JP2003519388A - ラジオグラフィーのための方法及び装置並びに放射線検出器 - Google Patents

ラジオグラフィーのための方法及び装置並びに放射線検出器

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JP2003519388A
JP2003519388A JP2001550051A JP2001550051A JP2003519388A JP 2003519388 A JP2003519388 A JP 2003519388A JP 2001550051 A JP2001550051 A JP 2001550051A JP 2001550051 A JP2001550051 A JP 2001550051A JP 2003519388 A JP2003519388 A JP 2003519388A
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detector
gas
electrode
incident
avalanche
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フランク、トム
ウルベルグ、クリステル
ランタネン、ユーハ
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エックスカウンター アーベー
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J47/00Tubes for determining the presence, intensity, density or energy of radiation or particles
    • H01J47/02Ionisation chambers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/185Measuring radiation intensity with ionisation chamber arrangements

Abstract

(57)【要約】 ラジオグラフィーのための方法及び装置並びに入射放射物を検出するための検出器。この方法及び装置では、X線(9)が、X線源(60)から照射される。被写体に妨害されたX線は、検出器(64)内で検出される。入射放射物を検出する検出器(64)は、ガスアバランシェチャンバーであり、このチャンバーは、電極装置を含み、この電極装置の間に電圧を印加して、電界を発生させ、入射放射物によって放出された一次及び二次遊離電子の電子−イオンアバランシェを生じさせる。検出器は、少なくとも2つの検出器電極モジュールで電気信号を検出し、この電気信号は、互いに隣接して配され、各々入射放射物に対して実質的に平行な方向に沿って配された複数の検出器電極エレメントの内の少なくとも1つで電子−イオンアバランシェによって誘導され、少なくとも2つの検出器電極モジュールは、互いに極めて近接して配され、各々入射放射物に対して実質的に平行な方向に沿って配されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、ラジオグラフィーのための方法及び装置並びにガスアバランシェ検
出器(gaseous avalanche detector)に関する。
【0002】 放射線画像形成のためにX線が、長い間使用されてきており、発展してきた。
その最も簡単な形態では、X線放射源と、放射線が透過する被写体と、透過した
放射線を検出し且つ記録する検出器とを配置して画像形成が行われる。X線は被
写体に散乱させ、それを検出器で検出してもよい。病院で現在使われているX線
検出器は、通常、スクリーンとフィルムを組み合わせたものである。蛍光体スク
リーン(例えばGd2O2S)では、X線光子が変換され、それにより2次光が製せら
れ、写真フィルムに記録される。フィルムを使用することによって画像のダイナ
ミックレンジが、制限されてしまう。また2次光が等方的に放射されるので、蛍
光体スクリーンを使用して効率を上げた場合、解像度を犠牲にしなければならな
い。
【0003】 現在、デジタルX線検出器は、通常CCD、TFT等の半導体検出器によって構成さ
れている。ほとんどの医療用画像形成に必要とされる大きな画像フォーマットを
カバーするために検出器を大型化しなければならず、ほとんどの場合、仮に可能
だとしても製造コストが高くなり且つ生産性が低くなる。この問題を解決する方
法として検出器をモジュラー化し、全体を傾斜させて大きな画像フォーマットを
形成する方法がある。
【0004】 しかしながら、このような半導体X線検出器の集合体を使用した場合、半導体
検出器は、電流の漏れを制限するためにその周囲に所謂ガードリングというもの
を必要とするので、ブラインド、即ち、非放射−検出領域が個々の検出器の境に
形成されるという問題点がある。
【0005】 この問題点の解決手段が、米国特許第5,381,014号に開示されており
、ここではベースプレート上に集合体内に複数の別々のモジュール列を並列に並
べることによって大領域X線画像捕捉素子を構成し、これにより各モジュールが
、少なくとも1つの他のモジュールに隣接し、モジュールの2次元モザイクを形
成する。各モジュールは、誘電性基板の上面に隣接して配列された複数の薄膜ト
ランジスタ(TFT)を含み、この基板の少なくとも1つの精密設置縁部(precisi
on ground edge)が、別の基板の1つの精密設置縁部と正確に当接する。これに
より1つの連続した放射検出層が、これら複数の並列に配置されたモジュール上
に配され、モジュール間の非放射−検出領域を最小限に抑えることができる大型
のフォーマット素子が形成される。
【0006】 この先行技術にも上述のような大領域のX線画像捕捉素子を製するために検出
器の各モジュラーが、物理的且つ電気的に互いに接触していなければならず、そ
のため製造及び組み立てコストが比較的高くなってしまうという欠点がある。
【0007】 またこの種のモジュラー検出器は、各モジュールからのデータ及びアドレス回
路が、隣接するモジュールの対応する回路に接続されなければならず、これが組
み立てコストを高くしてしまうという欠点もある。
【0008】 さらにこの種のモジュラー検出器には、モジュールが1つでも破損した場合、
放射検出層を取り除き、再度取り付けなければ交換することができないという欠
点もある。
【0009】 本発明の目的は、X線検出器及び上述の欠点を少なくとも軽減するラジオグラ
フィーの方法及び装置を提供することである。
【0010】 本発明では、X線源からX線を放射する工程と、電極装置を含み、その間に電界
を発生させるために電圧が印加されるガスアバランシェ検出器で被写体に妨害さ
れたX線を検出する工程とからなるラジオグラフィーで画像形成する方法におい
て、少なくとも2つの検出器電極モジュールで電気信号を検出し、電気信号は、
複数の検出器電極エレメントの内の少なくとも1つで電子−イオンアバランシェ
によって誘導され、これら検出器電極エレメントは、互いに隣接して配され、各
エレメントは、入射放射線に対して実質的に平行である方向に沿って配され、前
記少なくとも2つの独立した検出器電極エレメントモジュールが、互いに極めて
近接し、各々入射放射線に沿って実質的に平行な方向に配されていることを特徴
とする方法を提供する。
【0011】 また本発明では、X線源と、電極装置を含み、その間に電界を発生させるため
に電圧が印加される、被写体に妨害されたX線光子を検出するためのガスアバラ
ンシェ検出器と、互いに隣接して配され、各々入射放射物に実質的に平行な方向
に沿って配された複数の検出器電極エレメントからなる少なくとも2つの独立し
た検出器電極モジュールとからなり、少なくとも2つの独立した検出器電極モジ
ュールが互いにきわめて近接して配され、各々入射放射物に対して実質的に平行
な方向に沿って配されていることを特徴とするラジオフラフィー用装置を提供す
る。
【0012】 さらに本発明では、電極構造を含み、これらの間に電圧を印加して電界を発生
させる入射放射物を検出するガスアバランシェ検出器において、前記ガスアバラ
ンシェ検出器が、入射放射物を検出するためのガスアバランシェチャンバーを含
み、少なくとも2つの独立した検出器電極モジュールが、互いに隣接して配され
、各々入射放射物に対して実質的に平行な方向に沿って配された複数の検出器電
極エレメントからなり、少なくとも2つの独立した検出器電極モジュールが、互
いにきわめて近接して配され、各々入射放射物に対して実質的に平行な方向に沿
って配されていることを特徴とする検出器。
【0013】 さらなる目的は、添付の特許請求の範囲に記載されている特徴によって達成さ
れる。
【0014】 少なくとも2つの検出器電極モジュールを設けることによってモジュールが独
立し、従って交換が容易にできるという利点が得られる。
【0015】 互いに独立した複数のモジュールを有することによりこれは物理的且つ電気的
に互いに接続する必要がなく、交換の手間を単純化することができ、組み立てコ
ストを減らすことができるという利点もある。
【0016】 本発明による個々に独立したモジュールを設けることにより各モジュールの機
械的交差が、半導体検出器のモジュールに較べてそれほど厳格ではないので、製
造コストを減らすことができるという利点もある。
【0017】 また少なくとも2つの検出器電極モジュールを設けることによって単独の大型
検出領域に比較して単位面積当たりの検出器の費用が安くなるという利点もある
【0018】 またさらに少なくとも2つの検出器電極モジュールを設けることによって組み
立てられた検出器の歩留まりが、単独の大型検出領域に比較して高くなるという
利点もある。
【0019】 導電性電極が配される基板は、上記導電素子の支持体としてのみ使用されるの
で、この基板に使用される材料の要件は、厳しくなく、従って製造コストが減り
、生産歩留まりが上がるという利点もある。
【0020】 またさらに本発明のモジュラー検出器による利点として、検出器電極モジュー
ルを放射電極層でメッキする必要がないので、モジュールの製造、組み立て及び
交換を単純化することができるということが挙げられる。
【0021】 図1及び2は、公知の面ビームラジオグラフィー(planar beam radiography
)用装置とガスアバランシェチャンバーを示す。スウェーデン特許出願第970
4015−8号参照。これらの図面を参照してガスアバランシェチャンバーの分
野について簡単に説明する。
【0022】 図1は本発明による複数の検出器電極モジュールからなる検出器が配された面
ビームラジオグラフィーのための装置の面X線ビーム9の面に対して直交する面
における断面図である。
【0023】 この装置は、X線源60を有し、任意にではあるが第1の細長いコリメータウ
ィンドウ61と共に平面扇形X線ビーム9を製し、被写体62の照射を行う。第
1の細長いコリメータウィンドウ61は、必要に応じて、X線回折ミラー又はX
線レンズなどの基本的に平面X線ビームを形成する他の手段と置き換えることが
できる。
【0024】 このコリメータウィンドウは、生身の人間が被写体である場合などに被写体に
対する必要な線量を減らす役割を有する。
【0025】 被写体62を通過したビームは、任意にX線ビームと位置合わせされた細長い
スリット又は第2のコリメータウィンドウ10を介して少なくとも2つの独立し
た検出器電極モジュールからなる検出器64に入射する。入射X線光子の大半は
、X線光子が陰極プレート2と陽極プレート1の間に側方から入射するように配
向されたガスアバランシェチャンバーを含む検出器64で検出される。
【0026】 当該検出器及びその操作についてさらに以下に述べる。X線源60と、第1の
細長いコリメータウィンドウ61と、任意に設けられるコリメータウィンドウ1
0と、ガスアバランシェチャンバー64は、互いに、特定の手段、例えばフレー
ム又は支持体65又は個々にしかし共通に制御されたモーターによって移動可能
である。このようにして形成された当該ラジオグラフィー用装置は、検査される
被写体を走査するために同時に動くことができる。
【0027】 ガスアバランシェチャンバーは、通常強い電界に曝されたガスの充満した容積
(volume)から構成され、この電界はチャンバーの2つの制限壁を構成する2枚
のプレートからなる電極間で高電圧を加えることによって発生する。作動中、X
線9は検出器に側方から入射する。入射したX線9は、検出器の近くに位置する
任意に設けられる細長いスリット又はコリメータウィンドウ10を介して検出器
に入り、陰極プレート2に実質的に平行な方向にガス容積を介して移動する。ガ
ス容積内に入射した各X線光子は、ガスの分子との相互作用の結果として、ガス
内に一次電離電子イオン対(primary ionisation electron-ion pair)を生成す
る。このイオン対の生成は、光電効果又はコンプトン効果によるものであり、オ
ージェ効果による電子を伴う場合がある。生成された各一次電子11は、別の気
体原子と相互作用することにより運動エネルギーを失い、さらに電子イオン対(
二次電離電子イオン対)が生成される。典型的には、本プロセスでは、20keV
のX線光子1個により数百の二次電離電子イオンが生成される。二次電離電子1
6(一次電離電子と共に)は、それから強い電界内の電子−イオンアバランシェ
によって増幅される。アバランシェ電子及びイオンの運動は、電極内で電子信号
を誘導する。信号は、通常、一方又は両方の電極でピックアップされ、さらに読
み出し回路によって増幅及び処理され、X線光子の相互作用の位置及び必要に応
じてX線光子エネルギーが正確に測定される。
【0028】 本発明の好ましい態様では、検出されるX線は、陰極及び陽極プレートに対し
て実質的に平行な方向で検出器に入射し、細長いスリット又はコリメータウィン
ドウを介して検出器に入ってもよい。このようにして、入射したX線光子の大半
が、相互作用し、且つ検出されるに充分な長さの相互作用経路を有する検出器が
、容易に作成できる。
【0029】 図2に本発明の複数の検出器電極モジュールからなる検出器の態様を符号64
で示す。このガス平行プレートアバランシェチャンバーは、陽極プレート1と陰
極プレート2とを含み、これらは互いに平行で且つ薄いガスが充満した間隙又は
領域13によって離隔されている。陽極プレート1は、好ましくは厚さが0.1
乃至10mmの例えばガラス、セラミック又はシリコンから製せられる基板3を
含み、陽極電極4は、この基板の上に好ましくは0.01乃至10μmの厚さを
有する導電性材料を塗布して形成される。
【0030】 基板に良好に付着し且つ層の安定性を得るために電極を例えばバナジウム、銅
及びニッケルなどの材料で異なる厚さのいくつかの金属層で構成してもよい。基
板がガラスで形成されている場合、第1の層は、ガラス及びそれに続く金属層に
対して良好な付着性を有するクロニウムであることが好ましい。電極4は、これ
ら金属層の最も上の層に蒸着される例えば一酸化ケイ素などの抵抗性材料の層を
含んでもよい。またこれとは別に、基板を、誘電性材料でコートされた導電性材
料で形成してもよい。電極4はこの誘電性材料の上に配される。
【0031】 同様に陰極プレート2は、陽極で説明したものと類似のコーティング層5を有
する基板6を含む。陽極電極4と陰極電極5は両方とも入射するX線ビームに対
して平行及び/又は直交する複数の片にセグメント化することも可能である。
【0032】 間隙又は領域13は、ガスで充満されるが、このガスは例えば90%のクリプ
トンと10%の二酸化炭素の混合物又は例えば90%のアルゴンと10%のメタ
ンの混合物であってもよい。このガスは加圧可能で、好ましくは1乃至20気圧
の範囲である。
【0033】 陽極電極4と陰極電極5は、平行プレート1と2の間の間隙又は領域13に均
一な電界8を製する高電圧直流源7に接続される。一例として、間隙又は領域1
3の高さD(平行プレート1と2の間の距離)が500ミクロンで、電極4と5
の間に加えられる電圧Vは、1気圧でアルゴン/CO2(80/20)混合物で15
00Vである。この電圧が、電極4、5の間に電界Eを発生させ、E=V/Dとなる
。距離Dと電圧Vは、106V/m程度の電界を供するように選択される。従って、
距離Dが500μmで電圧Vが1500Vの場合、電界はE=3・106V/mとなる
【0034】 作動中、X線9は検出器に側方から入射する。入射したX線9は、陰極プレート
2の近くに位置する任意に設けられる細長いスリット又はコリメータウィンドウ
10を介して検出器に入り、陰極プレート2に平行な方向に気体容積を介して移
動する。各X線光子は、ガス原子との相互作用の結果生じる一次遊離電子イオン
対をガス内で製する。生成された各一次電子11は、別の気体原子と相互作用す
ることにより運動エネルギーを失い、さらに電子イオン対(二次電離電子イオン
対)が生成される。通常、本プロセスでは20keVのX線光子1個により数百の二
次電離電子イオン対が、生成される。二次電離電子イオン対16(一次電離電子
11と共に)は、高電界で陽極プレート1の方向に加速される。加速された電子
11、16は、間隙13内で他の気体分子と相互作用し、さらに電子イオン対を
生成する。この工程は、電子が陽極に向かって移動する間続き、アバランシェが
形成される。
【0035】 陽極から距離Hで照射された一次電離電子の場合、電位ゲイン(charge gain)
は、M=exp(αH)で表され、この場合αは、ガス及び電界条件に関連する第1
タウンゼント係数(Townsend coefficient)である。ガスの種類、圧力及び電界
を適切に選択すれば、104乃至106又はそれ以上のゲインが得られる。強い電
界の影響下では、アバランシェ容積の電子は、陽極の方へ移動し、イオンは陰極
の方へ移動する。強い電界が間隙に亘って均一になり且つ間隙13の高さDが低
いことにより、増幅容積を横断する正イオンのドリフトタイムが、非常に短くな
り、これにより空間電位効果(space charge effects)を著しく減少させる。
【0036】 ガスが充満した間隙13の電位の移動は、陽極電極4と陰極電極5上の電荷を
誘導する。誘導された電荷は、例えば感電荷増幅器(charge sensitive amplifi
er)に結合した陽極電極4によって検出される。この増幅器は、電荷パルスを処
理エレクトロニクス14中で処理可能な電流又は電圧パルスに転換する。この処
理エレクトロニクスもこのプレ増幅器を含む。陰極電極又は別個の検出電極構造
体を同じ方法で検出に使用することができる。ガス平行プレートアバランシェチ
ャンバー内の速い電子信号は、総誘導電位(total induced charge)のかなりの
フラクションFを構成し、約105のゲインで総信号の約10%を占める。
【0037】 ここで注目すべきは、ガス原子と相互作用する各X線光子は、被検出アバラン
シェ12を生じさせるということである。X線光子の大部分がアバランシェを生
じさせる高検出効率を達成するために入射したX線光子の方向のガス平行プレー
トアバランシェチャンバーの長さは、高い確立でX線光子とガス原子間の相互作
用が得られるように選択されなければならない。経路長さ単位毎の相互作用の確
立は、ガスの圧力が増加するごとに増加し、その結果、ガス平行プレートアバラ
ンシェチャンバーの長さをガス圧力を増加させながら短くすることができる。
【0038】 図3は、面ビームラジオグラフィー用検出器の面X線ビーム9の面に対して直
交する面での断面図である。X線ビームと位置合わせされて配された任意の細長
いスリット又は第2コリメータウィンドウは、X線ビーム9の検出器64への入
り口を形成する。入射したX線光子の大部分は、検出器64内で検出され、この
検出器は変換ドリフト容積13と電子アバランシェ増幅のための手段とを含み、
X線光子が2つの電極装置1、2間で横方向に入るように配向されている。また
この2つの電極装置間で変換ドリフト容積13内で電子とイオンのドリフトのた
めの電界が、形成される。
【0039】 検出器64は、陰極プレート2である第1ドリフト電極装置と陽極プレート1
である第2ドリフト電極装置とを含む。これら電極装置は、互いに平行であり、
その間の空間は、変換ドリフト容積となる薄いガスで充満した間隙又は領域13
と電子アバランシェ増幅手段17を含む。これとは別にこれらプレートを非平行
に配してもよい。陽極プレート1と陰極プレート2との間に電圧が印加され、一
つ又はいくつかの電圧が、電子アバランシェ増幅手段17に印加される。これに
より間隙13において電子及びイオンのドリフトを引き起こすドリフト電界が生
じ、また電子アバランシェ増幅手段17において電子アバランシェ増幅電界が生
じる。陽極プレート1と関連して電子アバランシェの検出のための読み出しエレ
メント装置15が、設けられている。好ましくは読み出しエレメント装置15も
陽極電極を構成する。これとは別に読み出しエレメント装置15を陰極プレート
2または電子増幅手段17に関連して形成することも可能である。また、読み出
しエレメント装置15を誘電体層又は基板によって陽極電極又は陰極電極から隔
離された陽極又は陰極プレート上に形成してもよい。この場合、陽極又は陰極電
極は、誘導パルスに対して半透明である必要があり、例えばストリップ又はパッ
ド状に形成される。ドリフト容積と増幅容積は、図3bに示すように導電表面を
有する薄いメッシュで離隔される。電位が陰極とメッシュの間のドリフト容積内
で弱い電界を生じさせるためにメッシュの表面に供給され、生成された一次及び
二次電離電子11、16をガス中の電子イオンアバランシェプロセスで増幅され
ずに又は適度に増幅されてメッシュの方へドリフトする。メッシュ表面の電位は
、メッシュと陽極間の増幅領域内の電界が、ガス内で電子イオンアバランシェプ
ロセスを生じさせるのに充分な強さを有するように供給される。移動する電子と
イオンから誘導された信号は、陽極及び/又はメッシュ上の電極装置で検出され
る。
【0040】 図から明らかなように、被検出X線は、検出器に側方から入射し、陰極プレー
ト2と陽極プレート1との間の変換ドリフト容積13に入る。X線は、好ましく
は、陰極2と陽極1に平行な方向で検出器に入射し、細長いスリット又はコリメ
ータウィンドウ10を介して検出器に入射してもよい。このようにして入射X線
光子の主用部分が相互作用し且つ検出されるに充分な長さの相互作用経路を有す
る検出器が容易に作製することができる。コリメータを使用する場合、コリメー
タは好ましくは薄い面ビームアバランシェが、電子アバランシェ増幅手段17に
近接する検出器に入射するように配置し且つ好ましくはそれと平行になるように
配される。
【0041】 間隙又は領域13はガスで満たされるが、このガスは、例えば90%のクリプ
トンと10%の二酸化炭素の混合物又は例えば80%のキセノンと10%の二酸
化炭素の混合物であってもよい。ガスは加圧可能で、好ましくは1乃至20気圧
の範囲である。従って、検出器は、スリット状の入射ウィンドウ92を有する気
密性ハウジング91を含み、このウィンドウを介してX線ビーム9が検出器に入
射する。このウィンドウは、放射線に対して透明な材質、例えばマイラー又は薄
いアルミフォイルで形成される。これは、これまで用いられている陽極と陰極プ
レートに垂直に入射する放射線用に設計され、広範囲をカバーするウィンドウを
要するガスアバランシェチャンバーと比較して、特にガスアバランシェチャンバ
ー64の側方入射ビームを検出する本発明の有利な付加的効果である。このウィ
ンドウは、このようにさらに細くでき、従ってウィンドウで吸収されるX線光子
を減ずることができる。
【0042】 作動中、入射X線9は、もし設置されていれば、電子アバランシェ手段17に
近接する任意の細長いスリット又はコリメータウィンドウ10を介して検出器に
入射し、さらにガス容積中を好ましくは電子アバランシェ増幅手段17と平行な
方向に通過する。各X線光子は、気体原子との相互作用の結果、ガス内の一次電
離電子イオン対を生成する。この生成は、光電効果、コンプトン効果又はオージ
ェ効果による。生成された各一次電子11は、別の気体原子と相互作用すること
により運動エネルギーを失い、さらに電子イオン対(二次電離電子イオン対)が
生成される。通常、本プロセスでは、20keVのX線光子1個から数百の二次電離
電子イオン対が生成される。二次電離電子16(一次電離電子11と共に)は、
変換ドリフト容積13の電界により電子アバランシェ増幅手段17の方へドリフ
トする。電子が電子アバランシェ増幅手段17の電気力線の収束する領域に入射
すると、電子はアバランシェ増幅される。
【0043】 アバランシェ電子とイオンの運動は、読み出しエレメント装置内で電子アバラ
ンシェ検出のための電気信号を誘導する。これらの信号は、電子アバランシェ増
幅手段17、陰極プレート2又は陽極1又は2つ以上の前記領域の組み合わせと
関連して検出される。信号は、読み出し回路14でさらに増幅及び処理され、X
線光子の相互作用の位置及び必要に応じてX線光子エネルギーが正確に測定され
る。
【0044】 図4aは、1つの検出器電極モジュールを示す。この検出器電極モジュール4
は、陽極又は陰極電極として作用するストリップ20として形成された検出器電
極エレメントからなる。複数のストリップ20状の検出器電極エレメントは、並
んで配され、各々の位置で入射X線光子の方向に平行な方向に延びている。この
ストリップは、互いに電気的に絶縁された基板100上に形成される。これらス
トリップの間には、間隙23が設けられている。またこれらストリップは、写真
平版法又は電鋳法などにより形成される。
【0045】 各ストリップは、別個の信号導体22によって処理回路14に接続されている
。陽極又は陰極が検出器電極モジュールを構成する部位では、信号導体22は、
また各ストリップを高電圧直流源7(図4aに示されていない)に接続する。ス
トリップ20と間隙23は、入射X線光子の方向に沿って広くなるようにしても
よく、これによりパララックスエラーを補償する。これとは別にストリップを入
射X線に対して垂直に互いに電気的に絶縁されたセグメントに分割してもよい。
【0046】 図4aに示す検出器電極モジュールは、陽極であるのが好ましいが、これとは
別に又は同じように陰極がこのような構造であってもよい。
【0047】 基板100は、金属で形成することができ、その表面には電気的に絶縁性の材
料からなる層が配される。この材料の上に上記検出器電極エレメントが配される
【0048】 これとは別に、基板100はガラス又はセラミックなどの電気的に絶縁性の材
料で形成することができる。上記検出器電極エレメントは、この基板の表面に直
接配される。
【0049】 さらにこれとは別に、基板を珪素などの半導体材料で形成することができる。
上記検出器電極エレメントをこの基板の表面に直接又はこの半導体材料の酸化物
などの誘電性材料からなる中間層の表面に設けてもよい。
【0050】 珪素などからなる基板100は、標準的なエッチング又はカッティング技術を
用いて平坦で且つ原子レベルに近い平滑さを有する任意の形状の独立した検出器
電極モジュールを形成するように任意の形状に切断してもよい。結晶方向に合わ
せて選択されるエッチング技術は、三次元でほぼ任意の形状に電極を形成するこ
とができるので、特にドライエッチングは検出器電極モジュールを形成する上で
有効である。
【0051】 図4bでは、上記処理電極を含む各独立した検出器電極モジュールが、支持エ
レメント110の表面で互いに隣接して配されている。この支持エレメントは、
いかなる材料で形成してもよい。各検出器電極モジュールは、隣接するモジュー
ルと物理的に接触してもよく又は僅かな距離をおいて離れていてもよい。個々の
検出器電極装置の境界でブラインドとなる非放射検出領域ができないように2つ
の検出器電極モジュール間の距離は、電極ピッチより大きくない方がよい。
【0052】 図4aと4bに示した態様では、処理エレクトロニクスは検出器電極モジュー
ルと同じ基板に配されている。しかしながら、処理エレクトロニクスは別の基板
に配してもよい。図4bでは、2つの検出器電極装置のみが、互いに隣接して配
されているが、3つ以上の検出器電極モジュールをそれぞれ入射放射線に対して
実質的に垂直な方向に沿って互いに隣接して配してもよい。また検出器電極モジ
ュールをそれぞれ入射放射線に沿って実質的に平行な方向に互いに隣接して配し
てもよい。
【0053】 本発明をいくつかの好ましい態様を参照して説明したが、添付の特許請求の範
囲に記載してように本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変型例が可能である
ことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 少なくとも本発明による2つの検出電極装置からなる検出器が配された面ビー
ムラジオグラフィー(planar beam radiography)用装置の略式全体図。
【図2】 少なくとも2つの本発明による検出器電極モジュールからなるガス平行プレー
トアバランシェチャンバー(gaseous parallel plate avalanche chamber)の第
1の態様の略式断面図。
【図3a】 少なくとも本発明による2つの検出器電極装置からなる面ビームラジオグラフ
ィー用装置の略式全体図。
【図3b】 少なくとも2つの本発明による検出器電極モジュールからなるガス平行プレー
トアバランシェチャンバーの第2の態様の略式断面図。
【図4a】 上記構造の分離前の基板上に配された処理電子部品を含む1つの検出器電極の
略式頂面図。
【図4b】 支持体に互いに隣接して配された処理電子部品を含む2つの独立した検出器電
極モジュールの略式頂面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,YU, ZA,ZW Fターム(参考) 2G088 EE01 EE27 FF02 GG03 JJ04 JJ08 JJ12 JJ22 JJ32 KK32 5C038 DD02 DD03 DD04 DD09 DD12 DD13

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線源からX線を放射する工程と、電極装置を含み、その間に
    電界を発生させるために電圧が印加されるガスアバランシェ検出器で被写体に妨
    害されたX線を検出する工程とからなるラジオグラフィーで画像形成する方法に
    おいて、少なくとも2つの検出器電極モジュールで電気信号を検出し、前記電気
    信号は、複数の検出器電極エレメントの内の少なくとも1つで電子−イオンアバ
    ランシェによって誘導され、これら検出器電極エレメントは、互いに隣接して配
    され、各エレメントは、入射放射線に対して実質的に平行である方向に沿って配
    され、前記少なくとも2つの独立した検出器電極エレメントモジュールが、互い
    に極めて近接し、各々入射放射線に沿って実質的に平行な方向に配されている場
    所で配されていることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 前記X線が、被写体を通過していることを特徴とする請求項
    1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記X線が、被写体によって反射されていることを特徴とす
    る請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 検出される放射物が、第1及び第2プレートの間を横方向に
    入射するように配向されたガスアバランシェチャンバーで、X線を検出する工程
    をさらに含むことを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記第1及び第2プレートにそれぞれ含まれる第1及び第2
    電極装置の間に電圧を印加し、前記第1及び第2プレートの間に電界を生じさせ
    、入射したX線光子によって放出された一次及び二次電離電子の電子−イオンア
    バランシェを引き起こす工程をさらに含むことを特徴とする請求項1乃至4いず
    れか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 検出器内で一次電離電子−イオン対を生成するために入射X
    線光子の大部分が気体原子と相互作用するような前記ガスアバランシェ検出器が
    深さを有する場所で入射放射物の方向にX線を検出する工程をさらに含むことを
    特徴とする請求項1乃至5いずれか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 X線源と、電極装置を含み、その間に電界を発生させるため
    に電圧が印加される、被写体に妨害されたX線光子を検出するためのガスアバラ
    ンシェ検出器と、互いに隣接して配され、各々入射放射物に実質的に平行な方向
    に沿って配された複数の検出器電極エレメントからなる少なくとも2つの独立し
    た検出器電極モジュールとからなり、前記少なくとも2つの独立した検出器電極
    モジュールが互いにきわめて近接して配され、各々入射放射物に対して実質的に
    平行な方向に沿って配されていることを特徴とするラジオフラフィー用装置。
  8. 【請求項8】 前記X線が、被写体を通過していることを特徴とする請求項
    7記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記X線が、被写体によって反射されていることを特徴とす
    る請求項1記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記X線源と被写体との間に位置する実質的に面であるX線
    ビームを形成する手段をさらに含むことを特徴とする請求項7乃至9いずれか1
    項に記載の装置。
  11. 【請求項11】 前記ガスアバランシェ検出器が、入射X線放射物を検出す
    るためのガスプレートアバランシェチャンバーを含み、このガスプレートアバラ
    ンシェチャンバーが、第1及び第2プレートの間を横方向にX線が入射するよう
    に配向され、前記第1及び第2プレートの間に、電界が発生するように前記第1
    及び第2プレートそれぞれに含まれる第1及び第2電極構造の間に電圧が、印加
    され、前記ガスプレートアバランシェチャンバーが、検出器内に一次遊離電子−
    イオン対を生成するために入射X線光子の大部分が、気体原子と相互作用するよ
    うに入射放射物の方向に沿った深さを有することを特徴とする請求項7乃至10
    いずれか1項に記載の装置。
  12. 【請求項12】 ガスアバランシェチャンバーの前記プレートが、平行であ
    ることを特徴とする請求項7乃至11いずれか1項に記載の装置。
  13. 【請求項13】 ガスアバランシェチャンバーの前記プレートが、非平行で
    あることを特徴とする請求項7乃至11いずれか1項に記載の装置。
  14. 【請求項14】 少なくとも1つの前記検出器電極モジュールの検出器電極
    エレメントが、長尺であり、並んで配されたストリップによって形成され、互い
    に電気的に絶縁していることを特徴とする請求項7乃至13いずれか1項に記載
    の装置。
  15. 【請求項15】 各前記検出器電極モジュールの基板(100)が、支持エ
    レメント(110)上に配されていることを特徴とする請求項7乃至14いずれ
    か1項に記載の装置。
  16. 【請求項16】 前記基板が、誘電性又は半導体材料によって覆われた金属
    材料から製せられていることを特徴とする請求項7乃至15いずれか1項に記載
    の装置。
  17. 【請求項17】 処理エレクトロニクス(14)が、検出器電極エレメント
    と同じ基板(100)上に配されていることを特徴とする請求項7乃至16いず
    れか1項に記載の装置。
  18. 【請求項18】 前記処理エレクトロニクスが、検出器電極エレメントが配
    される基板(100)とは別の基板に配されていることを特徴とする請求項7乃
    至17いずれか1項に記載の装置。
  19. 【請求項19】 前記検出器電極モジュールが、互いに電気的及び/又は物
    理的に接触して配されていることを特徴とする請求項7乃至18いずれか1項に
    記載の装置。
  20. 【請求項20】 前記支持エレメントが、陽極(3)の基板又は陰極(6)
    の基板であることを特徴とする請求項7乃至19いずれか1項に記載の装置。
  21. 【請求項21】 前記ストリップが、互いに電気的に絶縁したセクションに
    入射X線に対して垂直に分割されていることを特徴とする請求項7乃至20いず
    れか1項に記載の装置。
  22. 【請求項22】 電極装置を含み、これらの間に電圧を印加して電界を発生
    させる入射放射物を検出するガスアバランシェ検出器において、前記ガスアバラ
    ンシェ検出器が、入射放射物を検出するためのガスアバランシェチャンバーを含
    み、少なくとも2つの独立した検出器電極モジュールが、互いに隣接して配され
    、各々入射放射物に対して実質的に平行な方向に沿って配された複数の検出器電
    極エレメントからなり、前記少なくとも2つの独立した検出器電極モジュールが
    、互いにきわめて近接して配され、各々入射放射物に対して実質的に平行な方向
    に沿って配されていることを特徴とする検出器。
  23. 【請求項23】 前記ガスアバランシェチャンバーに第1及び第2プレート
    の間を横方向に入射する放射物用の入口が設けられており、前記第1及び第2プ
    レートの各々に含まれる第1及び第2電極装置間に電圧を印加して前記第1及び
    第2プレートの間に電界を発生させることを特徴とする請求項22記載の検出器
  24. 【請求項24】 前記ガスアバランシェチャンバーが、検出器内に一次遊離
    電子−イオン対を生成するために入射X線光子の大部分が、気体原子と相互作用
    するように入射放射物の方向に沿った深さを有することを特徴とする請求項22
    又は23記載の検出器。
  25. 【請求項25】 前記ガスアバランシェチャンバーの前記プレートが、平行
    であることを特徴とする請求項22乃至24記載の検出器。
  26. 【請求項26】 前記ガスアバランシェチャンバーの前記プレートが、非平
    行であることを特徴とする請求項22乃至24記載の検出器。
  27. 【請求項27】 少なくとも1つの前記検出器電極モジュールの検出器電極
    エレメントが、長尺で、並んで配されたストリップによって形成され、互いに電
    気的に絶縁していることを特徴とする請求項22乃至26いずれか1項に記載の
    検出器。
  28. 【請求項28】 各前記検出器電極モジュールの基板(100)が、支持エ
    レメント(110)上に配されていることを特徴とする請求項22乃至26いず
    れか1項に記載の装置。
  29. 【請求項29】 前記基板が、誘電性又は半導体材料によって覆われた金属
    材料から製せられていることを特徴とする請求項22乃至28いずれか1項に記
    載の装置。
  30. 【請求項30】 処理エレクトロニクス(14)が、検出器電極エレメント
    と同じ基板(100)上に配されていることを特徴とする請求項22乃至29い
    ずれか1項に記載の装置。
  31. 【請求項31】 前記処理エレクトロニクスが、検出器電極エレメントが配
    される基板(100)とは別の基板に配されていることを特徴とする請求項22
    乃至30いずれか1項に記載の装置。
  32. 【請求項32】 前記検出器電極モジュールが、互いに電気的及び/又は物
    理的に接触して配されていることを特徴とする請求項22乃至31いずれか1項
    に記載の装置。
  33. 【請求項33】 前記支持エレメントが、陽極(3)の基板又は陰極(6)
    の基板であることを特徴とする請求項22乃至32いずれか1項に記載の装置。
  34. 【請求項34】 前記ストリップが、互いに電気的に絶縁したセクションに
    入射X線に対して垂直に分割されていることを特徴とする請求項22乃至33い
    ずれか1項に記載の装置。
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