專利名稱：放射線檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備將入射來的放射線變換為電脈沖后檢測(cè)放射線的多個(gè)檢測(cè)單元的放射線檢測(cè)器，特別涉及檢測(cè)放射線入射的檢測(cè)單元的位置的技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有技術(shù)，示例并說明作為放射線檢測(cè)器的PET (PositronEmission Tomography)用檢測(cè)器。在PET用檢測(cè)器中，提議一種以提高空間分辨率為目的并以Imm左 右的間距排列小面積的檢測(cè)單元的放射線檢測(cè)器。由于利用這種小間距的檢測(cè)單元，為了 確保有效的視野尺寸需要二維排列檢測(cè)單元，故信道數(shù)巨大。在識(shí)別放射線入射到多個(gè)檢測(cè)單元中的哪個(gè)檢測(cè)單元的方法中一般有兩種。第一 種方法為并行讀取由信道得到的全部信號(hào)的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。第二種方法為 利用被稱為自我約束方式的模擬電路的重心運(yùn)算實(shí)現(xiàn)的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。以 往，在商用機(jī)中需要降低電路部的成本，故利用了使用PMT(ph0t0multiplier tube)的自我 約束方法。專利文獻(xiàn)1 日本特開平8-68863號(hào)公報(bào)(第2 3頁、圖1)專利文獻(xiàn)2 日本特開平7-311270號(hào)公報(bào)(第2 3頁、圖2、圖4)但是，在現(xiàn)有技術(shù)中存在如下的問題點(diǎn)。即、由于為了達(dá)成Imm以下的空間分辨率 而需要增加信號(hào)配線且信號(hào)配線的鋪設(shè)路徑增多，故信號(hào)易受到噪聲的影響且難以得到規(guī) 定的空間分辨率或時(shí)間分辨率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述事情進(jìn)行的，其目的在于提供一種即使在利用多個(gè)檢測(cè)單元檢 測(cè)放射線的情況下也能在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元中的放射線的位置的放射線檢測(cè)
器ο為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采取如下構(gòu)成。S卩、本發(fā)明的一種放射線檢測(cè)器，具備將入射來的放射線變換為模擬電脈沖后檢 測(cè)放射線的多個(gè)檢測(cè)單元，其特征在于，所述放射線檢測(cè)器具備脈沖寬度調(diào)制機(jī)構(gòu)，其利 用規(guī)定閾值對(duì)所述模擬電脈沖進(jìn)行二值化后輸出數(shù)字電脈沖；和位置信息附加機(jī)構(gòu)，其輸 出將與放射線入射的檢測(cè)單元的位置相關(guān)的信息相加到所述電脈沖所形成的入射位置脈 沖列。由此，由于脈沖寬度調(diào)制機(jī)構(gòu)用規(guī)定閾值對(duì)從檢測(cè)單元輸出的模擬電脈沖進(jìn)行二 值化后調(diào)制為數(shù)字電脈沖且位置信息附加機(jī)構(gòu)疊加放射線入射的檢測(cè)單元的位置相關(guān)的 信息和由放射線的入射檢測(cè)出的電脈沖后輸出入射位置脈沖列，故能夠?qū)⒁酝娒}沖輸出 后所附加來的位置信息附加到電脈沖中。因此，與在電脈沖后附加位置信息后傳輸位置信 息的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元中的放射線的位置。根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選所述位置信息附加機(jī)構(gòu)與所述模擬電脈沖超過規(guī)定閾值的時(shí)刻和低于規(guī)定閾值的時(shí)刻同步地輸出所述入射位置脈沖列。由此，由于位置信息附加 機(jī)構(gòu)與模擬電脈沖超過規(guī)定閾值的時(shí)刻和低于規(guī)定閾值的時(shí)刻同步地輸出入射位置脈沖 列，故基于模擬電脈沖的大小的變化，能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元中的放射線的位置。根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選構(gòu)成所述入射位置脈沖列的各脈沖的寬度是由X方向和 Y方向組成的二維排列的所述檢測(cè)單元的X信道號(hào)碼和Y信道號(hào)碼。由此，由于能夠準(zhǔn)確地 檢測(cè)放射線入射的檢測(cè)單元的X信道號(hào)碼和Y信道號(hào)碼，故能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)放射線入 射的檢測(cè)單元的X方向和Y方向的位置。根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選構(gòu)成所述入射位置脈沖列的各脈沖的寬度是由X方向、Y 方向和Z方向組成的三維排列的所述檢測(cè)單元的X信道號(hào)碼、Y信道號(hào)碼和Z信道號(hào)碼。由 此，由于能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)放射線入射的檢測(cè)單元的X信道號(hào)碼、Y信道號(hào)碼和Z信道號(hào)碼， 故能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)放射線入射的X方向、Y方向和Z方向的位置。根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選構(gòu)成所述入射位置脈沖列的各脈沖的間距比例于所述模 擬電脈沖的峰值。由此，由于構(gòu)成入射位置脈沖列的各脈沖的間距比例于模擬電脈沖的峰 值，故基于各脈沖的間距，能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元中的放射線的峰值。根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選所述放射線檢測(cè)器具備脈沖列壓縮機(jī)構(gòu)，其壓縮所述入 射位置脈沖列后輸出壓縮脈沖列；和脈沖列復(fù)原機(jī)構(gòu)，其將所述壓縮脈沖列復(fù)原為所述入 射位置脈沖列。由此，由于脈沖列壓縮機(jī)構(gòu)壓縮按照每個(gè)檢測(cè)單元輸出的入射位置脈沖列 后輸出壓縮脈沖列且脈沖列復(fù)原機(jī)構(gòu)復(fù)原傳輸來的入射位置脈沖列，故能夠以比檢測(cè)單元 數(shù)少的數(shù)目的傳輸線傳輸入射位置脈沖列。根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選所述脈沖列壓縮機(jī)構(gòu)按照由多個(gè)所述檢測(cè)單元構(gòu)成的每 個(gè)組進(jìn)行設(shè)置，按照所述每個(gè)組輸出所述壓縮脈沖列，所述放射線檢測(cè)器具備組位置信息 附加機(jī)構(gòu)，所述組位置信息附加機(jī)構(gòu)按照每個(gè)組輸出組脈沖列，所述組脈沖列是將所述組 的位置相關(guān)的信息相加到按照所述每個(gè)組輸出的所述壓縮脈沖列而形成的。由此，由于組 位置信息附加機(jī)構(gòu)將組的位置信息相加到壓縮脈沖列后輸出組脈沖列，故即使在具備按照 每個(gè)組集合的檢測(cè)單元的放射線檢測(cè)器中，也能以少數(shù)的傳輸線檢測(cè)從各組輸出的組脈沖 列為從哪個(gè)組輸出的脈沖列。根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選所述放射線檢測(cè)器具備組壓縮機(jī)構(gòu)，其壓縮所述組脈沖 列后輸出組壓縮脈沖列；和組復(fù)原機(jī)構(gòu)，其將所述組壓縮脈沖列復(fù)原為所述組脈沖列后再 將所述組脈沖列復(fù)原為所述壓縮脈沖列。由此，由于組壓縮機(jī)構(gòu)壓縮從組位置信息附加機(jī) 構(gòu)輸出的組脈沖列后輸出組壓縮脈沖列且組復(fù)原機(jī)構(gòu)將組壓縮脈沖列復(fù)原為原始的組脈 沖列，故即使在從按照各組設(shè)置的脈沖列壓縮機(jī)構(gòu)中輸出壓縮脈沖列時(shí)，也能在短時(shí)間內(nèi) 檢測(cè)輸出壓縮脈沖列的組的位置。根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選所述位置信息附加機(jī)構(gòu)具備延遲電路(B)，其輸出對(duì)應(yīng) 于與所述檢測(cè)單元的位置相關(guān)的信息所輸出的延遲信號(hào)(A)；和邏輯電路(C)，其在輸入所 述電脈沖和所述延遲信號(hào)(A)時(shí)輸出所述入射位置脈沖列。由此，由于位置信息附加機(jī)構(gòu) 具備延遲電路(B)和邏輯電路(C)，延遲電路(B)輸出與檢測(cè)單元的位 置相關(guān)的信息對(duì)應(yīng)的 延遲信號(hào)(A)且邏輯電路(C)在輸入電脈沖和延遲信號(hào)(A)時(shí)輸出入射位置脈沖列，故位 置信息附加機(jī)構(gòu)能夠輸出與放射線入射的檢測(cè)單元的位置相關(guān)的信息對(duì)應(yīng)的入射位置脈沖列。因此，能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元中的放射線的位置。根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選所述邏輯電路(C)是如下的邏輯電路構(gòu)成所述入射位 置脈沖列的一個(gè)脈沖與所述延遲信號(hào)(A)的上升沿同步地下降，構(gòu)成所述入射位置脈沖列 的其他脈沖與所述延遲信號(hào)(A)的下降沿同步地下降，列狀地疊加所述一個(gè)脈沖和所述其 他脈沖后輸出所述入射位置脈沖。由此，在入射位置脈沖列中疊加有從數(shù)字電脈沖上升到 延遲信號(hào)㈧上升的時(shí)間信息和從數(shù)字電脈沖下降到延遲信號(hào)㈧下降的時(shí)間信息。因此， 基于這些時(shí)間信息，數(shù)字電脈沖能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元中的放射線的位置。
根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選所述位置信息附加機(jī)構(gòu)具備延遲電路(E)，其由具有對(duì) 應(yīng)于與所述檢測(cè)單元的位置相關(guān)的信息的電容的電容器和具有電阻值的電阻構(gòu)成，以輸出 延遲信號(hào)(D)；比較器，其與規(guī)定閾值進(jìn)行比較并在所述延遲信號(hào)(D)超過規(guī)定閾值時(shí)輸出 構(gòu)成所述入射位置脈沖列的各脈沖；和邏輯電路(F)，其列狀地疊加從所述比較器輸出的 各脈沖后輸出所述入射位置脈沖列。由此，由于構(gòu)成延遲電路(E)的電容器和電阻使電脈 沖的輸出變化且比較器在通過電容器和電阻輸出的電脈沖超過規(guī)定閾值時(shí)二值化后輸出 構(gòu)成入射位置脈沖列的各脈沖且邏輯電路(F)打包從比較器輸出的各脈沖，故位置信息附 加機(jī)構(gòu)能夠輸出與放射線入射的檢測(cè)單元的位置相關(guān)的信息對(duì)應(yīng)的入射位置脈沖列。因 此，能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元中的放射線的位置。根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選所述組位置信息附加機(jī)構(gòu)具備延遲電路(H)，其輸出對(duì) 應(yīng)于與所述組的位置相關(guān)的信息所輸出的延遲信號(hào)(G)；和邏輯電路(I)，其在輸入所述壓 縮脈沖列和所述延遲信號(hào)(G)時(shí)輸出所述組脈沖列。由此，由于組位置信息附加機(jī)構(gòu)具備 延遲電路(H)和邏輯電路(I)，延遲電路(H)輸出與組的位置相關(guān)的信息對(duì)應(yīng)的延遲信號(hào) (G)且邏輯電路⑴在輸入壓縮脈沖列和延遲信號(hào)(G)時(shí)輸出組脈沖列，故組位置信息附加 機(jī)構(gòu)能夠輸出與輸出有壓縮脈沖列的組的位置相關(guān)的信息對(duì)應(yīng)的組脈沖列。因此，能夠在 短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)輸出壓縮脈沖列的組的位置。根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選所述邏輯電路(I)是如下的邏輯電路構(gòu)成所述組脈沖 列的一個(gè)脈沖與所述延遲信號(hào)(G)的上升沿同步地下降，構(gòu)成所述組脈沖列的其他脈沖與 所述延遲信號(hào)(G)的下降沿同步地下降，列狀地疊加所述一個(gè)脈沖和所述其他脈沖后輸出 所述組脈沖列。由此，能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)輸出壓縮脈沖列的組的位置。根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選所述組位置信息附加機(jī)構(gòu)具備延遲電路(K)，其由具有 與所述組的位置相關(guān)的信息所對(duì)應(yīng)的電容的電容器和具有電阻值的電阻構(gòu)成，以輸出延遲 信號(hào)(J)；比較器(L)，其與規(guī)定閾值進(jìn)行比較并在所述延遲信號(hào)(J)超過規(guī)定閾值時(shí)輸出 構(gòu)成所述組脈沖列的各脈沖；和邏輯電路(M)，其列狀地疊加從所述比較器輸出的各脈沖 后輸出所述組脈沖列。由此，由于構(gòu)成延遲電路(J)的電容器和電阻使壓縮脈沖列的輸出 變化，比較器(L)在通過電容器和電阻輸出的壓縮脈沖列超過規(guī)定閾值時(shí)二值化后輸出構(gòu) 成組脈沖列的各脈沖，且邏輯電路(M)打包從比較器(L)輸出的組脈沖列，故組位置信息附 加機(jī)構(gòu)能夠輸出與輸出有壓縮脈沖列的組的位置相關(guān)的信息對(duì)應(yīng)的組脈沖列。因此，能夠 在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)輸出有壓縮脈沖列的組的位置。根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選所述脈沖寬度調(diào)制機(jī)構(gòu)由多個(gè)比較器構(gòu)成，利用這些比 較器分別用規(guī)定閾值二值化所述模擬電脈沖后分別輸出數(shù)字電脈沖。由此，能夠得到準(zhǔn)確 的峰值或時(shí)刻信息。
根據(jù)上述的本發(fā)明，優(yōu)選所述位置信息附加機(jī)構(gòu)利用脈沖寬度及脈沖振幅不同的多值邏輯方法輸出所述入射位置脈沖列。由此，能夠模擬相加各脈沖后輸出脈沖寬度及脈 沖振幅不同的入射位置脈沖列。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明相關(guān)的放射線檢測(cè)器，由于脈沖寬度調(diào)制機(jī)構(gòu)用規(guī)定閾值二值化從檢 測(cè)單元輸出的模擬電脈沖后調(diào)制為數(shù)字電脈沖且位置信息附加機(jī)構(gòu)疊加與放射線入射的 檢測(cè)單元的位置相關(guān)的信息和由放射線的入射檢測(cè)的電脈沖后輸出入射位置脈沖列，故能 夠?qū)⒃谝酝娒}沖輸出后附加來的位置信息附加到電脈沖中。因此，與在電脈沖后附加位 置信息后傳輸位置信息的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元中的放射線 的位置。


圖1是表示實(shí)施例1相關(guān)的放射線檢測(cè)器的整體構(gòu)成的框圖。圖2是表示實(shí)施例1相關(guān)的放射線檢測(cè)器中的信號(hào)附加的時(shí)序圖。圖3是表示實(shí)施例1相關(guān)的放射線檢測(cè)器所具備的數(shù)據(jù)疊加器的電路圖。圖4是表示能在實(shí)施例1相關(guān)的放射線檢測(cè)器所具備的數(shù)據(jù)疊加器中表現(xiàn)的信息 量的示意圖。圖5是實(shí)施例1相關(guān)的放射線檢測(cè)器所具備的檢測(cè)單元組的示意圖。圖6是表示實(shí)施例2相關(guān)的放射線檢測(cè)器中的信號(hào)附加的時(shí)序圖。圖7是實(shí)施例2相關(guān)的放射線檢測(cè)器所具備的CR數(shù)據(jù)疊加器的電路圖。圖8是表示實(shí)施例3相關(guān)的放射線檢測(cè)器的整體構(gòu)成的框圖。圖9是實(shí)施例3相關(guān)的放射線檢測(cè)器所具備的檢測(cè)器塊的示意圖。圖10是實(shí)施例4相關(guān)的放射線檢測(cè)器所具備的脈沖寬度調(diào)制電路及數(shù)據(jù)疊加器 的電路圖。圖11是實(shí)施例4相關(guān)的脈沖寬度調(diào)制電路及數(shù)據(jù)疊加器的時(shí)序圖。符號(hào)說明1_放射線檢測(cè)器，7-檢測(cè)單元，11-脈沖幅度調(diào)制電路，13-數(shù)據(jù)疊加 器，17-壓縮器，P-模擬電脈沖，Pp-數(shù)字電脈沖，Px-表示檢測(cè)單元的X信道號(hào)碼的入射位 置脈沖，Py-表示檢測(cè)單元的Y信道號(hào)碼的入射位置脈沖，Pw-Pp的脈沖寬度，Pwl-Px的脈沖 寬度，Pw2-Py的脈沖寬度，Pw3-Px和Py的上升沿時(shí)間差，Pt-入射位置脈沖列，Ppl-數(shù)字電 脈沖，Pp2-數(shù)字電脈沖，Pp3-數(shù)字電脈沖，Pp4-數(shù)字電脈沖，Pw4-Pp 1的脈沖寬度，Pw5-Pp2 的脈沖寬度，Pw6-Pp3的脈沖寬度，Pw7-Pp4的脈沖寬度，Pw8-Px的脈沖寬度，Pw9-Py的脈 沖寬度，Pt2-具有Pp3及Pp4的入射位置脈沖列，Pt3-(多值邏輯的)入射位置脈沖列。
具體實(shí)施例方式通過疊加放射線入射的檢測(cè)單元的位置相關(guān)的信息和利用放射線的入射而檢測(cè) 的電脈沖后輸出入射位置脈沖列，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確檢測(cè)入射到檢測(cè)單元中的 放射線的位置這一目的。實(shí)施例1以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例1進(jìn)行說明。圖1是表示實(shí)施例1相關(guān)的放射線檢測(cè)器的整體構(gòu)成的框圖，圖2是將延遲信號(hào)附加到該放射線檢測(cè)器中檢測(cè)出的電脈沖上 后生成入射位置脈沖列的時(shí)序圖，圖3是生成該入射位置脈沖列的數(shù)據(jù)疊加器的電路圖， 圖4是表示能在該數(shù)據(jù)疊加器中表現(xiàn)的信道數(shù)的示意圖，圖5是表示在X方向和Y方向上 二維排列多個(gè)檢測(cè)單元7的檢測(cè)單元組的圖。如圖1所示，實(shí)施例1相關(guān)的放射線檢測(cè)器1具備具有閃爍體(scintillator) 3 和光電子倍增管5的檢測(cè)單元T1 764 (以下、在總稱的時(shí)候稱為檢測(cè)單元7)、對(duì)在檢測(cè) 單元7中檢測(cè)出的模擬電氣脈沖P進(jìn)行放大的前置放大器％ 964 (以下、在總稱的時(shí)候 稱為前置放大器9)、具有脈沖寬度調(diào)制電路11和數(shù)據(jù)疊加器13的中間數(shù)據(jù)附加器K1 1564 (以下、在總稱的時(shí)候稱為中間數(shù)據(jù)附加器15)、和對(duì)從中間數(shù)據(jù)附加器15輸出的入射 位置脈沖列Pt進(jìn)行壓縮的壓縮器17。從壓縮器17輸出的壓縮脈沖列在復(fù)原器19中被復(fù) 原為 原始的入射位置脈沖列Pt。入射位置脈沖列Pt被輸出到位置計(jì)算電路21中，位置計(jì) 算電路21根據(jù)入射位置脈沖列Pt計(jì)算放射線入射到檢測(cè)單元中的位置。放射線檢測(cè)器1是組合了閃爍體3、光電倍增管(PM T =PhotoMultiplier Tubu) 5、 APD(Avalache Photo Diode)及 SiPM(Silicon PhotoMultiplier)等受光元件后的放射線 檢測(cè)器或者半導(dǎo)體檢測(cè)器。如圖5所示，檢測(cè)單元7在X方向和Y方向上二維排列構(gòu)成檢測(cè)單元組8。在檢測(cè) 單元組8的X方向上排列8個(gè)檢測(cè)單元7，在Y方向上排列8個(gè)檢測(cè)單元7。S卩、檢測(cè)單元 7在X方向上具有Xl x8的信道號(hào)碼，在Y方向上具有yl y8的信道號(hào)碼。并且，各檢 測(cè)單元7具有檢測(cè)單元7i(x = l，y = 1)、檢測(cè)單元72(x = 2，y = 1)等的信道信息。檢測(cè) 單元組8具備T1 764的檢測(cè)單元7。參照?qǐng)D1及圖2對(duì)脈沖寬度調(diào)制電路11進(jìn)行說明。如圖1所示，脈沖寬度調(diào)制電 路11將從前置放大器9輸入的模擬電脈沖P調(diào)制為數(shù)字電脈沖Pp后輸出到數(shù)據(jù)疊加器13 中。脈沖寬度調(diào)制電路11對(duì)從檢測(cè)單元7輸入的模擬電脈沖P和閾值電壓Vth進(jìn)行比較， 若模擬電脈沖P超過閾值電壓Vth則輸出High，若模擬電脈沖P低于閾值Vth則輸出Low。 且有，脈沖寬度調(diào)制電路11的輸出Pp相當(dāng)于圖2中的In。此時(shí)，如圖2所示，模擬電脈沖P 的電壓值超過閾值電壓Vth的時(shí)間T越長(zhǎng)，脈沖寬度調(diào)制電路11輸出的數(shù)字電脈沖Pp (圖 2中的In)的輸出High的寬度Pw越長(zhǎng)。相反地，模擬電脈沖P的電壓值超過閾值電壓Vth 的時(shí)間T越短，脈沖寬度調(diào)制電路11輸出的數(shù)字電脈沖Pp的輸出High的寬度Pw越短。另 夕卜，模擬電脈沖P的信號(hào)強(qiáng)度(電壓值)越大、寬度Pw長(zhǎng)，模擬電脈沖P的信號(hào)強(qiáng)度(電壓 值)越小、寬度Pw越短。即、脈沖寬度調(diào)制電路11將模擬電脈沖P的信號(hào)強(qiáng)度編碼為脈沖 寬度Pw。且有，脈沖寬度調(diào)制電路11相當(dāng)于本發(fā)明的脈沖寬度調(diào)制機(jī)構(gòu)。參照?qǐng)D3對(duì)數(shù)據(jù)疊加器13所具備的電路進(jìn)行說明。脈沖寬度調(diào)制電路11將數(shù)字 電脈沖Pp輸出到延遲發(fā)生器23和NOT電路25中。NOT電路25將數(shù)字電脈沖Pp輸出到 NOR電路27和AND電路29中。另一方面，延遲發(fā)生器23將與輸出模擬電脈沖P的檢測(cè)單 元7廣764的其中一個(gè)的X信道號(hào)碼對(duì)應(yīng)的延遲信號(hào)Dx輸出到NOR電路27中，將與輸出 模擬電脈沖P的檢測(cè)單元T1 764的其中一個(gè)的Y信道號(hào)碼對(duì)應(yīng)的延遲信號(hào)Dy輸出到AND 電路29中。延遲發(fā)生器23例如是利用了 D觸發(fā)器的移位寄存器電路。在此所述的模擬電 脈沖P是指數(shù)字電脈沖Pp被二值化前的脈沖。NOR電路27將與X信道號(hào)碼對(duì)應(yīng)的入射位 置脈沖Px輸出到OR電路31中，AND電路29將與Y信道號(hào)碼對(duì)應(yīng)的入射位置脈沖Py輸出到OR電路31中。OR電路31基于入射位置脈沖Px、Py將入射位置脈沖列Pt輸出到壓縮 器17中。且有，數(shù)據(jù)疊加器13相當(dāng)于本發(fā)明的位置信息附加機(jī)構(gòu)。且有，延遲信號(hào)Dx、Dy 相當(dāng)于本發(fā)明的延遲信號(hào)(A)，延遲發(fā)生器23相當(dāng)于本發(fā)明的延遲電路(B)，NOT電路25、 NOR電路27、AND電路29及OR電路31相當(dāng)于本發(fā)明的邏輯電路(C)。參照?qǐng)D2對(duì)將位置信息附加到數(shù)字電脈沖上的時(shí)刻進(jìn)行說明。圖2是將縱軸作為信號(hào)值、將橫軸作為時(shí)間的時(shí)序圖。In是從脈沖寬度調(diào)制電路11輸出的數(shù)字電脈沖Pp。In 逆是從NOT電路25輸出的信號(hào)。Dl、D2、D3、Dx、Dy是從延遲發(fā)生器23輸出的延遲信號(hào)。 Out是由入射位置脈沖Px、Py構(gòu)成的入射位置脈沖列Pt。Pwl表示入射位置脈沖Px為High 時(shí)的脈沖寬度。Pw2表示入射位置脈沖Py為High時(shí)的脈沖寬度。Pw3表示從入射位置脈 沖Px的上升沿到入射位置脈沖Py的上升沿的時(shí)間差。且有，延遲信號(hào)D1、D2、D3相當(dāng)于本 發(fā)明的延遲信號(hào)(A)。入射位置脈沖Px與In (Pp)的上升沿同步地上升，與延遲信號(hào)Dx的上升沿同步地 下降。入射位置脈沖Py與In (Pp)的下降沿同步地上升，與延遲信號(hào)Dy的下降沿同步地下 降。由此，構(gòu)成入射位置脈沖列Pt的入射位置脈沖Px的脈沖寬度Pwl和入射位置脈 沖Py的脈沖寬度Pw2意味著輸出模擬電脈沖P的檢測(cè)單元7的X信道號(hào)碼和Y信道號(hào)碼。 由于表示構(gòu)成入射位置脈沖列Pt的入射位置脈沖Px和入射位置脈沖Py的上升沿時(shí)間差 的Pw3隨著模擬電脈沖P的大小而變化，故意味著模擬電脈沖P的峰值H。入射位置脈沖列 Pt或入射位置脈沖Px的上升沿意味著放射線輸入到檢測(cè)單元7的時(shí)刻。參照?qǐng)D4對(duì)能疊加入射位置脈沖列Pt的檢測(cè)單元7的信道數(shù)進(jìn)行說明。在此，所 謂信道數(shù)意味著作為圖5所示的檢測(cè)單元T1 764所表示的檢測(cè)單元7的個(gè)數(shù)。在入射位置脈沖列Pt上能疊加的檢測(cè)單元7的信道數(shù)是能用入射位置脈沖Px、Py 表現(xiàn)的X方向的信道數(shù)和Y方向的信道數(shù)之積。入射位置脈沖Px能表現(xiàn)的檢測(cè)單元7的X 方向的信道數(shù)成為能用復(fù)原器19的讀取時(shí)間分辨率Tr對(duì)需要測(cè)定的放射線峰值的最小值 (脈沖寬度Pwl的最小值)、即Px和Py的上升沿時(shí)間差(以下稱為“脈沖間距”)Pw3相除 后的數(shù)。且有，由于在信道信息中使用全部的脈沖寬度Pw2時(shí)無法判別脈沖寬度Pwl和脈 沖寬度Pw2的邊界，故優(yōu)選至少間隔lTr。將X方向的信道數(shù)設(shè)為X，利用式子表示為X = Pw3 + Tr-1。同樣地，將Y方向的信道數(shù)設(shè)為Y，利用式子表示為Y = Pw2 + Tr-1。求出的X 與Y之積成為能用脈沖寬度Pwl、Pw2表現(xiàn)的檢測(cè)單元的信道數(shù)。詳細(xì)求解如圖4所示，X和Y依存于在各信道生成的最小脈沖寬度Pwlmin、所要 求的最大計(jì)數(shù)率CRmax、及后級(jí)的讀取方法的時(shí)間分辨率Tr，則X = Pwlmin/Tr-UY = (1/ CRmax-Pwlmax)/Tr-I0 Pwlmax是入射位置脈沖Px的脈沖寬度Pwl的最大值。這是與脈沖 間距Pw3相同的值。CRmax是放射線檢測(cè)器所要求的計(jì)數(shù)率的最大值。1/CRmax是到下次 放射線入射為止的最小時(shí)間。Tr是復(fù)原器19的讀取時(shí)間分辨率。例如，在將讀取機(jī)構(gòu)的時(shí)間分辨率設(shè)為10ns、在事件入射時(shí)各信道中生成的脈 沖Ppl的脈沖寬度為100 200ns、所要求的最大計(jì)數(shù)率為4Mcps的情況下，X為X = 100ns +IOns-I = 9、Y為Y = (250ns_200ns) + IOns-I = 4，在該條件下能表現(xiàn)的信息的個(gè) 數(shù)為ΧΧΥ = 9X4 = 36。雖然，在大規(guī)模系統(tǒng)中為不充分的數(shù)目，但是只要能提高時(shí)間分辨 率Tr就能夠靈活地增加能表現(xiàn)的信息的數(shù)目。例如，在T r為5ns的情況下XXY= 171、在T r為2ns的情況下XXY = 1176，只要讀取機(jī)構(gòu)的時(shí)間分辨率為2ns左右就能表現(xiàn)超 過IOOOch的信道數(shù)?；蛘?，通過在作為脈沖列而在后級(jí)進(jìn)一步附加脈沖，從而也能增加能 表現(xiàn)的信道數(shù)。壓縮器17壓縮從各檢測(cè)單元7輸出的入射位置脈沖列Pt后將壓縮脈沖列Pc輸 出到復(fù)原器19中。復(fù)原器19將壓縮脈沖列Pc復(fù)原為原始的入射位置脈沖列Pt。且有，壓 縮器17相當(dāng)于本發(fā)明的脈沖列壓縮機(jī)構(gòu)，復(fù)原器19相當(dāng)于本發(fā)明的脈沖列復(fù)原機(jī)構(gòu)。根據(jù)實(shí)施例1所述的放射線檢測(cè)器1，由于脈沖寬度調(diào)制電路11利用規(guī)定閾值 Vth對(duì)從檢測(cè)單元7輸出的模擬電脈沖P進(jìn)行二值化后調(diào)制為數(shù)字電脈沖Pp，并且數(shù)據(jù)疊 加器13疊加放射線入射的檢測(cè)單元7的位置相關(guān)的入射位置脈沖Px、Py和利用放射線檢 測(cè)出的數(shù)字電脈沖Pp后輸出入射位置脈沖列Pt，故能夠?qū)⒁酝鶖?shù)字電脈沖Pp輸出之后附 加來的位置信息附加到數(shù)字電脈沖Pp之中。因此，與在數(shù)字電脈沖Pp之后附加位置信息、 然后傳輸位置信息的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元7中的放射線的 位置。根據(jù)實(shí)施例1所述的放射線檢測(cè)器1，由于數(shù)據(jù)疊加器13與模擬電脈沖P超過閾 值Vth的時(shí)刻和低于閾值Vth的時(shí)刻同步地輸出構(gòu)成入射位置脈沖列Pt的入射位置脈沖 Px、Py，故能夠按照模擬電脈沖Pp的大小變化來輸出入射位置脈沖列Pt。因此，基于入射 位置脈沖列Pt的脈沖間距的變化，能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元7中的放射線的峰值。根據(jù)實(shí)施例1所述的放射線檢測(cè)器，由于構(gòu)成入射位置脈沖列Pt的入射位置脈沖 Px為High時(shí)的脈沖寬度Pwl和入射位置脈沖Py為High時(shí)的脈沖寬度Pw2是由X方向和 Y方向組成的二維排列的檢測(cè)單元7的X信道號(hào)碼和Y信道號(hào)碼，故能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)放射線 入射的檢測(cè)單元7的X信道號(hào)碼和Y信道號(hào)碼。并且，由于數(shù)據(jù)疊加器13將脈沖寬度Pwl 的入射位置脈沖Px和脈沖寬度Pw2的入射位置脈沖Py疊加到數(shù)字電脈沖Pp上后輸出入 射位置脈沖列Pt，故能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)放射線入射的檢測(cè)單元7的X方向和Y方向的位 置。根據(jù)實(shí)施例1所述的放射線檢測(cè)器1，由于構(gòu)成入射位置脈沖列Pt的各脈沖的寬 度是由X方向、Y方向和Z方向組成的三維排列的檢測(cè)單元7的X信道號(hào)碼、Y信道號(hào)碼和 Z信道號(hào)碼，故能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)放射線入射的檢測(cè)單元7的X信道號(hào)碼、Y信道號(hào)碼和Z信 道號(hào)碼。因此，能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)放射線入射的檢測(cè)單元7的X方向、Y方向和Z方向的位置。根據(jù)實(shí)施例1所述的放射線檢測(cè)器1，由于構(gòu)成入射位置脈沖列Pt的入射位置脈 沖Px和入射位置脈沖Py的上升沿時(shí)間差Pw3與模擬電脈沖P的峰值成比例，故基于入射 位置脈沖Px和入射位置脈沖Py的上升沿時(shí)間差Pw3，能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元 7中的放射線的位置和峰值。根據(jù)實(shí)施例1所述的放射線檢測(cè)器1，由于壓 縮器17能夠壓縮按照每個(gè)檢測(cè)單元 7輸出的入射位置脈沖列Pt后輸出壓縮脈沖列Pc并且復(fù)原器19能夠?qū)嚎s脈沖列Pc復(fù) 原為入射位置脈沖列Pt，故能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元7中的放射線的位置。另 夕卜，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠減少從壓縮器17到復(fù)原器19的傳輸線數(shù)。根據(jù)實(shí)施例1所述的放射線檢測(cè)器1，數(shù)據(jù)疊加器13具備延遲發(fā)生器23、NOT電路25、N0R電路27和AND電路29。在放射線入射到檢測(cè)單元7時(shí)，延遲發(fā)生器23基于檢測(cè) 單元7檢測(cè)的數(shù)字電脈沖Pp將與檢測(cè)單元7固有的X信道號(hào)碼對(duì)應(yīng)的延遲信號(hào)Dx輸出到 NOR電路27，將與檢測(cè)單元7固有的Y信道號(hào)碼對(duì)應(yīng)的延遲信號(hào)Dy輸出到AND電路29中。 NOT電路25將檢測(cè)單元7檢測(cè)的數(shù)字電脈沖Pp反相后輸出到NOR電路27和AND電路29 中。在輸入反相后的數(shù)字電脈沖Pp時(shí)NOR電路27提升輸入位置脈沖Px(？入射位置脈沖 Px)后輸出到OR電路31中。并且，在將延遲信號(hào)Dx和反相后的數(shù)字電脈沖Pp輸出到NOR 電路27時(shí)，NOR電路27降低入射位置脈沖Px后停止輸出。另一方面，雖然即使輸入反相 后的數(shù)字電脈沖Pp后也不輸出入射位置脈沖Py，但是在輸入反相后的數(shù)字電脈沖Pp的上 升沿和延遲信號(hào)Dy時(shí)，AND電路29提升入射位置脈沖Py后輸出到OR電路31中。OR電路 31在每次輸入入射位置脈沖Px、Py時(shí)將入射位置脈沖Px、Py作為入射位置脈沖列Pt進(jìn)行 輸出。因此，由于入射位置脈沖Px、Py具有檢測(cè)單元7固有的脈沖寬度Pwl、Pw2并且入射 位置脈沖Px、Py被疊加在數(shù)字電脈沖Pp上后作為入射位置脈沖列Pt進(jìn)行輸出，故能夠在 短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元7中的放射線的位置。實(shí)施例2其次，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例2進(jìn)行說明。圖6是根據(jù)在實(shí)施例2相關(guān)的放 射線檢測(cè)器中檢測(cè)出的電脈沖發(fā)生入射位置脈沖列的時(shí)序圖，圖7是生成該入射位置脈沖 列的CR型數(shù)據(jù)疊加器的電路圖。雖然實(shí)施例2相關(guān)的放射線檢測(cè)器1的整體構(gòu)成大致與實(shí)施例1相關(guān)的放射線檢 測(cè)器1的整體構(gòu)成相同，但是卻在具備不是實(shí)施例1所述的數(shù)據(jù)疊加器13而是數(shù)據(jù)疊加器 51這點(diǎn)上不同。參照?qǐng)D7對(duì)CR數(shù)據(jù)疊加器51的電路圖進(jìn)行說明。CR數(shù)據(jù)疊加器51由具備緩存 電路53A、53B、電容器55A、55B、電阻57A、57B、比較器59A、59B和OR電路61的CR電路構(gòu) 成。且有，電容器55A、55B和電阻57A、57B相當(dāng)于本發(fā)明的延遲電路(E)，OR電路61相當(dāng) 于本發(fā)明的邏輯電路(F)。數(shù)字電脈沖Pp從脈沖寬度調(diào)制電路11被輸入到緩存電路53A中。其次，數(shù)字電 脈沖Pp從緩存電路53A被輸入到電容器55A中。其次，一邊利用電阻57A對(duì)數(shù)字電脈沖Pp 進(jìn)行放電一邊從電容器55A中輸出。并將該輸出設(shè)為CRoutA。該CRoutA被輸入到比較器 59A中。該CRoutA通過閾值VthA被二值化后從比較器59A被輸入到OR電路61中。將該 二值化后的輸出設(shè)為入射位置脈沖Px。入射位置脈沖Px與從比較器B同樣輸出的入射位 置脈沖Py疊加后成為入射位置脈沖列Pt。入射位置脈沖列Pt從OR電路61被輸入到壓縮 器17中。且有，CRoutA、CRoutB相當(dāng)于本發(fā)明的延遲信號(hào)(D)。雖然電容器55A、55B具有相同的電容，但是該電容根據(jù)輸出數(shù)字電脈沖Pp的檢測(cè) 器7( 檢測(cè)單元7)的不同而不同。各檢測(cè)單元7和電容器55A、55B的電容的對(duì)應(yīng)關(guān)系例 如作為檢查表而存儲(chǔ)在未圖示的存儲(chǔ)器中。也可以準(zhǔn)備根據(jù)檢測(cè)單元7的不同而電容不同 的電容器55A、55B。電阻57A、57B也采取與電容器55A、55B相同的構(gòu)成。各檢測(cè)單元7和電阻57A、 57B的電阻值具有對(duì)應(yīng)關(guān)系。
參照?qǐng)D6對(duì)CR數(shù)據(jù)疊加器51根據(jù)在放射線檢測(cè)器1中檢測(cè)出的數(shù)字電脈沖Pp 生成入射位置脈沖列Pt的時(shí)刻進(jìn)行說明。
與實(shí)施例1同樣地，In是從脈沖寬度調(diào)制電路11輸出的數(shù)字電脈沖Pp。CRoutA 是在數(shù)字電脈沖Pp輸入到由電容器55A和電阻57A構(gòu)成的CR電路中時(shí)輸出到比較器59A 中的電壓值。VthA是利用正值對(duì)CRoutA進(jìn)行二值化的閾值電壓。Px是對(duì)數(shù)字電脈沖Pp 進(jìn)行二值化后得到的入射位置脈沖。Px被從比較器59A輸出到OR電路61中。CRoutB是在數(shù)字電脈沖Pp被輸入到由電容器55B和電阻57B構(gòu)成的CR電路中時(shí) 被輸入到比較器59B中的電壓值。VthB是利用負(fù)值對(duì)CRoutB進(jìn)行二值化的閾值電壓。Py 是二值化數(shù)字電脈沖Pp后得到的入射位置脈沖。Py被從比較器59B輸出到OR電路61中。該入射位置脈沖Px、Py的脈沖寬度Pwl、Pw2根據(jù)檢測(cè)單元7的不同而不同。脈沖 寬度Pwl意味著檢測(cè)單元7的X信道號(hào)碼，脈沖寬度Pw2意味著檢測(cè)單元7的Y信道號(hào)碼。 另外，Px和Py的上升沿時(shí)間差Pw3也根據(jù)檢測(cè)單元7的不同而不同。Px和Py的上升沿時(shí) 間差Pw3意味著由檢測(cè)單元7檢測(cè)出的模擬電脈沖P的峰值H。入射位置脈沖列Pt或入射 位置脈沖Px的上升沿意味著放射線入射到檢測(cè)單元7的時(shí)刻。OR電路61在每次輸入入射位置脈沖Px、Py時(shí)將入射位置脈沖Px、Py作為入射位 置脈沖列Pt進(jìn)行輸出。根據(jù)實(shí)施例2相關(guān)的放射線檢測(cè)器1，在數(shù)字電脈沖Pp從各檢測(cè)單元7被輸入到 數(shù)據(jù)疊加器51時(shí)，電容器55A蓄積電荷，所蓄積的電荷的一部分通過被接地的電阻57而 被放電，剩余的CRoutA被輸出到比較器57A中。在CRoutA超過閾值電壓VthA時(shí)比較器 57A將入射位置脈沖Px輸出到OR電路61中。另一方面，電容器55B、電阻57B也同樣地將 CRoutB輸出到比較器57B中。在CRoutB低于閾值電壓VthB時(shí)比較器57B將入射位置脈沖 Py輸出到OR電路61中。OR電路61在每次輸入入射位置脈沖Px、Py時(shí)輸出入射位置脈沖 列Pt。由于入射位置脈沖Px、Py根據(jù)各檢測(cè)單元7固有的電容器55A、55B的電容和電阻 57A、57B的電阻值來確定脈沖寬度Pwl、Pw2并且入射位置脈沖Px、Py被作為入射位置脈沖 列Pt進(jìn)行輸出，故能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元7中的放射線的位置。實(shí)施例3接著，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例3進(jìn)行說明。圖8是表示在實(shí)施例3相關(guān)的放 射線檢測(cè)器中在多個(gè)檢測(cè)單元構(gòu)成組的情況下能夠?qū)⒔M位置信息附加到壓縮脈沖列的放 射線檢測(cè)器的整體構(gòu)成的框圖，圖9是表示在X方向、Y方向和Z方向上二維排列多個(gè)檢測(cè) 單元7的DOI檢測(cè)器的圖。參照?qǐng)D9對(duì)構(gòu)成DOI檢測(cè)器70的組71進(jìn)行說明。雖然DOI檢測(cè)器70基本上采 用與實(shí)施例1、2的檢測(cè)單元組8相同的構(gòu)成，但是DOI檢測(cè)器70是一種在X方向、Y方向和 Z方向上排列檢測(cè)單元7的組71A、71B、71C和71D的4層構(gòu)造。組7IA具備檢測(cè)單元T1 764，組71B具備檢測(cè)單元765 7128，組71C具備檢測(cè)單元7129 7194，組71D具備檢測(cè)單元 7195 7256。各檢測(cè)單元例如若為檢測(cè)單元T1則具有(χ = l、y = l、z = 1)等的信道信息， 例如若為7 2 56則具有(χ = 8、y = 8、Z = 4)等的信道信息。參照?qǐng)D8對(duì)實(shí)施例3相關(guān)的放射線檢測(cè)器1的整體構(gòu)成進(jìn)行說明。在此，集合多個(gè)檢測(cè)單元7構(gòu)成組71A 71D。且有，由于各組71所具備的檢測(cè)單元7、前置放大器9、中 間數(shù)據(jù)附加器15及壓縮器17與實(shí)施例1、2相同，故省略說明。在各組71的后級(jí)具備將 組地址疊加到來自各組71的輸出上的組地址疊加器73、壓縮來自組地址疊加器73的各輸 出的組壓縮器75、和將壓縮后的輸出復(fù)原為每個(gè)組71的輸出的組復(fù)原器77。在組復(fù)原器77的后級(jí)雖然未圖示，但是卻具備將該每個(gè)組的輸出復(fù)原為每個(gè)檢測(cè)單元的輸出的復(fù)原器 19。各組71是以得到閃爍體的深度方向的信息DOI (depth of interaction)為目的， 構(gòu)成閃爍體排列為多層的DOI檢測(cè)器70的各層的檢測(cè)器。另外，例如也可以是將多個(gè)塊型 檢測(cè)器排列在圓周上且在體軸方向上排列多個(gè)的多環(huán)PETOmiltiple ring PET)所具備的 塊型檢測(cè)器。各組71所具備的壓縮器17將對(duì)從各檢測(cè)單元7輸出的入射位置脈沖列Pt進(jìn)行 壓縮后的壓縮脈沖列Pc輸出到組地址疊加器73中。組地址疊加器73將各組的位置信息疊加到從各組71輸出的壓縮脈沖列Pc上。將 疊加有各組的位置信息的壓縮脈沖列Pc稱為組脈沖列Pel。組地址疊加器73將組脈沖列 Pcl輸出到組壓縮器75中。組壓縮器75壓縮各組71的組脈沖列Pel。將該壓縮后的組脈 沖列Pcl稱為組壓縮脈沖列Pc2。組壓縮器75將組壓縮脈沖列Pc2輸出到組復(fù)原器77中。 且有，組地址疊加器73相當(dāng)于本發(fā)明的組位置信息附加機(jī)構(gòu)，組壓縮器75相當(dāng)于本發(fā)明的 組壓縮機(jī)構(gòu)。組復(fù)原器77按照組地址的位置信息將組壓縮脈沖列Pc2復(fù)原為各組71的壓縮脈 沖列Pc。組復(fù)原器77將復(fù)原后的壓縮脈沖列Pc輸出到復(fù)原器17中。復(fù)原器17將壓縮脈 沖列Pc復(fù)原為各檢測(cè)單元7的入射位置脈沖列Pt。且有，組復(fù)原器77相當(dāng)于本發(fā)明的組 復(fù)原機(jī)構(gòu)。根據(jù)實(shí)施例3相關(guān)的放射線檢測(cè)器1，組地址疊加器73將每個(gè)組71的位置信息相 加到壓縮脈沖列Pc后制作組脈沖列。因此，在具備由多個(gè)檢測(cè)單元71構(gòu)成的組71a 71η 的放射線檢測(cè)器中，容易檢測(cè)出從設(shè)置在各組71上的中間數(shù)據(jù)附加器15輸出的入射位置 脈沖列Pt是從哪個(gè)組71輸出的入射位置脈沖列Pt。結(jié)果，即使在放射線入射到構(gòu)成組71 的檢測(cè)單元7時(shí)也能在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射有放射線的檢測(cè)單元的位置。根據(jù)實(shí)施例3相關(guān)的放射線檢測(cè)器1，組壓縮器75壓縮組脈沖列Pcl后制作組壓 縮脈沖列Pc2。因此，在組壓縮脈沖列Pc2被輸入到組復(fù)原器77時(shí)，該組壓縮脈沖列Pc2被 復(fù)原為原始的壓縮脈沖列Pc。因此，在具備由多個(gè)檢測(cè)單元構(gòu)成的組71a 71η的放射線 檢測(cè)器1中，即使在從多個(gè)各組71中輸出組脈沖列Pcl時(shí)也能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)輸出有壓 縮脈沖列Pc的組71的位置。實(shí)施例4其次，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例4進(jìn)行說明。圖10是在實(shí)施例4相關(guān)的放射線 檢測(cè)器中在利用多個(gè)閾值電壓得到更準(zhǔn)確的脈沖峰值或時(shí)刻信息的情況下表示脈沖寬度 調(diào)制電路及數(shù)據(jù)疊加器的構(gòu)成的電路圖，圖11是實(shí)施例4相關(guān)的脈沖寬度調(diào)制電路及數(shù)據(jù) 疊加器的時(shí)序圖。雖然實(shí)施例4相關(guān)的放射線檢測(cè)器1的整體構(gòu)成大致與實(shí)施例1相關(guān)的放射線檢 測(cè)器1的整體構(gòu)成相同，但是在具備不是實(shí)施例1所述的脈沖幅度調(diào)制電路11及數(shù)據(jù)疊加 器13而是分別利用多個(gè)閾值電壓進(jìn)行二值化的脈沖寬度調(diào)制電路11及利用了多值邏輯方 法的數(shù)據(jù)疊加器13這一點(diǎn)上不同。
參照?qǐng)D10對(duì)脈沖寬度調(diào)制電路11及數(shù)據(jù)疊加器13的電路圖進(jìn)行說明。脈沖幅 度調(diào)制電路11由2個(gè)比較器81Α、81Β(在圖10中用“比較器1”、“比較器2”進(jìn)行標(biāo)記)及作為異或邏輯電路的XOR電路83構(gòu)成。且有，脈沖寬度調(diào)制電路11相當(dāng)于本發(fā)明的脈沖 寬度調(diào)制機(jī)構(gòu)。將模擬電脈沖P輸入到比較器81A、8IB中。其次，比較器8IA比較模擬電脈沖P和 閾值電壓Vthl后輸出數(shù)字電脈沖Ppl，并且比較器81B比較模擬電脈沖P和閾值電壓Vth2 后輸出數(shù)字電脈沖Pp2。將從比較器81A輸出的數(shù)字電脈沖Ppl輸入到XOR電路83中，并 且將從比較器81B輸出的數(shù)字電脈沖Pp2輸入到XOR電路83中。XOR電路83輸出具有脈 沖Pp3及Pp4的入射位置脈沖列Pt2。數(shù)據(jù)疊加器13由2個(gè)D觸發(fā)器85A、85B (在圖10中用“DFF1”、“DFF2”標(biāo)記)、2 個(gè)延遲器87A、87B、加法器89及NOT電路91構(gòu)成。NOT電路91也可以具備在脈沖寬度調(diào) 制電路11中。且有，數(shù)據(jù)疊加器13相當(dāng)于本發(fā)明的位置信息附加機(jī)構(gòu)。將從比較器81A輸出的數(shù)字電脈沖Ppl輸入到D觸發(fā)器85A的時(shí)鐘輸入部，并且 NOT電路91對(duì)從比較器81B輸出的數(shù)字電脈沖Pp2進(jìn)行反相后將該反相后的脈沖輸入到D 觸發(fā)器85B的時(shí)鐘輸入部中。D觸發(fā)器85A從Q端子輸出入射位置脈沖Px，并且D觸發(fā)器 85B從Q端子輸出入射位置脈沖Py。D觸發(fā)器85A的Q端子輸出經(jīng)由延遲器87A而被輸入 到D觸發(fā)器85A的復(fù)位部R，并且D觸發(fā)器85B的Q端子輸出經(jīng)由延遲器87B而被輸入到 D觸發(fā)器85B的復(fù)位部R。將從XOR電路83輸出的入射位置脈沖列Pt2、從D觸發(fā)器85A、 85B輸出的入射位置脈沖Px、Py輸入到加法器89中。加法器89模擬相加這些入射位置脈 沖Pt2、Px、Py后輸出入射位置脈沖列Pt3。參照?qǐng)D11對(duì)脈沖調(diào)制電路根據(jù)模擬電脈沖輸出入射位置脈沖例Pt2的時(shí)刻進(jìn)行 說明，并且對(duì)將位置信息附加到該入射位置脈沖列Pt2中的時(shí)刻進(jìn)行說明。與圖2同樣地， 圖11是將縱軸作為信號(hào)值、橫軸作為時(shí)間軸的時(shí)刻圖。Ppl是從比較器81A輸出的數(shù)字電 脈沖(在圖11中用“比較器1輸出”標(biāo)記)。Pp2是從比較器81B輸出的數(shù)字電脈沖(在 圖11中用“比較器2輸出”標(biāo)記)。Pt2是從XOR電路83輸出的入射位置脈沖列(在圖11 中用“脈沖寬度調(diào)制輸出”表記)。Pp2逆是被NOT電路91反相的脈沖，是從比較器81B輸 出的數(shù)字電脈沖Pp2的反相信號(hào)(在圖11中用“比較器2反相輸出”表記)。DFF 1輸出 是從D觸發(fā)器85A輸出的入射位置脈沖Px。DFF2輸出是從D觸發(fā)器85B輸出的入射位置 脈沖Py。Pw4表示數(shù)字電脈沖Ppl (比較器1輸出)為High時(shí)的脈沖寬度。Pw5表示數(shù)字 電脈沖Pp2(比較器2輸出)為High時(shí)的脈沖寬度。Pw6表示脈沖Pp3的脈沖寬度。Pw7 表示脈沖Pp4的脈沖寬度。Pw8表示入射位置脈沖Px為High時(shí)的脈沖寬度。Pw9表示入 射位置脈沖P為High時(shí)的脈沖寬度。比較器85A比較模擬電脈沖P和閾值電壓Vthl，若模擬電脈沖P超過閾值電壓Vthl則輸出High，若模擬電脈沖P低于閾值電壓Vthl則輸出Low，其后輸出數(shù)字電脈沖 Ppl0比較器85B比較模擬電脈沖P和閾值電壓Vth2，若模擬電脈沖P超過閾值電壓Vth2 則輸出High，若模擬電脈沖P低于閾值電壓Vth2則輸出Low，其后輸出數(shù)字電脈沖Pp2。此 時(shí)，如圖11所示，模擬電脈沖P的電壓值超過閾值電壓Vthl的時(shí)間越長(zhǎng)，則從比較器85A輸 出的數(shù)字電脈沖Ppl (圖11所示的比較器1輸出)的輸出High的寬度Pw4越長(zhǎng)，模擬電脈 沖P的電壓值超過閾值電壓Vth2的時(shí)間越長(zhǎng)，則從比較器85B輸出的數(shù)字電脈沖Pp2(圖 11所示的比較器2輸出)的輸出High的寬度Pw5越長(zhǎng)。相反地，模擬電脈沖P的電壓值超 過閾值電壓Vthl的時(shí)間越短，則從比較器85A輸出的數(shù)字電脈沖Ppl的輸出High的寬度Pw4越短，模擬電脈沖P的電壓值超過閾值電壓Vth2的時(shí)間越短，則從比較器85B輸出的 數(shù)字電脈沖Pp2的輸出High的寬度Pw5越短。另外，模擬電脈沖P的信號(hào)強(qiáng)度(電壓值) 越大則寬度Pw4、Pw5越長(zhǎng)，模擬電脈沖P的信號(hào)強(qiáng)度(電壓值)越小則寬度Pw4、Pw5越短。 艮口、比較器85A將模擬電脈沖P的信號(hào)強(qiáng)度編碼為脈沖寬度Pw4，并且比較器85B將模擬電 脈沖P的信號(hào)強(qiáng)度編碼為脈沖寬度Ρ 5。XOR電路83進(jìn)行從比較器81A、81B分別輸出的數(shù)字電脈沖Ppl、Pp2的異或邏輯 和運(yùn)算，輸出入射位置脈沖列Pt2。S卩、在數(shù)字電脈沖Ppl、Pp2都為High或都為L(zhǎng)ow時(shí)輸 出入射位置脈沖列Pt2為L(zhǎng)ow，在數(shù)字電脈沖Ppl、Pp2的其中一方為High而另一方為L(zhǎng)ow 時(shí)輸出入射位置脈沖列Pt2為High。在圖11中，在數(shù)字電脈沖Ppl為High且數(shù)字電脈沖 Pp2為L(zhǎng)ow時(shí)輸出脈沖Pp3直到數(shù)字電脈沖Pp2的上升沿為止，并且從數(shù)字電脈沖Pp2的下 降沿開始輸出脈沖Pp4。且有，由于閾值電壓Vth2 >閾值電壓Vthl，故在模擬電脈沖P的 電壓值超過了閾值電壓Vth2時(shí)必定超過閾值電壓Vthl。因此，在模擬電脈沖P的電壓值超 過了閾值電壓Vth2的時(shí)間、即數(shù)字電脈沖Pp2為High時(shí)，模擬電脈沖P的電壓值超過了閾 值電壓Vthl的時(shí)間、即數(shù)字電脈沖Ppl也一定為High。從脈沖Pp3的上升沿到脈沖Pp4的下降沿時(shí)間的間隔為脈沖寬度Pw4，從脈沖Pp3 的下降沿到脈沖Pp4的上升沿時(shí)間的間隔為脈沖寬度Pw5。如上所述，脈沖Pp3的脈沖寬度 為Pw6，脈沖Pp4的脈沖寬度為Pw7。另外，模擬電脈沖P的信號(hào)強(qiáng)度(電壓值)越大，則寬 度Pw6、Pw7越短。S卩、XOR電路83將模擬電脈沖P的信號(hào)強(qiáng)度編碼為脈沖寬度Pw6、Pw7。 由此，由2個(gè)比較器81A、81B及XOR電路83構(gòu)成的脈沖寬度調(diào)制電路11將模擬電脈沖P 的信號(hào)強(qiáng)度編碼為脈沖寬度Pw4、Pw5、Pw6、Pw70D觸發(fā)器85A的Q端子與從比較器81A輸出的數(shù)字電脈沖Ppl向High提升的上升 沿同步地上升，在經(jīng)由延遲器87A的延遲時(shí)間Dx后被復(fù)位并下降，輸出具有脈沖寬度PwS 的入射位置脈沖Px (在圖11中為DFFl輸出)。D觸發(fā)器85B的Q端子與利用從比較器81B 輸出的NOT電路91反相后的Pp2逆的上升沿(即、脈沖Pp2的下降沿)同步地上升，在經(jīng) 過了延遲器87B的延遲時(shí)間Dy后被復(fù)位并下降，輸出具有脈沖寬度Pw9的入射位置脈沖 Py (在圖11中為DFF2輸出)。接著，加法器89模擬相加入射位置脈沖Pt2、Px、Py后生成 多值邏輯的入射位置脈沖列Pt3(在圖11中為數(shù)據(jù)疊加器輸出)。與實(shí)施例1所述的遲延遲發(fā)生器23同樣地，延遲器87A輸出與輸出模擬電脈沖P 的檢測(cè)單元T1 764的其中一個(gè)X信道號(hào)碼對(duì)應(yīng)的延遲信號(hào)Dx，并且延遲器87B輸出與輸 出模擬電脈沖P的檢測(cè)單元T1 764的其中一個(gè)Y信道號(hào)碼對(duì)應(yīng)的延遲信號(hào)Dy。由此，構(gòu) 成入射位置脈沖列Pt3的入射位置脈沖Px的脈沖寬度PwS和入射位置脈沖Py的脈沖寬度 Pw9分別意味著輸出模擬電脈沖P的檢測(cè)單元7的X信道號(hào)碼和Y信道號(hào)碼。由于入射位 置脈沖列Pt3的脈沖Pp3、Pp4的脈沖寬度Pw6、Pw7、從Pp3的上升沿到脈沖Pp4的下降沿 的時(shí)間差Pw4、及從脈沖Pp3的下降沿到脈沖Pp4的上升沿的時(shí)間差Pw5都根據(jù)模擬電脈沖 P的大小而變化，故意味著模擬電脈沖P的峰值H。入射位置脈沖列Pp3的上升沿及下降沿 意味著放射線入射到檢測(cè)單元7中的時(shí)刻。且有，在本實(shí)施例4中，雖然在數(shù)據(jù)疊加器13中利用D觸發(fā)器生成了 Px、Py，但是 也可以由實(shí)施例2所示的CR及比較電路等的其他電路構(gòu)成。根據(jù)實(shí)施例4相關(guān)的放射線檢測(cè)器1，脈沖寬度調(diào)制電路11由2個(gè)比較器81A、81B構(gòu)成，利用這些比較器81A、81B分別用規(guī)定閾值電壓Vthl、Vth2對(duì)模擬電脈沖P進(jìn)行二值化后分別輸出數(shù)字電碼沖Ppl、Pp2。由此，能夠得到更準(zhǔn)確的峰值或時(shí)刻信息。由此，雖然 在實(shí)施例1、2中設(shè)定脈沖調(diào)制電路11的一個(gè)閾值電壓Vth，但是在本實(shí)施例4中設(shè)定2個(gè) 閾值電壓，且得到了更準(zhǔn)確的脈沖峰值及時(shí)刻。當(dāng)然，也可以設(shè)定3個(gè)閾值電壓，得到更準(zhǔn) 確的脈沖峰值或時(shí)刻并追加到入射位置脈沖列中。根據(jù)實(shí)施例4相關(guān)的放射線檢測(cè)器1，數(shù)據(jù)疊加器13利用脈沖寬度(脈沖的時(shí)間 軸的寬度)及脈沖振幅(脈沖的電壓軸的寬度)不同的多值邏輯方法輸出了入射位置脈 沖列Pt3。由此，能夠模擬相加各脈沖后輸出脈沖寬度及脈沖振幅不同的入射位置脈沖列 Pt3。本發(fā)明并不限定于此，能夠如下進(jìn)行變形實(shí)施。(1)在上述的各實(shí)施方式中，雖然以PET裝置所具備的放射線檢測(cè)器1為例進(jìn)行了 說明，但是也可以是SPECT(Single Photon EmissionComputed Tomography)裝置所具備的 放射線檢測(cè)器1。(2)在上述的實(shí)施例1、2中，雖然以將入射位置脈沖Px、Py疊加到數(shù)字電脈沖Pp 上為例進(jìn)行了說明，但是也可以在數(shù)字脈沖Pp的輸出之后附加入射位置脈沖Px、Py。(3)在上述的實(shí)施例1、2中，雖然假設(shè)只有1次事件的放射線入射到了連接在相同 的壓縮器17上的檢測(cè)單元7的其中一個(gè)，但是也存在同時(shí)或短時(shí)間在其他檢測(cè)單元7中發(fā) 生事件的情況。此時(shí)，也可以預(yù)先相加全部檢測(cè)單元7的模擬電脈沖P并在判斷出該信號(hào) 電平在2個(gè)以上的情況下通過附加去除該信號(hào)的電路來對(duì)應(yīng)。工業(yè)上的可利用性如上所述，本發(fā)明適用于在利用多個(gè)檢測(cè)單元檢測(cè)放射線的情況下能夠在短時(shí)間 內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元中的放射線的位置。
權(quán)利要求
一種放射線檢測(cè)器，具備將由放射線入射引起的發(fā)光變換為模擬電脈沖后檢測(cè)放射線的多個(gè)檢測(cè)單元，其特征在于，所述放射線檢測(cè)器具備脈沖寬度調(diào)制機(jī)構(gòu)，其利用規(guī)定閾值對(duì)所述模擬電脈沖進(jìn)行二值化后輸出數(shù)字電脈沖；和位置信息附加機(jī)構(gòu)，其輸出將與放射線入射的所述檢測(cè)單元的位置相關(guān)的信息相加到所述電脈沖中所形成的入射位置脈沖列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，所述位置信息附加機(jī)構(gòu)與所述模擬電脈沖超過規(guī)定閾值的時(shí)刻和低于規(guī)定閾值的時(shí) 刻同步地輸出所述入射位置脈沖列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，構(gòu)成所述入射位置脈沖列的各脈沖的寬度是由X方向和Y方向組成的二維排列的所述 檢測(cè)單元的X信道號(hào)碼和Y信道號(hào)碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，構(gòu)成所述入射位置脈沖列的各脈沖的寬度是由X方向、Y方向和Z方向組成的三維排 列的所述檢測(cè)單元的X信道號(hào)碼、Y信道號(hào)碼和Z信道號(hào)碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，構(gòu)成所述入射位置脈沖列的各脈沖的間距與所述模擬電脈沖的峰值成比例。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，所述放射線檢測(cè)器具備脈沖列壓縮機(jī)構(gòu)，其壓縮所述入射位置脈沖列后輸出壓縮脈沖列；和脈沖列復(fù)原機(jī)構(gòu)，其將所述壓縮脈沖列復(fù)原為所述入射位置脈沖列。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，所述脈沖列壓縮機(jī)構(gòu)按照由多個(gè)所述檢測(cè)單元構(gòu)成的每個(gè)組進(jìn)行設(shè)置，按照所述每個(gè)組輸出所述壓縮脈沖列，所述放射線檢測(cè)器具備組位置信息附加機(jī)構(gòu)，所述組位置信息附加機(jī)構(gòu)按照每個(gè)組輸 出組脈沖列，所述組脈沖列是將所述組的位置相關(guān)的信息相加到按照所述每個(gè)組輸出的所 述壓縮脈沖列而形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，所述放射線檢測(cè)器具備組壓縮機(jī)構(gòu)，其壓縮所述組脈沖列后輸出組壓縮脈沖列；和組復(fù)原機(jī)構(gòu)，其將所述組壓縮脈沖列復(fù)原為所述組脈沖列后，將所述組脈沖列復(fù)原為 所述壓縮脈沖列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，所述位置信息附加機(jī)構(gòu)具備延遲電路(B)，其輸出對(duì)應(yīng)于與所述檢測(cè)單元的位置相關(guān)的信息而被輸出的延遲信號(hào) (A)；和邏輯電路(C)，其在輸入所述電脈沖和所述延遲信號(hào)(A)時(shí)輸出所述入射位置脈沖列。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，所述邏輯電路(C)是如下的邏輯電路構(gòu)成所述入射位置脈沖列的一個(gè)脈沖與所述延遲信號(hào)(A)的上升沿同步地下降，構(gòu)成所述入射位置脈沖列的其他脈沖與所述延遲信號(hào) (A)的下降沿同步地下降，列狀地疊加所述一個(gè)脈沖和所述其他脈沖后輸出所述入射位置 脈沖。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于， 所述位置信息附加機(jī)構(gòu)具備延遲電路(E)，其由具有電容的電容器和具有電阻值的電阻構(gòu)成，以輸出延遲信號(hào) (D)，其中所述電容對(duì)應(yīng)于與所述檢測(cè)單元的位置相關(guān)的信息；比較器，其與規(guī)定閾值進(jìn)行比較，并在所述延遲信號(hào)(D)超過規(guī)定閾值時(shí)輸出構(gòu)成所 述入射位置脈沖列的各脈沖；和邏輯電路(F)，其列狀地疊加從所述比較器輸出的各脈沖后輸出所述入射位置脈沖列。
12.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于， 所述組位置信息附加機(jī)構(gòu)具備延遲電路(H)，其輸出對(duì)應(yīng)于與所述組的位置相關(guān)的信息而被輸出的延遲信號(hào)(G)；和 邏輯電路(I)，其在輸入所述壓縮脈沖列和所述延遲信號(hào)(G)時(shí)輸出所述組脈沖列。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，所述邏輯電路(I)是如下的邏輯電路構(gòu)成所述組脈沖列的一個(gè)脈沖與所述延遲信號(hào) (G)的上升沿同步地下降，構(gòu)成所述組脈沖列的其他脈沖與所述延遲信號(hào)(G)的下降沿同 步地下降，列狀地疊加所述一個(gè)脈沖和所述其他脈沖后輸出所述組脈沖列。
14.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于， 所述組位置信息附加機(jī)構(gòu)具備延遲電路(K)，其由具有電容的電容器和具有電阻值的電阻構(gòu)成，以輸出延遲信號(hào) (J)，其中所述電容對(duì)應(yīng)于與所述組的位置相關(guān)的信息；比較器(L)，其與規(guī)定閾值進(jìn)行比較，并在所述延遲信號(hào)(J)超過規(guī)定閾值時(shí)輸出構(gòu)成 所述組脈沖列的各脈沖；和邏輯電路(M)，其列狀地疊加從所述比較器輸出的各脈沖后輸出所述組脈沖列。
15.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，所述脈沖寬度調(diào)制機(jī)構(gòu)由多個(gè)比較器構(gòu)成，利用這些比較器，分別用規(guī)定閾值對(duì)所述 模擬電脈沖進(jìn)行二值化后分別輸出數(shù)字電脈沖。
16.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，所述位置信息附加機(jī)構(gòu)利用脈沖寬度及脈沖振幅不同的多值邏輯方法輸出所述入射 位置脈沖列。
全文摘要
本發(fā)明提供一種放射線檢測(cè)器。其中，由于本發(fā)明的放射線檢測(cè)器(1)具備用規(guī)定閾值Vth二值化從檢測(cè)單元(7)輸出的模擬電脈沖P后調(diào)制為數(shù)字電脈沖Pp的脈沖寬度調(diào)制電路(11)；和疊加放射線入射的檢測(cè)單元(7)的位置相關(guān)的入射位置脈沖Px、Py和由放射線檢測(cè)出的數(shù)字電脈沖Pp后，輸出入射位置脈沖列Pt的數(shù)字疊加器(13)，故能夠?qū)⒁酝跀?shù)字電脈沖Pp輸出后所附加來的位置信息附加到數(shù)字電脈沖Pp中。因此，與在數(shù)字電脈沖Pp后附加位置信息并傳輸位置信息的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)入射到檢測(cè)單元(7)的放射線的位置。
文檔編號(hào)G01T1/20GK101836131SQ20088011290
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2008年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者古宮哲夫, 大井淳一, 島添健次, 高橋浩之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島津制作所;國立大學(xué)法人東京大學(xué)