放射线检测器的制作方法

专利名称:放射线检测器的制作方法
该发明涉及正电子ECT装置(计算机控制的辐射断层摄影装置)和单光子ECT装置等使用的放射线检测器。
图1是现有装置外形的立体图，图2为本发明一个实施例装置外形的立体图，图3为同一实施例所用电路的方块图，图4为排列例的示意立体图。
1～6闪烁体;22加法电路;
11、12光电倍增管;23除法电路;
20a、20b光波导;24模拟数字转换器;
21减法电路;25波峰识别电路;
如图1所示，在现有的正电子ECT装置和单光子ECT装置等中，一个光电倍增管(以下简称PMT)11光学偶合在一个闪烁体1上，将这样组成的放射线检测器按多个环状排列，要使PMT11小型化有一定的限度，无法使检测器的宽度d变得很小，其空间分辨能力受到限制。
又如，即使能制作出较小的PMT，但若将其按环状排列，则PMT的数量增加，整个装置的制造成本也增加。
本发明的目的是提供，其位置检测分辨力非常高，且所需PMT的数量少，适用于检测器成环状排列的ECT装置，价格又便宜的放射线检测器。
以本发明制造的放射线检测器，具有射入放射线的多个闪烁体，带有多个相互独立的光检测系统的一个或多个光电倍增管，上述多个闪烁体的输出面与多个光检测系统的输入面偶合，以及与上述检测系统的数目等同的，相互独立的光波导，各光波导的输出面分别只与一个光检测系统偶合，且各光波导的输入面连在各闪烁体的输出面上偶合，同时，各闪烁体的输出面以给定的比例分割，再将各光波导的输入面与各被分割部分偶合。上述分割比例对各闪烁体的输出面是不同的，利用分割比例的差别，以上述多个光检测系统各自的输出来辨别射入了放射线的闪烁体。
图2中，将多个薄闪烁体1、2……相互不串光地沿1的方向排列。除与光波导20a、20b偶合的输出面外，在这些闪烁体的各表面上涂上反射光材料，以提高聚光效率。另外，也可在各闪烁体1、2……之间插入薄铅板等，以减少放射线的串漏。这样，放射线便从这些闪烁体的前面(图中的下方)射入，光波导20a，20b便在背面一侧(图中为上方)的输出面进行光偶合。光波导20a和20b分别采用对应于闪烁体1、2……的发光波长、吸收光波少的玻璃或丙烯等制作，形成特有的形状。而且在光波导20a、20b的背面的输出面上与PMT12的输入面进行光学偶合。在此实例中，PMT12是方型体，内装相互独立的两个光检测系统A、B的两个电路，光检测系统A、B的各输入面分别与光波导20a的输出面和光波导20b的输出面进行光偶合。
如图2所示，光波导20a与20b的形状分别好似被切掉一部分的三棱柱。即将闪烁体1～6的输出面作为四边形PQRS，把PMT12的输入面作为四边形TUVW，光检测系统A的输入面作为四边形TUZX，光检测系统B的输入面作为四边形XZVW。XZ的中点定为Y，则四棱柱PQRSTUVW以其对角线PRVT分为两个部分，形成两个三棱柱后，若将YZRV和YXPT部分从三棱柱上切掉，便可形成光波导20a和20b。此外，光波导20a，20b除与闪烁体1～6偶合的输入面以及与PMT12偶合的输出面以外的各表面，为不使其产生光衰减和光串漏，涂敷了反射材料和遮光材料。光波导20a的输出面呈梯形TUZY，只与光检测系统A的输入面进行偶合。光波导20b的输出面呈梯形VWXY，它只与光检测系统B的输入面进行光偶合。光波导20a与20b的各输入面分别呈三角形PQR和RSP，这些三角形的输入面与闪烁体1～6的所有输出面进行光偶合，在一个闪烁体的输出面上，光波导20a与20b的输入面都与之进行偶合，但与光波导20a的输入面相偶合的面积和与光波导20b的输入面相偶合的面积的比例，对每个闪烁体是不同的。换言之，闪烁体1～6的输出面以对角线PR分割为20a一侧和20b一侧，被分割的各部分面积依每个闪烁体1～6而各不相同，光波导20a一侧的面积随闪烁体序号的增大而变大，光波导20b一侧则相反变小。
放射线射入闪烁体1、2……之一时，例如射入闪烁体4时，那里便发光，此光通过薄闪烁体4内部，从其背面的输出面射出。该光射入光波导20a和20b，分别传播通过光波导20a和20b，射入PMT12的光检测系统A和B。射入各光检测系统A和B的光量之比与以光波导20a和20b分割闪烁体4的输出面的分割比例相对应，由于该分割比例是予先确定的，从光检测系统A和B的输出比可知闪烁体4的发光。亦即，光检测系统A和B的各输出比例随发光的闪烁体的不同而不同。从其输出比例可知放射线射入了那一个闪烁体。
因此，如图3所示，将A、B的输出输入减法电路21和加法电路22，便可得到差信号和和信号。和信号与入射的放射线的能量相对应，所以用作能量信号。由波峰识别电路25对该能量信号进行波峰识别，以消除散乱射线。用于正电子ECT装置时，从波峰识别电路25获取定时信号。另一方面，差信号含有位置信息。该差信号在除法电路23中被除以能量信号，使之规格化，从而获得具有更准确位置信息的信号，该信号由A/D(模拟/数字)转换器24转换成数字信号，从而获得位置信号。当放射线射入闪烁体1时，该位置信号可得到最大的负值，而在闪烁体2、3……等处则逐渐接近正值，到闪烁体6时可获得最大的正值。
若将这种结构的放射线检测器按图4以环状进行多个排列，可构成环状ECT装置，它可用较少的PMT和内部电路获得较高的位置分辨能力。
此外，光波导的形状也不限于上述实例中的形状。在上述实例中使用的PMT12是内装两电路型的，也可使用多个各带有一个内部电路的圆筒型PMT，此时只改变光波导输出面的形状即可。再有，识别那个是放射线入射的闪烁体的识别回路并不限于图3中的结构，可采用各种各样的结构。
根据本发明，由于从多个PMT的输出识别那个是放射线入射的闪烁体，所以对PMT的几何大小没有限制。可以减少闪烁体的尺寸。提高位置分辨能力。又由于没有增加PMT的数量，也就限制了制造成本的增加。
权利要求
放射线检测器，其特征在于，具有射入放射线的多个闪烁体，一个或多个具有多个相互独立的光检测系统的光电倍增管，上述多个闪烁体的输出面与上述多个光检测系统的输入面进行光偶合，以及与上述光检测系统同个数的相互独立的光波导，其各光波导的输出面分别只与一个光检测系统偶合，而且各光波导的输入面与各自的闪烁体输出面偶合，同时，对各个闪烁体输出面按规定的比例加以分割、将各光波导的输入面与各被分割部分偶合，上述分割比例随各闪烁体的输出面而不同，根据上述多个光检测系统各自的输出，按各分割比例来辨别射入放射线的闪烁体。
专利摘要
本发明放射线检测器，具有射入放射线的多个闪烁体、一个或多个具有多个相互独立的光检测系统的光电倍增管、以及与上述光检测系统同个数的相互独立的光波导，其各光波导的输出面分别只与一个光检测系统偶合，对各个闪烁体输出面按规定的比例加以分割，将各光波导的输入面与各被分割部分偶合，利用分割比例的差别，根据上述多个光检测系统各自的输出来辨别射入了放射线的闪烁体。
文档编号G01T1/20GK85101399SQ85101399
公开日1987年1月31日 申请日期1985年4月1日
发明者山本诚一, 田中三博 申请人:株式会社岛津制作所