JPH03185385A - 放射線検出器 - Google Patents
放射線検出器Info
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- JPH03185385A JPH03185385A JP1325293A JP32529389A JPH03185385A JP H03185385 A JPH03185385 A JP H03185385A JP 1325293 A JP1325293 A JP 1325293A JP 32529389 A JP32529389 A JP 32529389A JP H03185385 A JPH03185385 A JP H03185385A
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- Japan
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- scintillators
- scintillator
- bonding
- light
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/2002—Optical details, e.g. reflecting or diffusing layers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
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- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「ｐ８業上の利用分ｙチ」
本発明は、ポジトロンＣ下装置などの放射線検出器に関
するものである。
するものである。
［従来の技術］
ポジトロンＣＴ装れは、ポジトロンを放出する核種で標
識された薬剤を患者に投与し、体外計測により放射性核
種の体内分布を横断層イメージとして描出するものであ
る。
識された薬剤を患者に投与し、体外計測により放射性核
種の体内分布を横断層イメージとして描出するものであ
る。
患者に投与する薬剤はできるだけ少なくすることが望ま
しく、そのためには弱いγ線を効率よく検出しなければ
ならない、また、ＮａＩ（ＴＩ）−Ｂ ｉ４ Ｇ ｅ
３０１ ｚ （Ｂ Ｇ Ｏ）、ＣｓＦなどの無機結晶を
シンチレータとして用いたγ線検出器は複数個のシンチ
レータアレイで発散した光を複数個の光電子増倍管（以
下Ｐ Ｍ Ｔという）に分配して分解能を向上させてい
るが、このシンチレータでの光の減衰を可及的に少なく
シ、シかも分配を適正にすることが必要である。
しく、そのためには弱いγ線を効率よく検出しなければ
ならない、また、ＮａＩ（ＴＩ）−Ｂ ｉ４ Ｇ ｅ
３０１ ｚ （Ｂ Ｇ Ｏ）、ＣｓＦなどの無機結晶を
シンチレータとして用いたγ線検出器は複数個のシンチ
レータアレイで発散した光を複数個の光電子増倍管（以
下Ｐ Ｍ Ｔという）に分配して分解能を向上させてい
るが、このシンチレータでの光の減衰を可及的に少なく
シ、シかも分配を適正にすることが必要である。
このような目的でシンチレータアレイとＰ Ｍ Ｔとを
組合せた放射線検出器として、従来は第４図。
組合せた放射線検出器として、従来は第４図。
第５図、第６１１４等に示すものがある。
このうち、第４図に示すものは、４個のシンチレータ（
ｌ工）（１２）（Ｌ）（１４）からなるシンチレータア
レイ（１）と２個のＰＭ’ｌ”（２，）（２□）からな
り、前記シンチレータのうち、内側のシンチレータ（１
□）（１、）間の結合面（３２）は反射ｍと透過層が所
定の面積比で構成され、また１両側のシンチレータ（１
，）（１２）間と（］、）（Ｌ）間のそれぞれの結合面
（３，）（３２）は反射屑だけで構成されたものである
。
ｌ工）（１２）（Ｌ）（１４）からなるシンチレータア
レイ（１）と２個のＰＭ’ｌ”（２，）（２□）からな
り、前記シンチレータのうち、内側のシンチレータ（１
□）（１、）間の結合面（３２）は反射ｍと透過層が所
定の面積比で構成され、また１両側のシンチレータ（１
，）（１２）間と（］、）（Ｌ）間のそれぞれの結合面
（３，）（３２）は反射屑だけで構成されたものである
。
第５図に示すものは、シンチレータアレイ（１）に深さ
のことなる複数本のスリット（４）を入れ、このスリッ
ト（４）に反射剤を充填またはｍ ｔｒｉ Ｌで２つの
Ｐ Ｍ Ｔ （２，）（２□）に適当な比で光を分配す
るようにしたキーのである。
のことなる複数本のスリット（４）を入れ、このスリッ
ト（４）に反射剤を充填またはｍ ｔｒｉ Ｌで２つの
Ｐ Ｍ Ｔ （２，）（２□）に適当な比で光を分配す
るようにしたキーのである。
第６図に示すものは、結合ｒｆｕ（３，）・・・に反射
剤を充填または冷イ１ｉシて複数個のシンチレータ（１
，、）・・・と複数個のＰＭＴ（２□）（２□）の間に
平板状のライトガイド（５）を介在したものである。こ
のライトガイド（５）は、平板以外に、異なる割合で光
を分配するような複雑な形状に分割したものもある。
剤を充填または冷イ１ｉシて複数個のシンチレータ（１
，、）・・・と複数個のＰＭＴ（２□）（２□）の間に
平板状のライトガイド（５）を介在したものである。こ
のライトガイド（５）は、平板以外に、異なる割合で光
を分配するような複雑な形状に分割したものもある。
［定明が解決しようとする課題］
以上の従来の装♂“ｔは、いずれも結合面に反射剤が充
填または抱布されているが、この反射剤は光の吸収がか
なり大きく、特にシンチレータが細く、かつ小さく分割
されるに従い、この傾向が顕著になっていた。
填または抱布されているが、この反射剤は光の吸収がか
なり大きく、特にシンチレータが細く、かつ小さく分割
されるに従い、この傾向が顕著になっていた。
また、第６図の例ではシンチレータとＰＭＴの間にライ
トガイドを介在しているため、さらにこの部分での光の
吸収が大きくなっていた。
トガイドを介在しているため、さらにこの部分での光の
吸収が大きくなっていた。
このような光の損失は、放射線検出器のエネルギー分解
能や時間分解能の劣化を招き、しかも個々のシンチレー
タの弁別特性を悪化させていた。
能や時間分解能の劣化を招き、しかも個々のシンチレー
タの弁別特性を悪化させていた。
本発明は簡単な構成で、しかも光の損失の可及的に少な
いものを得ることを目的とする。
いものを得ることを目的とする。
「課題を解決するための手段］
本発明は複数個のシンチレータを互いに結合したシンチ
レータアレイで得られた光信号を、このシンチレータア
レイに隣接した光電子増倍管にて電気信号に変換して出
力するようにしたものにおいて、前記シンチレータの互
いの結合面を粗面および／または鏡面とし、これらの結
合面間を空気Ｍを介して光学的に結合したものを具備し
てなるものである。
レータアレイで得られた光信号を、このシンチレータア
レイに隣接した光電子増倍管にて電気信号に変換して出
力するようにしたものにおいて、前記シンチレータの互
いの結合面を粗面および／または鏡面とし、これらの結
合面間を空気Ｍを介して光学的に結合したものを具備し
てなるものである。
［作用］
空気層を介して光学的に結合されたシンチレータ間にお
ける光の透過率は、向かい合う２つのシンチレータの面
状態によって異なる。具体的には。
ける光の透過率は、向かい合う２つのシンチレータの面
状態によって異なる。具体的には。
光の透過率は２つの面がともに粗面の場合が最も大きく
、ついで一方の面が粗面で他方の面が鏡面の場合であり
、２つの面がともに鏡面の場合が最も小さい。また、一
方の面が鏡面の場合において。
、ついで一方の面が粗面で他方の面が鏡面の場合であり
、２つの面がともに鏡面の場合が最も小さい。また、一
方の面が鏡面の場合において。
粗面側から鏡面側へ向かう光の透過率がその逆の場合よ
り大きい、従ってこれらの特性を利用してシンチレータ
アレイを構成することによって、ＰＭＴへの光の分配を
任意に制御してシンチレータのｊｔ別時特性得られる。
り大きい、従ってこれらの特性を利用してシンチレータ
アレイを構成することによって、ＰＭＴへの光の分配を
任意に制御してシンチレータのｊｔ別時特性得られる。
またこの構成によるシンチレータアレイでは反射剤等に
よる光の吸収もほとんどなく、シンチレータ内で発生し
た光を効率よ＜Ｉ’Ｍ”ｌ’に導くことができるため、
エネルギー分解能や時間分解能を向上させることができ
る。
よる光の吸収もほとんどなく、シンチレータ内で発生し
た光を効率よ＜Ｉ’Ｍ”ｌ’に導くことができるため、
エネルギー分解能や時間分解能を向上させることができ
る。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
シンチレータで発生する光を複数個のＰＭＴに分配する
のは、シンチレータの互いに接する結合面の面状態（粗
面であるか、鏡面であるかなど）と結合状態（空気層で
あるか、結合剤層であるかなど）を種々変えることによ
り個々のシンチレータで発生した光を、−旦シンチレー
タアレイ内に分配し、つぎに、これに光学的に結合され
たＰＭＴに導くことで行う。
のは、シンチレータの互いに接する結合面の面状態（粗
面であるか、鏡面であるかなど）と結合状態（空気層で
あるか、結合剤層であるかなど）を種々変えることによ
り個々のシンチレータで発生した光を、−旦シンチレー
タアレイ内に分配し、つぎに、これに光学的に結合され
たＰＭＴに導くことで行う。
第３図（ａ）〜（ｆ）のよ゛うに、２つのシンチレータ
（ｌａ） （ｔｂ）間が互いに結合’ＥＬＭ （：Ｉａ
） （３ｂ）をもって光学的に結合されている場合、こ
れらシンチレータ（ｌａ） （ｌｂ）間における光の透
過率は、向かい合う２つのシンチレータ（１ａ）（１ｂ
）の結合面（３ａ）（３ｂ）の状態で異なる。具体的に
は、光の透過率の大きい順に並べると、（ａ）のように
両面（３ａ） （３ｂ）が粗面の場合が最も大きく、つ
ぎに（ｂ）のように一方の而（３ａ）が鏡面で他方の面
（３ｂ）が粗面の場合、最も小さいのは（Ｃ）のように
両面（３ａ） （３ｂ）が鏡面の場合である。ただし、
（ｂ）のような場合において、粗面側から鏡面側に向か
う光（ｍ）の透過率の方が逆の場合（ｎ）よりも大きい
。（ｄ）は鏡面状態で向かい合っている面積（Ｓｌ）と
粗面状態で向い合っている＋ｆｊ積（Ｓ２）を適当な比
に設定して目的の透過率を得る例を示し、（ｅ）は結合
面（３ａ） （３ｂ）をシンチレータ（１）の途中まで
スリットのように切込み、その深さの割合で目的の透過
率を得る例を示している。
（ｌａ） （ｔｂ）間が互いに結合’ＥＬＭ （：Ｉａ
） （３ｂ）をもって光学的に結合されている場合、こ
れらシンチレータ（ｌａ） （ｌｂ）間における光の透
過率は、向かい合う２つのシンチレータ（１ａ）（１ｂ
）の結合面（３ａ）（３ｂ）の状態で異なる。具体的に
は、光の透過率の大きい順に並べると、（ａ）のように
両面（３ａ） （３ｂ）が粗面の場合が最も大きく、つ
ぎに（ｂ）のように一方の而（３ａ）が鏡面で他方の面
（３ｂ）が粗面の場合、最も小さいのは（Ｃ）のように
両面（３ａ） （３ｂ）が鏡面の場合である。ただし、
（ｂ）のような場合において、粗面側から鏡面側に向か
う光（ｍ）の透過率の方が逆の場合（ｎ）よりも大きい
。（ｄ）は鏡面状態で向かい合っている面積（Ｓｌ）と
粗面状態で向い合っている＋ｆｊ積（Ｓ２）を適当な比
に設定して目的の透過率を得る例を示し、（ｅ）は結合
面（３ａ） （３ｂ）をシンチレータ（１）の途中まで
スリットのように切込み、その深さの割合で目的の透過
率を得る例を示している。
以上（ａ）〜（ｅ）は、結合面（３ａ） （３ｂ）間を
空気ＩＶＪとしている。しかし、（ｆ）ではシリコンオ
イル、シリコングリス、水などの光学結合剤（６）を結
合面（：１ａ）（３ｂ）間に塗布または充填した例を示
している。Ａ＋１折率の高い光学結合剤（６）を介７〔
すると。
空気ＩＶＪとしている。しかし、（ｆ）ではシリコンオ
イル、シリコングリス、水などの光学結合剤（６）を結
合面（：１ａ）（３ｂ）間に塗布または充填した例を示
している。Ａ＋１折率の高い光学結合剤（６）を介７〔
すると。
空気層とした場合に比し透過率は増加する。
以上のような特性を利用して構成された本発明のＪＬ体
内実施例を図面に基づき説ｎｌＪする。
内実施例を図面に基づき説ｎｌＪする。
第１図は２個１対のＰ Ｍ Ｔ （２１） （２２）と
１回−形状の６個のシンチレータ（１１）〜（１６）と
にて構成した放射線検出器の例を示している。これらの
シンチレータ（１１） 〜（１６）は結合面（３１ｂ）
（３２ａ）、（３２ｂ）（３３ａ）、 （３３ｂ）（
３４ａ）、（３４ｂ） （３５ａ）、（３５ｂ） （３
６ａ）で互いに光学的に結合しているが、これらのうち
、両側の結合面（３１ｂ） （３２ａ）、（３５ｂ）
（３６ａ）は鏡面同士、中央の結合面（３２ｂ） （３
３ａ）、（３３ｂ） （３４ａ）、（３４ｂ） （３５
ａ）は粗面同士とし、かつ中心の結合面（３３ｂ） （
３４ａ）間だけ光学結合剤（６）を介在し、他は空気層
を介在して光学的に結合したものである。
１回−形状の６個のシンチレータ（１１）〜（１６）と
にて構成した放射線検出器の例を示している。これらの
シンチレータ（１１） 〜（１６）は結合面（３１ｂ）
（３２ａ）、（３２ｂ）（３３ａ）、 （３３ｂ）（
３４ａ）、（３４ｂ） （３５ａ）、（３５ｂ） （３
６ａ）で互いに光学的に結合しているが、これらのうち
、両側の結合面（３１ｂ） （３２ａ）、（３５ｂ）
（３６ａ）は鏡面同士、中央の結合面（３２ｂ） （３
３ａ）、（３３ｂ） （３４ａ）、（３４ｂ） （３５
ａ）は粗面同士とし、かつ中心の結合面（３３ｂ） （
３４ａ）間だけ光学結合剤（６）を介在し、他は空気層
を介在して光学的に結合したものである。
このようにして構成されたシンチレータの弁別特性を測
定した結果、つぎのようなデータが１：）られた、各々
シンチレータ（１１）〜（１６）のγ線を入射し、光を
発生させ、２つのＰ Ｍ Ｔ （２１）（２２）で電気
信号として出力させる。このときの出力をそれぞれＰ４
、Ｐ２として、 １ １００ Ｐ１＋Ｐ２ という値で算出する。すると、シンチレータ（１１）（
１２） （１３） （１４） （１５） （１６）の出
力はそれぞれ８９．７６．６１．３７，２０．１１とな
った。このことから、Ｐ Ｍ Ｔ （２１） （２２）
で６個のシンチレータを充分に弁別できることがわかる
。
定した結果、つぎのようなデータが１：）られた、各々
シンチレータ（１１）〜（１６）のγ線を入射し、光を
発生させ、２つのＰ Ｍ Ｔ （２１）（２２）で電気
信号として出力させる。このときの出力をそれぞれＰ４
、Ｐ２として、 １ １００ Ｐ１＋Ｐ２ という値で算出する。すると、シンチレータ（１１）（
１２） （１３） （１４） （１５） （１６）の出
力はそれぞれ８９．７６．６１．３７，２０．１１とな
った。このことから、Ｐ Ｍ Ｔ （２１） （２２）
で６個のシンチレータを充分に弁別できることがわかる
。
第２図は本発明の他の実施例を示すもので、４稠のＰ
Ｍ Ｔ （２１） （２２） （２３） （２４）を用
いて２次元的に拡張したものである。すなわち、第１図
と同一方向の結合面（３１ｂ）（３２ａ）、 （３２ｂ
）（３３ａ）、 （３３ｂ）（３４ａ）。
Ｍ Ｔ （２１） （２２） （２３） （２４）を用
いて２次元的に拡張したものである。すなわち、第１図
と同一方向の結合面（３１ｂ）（３２ａ）、 （３２ｂ
）（３３ａ）、 （３３ｂ）（３４ａ）。
（３４ｂ） （３５ａ）、（３５ｂ） （３６ａ）を同
一構成とし、かつこれらをＸ軸方向とした場合、これら
の結合面と直交するｙ軸方向にも結合面（７１ｂ） （
７２ａ）、（７２ｂ） （７３ａ）、（７３ｂ） （７
４ａ）を形成し、中心の結合面（７２ｂ） （７３ａ）
は両方とも粗面とし、かつ結合削屑（６）を塗布または
充填し１両側の結合面（７１ｂ）（７２ａ）、 （７：
１ｂ）（７４ａ）はそれぞれ外側を鏡面、内側を粗面と
し、かつ空気Ｊｔｑとしたものである。このような構成
とすることにより、４つのＩ）ＭＴ（２１）〜（２４）
により２４個のシンチレータの弁別ができる。
一構成とし、かつこれらをＸ軸方向とした場合、これら
の結合面と直交するｙ軸方向にも結合面（７１ｂ） （
７２ａ）、（７２ｂ） （７３ａ）、（７３ｂ） （７
４ａ）を形成し、中心の結合面（７２ｂ） （７３ａ）
は両方とも粗面とし、かつ結合削屑（６）を塗布または
充填し１両側の結合面（７１ｂ）（７２ａ）、 （７：
１ｂ）（７４ａ）はそれぞれ外側を鏡面、内側を粗面と
し、かつ空気Ｊｔｑとしたものである。このような構成
とすることにより、４つのＩ）ＭＴ（２１）〜（２４）
により２４個のシンチレータの弁別ができる。
以」―の実施例では、第３１司（ａ）（ｂ）（ｃ）およ
び（ｆ）の組合せとしたが、さらに、（ｄ）および（ｅ
）を加えて組合せたもの、さらに、粗面の粗さを変化さ
せたもの、屈折率の異なる光学結合剤を使用したもの、
結合面の一部にのみ光学結合剤を塗布または充填し、他
は空気層としたものなどとの組合せによってシンチレー
タをさらに細分化することができる。
び（ｆ）の組合せとしたが、さらに、（ｄ）および（ｅ
）を加えて組合せたもの、さらに、粗面の粗さを変化さ
せたもの、屈折率の異なる光学結合剤を使用したもの、
結合面の一部にのみ光学結合剤を塗布または充填し、他
は空気層としたものなどとの組合せによってシンチレー
タをさらに細分化することができる。
［発明の効果］
本発明は上述のように構成したので、シンチレータで発
生した光の吸収を効率よく利用でき、放射線検出器のエ
ネルギー分解能、時間分解能、位置弁別特性が良好とな
る。また１反射剤Ｍがないのでシンチレータをち密に配
列することができ、不感領域をほとんどなくすことがで
きるので検出効率が向上する。さらに、シンチレータア
レイを特別な構造とする必要が無いため、製作が極めて
容易であるなどの効果を有する。
生した光の吸収を効率よく利用でき、放射線検出器のエ
ネルギー分解能、時間分解能、位置弁別特性が良好とな
る。また１反射剤Ｍがないのでシンチレータをち密に配
列することができ、不感領域をほとんどなくすことがで
きるので検出効率が向上する。さらに、シンチレータア
レイを特別な構造とする必要が無いため、製作が極めて
容易であるなどの効果を有する。
第１図は本発明による放射線検出器の第１実施例を示す
斜視図、第２図は本発明の第２実施例を示す斜視図、第
３図（ａ）〜（ｆ）は結合面の異なる例の説明図、第４
図、第５図および第６１！！ｌはそれぞれ従来例の異な
る例を示す斜視図である。 （１） ・・・シンチレータアレイ、（ｌａ） （ｌｂ
）、（１１）〜（１４）、（１，、）〜（１□）、 （
１１）〜（１６）、（１１□１）〜（１１４、）・・・
シンチレータ、（２□）（２□）、（２１）〜（２４）
・・・ＰＭＴ、（３ａ）（３ｂ）、 （３，）〜（３
，）、（３１ｂ） 〜（３６ａ）、（７１ｂ）〜（７４
ａ）・・・結合面、（４）・・・スリット、（５）・・
・ライトガイド、（６）・・・光学結合剤。
斜視図、第２図は本発明の第２実施例を示す斜視図、第
３図（ａ）〜（ｆ）は結合面の異なる例の説明図、第４
図、第５図および第６１！！ｌはそれぞれ従来例の異な
る例を示す斜視図である。 （１） ・・・シンチレータアレイ、（ｌａ） （ｌｂ
）、（１１）〜（１４）、（１，、）〜（１□）、 （
１１）〜（１６）、（１１□１）〜（１１４、）・・・
シンチレータ、（２□）（２□）、（２１）〜（２４）
・・・ＰＭＴ、（３ａ）（３ｂ）、 （３，）〜（３
，）、（３１ｂ） 〜（３６ａ）、（７１ｂ）〜（７４
ａ）・・・結合面、（４）・・・スリット、（５）・・
・ライトガイド、（６）・・・光学結合剤。
Claims (2)
- （１）複数個のシンチレータを互いに結合したシンチレ
ータアレイで得られた光信号を、このシンチレータアレ
イに隣接した光電子増倍管にて電気信号に変換して出力
するようにしたものにおいて、前記シンチレータの互い
の結合面を粗面および／または鏡面とし、これらの結合
面間を空気層を介して光学的に結合したものを具備して
なることを特徴とする放射線検出器 - （２）結合面間が空気と異なる屈折率の光学結合剤とし
たもの、粗面の粗さを変化させたもの、同一結合面に粗
面と鏡面を適当な面積比で組合せたもの、同一結合面に
空気と光学結合剤を適当な面積比で組合せたものの少な
くとも１つを組合せてなる請求項（１）記載の放射線検
出器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1325293A JPH0627847B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 放射線検出器 |
| US07/624,956 US5091650A (en) | 1989-12-15 | 1990-12-10 | Radiation detector using scintillator array |
| EP90313501A EP0437051B1 (en) | 1989-12-15 | 1990-12-12 | A radiation detector including a scintillator array |
| DE69019497T DE69019497T2 (de) | 1989-12-15 | 1990-12-12 | Strahlungsdetektor mit Szintillationsmatrix. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1325293A JPH0627847B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 放射線検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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