(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
γ光子入射面である頂面を有するトップ層シンチレーション結晶と、光電検出器システムに結合するボトム層シンチレーション結晶とを備える多層シンチレーション結晶であって、
ｎ層のアレイ状のシンチレーション結晶と、ｍ層の内部の切断されていない連続シンチレーション結晶とを備え、
ｎとｍはともに１以上の整数であり、且つ、ｎとｍの和は１０以下であり、
前記アレイ状のシンチレーション結晶は、長手型シンチレーション結晶棒が水平面内に配列して構成されてなり、
前記アレイ状のシンチレーション結晶と連続シンチレーション結晶が水平面に垂直な方向に積層されて、多層シンチレーション結晶を構成し、
多層シンチレーション結晶の前記ボトム層シンチレーション結晶は、連続シンチレーション結晶であることを特徴とする多層シンチレーション結晶。
【請求項２】
ｎとｍはともに１に等しく、
多層シンチレーション結晶は、ボトム層シンチレーション結晶と、前記ボトム層シンチレーション結晶に対向するトップ層シンチレーション結晶とを備え、
前記ボトム層シンチレーション結晶は連続シンチレーション結晶であり、
前記トップ層シンチレーション結晶はアレイ状のシンチレーション結晶であり、
前記トップ層シンチレーション結晶は、γ光子入射面である頂面を有する請求項１に記載の多層シンチレーション結晶。
【請求項３】
トップ層シンチレーション結晶の高さは５ｍｍ〜１５ｍｍであり、
ボトム層シンチレーション結晶の高さは０．１ ｍｍ〜１０ｍｍである請求項２に記載の多層シンチレーション結晶。
【請求項４】
トップ層シンチレーション結晶の高さは０．１ｍｍ〜１０ｍｍであり、
ボトム層シンチレーション結晶の高さは４ｍｍ〜１５ｍｍである請求項２に記載の多層シンチレーション結晶。
【請求項５】
ｍは２以上であり、
多層シンチレーション結晶は、ボトム層シンチレーション結晶と、前記ボトム層シンチレーション結晶に対向するトップ層シンチレーション結晶と、前記ボトム層シンチレーション結晶と前記トップ層シンチレーション結晶との間に位置する中間層シンチレーション結晶とを備え、
前記ボトム層シンチレーション結晶は連続シンチレーション結晶であり、
前記トップ層シンチレーション結晶は連続シンチレーション結晶又はアレイ状のシンチレーション結晶であり、
前記中間層シンチレーション結晶は、ｈ層のアレイ状のシンチレーション結晶とｐ層の連続シンチレーション結晶であり、
前記トップ層シンチレーション結晶が連続シンチレーション結晶である場合には、ｈがｎに等しく、ｐがｍ−２に等しく、
前記トップ層シンチレーション結晶がアレイ状のシンチレーション結晶である場合には、ｈがｎ−１に等しく、ｐがｍ−１に等しく、
前記トップ層シンチレーション結晶はγ光子入射面である頂面を有することを特徴とする請求項１に記載の多層シンチレーション結晶。
【請求項６】
トップ層シンチレーション結晶の高さは０．１ｍｍ〜１０ｍｍであり、
ボトム層シンチレーション結晶の高さは０．１ｍｍ〜１０ｍｍであり、
多層シンチレーション結晶のうち、前記トップ層シンチレーション結晶と前記ボトム層シンチレーション結晶との間に位置する、ｈ層のアレイ状のシンチレーション結晶とｐ層の連続シンチレーション結晶の高さの総和は１ｍｍ〜１５ｍｍである請求項５に記載の多層シンチレーション結晶。
【請求項７】
多層シンチレーション結晶における接続された２層のシンチレーション結晶の接続面の間に、当該２層のシンチレーション結晶を結合する結合素子が設けられている請求項１に記載の多層シンチレーション結晶。
【請求項８】
結合素子は光学接着剤、ライトガイド、ガラスまたは光学素子である請求項７に記載の多層シンチレーション結晶。
【請求項９】
多層シンチレーション結晶のうち、少なくともいずれか一層のシンチレーション結晶が無機シンチレーション結晶である請求項１に記載の多層シンチレーション結晶。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の多層シンチレーション結晶を備えるＰＥＴ検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１２年６月２１日に中国特許庁に提出した、出願番号が２０１２１０２０７７６６．８であり、発明の名称が「多層シンチレーション結晶及びＰＥＴ検出器」である中国特許出願の優先権を主張する出願であり、その全部の内容を本出願に援用するものである。
【０００２】
本発明は、陽電子放出断層撮影装置分野に関するものであり、特に、陽電子放出断層撮影装置における多層シンチレーション結晶及びＰＥＴ検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
陽電子放出断層撮影 （Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下、ＰＥＴと略称する) 検出器は、ＰＥＴ撮影装置におけるキーデバイスであり、その主な機能としてはＰＥＴイベントにおいて 各γ光子エネルギーが堆積する時の位置、時間、エネルギーに関する情報を取得することである。ＰＥＴ撮影システムを設計および実現する過程において、システムの結像性能を向上させるために、使用する陽電子放出断層撮影検出器は、エネルギーの堆積深さ（Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ：ＤＯＩ）情報を提供し、高い検出効率と、良好な時間分解能と、良好な空間分解能と、を持つことが望まれている。
【０００４】
従来の陽電子放出断層撮影検出器は、一般的に、そのシンチレーション結晶部分が単層のアレイ状のシンチレーション結晶、或いは、単層の連続状シンチレーション結晶である。
【０００５】
単層のアレイ状のシンチレーション結晶を採用した陽電子放出断層撮影検出器の場合、その空間分解能はアレイ状のシンチレーション結晶の結晶棒サイズによって決定される。使用する光電変換素子が、アレイ状のシリコン光電子増倍管（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ：以下、ＳｉＰＭと略称する) （或いは、アレイ状のアバランシェフォトダイオード（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ：以下、ＡＰＤと略称する）である場合、結晶棒のサイズが小さすぎてはいけなく、さもなければ複数の結晶棒から出力されたシンチレーション光がアレイ状のＳｉＰＭ （或いはアレイ状のＡＰＤ）における同一ＳｉＰＭ（或いはＡＰＤ)によって受信されて、最終的にγ光子エネルギーの堆積位置を区別できないことが現れる。
【０００６】
一方、単層の連続状シンチレーション結晶を採用する陽電子放出断層撮影検出器の場合、その内部でのγ光子のエネルギー堆積後に形成されたシンチレーション光が拡散し一定の空間分布を形成する。γ光子のエネルギー堆積位置は、光電検出器で測定されたシンチレーション光の空間分布によって算出される。しかし、結晶におけるγ光子のエネルギー堆積位置を正確に算出して検出器の空間分解能を向上させるためには、大量の参照データを収集してシステム主要パラメータを取得する必要がある（非特許文献１)。参照データの取得には時間も労力もかかることから、検出器を多数生産して、実際のＰＥＴシステムに適用することはかなり困難であることを示す。
【０００７】
多層のシンチレーション結晶を採用して高性能の陽電子放出断層撮影検出器を設計することについては、一定の潜在的有用性が示されている。従来、多層シンチレーション結晶を採用するのは、主にＤＯＩ情報を取得するために用いられ、且つ、光電検出器に結合するシンチレーション結晶はいずれもアレイ状のシンチレーション結晶であった。Ｓｃｈｍａｎｄ Ｍ.等は、γ光子のＰＥＴ検出器におけるエネルギー堆積のＤＯＩ情報を取得するように、２種類の異なる減衰時間を有するアレイ状のシンチレーション結晶を利用して二層のアレイ状のシンチレーション結晶のＰＥＴ検出器を設計した（非特許文献２）。多層結晶のＰＥＴ検出器を設計することによって、シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積情報をより多く取得することができる。
【０００８】
これによると、先行技術のうち単層結晶のＰＥＴ検出器について存在する技術問題に対して、新しい構造の多層シンチレーション結晶を提供して、先行技術でのＰＥＴ検出器の欠陥を克服する必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Joung, Jinhun; Miyaoka,R. S.Robert S.; Lewellen, T.K.Thoｍas K. , "cMiCE: a high resolution animal PET using continuous LSO with a statistics based positioning scheme, "Nuclear instruments & methods in physics research. Section A, Accelerators, spectrometers, detectors and associated equipment, Volume: 489, pp.584-598, 2002.
【非特許文献２】Schmand, M.; Eriksson, L.; Casey, M.E．; Andreaco, M. S.; Melcher, C; Wienhard, K.; Flugge, G.; Nutt, ., "Performance results of a new DOI detector block for a high resolution  PET-LSO research tomography HRRT," Nuclear Science, IEEE Transactions oｎ, Volume:45, Issue:6, pp. 3000-3006, 1998.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上を鑑みて、本発明の目的は、多層シンチレーション結晶であって、光電検出器素子に受信されたシンチレーション光分布についてより豊富なエネルギー堆積情報を保持できるようになるものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は次のような技術手段を提供する。
【００１２】
ｎ層のアレイ状のシンチレーション結晶と、ｍ層の内部の切断されていない連続シンチレーション結晶とを備え、ｎとｍはともに１以上の整数であり、且つｎとｍの和は１０以下であり、上記アレイ状のシンチレーション結晶は長手型シンチレーション結晶棒がその幅と長さ方向に沿って配列し構成されてなり、上記アレイ状のシンチレーション結晶と連続シンチレーション結晶は長手型シンチレーション結晶棒の高さ方向に沿って順に結合して多層シンチレーション結晶を構成し、上記多層シンチレーション結晶のボトム層は連続シンチレーション結晶である、多層シンチレーション結晶である。
【００１３】
上記多層シンチレーション結晶において、前記ｎとｍはともに１に等しく、前記多層シンチレーション結晶は、ボトム層シンチレーション結晶と、ボトム層シンチレーション結晶に対向するトップ層シンチレーション結晶とを備え、前記ボトム層シンチレーション結晶は連続シンチレーション結晶であり、前記トップ層シンチレーション結晶はアレイ状のシンチレーション結晶であり、前記トップ層シンチレーション結晶はγ光子入射面である頂面を有することが好ましい。
【００１４】
上記多層シンチレーション結晶において、前記トップ層シンチレーション結晶の高さは５ｍｍ〜１５ｍｍであり、前記ボトム層シンチレーション結晶の高さは０．１ ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００１５】
上記多層シンチレーション結晶において、前記トップ層シンチレーション結晶の高さは０．１ｍｍ〜１０ｍｍであり、前記ボトム層シンチレーション結晶の高さは４ｍｍ〜１５ｍｍであることが好ましい。
【００１６】
上記多層シンチレーション結晶において、前記 ｍは２以上であり、前記多層シンチレーション結晶は、ボトム層シンチレーション結晶と、ボトム層シンチレーション結晶に対向するトップ層シンチレーション結晶と、ボトム層シンチレーション結晶とトップ層シンチレーション結晶との間に位置する中間層シンチレーション結晶とを備え、前記ボトム層シンチレーション結晶は連続シンチレーション結晶であり、前記トップ層シンチレーション結晶は連続シンチレーション結晶又はアレイ状のシンチレーション結晶であり、前記中間層シンチレーション結晶はｈ層のアレイ状のシンチレーション結晶とｐ層の連続シンチレーション結晶であり、トップ層シンチレーション結晶が連続シンチレーション結晶である場合には、ｈがｎに等しく、ｐがｍ−２に等しく、トップ層シンチレーション結晶がアレイ状のシンチレーション結晶である場合には、ｈがｎ−１に等しく、ｐがｍ−１に等しく、前記トップ層シンチレーション結晶はγ光子入射面である頂面を有することが好ましい。
【００１７】
上記多層シンチレーション結晶において、前記トップ層シンチレーション結晶の高さは０．１ｍｍ〜１０ｍｍであり、前記ボトム層シンチレーション結晶の高さは０．１ｍｍ〜１０ｍｍであり、前記多層シンチレーション結晶のうち、トップ層シンチレーション結晶とボトム層シンチレーション結晶との間に位置するｈ層のアレイ状のシンチレーション結晶とｐ層の連続シンチレーション結晶の高さの総和は１ｍｍ〜１５ｍｍであることが好ましい。
【００１８】
上記多層シンチレーション結晶において、前記多層シンチレーション結晶における接続された２層のシンチレーション結晶の接続面の間には、当該２層のシンチレーション結晶を結合する結合素子が設けられていることが好ましい。
【００１９】
上記多層シンチレーション結晶において、前記結合素子は光学接着剤またはライトガイドガラスまたは光学素子であることが好ましい。
【００２０】
上記多層シンチレーション結晶において、前記多層シンチレーション結晶のうちの少なくともいずれか一層のシンチレーション結晶は無機シンチレーション結晶であることが好ましい。
【００２１】
そして、本発明は、上記いずれか一項に記載の多層シンチレーション結晶を有するＰＥＴ検出器も開示する。
【発明の効果】
【００２２】
以上の技術的手段から分かるように、本発明に係る多層シンチレーション結晶は連続シンチレーション結晶が設けられており、連続シンチレーション結晶をアレイ状のシンチレーション結晶と光電検出器システムとアレイ結晶との間に設け、増加した連続シンチレーション結晶はシンチレーション光の光子の拡散に寄与し、連続シンチレーション結晶の厚さに対する最適化設計によって、光電検出器素子によって受信されたシンチレーション光分布はより豊富なエネルギー堆積情報を持つことができる。この豊富なエネルギー堆積情報を、対応する情報抽出アルゴリズムに合わせて活用することによって、シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積情報をより正確に取得することができる。
【００２３】
本発明の実施例又は先行技術の技術手段をより明確に説明するために、以下に実施例又は先行技術を記述するための図面について簡単に紹介する。以下に記述する本発明に関する図面は、本発明のいくつかの実施例のみであることは明らかであって、当業者にとって、創造的な労働をしなくても、さらにこれらの図面に基づいて他の図面を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るＰＥＴ検出器の実施例１の概略図
【図２】本発明に係るＰＥＴ検出器の実施例２の概略図
【図３】本発明に係るＰＥＴ検出器の実施例３の概略図
【図４】本発明に係るＰＥＴ検出器の実施例４の概略図
【図５】本発明に係るＰＥＴ検出器の実施例５の概略図
【図６】本発明に係るＰＥＴ検出器の実施例６の概略図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
多層結晶を採用する陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ)検出器は、シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積情報をより多く取得することができることから、先行技術における多層シンチレーション結晶であって光電検出器システムに結合するシンチレーション結晶は、いずれもアレイ状のシンチレーション結晶であった。
【００２６】
アレイ状のシンチレーション結晶と光電検出器システムとの間に連続状のシンチレーション結晶を結合することで、追加された連続状のシンチレーション結晶はシンチレーション光の光子の拡散に寄与し、連続状のシンチレーション結晶の厚さについて最適化設計することで、光電検出器素子によって受信されたシンチレーション光分布は、より豊富なエネルギー堆積情報を持つことができる。この豊富なエネルギー堆積情報を対応する情報抽出アルゴリズムに合わせて活用することで、シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積情報をより正確に取得することができる。
【００２７】
以上のような分析に基づき本発明は、多層シンチレーション結晶を開示する。この多層シンチレーション結晶は、少なくとも一つのアレイ状のシンチレーション結晶と、一つの連続シンチレーション結晶とが水平面に垂直な方向に積層されて構成される。
【００２８】
具体的には、多層シンチレーション結晶はｎ層のアレイ状のシンチレーション結晶と、ｍ層の内部の切断されていない連続シンチレーション結晶とを備え、ｎとｍはともに１以上の整数であり、且つｎとｍの和は１０以下であり、前記アレイ状のシンチレーション結晶は長手型シンチレーション結晶棒がその幅と長さ方向に沿って配列されて構成される。多層シンチレーション結晶は、前記アレイ状のシンチレーション結晶と連続シンチレーション結晶とが長手型シンチレーション結晶棒の高さ方向に沿って順に結合して構成される。前記多層シンチレーション結晶のボトム層は連続シンチレーション結晶である。
【００２９】
ｎとｍがともに１に等しいとき、前記多層シンチレーション結晶はボトム層シンチレーション結晶と、ボトム層シンチレーション結晶に対向するトップ層シンチレーション結晶とを備える。前記ボトム層シンチレーション結晶は連続シンチレーション結晶であり、前記トップ層シンチレーション結晶はアレイ状のシンチレーション結晶である。前記トップ層シンチレーション結晶はγ光子の入射面である頂面を有する。
【００３０】
尚、トップ層シンチレーション結晶の高さが５ｍｍ〜１５ｍｍである場合には、ボトム層シンチレーション結晶の高さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍである。トップ層シンチレーション結晶の高さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍである場合には、ボトム層シンチレーション結晶の高さが４ｍｍ〜１５ｍｍである。
【００３１】
ｍが２以上である時に、前記多層シンチレーション結晶はボトム層シンチレーション結晶と、ボトム層シンチレーション結晶に対向するトップ層シンチレーション結晶と、ボトム層シンチレーション結晶とトップ層シンチレーション結晶との間に位置する中間層シンチレーション結晶とを備える。前記ボトム層シンチレーション結晶は連続シンチレーション結晶であり、前記トップ層シンチレーション結晶は連続シンチレーション結晶又はアレイ状のシンチレーション結晶である。前記中間層シンチレーション結晶はｈ層のアレイ状のシンチレーション結晶とｐ層の連続シンチレーション結晶である。ここで、トップ層シンチレーション結晶が連続シンチレーション結晶である場合には、ｈがｎに等しく、ｐがｍ-２に等しくなる。一方、トップ層シンチレーション結晶がアレイ状のシンチレーション結晶である場合には、ｈがｎ−１に等しく、ｐがｍ−ｌに等しい。
【００３２】
トップ層シンチレーション結晶は、γ光子の入射面である頂面にもなる。トップ層シンチレーション結晶の高さは、０．１ｍｍ〜１０ｍｍであり、ボトム層シンチレーション結晶の高さは０．１ｍｍ〜１０ｍｍであり、多層シンチレーション結晶のうち、トップ層シンチレーション結晶とボトム層シンチレーション結晶との間に位置するｈ層のアレイ状のシンチレーション結晶とｐ層の連続シンチレーション結晶の高さの総和は１ｍｍ〜１５ｍｍである。
【００３３】
本発明の多層シンチレーション結晶において、図１乃至図６を参照するとき、図形の上端面を頂面とし、図形の下端面を底面とし、図形の最上の層をトップ層とし、図形の最下の層をボトム層として定義される。
【００３４】
本発明の多層シンチレーション結晶においては、いずれか一層のシンチレーション結晶を無機シンチレーション結晶とすることができる。その材料は、ゲルマニウム酸ビスマス、ケイ酸ルテチウム、ルテチウムイットリウムシリケート、ケイ酸イットリウム、フッ化バリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化セシウム、タングステン酸リード、臭化ランタンが適用できる。
【００３５】
本発明の多層シンチレーション結晶には連続シンチレーション結晶が設置され、連続シンチレーション結晶がアレイ状のシンチレーション結晶と光電検出器システムとアレイ結晶との間に設置さる。この増加した連続シンチレーション結晶は、シンチレーション光の光子の拡散に寄与し、連続シンチレーション結晶の厚さを最適化設計することで、光電検出器素子によって受信されたシンチレーション光分布がより豊富なエネルギー堆積情報を持つことができる。この豊富なエネルギー堆積情報を対応する情報抽出アルゴリズムに合わせて活用することで、シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積情報をより正確に取得することができる。
【００３６】
本発明においては、ＰＥＴ検出器がさらに開示されている。当該ＰＥＴ検出器は、上記で説明した、γ光子をシンチレーション光に変換する多層シンチレーション結晶を備える。このような構造のＰＥＴ検出器は、シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積の位置と時間をより正確に取得することができ、より高いγ光子検出効率を有する。このＰＥＴ検出器は、シンチレーション光を電気信号に変換する光電検出器システムと、電気信号によって多層シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積の大きさ、位置及び時間を取得するアルゴリズムシステムとをさらに備える。
【００３７】
多層シンチレーション結晶のボトム層は、連続シンチレーション結晶であり、その底面と光電検出器システムの光電検出面は、光学接着剤やライトガイドやガラスや光学部品によって結合されている。多層シンチレーション結晶のうちの接続された２層のシンチレーション結晶の接続面の間には、この２層のシンチレーション結晶を結合する結合素子が設置され、尚、前記結合素子は光学接着剤やライトガイドやガラスや光学部品である。
【００３８】
光電検出器システムは、位置検出型光電子増倍管（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｐｈｏｔｏ−Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅｓ：以下、ＰＳＰＭＴと略称する) や、マイクロチャネルプレート（Ｍｉｃｒｏ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｌａｔｅｓ：以下、ＭＣＰと略称する) や、ｃ×ｄ個のアバランシェフォトダイオード（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ：以下、ＡＰＤと略称する) により水平面内でスプライシングされたＡＰＤアレイや、ｃ×ｄ個のシリコン光電子増倍管（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ、以下ではＳｉＰＭと略称する )により水平面内でスプライシングされたＳｉＰＭアレイや、ｃ×ｄ個の光電子増倍管（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ：ＰＭＴ )により水平面内でスプライシングされたＰＭＴアレイ等が適用できる。尚、ｃは水平面上の長さ方向におけるＳｉＰＭ（ＡＰＤ又はＰＭＴ)の個数であり、ｃは１以上の整数であり、ｄは水平面幅方向におけるＳｉＰＭ（ＡＰＤ又はＰＭＴ)の個数であり、ｄは１以上の整数であり、ｃとｄは同時に１を表すものではない。一回のγ光子エネルギー堆積イベントについて、光電検出器システムはｋ個の電気パルス信号を発生するようになっている。尚、ｋは２以上の整数である。
【００３９】
アルゴリズムシステムは、位置アルゴリズムを採用してｋ個の電気パルス信号によって、多層シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積位置を算出する。尚、前記位置アルゴリズムは重心法、ａｎｇｅｒ−ｌｏｇｉｃ法、最尤推定法、統計情報に基づくローカリゼーションアルゴリズム、三次元非線形ローカリゼーションアルゴリズム、人工ニューラルネットワークローカリゼーションアルゴリズムを含む。
【００４０】
前記アルゴリズムシステムは、時間アルゴリズムを採用してｋ個の電気パルス信号によって、多層シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積時間を算出する。尚、前記時間アルゴリズムは、ｋ個の電気パルス信号を加算して一つの加算電気パルス信号サム（ｓｕｍ）を得て、加算電気パルス信号の時間情報を抽出して、多層シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積時間とする。尚、前記電気パルス信号を加算することは、ｋ個の電気パルスを直接にタイムドメインで加算すること、又は、ｋ個の電気パルスを加重した後にタイムドメインで加算することである。
【００４１】
また、前記アルゴリズムシステムは、他の時間アルゴリズムを採用してｋ個の電気パルス信号によって、多層シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積時間を算出することができる。尚、前記時間アルゴリズムは、ｋ個の電気パルス信号によってｋ個の時間をそれぞれに抽出し、これらｋ個の時間によって、多層シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積時間を推定できる。尚、ｋ個の時間情報によって、多層シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積時間を推定する方法は、ｋ個の時間の平均値を求めることと、ｋ個の時間のうちの最小値を求めることと、ｋ個の時間の最大の尤度値を求めることを含む。
【００４２】
以下に、いくつかの具体的な実施例の図面を参照して本発明の内容を説明する。以下に説明する実施例は、単に本発明の実施例の一部であって、すべての実施例ではないことは明らかである。本発明における実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をしない前提で得たすべての他の実施例は、本発明の保護の範囲内に属する。
【００４３】
実施例１：
図１に示すように、ＰＥＴ検出器は、多層シンチレーション結晶１と、光電検出器システム２と、アルゴリズムシステム３とを備える。尚、多層シンチレーション結晶１は、２層のシンチレーション結晶で構成され、トップ層シンチレーション結晶４はアレイ状のシンチレーション結晶であり、ボトム層シンチレーション結晶５は連続シンチレーション結晶であり、２層のシンチレーション結晶の接続面は光学接着剤によって結合される。
【００４４】
トップ層シンチレーション結晶４は、外観形状が立方体であり、６×６個の同じサイズのシンチレーション結晶棒により水平面内でスプライシングし構成される。ボトム層シンチレーション結晶５の底面は、光電検出器システム２に直接に結合される。光電検出器システム２は４×４個のＳｉＰＭからなる。ボトム層シンチレーション結晶５の高さは１ｍｍであり、トップ層シンチレーション結晶４の高さは１３ｍｍである。アルゴリズムシステムにおいてγ光子エネルギー堆積位置を取得するための方法は、ａｎｇｅｒ−ｌｏｇｉｃアルゴリズムであり、γ光子エネルギー堆積時間を取得するための方法は、４×４個のＳｉＰＭの出力を加算した後に、加算信号を抽出する時間をγ光子のエネルギー堆積時間とする方法である。
【００４５】
実施例２：
図２に示すように、ＰＥＴ検出器は、多層シンチレーション結晶１と、光電検出器システム２と、アルゴリズムシステム３とを備える。尚、多層シンチレーション結晶１は、２層のシンチレーション結晶で構成され、トップ層シンチレーション結晶４はアレイ状のシンチレーション結晶であり、ボトム層シンチレーション結晶５は連続シンチレーション結晶である。２層のシンチレーション結晶の接続面は光学接着剤によって結合され、且つ、形状及びサイズは全く同じである。
【００４６】
トップ層シンチレーション結晶４は、外観形状が立方体であり、６×６個の同じサイズのシンチレーション結晶棒により水平面内でスプライシングして構成される。ボトム層シンチレーション結晶５の底面は光電検出器システム２とライトガイド６を介して結合される。光電検出器システム２は４×４個のＳｉＰＭからなる。ボトム層シンチレーション結晶５の高さは１ｍｍであり、トップ層シンチレーション結晶４4の高さは１３ｍｍである。アルゴリズムシステムにおいてγ光子エネルギー堆積位置を取得するための方法は、ａｎｇｅｒ−ｌｏｇｉｃアルゴリズムであり、γ光子エネルギー堆積時間を取得するための方法は、４×４個のＳｉＰＭの出力を加算した後に、加算信号を抽出する時間をγ光子のエネルギー堆積時間とする方法である。
実施例３：
図３に示すように、ＰＥＴ検出器は、多層シンチレーション結晶１と、光電検出器システム２と、アルゴリズムシステム３とを備える。尚、多層シンチレーション結晶１は、２層のシンチレーション結晶で構成され、トップ層シンチレーション結晶４は、アレイ状のシンチレーション結晶であり、ボトム層シンチレーション結晶５は、連続シンチレーション結晶である。２層のシンチレーション結晶の接続面は光学接着剤によって結合される。
【００４７】
トップ層シンチレーション結晶４は、外観形状が錐台であり、アレイ状のシンチレーション結晶の頂面と底面は互いに平行し、４×４個のシンチレーション結晶棒により水平面内でスプライシングして構成される。ボトム層シンチレーション結晶５の底面は、光電検出器システム２と光学接着剤によって結合される。ボトム層シンチレーション結晶５の高さは１ｍｍであり、トップ層シンチレーション結晶４の高さは１３ｍｍである。光電検出器システム２は４×４個のＳｉＰＭからなる。アルゴリズムシステム３においてγ光子エネルギー堆積位置を取得するための方法はＡｎｇｅｒ−Ｌｏｇｉｃアルゴリズムであり、γ光子エネルギー堆積時間を取得するための方法は、４×４個のＳｉＰＭの出力を加算した後に、加算信号を抽出する時間をγ光子のエネルギー堆積時間とする方法である。
【００４８】
実施例４：
図４に示すように、ＰＥＴ検出器は、多層シンチレーション結晶１と、光電検出器システム２と、アルゴリズムシステム３とを備える。尚、多層シンチレーション結晶１は、２層のシンチレーション結晶で構成され、トップ層シンチレーション結晶４はアレイ状のシンチレーション結晶であり、ボトム層シンチレーション結晶５は連続シンチレーション結晶である。２層のシンチレーション結晶の接続面はライトガイド６を介して結合され、且つ、形状及びサイズは全く同じである。
【００４９】
トップ層シンチレーション結晶４は、外観形状が立方体であり、６×６個の同じサイズのシンチレーション結晶棒により水平面内でスプライシングして構成される。ボトム層シンチレーション結晶５の底面は光電検出器システム２と光学接着剤によって結合される。光電検出器システム２は４×４個のＳｉＰＭからなる。ボトム層シンチレーション結晶５の高さは１ｍｍであり、トップ層シンチレーション結晶４の高さは１３ｍｍである。アルゴリズムシステム３においてγ光子エネルギー堆積位置を取得するための方法はａｎｇｅｒ−ｌｏｇｉｃアルゴリズムであり、γ光子エネルギー堆積時間を取得するための方法は、４×４個のＳｉＰＭの出力を加算した後に、加算信号を抽出する時間をγ光子のエネルギー堆積時間とする方法である。
【００５０】
実施例５：
図５に示すように、ＰＥＴ検出器は、多層シンチレーション結晶１と、光電検出器システム２と、アルゴリズムシステム３とを備える。尚、多層シンチレーション結晶１は、３層のシンチレーション結晶で構成される。当該多層シンチレーション結晶１は、１層のアレイ状のシンチレーション結晶と２層の連続シンチレーション結晶からなる。トップ層シンチレーション結晶４は連続シンチレーション結晶であり、ボトム層シンチレーション結晶５は連続シンチレーション結晶である。中間層シンチレーション結晶７は、トップ層シンチレーション結晶４とボトム層シンチレーション結晶５との間に位置する。中間層シンチレーション結晶７は、アレイ状のシンチレーション結晶である。３層のシンチレーション結晶の各接続面は光学接着剤によって結合される。
【００５１】
中間層シンチレーション結晶７は、６×６個のシンチレーション結晶棒により水平面内でスプライシングして構成される。ボトム層シンチレーション結晶５の底面と光電検出器システム２は光学接着剤によって結合される。光電検出器システム２は４×４個のＳｉＰＭからなる。アルゴリズムシステム３においてγ光子エネルギー堆積位置を取得するための方法は、Ａｎｇｅｒ−Ｌｏｇｉｃアルゴリズムであり、γ光子エネルギー堆積時間を取得するための方法は、４×４個のＳｉＰＭの出力を加算した後に、加算信号を抽出する時間をγ光子のエネルギー堆積時間とする方法である。
【００５２】
実施例６：
図６に示すように、ＰＥＴ検出器は、多層シンチレーション結晶１と、光電検出器システム２と、アルゴリズムシステム３とを備える。尚、多層シンチレーション結晶１は、３層のシンチレーション結晶で構成される。当該多層シンチレーション結晶１は、１層のアレイ状のシンチレーション結晶と２層の連続シンチレーション結晶からなる。トップ層シンチレーション結晶 ４は連続シンチレーション結晶であり、ボトム層シンチレーション結晶５は連続シンチレーション結晶である。中間層シンチレーション結晶７は。トップ層シンチレーション結晶４とボトム層シンチレーション結晶５との間に位置する。中間層シンチレーション結晶７は、アレイ状のシンチレーション結晶である。３層のシンチレーション結晶の各接続面は光学接着剤によって結合される。
【００５３】
中間層シンチレーション結晶７は、６×６個のシンチレーション結晶棒により水平面内でスプライシングして構成される。ボトム層シンチレーション結晶５の底面は、光電検出器システム２とライトガイド６を介して結合される。光電検出器システム２は４×４個のＳｉＰＭからなる。アルゴリズムシステム３においてγ光子エネルギー堆積位置を取得するための方法は、ａｎｇｅｒ−ｌｏｇｉｃアルゴリズムであり、γ光子エネルギー堆積時間を取得するための方法は、４×４個のＳｉＰＭの出力を加算した後に、加算信号を抽出する時間をγ光子のエネルギー堆積時間とする方法である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る多層シンチレーション結晶は、シンチレーション結晶におけるγ光子のエネルギー堆積情報を従来技術よりも更に正確に取得することができる。
【００５５】
本発明は、上記した例示的な実施例の詳細に限定されないとともに、本発明の趣旨または本質的な特徴から逸脱することない場合に、他の具体的な形態で本発明を実現することができる。よって、どのような点から見ても、実施例を例示的、非限定的な例として見なすべきであり、本発明の範囲は上記の説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって決定され、これによると、特許請求の範囲と均等の要素の意味および範囲内のすべての変化が本発明の範囲内に含まれることが意図されている。特許請求の範囲のいずれかの参照符号も、かかる特許請求の範囲を限定するものとして扱うべきではない。
【００５６】
本明細書を実施形態に従って説明したが、各実施形態が一つの単一の技術的解決手段のみを含むものではないと理解すべきである。この叙述方式は明細書を明確にするためだけであり、当業者は明細書を一つの整体とすべき、各実施例における技術手段は適切な組合せによって、当業者によって理解され得る他の実施方式を形成できる。
【符号の説明】
【００５７】
１  多層シンチレーション結晶
２  光電検出器システム
３  アルゴリズムシステム
４  トップ層シンチレーション結晶
５  ボトム層シンチレーション結晶
６  ライトガイド
７  中間層シンチレーション結晶
【図１】
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【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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