(57)【要約】【課題】半導体検出器にバイアス電圧を印加する電源への悪影響を防止しながらもその半導体検出器におけるポーラリゼーションを解消できる放射線検出装置を提供すること。【解決手段】ＰＥＴ装置１００は、電源ＨＶ１と、半導体検出器３に電圧を印加するコンデンサＣ１と、電源ＨＶ１とコンデンサＣ１との間に接続されるリレーＳＷ３と、コンデンサＣ１とリレーＳＷ３とを接続する配線に一端が接続され、他端が接地されるリレーＳＷ１と、抵抗を介してその配線を接地させるリレーＳＷ２とを備え、リレーＳＷ１及びリレーＳＷ２を開（遮断）状態とした上でリレーＳＷ３を閉（通電）状態としてコンデンサＣ１を充電させ、また、リレーＳＷ３を閉（通電）状態とした上でリレーＳＷ２を開（遮断）状態とし更にコンデンサＣ１の電圧が所定圧を下回ったときにリレーＳＷ１を開（遮断）状態としてコンデンサＣ１を放電させる。【選択図】図３
2010230408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内の放射性同位元素が発する放射線を検出する半導体検出器を備えた放射線検出装置であって、
電源と前記半導体検出器との間に接続される有接点型スイッチ素子と、
前記有接点型スイッチ素子と前記半導体検出器とを接続する第一配線に一端が接続され他端が接地される第一スイッチ素子と、
前記有接点型スイッチ素子及び前記第一スイッチ素子の開閉を制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
抵抗と第二スイッチ素子とを直列に接続した第二配線であり、前記第一配線に一端が接続され他端が接地される前記第二配線を備え、
前記第二スイッチ素子は、前記コントローラによって開閉が制御される、
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】
前記半導体検出器に印加される電圧が所定圧となったことを検出する電圧検出部を更に備え、
前記コントローラは、前記電圧検出部の出力に基づいて各スイッチ素子の開閉を制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記第一配線は、配線中にコイルを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記電源は、可変直流電圧源である、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
前記半導体検出器は、複数であり、
前記有接点型スイッチ素子は、前記電源と複数の前記半導体検出器のそれぞれとの間に接続され、
前記第一スイッチ素子は、前記有接点型スイッチ素子と複数の前記半導体検出器とを接続する第一配線に一端が接続され他端が接地される、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一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、被検体内の放射性同位元素が発する放射線を半導体検出器で検出しそれら放射性同位元素の被検体内における分布情報を取得する放射線検出装置に関し、特に、その半導体検出器で発生するポーラリゼーションを効率的に解消できる半導体ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＥＴ装置を用いた診断方法は、まず、放射性同位元素であるポジトロン（陽電子）核種で標識された検査用薬剤を、注射や吸入等により被検体の体内に導入する。体内に導入された検査用薬剤は、その検査用薬剤に応じた機能を有する特定の部位に蓄積される。例えば、糖類の検査用薬剤を用いた場合、ガン細胞等の新陳代謝の盛んな部位に選択的に蓄積される。このとき、その検査用薬剤のポジトロン核種から陽電子が放出され、放出された陽電子と周囲の電子とが結合して消滅する際に２つのガンマ線が互いに約１８０度の方向に放出される。そこで、この２つのガンマ線を被検体の周りに配置したガンマ線検出器により同時検出してコンピュータ等で処理することにより、その被検体内におけるポジトロン核種の分布画像（ＰＥＴ画像）を取得する。精密診断装置として用いられるＣＴスキャン（コンピュータ断層撮影）装置が体内の病変等の構造情報が得られるのに対し、ＰＥＴ装置は、被検体の体内の機能情報が得られるため、様々な難病の病理解明が可能となる。
【０００３】
また、半導体ＰＥＴ装置は、ＣｄＴｅ（テルル化カドニウム）、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）、ＴｌＢｒ（臭化タリウム）等の半導体材料を採用した半導体検出器をガンマ線検出器として利用し、シンチレータを用いた装置に比べて高い空間分解能を実現させている。
【０００４】
このような半導体ＰＥＴ装置の中には、ポーラリゼーションと呼ばれる分極現象に対する対策を備えた半導体ＰＥＴ装置も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
ポーラリゼーションは、ショットキー型ＣｄＴｅ半導体検出器で顕著に現れる現象であり、ショットキー型ＣｄＴｅ半導体検出器にバイアス電圧を印加し続けると、電極近傍に電子が引き付けられてその検出器内の電界が減少しその検出器の感度が低下する現象である。なお、ポーラリゼーションは、半導体検出器に印加されるバイアス電圧を所定時間に亘ってゼロ又は極めて低い電圧値にすることで解消される。その所定時間は、半導体検出器に印加されるバイアス電圧の大きさ、及び、バイアス電圧の印加を継続させた時間に依存する。
【０００６】
特許文献１に記載のＰＥＴ装置は、例えば、電源（１１）、保護抵抗器（１２）、平滑コンデンサ（１３）、定電流ダイオード（１５、１６）、フォトモスリレー（１７）、及びスイッチ制御装置（１８）を含むバイアス印加回路（１０６ａ）を備え（特許文献１の図１参照。）、５００Ｖのバイアス電圧を３分間にわたってその半導体検出器に印加した後、０．２秒以上のリセット時間にわたってそのバイアス電圧をゼロとし、その後バイアス電圧を５００Ｖに戻すという操作を繰り返すことでポーラリゼーションの解消を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１８４１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のバイアス印加回路は、定電流ダイオード（１５、１６）をそれぞれ６個ずつ直列に接続した構成であり、そのうち一つでも故障してしまうと電源（１１）へ大電流が流れるおそれがある。また、電源（１１）と半導体放射線検出器（１４）とが接続されたままの状態（電源（１１）から半導体放射線検出器（１４）に電流を流した状態）でポーラリゼーションの解消を行うため、ポーラリゼーションを有効に解消することができない（特許文献１の図１及び段落［００２０］参照。）。
【０００９】
上述の点に鑑み、本発明は、半導体検出器にバイアス電圧を印加する電源への悪影響を防止しながらその半導体検出器におけるポーラリゼーションを解消できる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】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明に係る放射線検出装置は、被検体内の放射性同位元素が発する放射線を検出する半導体検出器を備えた放射線検出装置であって、電源と前記半導体検出器との間に接続される有接点型スイッチ素子と、前記有接点型スイッチ素子と前記半導体検出器とを接続する第一配線に一端が接続され他端が接地される第一スイッチ素子と、前記有接点型スイッチ素子及び前記第一スイッチ素子の開閉を制御するコントローラと、を備えることを特徴とする。これにより、本発明に係る放射線検出装置は、半導体検出器にバイアス電圧を印加する電源への悪影響を防止しながらその半導体検出器におけるポーラリゼーションを解消することができる。
【００１１】
更に、抵抗と第二スイッチ素子とを直列に接続した第二配線であって、前記第一配線に一端が接続され他端が接地される前記第二配線を備え、前記第二スイッチ素子は、前記コントローラによって開閉が制御されることが好ましい。これにより、本発明に係る放射線検出装置は、ポーラリゼーションを解消する際におけるバイアス電圧の過大な変動、及び、平滑コンデンサからの過大な放電電流の発生を防止することができる。
【００１２】
更に、前記半導体検出器に印加される電圧が所定圧となったことを検出する電圧検出部を更に備え、前記コントローラは、前記電圧検出部の出力に基づいて各スイッチ素子の開閉を制御することが好ましい。これにより、本発明に係る放射線検出装置は、経年劣化や環境温度の変化に応じて平滑コンデンサの放電特性が変化した場合であってもその放電特性の変化に応じてスイッチ素子の切り替えタイミングを柔軟且つ適切に適応させることができる。
【００１３】
更に、前記第一配線は、配線中にコイルを含むことが好ましい。これにより、本発明に係る放射線検出装置は、スイッチ素子で発生するスイッチングノイズ等を除去することができる。
【００１４】
更に、前記電源は、可変直流電圧源であることが好ましい。これにより、本発明に係る放射線検出装置は、バイアス電圧を逓減させることができる。
【００１５】
更に、前記半導体検出器は、複数であり、前記有接点型スイッチ素子は、前記電源と複数の前記半導体検出器のそれぞれとの間に接続され、前記第一スイッチ素子は、前記有接点型スイッチ素子と複数の前記半導体検出器とを接続する第一配線に一端が接続され他端が接地されることが好ましい。これにより、本発明に係る放射線検出装置は、構成部品の数を更に削減し、構成を簡略化することができる。
【発明の効果】
【００１６】
上述の手段により、本発明は、半導体検出器にバイアス電圧を印加する電源への悪影響を防止しながらその半導体検出器におけるポーラリゼーションを解消できる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】本発明に係る放射線検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る放射線検出装置の構成例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る放射線検出装置で使用されるバイアス印加回路の回路図（その１）である。
【図４】各スイッチ素子の開閉状態とコンデンサにおけるバイアス電圧との間の関係を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明に係る放射線検出装置で使用されるバイアス印加回路の回路図（その２）である。
【図６】本発明に係る放射線検出装置で使用されるバイアス印加回路の回路図（その３）である。
【図７】各スイッチ素子の開閉状態、可変直流電圧源の出力電圧、及びコンデンサにおけるバイアス電圧の間の関係を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明に係る放射線検出装置の別の構成例における回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【実施例】
【００１９】
図１及び図２はそれぞれ、本発明に係る放射線検出装置であるＰＥＴ装置の構成例を示すブロック図及び概略図であり、ＰＥＴ装置１００は、被検体Ｐを載置する可動式ベッド５０と、リング状の固定式ガントリ３０とを備え、被検体Ｐを載せた可動式ベッド５０が固定式ガントリ３０のリング内を通過するよう可動式ベッド５０を移動させながら被検体Ｐ内の広い範囲にわたって分布するポジトロン核種が発するガンマ線を検出する装置であり、制御部１、入力部２、半導体検出器３、表示部４、及び撮影範囲変更部５を主要部品として構成される。被検体Ｐは、例えば、実験用マウスである。
【００２０】
制御部１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＮＶＲＡＭ（Non-Volatile Random Access Memory）、タイマ等を備えたコンピュータであって、例えば、後述する画像処理手段１０に対応するプログラムをＲＯＭに記憶しながら、画像処理手段１０に対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００２１】
入力部２は、制御部１に対して各種情報を入力するための装置であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、音声認識装置等である。
【００２２】
半導体検出器３は、被検体Ｐから放出されるガンマ線の空間的分布及び時間的分布を検出するための装置であり、例えば、板状の半導体結晶から構成され、リング状の固定式ガントリ３０の円周に沿って複数並べて配置される。なお、半導体検出器３で使用される半導体結晶の例には、ＣｄＴｅ（テルル化カドニウム）、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）、ＴｌＢｒ（臭化タリウム）等がある。
【００２３】
ポジトロン核種からの陽電子の消滅の際に同時に発生する２つのガンマ線は、互いに約１８０度の角度をなして放出され、被検体Ｐを挟んで対向する半導体検出器３に入射する。それら二つのガンマ線が入射した２つの半導体検出器３の各々は、それらガンマ線の入射に応じて電気信号（検出信号）を発生させ、その検出信号を制御部１に対して出力する。
【００２４】
表示部４は、制御部１が出力する各種情報を表示するための装置であり、例えば、ＣＲＴモニタ、液晶ディスプレイ、プロジェクタ等である。
【００２５】
撮影範囲変更部５は、ＰＥＴ装置１００の撮影範囲を変更するための機構であり、例えば、可動式ベッド５０を図２の双方向矢印ＡＲで示す方向に移動させるための電動モータである。
【００２６】
画像処理手段１０は、半導体検出器３のそれぞれが出力する検出信号に基づいてＰＥＴ画像を生成するための手段であり、例えば、コインシデンス検出及び画像再生成アルゴリズムによりＰＥＴ画像を生成する。コインシデンス検出は、ガンマ線入射時刻がほぼ一致する２つ以上の検出信号がある場合、それらの検出信号を有効と判定し、コインシデンス情報とする。また、コインシデンス検出は、ガンマ線入射時刻が一致しない検出信号を無効と判定し破棄する。
【００２７】
また、画像処理手段１０は、コインシデンス情報と、そのコインシデンス情報に関するガンマ線を検出した半導体検出器３の位置情報とを用いて所定の画像再生成アルゴリズム（例えば、期待値最大化（Expectation Maximization）法である。）によりＰＥＴ画像を生成し、生成したＰＥＴ画像を表示部４に対して出力する。
【００２８】
図３は、ＰＥＴ装置１００で使用されるバイアス印加回路の回路図であり、バイアス印加回路Ｅ１は、直流電圧源ＨＶ１、コンデンサＣ１、電圧検出部Ｄ１、抵抗Ｒ１及びＲ２、スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、及びＳＷ３、並びにコントローラ２０を含む。
【００２９】
直流電圧源ＨＶ１は、例えば５００Ｖ〜１ｋＶの高圧直流電圧であるバイアス電圧を発生させるための電源であり、その一端が接地され、その他端がスイッチ素子ＳＷ１及び抵抗Ｒ１を介して半導体検出器３に接続される。
【００３０】
コンデンサＣ１は、直流電圧源ＨＶ１が出力するバイアス電圧を平滑して半導体検出器３に印加するための平滑コンデンサであり、例えば、その一端が接地され、その他端が直流電圧源ＨＶ１と半導体検出器３との間の配線上の点（以下、「第一接点」とする。）に接続される。これにより、バイアス印加回路Ｅ１は、半導体検出器３に掛かるバイアス電圧のノイズを低減させることができる。
【００３１】
電圧検出部Ｄ１は、コンデンサＣ１に掛かるバイアス電圧が所定圧に達したか否かを検出するための素子であり、例えば、コンデンサＣ１に掛かるバイアス電圧が所定電圧値を上回る若しくは下回ると内部リレーが開閉するメータリレーであって、検出結果をコントローラ２０に対して出力する。
【００３２】
また、電圧検出部Ｄ１は、コンデンサＣ１に掛かるバイアス電圧を監視することで、半導体検出器３の劣化を監視することもできる。半導体検出器３は、経年劣化等により劣化すると放射線未検出時であっても微弱な漏れ電流を発生させ、例えば抵抗Ｒ１のところで電圧降下を生じさせ、ひいてはコンデンサＣ１に掛かるバイアス電圧を低減させるからである。
【００３３】
スイッチ素子ＳＷ１は、何れの抵抗を介することもなくコンデンサＣ１を直接接地させ且つ放電させるための素子であり、例えば、高耐圧（例えば５ｋＶである。）の有接点リードリレーであって、その一端が接地され、その他端が直流電圧源ＨＶ１と半導体検出器３との間の配線上の点（以下、「第二接点」とする。）に接続される。
【００３４】
スイッチ素子ＳＷ２は、抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣ１を接地させ且つ放電させるための素子であり、例えば、スイッチ素子ＳＷ１と同様、高耐圧（例えば５ｋＶである。）の有接点リードリレーであって、抵抗Ｒ２及びスイッチ素子ＳＷ２を直列に接続した配線を想定した場合、その配線の一端が接地され、その配線の他端が直流電圧源ＨＶ１と半導体検出器３との間の配線上の点（以下、「第三接点」とする。）に接続される。なお、その配線上における抵抗Ｒ２及びスイッチ素子ＳＷ２の並びは順不同である。
【００３５】
また、スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ２は、フォトリレー、フォトカプラ、フォトＭＯＳ等の無接点型半導体スイッチ素子であってもよいが、有接点型リレーを採用した場合のほうが無接点型半導体スイッチ素子のようなＯＮ抵抗が存在せず閉（通電）状態とした場合に電圧降下を発生させることもないのでより好適である。
【００３６】
また、直流電圧源ＨＶ１と半導体検出器３との間の配線上における第一接点、第二接点及び第三接点の並びは、順不同である。
【００３７】
スイッチ素子ＳＷ３は、抵抗Ｒ１を介した直流電圧源ＨＶ１と接地との間の短絡を防止するための有接点型スイッチ素子であり、例えば、スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ２と同様、高耐圧（例えば５ｋＶである。）の有接点リードリレーであって、抵抗Ｒ１及びスイッチ素子ＳＷ３を直列の一組とした場合、その一組が直流電圧源ＨＶ１と半導体検出器３との間の配線中に接続される。なお、抵抗Ｒ１及びスイッチ素子ＳＷ３の並びは順不同である。
【００３８】
また、抵抗Ｒ１及びスイッチ素子ＳＷ３の一組は、第一接点、第二接点、及び第三接点の何れに対しても直流電圧源ＨＶ１寄りに配置される。
【００３９】
なお、抵抗Ｒ１は、所定の時定数でコンデンサＣ１を充電するために配置される抵抗であり、抵抗Ｒ２は、所定の時定数でコンデンサＣ１を放電するために配置される抵抗である。
【００４０】
抵抗Ｒ２の大きさを選択することにより、バイアス印加回路Ｅ１は、コンデンサＣ１に掛かるバイアス電圧を任意の速度で放電することができる。
【００４１】
コントローラ２０は、スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、及びＳＷ３の開閉を制御するための素子であり、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）又は専用の電子回路であって、電圧検出部Ｄ１の出力に基づいてスイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、及びＳＷ３のそれぞれを所望のタイミングで開閉させる。なお、コントローラ２０は、ＰＥＴ装置１００の制御部１に接続され、制御部１との間で各種情報のやり取りを行うようにしてもよい。
【００４２】
なお、本実施例では、バイアス電圧が５００Ｖ、Ｒ１が１００ｋΩ、Ｒ２が１ＭΩ、コンデンサＣ１が１ｎＦとされるが、これらの値は、増幅アンプＡＭＰの仕様等に応じて適宜選択される。
【００４３】
また、バイアス印加回路Ｅ１は、コンデンサＣ１を介して半導体検出器３に接続され、半導体検出器３は、増幅アンプＡＭＰを介して、ＰＥＴ装置１００の制御部１に対して検出信号を出力する。
【００４４】
増幅アンプＡＭＰは、半導体検出器３が出力する検出信号を増幅するためのものであり、例えば、アナログＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成される。
【００４５】
次に、図４を参照しながら、コントローラ２０がスイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、及びＳＷ３の開閉を制御する処理について説明する。なお、図４は、各スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、及びＳＷ３の開閉状態とコンデンサＣ１におけるバイアス電圧との間の関係を示すタイミングチャートであり、横軸に時間の推移を示す。なお、本実施例において、バイアス電圧は正の値を採用するが、負の値を採用してもよく、また、負の値を採用する場合であっても以下と同様の説明が適用されるものとする。
【００４６】
最初に、ＰＥＴ装置１００の制御部１からＰＥＴ画像の撮影を開始するための信号を受信すると、コントローラ２０は、スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ２を開（遮断）状態とする。なお、スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ２の閉（通電）状態から開（遮断）状態への切り替えは、同時であってもよく、スイッチ素子ＳＷ１の切り替えが先であってもよく、スイッチ素子ＳＷ２の切り替えが先であってもよい。
【００４７】
その後、スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ２が開（遮断）状態に切り替わるのに十分な時間が経過した時点で、コントローラ２０は、スイッチ素子ＳＷ３を閉（通電）状態に切り替えてコンデンサＣ１の充電を開始させる。
【００４８】
このとき、コンデンサＣ１のバイアス電圧は、抵抗Ｒ１との関係で定義される時定数（ＲＣ一次遅れ回路の時定数）に従って、直流電圧源ＨＶ１と同じ５００Ｖの電圧まで上昇する。
【００４９】
電圧検出部Ｄ１によりコンデンサＣ１のバイアス電圧が所定電圧（例えば、４９５Ｖである。）を上回ったことが検出されると、コントローラ２０は、半導体検出器３による検出が可能となった旨を知らせる信号を制御部１に対して出力し、制御部１の画像処理手段１０を開始させるようにしてもよい。
【００５０】
その後、コントローラ２０は、半導体検出器３における半導体材料で過度のポーラリゼーションを発生させない程度の期間にわたって撮影を継続させた上で、ポーラリゼーション解消処理を開始させる。
【００５１】
この場合、コントローラ２０は、撮影を開始してから所定時間（例えば、１０分間である。）が経過したことを知らせる信号を制御部１から受信した場合にポーラリゼーション解消処理を開始させてもよく、コントローラ２０自身が有するタイマを利用して撮影を開始してから所定時間が経過したことを検知した場合にポーラリゼーション解消処理を開始させてもよい。
【００５２】
ポーラリゼーション解消処理において、コントローラ２０は最初に、スイッチ素子ＳＷ３を開（遮断）状態に切り替える。直流電圧源ＨＶ１とスイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ２とを物理的（機械的）に切り離し、無接点型半導体スイッチ素子を用いた場合に発生し得るような絶縁破壊等による電源ＨＶ１への大電流の発生を防止し、電源ＨＶ１を保護するためである。
【００５３】
その後、コントローラ２０は、スイッチ素子ＳＷ２を閉（通電）状態に切り替え、抵抗Ｒ２との関係で定義される時定数（ＲＣ一次遅れ回路の時定数）に従って、コンデンサＣ１のバイアス電圧を低減（放電）させるようにする。
【００５４】
更に、コントローラ２０は、電圧検出部Ｄ１によりコンデンサＣ１のバイアス電圧が所定電圧（例えば、２５０Ｖである。）を下回ったことを検出すると、スイッチ素子ＳＷ１を閉（通電）状態に切り替え、何れの抵抗を介することもなくコンデンサＣ１を直接接地させ、コンデンサＣ１のバイアス電圧をゼロまで低減（放電）させるようにする。
【００５５】
その後、コントローラ２０は、ポーラリゼーションを解消するのに十分な時間（例えば、０．４秒である。）が経過するまで、スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、及びＳＷ３をそれぞれ閉（通電）状態、閉（通電）状態、及び開（遮断）状態とし、ポーラリゼーションを解消するのに十分な時間が経過した時点で、スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ２を開（遮断）状態に切り替えてポーラリゼーション解消処理を終了させる。
【００５６】
なお、スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ２の閉（通電）状態から開（遮断）状態への切り替えは、同時であってもよく、スイッチ素子ＳＷ１の切り替えが先であってもよく、スイッチ素子ＳＷ２の切り替えが先であってもよい。また、コントローラ２０は、スイッチ素子ＳＷ１を閉（通電）状態とした後、ポーラリゼーションを解消するのに十分な時間が経過する前にスイッチ素子ＳＷ２を開（遮断）状態としてもよい。スイッチ素子ＳＷ１が閉（通電）状態でありさえすればポーラリゼーションを解消できるからである。
【００５７】
その後、コントローラ２０は、スイッチ素子ＳＷ３を閉（通電）状態に切り替え、抵抗Ｒ１との関係で定義される時定数（ＲＣ一次遅れ回路の時定数）に従ってコンデンサＣ１のバイアス電圧を再び５００Ｖまで上昇（充電）させ、以後、上述の処理を繰り返すようにする。
【００５８】
以上の構成により、バイアス印加回路Ｅ１は、コンデンサＣ１を放電させる前にスイッチ素子ＳＷ３を開（遮断）状態に切り替えて直流電圧源ＨＶ１を物理的（機械的）に切り離すので、ポーラリゼーション解消処理による直流電圧源ＨＶ１への悪影響を確実に防止しながら半導体検出器３におけるポーラリゼーションを解消することができる。
【００５９】
また、バイアス印加回路Ｅ１は、スイッチ素子ＳＷ３を閉（通電）状態にする前にスイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ２を開（遮断）状態に切り替えた上でそれらによる接地を物理的（機械的）に切り離すので、ポーラリゼーション解消処理のための素子（スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ２）による直流電圧源ＨＶ１への悪影響を確実に防止しながらコンデンサＣ１を充電することができる。
【００６０】
また、バイアス印加回路Ｅ１は、予め登録された固定タイミングでスイッチ素子ＳＷ１を閉（通電）状態に切り替えるのではなく、電圧検出部Ｄ１によりコンデンサＣ１に掛かるバイアス電圧が所定圧に達したことを検出した上でスイッチ素子ＳＷ１を閉（通電）状態に切り替えるようにするので、経年劣化や環境温度の変化に応じてコンデンサＣ１の放電特性が変化した場合であってもその放電特性の変化に応じてスイッチ素子ＳＷ１の開（遮断）状態から閉（通電）状態への切り替えタイミングを柔軟且つ適切に適応させることができ、過大な放電電流を発生させて増幅アンプＡＭＰに悪影響を及ぼしてしまうこともなく、ポーラリゼーションを解消することができる。
【００６１】
また、バイアス印加回路Ｅ１は、抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣ１を接地させコンデンサＣ１におけるバイアス電圧を所定圧まで低減させた後に、何れの抵抗を介することもなくコンデンサＣ１を直接接地させて更に放電させるので、コンデンサＣ１におけるバイアス電圧の過大な変動、及び、コンデンサＣ１からの過大な放電電流の発生を防止し、増幅アンプＡＭＰを保護することができる。
【００６２】
次に、図５を参照しながら、ＰＥＴ装置１００で使用される別のバイアス印加回路Ｅ２について説明する。なお、図５は、バイアス印加回路Ｅ２の回路図である。
【００６３】
バイアス印加回路Ｅ２は、直流電圧源ＨＶ１と半導体検出器３との間の配線上にコイルＬ１及び抵抗Ｒ３を備える点でバイアス印加回路Ｅ１と相違するが、その他の点でバイアス印加回路Ｅ１と共通する。従って、共通点に関する説明を省略しながら、相違点であるコイルＬ１及び抵抗Ｒ３について説明する。
【００６４】
コイルＬ１は、バイアス電圧におけるノイズを低減させるための素子であり、例えば、スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２、又はＳＷ３で発生するスイッチングノイズにおける高周波成分の除去に適している。
【００６５】
また、抵抗Ｒ３は、コンデンサＣ１に過大な充電電流が流入したり、或いは、コンデンサＣ１から過大な放電電流が流出したりするのを防止するための素子であり、直流電圧源ＨＶ１と半導体検出器３との間の配線上における第一接点と第二接点との間に配置される。
【００６６】
以上の構成により、バイアス印加回路Ｅ２は、バイアス印加回路Ｅ１による上述の効果に加え、バイアス電圧のバラツキ及び増幅アンプＡＭＰにおける過大電流の発生を確実に防止しながら半導体検出器３におけるポーラリゼーションを解消することができる。
【００６７】
次に、図６を参照しながら、ＰＥＴ装置１００で使用される更に別のバイアス印加回路Ｅ３について説明する。なお、図６は、バイアス印加回路Ｅ３の回路図である。
【００６８】
バイアス印加回路Ｅ３は、直流電圧源ＨＶ１の代わりに可変直流電圧源ＨＶ２を備え、スイッチ素子ＳＷ２及び抵抗Ｒ２を省略した点でバイアス印加回路Ｅ１と相違するが、その他の点でバイアス印加回路Ｅ１と共通する。従って、共通点に関する説明を省略しながら、相違点である可変直流電圧源ＨＶ２について説明する。
【００６９】
可変直流電圧源ＨＶ２は、出力するバイアス電圧の大きさを制御可能な直流電圧源であり、例えば、コントローラ２０が出力する制御信号に応じて出力電圧を逓減させることができる。
【００７０】
可変直流電圧源ＨＶ２の出力電圧を逓減させることにより、バイアス印加回路Ｅ３は、コンデンサＣ１に掛かるバイアス電圧を任意の速度で逓減することができる。
【００７１】
図７は、各スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ３の開閉状態、可変直流電圧源ＨＶ２の出力電圧、並びにコンデンサＣ１におけるバイアス電圧の間の関係を示すタイミングチャートである。
【００７２】
最初に、ＰＥＴ装置１００の制御部１からＰＥＴ画像の撮影を開始するための信号を受信すると、コントローラ２０は、スイッチ素子ＳＷ１を開（遮断）状態とする。
【００７３】
その後、スイッチ素子ＳＷ１が開（遮断）状態に切り替わるのに十分な時間が経過した時点で、コントローラ２０は、スイッチ素子ＳＷ３を閉（通電）状態に切り替えてコンデンサＣ１の充電を開始させる。
【００７４】
このとき、コンデンサＣ１のバイアス電圧は、抵抗Ｒ１との関係で定義される時定数（ＲＣ一次遅れ回路の時定数）に従って、直流電圧源ＨＶ２と同じ５００Ｖの電圧まで上昇する。
【００７５】
その後、コントローラ２０は、半導体検出器３における半導体材料で過度のポーラリゼーションを発生させない程度の期間にわたって撮影を継続させた上で、ポーラリゼーション解消処理を開始させる。
【００７６】
ポーラリゼーション解消処理において、コントローラ２０は最初に、直流電圧源ＨＶ２に対して制御信号を出力し、直流電圧源ＨＶ２の出力電圧を逓減させ、コンデンサＣ１のバイアス電圧を低減（放電）させるようにする。
【００７７】
その後、コントローラ２０は、電圧検出部Ｄ１によりコンデンサＣ１のバイアス電圧が所定電圧（例えば、２５０Ｖである。）を下回ったことを検出すると、スイッチ素子ＳＷ３を開（遮断）状態に切り替える。直流電圧源ＨＶ２とスイッチ素子ＳＷ１とを物理的（機械的）に切り離すためである。
【００７８】
その後、コントローラ２０は、スイッチ素子ＳＷ１を閉（通電）状態に切り替え、何れの抵抗を介することもなくコンデンサＣ１を直接接地させ、コンデンサＣ１のバイアス電圧をゼロまで低減（放電）させるようにする。
【００７９】
このとき、コンデンサＣ１からの放電電流は急増するものの、コンデンサＣ１のバイアス電圧が既に所定電圧未満となっているため、増幅アンプＡＭＰに悪影響を及ぼすほどには増大しない。
【００８０】
その後、コントローラ２０は、直流電圧源ＨＶ２に対して制御信号を出力し、直流電圧源ＨＶ２の出力を元の５００Ｖにまで増大させるようにする。コンデンサＣ１の次回の充電に備えるためである。
【００８１】
その後、コントローラ２０は、ポーラリゼーションを解消するのに十分な時間（例えば、０．４秒間である。）が経過するまで、スイッチ素子ＳＷ１及びＳＷ３をそれぞれ閉（通電）状態及び開（遮断）状態とし、ポーラリゼーションを解消するのに十分な時間が経過した時点で、スイッチ素子ＳＷ１を開（遮断）状態に切り替えてポーラリゼーション解消処理を終了させる。
【００８２】
その後、コントローラ２０は、スイッチ素子ＳＷ３を閉（通電）状態に切り替え、抵抗Ｒ１との関係で定義される時定数（ＲＣ一次遅れ回路の時定数）に従ってコンデンサＣ１のバイアス電圧を再び５００Ｖまで上昇（充電）させ、以後、上述の処理を繰り返すようにする。
【００８３】
以上の構成により、バイアス印加回路Ｅ３は、何れの抵抗を介することもなくコンデンサＣ１を直接接地させて放電させる前にスイッチ素子ＳＷ３を開（遮断）状態に切り替えて可変直流電圧源ＨＶ２を物理的（機械的）に切り離すので、ポーラリゼーション解消処理による可変直流電圧源ＨＶ２への悪影響を確実に防止しながら半導体検出器３におけるポーラリゼーションを解消することができる。
【００８４】
また、バイアス印加回路Ｅ３は、スイッチ素子ＳＷ３を閉（通電）状態にする前にスイッチ素子ＳＷ１を開（遮断）状態に切り替えて接地を物理的（機械的）に切り離すので、ポーラリゼーション解消処理のための素子（スイッチ素子ＳＷ１）による直流電圧源ＨＶ２への悪影響を確実に防止しながらコンデンサＣ１を充電することができる。
【００８５】
また、バイアス印加回路Ｅ３は、予め登録された固定タイミングでスイッチ素子ＳＷ１を閉（通電）状態に切り替えるのではなく、電圧検出部Ｄ１によりコンデンサＣ１に掛かるバイアス電圧が所定圧に達したことを検出した上でスイッチ素子ＳＷ１を閉（通電）状態に切り替えるようにするので、経年劣化や環境温度の変化に応じてコンデンサＣ１の放電特性が変化した場合であってもその放電特性の変化に応じてスイッチ素子ＳＷ１の開（遮断）状態から閉（通電）状態への切り替えタイミングを柔軟且つ適切に適応させることができ、過大な放電電流を発生させて増幅アンプＡＭＰに悪影響を及ぼしてしまうこともなく、ポーラリゼーションを解消することができる。
【００８６】
また、バイアス印加回路Ｅ３は、可変直流電圧源ＨＶ２の出力を所定電圧まで逓減させた後、何れの抵抗をも介することなくコンデンサＣ１を直接接地させて放電させるので、コンデンサＣ１におけるバイアス電圧の過大な変動、及び、コンデンサＣ１からの過大な放電電流の発生を防止し、増幅アンプＡＭＰを保護することができる。
【００８７】
次に、図８を参照しながら、本発明に係るＰＥＴ装置の別の実施例について説明する。なお、図８は、ＰＥＴ装置２００におけるバイアス印加回路（図３におけるバイアス印加回路Ｅ１と同じバイアス印加回路であり、参照符号Ｅ１をそのまま用いることとする。）の回路図であり、一つのバイアス印加回路Ｅ１が複数の半導体検出器３−１〜３−ｎ（ｎは、ゼロを除く自然数である。）に接続され多チャンネル化された点で、一つのバイアス印加回路Ｅ１が一つの半導体検出器３に接続されるＰＥＴ装置１００と相違するが、その他の点でＰＥＴ装置１００と共通する。
【００８８】
図８に示す構成により、ＰＥＴ装置２００は、一つのバイアス印加回路Ｅ１で複数の半導体検出器３−１〜３−ｎに対するポーラリゼーション解消処理を一括して実施することが可能であり、半導体検出器３のそれぞれに対応するバイアス印加回路Ｅ１を備えるＰＥＴ装置１００に比べて、スイッチ素子、コンデンサ、抵抗等の構成部品の数を大幅に削減することができる。
【００８９】
なお、この構成は、バイアス印加回路としてバイアス印加回路Ｅ２又はＥ３を利用する場合であっても同様に適用可能である。
【００９０】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００９１】
例えば、上述の実施例において、制御部１又はコントローラ２０は、ポーラリゼーション解消処理の際にスイッチ素子ＳＷ３を開（遮断）状態にして、直流電圧源ＨＶ１又はＨＶ２と半導体検出器３又は増幅アンプＡＭＰ等の電圧源以外の部分とを物理的（機械的）に切り離すようにするが、電圧検出部Ｄ１等の出力に基づいて直流電圧源ＨＶ１又はＨＶ２で異常が発生したこと、或いは、電圧源以外の部分で異常が発生したことを検知した場合に、スイッチ素子ＳＷ３を開（遮断）状態にして直流電圧源ＨＶ１又はＨＶ２と電圧源以外の部分とを物理的（機械的）に切り離すようにしてもよい。異常のない部分を確実に保護するためである。
【００９２】
また、本実施例において、バイアス印加回路Ｅ１〜Ｅ３は、ＰＥＴ装置１００、２００の半導体検出器におけるポーラリゼーションを解消させるために利用されるが、ＣＴ(Computerized Tomography)装置、ＰＥＴ−ＣＴ装置、ＰＥＴ−ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、又は放射線モニタ装置等の半導体検出器を備えた他の放射線検出装置におけるポーラリゼーションを解消させるために利用されてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１      制御部
２      入力部
３、３−１〜３−ｎ  半導体検出器
４      表示部
５      撮影範囲変更部
１０    画像処理手段
２０    コントローラ
３０    固定式ガントリ
５０    可動式ベッド
１００、２００  ＰＥＴ装置
ＡＭＰ、ＡＭＰ１〜ＡＭＰｎ  増幅アンプ
Ｃ１    コンデンサ
Ｄ１    電圧検出部
Ｅ１〜Ｅ３  バイアス印加回路
ＨＶ１、ＨＶ２  直流電圧源
Ｌ１    コイル
Ｒ１〜Ｒ３  抵抗
ＳＷ１〜ＳＷ３  スイッチ素子
【図１】
2010230408.tif 000003
【図２】
2010230408.tif 000004
【図３】
2010230408.tif 000005
【図４】
2010230408.tif 000006
【図５】
2010230408.tif 000007
【図６】
2010230408.tif 000008
【図７】
2010230408.tif 000009
【図８】
2010230408.tif 000010