WO2011111467A1 - 放射線計測装置および核医学診断装置 - Google Patents

放射線計測装置および核医学診断装置 Download PDF

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WO2011111467A1
WO2011111467A1 PCT/JP2011/052866 JP2011052866W WO2011111467A1 WO 2011111467 A1 WO2011111467 A1 WO 2011111467A1 JP 2011052866 W JP2011052866 W JP 2011052866W WO 2011111467 A1 WO2011111467 A1 WO 2011111467A1
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WO
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electrode
capacitor
radiation
power source
constant current
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PCT/JP2011/052866
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English (en)
French (fr)
Inventor
信也 小南
知之 清野
Original Assignee
株式会社日立製作所
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/247Detector read-out circuitry

Definitions

  • the present invention relates to a radiation measuring apparatus and a nuclear medicine diagnostic apparatus.
  • nuclear medicine diagnostic apparatuses using radiation measuring apparatuses that measure radiation such as ⁇ rays (gamma rays) have become widespread.
  • Typical nuclear medicine diagnostic devices are gamma camera devices, single photon emission tomography (SPECT (Single photon emission computed tomography) imaging device), positron emission tomography (PET (Positron Emission Tomography) imaging device), etc. is there.
  • SPECT Single photon emission tomography
  • PET positron emission tomography
  • the radiation detectors mounted on these radiation measuring devices have conventionally been a combination of a scintillator (a device that absorbs radiation energy and emits fluorescence) and a photomultiplier tube.
  • a radiation detector for detecting radiation such as cadmium telluride (CdTe), cadmium (Cd) / zinc (Zn) / tellurium (Te), semiconductor crystals such as gallium arsenide (GaAs), thallium bromide (TlBr), etc.
  • a technique using a configured semiconductor radiation detector has attracted attention.
  • the semiconductor radiation detector is configured to convert the electric charge generated by the interaction between radiation and the semiconductor crystal into an electrical signal. Therefore, the semiconductor radiation detector has a higher conversion efficiency to an electrical signal than that using a scintillator and can be downsized.
  • the semiconductor radiation detector includes the semiconductor crystal, a cathode electrode formed on one surface of the semiconductor crystal, and an anode electrode facing the cathode electrode with the semiconductor crystal interposed therebetween. By applying a DC high voltage between these cathode electrode and anode electrode, electric charges generated when radiation such as X-rays and ⁇ -rays enters the semiconductor crystal can be generated from the cathode electrode or anode electrode. The signal is taken out.
  • thallium bromide has a larger linear attenuation coefficient due to the photoelectric effect than other semiconductor crystals such as cadmium telluride, cadmium / zinc / tellurium, gallium arsenide, etc. ⁇ -ray sensitivity equivalent to can be obtained. Therefore, a radiation measurement apparatus equipped with a semiconductor radiation detector composed of thallium bromide, and a nuclear medicine diagnosis apparatus using the same are a radiation measurement apparatus equipped with another semiconductor radiation detector and a nuclear medicine using the same. Compared to a diagnostic device, the size can be further reduced.
  • thallium bromide is cheaper than other semiconductor crystals such as cadmium telluride, cadmium / zinc / tellurium, gallium arsenide, etc., so that a radiation measuring device equipped with a semiconductor radiation detector composed of thallium bromide,
  • a nuclear medicine diagnosis apparatus using the same can be made cheaper than a radiation measurement apparatus equipped with another semiconductor radiation detector and a nuclear medicine diagnosis apparatus using the same.
  • a thallium layer is inserted between the normal cathode and anode electrodes of a semiconductor radiation detector composed of thallium bromide and a thallium bromide crystal.
  • a semiconductor radiation detector composed of thallium bromide and a thallium bromide crystal.
  • polarization means a deviation in crystal structure and characteristics, which will be described later in detail.
  • a radiation measurement apparatus equipped with a semiconductor radiation detector composed of thallium bromide or a nuclear medicine diagnosis apparatus using the same for a long time, it is used for collecting charges applied to the semiconductor radiation detector.
  • the voltage is reversed between positive and negative at regular intervals.
  • the radiation measurement is interrupted, and the radiation measurement apparatus or the nuclear medicine diagnosis apparatus using the radiation measurement apparatus does not function.
  • a nuclear medicine diagnostic apparatus using a radiation measuring apparatus there is an examination in which gamma rays emitted from the body of a subject are measured and the change in time series is examined. Specifically, it is a brain function test and a cardiac / vascular function test.
  • Examples of the nuclear medicine diagnosis apparatus include a first pass method, which is performed as one of methods for performing a functional test of the heart using a gamma camera apparatus or a SPECT imaging apparatus.
  • a first pass method a high concentration of radiopharmaceutical is rapidly injected from the peripheral vein, and the state of passing through the venous system-right heart-pulmonary circulation-left heart-arterial system is continuously collected.
  • the measurement interruption time must be shortened.
  • the present invention solves such problems, and the object of the present invention is to provide a radiation measuring apparatus that can measure without polarization and with a short interruption time, and a nuclear medicine diagnostic apparatus using the same. Is to provide.
  • the present invention is configured as follows. That is, a semiconductor radiation detector for detecting radiation, a capacitor for applying a voltage to the semiconductor radiation detector, at least one DC power source capable of accumulating positive and negative charges on one electrode of the capacitor, A constant current device for passing a current from the DC power source to the electrode of the capacitor; and at least two or more switching devices connected to a wiring connecting the DC power source and the electrode of the capacitor.
  • Such a configuration makes it possible to perform measurement without polarization with stable performance while shortening the interruption time of radiation measurement and preventing damage to the amplifier.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a single-photon emission tomographic imaging apparatus (SPECT imaging apparatus) as a first application example in which a nuclear medicine diagnostic apparatus includes the radiation measuring apparatus of the present invention. It is a schematic block diagram of the positron emission type tomographic imaging device (PET imaging device) as a 2nd application example which equipped the nuclear medicine diagnostic apparatus with the radiation measuring device of this invention.
  • SPECT imaging apparatus single-photon emission tomographic imaging apparatus
  • PET imaging device positron emission type tomographic imaging device
  • FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of the radiation measuring apparatus according to the first embodiment of the present embodiment.
  • a radiation measuring apparatus 11 includes a semiconductor radiation detector (hereinafter simply referred to as a detector or a radiation detector) 111 having a semiconductor crystal and a cathode electrode and an anode electrode on two opposing faces thereof, and a detector 111.
  • a smoothing capacitor 110 for applying a voltage to the first capacitor, a first DC power supply 101 for supplying a positive charge to one electrode of the smoothing capacitor 110, a second DC power supply 102 for supplying a negative charge to the one electrode of the smoothing capacitor 110, It is equipped with.
  • first constant current diode 108 connected with the polarity of the constant current characteristic so as to pass the current from the first DC power supply 101 to the one electrode of the smoothing capacitor 110, and the one of the smoothing capacitors 110.
  • the second constant current diode 109 connected with the polarity of the constant current characteristic so that current flows from the electrode to the second DC power source 102, and the one electrode of the first DC power source 101 and the smoothing capacitor 110 are connected.
  • a first photo MOS relay 105 connected to the wiring to be connected, and a second photo MOS relay 106 connected to the wiring connecting the second DC power source 102 and the one electrode of the smoothing capacitor 110.
  • a resistor 103 is present between the positive electrode of the first DC power supply 101 and the first photoMOS relay 105, and a resistor 104 is present between the negative electrode of the second DC power supply 102 and the second photomoss relay 106. It is provided as a resistor for preventing current. Opening and closing of the first photo MOS relay 105 and the second photo MOS relay 106 is controlled by a switch control device 107.
  • the bleeder resistor 112 and one electrode of the coupling capacitor 113 are connected to the output of the detector 111, and the amplifier 114 that amplifies the signal of the detector 111 is connected to the other electrode of the coupling capacitor 113.
  • the switch control device 107 and the amplifier 114 are connected to a polarity integrated control device 115 that controls the timing of opening / closing the photo MOS relays 105 and 106 and the polarity inversion of the amplifier 114.
  • the negative electrode of the first DC power supply 101, the positive electrode of the second DC power supply 102, the other electrode other than the one electrode of the smoothing capacitor 110, and one electrode of the bleeder resistor 112 are connected to a ground line.
  • the first photoMOS relay 105 and the second photomoss relay 106 are relays (relays) as functions, but they have a high-speed response and are structurally designed to prevent malfunctions due to chattering and the like. PhotoMOS relays are used because they have no mechanical contacts and are highly reliable.
  • the first constant current diode 108 and the second constant current diode 109 are connected in series with opposite polarities of the constant current characteristics to constitute a constant current device 189.
  • the current general constant current diode used for the first constant current diode 108 and the second constant current diode 109 includes a source electrode and a gate electrode of a field effect transistor (FET). Since a constant current characteristic is created by short-circuiting the structure, when a reverse voltage is applied, the pn junction formed in the field effect transistor is biased in the forward direction, and a large current flows. That is, the current characteristic of the constant current diode has polarity.
  • the first constant current diode 108 and the second constant current diode 109 are connected in series with the polarities of the constant current characteristics reversed to obtain constant current characteristics with no difference in polarity.
  • the constant current device 189 has a configuration in which the first constant current diode 108 and the second constant current diode 109 are connected in series by reversing the polarities of the constant current characteristics. It has constant current characteristics with no difference.
  • the first DC power supply 101 or the second DC power supply 102 and the smoothing capacitor 110 charge between the cathode electrode and the anode electrode of the detector 111.
  • a bias voltage for collection is applied (for example, + 500V or -500V).
  • the generated charge is output from the detector 111 as a ⁇ -ray detection signal.
  • This ⁇ -ray detection signal is input to the amplifier 114 via the coupling capacitor 113.
  • the bleeder resistor 112 functions to prevent the charge from continuing to accumulate in the coupling capacitor 113 and to prevent the output voltage of the detector 111 from rising excessively.
  • the amplifier 114 functions to convert and amplify a ⁇ -ray detection signal, which is a minute charge, into a voltage.
  • the ⁇ -ray detection signal amplified by the amplifier 114 is converted into a digital signal by an analog / digital converter (not shown) at the subsequent stage, and counted by a data processing device (not shown) for each ⁇ -ray energy.
  • the radiation measuring apparatus 11 can be stably operated for 500 hours or more.
  • the absolute value of the bias voltage becomes insufficient for charge collection, and a time during which the charge generated by the ⁇ -rays cannot be sufficiently taken out as a signal, that is, an interruption time of radiation measurement occurs.
  • the measurement interruption time is preferably as short as possible.
  • a current corresponding to the product of the time change of the voltage of the smoothing capacitor 110 and the capacitance value of the coupling capacitor 113 flows through the amplifier 114. Therefore, when the time change of the voltage of the smoothing capacitor 110 is large, a current larger than the limit current value flows to the amplifier 114, and the amplifier 114 may be damaged. Therefore, when the polarity of the bias voltage is inverted, it is necessary to limit the absolute value of the change rate of the bias voltage so as not to exceed a certain value.
  • FIG. 2 is a diagram showing the time change of the bias voltage applied to the detector 111, where the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates voltage.
  • a bias voltage of +500 V is applied to the detector 111 will be described first.
  • a positive DC bias voltage is supplied by the first DC power supply 101.
  • the voltage is applied to the detector 111 using the smoothing capacitor 110. That is, the bias voltage applied to the detector 111 is substantially applied from the smoothing capacitor 110.
  • the switch control device 107 When applying a positive bias voltage to the detector 111, the switch control device 107 closes the photo MOS relay 105 (the photo MOS relay 105 is on) and opens the photo MOS relay 106 (the photo MOS relay 106). Is off).
  • the smoothing capacitor 110 is charged via the constant current diode 108 (and the constant current diode 109), and the voltage of the smoothing capacitor 110 becomes + 500V. Accordingly, the bias voltage applied to the detector 111 is also + 500V. Conversely, when a bias voltage of ⁇ 500 V is applied to the detector 111, a negative DC bias voltage is supplied by the second DC power supply 102.
  • the switch control device 107 opens the photo MOS relay 105 and closes the photo MOS relay 106 when a negative bias voltage is applied to the detector 111.
  • the smoothing capacitor 110 is charged via the constant current diode 109, and the voltage of the smoothing capacitor 110 becomes ⁇ 500V.
  • positive and negative charges are applied to the detector 111 by accumulating positive charges or negative charges on one electrode of the smoothing capacitor 110.
  • the polarity integrated control device 115 applies “positive bias”, “negative bias”, “bias inversion from positive to negative”, “from negative to positive” to the switch control device 107 and the amplifier 114 based on preset time information of polarity inversion.
  • the switch control device 107 opens and closes the photo MOS relays 105 and 106 based on this command signal.
  • the smoothing capacitor 110 has a capacitance value of 0.1 ⁇ F
  • the constant current diodes 108 and 109 have a limiting current value of 0.5 mA
  • the coupling capacitor 113 has a capacitance value of 1000 pF
  • the amplifier 114 has a limiting current value. Is assumed to be 10 ⁇ A, and the bias voltage inversion period is 30 minutes.
  • the photo MOS relay 105 is closed by the switch control device 107 and the photo MOS relay 106 is opened. 110 accumulates positive charges via the constant current diode 108, and the bias voltage applied to the detector 111 becomes +500 V (reference numeral 201 in FIG. 2).
  • the time change (reference numeral 204) of the bias voltage applied to the detector 111 becomes a linear gradient and becomes +500 V in a short time due to the effect of the constant current diode 108. is there. Thereafter, a “positive bias” command signal is transmitted again from the polarity integrated control device 115, and the bias voltage applied to the detector 111 is maintained at +500 V (reference numeral 205 in FIG. 2).
  • the measurement interruption times 206 and 207 are both 0.3 seconds.
  • the capacitance value of the coupling capacitor 113 is 1000 pF and the limiting current value of the amplifier 114 is 10 ⁇ A
  • the absolute value of the voltage change rate of the smoothing capacitor 110 does not exceed 10000 V / sec at the maximum. Need to be limited.
  • the absolute value of the rate of change is about 3300 V / sec at the maximum. Since the capacitance value of the coupling capacitor 113 is 1000 pF, a maximum current of 3.3 ⁇ A flows through the amplifier 114. This value is lower than the limit current value of the amplifier 114.
  • the ⁇ -ray detection signal input to the amplifier 114 determines whether it is positive or negative charge corresponding to the positive / negative of the bias voltage applied to the detector 111, and it is necessary to switch the polarity of the amplifier accordingly.
  • the polarity of the amplifier 114 is determined by command signals “positive bias”, “negative bias”, “bias reversal from positive to negative”, and “bias reversal from negative to positive” transmitted from the integrated polarity controller 115 to the amplifier 114. Are respectively switched to “negative charge correspondence”, “positive charge correspondence”, “negative charge correspondence to inversion from positive charge correspondence”, and “positive charge correspondence to inversion from negative charge correspondence”.
  • the radiation measuring apparatus 11 of the present embodiment it is possible to realize a radiation measuring apparatus that can perform measurement without polarization and with stable performance while shortening the measurement interruption time and preventing damage to the amplifier.
  • FIG. 4 and FIG. 5 show a circuit in which a resistor is used in place of the constant current diode, and characteristics as a comparative example, respectively.
  • FIG. 3 shows the second embodiment, which will be described later.
  • the radiation measurement apparatus 51 is configured using a resistor 408 as shown in FIG. The interruption time of ⁇ -ray measurement when the radiation measurement apparatus 51 of this comparative example is used is obtained and compared with the interruption time when the radiation measurement apparatus 11 of the present embodiment is used.
  • the switch control device 407 opens and closes the photoMOS relays 405 and 406 based on a command signal from the polarity integrated control device 414.
  • the capacitance value of the smoothing capacitor 409 is 0.1 ⁇ F
  • the capacitance value of the coupling capacitor 412 is 1000 pF
  • the limiting current value of the amplifier 413 is 10 ⁇ A
  • the resistance value of the resistor 408 is 1 M ⁇
  • the bias is inverted. The case where the period of 30 minutes is 30 minutes will be described.
  • the photo MOS relay 406 is closed immediately after the photo MOS relay 405 is first opened by the switch control device 407.
  • the positive charge accumulated in the smoothing capacitor 409 flows to the second DC power supply 402 via the resistor 408, and conversely, the negative charge is accumulated in the smoothing capacitor 409 and applied to the detector 410 after 1.8 seconds.
  • the bias voltage becomes ⁇ 500 V (the rear end of reference numeral 502 in FIG. 5).
  • the absolute value of the time change of the bias voltage applied to the detector 410 when the polarity of the voltage of the smoothing capacitor 409 is reversed is a maximum of 7000 V / sec. At this time, a maximum current of 7.0 ⁇ A flows through the amplifier 413, which is a value lower than the limit current value of the amplifier 413.
  • the time change 502 of the voltage of the smoothing capacitor 409 gradually decreases. Therefore, the measurement interruption time 506 is increased to 1.8 seconds as compared with the case of this embodiment in which the bias voltage is linearly changed using a constant current diode.
  • the bias voltage applied to the detector 410 is ⁇ 500 V as in the present embodiment (reference numeral 503 in FIG. 5). ).
  • the absolute value of the time change of the bias voltage applied to the detector 410 when the polarity of the voltage of the smoothing capacitor 409 is reversed is a maximum of 7000 V / sec. At this time, a maximum current of 7.0 ⁇ A flows through the amplifier 413, which is a value lower than the limit current value of the amplifier 413. However, the time change 504 in the voltage of the smoothing capacitor 409 gradually decreases as time passes. Therefore, the measurement interruption time 507 is increased to 1.8 seconds as compared with the case of this embodiment in which the bias voltage is linearly changed using a constant current diode.
  • the maximum time change of the bias voltage is 3300 V / sec and the maximum current to the amplifier is 3.3 ⁇ A in the circuit of FIG.
  • the maximum time change is 7000 V / sec, and the maximum current to the amplifier is 7.0 ⁇ A
  • the circuit of FIG. 1 has less influence on the amplifier.
  • the measurement interruption time of the circuit of FIG. 1 is 0.3 seconds
  • the circuit of FIG. 4 is 1.8 seconds
  • the circuit of FIG. 1 which is the radiation measuring apparatus 11 of the present embodiment gives a better result than the circuit of FIG. 4 and is greatly improved. This is because the circuit that obtains the characteristics of FIG. 5 uses a resistor, whereas the circuit that obtains the characteristics of FIG. 2 uses a constant current diode.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of the second embodiment of the radiation measuring apparatus of the present invention.
  • the radiation measuring apparatus 21 applies a voltage to a semiconductor radiation detector (hereinafter simply referred to as a detector) 312 having a semiconductor crystal and a cathode electrode and an anode electrode on its two opposing surfaces, and the detector 312.
  • a smoothing capacitor 311 and a DC power supply 301 capable of accumulating positive charges or negative charges on one electrode of the smoothing capacitor 311 are provided.
  • a first constant current diode 309 connected with the polarity of the constant current characteristic so as to pass a current from the DC power supply 301 to the one electrode of the smoothing capacitor 311, and the one electrode of the smoothing capacitor 311 from Connected to the second constant current diode 310 connected to match the polarity of the constant current characteristic so that current flows to the DC power supply 301, and to the wiring connecting the positive electrode of the DC power supply 301 and the one electrode of the smoothing capacitor 311
  • the first photoMOS relay 304, the second photoMOS relay 305 connected to the wiring connecting the negative electrode of the DC power supply 301 and the one electrode of the smoothing capacitor 311, and the ground line from the positive electrode of the DC power supply 301
  • a third photo-moss relay 306 connected, and a fourth photo-moss relay 307 connected to the ground line from the negative electrode of the DC power supply 301 It is provided.
  • first constant current diode 309 and the second constant current diode 310 are connected in series with the polarity of the constant current characteristics reversed from each other for the above-described reason to constitute the constant current device 319.
  • a resistor 302 exists between the positive electrode of the DC power supply 301 and the first photoMOS relays 304 and 306, and a resistor 303 exists between the negative electrode of the DC power supply 301 and the second photomoss relays 305 and 307. It is provided as a resistor for preventing current. Opening and closing of the photo MOS relays 304 to 307 is controlled by the switch control device 308.
  • the detector 312 is connected to one electrode of a bleeder resistor 313 and a coupling capacitor 314, and the other electrode of the coupling capacitor 314 is connected to an amplifier 315 that amplifies the signal of the detector 312. Further, the switch control device 308 and the amplifier 315 are connected to a polarity integrated control device 316 that controls the timing of opening / closing the photo MOS relays 304 to 307 and the polarity inversion of the amplifier 315. The other pole other than the one electrode of the smoothing capacitor 311 and the one pole of the bleeder resistor 313 are each connected to a ground line.
  • a positive or negative bias for collecting charges is applied to the electrode surfaces of the cathode electrode and the anode electrode of the detector 312 by the DC power supply 301 and the smoothing capacitor 311.
  • a voltage is applied (for example, + 500V or -500V).
  • the processing function of the ⁇ -ray detection signal when ⁇ -rays enter the detector 312 is the same as that in the first embodiment.
  • the smoothing capacitor 311 is charged through the constant current diode 309 (and the constant current diode 310), and the voltage of the smoothing capacitor 311 becomes + 500V. Accordingly, the bias voltage applied to the detector 312 is also + 500V. Conversely, when a bias voltage of ⁇ 500 V is applied to the detector 312, the switch control device 308 opens the photoMOS relays 304 and 307 and closes the photoMOS relays 305 and 306. The smoothing capacitor 311 is charged via the constant current diode 310, and the voltage of the smoothing capacitor 311 becomes ⁇ 500V.
  • the polarity integrated control device 316 sends “positive bias”, “negative bias”, “bias inversion from positive to negative”, “from negative to positive” to the switch control device 308 and the amplifier 315 based on time information of polarity inversion set in advance.
  • a command signal of “bias reversal to positive” is transmitted.
  • the switch control device 308 opens and closes the photo MOS relays 304 to 307 based on this command signal.
  • the smoothing capacitor 311 has a capacitance of 0.1 ⁇ F
  • the constant current diodes 309 and 310 have a limiting current of 0.5 mA
  • the coupling capacitor 314 has a capacitance of 1000 pF
  • the amplifier 315 has a limiting current value of 10 ⁇ A.
  • the case where the bias voltage inversion period is 30 minutes will be described.
  • the photo MOS relays 305 and 306 are immediately after the photo MOS relays 304 and 307 are opened by the switch control device 308. Is closed and the positive charge accumulated in the smoothing capacitor 311 flows to the DC power source 301 via the constant current diode 310, and conversely, the negative charge is accumulated in the smoothing capacitor 311. After 0.3 seconds, the smoothing capacitor 311 The voltage becomes ⁇ 500V. When the polarity of the voltage of the smoothing capacitor 311 is reversed, the time change (reference numeral 202) of the bias voltage applied to the detector 312 has a linear gradient and becomes ⁇ 500 V in a short time. It is.
  • the time change (reference numeral 204) of the bias voltage applied to the detector 312 becomes a linear gradient and becomes +500 V in a short time due to the effect of the constant current diode 309. is there.
  • a “positive bias” command signal is transmitted again from the polarity integrated control device 316, and the bias voltage applied to the detector 312 is maintained at +500 V (reference numeral 205 in FIG. 2).
  • the measurement interruption times 206 and 207 are both 0.3 seconds as in the first embodiment. Since the absolute value of the voltage change rate of the smoothing capacitor 311 is about 3300 V / sec at the maximum, the maximum current flowing through the amplifier 315 is 3.3 ⁇ A, which is a value lower than the limit current value of the amplifier 315.
  • the polar time can be reduced with a stable performance while shortening the measurement interruption time and preventing the amplifier from being damaged. It is possible to realize a radiation measurement device that can measure without the use of characterization.
  • the number of photo MOS relays is increased as compared with the radiation measuring apparatus 11 of the first embodiment, but the number of DC power supplies can be reduced.
  • the radiation measurement device 21 of the present embodiment can reduce the manufacturing cost compared to the radiation measurement device of the first embodiment. Become.
  • FIG. 6 is a configuration diagram when the radiation measurement apparatus 11 of the first embodiment or the radiation measurement apparatus 21 of the second embodiment is applied to a SPECT imaging apparatus 600 as a nuclear medicine diagnosis apparatus.
  • a SPECT imaging apparatus 600 includes two radiation detection blocks 601A and 601B positioned above and below, a rotation support base 606, a bed 31 so as to surround a cylindrical measurement region 602 in the center portion.
  • An image information creation device 603 is provided.
  • the radiation detection block 601A located on the upper side includes a plurality of radiation measurement units 611, a unit support member 615, and a light shielding / electromagnetic shield 613.
  • the radiation measurement unit 611 includes a plurality of radiation measurement devices 11 (or 21), a wiring board 612, and a collimator 614.
  • the radiation detection block 601B located on the lower side has the same configuration.
  • the image information creation device 603 includes a data processing device 32 and a display device 33.
  • the radiation detection blocks 601A and 601B are arranged on the rotation support base 606 at positions shifted by 180 degrees in the circumferential direction. Specifically, each unit support member 615 (only one is shown) of each of the radiation detection blocks 601A and 601B is attached to the rotation support base 606 at a position 180 degrees apart in the circumferential direction. A plurality of radiation measurement units 611 including the wiring board 612 are detachably attached to the unit support member 615.
  • the plurality of radiation measuring apparatuses 11 are arranged in multiple stages in a state where they are attached to the wiring board 612 in the region K partitioned by the collimator 614.
  • the collimator 614 is made of a radiation shielding material (for example, lead, tungsten, etc.), and forms a large number of radiation passages that pass radiation (for example, ⁇ rays). All the wiring boards 612 and the collimators 614 are arranged in a light shielding / electromagnetic shield 613 installed on the rotation support base 606.
  • the light shielding / electromagnetic shield 613 blocks the influence of electromagnetic waves other than ⁇ rays on the radiation measuring apparatus 11 and the like.
  • the bed 31 on which the subject H to which the radiopharmaceutical is administered is moved, and the subject H is moved between the pair of radiation detection blocks 601A and 601B. Then, by rotating the rotation support base 606, each of the radiation detection blocks 601A and 601B turns around the subject H and detection is started.
  • the emitted ⁇ rays pass through the radiation path of the collimator 614 to the corresponding radiation measurement apparatus 11. Incident.
  • the radiation measuring device 11 outputs a ⁇ -ray detection signal, and this ⁇ -ray detection signal is counted by the data processing device 32 for each ⁇ -ray energy, and the information and the like are displayed on the display device 33.
  • the radiation detection blocks 601 ⁇ / b> A and 601 ⁇ / b> B rotate as indicated by thick arrows while being supported by the rotation support base 606, and perform imaging and measurement while changing the angle with the subject H.
  • the radiation detection blocks 601A and 601B can move up and down as indicated by thin arrows, and the distance from the subject H can be changed.
  • the effect obtained in the SPECT imaging apparatus 600 which is the nuclear medicine diagnostic apparatus of this embodiment will be described.
  • the SPECT imaging apparatus 600 of the present embodiment it is possible to reduce the interruption time of radiation measurement that occurs when the bias voltage for charge collection applied to the radiation detector is inverted between positive and negative at regular intervals to prevent polarization. Therefore, it becomes possible to know myocardial blood flow more accurately when collecting time-series data of ⁇ -rays radiated from the examinee and conducting a functional test of the heart.
  • the cardiac function parameter can be accurately calculated by a method or the like. This makes it possible to more accurately determine early diagnosis of coronary atherosclerosis, functional severity of coronary artery lesions, and therapeutic effects.
  • the radiation measuring apparatuses 11 and 21 according to the first and second embodiments described above are not limited to the SPECT imaging apparatus 600 described above, but for a gamma camera apparatus, a PET imaging apparatus, etc. as a nuclear medicine diagnostic apparatus. Can also be used. Next, an example applied to a PET imaging apparatus is shown.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration when the radiation measurement apparatus 11 of the first embodiment or the radiation measurement apparatus 21 of the second embodiment is applied to a PET imaging apparatus 700 as a nuclear medicine diagnosis apparatus.
  • this PET imaging apparatus 700 includes an imaging apparatus 701 having a cylindrical measurement region 702 at the center, a bed 31 that supports the subject H and is movable in the longitudinal direction, and an image information creation apparatus 703. Composed.
  • the image information creation device 703 includes a data processing device 32 and a display device 33.
  • a printed circuit board P on which a large number of the radiation measuring devices 11 (or 21) are mounted on a wiring board is disposed so as to surround the measurement region 702.
  • a PET imaging apparatus 700 includes a digital ASIC (Application Specific Integrated Circuit for digital circuit, digital data processing circuit, not shown) having a data processing function, and the like, and a gamma ray energy value, time, and radiation measurement apparatus.
  • a packet having a detection channel ID (Identification) of 11 (or 21) is created, and the created packet is input to the data processing device 32.
  • ⁇ rays emitted from the body of the subject H due to the radiopharmaceutical are detected by the radiation measuring device 11 (or 21). That is, when the positrons emitted from the radiopharmaceutical for PET imaging are extinguished, a pair of ⁇ -rays are emitted in the opposite directions of about 180 degrees, and are detected by separate detection channels of the multiple radiation measurement apparatuses 11 (or 21).
  • the detected ⁇ -ray detection signal is input to the corresponding digital ASIC, signal processing is performed as described above, and the position information of the detection channel that detected the ⁇ -ray and the detection time information of the ⁇ -ray are the data processing device. 32.
  • the data processor 32 counts (simultaneously counts) a pair of ⁇ -rays generated by the disappearance of one positron as one, and the positions of the two detection channels that detect the pair of ⁇ -rays are their positional information. Based on In addition, the data processing device 32 creates tomographic image information (image information) of the subject H at the radiopharmaceutical accumulation position, that is, the tumor position, using the count value obtained by the coincidence counting and the position information of the detection channel. . This tomographic image information is displayed on the display device 33.
  • the first constant current diode (108, 309) and the second constant current diode (109, 310) are mutually connected. Although used in series, it may be configured by combining three or more constant current diodes. Any other device or circuit may be used as long as it exhibits constant current characteristics.
  • FIGS. 6 and 7 examples of the data processing apparatus 32 and the display apparatus 33 are shown as the image information creation apparatuses 603 and 703. However, since there are various forms of data processing, The combination of the data processing device 32 and the display device 33 is not necessary.
  • the present invention it is possible to provide a radiation measurement apparatus capable of measuring without polarization with stable performance while shortening measurement interruption time and preventing amplifier damage, and a nuclear medicine diagnosis apparatus using the same. can do.
  • the radiation measurement apparatus of the present invention and the nuclear medicine diagnosis apparatus equipped with the same increase the reliability of these apparatuses and reduce the interruption time of the measurement, so that there are many advantages not only for the examiner but also for the examinee. Therefore, it may be widely used and adopted in this field.

Abstract

【課題】計測の途切れ時間を短くし、かつ増幅器の損傷を防止しつつ、安定した性能でポーラリゼーション無く計測できる放射線計測装置、およびそれを用いた核医学診断装置を提供する。 【解決手段】放射線計測装置(11)は、放射線を検出する半導体放射線検出器(111)と、前記半導体放射線検出器に電圧を印加するコンデンサ(110)と、前記コンデンサの一方の電極に正電荷と負電荷を蓄積可能な少なくとも1つ以上の直流電源(101、102)と、前記直流電源から前記コンデンサの前記電極への電流を通流する定電流装置(189)と、前記直流電源と前記コンデンサの前記電極を接続する配線に接続された少なくとも2つ以上の開閉装置(105、106)と、を備えた。また、核医学診断装置(600、700)は前記放射線計測装置(11)を備えた。

Description

放射線計測装置および核医学診断装置
 本発明は、放射線計測装置および核医学診断装置に関するものである。
 近年、γ線(ガンマ線)等の放射線を計測する放射線計測装置を用いた核医学診断装置が広く普及してきている。代表的な核医学診断装置がガンマカメラ装置、単光子放射断層撮像装置(SPECT(Single photon emission computed tomography)撮像装置)、陽電子放出型断層撮像装置(PET(Positron Emission Tomography)撮像装置、)などである。また、放射線計測装置を用いた放射能爆弾テロ対策用線量計等で、ホームランドセキュリティ(Homeland Security、国土安全保障)における放射線計測装置の需要が増大しつつある。
 これらの放射線計測装置に搭載される放射線検出器は、従来、シンチレータ(Scintillator、放射線エネルギーを吸収して蛍光を発する機器)と光電子増倍管とを組み合わせたものであったが、近年、γ線等の放射線を検出する放射線検出器として、テルル化カドミウム(CdTe)、カドミウム(Cd)・亜鉛(Zn)・テルル(Te)、ガリウム砒素(GaAs)、臭化タリウム(TlBr)等の半導体結晶によって構成された半導体放射線検出器を用いた技術が注目されている。
 半導体放射線検出器は、放射線と半導体結晶との相互作用で生じた電荷を電気信号に変換する構成であるため、シンチレータを使用したものより電気信号への変換効率が良く、かつ小型化が可能である等、種々の特徴がある。
 また、半導体放射線検出器は、前記の半導体結晶と、この半導体結晶の一面に形成されたカソード電極と、半導体結晶を挟んでこのカソード電極と対向するアノード電極とを備えている。これらのカソード電極とアノード電極との間に直流高圧電圧を印加することにより、X線、γ線等の放射線が半導体結晶内に入射したときに生成される電荷を、前記カソード電極あるいはアノード電極から信号として取出すようにしている。
 特に、前記の半導体結晶のうち、臭化タリウムは、テルル化カドミウム、カドミウム・亜鉛・テルル、ガリウム砒素等他の半導体結晶に比べて光電効果による線減衰係数が大きく、薄い結晶で他の半導体結晶と同等のγ線感度を得ることができる。そのため、臭化タリウムによって構成された半導体放射線検出器を搭載した放射線計測装置、およびそれを用いた核医学診断装置は、他の半導体放射線検出器を搭載した放射線計測装置およびそれを用いた核医学診断装置に比べて、より小型化が可能である。
 また、臭化タリウムは、テルル化カドミウム、カドミウム・亜鉛・テルル、ガリウム砒素等他の半導体結晶に比べて安価であるため、臭化タリウムによって構成された半導体放射線検出器を搭載した放射線計測装置、およびそれを用いた核医学診断装置では、他の半導体放射線検出器を搭載した放射線計測装置、およびそれを用いた核医学診断装置に比べて、安価にすることが可能である。
 さらに、近年では、臭化タリウムによって構成された半導体放射線検出器の通常のカソード電極およびアノード電極と臭化タリウム結晶との間にタリウム層を挿入することが行われる。これによって、タリウム金属および臭化タリウムの生成反応を利用し、ポーラリゼーションを防止し、長時間の安定動作が可能なことが明らかになった(例えば、特許文献1および非特許文献1参照)。
 ここで、ポーラリゼーションとは結晶構造や特性の偏りを意味するものであって、詳しくは後記する。
 また、臭化タリウム放射線検出器のカソード電極およびアノード電極と臭化タリウム結晶の間にタリウム層を挿入することに加えて、検出器に印加する電荷収集用の電圧を一定時間ごとに正負反転させる。これにより、タリウム金属および臭化タリウムの生成反応が可逆反応であることを利用して、検出器としてさらに長時間恒久的に使用できることが明らかになった(例えば、特許文献1および非特許文献2参照)。
特開2009-156800号公報
Nucl. Instr. and Meth.A、vol.585(2008)の第102頁から第104頁 Nucl. Instr. and Meth. A、vol.607(2009)の第112頁から第115頁
 ところで、臭化タリウムによって構成された半導体放射線検出器を搭載した放射線計測装置あるいはそれを用いた核医学診断装置を、長時間にわたって安定動作させる目的で、半導体放射線検出器に印加する電荷収集用の電圧を一定時間ごとに正負反転させることが行われる。この際、放射線計測の途切れが発生し、放射線計測装置あるいはそれを用いた核医学診断装置としては機能しなくなる。
 例えば、放射線計測装置を用いた核医学診断装置による検査のうち、被検体の体内から放出されるγ線を測定し、その時系列的な変化を調べる検査がある。具体的には、脳機能の検査や心臓・血管機能の検査である。
 また、核医学診断装置のうち、ガンマカメラ装置やSPECT撮像装置によって心臓の機能検査を行う方法の一つとして行われる、ファーストパス法などがその例である。
 ファーストパス法では、末梢静脈より一塊の高濃度放射性医薬品を急速に注入し、静脈系-右心-肺循環-左心-動脈系を通過する様子を連続的に動態収集する。
 このように連続的な放射線計測を必要とする場合には、計測の途切れ時間を短縮しなければならない。
 したがって、臭化タリウムを用いた半導体放射線検出器を長時間にわたって使用する目的で、半導体放射線検出器に印加する電荷収集用の電圧を正負反転させる際には、電圧変化に要する時間をできるだけ短縮することが望ましい。
 しかしながら、臭化タリウムを用いた半導体放射線検出器に印加する電圧の変化率が大き過ぎると、半導体放射線検出器からのγ線検出信号を増幅する増幅器に過大な電流が流れ、増幅器を損傷させることになる。
 そこで、本発明はこのような問題点を解決するもので、その目的とするところは、ポーラリゼーション無く、かつ途切れ時間が短く、計測できる放射線計測装置、およびそれを用いた核医学診断装置を提供することである。
 前記の課題を解決して、本発明の目的を達成するために、以下のように構成した。
 すなわち、放射線を検出する半導体放射線検出器と、前記半導体放射線検出器に電圧を印加するコンデンサと、前記コンデンサの一方の電極に正電荷と負電荷を蓄積可能な少なくとも1つ以上の直流電源と、前記直流電源から前記コンデンサの前記電極への電流を通流する定電流装置と、前記直流電源と前記コンデンサの前記電極を接続する配線に接続された少なくとも2つ以上の開閉装置と、を備えた。
 かかる構成により、放射線計測の途切れ時間を短くし、かつ増幅器の損傷を防止しつつ、安定した性能でポーラリゼーション無く計測が可能となる。
 以上、本発明によれば、ポーラリゼーション無く、かつ途切れ時間が短く、計測できる放射線計測装置、およびそれを用いた核医学診断装置を提供できる。
本発明の放射線計測装置の第1の実施形態の回路構成を示したブロック図である。 本発明の放射線計測装置の第1の実施形態に用いられる半導体放射線検出器に印加されるバイアス電圧の時間変化を示す図である。 本発明の放射線計測装置の第2の実施形態の回路構成を示したブロック図である。 比較例の放射線計測装置の回路構成を示したブロック図である。 比較例の放射線計測装置の半導体放射線検出器に印加されるバイアス電圧の時間変化を示す図である。 本発明の放射線計測装置を核医学診断装置に備えた第1の適用例としての単光子放射断層撮像装置(SPECT撮像装置)の概略の構成図である。 本発明の放射線計測装置を核医学診断装置に備えた第2の適用例としての陽電子放出型断層撮像装置(PET撮像装置)の概略の構成図である。
 以下、本実施形態の放射線計測装置およびそれを用いた核医学診断装置について、図面を参照して詳細に説明する。
(放射線計測装置の第1の実施形態)
 図1は本実施形態の放射線計測装置の第1の実施形態の回路構成を示すブロック図である。図1において、放射線計測装置11は、半導体結晶とその2つの対向面にカソード電極とアノード電極を有する半導体放射線検出器(以下では単に、検出器、または放射線検出器という)111と、検出器111に電圧を印加する平滑コンデンサ110と、平滑コンデンサ110の一方の電極に正電荷を供給する第1直流電源101と、平滑コンデンサ110の前記一方の電極に負電荷を供給する第2直流電源102と、を備えている。
 さらに、第1直流電源101から平滑コンデンサ110の前記一方の電極への電流を通流するように定電流特性の極性を合わせて接続した第1定電流ダイオード108と、平滑コンデンサ110の前記一方の電極から第2直流電源102への電流を通流するように定電流特性の極性を合わせて接続した第2定電流ダイオード109と、第1直流電源101と平滑コンデンサ110の前記一方の電極を接続する配線に接続された第1フォトモスリレー105と、第2直流電源102と平滑コンデンサ110の前記一方の電極を接続する配線に接続された第2フォトモスリレー106とを備えている。
 さらに、第1直流電源101の正極と第1フォトモスリレー105との間には抵抗103が、また、第2直流電源102の負極と第2フォトモスリレー106との間には抵抗104が過電流の防止用の抵抗として備えられている。
 第1フォトモスリレー105と第2フォトモスリレー106の開閉は、スイッチ制御装置107によって制御される。
 また、検出器111の出力にはブリーダ抵抗112と結合コンデンサ113の一方の電極が接続され、結合コンデンサ113の他方の電極には検出器111の信号を増幅する増幅器114が接続されている。さらに、スイッチ制御装置107と増幅器114には、フォトモスリレー105、106の開閉および増幅器114の極性反転のタイミングを制御する極性統合制御装置115が接続されている。
 第1直流電源101の負極、第2直流電源102の正極、平滑コンデンサ110の前記一方の電極以外の他方の電極、およびブリーダ抵抗112の一方の電極は、それぞれ接地線に接続される。
 また、第1フォトモスリレー105と第2フォトモスリレー106は、機能としてはリレー(継電器)であるが、高速の応答性を備えていること、およびチャタリング等による誤動作を防止するために構造上に機械的な接点がなく高い信頼性の備えていることで、フォトモスリレーが用いられている。
 なお、第1定電流ダイオード108と第2定電流ダイオード109は、互いに定電流特性の極性を逆にして直列に接続されて定電流装置189を構成している。この構成において、第1定電流ダイオード108と第2定電流ダイオード109に用いられている現状の一般的な定電流ダイオードは、電界効果型トランジスタ(FET:Field effect transistor)のソース電極とゲート電極とを短絡した構造で定電流特性が作り出されているので、逆電圧を加えた場合は電界効果型トランジスタの中で形成されているp-n接合が順方向にバイアスされ、大きな電流が流れる。つまり定電流ダイオードの電流特性は極性を持っている。したがって、第1定電流ダイオード108と第2定電流ダイオード109とは互いに定電流特性の極性を逆にして直列に接続されることによって、極性の差がない定電流特性が得られる。このような理由から、定電流装置189は、第1定電流ダイオード108と第2定電流ダイオード109とを互いに定電流特性の極性を逆にして直列に接続された構成とすることにより、極性の差がない定電流特性を有している。
 放射線計測装置11によってγ線等の放射線を計測する場合には、検出器111のカソード電極とアノード電極の電極間には、第1直流電源101あるいは第2直流電源102と平滑コンデンサ110によって、電荷収集用のバイアス電圧が印加されている(例えば、+500Vあるいは-500V)。バイアス電圧が印加された検出器111にγ線が入射すると、検出器111を構成する半導体結晶と入射したγ線との間で相互作用が起こり、電子および正孔といった電荷が生成される。
 生成された電荷は、検出器111からγ線検出信号として出力される。このγ線検出信号は、結合コンデンサ113を介して、増幅器114に入力される。ブリーダ抵抗112は、結合コンデンサ113に電荷が蓄積し続けることを防止し、検出器111の出力電圧が上がり過ぎないようにする働きをする。増幅器114は、微小な電荷であるγ線検出信号を電圧に変換し増幅する働きをする。
 増幅器114によって増幅されたγ線検出信号は、後段のアナログ・デジタル変換器(図示せず)でデジタル信号に変換され、γ線のエネルギー毎にデータ処理装置(図示せず)によってカウントされる。
(ポーラリゼーションについて)
 ところで、検出器111の部材である半導体結晶を例えば臭化タリウムで構成した場合に、検出器111に対して第1直流電源101を用いて例えば+500Vのバイアス電圧を連続して印加すると、半導体結晶にポーラリゼーション(polarization、結晶構造や特性の偏り)が発生し、放射線計測装置11としてγ線のエネルギー分解能が劣化する。ポーラリゼーションが発生する時間は、検出器111の部材である電極の種類や半導体結晶の出来不出来によってばらつきがあり、20分から50時間まで様々である。
 ポーラリゼーションを防止するには、検出器111に印加するバイアス電圧の極性を周期的に反転する必要がある。すなわち、例えば+500Vから-500V、-500Vから+500Vに極性反転する必要がある。反転の周期として、短い場合で10分、長い場合で40時間である。このバイアス電圧の極性の周期的反転により、放射線計測装置11を500時間以上連続して安定動作させることが可能である。
 ただし、バイアス電圧の極性を反転させる場合、バイアス電圧の絶対値が電荷収集用として不十分となり、γ線によって生成された電荷を信号として十分に取出せなくなる時間、すなわち放射線計測の途切れ時間が生じる。放射線計測装置を核医学診断装置や、ホームランドセキュリティ等に応用する場合、計測の途切れ時間はなるべく短い方が良い。
 また、増幅器114には、平滑コンデンサ110の電圧の時間変化と結合コンデンサ113の静電容量値との積に相当する電流が流れる。したがって、平滑コンデンサ110の電圧の時間変化が大きい場合、増幅器114に対して制限電流値よりも大きな電流が流れ、増幅器114を損傷させる可能性がある。そのため、バイアス電圧の極性を反転させる場合には、バイアス電圧の変化率の絶対値が一定値を超えないように制限する必要がある。
(ポーラリゼーション防止の制御方法、第1例)
 以下に、本実施形態の放射線計測装置11において、ポーラリゼーションを防止するための制御方法を第1例として、図1および図2を用いて説明する。
 なお、図2は検出器111に印加されるバイアス電圧の時間変化を示す図であり、横軸は時間、縦軸は電圧を示している。
 まず、最初、検出器111に+500Vのバイアス電圧を印加する場合について説明する。正の直流バイアス電圧は、第1直流電源101によって供給される。第1直流電源101から検出器111に対して+500Vの電圧を直接印加するとノイズが発生するため、平滑コンデンサ110を用いて検出器111に電圧を印加する。すなわち、検出器111へ印加するバイアス電圧は、実質的には平滑コンデンサ110から印加されている。
 スイッチ制御装置107は、検出器111に正のバイアス電圧を印加する時にフォトモスリレー105を閉じている(フォトモスリレー105がオンの状態)と共にフォトモスリレー106を開いている(フォトモスリレー106がオフの状態)。
 平滑コンデンサ110は、定電流ダイオード108(および定電流ダイオード109)を介して充電され、平滑コンデンサ110の電圧は+500Vとなる。それに伴って、検出器111に印加されるバイアス電圧も+500Vとなる。逆に、検出器111に-500Vのバイアス電圧を印加する場合、負の直流バイアス電圧は、第2直流電源102によって供給される。
 スイッチ制御装置107は、検出器111に負のバイアス電圧を印加する時にフォトモスリレー105を開くと共にフォトモスリレー106を閉じている。平滑コンデンサ110は、定電流ダイオード109を介して充電され、平滑コンデンサ110の電圧は-500Vとなる。本実施形態は、平滑コンデンサ110の一方の電極に正電荷あるいは負電荷を蓄積することで、検出器111へ印加するバイアス電圧を正負反転させている。
 極性統合制御装置115は、予め設定された極性反転の時間情報に基づいてスイッチ制御装置107と増幅器114に「正バイアス」、「負バイアス」、「正から負へのバイアス反転」、「負から正へのバイアス反転」の指令信号を送信する。スイッチ制御装置107はこの指令信号に基づいてフォトモスリレー105、106を開閉する。
(実施形態の特性)
 本実施形態では、平滑コンデンサ110の静電容量値が0.1μF、定電流ダイオード108および109の制限電流値が0.5mA、結合コンデンサ113の静電容量値が1000pF、増幅器114の制限電流値が10μAとし、バイアス電圧反転の周期を30分とする場合を説明する。
 まず、極性統合制御装置115から「正バイアス」の指令信号が送信されている時は、スイッチ制御装置107によってフォトモスリレー105が閉じられ、フォトモスリレー106が開かれている状態なので、平滑コンデンサ110は定電流ダイオード108を介して正電荷が蓄積され、検出器111に印加されるバイアス電圧は+500Vとなる(図2の符号201)。
 次に、極性統合制御装置115から「正から負へのバイアス反転」の指令信号が送信されると、スイッチ制御装置107によってフォトモスリレー105が開かれた直後にフォトモスリレー106が閉じられ、平滑コンデンサ110に蓄積された正電荷は、定電流ダイオード109を介して第2直流電源102へ流れ、逆に負電荷が平滑コンデンサ110に蓄積されて、0.3秒後(図2の符号206)には平滑コンデンサ110の電圧は-500Vとなる。平滑コンデンサ110の電圧の極性が反転する時に、検出器111に印加されるバイアス電圧の時間変化(図2の符号202)が直線的な勾配となり短時間で-500Vになるのは、定電流ダイオード109による効果である。
 その後、極性統合制御装置115から「負バイアス」の指令信号が送信されている時は、スイッチ制御装置107によってフォトモスリレー105が開かれフォトモスリレー106が閉じられている状態なので、平滑コンデンサ110は定電流ダイオード109(および定電流ダイオード108)を介して負電荷が蓄積され、検出器111に印加されるバイアス電圧は-500Vとなる(図2の符号203)。
 極性統合制御装置115から「正から負へのバイアス反転」の指令信号が送信されてから30分後、逆に「負から正へのバイアス反転」の指令信号が送信されると、スイッチ制御装置107によってフォトモスリレー106が開かれた直後に、フォトモスリレー105が閉じられ、平滑コンデンサ110に蓄積された負電荷は、定電流ダイオード108を介して第1直流電源101へ流れ、逆に正電荷が平滑コンデンサ110に蓄積されて、0.3秒後には平滑コンデンサ110の電圧は+500Vとなる。
 平滑コンデンサ110の電圧の極性が反転する時に、検出器111に印加されるバイアス電圧の時間変化(符号204)が直線的な勾配となり短時間で+500Vになるのは、定電流ダイオード108による効果である。
 その後、再び極性統合制御装置115から「正バイアス」の指令信号が送信され、検出器111に印加されるバイアス電圧は+500Vが保持される(図2の符号205)。
 以上により、計測の途切れ時間206および207は、共に0.3秒となる。ここで、増幅器114に対して、その制限電流値よりも大きな電流が流れないように制限をして、増幅器114の損傷を防止する必要がある。本実施形態の場合、結合コンデンサ113の静電容量値が1000pF、増幅器114の制限電流値が10μAであるため、平滑コンデンサ110の電圧の変化率の絶対値が、最大で10000V/秒を超えないように制限する必要がある。本実施形態では、変化率の絶対値が最大で約3300V/秒となる。結合コンデンサ113の静電容量値が1000pFであるため、増幅器114には最大で3.3μAの電流が流れることになる。この値は、増幅器114の制限電流値に比べて低い値である。
 また、増幅器114に入力されるγ線検出信号は、検出器111に印加されるバイアス電圧の正負に対応して、正電荷か負電荷かが決まるが、それによって増幅器の極性を切換える必要がある。極性統合制御装置115から増幅器114に送信される「正バイアス」、「負バイアス」、「正から負へのバイアス反転」、「負から正へのバイアス反転」の指令信号により、増幅器114の極性はそれぞれ「負電荷対応」、「正電荷対応」、「負電荷対応から正電荷対応に反転」、「正電荷対応から負電荷対応に反転」と切換えられる。
 以上、本実施形態の放射線計測装置11によれば、計測の途切れ時間を短くし、かつ増幅器の損傷を防止しつつ、安定した性能でポーラリゼーションが無く計測できる放射線計測装置を実現できる。
(定電流ダイオードと抵抗器とによる特性比較)
 以上は、定電流ダイオードを用いた場合の特性であった。定電流ダイオードを用いずに抵抗器を用いた場合の比較例を次に示し、その結果と対比することにより、定電流ダイオードを用いる場合の特徴と優位性を示す。
(抵抗器を用いた比較例の場合の特性)
 定電流ダイオードの替わりに抵抗器を用いた場合の回路と、特性を比較例として、それぞれ図4と図5に示す。(なお、図3は第2の実施形態を示したもので、後記する。)
 本実施形態の放射線計測装置11の定電流ダイオード108および109に替えて、比較例では、図4に示すように、抵抗器408を用いて放射線計測装置51を構成した場合である。この比較例の放射線計測装置51を用いた場合のγ線計測の途切れ時間を求め、本実施形態の放射線計測装置11を用いた場合の途切れ時間と比較する。
 放射線計測装置51において、極性統合制御装置414の指令信号に基づいて、スイッチ制御装置407はフォトモスリレー405、406を開閉する。
 この比較例では、平滑コンデンサ409の静電容量値が0.1μF、結合コンデンサ412の静電容量値が1000pF、増幅器413の制限電流値が10μA、抵抗器408の抵抗値が1MΩとし、バイアス反転の周期を30分とする場合を説明する。
 まず、極性統合制御装置414から「正バイアス」の指令信号が送信されている時は、スイッチ制御装置407によって、フォトモスリレー405が閉じられフォトモスリレー406が開かれている状態なので、平滑コンデンサ409は、抵抗器408を介して正電荷が蓄積され、検出器410に印加されるバイアス電圧は+500Vとなる(図5の符号501)。
 次に、極性統合制御装置414から「正から負へのバイアス反転」の指令信号が送信されると、スイッチ制御装置407によってまずフォトモスリレー405が開かれた直後にフォトモスリレー406が閉じられ、平滑コンデンサ409に蓄積された正電荷は、抵抗器408を介して第2直流電源402へ流れ、逆に負電荷が平滑コンデンサ409に蓄積されて、1.8秒後に検出器410に印加されるバイアス電圧が-500Vになる(図5の符号502の後端)。
 平滑コンデンサ409の電圧の極性が反転する時に検出器410に印加されるバイアス電圧の時間変化の絶対値は、最大7000V/秒となった。この時、増幅器413には最大で7.0μAの電流が流れることになるが、増幅器413の制限電流値に比べて低い値である。しかし、時間の経過と共に平滑コンデンサ409と第2直流電源402の間の電位差が小さくなるため、平滑コンデンサ409の電圧の時間変化502は徐々に減少していく。そのため、定電流ダイオードを用いてバイアス電圧を直線的に変化させた本実施形態の場合と比較して、計測の途切れ時間506が1.8秒と長くなった。
 その後、極性統合制御装置414から「負バイアス」の指令信号が送信されている時は、本実施形態と同様に、検出器410に印加されるバイアス電圧は-500Vとなる(図5の符号503)。
 極性統合制御装置414から「正から負へのバイアス反転」の指令信号が送信されてから30分後、逆に「負から正へのバイアス反転」の指令信号が送信されると、スイッチ制御装置407によってフォトモスリレー406が開かれ、その直後にフォトモスリレー405が閉じられる。これによって、平滑コンデンサ409に蓄積された負電荷は、抵抗器408を介して第1直流電源401へ流れ、逆に正電荷が平滑コンデンサ409に蓄積されて、1.8秒後に検出器410に印加されるバイアス電圧が+500Vになった(図5の符号504、そして符号505)。
 平滑コンデンサ409の電圧の極性が反転する時に検出器410に印加されるバイアス電圧の時間変化の絶対値は、最大7000V/秒となった。この時、増幅器413には最大で7.0μAの電流が流れることになるが、増幅器413の制限電流値に比べて低い値である。しかし、時間の経過と共に平滑コンデンサ409の電圧の時間変化504は徐々に減少していく。そのため、定電流ダイオードを用いてバイアス電圧を直線的に変化させた本実施形態の場合と比較して、計測の途切れ時間507が1.8秒と長くなった。
 以上、図1の回路と図4の回路の特性比較において、図1の回路はバイアス電圧の最大の時間変化は3300V/秒、増幅器への最大電流は3.3μAであり、図4の回路の最大の時間変化は7000V/秒、増幅器への最大電流は7.0μAと比較すると、図1の回路の方が増幅器に与える影響度は少ない。にもかかわらず、図1の回路の計測途切れ時間は0.3秒であり、図4の回路は1.8秒であって、図1の回路の方が計測器に与える影響は少なく、6分の1に大幅に短縮されている。
 つまり、これらの3つの重要な特性において、すべて、本実施形態の放射線計測装置11である図1の回路の方が、図4の回路よりも好ましい結果が得られ、大きく改善されている。これは図5の特性を得る回路が抵抗器を使用しているのに対し、図2の特性を得る回路は定電流ダイオードを用いたことによる。
 図5の特性を得る回路が抵抗器を用いた場合には、抵抗器の両端に大きな電位差があるときには大きな電流が流れるが、抵抗器の両端に電位差が少なくなってくると小さな電流しか流れなくなり、平滑コンデンサ409(図4)の電圧変化が少なくなって、多くの時間を要するためである。図1の回路の定電流装置189(定電流ダイオード108+定電流ダイオード109)のように両端の電位差が少なくなっても一定の電流を流し続けるので、平滑コンデンサ110(図1)の電位を反転させるための時間が少なくてすむ。
 また、定電流であれば平滑コンデンサ110(図1)の電位差が充分に大きな値である当初においても、過大な電流が流れないので、増幅器114の制限電流値以下にすることが容易に可能となる。
 ちなみに、この効果は定電流ダイオードの「定電流」に起因する効果であるので、定電流特性を有する定電流デバイス、定電流回路、すなわち定電流装置であれば同様の効果が得られる。
(放射線計測装置の第2の実施形態)
 図3は本発明の放射線計測装置の第2の実施形態の回路構成を示すブロック図である。図3において、放射線計測装置21は、半導体結晶とその2つの対向面にカソード電極とアノード電極を有する半導体放射線検出器(以下では単に、検出器という)312と、検出器312に電圧を印加する平滑コンデンサ311と、平滑コンデンサ311の一方の電極に正電荷または負電荷を蓄積可能な直流電源301と、を備えている。
 さらに、直流電源301から平滑コンデンサ311の前記一方の電極への電流を通流するように定電流特性の極性を合わせて接続した第1定電流ダイオード309と、平滑コンデンサ311の前記一方の電極から直流電源301への電流を通流するように定電流特性の極性を合わせて接続した第2定電流ダイオード310と、直流電源301の正極と平滑コンデンサ311の前記一方の電極を接続する配線に接続された第1フォトモスリレー304と、直流電源301の負極と平滑コンデンサ311の前記一方の電極を接続する配線に接続された第2フォトモスリレー305と、直流電源301の正極からの接地線に接続された第3フォトモスリレー306と、直流電源301の負極からの接地線に接続された第4フォトモスリレー307とを備えている。
 なお、第1定電流ダイオード309と第2定電流ダイオード310は、前記した理由により、互いに定電流特性の極性を逆にして直列に接続されて定電流装置319を構成している。
 また、直流電源301の正極と第1フォトモスリレー304、306との間には抵抗302が、また、直流電源301の負極と第2フォトモスリレー305、307との間には抵抗303が過電流の防止用の抵抗として備えられている。
 フォトモスリレー304~307の開閉は、スイッチ制御装置308によって制御される。
 また、検出器312には、ブリーダ抵抗313と結合コンデンサ314の一方の電極が接続され、結合コンデンサ314の他方の電極には、検出器312の信号を増幅する増幅器315が接続されている。
 さらに、スイッチ制御装置308と増幅器315には、フォトモスリレー304~307の開閉および増幅器315の極性反転のタイミングを制御する極性統合制御装置316が接続されている。
 平滑コンデンサ311の前記一方の電極以外の他方の極、およびブリーダ抵抗313の一方の極は、それぞれ接地線に接続される。
 放射線計測装置21によってγ線等の放射線を計測する場合には、検出器312のカソード電極とアノード電極の電極面には、直流電源301と平滑コンデンサ311によって、電荷収集用の正あるいは負のバイアス電圧が印加されている(例えば、+500Vあるいは-500V)。検出器312にγ線が入射した時のγ線検出信号の処理機能については、第1実施形態の場合と同様である。
 ところで、検出器312の部材である半導体結晶を例えば臭化タリウムで構成した場合に、検出器312に対して例えば+500Vのバイアス電圧を連続して印加するとポーラリゼーションが発生するのは、第1実施形態の場合と同様である。
 以下に、本実施形態の放射線計測装置21においてポーラリゼーションを防止するための制御方法を第2例として、図3および図2を用いて説明する。
(ポーラリゼーション防止の制御方法、第2例)
 まず、最初、検出器312に+500Vのバイアス電圧を印加する場合について説明する。直流電源301から検出器312に対して+500Vの電圧を直接印加するとノイズが発生するため、平滑コンデンサ311を用いて検出器312に電圧を印加する。スイッチ制御装置308は、検出器312に正のバイアス電圧を印加する時にフォトモスリレー304、307を閉じると共にフォトモスリレー305、306を開いている。
 平滑コンデンサ311は、定電流ダイオード309(および定電流ダイオード310)を通じて充電され、平滑コンデンサ311の電圧は+500Vとなる。それに伴って、検出器312に印加されるバイアス電圧も+500Vとなる。逆に、検出器312に-500Vのバイアス電圧を印加する場合、スイッチ制御装置308はフォトモスリレー304、307を開くと共にフォトモスリレー305、306を閉じている。平滑コンデンサ311は、定電流ダイオード310を介して充電され、平滑コンデンサ311の電圧は-500Vとなる。
 極性統合制御装置316は、予め設定された極性反転の時間情報に基づいてスイッチ制御装置308と増幅器315に「正バイアス」、「負バイアス」、「正から負へのバイアス反転」、「負から正へのバイアス反転」の指令信号を送信する。スイッチ制御装置308は、この指令信号に基づいてフォトモスリレー304~307を開閉する。
 本実施形態では、平滑コンデンサ311の静電容量が0.1μF、定電流ダイオード309および310の制限電流が0.5mA、結合コンデンサ314の静電容量が1000pF、増幅器315の制限電流値が10μAとし、バイアス電圧反転の周期を30分とする場合を説明する。
 まず、極性統合制御装置316から「正バイアス」の指令信号が送信されている時は、スイッチ制御装置308によってフォトモスリレー304、307が閉じられ、フォトモスリレー305、306が開かれている状態なので、平滑コンデンサ311は定電流ダイオード309を介して正電荷が蓄積され、検出器312に印加されるバイアス電圧は+500Vとなる(図2の符号201)。
 次に、極性統合制御装置316から「正から負へのバイアス反転」の指令信号が送信されると、スイッチ制御装置308によってフォトモスリレー304、307が開かれた直後にフォトモスリレー305、306が閉じられ、平滑コンデンサ311に蓄積された正電荷は、定電流ダイオード310を介して直流電源301へ流れ、逆に負電荷が平滑コンデンサ311に蓄積されて、0.3秒後には平滑コンデンサ311の電圧は-500Vとなる。平滑コンデンサ311の電圧の極性が反転する時に、検出器312に印加されるバイアス電圧の時間変化(符号202)が直線的な勾配となり短時間で-500Vになるのは、定電流ダイオード310による効果である。
 その後、極性統合制御装置316から「負バイアス」の指令信号が送信されている時は、スイッチ制御装置308によってフォトモスリレー304、307が開かれ、フォトモスリレー305、306が閉じられている状態なので、平滑コンデンサ311は定電流ダイオード310を介して負電荷が蓄積され、検出器312に印加されるバイアス電圧は-500Vとなる(図2の符号203)。
 極性統合制御装置316から「正から負へのバイアス反転」の指令信号が送信されてから30分後、逆に「負から正へのバイアス反転」の指令信号が送信されると、スイッチ制御装置308によってフォトモスリレー305、306が開かれた直後に、フォトモスリレー304、307が閉じられる。これによって、平滑コンデンサ311に蓄積された負電荷は、定電流ダイオード309を介して直流電源301へ流れ、逆に正電荷が平滑コンデンサ311に蓄積されて、0.3秒後には平滑コンデンサ311の電圧は+500Vとなった。平滑コンデンサ311の電圧の極性が反転する時に、検出器312に印加されるバイアス電圧の時間変化(符号204)が直線的な勾配となり短時間で+500Vになるのは、定電流ダイオード309による効果である。
 その後、再び極性統合制御装置316から「正バイアス」の指令信号が送信され、検出器312に印加されるバイアス電圧は+500Vが保持される(図2の符号205)。
 以上により、計測の途切れ時間206および207は、第1の実施形態と同じく、共に0.3秒となる。平滑コンデンサ311の電圧の変化率の絶対値は最大で約3300V/秒となるので増幅器315に流れる最大の電流は3.3μAであり、増幅器315の制限電流値に比べて低い値である。
 以上、本実施形態の放射線計測装置21によれば、第1の実施形態の放射線計測装置11と同様に、計測の途切れ時間を短くし、かつ増幅器の損傷を防止しつつ、安定した性能でポーラリゼーション無く計測できる放射線計測装置を実現できる。
 また、本実施形態の放射線計測装置21においては、第1実施形態の放射線計測装置11と比較して、フォトモスリレーの数は多くなるが、直流電源の数を減らすことができる。一般には、フォトモスリレーよりも直流電源にかかるコストの方が高いので、本実施形態の放射線計測装置21では、第1実施形態の放射線計測装置と比較して、製作コストを下げることが可能になる。
(本実施形態の放射線計測装置の核医学診断装置への第1の適用例)
 以上説明した第1の実施形態の放射線計測装置11と第2の実施形態の放射線計測装置21は核医学診断装置に適用することができる。
 図6に示すのは核医学診断装置としてのSPECT撮像装置600に、第1の実施形態の放射線計測装置11、もしくは第2の実施形態の放射線計測装置21を適用した場合の構成図である。図6において、SPECT撮像装置600は、中央部分に円柱状の計測領域602を取り囲むようにして、2台の上下に位置した放射線検出ブロック601A、601Bと、回転支持台606と、ベッド31と、画像情報作成装置603を備えている。
 ここで、上側に位置する放射線検出ブロック601Aは、複数の放射線計測ユニット611とユニット支持部材615と遮光・電磁シールド613とを備えてなる。この放射線計測ユニット611は、複数の放射線計測装置11(もしくは21)と配線基板612とコリメータ614とを備えてなる。また、下側に位置する放射線検出ブロック601Bも同様の構成である。また、画像情報作成装置603はデータ処理装置32と表示装置33から構成されている。
 放射線検出ブロック601A、601Bは、回転支持台606に周方向に180度ずれた位置に配置されている。具体的には、それぞれの放射線検出ブロック601A、601Bの各ユニット支持部材615(一方のみ図示)が周方向に180度隔てた位置で回転支持台606に取り付けられる。そして、ユニット支持部材615に、配線基板612を含む複数の放射線計測ユニット611が着脱可能に取り付けられる。
 複数の放射線計測装置11は、コリメータ614で仕切られる領域Kに、配線基板612に取り付けられた状態で多段にそれぞれ配置される。コリメータ614は、放射線遮蔽材(例えば、鉛、タングステン等)から形成され、放射線(例えば、γ線)を通過する多数の放射線通路を形成している。
 全ての配線基板612およびコリメータ614は、回転支持台606に設置された遮光・電磁シールド613内に配置される。この遮光・電磁シールド613は、γ線以外の電磁波の放射線計測装置11等への影響を遮断している。
 このようなSPECT撮像装置600では、放射性薬剤が投与された被検体Hが載置されるベッド31が移動され、被検体Hは、一対の放射線検出ブロック601A、601Bの間に移動される。そして、回転支持台606が回転されることによって、各放射線検出ブロック601A、601Bが被検体Hの周囲を旋回して検出が開始される。
 そして、放射性薬剤が集積した被検体H内の集積部(例えば、患部)Dからγ線が放出されると、放出されたγ線がコリメータ614の放射線通路を通って対応する放射線計測装置11に入射する。そして、放射線計測装置11は、γ線検出信号を出力し、このγ線検出信号は、γ線のエネルギー毎にデータ処理装置32によってカウントされ、その情報等が表示装置33に表示される。
 なお、図6において、放射線検出ブロック601A、601Bは回転支持台606に支えられながら、太い矢印で示したように回転し、被検体Hとの角度を変えながら、撮像、および計測を行う。また、放射線検出ブロック601A、601Bは細い矢印で示したように上下に移動可能であり、被検体Hとの距離を変えることができる。
 このようなSPECT撮像装置600では、放射線検出器に印加する電荷収集用のバイアス電圧を、ポーラリゼーション防止のために一定時間ごとに正負反転させる際に生じる、放射線計測の途切れ時間を短縮できる。
(本実施形態の核医学診断装置の効果)
 本実施形態の核医学診断装置であるSPECT撮像装置600において得られる効果を説明する。本実施形態のSPECT撮像装置600では、放射線検出器に印加する電荷収集用のバイアス電圧を、ポーラリゼーション防止のために一定時間ごとに正負反転させる際に生じる、放射線計測の途切れ時間を短縮できるため、被検診者から放射されるγ線の時系列的な変化のデータを収集して心臓の機能検査をする場合に、心筋血流量をより正確に知ることができるようになり、またファーストパス法等で心機能パラメータの算出が正確に行えるようになる。このことで、冠動脈硬化の早期診断や冠動脈病変の機能的重症度、および治療効果をより正確に判定できるようになる。
 以上説明した第1、第2実施形態の放射線計測装置11、21は、前記したSPECT撮像装置600に限られることではなく、核医学診断装置としての、ガンマカメラ装置、PET撮像装置等に対しても用いることができる。次に、PET撮像装置に適用する例を示す。
(本実施形態の放射線計測装置の核医学診断装置への第2の適用例)
 図7は核医学診断装置としてのPET撮像装置700に第1の実施形態の放射線計測装置11、もしくは第2の実施形態の放射線計測装置21を適用した場合の構成を示す図である。
 図7において、このPET撮像装置700は、中央部分に円柱状の計測領域702を有する撮像装置701、被検体Hを支持して長手方向に移動可能なベッド31、画像情報作成装置703を備えて構成される。なお、画像情報作成装置703はデータ処理装置32、および表示装置33を備えて構成されている。
 撮像装置701には、計測領域702を取り囲むようにして、前記放射線計測装置11(または21)が配線基板に多数搭載されたプリント基板Pが配置されている。
 このようなPET撮像装置700では、データ処理機能を有するデジタルASIC(デジタル回路用のApplication Specific Integrated Circuit、デジタルデータ処理回路、図示せず)等を備え、γ線のエネルギー値、時刻、放射線計測装置11(または21)の検出チャンネルID(Identification)を有するパケットが作成され、この作成されたパケットがデータ処理装置32に入力されるようになっている。
 検査時には、被検体Hの体内から放射性薬剤に起因して放射されたγ線が、放射線計測装置11(または21)によって検出される。すなわち、PET撮像用の放射性薬剤から放出された陽電子の消滅時に一対のγ線が約180度の反対方向に放出され、多数の放射線計測装置11(または21)のうち別々の検出チャンネルで検出される。検出されたγ線検出信号は、該当する前記デジタルASICに入力されて、前記したように信号処理が行われ、γ線を検出した検出チャンネルの位置情報およびγ線の検出時刻情報がデータ処理装置32に入力される。
 そして、データ処理装置32によって、1つの陽電子の消滅により発生した一対のγ線を1個として計数(同時計数)し、その一対のγ線を検出した2つの検出チャンネルの位置をそれらの位置情報を基に特定する。また、データ処理装置32は、同時計数で得た計数値および検出チャンネルの位置情報を用いて、放射性薬剤の集積位置、すなわち腫瘍位置での被検体Hの断層像情報(画像情報)を作成する。この断層像情報は表示装置33に表示される。
 このようなPET撮像装置700では、放射線検出器に印加する電荷収集用のバイアス電圧を、ポーラリゼーション防止のために一定時間ごとに正負反転させる際に生じる、放射線計測の途切れ時間を短縮できるため、腫瘍患部を診断する場合に被検体Hとなる被検診者を検査する時間を短縮することができる。そのため、被検診者の負担が軽減され、また一日に検査できる被検診者の人数を増やすことができる。
(その他の実施形態)
 以上、放射線計測装置において、図1、図3のそれぞれ第1の実施形態、第2の実施形態において、第1定電流ダイオード(108、309)、第2定電流ダイオード(109、310)は互いに直列に接続して用いたが、3個以上の定電流ダイオードを組み合わせて構成してもよい。また、定電流特性を示すものであれば、他のデバイスや回路で構成してもよい。
 また、放射線計測装置において、図1、図3のそれぞれ第1の実施形態、第2の実施形態において、フォトモスリレー105、106、304、305、306、307を用いた例を示したが、機能としてはリレーであるので、必ずしもフォトモスリレーでなくともよい。信頼性を確保できれば、一般のリレーを用いることができる。
 また、核医学診断装置において、図6、図7において、画像情報作成装置603、703として、データ処理装置32と表示装置33の例を示したが、データ処理の形態は様々にあるので、このデータ処理装置32と表示装置33との組み合わせでなくともよい。
 以上、本発明によれば、計測の途切れ時間を短くし、かつ増幅器の損傷を防止しつつ、安定した性能でポーラリゼーション無く計測できる放射線計測装置、およびそれを用いた核医学診断装置を提供することができる。
 本発明の放射線計測装置、およびそれを搭載した核医学診断装置は、これら装置の信頼性を高めるとともに、計測の途切れ時間を短縮できるため、検診者のみならず、被検診者にも多くの利点があるので、この分野で広く利用、採用される可能性がある。
 11、21、51 放射線計測装置
 31 ベッド
 32 データ処理装置
 33 表示装置
 101、401 第1直流電源
 102、402 第2直流電源
 103、104、302、303、403、404 保護抵抗器
 105、304、405 第1フォトモスリレー(フォトモスリレー)
 106、305、406 第2フォトモスリレー(フォトモスリレー)
 301 直流電源
 306 第3フォトモスリレー
 307 第4フォトモスリレー
 107、308、407 スイッチ制御装置
 108、309 第1定電流ダイオード(定電流ダイオード)
 109、310 第2定電流ダイオード(定電流ダイオード)
 110、311、409 平滑コンデンサ(コンデンサ)
 111、312、410 半導体放射線検出器、放射線検出器、検出器
 112、313、411 ブリーダ抵抗器
 113、314、412 結合コンデンサ(コンデンサ)
 114、315、413 増幅器
 115、316、414 極性統合制御装置
 189、319 定電流装置
 206、207、506、507 計測の途切れ時間
 301 直流電源
 408 抵抗器
 600 SPECT撮像装置(核医学診断装置)
 601A、601B 放射線検出ブロック
 602、702 計測領域
 603、703 画像情報作成装置
 606 回転支持台
 612 配線基板
 611 放射線計測ユニット
 613 遮光・電磁シールド
 614 コリメータ
 615 ユニット支持部材
 700 PET撮像装置(核医学診断装置)
 701 撮像装置
 702 計測領域
 D 集積部
 H 被検体
 K コリメータで仕切られる領域
 P プリント基板

Claims (10)

  1.  放射線を検出する半導体放射線検出器と、
     前記半導体放射線検出器に電圧を印加するコンデンサと、
     前記コンデンサの一方の電極に正電荷と負電荷を蓄積可能な少なくとも1つ以上の直流電源と、
     前記直流電源から前記コンデンサの前記電極への電流を通流する定電流装置と、
     前記直流電源と前記コンデンサの前記電極を接続する配線に接続された少なくとも2つ以上の開閉装置と、
     を備えたことを特徴とする放射線計測装置。
  2.  請求の範囲第1項に記載の放射線計測装置において、
     さらに、
     前記半導体放射線検出器の出力信号を増幅する増幅器と、
     前記開閉装置の開閉を制御するスイッチ制御装置と、
     前記増幅器と前記スイッチ制御装置に正バイアス、負バイアス、正から負へのバイアス反転、負から正へのバイアス反転の指令信号を送信する極性統合制御装置と、
     を備えたことを特徴とする放射線計測装置。
  3.  前記コンデンサの前記一方の電極に正電荷を蓄積可能な第1の直流電源と、
     前記コンデンサの前記一方の電極に負電荷を蓄積可能な第2の直流電源と、
     前記第1の直流電源、または第2の直流電源から前記コンデンサの前記電極への電流を通流する定電流装置と、
     前記第1の直流電源と前記コンデンサの前記電極を接続する配線に接続された第1の開閉装置と、
     前記第2の直流電源と前記コンデンサの前記電極を接続する配線に接続された第2の開閉装置と、
     を備えたことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の放射線計測装置。
  4.  前記コンデンサの前記一方の電極に正電荷を蓄積可能な第1の直流電源と、
     前記コンデンサの前記一方の電極に負電荷を蓄積可能な第2の直流電源と、
     前記第1の直流電源、または第2の直流電源から前記コンデンサの前記電極への電流を通流する定電流装置と、
     前記第1の直流電源と前記コンデンサの前記電極を接続する配線に接続された第1の開閉装置と、
     前記第2の直流電源と前記コンデンサの前記電極を接続する配線に接続された第2の開閉装置と、
     を備えたことを特徴とする請求の範囲第2項に記載の放射線計測装置。
  5.  前記コンデンサの前記一方の電極に正電荷と負電荷を蓄積可能な1つの直流電源と、
     前記直流電源から前記コンデンサの前記電極への電流を通流する定電流装置と、
     前記直流電源の正極と前記コンデンサの前記電極を接続する配線に接続された第1の開閉装置と、
     前記直流電源の負極と前記コンデンサの前記電極を接続する配線に接続された第2の開閉装置と、
     前記直流電源の正極とグラウンドとを接続する配線に接続された第3の開閉装置と、
     前記直流電源の負極とグラウンドとを接続する配線に接続された第4の開閉装置と、
     を備えたことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の放射線計測装置。
  6.  前記コンデンサの前記一方の電極に正電荷と負電荷を蓄積可能な1つの直流電源と、
     前記直流電源から前記コンデンサの前記電極への電流を通流する定電流装置と、
     前記直流電源の正極と前記コンデンサの前記電極を接続する配線に接続された第1の開閉装置と、
     前記直流電源の負極と前記コンデンサの前記電極を接続する配線に接続された第2の開閉装置と、
     前記直流電源の正極とグラウンドとを接続する配線に接続された第3の開閉装置と、
     前記直流電源の負極とグラウンドとを接続する配線に接続された第4の開閉装置と、
     を備えたことを特徴とする請求の範囲第2項に記載の放射線計測装置。
  7.  前記定電流装置がふたつの定電流ダイオードが互いに定電流特性の極性を逆にして直列に接続された構成からなることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第6項のいずれか一項に記載の放射線計測装置。
  8.  前記半導体放射線検出器が臭化タリウム検出器で構成されたことを特徴とする請求の範囲第1項乃至第6項のいずれか一項に記載の放射線計測装置。
  9.  前記開閉装置がフォトモスリレーで構成されたことを特徴とする請求の範囲第1項乃至第6項のいずれか一項に記載の放射線計測装置。
  10.  被検体を支持するベッドと、該被検体を計測領域に含む複数の放射線計測装置と、複数の前記放射線計測装置から出力された放射線検出信号を基に得られた情報を用いて画像を生成する画像情報作成装置と、を備えた核医学診断装置において、
     前記放射線計測装置が請求の範囲第1項乃至第6項のいずれか一項に記載の放射線計測装置であることを特徴とする核医学診断装置。
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