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公開番号2025135148
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-18
出願番号2024032796
出願日2024-03-05
発明の名称検出器ユニット、放射線検出装置および放射線断層撮影装置
出願人浜松ホトニクス株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01T 1/20 20060101AFI20250910BHJP(測定;試験)
要約【課題】TOF分解能およびDOI分解能の双方を良好なものとすることができるとともに放射線検出感度の劣化を抑制することができる検出器ユニットを提供する。
【解決手段】検出器ユニット10は、第1検出器グループ11および第2検出器グループ12を備える。第1検出器グループ11は、第2方向に長手方向を有し第1方向に並列配置された直方体形状のシンチレータ31～33と、シンチレータ31～33それぞれについて長手方向の側の面に光学的に結合された光検出部41～43と、を含む。第2検出器グループ12は、第1方向に長手方向を有し第2方向に並列配置された直方体形状のシンチレータ34～36と、シンチレータ34～36それぞれについて長手方向の側の面に光学的に結合された光検出部44～46と、を含む。第1検出器グループ11と第2検出器グループ12とは、第1方向および第2方向の双方に直交する第3方向に積層されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１方向および第２方向の双方に直交する第３方向に積層された第１検出器グループと第２検出器グループとを備え、
前記第１検出器グループは、前記第２方向に長手方向を有し前記第１方向に並列配置された直方体形状の複数のシンチレータと、前記複数のシンチレータそれぞれについて長手方向の側の面に光学的に結合された光検出部と、を含み、
前記第２検出器グループは、前記第１方向に長手方向を有し前記第２方向に並列配置された直方体形状の複数のシンチレータと、前記複数のシンチレータそれぞれについて長手方向の側の面に光学的に結合された光検出部と、を含む、
検出器ユニット。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記第１検出器グループおよび前記第２検出器グループそれぞれにおいて、積層により対向する二つのシンチレータの面が空気接合されている、
請求項１に記載の検出器ユニット。
【請求項３】
前記第１検出器グループおよび前記第２検出器グループそれぞれのシンチレータにおいて、積層により他のシンチレータに対向する面と前記光検出部が光学的に結合された面とを除く面に、シンチレータで発生するシンチレーション光を反射させる反射材が設けられている、
請求項１に記載の検出器ユニット。
【請求項４】
前記第１検出器グループと前記第２検出器グループとが前記第３方向に交互に積層されている、
請求項１に記載の検出器ユニット。
【請求項５】
前記第３方向に積層された前記第１検出器グループと前記第２検出器グループとが前記第１方向および前記第２方向の双方または何れか一方に並列配置されている、
請求項１に記載の検出器ユニット。
【請求項６】
請求項１～５の何れか１項に記載の検出器ユニットと、
前記検出器ユニットの何れかのシンチレータにおいて放射線が相互作用してシンチレーション光が発生したときに前記検出器ユニットの光検出部から出力される信号を処理して放射線の相互作用位置を求める処理部と、
を備える放射線検出装置。
【請求項７】
請求項１～５の何れか１項に記載の検出器ユニットを備える放射線断層撮影装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出器ユニット、放射線検出装置および放射線断層撮影装置に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
陽電子放射断層撮影（Positron Emission Tomography、ＰＥＴ）装置や単光子断層撮影（Single Photon Emission Computed Tomography、ＳＰＥＣＴ）装置などの放射線断層撮影装置は、被検体内で放出された放射線（ガンマ線）を放射線検出装置により検出して、被検体の断層画像を再構成するためのデータを収集する装置である。放射線検出装置は、放射線断層撮影装置だけでなく、ガンマ線や他の放射線を検出する他の様々な装置においても用いられる。放射線検出装置は、一般に、入射した放射線との相互作用によりシンチレーション光を発生させるシンチレータと、このシンチレーション光を受光して信号を出力する光検出部と、この光検出部から出力される信号を処理する処理部と、を備える。以下では、放射線検出装置の構成のうちシンチレータと光検出部とを含む構成部分を検出器ユニットという。
【０００３】
例えば、ＰＥＴ装置において用いられる放射線検出装置は、高精度の断層画像を再構成する為に、シンチレータにおける放射線との相互作用の時刻および位置の双方を高分解能で検出することが重要である。放射線相互作用時刻検出の分解能（Time of Flight（ＴＯＦ）分解能）がよいほど、断層画像のＳ／Ｎ比が向上する。また、放射線相互作用位置検出の分解能（Depth of Interaction（ＤＯＩ）分解能）がよいほど、断層画像の均一性が向上する。したがって、放射線検出装置においてＴＯＦ分解能およびＤＯＩ分解能の双方の向上が望まれる。
【０００４】
ＴＯＦ分解能を向上させるには、シンチレータにおいて放射線相互作用位置で発生したシンチレーション光が光検出部に到達するまでに要する時間のバラツキを小さくすればよく、すなわち、光検出部からシンチレータの最遠端位置までの距離を短くすればよい。しかし、この場合、シンチレータを小さくする必要があることから、放射線検出の感度が悪くなる。
【０００５】
ＤＯＩ分解能を向上させるには、一つのシンチレータに対して複数の光検出部を設けて、シンチレータにおいて発生したシンチレーション光を拡散させて複数の光検出部により検出すればよい。しかし、この場合、ＴＯＦ分解能が悪くなる。
【０００６】
非特許文献１，２に記載された放射線検出装置は、シンチレータおよび光検出部の形状や配置に関し特徴的構成を有するものである。非特許文献１に記載された放射線検出装置は、並列配置された複数の柱状シンチレータと、これらの複数の柱状シンチレータの一方側に設けられた複数の光検出部と、複数の柱状シンチレータの他方側に設けられたライトガイドと、を備える。非特許文献２に記載された放射線検出装置は、積層された複数の板状シンチレータと、これらの複数の板状シンチレータの四つの側面それぞれに設けられた複数の光検出部と、を備える。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
M. Pizzichemi, et al, "Onlight sharing TOF-PET modules with depth of interaction and 157 ps FWHMcoincidence time resolution", Phys. Med. Biol. 64 155008, 2019.
P. Peng, et al, "ComptonPET: a layered structure PET detector with high performance", Phys. Med.Biol. 64 10LT01, 2019.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１に記載された放射線検出装置は、ＴＯＦ分解能およびＤＯＩ分解能の双方を良好なものとすることができるものの、放射線検出感度を向上させようとシンチレータを厚くするとＴＯＦ分解能が劣化する。
【０００９】
非特許文献２に記載された放射線検出装置は、板状シンチレータの積層数に依存することなくＤＯＩ分解能を良好なものとすることができるものの、シンチレーション光が多数の光検出部により受光されることにより、光検出部１個あたりが検出する光子の個数が減少するので、ＴＯＦ分解能が劣化する。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ＴＯＦ分解能およびＤＯＩ分解能の双方を良好なものとすることができるとともに放射線検出感度の劣化を抑制することができる検出器ユニットおよび放射線検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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