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放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法

国内特許コード P07A010024
整理番号 NIRS-88
掲載日 2007年6月1日
出願番号 特願平09-306220
公開番号 特開平11-142524
登録番号 特許第3697340号
出願日 平成9年11月7日(1997.11.7)
公開日 平成11年5月28日(1999.5.28)
登録日 平成17年7月8日(2005.7.8)
発明者
  • 村山 秀雄
  • 石橋 浩之
  • 山下 貴司
  • 内田 博
  • 大村 知秀
出願人
  • 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
  • 浜松ホトニクス株式会社
  • 株式会社オキサイド
発明の名称 放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法
発明の概要 【課題】発光したシンチレータセルを容易に特定することができ、しかも、発光したシンチレータセルの位置を視覚的に確認できる放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法を提供する。
【解決手段】積み上げられた複数のシンチレータセル301~316と、いずれかのシンチレータセルに受光素子とを有する放射線入射位置3次元検出器の発光したシンチレータセルを特定する方法であって、複数のシンチレータセル301~316と1対1に対応する複数の領域を、予め定めておいた所定の2次元座標上に重ならないように表示する第1のステップと、前記受光素子の出力を示す点(x、y)を前記所定の2次元座標上に表示する第2のステップと、前記2次元座標上での前記出力を示す点と前記領域との位置関係を調べ、前記点(x、y)が含まれる領域に対応するシンチレータセル312を、発光したシンチレータセルとして特定する第3のステップとを有する。
従来技術、競合技術の概要



陽電子放出断層装置(PET装置)は、陽電子を放出する放射性アイソトープで標識した化合物を予め注入された被検体から放射される放射線を、被検体の外部から検出する装置である。検出結果から放射性アイソトープの被検体内における位置および濃度を示す断層画像を生成し、表示する。ユーザは、この画像を見ることにより、放射性アイソトープで標識された化合物が、被検体内でどこにどれくらいの濃度で存在するかを知ることができる。これを利用して、例えば被検体内の生理的活性の高い場所および濃度を測定することができる。





このようなPET装置は、図5のように、被検体501から放射される放射線を検出するために、被検体501を取り囲むように円筒形に配置された放射線検出器506を用いる。検出器506は、例えばBi4Ge312結晶等のように、放射線の入射により発光する構成のシンチレータ502と、シンチレータ502の発した光を受光する受光素子503とにより構成される。シンチレータ502は、図5、図6のように円筒形に配置され、各シンチレータ502間には、反射膜が配置され、発光した光が隣接するシンチレータ502に入射するのを防止している。被検体501からの放射線は、互いに逆向きに2光子ずつ同時に放射される性質があるため、受光素子503によりシンチレーション発光が同時に計測された2つのシンチレータを特定することにより、2つのシンチレータを結ぶ線上に、放射線を発する部位511や部位512があることを知ることができる。演算装置504は、同時に発光が計測されたシンチレータの位置データをメモリに記録していき、これらの収集されたデータから数学的手法を用いて、検出器506内の空間内の部位511や部位512の位置を特定し、これを表示装置505に表示させる。





ところが、被検体501の放射線を発する部位が、部位511のように、検出器506(リング)内の空間(視野)の中心に位置する場合には、放射線がシンチレータ502の厚さ方向(以下、深さ方向ともいう)に入射するが、部位512のように、円筒形の中心からずれた位置にあり、かつ図6のような方向に放射線が放出された場合には、放射線が複数のシンチレータ502を斜めに横切ることになる。このように放射線が複数のシンチレータ502を横切った場合、どのシンチレータ502が発光するかは確率によって定まる。したがって、同じ事象が起こった場合(部位512から同じ方向に放射線が放出された場合)でも同じシンチレータ502の対がいつも発光するとは限らず、発光したシンチレータ502を結ぶ線が複数存在することとなり、これらのデータを用いて算出された放射線発生部位はぼけてしまうこととなる。このような原因から、一般的なPET装置は、視野周辺に向かうにしたがって多少ぼけてしまう。(軸方向の解像度が劣化する。)この解像度の劣化を避けるためにシンチレータ502を薄くしてしまうと、放射線がシンチレータ502によって捕らえられる確率が減り、検出器506の感度の劣化を招くという問題が生じる。





特公平5-75990号公報では、複数のシンチレータを少しずつずらしながら多層に積み重ねた積層体に、光位置検出器を取り付け、光位置検出器の受光位置によってシンチレータ積層体の深さ方向の発光位置を検出する構成が開示されている。





また、特開昭63-47686号公報には、シンチレータを複数のシンチレータセルに分け、複数のセルを、セルとは屈折率の異なる透明板をはさみながら複数段積み上げた構成にすることにより、受光素子まで到達する光の透過率が、複数のシンチレータセルごとに異なるようにし、受光量の大きさから発光部位がどのセルかを特定することが提案されている。

産業上の利用分野



本発明は、シンチレーション放射線検出器に関し、特に、陽電子放出断層装置(PET:Positoron Emission Tomography装置)の検出器として用いるのに適した放射線三次元位置検出器に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
各段に2行×2列に4個配置されて、多段に積み上げられた複数のシンチレータセルと、前記積み上げられた複数のシンチレータセルのいずれかに接続された受光素子とを有する放射線入射位置3次元検出器の発光したシンチレータセルを特定する方法であって、
前記複数のシンチレータセルと1対1に対応する複数の領域を、予め定めておいた所定の2次元座標上に重ならないように表示する第1のステップと、
前記受光素子の出力を示す点を前記所定の2次元座標上に表示する第2のステップと、
前記2次元座標上での前記出力を示す点と前記領域との位置関係を調べ、前記出力を示す点が含まれる領域に対応する前記シンチレータセルを、発光したシンチレータセルとして特定する第3のステップとを有することを特徴とする放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法。

【請求項2】
請求項1に記載の放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法において、前記第1のステップは、前記複数のシンチレータセルのうち上下に連なるシンチレータセルに対応する領域が、ある点を中心として放射状に連なるように表示するステップであることを特徴とする放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法。

【請求項3】
請求項2に記載の放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法において、前記シンチレータセルの最下段の4つのシンチレータセルには、受光素子が接続されていることを特徴とする放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法。

【請求項4】
請求項2または3に記載の放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法において、前記放射状に連なる領域は、前記ある点に最も近い領域が、最上段の前記シンチレータセルに対応し、前記ある点から最も遠い領域が、最下段のシンチレータセルに対応していることを特徴とする放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法。

【請求項5】
請求項3に記載の放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法において、前記複数のシンチレータセル内には、前記受光素子同士を相互に接続する光の経路が形成されており、
前記受光素子による前記最下段の4つのシンチレータセルからの出力をそれぞれA,B,C,Dとし、
x=((A+B)-(C+D))/(A+B+C+D)
y=((A+C)-(B+D))/(A+B+C+D)
とした場合に、
前記2次元座標は、前記xおよびyを2軸とする2次元座標であり、
前記第2のステップは、前記4つの受光素子の出力から前記xおよびyをそれぞれ求め、前記点の座標として、座標(x,y)を表示することを特徴とする放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法。

【請求項6】
請求項5に記載の放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法において、前記A+B+C+Dを検出した放射線のエネルギーの大きさとして表示することを特徴とする放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法。

【請求項7】
請求項1に記載の放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法において、前記放射線入射位置3次元検出器は、前記受光素子が出力した時刻を検出する計時手段を有し、
前記計時手段の検出時刻を表示することを特徴とする放射線入射位置3次元検出器の発光位置特定方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP1997306220thum.jpg
出願権利状態 登録
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