WO2007004269A1

WO2007004269A1 - 放射線検出器

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Publication number: WO2007004269A1
Application number: PCT/JP2005/012124
Authority: WO
Inventors: Yasuhiro Tomita; Yuji Shirayanagi; Shinjiro Matsui
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2007-12-30
Also published as: CN101213475A; KR20080021587A; EP1909116A1; EP1909116A4; EP1909116B1; US7847261B2; CN101213475B; KR101094525B1; US20100156644A1

Abstract

　検出部（２）が放射線を検出し、データ取得部（３４）がその検出放射線の単位時間あたりの計数値に等価な基礎データを生成する。データ処理部（４０）は、基礎データを閾値と比較し、その基礎データが閾値を超えるときに報知制御信号を生成する。報知部（４２）は、報知制御信号に応答して検出音を鳴らす。閾値は、入力デバイス（１８）を用いて指定された係数と記憶部（３６）に記憶された基礎データの最大値とを用いて演算部（３８）が算出する。ユーザが閾値を徐々に高くしながら被測定領域（５０）を繰り返し検査すれば、検出音の鳴る領域が徐々に狭まる。これにより、被測定領域内で放射能の集中している箇所（５３）を特定できる。

Description

明細書

放射線検出器

技術分野

[0001] この発明は、放射線検出器に関する。

背景技術

[0002] 特開平 2— 198385号公報には、ガンマ線のソースを検出する手持ち式の医療用放射線検出器が開示されて!ヽる。

発明の開示

[0003] 手持ち式の放射線検出器を用いた放射性同位元素濃度の測定では、通常、検出器によって取得された測定値の大小に応じて濃度を単純に判断する。しかし、放射能が分布した領域内で放射能が集中している箇所を特定することは、測定値の大小だけ力もでは困難なことが多い。

[0004] そこで、本発明は、放射能が集中している箇所を容易に特定できる放射線検出器を提供することを課題とする。

[0005] 本発明の放射線検出器は、放射線を検出して検出信号を生成する検出部と、その検出信号に基づ、て、所定の単位時間あたりの放射線計数値と等価な基礎データを生成するデータ取得部と、その基礎データの最大値の記憶開始を指示する開始信号を入力するために使用される第 1の入力デバイスと、その開始信号に応答して基礎データの最大値を記憶する記憶部と、その基礎データに対する閾値を指定する情報を入力するために使用される第 2の入力デバイスと、基礎データを閾値と比較し、基礎データが閾値を超えるときに所定の報知制御信号を生成するデータ処理部と、報知制御信号に応答して報知を実行する報知部とを備えて!/、る。

[0006] この放射線検出器は、記憶部に記憶された最大値を用いて上記の閾値を算出する閾値演算部をさらに備えていてもよい。閾値演算部は、上記の閾値を次の式 Ct=n X Cm (ここで、 Ctは、当該閾値であり、 Cmは、基礎データの最大値であり、係数 nは、 0<η≤1を満たす）にしたがって算出してもよい。閾値を指定する上記の情報として、係数 nを指定する情報が第 2の入力デバイスを用いて入力されてもよい。 [0007] この放射線検出器は、最大値の記憶停止を指示する停止信号を入力するために使用される第 3の入力デバイスをさらに備えていてもよい。記憶部は、この停止信号に応答して最大値の記憶を停止してもよ、。

[0008] この放射線検出器は、第 1および第 3の入力デバイスの双方として機能する単一のスィッチを備えていてもよい。このスィッチがどのように操作されるかに応じて、開始信号または停止信号の、ずれかが入力されてもよ!、。

[0009] 検出部は、検出信号としてパルス信号を生成してもよい。データ取得部は、そのパルス信号を計数し、単位時間あたりのパルス信号の計数値を反映する値を基礎データとして生成してもよい。

[0010] 検出部は、検出信号として電荷を生成してもよい。データ取得部は、検出部から単位時間にわたって受け取った総電荷量を反映する値を基礎データとして生成してもよい。

[0011] 本発明の理解は、下記の詳細な説明と添付図面によって更に深まる。なお、添付図面は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]実施形態の放射線検出器を示す平面図である。

[図 2]図 1に示される放射線検出器の機能ブロック図である。

[図 3]放射能濃度の高い箇所を特定する方法を概略的に示す説明図である。

[図 4]放射能濃度の高い箇所を特定する手順を示すフローチャートである。

発明を実施するための最良の形態

[0013] 以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

[0014] 本実施形態は、手持ち式のコードレス型放射線検出器 100に関する。図 1は放射線検出器 100を示す平面図である。図 1に示されるように、放射線検出器 100は、細長いハウジング 1と、ハウジング 1の先端力延びる放射線検出部 2から構成されている。

[0015] ハウジング 1は、その中心軸の周りにほぼ対称な形状を有する中空体である。ハウジング 1は、放射線検出器 100のユーザによって把持されるハンドル 10と、ハンドル 1 0の先端に接続された胴部 12を有する。胴部 12には、放射線検出に関する様々な情報を表示するための表示装置 14と、放射線検出器 100を制御するためにユーザによって操作される操作部 15が設けられている。

[0016] 放射線検出部 2は、ハウジング 1の先端力突出する細長い円筒状の支持部材 20 と、支持部材 20の先端に取り付けられた放射線検出プローブ 22を有する。支持部材 20の基端は、ハウジング 1の先端部の中央に接続されている。プローブ 22は、放射線検出素子（図示せず)とコリメータ（図示せず)を含んで!/、る。放射線検出素子は、飛来してくる放射線フオトンを受け取ると、その放射線フオトンの持つ物理情報に応じて電気的な検出信号を生成する。検出信号としては、例えば、放射線フオトンの持つエネルギーに応じた波高を持つパルス信号や、放射線フオトンの数やエネルギーに応じた電荷 (電流）が挙げられる。また、放射線検出素子は、半導体素子であってもょヽし、放射線の入射によって発光するシンチレータとその発光を検出する光電変 ^^との組み合わせであってもよい。コリメータは、望まない方位カゝら放射線検出素子に向力つて飛来する放射線を遮断し、それにより放射線検出器の指向性を高める

[0017] 図 2は放射線検出器 100の機能ブロック図である。図 2に示されるように、放射線検出器 100は放射線検出部 2に加えて、制御部 30および出力部 32を有している。制御部 30および出力部 32、ならびにこれらの駆動電源（図示せず）は、放射線検出器 100の胴部 12およびハンドル 10に含まれている。

[0018] 制御部 30は、データ取得部 34、最大値記憶部 36、閾値演算部 38、データ処理部 40および操作部 15を含んで、る。

[0019] データ取得部 34は、プローブ 22に内蔵された放射線検出素子に電気的に接続された信号処理回路から構成されている。以下では、検出信号がパルス信号である場合について説明する。

[0020] データ取得部 34は、放射線検出素子力も検出信号としてパルス信号を受け取り増幅する前置増幅器 (図示せず)と、そのパルス信号をさらに増幅する主増幅器 (図示せず)を含んでいる。データ取得部 34は、主増幅器によって増幅されたパルス信号のなかから、ある一定値以上の波高を有するパルス信号を選別する波高弁別器（図示せず)をさらに含んでいる。波高弁別器は、増幅されたパルス信号の波高を所定の閾値と比較する。以下では、この閾値を「計数識別閾値」と呼ぶことにする。この計数識別閾値は、増幅されたパルス信号のな力から所望の値以上の波高を有するパルス信号を選別するために使用される。波高弁別器は、計数識別閾値以上の波高を有するパルス信号を主増幅器力受けたときにだけ、一定の波高を有する出力パルス信号を生成する。データ取得部 34は、波高弁別器の出力パルス信号を計数するスケーラ（図示せず)をさらに含んでいる。放射線検出部 2によって生成された検出信号は、このようにして計数される。

[0021] データ取得部 34は、所定の単位時間あたりの検出信号の計数値を示す出力信号を所定の時間間隔で繰り返し生成し、それらの出力信号を出力部 32、最大値記憶部 36およびデータ処理部 40に送る。この出力信号のレベルは、所定の単位時間あたりの放射線計数値と等価である。なお、放射線計数値は、検出部に入射した放射線の強度を反映している。以下では、単位時間あたりの放射線計数値と等価なデータを「基礎データ」と呼ぶことにする。

[0022] 最大値記憶部 36は、データ取得部 34から基礎データを継続的に受け取り、それらの基礎データにおける最大値を記憶する。この最大値は閾値演算部 38に送られる。

[0023] 閾値演算部 38は、基礎データの最大値を用いて検出音閾値を算出する。この検出音閾値は、検出音を鳴らす力否かを判別するために使用されるもので、請求項中の閾値に該当する。検出音閾値の算出に使用される数式は後述する。閾値演算部 3 8は、算出した検出音閾値をデータ処理部 40へ送る。

[0024] データ処理部 40は、データ取得部 34に電気的に接続されており、データ取得部 3 4から基礎データを受け取る。データ処理部 40は、閾値演算部 38から送られる検出音閾値を基礎データと比較して、検出音を鳴らす力否かを判定する。データ処理部 4 0は、検出音を鳴らすと判定すると、報知制御信号を出力部 32内の音声出力装置 4 2に送り、音声出力装置 42に検出音を鳴らさせる。一方、検出音を鳴らさないと判定されたときは、音声出力装置 42に報知制御信号は送られない。

[0025] 操作部 15は、最大値測定指示部 16および閾値入力部 18を有している。最大値測定指示部 16は、基礎データの最大値の測定を開始および停止する信号を放射線検出器 100に入力するために操作される。最大値測定指示部 16は、入力デバイスとして、最大値の測定の開始を指示する開始信号を入力するための測定開始ボタン 16a と、その測定の停止を指示する停止信号を入力するための測定停止ボタン 16bを含んでいる。閾値入力部 18は、検出音閾値を指定する情報を放射線検出器 100に入力するために操作される。閾値入力部 18は、入力デバイスとして、検出音閾値の算出に使用される係数 (後述する）を上昇させる信号を入力するための係数増加ボタン 18a、その係数を低減する信号を入力するための係数減少ボタン 18b、および検出音閾値の指定の開始および終了を指示する信号を入力するための閾値設定ボタン 18cを含んでいる。

[0026] 出力部 32は、表示装置 14および音声出力装置 42を含んでいる。表示装置 14は、データ取得部 34から基礎データを順次に受け取り、その基礎データが示す単位時間あたりの計数値を表示する。音声出力装置 42は、単位時間あたりの計数値が検出音閾値を超えていることを報知する装置であり、データ処理部 40からの報知制御信号に応答して検出音を鳴らす。

[0027] 以下では、図 3および図 4を参照しながら、放射線検出器 100を用いて放射能濃度の高い箇所を特定する方法を説明する。図 3はこの方法を概略的に示す説明図であり、図 4はこの方法を示すフローチャートである。

[0028] 図 3 (a)は放射能が分布して、る被測定領域 50を示して、る。ユーザは、以下の手順により、被測定領域 50のなかで放射能が集中している箇所を特定する。まず、領域 50から飛来する放射線の単位時間あたりの最大計数値を測定する。そのためにユーザは、放射線検出器 100の検出開始ボタン 16aを押して開始信号を入力する（ステップ S402)。これにより、放射線検出器 100が最大値測定モードに設定される。このように、検出開始ボタン 16aの押し下げに応じて、最大値記憶部 36は、基礎データの最大値、すなわち単位時間あたりの最大計数値を記憶するように設定される。

[0029] 次に、図 3 (b)に示されるように、ユーザは放射線検出プローブ 22を被測定領域 50 内で動かして、被測定領域 50の全体をスキャンする（ステップ S404)。これに応じて、データ取得部 34は、被測定領域 50の全体にわたって放射線を測定し、単位時間あたりの計数値と等価な基礎データを最大値記憶部 36に順次に送る。 [0030] 最大値記憶部 36は、基礎データの最大値を記憶する (ステップ S406)。最大値記憶部 36は、比較回路を含んでおり、データ取得部 34から受け取った基礎データをすでに記憶されている基礎データと比較する。受け取った基礎データが、記憶されている基礎データよりも大きい場合、最大値記憶部 36は、その記憶内容をその受け取つた基礎データに更新する。これにより、基礎データの最大値が最大値記憶部 36内に保持される。

[0031] ユーザは、被測定領域 50の全体のスキャンが終了したら、測定停止ボタン 16bを押して停止信号を入力する (ステップ S408)。これに応じて、放射線検出器 100の最大値測定モードが解除される。最大値記憶部 36は、その記憶内容を更新しないように設定され、基礎データの最大値の記憶を停止する。また、最大値記憶部 36に記憶された最大値が表示装置 14に送られる。表示装置 14は、その最大値を単位時間あたりの最大計数値として表示する (ステップ S410)。

[0032] 次に、ユーザは閾値設定ボタン 18cを押す (ステップ S412)。これにより、検出音を鳴らす力否かを判別する検出音閾値をユーザが設定できるようになる。ユーザは、係数増加ボタン 18aおよび係数減少ボタン 18bを操作して係数 n (0<n≤ 1)を指定する情報を入力し、それによつて検出音閾値を指定する (ステップ S414)。係数増加ボタン 18aおよび係数減少ボタン 18bが 1回押されるごとに、係数 nが所定の刻み値で増減する。

[0033] 係数 nが決まったら、ユーザは閾値設定ボタン 18cを再び押し、検出音閾値の設定を完了する (ステップ S416)。閾値演算部 38は、検出音閾値を以下の式にしたがつて算出する。

Ct=n X Cm (1)

ここで、 Ctは検出音閾値であり、 Cmは最大値記憶部 36に記憶された基礎データの最大値であり、 nはユーザによって指定される上記の係数である。

[0034] 閾値演算部 38は、閾値設定ボタン 18cの 2回目の押し下げに応答して最大値記憶部 36から最大値 Cmを読み取り、係数増加ボタン 18aおよび係数減少ボタン 18bを用いて指定された係数 nを用いて（1)式の計算を行う。算出された検出音閾値 Ctはデータ処理部 40に送られる。なお、本発明者らの経験によれば、初回の閾値の算出に使用される nの値は 1Z4が好ましい。

[0035] 次に、ユーザは、放射線検出プローブ 22を被測定領域 50内で動力して、被測定領域 50の全体を再びスキャンする（ステップ S418)。これに応じてデータ処理部 40 には、データ取得部 34から基礎データが送られる。データ処理部 40は、この基礎データを、ステップ S416で算出された検出音閾値と比較する。データ処理部 40は、基礎データが検出音閾値を超えるときは、報知制御信号を音声出力装置 42に送り、検出音を鳴らさせる。一方、基礎データが検出音閾値以下のときは、データ処理部 40 は報知制御信号を生成せず、したがって検出音は鳴らない

ユーザは、被測定領域 50内で検出音が鳴る領域 51を特定する (ステップ S420)。検出音閾値が適切に設定されていれば、図 3 (c)に示されるように、検出音が鳴る領域 51は被測定領域 50よりも狭くなる。

[0036] この後、ユーザは、ステップ S412以降の処理を繰り返す。すなわち、ユーザは、閾値設定ボタン 18cを押して (ステップ S412)、検出音閾値を再指定する (ステップ S4 14)。このときユーザは、検出音閾値が高くなるように、係数増加ボタン 18aを押して係数 nを増加する。この後、ユーザは閾値設定ボタン 18cを押して検出音閾値を確定する (ステップ S416)。続いて、放射線検出プローブ 22を領域 51内で動力して、領域 51の全体をスキャンし (ステップ S418)、検出音が鳴る領域 52を特定する (ステツプ S420)。ステップ S414で検出音閾値が上昇したので、図 3 (d)に示されるように、検出音が鳴る領域 52は領域 51よりも狭くなる。

[0037] このような手順を繰り返すことにより、被測定領域 50内において検出音が鳴る領域を領域 51、領域 52、領域 53と徐々に小さくできる。より高い閾値のもとで検出音が鳴る領域ほど、高い放射能濃度を有している。したがって、ステップ S412〜S418の手順を繰り返すことにより、放射能が集中している箇所を特定できる。

[0038] 以下では、放射線検出器 100の利点を説明する。放射線検出器 100では、検出音を鳴らすか否かを決定する閾値をユーザが指定できる。閾値を徐々に上昇させながら被測定領域内でのスキャンを繰り返し、検出音の鳴る領域を徐々に狭めることで、放射能の集中している箇所を特定できる。閾値は、放射線の最大計数値と等価な基礎データの最大値と、係数 nとを用いて算出される。したがって、閾値の決定のためにバックグラウンドの計数値を取得する必要はな、。実際の放射線計測の現場では、様々な要因からバックグラウンド計数値が高い場合があり、その場合、ノックグラウンド計数値の取り方はユーザによってまちまちである。このため、ノックグラウンド計数値を用いて閾値を算出すると、適切な閾値が得られず、測定精度が低下する可能性がある。ノックグラウンド計数値を使用しない本実施形態では、ユーザによるバックグラウンドの取得方法の違いに測定精度が影響されない。この結果、コントラスト (濃度勾配)の低い放射能分布を測定する場合でも、閾値を徐々に上昇させることにより、放射能が集中している箇所を容易かつ正確に特定できる。

[0039] 以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

[0040] 上記実施形態では、基礎データが検出音閾値を超えたことが、音声出力装置 42から発する検出音によって報知される。しかし、報知部は音声出力装置に限られるものではなぐ基礎データが検出音閾値を超えていることを示す他の種類の報知を実行してもよい。例えば、報知部は表示装置 14であってもよい。この場合、データ処理部 40からの報知制御信号に応答して、表示装置 14が所定の報知情報 (例えば、文字や図形)を表示してもよい。また、報知部は振動機構であってもよい。この場合、データ処理部 40からの報知制御信号に応答して、振動機構が放射線検出器 100を振動させてもよい。さらに放射線検出器は、基礎データが検出音閾値を超えたときに複数の報知を実行してもよい。

[0041] 上記実施形態では、被測定領域 50の全体を 2回目以降にスキャンするときに、報知部が報知を行う（すなわち、音声出力装置 42が検出音を鳴らす)。しかし、報知部は、被測定領域 50の初回のスキャンのときにも、基礎データの大きさに応じて報知を行なってもよい。この場合、基礎データが大きいほど報知部の出力レベルが高く（例えば、検出音が大きく）なってもよいし、基礎データが大きいほど報知の実行間隔が狭く（例えば、一定の時間間隔で鳴らされる検出音の当該時間間隔が狭く）なってもよい。

[0042] 上記実施形態では、ユーザが閾値入力部 18を操作して係数 nを指定することにより、検出音閾値が間接的に指定される。しかし、ユーザが閾値入力部を操作して検出音閾値を直接指定できるようになつていてもよい。また、係数 nを n= l— m (係数 mは 0≤m< 1を満たす)と見なし、ユーザが閾値入力部 18を操作して係数 mを指定するようになっていてもよい。

[0043] 上記実施形態では、基礎データの最大値の測定開始および停止を指示する開始信号および停止信号を入力するために別個のボタン 16aおよび 16bが設けられている。しかし、開始信号および停止信号を入力するために単一のスィッチを放射線検出器に設けてもよい。この場合、そのスィッチの操作に応じて開始信号および停止信号のいずれかが入力される。例えば、スィッチをオンオフするたびに開始信号および停止信号が交互に入力され、それに応じて最大値記憶部 36が最大値の記憶を交互に開始および停止してもよい。あるいは、スィッチを押す時間に応じて開始信号および停止信号のいずれかが入力されてもよい。例えば、スィッチを長く押すと測定開始を指示する信号が入力され、スィッチを短く押すと測定停止を指示する信号が入力されるようになっていてもよいし、あるいはその逆であってもよい。また、開始信号を入力するためのスィッチのみを放射線検出器に設け、そのスィッチがオンされて力も所定の時間だけ基礎データの最大値が最大値記憶部 36に記憶されてもょ、。この場合は、その所定時間が経過するまでに被測定領域全体のスキャンを終える必要がある。

[0044] 上記実施形態では、係数 nを指定する情報を入力するための係数指示部として、係数増加ボタン 18aと係数減少ボタン 18bの二つが設けられている。し力し、これらの代わりに、目盛りつまみ等の単一の入力装置が係数指示部として設けられて、てもよい。

[0045] 上記実施形態では、検出音閾値の指定の開始および終了を指示するために単一のボタン 18cが設けられている。しかし、検出音閾値の指定の開始および終了を指示するために別個のスィッチが設けられて、てもよ、。

[0046] 上記実施形態では、放射線検出部 2からの検出信号がパルス信号として出力され、それが計数される。しかし、放射線検出部 2からの検出信号が電荷であり、データ取得部 34が放射線検出部 2からの電荷を所定の単位時間にわたって蓄積し、蓄積された総電荷量を反映する値を基礎データとして扱ってもよい。この場合も、基礎データは、その単位時間あたりの放射線計数値と等価である。

[0047] 上述した発明から明らかなように、本発明の実施形態には様々な方法で変形をカロえてもよい。このような変形は、本発明の範囲力も逸脱するものではなぐ当業者にとつては明らかなように、このような変形は、すべて下記の請求の範囲内に含まれるように意図されている。

産業上の利用可能性

[0048] 本発明の放射線検出器によれば、コントラスト (濃度勾配)の低い放射能分布を測定する場合でも、放射能が集中している箇所を容易に特定できる。本発明の放射線検出器では、報知部に報知を実行させる力否かを決定する閾値をユーザが指定できる。より高い閾値のもとで報知が実行される領域ほど、高い放射能濃度を有している。閾値を徐々に上昇させながら本発明の放射線検出器を用いて被測定領域を繰り返しスキャンすると、報知が実行される領域が徐々に狭まる。したがって、コントラストの低ヽ放射能分布を測定する場合でも、閾値を適切に上昇させながらスキャンを繰り返すことにより、放射能の集中している箇所を容易に特定できる。

Claims

請求の範囲

[1] 放射線を検出して検出信号を生成する検出部と、

前記検出信号に基づ!/、て、所定の単位時間あたりの放射線計数値と等価な基礎データを生成するデータ取得部と、

前記基礎データの最大値の記憶開始を指示する開始信号を入力するために使用される第 1の入力デバイスと、

前記開始信号に応答して前記基礎データの最大値を記憶する記憶部と、前記基礎データに対する閾値を指定する情報を入力するために使用される第 2の入力デバイスと、

前記基礎データを前記閾値と比較し、前記基礎データが前記閾値を超えるときに報知制御信号を生成するデータ処理部と、

前記報知制御信号に応答して報知を実行する報知部と、

を備える放射線検出器。

[2] 前記記憶部に記憶された前記最大値を用いて前記閾値を算出する閾値演算部をさらに備え、

前記閾値演算部は、前記閾値を次の式

Ct=nX Cm

(ここで、 Ctは前記閾値であり、 Cmは前記最大値であり、係数 nは 0<η≤1を満たす）

にしたがって算出し、

前記閾値を指定する前記情報として、前記係数 nを指定する情報が前記第 2の入力デバイスを用いて入力される、請求項 1に記載の放射線検出器。

[3] 前記最大値の記憶停止を指示する停止信号を入力するために使用される第 3の入力デバイスをさらに備え、

前記記憶部は、前記停止信号に応答して前記最大値の記憶を停止する、請求項 1または 2に記載の放射線検出器。

[4] 前記第 1および第 3の入力デバイスの双方として機能する単一のスィッチを備え、前記スィッチの操作に応じて前記開始信号または前記停止信号のいずれかが入力される請求項 3に記載の放射線検出器。

[5] 前記検出部は、前記検出信号としてパルス信号を生成し、

前記データ取得部は、前記パルス信号を計数し、前記単位時間あたりの前記パルス信号の計数値を反映する値を前記基礎データとして生成する、

請求項 1〜4のいずれかに記載の放射線検出器。

[6] 前記検出部は、前記検出信号として電荷を生成し、

前記データ取得部は、前記検出部力前記単位時間にわたって受け取った総電荷量を反映する値を前記基礎データとして生成する、

請求項 1〜4のいずれかに記載の放射線検出器。