JP7297562B2 - 放射線検出器 - Google Patents
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Description
310…キャパシタ鎖回路(読出回路)、
312…キャパシタ鎖(複数のキャパシタ)、
314…ハイパスフィルタ(第2のハイパスフィルタ)、
316…ハイパスフィルタ(第1のハイパスフィルタ)、
320…重み付けレジスタ回路、
800…PET装置、
816…天板、
820…円形構成要素、
840…ガントリ、
870…プロセッサ、
874…ネットワークコントローラ、
876…データ収集システム(DAS)、
878…メモリ、
Ax…増幅器(行増幅器)、
Ay…増幅器(列増幅器)、
Cf…ハイパスフィルタのキャパシタ、
Ci(i=1~Nx-1)…キャパシタ鎖のキャパシタ(複数のキャパシタ)、
GRD1~GRDN…検出器モジュール(放射線(ガンマ線)検出器)、
O1,O2,O3,O4…出力(第3~第6の出力)、
Pd…受光素子(複数の検出素子)、
Rf…レジスタ(ハイパスフィルタのレジスタ)、
Rq…レジスタ(クエンチングレジスタ)、
Rs…レジスタ(バイアスレジスタ)、
Ryi_t(i=1~Ny)…レジスタ(上方のレジスタ)、
Ryi_b(i=1~Ny)…レジスタ(下方のレジスタ)。
Claims (20)
- 各々が行方向に沿って配置され、検出した放射線に応じた電流パルスを生成する複数の検出素子と、
各々が前記複数の検出素子のうちの2つの隣接する検出素子の電極間に配置される複数のキャパシタと、前記複数のキャパシタの第1の末端に入力側が接続される第1のハイパスフィルタと、前記複数のキャパシタの前記第1の末端の他端である第2の末端に入力側が接続される第2のハイパスフィルタと、前記第1のハイパスフィルタの出力側に接続される第1の行増幅器と、前記第2のハイパスフィルタの出力側に接続される第2の行増幅器とを有する読出回路と、
前記第1の行増幅器からの第1の出力及び前記第2の行増幅器からの第2の出力に基づいて、前記放射線のタイミング情報を生成するように構成される演算回路と
を具備する放射線検出器。 - 前記演算回路は、前記第1の出力及び前記第2の出力に基づいて、前記複数の検出素子の行に沿った位置と、前記複数の検出素子の行における前記電流パルスが生じた検出素子とのうちいずれか一方を推定するアンガーロジックをさらに実行する、
請求項1に記載の放射線検出器。 - 前記行方向に沿って配置された複数の検出素子は、列方向に沿って配置されることにより2次元検出器アレイを構成し、
前記読出回路において、前記第1の行増幅器、前記第1のハイパスフィルタ、前記複数のキャパシタ、前記第2のハイパスフィルタ及び前記第2の行増幅器は、前記2次元検出器アレイの各行に沿って設けられ、
前記読出回路は、前記複数の第1の行増幅器の出力側に接続される複数の第1の重み付けレジスタと、前記複数の第1の重み付けレジスタの出力側に接続される第1の列増幅器と、前記複数の第1の行増幅器の出力側に前記複数の第1の重み付けレジスタとは並列に接続される複数の第2の重み付けレジスタと、前記複数の第2の重み付けレジスタの出力側に接続される第2の列増幅器とをさらに有し、
前記複数の第1の行増幅器の各々からの第1の出力に関する、前記第1の列増幅器のゲインは、前記複数の第1の行増幅器の各々の出力側に接続された第1の重み付けレジスタのレジスタンス値に基づき、
前記複数の第1の行増幅器の各々からの第1の出力に関する、前記第2の列増幅器のゲインは、前記複数の第1の行増幅器の各々の出力側に接続された第2の重み付けレジスタのレジスタンス値に基づき、
前記演算回路は、前記第1の列増幅器からの第3の出力及び前記第2の列増幅器からの第4の出力に基づいて、前記列方向の位置と、前記電流パルスが生じた前記2次元検出器アレイにおける列とのうちいずれか一方を推定するアンガーロジックを実行する、
請求項2に記載の放射線検出器。 - 前記読出回路は、前記複数の第2の行増幅器の出力側に接続される複数の第3の重み付けレジスタと、前記複数の第3の重み付けレジスタの出力側に接続される第3の列増幅器と、前記複数の第2の行増幅器の出力側に前記複数の第3の重み付けレジスタとは並列に接続される複数の第4の重み付けレジスタと、前記複数の第4の重み付けレジスタの出力側に接続される第4の列増幅器とをさらに有し、
前記複数の第2の行増幅器の各々からの第2の出力に関する、前記第3の列増幅器のゲインは、前記複数の第2の行増幅器の各々の出力側に接続された第3の重み付けレジスタのレジスタンス値に基づき、
前記複数の第2の行増幅器の各々からの第2の出力に関する、前記第3の列増幅器のゲインは、前記複数の第2の行増幅器の各々の出力側に接続された第4の重み付けレジスタのレジスタンス値に基づき、
前記演算回路は、前記第3の出力、前記第4の出力、前記第3の列増幅器からの第5の出力及び前記第4の列増幅器からの第6の出力に基づいて、前記列方向の前記位置と、前記電流パルスが生じた前記2次元検出器アレイにおける前記列とのうちいずれか一方を推定することに加え、前記行方向の位置と、前記電流パルスが生じた前記2次元検出器アレイにおける行とのうちいずれか一方を推定するアンガーロジックを実行する、
請求項3に記載の放射線検出器。 - 前記第1、第2、第3及び第4の列増幅器の各列増幅器に関して、前記対応する複数の重み付けレジスタの複数のレジスタンス値は、前記列方向の前記位置に関する前記アンガーロジックにより生成される複数の値の間に一様な間隔をもたらすように選択される、
請求項4に記載の放射線検出器。 - 前記各行の複数のキャパシタに関して、前記複数のキャパシタの複数のキャパシタ値は、前記行方向の前記位置に関する前記アンガーロジックにより生成される複数の値の間に一様な間隔をもたらすように選択される、
請求項2又は3に記載の放射線検出器。 - 前記行方向に沿って配置される前記複数の検出素子の各々は、降伏電圧を上回ってバイアスされたシリコン光電子増倍管である、
請求項1乃至6のうちのいずれか1項に記載の放射線検出器。 - 前記行方向に沿って配置される前記複数の検出素子にそれぞれ直列に接続される複数のバイアスレジスタをさらに備え、
前記複数のバイアスレジスタの各々の一端は、グラウンドに接続される、
請求項1乃至7のうちのいずれか1項に記載の放射線検出器。 - 前記行方向に沿って配置される前記複数の検出素子にそれぞれ直列に接続される複数のバイアスレジスタをさらに備え、
前記複数の検出素子は、1ボルトから10ボルトまでの範囲内の所定の電圧によって降伏電圧を上回るようにバイアスされ、
前記第1のハイパスフィルタ及び前記第2のハイパスフィルタは、それぞれ、10ピコファラドから500ピコファラドまでの範囲内の所定のキャパシタンスのキャパシタと、10オームから500オームまでの範囲内の所定のレジスタンスのレジスタとを有し、
前記複数のキャパシタは、10ナノファラドから1000ナノファラドまでの範囲内の所定のキャパシタンスを有する、
請求項1乃至8のうちのいずれか1項に記載の放射線検出器。 - 前記第1の列増幅器は、前記第3の出力の時間応答における前記第3の出力の終端インピーダンスの効果を低減し、
前記第2の列増幅器は、前記第4の出力の時間応答における前記第4の出力の終端インピーダンスの効果を低減する、
請求項3に記載の放射線検出器。 - 前記複数の第1の行増幅器のうちの任意の第1の行増幅器と、前記任意の第1の行増幅器に対して直列に接続される、前記第1の重み付けレジスタ及び前記第1の列増幅器とは、2段階加算増幅器を構成し、
前記任意の第1の行増幅器と、前記任意の第1の行増幅器に対して直列に接続される、前記第2の重み付けレジスタ及び前記第2の列増幅器とは、前記2段階加算増幅器とは別の2段階加算増幅器を構成する、
請求項3に記載の放射線検出器。 - 前記複数のキャパシタの各々に直列又は並列に接続されるレジスタをさらに備える、
請求項1乃至11のうちのいずれか1項に記載の放射線検出器。 - 検出した放射線に応じた電流パルスを生成する複数の検出素子が列方向及び行方向に沿って配置される2次元検出器アレイと、
前記2次元検出器アレイの各行に沿って配置される複数のキャパシタと、
前記複数のキャパシタの各行の各末端に入力側が接続されるハイパスフィルタと、
前記複数のハイパスフィルタの各出力側に接続される行増幅器と、
前記複数の行増幅器の各出力側に接続される互いに並列な2つの重み付けレジスタと、
前記行方向の一端に設けられる前記互いに並列な2つの重み付けレジスタのセットのうちの一方のセットに接続される第1の列増幅器と、
前記一端の他方のセットに接続される第2の列増幅器と、
前記行方向の他端に設けられる前記互いに並列な2つの重み付けレジスタのセットのうちの一方のセットに接続される第3の列増幅器と、
前記他端の他方のセットに接続される第4の列増幅器と、
前記第1の列増幅器からの第1の出力、前記第2の列増幅器からの第2の出力、前記第3の列増幅器からの第3の出力及び前記第4の列増幅器からの第4の出力に基づいて、前記放射線のタイミング情報を生成するように構成される演算回路と
を具備する放射線検出器。 - 前記演算回路は、前記第1の出力、前記第2の出力、前記第3の出力及び前記第4の出力に基づいて、列方向の位置と、前記電流パルスが生じた前記2次元検出器アレイにおける列とのうちのいずれか一方を推定するとともに、前記行方向の位置と、前記電流パルスが生じた前記2次元検出器アレイにおける行とのうちのいずれか一方を推定するアンガーロジックをさらに実行する、
請求項13記載の放射線検出器。 - 吸収した放射線に応じたシンチレーション光子を生じ、前記複数の検出素子の各々に対応するシンチレータ結晶が2次元アレイ状に配置されるシンチレータ結晶アレイをさらに備え、
前記演算回路は、前記シンチレーション光子が生じた前記シンチレータ結晶アレイのシンチレータ結晶を推定するアンガーロジックを実行する、
請求項14に記載の放射線検出器。 - 前記複数の検出素子の各々は、降伏電圧を上回ってバイアスされたシリコン光電子増倍管である、
請求項13乃至15のうちのいずれか1項に記載の放射線検出器。 - 前記演算回路は、前記第1の出力、前記第2の出力、前記第3の出力及び前記第4の出力に基づいて、エネルギー情報をさらに生成する、
請求項13乃至16のうちのいずれか1項に記載の放射線検出器。 - 前記エネルギー情報は、前記第1の出力、前記第2の出力、前記第3の出力及び前記第4の出力の合計を使用して生成される、吸収された放射線のエネルギーを含む、
請求項17に記載の放射線検出器。 - 前記タイミング情報は、前記第1の出力、前記第2の出力、前記第3の出力及び前記第4の出力の合計を使用して生成される、吸収された放射線の到達時間を含む、
請求項13乃至18のうちのいずれか1項に記載の放射線検出器。 - 前記複数のハイパスフィルタの各々は、前記2次元検出器アレイの前記複数の検出素子のうちの1つにより検出された放射線の到達時間のタイミング情報を最適化するパルス波形をもたらすように選択された値をそれぞれ有するレジスタ及びキャパシタを含む、
請求項13乃至19のうちのいずれか1項に記載の放射線検出器。
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