JPS5850486A - 放射線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放射線断層撮影装置に用いる放射線検出器の改
良に関するものである。１ 放射線断層撮影装置の一つとしてコンビ５．−タートモ
グラフ４　（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒ
ａｐｈｙ：以下、ＣＴ装置と略称する）と呼ばする装置
Ｕがある。この装置は第１図に示す如く例えば扁平なフ
ァンビームＸ線ＦＸをパルス的に曝射するＸｋ源Ｊと、
このＸ線を検出する被数の放射線検出セルを並設して成
る放射線検出器２とを被写体３を介して対峙させ、且つ
これらＸ＆！源１及び放射線検出器２を前記被写体３を
中心に互いに同方向に同一角速度で回転移動させ、被写
体３の断面の種々の方向に対するＸ線吸収データを収集
する。そして、十分なデータを収集し７た後、このデー
タを電子計算機で解析し、被写体断面個々の位置に対す
るＸ線吸収率を舞出してその吸収率に応じた階調度で前
記被写体断面を再構成するようにしたもので、組成に応
じて２０００段階にも及ぶ階調度で分析できく）ので、
軟質組織から硬質組織に至る１で明確な断層像が得られ
る。

ところで、前記放射線検出器２は被写体３の断面を透過
したＸ線のエネ／Ｉ／ギを電離電流とｊ７て検出し、こ
れをＸ線吸収データとして出力する。

即ち、このＸ線吸収ｊ′−夕の収集にあたっては電離槽
を構成する各放射線検出セルとＸ＠源とを結ぶ線上（こ
れをＸ線ノクスと云う）を透過して来たＸ線のエネルギ
を電離′低流として検出してこれを所定の時間、積分し
、その積分値を所定の時定数の放電回路にて放電し、そ
の放電時間値をＸ線吸収データとするものである。

一つの方向からのＸ線パスに対するデータ収集が終ると
次の方向に対するＸ線・ぐスのデータ収集に移ってゆく
が、この間に前回のＸ線・９スによる電離電流や積分値
の放電等が完全に消滅。

終了していなければ次のデータ収集に誤差となって表わ
れてくる。

即ち、Ｘ線ビームの曝射繰り返し周期は一般に放射線検
出器のこれら回復時間によシ制限を受けることになる。

これは断層面一枚当シのデータ収集時間（即ち、撮影時
間）に大きな影響を及ばず要因であり、撮影時間の短縮
を求められる今日、出来る限シこれを短縮し７なけれｔ
すならない。

また、杓構成画像の分解能は放射１ｖ横出器の持つ感度
、分解能で定゛二・るため、侵れたＣ　１’装置を傅る
ためには速い回復時間、高感度、高分解能の放射線検出
器を使用し力けれし］々らない。

優れた空間分解能を南するためには、各々の放射線検出
セルを構成する箪椿徐が於１・１線検出セル列の全長Ｖ
（＝わたって互いに近接し、［１つ一様に自己設される
ことが望ましい。捷だ、ＣＴ装置に使用される放射＆Ｉ
検出器はナノアンペア（ｎＡ）　　オーダと云う非常に
微弱な電流を信号として検出するものであるから□ｔｉ
ｋ間の漏洩電流には十分注意する必要がｌしる。

本発明は上記事情に鋲みてなされたもので、高圧用及び
イ＝号検出用の′電極板を所定間隔をおいて多数枚、交
互に配設し、信号検出用電極板よシそれぞれ検出信号を
得ることにより、空間位置分解能を持たせた放射線検出
器において、前記電極板の端部を挿入する溝を複数本形
成１−た絶縁性のサポ゛−トを用い、この溝に前記電極
板を挿入し、保持させると共に前記信号検出用の電極板
には前記サポート側１ｉ４ｉ部分にプラズマ重合法（・
′こよ＃）極めて薄く精度の良いミクロンオーダの絶縁
薄膜及び、その上に同様に導電性物質の薄膜を形成し、
この導体を接地して用いるようにすることによシ漏洩電
流による検出信号への影響を防ぎ、また前記加工法によ
シ極めて高い均一性の薄膜を構成できることによる高精
度で品質の良い検出素子群が形成できるため検出器特性
として重要な素子間のエネルギ特性の揃った、また感度
偏差等の小さい高感度、高分解能化を図った放射線検出
器を提供することを目的とする。

以下、本発明の一実施例について第２図〜第１４図を参
照しながら説明する。

前述したように放射線検出器は被写体を介してＸ線源に
対峙させて配置されている。

５− この対峙されて配置されたＸｉ源、放射線検出器は被写
体を中心にその周囲を任意時間で回転させなからＸ、＠
ビームをパルス状に陽射させる。Ｘ線ビームは拡がシ角
θの扇形を成して拡がシながら、被写体断面を透過する
。そして、このＸｔｊ！ビームは放射線検出セル列に入
射し、そのエネルギに対応してＩＮＬ離する。これによ
シｘＨビームの最先端における光子強度が入射した放射
線検出セルの電極板によって電離電流と云う形で検出さ
れ、且つ空間的に識別される。

前述の通シ、優れた空間分解能を得るためには各々の放
射線検出セル列を構成する電極板を互いに近接させてＸ
ｉ−パス数を増大させ・　（−７：かも、このＸ線Ａ’
スの幅が一様となるようピッチを一定にして配置させる
ことが望ましい。

この状態を得るために本発明においては絶縁物質（例え
ばセラミック、がラス叫）の上に微小ピッチの溝を形成
し、その溝に沿って高圧電極板及び側部に絶縁体物質と
導電体物質の二層の重合被膜を有する信号電極板を挿入
すること＝６− によシミ極板の配設ピッチ精度を出し易くしである。

以下　順を追って本発明の一実施例を説明する。

第２図は本装置の構成を示す斜視図であり、図中４は電
極群その他を情う円弧状箱形のケース、５はこのケース
４の開口面側を閉塞し、電極群その他を搭載する蓋であ
る。

これらケース４及び蓋５は内部に充填される高圧ガスに
対して十分の強度及び気密を保持するため、ボルト締め
される。この放射線検出器はファンビームＸ線ＦＸの拡
がシ角θに対応してその入射面側４ａの入射部４ｂを薄
くして十分にＸ線の入射が行なわれるようにしである。

第３図はこの放射線検出器の平面図、第４図はその正面
図であり、ファンアングル（ファンビームＸ線の拡がシ
角）θのＸ線は紙面に垂直に上側から入射することにな
る。

第５図は第３図Ａ−Ａ矢示断面図である。

図かられかるように本体４内は空洞となっておシ、最終
的にはここに電極素子群が配設されることになる。また
、Ｘ線の入射部４ｂは肉厚を薄くして透過Ｘ線量が多く
なるようにしである。

第６図はケース４内に市；枯ッ板６，７がいかに配置さ
れるかを示す図であシ、対向する一対の電極板６から７
部分にて　つの放射線検出セルを構成している。

実際には電極群はケース４を閉塞する蓋側に取シ付けら
ｔする。

第７図はほぼ方形に形成された金入などの抑型材料によ
る板状の高圧印加用（例えば！ｉ　００〜１ｏｏｏＶ）
の’ｉｔ　＆板６であシ、６ａは一辺に突設されたタブ
である。このタブＧａＦｉＪ際に高圧電圧を導く高圧線
に接続するためのものである。

第８図は電離′電流を検出する信号検出用の電極板７の
素板を示すものである。図に示す如く素板は金属などの
導電制料による方形板状のもので、−側辺には三つのタ
ブ７ａ、７ｂ、７ａ’が突設されている。これらの内タ
ブ７　ａ　、　７　ａ’は両端にまた７ｂはその中間部
に設けられておシ、タブ７ｂは電離電流を抽出し、それ
をデータ処理系に送シ出すだめの配線タブ、７ｍ、７ａ
’は高圧用の電極板６から信号検出用の′１し極板７に
流れ込む漏洩電流をアースに流し込むために利用するタ
ブである。尚タブ側が背面、タブのある側辺に対向する
辺が放射線の入射側即ち正面となシ、また残る二辺が溝
挿入部となる。

第９図は第８図の電極素板の両端の工ツノ（溝挿入部）
部分に所定幅でプラズマ重合法によシ絶縁性の物質によ
る絶縁薄膜７ｃを短冊状に生成させ、更にその上面に前
記絶縁薄膜７ｃ狭 の幅よシやや幅ｆにプラズマ重合法により導電物質によ
る薄膜７ｄを生成させて形成した信号検出用の電極板で
ある。電極板７におけるこれら薄膜はミクロンオーダの
厚みであり、その幅は電極板を保持するためのサポート
の溝の深さよ杉やや幅広としである。

導電物質による薄膜７ｄは絶縁薄膜７ｃ上に９− あｐ１素板よシ絶縁されている。この薄膜７ｄはす、１
？−１の表面を通って高圧用の電極板６よシ流れ込む漏
洩電流の素板への流入を防止するガード電極としての役
割を果す。

ここで、第１θ図、第１１図を用いて前記ガードを極の
生成法につｈて説明する。

この方法は基板を電気的に浮かせておき、プラズマと基
板との相互作用により被膜を生成させる浮遊基板法と呼
ばれる方法である。この方法によると被膜を形成する基
板の材質は何でも良い。たたｌｙ　、被膜を付着させる
基板を電極として使用する場合にはその材質は導体に限
られる。

以下、ゾラズマ、■膚１合法について説明する。

第１０図、第１１図において１０は反応室であシ、この
反応室１０は排気７１？ン７°１ノが接続されていて、
この排気ボンダ１１によシ反応室ＩＱ内は１０〜Ｉｎ　
　ｔｏｒｒ　程度まで排気され内部の不純ガスは取り除
かれる。このような反応室１０内の後述するプラズマ発
生領域Ａ内に１０− 基板１２が配設はれるが、基板１２における被膜生成の
不要な部分には適宜な方法によりマスクし、被膜が付着
しないようにする。

マスクされた基板１２は反応室１０内に電気的に浮かせ
た状態でセツティングされる。反応室１０には蒸発器１
３が接続きれており、この蒸発器１３によシ付着物質（
モノマー）が蒸気化されて排気された反応室１０内に送
り込まれる。また、反応室１０には一対の電％１４　、
１５が設けられており、この電極１４．１５間に交流電
源１６より高周波電圧（ｋＨｚ　＝　ＭＨｚオー〆）を
印加するとこれら電極１４．１５間で放電が開始式れる
。すると反応室１０内の電極１４．１５間の空間Ａはプ
ラズマ状態となる。プラズマ内では電子の温度がイオン
の温度よりも２〜３桁高いため、電子はイオンにくらべ
て極めて早い速度で飛び回っている。

そこで、電気的に浮遊状態におる基板１２がプラズマに
接すると基板１２は主として電子の衝突を受けて負に帯
電し、プラズマよ９負電位になる。

故にプラズマ中に置かれた基板１２の近傍においては電
子は反発されて電子密度か下がり、イオンで包囲される
ことになる。これをイオン・シース（Ｉｏｎ　５ｅａｔ
ｈ）と呼ぶ。

プラズマ内では熱拡散により運動していたイオンがイオ
ン・シースに加わり、次いで基板表面に達し、電子と再
結合して単址体にン′？シ、更に高分子（モノマー）化
する。

例えば付着物質、即ちモノマーとしてＩ′ｉ、誘電体絶
縁性物質では塩化アルミニ１゛ツム、スチし／ン。

テトラートキシシラン、塩化ビニルなどがあシ、生成ポ
リマーとしては酸化アルミニウム、スチレン、酸化シリ
コンなどがある。酸化シリコン等は酸素との反応である
からＯ１０１ｍＨｇ程度の酸素分圧を考慮しなければな
らない。

また、導電物質では銅、モリブデン、ニッケルなどによ
る薄膜生成が考えられる。この導電性物質の薄膜生成は
上述した方法と全く同様の手法により行なわれるが、か
かる方法のみならず、真空蒸着法によっても可能である
。

ポリマーの生成被膜速度は、種々の因子、例えば反応室
１０内の圧力（真空度）、温度、交流電源周波数、電流
密度等により左右されるが、一般的には′ｖｒｎ１　ｎ
レベルでアル。

尚、第１θ図、第１１図におけるノアは反応室１θ内の
真空度を測定するための真空計である。

第９図に示した信号検出用の電極板７はこのようにして
作られたものであり、導電性物質によ多形成された薄膜
７ｄに対し、前記タブ７ａ。

７　ａ／の位置にてリード線を接続し、これを接地する
ことで高電圧用の電極板６からの漏洩電流の電極板７に
対する流入を抑制することができる。

尚、第１０図のものが基板１個に対する生成を示すもの
であるのに対し、第１１図は複数個の生成の場合を示し
ている。

このようにして形成した信号検出用の電極板７と前述の
面圧用の電極板６を複数枚用意し、第１２図〜第１４図
に示すように電極挿入用の１３− 溝１Ｂ＆を複数本設けである一対のサポート１８にこの
溝１８ｈに端部を保持させる形で電極板６．７を交互に
挿入させ、配列させる。

即ち、第１２図は放射線４０−゛出器をその背面から見
た部分図でアリ、第１３図はそのＢ−Ｂ矢示図、第１４
図は斜視図を示すもので、４は前述のケース、５は前述
の蓋である。サポート１８は絶縁材で形成された板状の
もので、溝１８ａは電極板Ｉ】、７の配設ピッチでこ〜
１−１ら電極板６，７の配列方間に向けて形成しである
。

このサポート１８は溝１８ａを互いに対向させてケース
４内に設けてあり、電極板６，７はタブを背面側にして
これら溝１８ｈ間に挿入しである。信号検出用の電極板
７は溝１８ａの深さよりもやや大きい幅でガ゛−ド電極
即ち導電性の薄膜７ｄが絶縁薄膜ｚｃ上に形成されてお
シ、従って電極板７はこの薄膜７ｄ部分が溝１８ａよシ
ややはみ出すような状態でこの溝１８ａ内に挿入保持さ
れる。そして、電極板６，７のこの溝１８ａ挿入部分は
エポキシ樹脂などのよう１４− な絶縁性の接着剤１９にて接着され、固定される。また
、各高圧用の電極板６はそのタブ６ａをリード線２０に
より互いに接続され、このリード線２０を介して高圧電
圧（５００パ−１　ｏ　ｏ　ｏ　ｖ　）が供給される。

捷だ、各ｒ４号検出用の電極板７はそのカード電極部即
ち導’＋Ｈ性の一膜７ｄ部分をリード線２ノにより互い
に接続され、このリード線２ノを介して接地される。

また、蓋５には信号検出用の電極板７に対応する位置に
信号外部抽出用の端子２２がそれぞれ設けられておシ、
これら各端子２２はそれぞれ対応する電極板７のタブ７
ｂとリード線２３によシ接続されている３゜ このような装置は接地されたガード電極が絶縁薄膜７Ｃ
を介して電極板７のサポート支持端側に形成されてしる
ため、表皮効果によ９高圧用の電極板６からサポート１
８及び接着剤１９による層を通って信号検出用の電極板
７に流入する漏洩電流はこのガード電極部分により阻止
される。従って、信号検出用の電極板７には漏洩電流が
Ｍｌ−人せず、′電離により生じたイトｆ号成分のみが
検出される。

また、本装置は前記ガード電極部分を薄膜を高い均一度
でしかも薄く形成し得るプラズマ重合の浮遊基板法によ
り形成させるようにしにノとめ、高精度でしかも均一な
品質の信号検出用電極板が得られ、数値制御工作機等に
よシ高鞘度に加工可能な一！Ｉ−ｒ１５−）と相俟って
品い品質で且つ検出特性の揃った多チヤンネル型の放射
ｌＡ１検出器が伯られる。

以上詳述したように本発明は高電圧用及び信号検出用の
両電極板をこれら′由；憧板の端部を挿入して保持させ
る電極板保持用の溝をＨ「定間隔で形成して成る絶縁性
のす；ｊ；’　−）の該篩を利用して複数枚交互に所定
間隔を存して配設すると共に前記信号検出用の電極板よ
りそれぞれ入射放射線に対応する検出信号をイ４４るこ
とにより空間分解能を持たせた多チヤンネル型の放射線
検出器において、前記信号検出用の電極板には前記ツポ
ートの溝に挿入する部分に絶縁層と導電層をプラズマ重
合による浮遊基板法により生成させたものを用い、その
導電層を接地してガード電極として利用するように構成
したので、高電圧用の電極板からの漏洩電流はこのガー
ド電極にて阻止され、従って、信号検出用の電極板への
流入は防止されるので１．精度、高感度で信号検出が行
なえる他、絶縁層及び導電層は電極板を電気的に浮かし
、これをプラズマ中に配設すると共に前記各々の層を生
成する物質の蒸気を供給することによって各々の層を形
成するプラズマ重合による浮遊基板法により行なうよう
にしたので、絶縁層及び導電層は厚みが均一でしかも薄
く形成でき、従って加工精度を保つことができるから、
狭い電極配列ピッチで寸法精度の高い検出器が得られ、
従って高空間分解能で良質の検出データが得られる放射
線検出器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣＴ装置の原理を説明するための図、第２図は
従来の放射線検出器の一例を示す斜視１７− 図、第３１はその平面図、第４図は第２図の正面図、第
５図は第３図のＡ−Ａ矢示断面図、第６図は放射線検出
器における検出素子群の配列状態を示す図、第７図は高
圧用の電極板を示す図、第８図は信−号検出用の電極板
の床板を示す図、第９図（ａ）　（ｂ）は力゛−ド電極
を形成した信号検出用の′「「極板を示す側面図及び正
（川口、第１Ｏ図、第１１図は信号検出用の′電極板に
おけるガード電極部分の形成を行なうために用いるプラ
ズマ重合による浮遊基板法を説明するだめの図、第１２
図、第１３図、第１４図ＶＪ本発明による電極板を用い
て組み立てられた検出諒子群の状態を示す背面図及びそ
のＨ−１１矢示断１ＩＩＩ図及び斜視図である。 ４・・・ケース、５・・・蓋、６・・・高圧用の電極板
、６ａ、７ａ、７ａ′、７ｂ・・・タブ、７・・・信号
検出用の電極板、７Ｃ・・絶縁薄膜、７ｄ・・導電物質
による薄膜、１８・・・サポート、１８ａ・・・溝、１
９・・・接着剤の層。 ＝１８− 第３図 第４図 第６図 ４９８− 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高電圧用及び信号検出用の両電極板をこれら電極板の端
   部を挿入して保持させる電極板保持用の溝を所定間隔で
   形成して成る絶縁性のサポートの該溝を利用して複数枚
   交互に配設し検出素子群を形成すると共に前記各々の信
   号検出用電極板よシ入射放射線に対応する検出信号を得
   るようにした多チヤンネル型の放射線検出器において、
   前記信号検出用電極板は少なくとも前記サポートの溝に
   挿入する部分にプラズマ重合による浮遊基板法により絶
   縁層及びその上にプラズマ重合による浮遊基板法またに
   真空蒸着法によｐ導電層を生成させたものを用い、この
   導電層を接地してガード電極として利用する構成とした
   ことを特徴とする放射線検出器。