(57)【要約】  コンプトン散乱による反跳電子の飛跡によって生じる電子を検出するための複数のピクセルを含み、当該電子を検出したピクセルの位置および当該ピクセルにおいて電子を検出した時刻を特定可能な検出信号を出力する放射線検出装置と、コンプトン散乱によって生じる散乱γ線の入射位置を検出する検出モジュールとを含むコンプトンカメラとを有し、複数のコンプトンカメラが、被検体が配置される領域を取り囲むように環状に配置された検出部を備えている放射線画像形成装置が提供される。
2017057674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプトン散乱による反跳電子の飛跡によって生じる電子を検出するための複数のピクセルを含み、当該電子を検出したピクセルの位置および当該ピクセルにおいて電子を検出した時刻を特定可能な検出信号を出力する放射線検出装置と、前記コンプトン散乱によって生じる散乱γ線の入射位置を検出する検出モジュールと、を含むコンプトンカメラを有し、
複数の前記コンプトンカメラが、被検体が配置される領域を取り囲むように環状に配置された検出部を備えたことを特徴とする放射線画像形成装置。
【請求項２】
コンプトン散乱による反跳電子の飛跡によって生じる電子を検出するための複数のピクセルを含み、当該電子を検出したピクセルの位置および当該ピクセルにおいて電子を検出した時刻を特定可能な検出信号を出力する放射線検出装置と、前記コンプトン散乱によって生じる散乱γ線の入射位置を検出する検出モジュールと、を含むコンプトンカメラを有し、
複数の前記コンプトンカメラが被検体を取り囲むように環状に配置された第１の検出部と、前記第１の検出部を取り囲むように複数の前記コンプトンカメラが環状に配置された第２の検出部とを備えたことを特徴とする放射線画像形成装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記被検体を同軸状に取り囲み、軸方向に沿って複数個配設されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は、前記被検体を同軸状に取り囲み、軸方向に沿って複数個配設されていることを特徴とする請求項２に記載の放射線画像形成装置。
【請求項５】
前記放射線検出装置は、ガスが導入されるチャンバーと、前記チャンバー内に設けられた絶縁部材とを有し、
前記第１の検出部に含まれる第１の放射線検出装置と、前記第２の検出部に含まれる第２の放射線検出装置とは、前記チャンバーおよび前記絶縁部材が共有され、
前記絶縁部材の第１面には、前記第１の放射線検出装置を構成する第１のピクセル電極部が設けられ、前記絶縁部材の前記第１面とは反対側に位置する第２面には、前記第２の放射線検出装置を構成する第２のピクセル電極部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の放射線画像形成装置。
【請求項６】
前記第１のピクセル電極部の電極パターンと、前記第２のピクセル電極部の電極パターンとが互いに異なることを特徴とする請求項５に記載の放射線画像形成装置。
【請求項７】
前記第１のピクセル電極部及び前記第２のピクセル電極部は、それぞれ複数のアノード電極を有し、
前記第１のピクセル電極部及び前記第２のピクセル電極部にそれぞれ含まれる前記複数のアノード電極のうち、互いに平面位置が重なるアノード電極は、短絡されていることを特徴とする請求項５に記載の放射線画像形成装置。
【請求項８】
前記放射線検出装置は、前記第１の検出部に含まれる第１の放射線検出装置と、前記第２の検出部に含まれ前記被検体から見て前記第１の放射線検出装置と重なる第２の放射線検出装置を含み、
前記第１の放射線検出装置及び前記第２の放射線検出装置は、共通のチャンバーと、前記チャンバー内に設けられた第１の絶縁部材及び第２の絶縁部材と、前記第１の絶縁部材及び前記第２の絶縁部材の間に配置されたドリフト電極とを有し、
前記第１の絶縁部材には、前記第１の放射線検出装置を構成する第１のピクセル電極部が設けられ、
前記第２の絶縁部材には、前記第２の放射線検出装置を構成する第２のピクセル電極部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の放射線画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピクセル型電極によるガス増幅を用いた放射線検出装置（ＭＰＧＣ：Ｍｉｃｒｏ  Ｐｉｘｅｌ  Ｇａｓ  Ｃｈａｍｂｅｒ）の研究が進められている。ＭＰＧＣを用いた放射線検出装置は、検出モジュールと組み合わせることによってコンプトンカメラを構成することができる。コンプトンカメラは、従来の検出器では不十分であった検出領域の画像イメージングを形成することができるという特徴がある。【０００３】
ＭＰＧＣを用いた放射線検出装置の構造に関しては、例えば、特許文献１及び２を参照することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５５６９８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５４７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンプトンカメラは、ガス中で発生するコンプトン散乱を利用する。しかしながら、ガス中でのコンプトン散乱は発生確率が低いため、従来のガス増幅を利用するコンプトンカメラはγ線の検出頻度が低く、検出スピードが遅くなるため、十分な検出信号を得るのに時間がかかるという問題がある。【０００６】
そこで、本発明は、γ線の検出頻度が高められた放射線画像形成装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、コンプトン散乱による反跳電子の飛跡によって生じる電子を検出するための複数のピクセルを含み、当該電子を検出したピクセルの位置および当該ピクセルにおいて電子を検出した時刻を特定可能な検出信号を出力する放射線検出装置と、コンプトン散乱によって生じる散乱γ線の入射位置を検出する検出モジュールと、を含むコンプトンカメラと、を有し、複数のコンプトンカメラが、被検体が配置される領域を取り囲むように環状に配置された検出部を備えた放射線画像形成装置が提供される。【０００８】
コンプトン散乱による反跳電子の飛跡によって生じる電子を検出するための複数のピクセルを含み、当該電子を検出したピクセルの位置および当該ピクセルにおいて電子を検出した時刻を特定可能な検出信号を出力する放射線検出装置と、コンプトン散乱によって生じる散乱γ線の入射位置を検出する検出モジュールと、を含むコンプトンカメラと、を有し、複数のコンプトンカメラが被検体を取り囲むように環状に配置された第１の検出部と、第１の検出部を取り囲むように複数のコンプトンカメラが環状に配置された第２の検出部と、を備えた放射線画像形成装置が提供される。【０００９】
検出部は、被検体を同軸状に取り囲み、軸方向に沿って複数個配設されていてもよい。【００１０】
第１の検出部及び第２の検出部は、被検体を同軸状に取り囲み、軸方向に沿って複数個配設されていてもよい。【００１１】
放射線検出装置は、ガスが導入されるチャンバーと、チャンバー内に設けられた絶縁部材とを有し、第１の検出部に含まれる第１の放射線検出装置と、第２の検出部に含まれる第２の放射線検出装置とは、チャンバーおよび絶縁部材が共有され、絶縁部材の第１面には、第１の放射線検出装置を構成する第１のピクセル電極部が設けられ、絶縁部材の第１面とは反対側に位置する第２面には、第２の放射線検出装置を構成する第２のピクセル電極部が設けられていてもよい。【００１２】
第１のピクセル電極部の電極パターンと、第２のピクセル電極部の電極パターンとが互いに異なっていてもよい。【００１３】
第１のピクセル電極部及び第２のピクセル電極部は、それぞれ複数のアノード電極を有し、第１のピクセル電極部及び第２のピクセル電極部にそれぞれ含まれる前記アノード電極のうち、互いに平面位置が重なるアノード電極は、短絡されていてもよい。【００１４】
複数の放射線検出装置は、第１の検出部に含まれる第１の放射線検出装置と第２の検出部に含まれ、被検体から見て第１の放射線検出装置と重なる第２の放射線検出装置を含み、第１の放射線検出装置及び第２の放射線検出装置は、共通のチャンバーと、チャンバー内に設けられた第１の絶縁部材及び第２の絶縁部材と、第１の絶縁部材及び第２の絶縁部材の間に配置されたドリフト電極とを有し、第１の絶縁部材には、第１の放射線検出装置を構成する第１のピクセル電極部が設けられ、第２の絶縁部材には、第２の放射線検出装置を構成する第２のピクセル電極部が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一実施形態及び他の実施形態によれば、γ線の検出頻度が高められた放射線画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像イメージング装置の構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】放射線検出装置の検出素子の概略構成図である。
【図２Ｂ】コンプトンカメラの概略構成図である。
【図２Ｃ】入射γ線、散乱γ線及び反跳電子の関係を説明する図である。
【図３】放射線検出装置の概略構成図である。
【図４】実施形態１における放射線検出装置のレイアウト図である。
【図５】実施形態２における放射線検出装置のレイアウト図である。
【図６】放射線検出装置の模式的な断面図である。
【図７】実施形態３において、２つの放射線検出装置を１つのチャンバーに形成した例を示す模式図である。
【図８】実施形態３において、２つの放射線検出装置を１つのチャンバーに形成した別の例を示す模式図である。
【図９】実施形態４における絶縁部材の構造を説明するための模式図である。
【図１０】実施形態５における絶縁部材の構造を説明するための模式図である。
【図１１】実施形態６における絶縁部材の構造を説明するための模式図である。
【図１２】実施形態７において、４つの放射線検出装置を１つのチャンバーに形成した例を示す模式図である。
【図１３】実施形態８において、１重のリングを軸方向に複数配置した例を示す模式図である。
【図１４】実施形態８において、２重のリングを軸方向に複数配置した例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の放射線画像形成装置について詳細に説明する。なお、本発明の放射線画像形成装置は以下の実施形態に限定されることはなく、種々の変形を行ない実施することが可能である。本明細書において開示される実施形態においては、同じ構成要素には同一符号を付して説明する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上、実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。
【００１８】
本実施形態にかかる放射線画像形成装置の構成を図１に示す。放射線画像形成装置は、複数のコンプトンカメラ２００＿１〜２００＿ｎ（ｎは整数）、コントローラ３１０、入力デバイス３１２及び出力デバイス３１４を備える。
【００１９】
コントローラ３１０は、コンプトンカメラ２００＿１〜２００＿ｎから出力される検出信号（Ｓ１１，・・・Ｓ１ｎ及びＳ２１，・・・Ｓ２ｎ、ここでｎは整数（以下同じ））に基づいた演算を行うことにより３次元画像を再構成し、被検体（放射線源）の位置を特定する。オペレータによるコントローラ３１０への指示は、入力デバイス３１２を用いて行うことができる。また、コントローラ３１０によって再構成された３次元画像は、出力デバイス３１４を介してオペレータに提示される。
【００２０】
図２Ａは、放射線検出装置１００の検出素子１１３の概略構成図を示す。放射線検出装置１００は、ピクセル電極部１０１、接続端子部１０９（１０９ａ及び１０９ｂ）を有する検出素子１１３、ドリフト電極１１０を含んでいる。検出素子１１３及びドリフト電極１１０はチャンバー１１１に設けられる。ピクセル電極部１０１及び接続端子部１０９（１０９ａ及び１０９ｂ）を含めて検出素子１１３と呼ぶ。
【００２１】
放射線検出装置１００のピクセル電極部１０１は、絶縁部材１０２、カソード電極１０４、アノード電極１０６、アノード電極パターン１０８及び基板１３０を有している。カソード電極１０４は、絶縁部材１０２の第１面上に複数配置されている。カソード電極１０４は、複数の開口部１０５を有している。カソード電極１０４は、ストリップ状に形成されているので、カソードストリップ電極ともいう。
【００２２】
アノード電極１０６は、絶縁部材１０２の第１面の反対側の第２面から絶縁部材１０２に設けられた貫通孔に配置されている。本実施形態においては、カソード電極１０４の複数の開口部１０５のそれぞれにおいてアノード電極１０６の先端が露出している。図２Ａは、アノード電極１０６は、開口部１０５のそれぞれにおいて先端が露出している形状を有しているが、開口部１０５のそれぞれにおいて先端が露出しないような形状（先端が絶縁部材１０２の上面（貫通孔の上面）と概略一致する形状、又は先端が絶縁部材１０２の貫通孔の内部に位置する形状を含む。）であってもよい。
【００２３】
１つのカソード電極１０４の複数の開口部１０５に配置されている複数のアノード電極１０６は、複数のアノード電極パターン１０８にそれぞれ接続されている。アノード電極パターン１０８は、接続端子部１０９ａまで延びている。カソード電極１０４が延在する方向とアノード電極パターン１０８が延在する方向とは、概略垂直である。なお、本実施形態においては、アノード電極１０６とアノード電極パターン１０８とは別に設けられ、それぞれが電気的に接続されている形態について説明しているが、これに限定されるわけではなく、アノード電極１０６と、それぞれのアノード電極１０６が接続されているアノード電極パターン１０８とが一体形成されていてもよい。アノード電極パターン１０８は、ストリップ状に形成されているので、アノードストリップパターンともいう。
【００２４】
接続端子部１０９ａは、アノード電極パターン１０８に接続されたビア１２６、金属層１２０を有している。金属層１２０は、ビア１２６に接続されている。図２Ａは、アノード電極パターン１０８とビア１２６が別々に形成されている例を示すが、これに限定されるわけではなく、アノード電極パターン１０８とビア１２６とが同じ金属材料で形成されていてもよい。配線端子部１０９ｂは、カソード電極１０４が延在して配置された電極１０４ａを有している。
【００２５】
放射線検出装置１００は、上述したような構成をとることにより、ピクセル電極部１０１において、アノード電極１０６がマトリクス状に配置された構成を有する。放射線検出装置１００は、アノード電極１０６とカソード電極１０４の一部とを含む「ピクセル」が複数配置されていることになる。このような構成において、カソード電極１０４とアノード電極１０６との間には電圧が印加され、電場が形成される。
【００２６】
ドリフト電極１１０は、ピクセル電極部１０１に対向して配置される。ピクセル電極部１０１において、カソード電極１０４は接地されており、ドリフト電極１１０とカソード電極１０４との間には、電圧が印加され、電場が形成されるようになっている。
【００２７】
チャンバー１１１は、ピクセル電極部１０１、接続端子部１０９及びドリフト電極１１０を囲い、その内部にアルゴンやキセノンなどの希ガスとエタン、メタンなどの分子性気体の混合ガスが導入される。
【００２８】
図２Ｂは、検出モジュール２０２の概略構成を示す。図２Ｂに示すように、本実施形態にかかるコンプトンカメラ２００は、ＭＰＧＣを用いた放射線検出装置１００及び検出モジュール２０２を含む。ここでいう検出モジュール２０２には、検出モジュールに散乱γ線が入射して生じた発光を電気信号に変換する光電子増倍管も含む。図２Ｂに示すように、検出モジュール２０２は放射線検出装置１００を５方向から取り囲むように設けられている。図２Ｂにおいては、５箇所の検出モジュールにそれぞれ符号２０２ａ〜２０２ｅを付している。但し、放射線検出装置１００を５方向から取り囲むように検出モジュール２０２を配置することは必須でない。
【００２９】
放射線検出装置１００にはチャンバー１１１が装着される。チャンバー１１１の内部には、アルゴンやキセノンなどの希ガスと、エタン、メタンなどの常温でガスのアルカン（一般式ＣnＨ2n+2で表される鎖式飽和炭化水素）もしくは二酸化炭素を含む消光作用を有するガス（クエンチングガス）との混合ガスが導入される。希ガスに混合するガスとして、エタン、メタンなどのガス及び二酸化炭素を含む消光作用を有するガスは、どちらか一方のガスが用いられても良いし、双方のガスが用いられてもよい。チャンバー１１１の底面には、複数のピクセルが二次元的にレイアウトされたピクセル電極部１０１が設けられている。チャンバー１１１の上面には、ドリフト電極１１０が設けられている。チャンバー１１１の側面には、ドリフトケージ１１２が設けられている。ドリフトケージ１１２は、ドリフト電極１１０とピクセル電極部１０１との間の電界分布を均一化するために設けられている。
【００３０】
コンプトンカメラ２００の原理は次の通りである。まず、外部から放射線検出装置１００にγ線が入射すると、ある確率で入射γ線がチャンバー１１１内のガスと衝突し、γ線の散乱が発生する。図２Ｂに示す符号Ａは、衝突位置である。衝突により進行方向が変化した散乱γ線は、放射線検出装置１００を透過して検出モジュール２０２に入射する。検出モジュール２０２に散乱γ線が入射すると発光が生じ、この発光が光電子増倍管によって電気信号に変換される。
【００３１】
一方、入射γ線と衝突したチャンバー１１１内のガスは、符号Ａの位置から所定の方向に反跳電子ｅ−（荷電粒子）を放出する。すると、反跳電子の飛跡に沿って電子雲が発生する。電子雲を構成する電子は、ドリフト電極１１０とピクセル電極部１０１との間の電場によって、ピクセル電極部１０１へ引き寄せられる。このとき、引き寄せられた電子はガスと衝突し、ガスを電離させる。さらに電離された電子は雪崩的に増殖し、ピクセル電極部１０１にて検出される。このようにして得られた電気信号は、図１に示す検出信号Ｓ１ｎに相当し、散乱γ線の入射した位置及びその時刻を示す情報がコントローラ３１０に提供される。検出信号Ｓ２ｎは、電子が検出されたピクセルの位置及び当該ピクセルにおいて電子を検出した時刻を特定可能な信号である。
【００３２】
なお、散乱γ線が検出モジュール２０２に入射してからピクセル電極部１０１で電子が検出されるまでの時間によって、そのピクセル電極部１０１から電子雲が生じた位置までの距離（ｚ方向の位置）が算出できる。
【００３３】
コントローラ３１０は、検出信号Ｓ１ｎの活性化（散乱γ線のシンチレータへの入射）をトリガとして検出信号Ｓ２ｎを時系列的に解析し、電子が検出されたピクセルの位置及び当該ピクセルにおいて電子を検出した時刻（以下、検出時刻という場合がある）を用いて、反跳電子の飛跡を算出する。検出時刻は、トリガからピクセル電極部１０１での電子の検出までの時間（以下、ドリフト時間という場合がある）に対応する。そして、図２Ｃに示す角度αを算出すれば、入射γ線が入射した方向を特定することができる。
【００３４】
図３に示すように、ピクセル電極部１０１は、絶縁部材１０２、カソード電極１０４、アノード電極１０６及びアノード電極パターン１０８を有している。
【００３５】
カソード電極１０４は、絶縁部材１０２の上面においてｙ方向に複数延在する。カソード電極１０４には複数の開口部１０５が設けられており、開口部１０５において絶縁部材１０２の上面が露出している。
【００３６】
アノード電極１０６は、絶縁部材１０２の裏面から絶縁部材１０２をｚ方向に貫通し、複数の開口部１０５のそれぞれにおいて先端が露出している。
【００３７】
ｙ方向に配列された複数のアノード電極１０６は、それぞれ異なるアノード電極パターン１０８に接続されている。アノード電極パターン１０８は、絶縁部材１０２の裏面においてｘ方向に複数延在する。カソード電極１０４が延在するｙ方向とアノード電極パターン１０８が延在するｘ方向とは、概略垂直である。なお、本実施形態においては、アノード電極１０６とアノード電極パターン１０８とは別に設けられ、それぞれが電気的に接続されている形態について説明しているが、これに限定されるわけではなく、アノード電極１０６とアノード電極パターン１０８が一体であっても構わない。
【００３８】
カソード電極１０４とアノード電極１０６との間には電圧が印加され、電場が形成される。これにより、ピクセル電極部１０１へ引き寄せられた電子は、アノード電極１０６に捕捉される。これによって、このピクセルにおいて電子が検出されることになる。
【００３９】
ドリフト電極１１０はｘｙ平面を有し、ピクセル電極部１０１を構成するｘｙ平面からｚ方向に所定の距離だけ離れて設けられている。ドリフト電極１１０とカソード電極１０４及びアノード電極１０６との間には電圧が印加され、電場が形成される。
【００４０】
本実施形態の放射線検出装置１００は、上述したような構成を採ることにより、ピクセル電極部１０１において、アノード電極１０６がマトリクス状に配置された構成を有することになる。絶縁部材１０２の上面に露出するアノード電極１０６が１個のピクセルを構成する。したがって、複数のカソード電極１０４及び複数のアノード電極パターン１０８に現れる電気信号の電圧の変化を時系列的に解析すれば、電子が検出されたピクセルの位置及び検出時刻が特定でき、そのピクセルにおける電子の検出結果が得られるため、既に説明したとおり、反跳電子の飛跡を算出することが可能となる。
【００４１】
［実施形態１］
図４に示すように、実施形態１においては複数の放射線検出装置１００を環状にレイアウトする。放射線検出装置１００に取り囲まれたエリアには、測定対象となる被検体（放射線源）が配置される。
【００４２】
被検体（放射線源）からはγ線が放射状に発せられるため、複数の放射線検出装置１００を環状に配置すれば、より多くのγ線を検出することが可能となる。これにより、γ線の検出頻度が高められることから、例えば医療用途に使用する場合、被検体である患者の体動周期よりも短い時間で撮影を完了することが可能となる。この場合、患者の体動による被検体（放射線源）の位置測定誤差を大幅に抑えることが可能となる。
【００４３】
この場合、放射線検出装置１００に対して個々に検出モジュール２０２を割り当てても構わないし、２個以上の放射線検出装置１００に対して１個の検出モジュール２０２を割り当てても構わない。放射線検出装置１００に対して個々に検出モジュール２０２を割り当てる場合、図２Ｂに示した構造のように、放射線検出装置１００を５方向から取り囲むように検出モジュール２０２を設けることが好ましい。これによれば、隣り合う放射線検出装置１００間に配置された検出モジュール２０２が放射線の遮蔽部材として機能することから、検出モジュール２０２によって検出された散乱γ線と、放射線検出装置１００によって検出された反跳電子とを正しく対応づけることができる。
【００４４】
また、放射線検出装置１００の側面に検出モジュール２０２を配置せず、底面のみに検出モジュール２０２を配置することも可能である。この場合は、散乱γ線が別の放射線検出装置１００に入射しないよう、隣り合う放射線検出装置１００間に放射線の遮蔽部材を配置することが好ましい。放射線の遮蔽部材としては、例えば鉛を選択すればよい。
【００４５】
周方向に隣接する放射線検出装置１００については、互いに異なるチャンバー１１１を用いることが好ましい。これは、周方向に連続する大型のチャンバーを用いると、絶縁部材１０２の作製が困難になるとともに、カソード電極１０４やアノード電極パターン１０８の配線長が長くなり、抵抗値が高くなるからである。
【００４６】
このような放射線検出装置１００を用い検出信号に基づいた演算処理を行うことにより３次元画像を再構成し、被検体から放射される放射線源の位置を特定することができる。
【００４７】
［実施形態２］
図５に示すように、実施形態２においては複数の放射線検出装置１００を２重の環状にレイアウトする。つまり、複数個の放射線検出装置１００ａによって被検体（放射線源）を取り囲む第１の検出部を構成するとともに、別の複数個の放射線検出装置１００ｂによって第１の検出部の外周を取り囲む第２の検出部を構成する。これによれば、第１の検出部を透過したγ線が第２の検出部に入射されるため、γ線の検出頻度が高められる。
【００４８】
図６は、２重に配置された第１の放射線検出装置１００ａと第２の放射線検出装置１００ｂとの構成を示す。図６では、第１の放射線検出装置１００ａの外側（ピクセル電極部１０１の裏側）に第２の放射線検出装置１００ｂが配置される態様を示している。第１の放射線検出装置１００ａ及び第２の放射線検出装置１００ｂは、それぞれ、ピクセル電極部１０１、ピクセル電極部に対向するドリフト電極１１０、ピクセル電極部とドリフト電極との間の空間を挟むように配置されるドリフトケージ１１２を含んで構成される。図５で示すように、複数個の放射線検出装置を重ねて配置する場合、検出モジュール２０２は、放射線の遮蔽部材となるため、第１の検出部と第２の検出部の間には、検出モジュール２０２を介在させない構成としてもよい。例えば、図６に示すように、第２の検出部を構成する第２の放射線検出装置１００ｂの底面側に検出モジュール２０２を配置するとともに、第１の検出部を構成する第１の放射線検出装置１００ａの周囲には検出モジュール２０２を配置しない構成とすることができる。
【００４９】
２つの放射線検出装置１００を重ねる代わりに、チャンバー１１１のｚ方向における高さを大きくすることによってγ線の検出頻度を高める方法も考えられる。しかしながら、チャンバー１１１のｚ方向における高さが大きいと、電子雲を構成する電子がピクセル電極部１０１に到達するまでの時間が長くなるため、その間に別のコンプトン散乱が発生する確率が高くなる。このような多重散乱および複数の散乱が生じると、データの解析が困難となる。さらには、サンプリングレートが長くなるという問題や、イオンフィードバックによって放電が発生するという問題も生じる。これに対し、本実施形態では、２つの放射線検出装置１００を重ねて使用していることから、多重散乱の発生を抑制しつつ、γ線の検出頻度を高めることが可能となる。
【００５０】
［実施形態３］
上述した実施形態２のように、２つの放射線検出装置１００を重ねる場合、共通のチャンバーを用いてこれら２つの放射線検出装置を構成することができる。つまり、図７に示すように、チャンバー１１１内のｚ方向における所定の位置にピクセル電極部１０１が配置されるようにして、これによって区画された２つの空間をそれぞれ放射線検出装置１００として用いる。図７は、ピクセル電極部１０１が配置される一方の面側に、ドリフト電極１１０がピクセル電極と対向して配置され、その間の空間を挟むようにドリフトケージ１１２が配置され、ピクセル電極部１０１が配置される他方の面側（例えば、検出モジュール２０２が配置される側）についても同様に構成される態様を示す。
【００５１】
この場合、片面にピクセル電極部１０１が設けられた２つの検出部を重ね合わせ、表裏にピクセル電極部１０１が配置されるようにしてもよいし、両面にピクセル電極部１０１が配置された検出部を用いてもよい。図７には、両面にピクセル電極部１０１が設けられた検出部を用いた例が示されている。本実施形態によれば、１つのチャンバー１１１によって２つの放射線検出装置１００が構成されることから、機器構成を単純化することができ，低コスト化にも寄与する。しかも、上下２つの放射線検出装置１００に対する機械的な位置決めなども不要となり、より高精度な撮影が可能となる。
【００５２】
絶縁部材１０２を設ける位置については、チャンバー１１１のｚ方向における中間位置であっても構わないが、図８に示すように、被検体（放射線源）側にオフセットさせて配置しても構わない。これによれば、第２の検出部を構成する第２の放射線検出装置１００ｂにチャンバー１１１内のより広い空間が割り当てられることになる。γ線の線量は、被検体（放射線源）から離れるにしたがって低下するため、より遠い第２の検出部に対してチャンバー１１１内のより広い空間を割り当てることによって、十分な検出感度を確保することができる。
【００５３】
［実施形態４］
両面にピクセル電極部１０１が設けられた絶縁部材１０２としては、図９に示す構造を採ることができる。図９に示すように、絶縁部材１０２の第１面１０３ａに第１のピクセル電極部１０１ａが設けられ、絶縁部材１０２の第２面１０３ｂに第２のピクセル電極部１０１ｂが設けられている。ここで、第１面とは被検体（放射線源）側を向く上面であり、第２面とは第１面１０３ａとは反対側に位置する裏面であるものとする。
【００５４】
本実施形態においては、第１のピクセル電極部１０１ａに含まれるアノード電極パターン１０８ａと、第２のピクセル電極部１０１ｂに含まれるアノード電極パターン１０８ｂが別個に設けられている。このため、アノード−カソード間における電圧を第１のピクセル電極部１０１ａと第２のピクセル電極部１０１ｂとで個別に設定することができる。これにより、例えば、第１の検出部を構成する第１の放射線検出装置１００ａの感度と、第２の検出部を構成する第２の放射線検出装置１００ｂの感度を個別に調整することが可能となる。さらには、アノード−カソード間電圧の違いによる検出特性の変化を評価することも可能となる。
【００５５】
本実施形態においては、第１面１０３ａに設けられたアノード電極１０６の平面位置と、第２面１０３ｂに設けられたアノード電極１０６の平面位置が互いに一致している。
【００５６】
［実施形態５］
両面にピクセル電極部１０１が設けられた絶縁部材１０２としては、図１０に示す構造を採ることも可能である。本実施形態では、図１０に示すように、第１のピクセル電極部１０１ａの電極パターンと、第２のピクセル電極部１０１ｂの電極パターンが互いに相違している。具体的には、第１のピクセル電極部１０１ａにおけるアノード電極１０６の径よりも、第２のピクセル電極部１０１ｂにおけるアノード電極１０６の径の方が大きい。また、第１のピクセル電極部１０１ａにおける開口部１０５の開口径よりも、第２のピクセル電極部１０１ｂにおける開口部１０５の開口径の方が小さい。
【００５７】
これにより、第１の第１のピクセル電極部１０１ａにおいてアノード−カソード間に形成される電場よりも、第２のピクセル電極部１０１ｂにおいてアノード−カソード間に形成される電場を強くすることができ、異なるセンシング特性にて撮影することができる。また、電極パターンの違いによる検出特性の変化を評価することも可能となる。さらには、第１のピクセル電極部１０１ａと第２のピクセル電極部１０１ｂを互いに異なる線源に対して最適化することもできる。
【００５８】
［実施形態６］
両面にピクセル電極部１０１が形成された絶縁部材１０２としては、図９に示す構造を採ることも可能である。本実施形態では、図１１に示すように、第１のピクセル電極部１０１ａと第２のピクセル電極部１０１ｂとでアノード電極パターン１０８を共通化している。その他の点は、図９に示した構造と同じであり、したがって、第１面１０３ａに設けられたアノード電極１０６の平面位置と、第２面１０３ｂに設けられたアノード電極１０６の平面位置が互いに一致している。
【００５９】
これにより、図９及び図１０で示されるような、アノード電極パターン１０８ａとアノード電極パターン１０８ｂとの間の絶縁部材が省略されるので、絶縁部材１０２は全体として厚みを薄くすることができる。また、信号配線の本数を大幅に削減することができる。これにより、信号処理系の回路を小さくすることができ、小型化、軽量化を図ることができる。本実施形態においては、カソード電極１０４から得られる信号を用いて、表裏の信号を分離することができる。また、本実施形態によれば、絶縁部材１０２をドリル加工することによって、アノード電極１０６が貫通する貫通孔を形成することができる。
【００６０】
［実施形態７］
図１２に示すように、実施形態７においては１つのチャンバー１１１内に４つの放射線検出装置１００ａ〜１００ｄが設けられる。具体的には、チャンバー１１１内のｚ方向における両端及び中間位置にそれぞれドリフト電極１１０ａ〜１１０ｃを配置する。さらに、ドリフト電極１１０ａとドリフト電極１１０ｃとの間に絶縁部材１０２ａを配置し、ドリフト電極１１０ｂとドリフト電極１１０ｃとの間に絶縁部材１０２ｂを配置する。つまり、ドリフト電極１１０ｃを２つの放射線検出装置１００ｂ，１００ｃで共有する。絶縁部材１０２ａ，１０２ｂは、図１１に示した構造を有している。
【００６１】
これにより、チャンバー１１１が４つの空間に区画されるため、４つの放射線検出装置１００ａ〜１００ｄとして取り扱うことができる。したがって、このような放射線検出装置１００ａ〜１００ｄを一単位として、これを環状に配置すれば、被検体（放射線源）を４重の放射線検出装置によって取り囲むことができるので、検出頻度をより高めることが可能となる。
【００６２】
［実施形態８］
図４に示した１重の検出部を軸方向に複数配置すれば、図１３に示すように、１重の検出部が同軸状に連続した筒状構成とすることができる。さらには、図５に示した２重の検出部を軸方向に複数配置すれば、図１４に示すように、２重の検出部が同軸状に連続した筒状構成とすることができる。これらによれば、検出頻度をよりいっそう高めることが可能となる。このような構成とすることで、被検体のより広い範囲を検出対象とすることができる。図示しないが、複数の放射線検出装置１００によって被検体（放射線源）を球形に取り囲んでも構わない。このような構成とすることで、より検出精度を高めることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１００，１００ａ〜１００ｄ・・・放射線検出装置、１０１，１０１ａ，１０１ｂ・・・ピクセル電極部、１０２，１０２ａ，１０２ｂ・・・絶縁部材、１０３ａ・・・第１面、１０３ｂ・・・第２面、１０４・・・カソード電極、１０５・・・開口部、１０６・・・アノード電極、１０８，１０８ａ，１０８ｂ・・・アノード電極パターン、１１０，１１０ａ〜１１０ｃ・・・ドリフト電極、１１１・・・チャンバー、１１２・・・ドリフトケージ、１１３・・・検出素子、２００ ・・・コンプトンカメラ、２０２（２０２ａ〜２０２ｅ）・・・検出モジュール、３１０・・・コントローラ、３１２・・・入力デバイス、３１４・・・出力デバイス
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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