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公開番号2025136481
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024035095
出願日2024-03-07
発明の名称信号処理回路、半導体ピクセル検出器、情報処理方法、プログラム、情報処理装置、情報処理システム及び装置
出願人国立大学法人東京大学
代理人弁理士法人IPX
主分類G01T 1/24 20060101AFI20250911BHJP(測定;試験)
要約【課題】半導体の深さ方向の放射線の反応位置の違いによる信号強度の変化を従来よりも高精度で特定することで、低エネルギー側のテールをより適切に補正可能な信号処理回路、半導体ピクセル検出器、情報処理方法、プログラム、情報処理装置、情報処理システム及び装置等を提供する。
【解決手段】本発明の一態様によれば、半導体ピクセル検出器における半導体ピクセルごとに実装され、半導体ピクセルにおいて発生した信号を処理する信号処理回路が提供される。この信号処理回路は、第1処理回路と、第2処理回路とを備える。第1処理回路は、第1整形回路を有する。第1整形回路は、第1処理回路の時定数を第1時定数とするように信号を整形し、該整形された信号の値を第1信号値として出力する。第2処理回路は、第2整形回路を有する。第2整形回路は、第2処理回路の時定数を第2時定数とするように信号を整形し、該整形された信号の値を第2信号値として出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体ピクセル検出器における半導体ピクセルごとに実装され、前記半導体ピクセルにおいて発生した信号を処理する信号処理回路であって、
第１処理回路と、第２処理回路とを備え、
前記第１処理回路は、第１整形回路を有し、
前記第１整形回路は、前記第１処理回路の時定数を第１時定数とするように前記信号を整形し、該整形された前記信号の値を第１信号値として出力し、
前記第２処理回路は、第２整形回路を有し、
前記第２整形回路は、前記第２処理回路の時定数を第２時定数とするように前記信号を整形し、該整形された前記信号の値を第２信号値として出力する、
信号処理回路。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の信号処理回路において、
前記第１処理回路は、第１ピーク記憶回路をさらに有し、
前記第１ピーク記憶回路は、前記第１信号値が閾値を超えている場合、前記第１信号値のピーク値を検出し、該ピーク値を第１ピーク値として記憶及び出力し、
前記第２処理回路は、第２ピーク記憶回路をさらに有し、
前記第２ピーク記憶回路は、前記第２信号値が閾値を超えている場合、前記第２信号値のピーク値を検出し、該ピーク値を第２ピーク値として記憶及び出力する、
信号処理回路。
【請求項３】
請求項２に記載の信号処理回路において、
前記第１処理回路は、第１サンプル記憶回路をさらに有し、
前記第１サンプル記憶回路は、任意のタイミングで前記第１信号値をサンプリングし、該サンプリングされた前記第１信号値を第１レベル値として記憶及び出力し、
前記第２処理回路は、第２サンプル記憶回路をさらに有し、
前記第２サンプル記憶回路は、任意のタイミングで前記第２信号値をサンプリングし、該サンプリングされた前記第２信号値を第２レベル値として記憶及び出力する、
信号処理回路。
【請求項４】
半導体ピクセル検出器であって、
複数の半導体ピクセルと、請求項１から３までの何れか１項に記載の信号処理回路とを備え、
前記信号処理回路は、前記半導体ピクセルごとに実装される、
半導体ピクセル検出器。
【請求項５】
請求項１から３までの何れか１項に記載の信号処理回路から出力された情報を処理する情報処理方法であって、
取得ステップと、算出ステップと、生成ステップとを備え、
前記取得ステップでは、前記第１信号値及び前記第２信号値を取得し、
前記算出ステップでは、前記第１信号値と、前記第２信号値とに基づいて、前記信号を発生させた光子の反応深さによる該信号の強度変化を補正するための補正情報を算出し、
前記算出ステップでは、前記第１信号値及び前記第２信号値の少なくとも一方と、前記補正情報とに基づいて、前記光子のエネルギーを算出し、
前記生成ステップでは、前記光子のエネルギーと前記補正情報とを用いてスペクトルを生成し、
前記生成ステップでは、前記補正情報を用いて画像を生成する、
情報処理方法。
【請求項６】
請求項２に記載の信号処理回路から出力された情報を処理する、請求項５に記載の情報処理方法において、
前記第１信号値は、前記第１ピーク値を含み、
前記第２信号値は、前記第２ピーク値を含む、
情報処理方法。
【請求項７】
請求項３に記載の信号処理回路から出力された情報を処理する、請求項６に記載の情報処理方法において、
前記第１信号値は、前記第１ピーク値が検出された前記半導体ピクセルの周囲の前記半導体ピクセルにおいて、前記第１ピーク値の検出と同じタイミングで検出された前記第１レベル値をさらに含み、
前記第２信号値は、前記第２ピーク値が検出された前記半導体ピクセルの周囲の前記半導体ピクセルにおいて、前記第２ピーク値の検出と同じタイミングで検出された前記第２レベル値をさらに含み、
前記算出ステップでは、前記第１ピーク値と、前記第１レベル値とに基づいて、補正後の前記第１ピーク値を算出し、
前記算出ステップでは、前記第２ピーク値と、前記第２レベル値とに基づいて、補正後の前記第２ピーク値を算出し、
前記算出ステップでは、前記補正後の第１ピーク値と、前記補正後の第２ピーク値とに基づいて、前記補正情報を算出し、
前記算出ステップでは、前記補正後の第１ピーク値及び前記補正後の第２ピーク値の少なくとも一方と、前記補正情報とに基づいて、前記光子のエネルギーを算出する、
情報処理方法。
【請求項８】
請求項５に記載の情報処理方法において、
前記算出ステップでは、さらに、前記第１信号値又は前記第２信号値と、所定の関数とに基づいて、前記補正情報を算出する、
情報処理方法。
【請求項９】
請求項８に記載の情報処理方法において、
前記所定の関数は、あるエネルギーを有する放射線を用いて算出された関係式を挿入して算出される、
情報処理方法。
【請求項１０】
請求項５に記載の情報処理方法において、
前記補正情報は、前記反応深さを定量化した情報である、
情報処理方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理回路、半導体ピクセル検出器、情報処理方法、プログラム、情報処理装置、情報処理システム及び装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）又はテルル化亜鉛カドミウム（ＣＺＴ）に接続されたストリップ電極において発生した信号を２つの経路に分けて処理する回路が開示されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
ＮａｔａｌｉａＡｕｒｉｃｃｈｉｏｅｔａｌ．， "ＴｗｉｎｓｈａｐｉｎｇｆｉｌｔｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｔｏｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｔｈｅｓｉｇｎａｌｓｆｒｏｍＣＺＴ／ＣｄＴｅｄｅｔｅｃｔｏｒｓ"，ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＮｕｃｌｅａｒＳｃｉｅｎｃｅ，Ｏｃｔｏｂｅｒ２００５，ｖｏｌ．５２，ｎｏ．５，ｐ．１９８２－１９８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、単一光子放射断層撮影（ＳｉｎｇｌｅＰｈｏｔｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｃｏｍｐｕｔｅｄｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＳＰＥＣＴ）を用いて脳や心臓の動態画像を得る場合、放射性同位体を体内に投与し、体内における放射性同位体の分布を半導体検出器で検出することが行われている。
【０００５】
従来のＮａＩなどのシンチレータを用いたＳＰＥＣＴでは、複数の放射性同位体を用いて撮像した画像を分離することが困難であることにより、撮像間隔を開けて異種の放射性同位体を使用する必要があった。そこで、この課題を解決するために、ＣｄＴｅやＣＺＴなどの半導体を用いたＳＰＥＣＴが提案された。しかしながら、このような半導体を用いたＳＰＥＣＴの場合、半導体の深さ方向における放射線の反応位置によって、発生する信号の強度が異なるため、低エネルギー側にテールが発生するという課題が生じていた。
【０００６】
本発明では上記事情を鑑み、半導体の深さ方向の放射線の反応位置の違いによる信号強度の変化を従来よりも高精度で特定することで、低エネルギー側のテールをより適切に補正可能な信号処理回路、半導体ピクセル検出器、情報処理方法、プログラム、情報処理装置、情報処理システム及び装置等を提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、半導体ピクセル検出器における半導体ピクセルごとに実装され、半導体ピクセルにおいて発生した信号を処理する信号処理回路が提供される。この信号処理回路は、第１処理回路と、第２処理回路とを備える。第１処理回路は、第１整形回路を有する。第１整形回路は、第１処理回路の時定数を第１時定数とするように信号を整形し、該整形された信号の値を第１信号値として出力する。第２処理回路は、第２整形回路を有する。第２整形回路は、第２処理回路の時定数を第２時定数とするように信号を整形し、該整形された信号の値を第２信号値として出力する。
【０００８】
このような態様によれば、半導体中の深さ方向の放射線の反応位置の違いによる信号強度の変化を従来よりも高精度で特定することで、低エネルギー側のテールをより適切に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
情報処理システム１００を表す構成図である。
情報処理装置２００のハードウェア構成を示すブロック図である。
ＳＰＥＣＴ装置３００の構成を示す側面図である。
半導体ピクセル検出器４００の構成を示すブロック図である。
信号処理回路６００の構成を示す図である。
情報処理装置２００（制御部２１０）によって実現される機能を示すブロック図である。
情報処理装置２００によって実行される情報処理方法の流れを示すアクティビティ図である。
ある決まったエネルギーのガンマ線を用いて所定の関数を求める手法を説明する図である。
放射線源として
１３３
Ｂａを用いた場合のスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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