JP2009156740A - Radiation detection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シンチレータ及びシンチレータを用いた放射線検出装置に関し、特にエネルギの異なる放射線の分離（弁別）を容易にするシンチレータに関するものである。 The present invention relates to a scintillator and a radiation detection apparatus using the scintillator, and more particularly to a scintillator that facilitates separation (discrimination) of radiations having different energies.
従来、放射線検出装置としては、特許文献１に示すように、円柱形のシンチレータを用いたものがある。このものは、上端面を放射線入射面とし、その下端面を光射出面として、その下端面に光電子増倍管等の光検出部を設けている。このような構成により、放射線のエネルギの弁別及び放射線の計数を行うようにしている。 Conventionally, as a radiation detection apparatus, as shown in Patent Document 1, there is an apparatus using a cylindrical scintillator. In this device, the upper end surface is a radiation incident surface, the lower end surface is a light exit surface, and a light detection unit such as a photomultiplier tube is provided on the lower end surface. With such a configuration, radiation energy discrimination and radiation counting are performed.
また、このような放射線検出装置において、エネルギ分解能を改善するため、特許文献２に示すように、シンチレータ素子を光反射膜を介して複数積層した多層型シンチレータが考えられている。具体的にこのものは、各シンチレータ素子において得られる発光に基づく光（シンチレーション光）を、当該シンチレータ素子における端部断面部に設けた光電子増倍管（光検出部）により検出し、各シンチレータ素子からの光を検出することにより、放射線のエネルギ弁別と放射線の計数を高感度および高精度に行うことができる。 In order to improve energy resolution in such a radiation detection apparatus, as shown in Patent Document 2, a multilayer scintillator in which a plurality of scintillator elements are stacked via a light reflecting film is considered. Specifically, in this device, light (scintillation light) based on light emission obtained in each scintillator element is detected by a photomultiplier tube (photodetection unit) provided in an end cross section of the scintillator element, and each scintillator element By detecting the light from, the energy discrimination of radiation and the counting of radiation can be performed with high sensitivity and high accuracy.
しかしながら、シンチレータ素子を光反射膜を介して複数積層するものであり、構成が複雑になってしまう上に、装置が大型化してしまうという問題がある。また、光反射膜により放射線が減衰してしまい、エネルギ弁別に誤差が生じてしまうという問題もある。また、測定エネルギ範囲を広げ、又分解能を高めるためには、シンチレータ素子の枚数を増やす必要もあり、それに合わせて光検出器の個数も多くする必要がある。
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、簡単な構成でありながら放射線のエネルギ分解能を向上させることをその主たる所期課題とするものである。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems all at once, and its main intended task is to improve the energy resolution of radiation while having a simple configuration.
すなわち本発明に係るシンチレータは、放射線を光に変換するシンチレータであって、放射線が入射する放射線入射面と、当該放射線入射面に直交して設けられ、前記放射線により生じた光を射出する光射出面と、前記放射線入射面及び前記光射出面を繋ぎ、前記放射線入射面の反光射出面側から光射出面側に向かうに従って、連続的又は段階的に、入射方向における放射線入射面からの距離が大きくなるように形成された傾斜面とからなる側面視において概略直角三角形状をなすことを特徴とする。 That is, the scintillator according to the present invention is a scintillator that converts radiation into light, and is provided with a radiation incident surface on which the radiation is incident, and a light emission that is orthogonal to the radiation incident surface and emits the light generated by the radiation. The distance from the radiation incident surface in the incident direction is continuously or stepwise as the surface is connected to the radiation incident surface and the light exit surface and from the light exit surface side to the light exit surface side of the radiation entrance surface. It is characterized by forming a substantially right triangle shape in a side view composed of an inclined surface formed to be large.
また、本発明に係る放射線検出装置は、放射線を光に変換するシンチレータと、該シンチレータにより変換された光を検出する光検出部と、該光検出部からの検出信号を受信して、エネルギ量や計数値等の放射線量を算出する演算装置と、を備え、前記シンチレータが、放射線が入射する放射線入射面と、該放射線入射面に直交して設けられ、前記放射線により生じた光を射出する光射出面と、前記放射線入射面及び前記光射出面を繋ぎ、前記放射線入射面の反光射出面側から光射出面側に向かうに従って、連続的又は段階的に、入射方向における放射線入射面からの距離が大きくなるように形成された傾斜面とからなる側面視において概略直角三角形状をなすものであることを特徴とする。 The radiation detection apparatus according to the present invention receives a scintillator that converts radiation into light, a light detection unit that detects light converted by the scintillator, a detection signal from the light detection unit, and an energy amount And an arithmetic unit that calculates a radiation amount such as a count value, and the scintillator is provided with a radiation incident surface on which the radiation is incident, and orthogonal to the radiation incident surface, and emits light generated by the radiation The light exit surface is connected to the radiation entrance surface and the light exit surface, and continuously or stepwise from the radiation entrance surface in the entrance direction as it goes from the light exit surface side to the light exit surface side of the radiation entrance surface. It is characterized by having a substantially right triangle shape in a side view composed of an inclined surface formed so as to have a large distance.
このようなものであれば、放射線はそのエネルギによりシンチレータ内の到達する距離が比例することから、放射線の入射位置に応じて、シンチレータ内で光に変換される放射線とシンチレータを通過する放射線とに分離することができる。したがって、シンチレータを多層にする必要がなく、概略直角三角形状という極めて簡単な形状を成すシンチレータにより、エネルギ分解能を向上させることができ、放射線を高感度及び高精度に検出することができる。 In such a case, since the distance that the radiation reaches in the scintillator is proportional to the energy, radiation that is converted into light in the scintillator and radiation that passes through the scintillator according to the incident position of the radiation. Can be separated. Therefore, the scintillator does not need to be multi-layered, and the energy resolution can be improved and the radiation can be detected with high sensitivity and high accuracy by the scintillator having a very simple shape of a substantially right triangle.
また、外部から光が入射して測定誤差となることを防ぐとともに、シンチレータ内で生じた光（シンチレーション光）を効率よく光射出面に導くためには、前記放射線入射面及び前記傾斜面に光反射処理及び遮光処理が施されていることが望ましく、さらに、上記効果を顕著にするためには、前記放射線入射面、前記傾斜面及び概略直角三角形を形成する面、即ち光射出面を除く他の面に光反射処理及び遮光処理が施されていることが望ましい。 Further, in order to prevent light from being incident from the outside and causing a measurement error, and to efficiently guide the light (scintillation light) generated in the scintillator to the light exit surface, the light is incident on the radiation incident surface and the inclined surface. It is desirable that a reflection process and a light-shielding process are performed. Further, in order to make the above-described effect remarkable, except for the radiation incident surface, the inclined surface, and the surface that forms a substantially right triangle, that is, the light exit surface is excluded. It is desirable that the surface is subjected to a light reflection process and a light shielding process.
エネルギ分解能を一層向上させるためには、前記光検出部が、光射出面において放射線入射方向に沿って設けられた複数の光検出器から構成されていることが望ましい。 In order to further improve the energy resolution, it is desirable that the light detection unit is composed of a plurality of light detectors provided along the radiation incident direction on the light exit surface.
放射線のエネルギを一層正確に検出するためには、前記放射線入射面の前方に設けられたコリメータをさらに備え、前記演算装置が、前記コリメータにより放射線入射面に入射する放射線の入射位置を移動させる毎に得られる検出信号に基づいて、放射線量を算出するものであることが望ましい。 In order to detect the energy of radiation more accurately, it further includes a collimator provided in front of the radiation incident surface, and the arithmetic unit moves the incident position of the radiation incident on the radiation incident surface by the collimator. It is desirable that the radiation dose be calculated based on the detection signal obtained in (1).
本発明の放射線検出装置を用いて、被検体の二次元画像を生成することができるようにするためには、前記放射線入射面に放射線を照射する放射線源をさらに備え、前記シンチレータをその放射線入射面及び光射出面がそれぞれ同じ向きとなるように複数枚重ね合わせてシンチレータユニットを構成し、前記演算装置が、前記シンチレータユニットと放射線源との間に被検体を相対移動させた際に各シンチレータから得られる検出信号に基づいて、前記被検体の二次元画像を生成するものであることが望ましい。 In order to be able to generate a two-dimensional image of a subject using the radiation detection apparatus of the present invention, the radiation detection apparatus further includes a radiation source that irradiates the radiation incident surface, and the scintillator includes the radiation incident A scintillator unit is configured by stacking a plurality of sheets so that the surface and the light exit surface are in the same direction, and each scintillator is moved when the arithmetic unit relatively moves the subject between the scintillator unit and the radiation source. It is desirable to generate a two-dimensional image of the subject based on the detection signal obtained from the above.
このように構成した本発明によれば、簡単な構成でありながら放射線のエネルギ分解能を向上させることができる。 According to the present invention configured as described above, the energy resolution of radiation can be improved with a simple configuration.
＜第１実施形態＞ <First Embodiment>
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図１は本実施形態に係る放射線検出装置１の構成を模式的に示す側面図、図２はシンチレータ２の斜視図、図３は異なるエネルギの放射線の分離を示す模式図である。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a side view schematically showing the configuration of the radiation detection apparatus 1 according to the present embodiment, FIG. 2 is a perspective view of the scintillator 2, and FIG. 3 is a schematic view showing separation of radiations having different energies.
本実施形態に係る放射線検出装置１は、図１に示すように、シンチレータ２と、シンチレータ２に入射する放射線Ｒの入射位置を変更するコリメータ３と、シンチレータ２内で生じた光（シンチレーション光）を検出する光検出部４と、当該光検出部４からの検出信号を受信して、放射線Ｒの計数をする演算装置５とを備えている。 As shown in FIG. 1, the radiation detection apparatus 1 according to the present embodiment includes a scintillator 2, a collimator 3 that changes the incident position of the radiation R incident on the scintillator 2, and light generated in the scintillator 2 (scintillation light). And a calculation device 5 that receives a detection signal from the light detection unit 4 and counts the radiation R.
以下、各部２〜５について説明する。 Hereinafter, each part 2-5 is demonstrated.
シンチレータ２は、Ｘ線が入射すると蛍光（シンチレーション光）を発するＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータであり、図１に示すように、側面視において概略直角三角形状を成す平板状のものである。 The scintillator 2 is a NaI (Tl) scintillator that emits fluorescence (scintillation light) when X-rays enter, and as shown in FIG. 1, is a flat plate that forms a substantially right triangle.
そして、シンチレータ２は、放射線ＲであるＸ線が入射する放射線入射面２０１と、当該放射線入射面２０１に直交して設けられ、放射線Ｒにより生じた光を射出する光射出面２０２と、放射線入射面２０１及び光射出面２０２を繋ぎ、放射線入射面２０１の光射出面２０２側から光射出面２０２側（つまりＸ方向）に向かうに従って連続的に入射方向（つまりＺ方向）における放射線入射面２０１からの距離が大きくなるように形成された傾斜面２０３とを備えている。 The scintillator 2 includes a radiation incident surface 201 on which X-rays that are radiation R are incident, a light exit surface 202 that is orthogonal to the radiation incident surface 201 and emits light generated by the radiation R, and a radiation incident From the radiation incident surface 201 in the incident direction (that is, the Z direction) continuously as the surface 201 and the light emitting surface 202 are connected and from the light emitting surface 202 side of the radiation incident surface 201 toward the light emitting surface 202 side (that is, the X direction). And an inclined surface 203 formed to increase the distance.
放射線入射面２０１、光射出面２０２及び傾斜面２０３は、図２に示すように、矩形状を成す平面である。 As shown in FIG. 2, the radiation incident surface 201, the light exit surface 202, and the inclined surface 203 are flat surfaces that form a rectangular shape.
また、放射線入射面２０１、傾斜面２０３及び直角三角形の側面２０４、２０５は、外部からの光がシンチレータ２内に入射して、光検出部４により検出されないようにするため遮光処理が施されている。遮光処理としては、放射線入射面２０１及び傾斜面２０３に遮光膜を形成することもできるし、また、放射線入射面２０１及び傾斜面２０３に遮光部材を設けるようにしても良い。一方、上記遮光処理は、シンチレータ２内で発光したシンチレーション光が反射し、光検出部４へ導かれるように反射機能を兼ねても良い。 The radiation incident surface 201, the inclined surface 203, and the right side surfaces 204 and 205 are subjected to a light shielding process so that light from the outside is incident on the scintillator 2 and is not detected by the light detection unit 4. Yes. As the light shielding process, a light shielding film can be formed on the radiation incident surface 201 and the inclined surface 203, or a light shielding member may be provided on the radiation incident surface 201 and the inclined surface 203. On the other hand, the shading process may also serve as a reflection function so that scintillation light emitted in the scintillator 2 is reflected and guided to the light detection unit 4.
一方、光射出面２０２は、透明性を確保するために、表面ポリッシング処理が施されている。表面ポリッシング処理としては、例えば、磁化したスラリーをマグネットで引きつけながら研磨する方法、バフ研磨、又は化学エッチング処理などが考えられる。 On the other hand, the light exit surface 202 is subjected to a surface polishing process in order to ensure transparency. As the surface polishing treatment, for example, a method of polishing magnetized slurry while attracting it with a magnet, buff polishing, chemical etching treatment, or the like can be considered.
コリメータ３は、図示しない放射線源とシンチレータ２との間、つまり、シンチレータ２の放射線入射面２０１の前方（Ｚ方向上方）に設けられて、放射線Ｒの入射位置を変更するものである。例えば、後述する演算装置５により、放射線Ｒの入射位置が、反光射出面２０２側から光射出面２０２側（Ｘ方向）に移動するように制御される。 The collimator 3 is provided between a radiation source (not shown) and the scintillator 2, that is, in front of the radiation incident surface 201 of the scintillator 2 (upward in the Z direction), and changes the incident position of the radiation R. For example, the calculation device 5 to be described later controls the incident position of the radiation R to move from the reflected light exit surface 202 side to the light exit surface 202 side (X direction).
光検出部４は、シンチレータ２の光射出面２０２に対向して接触して設けられている。具体的には、光射出面２０２において、放射線入射方向（光射出面２０２の長手方向、Ｚ方向）に沿って設けられた複数の光検出素子を有するアレイ型光検出器である。この光検出器４の検出信号は、マルチチャンネルアナライザ等の信号処理器（図示しない）を介して演算装置５に出力される。 The light detection unit 4 is provided so as to face and contact the light emission surface 202 of the scintillator 2. Specifically, it is an array-type photodetector having a plurality of photodetecting elements provided along the radiation incident direction (longitudinal direction of the light emitting surface 202, Z direction) on the light emitting surface 202. The detection signal of the photodetector 4 is output to the arithmetic unit 5 via a signal processor (not shown) such as a multichannel analyzer.
演算装置５は、コリメータ３の制御を行うとともに、光検出器４からの検出信号を受信して、放射線Ｒのエネルギ量の算出及び放射線Ｒの計数を行うものである。その機器構成は、図示しないＣＰＵ、メモリ、入出力インタフェース、ＡＤ変換器等からなる汎用又は専用のコンピュータであり、前記メモリの所定領域に格納してあるプログラムに基づいてＣＰＵやその周辺機器等が作動する。 The arithmetic unit 5 controls the collimator 3, receives a detection signal from the photodetector 4, calculates the amount of radiation R, and counts the radiation R. The device configuration is a general-purpose or dedicated computer comprising a CPU, memory, input / output interface, AD converter, etc. (not shown), and the CPU and its peripheral devices are based on a program stored in a predetermined area of the memory. Operate.
なお、ＣＰＵを用いず、アナログ回路のみで前記各部としての機能を果たすように構成してもよいし、その一部の機能を外部のパソコン等と兼用するなど、物理的に一体である必要はなく、有線乃至無線によって互いに接続された複数の機器からなるものであってもよい。 It should be noted that it may be configured so as to fulfill the functions of the respective units only with an analog circuit without using a CPU, or a part of the functions may be shared with an external personal computer or the like. Alternatively, it may be composed of a plurality of devices connected to each other by wire or wireless.
次にこのように構成した放射線検出装置１の動作について演算装置５の機能と併せて説明する。 Next, the operation of the radiation detection apparatus 1 configured as described above will be described together with the function of the arithmetic unit 5.
演算装置５は、放射線Ｒが、放射線入射面２０１の反光射出面２０２側から光射出面２０２側（Ｘ方向）に移動しながら入射するように、コリメータ３を制御する。このとき、図３に示すように、入射位置（Ａ）の場合は、エネルギの小さい放射線Ｒａは、シンチレータ２内で捕捉される。一方、エネルギの大きい放射線Ｒｂは、シンチレータ２内に捕捉されることなく、シンチレータ２を通過して傾斜面２０３から外部に通過する。これにより、エネルギの小さい放射線Ｒａが効率よく検出される。つまり、傾斜面２０３によって、エネルギの大きい放射線Ｒｂとエネルギの小さい放射線Ｒａとが分離（弁別）される。 The arithmetic device 5 controls the collimator 3 so that the radiation R is incident on the radiation incident surface 201 while moving from the side opposite to the light exit surface 202 to the light exit surface 202 (X direction). At this time, as shown in FIG. 3, in the incident position (A), the radiation Ra having a small energy is captured in the scintillator 2. On the other hand, the radiation Rb having a large energy passes through the scintillator 2 and passes through the inclined surface 203 to the outside without being captured in the scintillator 2. Thereby, radiation Ra with small energy is detected efficiently. That is, the inclined surface 203 separates (discriminates) the high-energy radiation Rb and the low-energy radiation Ra.
また、入射位置（Ｂ）の場合は、エネルギの小さい放射線Ｒａ及びエネルギの大きい放射線Ｒｂの両方がシンチレータ２に捕捉され、それぞれその放射線Ｒａ、Ｒｂに基づく光が発生する。このとき、光検出器４は、それら両方の光を検出して、その検出信号を演算装置５に出力する。 In the case of the incident position (B), both the low-energy radiation Ra and the high-energy radiation Rb are captured by the scintillator 2, and light based on the radiation Ra and Rb is generated. At this time, the photodetector 4 detects both the lights and outputs the detection signal to the arithmetic device 5.
このとき、演算装置５は、入射位置（Ａ）において検出されたエネルギの小さい放射線Ｒａの信号値を引くことによって、エネルギの大きい放射線Ｒｂの信号値を算出する。これにより、エネルギの大きい放射線Ｒｂのエネルギ量及び計数値を算出する際に、ノイズ信号となるエネルギの小さい放射線Ｒａの信号を除去することができる。以上から、エネルギの小さい放射線Ｒａのエネルギ量及びその計数値、及びエネルギの大きい放射線Ｒｂのエネルギ量及びその計数値を算出することができる。 At this time, the arithmetic unit 5 calculates the signal value of the radiation Rb having a large energy by subtracting the signal value of the radiation Ra having a small energy detected at the incident position (A). Thereby, when calculating the energy amount and the count value of the radiation Rb having a large energy, the signal of the radiation Ra having a small energy that becomes a noise signal can be removed. From the above, it is possible to calculate the energy amount and the count value of the radiation Ra having a low energy, and the energy amount and the count value of the radiation Rb having a high energy.
＜第１実施形態の効果＞ <Effects of First Embodiment>
このように構成した本実施形態に係る放射線検出装置１によれば、放射線Ｒの入射位置に応じて、シンチレータ２内で光に変換される放射線Ｒとシンチレータ２を通過する放射線Ｒとに分離することができる。したがって、シンチレータ２を多層にする必要がなく、概略直角三角形状という極めて簡単な形状をなす１枚のシンチレータ２により、エネルギ分解能を向上させることができ、放射線Ｒを高感度及び高精度に検出することができる。 According to the radiation detection apparatus 1 according to the present embodiment configured as described above, the radiation R that is converted into light in the scintillator 2 and the radiation R that passes through the scintillator 2 are separated according to the incident position of the radiation R. be able to. Therefore, the scintillator 2 does not need to be multi-layered, and the energy resolution can be improved by one scintillator 2 having a very simple shape of a substantially right triangle, and the radiation R is detected with high sensitivity and high accuracy. be able to.
また、コリメータ３により放射線Ｒの入射位置を放射線入射面２０１に沿ってＸ方向へ連続的に光射出面２０２側に移動させることで、入射位置に応じて異なるエネルギの放射線Ｒが分離されるので、エネルギ分解能を向上させることができる。 In addition, since the collimator 3 moves the incident position of the radiation R continuously in the X direction along the radiation incident surface 201 to the light exit surface 202 side, the radiation R having different energy is separated according to the incident position. , Energy resolution can be improved.
＜第２実施形態＞ Second Embodiment
次に、本発明に係る放射線検出装置１について説明する。なお、前記第１実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。図４は本実施形態に係る放射線検出装置１の構成を模式的に示す側面図、図５は主としてシンチレータユニット２Ａを上から見た図である。 Next, the radiation detection apparatus 1 according to the present invention will be described. In addition, the same code | symbol shall be attached | subjected to the member corresponding to the said 1st Embodiment. FIG. 4 is a side view schematically showing the configuration of the radiation detection apparatus 1 according to the present embodiment, and FIG. 5 is a view mainly showing the scintillator unit 2A from above.
本実施形態の放射線検出装置１は、被検体Ｗに放射線Ｒを放射して、当該被検体Ｗの二次元画像を得るものであり、図４に示すように、放射線源６と、シンチレータユニット２Ａと、シンチレータユニット２Ａ内で生じた光を検出する光検出部４と、当該光検出部４からの検出信号を受信して二次元画像を取得する演算装置５と、を備えている。 The radiation detection apparatus 1 of the present embodiment emits radiation R to the subject W to obtain a two-dimensional image of the subject W. As shown in FIG. 4, the radiation source 6 and the scintillator unit 2A And a light detection unit 4 that detects light generated in the scintillator unit 2A, and an arithmetic unit 5 that receives a detection signal from the light detection unit 4 and acquires a two-dimensional image.
放射線源６は、シンチレータ２の放射線入射面２０１と所定の間隔を置いて、Ｚ方向上方に設けられ、当該放射線入射面２０１に向かって放射線Ｒを照射するものである。具体的には、シンチレータユニット２Ａの放射線入射面２０１全体に単一強度のエネルギの放射線Ｒを照射する例えばラジオアイソトープである。 The radiation source 6 is provided at a predetermined distance from the radiation incident surface 201 of the scintillator 2 and is directed upward in the Z direction, and irradiates the radiation R toward the radiation incident surface 201. Specifically, it is a radioisotope, for example, that irradiates the radiation R of single intensity to the entire radiation incident surface 201 of the scintillator unit 2A.
シンチレータユニット２Ａは、前記実施形態のシンチレータ２を複数用いて構成したものである。具体的にシンチレータユニット２Ａは、図５に示すように、各シンチレータ２の放射線入射面２０１及び光射出面２０２がそれぞれ同じ向きとなるように厚さ方向（つまりＹ方向）に複数枚重ね合わせて構成した概略三角柱形状をなすものである。 The scintillator unit 2A is configured by using a plurality of scintillators 2 of the above embodiment. Specifically, as shown in FIG. 5, the scintillator unit 2 </ b> A is overlapped in the thickness direction (that is, the Y direction) so that the radiation incident surface 201 and the light exit surface 202 of each scintillator 2 are in the same direction. It has a substantially triangular prism shape.
光検出部４は、シンチレータユニット２Ａを構成するシンチレータ２の光射出面２０２に対向して接触して設けられたものであり、本実施形態では、マルチグリッド型の光電子増倍管（ＰＭＴ）を用いている。この光電子増倍管４の検出信号は、マルチチャンネルアナライザ等の信号処理器（図示しない）を介して演算装置５に出力される。 The light detection unit 4 is provided to face and contact the light emission surface 202 of the scintillator 2 constituting the scintillator unit 2A. In this embodiment, a multigrid photomultiplier tube (PMT) is provided. Used. The detection signal of the photomultiplier tube 4 is output to the arithmetic unit 5 via a signal processor (not shown) such as a multichannel analyzer.
演算装置５は、シンチレータユニット２Ａと放射線源６との間に被検体Ｗを移動させた際の光電子増倍管４からの検出信号を受信して、放射線源６とシンチレータユニット２Ａとの間を通過する被検体Ｗの二次元画像を生成するものである。その機器構成は、前記実施形態と同様である。 The arithmetic unit 5 receives a detection signal from the photomultiplier tube 4 when the subject W is moved between the scintillator unit 2A and the radiation source 6, and passes between the radiation source 6 and the scintillator unit 2A. A two-dimensional image of the passing subject W is generated. The device configuration is the same as in the above embodiment.
次にこのように構成した本実施形態の放射線検出装置１の動作について、演算装置５の機能と併せて説明する。 Next, the operation of the radiation detection apparatus 1 of the present embodiment configured as described above will be described together with the function of the arithmetic unit 5.
放射線源６からシンチレータユニット２Ａに放射線Ｒを照射している状態において、被検体Ｗを放射線源６及びシンチレータユニット２Ａ間を図示しない搬送手段により一定速度で移動させる。そうすると、被検体Ｗを通過した放射線Ｒがシンチレータユニット２Ａに入射する。このとき、被検体Ｗの厚みに応じて、放射線Ｒのエネルギが減衰する。これにより、被検体Ｗの所定部位を通過する放射線Ｒは同じであるので、被検体Ｗを移動させることによって、その所定部位を通過する放射線Ｒのエネルギを測定することができる。 In a state where the radiation R is irradiated from the radiation source 6 to the scintillator unit 2A, the subject W is moved between the radiation source 6 and the scintillator unit 2A at a constant speed by a conveying means (not shown). Then, the radiation R that has passed through the subject W enters the scintillator unit 2A. At this time, the energy of the radiation R attenuates according to the thickness of the subject W. Thereby, since the radiation R passing through the predetermined part of the subject W is the same, the energy of the radiation R passing through the predetermined part can be measured by moving the subject W.
各シンチレータ２からの光を光電子増倍管４により検出することによって、被検体Ｗの移動方向（Ｘ方向）の嵩密度を算出することができる。各シンチレータ２により得られた信号を合わせることによって、被検体Ｗの二次元画像を得ることができる。 By detecting the light from each scintillator 2 by the photomultiplier tube 4, the bulk density in the moving direction (X direction) of the subject W can be calculated. By combining the signals obtained by the scintillators 2, a two-dimensional image of the subject W can be obtained.
＜第２実施形態の効果＞ <Effects of Second Embodiment>
このように構成した本実施形態の放射線検出装置１によれば、第１実施形態のシンチレータ２を用いて、二次元画像を得ることができる。 According to the radiation detection apparatus 1 of the present embodiment configured as described above, a two-dimensional image can be obtained using the scintillator 2 of the first embodiment.
＜その他の変形実施形態＞ <Other modified embodiments>
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。 The present invention is not limited to the above embodiment. In the following description, the same reference numerals are given to members corresponding to the above-described embodiment.
例えば、前記第１、第２実施形態のシンチレータ２は、傾斜面２０３が放射線入射面２０１の光射出面２０２側から光射出面２０２側に向かうに従って連続的に入射方向における放射入射面側からの距離が大きくなる平面状のものであったが、図６に示すように、階段状のものであっても良い。この場合、シンチレータ２の製造方法としては、長さの異なる短冊状のシンチレータ２を長いものから順位張り合わせることにより製造することが考えられる。 For example, in the scintillator 2 of the first and second embodiments, the inclined surface 203 continuously from the radiation incident surface side in the incident direction as it goes from the light exit surface 202 side of the radiation incident surface 201 to the light exit surface 202 side. Although it is a planar shape in which the distance is increased, it may be a stepped shape as shown in FIG. In this case, as a method of manufacturing the scintillator 2, it is conceivable to manufacture the strip-shaped scintillators 2 having different lengths by putting the scintillators 2 in order from the longest one.
前記実施形態では、前記光射出面を除く他の面（放射線入射面２０１、傾斜面２０３及び直角三角形の側面２０４、２０５）に光反射処理及び遮光処理が施されているが、側面２０４、２０５には、光反射処理及び遮光処理を施さなくても良い。つまり、放射線入射面２０１及び傾斜面２０３に光反射処理及び遮光処理が施されていれば良い。 In the embodiment, the light reflection process and the light blocking process are performed on the other surfaces (the radiation incident surface 201, the inclined surface 203, and the side surfaces 204 and 205 of the right triangle) except the light emission surface. However, the light reflection process and the light blocking process may not be performed. That is, it is only necessary that the light incident surface 201 and the inclined surface 203 are subjected to light reflection processing and light shielding processing.
また、前記第１実施形態の放射線検出装置１は、コリレータを備えないものであっても良い。 Moreover, the radiation detection apparatus 1 of the first embodiment may not include a correlator.
さらに、前記第２実施形態の放射線検出装置１は、シンチレータ２を複数重ね合わせて形成したシンチレータユニット２Ａ用いたものであったが、単一（１枚）のシンチレータ２であってもよい。この場合、被検体ＷをＸ方向だけでなく、Ｙ方向にも移動させる必要がある。 Furthermore, although the radiation detection apparatus 1 of the second embodiment uses the scintillator unit 2A formed by stacking a plurality of scintillators 2, a single (one) scintillator 2 may be used. In this case, it is necessary to move the subject W not only in the X direction but also in the Y direction.
その上、前記第１実施形態では、コリメータ３を制御して放射線Ｒの入射位置を変更するようにしているが、シンチレータ２を移動させて放射線Ｒの入射位置を変更するようにしても良い。 In addition, in the first embodiment, the collimator 3 is controlled to change the incident position of the radiation R. However, the scintillator 2 may be moved to change the incident position of the radiation R.
加えて、前記第２実施形態では、被検体Ｗを移動させるようにしているが、シンチレータユニット２Ａを移動させるようにしても良く、或いは、被検体Ｗ及びシンチレータユニット２Ａの両方を移動させるようにしても良い。 In addition, in the second embodiment, the subject W is moved, but the scintillator unit 2A may be moved, or both the subject W and the scintillator unit 2A are moved. May be.
さらに加えて、前記第２実施形態の放射線源６は、単一強度の放射線Ｒを照射するものであったが、異なる強度の放射線Ｒを照射する例えばＸ線管を用いても良い。これならば、各放射線Ｒに応じた吸収度を用いることにより、より正確に密度分布を検出することができる。 In addition, the radiation source 6 of the second embodiment emits radiation R having a single intensity. However, for example, an X-ray tube that emits radiation R having a different intensity may be used. In this case, the density distribution can be detected more accurately by using the absorbance corresponding to each radiation R.
また、第１実施形態の放射線検出装置１は、光検出素子を複数有するアレイ型光検出器を用いているがこれに限られず、光電子増倍管等の光検出器を複数配置するようにしても良い。また、１つの光電子増倍管を配置するようにすることもできる。 The radiation detection apparatus 1 of the first embodiment uses an array type photodetector having a plurality of photodetectors, but is not limited to this, and a plurality of photodetectors such as photomultiplier tubes are arranged. Also good. One photomultiplier tube can also be arranged.
さらに、前記第２実施形態の放射線検出装置１は、マルチグリッド型の光電子増倍管を用いているがこれに限られず、各シンチレータ毎に、その光射出面に沿ってアレイ型光検出器又は光電子増倍管等の複数の光検出器を配置するようにしても良い。 Furthermore, the radiation detection apparatus 1 of the second embodiment uses a multi-grid photomultiplier tube, but is not limited to this. For each scintillator, an array-type photodetector or A plurality of photodetectors such as photomultiplier tubes may be arranged.
また、前記実施形態では、Ｘ線を検出するものであったが、γ線を検出するものであっても良い。 In the above embodiment, X-rays are detected. However, γ-rays may be detected.
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。 In addition, some or all of the above-described embodiments and modified embodiments may be combined as appropriate, and the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. .
１ ・・・放射線検出装置
Ｒ ・・・放射線
２ ・・・シンチレータ
２０１・・・放射線入射面
２０２・・・光射出面
２０３・・・傾斜面
３ ・・・コリメータ
４ ・・・光検出部
５ ・・・演算装置
６ ・・・放射線源
２Ａ ・・・シンチレータユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Radiation detection apparatus R ... Radiation 2 ... Scintillator 201 ... Radiation incidence surface 202 ... Light emission surface 203 ... Inclination surface 3 ... Collimator 4 ... Light detection part 5 ... Calculation device 6 ... Radiation source 2A ... Scintillator unit
Claims (7)
放射線が入射する放射線入射面と、
当該放射線入射面に直交して設けられ、前記放射線により生じた光を射出する光射出面と、
前記放射線入射面及び前記光射出面を繋ぎ、前記放射線入射面の反光射出面側から光射出面側に向かうに従って、連続的又は段階的に、入射方向における放射線入射面からの距離が大きくなるように形成された傾斜面と、
からなる側面視において概略直角三角形状をなすシンチレータ。 A scintillator that converts radiation into light,
A radiation incident surface on which the radiation is incident;
A light exit surface that is provided perpendicular to the radiation incident surface and emits light generated by the radiation; and
The distance from the radiation incident surface in the incident direction increases in a continuous or stepwise manner as the radiation incident surface and the light exit surface are connected and the light exit surface side toward the light exit surface side from the radiation entrance surface. An inclined surface formed on
A scintillator having a substantially right triangle shape in a side view.
前記演算装置が、前記コリメータにより放射線入射面に入射する放射線の入射位置を移動させる毎に得られる検出信号に基づいて、放射線量を算出するものである請求項４又は５記載の放射線検出装置。 A collimator provided in front of the radiation incident surface;
6. The radiation detection apparatus according to claim 4, wherein the arithmetic unit calculates a radiation dose based on a detection signal obtained each time the incident position of the radiation incident on the radiation incident surface is moved by the collimator.
前記シンチレータをその放射線入射面及び光射出面がそれぞれ同じ向きとなるように複数枚重ね合わせてシンチレータユニットを構成し、
前記演算装置が、前記シンチレータユニットと前記放射線源との間に被検体を相対移動させた際に各シンチレータにおいて生じる光から得られる検出信号に基づいて、前記被検体の二次元画像を生成するものである請求項４、５又は６記載の放射線検出装置。 A radiation source for irradiating the radiation incident surface with radiation,
A scintillator unit is configured by overlapping a plurality of the scintillators so that the radiation incident surface and the light exit surface thereof are in the same direction,
The arithmetic unit generates a two-dimensional image of the subject based on a detection signal obtained from light generated in each scintillator when the subject is relatively moved between the scintillator unit and the radiation source. The radiation detection apparatus according to claim 4, 5 or 6.
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