(57)【要約】【課題】良好なエネルギーサブトラクション画像を取得することが可能な放射線検出装置を提供する。【解決手段】第１のシンチレータ１１１と、第１のシンチレータ１１１に対して放射線１３１が入射する入射側とは反対側に配置された第２のシンチレータ１１２と、第１のシンチレータ１１１及び第２のシンチレータ１１２で発生した光を電気信号に変換する光検出器１１３とを有し、第１のシンチレータ１１１における付活剤の濃度が、反対側領域１１１ｂの方が入射側領域１１１ａよりも低い第１の濃度構成、及び、第２のシンチレータ１１２における付活剤の濃度が、入射側領域１１２ｂの方が反対側領域１１１ａよりも低い第２の濃度構成のうち、少なくとも１つの濃度構成を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した放射線を光に変換する第１のシンチレータと、
前記第１のシンチレータに対して前記放射線が入射する入射側とは反対側に配置され、前記放射線を光に変換する第２のシンチレータと、
前記第１のシンチレータで発生した光および前記第２のシンチレータで発生した光を電気信号に変換する、少なくとも１つの光検出器と、
を有し、
前記第１のシンチレータにおける付活剤の濃度が、当該第１のシンチレータにおいて前記放射線が入射する入射側とは反対側に位置する反対側領域の方が当該入射側に位置する入射側領域よりも低い第１の濃度構成、および、前記第２のシンチレータにおける付活剤の濃度が、当該第２のシンチレータにおいて前記放射線が入射する入射側に位置する入射側領域の方が当該入射側とは反対側に位置する反対側領域よりも低い第２の濃度構成のうち、少なくとも１つの濃度構成を備えることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記第１の濃度構成および前記第２の濃度構成を備えることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
前記第１の濃度構成を備えず、前記第２の濃度構成を備えることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記第１のシンチレータの前記反対側領域および前記第２のシンチレータの前記入射側領域は、前記付活剤を含まないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記光検出器で得られた、前記第１のシンチレータで発生した光に基づく前記電気信号である第１の電気信号および前記第２のシンチレータで発生した光に基づく前記電気信号である第２の電気信号を用いて、エネルギーサブトラクション処理を行う信号処理部を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
前記光検出器として、前記第１のシンチレータで発生した光を前記電気信号に変換する第１の光検出器と、前記第２のシンチレータで発生した光を前記電気信号に変換する第２の光検出器とを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項７】
前記光検出器として、前記第１のシンチレータで発生した光を前記電気信号に変換するとともに前記第２のシンチレータで発生した光を前記電気信号に変換する１つの光検出器を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項８】
前記第１のシンチレータは、前記１つの光検出器において前記放射線が入射する入射面に設けられ、
前記第２のシンチレータは、前記１つの光検出器において前記入射面とは反対側に位置する反対面に形成された凹部に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の放射線検出装置。
【請求項９】
前記第１のシンチレータと前記第２のシンチレータとの間に、前記第１のシンチレータの前記反対側領域および前記第２のシンチレータの前記入射側領域で吸収することを想定している前記放射線のエネルギー成分を吸収するためのフィルターを更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１０】
前記第１のシンチレータおよび前記第２のシンチレータは、柱状結晶を含み構成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１１】
前記第１のシンチレータおよび前記第２のシンチレータは、主剤がＣｓＩであり、前記付活剤がＴｌであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１２】
前記第１のシンチレータにおいて、前記付活剤の濃度が高い領域の体積をｆiとし、前記付活剤の濃度が低い領域の体積をｆOとした際に、ｆi／ｆOをＦとし、
前記第２のシンチレータにおいて、前記付活剤の濃度が高い領域の体積をｓOとし、前記付活剤の濃度が低い領域の体積をｓiとした際に、ｓO／ｓiをＳとした場合、
Ｆ≧Ｓを満たすことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射した放射線を検出する放射線検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、放射線検出装置において、２つのシンチレータを設けて２つの画像信号を取得し、この２つの画像信号を用いてエネルギーサブトラクション処理を行ってエネルギーサブトラクション画像を取得する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
具体的に、特許文献１では、２つのシンチレータとして、放射線の入射方向の順に、第１のシンチレータと第２のシンチレータを設けている。そして、特許文献１では、第１のシンチレータで発生した光を第１の光検出器及び第２の光検出器の両方に入射させ、また、第２のシンチレータで発生した光を主に第２の光検出器に入射させ、第１の光検出器で得られた画像信号と第２の光検出器で得られた画像信号からエネルギーサブトラクション画像を取得するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６８０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、良好なエネルギーサブトラクション画像を得るためには、エネルギーサブトラクション処理を行う１組の画像信号において、エネルギー差がより大きいことが望ましい。
【０００６】
上述したように、特許文献１では、第１のシンチレータで発生した光を第１の光検出器及び第２の光検出器の両方に入射させ、また、第２のシンチレータで発生した光を主に第２の光検出器に入射させている。このため、特許文献１では、第１の光検出器で得られる画像信号は、主として入射した放射線の低エネルギー成分の情報であり、第２の光検出器で得られる画像信号は、入射した放射線の低エネルギー成分から高エネルギー成分までの情報が重畳したものとなる。この点、特許文献１に記載の技術は、第１の光検出器で得られる画像信号と第２の光検出器で得られる画像信号とのエネルギー差を大きくするという観点では不十分である。その結果、特許文献１に記載の技術は、良好なエネルギーサブトラクション画像を取得することは困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、良好なエネルギーサブトラクション画像を取得することが可能な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】
【０００８】
本発明の放射線検出装置は、入射した放射線を光に変換する第１のシンチレータと、前記第１のシンチレータに対して前記放射線が入射する入射側とは反対側に配置され、前記放射線を光に変換する第２のシンチレータと、前記第１のシンチレータで発生した光および前記第２のシンチレータで発生した光を電気信号に変換する、少なくとも１つの光検出器と、を有し、前記第１のシンチレータにおける付活剤の濃度が、当該第１のシンチレータにおいて前記放射線が入射する入射側とは反対側に位置する反対側領域の方が当該入射側に位置する入射側領域よりも低い第１の濃度構成、および、前記第２のシンチレータにおける付活剤の濃度が、当該第２のシンチレータにおいて前記放射線が入射する入射側に位置する入射側領域の方が当該入射側とは反対側に位置する反対側領域よりも低い第２の濃度構成のうち、少なくとも１つの濃度構成を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、良好なエネルギーサブトラクション画像を取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る放射線検出装置を含む放射線検出システムの概略構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る放射線検出装置の平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る放射線検出装置の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る放射線検出装置の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る放射線検出装置の断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る放射線検出装置の断面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る放射線検出装置の断面図である。
【図８】本発明の第６の実施形態に係る放射線検出装置の断面図である。
【図９】本発明の第７の実施形態に係る放射線検出装置の断面図である。
【図１０】本発明の第８の実施形態に係る放射線検出装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０を含む放射線検出システム１００の概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、放射線検出システム１００は、放射線検出装置１１０、制御装置１２０、及び、放射線発生装置１３０を有して構成されている。
【００１４】
放射線検出装置１１０は、制御装置１２０（より詳細には、制御・処理部１２１）の制御に基づいて、放射線発生装置１３０から出射され、検査対象である被検者Ｈを透過した放射線１３１を検出する装置である。
【００１５】
制御装置１２０は、放射線検出システム１００の動作を統括的に制御するとともに、各種の処理を行う装置である。この制御装置１２０は、制御・処理部１２１、入力部１２２、及び、表示部１２３を有して構成されている。ここで、制御・処理部１２１は、図１に示すように、放射線検出装置１１０及び放射線発生装置１３０と通信可能に接続されている。制御・処理部１２１は、例えば入力部１２２から入力された情報に基づいて、放射線検出装置１１０や放射線発生装置１３０の制御を行う。また、制御・処理部１２１は、例えば入力部１２２から入力された情報に基づいて、放射線検出装置１１０で得られた各種の情報（各種の信号やデータを含む）に対して演算処理等の各種の処理を行って、被検者Ｈの診断に係る各種の情報を取得する。入力部１２２は、制御・処理部１２１に対して各種の情報を入力する。表示部１２３は、制御・処理部１２１の制御に基づいて、各種の情報を表示する。
【００１６】
放射線発生装置１３０は、制御装置１２０（より詳細には、制御・処理部１２１）の制御に基づいて、放射線１３１を発生させる装置である。
【００１７】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図である。この図２は、例えば図１において放射線検出装置１１０を放射線１３１が入射する側（或いは放射線１３１が入射する側とは反対側）から見た平面図である。この図２に示すように、放射線検出装置１１０は、光電変換素子部１１４を含み構成された光検出器１１３、信号配線部１１５、及び、制御配線部１１６を有して構成されている。
【００１８】
光検出器１１３は、例えばガラス基板の界面に光電変換素子部１１４が設けられている。光電変換素子部１１４は、図２では不図示のシンチレータで発生した光を電気信号に変換する複数の光電変換素子が２次元状（例えば行列状）に配置されて形成されている。信号配線部１１５は、光検出器１１３（より詳細には、光電変換素子部１１４）からの電気信号を外部に転送するための配線部である。制御配線部１１６は、例えば図１に示す制御装置１２０から光検出器１１３（より詳細には、光電変換素子部１１４）を制御するための配線部である。
【００１９】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０の断面図である。以降の説明においては、この図３に示す第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０を「放射線検出装置１１０−１」として説明する。この図３において、図２に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。また、図３では、図１に示す放射線１３１としてＸ線を適用しうる。
【００２０】
放射線検出装置１１０−１は、図３に示すように、第１のシンチレータ１１１、第２のシンチレータ１１２、第１の光検出器１１３−１及び第２の光検出器１１３−２、第１の光電変換素子部１１４−１及び第２の光電変換素子部１１４−２、並びに、信号処理部１１７を有して構成されている。なお、図３では不図示であるが、第１の光検出器１１３−１及び第２の光検出器１１３−２には、それぞれ、図２に示す信号配線部１１５と制御配線部１１６が接続される形態を採りうる。
【００２１】
第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０−１では、図３に示すように、矢印で示す放射線（Ｘ線）１３１の入射方向の順に、第１のシンチレータ１１１、第１の光電変換素子部１１４−１を含み構成された第１の光検出器１１３−１、第２のシンチレータ１１２、第２の光電変換素子部１１４−２を含み構成された第２の光検出器１１３−２が配置されている。具体的に、第１の光電変換素子部１１４−１は、第１の光検出器１１３−１において放射線（Ｘ線）１３１が入射する入射面１０１に形成されており、この第１の光検出器１１３−１の入射面１０１には、第１のシンチレータ１１１が所定の位置に配置されている。また、第２の光電変換素子部１１４−２は、第２の光検出器１１３−２において放射線（Ｘ線）１３１が入射する入射面１０２に形成されており、この第２の光検出器１１３−２の入射面１０２には、第２のシンチレータ１１２が所定の位置に配置されている。
【００２２】
第１のシンチレータ１１１は、入射した放射線（Ｘ線）１３１を光に変換する。この第１のシンチレータ１１１は、例えば、アルカリハライドである沃化セシウム（以下、「ＣｓＩ」と記載する）等を主剤とする柱状結晶を含み構成されており、この柱状結晶には放射線（Ｘ線）１３１を可視光に変換するための付活剤であるタリウム（以下、「Ｔｌ」と記載する）を含有している。第１のシンチレータ１１１は、この付活剤Ｔｌの濃度が、第１のシンチレータ１１１において放射線（Ｘ線）１３１が入射する入射側とは反対側に位置する反対側領域１１１ｂの方が当該入射側に位置する入射側領域１１１ａよりも低い第１の濃度構成となっている。言い換えれば、第１のシンチレータ１１１は、付活剤Ｔｌの濃度が、入射側領域１１１ａの方が反対側領域１１１ｂよりも高い第１の濃度構成となっている。
【００２３】
ここで、本実施形態では、放射線検出装置１１０−１に入射する放射線（Ｘ線）１３１のエネルギー分布を、低エネルギー成分、中エネルギー成分及び高エネルギー成分の３つの領域に大まかに分類して説明を行う。第１のシンチレータ１１１に放射線（Ｘ線）１３１が入射すると、高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１になるほど透過率が高くなることから、まず、入射側領域１１１ａでは、放射線（Ｘ線）１３１の低エネルギー成分が吸収され、これが入射側領域１１１ａの付活剤Ｔｌで光に変換される。そして、この入射側領域１１１ａで発生した光が反対側領域１１１ｂを透過して第１の光検出器１１３−１に入射し、この入射した光が第１の光電変換素子部１１４−１で電気信号に変換される。また、反対側領域１１１ｂには、放射線（Ｘ線）１３１のエネルギー分布のうち、主として、中エネルギー成分及び高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１が入射する。そして、反対側領域１１１ｂでは、この入射した放射線（Ｘ線）１３１のうちの中エネルギー成分の一部が吸収され、これが反対側領域１１１ｂの付活剤Ｔｌで光に変換される。そして、この反対側領域１１１ｂで発生した光が第１の光検出器１１３−１に入射し、この入射した光が第１の光電変換素子部１１４−１で電気信号に変換される。
【００２４】
そして、第１のシンチレータ１１１の反対側領域１１１ｂを透過した中エネルギー成分の一部と高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１は、第１の光検出器１１３−１を透過して第２のシンチレータ１１２に入射することになる。
【００２５】
第２のシンチレータ１１２は、第１のシンチレータ１１１に対して放射線（Ｘ線）１３１が入射する入射側とは反対側に配置されており、入射した放射線（Ｘ線）１３１を光に変換する。この第２のシンチレータ１１２には、上述したように、主として、中エネルギー成分の一部と高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１が入射する。この第２のシンチレータ１１２は、例えば、アルカリハライドであるＣｓＩ等を主剤とする柱状結晶を含み構成されており、この柱状結晶には放射線（Ｘ線）１３１を可視光に変換するための付活剤であるＴｌを含有している。第２のシンチレータ１１２は、この付活剤Ｔｌの濃度が、第２のシンチレータ１１２において放射線（Ｘ線）１３１が入射する入射側に位置する入射側領域１１２ｂの方が当該入射側とは反対側に位置する反対側領域１１２ａよりも低い第２の濃度構成となっている。言い換えれば、第２のシンチレータ１１２は、付活剤Ｔｌの濃度が、反対側領域１１２ａの方が入射側領域１１２ｂよりも高い第２の濃度構成となっている。
【００２６】
第２のシンチレータ１１２に上述した放射線（Ｘ線）１３１が入射すると、まず、入射側領域１１２ｂでは、当該放射線（Ｘ線）１３１のうちの中エネルギー成分が吸収され、これが入射側領域１１２ｂの付活剤Ｔｌで光に変換される。そして、この入射側領域１１２ｂで発生した光が反対側領域１１２ａを透過して第２の光検出器１１３−２に入射し、この入射した光が第２の光電変換素子部１１４−２で電気信号に変換される。また、反対側領域１１２ａには、主として、入射側領域１１２ｂを透過した高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１が入射する。そして、反対側領域１１２ａでは、この入射した高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１が吸収され、これが反対側領域１１２ａの付活剤Ｔｌで光に変換される。そして、この反対側領域１１２ａで発生した光が第２の光検出器１１３−２に入射し、この入射した光が第２の光電変換素子部１１４−２で電気信号に変換される。
【００２７】
ここで、第１の光検出器１１３−１及び第２の光検出器１１３−２について説明する。
【００２８】
第１の光検出器１１３−１では、放射線（Ｘ線）１３１の低エネルギー成分に基づき入射側領域１１１ａで変換された光の光量Ａと、放射線（Ｘ線）１３１の中エネルギー成分に基づき反対側領域１１１ｂで変換された光の光量Ｂとをあわせて電気信号に変換し、第１の画像信号（第１の電気信号）を得ることになる。本実施形態では、上述したように、第１のシンチレータ１１１は、付活剤Ｔｌの濃度が、入射側領域１１１ａの方が反対側領域１１１ｂよりも高い濃度構成となっている。そのため、光量Ａと光量Ｂは、Ａ＞Ｂの関係にあり、その結果、低エネルギー成分の情報量が中エネルギー成分の情報量よりも多い関係にある。この際、入射側領域１１１ａの付活剤Ｔｌの濃度と比較して反対側領域１１１ｂの付活剤Ｔｌの濃度が小さければ小さいほど、光量Ｂは小さくなる。
【００２９】
第２の光検出器１１３−２では、放射線（Ｘ線）１３１の中エネルギー成分に基づき入射側領域１１２ｂで変換された光の光量Ｃと、放射線（Ｘ線）１３１の高エネルギー成分に基づき反対側領域１１２ａで変換された光の光量Ｄとをあわせて電気信号に変換し、第２の画像信号（第２の電気信号）を得ることになる。本実施形態では、上述したように、第２のシンチレータ１１２は、付活剤Ｔｌの濃度が、反対側領域１１２ａの方が入射側領域１１２ｂよりも高い濃度構成となっている。そのため、光量Ｃと光量Ｄは、Ｄ＞Ｃの関係にあり、その結果、高エネルギー成分の情報量が中エネルギー成分の情報量よりも多い関係にある。この際、反対側領域１１２ａの付活剤Ｔｌの濃度と比較して入射側領域１１２ｂの付活剤Ｔｌの濃度が小さければ小さいほど、光量Ｃは小さくなる。
【００３０】
なお、図３では、第１のシンチレータ１１１を入射側領域１１１ａと反対側領域１１１ｂとの２つの領域に分ける例を図示したが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではない。例えば、第１のシンチレータ１１１において、放射線（Ｘ線）１３１の入射側（入射側領域）からその反対側（反射側領域）にかけて付活剤Ｔｌの濃度を高→低へ連続的に変化させる態様も、本実施形態に適用することができ、図３に示す態様と同様の効果を得ることができる。同様に、図３では、第２のシンチレータ１１２を入射側領域１１２ｂと反対側領域１１２ａとの２つの領域に分ける例を図示したが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではない。例えば、第２のシンチレータ１１２において、放射線（Ｘ線）１３１の入射側（入射側領域）からその反対側（反射側領域）にかけて付活剤Ｔｌの濃度を低→高へ連続的に変化させる態様も、本実施形態に適用することができ、図３に示す態様と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
信号処理部１１７は、例えば第１の光検出器１１３−１及び第２の光検出器１１３−２のそれぞれと接続されている信号配線部１１５を介して、第１の光検出器１１３−１及び第２の光検出器１１３−２のそれぞれから電気信号である画像信号を取得する。そして、信号処理部１１７は、第１の光検出器１１３−１から取得した第１の画像信号（第１の電気信号）及び第２の光検出器１１３−２から取得した第２の画像信号（第２の電気信号）に対して、各種の信号処理を行う。具体的に、本実施形態では、信号処理部１１７は、信号処理の１つとして、上述した第１の画像信号と第２の画像信号との１組の画像信号を用いてエネルギーサブトラクション処理を行い、エネルギーサブトラクション画像を取得する。このエネルギーサブトラクション画像は、放射線（Ｘ線）１３１のエネルギー差が大きければ大きいほどエネルギーサブトラクション画像における被写体の物質分別ができる。即ち、第１のシンチレータ１１１で光に変換する放射線（Ｘ線）１３１のエネルギー成分と、第２のシンチレータ１１２で光に変換する放射線（Ｘ線）１３１のエネルギー成分との差が大きいほど、良好なエネルギーサブトラクション画像を取得することができ、被写体の物質分別ができる。理想的には、第１のシンチレータ１１１では、放射線（Ｘ線）１３１の低エネルギー成分と中エネルギー成分の一部がＣｓＩに吸収され、低エネルギー成分だけが付活剤Ｔｌで光に変換され、また、第２のシンチレータ１１２では、放射線（Ｘ線）１３１の中エネルギー成分の一部と高エネルギー成分がＣｓＩに吸収され、高エネルギー成分だけが付活剤Ｔｌで光に変換されように構成すれば、エネルギーサブトラクション画像用のエネルギー差の大きい１組の画像信号を取得することができる。
【００３２】
なお、本実施形態においては、放射線検出装置１１０−１の一構成として信号処理部１１７を設ける例を示したが、本発明においてはこの形態に限定されるものではない。例えば、信号処理部１１７を図１に示す制御・処理部１２１の内部に設ける形態も、本発明に適用可能である。
【００３３】
また、本実施形態においては、第１のシンチレータ１１１の反対側領域１１１ｂ及び第２のシンチレータ１１２の入射側領域１１２ｂを付活剤Ｔｌを含まない（即ち、付活剤Ｔｌの濃度がゼロ）領域とする態様も、採りうる。この態様では、よりエネルギー差の大きい１組の画像信号を取得することができるため、より良好なエネルギーサブトラクション画像を取得することが可能となる。
【００３４】
以上説明したように、第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０−１では、第１のシンチレータ１１１は、付活剤Ｔｌの濃度が、反対側領域１１１ｂの方が入射側領域１１１ａよりも低い第１の濃度構成となっている。さらに、放射線検出装置１１０−１では、第２のシンチレータ１１２における付活剤Ｔｌの濃度が、入射側領域１１２ｂの方が反対側領域１１２ａよりも低い第２の濃度構成となっている。
かかる構成によれば、第１のシンチレータ１１１及び第２のシンチレータ１１２において入射した放射線（Ｘ線）１３１の中エネルギー成分に基づく光の発生を抑制することができる。その結果、第１の光検出器１１３−１及び第２の光検出器１１３−２で得られる画像信号（電気信号）としてエネルギー差の大きい１組の画像信号を取得することができるため、良好なエネルギーサブトラクション画像の取得が可能となる。
【００３５】
言い換えれば、第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０−１では、第１のシンチレータ１１１は、付活剤Ｔｌの濃度が、入射側領域１１１ａの方が反対側領域１１１ｂよりも高い第１の濃度構成となっている。さらに、放射線検出装置１１０−１では、第２のシンチレータ１１２は、付活剤Ｔｌの濃度が、反対側領域１１２ａの方が入射側領域１１２ｂよりも高い第２の濃度構成となっている。
かかる構成によれば、第１のシンチレータ１１１及び第２のシンチレータ１１２において、それぞれ、入射した放射線（Ｘ線）１３１の中エネルギー成分に対して低エネルギー成分及び高エネルギー成分に基づく光の発生を増大させることができる。その結果、第１の光検出器１１３−１及び第２の光検出器１１３−２で得られる画像信号（電気信号）としてエネルギー差の大きい１組の画像信号を取得することができるため、良好なエネルギーサブトラクション画像の取得が可能となる。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第２の実施形態の説明では、上述した第１の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１の実施形態と異なる事項について説明を行う。
【００３７】
第２の実施形態に係る放射線検出システムの概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る放射線検出システム１００の概略構成と同様である。即ち、第２の実施形態に係る放射線検出システム１００は、図１に示すように、放射線検出装置１１０、制御装置１２０、及び、放射線発生装置１３０を有して構成されている。また、第２の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図は、図２に示す第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図と同様である。
【００３８】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る放射線検出装置１１０の断面図である。以降の説明においては、この図４に示す第２の実施形態に係る放射線検出装置１１０を「放射線検出装置１１０−２」として説明する。図４では、図１に示す放射線１３１としてＸ線を適用しうる。
【００３９】
放射線検出装置１１０−２は、図４に示すように、第１のシンチレータ２１１、第２のシンチレータ２１２、第１の光検出器２１３−１及び第２の光検出器２１３−２、第１の光電変換素子部２１４−１及び第２の光電変換素子部２１４−２、並びに、信号処理部２１７を有して構成されている。なお、図４では不図示であるが、第１の光検出器２１３−１及び第２の光検出器２１３−２には、それぞれ、図２に示す信号配線部１１５と制御配線部１１６が接続される形態を採りうる。
【００４０】
第２の実施形態に係る放射線検出装置１１０−２では、図４に示すように、矢印で示す放射線（Ｘ線）１３１の入射方向の順に、第１のシンチレータ２１１、第１の光電変換素子部２１４−１を含み構成された第１の光検出器２１３−１、第２の光電変換素子部２１４−２を含み構成された第２の光検出器２１３−２、第２のシンチレータ２１２が配置されている。具体的に、第１の光電変換素子部２１４−１は、第１の光検出器２１３−１において放射線（Ｘ線）１３１が入射する入射面２０１に形成されており、この入射面２０１には、第１のシンチレータ２１１が所定の位置に配置されている。また、第２の光電変換素子部２１４−２は、第２の光検出器２１３−２において放射線（Ｘ線）１３１が入射する面とは反対側の反対面２０２に形成されており、この反対面２０２には、第２のシンチレータ２１２が所定の位置に配置されている。
【００４１】
第１のシンチレータ２１１は、第１の実施形態における第１のシンチレータ１１１と同様に、付活剤Ｔｌの濃度が、反対側領域２１１ｂの方が入射側領域２１１ａよりも低い第１の濃度構成となっている。言い換えれば、第１のシンチレータ２１１は、付活剤Ｔｌの濃度が、入射側領域２１１ａの方が反対側領域２１１ｂよりも高い第１の濃度構成となっている。
【００４２】
第２のシンチレータ２１２は、第１の実施形態における第２のシンチレータ１１２と同様に、付活剤Ｔｌの濃度が、入射側領域２１２ｂの方が反対側領域２１２ａよりも低い第２の濃度構成となっている。言い換えれば、第２のシンチレータ２１２は、付活剤Ｔｌの濃度が、反対側領域２１２ａの方が入射側領域２１２ｂよりも高い第２の濃度構成となっている。
【００４３】
第１のシンチレータ２１１に放射線（Ｘ線）１３１が入射すると、第１の実施形態における第１のシンチレータ１１１と同様に、入射側領域２１１ａでは、放射線（Ｘ線）１３１の低エネルギー成分が吸収され、入射側領域２１１ａの付活剤Ｔｌで光に変換される。そして、この入射側領域２１１ａで発生した光が反対側領域２１１ｂを透過して第１の光検出器２１３−１に入射し、この入射した光が第１の光電変換素子部２１４−１で電気信号に変換される。また、反対側領域２１１ｂには、放射線（Ｘ線）１３１のエネルギー分布のうち、主として、中エネルギー成分及び高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１が入射する。そして、反対側領域２１１ｂでは、この入射した放射線（Ｘ線）１３１のうちの中エネルギー成分の一部が吸収され、これが反対側領域２１１ｂの付活剤Ｔｌで光に変換される。そして、この反対側領域２１１ｂで発生した光が第１の光検出器２１３−１に入射し、この入射した光が第１の光電変換素子部２１４−１で電気信号に変換される。
【００４４】
そして、第１のシンチレータ２１１の反対側領域２１１ｂを透過した中エネルギー成分の一部と高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１は、第１の光検出器２１３−１及び第２の光検出器２１３−２を透過して第２のシンチレータ２１２に入射することになる。
【００４５】
第２のシンチレータ１１２に上述した放射線（Ｘ線）１３１が入射すると、まず、入射側領域２１２ｂでは、当該放射線（Ｘ線）１３１のうちの中エネルギー成分が吸収され、これが入射側領域２１２ｂの付活剤Ｔｌで光に変換される。そして、この入射側領域２１２ｂで発生した光が第２の光検出器２１３−２に入射し、この入射した光が第２の光電変換素子部２１４−２で電気信号に変換される。また、反対側領域２１２ａには、主として、入射側領域２１２ｂを透過した高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１が入射する。そして、反対側領域２１２ａでは、この入射した高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１が吸収され、これが反対側領域２１２ａの付活剤Ｔｌで光に変換される。そして、この反対側領域２１２ａで発生した光が第２の光検出器２１３−２に入射し、この入射した光が第２の光電変換素子部２１４−２で電気信号に変換される。
【００４６】
なお、図４では、第１のシンチレータ２１１を入射側領域２１１ａと反対側領域２１１ｂとの２つの領域に分ける例を図示したが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではない。例えば、第１のシンチレータ２１１において、放射線（Ｘ線）１３１の入射側（入射側領域）からその反対側（反射側領域）にかけて付活剤Ｔｌの濃度を高→低へ連続的に変化させる態様も、本実施形態に適用することができ、図４に示す態様と同様の効果を得ることができる。同様に、図４では、第２のシンチレータ２１２を入射側領域２１２ｂと反対側領域２１２ａとの２つの領域に分ける例を図示したが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではない。例えば、第２のシンチレータ２１２において、放射線（Ｘ線）１３１の入射側（入射側領域）からその反対側（反射側領域）にかけて付活剤Ｔｌの濃度を低→高へ連続的に変化させる態様も、本実施形態に適用することができ、図４に示す態様と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
信号処理部２１７は、例えば第１の光検出器２１３−１及び第２の光検出器２１３−２のそれぞれと接続されている信号配線部１１５を介して、第１の光検出器２１３−１及び第２の光検出器２１３−２のそれぞれから電気信号である画像信号を取得する。そして、信号処理部２１７は、第１の光検出器２１３−１から取得した第１の画像信号（第１の電気信号）及び第２の光検出器２１３−２から取得した第２の画像信号（第２の電気信号）に対して、各種の信号処理を行う。具体的に、本実施形態では、信号処理部２１７は、信号処理の１つとして、上述した第１の画像信号と第２の画像信号との１組の画像信号を用いてエネルギーサブトラクション処理を行い、エネルギーサブトラクション画像を取得する。
【００４８】
なお、本実施形態においては、放射線検出装置１１０−２の一構成として信号処理部２１７を設ける例を示したが、本発明においてはこの形態に限定されるものではない。例えば、信号処理部２１７を図１に示す制御・処理部１２１の内部に設ける形態も、本発明に適用可能である。
【００４９】
また、本実施形態においては、第１のシンチレータ２１１の反対側領域２１１ｂ及び第２のシンチレータ２１２の入射側領域２１２ｂを付活剤Ｔｌを含まない（即ち、付活剤Ｔｌの濃度がゼロ）領域とする態様も、採りうる。この態様では、よりエネルギー差の大きい１組の画像信号を取得することができるため、より良好なエネルギーサブトラクション画像を取得することができる。
【００５０】
以上説明したように、第２の実施形態に係る放射線検出装置１１０−２では、第１のシンチレータ２１１が上述した第１の濃度構成となっており、さらに、第２のシンチレータ２１２が上述した第２の濃度構成となっている。
かかる構成によれば、第１の光検出器２１３−１及び第２の光検出器２１３−２で得られる画像信号（電気信号）としてエネルギー差の大きい１組の画像信号を取得することができるため、良好なエネルギーサブトラクション画像の取得が可能となる。
【００５１】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第３の実施形態の説明では、上述した第１及び第２の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１及び第２の実施形態と異なる事項について説明を行う。
【００５２】
第３の実施形態に係る放射線検出システムの概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る放射線検出システム１００の概略構成と同様である。即ち、第３の実施形態に係る放射線検出システム１００は、図１に示すように、放射線検出装置１１０、制御装置１２０、及び、放射線発生装置１３０を有して構成されている。また、第３の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図は、図２に示す第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図と同様である。
【００５３】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る放射線検出装置１１０の断面図である。以降の説明においては、この図５に示す第３の実施形態に係る放射線検出装置１１０を「放射線検出装置１１０−３」として説明する。図５では、図１に示す放射線１３１としてＸ線を適用しうる。
【００５４】
放射線検出装置１１０−３は、図５に示すように、第１のシンチレータ３１１、第２のシンチレータ３１２、第１の光検出器３１３−１及び第２の光検出器３１３−２、第１の光電変換素子部３１４−１及び第２の光電変換素子部３１４−２、並びに、信号処理部３１７を有して構成されている。なお、図５では不図示であるが、第１の光検出器３１３−１及び第２の光検出器３１３−２には、それぞれ、図２に示す信号配線部１１５と制御配線部１１６が接続される形態を採りうる。
【００５５】
第３の実施形態に係る放射線検出装置１１０−３では、図５に示すように、矢印で示す放射線（Ｘ線）１３１の入射方向の順に、第１の光電変換素子部３１４−１を含み構成された第１の光検出器３１３−１、第１のシンチレータ３１１、第２のシンチレータ３１２、第２の光電変換素子部３１４−２を含み構成された第２の光検出器３１３−２が配置されている。具体的に、第１の光電変換素子部３１４−１は、第１の光検出器３１３−１において放射線（Ｘ線）１３１が入射する面とは反対側の反対面３０１に形成されており、この反対面３０１には、第１のシンチレータ３１１が所定の位置に配置されている。また、第２の光電変換素子部３１４−２は、第２の光検出器３１３−２において放射線（Ｘ線）１３１が入射する入射面３０２に形成されており、この入射面３０２には、第２のシンチレータ３１２が所定の位置に配置されている。
【００５６】
第１のシンチレータ３１１は、第１の実施形態における第１のシンチレータ１１１と同様に、付活剤Ｔｌの濃度が、反対側領域３１１ｂの方が入射側領域３１１ａよりも低い第１の濃度構成となっている。言い換えれば、第１のシンチレータ３１１は、付活剤Ｔｌの濃度が、入射側領域３１１ａの方が反対側領域３１１ｂよりも高い第１の濃度構成となっている。
【００５７】
第２のシンチレータ３１２は、第１の実施形態における第２のシンチレータ１１２と同様に、付活剤Ｔｌの濃度が、入射側領域３１２ｂの方が反対側領域３１２ａよりも低い第２の濃度構成となっている。言い換えれば、第２のシンチレータ３１２は、付活剤Ｔｌの濃度が、反対側領域３１２ａの方が入射側領域３１２ｂよりも高い第２の濃度構成となっている。
【００５８】
第１の光検出器３１３−１を介して第１のシンチレータ３１１に放射線（Ｘ線）１３１が入射すると、入射側領域３１１ａでは、放射線（Ｘ線）１３１の低エネルギー成分が吸収され、入射側領域３１１ａの付活剤Ｔｌで光に変換される。そして、この入射側領域３１１ａで発生した光が第１の光検出器３１３−１に入射し、この入射した光が第１の光電変換素子部３１４−１で電気信号に変換される。また、反対側領域３１１ｂには、放射線（Ｘ線）１３１のエネルギー分布のうち、主として、中エネルギー成分及び高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１が入射する。そして、反対側領域３１１ｂでは、この入射した放射線（Ｘ線）１３１のうちの中エネルギー成分の一部が吸収され、これが反対側領域３１１ｂの付活剤Ｔｌで光に変換される。そして、この反対側領域３１１ｂで発生した光が第１の光検出器３１３−１に入射し、この入射した光が第１の光電変換素子部３１４−１で電気信号に変換される。
【００５９】
そして、第１のシンチレータ３１１の反対側領域３１１ｂを透過した中エネルギー成分の一部と高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１は、第２のシンチレータ３１２に入射することになる。
【００６０】
第２のシンチレータ３１２に上述した放射線（Ｘ線）１３１が入射すると、まず、入射側領域３１２ｂでは、当該放射線（Ｘ線）１３１のうちの中エネルギー成分が吸収され、これが入射側領域３１２ｂの付活剤Ｔｌで光に変換される。そして、この入射側領域３１２ｂで発生した光が反対側領域３１２ａを透過して第２の光検出器３１３−２に入射し、この入射した光が第２の光電変換素子部３１４−２で電気信号に変換される。また、反対側領域３１２ａには、主として、入射側領域３１２ｂを透過した高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１が入射する。そして、反対側領域３１２ａでは、この入射した高エネルギー成分の放射線（Ｘ線）１３１が吸収され、これが反対側領域３１２ａの付活剤Ｔｌで光に変換される。そして、この反対側領域３１２ａで発生した光が第２の光検出器３１３−２に入射し、この入射した光が第２の光電変換素子部３１４−２で電気信号に変換される。
【００６１】
なお、図５では、第１のシンチレータ３１１を入射側領域３１１ａと反対側領域３１１ｂとの２つの領域に分ける例を図示したが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではない。例えば、第１のシンチレータ３１１において、放射線（Ｘ線）１３１の入射側（入射側領域）からその反対側（反射側領域）にかけて付活剤Ｔｌの濃度を高→低へ連続的に変化させる態様も、本実施形態に適用することができ、図５に示す態様と同様の効果を得ることができる。同様に、図５では、第２のシンチレータ３１２を入射側領域３１２ｂと反対側領域３１２ａとの２つの領域に分ける例を図示したが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではない。例えば、第２のシンチレータ３１２において、放射線（Ｘ線）１３１の入射側（入射側領域）からその反対側（反射側領域）にかけて付活剤Ｔｌの濃度を低→高へ連続的に変化させる態様も、本実施形態に適用することができ、図５に示す態様と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
信号処理部３１７は、例えば第１の光検出器３１３−１及び第２の光検出器３１３−２のそれぞれと接続されている信号配線部１１５を介して、第１の光検出器３１３−１及び第２の光検出器３１３−２のそれぞれから電気信号である画像信号を取得する。そして、信号処理部３１７は、第１の光検出器３１３−１から取得した第１の画像信号（第１の電気信号）及び第２の光検出器３１３−２から取得した第２の画像信号（第２の電気信号）に対して、各種の信号処理を行う。具体的に、本実施形態では、信号処理部３１７は、信号処理の１つとして、上述した第１の画像信号と第２の画像信号との１組の画像信号を用いてエネルギーサブトラクション処理を行い、エネルギーサブトラクション画像を取得する。
【００６３】
なお、本実施形態においては、放射線検出装置１１０−３の一構成として信号処理部３１７を設ける例を示したが、本発明においてはこの形態に限定されるものではない。例えば、信号処理部３１７を図１に示す制御・処理部１２１の内部に設ける形態も、本発明に適用可能である。
【００６４】
また、本実施形態においては、第１のシンチレータ３１１の反対側領域３１１ｂ及び第２のシンチレータ３１２の入射側領域３１２ｂを付活剤Ｔｌを含まない（即ち、付活剤Ｔｌの濃度がゼロ）領域とする態様も、採りうる。この態様では、よりエネルギー差の大きい１組の画像信号を取得することができるため、より良好なエネルギーサブトラクション画像を取得することができる。
【００６５】
以上説明したように、第３の実施形態に係る放射線検出装置１１０−３では、第１のシンチレータ３１１が上述した第１の濃度構成となっており、さらに、第２のシンチレータ３１２が上述した第２の濃度構成となっている。
かかる構成によれば、第１の光検出器３１３−１及び第２の光検出器３１３−２で得られる画像信号（電気信号）としてエネルギー差の大きい１組の画像信号を取得することができるため、良好なエネルギーサブトラクション画像の取得が可能となる。
【００６６】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第４の実施形態の説明では、上述した第１〜第３の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１〜第３の実施形態と異なる事項について説明を行う。
【００６７】
第４の実施形態に係る放射線検出システムの概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る放射線検出システム１００の概略構成と同様である。即ち、第４の実施形態に係る放射線検出システム１００は、図１に示すように、放射線検出装置１１０、制御装置１２０、及び、放射線発生装置１３０を有して構成されている。また、第４の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図は、図２に示す第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図と同様である。
【００６８】
図６は、本発明の第４の実施形態に係る放射線検出装置１１０の断面図である。以降の説明においては、この図６に示す第４の実施形態に係る放射線検出装置１１０を「放射線検出装置１１０−４」として説明する。図６では、図１に示す放射線１３１としてＸ線を適用しうる。
【００６９】
放射線検出装置１１０−４は、図６に示すように、第１のシンチレータ４１１、第２のシンチレータ４１２、第１の光検出器４１３−１及び第２の光検出器４１３−２、第１の光電変換素子部４１４−１及び第２の光電変換素子部４１４−２、並びに、信号処理部４１７を有して構成されている。なお、図６では不図示であるが、第１の光検出器４１３−１及び第２の光検出器４１３−２には、それぞれ、図２に示す信号配線部１１５と制御配線部１１６が接続される形態を採りうる。
【００７０】
第４の実施形態に係る放射線検出装置１１０−４では、図６に示すように、矢印で示す放射線（Ｘ線）１３１の入射方向の順に、第１のシンチレータ４１１、第１の光電変換素子部４１４−１を含み構成された第１の光検出器４１３−１、第２のシンチレータ４１２、第２の光電変換素子部４１４−２を含み構成された第２の光検出器４１３−２が配置されている。具体的に、第１の光電変換素子部４１４−１は、第１の光検出器４１３−１において放射線（Ｘ線）１３１が入射する入射面４０１に形成されており、この入射面４０１には、第１のシンチレータ４１１が所定の位置に配置されている。また、第２の光電変換素子部４１４−２は、第２の光検出器４１３−２において放射線（Ｘ線）１３１が入射する入射面４０２に形成されており、この入射面４０２には、第２のシンチレータ４１２が所定の位置に配置されている。
【００７１】
第１のシンチレータ４１１は、矢印で示す放射線（Ｘ線）１３１の入射方向に相当する厚み方向の全領域において、付活剤Ｔｌの濃度がほぼ一様である。即ち、第１のシンチレータ４１１は、上述した第１の濃度構成を備えていない形態となっている。
【００７２】
第２のシンチレータ４１２は、第１の実施形態における第２のシンチレータ１１２と同様に、付活剤Ｔｌの濃度が、入射側領域４１２ｂの方が反対側領域４１２ａよりも低い第２の濃度構成となっている。言い換えれば、第２のシンチレータ４１２は、付活剤Ｔｌの濃度が、反対側領域４１２ａの方が入射側領域４１２ｂよりも高い第２の濃度構成となっている。
【００７３】
なお、図６では、第２のシンチレータ４１２を入射側領域４１２ｂと反対側領域４１２ａとの２つの領域に分ける例を図示したが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではない。例えば、第２のシンチレータ４１２において、放射線（Ｘ線）１３１の入射側（入射側領域）からその反対側（反射側領域）にかけて付活剤Ｔｌの濃度を低→高へ連続的に変化させる態様も、本実施形態に適用することができ、図６に示す態様と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
また、本実施形態においては、第２のシンチレータ４１２の入射側領域４１２ｂを付活剤Ｔｌを含まない（即ち、付活剤Ｔｌの濃度がゼロ）領域とする態様も、採りうる。
【００７５】
また、本実施形態においては、第１のシンチレータ４１１の付活剤Ｔｌの濃度は、第２のシンチレータ４１２の反対側領域４１２ａの付活剤Ｔｌの濃度とほぼ同様の濃度（第２のシンチレータ４１２の入射側領域４１２ｂよりも高い濃度）としている。即ち、本実施形態では、第１のシンチレータ４１１において、付活剤Ｔｌの濃度が高い領域の体積をｆiとし、付活剤Ｔｌの濃度が低い領域の体積をｆOとした際に、ｆi／ｆOをＦとし、また、第２のシンチレータ４１２において、付活剤Ｔｌの濃度が高い領域の体積をｓOとし、付活剤Ｔｌの濃度が低い領域の体積をｓiとした際に、ｓO／ｓiをＳとした場合、Ｆ≧Ｓを満たすことを想定している。なお、ここで説明した領域の体積は、各領域の断面積が等しいとみなせる場合には、各領域の厚みとして扱うことが可能である。
【００７６】
第４の実施形態において、上述した第１〜第３の実施形態との違いは、第１のシンチレータ４１１が厚み方向の全領域において付活剤Ｔｌの濃度がほぼ一様に分布している点である。このため、第１のシンチレータ４１１では、上述した第１〜第３の実施形態における第１のシンチレータよりも、放射線（Ｘ線）１３１の広範囲に亘るエネルギー成分を吸収し光に変換することになる。
【００７７】
信号処理部４１７は、例えば第１の光検出器４１３−１及び第２の光検出器４１３−２のそれぞれと接続されている信号配線部１１５を介して、第１の光検出器４１３−１及び第２の光検出器４１３−２のそれぞれから電気信号である画像信号を取得する。そして、信号処理部３１７は、第１の光検出器４１３−１から取得した第１の画像信号（第１の電気信号）及び第２の光検出器４１３−２から取得した第２の画像信号（第２の電気信号）に対して、各種の信号処理を行う。具体的に、本実施形態では、信号処理部４１７は、信号処理の１つとして、上述した第１の画像信号と第２の画像信号との１組の画像信号を用いてエネルギーサブトラクション処理を行い、エネルギーサブトラクション画像を取得する。この際、第１の光検出器４１３−１から取得した第１の画像信号には、第１のシンチレータ４１１の構成により、上述した第１〜第３の実施形態における第１の光検出器から取得した第１の画像信号よりも情報量の多い一般撮影画像信号を取得することができる。
【００７８】
なお、本実施形態においては、放射線検出装置１１０−４の一構成として信号処理部４１７を設ける例を示したが、本発明においてはこの形態に限定されるものではない。例えば、信号処理部４１７を図１に示す制御・処理部１２１の内部に設ける形態も、本発明に適用可能である。
【００７９】
以上説明した第４の実施形態に係る放射線検出装置１１０−４によれば、良好なエネルギーサブトラクション画像の取得が可能となることに加えて、一般撮影画像の取得も可能となる。
【００８０】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第５の実施形態の説明では、上述した第１〜第４の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１〜第４の実施形態と異なる事項について説明を行う。
【００８１】
第５の実施形態に係る放射線検出システムの概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る放射線検出システム１００の概略構成と同様である。即ち、第５の実施形態に係る放射線検出システム１００は、図１に示すように、放射線検出装置１１０、制御装置１２０、及び、放射線発生装置１３０を有して構成されている。また、第５の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図は、図２に示す第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図と同様である。
【００８２】
図７は、本発明の第５の実施形態に係る放射線検出装置１１０の断面図である。以降の説明においては、この図７に示す第５の実施形態に係る放射線検出装置１１０を「放射線検出装置１１０−５」として説明する。図７では、図１に示す放射線１３１としてＸ線を適用しうる。
【００８３】
放射線検出装置１１０−５は、図７に示すように、第１のシンチレータ５１１、第２のシンチレータ５１２、第１の光検出器５１３−１及び第２の光検出器５１３−２、第１の光電変換素子部５１４−１及び第２の光電変換素子部５１４−２、信号処理部５１７、並びに、Ｋ端フィルター５１８を有して構成されている。なお、図７では不図示であるが、第１の光検出器５１３−１及び第２の光検出器５１３−２には、それぞれ、図２に示す信号配線部１１５と制御配線部１１６が接続される形態を採りうる。
【００８４】
第５の実施形態に係る放射線検出装置１１０−５では、図７に示すように、矢印で示す放射線（Ｘ線）１３１の入射方向の順に、第１のシンチレータ５１１、第１の光電変換素子部５１４−１を含み構成された第１の光検出器５１３−１、Ｋ端フィルター５１８、第２のシンチレータ５１２、第２の光電変換素子部５１４−２を含み構成された第２の光検出器５１３−２が配置されている。具体的に、第１の光電変換素子部５１４−１は、第１の光検出器５１３−１において放射線（Ｘ線）１３１が入射する入射面５０１に形成されており、この入射面５０１には、第１のシンチレータ５１１が所定の位置に配置されている。また、第２の光電変換素子部５１４−２は、第２の光検出器５１３−２において放射線（Ｘ線）１３１が入射する入射面５０２に形成されており、この入射面５０２には、第２のシンチレータ５１２が所定の位置に配置されている。
【００８５】
第１のシンチレータ５１１は、第１の実施形態における第１のシンチレータ１１１と同様に、付活剤Ｔｌの濃度が、反対側領域５１１ｂの方が入射側領域５１１ａよりも低い第１の濃度構成となっている。言い換えれば、第１のシンチレータ５１１は、付活剤Ｔｌの濃度が、入射側領域５１１ａの方が反対側領域５１１ｂよりも高い第１の濃度構成となっている。
【００８６】
第２のシンチレータ５１２は、第１の実施形態における第２のシンチレータ１１２と同様に、付活剤Ｔｌの濃度が、入射側領域５１２ｂの方が反対側領域５１２ａよりも低い第２の濃度構成となっている。言い換えれば、第２のシンチレータ５１２は、付活剤Ｔｌの濃度が、反対側領域５１２ａの方が入射側領域５１２ｂよりも高い第２の濃度構成となっている。
【００８７】
なお、図７では、第１のシンチレータ５１１を入射側領域５１１ａと反対側領域５１１ｂとの２つの領域に分ける例を図示したが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではない。例えば、第１のシンチレータ５１１において、放射線（Ｘ線）１３１の入射側（入射側領域）からその反対側（反射側領域）にかけて付活剤Ｔｌの濃度を高→低へ連続的に変化させる態様も、本実施形態に適用することができ、図７に示す態様と同様の効果を得ることができる。同様に、図７では、第２のシンチレータ５１２を入射側領域５１２ｂと反対側領域５１２ａとの２つの領域に分ける例を図示したが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではない。例えば、第２のシンチレータ５１２において、放射線（Ｘ線）１３１の入射側（入射側領域）からその反対側（反射側領域）にかけて付活剤Ｔｌの濃度を低→高へ連続的に変化させる態様も、本実施形態に適用することができ、図７に示す態様と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
また、本実施形態においては、第１のシンチレータ５１１の反対側領域５１１ｂ及び第２のシンチレータ５１２の入射側領域５１２ｂを付活剤Ｔｌを含まない（即ち、付活剤Ｔｌの濃度がゼロ）領域とする態様も、採りうる。
【００８９】
信号処理部５１７は、例えば第１の光検出器５１３−１及び第２の光検出器５１３−２のそれぞれと接続されている信号配線部１１５を介して、第１の光検出器５１３−１及び第２の光検出器５１３−２のそれぞれから電気信号である画像信号を取得する。そして、信号処理部５１７は、第１の光検出器４１３−１から取得した第１の画像信号（第１の電気信号）及び第２の光検出器４１３−２から取得した第２の画像信号（第２の電気信号）に対して、各種の信号処理を行う。具体的に、本実施形態では、信号処理部５１７は、信号処理の１つとして、上述した第１の画像信号と第２の画像信号との１組の画像信号を用いてエネルギーサブトラクション処理を行い、エネルギーサブトラクション画像を取得する。
【００９０】
なお、本実施形態においては、放射線検出装置１１０−５の一構成として信号処理部５１７を設ける例を示したが、本発明においてはこの形態に限定されるものではない。例えば、信号処理部５１７を図１に示す制御・処理部１２１の内部に設ける形態も、本発明に適用可能である。
【００９１】
第５の実施形態において、上述した第１の実施形態との違いは、第１のシンチレータ５１１と第２のシンチレータ５１２との間に、放射線（Ｘ線）１３１の中エネルギー成分を吸収するためのＫ端フィルター５１８を更に有する点である。即ち、Ｋ端フィルター５１８は、第１のシンチレータ５１１の反対側領域５１１ｂ及び第２のシンチレータ５１２の入射側領域５１２ｂで吸収することを想定している放射線（Ｘ線）１３１の中エネルギー成分を吸収するためのフィルターである。このＫ端フィルター５１８としては、例えば金属板を適用しうる。例えばＫ端フィルター５１８として金属板を適用した場合、重量が嵩張ることが考えられるが、本実施形態では、第１のシンチレータ５１１の反対側領域５１１ｂ及び第２のシンチレータ５１２の入射側領域５１２ｂにおいても放射線（Ｘ線）１３１の中エネルギー成分を吸収できるため、Ｋ端フィルター５１８の厚みを薄くすることができる。
【００９２】
以上説明したように、第５の実施形態に係る放射線検出装置１１０−５では、第１のシンチレータ５１１と第２のシンチレータ５１２との間に、Ｋ端フィルター５１８を設けている。
かかる構成によれば、第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０−１の場合よりも更にエネルギー差の大きい１組の画像信号を取得することができるため、より良好なエネルギーサブトラクション画像の取得が可能となる。
【００９３】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第６の実施形態の説明では、上述した第１〜第５の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１〜第５の実施形態と異なる事項について説明を行う。
【００９４】
第６の実施形態に係る放射線検出システムの概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る放射線検出システム１００の概略構成と同様である。即ち、第６の実施形態に係る放射線検出システム１００は、図１に示すように、放射線検出装置１１０、制御装置１２０、及び、放射線発生装置１３０を有して構成されている。また、第６の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図は、図２に示す第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図と同様である。
【００９５】
図８は、本発明の第６の実施形態に係る放射線検出装置１１０の断面図である。以降の説明においては、この図８に示す第６の実施形態に係る放射線検出装置１１０を「放射線検出装置１１０−６」として説明する。図８では、図１に示す放射線１３１としてＸ線を適用しうる。
【００９６】
放射線検出装置１１０−６は、図８に示すように、第１のシンチレータ６１１、第２のシンチレータ６１２、光検出器６１３、光電変換素子部６１４、並びに、信号処理部６１７を有して構成されている。なお、図８では不図示であるが、光検出器６１３には、図２に示す信号配線部１１５と制御配線部１１６が接続される形態を採りうる。
【００９７】
第６の実施形態に係る放射線検出装置１１０−６では、図８に示すように、矢印で示す放射線（Ｘ線）１３１の入射方向の順に、第１のシンチレータ６１１、光電変換素子部６１４を含み構成された光検出器６１３、第２のシンチレータ６１２が配置されている。具体的に、光電変換素子部６１４は、光検出器６１３において放射線（Ｘ線）１３１が入射する入射面６０１に形成されており、この入射面６０１には、第１のシンチレータ６１１が所定の位置に配置されている。また、光検出器６１３において入射面６０１とは反対側の反対面６０２には、第２のシンチレータ６１２が所定の位置に配置されている。
【００９８】
第１のシンチレータ６１１は、第１の実施形態における第１のシンチレータ１１１と同様に、付活剤Ｔｌの濃度が、反対側領域６１１ｂの方が入射側領域６１１ａよりも低い第１の濃度構成となっている。言い換えれば、第１のシンチレータ６１１は、付活剤Ｔｌの濃度が、入射側領域６１１ａの方が反対側領域６１１ｂよりも高い第１の濃度構成となっている。
【００９９】
第２のシンチレータ６１２は、第１の実施形態における第２のシンチレータ１１２と同様に、付活剤Ｔｌの濃度が、入射側領域６１２ｂの方が反対側領域６１２ａよりも低い第２の濃度構成となっている。言い換えれば、第２のシンチレータ６１２は、付活剤Ｔｌの濃度が、反対側領域６１２ａの方が入射側領域６１２ｂよりも高い第２の濃度構成となっている。
【０１００】
なお、図８では、第１のシンチレータ６１１を入射側領域６１１ａと反対側領域６１１ｂとの２つの領域に分ける例を図示したが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではない。例えば、第１のシンチレータ６１１において、放射線（Ｘ線）１３１の入射側（入射側領域）からその反対側（反射側領域）にかけて付活剤Ｔｌの濃度を高→低へ連続的に変化させる態様も、本実施形態に適用することができ、図８に示す態様と同様の効果を得ることができる。同様に、図８では、第２のシンチレータ６１２を入射側領域６１２ｂと反対側領域６１２ａとの２つの領域に分ける例を図示したが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではない。例えば、第２のシンチレータ６１２において、放射線（Ｘ線）１３１の入射側（入射側領域）からその反対側（反射側領域）にかけて付活剤Ｔｌの濃度を低→高へ連続的に変化させる態様も、本実施形態に適用することができ、図７に示す態様と同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
また、本実施形態においては、第１のシンチレータ６１１の反対側領域６１１ｂ及び第２のシンチレータ６１２の入射側領域６１２ｂを付活剤Ｔｌを含まない（即ち、付活剤Ｔｌの濃度がゼロ）領域とする態様も、採りうる。
【０１０２】
上述した第１〜第５の実施形態では、２つのシンチレータからの光を２つの光検出器のそれぞれで電気信号に変換する形態であった。これに対して、第６の実施形態では、１つの光検出器６１３の入射面６０１及び反対面６０２にそれぞれ第１のシンチレータ６１１及び第１のシンチレータ６１２を配置する点で、上述した第１〜第５の実施形態とは異なる。そして、第６の実施形態では、１つの光検出器６１３において、第１のシンチレータ６１１で発生した光を電気信号に変換するとともに第２のシンチレータ６１２で発生した光を第２の電気信号に変換する形態をとる。
【０１０３】
第６の実施形態において、光検出器６１３の光電変換素子部６１４には、第１のシンチレータ６１１で発生した光及び第２のシンチレータ６１２で発生した光の両方の光を電気信号に変換する第１の光電変換素子と、第２のシンチレータ６１２で発生した光のみを電気信号に変換する第２の光電変換素子が配置されている。そして、上述した第１の光電変換素子は、第１のシンチレータ６１１で発生した光を電気信号に変換するとともに、光検出器６１３を透過した放射線（Ｘ線）１３１が第２のシンチレータ６１２で光に変換された際の当該光も電気信号に変換する形態をとる。なお、光電変換素子部６１４の第２のシンチレータ６１２側に、遮光層を配置することも可能である。この遮光層を配置することによって、第２のシンチレータ６１２からの光を遮光することが可能であり、放射線（Ｘ線）１３１の低エネルギー成分のみを検出することが可能となる。また、上述した第２の光電変換素子は、その素子表面に光を遮光し、放射線（Ｘ線）１３１を透過する遮光層が配置されている。この遮光層は、第１のシンチレータ６１１の光を遮光するため、上述した第２の光電変換素子では、第１のシンチレータ６１１の光を検出しない。そして、この遮光層を透過した放射線（Ｘ線）１３１は、第２のシンチレータ６１２で光に変換され、上述した第２の光電変換素子の素子背面から光が入射し、当該第２の光電変換素子で電気信号に変換されることになる。
【０１０４】
第６の実施形態では、第１のシンチレータ６１１において放射線（Ｘ線）１３１の低エネルギー成分を光に変換し、この光を光検出器６１３で電気信号（第１の画像信号）に変換する。また、第２のシンチレータ６１２において放射線（Ｘ線）１３１の高エネルギー成分を光に変換し、この光を光検出器６１３で電気信号（第２の画像信号）に変換する。そして、信号処理部６１７は、信号処理の１つとして、上述した第１の画像信号と第２の画像信号との１組の画像信号を用いてエネルギーサブトラクション処理を行い、エネルギーサブトラクション画像を取得する。
【０１０５】
第６の実施形態に係る放射線検出装置１１０−６では、１つの光検出器６１３で上述した第１の画像信号と第２の画像信号を取得することができるため、上述した第１の実施形態等における効果に加えて、装置の軽量化を達成することができる。
【０１０６】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第７の実施形態の説明では、上述した第１〜第６の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１〜第６の実施形態と異なる事項について説明を行う。
【０１０７】
第７の実施形態に係る放射線検出システムの概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る放射線検出システム１００の概略構成と同様である。即ち、第７の実施形態に係る放射線検出システム１００は、図１に示すように、放射線検出装置１１０、制御装置１２０、及び、放射線発生装置１３０を有して構成されている。また、第７の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図は、図２に示す第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図と同様である。
【０１０８】
図９は、本発明の第７の実施形態に係る放射線検出装置１１０の断面図である。以降の説明においては、この図９に示す第７の実施形態に係る放射線検出装置１１０を「放射線検出装置１１０−７」として説明する。図９では、図１に示す放射線１３１としてＸ線を適用しうる。
【０１０９】
放射線検出装置１１０−７は、図９に示すように、第１のシンチレータ７１１、第２のシンチレータ７１２、光検出器７１３、光電変換素子部７１４、並びに、信号処理部７１７を有して構成されている。なお、図９では不図示であるが、光検出器７１３には、図２に示す信号配線部１１５と制御配線部１１６が接続される形態を採りうる。
【０１１０】
以下、上述した第６の実施形態と異なる点についてのみ説明を行う。
図９に示す第１のシンチレータ７１１、第２のシンチレータ７１２、光検出器７１３、光電変換素子部７１４、信号処理部７１７は、それぞれ、図８に示す第１のシンチレータ６１１、第２のシンチレータ６１２、光検出器６１３、光電変換素子部６１４、信号処理部６１７に対応する。また、図９に示す光検出器７１３の入射面７０１及び反対面７０２は、それぞれ、図８に示す光検出器６１３の入射面６０１及び反対面６０２に対応する。
【０１１１】
この第７の実施形態において、上述した第６の実施形態と異なる点は、図９に示すように、光検出器７１３の反対面７０２に凹部７０３が形成されており、この凹部７０３に第２のシンチレータ７１２を配置している点である。
かかる構成によれば、上述した第６の実施形態の場合と比較して、光電変換素子部７１４と第２のシンチレータ７１２との距離が近くなるため、第２のシンチレータ７１２からの光が拡散の少ない状況で光電変換素子部７１４に入射することになる。これにより、上述した第６の実施形態の場合よりも、より解像度の高い画像を取得することが可能となる。また、凹部７０３の分だけ、装置の軽量化も達成できる。さらに、凹部７０３に第２のシンチレータ７１２を埋め込むように形成しているため、装置全体の薄型化も同時に達成できる。
【０１１２】
（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第８の実施形態の説明では、上述した第１〜第７の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１〜第７の実施形態と異なる事項について説明を行う。
【０１１３】
第８の実施形態に係る放射線検出システムの概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る放射線検出システム１００の概略構成と同様である。即ち、第８の実施形態に係る放射線検出システム１００は、図１に示すように、放射線検出装置１１０、制御装置１２０、及び、放射線発生装置１３０を有して構成されている。また、第８の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図は、図２に示す第１の実施形態に係る放射線検出装置１１０の平面図と同様である。
【０１１４】
図１０は、本発明の第８の実施形態に係る放射線検出装置１１０の断面図である。以降の説明においては、この図１０に示す第８の実施形態に係る放射線検出装置１１０を「放射線検出装置１１０−８」として説明する。図１０では、図１に示す放射線１３１としてＸ線を適用しうる。
【０１１５】
放射線検出装置１１０−８は、図１０に示すように、第１のシンチレータ８１１、第２のシンチレータ８１２、光検出器８１３、光電変換素子部８１４、並びに、信号処理部８１７を有して構成されている。なお、図１０では不図示であるが、光検出器８１３には、図２に示す信号配線部１１５と制御配線部１１６が接続される形態を採りうる。
【０１１６】
以下、上述した第７の実施形態と異なる点についてのみ説明を行う。
図１０に示す第１のシンチレータ８１１、第２のシンチレータ８１２、光検出器８１３、光電変換素子部８１４、信号処理部８１７は、それぞれ、図９に示す第１のシンチレータ７１１、第２のシンチレータ７１２、光検出器７１３、光電変換素子部７１４、信号処理部７１７に対応する。また、図１０に示す光検出器８１３の入射面８０１、反対面８０２及び凹部８０３は、それぞれ、図９に示す光検出器７１３の入射面７０１、反対面７０２及び凹部７０３に対応する。
【０１１７】
この第８の実施形態において、上述した第７の実施形態と異なる点は、図１０に示すように、第１のシンチレータ８１１は、矢印で示す放射線（Ｘ線）１３１の入射方向に相当する厚み方向の全領域において、付活剤Ｔｌの濃度がほぼ一様である点である。即ち、第１のシンチレータ８１１は、図６に示す第１のシンチレータ４１１と同様の構成となっている。このため、第１のシンチレータ８１１では、放射線（Ｘ線）１３１の広範囲に亘るエネルギー成分を吸収し光に変換することになる。この際、第１のシンチレータ８１１で発生した光に基づき光検出器８１３から取得される第１の画像信号には、上述した第７の実施形態における第１の画像信号よりも情報量の多い一般撮影画像信号を取得することができる。
【０１１８】
以上説明した第８の実施形態に係る放射線検出装置１１０−８によれば、良好なエネルギーサブトラクション画像の取得が可能となることに加えて、一般撮影画像の取得も可能となる。
【０１１９】
（その他の実施形態）
上述した図６及び図１０では、厚み方向の全領域において付活剤Ｔｌの濃度がほぼ一様に分布するシンチレータの形態として、第１のシンチレータを適用する形態を示したが、本発明においてはこの形態に限定されるものではない。即ち、第１のシンチレータについては上述した第１の濃度構成を備え、第２のシンチレータに対して厚み方向の全領域において付活剤Ｔｌの濃度がほぼ一様に分布する形態をとることも、本発明に適用可能である。
【０１２０】
なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１００：放射線検出システム、１１０：放射線検出装置、１１１：第１のシンチレータ、１１１ａ：第１のシンチレータの入射側領域、１１１ｂ：第１のシンチレータの反対側領域、１１２：第２のシンチレータ、１１２ａ：第２のシンチレータの反対側領域、１１２ｂ：第２のシンチレータの入射側領域、１１３：光検出器、１１４：光電変換素子部、１１５：信号配線部、１１６：制御配線部、１１７：信号処理部、１２０：制御装置、１２１：制御・処理部、１２２：入力部、１２３：表示部、１３０：放射線発生装置、Ｈ：被検者
【図１】
2020032021.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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