(57)【要約】【課題】  デポラリゼーション中における誤認等を防止することのできる断層撮影装置を提供することを課題とする。【解決手段】  被検体から放出される放射線を検出して得る測定データに基づき被検体の断層画像を再生成する断層撮影装置において、放射線検出器における放射線の検出度合に応じて、放射能の有無を表す放射能有無信号を出力する放射能有無信号出力部と、放射線検出器のデポラリゼーションを実行するための実行指令を出力するデポラリゼーション実行指令部と、デポラリゼーション実行指令部から実行指令が出力されると、デポラリゼーション開始直前の放射能有無信号の信号レベルを保持信号として出力する保持出力部と、放射能有無信号出力部から出力される検出信号と、保持出力部から出力される保持信号の論理和を出力する論理和出力部と、放射線の測定中であることを報知する報知信号として、論理和出力部の出力を報知する報知部とを含む。【選択図】図１
2010185676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体から放出される放射線を放射線検出器で検出して得る測定データに基づき前記被検体の断層画像を再生成する断層撮影装置において、
前記放射線検出器における放射線の検出度合に応じて、放射能の有無を表す放射能有無信号を出力する放射能有無信号出力部と、
前記放射線検出器のデポラリゼーションを実行するための実行指令を出力するデポラリゼーション実行指令部と、
前記デポラリゼーション実行指令部から実行指令が出力されると、デポラリゼーション開始直前の前記放射能有無信号の信号レベルを保持信号として出力する保持出力部と、
前記放射能有無信号出力部から出力される検出信号と、前記保持出力部から出力される保持信号の論理和を出力する論理和出力部と、
放射線の測定中であることを報知する報知信号として、前記論理和出力部の出力を報知する報知部と
を含む、断層撮影装置。
【請求項２】
前記放射能有無信号出力部は、前記放射線検出部で検出される放射線の数をカウントするカウンタであり、単位時間あたりのカウント数が閾値以上である場合に、放射能ありを示す信号レベルの放射能有無信号を出力し、単位時間あたりのカウント数が閾値未満である場合に、放射能なしを示す信号レベルの放射能有無信号を出力する、請求項１に記載の断層撮影装置。
【請求項３】
前記保持出力部は、前記デポラリゼーションが実行されている間は、前記保持信号を出力する、請求項１又は２に記載の断層撮影装置。
【請求項４】
前記報知部は、前記論理和出力部の出力を報知灯、報知音、又は報知画像として報知する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内にある放射性同位元素から放出されるガンマ線を検出することによって断層撮影を行う断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体（被検体）の内部の情報を得るために断層撮影装置が広く用いられるようになってきた。中でも、ポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）装置は、被検体内の機能情報の精密情報が得られるため、近年、さかんに用いられている。ＰＥＴ装置で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である。
（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１９０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＰＥＴ装置、特に、半導体素子を検出素子として用いた半導体ＰＥＴ装置においては、放射線の測定中にデポラリゼーションを定期的に行う必要がある。このデポラリゼーションとは、放射線検出器に含まれる半導体素子の性能劣化をリセットするための処理であり、例えば、１０分〜数１０分毎に数秒程度行われる。デポラリゼーションが行われている間は、放射能の検出は行われない。
【０００５】
断層撮影装置は、放射能を扱うため、放射線の測定中に加えて、デポラリゼーション中においても、オペレータの誤認を未然に防げるように構成されることが求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、デポラリゼーション中における誤認等を防止することのできる断層撮影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】
【０００７】
本発明の一局面の断層撮影装置は、被検体から放出される放射線を放射線検出器で検出して得る測定データに基づき前記被検体の断層画像を再生成する断層撮影装置において、前記放射線検出器における放射線の検出度合に応じて、放射能の有無を表す放射能有無信号を出力する放射能有無信号出力部と、前記放射線検出器のデポラリゼーションを実行するための実行指令を出力するデポラリゼーション実行指令部と、前記デポラリゼーション実行指令部から実行指令が出力されると、デポラリゼーション開始直前の前記放射能有無信号の信号レベルを保持信号として出力する保持出力部と、前記放射能有無信号出力部から出力される検出信号と、前記保持出力部から出力される保持信号の論理和を出力する論理和出力部と、放射線の測定中であることを報知する報知信号として、前記論理和出力部の出力を報知する報知部とを含む。
【０００８】
また、前記放射能有無信号出力部は、前記放射線検出部で検出される放射線の数をカウントするカウンタであり、単位時間あたりのカウント数が閾値以上である場合に、放射能ありを示す信号レベルの放射能有無信号を出力し、単位時間あたりのカウント数が閾値未満である場合に、放射能なしを示す信号レベルの放射能有無信号を出力してもよい。
【０００９】
また、前記保持出力部は、前記デポラリゼーションが実行されている間は、前記保持信号を出力してもよい。
【００１０】
また、前記報知部は、前記論理和出力部の出力を報知灯、報知音、又は報知画像として報知してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、デポラリゼーション中における誤認等を防止することのできる断層撮影装置を提供できるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態のＰＥＴ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０の構成を示す斜視図である。
【図３】半導体検出部の概略平面図である。
【図４】半導体検出素子の動作を説明するための図である。
【図５】半導体検出部の概略正面透視図である。
【図６】本実施の形態の断層撮影装置の情報処理部１２に含まれる論理和出力部１２１、保持出力部１２２、デポラリゼーション実行指令部１２３、及びカウンタ１２４と放射線検出器１１、ＬＥＤランプ１３Ａ、デポラリゼーション実行部１７、及びバイアス電源部１８との関係を示す図である。
【図７】本実施の形態の断層撮影装置によるデポラリゼーション開始前後及び終了前後における論理和出力部１２１、保持出力部１２２、デポラリゼーション実行指令部１２３、及びカウンタ１２４の出力レベルを時系列的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の断層撮影装置を適用した実施の形態について説明する。
【００１４】
本発明の断層撮影装置は、半導体素子を用いた断層撮影装置に適用が可能であるが、ここでは、ポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）装置に適用した実施の形態について説明を行う。
【００１５】
図１は、実施の形態のＰＥＴ装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
本実施の形態のＰＥＴ装置１０は、平面視で被検体Ｓを３６０度囲むように被検体Ｓの周囲に配置され、ガンマ線を検出する放射線検出器１１と、放射線検出器１１で検出される測定データを処理し、得られた被検体Ｓの体内のポジトロン核種ＲＩの位置の画像データを再生成する情報処理部１２と、放射線検出器１１で検出された検出信号や画像データを表示等する表示部１３と、被検体Ｓや放射線検出器１１の移動等の制御を行う制御部１４と、情報処理部１２や制御部１４に指示を送る端末や画像データを出力するプリンタ等を含む入出力部１５と、デポラリゼーション実行部１７と、バイアス電源部１８と、放射線検出器１１の測定データを格納する格納部であるデータ格納部１００とを含む。
【００１７】
放射線検出器１１は、被検体Ｓの設置領域の周囲の環状の基台１６上に配設され、被検体Ｓから放射されるγ線を検出する複数の検出器である。
【００１８】
放射線検出器１１は、半導体検出部２０と検出回路３０を含み、半導体検出部２０は、ガンマ線γａ，γｂの入射面が被検体Ｓに面するように配置される。なお、予め被検体Ｓにはポジトロン核種ＲＩで標識化された検査用薬剤が導入されている。
【００１９】
半導体検出部２０は、ポジトロン核種ＲＩ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γａ、γｂを検出する。２つのガンマ線γａ、γｂは、互いに略１８０度をなして放出されるので、被検体Ｓを挟んで対向する放射線検出器１１の半導体検出部２０に入射する。ガンマ線γａ、γｂが入射した２つの半導体検出部２０の各々は、ガンマ線γａ、γｂの入射により生じる電気信号（検出信号）を検出回路３０に送出する。
【００２０】
検出回路３０は、例えば、検出信号を増幅するためのＡＳＩＣと、入射時刻および入射位置をデジタルデータとして情報処理部１２に送出するＦＰＧＡを含む。検出回路３０は、半導体検出部２０で検出される検出信号から、ガンマ線γａ、γｂが検出素子に入射した時刻（入射時刻）と入射位置を決定し、検出信号、入射時刻、及び入射位置を含む測定データを情報処理部１２に送出する。
【００２１】
情報処理部１２は、放射能の有無を表す放射能有無信号を表示部１３に供給する。情報処理部１２は、この放射能有無信号がＨレベルである場合に、表示部１３に放射線の測定中である旨の表示を行わせる。この放射線の測定中であることは、表示部１３のＬＥＤランプが点灯することによって表示される。
【００２２】
この放射能有無信号は、放射線検出器１１で検出されるガンマ線γａ、γｂの数をカウントする情報処理部１２内のカウンタから出力される信号であり、カウント数が閾値以上になった場合にＨレベルにされる信号である。単位時間あたりのカウント数の閾値は、例えば、５００００カウント／秒に設定すればよい。
【００２３】
情報処理部１２は、検出回路３０から入力される検出データに基づいてコインシデンス検出および画像再生成アルゴリズムによる画像データの再生成を行う。コインシデンス検出では、入射時刻が設定された時間幅以下の２つの検出データがある場合に、それらの検出データを有効と判定してコインシデンス検出データとし、一方、入射時刻が一致しない検出データを無効と判定して破棄する。情報処理部１２は、コインシデンス測定データをデータ格納部１００に格納する。
【００２４】
情報処理部１２は、データ格納部１００に格納されたコインシデンス測定データと、コインシデンス測定データに含まれる位置情報（入射位置の情報）を用いてサイノグラムを作成し、サイノグラム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）に基づいて画像データを再生成する。
【００２５】
表示部１３は、入出力部１５の要求に応じて再生成された断層画像データを表示する。この表示部１３は、再生成された断層画像を表示する液晶部と、放射線の測定中であることを示すＬＥＤランプとを含む。このＬＥＤランプは、点灯することにより、断層撮影装置のオペレータに放射線の測定中であることを報知する報知部である。ここで、放射線の測定中とは、放射線検出器１１で実際に放射線を検出しているか否かではなく、放射線検出器１１の電源がオンにされ、かつ、上述した閾値以上の放射能が被検体Ｓ内に存在する状態であることをいう。
【００２６】
なお、コインシデンス検出および画像再生成アルゴリズムは上述した事項に限定されず、公知の事項を用いることができる。
【００２７】
デポラリゼーション実行部１７は、放射線検出器１１のデポラリゼーションを実行する際に、放射線検出器１１にバイアス電源部１８からデポラリゼーション用の電力を供給する。
【００２８】
バイアス電源部１８は、放射線検出器１１に含まれる半導体検出部２０内の半導体検出素子で放射線を検出する際に、半導体素子に印加するバイアス電圧を供給するための電源である。なお、デポラリゼーションの実行中は、バイアス電源部１８から放射線検出器１１への電力供給はデポラリゼーション実行部１７によって停止される。
【００２９】
また、本実施の形態の撮像装置は、デポラリゼーションを所定時間（例えば１５分）毎に、数秒間（例えば２秒間）行う。デポラリゼーション中は、放射線検出器１１への検出用の電圧供給を絶ち、放射線検出器１１で放射線を検出しないため、検出信号は出力されない。しかしながら、本実施の形態の断層撮影装置では、デポラリゼーションの開始直前に放射線が上述の閾値以上検出されていた場合には、デポラリゼーション中に、情報処理部１２がデポラリゼーション開始直前の放射能有無信号のＨレベルを保持し、この保持した信号レベルで表示部１３のＬＥＤランプを点灯させる。このため、デポラリゼーションの開始直前に放射線が上述の閾値以上検出されていた場合には、デポラリゼーション中も、放射能有無信号の信号レベル（Ｈレベル）は保持される。この処理については後述する。
【００３０】
データ格納部１００は、放射線検出器１１内の半導体検出部２０に含まれる検出素子で検出される測定データ（コインシデンス測定データ）を格納する格納部である。データ格納部１００は、放射線検出器１１内の半導体検出部２０に含まれる検出素子の識別番号と測定データとを関連付けて格納する。検出素子の識別番号は、検出素子の位置情報と関連付けられているため、データ格納部１００に格納される測定データは、検出素子の位置情報と関連付けられている。
【００３１】
以上の構成および動作により、ＰＥＴ装置１０は、被検体Ｓの体内に選択的に位置するポジトロン核種ＲＩからのガンマ線を検出し、サイノグラムの作成を経て、ポジトロン核種ＲＩの分布状態の画像データを再生成する。なお、本実施の形態に係るＰＥＴ装置１０は、放射線検出器１１に主な特徴がある。以下、放射線検出器１１を詳しく説明する。
【００３２】
ＰＥＴ装置１０の放射線検出器１１1〜１１8は、被検体Ｓの周囲に３６０度に亘って配置される。各々の放射線検出器１１1〜１１8には、被検体Ｓ側に半導体検出部２０が設けられている。ここで、被検体Ｓの体軸方向（紙面を貫く方向）をＺ軸方向（紙面裏側から表側に向かう方向が＋Ｚ方向、紙面表側から裏側に向かう方向が−Ｚ方向）とする。
【００３３】
また、放射線検出器１１1の半導体検出部２０の幅方向を＋ｘ方向とするｘ軸をとり、放射線検出器１１1の半導体検出部２０の奥行き方向を＋ｙ方向とするｙ軸をとる。
【００３４】
ここで、放射線検出器１１は、被検体Ｓに対して相対的にＺ軸方向に移動可能としてもよい。なお、図１において８個の放射線検出器１１1〜１１8が示されているがこれらの数は一例に過ぎず、放射線検出器の数は適宜選択される。
【００３５】
図２は、放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０の構成を示す斜視図であり、ガンマ線の略入射側から半導体検出部を見た図である。図３は、半導体検出部の模式的平面図である。図４は、半導体検出素子の動作を説明するための図である。
【００３６】
図２〜図４を参照するに、半導体検出部２０は、配線基板２１と、配線基板２１上に配置された２つの半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂと、半導体検出部２０の出力を検出回路（図１に示す検出回路３０）に送出するためのコネクタ２９等を含む。半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂは、各々、略平板状の半導体結晶体２４のＺ軸方向に垂直な２つの面に、第１電極２５および第２電極２６が設けられてなる。半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂは、各々、第２電極２６側の面にＹ軸方向に沿って形成された溝部２４ｂによって半導体結晶体２４がＸ軸方向に互いに区切られてなる半導体検出素子２３1〜２３6と、半導体検出素子２３1〜２３6の配列方向の両側（Ｘ軸方向外側）に設けられたガード部材２８ａ，２８ｂ等を含む。半導体結晶体２４とガード部材２８ａ，２８ｂとは同一材料からなり一体化されている。なお、図２および図３では、隣接する半導体検出素子２３1〜２３6間に、破線あるいは実線で区切り位置を示しているが、区切り位置は溝部のＸ軸方向の中央を通り、かつＹ軸方向に沿って延びている。半導体検出素子２３1〜２３6の間隔は、隣接する区切り位置間の距離に相当する。
【００３７】
なお、図２では、放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０内の半導体検出素子２３1〜２３6が配列されている方向を配列方向（Ｘ軸方向）、２つの半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂが配列される方向を奥行き方向（Ｙ軸方向）、配線基板２１と半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂとが積層される方向を積層方向（Ｚ軸方向）と称する。また、ここでは、半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂの各々の半導体検出素子２３1〜２３6の数を６個としているが、２個以上であればその数に特に制限はない。
【００３８】
また、図２には、放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０が配線基板２１に搭載されている状態を示すが、放射線検出器１１２〜１１８に含まれる半導体検出部２０も同一の配線基板２１に搭載されている。
【００３９】
各々の半導体検出素子２３1〜２３6は、それぞれ、半導体結晶体２４と、半導体結晶体２４の上面に形成された第１電極部２５と下面に形成された第２電極部２６を含む。
【００４０】
半導体結晶体２４は、その材料としては、例えば、エネルギーが５１１ｋｅＶのガンマ線に有感なテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、Ｃｄ1-xＺｎxＴｅ（ＣＺＴ）、臭化タリウム（ＴｌＢｒ）、シリコンなどが挙げられる。また、これらの材料には導電性等を制御するためのドーパントが含まれていてもよい。
【００４１】
また、半導体結晶体２４は、半導体検出素子２３1〜２３6のいずれのものも、幅、奥行き、および幅がそれぞれ同等に設定されている。半導体結晶体２４は、例えば、幅（Ｘ軸方向）が１．２ｍｍ、奥行き（Ｙ軸方向）が５ｍｍ、厚さが約１ｍｍの寸法を有する。なお、半導体結晶体２４は、半導体の結晶成長法であるブリッジマン法や、移動加熱法を用いて半導体結晶を形成し、所定の結晶方位に切出される。
【００４２】
第１電極２５は、半導体結晶体２４の上面を略覆う導電膜である。第１電極２５には負のバイアス電圧Ｖｂが印加され、カソードとなっている。半導体結晶体２４がＣｄＴｅで構成される場合は第１電極２５には例えばＰｔが用いられる。バイアス電圧Ｖbは、直流電圧で例えば−６０Ｖ〜−１０００Ｖに設定される。なお、第１電極２５は、６つの半導体結晶体２４の上面全体に亘って連続して形成されている。但し、第１電極２５は、ガード部材２８ａ，２８ｂの上面を覆っているが、これは必須ではない。なお、バイアス電圧は、配線基板２１の外部から配線パターン３６およびワイヤ配線３５を介して供給される。
【００４３】
第２電極２６は、半導体結晶体２４の溝部２４ｂと溝部２４ｂとの間の下面を略覆う導電膜を含む。第２電極２６はアノードとして機能する。なお、第２電極２６側の半導体結晶体２４中にはＩｎ（インジウム）が注入されている。半導体結晶体２４がＣｄＴｅで構成される場合は、第２電極２６に例えばＡｕが用いられる。第２電極２６は半導体検出素子２３1〜２３6のそれぞれに設けられており、互いに隣接する第２電極２６同士は電気的に絶縁されている。第２電極２６は、導電性接着層２７およびパッド電極３２を介して配線基板２１に設けられた配線パターン（不図示）を介してコネクタ２９と電気的に接続される。
【００４４】
なお、第２電極２５は、ガード部材２８ａ，２８ｂの下面にも形成されており、導電性接着層２７およびパッド電極３２を介して接地されている。このようにすることで、ガード部材２８ａ，２８ｂに入射したガンマ線により生じた電子正孔対を接地電位に流すことで、検出信号に雑音として混入することを回避できる。なお。このガード部材２８ａ，２８ｂの下面の構造は必須ではなく、ガード部材を半導体結晶体以外の材料を用いた場合は設けなくともよい。
【００４５】
導電性接着層２７は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、およびこれらの合金から選択される金属粉やカーボンフィラーと、樹脂製の導電性接着剤で構成され、例えば、導電性ペーストや異方性接着剤を用いることができる。
【００４６】
図４に示すように、半導体検出素子２３は、半導体結晶体２４にガンマ線γが入射すると、ガンマ線のエネルギーに応じた数の電子正孔対が生成される。半導体結晶体２４には、第２電極２６から第１電極２５の方向に電界が印加されているので正孔は第１電極２５に引きつけられ、電子は第２電極２６に引きつけられる。これにより検出信号が生じ検出回路に送出される。なお、ガンマ線γが半導体結晶体２４に入射しても電子正孔対の生成は確率的であり、半導体結晶体２４中で電子正孔対の生成が行われず、突き抜けてしまう場合もある。
【００４７】
図２および図３に戻り、ガード部材２８ａ，２８ｂは、半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂの配列方向の両端部に設けられ、半導体検出素子２３1および２３6の外側面を保護する。ガード部材２８ａ，２８ｂの材料は第１電極２５と第２電極２６とを電気的に導通させない材料であれば特に限定されないが、製造工程における加熱によって熱膨張係数差により生じる応力による悪影響を回避できる点で、半導体結晶体２４と同一材料を含むことが好ましい。さらに、ガード部材２８ａ，２８ｂは、半導体結晶体２４と連続した同一結晶板から形成されてなることがとりわけ好ましい。これにより、ガード部材２８ａ，２８ｂを半導体結晶体２４に接着する必要がなく、ガード部材２８ａ，２８ｂの形成工程を簡略化できる。但し、ガード部材２８ａと半導体検出素子２３1との間、およびガード部材２８ｂと半導体検出素子２３6との間には、溝部２４ｃを形成することが好ましい。これによりガード部材２８ａ，２８ｂに入射したガンマ線によって生じた電子正孔対が隣接する半導体検出素子２３1，２３6の第２電極２６に流れ込むことを回避できる。なお、溝部２４ｃは、溝部２４ｂと同等の形状に形成すればよい。また、ガード部材２８ａ，２８ｂの幅は、後ほど詳述するが半導体検出素子２３1〜２３6の間隔に基づく所定の幅に設定される。
【００４８】
２つの半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂは、いずれも上述した構造を有しているが、図３に示すように配線基板２１上の配置が異なっている。以下、ガンマ線γが入射する側に配置された半導体検出素子アレイを第１半導体検出素子アレイ２２ａ、奥側に配置された半導体検出素子アレイを第２半導体検出素子アレイ２２ｂと呼ぶ。但し両者の区別が不要な場合は単に半導体検出素子アレイ２２ａ，２２ｂと呼ぶ。
【００４９】
第１半導体検出素子アレイ２２ａおよび第２半導体検出素子アレイ２２ｂは、互いの半導体検出素子の位置関係に特徴がある。第１半導体検出素子アレイ２２ａおよび第２半導体検出素子アレイ２２ｂのいずれも配列方向（Ｘ軸方向）にそれぞれ所定の間隔ＰＴで配置されている。さらに、第１半導体検出素子アレイ２２ａの半導体検出素子２３1の紙面左側面２３1aは、基準線Ｘａ−Ｘａから間隔ＰＴだけ離隔した位置に配置されている。他方、第２半導体検出素子アレイ２２ａの半導体検出素子２３1の紙面左側面２３1bは、基準線Ｘａ−Ｘａから間隔ＰＴ／２だけ離隔した位置に配置されている。このようにして、第１半導体検出素子アレイ２２ａの半導体検出素子２３1〜２３6の各々と、第２半導体検出素子アレイ２２ｂの半導体検出素子２３1〜２３6の各々とは、互いに配列方向にＰＴ／２だけ変位して配置される。
【００５０】
また、第１半導体検出素子アレイ２２ａの紙面左端のガード部材２８ａは間隔ＰＴと同等の幅に設定され、紙面右端のガード部材２８ｂは間隔ＰＴの１／２に設定される。他方、第２半導体検出素子アレイ２２ｂの紙面左端のガード部材２８ｂは間隔ＰＴの１／２に設定され、紙面右端のガード部材２８ａは間隔ＰＴに設定される。このようにガード部材２８ａ，２８ｂを設けることにより、半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂの幅（配列方向の長さ）を互いに同等とする。そして、半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂはその紙面左端が基準線Ｘａ−Ｘａに一致するように配置される。このようにすることで、半導体検出部２０の組立工程において、２つの半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂを配置する際に、それぞれの半導体検出素子２３1〜２３6を上述した位置関係になるようにする位置決めが飛躍的に容易になる。なお、このようにガード部材２８ａ、２８ｂは設ける方が好ましいが、本発明に必須のものではない。
【００５１】
なお、上記では、半導体検出素子アレイ２２ａ、２２ｂの紙面左端の端部で位置決めを行ったが、紙面右端の基準線Ｘb−Ｘbで位置決めを同様に行ってもよい。
【００５２】
このように、第１半導体検出素子アレイ２２ａおよび第２半導体検出素子アレイ２２ｂは、半導体検出素子２３1〜２３6の間隔ＰＴの１／２だけ配列方向にずらして、かつ奥行き方向に配列されることにより、半導体検出部２０は、その視野中央（すなわち、半導体検出部２０の略正面から入射するガンマ線）の空間分解能が、半導体検出素子アレイを一つだけ設けた場合の視野中央の空間分解能よりも向上する。その向上の程度は、半導体検出部２０の視野中央の空間分解能は、半導体検出素子の幅を１／２に設定したときの視野中央の空間分解能に略同等となる。
【００５３】
さらに、第１半導体検出素子アレイ２２ａおよび第２半導体検出素子アレイ２２ｂはそれぞれ奥行き方向（Ｙ軸方向）に配列され、各々の半導体検出素子アレイ２２ａ、２２ｂは、半導体検出素子アレイを一個だけ設けてその半導体検出素子の奥行きを半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂの奥行きの和と同等に設定した場合よりも短小化されている。これにより、先の図２（Ｂ）において説明したように、半導体検出部２０の視野周辺部での空間分解能を向上できる。
【００５４】
さらに、半導体検出部２０の検出効率は、半導体検出素子アレイを一個だけ設けてその半導体検出素子の奥行きを半導体検出素子アレイ２２ａおよび２２ｂの奥行きの和と同等に設定した場合と同様となるので、検出効率を維持できる。これらの点については後述するシミュレーションによって示すが、以下、その効果を簡単に説明する。
【００５５】
図５は、半導体検出部の概略正面透視図である。なお、図５中、第１電極、第２電極、および導電性接着層の図示を省略している。
【００５６】
図５を参照するに、半導体検出部２０をその正面（ガンマ線の入射側）から透視すると、第１半導体検出素子アレイ２２ａの半導体検出素子２３1〜２３6と第２半導体検出素子アレイ２２ｂの半導体検出素子２３1〜２３6とが互いに重なり、あたかも間隔ＰＴの１／２の半導体検出素子が一列に配列して形成されているように見える。ガンマ線は、第１半導体検出素子アレイ２２ａで電子正孔対を生成するものと、第１半導体検出素子アレイ２２ａを透過して第２半導体検出素子アレイ２２ｂで電子正孔対を生成するものとが確率的に存在する。そのため、ガンマ線にとって、半導体検出素子アレイ２２ａ、２２ｂは、図５の透視図のように、１／２の半導体検出素子が一列に配列して形成されているのと略同等となる。このことから、半導体検出部２０は、その視野中央の空間分解能が、半導体検出素子の間隔ＰＴの１／２に設定したときの空間分解能に近づくことが十分推察される。さらにこのことは、半導体検出部２０の視野周辺部の空間分解能の向上にも寄与すると推察される。
【００５７】
なお、ここでは、放射線検出器１１1に含まれる半導体検出部２０内の半導体検出素子２３1〜２３6について説明したが、放射線検出器１１２〜１１８の位置も既知であるため、同様に考えることができる。
【００５８】
図６は、本実施の形態の断層撮影装置の情報処理部１２に含まれる論理和出力部１２１、保持出力部１２２、デポラリゼーション実行指令部１２３、及びカウンタ１２４と放射線検出器１１、ＬＥＤランプ１３Ａ、デポラリゼーション実行部１７、及びバイアス電源部１８との関係を示す図である。ＬＥＤランプ１３Ａは、表示部１３に含まれ、放射線の測定中であることを報知する報知部である。
【００５９】
デポラリゼーション実行部１７は、後述するデポラリゼーション実行指令部１２３から実行指令が入力されると、デポラリゼーションを実行すべく、バイアス電源部１８から放射線検出器１１への電力供給を停止する。なお、デポラリゼーション実行部１７は、デポラリゼーションの実行中は、放射線検出器１１２〜１１８に含まれる半導体検出部２０内の各半導体検出素子を接地する。
【００６０】
バイアス電源部１８は、放射線検出器１１２〜１１８に含まれる半導体検出部２０内の半導体検出素子で放射線を検出する際に、各半導体素子に印加するバイアス電圧を供給するための電源である。このため、上述のように、デポラリゼーションの実行中は、バイアス電源部１８から放射線検出器１１への電力供給は停止される。
【００６１】
情報処理部１２は、論理和出力部１２１、保持出力部１２２、デポラリゼーション実行指令部１２３、及びカウンタ１２４を含む。ここで、情報処理部１２は、上述のようにデータ格納部１００に格納された測定データに基づいてサイノグラムを生成し、サイノグラムに基づいて断層画像を再生成する機能を有するため、図６に示す機能ブロック以外の機能ブロックも含むが、説明の便宜上、図６には、デポラリゼーションを実行している間に放射能有無信号の信号レベルを保持する処理に関係する機能ブロックのみを示す。
【００６２】
論理和出力部１２１は、一方の入力端にカウンタ１２４の出力端が接続され、他方の入力端に保持出力部１２２の出力端が接続される。またこの論理和出力部１２１の出力端は、ＬＥＤランプ１３Ａに接続される。ＬＥＤランプ１３Ａは、論理和出力部１２１の出力に応じて点灯される。
【００６３】
保持出力部１２２は、入力端がカウンタ１２４に接続され、出力端が論理和出力部１２１の他方の入力端に接続される。保持出力部１２２は、デポラリゼーション実行指令部１２３からデポラリゼーションを実行するための実行指令が入力されると、開始直前のカウンタ１２４の出力（放射能有無信号）の信号レベルを保持する。すなわち、デポラリゼーション開始直前に、カウンタ１２４から出力される放射能有無信号が放射線を閾値以上検出していることを示すＨレベルである場合は、保持出力部１２２は、デポラリゼーションが行われている間は、Ｈレベルの信号を保持して出力する。一方、デポラリゼーション開始直前に、カウンタ１２４から出力される放射能有無信号が放射線の検出数が閾値未満であることを示すＬレベルである場合は、保持出力部１２２は、Ｌレベルの信号を保持して出力する。
【００６４】
デポラリゼーション実行司令部１２３は、所定時間（例えば１５分）毎に、デポラリゼーションを実行するための実行指令をデポラリゼーション実行部１７に供給する。
【００６５】
デポラリゼーション実行部１７は、放射線検出器１１のデポラリゼーションを所定時間（例えば１５分）毎に、数秒間（例えば２秒間）実行する。このデポラリゼーションが行われている間は、デポラリゼーション実行部１７によってバイアス電源部１８から放射線検出器１１（に含まれる各半導体素子）への電力供給は停止される。従って、デポラリゼーションが行われている間は、放射線検出器１１は放射線の検出を行わない。
【００６６】
カウンタ１２４は、放射線検出器１１における放射線の検出度合に応じて、放射能の有無を表す放射能有無信号を出力する放射能有無信号出力部である。本実施の形態では、カウンタ１２４は、放射線検出器１１で検出されるガンマ線γａ、γｂの数をカウントし、カウント数が閾値以上であればＨレベルの信号を出力し、カウント数が閾値未満であればＬレベルの信号を出力する。このカウンタ１２４の出力は、放射能のあり（Ｈレベル）／なし（Ｌレベル）を表す放射能有無信号である。このカウント数の閾値は、例えば、５００００カウント／秒に設定すればよい。
【００６７】
なお、図６には、放射線検出器１１を１つのみ示すが、実際には図１に示すように複数あり、すべての放射線検出器１１で同時に放射線の検出が行われるため、カウンタ１２４では、すべての放射線検出器１１（すなわち、図１に示す放射線検出器１１１〜１１６）で検出される放射線の数をカウントするように構成すればよい。
【００６８】
また、本実施の形態では、放射線検出器１１における放射線の検出度合として放射線の検出数をカウントし、単位時間あたりのカウント値に応じてＨレベル又はＬレベルの放射能有無信号を出力するカウンタ１２４を放射能有無信号出力部として用いる形態について説明するが、放射線の検出度合に応じて放射能の有無を表す放射能有無信号を出力できるのであれば、カウンタ以外のものを放射能有無信号出力部として用いてもよい。
【００６９】
図７は、本実施の形態の断層撮影装置によるデポラリゼーション開始前後及び終了前後における論理和出力部１２１、保持出力部１２２、デポラリゼーション実行指令部１２３、及びカウンタ１２４の出力レベルを時系列的に示す図である。
【００７０】
この図７に示す各信号の立ち上がり／立ち下がりは、例えば、数μ秒〜数ミリ秒というごく短い時間に行われるものである。
【００７１】
時刻ｔ＝ｔ０では、デポラリゼーションは行われていないため、デポラリゼーション実行指令部１２３の出力はＬレベル（ＯＦＦ）である。そして、このとき放射線は検出されておらず、カウンタ１２４から出力される放射能有無信号はＬレベル、保持出力部１２２の出力はＬレベル、論理和出力部１２１の出力はＬレベルである。
【００７２】
時刻ｔ＝ｔ１において、放射線検出器１１が検出する放射線の数が閾値以上になることにより、カウンタ１２４から出力される放射能有無信号の信号レベルがＨレベルになると、論理和出力部１２１の出力は、時刻ｔ＝ｔ２においてＨレベルになる。
【００７３】
時刻ｔ＝ｔ３において、デポラリゼーション実行指令部１２３がデポラリゼーションを実行することにより、デポラリゼーション実行指令部１２３の出力がＨレベルになると、放射線検出器１１は放射線を検出しない状態にされるため、時刻ｔ＝ｔ４において放射能有無信号がＬレベルになる。
【００７４】
また、この時刻ｔ＝ｔ４では、保持出力部１２２がデポラリゼーション開始直前（時刻ｔ＝ｔ３の直前）の放射能有無信号の信号レベルであるＨレベルを保持する。この放射能有無信号の信号レベルは、デポラリゼーションが行われている間、保持される。
【００７５】
このため、時刻ｔ＝ｔ４では、放射能有無信号がＬレベルになるが、保持出力部１２２の出力がＨレベルに保持されるため、論理和出力部１２１の出力は、ｔ＝ｔ４の前後を通じてＨレベルに保持される。これにより、ＬＥＤランプ１３Ａは点灯したままとなり、断層撮影装置のオペレータが測定の中止や測定の再実行を行ったり、あるいは、装置の異常発生であると誤認を生じることを防止することができる。
【００７６】
時刻ｔ＝ｔ５において、デポラリゼーション実行指令部１２３がデポラリゼーションを終了することにより、デポラリゼーション実行指令部１２３の出力がＬレベルになると、放射線検出器１１による放射線の検出が再開される。
【００７７】
時刻ｔ＝ｔ６では、時刻ｔ＝ｔ５でデポラリゼーションが終了したことにより、保持出力部１２２は検出信号のＨレベルへの保持を解除するため、保持出力部１２２の出力はＬレベルになる。また、このとき放射線検出器１１で検出される放射線の数が閾値以上になり、カウンタ１２４から出力される放射能有無信号の信号レベルがＨレベルになる。
【００７８】
このように、時刻ｔ＝ｔ６で保持出力部１２２の出力はＬレベルになっても、放射能有無信号の信号レベルがＨレベルに復帰しているため、論理和出力部１２１の出力は、時刻ｔ＝ｔ５〜ｔ６の前後を通じて、Ｈレベルに保持される。
【００７９】
このように、本実施の形態の断層撮影装置によれば、デポラリゼーションを行っている間においても、デポラリゼーションが行われている間は、保持出力部１２２によって放射能有無信号の信号レベルがＨレベルに保持されるので、放射線の測定中であることを示すＬＥＤランプ１３Ａを点灯させ続けることができる。このため、断層撮影装置のオペレータが測定の中止や測定の再実行を行ったり、あるいは、装置の異常発生であると誤認を生じることを防止することができる。
【００８０】
また、以上では、ＬＥＤランプ１３Ａによって、放射線検出状態であることをオペレータに報知する形態について説明したが、ＬＥＤランプ以外のランプを用いてもよく、また、ブザー等の報知音を表示部１３に含まれるスピーカから出力してもよく、あるいは、放射線測定中であることを表示部１３に含まれるモニタに表示するようにしてもよい。
【００８１】
また、以上では、測定データに基づいてサイノグラムを作成し、サイノグラムに基づいて断層画像を再生成する形態について説明したが、断層画像を得るためのプロセスで必ずしもサイノグラムを作成する必要はなく、サイノグラム以外の２値データで表すバイナリデータを測定データに基づいて作成してもよい。
【００８２】
なお、本実施の形態では、ＰＥＴ装置を例に説明したが、本発明は、半導体素子を用いることによりポラリゼーションが生じる可能性があるＳＰＥＣＴ（単一光子放射形コンピュータ断層撮影）装置や、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置にも適用できる。
【００８３】
以上、本発明の例示的な実施の形態の断層撮影装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１０  ＰＥＴ装置
１１、１１1〜１１8  放射線検出器
１２  情報処理部
１３  表示部
１３Ａ  ＬＥＤランプ
１４  制御部
１５ 入出力部
１６  基台
１７  デポラリゼーション実行部
１８  バイアス電源部
２０、４０、５０  半導体検出部
２１  配線基板
２２、２２1〜２２n  半導体検出素子アレイ
２２ａ  第１半導体検出素子アレイ
２２ｂ  第２半導体検出素子アレイ
２３、２３1〜２３6  半導体検出素子
２４  半導体結晶体
２４ａ  入射面
２４ｂ、２４ｃ  溝部
２５  第１電極
２６  第２電極
２７  導電性接着層
２８ａ、２８ｂ、２８1〜２８n  ガード部材
２９  コネクタ
３０  検出回路
１００  データ格納部
１２１  論理和出力部
１２２  保持出力部
１２３  デポラリゼーション実行指令部
１２４  カウンタ
【図１】
2010185676.tif 000003
【図２】
2010185676.tif 000004
【図３】
2010185676.tif 000005
【図４】
2010185676.tif 000006
【図５】
2010185676.tif 000007
【図６】
2010185676.tif 000008
【図７】
2010185676.tif 000009