放射線検出器及び放射線検出装置
【課題】エネルギー分解能に優れた放射線検出器及び放射線検出装置を提供する。
【解決手段】実施の形態に係る放射線検出器１は、放射線４を検出する複数のピクセルを放射線４が入射する入射面に有するＣｄＴｅ素子１０と、放射線４が入射したピクセルの位置情報、及び入射した時刻の時刻情報をイベント情報として格納する記憶部３０６ｂと、ＣｄＴｅ素子１０の第１のピクセルに放射線が入射する第１のイベント、及びＣｄＴｅ素子１０の第２のピクセルに放射線が入射する第２のイベントにおいて、第１のイベントと第２のイベントとの時間間隔が予め定められた時間間隔より短いとき、第１のイベント及び第２のイベントを同時イベントと判定する判定部３０６ａと、同時イベントと判定された第１のイベントの第１のイベント情報及び第２のイベントの第２のイベント情報を記憶部３０６ｂから破棄する破棄部３０６ｃと、を備える。
【解決手段】実施の形態に係る放射線検出器１は、放射線４を検出する複数のピクセルを放射線４が入射する入射面に有するＣｄＴｅ素子１０と、放射線４が入射したピクセルの位置情報、及び入射した時刻の時刻情報をイベント情報として格納する記憶部３０６ｂと、ＣｄＴｅ素子１０の第１のピクセルに放射線が入射する第１のイベント、及びＣｄＴｅ素子１０の第２のピクセルに放射線が入射する第２のイベントにおいて、第１のイベントと第２のイベントとの時間間隔が予め定められた時間間隔より短いとき、第１のイベント及び第２のイベントを同時イベントと判定する判定部３０６ａと、同時イベントと判定された第１のイベントの第１のイベント情報及び第２のイベントの第２のイベント情報を記憶部３０６ｂから破棄する破棄部３０６ｃと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器及び放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、放射線を検出する検出器の２つ以上の半導体セルから出力された２つ以上の信号に基づいて同時イベントを判定する核医学診断装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の核医学診断装置は、時間差が所定のしきい値より小さく、かつ、上記２つ以上の信号のエネルギーの合計が所定のエネルギーウインドウ内に収まるとき、これらのイベントを同時イベントと判定する。判定された同時イベントは、イベントとして計数されないので、散乱に起因する入射位置誤認の確率を減らすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３２１３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の核医学診断装置では、放射線検出器の出力信号が信号処理回路に供給され、信号処理回路において同時イベントの判定が行われる。この構成では、信号処理回路に接続される放射線検出器の数が多い場合や、入射する放射線の数が多い場合、放射線検出器から信号処理回路に供給される出力信号の数が多くなるとともに、信号処理回路における同時イベントの判定の負荷が大きくなるため、計数率の特性が劣化する可能性がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、同時イベントの判定を効率的に行い、計数率の特性を向上させた放射線検出器及び放射線検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、放射線を検出する複数の検出領域を放射線が入射する入射面に有する半導体素子と、放射線が入射した検出領域の位置情報、及び入射した時刻の時刻情報をイベント情報として格納する第１の格納部と、半導体素子の第１の検出領域に放射線が入射する第１のイベント、及び半導体素子の第２の検出領域に放射線が入射する第２のイベントにおいて、第１のイベントと第２のイベントとの時間間隔が予め定められた時間間隔より短いとき、第１のイベント及び第２のイベントを同時イベントと判定する第１の判定部と、同時イベントと判定された第１のイベントの第１のイベント情報及び第２のイベントの第２のイベント情報を第１の格納部から破棄する第１の破棄部と、を備えた放射線検出器を提供する。
【０００８】
また、放射線検出器は、第１の判定部が、第１のイベントと第２のイベントとの時間間隔が予め定められた時間間隔より短く、かつ、第１の検出領域から第２の検出領域までの距離が予め定められた範囲内のとき、第１のイベント及び第２のイベントを同時イベントと判定することが好ましい。
【０００９】
また、放射線検出器は、予め定められた範囲が、放射線が入射した検出領域を基準とした８連結の検出領域、又は、８連結の検出領域及び８連結の検出領域の周囲の検出領域、であることが好ましい。
【００１０】
また、放射線検出装置は、上記に記載の複数の放射線検出器を有し、複数の放射線検出器の一の放射線検出器が第１の検出領域を有し、他の放射線検出器が第２の検出領域を有し、一の放射線検出器及び他の放射線検出器から出力されるイベント情報に基づいて同時イベントを判定する第２の判定部と、を備えることが好ましい。
【００１１】
また、放射線検出装置は、第１のイベント情報及び第２のイベント情報を格納する第２の格納部と、第２の判定部により同時イベントと判定された第１のイベント及び第２のイベントの第１のイベント情報及び第２のイベント情報を第２の格納部から破棄する第２の破棄部と、を備えることが好ましい。
【００１２】
また、放射線検出装置は、上記に記載の複数の放射線検出器が、それぞれ相互通信部を有して相互に接続され、複数の放射線検出器の一の放射線検出器に第３のイベントが発生し、複数の放射線検出器の他の放射線検出器に第４のイベント、が発生したとき、一の放射線検出器の第１の判定部が、第１の放射線検出器の相互通信部を介して他の放射線検出器より第４のイベントのイベント情報を取得し、取得した第４のイベントのイベント情報に基づいて同時イベントを判定することが好ましい。
【００１３】
また、放射線検出装置は、一の放射線検出器の第１の破棄部が、同時イベントと判定された第３のイベントのイベント情報を破棄し、さらに、第４のイベントのイベント情報を破棄させる破棄情報を生成し、相互通信部を介して他の放射線検出器に出力することが好ましい。
【００１４】
また、放射線検出装置は、一の放射線検出器の第１の破棄部が、同時イベントと判定された第３のイベントのイベント情報の出力を停止させることが好ましい。
【００１５】
また、放射線検出装置は、他の放射線検出器の第１の判定部が、他の放射線検出器の相互通信部を介して一の放射線検出器より第３のイベントのイベント情報を取得し、取得した第３のイベントのイベント情報に基づいて同時イベントを判定し、他の放射線検出器の第１の破棄部が、同時イベントと判定された第４のイベントのイベント情報の出力を停止させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る放射線検出器及び放射線検出装置によれば、同時イベントの判定を効率的に行い、計数率の特性を向上させた放射線検出器及び放射線検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態に係る複数の放射線検出器が並べられて構成されるエッジオン型の放射線検出装置の斜視図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態に係る放射線検出回路とその周辺回路のブロック図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態に係る放射線検出器を入射面側から見た概略図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態に係る放射線検出装置に並べられた放射線検出器を入射面側から見た概略図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態に係る放射線検出器に関するフローチャートである。
【図７】図７は、第１の実施の形態に係る放射線検出装置に関するフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施の形態に係る放射線検出回路とその周辺回路のブロック図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態に係るフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［実施の形態の要約］
実施の形態に係る放射線検出器は、放射線を検出する複数の検出領域を放射線が入射する入射面に有する半導体素子と、放射線が入射した検出領域の位置情報、及び入射した時刻の時刻情報をイベント情報として格納する第１の格納部と、半導体素子の第１の検出領域に放射線が入射する第１のイベント、及び半導体素子の第２の検出領域に放射線が入射する第２のイベントにおいて、第１のイベントと第２のイベントとの時間間隔が予め定められた時間間隔より短いとき、第１のイベント及び第２のイベントを同時イベントと判定する第１の判定部と、同時イベントと判定された第１のイベントの第１のイベント情報及び第２のイベントの第２のイベント情報を第１の格納部から破棄する第１の破棄部と、を備える。
【００１９】
［第１の実施の形態］
（放射線検出器１の構成の概要）
図１は、第１の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図である。図２は、第１の実施の形態に係る複数の放射線検出器が並べられて構成されるエッジオン型の放射線検出装置の斜視図である。本実施の形態に係る放射線検出器１は、γ線、Ｘ線等の放射線を検出する放射線検出器である。図１において放射線４は、紙面の上方から下方に沿って入射してくる。すなわち、放射線４は、放射線検出器１の半導体素子としてのＣｄＴｅ素子１０からカードホルダ１３に向かう方向に沿って伝搬して放射線検出器１に入射する。
【００２０】
そして、放射線検出器１は、ＣｄＴｅ素子１０のそれぞれの側面（つまり、図１の上方に面している面）に放射線４が入射する。したがって、ＣｄＴｅ素子１０のそれぞれの側面が放射線４の入射面となっている。このように、半導体素子の側面を放射線４の入射面とする放射線検出器を、エッジオン型の放射線検出器と称する。
【００２１】
なお、放射線検出器１は、特定の方向（例えば、被検体から放射線検出器１に向かう方向）に沿って入射してくる放射線４が通過する複数の開口を有するコリメータを介して放射線４を検出する複数の放射線検出器１が並べられて構成されるエッジオン型の放射線検出装置用の放射線検出器１として構成することができる。なお、コリメータを用いる場合、多孔平行コリメータ、ピンホールコリメータ等を用いることができる。また、本実施の形態は、エッジオン型でない放射線検出器にも適用することができる。また、本実施の形態に係る放射線検出器１は、カード型の形状を呈する。
【００２２】
また、放射線検出器１の基板１１はカードホルダ１３とカードホルダ１４とに挟み込まれて支持される。カードホルダ１３とカードホルダ１４とはそれぞれ同一形状を有して形成され、カードホルダ１３が有する溝付穴１８にカードホルダ１４が有する突起部１７が嵌め合わされると共に、カードホルダ１４が有する溝付穴（図示しない）にカードホルダ１３が有する突起部１９が嵌め合わされることにより基板１１を支持する。
【００２３】
また、弾性部材実装部１５は、複数の放射線検出器１を支持する放射線検出器立て５ａに放射線検出器１が挿入された場合に、放射線検出器１を放射線検出器立て５ａに押し付けて固定する弾性部材１６が設けられる部分である。なお、放射線検出器立て５ａはカードエッジ部２９が挿入されるコネクタ５２を有しており、放射線検出器１は、カードエッジ部２９がコネクタ５２に挿入され、カードエッジ部２９に形成されたパターン２９ａとコネクタ５２とが電気的に接続することにより、後述する総合放射線検出回路と電気的に接続される。
【００２４】
放射線検出器１は、例えば、基板１１の片側に４つのＣｄＴｅ素子１０が一定の間隔で配置され、他方側に４つのＣｄＴｅ素子１０が一定の間隔で配置されている。
【００２５】
フレキシブル基板１２は、例えば、フィルム状の樹脂（例えば、ポリイミド）を用いて形成された基板である。
【００２６】
フレキシブル基板１２は、図１の紙面に対して下部に、略半円形状の接続部１２０〜接続部１２３を有する。接続部１２０〜接続部１２３は、導電性材料を用いて形成されたパターンであり、例えば、Ｃｕ等を用いて形成される。接続部１２０は、図１に示すように、基板端子２０と電気的に接続するように構成されている。同様に、接続部１２１は基板端子２１と、接続部１２２は基板端子２２と、接続部１２３は基板端子２３と、電気的に接続するように構成されている。なお、図１では、フレキシブル基板１２の反対側のフレキシブル基板と電気的に接続する基板端子及び反対側のフレキシブル基板の図示を省略している。
【００２７】
また、ＣｄＴｅ素子１０に設けられた複数の溝部（図示せず）は、素子表面に略等間隔で設けられる。さらに、ＣｄＴｅ素子１０は、一例として、７つの溝部を有する。
【００２８】
この溝部で分けられるＣｄＴｅ素子の部分のそれぞれが、放射線４を検出する検出領域としての１つの画素（ピクセル）に対応する。これにより、１つのＣｄＴｅ素子は、複数の画素を有することになる。そして、１つの放射線検出器１が８つのＣｄＴｅ素子１０を備え、１つのＣｄＴｅ素子１０が８つのピクセルを有する場合、１つの放射線検出器１は、６４ピクセルの解像度を有することになる。溝部の数を増減させることにより、１つのＣｄＴｅ素子１０のピクセル数を増減させることができる。
【００２９】
また、基板１１は、複数のＣｄＴｅ素子１０のそれぞれが搭載される第１の端部側の幅が、複数のＣｄＴｅ素子１０が搭載される第１の端部側の反対側の第２の端部側よりも広く形成される。なお、第２の端部側において基板１１はカードホルダ１３及びカードホルダ１４によって支持される。また、第２の端部側には、放射線検出器１と外部の制御回路とを電気的に接続可能である複数のパターン２９ａが設けられたカードエッジ部２９が設けられる。また、ＣｄＴｅ素子１０と電気的に接続する基板１１に形成された素子接続部（図示せず）とカードエッジ部２９との間には、複数のＣｄＴｅ素子１０のそれぞれと、素子接続部を介して電気的に接続する、後述する放射線検出回路を搭載する複数の電子部品搭載部３が設けられる。なお、電子部品搭載部３に、放射線検出回路以外のＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ）、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）等を搭載することもできる。
【００３０】
なお、基板１１は、一例として、幅広の方向、すなわち長手方向は４０ｍｍ程度の長さを有して形成される。そして、基板１１は、幅広の部分の端部から幅が狭くなっている部分の端部まで、すなわち、素子接続部が設けられている部分の端からカードエッジ部２９の端までの短手方向において、２０ｍｍ程度の長さを有して形成される。
【００３１】
本実施の形態において、半導体素子を構成する化合物半導体としては、例えば、ＣｄＴｅを用いたがこれに限定されず、γ線等の放射線を検出するＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）素子、ＨｇＩ２素子等の化合物半導体素子を用いることもできる。
【００３２】
本実施の形態に係る放射線検出装置５は、図２に示すように、複数の放射線検出器１を放射線検出器立て５ａによって保持することにより構成される。具体的には、複数の放射線検出器１が並べられる間隔に応じて予め定められた距離をおいて並び、複数の放射線検出器１が挿入される複数の溝５１１が形成された複数の支持体５１と、支持体５１を搭載する支持板５０と、複数の支持体５１の間に設けられ、複数の放射線検出器１のカードエッジ部２９のそれぞれが接続されて総合放射線検出回路と複数の放射線検出器１のそれぞれとを接続する複数のコネクタ５２とを備える放射線検出器立て５ａに複数の放射線検出器１が保持される。支持体５１の複数の溝５１１のそれぞれに本実施の形態に係る複数の放射線検出器１が挿入され、固定されることにより図２に示すような放射線検出装置５が構成される。
【００３３】
複数の支持体５１は、支持板５０上に放射線検出器１の幅に対応する間隔を有して設けられる。そして、複数の支持体５１はそれぞれ、複数の壁部５１０を有しており、各壁部５１０の間に溝５１１が形成される。壁部５１０は、一方の表面にくぼみ部５１２が設けられ、他方の表面は平坦面５１３である。放射線検出器１の弾性部材実装部１５には、例えば、板金を用いて形成される弾性部材１６が組み込まれ、支持体５１の溝５１１に放射線検出器１が挿入された場合に、この弾性部材１６により放射線検出器１が壁部５１０の平坦面５１３に押さえ付けられることにより支持体５１に放射線検出器１が固定される。なお、複数の支持体５１はそれぞれ金属材料から切削等により形成できる。
【００３４】
なお、図２に図示していないが、複数の放射線検出器１の上方、すなわち、放射線検出器１の支持板５０の反対側には、複数の開口を有するコリメータが備え付けられる。コリメータを用いることにより、特定の方向からの放射線のみをＣｄＴｅ素子において検出することができる。一例として、コリメータの複数の開口は略四角形状に形成される。そして、一例として、複数の開口の開口径のサイズは一辺が１．２ｍｍに形成され、各開口が１．４ｍｍピッチでマトリックス状に並べられて形成される。したがって、コリメータにおいて、一の開口と、この一の開口に隣接する他の開口とを隔てる壁部の厚さが０．２ｍｍである。
【００３５】
（放射線検出回路３０の構成）
図３は、第１の実施の形態に係る放射線検出回路とその周辺回路のブロック図である。本実施の形態に係る放射線検出回路３０は、電子部品搭載部３に搭載されている。また、本実施の形態に係る総合放射線検出回路１００は、放射線検出装置５の放射検出器立て５ａに搭載されている。以下では、放射線検出回路３０の構成を説明する。
【００３６】
放射線４がＣｄＴｅ素子１０に入射して相互作用（光電効果、コンプトン散乱、電子対生成のいずれか）を行うことにより、ＣｄＴｅ素子１０内の原子が電離し、電子と正孔のペアが発生する。このペアの数は、入射する放射線４のエネルギーに比例するため、これを正確に読み出すことにより、優れたエネルギー決定精度（エネルギー分解能）を得ることができる。
【００３７】
ＣｄＴｅ素子１０に発生した電子と正孔は、ただＣｄＴｅ素子１０に入射しただけの場合、再結合して消滅する。そこで、ＣｄＴｅ素子１０を挟んで設けられた陽電極及び陰電極間に高電圧（例えば、６００Ｖ）のバイアス電圧を印加して電極間に電場を発生させることで、電子は陽電極に向けて移動し、正孔は陰電極に向けて移動する。放射線検出器１の放射線検出回路３０は、この移動を信号として読み出し、出力する回路である。
【００３８】
放射線検出回路３０は、図３に示すように、ＣｄＴｅ素子１０の１つのピクセルに、コンデンサ３００、プリアンプ３０１、シェーピングアンプ３０２、ピークホールド３０３、Ａ／Ｄ変換部３０４、及びトリガ生成部３０５からなる検出回路を備えている。つまり、放射線検出回路３０は、例えば、ＣｄＴｅ素子１０のピクセルの数と同じ数の検出回路を有する。
【００３９】
また、放射線検出回路３０は、イベント判定部３０６と、データバッファ３０７と、制御部３０８と、第１の通信部３０９と、を備えて概略構成されている。
【００４０】
コンデンサ３００は、例えば、ＣｄＴｅ素子１０の陽電極側に接続されている。このコンデンサ３００は、カップリングコンデンサであり、直流電圧成分を遮断し、ＣｄＴｅ素子１０に生じた電荷の変化分のみがこのコンデンサ３００を介してプリアンプ３０１に伝達する。
【００４１】
プリアンプ３０１は、コンデンサ３００の陽電極側の端子と反対の端子に接続されている。このプリアンプ３０１は、コンデンサ３００を介して陽電極から出力された放射線検出信号を増幅する。
【００４２】
シェーピングアンプ３０２は、プリアンプ３０１から出力された増幅信号の波形整形及び増幅を行う。
【００４３】
ピークホールド３０３は、シェーピングアンプ３０２から出力された波形整形後の信号の波高を一定に保持する信号を出力するように構成されている。このピークホールド３０３から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換部３０４とトリガ生成部３０５に入力する。
【００４４】
トリガ生成部３０５は、パルス形状のトリガ信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部３０４に出力する。また、トリガ生成部３０５は、ピークホールド３０３から出力された信号に基づいて、放射線が入射したピクセルの情報である位置情報、及びピークホールド３０３から出力された信号が入力した時刻の情報である時刻情報を生成し、位置情報及び時刻情報からなるイベント情報を生成する。トリガ生成部３０５は、生成したイベント情報をイベント判定部３０６に出力するように構成されている。
【００４５】
Ａ／Ｄ変換部３０４は、トリガ生成部３０５から出力されたトリガ信号が入力すると、ピークホールド３０３から出力された信号をデジタル信号に変換して出力するように構成されている。このデジタル信号は、データバッファ３０７に格納される。
【００４６】
イベント判定部３０６は、第１の判定部としての判定部３０６ａと、第１の格納部としての記憶部３０６ｂと、第１の破棄部としての破棄部３０６ｃと、を備えて概略構成されている。
【００４７】
判定部３０６ａは、後述する同時イベントを判定する。判定部３０６ａは、トリガ生成部３０５から出力されるイベント情報に基づいて、予め定められた時間間隔よりも短い間に発生し、かつ、イベントが発生したピクセル間の距離が予め定められた範囲内であるとき、この条件を満たす少なくとも２つのイベントを同時イベントとして判定するように構成されている。なお、以下では、予め定められた時間間隔は、設定範囲と記載し、予め定められた範囲は、近接範囲と記載するものとする。
【００４８】
記憶部３０６ｂは、例えば、判定を行う際に一時的に情報を格納するものであり、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリーを用いて構成されている。記憶部３０６ｂは、例えば、イベント情報を格納してから、予め定められた期間内に他のイベント情報が格納されないとき、格納したイベント情報をデータバッファ３０７に出力するように構成されている。
【００４９】
破棄部３０６ｃは、同時イベントと判定されたイベント情報を記憶部３０６ｂから破棄する。
【００５０】
制御部３０８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備えたマイクロコンピュータであり、第１の通信部３０９等の制御を行う。
【００５１】
第１の通信部３０９は、データバッファ３０７に格納されたデジタル信号及びイベント情報を総合放射線検出回路１００に出力する。
【００５２】
また、放射線検出装置５は、複数の放射線検出器１から出力された複数のイベント情報から、同時イベントを判定する総合放射線検出回路１００を有する。
【００５３】
この総合放射線検出回路１００は、通信部１０１と、総合イベント判定部１０２と、データバッファ１０３と、を備えて概略構成されている。
【００５４】
通信部１０１は、放射線検出器立て５ａのコネクタ５２を介して全ての放射線検出器１の第１の通信部３０９と接続されている。
【００５５】
総合イベント判定部１０２は、第２の判定部としての判定部１０２ａと、第２の格納部としての記憶部１０２ｂと、第２の破棄部としての破棄部１０２ｃと、を備えて概略構成されている。
【００５６】
判定部１０２ａは、通信部１０１を介して取得した放射線検出器１ごとのイベント情報に基づいて放射線検出器１を跨がる同時イベントを判定する。つまり、判定部１０２ａは、取得した放射線検出器１ごとのイベント情報に基づいて、予め定められた時間間隔よりも短い間に発生し、かつ、予め定められた範囲内で発生した少なくとも２つのイベントを同時イベントとして判定するように構成されている。
【００５７】
記憶部１０２ｂは、例えば、判定を行う際に一時的に情報を格納するものであり、ＲＡＭ等の半導体メモリーを用いて構成されている。
【００５８】
破棄部１０２ｃは、複数の放射線検出器１に跨る同時イベントと判定されたイベント情報を破棄する。
【００５９】
データバッファ１０３は、総合イベント判定部１０２によって同時イベントと判定されなかったイベント情報を格納する。この格納されたイベント情報は、例えば、データバッファ１０３が出力された後、波高を補正する補正処理がなされて外部装置に出力され、外部装置によって視覚化されて表示装置に表示される。
【００６０】
（同時イベントの判定について）
図４は、第１の実施の形態に係る放射線検出器を入射面側から見た概略図である。図４の縦軸及び横軸に示す数字と文字は、ピクセルの位置を示すために付したものであり、例えば、放射線４が入射した図４の紙面上方のピクセルは、縦軸の座標が１１、横軸の座標がＢなので、ピクセルＢ１１と呼ぶものとする。つまり、１つの放射線検出器１は、図２に示すように、ピクセルＡ１〜ピクセルＡ３２及びピクセルＢ１〜Ｂ３２の計６４個のピクセルを有する。
【００６１】
以下に、イベント判定部３０６の判定部３０６ａによる、同時イベントの判定について説明する。
【００６２】
例えば、エネルギーが２８０ｋｅＶの放射線４が放射線検出器１のピクセルＢ１１に入射すると、ピクセルＢ１１において、放射線４とＣｄＴｅ素子１０との相互作用（コンプトン散乱）が発生して１４０ｋｅＶのエネルギーを失い、さらに、他のピクセルに入射して相互作用（光電効果）が発生し、１４０ｋｅＶのエネルギーを失うことが考えられる。
【００６３】
医学用に投与される薬剤から発生する放射線のエネルギーがおよそ１４０ｋｅＶであることから、放射線検出器１は、２つのイベントを検出する。つまり、上記の場合、放射線検出器１は、実際には放射線が直接入射していない偽イベントを検出することとなる。なお、イベントとは、放射線が入射することを示す。
【００６４】
この偽イベントが発生すると、外部装置により画像情報に変換され視覚化されたとき、視覚化された画像に偽イベントが表示されることとなり、画質の低下を招いてしまう。
【００６５】
そこで、本実施の形態の判定部３０６ａは、予め定められた時間間隔よりも短い間に発生し、かつ、予め定められた範囲内で発生した少なくとも２つのイベントを同時イベントとして判定し、さらに、破棄部３０６ｃによって、同時イベントとして判定されたイベント情報を破棄するので、偽イベントの排除が可能であり、エネルギー分解能が向上する。なお、第２のイベントが放射線検出器１のいずれのピクセルにおいても検出される可能性がある放射線検出器１の大きさが小さい場合、又は、放射線のエネルギーが大きい場合は、上記の予め定められた範囲（近接範囲）内という条件はなくても良い。
【００６６】
なお、放射線は、半導体素子と相互作用し易いため、１つ目のピクセルでコンプトン散乱した放射線は、ピクセルをいくつも跨ぐような広範囲な散乱を起こし難い。つまり、第２のイベントが発生したピクセルは、第１のイベントが発生したピクセルの近傍に位置する。ここで、図４に示すように、ピクセルＢ１１に入射した放射線は、散乱により、ピクセルＡ２１に入射することは考え難い。例えば、２つのイベントの時間間隔が設定範囲内であっても、ピクセルＢ１１とピクセルＡ２１の距離は、近接範囲内ではないため、判定部３０６ａは、この２つのイベント情報の位置情報に基づいて、２つのイベントは独立して発生したものであると判定する。
【００６７】
そこで、本実施の形態に係る判定部３０６ａは、一例として、１つの放射線検出器１内において、第１のイベントが発生したピクセルに隣り合うピクセルと斜めに位置するピクセル、すなわち、第１のイベントが発生したピクセルに８連結するピクセルと、その８連結するピクセルの周囲のピクセルまでを設定範囲として判定を行う。なお、隣り合うピクセルとは、例えば、図４に示すように、放射線４がピクセルＢ１１に入射したとき、ピクセルＡ１１、ピクセルＢ１０及びピクセルＢ１２に位置するピクセルである。また、斜めに位置するピクセルとは、例えば、図４に示すように、放射線４がピクセルＢ１１に入射したとき、ピクセルＡ１０及びピクセルＡ１２に位置するピクセルである。さらに、８連結するピクセルの周囲のピクセルとは、例えば、図４に示すように、放射線４がピクセルＢ１１に入射したとき、ピクセルＡ９、ピクセルＡ１３、ピクセルＢ９及びピクセルＢ１３に位置するピクセルである。なお、近接範囲は、上記の例に限定されず、放射線が入射したピクセルを基準として、８連結のピクセルであっても良いし、８連結のピクセルに隣り合うピクセルに隣り合うピクセルまでを範囲としても良い。近接範囲は、ピクセルの面積と、放射線のエネルギーと、に応じて変更可能である。
【００６８】
また、判定部３０６ａは、第１のイベントのイベント情報に含まれる時刻情報に基づいて得られる時刻と、第２のイベントのイベント情報に含まれる時刻情報に基づいて得られる時刻との時間間隔を求めるように構成されている。この時間間隔は、一例として、１μｓｅｃである。つまり、判定部３０６ａは、第１のイベントの時刻と第２のイベントの時刻との時間間隔が予め定められた時間間隔より短く、かつ、第１のイベントの発生したピクセルと第２のイベントが発生したピクセルとが、予め定められた範囲内で発生した場合に同時イベントと判定する。なお、複数のイベントが上記の条件を満たす場合は、それらのイベントを同時イベントとみなすものとする。
【００６９】
図５は、第１の実施の形態に係る放射線検出装置に並べられた放射線検出器を入射面側から見た概略図である。図５は、放射線検出装置５に並べられた放射線検出器１ａ〜放射線検出器１ｅの一部を図示したものである。また、図５は、紙面の左上を基準としてピクセルごとに縦に１〜１２の数字、横にＡ〜Ｊの文字を割り付けている。よって、放射線４が入射した右上がりの斜線が付されたピクセルは、縦に７番目、横に６番目（Ｆ番目）のピクセルであることから、ピクセルＦ７と示す。図５の紙面の右上がりの斜線は、放射線が入射したピクセルを示し、その周囲の左上がりの斜線は、入射したピクセルに対する近接範囲を示している。
【００７０】
上記では、１つの放射線検出器１内における同時イベントの判定について説明したが、複数の放射線検出器１を狭い間隔で並べてなる放射線検出装置５では、第２のイベントが他の放射線検出器１で発生する場合も考えられる。
【００７１】
例えば、図５に示すように、放射線４が、ピクセルＦ７に入射したとき、ピクセルＥ６〜ピクセルＥ８、ピクセルＦ６、ピクセルＦ８、及びピクセルＧ６〜ピクセルＧ８は、８連結の領域である。また、ピクセルＤ５〜ピクセルＤ９、ピクセルＥ５、ピクセルＥ９、ピクセルＦ５、ピクセルＦ９、ピクセルＧ５、ピクセルＧ９、及びピクセルＨ５〜ピクセルＨ９は、８連結の周囲の領域となる。つまり、近接領域は、例えば、図５に示すように、放射線検出器１ｂ〜放射線検出器１ｄまで及ぶ。
【００７２】
総合イベント判定部１０２の判定部１０２ａは、複数の放射線検出器１から取得した複数のイベント情報に基づいて同時イベントの判定を行う。以下に、本実施の形態に係る放射線検出装置５の動作について説明する。まず、図６のフローチャートに従って放射線検出器１の放射線検出回路３０の動作について説明する。
【００７３】
（第１の実施の形態の動作）
放射線４が、図５に示す放射線検出器１ｃのピクセルＦ７に入射する第１のイベントが発生すると（Ｓ１）、放射線検出器１ｃのＣｄＴｅ素子１０から出力された放射線検出信号は、コンデンサ３００、プリアンプ３０１、シェーピングアンプ３０２を介してピークホールド３０３に入力する。
【００７４】
ピークホールド３０３は、入力した信号の波高を一定に保持する信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部３０４とトリガ生成部３０５に出力する。
【００７５】
Ａ／Ｄ変換部３０４は、トリガ生成部３０５から出力されたトリガ信号に基づいて、入力した信号を変換してデジタル信号を生成し、データバッファ３０７に格納する。
【００７６】
トリガ生成部３０５は、入力した信号からトリガ信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部３０４に出力すると共に、イベント情報を生成してイベント判定部３０６に出力する。
【００７７】
イベント判定部３０６は、入力したイベント情報を記憶部３０６ｂに格納する。
【００７８】
続いて、第２のイベントが発生すると（Ｓ２）、トリガ生成部３０５は、ＣｄＴｅ素子１０、コンデンサ３００、プリアンプ３０１、シェーピングアンプ３０２及びピークホールド３０３を介して入力した信号に基づいてイベント情報を生成し、イベント判定部３０６に出力する。
【００７９】
イベント判定部３０６の判定部３０６ａは、イベント情報に基づいて第１のイベントと第２のイベントとが近接範囲内であるか否かを判定する。具体的には、判定部３０６ａは、第１のイベントが発生したピクセルＦ７を基準として、予め定められた範囲である、８連結となるピクセルと、８連結のピクセルの周囲のピクセルと、に第２のイベントが発生したか否かを判定する。
【００８０】
ただし、判定部３０６ａは、放射線検出器１ｃ内の範囲についてのみ判定するので、範囲としては、ピクセルＥ５〜ピクセルＥ９、ピクセルＦ５、ピクセルＦ６、ピクセルＦ８、ピクセルＦ９である。他の範囲である放射線検出器１ｂのピクセルＤ５〜ピクセルＤ９、放射線検出器１ｄのピクセルＧ５〜ピクセルＧ９及びピクセルＨ５〜ピクセルＨ９におけるイベント発生の有無は、後段の総合放射線検出回路１００において行われる。
【００８１】
判定部３０６ａは、第２のイベントが近接範囲内で発生したとき（Ｓ３；Ｙｅｓ）、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲内であるか否かを判定する。
【００８２】
判定部３０６ａは、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲内であるとき（Ｓ４；Ｙｅｓ）、破棄部３０６ｃは、判定結果に基づいて第１のイベントと第２のイベントのイベント情報を記憶部３０６ｂから破棄する（Ｓ５）。
【００８３】
ここで、ステップ３において、判定部３０６ａは、第２のイベントが近接範囲より外のピクセルにおいて発生したとき（Ｓ３；Ｎｏ）、第１のイベント及び第２のイベントのイベント情報を記憶部３０６ｂから読み出してデータバッファ３０７にイベント情報を格納させる（Ｓ６）。なお、以下において、データバッファ３０７に格納されるイベント情報は、Ａ／Ｄ変換部３０４から出力されたデジタル信号と関連付けられているものとする。
【００８４】
続いて、制御部３０８は、データバッファ３０７からイベント情報を読み出して、第１の通信部３０９を介してイベント情報を出力する（Ｓ７）。
【００８５】
また、ステップ４において、判定部３０６ａは、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲よりも長いとき（Ｓ４；Ｎｏ）、ステップ６及びステップ７を実行する。
【００８６】
以上までは、放射線検出器１の動作であったが、続いて、総合放射線検出回路１００の動作について、図７のフローチャートに従って説明する。
【００８７】
総合放射線検出回路１００の総合イベント判定部１０２は、通信部１０１を介して各放射線検出器１のイベント情報を取得する（Ｓ１０）。この取得したイベント情報は、一時的に総合イベント判定部１０２の記憶部１０２ｂに記憶される。
【００８８】
総合イベント判定部１０２の判定部１０２ａは、取得したイベント情報に基づいて第１のイベントの発生を判定すると、続いて、第１のイベントが発生したピクセルを基準とした近接範囲内に第２のイベントが発生しているか否かを判定する。この判定は、第１のイベントが発生した放射線検出器１ｃに隣り合う放射線検出器１ｂ及び放射線検出器１ｄにおいて行われる。なお、放射線検出装置５内の放射線検出器１の並び方、及び放射線が入射したピクセルの位置によっては、図５の紙面において左右方向の放射線検出器だけでなく、上下方向に隣り合う放射線検出器に対しても判定が行われる。
【００８９】
判定部１０２ａは、隣り合う放射線検出器１ｂ及び放射線検出器１ｄに第２のイベントが発生しているとき（Ｓ１１；Ｙｅｓ）、第１のイベントと第２のイベントとが近接範囲内であるか否かを判定する。
【００９０】
判定部１０２ａは、第２のイベントが近接範囲内で発生したとき（Ｓ１２；Ｙｅｓ）、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲内であるか否かを判定する。
【００９１】
判定部１０２ａは、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲内であるとき（Ｓ１３；Ｙｅｓ）、破棄部１０２ｃは、判定結果に基づいて第１のイベントと第２のイベントのイベント情報を記憶部１０２ｂから破棄する（Ｓ１４）。
【００９２】
ここで、ステップ１１において、判定部１０２ａは、隣り合う放射線検出器１ｂ及び放射線検出器１ｄに第２のイベントが発生していないとき（Ｓ１１；Ｎｏ）、第１のイベント及び第２のイベントのイベント情報をデータバッファ１０３に格納させる（Ｓ１５）。
【００９３】
また、ステップ１２において、判定部１０２ａは、第２のイベントが近接範囲より外のピクセルにおいて発生したとき（Ｓ１２；Ｎｏ）、第１のイベント及び第２のイベントのイベント情報を記憶部１０２ｂから読み出し、第１のイベント及び第２のイベントのイベント情報をデータバッファ１０３に格納させる（Ｓ１５）。
【００９４】
さらに、ステップ１３において、判定部１０２ａは、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が予め定められた時間間隔よりも長いとき（Ｓ１３；Ｎｏ）、第１のイベント及び第２のイベントのイベント情報をデータバッファ１０３に格納させる（Ｓ１５）。
【００９５】
（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る放射線検出器１によれば、総合放射線検出回路１００にイベント情報を出力する前に、同時イベントと判定されたイベント情報を破棄するので、同時イベントの判定を行わない検出器と比べて、出力する情報量を少なくすることができる。
【００９６】
また、本実施の形態に係る放射線検出装置５によれば、放射線検出器１において、総合放射線検出回路１００にイベント情報を出力する前に、同時イベントと判定されたイベント情報を破棄し、総合放射線検出回路１００において、放射線検出器を跨いで発生した同時イベントを破棄する。これにより、放射線検出器１から総合放射線検出回路１００に出力する情報量を少なくすることができるとともに、総合放射線検出回路１００における同時イベントの判定の負荷を小さくできる。よって、放射線検出装置５全体で、同時イベントの判定を効率的に行い、計数率の特性を向上させることができる。
【００９７】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、隣り合う放射線検出器が相互に接続されている点で第１の実施の形態と異なっている。なお、以下に示す第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同じ構成及び機能を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００９８】
（放射線検出器１の構成）
図８は、第２の実施の形態に係る放射線検出回路とその周辺回路のブロック図である。
【００９９】
本実施の形態に係る放射線検出器１は、図８に示すように、隣り合う放射線検出器と相互に通信する相互通信部としての第２の通信部３１０を有する。
【０１００】
この第２の通信部３１０は、通信線３１１によって隣り合う放射線検出器の第２の通信部と接続されている。以下に、第２の実施の形態に係る放射線検出装置５の動作について、図９のフローチャートに従って説明する。なお、イベントが検出された放射線検出器内の同時イベントの判定は、第１の実施の形態と同じであるので、以下では、第１のイベントが発生した放射線検出器１ｃと図５に示す隣り合う放射線検出器１ｂ又は放射線検出器１ｄに跨って発生する同時イベントの判定について説明する。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、第２の通信部３１０は、隣り合う放射線検出器の第２の通信部と通信するとしたが、これに限定されず、例えば、上記に記載の近接範囲内という条件がない場合、又は、近接範囲が隣り合う放射線検出器より外側の放射線検出器に及ぶ場合は、設定された範囲にある他の放射線検出器と通信を行い、同時イベントを判定する構成としても良いし、通信可能な全ての放射線検出器と通信を行い、同時イベントを判定する構成であっても良い。
【０１０２】
（第２の実施の形態の動作）
まず、第１の実施の形態と同様に、図５に示すピクセルＦ７に放射線が入射する第１のイベント（第３のイベント）が発生すると（Ｓ２０）、イベント判定部３０６にイベント情報が入力し、イベント判定部３０６の判定部３０６ａは、同じ放射線検出器１ｃ（一の放射線検出器）の同時イベントの判定を行うと共に、隣り合う放射線検出器１ｂ及び放射線検出器１ｄの同時イベントを判定するため、通信線３１１及び第２の通信部３１０を介してイベント情報を取得する（Ｓ２１）。
【０１０３】
放射線検出器１ｃの判定部３０６ａは、他の放射線検出器としての放射線検出器１ｂ及び放射線検出器１ｄのイベント情報に基づいて第１のイベントの近接範囲内に第２のイベント（第４のイベント）が存在するか否かを判定する。
【０１０４】
放射線検出器１ｃの判定部３０６ａは、第１のイベントの近接範囲内に第２のイベントが存在するとき（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲内であるか否かを判定する。
【０１０５】
放射線検出器１ｃの判定部３０６ａは、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲内であるとき（Ｓ２３；Ｙｅｓ）、放射線検出器１ｃの破棄部３０６ｃは、判定結果に基づいて第１のイベントのイベント情報を破棄し、第２のイベントを破棄するための破棄情報を生成し、第２の通信部３１０及び通信線３１１を介して第２のイベントが発生した放射線検出器に出力する（Ｓ２４）。
【０１０６】
第２のイベントが発生した放射線検出器の破棄部３０６ｃは、破棄情報が入力すると、第２のイベントのイベント情報を破棄する（Ｓ２５）。
【０１０７】
ここで、ステップ２２において、放射線検出器１ｃの判定部３０６ａは、第１のイベントの近接範囲内に第２のイベントが存在しないとき（Ｓ２２；Ｎｏ）、データバッファ３０７、制御部３０８及び第１の通信部３０９を介して第１のイベントのイベント情報を総合放射線検出回路１００に出力する（Ｓ２６）。
【０１０８】
また、ステップ２３において、放射線検出器１ｃの判定部３０６ａは、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲よりも長いとき（Ｓ２３；Ｎｏ）、ステップ２６を実行する。
【０１０９】
なお、一の放射線検出器の破棄部３０６ｃが、同時イベントと判定された第１のイベント（第３のイベント）のイベント情報の出力を停止させても良い。つまり、イベント情報の出力を停止させることにより、一の放射線検出器から出力される情報量を抑制することができる。
【０１１０】
また、他の放射線検出器の判定部３０６ａが、他の放射線検出器の第２の通信部３１０を介して一の放射線検出器より第１のイベントのイベント情報を取得し、取得した第１のイベントのイベント情報に基づいて同時イベントを判定し、他の放射線検出器の破棄部３０６ｃが、同時イベントと判定された第２のイベント（第４のイベント）のイベント情報の出力を停止させても良い。つまり、イベント情報の出力を停止させることにより、他の放射線検出器から出力される情報量を抑制することができる。
【０１１１】
（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態に係る放射線検出器１によれば、総合放射線検出回路１００にイベント情報を出力する前に、放射線検出器間の同時イベントのイベント情報を破棄することができるので、検出器間で同時イベントを判定しない検出器と比べて、出力する情報量が少なくて済み、総合放射線検出回路１００の処理速度が向上する。
【０１１２】
なお、上記の実施の形態において、イベント情報を破棄する方法として、破棄対象となるイベントのイベント情報を記憶部から破棄する方法を記載したが、これに限定されず、総合放射線検出回路１００に破棄対象のイベント情報を出力しないようなフラグを付加する方法であっても良い。
【０１１３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態及び変形例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【０１１４】
１、１ａ〜１ｅ…放射線検出器
３…電子部品搭載部
４…放射線
５…放射線検出装置
５ａ…放射線検出器立て
１０…ＣｄＴｅ素子
１１…基板
１２…フレキシブル基板
１３…カードホルダ
１４…カードホルダ
１５…弾性部材実装部
１６…弾性部材
１７…突起部
１８…溝付穴
１９…突起部
２０〜２３…基板端子
２９…カードエッジ部
２９ａ…パターン
３０…放射線検出回路
５０…支持板
５１…支持体
５２…コネクタ
１００…総合放射線検出回路
１０１…通信部
１０２…総合イベント判定部
１０２ａ…判定部
１０２ｂ…記憶部
１０２ｃ…破棄部
１０３…データバッファ
１２０〜１２３…接続部
３００…コンデンサ
３０１…プリアンプ
３０２…シェーピングアンプ
３０３…ピークホールド
３０４…Ａ／Ｄ変換部
３０５…トリガ生成部
３０６…イベント判定部
３０６ａ…判定部
３０６ｂ…記憶部
３０６ｃ…破棄部
３０７…データバッファ
３０８…制御部
３０９…第１の通信部
３１０…第２の通信部
３１１…通信線
５１０…壁部
５１１…溝
５１２…くぼみ部
５１３…平坦面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器及び放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、放射線を検出する検出器の２つ以上の半導体セルから出力された２つ以上の信号に基づいて同時イベントを判定する核医学診断装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の核医学診断装置は、時間差が所定のしきい値より小さく、かつ、上記２つ以上の信号のエネルギーの合計が所定のエネルギーウインドウ内に収まるとき、これらのイベントを同時イベントと判定する。判定された同時イベントは、イベントとして計数されないので、散乱に起因する入射位置誤認の確率を減らすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３２１３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の核医学診断装置では、放射線検出器の出力信号が信号処理回路に供給され、信号処理回路において同時イベントの判定が行われる。この構成では、信号処理回路に接続される放射線検出器の数が多い場合や、入射する放射線の数が多い場合、放射線検出器から信号処理回路に供給される出力信号の数が多くなるとともに、信号処理回路における同時イベントの判定の負荷が大きくなるため、計数率の特性が劣化する可能性がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、同時イベントの判定を効率的に行い、計数率の特性を向上させた放射線検出器及び放射線検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、放射線を検出する複数の検出領域を放射線が入射する入射面に有する半導体素子と、放射線が入射した検出領域の位置情報、及び入射した時刻の時刻情報をイベント情報として格納する第１の格納部と、半導体素子の第１の検出領域に放射線が入射する第１のイベント、及び半導体素子の第２の検出領域に放射線が入射する第２のイベントにおいて、第１のイベントと第２のイベントとの時間間隔が予め定められた時間間隔より短いとき、第１のイベント及び第２のイベントを同時イベントと判定する第１の判定部と、同時イベントと判定された第１のイベントの第１のイベント情報及び第２のイベントの第２のイベント情報を第１の格納部から破棄する第１の破棄部と、を備えた放射線検出器を提供する。
【０００８】
また、放射線検出器は、第１の判定部が、第１のイベントと第２のイベントとの時間間隔が予め定められた時間間隔より短く、かつ、第１の検出領域から第２の検出領域までの距離が予め定められた範囲内のとき、第１のイベント及び第２のイベントを同時イベントと判定することが好ましい。
【０００９】
また、放射線検出器は、予め定められた範囲が、放射線が入射した検出領域を基準とした８連結の検出領域、又は、８連結の検出領域及び８連結の検出領域の周囲の検出領域、であることが好ましい。
【００１０】
また、放射線検出装置は、上記に記載の複数の放射線検出器を有し、複数の放射線検出器の一の放射線検出器が第１の検出領域を有し、他の放射線検出器が第２の検出領域を有し、一の放射線検出器及び他の放射線検出器から出力されるイベント情報に基づいて同時イベントを判定する第２の判定部と、を備えることが好ましい。
【００１１】
また、放射線検出装置は、第１のイベント情報及び第２のイベント情報を格納する第２の格納部と、第２の判定部により同時イベントと判定された第１のイベント及び第２のイベントの第１のイベント情報及び第２のイベント情報を第２の格納部から破棄する第２の破棄部と、を備えることが好ましい。
【００１２】
また、放射線検出装置は、上記に記載の複数の放射線検出器が、それぞれ相互通信部を有して相互に接続され、複数の放射線検出器の一の放射線検出器に第３のイベントが発生し、複数の放射線検出器の他の放射線検出器に第４のイベント、が発生したとき、一の放射線検出器の第１の判定部が、第１の放射線検出器の相互通信部を介して他の放射線検出器より第４のイベントのイベント情報を取得し、取得した第４のイベントのイベント情報に基づいて同時イベントを判定することが好ましい。
【００１３】
また、放射線検出装置は、一の放射線検出器の第１の破棄部が、同時イベントと判定された第３のイベントのイベント情報を破棄し、さらに、第４のイベントのイベント情報を破棄させる破棄情報を生成し、相互通信部を介して他の放射線検出器に出力することが好ましい。
【００１４】
また、放射線検出装置は、一の放射線検出器の第１の破棄部が、同時イベントと判定された第３のイベントのイベント情報の出力を停止させることが好ましい。
【００１５】
また、放射線検出装置は、他の放射線検出器の第１の判定部が、他の放射線検出器の相互通信部を介して一の放射線検出器より第３のイベントのイベント情報を取得し、取得した第３のイベントのイベント情報に基づいて同時イベントを判定し、他の放射線検出器の第１の破棄部が、同時イベントと判定された第４のイベントのイベント情報の出力を停止させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る放射線検出器及び放射線検出装置によれば、同時イベントの判定を効率的に行い、計数率の特性を向上させた放射線検出器及び放射線検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態に係る複数の放射線検出器が並べられて構成されるエッジオン型の放射線検出装置の斜視図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態に係る放射線検出回路とその周辺回路のブロック図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態に係る放射線検出器を入射面側から見た概略図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態に係る放射線検出装置に並べられた放射線検出器を入射面側から見た概略図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態に係る放射線検出器に関するフローチャートである。
【図７】図７は、第１の実施の形態に係る放射線検出装置に関するフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施の形態に係る放射線検出回路とその周辺回路のブロック図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態に係るフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［実施の形態の要約］
実施の形態に係る放射線検出器は、放射線を検出する複数の検出領域を放射線が入射する入射面に有する半導体素子と、放射線が入射した検出領域の位置情報、及び入射した時刻の時刻情報をイベント情報として格納する第１の格納部と、半導体素子の第１の検出領域に放射線が入射する第１のイベント、及び半導体素子の第２の検出領域に放射線が入射する第２のイベントにおいて、第１のイベントと第２のイベントとの時間間隔が予め定められた時間間隔より短いとき、第１のイベント及び第２のイベントを同時イベントと判定する第１の判定部と、同時イベントと判定された第１のイベントの第１のイベント情報及び第２のイベントの第２のイベント情報を第１の格納部から破棄する第１の破棄部と、を備える。
【００１９】
［第１の実施の形態］
（放射線検出器１の構成の概要）
図１は、第１の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図である。図２は、第１の実施の形態に係る複数の放射線検出器が並べられて構成されるエッジオン型の放射線検出装置の斜視図である。本実施の形態に係る放射線検出器１は、γ線、Ｘ線等の放射線を検出する放射線検出器である。図１において放射線４は、紙面の上方から下方に沿って入射してくる。すなわち、放射線４は、放射線検出器１の半導体素子としてのＣｄＴｅ素子１０からカードホルダ１３に向かう方向に沿って伝搬して放射線検出器１に入射する。
【００２０】
そして、放射線検出器１は、ＣｄＴｅ素子１０のそれぞれの側面（つまり、図１の上方に面している面）に放射線４が入射する。したがって、ＣｄＴｅ素子１０のそれぞれの側面が放射線４の入射面となっている。このように、半導体素子の側面を放射線４の入射面とする放射線検出器を、エッジオン型の放射線検出器と称する。
【００２１】
なお、放射線検出器１は、特定の方向（例えば、被検体から放射線検出器１に向かう方向）に沿って入射してくる放射線４が通過する複数の開口を有するコリメータを介して放射線４を検出する複数の放射線検出器１が並べられて構成されるエッジオン型の放射線検出装置用の放射線検出器１として構成することができる。なお、コリメータを用いる場合、多孔平行コリメータ、ピンホールコリメータ等を用いることができる。また、本実施の形態は、エッジオン型でない放射線検出器にも適用することができる。また、本実施の形態に係る放射線検出器１は、カード型の形状を呈する。
【００２２】
また、放射線検出器１の基板１１はカードホルダ１３とカードホルダ１４とに挟み込まれて支持される。カードホルダ１３とカードホルダ１４とはそれぞれ同一形状を有して形成され、カードホルダ１３が有する溝付穴１８にカードホルダ１４が有する突起部１７が嵌め合わされると共に、カードホルダ１４が有する溝付穴（図示しない）にカードホルダ１３が有する突起部１９が嵌め合わされることにより基板１１を支持する。
【００２３】
また、弾性部材実装部１５は、複数の放射線検出器１を支持する放射線検出器立て５ａに放射線検出器１が挿入された場合に、放射線検出器１を放射線検出器立て５ａに押し付けて固定する弾性部材１６が設けられる部分である。なお、放射線検出器立て５ａはカードエッジ部２９が挿入されるコネクタ５２を有しており、放射線検出器１は、カードエッジ部２９がコネクタ５２に挿入され、カードエッジ部２９に形成されたパターン２９ａとコネクタ５２とが電気的に接続することにより、後述する総合放射線検出回路と電気的に接続される。
【００２４】
放射線検出器１は、例えば、基板１１の片側に４つのＣｄＴｅ素子１０が一定の間隔で配置され、他方側に４つのＣｄＴｅ素子１０が一定の間隔で配置されている。
【００２５】
フレキシブル基板１２は、例えば、フィルム状の樹脂（例えば、ポリイミド）を用いて形成された基板である。
【００２６】
フレキシブル基板１２は、図１の紙面に対して下部に、略半円形状の接続部１２０〜接続部１２３を有する。接続部１２０〜接続部１２３は、導電性材料を用いて形成されたパターンであり、例えば、Ｃｕ等を用いて形成される。接続部１２０は、図１に示すように、基板端子２０と電気的に接続するように構成されている。同様に、接続部１２１は基板端子２１と、接続部１２２は基板端子２２と、接続部１２３は基板端子２３と、電気的に接続するように構成されている。なお、図１では、フレキシブル基板１２の反対側のフレキシブル基板と電気的に接続する基板端子及び反対側のフレキシブル基板の図示を省略している。
【００２７】
また、ＣｄＴｅ素子１０に設けられた複数の溝部（図示せず）は、素子表面に略等間隔で設けられる。さらに、ＣｄＴｅ素子１０は、一例として、７つの溝部を有する。
【００２８】
この溝部で分けられるＣｄＴｅ素子の部分のそれぞれが、放射線４を検出する検出領域としての１つの画素（ピクセル）に対応する。これにより、１つのＣｄＴｅ素子は、複数の画素を有することになる。そして、１つの放射線検出器１が８つのＣｄＴｅ素子１０を備え、１つのＣｄＴｅ素子１０が８つのピクセルを有する場合、１つの放射線検出器１は、６４ピクセルの解像度を有することになる。溝部の数を増減させることにより、１つのＣｄＴｅ素子１０のピクセル数を増減させることができる。
【００２９】
また、基板１１は、複数のＣｄＴｅ素子１０のそれぞれが搭載される第１の端部側の幅が、複数のＣｄＴｅ素子１０が搭載される第１の端部側の反対側の第２の端部側よりも広く形成される。なお、第２の端部側において基板１１はカードホルダ１３及びカードホルダ１４によって支持される。また、第２の端部側には、放射線検出器１と外部の制御回路とを電気的に接続可能である複数のパターン２９ａが設けられたカードエッジ部２９が設けられる。また、ＣｄＴｅ素子１０と電気的に接続する基板１１に形成された素子接続部（図示せず）とカードエッジ部２９との間には、複数のＣｄＴｅ素子１０のそれぞれと、素子接続部を介して電気的に接続する、後述する放射線検出回路を搭載する複数の電子部品搭載部３が設けられる。なお、電子部品搭載部３に、放射線検出回路以外のＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ）、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）等を搭載することもできる。
【００３０】
なお、基板１１は、一例として、幅広の方向、すなわち長手方向は４０ｍｍ程度の長さを有して形成される。そして、基板１１は、幅広の部分の端部から幅が狭くなっている部分の端部まで、すなわち、素子接続部が設けられている部分の端からカードエッジ部２９の端までの短手方向において、２０ｍｍ程度の長さを有して形成される。
【００３１】
本実施の形態において、半導体素子を構成する化合物半導体としては、例えば、ＣｄＴｅを用いたがこれに限定されず、γ線等の放射線を検出するＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）素子、ＨｇＩ２素子等の化合物半導体素子を用いることもできる。
【００３２】
本実施の形態に係る放射線検出装置５は、図２に示すように、複数の放射線検出器１を放射線検出器立て５ａによって保持することにより構成される。具体的には、複数の放射線検出器１が並べられる間隔に応じて予め定められた距離をおいて並び、複数の放射線検出器１が挿入される複数の溝５１１が形成された複数の支持体５１と、支持体５１を搭載する支持板５０と、複数の支持体５１の間に設けられ、複数の放射線検出器１のカードエッジ部２９のそれぞれが接続されて総合放射線検出回路と複数の放射線検出器１のそれぞれとを接続する複数のコネクタ５２とを備える放射線検出器立て５ａに複数の放射線検出器１が保持される。支持体５１の複数の溝５１１のそれぞれに本実施の形態に係る複数の放射線検出器１が挿入され、固定されることにより図２に示すような放射線検出装置５が構成される。
【００３３】
複数の支持体５１は、支持板５０上に放射線検出器１の幅に対応する間隔を有して設けられる。そして、複数の支持体５１はそれぞれ、複数の壁部５１０を有しており、各壁部５１０の間に溝５１１が形成される。壁部５１０は、一方の表面にくぼみ部５１２が設けられ、他方の表面は平坦面５１３である。放射線検出器１の弾性部材実装部１５には、例えば、板金を用いて形成される弾性部材１６が組み込まれ、支持体５１の溝５１１に放射線検出器１が挿入された場合に、この弾性部材１６により放射線検出器１が壁部５１０の平坦面５１３に押さえ付けられることにより支持体５１に放射線検出器１が固定される。なお、複数の支持体５１はそれぞれ金属材料から切削等により形成できる。
【００３４】
なお、図２に図示していないが、複数の放射線検出器１の上方、すなわち、放射線検出器１の支持板５０の反対側には、複数の開口を有するコリメータが備え付けられる。コリメータを用いることにより、特定の方向からの放射線のみをＣｄＴｅ素子において検出することができる。一例として、コリメータの複数の開口は略四角形状に形成される。そして、一例として、複数の開口の開口径のサイズは一辺が１．２ｍｍに形成され、各開口が１．４ｍｍピッチでマトリックス状に並べられて形成される。したがって、コリメータにおいて、一の開口と、この一の開口に隣接する他の開口とを隔てる壁部の厚さが０．２ｍｍである。
【００３５】
（放射線検出回路３０の構成）
図３は、第１の実施の形態に係る放射線検出回路とその周辺回路のブロック図である。本実施の形態に係る放射線検出回路３０は、電子部品搭載部３に搭載されている。また、本実施の形態に係る総合放射線検出回路１００は、放射線検出装置５の放射検出器立て５ａに搭載されている。以下では、放射線検出回路３０の構成を説明する。
【００３６】
放射線４がＣｄＴｅ素子１０に入射して相互作用（光電効果、コンプトン散乱、電子対生成のいずれか）を行うことにより、ＣｄＴｅ素子１０内の原子が電離し、電子と正孔のペアが発生する。このペアの数は、入射する放射線４のエネルギーに比例するため、これを正確に読み出すことにより、優れたエネルギー決定精度（エネルギー分解能）を得ることができる。
【００３７】
ＣｄＴｅ素子１０に発生した電子と正孔は、ただＣｄＴｅ素子１０に入射しただけの場合、再結合して消滅する。そこで、ＣｄＴｅ素子１０を挟んで設けられた陽電極及び陰電極間に高電圧（例えば、６００Ｖ）のバイアス電圧を印加して電極間に電場を発生させることで、電子は陽電極に向けて移動し、正孔は陰電極に向けて移動する。放射線検出器１の放射線検出回路３０は、この移動を信号として読み出し、出力する回路である。
【００３８】
放射線検出回路３０は、図３に示すように、ＣｄＴｅ素子１０の１つのピクセルに、コンデンサ３００、プリアンプ３０１、シェーピングアンプ３０２、ピークホールド３０３、Ａ／Ｄ変換部３０４、及びトリガ生成部３０５からなる検出回路を備えている。つまり、放射線検出回路３０は、例えば、ＣｄＴｅ素子１０のピクセルの数と同じ数の検出回路を有する。
【００３９】
また、放射線検出回路３０は、イベント判定部３０６と、データバッファ３０７と、制御部３０８と、第１の通信部３０９と、を備えて概略構成されている。
【００４０】
コンデンサ３００は、例えば、ＣｄＴｅ素子１０の陽電極側に接続されている。このコンデンサ３００は、カップリングコンデンサであり、直流電圧成分を遮断し、ＣｄＴｅ素子１０に生じた電荷の変化分のみがこのコンデンサ３００を介してプリアンプ３０１に伝達する。
【００４１】
プリアンプ３０１は、コンデンサ３００の陽電極側の端子と反対の端子に接続されている。このプリアンプ３０１は、コンデンサ３００を介して陽電極から出力された放射線検出信号を増幅する。
【００４２】
シェーピングアンプ３０２は、プリアンプ３０１から出力された増幅信号の波形整形及び増幅を行う。
【００４３】
ピークホールド３０３は、シェーピングアンプ３０２から出力された波形整形後の信号の波高を一定に保持する信号を出力するように構成されている。このピークホールド３０３から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換部３０４とトリガ生成部３０５に入力する。
【００４４】
トリガ生成部３０５は、パルス形状のトリガ信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部３０４に出力する。また、トリガ生成部３０５は、ピークホールド３０３から出力された信号に基づいて、放射線が入射したピクセルの情報である位置情報、及びピークホールド３０３から出力された信号が入力した時刻の情報である時刻情報を生成し、位置情報及び時刻情報からなるイベント情報を生成する。トリガ生成部３０５は、生成したイベント情報をイベント判定部３０６に出力するように構成されている。
【００４５】
Ａ／Ｄ変換部３０４は、トリガ生成部３０５から出力されたトリガ信号が入力すると、ピークホールド３０３から出力された信号をデジタル信号に変換して出力するように構成されている。このデジタル信号は、データバッファ３０７に格納される。
【００４６】
イベント判定部３０６は、第１の判定部としての判定部３０６ａと、第１の格納部としての記憶部３０６ｂと、第１の破棄部としての破棄部３０６ｃと、を備えて概略構成されている。
【００４７】
判定部３０６ａは、後述する同時イベントを判定する。判定部３０６ａは、トリガ生成部３０５から出力されるイベント情報に基づいて、予め定められた時間間隔よりも短い間に発生し、かつ、イベントが発生したピクセル間の距離が予め定められた範囲内であるとき、この条件を満たす少なくとも２つのイベントを同時イベントとして判定するように構成されている。なお、以下では、予め定められた時間間隔は、設定範囲と記載し、予め定められた範囲は、近接範囲と記載するものとする。
【００４８】
記憶部３０６ｂは、例えば、判定を行う際に一時的に情報を格納するものであり、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリーを用いて構成されている。記憶部３０６ｂは、例えば、イベント情報を格納してから、予め定められた期間内に他のイベント情報が格納されないとき、格納したイベント情報をデータバッファ３０７に出力するように構成されている。
【００４９】
破棄部３０６ｃは、同時イベントと判定されたイベント情報を記憶部３０６ｂから破棄する。
【００５０】
制御部３０８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備えたマイクロコンピュータであり、第１の通信部３０９等の制御を行う。
【００５１】
第１の通信部３０９は、データバッファ３０７に格納されたデジタル信号及びイベント情報を総合放射線検出回路１００に出力する。
【００５２】
また、放射線検出装置５は、複数の放射線検出器１から出力された複数のイベント情報から、同時イベントを判定する総合放射線検出回路１００を有する。
【００５３】
この総合放射線検出回路１００は、通信部１０１と、総合イベント判定部１０２と、データバッファ１０３と、を備えて概略構成されている。
【００５４】
通信部１０１は、放射線検出器立て５ａのコネクタ５２を介して全ての放射線検出器１の第１の通信部３０９と接続されている。
【００５５】
総合イベント判定部１０２は、第２の判定部としての判定部１０２ａと、第２の格納部としての記憶部１０２ｂと、第２の破棄部としての破棄部１０２ｃと、を備えて概略構成されている。
【００５６】
判定部１０２ａは、通信部１０１を介して取得した放射線検出器１ごとのイベント情報に基づいて放射線検出器１を跨がる同時イベントを判定する。つまり、判定部１０２ａは、取得した放射線検出器１ごとのイベント情報に基づいて、予め定められた時間間隔よりも短い間に発生し、かつ、予め定められた範囲内で発生した少なくとも２つのイベントを同時イベントとして判定するように構成されている。
【００５７】
記憶部１０２ｂは、例えば、判定を行う際に一時的に情報を格納するものであり、ＲＡＭ等の半導体メモリーを用いて構成されている。
【００５８】
破棄部１０２ｃは、複数の放射線検出器１に跨る同時イベントと判定されたイベント情報を破棄する。
【００５９】
データバッファ１０３は、総合イベント判定部１０２によって同時イベントと判定されなかったイベント情報を格納する。この格納されたイベント情報は、例えば、データバッファ１０３が出力された後、波高を補正する補正処理がなされて外部装置に出力され、外部装置によって視覚化されて表示装置に表示される。
【００６０】
（同時イベントの判定について）
図４は、第１の実施の形態に係る放射線検出器を入射面側から見た概略図である。図４の縦軸及び横軸に示す数字と文字は、ピクセルの位置を示すために付したものであり、例えば、放射線４が入射した図４の紙面上方のピクセルは、縦軸の座標が１１、横軸の座標がＢなので、ピクセルＢ１１と呼ぶものとする。つまり、１つの放射線検出器１は、図２に示すように、ピクセルＡ１〜ピクセルＡ３２及びピクセルＢ１〜Ｂ３２の計６４個のピクセルを有する。
【００６１】
以下に、イベント判定部３０６の判定部３０６ａによる、同時イベントの判定について説明する。
【００６２】
例えば、エネルギーが２８０ｋｅＶの放射線４が放射線検出器１のピクセルＢ１１に入射すると、ピクセルＢ１１において、放射線４とＣｄＴｅ素子１０との相互作用（コンプトン散乱）が発生して１４０ｋｅＶのエネルギーを失い、さらに、他のピクセルに入射して相互作用（光電効果）が発生し、１４０ｋｅＶのエネルギーを失うことが考えられる。
【００６３】
医学用に投与される薬剤から発生する放射線のエネルギーがおよそ１４０ｋｅＶであることから、放射線検出器１は、２つのイベントを検出する。つまり、上記の場合、放射線検出器１は、実際には放射線が直接入射していない偽イベントを検出することとなる。なお、イベントとは、放射線が入射することを示す。
【００６４】
この偽イベントが発生すると、外部装置により画像情報に変換され視覚化されたとき、視覚化された画像に偽イベントが表示されることとなり、画質の低下を招いてしまう。
【００６５】
そこで、本実施の形態の判定部３０６ａは、予め定められた時間間隔よりも短い間に発生し、かつ、予め定められた範囲内で発生した少なくとも２つのイベントを同時イベントとして判定し、さらに、破棄部３０６ｃによって、同時イベントとして判定されたイベント情報を破棄するので、偽イベントの排除が可能であり、エネルギー分解能が向上する。なお、第２のイベントが放射線検出器１のいずれのピクセルにおいても検出される可能性がある放射線検出器１の大きさが小さい場合、又は、放射線のエネルギーが大きい場合は、上記の予め定められた範囲（近接範囲）内という条件はなくても良い。
【００６６】
なお、放射線は、半導体素子と相互作用し易いため、１つ目のピクセルでコンプトン散乱した放射線は、ピクセルをいくつも跨ぐような広範囲な散乱を起こし難い。つまり、第２のイベントが発生したピクセルは、第１のイベントが発生したピクセルの近傍に位置する。ここで、図４に示すように、ピクセルＢ１１に入射した放射線は、散乱により、ピクセルＡ２１に入射することは考え難い。例えば、２つのイベントの時間間隔が設定範囲内であっても、ピクセルＢ１１とピクセルＡ２１の距離は、近接範囲内ではないため、判定部３０６ａは、この２つのイベント情報の位置情報に基づいて、２つのイベントは独立して発生したものであると判定する。
【００６７】
そこで、本実施の形態に係る判定部３０６ａは、一例として、１つの放射線検出器１内において、第１のイベントが発生したピクセルに隣り合うピクセルと斜めに位置するピクセル、すなわち、第１のイベントが発生したピクセルに８連結するピクセルと、その８連結するピクセルの周囲のピクセルまでを設定範囲として判定を行う。なお、隣り合うピクセルとは、例えば、図４に示すように、放射線４がピクセルＢ１１に入射したとき、ピクセルＡ１１、ピクセルＢ１０及びピクセルＢ１２に位置するピクセルである。また、斜めに位置するピクセルとは、例えば、図４に示すように、放射線４がピクセルＢ１１に入射したとき、ピクセルＡ１０及びピクセルＡ１２に位置するピクセルである。さらに、８連結するピクセルの周囲のピクセルとは、例えば、図４に示すように、放射線４がピクセルＢ１１に入射したとき、ピクセルＡ９、ピクセルＡ１３、ピクセルＢ９及びピクセルＢ１３に位置するピクセルである。なお、近接範囲は、上記の例に限定されず、放射線が入射したピクセルを基準として、８連結のピクセルであっても良いし、８連結のピクセルに隣り合うピクセルに隣り合うピクセルまでを範囲としても良い。近接範囲は、ピクセルの面積と、放射線のエネルギーと、に応じて変更可能である。
【００６８】
また、判定部３０６ａは、第１のイベントのイベント情報に含まれる時刻情報に基づいて得られる時刻と、第２のイベントのイベント情報に含まれる時刻情報に基づいて得られる時刻との時間間隔を求めるように構成されている。この時間間隔は、一例として、１μｓｅｃである。つまり、判定部３０６ａは、第１のイベントの時刻と第２のイベントの時刻との時間間隔が予め定められた時間間隔より短く、かつ、第１のイベントの発生したピクセルと第２のイベントが発生したピクセルとが、予め定められた範囲内で発生した場合に同時イベントと判定する。なお、複数のイベントが上記の条件を満たす場合は、それらのイベントを同時イベントとみなすものとする。
【００６９】
図５は、第１の実施の形態に係る放射線検出装置に並べられた放射線検出器を入射面側から見た概略図である。図５は、放射線検出装置５に並べられた放射線検出器１ａ〜放射線検出器１ｅの一部を図示したものである。また、図５は、紙面の左上を基準としてピクセルごとに縦に１〜１２の数字、横にＡ〜Ｊの文字を割り付けている。よって、放射線４が入射した右上がりの斜線が付されたピクセルは、縦に７番目、横に６番目（Ｆ番目）のピクセルであることから、ピクセルＦ７と示す。図５の紙面の右上がりの斜線は、放射線が入射したピクセルを示し、その周囲の左上がりの斜線は、入射したピクセルに対する近接範囲を示している。
【００７０】
上記では、１つの放射線検出器１内における同時イベントの判定について説明したが、複数の放射線検出器１を狭い間隔で並べてなる放射線検出装置５では、第２のイベントが他の放射線検出器１で発生する場合も考えられる。
【００７１】
例えば、図５に示すように、放射線４が、ピクセルＦ７に入射したとき、ピクセルＥ６〜ピクセルＥ８、ピクセルＦ６、ピクセルＦ８、及びピクセルＧ６〜ピクセルＧ８は、８連結の領域である。また、ピクセルＤ５〜ピクセルＤ９、ピクセルＥ５、ピクセルＥ９、ピクセルＦ５、ピクセルＦ９、ピクセルＧ５、ピクセルＧ９、及びピクセルＨ５〜ピクセルＨ９は、８連結の周囲の領域となる。つまり、近接領域は、例えば、図５に示すように、放射線検出器１ｂ〜放射線検出器１ｄまで及ぶ。
【００７２】
総合イベント判定部１０２の判定部１０２ａは、複数の放射線検出器１から取得した複数のイベント情報に基づいて同時イベントの判定を行う。以下に、本実施の形態に係る放射線検出装置５の動作について説明する。まず、図６のフローチャートに従って放射線検出器１の放射線検出回路３０の動作について説明する。
【００７３】
（第１の実施の形態の動作）
放射線４が、図５に示す放射線検出器１ｃのピクセルＦ７に入射する第１のイベントが発生すると（Ｓ１）、放射線検出器１ｃのＣｄＴｅ素子１０から出力された放射線検出信号は、コンデンサ３００、プリアンプ３０１、シェーピングアンプ３０２を介してピークホールド３０３に入力する。
【００７４】
ピークホールド３０３は、入力した信号の波高を一定に保持する信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部３０４とトリガ生成部３０５に出力する。
【００７５】
Ａ／Ｄ変換部３０４は、トリガ生成部３０５から出力されたトリガ信号に基づいて、入力した信号を変換してデジタル信号を生成し、データバッファ３０７に格納する。
【００７６】
トリガ生成部３０５は、入力した信号からトリガ信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部３０４に出力すると共に、イベント情報を生成してイベント判定部３０６に出力する。
【００７７】
イベント判定部３０６は、入力したイベント情報を記憶部３０６ｂに格納する。
【００７８】
続いて、第２のイベントが発生すると（Ｓ２）、トリガ生成部３０５は、ＣｄＴｅ素子１０、コンデンサ３００、プリアンプ３０１、シェーピングアンプ３０２及びピークホールド３０３を介して入力した信号に基づいてイベント情報を生成し、イベント判定部３０６に出力する。
【００７９】
イベント判定部３０６の判定部３０６ａは、イベント情報に基づいて第１のイベントと第２のイベントとが近接範囲内であるか否かを判定する。具体的には、判定部３０６ａは、第１のイベントが発生したピクセルＦ７を基準として、予め定められた範囲である、８連結となるピクセルと、８連結のピクセルの周囲のピクセルと、に第２のイベントが発生したか否かを判定する。
【００８０】
ただし、判定部３０６ａは、放射線検出器１ｃ内の範囲についてのみ判定するので、範囲としては、ピクセルＥ５〜ピクセルＥ９、ピクセルＦ５、ピクセルＦ６、ピクセルＦ８、ピクセルＦ９である。他の範囲である放射線検出器１ｂのピクセルＤ５〜ピクセルＤ９、放射線検出器１ｄのピクセルＧ５〜ピクセルＧ９及びピクセルＨ５〜ピクセルＨ９におけるイベント発生の有無は、後段の総合放射線検出回路１００において行われる。
【００８１】
判定部３０６ａは、第２のイベントが近接範囲内で発生したとき（Ｓ３；Ｙｅｓ）、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲内であるか否かを判定する。
【００８２】
判定部３０６ａは、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲内であるとき（Ｓ４；Ｙｅｓ）、破棄部３０６ｃは、判定結果に基づいて第１のイベントと第２のイベントのイベント情報を記憶部３０６ｂから破棄する（Ｓ５）。
【００８３】
ここで、ステップ３において、判定部３０６ａは、第２のイベントが近接範囲より外のピクセルにおいて発生したとき（Ｓ３；Ｎｏ）、第１のイベント及び第２のイベントのイベント情報を記憶部３０６ｂから読み出してデータバッファ３０７にイベント情報を格納させる（Ｓ６）。なお、以下において、データバッファ３０７に格納されるイベント情報は、Ａ／Ｄ変換部３０４から出力されたデジタル信号と関連付けられているものとする。
【００８４】
続いて、制御部３０８は、データバッファ３０７からイベント情報を読み出して、第１の通信部３０９を介してイベント情報を出力する（Ｓ７）。
【００８５】
また、ステップ４において、判定部３０６ａは、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲よりも長いとき（Ｓ４；Ｎｏ）、ステップ６及びステップ７を実行する。
【００８６】
以上までは、放射線検出器１の動作であったが、続いて、総合放射線検出回路１００の動作について、図７のフローチャートに従って説明する。
【００８７】
総合放射線検出回路１００の総合イベント判定部１０２は、通信部１０１を介して各放射線検出器１のイベント情報を取得する（Ｓ１０）。この取得したイベント情報は、一時的に総合イベント判定部１０２の記憶部１０２ｂに記憶される。
【００８８】
総合イベント判定部１０２の判定部１０２ａは、取得したイベント情報に基づいて第１のイベントの発生を判定すると、続いて、第１のイベントが発生したピクセルを基準とした近接範囲内に第２のイベントが発生しているか否かを判定する。この判定は、第１のイベントが発生した放射線検出器１ｃに隣り合う放射線検出器１ｂ及び放射線検出器１ｄにおいて行われる。なお、放射線検出装置５内の放射線検出器１の並び方、及び放射線が入射したピクセルの位置によっては、図５の紙面において左右方向の放射線検出器だけでなく、上下方向に隣り合う放射線検出器に対しても判定が行われる。
【００８９】
判定部１０２ａは、隣り合う放射線検出器１ｂ及び放射線検出器１ｄに第２のイベントが発生しているとき（Ｓ１１；Ｙｅｓ）、第１のイベントと第２のイベントとが近接範囲内であるか否かを判定する。
【００９０】
判定部１０２ａは、第２のイベントが近接範囲内で発生したとき（Ｓ１２；Ｙｅｓ）、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲内であるか否かを判定する。
【００９１】
判定部１０２ａは、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲内であるとき（Ｓ１３；Ｙｅｓ）、破棄部１０２ｃは、判定結果に基づいて第１のイベントと第２のイベントのイベント情報を記憶部１０２ｂから破棄する（Ｓ１４）。
【００９２】
ここで、ステップ１１において、判定部１０２ａは、隣り合う放射線検出器１ｂ及び放射線検出器１ｄに第２のイベントが発生していないとき（Ｓ１１；Ｎｏ）、第１のイベント及び第２のイベントのイベント情報をデータバッファ１０３に格納させる（Ｓ１５）。
【００９３】
また、ステップ１２において、判定部１０２ａは、第２のイベントが近接範囲より外のピクセルにおいて発生したとき（Ｓ１２；Ｎｏ）、第１のイベント及び第２のイベントのイベント情報を記憶部１０２ｂから読み出し、第１のイベント及び第２のイベントのイベント情報をデータバッファ１０３に格納させる（Ｓ１５）。
【００９４】
さらに、ステップ１３において、判定部１０２ａは、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が予め定められた時間間隔よりも長いとき（Ｓ１３；Ｎｏ）、第１のイベント及び第２のイベントのイベント情報をデータバッファ１０３に格納させる（Ｓ１５）。
【００９５】
（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る放射線検出器１によれば、総合放射線検出回路１００にイベント情報を出力する前に、同時イベントと判定されたイベント情報を破棄するので、同時イベントの判定を行わない検出器と比べて、出力する情報量を少なくすることができる。
【００９６】
また、本実施の形態に係る放射線検出装置５によれば、放射線検出器１において、総合放射線検出回路１００にイベント情報を出力する前に、同時イベントと判定されたイベント情報を破棄し、総合放射線検出回路１００において、放射線検出器を跨いで発生した同時イベントを破棄する。これにより、放射線検出器１から総合放射線検出回路１００に出力する情報量を少なくすることができるとともに、総合放射線検出回路１００における同時イベントの判定の負荷を小さくできる。よって、放射線検出装置５全体で、同時イベントの判定を効率的に行い、計数率の特性を向上させることができる。
【００９７】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、隣り合う放射線検出器が相互に接続されている点で第１の実施の形態と異なっている。なお、以下に示す第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同じ構成及び機能を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００９８】
（放射線検出器１の構成）
図８は、第２の実施の形態に係る放射線検出回路とその周辺回路のブロック図である。
【００９９】
本実施の形態に係る放射線検出器１は、図８に示すように、隣り合う放射線検出器と相互に通信する相互通信部としての第２の通信部３１０を有する。
【０１００】
この第２の通信部３１０は、通信線３１１によって隣り合う放射線検出器の第２の通信部と接続されている。以下に、第２の実施の形態に係る放射線検出装置５の動作について、図９のフローチャートに従って説明する。なお、イベントが検出された放射線検出器内の同時イベントの判定は、第１の実施の形態と同じであるので、以下では、第１のイベントが発生した放射線検出器１ｃと図５に示す隣り合う放射線検出器１ｂ又は放射線検出器１ｄに跨って発生する同時イベントの判定について説明する。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、第２の通信部３１０は、隣り合う放射線検出器の第２の通信部と通信するとしたが、これに限定されず、例えば、上記に記載の近接範囲内という条件がない場合、又は、近接範囲が隣り合う放射線検出器より外側の放射線検出器に及ぶ場合は、設定された範囲にある他の放射線検出器と通信を行い、同時イベントを判定する構成としても良いし、通信可能な全ての放射線検出器と通信を行い、同時イベントを判定する構成であっても良い。
【０１０２】
（第２の実施の形態の動作）
まず、第１の実施の形態と同様に、図５に示すピクセルＦ７に放射線が入射する第１のイベント（第３のイベント）が発生すると（Ｓ２０）、イベント判定部３０６にイベント情報が入力し、イベント判定部３０６の判定部３０６ａは、同じ放射線検出器１ｃ（一の放射線検出器）の同時イベントの判定を行うと共に、隣り合う放射線検出器１ｂ及び放射線検出器１ｄの同時イベントを判定するため、通信線３１１及び第２の通信部３１０を介してイベント情報を取得する（Ｓ２１）。
【０１０３】
放射線検出器１ｃの判定部３０６ａは、他の放射線検出器としての放射線検出器１ｂ及び放射線検出器１ｄのイベント情報に基づいて第１のイベントの近接範囲内に第２のイベント（第４のイベント）が存在するか否かを判定する。
【０１０４】
放射線検出器１ｃの判定部３０６ａは、第１のイベントの近接範囲内に第２のイベントが存在するとき（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲内であるか否かを判定する。
【０１０５】
放射線検出器１ｃの判定部３０６ａは、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲内であるとき（Ｓ２３；Ｙｅｓ）、放射線検出器１ｃの破棄部３０６ｃは、判定結果に基づいて第１のイベントのイベント情報を破棄し、第２のイベントを破棄するための破棄情報を生成し、第２の通信部３１０及び通信線３１１を介して第２のイベントが発生した放射線検出器に出力する（Ｓ２４）。
【０１０６】
第２のイベントが発生した放射線検出器の破棄部３０６ｃは、破棄情報が入力すると、第２のイベントのイベント情報を破棄する（Ｓ２５）。
【０１０７】
ここで、ステップ２２において、放射線検出器１ｃの判定部３０６ａは、第１のイベントの近接範囲内に第２のイベントが存在しないとき（Ｓ２２；Ｎｏ）、データバッファ３０７、制御部３０８及び第１の通信部３０９を介して第１のイベントのイベント情報を総合放射線検出回路１００に出力する（Ｓ２６）。
【０１０８】
また、ステップ２３において、放射線検出器１ｃの判定部３０６ａは、第１のイベントの発生から第２のイベントの発生までの時間間隔が設定範囲よりも長いとき（Ｓ２３；Ｎｏ）、ステップ２６を実行する。
【０１０９】
なお、一の放射線検出器の破棄部３０６ｃが、同時イベントと判定された第１のイベント（第３のイベント）のイベント情報の出力を停止させても良い。つまり、イベント情報の出力を停止させることにより、一の放射線検出器から出力される情報量を抑制することができる。
【０１１０】
また、他の放射線検出器の判定部３０６ａが、他の放射線検出器の第２の通信部３１０を介して一の放射線検出器より第１のイベントのイベント情報を取得し、取得した第１のイベントのイベント情報に基づいて同時イベントを判定し、他の放射線検出器の破棄部３０６ｃが、同時イベントと判定された第２のイベント（第４のイベント）のイベント情報の出力を停止させても良い。つまり、イベント情報の出力を停止させることにより、他の放射線検出器から出力される情報量を抑制することができる。
【０１１１】
（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態に係る放射線検出器１によれば、総合放射線検出回路１００にイベント情報を出力する前に、放射線検出器間の同時イベントのイベント情報を破棄することができるので、検出器間で同時イベントを判定しない検出器と比べて、出力する情報量が少なくて済み、総合放射線検出回路１００の処理速度が向上する。
【０１１２】
なお、上記の実施の形態において、イベント情報を破棄する方法として、破棄対象となるイベントのイベント情報を記憶部から破棄する方法を記載したが、これに限定されず、総合放射線検出回路１００に破棄対象のイベント情報を出力しないようなフラグを付加する方法であっても良い。
【０１１３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態及び変形例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【０１１４】
１、１ａ〜１ｅ…放射線検出器
３…電子部品搭載部
４…放射線
５…放射線検出装置
５ａ…放射線検出器立て
１０…ＣｄＴｅ素子
１１…基板
１２…フレキシブル基板
１３…カードホルダ
１４…カードホルダ
１５…弾性部材実装部
１６…弾性部材
１７…突起部
１８…溝付穴
１９…突起部
２０〜２３…基板端子
２９…カードエッジ部
２９ａ…パターン
３０…放射線検出回路
５０…支持板
５１…支持体
５２…コネクタ
１００…総合放射線検出回路
１０１…通信部
１０２…総合イベント判定部
１０２ａ…判定部
１０２ｂ…記憶部
１０２ｃ…破棄部
１０３…データバッファ
１２０〜１２３…接続部
３００…コンデンサ
３０１…プリアンプ
３０２…シェーピングアンプ
３０３…ピークホールド
３０４…Ａ／Ｄ変換部
３０５…トリガ生成部
３０６…イベント判定部
３０６ａ…判定部
３０６ｂ…記憶部
３０６ｃ…破棄部
３０７…データバッファ
３０８…制御部
３０９…第１の通信部
３１０…第２の通信部
３１１…通信線
５１０…壁部
５１１…溝
５１２…くぼみ部
５１３…平坦面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する複数の検出領域を前記放射線が入射する入射面に有する半導体素子と、
前記放射線が入射した検出領域の位置情報、及び入射した時刻の時刻情報をイベント情報として格納する第１の格納部と、
前記半導体素子の第１の検出領域に放射線が入射する第１のイベント、及び前記半導体素子の第２の検出領域に放射線が入射する第２のイベントにおいて、前記第１のイベントと前記第２のイベントとの時間間隔が予め定められた時間間隔より短いとき、前記第１のイベント及び前記第２のイベントを同時イベントと判定する第１の判定部と、
前記同時イベントと判定された前記第１のイベントの第１のイベント情報及び前記第２のイベントの第２のイベント情報を前記第１の格納部から破棄する第１の破棄部と、
を備えた放射線検出器。
【請求項２】
前記第１の判定部が、前記第１のイベントと前記第２のイベントとの時間間隔が予め定められた時間間隔より短く、かつ、前記第１の検出領域から前記第２の検出領域までの距離が予め定められた範囲内のとき、前記第１のイベント及び前記第２のイベントを同時イベントと判定する請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記予め定められた範囲が、前記放射線が入射した検出領域を基準とした８連結の検出領域、又は、前記８連結の検出領域及び前記８連結の検出領域の周囲の検出領域、である請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複数の放射線検出器を有し、
前記複数の放射線検出器の一の放射線検出器が前記第１の検出領域を有し、他の放射線検出器が前記第２の検出領域を有し、
前記一の放射線検出器及び前記他の放射線検出器から出力されるイベント情報に基づいて前記同時イベントを判定する第２の判定部と、
を備えた放射線検出装置。
【請求項５】
前記第１のイベント情報及び前記第２のイベント情報を格納する第２の格納部と、
前記第２の判定部により前記同時イベントと判定された前記第１のイベント及び前記第２のイベントの前記第１のイベント情報及び前記第２のイベント情報を前記第２の格納部から破棄する第２の破棄部と、
を備えた請求項４に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複数の放射線検出器が、それぞれ相互通信部を有して相互に接続され、
前記複数の放射線検出器の一の放射線検出器に第３のイベントが発生し、前記複数の放射線検出器の他の放射線検出器に第４のイベント、が発生したとき、
前記一の放射線検出器の第１の判定部が、前記第１の放射線検出器の相互通信部を介して前記他の放射線検出器より前記第４のイベントのイベント情報を取得し、取得した前記第４のイベントのイベント情報に基づいて前記同時イベントを判定する放射線検出装置。
【請求項７】
前記一の放射線検出器の第１の破棄部が、前記同時イベントと判定された前記第３のイベントのイベント情報を破棄し、さらに、前記第４のイベントのイベント情報を破棄させる破棄情報を生成し、前記相互通信部を介して前記他の放射線検出器に出力する請求項６に記載の放射線検出装置。
【請求項８】
前記一の放射線検出器の第１の破棄部が、前記同時イベントと判定された前記第３のイベントのイベント情報の出力を停止させる請求項６に記載の放射線検出装置。
【請求項９】
前記他の放射線検出器の第１の判定部が、前記他の放射線検出器の相互通信部を介して前記一の放射線検出器より前記第３のイベントのイベント情報を取得し、取得した前記第３のイベントのイベント情報に基づいて前記同時イベントを判定し、
前記他の放射線検出器の第１の破棄部が、前記同時イベントと判定された前記第４のイベントのイベント情報の出力を停止させる請求項６に記載の放射線検出装置。
【請求項１】
放射線を検出する複数の検出領域を前記放射線が入射する入射面に有する半導体素子と、
前記放射線が入射した検出領域の位置情報、及び入射した時刻の時刻情報をイベント情報として格納する第１の格納部と、
前記半導体素子の第１の検出領域に放射線が入射する第１のイベント、及び前記半導体素子の第２の検出領域に放射線が入射する第２のイベントにおいて、前記第１のイベントと前記第２のイベントとの時間間隔が予め定められた時間間隔より短いとき、前記第１のイベント及び前記第２のイベントを同時イベントと判定する第１の判定部と、
前記同時イベントと判定された前記第１のイベントの第１のイベント情報及び前記第２のイベントの第２のイベント情報を前記第１の格納部から破棄する第１の破棄部と、
を備えた放射線検出器。
【請求項２】
前記第１の判定部が、前記第１のイベントと前記第２のイベントとの時間間隔が予め定められた時間間隔より短く、かつ、前記第１の検出領域から前記第２の検出領域までの距離が予め定められた範囲内のとき、前記第１のイベント及び前記第２のイベントを同時イベントと判定する請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記予め定められた範囲が、前記放射線が入射した検出領域を基準とした８連結の検出領域、又は、前記８連結の検出領域及び前記８連結の検出領域の周囲の検出領域、である請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複数の放射線検出器を有し、
前記複数の放射線検出器の一の放射線検出器が前記第１の検出領域を有し、他の放射線検出器が前記第２の検出領域を有し、
前記一の放射線検出器及び前記他の放射線検出器から出力されるイベント情報に基づいて前記同時イベントを判定する第２の判定部と、
を備えた放射線検出装置。
【請求項５】
前記第１のイベント情報及び前記第２のイベント情報を格納する第２の格納部と、
前記第２の判定部により前記同時イベントと判定された前記第１のイベント及び前記第２のイベントの前記第１のイベント情報及び前記第２のイベント情報を前記第２の格納部から破棄する第２の破棄部と、
を備えた請求項４に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複数の放射線検出器が、それぞれ相互通信部を有して相互に接続され、
前記複数の放射線検出器の一の放射線検出器に第３のイベントが発生し、前記複数の放射線検出器の他の放射線検出器に第４のイベント、が発生したとき、
前記一の放射線検出器の第１の判定部が、前記第１の放射線検出器の相互通信部を介して前記他の放射線検出器より前記第４のイベントのイベント情報を取得し、取得した前記第４のイベントのイベント情報に基づいて前記同時イベントを判定する放射線検出装置。
【請求項７】
前記一の放射線検出器の第１の破棄部が、前記同時イベントと判定された前記第３のイベントのイベント情報を破棄し、さらに、前記第４のイベントのイベント情報を破棄させる破棄情報を生成し、前記相互通信部を介して前記他の放射線検出器に出力する請求項６に記載の放射線検出装置。
【請求項８】
前記一の放射線検出器の第１の破棄部が、前記同時イベントと判定された前記第３のイベントのイベント情報の出力を停止させる請求項６に記載の放射線検出装置。
【請求項９】
前記他の放射線検出器の第１の判定部が、前記他の放射線検出器の相互通信部を介して前記一の放射線検出器より前記第３のイベントのイベント情報を取得し、取得した前記第３のイベントのイベント情報に基づいて前記同時イベントを判定し、
前記他の放射線検出器の第１の破棄部が、前記同時イベントと判定された前記第４のイベントのイベント情報の出力を停止させる請求項６に記載の放射線検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−７８０９３（Ｐ２０１２−７８０９３Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２０５１５（Ｐ２０１０−２２０５１５）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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