JPH05212028A - Radiation three-dimensional picture photographing device - Google Patents

Radiation three-dimensional picture photographing device

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Publication number
JPH05212028A
JPH05212028A JP4020343A JP2034392A JPH05212028A JP H05212028 A JPH05212028 A JP H05212028A JP 4020343 A JP4020343 A JP 4020343A JP 2034392 A JP2034392 A JP 2034392A JP H05212028 A JPH05212028 A JP H05212028A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radiation
energy
subject
ray
image information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4020343A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Tsutsui
博司 筒井
Tetsuo Ootsuchi
哲郎 大土
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4020343A priority Critical patent/JPH05212028A/en
Publication of JPH05212028A publication Critical patent/JPH05212028A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4241Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using energy resolving detectors, e.g. photon counting

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Abstract

PURPOSE:To provide the information on not only the radiation picture showing the three-dimensional structure of a subject to be photographed but also the material in the three-dimensional structure of the subject by separating and detecting the energy intensity of the Compton scattering radiation from the subject. CONSTITUTION:An X-ray beam 13 from an X-ray generator 11 irradiates a subject 14, and a Compton scattering X-ray 15 generated from the beam 13 and passing through a slit 16 is detected by means of a sensor 17. The output of the sensor 17 is inputted to discriminators 19a and 19b to pass the output with different voltage pulse more than the prescribed level. The passed voltage pulse is counted by counters 20a and 20b. In short, the energy intensity of the Compton scattering X-ray 15 is divided into two energy ranges with the lower and higher energy intensity and detected. The detected information is inputted to a picture processing section 21 to provide the low and high energy picture informations. The ratio of these picture informations are calculated to be displayed on a display section 22 as the contrast of a picture.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、工業用分析装置または
医療用放射線診断装置などに用いられる放射線3次元画
像撮影装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation three-dimensional image capturing apparatus used in an industrial analyzer or medical radiation diagnostic apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5はコンプトン散乱によるX線の散乱
方向分布図である。コンプトン散乱とは、X線またはγ
線と物質の電子が相互作用を起こし、X線またはγ線が
入射方向と異なる方向に散乱することであり、このコン
プトン散乱を利用した計測の試みが成されている。入射
X線は、たとえば左方向から入射すると、図1に示すよ
うに四方に散乱する。0°が入射方向と同じ方向であ
り、0°〜90°方向の散乱は前方散乱とよばれ、90°〜
180 °方向はその逆で後方散乱と呼ばれている。この後
方散乱を利用すると、被写体に対しX線発生器と同一方
向からの散乱X線を検出することができる。この検出原
理に関しては参考文献として下記の文献に詳細が記され
ている。 G.HARDING "X-RAY SCATTER IMAGING IN NON-DESTRUCTIV
E TESTING" International Advances in Nondestructive Testing,1
985,Vol.11,pp.271-295 以下、上記方法について説明する。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a distribution diagram of X-ray scattering directions by Compton scattering. Compton scattering is X-ray or γ
This is because X-rays or γ-rays scatter in a direction different from the incident direction due to interaction between the rays and the electrons of the substance, and an attempt of measurement using this Compton scattering has been made. When the incident X-ray is incident from the left, for example, it is scattered in all directions as shown in FIG. 0 ° is the same direction as the incident direction, and scattering from 0 ° to 90 ° is called forward scattering, and 90 ° to 90 °
The 180 ° direction is the opposite and is called backscattering. By using this backscattering, scattered X-rays from the same direction as the X-ray generator can be detected for the subject. Details of this detection principle are described in the following documents as references. G.HARDING "X-RAY SCATTER IMAGING IN NON-DESTRUCTIV
E TESTING "International Advances in Nondestructive Testing, 1
985, Vol. 11, pp. 271-295 Hereinafter, the above method will be described.

【0003】図6はX線の後方散乱を用いた従来の放射
線3次元画像撮影装置の概略構成図である。図6におい
て、X線源としてのX線発生器1から発生するX線をス
リット2によりペンシルビーム状のX線ビーム3に絞
り、これを被写体4に照射する。被写体4に照射された
X線ビーム3上から発生するコンプトン散乱X線5をス
リット6を通してX線センサ7で検出することにより、
被写体4内の縦方向の断層像を得ることができる。ま
た、X線発生器1とX線センサ7を被写体4に対して相
対的に移動させることにより、3次元画像を得ることが
できる。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional radiation three-dimensional image capturing apparatus using backscattering of X-rays. In FIG. 6, X-rays generated from an X-ray generator 1 serving as an X-ray source are focused into a pencil beam-shaped X-ray beam 3 by a slit 2 and the subject 4 is irradiated with this. By detecting the Compton scattered X-rays 5 generated from the X-ray beam 3 applied to the subject 4 through the slit 6 by the X-ray sensor 7,
A tomographic image in the vertical direction inside the subject 4 can be obtained. Further, a three-dimensional image can be obtained by moving the X-ray generator 1 and the X-ray sensor 7 relative to the subject 4.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、被写体4の構造に関する3次元画像は得ら
れるが、被写体4におけるX線のエネルギーに関する情
報は扱っておらず被写体4の材料に関する情報は得られ
なかった。
However, with the above-mentioned conventional configuration, although a three-dimensional image of the structure of the subject 4 is obtained, information about the X-ray energy of the subject 4 is not dealt with, and information about the material of the subject 4 is not available. I couldn't get it.

【0005】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、被写体の材料に関する情報を得ることができる放射
線3次元画像撮影装置を提供することを目的とするもの
である。
The present invention solves the above conventional problems, and an object of the present invention is to provide a radiation three-dimensional image capturing apparatus capable of obtaining information on the material of an object.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の放射線3次元画像撮影装置は、放射線発生器
から被写体に照射された放射線ビーム上から発生するコ
ンプトン散乱放射線を検出することにより前記被写体内
の縦方向の断層像を得る放射線3次元画像撮影装置であ
って、前記コンプトン散乱放射線のエネルギー強度を検
出する放射線検出器を備え、前記エネルギー強度を比較
して前記被写体を構成する材料に関する情報を得る構成
としたものである。
In order to solve the above problems, the radiation three-dimensional image capturing apparatus of the present invention detects Compton scattered radiation generated from a radiation beam applied to a subject from a radiation generator. A radiation three-dimensional image capturing apparatus for obtaining a longitudinal tomographic image of the inside of the subject, comprising a radiation detector for detecting the energy intensity of the Compton scattered radiation, and a material constituting the subject by comparing the energy intensities. This is a configuration for obtaining information regarding.

【0007】また、本発明の放射線3次元画像撮影装置
は、上記構成に加えて、放射線検出器に、コンプトン散
乱放射線のエネルギー強度を2つのエネルギー範囲に分
離して検出する2組のディスクリミネータおよびカウン
タと、前記2組のディスクリミネータおよびカウンタに
より分離した前記コンプトン散乱放射線のエネルギー強
度情報よりなる画像情報を用いて、低エネルギー画像情
報と高エネルギー画像情報の比、または、低エネルギー
画像情報を対数化した画像情報と高エネルギー画像情報
を対数化した画像情報の比を演算して画像情報とする画
像処理部とを設けたものである。
In addition to the above-mentioned structure, the radiation three-dimensional image capturing apparatus of the present invention has, in addition to the above configuration, two sets of discriminators for detecting the energy intensity of Compton scattered radiation by separating it into two energy ranges. And a counter, and image information consisting of energy intensity information of the Compton scattered radiation separated by the two sets of discriminators and counters, using a ratio of low energy image information to high energy image information, or low energy image information. An image processing unit for calculating a ratio between image information obtained by logarithmizing the image information and image information obtained by logarithmizing the high-energy image information to obtain image information is provided.

【0008】さらに、本発明の放射線3次元画像処理装
置は、上記構成に加えて、放射線発生器と被写体の間
に、前記放射線発生器から発生する放射線エネルギー強
度を2つの領域に分離する、タンタル(Ta)、タング
ステン(W)、白金(Pt)、金(Au)、鉛(Pb)
のうち少なくとも1元素を含みK殻吸収端を利用したK
エッジフィルタを設けたものである。
Further, in addition to the above configuration, the radiation three-dimensional image processing apparatus of the present invention separates the radiation energy intensity generated from the radiation generator into two regions between the radiation generator and the object. (Ta), tungsten (W), platinum (Pt), gold (Au), lead (Pb)
K containing at least one element of the
An edge filter is provided.

【0009】[0009]

【作用】上記構成により、放射線発生器から被写体に照
射された放射線ビーム上から発生するコンプトン散乱放
射線のエネルギー強度情報を、たとえば画像のコントラ
ストとして検出すれば、光電効果による吸収特性は材料
に大きく依存しており、材料の原子番号が大きくなれば
光電効果による吸収もまた大きくなるので、画像のコン
トラストを比較して被写体を構成する材料に関する情報
を得ることが可能となる。
With the above structure, if the energy intensity information of the Compton scattered radiation generated from the radiation beam applied to the object from the radiation generator is detected as, for example, the contrast of the image, the absorption characteristic due to the photoelectric effect greatly depends on the material. Therefore, as the atomic number of the material increases, the absorption due to the photoelectric effect also increases, so that it is possible to compare the contrasts of the images and obtain information regarding the material forming the subject.

【0010】また、コンプトン散乱放射線を高低2つの
エネルギー範囲に分離してそれぞれのエネルギー強度に
対する強度情報よりなる画像情報を用いて、低エネルギ
ー画像情報と高エネルギー画像情報の比、または、低エ
ネルギー画像情報を対数化した画像情報と高エネルギー
画像情報を対数化した画像情報の比を演算した画像情報
を、たとえば画像のコントラストとして検出すれば、コ
ントラストがよりはっきりして画像のコントラストが比
較し易くなり被写体を構成する材料に関する情報をより
正確に得ることが可能となる。このとき、対数化した画
像情報の比を演算した画像情報の場合、材料の厚さによ
らず差が出るのでより正確な情報となる。
Further, by using image information which is obtained by separating the Compton scattered radiation into two high and low energy ranges and using intensity information for each energy intensity, the ratio of the low energy image information to the high energy image information or the low energy image information is used. If the image information obtained by calculating the ratio of the image information obtained by logarithmizing the information and the image information obtained by logarithmizing the high-energy image information is detected as, for example, the contrast of the image, the contrast becomes clearer and the contrast of the images becomes easier to compare. It is possible to more accurately obtain information about the material that constitutes the subject. At this time, in the case of image information in which the ratio of logarithmized image information is calculated, there is a difference regardless of the material thickness, and therefore more accurate information.

【0011】さらに、放射線発生器と被写体の間に、放
射線発生器から発生する放射線エネルギー強度を2つの
領域に分離するKエッジフィルタを設けたので、入射放
射線のエネルギースペクトルが狭くなり、対数化散乱放
射線情報比は厚くなるほど若干値が高くなるビームハー
ドニング現象は低減してより正確な情報となる。
Further, since the K edge filter for separating the radiation energy intensity generated from the radiation generator into two regions is provided between the radiation generator and the object, the energy spectrum of the incident radiation is narrowed and logarithmic scattering is performed. The beam hardening phenomenon in which the radiation information ratio becomes slightly higher as the radiation information ratio becomes thicker is reduced and more accurate information is obtained.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図1は本発明の一実施例を示す放射
線3次元画像撮影装置の構成図である。図1において、
X線発生器11からのX線をスリット12によりペンシルビ
ーム状に絞ったX線ビーム13を被写体14に照射し、X線
ビーム13上から発生するコンプトン散乱X線15はスリッ
ト16を通過する。この散乱X線15の光子はCdTe半導
体でできたセンサ17により電流パルスに変換される。こ
の電流パルスに変換された情報は、増幅器18により電圧
パルスに変換され、この電圧パルスの異なる所定レベル
以上を通過させるディスクリミネータ19a,19bに入力
され、さらに、ディスクリミネータ19a,19bからそれ
ぞれ出力される電圧パルスをカウントするカウンタ20
a,20bに入力される。このようにして、2組のディス
クリミネータ19a,19bおよびカウンタ20a,20bによ
りコンプトン散乱X線15のエネルギー強度を所定の低エ
ネルギー強度以上と高エネルギー強度以上の2つのエネ
ルギー範囲に分離されてそれぞれ検出される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a radiation three-dimensional image capturing apparatus showing an embodiment of the present invention. In FIG.
The X-ray from the X-ray generator 11 is radiated to the subject 14 with the X-ray beam 13 focused into a pencil beam by the slit 12, and the Compton scattered X-ray 15 generated from the X-ray beam 13 passes through the slit 16. The photons of the scattered X-rays 15 are converted into current pulses by a sensor 17 made of CdTe semiconductor. The information converted into the current pulse is converted into a voltage pulse by the amplifier 18 and input to discriminators 19a and 19b which pass different predetermined levels of the voltage pulse, and further from the discriminators 19a and 19b, respectively. Counter 20 that counts output voltage pulses
It is input to a and 20b. In this way, the energy intensity of the Compton scattered X-ray 15 is separated into two energy ranges of a predetermined low energy intensity and a high energy intensity by the two sets of discriminators 19a, 19b and counters 20a, 20b, respectively. To be detected.

【0013】これらの検出情報は画像処理部21に入力さ
れて記憶された後、高エネルギー強度以上の高エネルギ
ー画像情報と、この高エネルギー画像情報と低エネルギ
ー強度以上の情報の差分により得られる低エネルギー画
像情報を得、これらの画像情報を用いて、低エネルギー
画像情報または高エネルギー画像情報を画像情報とする
かまたは、低エネルギー画像情報と高エネルギー画像情
報の比、または、低エネルギー画像情報を対数化した画
像情報と高エネルギー画像情報を対数化した画像情報の
比を演算して画像情報とする。
These pieces of detection information are input to the image processing unit 21 and stored therein, and then the high energy image information having a high energy intensity or more and the low energy obtained by the difference between the high energy image information and the information having a low energy intensity or more. Energy image information is obtained, and by using these image information, low energy image information or high energy image information is used as image information, or a ratio of low energy image information and high energy image information, or low energy image information is obtained. The image information is calculated by calculating the ratio between the logarithmized image information and the high energy image information logarithmized image information.

【0014】これらの画像情報を画像処理部21により画
像処理した後、表示部22によりエネルギー強度情報を画
像のコントラストとして表示する。この画像のコントラ
ストを比較して被写体14を構成する材料に関する情報と
する。以上のセンサ17、2組のディスクリミネータ19
a、19bおよびカウンタ20a、20b、画像処理部21さら
に表示部22によりX線検出器23が構成され、さらに、X
線発生器11、スリット12、16およびX線検出器23により
放射線3次元画像撮影装置24が構成される。
After these image information are image-processed by the image processing unit 21, the display unit 22 displays the energy intensity information as the contrast of the image. The contrast of this image is compared and used as information regarding the material forming the subject 14. Above sensor 17, 2 sets of discriminator 19
a, 19b, counters 20a, 20b, an image processing unit 21, and a display unit 22 constitute an X-ray detector 23.
The line generator 11, the slits 12 and 16, and the X-ray detector 23 constitute a radiation three-dimensional image capturing device 24.

【0015】上述した被写体14の構成材料に関する情報
を得る方法について、以下、さらに詳しく説明する。ま
ず、被写体14を構成する材料とX線光子との相互作用を
図2に示す。光子エネルギー100keVを中心とするエネル
ギー範囲における相互作用は光電効果による吸収とコン
プトン効果による散乱が主であり、図2では光子エネル
ギーに対する光子減弱係数をアルミニウムと鉄に関して
示している。図2から判るように、コンプトン散乱に関
する特性Aについてはアルミニウムと鉄の両者において
大きな違いは無いが、光電効果による吸収に関する特性
Bについてはアルミニウムと鉄において材料に大きく依
存しており、材料の原子番号が大きくなれば、光電効果
による吸収もまた大きくなる。このことは、被写体14内
でコンプトン効果により発生した散乱X線15が被写体14
外に出るまでに吸収される吸収量が被写体14の材料に依
存することを示している。そこで、散乱X線15の散乱線
のエネルギー依存度合を測定することにより、被写体14
の材料に関する情報を得ることができる。
The method for obtaining the information regarding the constituent material of the subject 14 will be described in more detail below. First, the interaction between the material forming the subject 14 and the X-ray photons is shown in FIG. The interaction in the energy range centering on the photon energy of 100 keV is mainly absorption by the photoelectric effect and scattering by the Compton effect. In FIG. 2, the photon attenuation coefficient with respect to the photon energy is shown for aluminum and iron. As can be seen from FIG. 2, the characteristic A relating to Compton scattering is not significantly different between aluminum and iron, but the characteristic B relating to absorption due to photoelectric effect is largely dependent on the material in aluminum and iron. The higher the number, the greater the absorption due to the photoelectric effect. This means that scattered X-rays 15 generated by the Compton effect inside the subject 14
It shows that the amount of absorption absorbed before going out depends on the material of the subject 14. Therefore, by measuring the energy dependence of the scattered X-ray 15 scattered light, the subject 14
You can get information about the material.

【0016】したがって、CdTe半導体検出器である
X線検出器23は原子番号が大きく、吸収効率がよいた
め、使用するX線エネルギー領域(〜200keV)において
エネルギー分析を行うには適した放射線検出器である。
このようなX線検出器23を複数個並べて散乱X線15のエ
ネルギー強度を検出することにより、エネルギー情報を
有した深さ方向の画像情報を得ることができる。この画
像情報を表示部22により画像のコントラストとして表示
することで、この画像のコントラストを比較すれば被写
体14を構成する材料に関する情報を得ることができる。
Therefore, since the X-ray detector 23, which is a CdTe semiconductor detector, has a large atomic number and good absorption efficiency, it is a radiation detector suitable for performing energy analysis in the X-ray energy range (to 200 keV) to be used. Is.
By arranging a plurality of such X-ray detectors 23 and detecting the energy intensity of the scattered X-rays 15, image information in the depth direction having energy information can be obtained. By displaying this image information as the contrast of the image on the display unit 22, it is possible to obtain information about the material forming the subject 14 by comparing the contrasts of the images.

【0017】この具体的測定は、X線ビーム13を0.5mm
の径に絞り、被写体14に照射した。被写体14とスリット
16間距離は1cm、センサ17とスリット16との間の距離は
5cmとし、深さ方向の拡大率は5倍である。センサ17は
2mmピッチで5個のX線検出器23を並べ、全長10mmであ
る。この構成により被写体14の深さ方向において2mm間
の情報を得ることができる。被写体14として鉄とアルミ
ニウムを用い、被写体14から発生する散乱X線15のエネ
ルギー強度を2つのエネルギー帯に分離して測定した。
X線発生器11に150kV 定電圧を印加してX線を発生さ
せ、X線検出器23により2つのエネルギー帯に分離し
た。2つのエネルギー帯の実効エネルギーを銅の半価層
を用いて計算すると、略80keV,100keVであった。
This concrete measurement is performed by setting the X-ray beam 13 to 0.5 mm.
I focused on the diameter of the subject and radiated the subject 14. Subject 14 and slit
The distance between 16 is 1 cm, the distance between the sensor 17 and the slit 16 is 5 cm, and the magnification in the depth direction is 5 times. The sensor 17 has five X-ray detectors 23 arranged at a pitch of 2 mm and has a total length of 10 mm. With this configuration, it is possible to obtain information of 2 mm in the depth direction of the subject 14. Iron and aluminum were used as the subject 14, and the energy intensity of the scattered X-rays 15 generated from the subject 14 was measured separately for two energy bands.
A constant voltage of 150 kV was applied to the X-ray generator 11 to generate X-rays, which were separated by the X-ray detector 23 into two energy bands. When the effective energies of the two energy bands were calculated using the half-value layer of copper, they were approximately 80 keV and 100 keV.

【0018】図3にアルミニウムと鉄に対する厚さ方向
における散乱X線透過強度比率を示す。図3においては
厚さが0における値を1として正規化した。図3に示す
ように、アルミニウムに対する測定結果Cでは、アルミ
ニウムは吸収が少ないため、高エネルギーおよび低エネ
ルギーに対して減衰が少ない。また、鉄に対する測定結
果Dでは、高エネルギーの吸収に対しては低エネルギー
の減衰が顕著に大きいことが判る。これら高および低エ
ネルギーの減衰曲線を比較することにより、被写体14を
構成する材料に関する情報が正確に得られる。
FIG. 3 shows the scattered X-ray transmission intensity ratio in the thickness direction for aluminum and iron. In FIG. 3, the value when the thickness is 0 is normalized as 1. As shown in FIG. 3, in the measurement result C for aluminum, since aluminum has little absorption, there is little attenuation for high energy and low energy. Further, in the measurement result D for iron, it can be seen that the attenuation of low energy is remarkably large for the absorption of high energy. By comparing these high and low energy decay curves, accurate information regarding the materials that make up the subject 14 can be obtained.

【0019】図4は高エネルギーおよび低エネルギーの
散乱X線透過強度比を対数化した値の比を示したもの
で、材料の厚さによらず、材料の種類に依存しているこ
とが判る。図4に示すように、対数化散乱X線情報比は
厚さの増加により若干値が高くなる傾向を示している
が、これはX線特有のビームハードニング現象と呼ば
れ、被写体14の厚さが増加することにより透過するX線
の実効エネルギーが高い方にシフトする現象が起こるた
めである。
FIG. 4 shows the ratio of the values of the scattered X-ray transmission intensity ratio of high energy and low energy, which are logarithmic, and it can be seen that it depends on the type of material, regardless of the thickness of the material. .. As shown in FIG. 4, the logarithmic scattered X-ray information ratio tends to be slightly higher as the thickness increases. This is called a beam hardening phenomenon peculiar to X-rays, and the thickness of the subject 14 is increased. This is because the phenomenon that the effective energy of the transmitted X-rays shifts to the higher side due to the increase in the energy.

【0020】このビームハードニング現象を低減する方
法としては入射X線のエネルギースペクトルをできうる
限り狭くすることである。この方法としては、X線を2
つのエネルギー領域に前もって分離した後に被写体14に
照射すればよい。その1例としてX線発生器11と被写体
14の間にK殻吸収端を利用したKエッジフィルタ25を設
け、Kエッジフィルタ25は、分離したいエネルギーに吸
収端の存在する材料を挿入することにより、X線発生器
11から発生するX線エネルギー強度を容易に2つのエネ
ルギー帯に分離することができる。本発明の散乱X線エ
ネルギー領域で使用するKエッジフィルタとして適した
ものはタンタル(Ta)、タングステン(W)、白金
(Pt)、金(Au)、鉛(Pb)のうち少なくとも1
元素を含むフィルタで、いずれも60〜80keV に吸収端を
有している。このフィルタを使用することにより、X線
の実効エネルギー約60keV 、100keVが容易に得られる。
また、より簡単に行うには、X線発生器11に印加する電
圧をスイッチングすることによりX線エネルギーを容易
に変化させることが可能であるが、この場合、X線スペ
クトルに重なりが生じる。なお、X線発生器11に印加す
る電圧をスイッチングし、発生するX線のエネルギーを
交互に切り換えて被写体14に照射し、被写体14から発生
するコンプトン散乱X線15をスイッチングと同期させて
検出してもよい。
A method of reducing the beam hardening phenomenon is to make the energy spectrum of incident X-rays as narrow as possible. This method uses 2 X-rays.
The subject 14 may be illuminated after the energy regions have been separated in advance. As an example, X-ray generator 11 and subject
A K-edge filter 25 utilizing the K-shell absorption edge is provided between 14 and the K-edge filter 25 inserts a material having an absorption edge into the energy to be separated, thereby the X-ray generator.
The X-ray energy intensity generated from 11 can be easily separated into two energy bands. At least one of tantalum (Ta), tungsten (W), platinum (Pt), gold (Au), and lead (Pb) is suitable as the K edge filter used in the scattered X-ray energy region of the present invention.
Filters containing elements, each having an absorption edge at 60 to 80 keV. By using this filter, effective energies of X-rays of about 60 keV and 100 keV can be easily obtained.
Further, to make it easier, it is possible to easily change the X-ray energy by switching the voltage applied to the X-ray generator 11, but in this case, the X-ray spectra overlap. The voltage applied to the X-ray generator 11 is switched to alternately switch the energy of the generated X-rays to irradiate the subject 14, and the Compton scattered X-rays 15 generated from the subject 14 are detected in synchronization with the switching. May be.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、被写体か
らのコンプトン散乱放射線のエネルギー強度を分離して
検出することにより、被写体の3次元の構造を示す放射
線画像のみならず、被写体の3次元の構造における材料
に関する情報も得ることができるものである。
As described above, according to the present invention, by separately detecting the energy intensity of Compton scattered radiation from a subject, not only the radiation image showing the three-dimensional structure of the subject but also the 3 It is also possible to obtain information on the materials in the dimensional structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す放射線3次元画像撮影
装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a radiation three-dimensional image capturing apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】被写体を構成する材料とX線光子との相互作用
によりX線光子エネルギーに対する減弱を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing attenuation with respect to X-ray photon energy due to interaction between a material forming a subject and X-ray photons.

【図3】アルミニウムと鉄に対する厚さ方向における散
乱X線透過強度比率を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a scattered X-ray transmission intensity ratio in the thickness direction with respect to aluminum and iron.

【図4】被写体の厚さに対する対数化した高エネルギー
および低エネルギーの散乱X線透過強度比を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a logarithmized high-energy and low-energy scattered X-ray transmission intensity ratio with respect to a subject thickness.

【図5】コンプトン散乱によるX線の散乱方向分布図で
ある。
FIG. 5 is a distribution diagram of X-ray scattering directions by Compton scattering.

【図6】X線の後方散乱を用いた従来の放射線3次元画
像撮影装置の概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional radiation three-dimensional image capturing apparatus using backscattering of X-rays.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 X線発生器 12、16 スリット 13 X線ビーム 14 被写体 15 コンプトン散乱X線 17 センサ 19a、19b ディスクリミネータ 20a、20b カウンタ 21 画像処理部 22 表示部 23 X線検出器 24 放射線3次元画像撮影装置 25 Kエッジフィルタ 11 X-ray generator 12, 16 Slit 13 X-ray beam 14 Subject 15 Compton scattered X-ray 17 Sensor 19a, 19b Discriminator 20a, 20b Counter 21 Image processing unit 22 Display unit 23 X-ray detector 24 Radiation 3D image capturing Device 25 K edge filter

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】放射線発生器から被写体に照射された放射
線ビーム上から発生するコンプトン散乱放射線を検出す
ることにより前記被写体内の縦方向の断層像を得る放射
線3次元画像撮影装置であって、前記コンプトン散乱放
射線のエネルギー強度を検出する放射線検出器を備え、
前記エネルギー強度を比較して前記被写体を構成する材
料に関する情報を得る構成とした放射線3次元画像撮影
装置。
1. A radiation three-dimensional image capturing apparatus for obtaining a vertical tomographic image in the subject by detecting Compton scattered radiation generated from a radiation beam applied to the subject by a radiation generator, A radiation detector for detecting the energy intensity of Compton scattered radiation,
A radiation three-dimensional imaging apparatus configured to compare the energy intensities to obtain information about the material forming the subject.
【請求項2】放射線検出器に、コンプトン散乱放射線の
エネルギー強度を2つのエネルギー範囲に分離して検出
する2組のディスクリミネータおよびカウンタと、前記
2組のディスクリミネータおよびカウンタにより分離し
た前記コンプトン散乱放射線のエネルギー強度情報より
なる画像情報を用いて、低エネルギー画像情報と高エネ
ルギー画像情報の比、または、低エネルギー画像情報を
対数化した画像情報と高エネルギー画像情報を対数化し
た画像情報の比を演算して画像情報とする画像処理部と
を設けた請求項1記載の放射線3次元画像撮影装置。
2. A radiation detector, two sets of discriminators and counters for separating and detecting the energy intensity of Compton scattered radiation into two energy ranges, and said two sets of discriminators and counters for separating. Using image information consisting of energy intensity information of Compton scattered radiation, the ratio of low-energy image information to high-energy image information, or image information obtained by logarithmizing low-energy image information and high-energy image information The radiation three-dimensional image capturing apparatus according to claim 1, further comprising: an image processing unit that calculates a ratio of the values to obtain image information.
【請求項3】放射線発生器と被写体の間に、前記放射線
発生器から発生する放射線エネルギー強度を2つの領域
に分離する、タンタル(Ta)、タングステン(W)、
白金(Pt)、金(Au)、鉛(Pb)のうち少なくと
も1元素を含みK殻吸収端を利用したKエッジフィルタ
を設けた請求項2記載の放射線3次元画像撮影装置。
3. A tantalum (Ta), tungsten (W), which separates the radiation energy intensity generated from the radiation generator into two regions between the radiation generator and the object.
The radiation three-dimensional image capturing apparatus according to claim 2, further comprising a K edge filter including at least one element of platinum (Pt), gold (Au), and lead (Pb) and utilizing a K shell absorption edge.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004516456A (en) * 2000-08-15 2004-06-03 ノースロップ グラマン コーポレイション Invisible edge detection system and method
JP2008506124A (en) * 2004-07-08 2008-02-28 パスポート システムズ, インク. Method and system for determining the average atomic number and mass of a substance
US8611633B2 (en) 2010-09-15 2013-12-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for processing image, image processing apparatus and medical image system for performing the same
JP2014503828A (en) * 2011-01-31 2014-02-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ Detection value processing device

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