(57)【要約】【課題】半導体放射線検出器の特性変化を抑制することによりエネルギー分解能等の性能への影響を抑制することができる放射線検出装置、及びそれを用いた放射線検査装置及び放射線を提供する。【解決手段】放射線を検出する複数の半導体放射線検出器と、半導体放射線検出器にバイアス電圧を印加する電源と、電源から半導体放射線検出器に印加されるバイアス電圧の方向を順方向と逆方向とで切り換える印加方向切換機構とを備え、放射線の検出を行う検出処理の実施時には半導体放射線検出器に順方向のバイアス電圧のみを印加し、検出処理時以外には少なくとも逆方向のバイアス電圧の印加を伴う特性回復処理を実施する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する複数の半導体放射線検出器と、
前記半導体放射線検出器にバイアス電圧を印加する電源と、
前記電源から前記半導体放射線検出器に印加されるバイアス電圧の方向を順方向と逆方向とで切り換える印加方向切換機構と、
放射線の検出を行う検出処理の実施時には前記半導体放射線検出器に順方向のバイアス電圧のみを印加し、検出処理時以外には少なくとも逆方向のバイアス電圧の印加を伴う特性回復処理を実施するように前記印加方向切換機構を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の放射線検出装置において、
前記半導体放射線検出器に順方向および逆方向のバイアス電圧を印加した時間をそれぞれ測定する電圧印加時間測定部を備え、
前記制御部は、前記電圧印加時間測定部による測定結果に基づいて前記特性回復処理における逆方向のバイアス電圧の印加時間を制御することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項３】
請求項１記載の放射線検出装置において、
前記半導体放射線検出器に順方向および逆方向のバイアス電圧を印加した時間をそれぞれ測定する電圧印加時間測定部と、
前記半導体放射線検出器の周辺温度を検出する温度検出器とを備え、
前記制御部は、前記電圧印加時間測定部により測定された前記半導体放射線検出器への順方向のバイアス電圧の印加時間と前記温度検出器の検出結果とに基づいて、前記特性回復処理で前記半導体放射線検出器に逆方向のバイアス電圧を印加する時間を制御することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項４】
請求項３記載の放射線検出装置において、
前記制御部は、放射線の検出を行う検出処理の実施時には前記半導体放射線検出器に順方向のバイアス電圧のみを印加し、検出処理時以外には少なくとも逆方向のバイアス電圧の印加を伴う特性回復処理を実施し、検出処理時以外かつ特性回復処理以外の場合には順方向のバイアス電圧と逆方向のバイアス電圧を交互に印加するように前記印加方向切換機構を制御することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項記載の放射線検出装置において、
前記半導体放射線検出器は、臭化タリウム結晶により形成されたことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか１項記載の放射線検出装置において、
前記複数の半導体放射線検出器のそれぞれについて特性の劣化状態を判定する劣化状態判定機構と、
前記複数の半導体放射線検出器のそれぞれに対して異なる電圧を印加する印加電圧切換機構とを備え、
前記制御部は、前記劣化状態判定機構からの判定結果に基づいて、前記印加方向切換機構および前記印加電圧切換機構を制御することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項７】
請求項６記載の放射線検出装置において、
前記劣化状態検出機構は、前記半導体放射線検出器のリーク電流を検出するリーク電流検出器を有し、該リーク電流に基づいて前記半導体放射線検出器の特性の劣化状態を検出することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項８】
請求項６記載の放射線検出装置において、
前記劣化状態検出機構は、前記半導体放射線検出器のリーク電流を検出するリーク電流検出器を有し、前記半導体放射線検出器の順方向のリーク電流と逆方向のリーク電流との差分に基づいて前記半導体放射線検出器の特性の劣化状態を検出することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項９】
請求項１に記載の放射線検出装置を備えた放射線検査装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の放射線検出装置を備えた放射線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体放射線検出器を用いた放射線検出装置、及びそれを用いた放射線検査装置及び放射線撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
γ線計測の応用分野としては、例えば、被験者の体内に投与した放射性薬剤から放射されるγ線をガンマカメラ装置や単一光子放射断層撮像 (SPECT : Single Photon Emission Computed Tomography)装置、陽電子放出型断層撮像(PET : Positron Emission Tomography）装置などにより計測する核医学診断装置などが挙げられる。また、その他の応用分野としては、放射線計測装置を用いた放射能爆弾テロ対策用線量計や、原子力発電所向けのガンマカメラなどがある。
【０００３】
このような放射線検出装置に搭載される半導体放射線検出器には、従来、放射線を光に変換するシンチレータとその光を検出して増幅する光電子増倍管とを組み合わせたものが用いられていたが、近年、γ線等の放射線と半導体結晶との相互作用で生じた電荷を電気信号に直接変換する構成であることからエネルギー分解能が高く、かつ小型化が可能な半導体放射線検出器への期待が高まっている。
【０００４】
半導体放射線検出器に用いられる半導体結晶としては、例えば、シリコン(Si)やゲルマニウム(Ge)、テルル化カドミウム(CdTe)、テルル化カドミウム亜鉛(CZT)、ガリウムヒ素(GaAs)等が挙げられるが、特に、臭化タリウム(TlBr)は、原子番号や密度が大きいため、光電効果による線減衰係数が大きく、より薄い結晶で他の半導体結晶と同等のγ線感度を得る事ができるとして期待されている。
【０００５】
臭化タリウム放射線検出器は、金や白金、パラジウム等の電極材料で半導体結晶を挟むようにして電極を形成し、その２つの電極間にバイアス電圧を印加することによって電荷収集を行う構成で用いられる。しかしながら、このような構成の半導体放射線検出器にバイアス電圧を印加して長時間動作させた場合には、カソード電極付近へのＴｌ＋（タリウムイオン）等の陽イオンの蓄積や、アノード電極付近へのＢｒ−（臭素イオン）等の陰イオンの蓄積が一因と考えられる半導体放射線検出器の素子特性が変化が生じ、エネルギー分解能等の性能に影響を与えることが知られている。
【０００６】
このような半導体放射線検出器の特性変化の抑制を目的として、例えば、特許文献１（特開２００９−１５６８００号公報）には、臭化タリウム放射線検出器の電極にタリウム層を挿入することで素子特性の変化を長時間にわたり抑制しようとする技術や、臭化タリウム放射線検出器に印加する電荷収集用のバイアス電圧を一定時間ごとに正負反転させて用いることにより長時間の使用を可能にしようとする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１５６８００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、上記従来技術には次のような問題点がある。
【０００９】
半導体放射線検出器中においては、電子及び正孔の移動度や寿命が異なっているため、ガンマ線が半導体放射線検出器の＋側寄りで反応したか―側寄りで反応したかによって検出される信号波形が変化する。例えば、電極面に垂直な方向からガンマ線が入射する場合、半導体放射線検出器内での減衰の効果によって入射面近くでの反応量が多く、その逆面での反応数が少なくなることから、バイアス電圧の印加方向によって特性が大きく変わってしまう。また、半導体放射線検出器の電極構造によっては＋側もしくは−側のみにガンマ線を検出できない不感領域が現れるため、バイアス電圧の印加方向を反転すると半導体放射線検出器の感度が変わってしまう。すなわち、半導体放射線検出器内の特定の場所にガンマ線が当たりやすくなっている場合には、半導体放射線検出器に印加するバイアス電圧の方向によって素子特性が変化し、エネルギー分解能等の特性が変化してしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、半導体放射線検出器の特性変化を抑制することによりエネルギー分解能等の性能への影響を抑制することができる放射線検出装置、及びそれを用いた放射線検査装置及び放射線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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、放射線を検出する複数の半導体放射線検出器と、前記半導体放射線検出器にバイアス電圧を印加する電源と、前記電源から前記半導体放射線検出器に印加されるバイアス電圧の方向を順方向と逆方向とで切り換える印加方向切換機構と、放射線の検出を行う検出処理の実施時には前記半導体放射線検出器に順方向のバイアス電圧のみを印加し、検出処理時以外には少なくとも逆方向のバイアス電圧の印加を伴う特性回復処理を実施するように前記印加方向切換機構を制御する制御部を備えたものとする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体放射線検出器の特性変化を抑制することによりエネルギー分解能等の性能への影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態に係る放射線検出装置を備えた装置の一例として示す放射線検査装置の全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態におけるカメラの構成を概略的に示す図である。
【図３】第１の実施の形態におけるカメラの電子回路を概略的に示す図である。
【図４】第１の実施の形態における制御部の構成を模式的に示す機能ブロック図である。
【図５】第１の実施の形態における放射線検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施の形態において検出器に印加されるバイアス電圧の時間経過に伴う変化を示す図である。
【図７】第２の実施の形態におけるカメラの電子回路を概略的に示す図である。
【図８】第２の実施の形態における制御部の構成を模式的に示す機能ブロック図である
【図９】第２の実施の形態における各スイッチの開閉状態及び印加される電圧を時間時間経過とともに示す図である。
【図１０】第３の実施の形態における各スイッチの開閉状態及び印加される電圧を時間時間経過とともに示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る放射線検出装置を備えた装置の一例として示す放射線検査装置の全体構成を示す図である。また、図２はカメラの構成を概略的に示す図であり、図３はカメラの電子回路を概略的に示す図である。また、図４は、制御部の構成を模式的に示す機能ブロック図である。
【００１６】
図１において、本実施の形態に係る放射線検査装置の一種である単一光子放射断層撮影装置は、ガントリ１０と、対向してガントリ１０に支持された２つのカメラ１１Ａ，１１Ｂと、放射線検査装置全体の動作を制御する制御部１２と、各種設定画面や検査結果等を表示する表示装置１３等を含んで概略構成されている。
【００１７】
ガントリ１０には、放射線検査装置による被験者１５が載せられるベッド１４が併設されており、被験者１５をガントリ１０に対して相対移動させることができる構造を有している。ベッド１４に載せられる被験者１５は、カメラ１１Ａ，１１Ｂにより検出するγ線の放出源として、例えば、半減期が６時間の９９ｍＴｃを含んだ放射性薬剤を投与される。カメラ１１Ａ，１１Ｂは、ガントリ１０の半径方向及び周方向に駆動可能に設置されており、断層像撮像時には、カメラ１１はガントリ取り付け部を軸として被験者１５の周りを回転駆動する。そして、被検者１５の体内の腫瘍等に集積した放射性薬剤（９９ｍＴｃ）から放出されるγ線をカメラ１１Ａ，１１Ｂで検出し、検出結果を制御部１２で処理することにより被験者１５の断層画像が生成される。
【００１８】
図２において、カメラ１１Ａ，１１Ｂは、それぞれ、被検者１５の体内から放出されるγ線を選別して一定方向のγ線のみを通過させる複数のコリメータ２６と、各コリメータ２６を通過したγ線を検出する複数の検出器（半導体放射線検出器）２１と、検出器２１の温度を検出する温度検出器３９と、複数の検出器２１で検出したγ線の検出信号を増幅してディジタル変換するアナログフロントエンド回路２５と、アナログフロントエンド回路２５からの信号を収集処理してγ線を検出した検出器２１のＩＤ、γ線の波高値、及び検出時刻等の情報を含むデータを生成し、制御部１２に送るデータ収集回路２７とから概略構成されている。複数の検出器２１は、検出基板２３上にコリメータ２６を伴って並べて配置されており、アナログフロントエンド回路２５及びデータ収集回路２７は、検出基板２３に接続された計測基板２４上に配置されている。
【００１９】
カメラ１１Ａ，１１Ｂを構成する検出器２１、検出器基板２３，回路基板２４、及びコリメータ２６は、鉄や鉛等で形成された遮光・γ線・電磁シールド２９により覆われており、外部からの余分な光やγ線、電磁波等が遮断される。
【００２０】
データ集積回路は２７は、機能変更等を考慮して例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)等により構成されている。また、アナログフロントエンド回路２５は、微細なアナログ信号を多数のチャンネルについて処理する必要があるため、例えば、特定用途向け集積回路(ASIC : Application Specific Integrated Circuit)等により構成されている。
【００２１】
本実施の形態における検出器２１は、臭化タリウム結晶により形成された放射線検出器であり、例えば、金や白金、パラジウム等の電極材料で臭化タリウム結晶を挟むようにして電極（図示せず）を形成し、その２つの電極間にバイアス電圧を印加することによって電荷収集を行うよう構成されている。
【００２２】
図３において、カメラ１１Ａ，１１Ｂの検出基板２３に配置された複数の検出器２１の一端（一方の電極）は、高圧電源線３４に接続されている。また、高電圧電源線３４は、高圧スイッチ３３Ａを介して正の電圧を印加する高圧電源３２Ａと接続され、高圧スイッチ３３Ｂを介して負の電圧を印加する高圧電源３２Ｂと接続されている。
【００２３】
また、検出器２１の他端（他方の電極）は、アナログフロントエンド回路２５に接続されている。アナログフロントエンド回路２５内には、複数のチャージアンプ３５が設けられており、複数の検出器２１はそれぞれ対応するチャージアンプ３５に接続されている。
【００２４】
また、チャージアンプ３５の各出力はそれぞれ対応するシェーピングアンプ３６に接続されている。そして、γ線の入射によって検出器２１から出力された荷電信号は、チャージアンプ３５及びシェービングアンプ３６によって電圧信号への変換され、増幅されてマルチプレクサ３７に出力される。
【００２５】
マルチプレクサ３７は、複数のシェービングアンプ３６の出力を処理して一つの信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器３８に出力する。マルチプレクサ３７及びＡ／Ｄ変換器３８の動作はデータ収集回路２７により制御されている。データ収集回路２７は、放射線の検出処理時には、アナログフロントエンド回路２５内のマルチプレクサ３７及びＡ／Ｄ変換機３８を制御して必要なチャンネル（検出器）の波高値を読み出し、制御部１２に出力する。
【００２６】
ここで、本実施の形態においては、検出器２１の一方（一方の電極）に正の電圧（＋の電圧）を印加する場合のバイアス電圧を順方向のバイアス電圧、検出器２１の一方（一方の電極）に負の電圧（−の電圧）を印加する場合のバイアス電圧を逆方向のバイアス電圧と定義する。
【００２７】
なお、本実施の形態において検出器２１を構成する臭化タリウム素子（結晶）には極性が無いため、何れの方向のバイアス電圧を順方向又は逆方向と定義しても良いが、本実施の形態においては説明のために上記のように定義する。また、本実施の形態では、検出器２１に印加するバイアス電圧の方向毎に電源を別個に用意しているが、例えば、絶縁型の電源を１つ用い、電源の両側をスイッチで切り替えるように構成したも良い。また、正負の電圧が異なっていてもよく、その場合には、印加時間を電圧に応じて変化させるように適宜構成する。
【００２８】
図４において、制御部１２は、放射線検査装置全体の動作を制御する機能を有するとともに、放射線検出装置におけるデータ処理装置としての機能を有している。
【００２９】
制御部１２は、種々のプログラムや設定値、検査結果（断層像情報、断層画像等）などを記憶する記憶部１２Ａと、カメラ１１Ａ，１１Ｂで検出されたγ線の波高値、検出時刻、及び検出器（チャンネル）ＩＤを含むデータを取り込み、平面像を生成し、さらに画像再構成により断層像情報（断層画像）を生成して表示装置１３に表示する断層像情報作成部１２Ｂと、検出器２１に順方向および逆方向のバイアス電圧を印加した時間をそれぞれ測定する印加時間測定部１２Ｃとを備えている。
【００３０】
図５は、本実施の形態における放射線検出装置の動作を示すフローチャートであり、図６は検出器に印加されるバイアス電圧の時間経過に伴う変化を示す図である。
【００３１】
図５において、制御部１２は、放射線検査装置の動作ともなって放射線検出装置の動作が指示されると、まず、患者の位置決めや装置動作の確認のためにデータをプレビューするプレビュー動作としてスイッチ３３Ａ，３３Ｂを交互に開閉することにより、検出器２１に印加するバイアス電圧を順方向と逆方向とで一定周期で交互に印加する（ステップＳ１００、図６のプレビーモード参照）。なお、検出器２１に逆方向のバイアス電圧を印加されるのはプレビュー期間のみであり、逆方向のバイアス電圧を印加することによる測定精度の低下は問題とならない。
【００３２】
続いて、測定期間になると、測定動作として検出器２１に順方向のバイアス電圧を印加する（ステップＳ１１０、図６の収集モード参照）。なお、均一性等のデータは順方向のバイアス電圧に合わせて測定しているため、正確なデータ取得が可能である。
【００３３】
続いて、測定期間が終了して測定結果を確認するモニター期間（プレビュー期間も含む）になると、検出器２１の特性を回復させるための特性回復処理として、測定時間（バイアス電圧を印加した時間）に応じて逆方向のバイアス電圧を印加する（ステップＳ１２０、図６の特性回復処理参照）。
【００３４】
その後、測定動作を終了するかどうかを判定し（ステップＳ１３０）、判定結果がＮＯの場合にはバイアス電圧の方向を周期的に切り替えるモード（プレビューモード）に移行し、判定結果がＹＥＳの場合には、動作を終了する。
【００３５】
なお、検出器２１は温度が高いと劣化や回復の時間が短くなるため、カメラ１１Ａ，１１Ｂに内蔵した温度計３９を用いて温度を測定し、測定結果に応じて特性回復処理における逆方向のバイアス電圧の印加時間を調整する。
【００３６】
また、単一光子放射断層撮像装置において、患者や検出器を動かす際には測定を行わないため、その期間中に逆方向のバイアス電圧を印加して検出器２１の特性回復を行うことも可能である。
【００３７】
また、臭化タリウムでは検出器の劣化は電源を切っても長時間残るため、検出器の回復中に電源が切られてしまうと、次回の測定以降に影響を及ぼす。そのため、例えば、不揮発メモリに順方向及び逆方向のバイアス電圧の印加時間を記憶しておき、予期せぬ電源遮断等により動作が強制終了した場合には、次回以降に特性回復処理の動作を持ち越すように構成しても良い。また、特性回復処理による検出器２１の特性回復が十分に行えない場合には警告を出すように構成しても良い。
【００３８】
以上のように構成した本実施の形態の効果を説明する。
【００３９】
臭化タリウム放射線検出器は、金や白金、パラジウム等の電極材料で半導体結晶を挟むようにして電極を形成し、その２つの電極間にバイアス電圧を印加することによって電荷収集を行う構成で用いられる。しかしながら、このような構成の半導体放射線検出器にバイアス電圧を印加して長時間動作させた場合には、カソード電極付近へのＴｌ＋（タリウムイオン）等の陽イオンの蓄積や、アノード電極付近へのＢｒ−（臭素イオン）等の陰イオンの蓄積が一因と考えられる半導体放射線検出器の素子特性が変化が生じ、エネルギー分解能等の性能に影響を与えることが知られている。
【００４０】
従来技術においては、臭化タリウム放射線検出器の電極にタリウム層を挿入することで素子特性の変化を長時間にわたり抑制しようとする技術や、臭化タリウム放射線検出器に印加する電荷収集用のバイアス電圧を一定時間ごとに正負反転させて用いることにより長時間の使用を可能にしようとしていた。
【００４１】
しかしながら、半導体放射線検出器中においては、電子及び正孔の移動度や寿命が異なっているため、ガンマ線が半導体放射線検出器の＋側寄りで反応したか―側寄りで反応したかによって検出される信号波形が変化する。例えば、電極面に垂直な方向からガンマ線が入射する場合、半導体放射線検出器内での減衰の効果によって入射面近くでの反応量が多く、その逆面での反応数が少なくなることから、バイアス電圧の印加方向によって特性が大きく変わってしまう。また、半導体放射線検出器の電極構造によっては＋側もしくは−側のみにガンマ線を検出できない不感領域が現れるため、バイアス電圧の印加方向を反転すると半導体放射線検出器の感度が変わってしまう。すなわち、半導体放射線検出器内の特定の場所にガンマ線が当たりやすくなっている場合には、半導体放射線検出器に印加するバイアス電圧の方向によって素子特性が変化し、エネルギー分解能等の特性が変化してしまうという問題点があった。
【００４２】
これに対して本実施の形態においては、放射線を検出する複数の半導体放射線検出器と、半導体放射線検出器にバイアス電圧を印加する電源と、電源から半導体放射線検出器に印加されるバイアス電圧の方向を順方向と逆方向とで切り換える印加方向切換機構とを備え、放射線の検出を行う検出処理の実施時には半導体放射線検出器に順方向のバイアス電圧のみを印加し、検出処理時以外には少なくとも逆方向のバイアス電圧の印加を伴う特性回復処理を実施するように構成したので、半導体放射線検出器の特性変化を抑制することによりエネルギー分解能等の性能への影響を抑制することができる。
【００４３】
本発明の第２の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００４４】
本実施の形態は、第１の実施の形態における複数の検出器ごとのリーク電流を測定し、その測定結果に基づいて特性回復処理を実施するよう構成したものである。
【００４５】
図７は、本実施の形態におけるカメラの電子回路を概略的に示す図であり、図８は制御部の構成を模式的に示す機能ブロック図である。また、図９は、図７における各スイッチの開閉状態及び印加される電圧を時間時間経過とともに示す図である。図中、第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４６】
図７において、カメラ１１Ａ，１１Ｂの検出基板２３に配置された複数の検出器２１の一端（一方の電極）は、高圧電源線３４に接続されている。また、高電圧電源線３４は、高圧スイッチ３３Ａを介して正の電圧を印加する高圧電源３２Ａと接続され、高圧スイッチ３３Ｂを介して負の電圧を印加する高圧電源３２Ｂと接続され、接地スイッチ３３Ｃを介して接地されている。
【００４７】
また、検出器２１の他端（他方の電極）は、アナログフロントエンド回路２５に接続されている。アナログフロントエンド回路２５内には、複数のチャージアンプ３５が設けられており、複数の検出器２１はそれぞれ対応するチャージアンプ３５に入力スイッチ４２を介して接続されている。検出器２１と入力スイッチ４２とを接続する伝送線路は、バイアス電圧用スイッチ４１Ａを介してフロントエンド回路２５の電源に接続されるとともに、バイアス電圧用スイッチ４１Ｂを介して接地されている。
【００４８】
チャージアンプ３５には、電荷蓄積のために接続されたフィードバックコンデンサ４５の電荷を解放するために、フィードバックコンデンサ４５の両端を接続する放電用スイッチ４３が設けられている。なお、通常はチャージアンプ３５の動作を安定させるためにフィードバックコンデンサ４５と並列に抵抗が入っているが、図示を省略する。なお、この抵抗にも動作の妨げになる場合は切り離せるよう直列にスイッチを入れることが考えられる。また、チャージアンプ３５の入力には、検出器２１で発生するリーク電流が測定時に影響を及ぼさないようリーク電流キャンセラや保護回路などを接続する場合があるが、これらの回路も切り離しスイッチによりリーク電流の測定時にはチャージアンプ３５の入力から切り離されるように構成する。
【００４９】
また、チャージアンプ３５の各出力はそれぞれ対応するシェーピングアンプ３６に接続されている。そして、γ線の入射によって検出器２１から出力された荷電信号は、チャージアンプ３５及びシェービングアンプ３６によって電圧信号への変換され、増幅されてマルチプレクサ３７に出力される。
【００５０】
マルチプレクサ３７は、複数のシェービングアンプ３６の出力を処理して一つの信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器３８に出力する。マルチプレクサ３７及びＡ／Ｄ変換器３８の動作はデータ収集回路２７により制御されている。データ収集回路２７は、放射線の検出処理時には、アナログフロントエンド回路２５内のマルチプレクサ３７及びＡ／Ｄ変換機３８を制御して必要なチャンネル（検出器）の波高値を読み出し、制御部１２０に出力する。
【００５１】
図８において、本実施の形態の制御部１２０は、放射線検査装置全体の動作を制御する機能を有するとともに、放射線検出装置におけるデータ処理装置としての機能を有している。
【００５２】
制御部１２０は、種々のプログラムや設定値、検査結果（断層像情報、断層画像等）などを記憶する記憶部１２Ａと、カメラ１１Ａ，１１Ｂで検出されたγ線の波高値、検出時刻、及び検出器（チャンネル）ＩＤを含むデータを取り込み、平面像を生成し、さらに画像再構成により断層像情報（断層画像）を生成して表示装置１３に表示する断層像情報作成部１２Ｂと、検出器２１に順方向および逆方向のバイアス電圧を印加した時間をそれぞれ測定する印加時間測定部１２Ｃと、複数の検出器２１のそれぞれについて特性の劣化状態を判定する劣化状態判定機構１２Ｄとを備えている。
【００５３】
図９に示すように、本実施の形態の測定動作において、プレビュー期間中は電圧を周期的に反転させ、測定期間中に順方向のバイアス電圧を印加する。これは第１の実施の形態と同様である。この際、検出器１からの荷電信号の測定を行うためにチャージアンプ３５と検出器２１を接続する入力スイッチ４２はＯＮの状態（閉状態）であり、その他のスイッチはＯＦＦの状態（開状態）である。
【００５４】
測定が終了し、装置を停止することが可能な状態になると、まず初めに測定時間（順方向のバイアス電圧の印加時間）に応じて、逆方向のバイアス電圧を印加する特性回復動作を行う。
【００５５】
ここで、複数の検出器２１のそれぞれの特性ばらつきを補正する個別補正処理の動作を行う。
【００５６】
個別補正処理では、まず初めに、個々の検出器２１のリーク電流を測定する。以下の処理は、特に説明しない場合は各検出器２１に個別に実施するものとして説明する。個々の検出器２１の測定のとき、高圧電源の切り替えの際に発生する変動電流がチャージアンプ３５に影響を与えないよう入力スイッチ４２がＯＦＦ状態（開状態）にされる。また、それと同時にリーク電流を逃がすためにバイアス電圧用スイッチ４１ＡがＯＮ状態（閉状態）にされる。なお、ＯＮ状態（閉状態）にするのはバイアス電圧用スイッチ４１Ｂでも構わず、またスイッチを用いずに保護ダイオードにより電源もしくはグランドに電流を逃す方式を用いてもよい。また、リーク電流を逃す先をチャージアンプ３５の通常動作時の電圧と同じにすることで、電流積分開始時のノイズを減らすことが望ましい。
【００５７】
チャージアンプ３５と検出器２１を入力スイッチ４２を開状態にすることによって切り離すと同時に放電用スイッチ４３をＯＮ状態（閉状態）にする。これによりフードバック容量４５にたまった電荷を放電させる。
【００５８】
続いて、高圧電源線３４に加わる電圧が安定したら、リーク電流の測定に入る。リーク電流を逃していたバイアス電圧スイッチ４１ＢをＯＦＦ状態（開状態）すると同時にチャージアンプ３５と検出器２１を接続するために入力スイッチ４１をＯＮ状態（閉状態）にする。さらに放電用スイッチ４３をＯＦＦ状態（開状態）にすることによりリーク電流の積分を開始する。バイアス電圧が＋（順方向）で、リーク電流がフロントエンド回路２５に流れ込む場合、チャージアンプ３５は入力部の電圧を一定になるようにフィードバック動作がかかるため、出力電圧が下降する。例えば、フィードバック容量１ｐＦにて１ｎＡのリーク電流が流れ込む場合、１ｍｓｅｃ経つと１Ｖの電圧低下がチャージアンプ３５の出力で発生する。
【００５９】
一定期間電流を積分した後、逆方向バイアス電圧を印加した際のリーク電流の測定を行う。入力スイッチ４２をＯＦＦ状態（開状態）すると同時にバイアス電圧用スイッチ４１ＡをＯＮ状態（閉状態）にする。通常のバイアス電圧の時は放電用スイッチ４３もＯＮ状態（閉状態）にしたが、前回のリーク電流量を記憶しておくためにＯＦＦ状態（開状態）のままとする。高圧電源線に加わる電圧を反転させた後でリーク電流の積分を再開する。
【００６０】
入力スイッチ４２をＯＮ状態（閉状態）にし、バイアス電圧用スイッチ４１ＡをＯＦＦ状態（開状態）にする。これにより検出器２１のリーク電流がチャージアンプ３５にて積分される。検出器２１に−（逆方向）のバイアス電圧を与えている場合、電流がフロントエンド回路２５から流れ出すことになる。このためチャージアンプ３５の電圧は上昇する。＋電圧の場合（順方向のバイアス電圧を印加した場合）と同じ時間だけ電流を積分することで電流の差分を取ることが可能である。
【００６１】
次に、検出器２１毎の補正を行う。劣化状態判定部１２Ｄは、前述したリーク電流の測定結果に基づいて、特性の劣化が進んでいると考えられる検出器２１を判定して抽出する。特性の劣化の判定には種々の方法が考えられるが、例えば、算出したリーク電流の絶対値が予め定めた閾値以上である場合に検出器２１の特性が劣化していると判定することができる。特性が劣化していると判定された検出器２１に対して逆方向のバイアス電圧を与えることにより、複数の検出器２１について個別に特性回復を図る。高圧電源線３４にかかる電圧を０Ｖにし、バイアス電圧用スイッチ４１ＢをＯＮ状態（閉状態）にするとフロントエンド回路２５から逆向きのバイアス電圧が検出器２１に印加される。バイアス電圧用スイッチ４１ＡをＯＮ状態（閉状態）にした場合は検出器２１に電圧が印加されない。このようにして劣化が進行している検出器２１のみに逆方向のバイアス電圧を印加し、特性回復を行う。バイアス電圧用スイッチ４１Ｂの接続先はフロントエンド回路２５の電源線もしくはより高い電源線につなぐことも可能であり、また高圧電源線を０Ｖ以下にし、より大きい逆方向のバイアス電圧を与えることも可能である。リーク電流の測定と個別補正処理を繰り返し行い、規定回数もしくは特性の補正を行うべき検出器２１がなくなるまで処理を繰り返す。
【００６２】
なお、本実施の形態のように、複数の検出器２１の検出器の特性ばらつきをそれぞれ補正する場合は、検出器２１のリーク電流の測定と補正処理の２つの処理を各検出器２１に対して行う必要があるために時間がかかるため、装置の起動時や立ち下げ時、メンテナンス時などに行うことが望ましい。
【００６３】
その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００６４】
以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得る事ができる。
【００６５】
本発明の第３の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００６６】
本実施の形態は、第２の実施の形態において各検出器のリーク電流を分割して測定するよう行うよう構成したものである。
【００６７】
図１０は、図７における各スイッチの開閉状態及び印加される電圧を時間時間経過とともに示す図である。図中、第２の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００６８】
図１０に示すように、本実施の形態の測定動作において、リーク電流の測定は高圧電源線３４に加える電圧を変えながら、プラス側、マイナス側、ゼロ点の３つの状態についてリーク電流の測定を行う。そして、３つの状態でのリーク電流の測定結果に基づいて演算を行い、対象となる検出器２１リーク電流を計算により算出する。
【００６９】
リーク電流測定では高圧電源線３４に加える電圧を＋（高圧スイッチ３３Ａを閉状態）にし、チャージアンプ３５の放電用スイッチ４３をＯＮ状態（閉状態）にする。高圧電源線３４にかかる電圧が安定した後に放電用スイッチ４３をＯＦＦ状態（開状態）にする。この状態では検出器２１のリーク電流によりチャージアンプ３５が充電され、出力電圧が徐々に低下する（第２の実施の形態と同様である）。
【００７０】
一定時間経過の後、入力スイッチ４２をＯＦＦ状態（開状態）にする。これによりチャージアンプ３５へのリーク電流の流入が止まりチャージアンプ３５の電圧変動が起きなくなる。この状態でチャージアンプ３５の電圧をＡ／Ｄ変換してデジタル値として記憶する。次にマイナス側のリーク電流の測定を行うために放電用スイッチ４３をＯＮ状態（閉状態）にし、チャージアンプ３５の電圧を戻すとともに高圧電源線３４にマイナスのバイアス電圧を印加する（高圧スイッチ３３Ｂを閉状態にする）。
【００７１】
印加電圧が安定した後に放電用スイッチ４３をＯＦＦ状態（開状態）にし、一定時間電流を積分する。その後入力スイッチ４２をＯＦＦ状態（開状態）にし、チャージアンプ３５の電圧を測定する。
【００７２】
同様の測定を高圧電源線３４の電圧を０Ｖとした場合（接地スイッチ３３Ｃを閉状態にした場合）についても実施する。高圧電源線３４の電圧が０Ｖの時の測定データを用いることでスイッチ動作におけるノイズの発生をキャンセルすることが可能である。
【００７３】
その後、３回の測定から得られたリーク電流から個々の検出器２１の劣化状態を算出する。
【００７４】
バイアス電圧用スイッチ４１Ａ、４１Ｂのうちいずれか１つをＯＮ状態（閉状態）することで劣化していると判定できる検出器２１のみの回復を行う。
【００７５】
なお、本実施の形態では、リーク電流の測定を３回で実施したが、誤差を減らすために複数回実施するよう構成しても良い。
【００７６】
その他の構成は、第２の実施の形態と同様である。
【００７７】
以上のように構成した本実施の形態においても、第１及び第２の実施の形態と同様の効果を得る事ができる。
【００７８】
なお、以上においては、本実施の形態に係る放射線検出装置を放射線検査装置の一種である単一光子放射断層撮影装置に用いた場合を例示して説明したがこれに限られず、例えば、ガンマカメラ等の放射線撮像装置に適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７９】
１０  ガントリ
１１Ａ，１１Ｂ  カメラ
１２，１２０  制御部
１３  表示装置
１４  ベッド
１５  被験者
２１  検出器
２３  検出基板
２４  計測基板
２５  アナログフロントエンド回路
２６  コリメータ
２７  データ収集回路
３２Ａ，３２Ｂ  高圧電源
３３Ａ，３３Ｂ  高圧スイッチ
３４  高圧電源線
３５  チャージアンプ
３６  シェービングアンプ
３７  マルチプレクサ
３８  Ａ／Ｄ変換機
３９  温度検出器
４１Ａ、４１Ｂ  バイアス電圧用スイッチ
４２  入力スイッチ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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