JPH0451172B2 - - Google Patents

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JPH0451172B2
JPH0451172B2 JP57204053A JP20405382A JPH0451172B2 JP H0451172 B2 JPH0451172 B2 JP H0451172B2 JP 57204053 A JP57204053 A JP 57204053A JP 20405382 A JP20405382 A JP 20405382A JP H0451172 B2 JPH0451172 B2 JP H0451172B2
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JP57204053A
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Matsuki Baba
Osamu Yamamoto
Tadaoki Yamashita
Hiroshi Tsutsui
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material

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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は被検査体の検査に用いる放射線受像装
置にかかわる。
従来例の構成とその問題点 従来、X線等の放射線撮像には、銀塩フイル
ム、イメージインテンフアイヤー等が用いられて
きたが、画像の高品質化のため種々の新しい方法
が試みられている。
熱ルミネツセンスフイルムによる方法(特公昭
55−47720号公報)、輝度ルミネツセンスフイルム
による方法(特開昭55−15025号公報)がこれで
あり、その高感度性と広いダイナミツクレンジが
期待されているが、反面即時性に欠けるという問
題も有している。
また、スカウトビユアシステムと称して、コン
ピユータートモグラフイ(CT)装置の放射線検
出器アレイを利用し、被写体をこの線アレイの直
角方向に送り、被写体の2次元画像を得る方法が
あり、GE社よりCT/T Scout View System
として製造販売されている。これは、放射線検出
器アレイとして511チヤンネルのキセノンガス検
出器が用いられており、放射線強度に対応した電
荷量を読み取つて画像を得るという方法である
が、検出器の感度が不充分であるため、被写体の
被ばく放射線量が大きく、また、小型化すればさ
らに感度が落ちるために解像度を上げることがで
きなかつた。
発明の目的 本発明は、このような従来の欠点を除去し、高
感度、高解像度でかつ即時性のある新しい放射線
受像装置を提供するものである。
発明の構成 本発明の放射線受像装置は半導体検出素子を1
列に配置してアレイを形成し、放射線源より扇状
に放射されて被写体を透過した放射線をこのアレ
イに入射せしめて、アレイ中の各素子同時に放射
線信号を読みとるようにする。読みとりは放射線
量子を1個のパルスに変換し、増巾・カウントす
るというパルス計数法による。各素子に対応して
パルス増巾器、カウンター回路を並列に設け、ア
レイに入射した放射線量を同時計数する。各素子
は、一定時間のパルスを計数してメモリに送り、
また次の位置で同じ計数を行なう。素子アレイ
は、被写体に沿つて連続的または段階的に送られ
る。このようにして、2次元の放射線画像信号を
得ることができる。
さらに、本発明の実施態様として被写体の放射
線被ばく量を低減するために、放射線源と被写体
との間に放射線スリツトを配し、放射線源と素子
アレイの各素子を結ぶ直線を含む面に該スリツト
の開口部を配置するようにする。素子アレイの移
動時も上記の関係が保たれるようにする。
実施例の説明 第1図は、本発明にかかる装置を原理的に示す
図である。図において、1はX線発生管、2は放
射線検出器素子アレイ、3は被写体である。X線
はスリツト等により扇状に照射され、これが線状
の検出器アレイで検出される。同図の場合は、X
線源とアレイとが1体となつて構成されており、
これが、上方より下方へ一定速度で降下される。
第2図は上述の放射線検出器素子アレイをさら
に詳しく説明するための図である。4は基板、5
は半導体検出器結晶材料、6はその上に設けられ
た電極、7はこの半導体検出素子にそれぞれ1個
づつ並列に接続されたパルス増巾器、カウンター
パルスメモリ等の回路部を示している。半導体検
出器結晶材料としては種々のものがあり、従来、
シリコンSi、ゲルマニウムGeが用いられてきた
が、ここではガリウム砒素又はテルル化カドミウ
ムを用いている。この単結晶を厚さ約0.5mm程度、
巾約1mm程度、長さ1〜2cmに切り出し、表面を
研磨し、エツチング処理等を施してから電極をと
りつける。電極には金等の蒸着薄膜を用いる。電
極は、図に示ように、該結晶の一面に島状に複数
個をとりつける。他の電極はこの面の相対する
面、すなわち図では表われていないが結晶と基板
の間の面に取り付けてある。同様の島状の複数個
または1個の共通電極でもよい。相対応する島電
極が1つの素子を形成する。電界は、相対応する
上下の島電極の間に印加される。以上は素子アレ
イの構成の1例であるが、櫛型電極の例も考えら
れ、また、結晶を細切断して1素子に1結晶を用
い、これを並べてアレイを構成することも可能で
ある。
この半導体検出器素子により、吸収された放射
線量子は電気パルスに変換される。この電気パル
スは、第2図に示すパルス増巾器7とパルスカウ
ンター回路に送られ、増巾され、その数を計数さ
れ、ICメモリに一時的にメモリされる。図に示
すように、これら回路部は素子1個に1個ずつ、
すなわち並列に接続されている。従つて、扇状に
入射した放射線を各素子同時に検出することがで
きる。アレイ中の素子は同時に放射線を一定時間
計数し、放射線の強度をパル数としてメモリ回路
に一時貯える。この間に、アレイは連続的に移動
し、計数が完了するメモリした各回路のパルス数
を外部回路に掃き出し、直ちに次の計数を開始す
る。すなわち、次の位置での計数を開始する。ア
レイの送りは、段階的に送つてもよい。
第3図は、これら素子に接続された回路図の例
である。図の8は初段のFETでこれは半導体検
出器から出力された高インピーダンスのパルス信
号をインピーダンス変換する。9はパルス増巾
部、10はパルスカウンター回路部、11はこの
パルスメモリである。これらはIC化設計により
小さくまとめられた半導体検出器素子と結線ささ
れる。
一般に、放射線画像の画素数としては縦横それ
ぞれ500×500画素以上のものが望まれる。一方、
放射線照射撮影時間としては長くても10sec以下、
限界として15sec程度である。第1図に示したア
レイの駆動時間はこの範囲内でなければならな
い。このように考えると、1素子のパルス計数時
間は少くとも30msec以下でなければならない。
高品質の画像を得るためには60dB以上のダイナ
ミツクレンジが必要であり、このためには約105
パルス以上の計数能力を備えることが必要であ
る。30msecに105パルスの計数をするためには
0.3μsec以下のパルス分解時間が必要となる。前
述したGaAs又はCdTeの半導体検出器は最近結
晶の改良が進み、本発明者達の試作したものでは
この程度以下のパルス分解時間を得ている。
アレイの感度は、各素子の入射断面積と有感層
厚さにより決定されるため、感度のバラツキは、
ほぼ素子の加工精度により決定される。そこで、
この補正法としては、素子のトリミングが行なわ
れるが、他に、パルス増幅器内のデイスクリミネ
ータ部の感度調整、カウンタ回路でのカウント補
正、更には、データ処理部での補正などを行な
う。また各素子毎の出力パルス波高のバラツキに
ついてはパルス増幅器の感度調整やデイスクリミ
ネータの感度調整を行なう。
次に、放射線の照射方法について述べる。これ
は、被写体に対する放射線被ばくができるだけ少
なくなるような新しい工夫を行なつたものであ
る。第4図は、この方法を説明する図で、同図A
はシステムを上部より見た図、同図Bはこれを横
から見た図である。図において、12は前述の放
射線検出器のアレイとその回路系、13は被写
体、14は放射線遮蔽用のスリツト、15はX線
源、16は放射線検出器のアレイとその回路系1
2とスリツト14とX線源15を一体構造とする
構造物である。放射線画像の解像度を上げるため
にはアレイの感応部をできるだけ薄くしなければ
ならない。0.5mm厚以下が望ましい。扇状X線も
このアレイ感応部に丁度収まる寸法であれば被写
体の被ばく線量を最も少なくすることができる。
14はこのような目的のためのスリツトでその開
口部は上下方向の巾1mm以下と非常に狭くしてあ
る。このように薄い扇状のX線ビームをアレイに
正確に照射しなければならないが、16はこの目
的のための構造物で、図の例では、これを上より
下へ一定速度で降下するようになつている。スリ
ツト14は、線源とアレイを含む面にその開口部
が位置するように固定され、移動時に於てもこの
条件は満たされる。
このスリツトの位置条件を保つための他の方法
もある。線源を固定し、スリツトとアレイを動か
す方法である。この場合、スリツトとアレイの移
動速度を変える必要がある。この場合、アレイを
構成する半導体検出器素子とは別に、位置検出用
X線検出用素子をアレイの両端に配置する。スリ
ツト又はアレイの駆動速度は、この位置検出用素
子からの情報により制御され、常に前述した位置
条件を満足するように移動される。
最後に、本放射線検出器素子アレイを用いた放
射線診断装置の例を説明する。第5図はこの全体
の説明図である。X線管17を出たX線はスリツ
ト18により扇状ビームとなり、被写体に照射さ
れ、その透過X線は検知器アレイ19に入射す
る。アレイ各素子は、透過X線量子数に比例した
数のパルスを発生する。このパルスを増幅器20
で増幅し、データ処理用装置21に送る。全アレ
イのデータが送られたら、アレイは微少量移動
し、次の位置でのデータを採取し、再びデータ処
理装置21に送る。これを繰返し行ない、被写
体、全体を走査する。データ処理装置21はメモ
リ22に全データを収録し、必要に応じて、即時
にデイスプレイ23や、ハードコピー装置24に
出力したりすることが出来る。
なお、上記の実施例においては、被写体3,1
3として人体を図示して説明したが、本発明は人
体以外の一般物例えば電気部品にも適用できるも
のである。
発明の効果 以上、本発明の放射線受像装置によれば、次の
効果が得られる。
まず、感度であるが、放射線感応素子として半
導体検出器素子を用いているため、従来にくらべ
格段の高感度を示す。半導体検出器は、吸収した
放射線量子1個に対して1個の電気パルスを発生
する。従つて、本願発明の放射線受像装置では、
原理的にこれ以上の感度が得られない程の高感度
を得ることができる。
従来では、これを高速測定する手段がなかつた
が、本願発明の放射線受像装置においては、アレ
イ中の素子の並列動作による高速パルス計測と言
う概念を具現化することにより、この測定を可能
とし、高感度を達成したものである。500ビツト
のアレイにより実際の放射線受像装置を行なつた
結果、60keV,1mRのX線量で鮮明なX線画像
を得た。これは、従来の銀塩のX線撮影に比し、
数10倍の感度を有しているわけである。なお、キ
セノン放電管アレイのように、パルス計測でな
く、電荷又は電流検出による方法は銀塩写真以下
の感度しか得られていない。また、銀塩写真法、
熱ルミネツセンス法等では、現像定着操作を必要
とし、画像の即時再生は困難であつたが、本発明
の放射線受像装置では、即時再生が可能となつ
た。なお、本発明の放射線受像装置では、放射線
検出器素子アレイを被写体に対し回転する様に構
成することにより、コンピユータートモグラフイ
ーへの適用も可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる放射線受像装置の原理
的説明図、第2図は半導体検出器素子アレイとこ
のパルス増巾・カウンター・メモリ回路部の構成
図、第3図は上記回路部の具体的実施例を示す
図、第4図はX線源とスリツトと被写体と半導体
検出器素子アレイ部の構成図、第5図は本発明の
放射線受像装置の一実施例の構成図である。 1……X線発生管、2……半導体検出器素子ア
レイ、5……半導体検出器結晶材料、7……回路
ユニツト、14……放射線遮蔽スリツト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 放射源と、吸収した放射線量子を個々の電気
    パルスに変換して検知する放射線感応素子を直線
    または曲線弧状に1列に構成した放射線感応素子
    アレイと、 前記各素子に並列に接続されたパルス増幅器及
    びパルスカウンター回路と、 前記パルスカウンター回路の出力を保持するメ
    モリとを具備すると共に、 前記放射線源もしくは前記放射線感応素子アレ
    イの少なくとも何れか一方は移動可能に構成さ
    れ、移動可能に構成された前記放射線源もしくは
    前記放射線感応素子アレイが所定位置に移動され
    る毎に、前記所定位置における前記各素子の放射
    線画像濃度を前記メモリに保持されたカウント数
    により検知し、二次元画像の濃度信号を得る放射
    線受像装置。 2 前記放射線源と前記放射線感応素子アレイと
    の間に、放射線スリツトを、そのスリツト開口部
    が前記放射線源と前記放射線感応素子アレイ中の
    各素子を結ぶ直線を含む面に含まれるように可動
    に配備した特許請求の範囲第1項記載の放射線受
    像装置。 3 前記放射線源と前記放射線スリツトと前記放
    射線感応素子アレイとを、一体構造として同期し
    て移動可能に構成した特許請求の範囲第2項記載
    の放射線受像装置。 4 前記放射線源に対して、前記放射線スリツト
    と前記放射線感応素子アレイとを、前記放射線ス
    リツトの開口部が前記放射線源と前記放射線感応
    素子を結ぶ直線状に常に位置するように移動可能
    に構成した特許請求の範囲第2項記載の放射線受
    像装置。 5 前記放射線感応素子アレイの各素子の放射線
    照射パルスカウント時間が30msec以下であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の放射
    線受像装置。 6 前記放射線感応素子アレイの各素子に並列に
    接続された並列回路の全部または一部に、、各素
    子の放射線感度を調節または補正する手段を設け
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    放射線受像装置。
JP57204053A 1982-11-19 1982-11-19 放射線受像装置 Granted JPS5994046A (ja)

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JPS5994046A JPS5994046A (ja) 1984-05-30
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