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放射線位置検出器 UPDATE コモンズ

国内特許コード P130008869
整理番号 NU-0489
掲載日 2013年3月29日
出願番号 特願2012-220063
公開番号 特開2014-071088
登録番号 特許第6057207号
出願日 平成24年10月2日(2012.10.2)
公開日 平成26年4月21日(2014.4.21)
登録日 平成28年12月16日(2016.12.16)
発明者
  • 山本 誠一
出願人
  • 国立大学法人名古屋大学
発明の名称 放射線位置検出器 UPDATE コモンズ
発明の概要 【課題】シンチレータブロックのリング状配置における位置有感型光センサーのサイズに起因する角数の制約を緩和して、小さい被検体のイメージングに用いる高分解能の放射線検出器を提供する。
【解決手段】シンチレータブロックと光センサーを光学的に結合した構造の放射線位置検出器において、シンチレータブロックと光センサーとの間に傾斜面を有するライトガイド設け、シンチレータブロック毎に光センサーを結合するのではなく、隣接する複数のシンチレータブロックに1個の光センサーを結合させる。ライトガイドは、シンチレータブロックを構成するシンチレータの長手方向を傾斜面の垂線方向とし、光センサーの受光面の垂線方向をガイド方向とし、シンチレータブロックとの接合面を傾斜面とする。そして、光センサーの配置の角数の2倍以上の角数をシンチレータブロックの配置の角数とする検出器リングを構成する。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要



放射性同位体を被検体に投与し、体内の放射性同位体の分布を測定して画像表示するPET装置が知られている。放射性同位体には、崩壊するときにポジトロン(陽電子)を放出する性質を有するポジトロン核種がある。ポジトロン核種は、人工的に製造される核種で、PET装置では炭素11C、窒素13N、酸素15O、フッ素18Fなどが用いられることが多い。ポジトロンは放出されるとすぐに電子と衝突して消滅するが、同時に、2本の消滅ガンマ線(511keV)を正反対方向に放射する。





PET装置は、生体に投与したポジトロン放出核種からの消滅ガンマ線を検出し断層画像を作成する装置であり、医学生理学的に重要な種々の機能画像を得ることができることから、研究用途に用いられると共に臨床的にも広く使用されている。

ここで、PET装置を小動物のイメージングに用いる場合、被検体が小さいために高分解能が要求される。PET装置の分解能を向上するために、小さなピクセルで構成されたシンチレータブロックを位置有感型光電子増倍管(PSPMT)やシリコンフォトマルアレー(Si-PMアレー)などの位置有感型光センサーに光学結合し、光センサーの出力信号を重心演算することにより高分解能を得る試みが行われている。

しかし、位置有感型光センサーのサイズが比較的大きいことから、リング状にシンチレータブロックを配置した場合に、6角形や8角形など角数の小さなリング形状に配置せざるを得ない場合が多い。





一方、従来からライトガイドの配置を工夫して、大面積の位置識別型測定に対応可能な放射線検出器が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2を参照。)。

産業上の利用分野



本発明は、ポジトロン放射型断層撮像装置(Positron Emission Tomography: PET装置)に用いるシンチレーション検出器に関し、特にPET装置において、高分解能を必要とする放射線検出器に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
シンチレータブロックと光センサーを光学的に結合した構造の放射線位置検出器において、
1)シンチレータブロックと光センサーとの間に傾斜面を有するライトガイド設け、前記ライトガイドは、シンチレータブロックを構成するシンチレータの長手方向を傾斜面の垂線方向とし、光センサーの受光面の垂線方向をガイド方向とし、シンチレータブロックとの接合面を傾斜面とし、前記ライトガイドと光センサーとの間に、スリットを有するスリット型ライトガイドを設け、該スリットにより前記ライトガイドから出射する光を光センサーの中央部に寄せ、
或は、
2)シンチレータブロックが光の出る部分を斜めにカットされて傾斜面を有し、シンチレータブロックの前記傾斜面と光センサーの受光面とが並行であり、隣接する複数のシンチレータブロックと光センサーとの間に、スリットを有するスリット型ライトガイドを設け、該スリットによりシンチレータブロックから出射する光を光センサーの中央部に寄せ、
シンチレータブロック毎に光センサーを結合するのではなく、隣接する複数のシンチレータブロックに1個の光センサーを結合させたことを特徴とする放射線位置検出器。

【請求項2】
光センサーの配置の角数の2倍以上の角数をシンチレータブロックの配置の角数とする検出器リングを構成することを特徴とする請求項1に記載の放射線位置検出器。

【請求項3】
前記ライトガイドが複数のライトガイドを束ねた構造である、請求項1又は2に記載の放射線位置検出器。

【請求項4】
前記ライトガイドが複数の光ファイバーを束ねた構造である、請求項1又は2に記載の放射線位置検出器。

【請求項5】
前記ライトガイドと前記シンチレータブロックが一体形成された構造である、請求項1又は2に記載の放射線位置検出器。

【請求項6】
前記シンチレータブロックは、発光減衰時間の異なる少なくとも2層の多層構造であり、
前記光センサーの出力信号の波形から各層の信号波形を弁別することを特徴とする請求項1~のいずれかに記載の放射線位置検出器。

【請求項7】
前記シンチレータブロックは、同一特性のシンチレータブロックから成る2層構造であり、各層のシンチレータブロックを構成するそれぞれのシンチレータの中心位置を、相対的に径の略1/2だけシフトさせて配置し、前記光センサーの出力信号から各層の信号を位置演算により弁別することを特徴とする請求項1~のいずれかに記載の放射線位置検出器。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012220063thum.jpg
出願権利状態 登録
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