随机共振部7内的信号波形对随机共振部7的处理进行说明。首先，图3是表示输入信号Vin的时域波形的图。如图3所示，虽然输入信号Vin中混入了噪音，但在期间ta内存在受光元件6检测到的脉冲状放射线检测信号P。由于该脉冲状放射线检测信号P是混在噪音中的微弱信号，因此以往无法进行检测。
[0027]图4是表示噪音加法器1la所输出的噪音加法信号Val的时域波形的图。如图4所示，噪音加法信号Val通过将输入信号Vin与噪音信号Vnl相加后得到。通过施加该噪音信号Vnl，使得期间ta内的噪音信号Vnl达到阈值信号Vthl以上。
[0028]图5是表示比较器22a所输出的阈值处理信号Vcl的时域波形的图。如图5所示，在期间ta内，由于随机共振现象，使得与脉冲状放射线检测信号P相对应的脉冲状信号P1被输出。
[0029]图6是表示通过加法部30将所有阈值处理信号Vcl?Vc4相加后得到的加法信号Vad的时域波形的图。若采用该加法信号Vad，则在期间ta输出接近脉冲状放射线检测信号P的波形、即阶梯状信号P2。
[0030]图7是表示从波形恢复部50输出的输出信号Vout的时域波形的图。波形恢复部50具体而言是频率滤波器电路，是将阶梯状的高频分量去除的低通滤波器。另外，低通滤波器的截止频率需要设定为与根据脉冲状放射线检测信号P的脉冲宽度算出的信号频率相比足够大的值。图7中，在期间ta出现的波形恢复信号P3与图6所示的加法信号Vad相比较为平滑，且恢复出了与脉冲状放射线检测信号P的信号波形大致相同的波形。
[0031]另外，在随机共振现象中，由于噪音信号Vnl?Vn4是互不相关的信号，因此能通过增加随机共振基本部40a?40d的并联数来进行更接近脉冲状放射线检测信号P的波形恢复。另外，图2中将随机共振基本部40a?40d的并联数设为4，但该数字仅仅示出了一个例子。
[0032]本实施方式1中，利用简易结构的随机共振部7产生随机共振现象，能从输入信号Vin中去除不需要的噪音，从而能大幅提高脉冲状放射线检测信号P的S/N比，因此能以简易的结构提高放射线检测灵敏度。
[0033]此外，本实施方式1中，例如即使不使用光电倍增管等昂贵的受光元件，也能利用雪崩光电二极管等低成本半导体受光元件来提高放射线检测灵敏度。
[0034]此外，上述信号处理部3可以进行模拟信号处理，也可以对输入信号Vin进行A/D转换来进行数字信号处理。在进行数字信号处理的情况下，优选利用FPGA来集成信号处理部3。
[0035](实施方式2)
上述实施方式1中采用了将四个随机共振基本部40a?40d并联的结构，但也能仅利用一个随机共振基本部40a构成随机共振部7。
[0036]图8是表示本发明的实施方式2的随机共振部的结构的电路图。如图8所示，随机共振部17具有配置在随机共振部7中的实施方式1所使用的一个随机共振基本部40a、以及波形恢复部60。随机共振基本部40a将输入信号Vin作为图5所示的阈值处理信号Vcl输出到波形恢复部60。波形恢复部60在规定的采样期间内对与脉冲状放射线检测信号P相对应的脉冲状信号P1进行移动平均，最终从脉冲状信号P1中恢复出脉冲状放射线检测信号P从而得到并生成波形恢复信号P3。然后，波形恢复部60将波形恢复信号P3作为输出信号Vout来输出。另外，移动平均是一种低通滤波处理。
[0037](实施方式3)
上述实施方式1、2中的信号处理部3采用了电子回路等硬件结构，但本实施方式3中，通过利用软件的数字信号处理来进行与信号处理部3相对应的处理。此外，该数字信号处理通过放射剂量测量处理程序来执行。该情况下，使用高速A/D转换元件等来直接对输入信号Vin进行A/D转换，并输入到包含CPU以及存储器的运算装置中，CPU使用保存在存储器中的放射剂量测量程序来执行一系列的放射剂量测量处理、即噪音加法处理、阈值处理、加法处理、波形恢复处理、放射剂量测量处理等。另外，优选由包含CHJ和存储器在内的运算装置以及放射剂量测量处理程序构成为信号处理部3。此外，CPU也可以利用程序仅执行随机共振部7的处理。
[0038]图9是表示本发明实施方式3的放射剂量测量处理程序所涉及的放射剂量测量处理步骤的流程图。如图9所示，首先，CPU对与随机共振基本部40a?40d相对应的处理进行并行处理(步骤51013、51023、510113、510213、5101(3、5102(3、5101(1、5102(1)。即，0?1]对以下第一?第四处理进行并行处理:在与噪音加法部10a相对应的加法处理(步骤SlOla)后进行与阈值处理部20a相对应的阈值处理(步骤S102a)的第一处理;在与噪音加法部10b相对应的加法处理(步骤SlOlb)后进行与阈值处理部20b相对应的阈值处理(步骤S102b)的第二处理；在与噪音加法部10c相对应的加法处理(步骤SlOlc)后进行与阈值处理部20c相对应的阈值处理(步骤S102c)的第三处理；以及在与噪音加法部10d相对应的加法处理(步骤SlOld)后进行与阈值处理部20d相对应的阈值处理(步骤S102d)的第四处理。
[0039]之后，CPU进行与加法部30相对应的加法处理(步骤S103)。之后，CPU进行与波形恢复部50相对应的波形恢复处理(步骤S104)。另外，CPU还进行与运算部8相对应的放射剂量的测量处理(步骤S105)。之后，CPU在每个规定的采样期间内重复上述处理。另外，对输入信号Vin的每一个采样数据进行整个上述处理。这里，步骤S104的波形恢复处理、步骤S105的放射剂量的测量处理将过去的时间序列的采用数据保存到存储器中来进行处理。
[0040]本实施方式3中，利用放射剂量测量处理程序来进行信号处理部3的处理，因此能对各种放射线检测装置进行灵活的设计和设计变更，并能大幅削减电路元器件。
[0041 ]另外，上述实施方式1?3中，放射线检测部2使用闪烁体4，由受光元件6接收来自该闪烁体4的闪烁光，从而检测出脉冲状放射线检测信号P。但并不限于此，也可以不使用闪烁体4，而利用直接检测放射线的放射线检测元件来检测脉冲状放射线检测信号P。也就是说，只要放射线检测部2能生成与入射的放射线R的能量相对应的输出信号(脉冲状放射线检测信号P)即可。
标号说明
[0042]1放射线检测装置 2放射线检测部 3信号处理部 4闪烁体 5光导 6受光元件 7、17随机共振部 8运算部
10a?10d噪音加法部 11a?lid噪音加法部 12a?12d噪音源 20a?20d阈值处理部 21a?21d阈值电压源 22a?22d比较器 30加法部
40a?40d随机共振基本部 50、60波形恢复部 P脉冲状放射线检测信号 P1脉冲状信号 P2阶梯状信号 P3波形恢复信号 R放射线 ta期间
Val?Va4噪音加法信号
Vad加法信号
Vcl?Vc4阈值处理信号
Vin输入信号
Vnl?Vn4噪音信号
Vout输出信号
Vthl?Vth4阈值信号
【主权项】
1.一种放射线检测装置，其特征在于，包括: 放射线检测部，该放射线检测部根据所入射的放射线的能量生成放射线检测信号； 随机共振部，该随机共振部使所述放射线检测部所生成的放射线检测信号产生随机共振现象来对所述放射线检测信号进行波形恢复，并输出由此获得的波形恢复信号；以及运算部，该运算部基于所述随机共振部所生成的波形恢复信号测量放射剂量。2.如权利要求1所述的放射线检测装置，其特征在于， 所述随机共振部包括: 噪音加法部，该噪音加法部使所述放射线检测部所生成的放射线检测信号与噪音信号相加来生成噪音加法信号； 阈值处理部，该阈值处理部进行阈值处理，即，在所述噪音加法部所生成的噪音加法信号在规定的阈值以上的情况下，输出高电平的脉冲信号；以及 波形恢复部，该波形恢复部输出对从所述阈值处理部输出的脉冲信号进行了平滑处理后得到的波形恢复信号。3.如权利要求1所述的放射线检测装置，其特征在于， 所述随机共振部并联配置有多个随机共振基本部，该多个随机共振基本部包括: 噪音加法部，该噪音加法部使所述放射线检测部所生成的放射线检测信号与噪音信号相加来生成噪音加法信号；以及 阈值处理部，该阈值处理部进行阈值处理，即，在所述噪音加法部所生成的噪音加法信号在规定的阈值以上的情况下，输出高电平的脉冲信号， 该放射线检测装置还包括: 脉冲加法部，该脉冲加法部输出对从各随机振动基本部输出的脉冲信号求和后得到的脉冲加法信号；以及 波形恢复部，该波形恢复部输出对所述脉冲加法部输出的脉冲加法信号进行了平滑处理后得到的波形恢复信号。4.一种放射剂量测量处理方法，其特征在于， 使根据所入射的放射线的能量而生成的放射线检测信号产生随机共振现象来对所述放射线检测信号进行波形恢复，并输出由此获得的波形恢复信号， 基于所述波形恢复信号测量放射剂量。5.一种放射剂量测量处理程序，其特征在于， 使处理器执行如下处理: 使根据所入射的放射线的能量而生成的放射线检测信号产生随机共振现象来对所述放射线检测信号进行波形恢复，并输出由此获得的波形恢复信号， 基于所述波形恢复信号测量放射剂量。
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种放射线检测装置、放射剂量测量处理方法、以及放射剂量测量处理程序，即使利用受光面积较小且光检测灵敏度较低的简易受光元件也能提高光检测灵敏度，从而能提高放射线检测灵敏度。为此，采用如下结构，具备：放射线检测部(2)，该放射线检测部(2)根据所入射的放射线(R)的能量生成放射线检测信号；随机共振部(7)，该随机共振部(7)使放射线检测部(2)所生成的放射线检测信号产生随机共振现象来对所述放射线检测信号进行波形恢复，并输出由此获得的波形恢复信号；以及运算部(8)，该运算部(8)基于随机共振部(7)所生成的波形恢复信号测量放射剂量。
【IPC分类】G01T1/17
【公开号】CN105492929
【申请号】CN201480048230
【发明人】小泉和裕, 松田干彦, 浅野贵正, 武田直希
【申请人】富士电机株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月4日
【公告号】WO2015129069A1