according to claim 1 or 2, wherein:

It has a photocathode that emits electrons by light incident from the light-receiving surface of the light-receiving faceplate, and has an electron multiplier in the sealed container that multiplies electrons emitted from the photocathode. In the photomultiplier tube unit in which a plurality of photomultiplier tubes having an anode for sending an output signal based on the multiplied electrons are arranged in parallel,
Each of the sealed containers is
A stem plate for fixing the electron multiplier and the anode via a stem pin;
A metal side tube that surrounds the electron multiplier and the anode, and that fixes the stem plate to an open end on one side;
The light receiving face plate made of glass that is fixed to the opening end on the other side of the side tube, and
By providing female screw means on the lower surface side of each stem plate and screwing male screw members into the female screw means in a state where a plurality of the sealed containers are arranged side by side on the single substrate, the substrate A photomultiplier tube unit, wherein the sealed containers are fixed in parallel.

5. The photomultiplier tube unit according to claim 4, wherein the substrate is a circuit substrate electrically connected to the stem pin, and the male screw member is an insulating screw.

A scintillator that emits fluorescence by the incidence of radiation generated from a subject; a plurality of photomultiplier tubes that are arranged so that a light-receiving face plate faces the scintillator; and outputs charges based on fluorescence from the scintillator; and the photomultiplier In a radiation detection apparatus including a position calculation processing unit that performs calculation processing on an output from a double tube and outputs a position information signal of radiation emitted in the subject,
The photomultiplier tube is
A photocathode that emits electrons by light incident from the light-receiving surface of the light-receiving faceplate; and an electron multiplier that multiplies electrons emitted from the photocathode in a sealed container. Having an anode for delivering an output signal based on the multiplied electrons;
Each of the sealed containers is
A stem plate for fixing the electron multiplier and the anode via a stem pin;
A metal side tube that surrounds the electron multiplier and the anode, and that fixes the stem plate to an open end on one side;
The light receiving face plate made of glass that is fixed to the opening end on the other side of the side tube, and
By providing female screw means on the lower surface side of each stem plate and screwing male screw members into the female screw means in a state where a plurality of the sealed containers are arranged side by side on the single substrate, the substrate A radiation detection apparatus characterized in that the sealed containers are arranged and fixed above.