JPS62325A - 放射線検出による作像装置及び方法 - 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】 本発明は放射線の空間分布および強さの検出に関するも
のである。さらに詳しく述べれば、本発明は身体を通過
するＸ線の空間分布および強さを検出することＫよって
身体の密度の像を作る放射線写真術および計算された断
層作像装置に関するものである。

計算された断層撮影法、ディジタル放射線写真撮影法、
核医学作像、および関連分野において、二次元でイオン
化放射線を最適に検出することが主要な問題である。多
くのいろいろな形の検出器（例えば非電子、アナログ電
子およびディジタル電子検出器）がこれらの分野で使用
され、大なり小なり成功を収めてきた。一般Ｋ、先行技
術の検出器のいろいろな作像および非作像パラメータの
中で多くの妥協がなされてきた。

フィルムおよび他の非ディジタル放射線撮影法をディジ
タル検出法に代えることには基本的障害はなく、また基
本問題は適当な検出器およびデータ取得装置（ＤＡＳ）
を開発する問題である、ことがある期間認識されていた
。一般に、ＩＰ０１θｙ＆影」の第１２８章、第４３１
２−２５頁（Ｎｅｗｔｏｎ＆ｐｏｔｔｓ　１９８１　）
参照のこと。１つの提案されたディジタル放射線撮影装
置１０が第１図に略示されている。Ｘ線源１２はコリメ
ータ１４に向けてＸ線を放射する。はぼ正方形の開口１
６がコリメータ１４に形成され、はぼ正方形のＸ線分布
（すなわち広い面積のビーム）１８を患者２０に向ける
。Ｘ線源１２によって作られるＸ線で、開口１６を通ら
ないものは、コリメータ１４によって阻止され（コリメ
ータ１４は鉛などのような極めて密度の高い材料で作ら
れることが望ましい）、したがって患者２０に当たらな
い。患者２０ｔ−通過する広い面積のビーム１８の部分
はさらに患者２０の後ろに置かれるほぼ正方形の検出器
２２に当たる。任意な通路に沿って患者２０を出る放射
線の強さは、その通路に沿う患者の総合Ｘ線減衰係、数
に左右される。

検出器２２は、ビーム１８が患者２０を通過してからビ
ーム１８のサイズに合う約５０ｃｒｒＬの長さＬｔ−有
する側部２３を持つ（Ｘ線源１２は点源に似ているので
、広い面積のビーム１８はコＩＪメータ１４から遠ざか
るにつれて広がる）。検出器２２は、その二次元面の上
に患者２０の密度の投影像を得る在来の方法によってさ
らに処理され゛る検出器の二次元内のいろいろな点でＸ
線の強さく対応する信号を作る。

検出器２２は、二次元座標アレイに配列された複数個の
不連続検出素子２４ｔ−含む。装置１０の所望の制限空
間解像度が５線対／ｘｘであるならば、各検出素子２４
は倍率１．２５で長さ０．１２５ｍの正方形寸法を有す
る（第１Ａ図参照）。広い面積の検出器２２はさらに、
ｎ＝４０００でｎ２個の素子を含む（分離素子は全部で
１，６００万個）。

そのように多くの不連続電子素子２４を持つかかる大き
な検出器２２を作ることは現在では不可能である。した
がって、連続検出器を持つ装置が提案され、ディジタル
放射線撮影について評価された。かかる連続検出器の例
は大きな面積の影像計器）３［（ＳＰ工Ｅ１ワシントン
１９８４）参照、また写真誘導リン会スクリーンであり
、５ｏｎａｄａらの１４８放射線医学８３３（１９８３
）参照。しかし、かかる連続検出器には、散乱放射線の
受入れ、検出量効率の制限、光拡大、および装置の性能
を制限する他の困難を伴う問題がある。

連続検出器の上記問題は、放射線の薄い走査ファン・ビ
ームおよびｎＸ１個の素子検出器を用いることによって
ｎ２個の不連続素子検出器の複雑な機械および電子の問
題と共に大幅に克服される。

例えばＢＯｙｄに対する米国特許第３，９８３，３９８
号（１９６７）、ＢＯｙｄらに対する米国特許第４，０
７５，４９２号（１９７８）、ＤｉＢｉａｎｃａらの１
３３放射線撮影２３１　（１９７９）、およびを参照の
こと。既知の走査ファン・ビーム放射線撮影装置３０の
一例が第２図にざっと示されている。コリメータ１４は
スロット３２を形成し、Ｘ線源１２によって作られるＸ
線はこれを通って向けられる。合成ファン形ビーム３４
は患者２０を通って、Ｘ座標軸に沿う直線アレイに配列
されたｎ個の不連続検出素子２４ｔ−含むｎＸ１素子検
出器３６の上に向けられる、ファン形ビーム３４は動く
コリメータＩＩＣよって問題の患者２０の部分の上を走
査される。検出器３６は、ビーム３４が検出器３６に必
ず入るようにビーム３４０面に垂直な方向に同時に移動
される（例えばコリメータ１４と検出器が共通に取り付
けられる、図示されていない、アームを直線状に移動さ
せることによって）。患者２０と検出器３６との間に集
中グリフＶのコリメータが置かれて、患者を通る放射線
は検出器にコリメートされる。信号を作る検出器３６の
素子２４のＸ座標方向の位置は、２放射線のＸ方向の位
置を示し、信号は素子によって作られるよ５にされる。

信号が作られる時点でＸ方向に垂直な２座標方向（すな
わち走査方向）Ｋおける検出器３６の位置は、その信号
を作るＩ放射線の２方向の位置を示す。

残念ながら、薄い走査ファン・ビーム装置３０にも多く
の困難が付きまとう。５線対／Ｂの解像度を要求される
極めて薄い（約０．１１１１）！放射線ファン・ビーム
３４は極めて不効率にｘ層源１２によって作られるＸ線
の７ラツクスを使用し、かくて過度の像ノイズまたは受
は入れられない長い走査時間および過度のＸ線源（管）
負荷を作る。

さらに１装置３０の焦点半影は走査（ｚ）方向における
装置の空間解像度を重大に劣化させる。

１つの妥協案は、ｎＸｍの検出器形状を使用することで
あり、例えばｍｍｆ；と共に厚いファン・♂−ム、すな
わちときに「ストリップ」ビームと呼ばれるものを使用
することである。かかる装置はＴａｎｇらの罵医学にお
ける光学計器２５０（ｓｐ工Ｅ１　ワシントン、１９８
４）Ｋ開示されている。かかる装置は上述の物理的問題
の若干を解決することができるが、役に立つ解像度を得
るに要する４０００ｘ６４（すなわち２５６，０００　
）チャネルを持つ分離素子検出器およびデータ取得装置
の実際の作り方を明示していない。

キセノン拳ガス・イオン化検出器が多くの第６世代の商
用および実験用の計算された断層撮影およびディジタル
放射線撮影装置に良好に使用された。ディジタル放射線
撮影釦用いる代表的なキセノン検出器５０が第６図に示
されている。検出器５０は高圧板５２と、高圧板に平行
に置かれる収集板５４とを含んでいる。板５２と５４と
の間の空間５６は、キセノンのような高原子数のイオン
化可能ガスの与圧された量で充填される。空間５６は、
そこに入るＸ線５９によってキセノンｅガス中にイオン
化の現象が作られる検出容積を構成する。

板の両端に高電圧を加えることによって板５２と５４と
の間に強い電界が作られる。入射Ｘ線の吸収によって空
間５６に作られる正イオンは収集板５４に吸引され、電
子は高圧板５２に吸引される。空間５６に作られるイオ
ン−電子対の数は検出器５０に入射する放射組の強さに
比例するので、収集板５４に流れる電流は入射Ｘ線の強
度（またはＸ線源と検出器５０との間に置かれる物体の
透過度）ｔ−表わすのに用いられる。

板５４は、導電収集電極５８のアレイを構成するように
腐食された回路板５７′ｔ−含む。収集電極５ＢはＸ線
源（すなわちＸ線管の焦点）に集められ、したがづて検
出器５０の後部はその前部よりも広くなっていることが
ある。それぞれの検出容積は各収集電極５８によって定
められ、検出容積は長さＬと、長さによって定められる
幅Ｗと、収集電極５８の幅と、収集板５８と高圧板５２
との間の分離によって定められる高さＨとを有する。

第６図に示される検出器５０において、個々の検出容積
間に不連続素子は存在しない。これはサシミリメートル
幅ｗ２持つ素子のアレイ構造を比較的直線方向にし、そ
れＫよって単位長さ当たりに多数の検出容積を持つｎＸ
１検出器が作られる。

検出容積の間に分離素子がないことは、隣接検出容積間
の漏話による空間解像度の劣化につながることがある。

しかし、高いガス圧力で、幅０．５　ｍｔの収集電極５
８の漏話が１０係未満に低下するのは、ガス自身が１つ
の検出容積に作られる電荷キャリヤを隣接する検出容積
に移動するのを制限するからである。Ｆｅｎ５ｔｅｒら
の「走査投影放射線撮影用の直線キセノン検出器アレイ
の特性」、（１９８４）　；　Ｄｒｏｓｔらの「ディジ
タ＃放Ｊ［ｉ撮影用のキセノン・イオン化検出器」、第
９巻、第２号、医学物理２２４−３０（１９８２）；お
よびＲｕｔｔらの「走査投影放射線撮影用のキセノン・
イオン化検出器」二理論的考察、第１０巻、第６号、医
学物理２８４−９２（１９８３）を参照のこと。

平面状の高圧電極と収集電極が交互にギャップを形成し
、密閉ハウジングの前窓から入るＸ線によって電荷キャ
リヤが作られる、キセノン−ガス・イオン化検出器の理
論および作動の分析は、Ｐｅｓｃｈｍａｎの「キセノン
−ガス番イオン化検出器」、（Ｎｅｗｔｏｎ　＆　Ｐｏ
ｔｔｓ　１９８１　）ならびにＷｈｅｔｔｅｎらの米国
特許第４，０３１，３９６号に開示されている。Ｐｅｓ
ｃｈｍａｎｎ　ＩＩＣよって検討された装置では、Ｘ線
ビームがパルスされて、検出素子により収集される合成
電荷はＸｍビームの強さの自然変動により作られる信号
品質の劣化を減少する時間にわたって積分される。

平行板のガス・イオン化室は過去において他の方法で医
学作像に使用されてきた。ＪＯｈｎｓらの「放射線撮影
における静電像形成のガス・イオン（１９７４）は、Ｘ
＠のペンシル・ビームによってイオン化される与圧され
た高２ガスを含む広ギヤツプ室を開示している。Ｊｈｏ
ｎｓらは作られた電荷キャリヤの放射分布およびイオン
拡散のイオン検出に及ぼす影響を検討している。

０ｈａｒｐａｋらの米国特許第４，２８６，１５８号（
１９８１）は、光電子増倍管を用いて放射線の空間分布
および強さを確認する二次光子の形成によって作られる
シンチレーションの位置および輝度を検出するイオン室
を開示している。０ｈａｒｐａｃｋの米国特許第４，３
１７，０３８号（１９８２）は、多ワイヤ比例室として
作動される同様なイオン室を開示している。この後者の
装置では、室内に置かれた平グリツｒは室内の貴ガス忙
よって吸収されるＸ線によって作られた光電子から電荷
増倍を誘起する。増倍された電荷は１組の電極ワイヤに
より検出される。

Ｂａｔｅｍａｎらの米国特許第４，６２０，２９９号（
１９８２）は、電子および正イオンの電荷増倍によって
電荷が誘起される位置感知多重ワイヤ・アレイを持つイ
オン化室を開示している。０ｓｂｏｒｎｅらの米国特許
第４，４８５，３０７号（１９８４）は、交差メツシュ
・パターンに作られた検出ワイヤを含む同様な゛空間検
出ガス・イオン化室を開示している。

Ｐｅａｃｈｍａｎらの米国特許第４，０５７，７２８号
（１９７７）は、Ｘ線の入射角による可変量によって室
の縦方向に移動される絶縁フォイル作像面を含むＸ線検
出に適したガス・イオン化室を教えている。Ｘ線の入射
角により制御されるホロワ制御装置は、絶縁フォイルが
置かれる連架を動かす。

ＢＯａｇらの米国特許第３，９６３，９２４号（１９７
６）は、球状曲面を持つ電極を含むキセノン・ガス拳イ
オン化室を開示している。曲面の効果は、作像すべき物
体を通るＸ線ぎ−ムを電極面に垂直に保つことである。

こうして、収集電界の力線は必ず入射Ｘ線により作られ
るイオンの量通路に平行である。

ガス・イオン化室は多年の間、医学作像以外のいろいろ
な応用忙使用されてきた。例えば、がスーイオン化ｙ　
ＩＪ　、ｙ　）室は三次元空間における粒子の通路を決
定する物理学に使用される。高エネルギ核粒子が室内の
ガス媒体を通って走行するとき、それは電荷キャリヤ（
イオン）のトラックから離れる。室内位置かれるワイヤ
の面は、そこで作られた電荷キャリヤを吸引する電界を
作る。電荷キャリヤがワイヤの面に近づくｋつれて、電
界の強さは電荷キャリヤの速度を増加させ、電荷増倍（
なだれ作用）を生じさせ、ワイヤに流れる電流を誘起さ
せる。ワイヤに接続される電子装置は、時間に関してワ
イヤに流れる電流を測定する。面内のワイヤはイオン化
作用のＸおよびｙ座標が確認されるようにグリッド状に
作られる。ワイヤの面に電荷キャリヤが到達する時間は
、２座標方向のイオン−トラックの位置を決定する。例
えば、「時間投影室」、米国物理学会議事録第１０８号
にニーヨーク１９８４　）　；　Ｗａｌｅｎｔａの米国
特許第４，１７９．６０８号（１９７９）参照。

在来のがス・イオン化放射線撮影検出器の重大な欠点は
、得られる最大解像度が電界を作る電極間の距離に制限
されることである。電極の間隔が減少されるＫつれて、
検出器は効率の悪い放射線を使用１−（電極容積の検出
容積に対する比が高くなるので）、検出量効率は減少す
る。さらに、最小電極間隔は機械的要素によって制限さ
れ、またどんな場合でも電極間の電弧が生じないことを
保証する所要の間隔より小さくすることができない。

かくて、この形式の検出器で高解像度を実際に得ること
は現在困難または不可能である。

しかし、おそらくガス・イオン化放射線撮影検出器の大
きな欠点は、その比較的遅い回復時間である。室を通っ
てｌ−”　ＩＪフ卜する収集グリノＶに対向する室の側
に作られかつ収集グリノｒに達する電荷キャリヤの所要
時間は、室の大きさ、室内のガスのイオン移動度、およ
び電界の強さに左右される。普通、イオン電荷キャリヤ
が室を横切って収集ブリッド忙達するには°２．６ミリ
秒かかる。

この時間中に、生じる新しいイオン化現象（原子目盛で
は比較的長い）は前の現象と区別できず、誤まった結果
を生じさせる。この理由で、放射源はパルス・モードで
しばしば作動され、パルス間の時間は電荷キャリヤが室
を完全に横切るに要する時間よりも大となる。例えば、
Ｒｌｉｈｉｍａｋｉの米国特許第４．３０１，３１８号
（１９８１）（比例モーｒのガス−イオン化室）参照。

パルス・モーｒの作動でも、同じ検出装置内で時間的に
近接して生じる複数個のイオン化現象間を区別すること
は不可能である。

さらに１イオン化室内のどこにでも置かれる電荷キャリ
ヤは室の収集電極に電荷を絶えず誘起する一方、それら
は電極に向ってＶす７トしている。

イオン化室内のどこかで１つのイオン対の形成を考えて
みる。電極の影響を受けて、正イオンおよび電子（ｅ−
）が分離し、おのおのは正帯電極に向ってドリフトする
。帯電粒子が収集板の上に達するとき、収集板の電圧は
−ｅ／ｃだけ変化すると思われる（ただしＣは収集板の
全キャパシタンスである）。しかしこの見解が正しくな
いのは、それがイオン対の発生の時間以来、２個のイオ
ンが両板忙与えていた誘導作用を無視しているからであ
る。

イオン対が作られてから時間ｔの後で、正負電荷キャリ
ヤは正電極の上に電荷−ｑ＋（ｔ）および−ｑ−（ｔ）
を誘起させる。元来０である正電極の電圧ｐ（ｔ）は次
のよう忙なる （電極の時定数はｔに比べて長いと仮定する）。

完全２電極装置の他の電極に誘起される電荷は相補形で
ある。２個の電極に流れる電流パルスは、かくて形状お
よび振幅が同じであるが符号が異なる。

イオン対の形成の時点で、下記関係式が成立しなければ
ならない： ｑ−（０）＝−ｑ＋（０）　　　　　（２）したがって Ｐ（０）＝０　　　　　　　　　　（３）負イオンが時
間ｔ１で収集されると、その電荷のすべては収集電極の
上に誘起されなければならない。したがって、 ｑ−（ｔ□）−一〇　　　　　　　（４）（負イオンが
最初に収集されるものと想定する）。

正電極の電圧が−ｅ／Ｃでなければならないという簡単
な見解が提案される時点で、それは実際に下記のように
なる 時間１２）　１１で、正イオンが収集されるとき、ｑ＋
（ｔ２）＝０であり、したがって ｐ（ｔ２）＝−θ／Ｃ（６） 同様な作用が負電極に見られる。

かくて、イオン化室内のイオン化現象の作用は正負側イ
オンがすべて収集されて初めて完成される。さらに重要
なことは、イオン収集によって電圧の急変はなく、むし
ろ正負イオンが板に接近するにつれて電荷の増加量が板
上になめらかに誘起サレル。Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎのイオ
ン化室およびカウンタ、Ｓ４．２．５９−６２（ケンブ
リッジ定期刊行物１９５０）参照。

出力パルスが室内の収集されないイオンの位置に左右さ
れないようなイオン化室が望ましいことは、ずっと前か
ｈ認められていた。この結果を達成する１つの方法は、
間隔ξ（軸と軸との間）でワイヤ半径ｒの平行ワイヤの
グリッドを、イオン化室の電子収集電極から距離Ｃおよ
び室内の他の電極か距離ａの所装置くことである。いま
イオン対がグリッドの面から距離すの所に作られたもの
と考える。電子収集電極に誘起される電荷はもはや非グ
リッドの場合のように でないのは、イオンによって作られる力線の若干が収集
板の上ではなくグリッドの上に作られるからである。か
くて、電子収集電極は正イオンの作用から遮へいされる
。電子は電子収集板に進み（それはグリッドによって収
集されるものと考える）、最後にそれが収集されるとき
収集板の上に電荷を作る。

かかるグリシｒは、グリシｒと他の電極との間で帯電粒
子の影響から収集電極を遮へいする。グリッド遮へい効
率は、ｒ（グリツＦ囃ワイヤの半径）、ξ（ワイヤ間隔
）、およびＣ（グリッドから遮へいされた収集電極まで
の距離）に左右される。

グリシｒと収集電極との間を走行する帯電粒子は、収集
電極の上にそれ自身に等しい電荷を誘起する（すなわち
遮へい作用が起こらないグリッドと収集電極との間の間
隔がある）。それにもかかわらず、収集電極で測定され
たパルスの大幅に増加した上昇時間はかかるグリッドま
たは同様な遮へい構造物を含むイオン化室内で観測され
た。例えばＷｉｌｋｉｎｓｏｎ　７４−７７　；　Ｒｏ
ｓｓｉらのイオン化（ＭｃＧｒａｗ−Ｈ１’ｌ　１９４
９　）　；　Ｂｕｎｅｍａｎｎらの「グリッド・イオン
化室の設計Ｊ、Ａ２７力ン研究誌１９１−２０６　（１
９４９）　；　ｏ、Ｒ，Ｆｒ１ａｈの非公開報告書ＢＲ
−４９（英国原子力プロジェクト）：およびＨｏｕｓｔ
ｏＢの米国特許第４，０４７，０４０号（１９７７）を
参照のこと。

グリツ一式イオン化室は、帯電粒子の検出／ｗ＆別を含
む多くの応用に現在広く使用されている。

例えば、Ｅｒ５ｋｉｎｅらの米国特許第４，１５０，２
９０号（１９７９）は、エネルギ、単位距離当たりのエ
ネルギの損失、および重イオンの入射角を検出するのに
適したグリッド式イオン化室を開示している。Ｂｕｔｚ
−Ｊｏｒｇｅｎｓｅｎらの「グリッド式イオン化室によ
る精密な核分裂断面測定のだめの核分裂層の調査」、８
６核科学および工学１Ｏ−２１（１９８４）は、室のカ
ンードと同一平面に置かれた源から出された帯電粒子の
エネルギおよび放射角度の両方を決定するフリツシュ・
グリシｒを持つイオン化室を用いることを教えている。

Ａｅｓｅｌｉｎｅａｕらの「重イオン識別用のプラグ曲
線−１５（１９８２）は、入るイオンにより残されたト
ラックに沿ってイオン化を絶えずサンプルするイオン化
室を開示している（サンプリングはフリツシュ・グリシ
Ｖにより形成される検出器の短かい部分で達成される）
。イオン化室の中で停止する高エネルギ重イオンの原子
番号およびエネ、ルヤは、プラグ曲線分光学によって決
定される。またＨｏｔｒｌ　ラの「低しベル会アルファ
分光学における大面積フリッシュ・グリッド室による実
験」、２２物理研究における核計器および方法２９〇−
９４（１９８１）（アルファ分光学用の平行板グリッド
式イオン化室の使用）をも参照のこと。

Ｚｕｒｍｕｈｌｅらの、２０６核計器および方法２６１
−６７（１９８２）は△−Ｅ　カウンタとしての７リツ
シユ・グリッドの有無にかかわらずガへ・イオン化室を
用いる重イオン帯電粒子望遠鏡を開示している。またＢ
θｒｅθａｎｕらの［比例Δに一１１ｉ室を用いて１８
０°での重イオンの検出および識別」、５０５（ルーマ
ニア１９８３）（重イオンの特定エネルヤ損および残留
エネルギを測定する比例６ｍ−１ｆｆ室として用いられ
る７リツシユ・グリフｒを持つ円筒形イオン化室）′ｌ
Ｋも参照のこと。

ガス・イオン化室の他の応用には、ｓｐａｎｇｌｅｒら
の米国特許第４，３７８，４９９号（１９８３）（イオ
ン移動性検出器）、Ｃａｒｒらの米国特許第４，２３９
．９６７号（１９８０）（トレース水測定）およびＧｏ
ｕｌｉａｎｏＢらの米国特許第４，３１１．９０８号（
１９８２）（ゲル電気泳動）に記載されるものが含まれ
る。イオン化室は、イオン化現象のある特性が決定され
たり、観測されたり、測定される、はとんどすべての応
用に役立つ。

本発明は二次エネルヤ放射を作ることができる伝搬エネ
ルギ源に関してドリフトする二次エネルヤの位置を固定
する。本発明により、二次エネルギは媒体に入射する放
射線に応じて媒体内に作られる。媒体に関する二次エネ
ルギの位置は非ランダム状に変えられる。媒体の位置は
二次エネルギの位置の変化と同期して変えられる。さら
に詳しく述べれば、媒体の位置は二次エネルギの速度に
等しい速度で二次エネルギの運動方向と反対の方向に変
えられることが望ましい。したがって二次エネルイは、
媒体に関して動いているが、放射線に関して固定状態を
保つ。

本発明のもう１つの面により、電荷の集積化は媒体を通
る通路４Ｃ治って放射線を絶えず向けることによって行
われる。媒体は放射線に応じて通路に沿う電荷キャリヤ
を作る。電荷キャリヤは通路の近くに保たれ、媒体との
再結合を防止されている。通路の近くで電荷の量が測定
される。

本発明のもう１つの面により、媒体内に電荷キャリヤを
選択的に作ることによって情報が媒体に記憶される。電
荷キャリヤは媒体との再結合を防止される。媒体は移動
され、媒体の所定部分に入る電荷キャリヤが検出される
。

本発明のもう１つの面により、放射線の空間分布および
強さが決定される。媒体を含む室は、放射線を室に入れ
る窓を形成する。室に入る放射線は、媒体内に電荷キャ
リヤ（イオン−電子または電子−ホールの対）を作る。

室内に置かれる第１導電電極は、媒体と接触する事実上
第１平面を形成する。室内に置かれる複数個のそれぞれ
の導電収集電極は、おのおの媒体と接触する事実上平面
を形成する。複数個の収集電極の平面は第１表面から一
定距離に置かれる共通面内にある。

第１電極と収集電極の面との間に一様な電界が作られ、
電界の方向は室に入る放射線の通路に事実上垂直である
。電界は第１電極と面との間の電荷キャリヤを事実上一
定のｒリフト速度ｖｄｒｉｆｔで面に向ってＩＦ　ＩＪ
アフトせる。室に機械結合された室移動装置は、事実上
Ｖｄｒｉｆｔの大きさに等しい大きさの一定速度Ｖ　　
で電荷のドリフトの方ｃａｎ 向と反対の方向に室を動かす。電荷キャリヤ忙よって収
集電極に作られる電荷から生じる複数個の収集電極に流
れる電流が感知される０室に入れられる放射線の二次元
の空間分布は、それぞれの複数個の収集板に流れる感知
電流の時間に関する振幅に応じて決定される。

放射源は絶えず放射線を作ることができ・またコリメー
タは放射線をビームにコリメートすることができる。コ
リメータに作動結合される装置は、室内の電界の方向忙
垂直なビームの方向を保つことができる。コリメータは
室移動装置によって室と共忙動かされる。室は放射源を
中心とする円に沿って移動される。

本発明のもう１つの特徴により、媒体内の電荷。

キャリヤのドリフト速度Ｖ　　　が選択される。

ｒｉｆｔ ドリフト速度選択は、電界の強さを調節したり、媒体の
密度（例えば圧力）を調節したり、媒体内に不純物を導
入したりすることによって行われる。

本発明のもう１つの特徴により、室の前壁または後壁も
しくは両方に近い電界のひずみは、一定の電圧こ・う配
を壁の近くに存在するようにさせる構造物を室内の壁の
表面に置くことによって修正される。この構造物は、例
えば抵抗性材料のシート、または分圧器によって作られ
る複数の電圧に接続される複数個の導電ストリップなど
ｔ−含む。

本発明のもう１つの特徴により、第１および第２電極の
１つは傾斜面または曲面もしくは両方を形成することが
できる。

本発明により、機械的および電気的に事実上−次元であ
る検出器はこれを二次元検出器のように働かせるモード
で作動される。本発明による検出器は、高い検出量の効
率を有するとともに２方向に高い空間解像度を有するこ
とができる。

検出器の運動方向にある空間座標線と信号収集容積がそ
の線と交わるときの時間との間で本発明忙おいて１対１
の対応が作られる。入射エネルギの一時的集積化（例え
ばノイズを減少するための）は、空間コヒーレンスを同
時に保つ間可能である。

入射エネルギの高解像度検出が本発明で得られるのは、
エネルイが靜二次エネルギ（例えば粒子）を用いて集積
化されるからであり、それによって運動のぼやけが減少
されたチ除去される。さらに、本発明が検出された出力
信号で少量のノイズ（すなわち高い検出量効率）を与え
るのは、検出媒体が連続だからであり、また必要な場合
、入射放射線の方向に比較的深い（すなわち高い放射線
吸収を有する）からである。本発明は検出器の走査方向
における（またおそらく走査方向に垂直な方向における
）放射線の強さの連続検出を可能にするので、主として
検出器の構造寸法にかかわらず、出力サンプリング拳レ
ート（シたがって検出器の空間解像度）を選択すること
ができる。さらに、本発明による検出器は構造が比較的
簡単であり、安い費用で製造されるのは、検出器が検出
される情報の次元より１つ少ない有効次元を有するから
である。利用できる電荷の移動性、拡散の長さ、および
標本のＸ線検出媒体内の電子停止距離の諸範囲に基づき
、本発明による電荷検出器は主としてディジタル放射線
撮影法および計算された断層撮影法金含むいろいろな異
なる応用に使用できるパラメータを有すると思われる。

本発明の上記および他の特徴は、付図に関する下記の詳
細な説明を読むことによって一層よく認められると思う
。

第４Ａ図および第４Ｂ図は、本発明による検出器１００
の現在好適な実施例の概略図である。検出器１００は放
射線検出容積１０２および信号収集容積１０４ｔｌ−含
んでいる。Ｘ線検出容積１０２は好適な実施例では連続
であるが、所望の場合は不連続素子を含むことができる
。好適な実施例の信号収集容積１０４はＸ座標軸に沿っ
て直線アレイに配列された複数個の不連続収集素子１０
６番含む（だが走査検出装置または他の読出し装置に作
動接続される連続媒体が所望の場合に使用可能である）
。

伝搬する（例えば放射する）エネルギ源（図示されてい
ない）は、放射エネルギを検出容積１０２に入る通路１
０８のような複数個の通路に沿って検出器１００に向け
、その通路′に沿う検出容積の部分に二次エネルギを作
る。本発明により任意な形の放射線が使用でき、例えば
それによって作られる二次エネルギの任意な形が得られ
る。例えば、検出容積１０２に入る放射線は、事実上任
意な波長の電磁放射線（例えばＸ線、紫外線、可視光線
、赤外線、マイクロ波、ＨＰ、ＶＨＦまたはＵＨＦ波長
）、帯電または自然粒子のビーム（例えば電子、陽子、
中性子）、音波、などを含むことがある。検出容ＭＶｃ
入る放射線によって検出容積１０２に作られる二次エネ
ルギも、帯電粒子（正負イオン、電子−ホール対、その
他の粒子を含む）または音波などのような任意形をとる
ことができる。現在好適な実施例では、使用される放射
線の形はＸ線であり、それによって検出容積１０２に作
られる二次エネルギの形はイオン化忙よって作られる電
子−イオン対（電荷キャリヤ）である。しかし、本発明
は決して任意な特定の形の放射線および二次エネルギに
制限されない。

好適な実施例の通路１０８は、ｘｍｍ細軸垂直なｙ座標
軸に平行である。好適な実施例の検出容積１０２はイオ
ン化可能媒体を含有する。検出容積１０２を通過する放
射線は好適な実例において周知の方法で検出容積１０２
にある媒体と相互作用して、電荷対（すなわち正および
負の電荷キャリヤ）を作る。例えば、標本の１００　Ｋ
ｅＶのＸ線陽子は、帯電粒子の雲１１０″ｆｒ：構成す
る約２，０００個の電荷対を作ることができる。

普通、ｍｌ　１０の形をした電荷対は、その相互静電吸
引により作られると同時に再結合する。しかし、一様な
定電界１１２（図示されていない電極などＫよって作ら
れる）が検出容積１０２を横切って存在する。電界の力
線は、Ｘおよびｙ座標軸に直交する２座標軸に平行であ
る。電界の方向は収集容積１０４に向いている。電界１
１２は雲１１０の形の帯電粒子に一定のドリフト速度を
与え、１つの符号の電荷を＄１１４の形で一定のドリフ
ト速度Ｖｄｒｉｆｔで信号収集容積１０４に（すなわち
２方向に沿って））？ｌＪフトさせる。電界１１−２は
一定かつ一様で、しかも２方向に向けられているので、
電荷雲１１４は２方向に移動し、ｘｔたはｙ方向の成分
は事実上ない。”他の符号の遊離電荷は、収集容積１０
４から遠ざかる方向にドリフトして、検出器１００によ
って作られる出力信号に貢献しない。正電荷キャリヤは
負電荷キャリヤのドリフトの方向と反対の方向にドリフ
トするので、電荷対は発生時にも（電界がキャリヤにす
ぐ作用し始めるので）、キャリヤがドリフトし始めてか
らも（容積の再結合）、再結合の機会はほとんどない。

検出器１００は、雲１１４の形をした電荷キャリヤがド
リフトしてい゛る速度Ｖ　　　の大きさにｒｉｆｔ 等しい大きさの速度Ｖ　　で、通路１０８に関しｃａｎ て物理的に移動される。好適な実施例では、検出器１０
０が移動される方向は、１Ｅ１１４がドリフトしている
方向と反対の２方向であり（かくて入射するＸ線ビーム
の通路１０８の方、向に垂直であり）、かつ通路１０８
に関してｖＩＪフ卜する電荷を静止させる効果を持つ。

電荷キャリヤは一定の速度で検出器１００に関してドリ
フトし、また検出器１００は電荷キャリヤがドリフトす
る方法と全く反対の方法で同期移動される。したがって
、電荷キャリヤは通路１０８が検出容積１０２と交わる
限り通路１０８に関して静止状態を保つ。通路１０８に
沿って進むすべてのＸ線陽子は、通路の近くにある電荷
に貢献する。

したがって、検出器１００は任意な移動、回転、または
組合せ（すなわち移動および回転の両成分を持つ運動）
の方法で運動され、検出容積１０２に作られる二次エネ
ルギ（すなわち電荷の雲１１４）の運動に合わされる。

二次エネルギの運動は（例えば一様または一様でない電
界／磁界、音響的に一様または一様でない媒体など忙よ
って、他のエネルギの形から）変えられることがあり、
また検出器１００の運動は変えられた二次エネルギの運
動拠金わされることがある。

上述の通り、電荷雲１１４は検出器１００の基型フレー
ムに関して運動する。しかし本発明により、検出器１０
０は電荷雲１１４の運動と全く反対の方法で運動される
。したがって、電荷雲１１４はＸ線の通路１０８に関し
て静止する。この現象は第５Ａ図、第５Ｂ図および第５
Ｃ図から最も良く理解されるが、これらの図は通路１０
８を含む検出器１００を通過する７−Ｚ面の異なる時点
での側面図を表わすグラフである。第５Ａ図は時間１−
１０で通路１０８忙近い電荷雲を示す０時間０．で、唯
一の電荷雲１１４が作られる。第５Ｂ図は時間ｔ−ｔ２
＞ｔｘで通路１０８に近い電荷雲を示す。時間ｔ２で一
検出器１００は２方向に距離ｄｚだけ移動する一方、電
荷雲１１４は反対の２方向に同じ距離６ｚだけ移動する
。その結果、電荷雲１１４は通路１０８に関して静止す
る。さらに、Ｘ線は時間１１）　１　）　１２の間通路
１０８に沿って絶えず走行するので、追加の電荷、Ｊ１
１４ａ。

１１４ｂなども通路１０８に沿って作られる。

第５Ｃ図は時間ｔ−ｔ３）ｔ２）ｔ、での電荷雲１１４
の位置を表わす概略図である。Ｘ線は通路１０８に沿っ
て絶えず走行するので、通路１０８の近くに追加の電荷
雲１１４ｄ、１１４θｊ　１１４ｆなどが作られる。原
電荷雲１１４が依然として通路１０８の近くにあるのは
、それが検出器１００に関して移動した距離が検出器１
００が通路１０８に関して移動した距離に等しくかつ反
対方向だからである。かくて、通路１０８に沿って入る
すべてのＸ線陽子は、時間ｔ□からｔ３までＫわたって
集積される通路に近い電荷に貢献する。電荷冥１１４．
１１４ａ、１１４ｂなどが収集容積１０４に入るとき（
すなわち通路１０８が収集容積１０４と交わる２方向の
位置まで検出器１００が移動したりその他の方法で動く
とき）検出器＄１０２によって作られる信号は、通路１
０８がまず検出容積１０２と交わる時間（すなわち１−
１０＜　１□）から収集容積１０４が通路と交わる時間
まで、通路１０８に沿って向けられるＸ線の強さの積分
に比例する。

第４Ｂ図は電界１１２の影響を受けて電荷キャリヤの雲
１１４が収集容積１０４に向ってドリフトするところを
示すグラフであ石。雲１１４の運動は検出器１００の基
型フレームに関して表わされている。雲１１４にある個
々の粒子は熱攪拌および拡散によりいろいろな方向に動
いているが（以下に説明される通り）、この運動の作用
は正しい条件が存在するならば無視することができる。

電界１１２１Ｃよって、買１１４の電荷キャリヤは定ｙ
　ＩＪアフト度で収集容積１０４に向って一括して動か
される。好適な実施例における電界１１２゜の方向はＸ
線の通路１０８の方向（ｙ方向）に垂直な２方向にある
ので、雲１１４は２座標軸に平行な直線通路に沿って収
集容積１０４に向って動き、不連続収集素子１０６の１
つたよって検出される。好適な実施例では、各収集素子
１０６は雲１１４よりもはるかに大きいので、雲１１４
は一般に素子の１つだけ忙入射する。

収集容積１０４が雲１１４に接触するとき雲１１４が入
射する素子１０６の１つに電流が誘起される。素子１０
６はおのおのそれらに流れる電流の振幅忙比例する出力
信号を作る。かくて収集容積１０４は空間的に不連続な
１組Ｎ個の信号を時間的に連続して作り、各信号の振幅
は信２号を作ったそれぞれの収集素子１０６に入射する
電荷雲１１４の数を表わす。収集容積１０４によって作
られる出力信号は、在来の方法を用いてサンプルされ、
増幅され、ディジタル化され、そして分析される。

この場合、検出器１００の縦方向はＸ方向と呼ばれ、通
路１０８の方向はｙ方向、そして検出器１００が動かさ
れる方向は２（すなわち走査）方向と呼ばれるが、ただ
し！、７，１Ｍ方向はすべて直交している。電界も好適
な実施例では（負の）２方向にわたっている。

電界はＸ方向く垂直な方向を有するので、各収集素子１
０６は検出容積と同じＸ座標の範囲を持つ検出容積１０
２の区域に生じるイオン化現象にのみ敏感である。すな
わち、位置Ｘ　＝　Ｘｌないしｘｗｘコ＋Ｗで収集容積
１０４１Ｃ置かれる幅Ｗの収集素子１０６は、ｙおよび
２方向のどんな場所にもわたりかつＸ　”　Ｘｌないし
Ｘ　−１１十Ｗの間のＸ座標値を有する検出器ａ１０２
のスラブに生じるすべてのイオン化現象に敏感である。

収集容積１０４の各素子１０６の出力電流ｄＱ、／ｄｔ
　　の一時的な応答は、２方向における電荷雲１１４の
空間分布（ｄ工／ｄｚ）に比例する。２方向における電
荷雲１１４の空間分布は順次、検出容積１０２を通るＸ
線の強さの空間分布によって直接決定される。上記の関
係は下記の式で要約される： ａＱ（ｔａｘ）／ａｔ　＝　ｋ−ｄ工（ｇ；ｘ）／ｄｚ
　　　　（８）ただし ｔ　−ｔ□　＋　（ｚ−ｚ（、）／Ｖ　　　　　　　　
（９）値１（、および２゜はそれぞれ、データ収集が始
まる時間ｔならびに位置２であり、■は走査速度Ｖｓｃ
ａｎでもありまた電荷キャリヤ・ドリフト速度ｖｄｒ□
。でもある。

各素子１０６の出力電流ｄＱ、／ａｔ　　は、在来の電
子装置（例えばデータ取得装置）によって時間的にサン
プルされる。出力サンプリング周期がτであるならば、
信号ｄＱ、／ａ　ｔは周期τにわたって積分される。し
たがってサンプリング周期τは２方向における空間解像
度素子忙対応する。このようにして、検出器１００の２
方向における空間解像度は収集素子１０６の出力のサン
プリング周期τを選択することによって簡単に選択する
ことができる。サンプリング周期τに対応する空間解像
度素子が２方向における検出容積１０２０程度よりｍ倍
率さいならば、検出器１００はｎＸｍの素子アレイとし
て機能する。全Ｘ線積分時間は、固定通路１０８が検出
容積１０２Ｋまず入射する時間に等しく、時間通路１０
８は検出器１００が２方向に移動されるにつれて検出容
積を去り、したがって出力信号のサンプリング周期τに
左右されない。

したがって、全Ｘ線積分時間は２方向における検出容積
１０２の寸法および速度ｖ８゜ａｎによって決定される
が、検出器１００の２方向の空間解像度は検出容積の高
さに無関係でありかつ走査速度Ｖｓｃａｎと出力信号サ
ンプリング周期τとの積によってのみ決定される（拡散
が無視される場合）。

′検出器１００の基単フレーム内の動いている（運動の
）電荷が実験フレーム内で固定（静止）するようになる
条件は、「キネスタチック（ｋｉｎｅ日ｔａｔｉｃ　）
　Ｊ条件と呼ばれる。「キネスタチック」条件の下で作
動する検出器１００は「キネスタチック電荷検出器」と
呼ばれている。

上述のモードにおける検出器１００の作動はいくつかの
利点を提供する。検出器１００の縦方向空間座標（すな
わちｚｌまたは走査方向）は、出力信号の時間座標と１
対１の対応を示す。すなわち、検出容積１０２の任意な
ｘ−ｙ面に入射する積分されたＸ線の強さは、収集容積
１０４がその面を通過する時点で出力信号の振幅を決定
する。

これは、電荷が空間に固定されたままでありかつ収集容
積１０４が電荷の固定位置を「撫でる」ときのみ電荷が
検出されるからである。

本発明のもう１つの極めて重要な利点は、出力サンプリ
ング周期よりもはるかに長い時間にわたってＸ線信号′
ＪｔａｉＦ分するのに検出器１０１３が使用されること
である。これは、検出容積１０２が通路１０８を含有す
る全時間のあいだ電荷の積分は通路１０８に沿って絶え
ず行われるからである。

この利点により、高い一時的（すなわち空間的）解像度
を犠牲にしないでＸ線ノイズが減少される。

例えば、２５０ｍθ（２方向における極めて小さな空間
素子の幅に相昌）ごとに出力信号をサンダルすることが
可能と思われる一方、１６ｍ５の間電荷が積分され（こ
の積分時間は検出器１００が動かされる速度Ｖｓｃａｎ
および２方向における検出器の範囲によって決定される
）、データの６４本の信号線（すなわちｍ−６４）に対
応するデータが作られる。

さらに、信号像は静電荷に累積するので検出器運動のぼ
やけは完全に除去される。先行技術の走査検出装置では
、信号積分時間のあいだ有効な検出素子はぼやけた信号
および劣化した像変調伝達関数を作る。

さらに、検出器１００は２方向の任意な空間解像度を、
走査速度Ｖ　　および出力信号のサンプｃａｎ リイグ周期τを選ぶことによって簡単に選択させる。さ
らに、２方向の空間解像度は２方向の検出器１００の幅
に全く無関係である。もちろん、十分に高いサンプリン
グ−レートでは、得られる老犬空間解像度に制限がある
（例えば固有解像度、Ｘ線光子ノイズおよび収集素子１
０６に接続される電子回路によって発生されるノイズに
起因する制限）。

第６Ａ図および第６Ｂ図は、本発明による走査ディフタ
ル放射線撮影装置２００の現在好適な実施例を示す。装
置２００はＸ線源２０２、コリメータ２０４、検出器１
００、およびコリメータ２０４と検出器１００とを共に
動かす装置を含んでいる。好適な実施例においてコリメ
ータ２０４と検出器１００を動かす装置は、コリメータ
２０４と検出器１００を共に支持するＸ線源２０２の焦
点のまわりを回転し得るアーム２０６を含む。

Ｘ線源２０２はＸ線を作ってそのＸｉを一般にコリメー
タ２０４に向ける（Ｘ線源２０２は在来の全方向Ｘ線管
または同様なものを含むことがある）。コリメータ２０
４は、ｘ＃ｌを作像すべき物体２０８に向けられるファ
ン会ビーム２１０に集束する開口２０６’？形成する。

好適な実施例では、ファン・ビーム２１０の厚さは、作
像すべき物体が検出器に入射しないＸ線忙さらされない
ように検出器１００の検出容積１０２の２方向における
高さに等しくされる。

作像ナベき物体２０８は、ビーム２１０の通路において
コリメータ２０４と検出器１００との間に置かれる。説
明の目的で、物体２０８は第６Ａ図および第６Ｂ図忙お
いてＸ線が通れない材料の無限大のシートを含むものと
して示されており、そこには放射源２０２に対して放射
状の１つのビン・ホール２１２が形成されている。かく
て、物体２０８を貫通するＸ線だけが１つの直線通路１
０８に沿い放射源２０２の半径に沿って検出器１００に
向けられる。

第６Ａ図は、時間ｔ　−ｔｌにおける静止物体２０８お
よび放射源２０２に関するコリメータ２０４ならびに検
出器１００の位置を示す。時間ｔｌで、通路１０８は検
出器１００の検出容積１０２に入射しかつそれを貫通し
て、検出容積に電荷雲の線２１４を作る。ビーム２１０
は物体２０８に絶えず向けられるので、放射線は同様忙
通路１０８に８って検出器１００′Ｊｋ−通るように絶
えず向けられる。一方では、アーム２０６は放射源２０
２の焦点のまわりを絶えず回転され、それによってコリ
メータ２０４および検出器１００は放射源の焦点を中心
とする同心円に沿った空間に共に動かされる（回転また
は移動される）０コリメータ２０４および検出器１０口
は相互に静止しているので、ビーム２１０は必ス検出器
１００に向けられる。検出器１００が動かされる方向は
、収集容積１０４と検出容積１０２との間の境界に対し
て平行でかつ放射源２０２の焦点と交わる線２１５に対
して瞬時垂直である。

第６Ｂ図は時間１−１．　）　１１でのコリメータ２０
４と検出器１００との位置を示す。時間ｔ２で、検出器
１００は通路１０８が検出器の収集容積１０４１Ｃ接近
して入射する点まで、通路１０８忙関して動く（回転ま
たは移動する）。電荷が線２１４に沿って集まるのは、
通路１０８がまず検出器１００１Ｃ入射するからである
（すなわち電荷は通路１０Ｂがまず検出容積１０２に入
ってからの時間にわたって積分され、また線２１４に近
い電荷雲の数は通路１０８に沿って向けられたＸ線の時
間にわたる合計の強さに比例する）。検出器１００は動
き続けると、収集容積１０４は線２１２１／ＣＧう電荷
と最終的に交わりかつそれを掃引して、線に沿い累積さ
れた全電荷に比例する振幅を持つ信号を作る。放射源２
０２の半径に関する収集容ｆｆ１０４の配置により、線
２１４は線に沿った電荷が収集容積により掃引される瞬
間に（例えば時間ｔ１で、収集容積が線に平行でない場
合でも）収集ＭＫ平行である。こうして、線２１４の近
くにある電荷はすべて、全く同じ瞬間忙収集容積１０４
によって掃引される（ただし、放射源２０２の焦点から
さらに離れる検出容積１０２の中の電荷は下記に説明さ
れるよ５ＩＣ，焦点により近い検出容積内の電荷と同時
にギネスタチツクになるようにされる）。

第７図、第８Ａ図、第８Ｂ図、第９図および第１０図は
パターン２１８を形成する平面シートｔ−含む物体２１
６を作像する放射線撮影装置２００の使用を示す。パタ
ーン２１８は正方形の開口２２０を含み、開口のまわり
に４個の正方形のくぼみ２２ａ−２２２ｄが配列されて
いる。物体２１６は、それに入射するすべてのＸ線をほ
とんど吸収して、パターン２１８た入射する放射ｉｔ除
き事実上物体にＸ線を通さない極めて密度の高い材料（
例えばスズ）を含む。開口２２０はＸ線を自由に通すが
、くぼみ２２２ａ−２２２ａは中間体で、等しい厚さを
有し、それに入射するＸ線の全部ではなく若干を物体２
１６に通させる。

物体２１６が第６Ａ図および第６Ｂ図に示された物体２
０８にとって代わると、検出器１００は物体２１６を通
るＸ線を検出する。第８Ａ図は時間１＝−１１で検出器
１００の検出容積１０２に作られた電荷の概略を示すが
（検出器１００は放射源２０２から見たものとして示さ
れている）、第８Ｂ図は時間ｔ　−ｔ２＞　ｔｌで検出
容積１０２に累積された電荷を示す。電荷がパター７２
１８の輪郭を持つ検出容積１０２の区域（容ａ）２２４
にのみ累積するのは、Ｘ線がそのパターン以外の物体２
１６のどんな部分をも通らないからである。区域２２４
に含まれる物体２１６の開口２２０に対応する正方形の
区域２２６には比較的大象の電荷が累積しく開口２２０
の透過度が高いので）、またそれぞれくぼみ２２２ａ−
２２２ａＫ対応する正方形の区域２２８ａ−２２８ａＫ
は中程度の量の電荷が累積する（くぼみの透過度が中程
度であるので）。

時間ｔ−ｔ１で、区域２２６は開口２２０を通る放射線
がその区域に入射した時間および放射源２０２の強さに
比例する比較的多量の電荷を含有する。区域２２８Ｃも
比較的多量の電荷を含有するのは、たとえくぼみ２２２
Ｃが極めて高い透過度を持たなくても、検出器１００が
パターン２１８を通る放射線と最初に交わってからずっ
と、くぼみ２２２Ｃを通る放射線が区域２２８ｃＫ入っ
ているからである（同じ理由で、電荷こう配は各区域２
２６および２２８ａ−２２８ｄに存在し、収集容積１０
４に最も近い区域の部分は収集容積から遠く離れた区域
の部分よりも多くの電荷を含有する）。区域２２８ｂお
よび２２８ｄは、それ９におのおの同量の放射線が入射
しかつ同じ時間におのおのに入射するので、はぼ同量の
電荷を含有する。区域２２２ａが比較的少量の電荷を含
有するのは、たとえほぼ同量の放射線が各区域２２２ａ
−２２２ｄに入射しても、区域２２２ａは比較的短°時
間しか放射線に露出されないからである。

第８Ｂ図は時間ｔ−＝ｔ２）ｔｌで検出器１００におけ
る電荷分布を示す。時間ｔ２までに、大量の電荷が区域
２２６に集められる。同様に、さらに多くの電荷が各区
域２２８ａ−２２８ａに累積するのは、これらの区域が
放射線に比較的長時間露出されるからである。区域２２
８Ｃは最も長時間放射線に露出される。しかし、区域２
２８Ｃにある電荷が区域２２６にある電荷よりも少ない
のは、開口２２０の透過度に比べてくぼみ２２２Ｃの透
過度が比較的低いからである（検出容積１０２の特定な
区域にある電荷の量は、その区域に入射するＸ線の強さ
と、区域がＸ線に露出される時間の量とに比例する）。

区域２２４は時間ｔ１から時間ｔ２まで空間を移動せず
、むしろ検出器１００がその区域に関して移動する。区
域２２４は作像される静止物体２１６に関して静止した
ままである。

説明を容易にするため、第８Ａ図および第８Ｂ図に示さ
れる検出器の収集容積はわずか８個の収集素子２２９　
（ｎｌ　−ｎ８　）に分けられ、検出器の幅当たり８本
の線のＸ方向における空間解像度を提供する（好適な実
施例では、これよりも高い解像度が所望されるので、単
位長さ当たりより多くの収集素子が使用される）。第９
図は、検出器１００が２方向に走査されるにつれて時間
に関する収集素子２２９の出力を示す。時間１−１ａで
、区域２２８ｃは収集容積１０４と接触する。素子ｎ６
およびｎ４は区域２２８　ｃ、と事実上接触しているが
、素子の残りは区域２２４と重なっていないので、検出
器ｎ６およびｎ４のみが出力信号を作る。時間ｔａで素
子ｎ３およびｎ４によって作られた出力信号は、区域２
２８ｃに集められた電荷に比例する。

時間ｔ　＝　ｔｌ）　）　ｔｅＬで、検出器１００はさ
らに２方向に動くので、区域２２６，２２８ｂおよび２
２８ｄは収集容積１０４と接触する。検出器ｎ６および
ｎ４は、上述の通り大量の電荷を含有する区域２２６と
接触する。したがって、素子ｎ３およびｎ４の出力は比
較的高い。素子ｎ１およびｎ２は区域２２８ｄと接触す
るが、素子ｎ５およびｎ６は区域２２８ｄと接触する。

区域２２８ｄおよび２２８ｂはほぼ同量の電荷を含有す
るので、素子ｎｌ、ｎ２．ｎ５およびｎ６はおのおのが
事実上同じ振幅を有する出力を作る０時間ｔ１．での素
子ｎ１．ｎ２．ｎ５およびｎ６の出力が時間１ａでの素
子ｎ６およびｎ４の出力にほぼ等しいのは、区域２２８
ｂ、２２８ｃおよび２２８ｄに入射する放射線の強さが
同じだからである。

時間ｔ　＝　ｔｃ）　ｔｂで、検出器１００は２方向に
さらに動くので、区域２２８ａは収集容積１０４と接触
する。区域２２８ａＫ集められた電荷は時間１ａで区域
２２８０に集められた電荷よりも事実上少ないが（第８
Ｂ図に示される通り）、時間１０で区域２２８ａに集め
られた電荷は時間ｔａで区域２２８Ｃに集められた電荷
にほぼ等しい（電荷は時間ｔａ　＜　ｔ　＜　ｔｃの間
に区域２２８ａに集められるので）。かくて、時間上〇
での素子ｎ３およびｎ４の出力は、時間ｔ１）での素子
”　１　ｙ　ｎ　２　＃ｎ５およびｎ６の出力にほぼ等
しく、また時間１ａでの素子ｎ６およびｎ４の出力にほ
ぼ等しい。

好適な実施例では、収集素子２２９の出力は素子の出力
を周期的にサンプルするデータ取得装置（図示されてい
ない）Ｋ加えられる。上述の通り、サンプリング・レー
トは２方向の装置２００の解像度を決定する。説明のた
めた、サンプリング周期を（ｔａ−ｔｏ）７６　　とし
、ただし１ａは区域２２４が最初に収集容積１０４と接
触する時間、七〇は区域２２４が最後に収集容積と接触
する時間であるとする。こうした状況の下で、２方向の
空間解像度（出力のサンプリング・レートによって定め
られる）は、Ｘ方向の空間解像度（検出器１００にある
収集素子２２９の数によって定められる）に等しい。換
言すれば、２方向の「空間素子」（収集素子２２９の出
力の出力信号サンプリング周期により定められる）は、
Ｘ方向の収集素子２２９の幅に等しい幅を有する。

在来の像処理および増強を受けてから、データ取得装置
の出力は第１０図に示されるように表示装置２３０に表
示される。表示装置２３０は、上述の空間解像素子に対
応する像解像素子２３２におけるＺ’　−１’座標系の
物体２１６の像を表示する。

合成像２３４は、物体２１６の開口２２０を通るＸ線の
強さに対応する強さを持つ正方形の中央区域２３６と、
物体のくぼみ２２２ａ−２２２４を通るＸ線の強さに対
応する強さを持つ正方形の区域２３８ａ−２３８ａとを
含んでいる。表示装置２３０の残部の強さが０であるの
は、物体２１６の残部のＸ＠ＩｆＣ対する透過度が０だ
からである。

上述の通り、本発明では、検出器１００は電荷キャリヤ
の速度Ｖ　　　の大きさに等しい大きさｒｉｆｔ の速度ｖａａユ。で電荷キャリヤのドリフトの方向と反
対の方向に移動される。検出器１００は、マイクロプロ
セッサの制御を受けて作動されるステップ・モータのよ
うな任意な在来の機械または電気機械装置によって移動
され、また在来の機械歯車装置により第６Ａ図および第
６Ｂ図に略示されるアーム釦接続される。好適な実施例
では、電荷キャリヤが動く方向は電界の方向によって定
められる。電荷キャリヤが動く速度Ｖ　　　は電界の強
ｒｉｆｔ さおよび電荷キャリヤの運動性忙よって定められる。か
くて、好適な実施例の適当な作動の条件の１つは、電界
が一定かつ一様であって適当な強さの値を有することで
ある。

媒体の両端に十分率さな電界が加えられると、媒体内の
電荷キャリヤは電界の強さに比例する速度で電界の線に
沿ってドリフトする傾向がある。

このドリフト速度は拡散によるキャリヤの速度には無関
係であり、媒体内の電荷キャリヤの全収集により重ねら
れた追加の速度と見なすことができる。電荷キャリヤの
衝突間に電界によって電荷キャリヤに与えられるエネル
ギが電荷キャリヤの熱エネルギに比べて小さいときは、
電界の強さは十分「小」である。この基準を満足する最
大電界強さは、媒体の密度と共に直線的に増加し、また
一般にイオン（正電荷キャリヤ）の場合の方が電子（負
電荷キャリヤ）の場合よりもはるか釦高い。

入射放射線の吸収は、負および正の電荷キャリヤ金倉む
電荷キャリヤ対を作る。電荷を作る機構は比較的よく理
解されている。例えば、媒体がキセノン・ガスであって
、適度なエネルギのｘｌｌｌｌｌがその中で相互作用す
るならば、キセノンとＸ線との最も考えられる相互作用
工程は光電効果であり、その場合光電子は１個以上の螢
光光子およびオージェ電子と共にキセノン原子の内部シ
ェルから射出される。光電子およびオージェ電子は比較
的活動的であり、したがってそれらが媒体の追加分子と
衝突するにつれて、より低い運動のエネルギを持つ追加
のイオン対を作る。この結果は電荷の雲であり、その大
きさは一次陽子、電子および散乱陽子の吸収に左右され
る。

最も濃密な電荷は、入射光子によって検出媒体の原子か
ら追い出された光電子から生じる。これらの高エネルギ
電子はエネルギを失うにつれて二次イオン化を生じさせ
る。光電子が走行する距離は、その初度エネルギおよび
検出媒体内の特有なエネルギ損ｄＫ／ｄｘに左右される
。電子はエネルギを失うにつれて直線通路で走行せず、
その代わりに各衝突後ランダムな方向に散乱する。５　
［Ｉ　ＫｅＶの電子の有効範囲は、高圧気体、液体およ
び固体で０．１ｎ未満である。

１個の高エネルギ電子によって作られる二次イオン化か
ら生じる電荷雲は、電子の発生位置について対称であり
、第１１図に示されるような放射状分布を持つ球形であ
る。例えばＲｕｔ　ｔらの「走査投影放射線撮影用のキ
セノン・イオン化検出器二理論的考察」、第１０巻、第
６号、医学物理２８４．２８５（１９８３）参照。関数
ｎ（ｒ）が単位容積当たりの作られたイオン対の数と定
義されるならば、４πｒ”Ｂ　（ｒ）ｄｒは半径ｒで厚
さｄｒの球殻内の帯電対の総数である。第１１図は半径
ｒの関数としてのこの総数のプロットである。

第１１図から見られる通り、光電子の発生場所に関して
作られる電荷キャリヤの数は小さなｒの値についてｒと
共に急速に増加し、最大となり、次にｒのより大きな値
について除々に減少する。

いったん作られると、電荷の球形雲は、信号収集容積１
０４に達するまで一様な電界を通してＶリフトする。あ
る時点で電荷の球形雲から生じる信号（例えば検出器１
００の２座標位置）は、収集容積１０４の増分スライス
ｄｚにある電荷の総数である。第１２図はかかる増分ス
ライスｄｚにある電荷の量のグラフ表示である。この量
は、媒体の放射状分布を与えられた特定の媒体の円筒座
標において容易に算出される。理想的には、信号の大部
分は２方向にある所望の解像素子の大きさに対応する時
間よりも短い時間（すなわち２距離）Ｋ集められるべき
である。

吸収される各光子の電荷雲の有限の大きさおよびドリフ
ト領域内の雲からの電荷の拡散が解像素子に比べて小さ
ければ、解像度の主な損失は１つの容積素子で散乱され
かつもう１つの容積素子で吸収される光子に起因する（
この場合検出素子は唯一の収容素子１０６によって信号
を作らせるイオン化現象を生じる検出容積１０２の一部
と１て定義される）。この散乱は、コンプトン散乱とに
螢元元子との両方を含む。二次光子は多くの異なる容積
素子で吸収される。この散乱のために、低周波背景が検
出器１００の出力信号に加えられ、像のぼやけを生じさ
せる。像のぼやけの程度は、Ｘ線エネルヤおよび検出媒
体の形式に左右される。

二次および散乱光子の発生も各容積素子からの信号の損
失を生じ、かくて検出器１００の検出量効＊を減少させ
る（すなわち装置は放射線を信号に有効に変換しない）
。空間解像度および検出量効ＩＫ及ぼす二次光子の影響
は、媒体の原子数および密度に左右されるとともに、検
出容積１０２の形状および信号収集容積１０４に左右さ
れる。

周知の通り、粒子は濃度こう配の影響を受けて広がった
り散乱する。流体内の粒子の平均自由通路に比べて大き
な寸法の空間に閉じ込められた流体を考えてみる。一定
の温度でかつ外部の力がない場合に、囲まれた空間のあ
らゆる部分にある粒子の一様な濃度を作るため忙あらゆ
る方向の粒子の自然な運動（すなわち拡散）が存在する
。周知の通り、流体の粒子はその熱攪拌の結果としてあ
らゆる方向に一定の運動をする。ランダムな運動は、空
間にある粒子のより高い濃度の区域にある粒子を空間に
ある粒子のより低い濃度の区域に向って拡散させる。

電荷キャリヤが検出容積１０２にある媒体内に作られる
とき、電荷キャリヤの熱運動はそれらを発生の場所から
拡散させる。この拡散運動は、媒体自身の分子とのラン
ダムな衝突忙よって妨げられる。電荷の平均自由通路が
問題の距離に比べて短いときは、１群の電荷の動作は下
記の拡散式を用いて予測することができる ｙ＝−Ｄ−（１０） ｚ ただしＮは拡散率、Ｄは拡散係数、Ｃは空間における電
荷キャリヤの濃度、２は拡散の方向忙おける距離である
（もちろん、電荷は２方向だけではなく全方向に拡散す
る）。拡散係数りは電荷キャリヤと媒体との共同特性で
ある。大気圧で気体内の分子の平均自由通路は０．Ｉ　
Ｘ　１０″″６メートル程度である。

したがって、電荷キャリヤ１１４の雲が検出器１００の
検出容積１０２を通ってドリフトする忙つれて、雲の質
量の中心から離れる個々の電荷の拡散がある。所望の検
出器解像度を得るために、この拡散は装置２００の解像
素子の大きさに比べて比較的小でなければならない。

電荷キャリヤのＰ　ＩＪ　７　ト速度ｖｄｒ１ｆｔハ、
下記の関係式忙より、イオンの可動性μおよび電界Ｅか
ら算出することができる： 小さな電界の強さでは、電荷の可動性はアインショタイ
ンの関係式によって拡散係数に直線に関連される。

Ｄ　−／ｊｋＴ／ｅ　　　　　　　　（１２）ただしｋ
はポルツマンの定数、Ｔは絶対温度、θ参照、その全文
は参考としてここｋそっくり組み込まれている。

拡散忙よる時間ｔの関数として原点からの電荷の実効値
（ｒｍｓ　）変位２は、下記の通りである：Ｚ　＝　（
４Ｄｔ／Ｋ　）”　　　　　　　（１３）電荷が検出容
積１０２の片側から他側へ、距離りだけドリフトするに
要する時間は下記の通りである： ｔ　＝　ｈ　／　ｖｄｒｉｆｔ　　　　　　　　（１４
）第１１．１２および１３式を第１４弐忙代入すると、
下記の式が得られる： ただしＶ　−Ｋｈはギャップｈの両端の電圧降下である
。したがって、ｒｍｓ拡散変位はドリフト通路りの分数
として表わされ、ギャップの両端の電圧降下の平方根に
反比例する。

室温２０℃（２９８°Ｋ）で、乗係数Ｖ−ｚノ値は０．
１８１である。したがって、室温では、第１５式は下記
のようになる： 与えられた「リフト速度およびｙ　ＩＪ　７　ト長さで
は、検出器１００の他の要求事項と一致した媒体内の電
荷キャリヤの最小可動性を得ることが望ましい。

気体、液体および固体状態の異なる材料に関するある代
表的な可動性は下記第１表に列記されている。第１表に
列記される値は、下記資料源から得られたものである：
　Ｄｒｏａｔらの「ディジタル放射線撮影−のキセノン
・イオン化検出器」、９医学物理２２４　３０　（１９
８２）　；　Ｖａｒｎｅｙの「クリプトンおよびキセノ
ンにおけるイオンのドリフト速度」、８８物理学評論誌
、６６２−６４（１９５２）　；　！ｉｕｍｍｅｌらの
４４物理化学誌３４３１　（１９６６）　；　Ｄａｖｉ
ａらの３９物理化学誌９４７（１９６２）；Ｄｏｅらの
「液体７／ｌ／ゴン時間投影室」、時間投影室（４１０
８Ａ工Ｐ会議議に−９２（第６４版ＯＲＯゾｌ／ス１９
８３）。これらの値を正しい相互関係忙するため忙、ド
リフト長さを横切る電荷雲の質量の中心からの電荷キャ
リヤの予想ｒｍｓ拡散長さ２は、１０ｏｃＩＬ／θのド
リフト速度と１ＣＩＩＬの高さの検出器１００について
計算された。これらの計算値も、１００　ａｒｔ／ｓの
）Ｆ　＋７フト速度を得る忙要する電界の強さＥと共に
１各材料について第１表に列記されている。

Ｊｉｌ　　　　　　　燭　　　　　　＊Ｗ　　　囮　　
長生導体研究の大部は信号伝搬の速度を下げるのではな
く上げることに向けられてきたのは注目に価する。半導
体媒体に導入されたドープ剤は電子およびホールの可動
性を減少させる。しかしある応用では、極めて速い走査
速度（すなわち２方向における検出器１００の高速運動
）を要求することがあり、その場合現在使用される半導
体材料によって提供されるより高い可動性は、小さな電
界領域での作動を保つべきならば、必要と思われる。

気体媒体が使用されるならば、可動性を変えたり他の理
由で、他の気体が元種に加えられることがある。検出容
積１０２にある媒体は、装置２００を使用する特定の応
用で適当な電荷の可動性を有する事実上どんな材料でも
含むことができる。かくて、気体および液体（流体）の
イオン化室またはシリコン、ゲルマニウム、テルル化カ
ドミウムその他の材料を使用するような固体検出器は、
それぞれの応用次第で本発明にすべて使用される。

比較的高い検出量効率を達成するために、検出媒体は比
較的高いＸ線吸収係数を有することが望ましい。原子の
数が比較的多くかつ密度が比較的高い材料は、原子の数
が比較的少なくかつ密度が比較的低い材料よりも、ディ
ジタル放射線撮影のような応用に検出媒体として用いる
のに適していると思われる。しかし、電荷キャリヤが作
られて事実上一定の速度でドリフトするようｋされる材
料はすべて、好適な実施例において検出媒体として使用
される。

現在好適な実施例では、使用される検出材料はキセノン
−ガスであり、検出器１００はガス・イオン化室３００
の形をとる。第１３図は室３００の側断面図である。室
３００は、比較的薄い窓３０４が形成されている圧力を
通さないアルミニウム圧力容器３０２を含んでいる。窓
３０４１Ｃ入射する放射線は窓を通って室３００に入る
。窓３０４以外の容器３０２の壁は比較的濃密で、Ｘ線
を通さない。したがって、窓３０４に向けられるＸ線の
みが室３００に入る。　　・ 検出器に入るＸ線ビームの厚さは、患−者の手前にある
コリメータの対向辺間の分離距離を変えることによって
変えられる（第２図に示されるコリメータ１４に形成さ
れたスロット３２参照）。これは、例えばＸ線ビームの
厚さを減少することによって空間電荷作用の解像度劣化
を少なくする場合忙、極めて重要である。またビームの
厚さは、所望の空間解像度を得るためにも、密度を高く
する目的で積分時間を増加させる（したがって量ノイズ
作用を減少させる）ためにも、変えることができる。

高圧板（電極）３０６が絶縁物３０８の上に置かれてい
る。絶縁物３０８は順次、室３００の中の容器３０２の
壁３１０の上に置かれている。同様な形で、少なくとも
１つの収集電極３１２が絶縁物３１４の上に置かれ、絶
縁物は室３００の中の容器３０２の壁３１６の上に置か
れている。高圧板３０６および収集電極３１２はおのお
の、外部容器３０２から在来のフィードスルー絶縁物な
ど（図示されていない）を介して電気的に接近し得る導
電板を含む。

高圧板３０６は、収集電極３１２に向って室３００に面
する事実上平らな表面３１８ｆｉ！：形成する。同様に
、収集電極３１２は室３０口および高圧板３０６の対向
する表面に面する事実上平らな表面３２０ｔ−形成する
。表面３１８と３２０との間の空間は検出容積１０２ｔ
−含み、検出媒体（好適な実施例では所定の温度および
圧力のキセノン・ガス）で満たされている。表面３１８
と３２０との間の距離は任意な具合のよい値に選択され
るが（サンプリング方向の解像がこの距離に左右されず
、出力信号のサンプリング・レートに左右されるので）
、距離はドリフトする電荷キャリヤの容積再結合が過度
となるほど大きくてはならない。

距離は、光子ノイズの作用を減少させるよう、に所望の
電荷積分周期を提供しかつ所望の検出量効率を提供する
走査速度Ｖ　　にしたがって選択されｃａｎ るべきである。好適な実施例では、表面３１８と３２０
との間の距離は約２ｍ−２０ｓ＋ｍの範囲内である。

収集電極３１２は事実上の大地電圧忙外部接続されるが
、高圧板３０６は比較的高い定電圧（好適な実施例では
約５　ＫＶ　）　Ｋ電気接続される。表面３１８と３２
０との間の電圧降下により、電界線３２２が２つの表面
間に作られる。表面３１８と３２０との間釦ある電界は
事実上一様かつ一定であるｃ室３００の前部近く（第１
３図参照）、および室の後部近くｆｒ−除く）。

好適な実施例では、１個ではなく複数個のそれぞれの収
集電極３１２が絶縁物３１４の上に直線アレイの形で配
列されている。各収集電極３１２は、平面でありかつ高
圧板３０６の表面廻対向する表面３２０を形成している
。複数個の収集電極の平面はすべて共面である（したが
って、これらの表面は共に１つの面を形成する）。各収
集電極３１２は第４Ａ図の収集素子１０６に相当する。

所望の場合、素子は複数個の収集電極３１２の隣接電極
間に置かれて、収集素子１０６の間の漏話を減少させる
ことができるが、ただし検出量効率はあまり重大に低下
されず、素子間隔はかかるセパレータの追加により悪影
響を受けない（また導電セパレータあるいはＩ８縁セパ
レータの近くに溜まる電荷忙起因するＥ電界ひずみはあ
まり重大ではない）。

前述の通り、信号収集領域はＸ線検出領域内をｔＦ　Ｉ
Ｊアフトる電荷キャリヤによって誘起されるどんな信号
からも遮へいされなければならない。したがって、好適
な実施例では、在来の７リツシユ・グリッド３２４が高
圧板３０６と収集電極３１２との間に平行に置かれ、か
つ収集電極２１２から所定の距離だけ隔てられる。７リ
ツシユ・グリッド３２４の設計および構造に関する詳細
は、例えば下記の参考書に見られる：　Ｗｉ’１ｋｉｎ
ｓｏｎのイオン乙４、第２章、第３７−３９頁および第
６章、第６．１節（ＭｃＧｒａｗ−Ｈ１ｌ’ｌ　１９４
９　）　；　Ｂｕｎｅｍａｎらの「グリッドイオン化室
の設計」、Ａ　２７　Ｃａｎ、　、Ｔ。

Ｒｅａ、　１９１　（１９４９）　；　Ｏ，Ｒ，Ｆｒ１
ｓｃｈの未公表報告書ＢＲ−４９、英国原子方プロジェ
クト；ならびにＨｏｕｓｔｏｎの米国特許第４，０４７
，０４０号（１９７７）。

Ｘ線がグリッド３２４と表面３２０との間の空間に入る
ことが望ましくないのは、グリッドがこの空間内の電荷
キャリヤを遮へいせず、したがって電荷が収集電極３１
２に絶えず電荷を誘起するからである。したがって好適
な実施例では、患者の手前のコリメータは表面３１８と
グリッド３２４との間の距離よりも広くないＸ線ビーム
金作るように設計されている（かくてこれら２つの間の
空間は検出容積１０２を含んでいる）。それでもやはり
、、グリッド３２４を通って表面３２０に至る検出容積
１０２で作られた電荷は、それらがグリッド３２４を通
る時間から収集電極３１２に絶えず電荷を誘起する。し
たがって、グリッド３２４と表面３１８との間の距離に
関してグリノ）’　３２４と表面３２０との間の距離を
適当に選択することにより、また収集電極３１２と高圧
板３０６との電圧に関してグリッド電圧を選択すること
によって、グリッド３２４と表面３２０との間の電圧の
強さくしたがって電荷キャリヤの速度ｖｄｒｉｆｔ　）
を増加させることが望ましい。こうして、グリノｒ３２
４と電極３１２との間の空間忙電荷キャリヤが存在する
時間は、解像度の損失およびそれによる儂のばやけを減
少するように極めて短くすることができる。

Ｘ線が窓３０４から室３００に入ると、それは検出容積
１０２の中でキセノン・ガスをイオン化して、前述の通
り電荷キャリヤの冥１１（１作る。

電荷対の電子は電界の力を受けて高圧板３０６の方にド
リフトし始めるが、正イオンは収集電極３１２の方にド
リフトする。正イオンがグリッド３２４を通るとき、そ
れらは電極に当たる時まで増加する電荷を収集電極３１
２の上に誘起し始める。収集電極３１２に流れる電流（
在来の装置で測定される）は、収集電極に当たる電荷キ
ャリヤの数に比例し、したがって室３００に入るＸ線の
強さに比例する。

好適な実施例の室３０口は、正イオンが収集電極３１２
の方にｐ　ＩＪアフトる速度に事実上等しい速度で（ま
たは負イオンが収集されている場合は負イオンの速度で
）、前述の通り２方向忙移動（または回転）される。し
たがって−正イオンの雲１１４はＸ線源（図示されてい
ない）に関して固定され、２方向の収集電極の位置が２
方向の電荷雲の位置に相当する時点で収集電極３１２に
当たる。こうして、ガス−イオン化室３００は本発明に
より１−キネスタチック」モー−で作動され１前述の利
点をすべて得る。前述の通り、走査方向における検出器
１００の空間解像度はサンプリング時間τおよび走査速
度Ｖ　　の積に左右される　ｃａｎ が、表面３１８と３２０との間のギャップには左右され
ない。

電荷冥のドリフト速度が知られるので、検出器１００は
Ｖ　　　と等しい大きさの速度で動かさｄｒｉｆす れることは、本発明の作動にとって重要である。

ＩＦ　＋７フト速度は、表面３１８と３２０との間忙あ
る電界が一様である程度まで一定であるに過ぎない。し
たがって、高圧電極３０６および収集電極３１２は検出
容積１０２の電界が電荷の一リフトの所望方向に対して
一定、一様かつ平行であることを保証するように設計さ
れなければならない。

表面３１８と３２０との間の電界に少しでもひずみがあ
ると、表面３１８と３２０との間の電界力線に沿う通路
長さ忙おける変化およびＰ　１７フト速度の変化による
非直線性ならび忙運動のぼやけが生じることがある。

電界がひずみを受けることがあるガス・イオン化室３０
０内の１つ領域は、前部窓３０４または室の後壁（図示
されていない）に近い空間にある。

第１３図は放射線入射窓３０４および電極３０６と３１
２に直交する断面の計算された導電付線を示す。電界は
検出容積１０２において均質で、一様で、かつ一定の奥
行がある。しかし窓３０４の近くでは、電界線の密度が
減少され、電界はこの区域で平均値より低い値を持ち、
力線の曲げが生じる。窓３０４の区域における電界のひ
ずみは、窓の近くに「死空間」を作ることによって検出
器１００の検出量効ｒＡを減少させる。電界の力線はこ
の［死空間の収集電極３１２ではなく容器３０２で終る
ので、「死空間」に作られる電荷は窓３０４に当たり、
検出器１００の信号出力に貢献しない。

さらに重要と思わることは、窓３０４の近くの収集電極
３１２の方を指さない力線は直線ではなく湾曲され、そ
れによって力線が直線であった場合よりも長い通路にわ
たってそれらに続ぐ電荷キャリヤを走行させることであ
る。像のぼやけが生じるのは、かかる電荷キャリヤが検
出容積１０２を横切るのに長い時間がかり、したがって
検出器１００が一定の速度で２方向に移動されるときに
空間に静止しないからである。

第１４図は、窓３０４の近くの領域で電界をさらに一様
にさせる装置３２６を含む、本発明によるガス・イオン
化室３００のもう１つの実施例の側断面図である。窓３
０４の近くにある電界のひずみを減少させるためＫ、装
置３２６は窓の内面３２８に近い電圧分布を室３００の
内部深くにある電圧分布と全くまたはほぼ同じに保つ。

第１４図に示される実施例では、絶縁または単結縁材料
の層３３０が表面３２８の上に置かれ、複数個の一様に
隔置された平行な導電（例えば金属）ストリップ３３２
が絶縁層忙固定されている。

ス）　ＩＪッゾ３３２は外部分圧器３３４に接続され、
分圧器は高圧板３０６の電圧と収集電極３１２の電圧と
の間に接続されている。分圧器３３４はそれに加えられ
る電圧を不連続なステップで逓降させ、逓降された電圧
をス）　ＩＪツブ３３２に加えて、表面３２８の上の位
置に室３００の内部深くの対応する位置と等しい電界の
強さを持たせる。板３０６に近いストリップ３３２に加
えられる電圧は収集電極３１２に近いストリップ３３２
に加えられる電圧よりも高く、分圧器３３４はそれが作
る電圧がストリップ３３２の物理的位置に対応するよう
に作られている。

こうして、電極３０６と３１２との間に作られる電界の
力線は、窓３０４の近くで最小のひずみを有する。所望
の場合、ストリップ３３２および分圧器３３４は、室３
００の内部の電圧分布に絶えず合致するように連続内部
分圧器として働く高抵抗材料の連続シートに置き替える
ことができる。

第１４図に示される実施例の利点は、より高い量検出効
率（「死空間」の減少による）およびより高い空間解像
度（を界ひずみの減少忙よる）などである。かかる電極
または抵抗性ストリップは、。

そこに生じる電界のひずみを修正するように室３００の
後壁（図示されていない）に置くこともできる。こうし
て、室の前窓および後窓にかかる電圧は２方尚の距離を
直１ｍ忙変えさせることかでき、それによって電荷が室
をドリア、トする間忙電荷の薄い平面を平らに保たせ、
それにより空間解像が改善される。

電界をひずませるもう１つの作用は、検出器１００の検
出容積１０２に作られる電荷の空間電荷である。第１６
図に示される実施例では、正電荷キャリヤの密度は表面
３１８ｆＣごく近い位置での０から表面３２０のすぐ隣
りの区域における一定の値慌まで直線的忙変化する。同
様に、負電荷キャリヤの密度は表面３１８の近くのｎ−
から表面３２００近くの０まで直線的に変化する。これ
らの定数ぺおよびｎ／；の値は、検出容積１０２におけ
る材料のイオン化率、イオンが）−”　ＩＪ　７　トす
る通路の長さ、電界の強さ、および材料内のイオンの可
動性に左右される。ポアソンの式（ｍｋｓ単位） Ｕ（Ｚ）　＝−ρ／ε　　　　（１７）および ｐ＝　−（ｎ”ｚ　−ｎ−（ｈ−ｚ））　　　　　（１
８）が境界条件Ｕ（０）＝ｖｏ、　Ｕ（ｈ）＝０ならび
に’Ｅｏ＝Ｖｏ／ｈの下で ０（ｚ（ｈ　　　　　　　　　（１９）について解かれ
るならば、下記の関係が得られる二上記第２０式の第２
項は電界の強さの空間電荷成分である。一定の電界を保
つために、この空間電荷成分は外部電界Ｅ０と比較して
小でなければならない。

正および負の電荷キャリヤが同じ可動性を有するとき、
ｎｏ　””　ｎｏ　””　ｎｏ　　となり、また第２０
式は次のよう忙簡潔化される 第２１式の直観的解釈によると、空間電荷はｒリフト領
域の中心における電界の強さを減少させるとともに、端
近くでそれを増加させる。

負の電荷キャリヤが正の電荷キャリヤのドリフト速度よ
りもはるかに大きい速度でドリフトするとき、第２０式
は次のように簡潔化されるこの場合、空間電荷は高圧電
極３０６の表面３１８の近くの電界の強さを減少させる
とともに収集電極３１２の表面３２０の近くの電界の強
さを増加させる。

電界の強さの最大の変化はｚ＝ｈにおける第２２式によ
って示される場合に生じ、すなわちドリフト長さ／αに
おいて電荷キャリヤ濃度ｎ。

が１０８ｃｗｔ−”　である場合、電荷から生じる最大
電界はほぼ６０Ｖ／ａｎである。

一定の電荷キャリヤ・ドリフト速度を保つために、Ｘ線
フラックスは空間電荷の影響による検出容積１０２の内
部の電界の者しい変化を防止するタケ低り保たれなけれ
ばならない。Ｘ線光子統計と高Ｘ線フジンクスでの電界
の非一様性による空間のぼやけとの間に兼ね合いが存在
する。固定ドリフトまたは走査速度および全放射線量に
ついて、電荷分布から生じる電界の微小変化は）０１７
フト距離ならびに可動性と共に直線的に増加する。しか
し、より強い入射交線が許されかつ所望される他の応用
では、過度の空間電荷が電荷キャリヤのげＩＪ７ト速度
の一様性に悪い影響を及ぼさないように留意しなげれば
ならない。これは、Ｘ線ビームの厚さを減少させたり、
可動性の低い検出媒体または相互作用するビーム光子当
りにより少ない電荷キャリヤを作る検出媒体を使用した
りすることによって行うことができる。

第１５図は、電極３０６の表面３１８が平らでかつ表面
３２０に平行ではなく、傾斜されたり湾曲される、本発
明によるガス・イオン化室検出器３００のもう１つの実
施例の側断面図である。

第１５図に示される実施例では、電界の強さは検出容積
１０２の奥行（ｙ座標）と共に変化する。

窓３０４の近くに作られる電荷キャリヤは、室３００の
より深くに作られる電荷キャリヤに加えられる電界の強
さと異なる電界の強さを受ける。

高電圧板を傾斜させる能力は、検出器１００の前にある
高い空間電荷を一部補償するとともに、他の利点全も備
えている。

例えば、第６Ａ図および第６Ｂ図から、検出器１００の
後部に近い（すなわち放射源２０２からさらに離れた）
線２１４の上に作られる電荷雲は、線２１４の上の電荷
雲がすべて収集容積１０４に同時に入るならば、検出器
の前部に近い（すなわち放射線により近い）線２１４の
±に作られる電荷雲の速度より少し速い速度で走行しな
ければならない。これは、検出器の後部における検出媒
体が検出器の回転により検出器の前部における検出媒体
よりも少し速く動くからである。かくて、移動するとと
もに回転する装置では、検出器の後部における電界の強
さは検出器の前部における電界の強さよりも少し強く、
それによって検出器を通じての電荷雲の速度が電荷雲の
走行する検出媒体の部分の速度に全く等しくかつ正反対
であることが保証されなければならない。

この結果は、第１５図に示される方向と反対の方向に高
圧板（すなわち電極３０６の表面３１６）を少し傾斜さ
せることによって最も容易に得られるので、表面３１６
と３２０との間のギャップの幅は検出器の後部（すなわ
ち窓３０４から離れた所）でよりも検出器の前部（すな
わち窓３０４忙近い所）で少し大５きい。検出器の前部
での電界の強さよりも大きい電界の強さを室３００の後
部で（例えば連続抵抗性ス）　ＩＪツブを同じ方法で用
いるなどして、室の前部から後部忙かけて少し増加する
電圧こう配を作るように高圧板の上にＸ方向にわたる導
電材料の分離されたストリツ７°を置くことによって）
作る他の装置を代わりに使用することができる。

第１６図は、第６Ａ図および第６Ｂ図に示された走査フ
ァン・ビーム放射線撮影装置２００の現在好適な実施例
のブロック、図である。装置２００は放射線２０２、コ
リメータ２０６および検出器１００に加えて、下記の構
成部品、すなわち走査モータ２５０、高圧源２５４、電
子ディジタイプ２５６、電子ディジタル・コンピュータ
２５８、電子データ記憶装置２６０、および電子像表示
装置２６２を含んでいる。前述の通り、放射源２０２は
ｘｍｔコリメータ２０６に向ける。コリメータ２０６は
Ｘ線をファン・ビーム２１０にコリメートシ、ファン・
ビームを患者２６４（または問題の他の物体）ＩＩＣ向
ける。患者２６４は、所望の場合コンピュータ２５８に
よって自動調節可能な位置にある台の上に横になること
ができる。患者２６４を通過する放射線は、検出器１０
０によって検出される。検出器１００が第１３図に示さ
れる実施例の形をとるならば、それは圧力制御器２５２
（圧力のかかったキセノン・ガスを検出器に供給する）
および高圧源２５４（検出器の内部に電界を作るに要す
る電圧を供給する）に接続される。圧力制御器２５２は
、室３００の内部忙所望の所定ガス圧力が保たれるよつ
忙、自動または手動で検出器１００の内部のキセノン・
ガスの圧力を変える。高圧源２５４は、電界の強さが変
えられるよう釦電極３０６と３１２との間の電圧を（ま
た７リツシユーグリツｐ３２４の電圧をも）自動または
手動で選択する。前述の通り１検出器１００の中のガス
の密度または検出器の中の電界の強さもしくは両方を変
えることによって、電荷キャリヤのドリフト速度ｖＩｌ
ｌｒ□ｆｔを（検出器の他のパラメータと共Ｋ）選択す
ることができる。

走査モータ２５０は、第６Ａ図および第６Ｂ図について
前に説明した通り、コリメータ２０６および検出器１０
００両方に機械接続されている。

好適な実施例の走査モータ２５０は、電子ディジタル・
コンピュータ２５８の制御を受けて作動され、異なる走
査率を選択できる速度を持っている。

ドリフトする電荷キャリヤのｒリフト速度Ｖｄｒｉｆｔ
と走査モータ２５０の速度との間に必要な明確な関係に
より、装置２００は走査そ一夕２５０の所望速度を選択
し次に圧力制御器２５２と高圧源２５４を調節してイオ
ン化ｒリフト速度を（例えば像のぼやけが最小になるよ
うに）微同調することによって較正される。検出器１０
０が走査される速度は、運動人造物および最大の放射源
２０２の反復時間を除去するように常に選択される。

検出器１００の電気出力は、コンピュータ２５８Ｏｆｆ
ｔｌＪ御を受けて選択されるサンプリング・レートを持
つ在来の電子ディジタイプ２５６の人力に加えられゐ。

電子ディジタイｆ２５６は所定の周期を置いて検出器１
００の電気出力をサンプルし、合成振幅測定値をディジ
タル値に変換する。コンピュータ２５８は、既知の方法
を用いてディジタイプ２５６により作られるディジタル
値を分析し、患者２６４を通過するＸ線の強さの空間分
布の像を作る。電子像表示装置２６２は作られた像を表
示する一方、電子データ記憶装置２６０は後で検索およ
び分析するために像をディジタルの形で記憶する。

実施例は上記に詳しく説明されたが、当業者は本発明の
新しい有利な特徴から逸脱せずに多くの変化および変形
が作られることを認めると思う。

さらに、本発明は決して上記の特定な構成部品に制限さ
れず、むしろいろいろな他の方法で実施することができ
る。

例えば、好適な実施例は検出容積の電荷キャリヤによる
連続電荷誘導に対して収集電極を敏感でなくするフリツ
シュ・グリフｐを使用しているう（検出器に接続される
データ取得装置または信号収集素子は、収集電極に流れ
る電流の量的増加のみを検出して連続電流増加を検出し
ないようにさ九フリツシューグリッドが除去される。フ
リツシエ・グリッドにより供給される遮へいも、検出器
が収集電極の近くで電荷増倍（「なだれ作用」）を誘起
するだけの高い電界の強さで作動された場合は不要とな
り、電荷増倍の開始に起因する大きな振幅の電荷にのみ
それを敏感にさせるように収集電極に接続される電子回
路を敏感でなくする。別法として、フリッシュ・グリシ
ｒは反対極性の電荷キャリヤから力線の大部分を受ける
ように置かれた任意な第６電極と取り替えることができ
る。

好適な実施例は１個の７リツシユ・グリツｒ金用いて説
明されたが、２個以上のフリツシュ・グリッドをイオン
化室内の異なる２位置に置いて、室ｔ−３つ（以上）の
容積に分けることができる。

第１７リツシユ・グリッドの位置は第２７リツシユ・グ
リシＹの位置に関して（Ｘ方向またはｙ方向もしくは両
方向釦）移動されるので、第１７リツシユ・グリシｒの
ワイヤは第２フリツシユ働グリツｒのワイヤの中間に（
Ｘまたはｙ方向もしくは両方向に）置かれる。検出器の
空間解像度は最後の電界と最初の電界との比に関係があ
るので、例えば９：１の電界比を持つフリツシュ・グリ
ッド検出器は、２つの３＝１電界ブーストを持つ双グリ
ツＶ室と同じ解像度を有する。しかし、２グリツド室の
実際の解像度が１グリツド室の解像度よりも良好である
のは、第２グリツドが第１グリツｆにより作られる電界
ひずみを補償するようにされるからである。

好適な実施例の収集素子はｙ方向に連続である。

しかし、信号収集器はｙ方向に複数個のセグメントに分
割されるので、前部収集器セグメントは顕著に低いエネ
ルギのＸ線を受けるが、後部収集器セグメントは顕著い
高いエネルギのｘｍｗ受ける。

同様に、異なる２位置に置かれる２個の平行検出器が使
用され、またＸ線ビームは高低エネルギのＸ線が交互に
作られるように反復スイッチされる。

スイッチング反復間の比および検出器間の距離力（１つ
の検出器の低エネルギ・パルスが他の検出器の低エネル
ギ・パルスと共にインターリーブされるように選択され
るならば、全空間は高低両エネルギ・ビームによって完
全に覆わる。かかる二重式エネルギ作像は、像から１つ
の背景成分（例えば骨）の除去を可能にする。収集容積
１ｋｙ方向に複数個のセグメントに分割することは、Ｘ
Ｇビームのスイッチの必要をなくして１個だけの検出器
の使用を可能にするという利点をもたらす。異なる２位
置に検出器を平行位置くことは、エネルギの分離をより
良くし、したがって成分減少をより良くする。

検出媒体忙誘起される電界は一般に一様かつ一定でなけ
ればならないが、ときには・時間的ＩＣまたは検出器内
の位置忙より電界の強さを変えたいと思うことがある。

例えば、検出器が放射源の焦点のまわりをピボット回転
される場合、下記のように電界の強さを変えたいと思う
ことがあるＥ、（ｙ）　＝　Ｈｚ（Ｔｏ）・−（２４）
Ｏ ただし、例えばｙ。はピボット点から検出器の前部窓ま
での距離である。こうして、検出器を通じての電荷キャ
リヤのｒリフト速度は、ぎポット点から電荷キャリヤの
放射距離と共に直接変化するよ５にされる。検出媒体は
放射距離と共に直接変化する速度でも動いて（・るので
、媒体のすべてのｙ値で「運動均衡」が達成され、それ
忙よって空間解像度の損失が防止される。電界の強さは
このように高圧板を傾斜させることによって変えられる
ので、２個の電極間のギャップΔＺ（ｙ）はΔＺ（ｙ）
・７０／７　％すなわち前述のような湾曲板、抵抗性ス
）　ＩＪツブ、または分離導電フィンガの場合にはぼ等
しい。

第１５図について説明した通り、検出器の後部近くより
もに検出器の前部近くにより大きな電界の強さを作るの
が望ましいことがある。これは検出器のピボット作用を
説明する必要のある修正に対して電界の強さの修正を必
要とするので、これら２つの問題の最悪を修正する兼ね
合いが必要となることがある。

好適な実施例では正イオンが検出されているが、負イオ
ンまたは正負側イオンが、例えば高圧の極性金逆にする
ことによって検出される。同様に、正帯電または負帯電
の電極が収集電極として使用される。

好適実施例は電荷積分モーｒで作動するものとして説明
されたが、本発明は電荷カウント（比例カウンタ）モー
ドのような他の作動モーｒでもおそらく適用性を見いだ
すと思われる。

好適な実施例はイオン化媒体としてキセノン・ガスを使
用しているが、事実上あらゆる材料（固体、液体または
気体；絶縁、半導電あるいは導電）を代用することがで
きる。負電荷キャリヤの速度を減少するために、「電子
掃除」（すなわち電子付着）の不純・物ガス（例えばｏ
２、ＳＦ５、ＷＦ６すど）が正電荷キャリヤの可動性に
ほぼ等しい負電荷キャリヤの可動性を作るようＫ（負イ
オンを作るように電子をすぐに付着させることにより）
加えられ、それＫよって高Ｘ線フラックスで生じる空間
電荷作用を減少させ（それによってＥ界の一様性の空間
電荷による劣化を減少させる）。

さらに、適当な不純物ガスが加えられて正電荷キャリヤ
よりも低い可動性を持つ負電荷キャリヤを生じさせるな
らば、正キャリヤではなく負キャリヤの収集が同じＥ界
および圧力条件で走査速度を減少させ、またはより高い
Ｅ界／圧力比で同じ走査速度を与えることができる。前
者の条件は走査速度を遅くするとともに放射線検出を増
加させる（Ｂ／Ｈｔ−高くする）一方、後者の条件は空
間電荷の作用を減少させるのに役立つ。可動性を変える
ために主体ガスおよび添加物から成る分子イオンを形成
するような、他の理由で、主体物に他の添加ガスまたは
全く新しいガスさえも加えることがある。第２ガスを加
えるもう１つの可能な使用は、１体のＸ線吸収を増めた
り二次Ｘ線または電子の解放および再吸収を作ることで
ある（解像度改善あるいはノイズ減少のた）。加えられ
るガスの有力候補は、極めて重いガスＷＦ６である。

好適な実施例はＸ線の走査ファン・ビームを使用してい
るが、かかるビーム使用の主な理由は、人体の放射線撮
影において患者の被放射量を減少させかつＸ線の散乱を
減少させることである。かかる考慮は、工業用放射線撮
影のような他の応用では存在しないことがあり、またＸ
線の広域またはペンシル・ビームがファン・ビームに代
わることがある。さらに、本発明は決して放射線撮影の
応用に制限されず、事実上すべての工程から生じるイオ
ン化現象と組み合わされる電荷の検出が望まれるすべて
の応用において応用の可能性を見いだす。さらに、イオ
ン化は媒体内で生じる必要がなく、その代わりにイオン
が媒体に注入されることがある。

電荷キャリヤの検出は、検出電極に流れる電流を感知す
ることによって好適実施例で達成されている。しかし、
電荷キャリヤを検出する他の方睦（例えばシンチレーシ
ョン検出法、走査電子またはレーデ−ビームによる連続
走査法、あるいは任意な他の空間識別信号検出または記
録方法など）がすべて可能であり、また本発明は電荷キ
ャリヤを検出する任意の特定な方法に制限されるものと
考えてはならない。さらに、信号検出装置の出力は、電
気信号、電磁エネルギ、音響エネルギ、写真その他の方
法で記録される像などのような任意の形であることがで
きる。収集電極は、アークまたは特定の応用によって定
められる特殊パターンのような、任意の所望な方法で配
列される。さらに、本発明は決して電荷キャリヤの空間
分布の二次元検出に制限されず、−次元または三次元の
分布検出にも使用さる。

一定速度での検出器の移動が好適実施例に使用されてい
るが、例えば変化する媒体の可動性または電界の強さも
しくは両方に左右される変化する速度での検出器の非直
線、非ランダムな移動が他の応用化おいて役立つことが
ある。同様に、好適な実施例のＸ線は検出器に絶えず向
けられているが、応用（例えば電子積分または自動ゼロ
修正用の時間を与える応用）あるいは放射源の特性次第
で、パルス作動モーｒが望ましいことがある。したがっ
て、すべてのかかる変化および変形が特許請求の範囲内
に含まれるようにされている。

【図面の簡単な説明】

第１図は検出器アレイの有効検出素子の視野に対する関
係を示す先行技術の広域ビーム・ディジタル放射線撮影
装置の概略図、第１Ａ図は第１図に示された検出器プレ
イの検出素子の細部概略平面図、第２図は先行技術の走
査ファン争ビーム・ディジタル放射線撮影装置の概略図
、第３図は走査ディジタル放射線撮影に用いられる形の
先行技術のキセノン・イオン化検出器の側面斜視図、第
４Ａ図および第４Ｂ図は本発明による電荷検出器の現在
好適な実施例の概略図、第５Ａ図、第５Ｂ図および第５
Ｃ図は第４Ａ図ならび忙第４Ｂ図に示された検出器にお
ける時間にわたる電荷積分の概略図、第６Ａ図および第
６Ｂ図は第４Ａ図ならび化第４Ｂ図忙示された検出器を
用いる本発明による走査放射線撮影装置の概略図、第７
図は作像すべき物体の側面斜視図、第８Ａ図および第８
Ｂ図は第７図忙示された物体を通過するＸ線の第４Ａ図
ならびに第４Ｂ図に示される検出器による検出の概略図
、第９図は第８Ａ図ならびに第８Ｂ図に示された検出か
ら生じる電気信号を表わすグラフ、第１０図は第８Ａ図
ならびに第８Ｂ図に示された検出手順忙よって作られた
像を表わす図、第１１図は１個の高エネルギ電子によっ
て作られる電荷キャリヤの放射状空間分布を表わすグラ
フ、第１２図は第４Ａ図ならびに第４Ｂ図に示された検
出器の収集容積Ｉ／ｃｒｓ方向Ｋ　ｙ　ＩＪ　７　トし
ている電荷冥を表わすグラフ、第１３図は本発明による
ガス・イオン化室検出器の側断面図、第１４図は本発明
によるガス・イオン化室検出器のもう１つの実施例の側
断面図、第１５図は本発明によるガス・イオン化室検出
器の第６実施例の側断面図、第１６図は本発明忙よる８
！皐の走査ディジタル放射線撮影装置の概略ブロック図
である。 符号の説明： １０〇−検出器：１０２−検出容積：１０４−収集容積
；１１〇−電荷雲：１１２，１１４−電荷雲；２００−
放射線撮影装置；２０２−放射源；２０４．２０６−コ
リメータ；２０８．２２＆−物体；２１０−ビーム；２
５〇−走査モータ：２５２−圧力制御器；２５４−高圧
源；　２５６−ゾイジタイデ；ＺＳＳ−コンピュータ；
２６０−データ記憶装置；２６２−表示装置；２６４−
患者

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体の内部を作像する装置であつて、電流を導く
   第１導電装置と、 電流を導く第２導電装置と、 前記第１導電装置に関して前記第２導電装置の位置を固
   定してその間にギャップを形成する固定装置と、 作像すべき物体を保持する物体位置ぎめ装置と、物体の
   少なくとも一部および前記ギャップにイオン化放射線を
   向ける放射源装置と、 前記ギャップ内に置かれ、前記放射線に応じてイオン化
   し電荷キャリヤを作る媒体装置と、前記第１および第２
   導電装置に電気接続されて、前記ギャップ内に電荷キャ
   リヤを誘起し、前記放射線に事実上垂直な第１方向にド
   リフトさせる電荷キャリヤの移動装置と、 電荷キャリヤと物体の部分が放射源からギャップに至る
   放射線の通路に沿つて相互に固定するように、事実上円
   形通路に沿つて前記ギャップと前記物体位置ぎめ装置と
   の間に相対運動を生じさせる運動装置と、 前記ギャップ内の電荷キャリヤを検出する検出装置と、 を含むことを特徴とする前記作像装置。
2. （２）前記電荷キャリヤ移動装置は前記第１および第２
   導電装置間のすべての位置でひずみのない電界を作る装
   置を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載に
   よる作像装置。
3. （３）前記電荷キャリヤ移動装置は相互に所定の角度で
   置かれる第１および第２電極装置を含む空間で変化する
   電界を作る装置をさらに含むことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載による作像装置。
4. （４）前記固定装置は室を形成する装置を含み、前記媒
   体装置は少なくとも１つの形の与圧流体を含み、 前記作像装置は前記キャリヤのドリフト速度Ｖ＿ｄ＿ｒ
   ＿ｉ＿ｆ＿ｔを選択する装置をさらに含み、前記ドリフ
   ト速度選択装置は前記流体の圧力を調節する少なくとも
   １つの装置と電界の強さを調節する装置とを含む、 ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載による作像
   装置。
5. （５）前記運動装置は前記放射源装置を中心とする前記
   事実上円形通路に沿つて前記ギャップを一定の速度Ｖ＿
   ｓ＿ｃ＿ａ＿ｎで動かす装置を含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載による作像装置。
6. （６）ひずみのない電界を作る前記装置は前記ギャップ
   内に置かれる少なくとも２つのフリッシュ（Ｆｒｉｓｃ
   ｈ）グリッドを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載による作像装置。
7. （７）前記検出装置は前記電荷キャリヤを検出する少な
   くとも１つの信号コレクタを含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載による作像装置。
8. （８）媒体と、 前記媒体内に電荷を選択的に作る装置と、 電荷キャリヤの再結合を防止する装置と、 電荷キャリヤの移動速度が前記媒体内の位置の関数とな
   るように前記媒体を電荷キャリヤを作る装置に関して移
   動させる装置と、 前記媒体の所定部分にある電荷キャリヤを検出する検出
   装置と を含むことを特徴とする情報記憶装置。
9. （９）物体の内部を作像する方法であつて、第１装置を
   用いて第１電流を導く段階と、 第２装置を用いて第２電流を導く段階と、 前記第２導電装置の前記第１導電装置に関する位置を固
   定してその間にギャップを形成する固定段階と、 作像すべき物体を保持する段階と、 物体の少なくとも一部および前記ギャップにイオン化放
   射線を向ける段階と、 前記ギャップ内に、電荷キャリヤを作る前記放射線に応
   じてイオン化する媒体装置を供給する段階と、 前記ギャップ内に電荷キャリヤを誘起して前記放射線に
   事実上垂直な第１方向にドリフトする段階と、 電荷キャリヤおよび物体の部分が放射源からギャップに
   至る通路に沿つて相互に固定するような事実上円形の通
   路に沿い前記ギャップと前記物体との間に相対運動を生
   じさせる段階と、 前記ギャップにある電荷キャリヤを検出する段階と を含むことを特徴とする前記作像方法。
10. （１０）前記第１および第２装置の間のすべての位置で
    ひずみのない電界を作る段階をさらに含むことを特徴と
    する特許請求の範囲第９項記載による作像方法。
11. （１１）前記電荷キャリヤを誘起してドリフトする段階
    は相互に所定の角度で第１および第２電極を置くことに
    よつて空間変化する電界を作る段階を含むことを特徴と
    する特許請求の範囲第１０項記載による作像方法。
12. （１２）前記固定段階は室を形成し、 前記媒体装置を供給する段階は少なくとも１つの形の与
    圧流体を供給する段階を含み、 前記作像方法は前記キャリヤのドリフト速度Ｖ＿ｄ＿ｒ
    ＿ｉ＿ｆ＿ｔを選択する手段を含み、前記ドリフト速度
    選択段階は少なくとも１つの前記流体の圧力を調節する
    段階と電界の強さを調節する段階とを含む ことを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載による作
    像方法。
13. （１３）前記相対運動を生じさせる段階は前記放射源装
    置を中心とする事実上円形の通路に沿つて前記ギャップ
    を一定速度Ｖ＿ｓ＿ｃ＿ａ＿ｎで動かす段階を含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第９項記載による作像方法
    。
14. （１４）媒体を得る段階と、 前記媒体に電荷キャリヤを選択して作る段階と、電荷キ
    ャリヤの再結合を防止する段階と、 電荷キャリヤの移動速度が前記媒体内の位置の関数とな
    るように前記媒体を電荷キャリヤに関して移動する段階
    と、 前記媒体の所定部分にある電荷キャリヤを検出する段階
    と を含むことを特徴とする情報記憶方法。