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放射線(xiàn)檢測(cè)器以及具備該檢測(cè)器的TOF?PET裝置的制作方法

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放射線(xiàn)檢測(cè)器以及具備該檢測(cè)器的TOF?PET裝置的制造方法

本發(fā)明涉及一種檢測(cè)γ射線(xiàn)的放射線(xiàn)檢測(cè)器以及具備該放射線(xiàn)檢測(cè)器的放射線(xiàn)斷層攝影裝置,特別是涉及一種tof-pet(timeofflight–positronemissiontomography:時(shí)間-正電子發(fā)射斷層掃描)裝置。



背景技術(shù):

在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中配備有用于使放射性藥劑的分布成像的放射線(xiàn)斷層攝影裝置。對(duì)這種放射線(xiàn)斷層攝影裝置的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。在現(xiàn)有的放射線(xiàn)斷層攝影裝置中,圖21所示的具有由閃爍體晶體排列而成的閃爍體的放射線(xiàn)檢測(cè)器51如圖22所示那樣被配置為圓環(huán)狀。對(duì)放射線(xiàn)檢測(cè)器的動(dòng)作簡(jiǎn)單地進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)向檢測(cè)器的閃爍體入射γ射線(xiàn)時(shí),γ射線(xiàn)在某一個(gè)閃爍體晶體中被轉(zhuǎn)換為熒光。檢測(cè)器通過(guò)獲知發(fā)出熒光的晶體是哪一個(gè)來(lái)識(shí)別γ射線(xiàn)的入射位置(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

由這種檢測(cè)器圓環(huán)狀地排列而成的是圖22所示的檢測(cè)器環(huán)52。在斷層攝影時(shí),在該檢測(cè)器環(huán)52的內(nèi)部載置被檢體。設(shè)為在檢測(cè)器環(huán)內(nèi)部的產(chǎn)生點(diǎn)p處累積有正電子發(fā)射型的放射性藥劑。從產(chǎn)生點(diǎn)p頻繁地產(chǎn)生放射線(xiàn)。用正電子發(fā)射型的原子核素對(duì)放射性藥劑加標(biāo)簽,所產(chǎn)生的放射線(xiàn)是向180°相反方向飛離的γ射線(xiàn)對(duì)。在檢測(cè)器環(huán)52的不同的兩個(gè)位置處檢測(cè)到該射線(xiàn)對(duì)。獲知放射性藥劑位于連接這兩個(gè)檢測(cè)位置的直線(xiàn)(lor)上。但是,連產(chǎn)生點(diǎn)p的位置都無(wú)法準(zhǔn)確地獲知。在普通的放射線(xiàn)斷層攝影裝置中,通過(guò)多次執(zhí)行這種射線(xiàn)對(duì)的檢測(cè)來(lái)使產(chǎn)生點(diǎn)p成像。

tof-pet是使普通的裝置進(jìn)一步發(fā)展而得到的裝置。如果設(shè)為產(chǎn)生點(diǎn)p處于lor的中點(diǎn),則理應(yīng)在完全相同的時(shí)刻檢測(cè)到γ射線(xiàn)對(duì)。如果產(chǎn)生點(diǎn)p處于偏離lor的中點(diǎn)的位置,則在γ射線(xiàn)對(duì)的檢測(cè)中產(chǎn)生與該偏移量相應(yīng)的時(shí)間差。即,如果對(duì)檢測(cè)到兩條γ射線(xiàn)時(shí)的時(shí)間差進(jìn)行研究,則獲知產(chǎn)生點(diǎn)p大致存在于lor的哪個(gè)位置。這是tof-pet的原理。根據(jù)tof-pet,與現(xiàn)有的裝置相比,在一次γ射線(xiàn)對(duì)的檢測(cè)中獲得的信息更多,因此能夠相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)清晰的成像。

即使在這種tof-pet中也難以準(zhǔn)確地獲知放射性藥劑的累積位置、即產(chǎn)生點(diǎn)p的位置。因而,在tof-pet中,在一次γ射線(xiàn)對(duì)的檢測(cè)中僅知道產(chǎn)生點(diǎn)p如圖23所示那樣處于用虛線(xiàn)圈起來(lái)的區(qū)域附近。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特表2008-525161號(hào)公報(bào)



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的問(wèn)題

然而,在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中存在如下問(wèn)題。

即,在裝置中,無(wú)法充分地發(fā)揮能夠在tof-pet中實(shí)現(xiàn)的原來(lái)的時(shí)間分辨率。

該問(wèn)題源自現(xiàn)有裝置的結(jié)構(gòu)。圖24說(shuō)明了該情況。為了在tof-pet中確定γ射線(xiàn)對(duì)的產(chǎn)生位置,檢測(cè)到γ射線(xiàn)的兩個(gè)檢測(cè)器各自需要輸出表示檢測(cè)時(shí)刻的時(shí)刻信息。存在以下實(shí)際情況:該檢測(cè)時(shí)刻由于檢測(cè)器的電路結(jié)構(gòu)而變得不準(zhǔn)確。即,如圖24所示那樣成為以下結(jié)構(gòu):在各個(gè)閃爍體晶體中設(shè)置有檢測(cè)熒光的檢測(cè)元件,該檢測(cè)元件的輸出均被輸入到合計(jì)電路62。當(dāng)在某一個(gè)閃爍體晶體中產(chǎn)生熒光時(shí),從與該晶體對(duì)應(yīng)的檢測(cè)元件輸出信號(hào),該信號(hào)被輸入到合計(jì)電路62。合計(jì)電路62輸出對(duì)所有來(lái)自檢測(cè)元件的輸出進(jìn)行合計(jì)而得到的合算信號(hào)。合計(jì)電路62將該合算信號(hào)輸出到用于將該合算信號(hào)轉(zhuǎn)換為檢測(cè)時(shí)刻的轉(zhuǎn)換電路。轉(zhuǎn)換電路根據(jù)合算信號(hào)的輸入定時(shí)識(shí)別熒光的產(chǎn)生時(shí)刻,并輸出表示時(shí)刻的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)是由檢測(cè)器輸出的時(shí)刻信息。

圖25示出了合計(jì)電路62的優(yōu)選的動(dòng)作。從與產(chǎn)生了熒光的晶體對(duì)應(yīng)的檢測(cè)元件輸出尖銳脈沖狀的信號(hào),該尖銳脈沖狀的信號(hào)被輸入到合計(jì)電路62。除此以外的檢測(cè)元件的輸入為0。因而,合計(jì)電路62理應(yīng)進(jìn)行使被輸入的尖銳脈沖狀的信號(hào)保持原樣地通過(guò)那樣的動(dòng)作。

圖26示出了實(shí)際的合計(jì)電路62的動(dòng)作。合計(jì)電路62沒(méi)有按期望那樣進(jìn)行動(dòng)作。尖銳脈沖狀的信號(hào)在通過(guò)合計(jì)電路62的期間失去尖銳度,脈沖隨時(shí)間經(jīng)過(guò)而延伸。當(dāng)使脈沖狀的信號(hào)通過(guò)合計(jì)電路62時(shí),脈沖原本具有的時(shí)間上的精度劣化。現(xiàn)有的tof-pet使用這種精度劣化的信號(hào)進(jìn)行了動(dòng)作。這種脈沖的劣化對(duì)放射性藥劑的成像造成不良影響。即,如圖27所示,無(wú)法清楚地獲知γ射線(xiàn)的產(chǎn)生位置,放射線(xiàn)分布圖像模糊。

難道不能僅使用來(lái)自檢測(cè)元件的直接的輸出來(lái)構(gòu)成tof-pet嗎。如果能夠這樣的話(huà),則不需要合計(jì)電路62,因此應(yīng)該能夠在脈沖保持尖銳的狀態(tài)下確定γ射線(xiàn)的產(chǎn)生位置。

但是,實(shí)際上難以設(shè)為這種結(jié)構(gòu)。當(dāng)設(shè)為省略了合計(jì)電路62那樣的結(jié)構(gòu)時(shí),此時(shí),能夠檢測(cè)的γ射線(xiàn)對(duì)變得極少。在入射到閃爍體的γ射線(xiàn)中存在如圖28所示那樣在不同的兩個(gè)晶體中被轉(zhuǎn)換為熒光的γ射線(xiàn)。將這種現(xiàn)象稱(chēng)為多重散射事件。此時(shí),兩個(gè)檢測(cè)元件輸出與檢測(cè)出γ射線(xiàn)有關(guān)的信號(hào),但各個(gè)信號(hào)弱且s/n比差。如果想要基于該弱信號(hào)確定γ射線(xiàn)的產(chǎn)生位置,則γ射線(xiàn)的產(chǎn)生位置的可靠性降低?,F(xiàn)有結(jié)構(gòu)預(yù)見(jiàn)會(huì)發(fā)生多重散射事件而設(shè)置了合計(jì)電路62。如果省略該合計(jì)電路62,則無(wú)法獲得與多重散射事件有關(guān)的數(shù)據(jù)。如果全部放棄與多重散射事件有關(guān)的數(shù)據(jù),則數(shù)據(jù)數(shù)量不足以進(jìn)行放射性藥劑的成像。結(jié)果是放射線(xiàn)分布圖像模糊。

本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的,其目的在于提供一種在考慮多重散射事件的發(fā)生的基礎(chǔ)上改善了時(shí)間分辨率的放射線(xiàn)檢測(cè)器。

用于解決問(wèn)題的方案

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題而采用如下結(jié)構(gòu)。

即,本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器具備:閃爍體,其是閃爍體晶體縱橫地排列并一體化而成的,該閃爍體晶體將放射線(xiàn)轉(zhuǎn)換為熒光;以及光檢測(cè)器,其是檢測(cè)從閃爍體發(fā)出的熒光的結(jié)構(gòu),且具有與各個(gè)閃爍體晶體對(duì)應(yīng)的檢測(cè)元件,其中,各檢測(cè)元件的輸出是分成多個(gè)分支的結(jié)構(gòu),某個(gè)分支為用于計(jì)算光電吸收事件的熒光產(chǎn)生時(shí)刻的分支,并且另一分支為用于計(jì)算多重散射事件的熒光產(chǎn)生時(shí)刻的分支,其中,該光電吸收事件是在單個(gè)閃爍體晶體中產(chǎn)生熒光的事件,該多重散射事件是在多個(gè)閃爍體晶體中產(chǎn)生熒光的事件,該放射線(xiàn)檢測(cè)器還具備:光電吸收時(shí)刻計(jì)算單元,其設(shè)置于各檢測(cè)元件,構(gòu)成為經(jīng)由光電吸收事件用的分支被輸入由檢測(cè)元件輸出的脈沖并將該脈沖轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息,由此計(jì)算與光電吸收事件有關(guān)的熒光產(chǎn)生時(shí)刻;合計(jì)單元,其輸出對(duì)與各檢測(cè)元件有關(guān)的來(lái)自各個(gè)多重散射事件用的分支的輸出進(jìn)行合計(jì)而得到的脈沖;以及多重散射時(shí)刻計(jì)算單元,其通過(guò)將合計(jì)單元輸出的脈沖轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息來(lái)計(jì)算與多重散射事件有關(guān)的熒光產(chǎn)生時(shí)刻。

[作用和效果]根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種在考慮多重散射事件的發(fā)生的基礎(chǔ)上改善了時(shí)間分辨率的放射線(xiàn)檢測(cè)器。即,根據(jù)本發(fā)明,各檢測(cè)元件具備光電吸收時(shí)刻計(jì)算單元,該光電吸收時(shí)刻計(jì)算單元不經(jīng)由合計(jì)單元而從檢測(cè)元件取出脈沖并將該脈沖轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息。由于不經(jīng)由合計(jì)單元,因此脈沖不發(fā)生劣化地被直接轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息,因此熒光的產(chǎn)生時(shí)刻更加準(zhǔn)確。這種時(shí)刻信息的獲取方法在發(fā)生了光電吸收事件的情況下有效。

另一方面,在發(fā)生了多重散射事件的情況下,放射線(xiàn)的能量分散到多個(gè)閃爍體晶體中而產(chǎn)生熒光,因此在單個(gè)檢測(cè)元件的輸出中無(wú)法準(zhǔn)確地獲取熒光的產(chǎn)生時(shí)刻。在此,根據(jù)本發(fā)明,具備:合計(jì)單元,其輸出對(duì)各檢測(cè)元件的輸出進(jìn)行合計(jì)而得到的脈沖;以及多重散射時(shí)刻計(jì)算單元,其將由合計(jì)單元輸出的脈沖轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息。通過(guò)合計(jì)單元對(duì)被多個(gè)檢測(cè)元件獨(dú)立地輸出的弱脈沖進(jìn)行合計(jì),由此成為與在發(fā)生光電吸收事件時(shí)從檢測(cè)元件輸出的脈沖相當(dāng)?shù)膹?qiáng)脈沖。雖然發(fā)現(xiàn)該脈沖多少存在劣化,但該脈沖具有高強(qiáng)度。如果將這種脈沖轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息,則與利用合計(jì)前的弱脈沖相比能夠準(zhǔn)確地獲知熒光的產(chǎn)生時(shí)刻。這種時(shí)刻信息的獲取方法在發(fā)生了多重散射事件的情況下有效。

關(guān)于現(xiàn)有的時(shí)刻信息的獲取方法,無(wú)論發(fā)生了光電吸收事件和多重散射事件中的哪個(gè)事件,動(dòng)作都相同。即,由于即使發(fā)生光電吸收事件也經(jīng)由合計(jì)單元,因此時(shí)刻信息也相應(yīng)地劣化。根據(jù)本發(fā)明,區(qū)分各事件地進(jìn)行適于這些事件的時(shí)刻信息的處理,因此能夠更加準(zhǔn)確地獲知熒光的產(chǎn)生時(shí)刻。

另外,在上述放射線(xiàn)檢測(cè)器中,更為優(yōu)選的是,還具備事件判別單元,當(dāng)在閃爍體中產(chǎn)生了熒光時(shí),在輸出了與熒光檢測(cè)有關(guān)的脈沖的檢測(cè)元件是一個(gè)的情況下,該事件判別單元判別為熒光由光電吸收事件產(chǎn)生,并且在輸出了與熒光檢測(cè)有關(guān)的脈沖的檢測(cè)元件是多個(gè)的情況下,該事件判別單元判別為熒光由多重散射事件產(chǎn)生。

[作用和效果]上述內(nèi)容描述了本發(fā)明的更為優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。如果具備判別所檢測(cè)到的熒光是與光電吸收事件有關(guān)的熒光還是與多重散射事件有關(guān)的熒光的結(jié)構(gòu),則能夠與所發(fā)生的事件相應(yīng)地判斷光電吸收時(shí)刻計(jì)算單元所輸出的時(shí)刻信息和多重散射時(shí)刻計(jì)算單元所輸出的時(shí)刻信息中的哪一個(gè)時(shí)刻信息恰當(dāng)。

另外,在上述放射線(xiàn)檢測(cè)器中,更為優(yōu)選的是,檢測(cè)元件的輸出的分支中的某個(gè)分支為用于計(jì)算熒光產(chǎn)生位置的分支,該放射線(xiàn)檢測(cè)器還具備熒光產(chǎn)生位置計(jì)算單元,該熒光產(chǎn)生位置計(jì)算單元經(jīng)由熒光產(chǎn)生位置用的分支被輸入由檢測(cè)元件輸出的脈沖并將該脈沖轉(zhuǎn)換為表示熒光的產(chǎn)生位置的位置信息。

[作用和效果]上述內(nèi)容描述了本發(fā)明的更為優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。如果具備熒光產(chǎn)生位置計(jì)算單元,則能夠構(gòu)成可獲知熒光的產(chǎn)生位置的放射線(xiàn)檢測(cè)器。

另外,在上述放射線(xiàn)檢測(cè)器中,更為優(yōu)選的是,還具備晶體判別單元,在存在兩個(gè)輸出了與熒光檢測(cè)有關(guān)的脈沖的檢測(cè)元件的情況下,該晶體判別單元將與發(fā)出了兩個(gè)脈沖中的較弱的脈沖的檢測(cè)元件對(duì)應(yīng)的閃爍體晶體設(shè)為熒光的產(chǎn)生位置。

[作用和效果]上述內(nèi)容描述了本發(fā)明的更為優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。認(rèn)為與發(fā)出了兩個(gè)脈沖中的較弱的脈沖的檢測(cè)元件對(duì)應(yīng)的閃爍體晶體在多重散射事件中首先發(fā)出熒光。如果像這樣構(gòu)成,則能夠構(gòu)成可更加準(zhǔn)確地獲知熒光的產(chǎn)生位置的放射線(xiàn)檢測(cè)器。

另外,在具備上述放射線(xiàn)檢測(cè)器的tof-pet裝置中,更為優(yōu)選的是,具備:檢測(cè)器環(huán),該檢測(cè)器環(huán)是通過(guò)將放射線(xiàn)檢測(cè)器配置在圓環(huán)上而構(gòu)成的;以及圖像生成單元,在由檢測(cè)器環(huán)檢測(cè)到湮滅放射線(xiàn)對(duì)時(shí),該圖像生成單元根據(jù)放射線(xiàn)是通過(guò)光電吸收事件被檢測(cè)到還是通過(guò)多重散射事件被檢測(cè)到來(lái)改變時(shí)間分辨率,從而使放射性藥劑的分布成像。

[作用和效果]如果利用本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器來(lái)構(gòu)成tof-pet裝置,則能夠反映在多重散射事件與光電吸收事件之間看到的時(shí)間分辨率的差異并生成圖像。通過(guò)這樣,結(jié)果是提高tof-pet裝置的空間分辨率。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明,各檢測(cè)元件具備光電吸收時(shí)刻計(jì)算單元,該光電吸收時(shí)刻計(jì)算單元不經(jīng)由合計(jì)單元而從檢測(cè)元件取出脈沖并將該脈沖轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息。另外,具備:合計(jì)單元,其輸出對(duì)各檢測(cè)元件的輸出進(jìn)行合計(jì)而得到的脈沖;以及多重散射時(shí)刻計(jì)算單元,其將由合計(jì)單元輸出的脈沖轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息。根據(jù)本發(fā)明,區(qū)分各事件地進(jìn)行適于這些事件的時(shí)刻信息的處理,因此能夠更加準(zhǔn)確地獲知熒光的產(chǎn)生時(shí)刻。

附圖說(shuō)明

圖1是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖2是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖3是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖4是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖5是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖6是說(shuō)明與本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器有關(guān)的電路結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖7是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的光電吸收事件和多重散射事件的示意圖。

圖8是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的動(dòng)作(光電吸收事件的情況)的示意圖。

圖9是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的動(dòng)作(多重散射事件的情況)的示意圖。

圖10是說(shuō)明搭載有本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的tof-pet裝置的功能框圖。

圖11是說(shuō)明搭載有本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的tof-pet裝置的動(dòng)作的示意圖。

圖12是說(shuō)明搭載有本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的tof-pet裝置的動(dòng)作的示意圖。

圖13是說(shuō)明搭載有本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的tof-pet裝置的動(dòng)作的示意圖。

圖14是說(shuō)明搭載有本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的tof-pet裝置的動(dòng)作的示意圖。

圖15是說(shuō)明搭載有本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的tof-pet裝置的動(dòng)作的示意圖。

圖16是說(shuō)明搭載有本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的tof-pet裝置的動(dòng)作的示意圖。

圖17是說(shuō)明搭載有本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的tof-pet裝置的動(dòng)作的示意圖。

圖18是說(shuō)明搭載有本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的tof-pet裝置的動(dòng)作的示意圖。

圖19是說(shuō)明搭載有本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的tof-pet裝置的動(dòng)作的示意圖。

圖20是說(shuō)明與本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器有關(guān)的電路結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖21是說(shuō)明現(xiàn)有的放射線(xiàn)檢測(cè)器的示意圖。

圖22是說(shuō)明現(xiàn)有的tof-pet裝置的示意圖。

圖23是說(shuō)明現(xiàn)有的tof-pet裝置的示意圖。

圖24是說(shuō)明現(xiàn)有的放射線(xiàn)檢測(cè)器的示意圖。

圖25是說(shuō)明現(xiàn)有的放射線(xiàn)檢測(cè)器(理想)的示意圖。

圖26是說(shuō)明現(xiàn)有的放射線(xiàn)檢測(cè)器(實(shí)際)的示意圖。

圖27是說(shuō)明現(xiàn)有的tof-pet裝置的示意圖。

圖28是說(shuō)明現(xiàn)有的放射線(xiàn)檢測(cè)器的示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

2:閃爍體;3:光檢測(cè)器;3a:檢測(cè)元件;11:獨(dú)立比較器(光電吸收時(shí)刻計(jì)算單元);12:合計(jì)電路(合計(jì)單元);13:合計(jì)比較器(多重散射時(shí)刻計(jì)算單元);14:能量位置辨別電路(熒光產(chǎn)生位置計(jì)算單元);14b:熒光產(chǎn)生晶體確定電路(晶體判別單元);15:時(shí)刻信息篩選電路(事件判別單元)。

具體實(shí)施方式

<放射線(xiàn)檢測(cè)器的整體結(jié)構(gòu)>

如圖1所示,放射線(xiàn)檢測(cè)器1具備:閃爍體2,其是閃爍體晶體c縱橫地排列而構(gòu)成的;以及光檢測(cè)器3,其設(shè)置在閃爍體2的下表面,檢測(cè)從閃爍體2產(chǎn)生的熒光。關(guān)于圖1中的閃爍體2,縱8×橫8的二維矩陣狀地排列有在高度方向上呈細(xì)長(zhǎng)狀的閃爍體晶體c,具備共計(jì)64個(gè)閃爍體晶體c。閃爍體2是將放射線(xiàn)轉(zhuǎn)換為熒光的閃爍體晶體縱橫地排列并一體化而成的。閃爍體晶體c的個(gè)數(shù)只是例示。能夠使閃爍體晶體的個(gè)數(shù)與使用目的相應(yīng)地增加和減少。

閃爍體晶體c由含有鈰元素的lgso(lu、gd)2sio5構(gòu)成,具有當(dāng)被入射γ射線(xiàn)時(shí)發(fā)出熒光那樣的特性。也可以替代lgso而用gso(gd2sio5)等其它材料來(lái)構(gòu)成閃爍體晶體c。閃爍體晶體c將γ射線(xiàn)轉(zhuǎn)換為熒光。

閃爍體2具備沿橫向延伸的反射板rx和沿縱向延伸的反射板ry。反射板rx設(shè)置在縱向上相鄰的閃爍體晶體c之間,反射板ry設(shè)置在橫向上相鄰的閃爍體晶體c之間。因而,彼此相鄰的閃爍體晶體c被反射板rx和反射板ry中的任一個(gè)隔開(kāi)。

光檢測(cè)器3是檢測(cè)由閃爍體2發(fā)出的熒光的結(jié)構(gòu)。該光檢測(cè)器3為以下結(jié)構(gòu):在光檢測(cè)器3的與閃爍體2連接的表面上二維矩陣狀地排列有與構(gòu)成閃爍體2的各個(gè)閃爍體晶體c對(duì)應(yīng)的檢測(cè)元件,利用一個(gè)檢測(cè)元件檢測(cè)由一個(gè)閃爍體晶體c發(fā)出的熒光。這樣,光檢測(cè)器3成為檢測(cè)從閃爍體2發(fā)出的熒光且具有與各個(gè)閃爍體晶體對(duì)應(yīng)的檢測(cè)元件3a的結(jié)構(gòu)。

圖2說(shuō)明了光檢測(cè)器3所具有的檢測(cè)元件3a的結(jié)構(gòu)。在各檢測(cè)元件3a中設(shè)置有用于輸出在檢測(cè)到熒光時(shí)發(fā)出的脈沖信號(hào)的信號(hào)布線(xiàn)l。該信號(hào)布線(xiàn)l被分支為三個(gè),該分支中的一個(gè)分支為用于按每個(gè)檢測(cè)元件計(jì)算熒光的產(chǎn)生時(shí)刻的分支t1。另一個(gè)分支為用于在整個(gè)光檢測(cè)器3中計(jì)算熒光的產(chǎn)生時(shí)刻的分支t2。最后剩余的一個(gè)分支為用于計(jì)算熒光的產(chǎn)生位置和熒光的能量的分支e。之后,對(duì)這些分支如何連接進(jìn)行說(shuō)明。

<分支t1>

分支t1如圖3所示那樣連接于獨(dú)立比較器11。獨(dú)立比較器11當(dāng)從分支t1被輸入脈沖信號(hào)時(shí),基于脈沖信號(hào)的輸入定時(shí)來(lái)輸出表示熒光的產(chǎn)生時(shí)刻的數(shù)據(jù)(時(shí)刻信息)。在圖3中僅繪制了一個(gè)獨(dú)立比較器11,但獨(dú)立比較器11設(shè)置于與各檢測(cè)元件3a有關(guān)的各個(gè)分支t1。因而,在光檢測(cè)器3中設(shè)置有與檢測(cè)元件相同數(shù)量的獨(dú)立比較器11。獨(dú)立比較器11設(shè)置于各檢測(cè)元件3a,構(gòu)成為經(jīng)由光電吸收事件用的分支被輸入由檢測(cè)元件3a輸出的脈沖,通過(guò)將該脈沖轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息來(lái)計(jì)算與光電吸收事件有關(guān)的熒光產(chǎn)生時(shí)刻。獨(dú)立比較器11相當(dāng)于本發(fā)明的光電吸收時(shí)刻計(jì)算單元。

<分支t2>

分支t2如圖4所示那樣連接于合計(jì)電路12。分支t2當(dāng)然分別設(shè)置于各檢測(cè)元件3a,但所有分支t2為向一個(gè)合計(jì)電路12進(jìn)行輸入的結(jié)構(gòu)。合計(jì)電路12進(jìn)行對(duì)所有分支t2的輸出進(jìn)行合計(jì)的運(yùn)算。從檢測(cè)元件3a經(jīng)由分支t2輸出的是脈沖信號(hào),因此合計(jì)電路12也輸出脈沖信號(hào)。合計(jì)電路12將與合計(jì)結(jié)果有關(guān)的脈沖信號(hào)輸出到合計(jì)比較器13。合計(jì)比較器13當(dāng)從合計(jì)電路12被輸入脈沖信號(hào)時(shí),基于脈沖信號(hào)的輸入定時(shí)來(lái)輸出表示熒光的產(chǎn)生時(shí)刻的數(shù)據(jù)(時(shí)刻信息)。合計(jì)電路12構(gòu)成為輸出對(duì)與各檢測(cè)元件3a有關(guān)的來(lái)自各個(gè)多重散射事件用的分支的輸出進(jìn)行合計(jì)而得到的脈沖,相當(dāng)于本發(fā)明的合計(jì)單元。合計(jì)比較器13構(gòu)成為通過(guò)將由合計(jì)電路12輸出的脈沖轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息來(lái)計(jì)算與多重散射事件有關(guān)的熒光產(chǎn)生時(shí)刻,相當(dāng)于本發(fā)明的多重散射時(shí)刻計(jì)算單元。

這樣,各檢測(cè)元件3a的輸出是分成多個(gè)分支的結(jié)構(gòu),某個(gè)分支t1為用于計(jì)算光電吸收事件的熒光產(chǎn)生時(shí)刻的分支,并且另一分支t2為用于計(jì)算多重散射事件的熒光產(chǎn)生時(shí)刻的分支,其中,該光電吸收事件是在單個(gè)閃爍體晶體中產(chǎn)生熒光的事件,該多重散射事件是在多個(gè)閃爍體晶體中產(chǎn)生熒光的事件。

<分支e>

分支e如圖5所示那樣被輸入到能量位置辨別電路14。能量位置辨別電路14基于各檢測(cè)元件3a的分支e的輸出來(lái)計(jì)算在閃爍體2中發(fā)出的熒光的強(qiáng)度(能量)和哪個(gè)晶體發(fā)出了熒光之類(lèi)的熒光的產(chǎn)生位置。此時(shí)由能量位置辨別電路14計(jì)算出的能量是指在整個(gè)閃爍體2中檢測(cè)到的熒光的合計(jì)。即,檢測(cè)元件3a的輸出的分支中的某個(gè)分支e為用于計(jì)算熒光產(chǎn)生位置的分支,能量位置辨別電路14經(jīng)由熒光產(chǎn)生位置用的分支被輸入由檢測(cè)元件3a輸出的脈沖,并將該脈沖轉(zhuǎn)換為表示熒光的產(chǎn)生位置的位置信息。能量位置辨別電路14相當(dāng)于本發(fā)明的熒光產(chǎn)生位置計(jì)算單元。

<時(shí)刻信息篩選電路>

如圖6所示,時(shí)刻信息篩選電路15構(gòu)成為監(jiān)視各獨(dú)立比較器11的輸出和合計(jì)比較器13的輸出,在從閃爍體2發(fā)出熒光時(shí)篩選某個(gè)比較器的輸出。時(shí)刻信息篩選電路15將篩選出的輸出(時(shí)刻信息)作為光檢測(cè)器3的輸出而輸出到放射線(xiàn)檢測(cè)器外。時(shí)刻信息篩選電路15相當(dāng)于本發(fā)明的事件判別單元。

時(shí)刻信息篩選電路15根據(jù)在閃爍體2中發(fā)出的熒光的樣式來(lái)改變動(dòng)作,因此首先對(duì)熒光的樣式進(jìn)行說(shuō)明。光電吸收事件是指如圖7左側(cè)所示那樣放射線(xiàn)在一個(gè)閃爍體晶體中被轉(zhuǎn)換為熒光的事件。在該情況下,各獨(dú)立比較器11中的用于輸出時(shí)刻信息的獨(dú)立比較器只有一個(gè)。另外,此時(shí)合計(jì)比較器13也經(jīng)由分支t2獲取脈沖信號(hào)并輸出時(shí)刻信息。多重散射事件是指如圖7右側(cè)所示那樣放射線(xiàn)在多個(gè)閃爍體晶體中被轉(zhuǎn)換為熒光的事件。在該情況下,各獨(dú)立比較器11中的用于輸出時(shí)刻信息的獨(dú)立比較器為多個(gè)。另外,此時(shí)合計(jì)比較器13也經(jīng)由分支t2獲取脈沖信號(hào)并輸出時(shí)刻信息。

<發(fā)生了光電吸收事件時(shí)的時(shí)刻信息篩選電路的動(dòng)作>

圖8說(shuō)明發(fā)生了光電吸收事件時(shí)的時(shí)刻信息篩選電路15的動(dòng)作。在光電吸收事件中,當(dāng)用剖面線(xiàn)表示的檢測(cè)元件3a檢測(cè)到熒光時(shí),不存在其它的檢測(cè)到熒光的檢測(cè)元件3a。從檢測(cè)元件3a輸出的脈沖信號(hào)被分配給三個(gè)分支,一個(gè)脈沖信號(hào)經(jīng)由分支t1被輸出到獨(dú)立比較器11。獨(dú)立比較器11基于該脈沖信號(hào)來(lái)輸出時(shí)刻信息de。在光電吸收事件中,只有與用剖面線(xiàn)表示的檢測(cè)元件3a對(duì)應(yīng)的獨(dú)立比較器11輸出時(shí)刻信息,其它獨(dú)立比較器11不輸出時(shí)刻信息。

另一方面,從檢測(cè)元件3a輸出的脈沖信號(hào)中的進(jìn)入分支t2的脈沖信號(hào)通過(guò)合計(jì)電路12而被輸入到合計(jì)比較器13。理想情況下合計(jì)電路12應(yīng)該如圖25那樣直接輸出從檢測(cè)元件3a輸出的脈沖信號(hào),但實(shí)際的從合計(jì)電路12輸出的與合計(jì)結(jié)果有關(guān)的脈沖信號(hào)為時(shí)刻的辨別能力劣化的脈沖信號(hào)。與合計(jì)結(jié)果有關(guān)的脈沖信號(hào)被合計(jì)比較器13轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息ds。由于這種時(shí)刻信息ds源自通過(guò)合計(jì)電路12后和緩的脈沖信號(hào),因此可以說(shuō)可靠性沒(méi)那么高。

時(shí)刻信息篩選電路15當(dāng)從獨(dú)立比較器11被輸入的時(shí)刻信息只有一個(gè)時(shí),將檢測(cè)到的熒光識(shí)別為與光電吸收事件有關(guān)的熒光,并判斷為從獨(dú)立比較器11輸出的時(shí)刻信息de能夠比從合計(jì)比較器13輸出的時(shí)刻信息ds更可靠,從而輸出時(shí)刻信息de。時(shí)刻信息de為不經(jīng)由合計(jì)電路12而被直接轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息的信息,因此源自更不會(huì)在時(shí)間上劣化的脈沖信號(hào)。因而,在發(fā)生了光電吸收事件的情況下,與時(shí)刻信息ds相比,時(shí)刻信息de具有更高的可靠性。

<發(fā)生了多重散射事件時(shí)的時(shí)刻信息篩選電路的動(dòng)作>

圖9說(shuō)明發(fā)生了多重散射事件時(shí)的時(shí)刻信息篩選電路15的動(dòng)作。在多重散射事件中,設(shè)為用剖面線(xiàn)表示的多個(gè)檢測(cè)元件3a檢測(cè)到熒光。在多重散射事件中,放射線(xiàn)的能量被分配給多個(gè)閃爍體晶體來(lái)產(chǎn)生熒光。因而,該熒光中的各個(gè)熒光比與光電吸收事件有關(guān)的熒光弱。其結(jié)果是,從檢測(cè)元件3a輸出的脈沖信號(hào)比與光電吸收事件有關(guān)的脈沖信號(hào)弱。這些多個(gè)脈沖信號(hào)由不同的檢測(cè)元件3a產(chǎn)生并經(jīng)由分支t1輸入到各不相同的獨(dú)立比較器11。因而,多個(gè)獨(dú)立比較器11獨(dú)立地輸出時(shí)刻信息。在圖9中,除了從獨(dú)立比較器11輸出時(shí)刻信息de1以外,還從其它獨(dú)立比較器11輸出時(shí)刻信息de2。這種時(shí)刻信息de1、de2源自弱脈沖信號(hào),可以說(shuō)可靠性沒(méi)那么高。

另一方面,從檢測(cè)元件3a輸出的脈沖信號(hào)中的進(jìn)入分支t2的脈沖信號(hào)通過(guò)合計(jì)電路12而被輸入到合計(jì)比較器13。與合計(jì)結(jié)果有關(guān)的脈沖信號(hào)被合計(jì)比較器13轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息ds。

當(dāng)存在多個(gè)從獨(dú)立比較器11輸入的時(shí)刻信息時(shí),時(shí)刻信息篩選電路15將檢測(cè)到的熒光識(shí)別為與多重散射事件有關(guān)的熒光,并判斷為從合計(jì)比較器13輸出的時(shí)刻信息ds能夠比從獨(dú)立比較器11輸出的時(shí)刻信息de更可靠,從而輸出時(shí)刻信息ds。時(shí)刻信息ds為經(jīng)由合計(jì)電路12被轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息的信息,因此源自更強(qiáng)的脈沖信號(hào)。因而,在發(fā)生了多重散射事件的情況下,與時(shí)刻信息de相比,時(shí)刻信息ds具有更高的可靠性。

這樣,時(shí)刻信息篩選電路15成為以下結(jié)構(gòu):當(dāng)在閃爍體2中發(fā)出了熒光時(shí),在輸出了與熒光檢測(cè)有關(guān)的脈沖的檢測(cè)元件3a是一個(gè)的情況下,該時(shí)刻信息篩選電路15判別為熒光由光電吸收事件產(chǎn)生,并且在輸出了與熒光檢測(cè)有關(guān)的脈沖的檢測(cè)元件3a是多個(gè)的情況下,該時(shí)刻信息篩選電路15判別為熒光由多重散射事件產(chǎn)生,并進(jìn)行動(dòng)作。

如上所述,根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種在考慮多重散射事件的發(fā)生的基礎(chǔ)上改善了時(shí)間分辨率的放射線(xiàn)檢測(cè)器。即,根據(jù)本發(fā)明,各檢測(cè)元件3a具備不經(jīng)由合計(jì)電路12而從檢測(cè)元件3a取出脈沖并將該脈沖轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息的獨(dú)立比較器11。由于不經(jīng)由合計(jì)電路12,因此脈沖不發(fā)生劣化地被直接轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息,因此熒光的產(chǎn)生時(shí)刻更加準(zhǔn)確。這種時(shí)刻信息的獲取方法在發(fā)生了光電吸收事件的情況下有效。

另一方面,在發(fā)生了多重散射事件的情況下,放射線(xiàn)的能量分散到多個(gè)閃爍體晶體中而產(chǎn)生熒光,因此無(wú)法以單個(gè)檢測(cè)元件3a的輸出來(lái)準(zhǔn)確地獲取熒光的產(chǎn)生時(shí)刻。在此,根據(jù)本發(fā)明,具備:合計(jì)電路12,其輸出對(duì)各檢測(cè)元件3a的輸出進(jìn)行合計(jì)而得到的脈沖;以及合計(jì)比較器13,其將由合計(jì)電路12輸出的脈沖轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息。通過(guò)合計(jì)電路12對(duì)被多個(gè)檢測(cè)元件3a獨(dú)立地輸出的弱脈沖進(jìn)行合計(jì),由此成為強(qiáng)度與在發(fā)生光電吸收事件時(shí)從檢測(cè)元件3a輸出的脈沖的強(qiáng)度相當(dāng)?shù)拿}沖。雖然發(fā)現(xiàn)該脈沖多少存在劣化,但該脈沖具有高強(qiáng)度。如果將這種脈沖轉(zhuǎn)換為時(shí)刻信息,則與利用合計(jì)前的弱脈沖相比能夠更準(zhǔn)確地獲知熒光的產(chǎn)生時(shí)刻。這種時(shí)刻信息的獲取方法在發(fā)生了多重散射事件的情況下有效。

關(guān)于現(xiàn)有的時(shí)刻信息的獲取方法,無(wú)論發(fā)生了光電吸收事件和多重散射事件中的哪個(gè)事件,動(dòng)作都相同。即,由于即使發(fā)生光電吸收事件也經(jīng)由合計(jì)電路12,因此時(shí)刻信息也相應(yīng)地劣化。根據(jù)本發(fā)明,區(qū)分各事件地進(jìn)行適于這些事件的時(shí)刻信息的處理,因此能夠更加準(zhǔn)確地獲知熒光的產(chǎn)生時(shí)刻。

<面向tof-pet的應(yīng)用例>

之后,對(duì)在圖22中說(shuō)明過(guò)的tof-pet中應(yīng)用了本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器的例子進(jìn)行說(shuō)明。圖10示出了本發(fā)明所涉及的tof-pet。本發(fā)明所涉及的tof-pet具備:檢測(cè)器環(huán)20,該檢測(cè)器環(huán)20是將放射線(xiàn)檢測(cè)器排列為圓環(huán)狀而構(gòu)成的;以及圖像生成部21,其基于來(lái)自檢測(cè)器環(huán)20的輸出來(lái)生成使放射性藥劑的分布成像而得到的斷層圖像。

這種tof-pet能夠通過(guò)具備本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器來(lái)改變時(shí)間分辨率,從而使放射性藥劑的分布成像。之后,對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。

圖11示出了構(gòu)成檢測(cè)器環(huán)的兩個(gè)放射線(xiàn)檢測(cè)器檢測(cè)在產(chǎn)生點(diǎn)p處產(chǎn)生的γ射線(xiàn)對(duì)中的各條γ射線(xiàn)的情形。在該情況下,設(shè)為γ射線(xiàn)對(duì)中的各條γ射線(xiàn)均是通過(guò)光電吸收事件被放射線(xiàn)檢測(cè)器檢測(cè)到。

在圖11的情況下,γ射線(xiàn)對(duì)中的一條γ射線(xiàn)被某個(gè)放射線(xiàn)檢測(cè)器所具有的閃爍體晶體中的一個(gè)閃爍體晶體轉(zhuǎn)換為熒光,基于由與該晶體對(duì)應(yīng)的一個(gè)檢測(cè)元件輸出的尖銳的脈沖信號(hào)來(lái)生成時(shí)刻信息。時(shí)刻信息篩選電路15將該時(shí)刻信息作為熒光的產(chǎn)生時(shí)刻輸出到放射線(xiàn)檢測(cè)器外。關(guān)于γ射線(xiàn)對(duì)中的另一條γ射線(xiàn),也被另一放射線(xiàn)檢測(cè)器進(jìn)行了同樣的檢測(cè)。

圖12用剖面線(xiàn)示出了在如圖11那樣γ射線(xiàn)對(duì)中的各條γ射線(xiàn)均是通過(guò)光電吸收事件被檢測(cè)到的情況下由tof-pet裝置計(jì)算出的γ射線(xiàn)對(duì)的產(chǎn)生點(diǎn)的存在位置。γ射線(xiàn)對(duì)的產(chǎn)生點(diǎn)p的存在位置處于將檢測(cè)到各γ射線(xiàn)的閃爍體晶體相連接的直線(xiàn)(lor:lineofresponse)上,且設(shè)為存在于靠近檢測(cè)到γ射線(xiàn)的兩個(gè)放射線(xiàn)檢測(cè)器中的在較早的定時(shí)檢測(cè)到γ射線(xiàn)的放射線(xiàn)檢測(cè)器的位置,從而進(jìn)行計(jì)算。產(chǎn)生點(diǎn)p的存在位置之所以沿lor延伸,是由于放射線(xiàn)檢測(cè)器的時(shí)間分辨率受到限制。

圖13示出了構(gòu)成檢測(cè)器環(huán)的兩個(gè)放射線(xiàn)檢測(cè)器對(duì)在產(chǎn)生點(diǎn)p處產(chǎn)生的γ射線(xiàn)對(duì)中的各條γ射線(xiàn)進(jìn)行檢測(cè)的情形。在該情況下,關(guān)于γ射線(xiàn)對(duì),設(shè)為一條γ射線(xiàn)是通過(guò)光電吸收事件而被放射線(xiàn)檢測(cè)器檢測(cè)到,另一條γ射線(xiàn)是通過(guò)多重散射事件而被放射線(xiàn)檢測(cè)器檢測(cè)到。

在圖13的情況下,γ射線(xiàn)對(duì)中的一條γ射線(xiàn)被某個(gè)放射線(xiàn)檢測(cè)器所具有的多個(gè)閃爍體晶體轉(zhuǎn)換為熒光,對(duì)由與這些晶體對(duì)應(yīng)的多個(gè)檢測(cè)元件輸出的弱脈沖信號(hào)進(jìn)行合計(jì),由此轉(zhuǎn)換為雖然和緩卻強(qiáng)的脈沖信號(hào),并基于該脈沖信號(hào)來(lái)生成時(shí)刻信息。時(shí)刻信息篩選電路15將該時(shí)刻信息作為熒光的產(chǎn)生時(shí)刻而輸出到放射線(xiàn)檢測(cè)器外。與圖11同樣地,γ射線(xiàn)對(duì)中的另一條γ射線(xiàn)被另一放射線(xiàn)檢測(cè)器所具有的閃爍體晶體中的一個(gè)閃爍體晶體轉(zhuǎn)換為熒光,并基于由與該晶體對(duì)應(yīng)的一個(gè)檢測(cè)元件輸出的尖銳的脈沖信號(hào)來(lái)生成時(shí)刻信息。時(shí)刻信息篩選電路15將該時(shí)刻信息作為熒光的產(chǎn)生時(shí)刻而輸出到放射線(xiàn)檢測(cè)器外。

圖14用剖面線(xiàn)示出了在如圖13那樣通過(guò)光電吸收事件檢測(cè)到γ射線(xiàn)對(duì)中的一條γ射線(xiàn)、通過(guò)多重散射事件檢測(cè)到另一條γ射線(xiàn)的情況下由tof-pet裝置計(jì)算出的γ射線(xiàn)對(duì)的產(chǎn)生點(diǎn)的存在位置。γ射線(xiàn)對(duì)的產(chǎn)生點(diǎn)p的存在位置處于將檢測(cè)到與多重散射事件有關(guān)的γ射線(xiàn)的多個(gè)閃爍體晶體的中點(diǎn)同檢測(cè)到與光電吸收事件有關(guān)的γ射線(xiàn)的閃爍體晶體相連接的直線(xiàn)(lor)上,且設(shè)為存在于靠近檢測(cè)到γ射線(xiàn)的兩個(gè)放射線(xiàn)檢測(cè)器中的在較早的定時(shí)檢測(cè)到γ射線(xiàn)的放射線(xiàn)檢測(cè)器的位置,從而進(jìn)行計(jì)算。此時(shí)計(jì)算出的產(chǎn)生點(diǎn)p的存在位置是在圖12的情況下向外擴(kuò)展的。這是由于γ射線(xiàn)檢測(cè)的時(shí)間分辨率劣化了與通過(guò)多重散射事件檢測(cè)到γ射線(xiàn)對(duì)中的一條γ射線(xiàn)的程度相應(yīng)的量。

在實(shí)施例1的情況下,能量位置辨別電路14成為以下結(jié)構(gòu):在發(fā)生了多重散射事件的情況下,輸出檢測(cè)到γ射線(xiàn)的多個(gè)閃爍體晶體的中點(diǎn)的位置。對(duì)于能量位置辨別電路14而言,并未成為在多個(gè)閃爍體晶體發(fā)出了熒光的情況下確定發(fā)出熒光的晶體是哪個(gè)晶體的結(jié)構(gòu)。

圖15示出了構(gòu)成檢測(cè)器環(huán)的兩個(gè)放射線(xiàn)檢測(cè)器對(duì)在產(chǎn)生點(diǎn)p處產(chǎn)生的γ射線(xiàn)對(duì)中的各條γ射線(xiàn)進(jìn)行檢測(cè)的情形。在該情況下,設(shè)為γ射線(xiàn)對(duì)中的各條γ射線(xiàn)均是通過(guò)多重散射事件被放射線(xiàn)檢測(cè)器檢測(cè)到。

在圖15的情況下,γ射線(xiàn)對(duì)中的一條γ射線(xiàn)被某個(gè)放射線(xiàn)檢測(cè)器所具有的多個(gè)閃爍體晶體轉(zhuǎn)換為熒光,基于通過(guò)對(duì)由與這些晶體對(duì)應(yīng)的多個(gè)檢測(cè)元件輸出的弱脈沖信號(hào)進(jìn)行合計(jì)而生成的脈沖信號(hào)來(lái)生成時(shí)刻信息。時(shí)刻信息篩選電路15將該時(shí)刻信息作為熒光的產(chǎn)生時(shí)刻而輸出到放射線(xiàn)檢測(cè)器外。γ射線(xiàn)對(duì)中的另一條γ射線(xiàn)也被另一放射線(xiàn)檢測(cè)器進(jìn)行同樣的檢測(cè)。

圖16用剖面線(xiàn)示出了在如圖15那樣γ射線(xiàn)對(duì)中的各條γ射線(xiàn)均是通過(guò)多重散射事件被檢測(cè)到的情況下由tof-pet裝置計(jì)算出的γ射線(xiàn)對(duì)的產(chǎn)生點(diǎn)的存在位置。γ射線(xiàn)對(duì)的產(chǎn)生點(diǎn)p的存在位置處于將檢測(cè)到其中一條γ射線(xiàn)的多個(gè)閃爍體晶體的中點(diǎn)與檢測(cè)到另一條γ射線(xiàn)的多個(gè)閃爍體晶體的中點(diǎn)相連接的直線(xiàn)(lor)上。γ射線(xiàn)對(duì)的產(chǎn)生點(diǎn)p的存在位置設(shè)為存在于靠近檢測(cè)到γ射線(xiàn)的兩個(gè)放射線(xiàn)檢測(cè)器中的在較早的定時(shí)檢測(cè)到γ射線(xiàn)的放射線(xiàn)檢測(cè)器的位置,從而進(jìn)行計(jì)算。此時(shí)計(jì)算出的產(chǎn)生點(diǎn)p的存在位置的在圖14的情況下向外擴(kuò)展的。這是由于γ射線(xiàn)檢測(cè)的時(shí)間分辨率劣化了與通過(guò)多重散射事件檢測(cè)到γ射線(xiàn)對(duì)中的兩條γ射線(xiàn)的程度相應(yīng)的量。

基于這種原理,在利用檢測(cè)器環(huán)20檢測(cè)到γ射線(xiàn)對(duì)時(shí),本發(fā)明所涉及的圖像生成部21根據(jù)γ射線(xiàn)是通過(guò)光電吸收事件被檢測(cè)到還是通過(guò)多重散射事件被檢測(cè)到來(lái)改變時(shí)間分辨率,從而使放射性藥劑的分布成像。即,在γ射線(xiàn)對(duì)中的任一條γ射線(xiàn)均是通過(guò)光電吸收事件被檢測(cè)到的情況下,圖像生成部21設(shè)為能夠以高時(shí)間分辨率檢測(cè)到γ射線(xiàn)對(duì),從而以與之相應(yīng)的高空間分辨率對(duì)與該檢測(cè)有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。另外,在γ射線(xiàn)對(duì)中的任一條γ射線(xiàn)均是通過(guò)多重散射事件被檢測(cè)到的情況下,圖像生成部21設(shè)為能夠以低時(shí)間分辨率檢測(cè)到γ射線(xiàn)對(duì),從而以與之相應(yīng)的低空間分辨率對(duì)與該檢測(cè)有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。而且,在γ射線(xiàn)對(duì)中的一條γ射線(xiàn)是通過(guò)光電吸收事件被檢測(cè)到而另一條γ射線(xiàn)是通過(guò)多重散射事件被檢測(cè)到的情況下,圖像生成部21設(shè)為能夠以中間的時(shí)間分辨率檢測(cè)到γ射線(xiàn)對(duì),從而以與之相應(yīng)的中間的空間分辨率對(duì)與該檢測(cè)有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

如上所述,如果將本發(fā)明所涉及的放射線(xiàn)檢測(cè)器應(yīng)用于tof-pet裝置,則能夠更加準(zhǔn)確地獲知γ射線(xiàn)對(duì)的產(chǎn)生點(diǎn)。即,根據(jù)現(xiàn)有結(jié)構(gòu),不論熒光的產(chǎn)生是通過(guò)哪一事件發(fā)生,都只會(huì)如圖16那樣以差的時(shí)間分辨率取出信息。根據(jù)本發(fā)明,在捕捉到由光電吸收事件產(chǎn)生的熒光的情況下,能夠以與之相應(yīng)的高分辨率取出信息并計(jì)算γ射線(xiàn)對(duì)的產(chǎn)生位置。

本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例,能夠以如下方式變形并實(shí)施。

(1)根據(jù)上述結(jié)構(gòu),如圖5所示,與各檢測(cè)元件3a有關(guān)的分支e被輸入到一個(gè)能量位置辨別電路14,但本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)。也可以如圖17所示,構(gòu)成為具備與各檢測(cè)元件3a對(duì)應(yīng)的獨(dú)立能量位置辨別電路14a,與各檢測(cè)元件3a有關(guān)的各個(gè)分支e被輸入到獨(dú)立能量位置辨別電路14a。

通過(guò)像這樣構(gòu)成,即使通過(guò)在圖7右側(cè)說(shuō)明過(guò)的多重散射事件檢測(cè)到γ射線(xiàn),也能夠猜中發(fā)出熒光的閃爍體晶體是哪個(gè)閃爍體晶體和哪個(gè)閃爍體晶體。

圖18示出了構(gòu)成tof-pet所涉及的檢測(cè)器環(huán)的兩個(gè)放射線(xiàn)檢測(cè)器對(duì)在產(chǎn)生點(diǎn)p處產(chǎn)生的γ射線(xiàn)對(duì)中的各條γ射線(xiàn)進(jìn)行檢測(cè)的情形。在該情況下,關(guān)于γ射線(xiàn)對(duì),設(shè)為其中一條γ射線(xiàn)是通過(guò)光電吸收事件被放射線(xiàn)檢測(cè)器檢測(cè)到,另一條γ射線(xiàn)是通過(guò)多重散射事件被放射線(xiàn)檢測(cè)器檢測(cè)到。

于是,如圖18所示,通過(guò)一個(gè)γ射線(xiàn)對(duì)的檢測(cè)來(lái)獲得兩條lor。這兩條lor中的一條lor通過(guò)γ射線(xiàn)對(duì)的產(chǎn)生點(diǎn)p,另一條lor偏離產(chǎn)生點(diǎn)p。在發(fā)生了多重散射事件時(shí),只有與發(fā)出熒光的閃爍體晶體中的最初發(fā)出熒光的閃爍體晶體有關(guān)的lor通過(guò)產(chǎn)生點(diǎn)p。因此,在想要獲知產(chǎn)生點(diǎn)p的位置時(shí),需要猜出哪個(gè)閃爍體晶體先發(fā)出熒光。發(fā)出熒光的兩個(gè)閃爍體晶體彼此足夠遠(yuǎn)離,在檢測(cè)到的兩個(gè)熒光之間存在強(qiáng)度差的情況下,放出較弱的熒光的閃爍體晶體被認(rèn)為是先發(fā)出熒光的閃爍體晶體。發(fā)出熒光的兩個(gè)閃爍體晶體彼此遠(yuǎn)離是指在最初的閃爍體晶體中γ射線(xiàn)幾乎不損失能量而維持高透過(guò)性的情況。也就是說(shuō),認(rèn)為發(fā)生這種多重散射事件是指在使最初入射到第一閃爍體晶體的γ射線(xiàn)產(chǎn)生弱熒光之后,入射到第二閃爍體晶體并發(fā)出強(qiáng)熒光的情況。因而,在這種情況下,如果基于放出弱熒光的閃爍體晶體來(lái)確定lor,則能夠更加準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)熒光的產(chǎn)生點(diǎn)p的位置。

此外,在本變形例中,獨(dú)立能量位置辨別電路14a能夠按每個(gè)晶體檢測(cè)在閃爍體晶體中產(chǎn)生的熒光的強(qiáng)度,因此能夠容易地區(qū)分從兩個(gè)晶體發(fā)出的熒光中的哪一方的熒光較弱。

圖19示出了構(gòu)成tof-pet所涉及的檢測(cè)器環(huán)的兩個(gè)放射線(xiàn)檢測(cè)器對(duì)在產(chǎn)生點(diǎn)p處產(chǎn)生的γ射線(xiàn)對(duì)中的各條γ射線(xiàn)進(jìn)行檢測(cè)的情形。在該情況下,設(shè)為γ射線(xiàn)對(duì)中的各條γ射線(xiàn)均是通過(guò)多重散射事件被放射線(xiàn)檢測(cè)器檢測(cè)到。

在該情況下,考慮四條lor。在該情況下,也能夠以從一個(gè)檢測(cè)器中的不同的閃爍體晶體發(fā)出的熒光的強(qiáng)弱為基準(zhǔn)來(lái)確定通過(guò)產(chǎn)生點(diǎn)p的lor。

熒光產(chǎn)生晶體確定電路14b進(jìn)行這種閃爍體晶體的確定動(dòng)作。如圖20所示,從各獨(dú)立能量位置辨別電路14a向熒光產(chǎn)生晶體確定電路14b輸出了與熒光的能量有關(guān)的數(shù)據(jù)。在存在兩個(gè)輸出了與熒光檢測(cè)有關(guān)的脈沖的檢測(cè)元件3a的情況下,熒光產(chǎn)生晶體確定電路14b將與發(fā)出兩個(gè)脈沖中的較弱的脈沖的檢測(cè)元件3a對(duì)應(yīng)的閃爍體晶體設(shè)為熒光的產(chǎn)生位置。

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