JP2004198113A

JP2004198113A - Radiation measuring system

Info

Publication number: JP2004198113A
Application number: JP2002363270A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takagi; 寛之高木; Katsutoshi Sato; 克利佐藤; Hiroshi Kamimura; 上村　　博
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2004-07-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation measuring system which sufficiently utilizes a dynamic range in correspondence to a slice thickness varying function. <P>SOLUTION: When amplifying a signal inputted in a detector circuit 16 by a preamplifier 27 having a feedback resistor 9 in an interior of the detector circuit 16 on the basis of slice thickness information set by a central control unit 19, its amplification factor is selected by an amplification factor selecting device 26, and the feedback resistor 9 is adjusted. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線を利用して非破壊で被検体の断層画像あるいは透視画像を得る断層撮像装置および透視撮像装置などの放射線計測システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の放射線計測システムは、機械部品や電機部品等の計測対象物に照射した放射線源からの放射線ビームを検出器装置で検出し、これを画像処理部によって処理してから表示装置に透視表示や断層表示さらには三次元表示などで出力し、計測対象物を観察するように構成され、計測対象物を透過したスライス幅に対して小さな検出器群を用い、スライス厚さに応じて該当する検出器群を適宜選択してスライス厚さの変更に対応するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。一方、上述した技術とは別に、スライス厚さに対して大きな検出器を有するものや、このような装置に対してスライス幅を可変にするものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２０００６８号公報
【特許文献２】
特開平０７−１２４１４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したスライス厚さに対して大きな検出器装置を有する放射線計測システムでは、スライス厚さを変えたとき、その検出器装置に入射する放射線の量が大きく変化し、例えば、スライス厚さが大きいときには検出器装置に入射する放射線の量は多いが、スライス厚さを小さくすると、それに応じて検出器装置に入射する放射線の量はどんどん小さくなってしまう。つまり、断層撮影装置での放射線計測の基本は、予め固定したスライス厚さの場合、計測対象物が無い状態の放射線に対して計測対象物によりどのように放射線が減衰するかを測定するということであり、当然、計測対象物がない場合の方が検出器に入射する放射線の量は大きく、その時の出力信号が最大であるが、検出器装置からの出力信号を電気信号として適宜増幅するものの、スライス厚さが可変であるということは、最大の出力信号がスライス厚さにより変わることを意味する。これに対して、特許文献１および特許文献２では、如何にしてスライス幅を可変にするか詳述されているが、その可変機能に対して最適な放射線検出をすることに関しては述べられていない。従って、通常の断層撮影装置で使用する検出器装置では、検出器に入射した放射線量に比例した信号を電気信号、例えば、アナログデジタル変換器を使ってデジタルデータとして処理部の計算機等に転送し、そのときのデジタルデータへの変換では、その変換電圧に上限値と下限値があり（この変換電圧の上限値と下限値の範囲をダイナミックレンジと呼ぶ）、例えば、あるアナログデジタル変換器では、下限値０Ｖ、上限値１０Ｖの電圧範囲を１６ビット（６５５３６階調）のデジタル信号に変換したり、別のものでは、下限値−２．５Ｖ、上限値＋２．５Ｖの電圧範囲を１４ビット（１６３８４階調）のデジタル信号に変換したりしているが、この変換電圧の上限値と下限値の範囲であるダイナミックレンジを十分に活用することができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、スライス厚さ可変機能に対応して、ダイナミックレンジを十分に活用することができるようにした放射線計測システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は上記目的を達成するために、放射線源装置に対向してスライス厚さを制御するスライス厚さ可変コリメータと、上記放射線源装置から照射した放射線強度を検出する検出器装置と、この検出器装置から出力するアナログ信号に対して前置増幅器で増幅してサンプルホールドアンプに入力してトリガパルス発生装置からの検出タイミングで電圧保持し、この保持電圧をアナログデジタル変換器でデジタル信号に変換し透過データとして出力する検出器回路とを備えた放射線計測システムにおいて、上記検出器装置に入射する放射線量の変化に応じて上記前置増幅器の増幅率を選択する増幅率選択装置を設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の本発明による放射線計測システムは、検出器装置に入射する放射線量の変化に応じて前置増幅器の増幅率を選択する増幅率選択装置を設けたため、検出器装置に入射する放射線量の変化に応じて前置増幅器の増幅率を制御できるので、スライス厚の変化により検出素子に入射する放射線量が増減してもアナログデジタル変換器のダイナミックレンジを１００％活用することが可能になり、如何なるスライス厚においても１００％のコントラストを持った高画質の断層像または透視像を撮影することが可能になる。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は上記目的を達成するために、放射線源装置に対向してスライス厚さを制御するスライス厚さ可変コリメータと、上記放射線源装置から照射した放射線強度を検出する検出器装置と、この検出器装置から出力するアナログ信号に対して前置増幅器で増幅してサンプルホールドアンプに入力してトリガパルス発生装置からの検出タイミングで電圧保持し、この保持電圧をアナログデジタル変換器でデジタル信号に変換し透過データとして出力する検出器回路とを備えた放射線計測システムにおいて、上記トリガパルス発生装置からの検出タイミングを、上記検出器装置に入射する放射線量の変化に応じて制御する検出タイミング制御装置を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の本発明による放射線計測システムは、検出器装置に入射した放射線により発生した出力信号をデジタル変換するタイミングを制御する検出タイミング制御装置を設けたため、スライス厚さが小さいときには出力ピーク位置でホールドするように検出タイミングを検出タイミング制御装置によって調整し、一方、スライス厚さが大きいときにはアナログデジタル変換器のダイナミックレンジの範囲に入るように検出タイミングを検出タイミング制御装置によって調整することができ、スライス厚の変化により検出素子に入射する放射線量が増減してもアナログデジタル変換器のダイナミックレンジを１００％活用することが可能になり、如何なるスライス厚においても１００％のコントラストを持った高画質の断層像または透視像を撮影することが可能になる。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は上記目的を達成するために、放射線源装置に対向してスライス厚さを制御するスライス厚さ可変コリメータと、上記放射線源装置から照射した放射線強度を検出する検出素子を有する検出器装置と、この検出素子にバイアス電圧を印加するバイアス電源と、この検出器装置から出力するアナログ信号に対して前置増幅器で増幅してサンプルホールドアンプに入力してトリガパルス発生装置からの検出タイミングで電圧保持し、この保持電圧をアナログデジタル変換器でデジタル信号に変換し透過データとして出力する検出器回路とを備えた放射線計測システムにおいて、上記検出器装置に入射する放射線量の変化に応じて上記検出素子に印加するバイアス電圧を制御するバイアス電圧制御装置を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の本発明による放射線計測システムは、検出器装置に印加するバイアス電圧を制御するバイアス電圧制御装置を設けたため、検出器装置に入射する放射線量の変化に応じて検出器装置に印加するバイアス電圧の制御ができるので、同様にスライス厚の変化により検出素子に入射する放射線量が増減してもアナログデジタル変換器のダイナミックレンジを１００％活用することが可能になり、如何なるスライス厚においても１００％のコントラストを持った高画質の断層像または透視像を撮影することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態による放射線計測システムとしての断層撮像装置を示すブロック構成図である。
この断層撮像装置は、Ｘ線をパルス状に発生するＸ線源装置１０と、そのＸ線を照射側でファンビーム状に整形するプレコリメータ１１と、計測対象物である被検体１３を介在した対向側で所定の方向以外からのＸ線入射を防止する検出器コリメータ１４と、被検体１３を透過してくるＸ線強度を検出する検出器装置１５と、この検出器装置１５から出力されるアナログ信号に対しデジタル変換等の信号処理を行い透過データとして出力する検出器回路１６と、この検出器回路１６とＸ線源装置１０に対してそれぞれ検出タイミング信号と照射タイミング信号とを出力するトリガパルス発生装置２０と、被検体１３を搭載するターンテーブル１２と、このターンテーブル１２を駆動制御するスキャナ装置１７とを有している。
【００１３】
また、画像処理装置１８およびスキャナ装置１７と接続されて全体の駆動動作を制御する中央制御装置１９と、検出器回路１６および中央制御装置１９と接続されていて中央制御装置１９が設定するパラメータに従って検出器回路１６から出力されるデジタル信号の透過データを基に断層像および透視像を再構成し、得られた画像を表示する画像処理装置１８と、検出器コリメータ１４の前面に配置されてスライス厚さを制御するスライス厚さ可変コリメータ２５と、スライス厚さに応じて検出器回路１６内にある後述する前置増幅器２７の増幅率を選択する増幅率選択装置２６とを備えている。
【００１４】
Ｘ線源装置１０は、トリガパルス発生装置２０からの照射信号に同期してパルス状のＸ線を照射するものであり、このパルス状Ｘ線のパルス幅は例えば５μ秒である。検出器装置１５は、例えば７５０個の高純度半導体フォトダイオードによって構成される検出素子を有し、それぞれの検出素子を検出器コリメータ１４に接する所定位置に一次元配列することによって構成されている。この検出器装置１５における各検出素子の出力は、各々独立に検出器回路１６に出力する。また、半導体フォトダイオード検出素子の場合、各素子にバイアス電源２４からのバイアス電圧を印加し、このバイアス電圧により半導体フォトダイオードはＸ線有感部を形成する。検出器回路１６に入力した信号は、中央制御装置１９で設定したスライス厚さ情報に基づき図２に示す前置増幅器２７で増幅される。スライス厚さ可変コリメータ２５の制御も、中央制御装置１９で設定したスライス厚さ情報に基づき決定する。
【００１５】
図２は、上述した断層撮影装置における検出器回路１６の内部にある前置増幅器２７の周囲回路を示す回路図である。
この周囲回路では、検出素子の信号を前置増幅器２７で電流電圧変換すると共に増幅し、この前置増幅器２７で増幅された前置増幅器信号をサンプルホールドアンプ（以下、Ｓ／Ｈ増幅器と称す）２８に入力し、トリガパルス発生装置２０からの検出タイミング信号が入力された時点の電圧を保持し、Ｓ／Ｈ増幅器出力として出力する。この保持された電圧信号であるＳ／Ｈ増幅器出力はアナログデジタル変換器２９により１６ビット階調のデジタル信号に変換され、このアナログデジタル変換器２９では、その入力電圧に上限値と下限値があるダイナミックレンジに対してアナログデジタル変換を実施する。
【００１６】
断層撮影装置では、被検体１３がない場合の入射放射線量に対する被検体１３による減衰量を測定する。この被検体１３がない場合の入射放射線量をリファレンスと呼ぶと、スライス厚さが可変になることで検出素子に入射する放射線量が変わり、すなわち、スライス厚さによってリファレンスが変化する。
【００１７】
図３は、前置増幅器２７の増幅率が固定の場合に関するスライス厚さが大きいときの前置増幅器出力２７ａと、スライス厚さが小さいときの前置増幅器出力２７ｂを示す特性図である。
同図から分かるように、スライス厚さが大きいときにはリファレンスが大きく、小さいときにはリファレンスが小さくなる。検出素子からの出力も同じで、リファレンスが大きいときには検出素子からの出力も大きく、前置増幅器２７からの出力も大きい。
【００１８】
図４は、図２に示したＳ／Ｈ増幅器２８の出力例を示す特性図であり、図３に示した前置増幅器出力２７ａ，２７ｂに対して検出タイミング信号のタイミングをスライス厚さとは無関係に固定した場合であり、その検出タイミングのタイミングをスライス厚さが小さい場合に合わせたときのものである。
この場合、スライス厚さが小さいときのＳ／Ｈ増幅器出力２８ｂは、アナログデジタル変換器２９のダイナミックレンジの範囲にあるが、スライス厚さが大きいときのＳ／Ｈ増幅器出力２８ａは、ダイナミックレンジの範囲を超えてしまう。
【００１９】
図５は、図２に示したＳ／Ｈ増幅器２８の出力例を示す特性図であり、図３に示した前置増幅器出力２７ａ，２７ｂに対して検出タイミング信号のタイミングを可変にした場合を示している。
同図から分かるように、スライス厚さが大きいときのＳ／Ｈ増幅器出力２８ａは、検出タイミングのタイミングを遅らせることによってダイナミックレンジの範囲に入るようにすることができる。スライス厚さが小さいときのＳ／Ｈ増幅器出力２８ｂの信号も、アナログデジタル変換器２９のダイナミックレンジの範囲に入っているが、ＳＮ比が著しく低下している。
【００２０】
本実施の形態による放射線計測システムでは、増幅率選択装置２６により前置増幅器２７の増幅率をスライス厚さに適合して選択可能にすることによって上述した問題を解決するようにしている。このような解決手段によれば、図６に示すようにスライス厚さが大きいときのＳ／Ｈ増幅器出力２８ａもスライス厚さが小さいときのＳ／Ｈ増幅器出力２８ｂも、ダイナミックレンジの範囲内で、かつＳＮ比も良好な計測が可能となる。
【００２１】
次に、どのように増幅率選択装置２６で前置増幅器２７の増幅率を選択するかについて説明する。
増幅率選択装置２６は、例えばデジタル入出力インターフェースで図１に示した中央制御装置１９と結合されている。この中央制御装置１９でスライス厚さを設定すると、図７に示すようにスライス厚さ６に対してある規則に従いデジタル入出力インターフェースのビットパターン７が「０」から「１」になる。スライス厚さ６に対してデジタル入出力インターフェースの２ビットを割り当て、それぞれのスライス厚さ６に応じてビットパターン７を変えている。このビットパターン７を増幅率選択装置２６が読み取り、その増幅率制御ビットパターン８に応じて図２に示した前置増幅率２７のフィードバック抵抗９を選択する。
【００２２】
すなわち、図７に示したデジタル入出力インターフェースのビットパターン７が「００」の場合、増幅率制御ビットパターン８が「１０００」となり、フィードバック抵抗９が「Ｒｆ１」となり、図２に示したフィードバック抵抗Ｒｆ１の接点が閉じると共に他の接点が開放となり、フィードバック抵抗Ｒｆ１が選択されたことになる。同様に、図７に示したデジタル入出力インターフェースのビットパターン７が「１０」の場合には、増幅率制御ビットパターン８が「００１０」となり、図２に示したフィードバック抵抗Ｒｆ３の接点が閉じると共に他の接点が開放となり、フィードバック抵抗Ｒｆ３が選択されたことになる。
【００２３】
本実施の形態による放射線計測システムによれば、検出器回路１６に入力した信号を中央制御装置１９で設定したスライス厚さ情報に基づき検出器回路１６の内部にあるフィードバック抵抗９を有する前置増幅器２７で増幅するとき、その増幅率を増幅率選択装置２６によってフィードバック抵抗９を選択して調整するようにしたため、検出器装置１５に入射する放射線量の変化に応じて前置増幅器２７の増幅率を制御できるので、スライス厚の変化により検出器装置１５に入射する放射線量が増減してもアナログデジタル変換器２９のダイナミックレンジを１００％有効に活用することができ、如何なるスライス厚においても１００％のコントラストを持った高画質の断層像または透視像を撮影することができる。
【００２４】
図８は、本発明の他の実施の形態による放射線計測システムを示すブロック構成図である。
この断層撮像装置は、Ｘ線をパルス状に発生するＸ線源装置１０と、そのＸ線をファンビーム状に整形するプレコリメータ１１と、所定の方向以外からのＸ線入射を防止する検出器コリメータ１４と、被検体１３を透過してくるＸ線強度を検出する検出器装置１５と、この検出器装置１５から出力されるアナログ信号に対しデジタル変換等の信号処理を行い透過データとして出力する検出器回路１６と、この検出器回路１６とＸ線源装置１０に対してそれぞれ検出タイミング信号と照射タイミング信号とを出力するトリガパルス発生装置２０と、被検体１３を搭載するターンテーブル１２と、このターンテーブル１２を駆動制御するスキャナ装置１７を有している。
【００２５】
また、画像処理装置１８およびスキャナ装置１７と接続されて全体の駆動動作を制御する中央制御装置１９と、検出器回路１６および中央制御装置１９と接続されて中央制御装置１９が設定するパラメータに従って検出器回路１６から出力されるデジタル信号の透過データを基に断層像および透視像を再構成し、得られた画像を表示する画像処理装置１８と、スライス厚さは、検出器コリメータ１４の前面に配置されてスライス厚さを制御するスライス厚さ可変コリメータ２５と、検出器装置１５に入射したＸ線により発生した出力信号をデジタル変換するタイミングを、スライス厚さに応じて制御する検出タイミング制御装置３１を装備している。
【００２６】
本実施の形態による断層撮像装置では、検出タイミング制御装置３１によって図３に示した前置増幅器出力２７ａ，２７ｂに対して、スライス厚さに応じて検出タイミングを変えることができる。すなわち、図９に示すようにスライス厚さが小さいときには、出力ピーク位置でホールドするように検出タイミングを検出タイミング制御装置３１によって調整して、スライス厚さが小さいときのＳ／Ｈ増幅器出力２８ｂを得るようにし、一方、スライス厚さが大きいときにはアナログデジタル変換器２９のダイナミックレンジの範囲に入るように検出タイミングを検出タイミング制御装置３１によって調整して、スライス厚さが大きいときのＳ／Ｈ増幅器出力２８ａを得るようにしている。ここで、有効な効果を期待するためには、Ｘ線がパルス状に発生することが必須である。何故ならば、前置増幅器２８の出力がある時定数をもって減衰することが必要であるからである。
【００２７】
次に、検出タイミング制御装置３１がどのように検出タイミングを調整するかについて説明する。
検出タイミング制御装置３１は、例えば、デジタル入出力インターフェースで中央制御装置１９と結合されている。この中央制御装置１９でスライス厚さを設定すると、中央制御装置１９はそれに応じて検出タイミングの遅延時間を求め、その遅延時間を１６ビットのデジタル入出力インターフェースを通して検出タイミング制御装置３１に送信する。これを受けた検出タイミング制御装置３１は、この遅延時間をセットし、トリガパルス発生装置２０から出力された検出タイミング信号を受け取った後、セットした遅延時間分だけ遅らせた検出タイミング信号を検出器回路１６に出力する。ここで遅延時間を１６ビットのデータとして使用することにより、検出タイミングの遅延時間をほぼ連続的に変えることが可能となる。
【００２８】
上述した放射線計測システムによれば、検出器装置１５に入射したＸ線により発生した出力信号をデジタル変換するタイミングを、検出器装置１５に入射するＸ線量の変化に応じて制御することができるので、スライス厚の変化により検出器装置１５に入射するＸ線量が増減してもアナログデジタル変換器２９のダイナミックレンジを１００％活用することができ、如何なるスライス厚においても１００％のコントラストを持った高画質の断層像または透視像を撮影することができる。
【００２９】
図１０は、本発明のさらに他の実施の形態による放射線計測システムを示すブロック構成図であり、図１に示した実施の形態との同等物には同一符号を付けて詳細な説明を省略し、相違部分についてのみ説明する。
この断層撮像装置は、図１に示した増幅率選択装置２６に替えてバイアス電圧制御装置３２を付加し、このバイアス電圧制御装置３２によって、スライス厚さに応じて検出器装置１５の検出素子に印加するバイアス電圧の大きさの制御をするようにしており、特に、検出器装置１５が半導体検出器のようにバイアス電圧によりＸ線感度が変わる検出素子を使用している場合に有効である。
【００３０】
図３に示した前置増幅器出力２７ａ，２７ｂに対して、スライス厚さに応じてバイアス電圧の大きさを変えることができる。検出装置１５を構成する半導体検出器では、バイアス電圧を大きくすると空乏層と呼ばれる放射線有感部の大きさが増加する。放射線有感部の大きさが増加すれば、同じ放射線量でも検出素子の出力は大きくなる。また逆に、バイアス電圧を小さくすると検出素子の出力は小さくなる。
【００３１】
すなわち、図１１に示すようにスライス厚さが小さいときには、バイアス電圧を大きくして検出素子の出力を大きくして、スライス厚さが小さいときのＳ／Ｈ増幅器出力２８ｂとし、一方、スライス厚さが大きいときには、バイアス電圧を小さくして、スライス厚さが大きいときのＳ／Ｎ増幅器出力２８ａとすることができる。これにより、図２に示したアナログデジタル変換器２９のダイナミックレンジの範囲に入るようにＳ／Ｈ増幅器出力を制御することができる。ただし、放射線の有感部の大きさは、あるバイアス電圧の大きさを越えると大きくはならない性質を持っており、また、過度にバイアス電圧を上げると検出素子が破損する恐れがあることに注意する必要がある。
【００３２】
次に、バイアス電圧制御装置３２でバイアス電圧をどのように制御するのかについて説明する。
バイアス電圧制御装置３２は、例えば、デジタル入出力インターフェースで中央制御装置１９と結合されている。中央制御装置１９でスライス厚さを設定すると、中央制御装置１９はそれに応じてバイアス電圧の大きさを求め、その大きさを１６ビットのデジタル入出力インターフェースを通してバイアス電圧制御装置３２に送信する。これを受けたバイアス電圧制御装置３２は、この電圧の大きさをセットし、バイアス電圧を検出器装置１５内の検出素子に印加する。ここでバイアス電圧の大きさを１６ビットのデータを使うことにより、バイアス電圧の大きさをほぼ連続的に変えることが可能となる。また、過度なバイアス電圧の印加により検出素子の破損を防ぐために、バイアス電圧制御装置３２には可電圧防止のリミットスイッチ機能を持たせると有効である。
【００３３】
上述した実施の形態による放射線計測システムによれば、検出素子に入射する放射線量の変化に応じて検出器装置１５に印加するバイアス電圧の制御ができるので、先の実施の形態の場合と同様にスライス厚の変化により検出素子に入射する放射線量が増減してもアナログデジタル変換器２９のダイナミックレンジを１００％活用することができ、如何なるスライス厚においても１００％のコントラストを持った高画質の断層像または透視像を撮影することができる。
【００３４】
図１２は、本発明のさらに異なる実施の形態による放射線計測システムによるＳ／Ｈ増幅器出力の特性図を示している。
この実施の形態では、上述した検出タイミング制御装置３１とバイアス電圧調整装置３２の二つを組み合わせて使用している。スライス厚さが小さいときには、出力ピーク位置でホールドするように検出タイミングを検出タイミング制御装置３１によって調整すると共に、バイアス電圧制御装置３２でバイアス電圧を大きくして検出素子の出力を大きくして、スライス厚さが小さいときのＳ／Ｈ増幅器出力２８ｂを得るようにしている。一方、スライス厚さが大きいときにはアナログデジタル変換器２９のダイナミックレンジの範囲に入るように検出タイミングを検出タイミング制御装置３１によって調整すると共に、バイアス電圧制御装置３２でバイアス電圧を小さくして、スライス厚さが大きいときのＳ／Ｈ増幅器出力２８ａを得ている。上述した各実施の形態では検出タイミング制御装置３１とバイアス電圧調整装置３２を組み合わせたが、図１〜図１１に示した増幅率選択装置２６、検出タイミング制御装置３１、バイアス電圧調整装置３２を適宜組み合わせて使うことも勿論可能である。
【００３５】
このような実施の形態による放射線計測システムによれば、検出器装置に入射する放射線量の変化に応じて前置増幅器の増幅率を選択する増幅率選択装置２６と、検出器装置に入射した放射線により発生した出力信号をデジタル変換するタイミングを制御する検出タイミング制御装置３１と、検出器装置に印加するバイアス電圧を制御するバイアス電圧制御装置３２とを適宜組み合わせるようにしたため、アナログデジタル変換器２９のダイナミックレンジを一層有効に活用することが可能となる。
【００３６】
さらに、上述した各実施の形態では、パルス状のＸ線を発生するＸ線発生装置１０について説明したが、連続出力のＸ線を発生するＸ線発生装置、またＸ線と類似の放射線を発生する放射線発生装置にも適用できる。ただし、連続出力のＸ線を発生するＸ線発生装置の場合、図１３に示すように前置増幅器２７の入力前段にゲート接点３３を設ける必要があり、このゲート接点３３が閉じると、検出素子の出力信号は前置増幅器２７に入るが、ゲート接点３３が開くと検出素子の出力信号は前置増幅器２７には入らないので、このゲート接点３３の開閉によってパルス状のＸ線と同じ扱いが可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の放射線計測システムによれば、検出素子に入射する放射線量の変化に応じて前置増幅器の増幅率を制御したり、もしくは検出器に入射した放射線により発生した出力信号をデジタル変換するタイミングを制御したり、あるいは検出器装置に印加するバイアス電圧を制御することができ、スライス厚の変化により検出素子に入射する放射線量が増減してもアナログデジタル変換器のダイナミックレンジを１００％活用することが可能になり、如何なるスライス厚においても１００％のコントラストを持った高画質の断層像または透視像を撮影することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による放射線計測システムを示すブロック構成図である。
【図２】図１に示した放射線計測システムにおける検出器回路の内部要部を示す回路図である。
【図３】図２に示した前置増幅器の増幅率が固定の場合における前置増幅器出力を示す特性図である。
【図４】図３に示した前置増幅器出力に対するＳ／Ｈ増幅器出力を示す特性図である。
【図５】図３に示した前置増幅器出力に対する他のＳ／Ｈ増幅器出力を示す特性図である。
【図６】図２に示した前置増幅器出力に対するＳ／Ｈ増幅器出力を示す特性図である。
【図７】図１に示した中央制御装置と増幅率選択装置のデジタル入出力インターフェースを例示した模式図である。
【図８】本発明の他の実施の形態による放射線計測システムを示すブロック構成図である。
【図９】図８に示した放射線計測システムのＳ／Ｈ増幅器出力を示す特性図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態による放射線計測システムを示すブロック構成図である。
【図１１】図１０に示した放射線計測システムのＳ／Ｈ増幅器出力を示す特性図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施の形態による放射線計測システムのＳ／Ｈ増幅器出力を示す特性図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施の形態による放射線計測システムの前置増幅器を示す回路図である。
【符号の説明】
９フィードバック抵抗
１０Ｘ線源装置
１３被検体
１４検出器コリメータ
１５検出器装置
１６検出器回路
１７スキャナ装置
１８画像処理装置
１９中央制御装置
２０トリガパルス発生装置
２４バイアス電源
２５スライス厚さ可変コリメータ
２６増幅率選択装置
２７前置増幅器
２８Ｓ／Ｈ増幅器
２９アナログデジタル変換器
３１検出タイミング制御装置
３２バイアス電圧制御装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tomographic imaging apparatus that obtains a tomographic image or a fluoroscopic image of a subject non-destructively using radiation, and a radiation measurement system such as a fluoroscopic imaging apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventional radiation measurement systems use a detector device to detect a radiation beam from a radiation source that irradiates an object to be measured, such as a mechanical component or an electric component, and process the image by an image processing unit before performing a fluoroscopic display on a display device. It is configured to output a tomographic display or even a three-dimensional display, and to observe the measurement object, using a group of detectors that are small for the slice width that has passed through the measurement object, and performing detection corresponding to the slice thickness There is known a device group that appropriately selects a group of devices and responds to a change in slice thickness (for example, see Patent Document 1). On the other hand, apart from the above-mentioned technology, there are also known a device having a large detector for the slice thickness and a device having a variable slice width for such an apparatus (for example, see Patent Document 2). .
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-200068
[Patent Document 2]
JP-A-07-124147
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a radiation measurement system having a detector device larger than the slice thickness described above, when the slice thickness is changed, the amount of radiation incident on the detector device changes greatly. When it is large, the amount of radiation incident on the detector device is large, but when the slice thickness is reduced, the amount of radiation incident on the detector device is correspondingly reduced. In other words, the basis of radiation measurement in a tomography apparatus is to measure how radiation is attenuated by a measurement object with respect to radiation without a measurement object when the slice thickness is fixed in advance. Of course, when there is no measurement object, the amount of radiation incident on the detector is large, and the output signal at that time is the maximum, but the output signal from the detector device is appropriately amplified as an electric signal. The fact that the slice thickness is variable means that the maximum output signal changes depending on the slice thickness. On the other hand, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 describe in detail how to make the slice width variable, but do not mention performing optimal radiation detection for the variable function. . Therefore, in a detector device used in a normal tomography apparatus, a signal proportional to the amount of radiation incident on the detector is transferred as an electrical signal, for example, digital data using an analog-to-digital converter to a computer or the like in a processing unit. In the conversion to digital data at that time, the converted voltage has an upper limit and a lower limit (the range between the upper limit and the lower limit of the converted voltage is called a dynamic range). For example, in an analog-to-digital converter, A voltage range with a lower limit of 0 V and an upper limit of 10 V is converted into a 16-bit (65536 gray scale) digital signal. In another case, a voltage range with a lower limit of −2.5 V and an upper limit of +2.5 V is 14 bits ( 16384 gradations), but the dynamic range, which is the range between the upper and lower limits of the converted voltage, can be fully utilized. It was bought.
[0005]
An object of the present invention is to provide a radiation measurement system capable of fully utilizing a dynamic range corresponding to a slice thickness variable function.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a slice thickness variable collimator for controlling a slice thickness facing a radiation source device and a detection device for detecting a radiation intensity irradiated from the radiation source device are provided. And the analog signal output from the detector device is amplified by a preamplifier and input to a sample-and-hold amplifier to hold the voltage at the detection timing from the trigger pulse generator, and the held voltage is converted to analog-to-digital. And a detector circuit for converting into a digital signal with a detector and outputting the data as transmission data, wherein the amplification factor for selecting the amplification factor of the preamplifier in accordance with a change in the amount of radiation incident on the detector device. A selection device is provided.
[0007]
The radiation measuring system according to the present invention has an amplification factor selection device for selecting an amplification factor of the preamplifier in accordance with a change in the amount of radiation incident on the detector device. Since the gain of the preamplifier can be controlled according to the change in radiation dose, the dynamic range of the analog-to-digital converter can be used 100% even if the radiation dose incident on the detector increases or decreases due to the change in slice thickness. Therefore, a high-quality tomographic image or a fluoroscopic image having 100% contrast can be taken at any slice thickness.
[0008]
According to another aspect of the present invention, there is provided a slice thickness variable collimator for controlling a slice thickness facing a radiation source device, and a detection device for detecting an intensity of radiation emitted from the radiation source device. And the analog signal output from the detector device is amplified by a preamplifier and input to a sample-and-hold amplifier to hold the voltage at the detection timing from the trigger pulse generator, and the held voltage is converted to analog-to-digital. A detector circuit that converts the signal into a digital signal with a detector and outputs the data as transmission data, wherein the detection timing from the trigger pulse generator is controlled according to the change in the amount of radiation incident on the detector. And a detection timing control device that performs the detection.
[0009]
The radiation measurement system according to the present invention has a detection timing control device that controls the timing of digitally converting an output signal generated by radiation incident on the detector device. The detection timing is adjusted by the detection timing control device so as to hold at the position, while the detection timing is adjusted by the detection timing control device so as to fall within the dynamic range of the analog-to-digital converter when the slice thickness is large. It is possible to utilize 100% of the dynamic range of the analog-to-digital converter even if the amount of radiation incident on the detection element increases or decreases due to a change in slice thickness. Image quality tomographic or transparent It is possible to shoot the image.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a variable slice thickness collimator for controlling a slice thickness facing a radiation source device, and a detection device for detecting an intensity of radiation emitted from the radiation source device. A detector device having an element, a bias power supply for applying a bias voltage to the detection device, and an analog signal output from the detector device amplified by a preamplifier and input to a sample and hold amplifier to generate a trigger pulse A detector circuit for holding a voltage at a detection timing from the device, converting the held voltage into a digital signal by an analog-to-digital converter, and outputting the digital signal as transmission data, a radiation dose incident on the detector device. A bias voltage control device for controlling a bias voltage applied to the detection element according to a change in That.
[0011]
In the radiation measurement system according to the present invention, a bias voltage control device that controls a bias voltage applied to the detector device is provided, so that the detector device is provided in accordance with a change in the amount of radiation incident on the detector device. Since the applied bias voltage can be controlled, the dynamic range of the analog-to-digital converter can be fully utilized even if the amount of radiation incident on the detection element increases or decreases due to the change in the slice thickness. In this case, a high-quality tomographic image or a fluoroscopic image having 100% contrast can be captured.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a tomographic imaging apparatus as a radiation measurement system according to an embodiment of the present invention.
The tomographic imaging apparatus includes an X-ray source device 10 that generates X-rays in a pulse shape, a precollimator 11 that shapes the X-rays into a fan beam on the irradiation side, and a subject 13 that is a measurement target. On the opposite side, a detector collimator 14 for preventing X-ray incidence from a direction other than a predetermined direction, a detector device 15 for detecting the intensity of X-rays transmitted through the subject 13, and an output from the detector device 15 A detector circuit 16 that performs signal processing such as digital conversion on an analog signal and outputs the data as transmission data; and a trigger that outputs a detection timing signal and an irradiation timing signal to the detector circuit 16 and the X-ray source device 10, respectively. It has a pulse generator 20, a turntable 12 on which a subject 13 is mounted, and a scanner device 17 for controlling the drive of the turntable 12.
[0013]
Further, a central control device 19 connected to the image processing device 18 and the scanner device 17 for controlling the entire driving operation, and a detector circuit 16 connected to the detector circuit 16 and the central control device 19 according to parameters set by the central control device 19. An image processing device 18 for reconstructing a tomographic image and a fluoroscopic image based on transmission data of a digital signal output from the detector circuit 16 and displaying the obtained image, and a slice arranged in front of the detector collimator 14 for slicing. It comprises a slice thickness variable collimator 25 for controlling the thickness, and an amplification factor selection device 26 for selecting an amplification factor of a preamplifier 27 described later in the detector circuit 16 according to the slice thickness.
[0014]
The X-ray source device 10 irradiates pulsed X-rays in synchronization with an irradiation signal from the trigger pulse generator 20, and the pulse width of the pulsed X-rays is, for example, 5 μsec. The detector device 15 has, for example, detection elements constituted by 750 high-purity semiconductor photodiodes, and is configured by one-dimensionally arranging the respective detection elements at predetermined positions in contact with the detector collimator 14. The output of each detection element in the detector device 15 is output independently to the detector circuit 16. In the case of a semiconductor photodiode detecting element, a bias voltage from a bias power supply 24 is applied to each element, and the semiconductor photodiode forms an X-ray sensitive portion by the bias voltage. The signal input to the detector circuit 16 is amplified by the preamplifier 27 shown in FIG. 2 based on the slice thickness information set by the central controller 19. The control of the slice thickness variable collimator 25 is also determined based on the slice thickness information set by the central controller 19.
[0015]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit around a preamplifier 27 inside the detector circuit 16 in the above-described tomography apparatus.
In this peripheral circuit, the signal of the detection element is current-voltage converted and amplified by the preamplifier 27, and the preamplifier signal amplified by the preamplifier 27 is sampled and held (hereinafter, referred to as an S / H amplifier). 28, the voltage at the time when the detection timing signal is input from the trigger pulse generator 20 is held and output as an S / H amplifier output. The output of the S / H amplifier, which is the held voltage signal, is converted into a 16-bit gray scale digital signal by the analog-to-digital converter 29. In the analog-to-digital converter 29, the input voltage has an upper limit value and a lower limit value. Performs analog-to-digital conversion on the dynamic range.
[0016]
The tomography apparatus measures the amount of attenuation by the subject 13 with respect to the incident radiation dose when the subject 13 is not present. If the incident radiation amount when the subject 13 is not present is called a reference, the radiation amount incident on the detection element changes due to the variable slice thickness, that is, the reference changes depending on the slice thickness.
[0017]
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the preamplifier output 27a when the slice thickness is large and the preamplifier output 27b when the slice thickness is small when the amplification factor of the preamplifier 27 is fixed.
As can be seen from the figure, when the slice thickness is large, the reference is large, and when the slice thickness is small, the reference is small. The output from the detecting element is the same. When the reference is large, the output from the detecting element is large, and the output from the preamplifier 27 is also large.
[0018]
FIG. 4 is a characteristic diagram showing an output example of the S / H amplifier 28 shown in FIG. 2. The timing of the detection timing signal is independent of the slice thickness for the preamplifier outputs 27a and 27b shown in FIG. And the timing of the detection timing is adjusted to the case where the slice thickness is small.
In this case, the S / H amplifier output 28b when the slice thickness is small is within the dynamic range of the analog-to-digital converter 29, but the S / H amplifier output 28a when the slice thickness is large has a dynamic range. Beyond the range.
[0019]
FIG. 5 is a characteristic diagram showing an output example of the S / H amplifier 28 shown in FIG. 2, and shows a case where the timing of the detection timing signal is variable with respect to the preamplifier outputs 27a and 27b shown in FIG. Is shown.
As can be seen from the figure, the S / H amplifier output 28a when the slice thickness is large can be made to fall within the dynamic range by delaying the detection timing. The signal of the S / H amplifier output 28b when the slice thickness is small also falls within the dynamic range of the analog-to-digital converter 29, but the SN ratio is significantly reduced.
[0020]
In the radiation measurement system according to the present embodiment, the above-described problem is solved by making the amplification factor of the preamplifier 27 selectable in accordance with the slice thickness by the amplification factor selection device 26. According to such a solution, as shown in FIG. 6, both the S / H amplifier output 28a when the slice thickness is large and the S / H amplifier output 28b when the slice thickness is small are within the dynamic range. , And an excellent SN ratio can be measured.
[0021]
Next, how to select the amplification factor of the preamplifier 27 by the amplification factor selection device 26 will be described.
The amplification factor selection device 26 is connected to the central control device 19 shown in FIG. 1 by, for example, a digital input / output interface. When the slice thickness is set by the central controller 19, the bit pattern 7 of the digital input / output interface changes from "0" to "1" according to a certain rule for the slice thickness 6, as shown in FIG. Two bits of the digital input / output interface are assigned to the slice thickness 6, and the bit pattern 7 is changed according to each slice thickness 6. The bit pattern 7 is read by the amplification factor selection device 26, and the feedback resistor 9 of the pre-amplification factor 27 shown in FIG. 2 is selected according to the amplification factor control bit pattern 8.
[0022]
That is, when the bit pattern 7 of the digital input / output interface shown in FIG. 7 is “00”, the amplification control bit pattern 8 becomes “1000”, the feedback resistor 9 becomes “Rf1”, and the feedback resistor shown in FIG. The contact of Rf1 is closed and the other contacts are opened, and the feedback resistor Rf1 is selected. Similarly, when the bit pattern 7 of the digital input / output interface shown in FIG. 7 is “10”, the gain control bit pattern 8 becomes “0010”, and the contact point of the feedback resistor Rf3 shown in FIG. The other contacts are opened, and the feedback resistor Rf3 is selected.
[0023]
According to the radiation measurement system according to the present embodiment, the signal input to the detector circuit 16 is based on the slice thickness information set by the central controller 19, and the preamplifier having the feedback resistor 9 inside the detector circuit 16 When the signal is amplified by the amplification device 27, the amplification factor is selected and adjusted by the gain selection device 26 so that the amplification factor of the preamplifier 27 is changed according to the change in the radiation dose incident on the detector device 15. Can be controlled, so that the dynamic range of the analog-to-digital converter 29 can be used 100% effectively even if the amount of radiation incident on the detector device 15 increases or decreases due to a change in slice thickness. High-quality tomographic images or fluoroscopic images with high contrast.
[0024]
FIG. 8 is a block diagram showing a radiation measurement system according to another embodiment of the present invention.
The tomographic imaging apparatus includes an X-ray source device 10 that generates X-rays in a pulse shape, a precollimator 11 that shapes the X-rays into a fan beam, and a detector that prevents X-rays from entering from directions other than a predetermined direction. A collimator 14, a detector device 15 for detecting the intensity of the X-ray transmitted through the subject 13, and a signal process such as digital conversion performed on an analog signal output from the detector device 15 and output as transmission data. A detector circuit 16, a trigger pulse generator 20 that outputs a detection timing signal and an irradiation timing signal to the detector circuit 16 and the X-ray source device 10, respectively, a turntable 12 on which a subject 13 is mounted, A scanner device 17 for driving and controlling the turntable 12 is provided.
[0025]
Further, a central control device 19 connected to the image processing device 18 and the scanner device 17 to control the entire driving operation, and a detection device connected to the detector circuit 16 and the central control device 19 and detecting according to parameters set by the central control device 19. An image processing device 18 that reconstructs a tomographic image and a fluoroscopic image based on transmission data of a digital signal output from the detector circuit 16 and displays the obtained image, and a slice thickness is provided on the front surface of the detector collimator 14. A slice thickness variable collimator 25 arranged to control the slice thickness, and a detection timing control device for controlling the timing of digitally converting an output signal generated by X-rays incident on the detector device 15 in accordance with the slice thickness Equipped with 31.
[0026]
In the tomographic imaging apparatus according to the present embodiment, the detection timing can be changed by the detection timing control device 31 with respect to the preamplifier outputs 27a and 27b shown in FIG. That is, when the slice thickness is small as shown in FIG. 9, the detection timing is adjusted by the detection timing control device 31 so as to hold at the output peak position, and the S / H amplifier output 28b when the slice thickness is small is adjusted. On the other hand, when the slice thickness is large, the detection timing is adjusted by the detection timing control device 31 so as to fall within the dynamic range of the analog-to-digital converter 29. An output 28a is obtained. Here, in order to expect an effective effect, it is essential that X-rays are generated in a pulse shape. This is because it is necessary to attenuate the output of the preamplifier 28 with a certain time constant.
[0027]
Next, how the detection timing control device 31 adjusts the detection timing will be described.
The detection timing control device 31 is coupled to the central control device 19 by, for example, a digital input / output interface. When the slice thickness is set by the central control unit 19, the central control unit 19 calculates the delay time of the detection timing according to the slice thickness and transmits the delay time to the detection timing control unit 31 through the 16-bit digital input / output interface. Upon receiving this, the detection timing control device 31 sets the delay time, receives the detection timing signal output from the trigger pulse generation device 20, and then outputs the detection timing signal delayed by the set delay time to the detector circuit. 16 is output. Here, by using the delay time as 16-bit data, the delay time of the detection timing can be changed almost continuously.
[0028]
According to the above-described radiation measurement system, the timing of digitally converting the output signal generated by the X-rays incident on the detector device 15 can be controlled according to the change in the X-ray dose incident on the detector device 15. Even if the amount of X-rays incident on the detector device 15 increases or decreases due to a change in the slice thickness, the dynamic range of the analog-to-digital converter 29 can be utilized 100%, and a high contrast having 100% contrast can be obtained at any slice thickness. A tomographic image or a fluoroscopic image of image quality can be taken.
[0029]
FIG. 10 is a block diagram showing a radiation measurement system according to still another embodiment of the present invention. The same components as those of the embodiment shown in FIG. Only the differences will be described.
In this tomographic imaging apparatus, a bias voltage control device 32 is added in place of the amplification factor selection device 26 shown in FIG. 1, and the bias voltage control device 32 controls the detection element of the detector device 15 according to the slice thickness. The magnitude of the applied bias voltage is controlled. This is particularly effective when the detector device 15 uses a detection element whose X-ray sensitivity changes depending on the bias voltage, such as a semiconductor detector.
[0030]
With respect to the preamplifier outputs 27a and 27b shown in FIG. 3, the magnitude of the bias voltage can be changed according to the slice thickness. In the semiconductor detector constituting the detection device 15, when the bias voltage is increased, the size of a radiation sensitive portion called a depletion layer increases. As the size of the radiation sensitive portion increases, the output of the detection element increases even with the same radiation dose. Conversely, when the bias voltage is reduced, the output of the detection element decreases.
[0031]
That is, as shown in FIG. 11, when the slice thickness is small, the bias voltage is increased to increase the output of the detection element, and the S / H amplifier output 28b when the slice thickness is small is set. Is larger, the bias voltage can be reduced to obtain the S / N amplifier output 28a when the slice thickness is larger. As a result, the output of the S / H amplifier can be controlled so as to fall within the dynamic range of the analog-to-digital converter 29 shown in FIG. However, note that the size of the sensitive part of the radiation does not increase when the bias voltage exceeds a certain bias voltage, and that if the bias voltage is excessively increased, the detection element may be damaged. There is a need to.
[0032]
Next, how the bias voltage controller 32 controls the bias voltage will be described.
Bias voltage controller 32 is coupled to central controller 19, for example, via a digital input / output interface. When the slice thickness is set by the central controller 19, the central controller 19 determines the magnitude of the bias voltage accordingly, and transmits the magnitude to the bias voltage controller 32 through the 16-bit digital input / output interface. Upon receiving this, the bias voltage control device 32 sets the magnitude of this voltage and applies the bias voltage to the detection element in the detector device 15. Here, by using 16-bit data for the magnitude of the bias voltage, the magnitude of the bias voltage can be changed almost continuously. Further, in order to prevent the detection element from being damaged by excessive bias voltage application, it is effective to provide the bias voltage control device 32 with a limit switch function for preventing a voltage from being applied.
[0033]
According to the radiation measurement system according to the above-described embodiment, the bias voltage applied to the detector device 15 can be controlled according to the change in the amount of radiation incident on the detection element. Even if the amount of radiation incident on the detection element increases or decreases due to a change in slice thickness, the dynamic range of the analog-to-digital converter 29 can be used 100%, and a high-quality tomogram having 100% contrast can be obtained at any slice thickness. Images or perspective images can be taken.
[0034]
FIG. 12 shows a characteristic diagram of an S / H amplifier output by the radiation measurement system according to still another embodiment of the present invention.
In this embodiment, two of the above-described detection timing control device 31 and bias voltage adjustment device 32 are used in combination. When the slice thickness is small, the detection timing is adjusted by the detection timing control device 31 so as to be held at the output peak position, and the bias voltage is increased by the bias voltage control device 32 to increase the output of the detection element. An S / H amplifier output 28b when the thickness is small is obtained. On the other hand, when the slice thickness is large, the detection timing is adjusted by the detection timing control device 31 so as to fall within the dynamic range of the analog-to-digital converter 29, and the bias voltage is reduced by the bias voltage control device 32, so that the slice thickness is reduced. , The S / H amplifier output 28a is obtained. In the above embodiments, the detection timing control device 31 and the bias voltage adjustment device 32 are combined. However, the amplification factor selection device 26, the detection timing control device 31, and the bias voltage adjustment device 32 shown in FIGS. It is of course possible to use them in combination.
[0035]
According to the radiation measurement system according to such an embodiment, the amplification factor selection device 26 that selects the amplification factor of the preamplifier according to the change in the radiation dose incident on the detector device, and the radiation incident on the detector device Since the detection timing control device 31 for controlling the timing of digitally converting the output signal generated by the above and the bias voltage control device 32 for controlling the bias voltage applied to the detector device are appropriately combined, the analog-to-digital converter 29 The dynamic range can be more effectively utilized.
[0036]
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the X-ray generator 10 that generates pulsed X-rays has been described. However, the X-ray generator that generates continuous output X-rays, and the X-ray generator that generates radiation similar to X-rays The present invention can also be applied to a radiation generator that performs However, in the case of an X-ray generator that generates X-rays of continuous output, it is necessary to provide a gate contact 33 at a stage before the input of the preamplifier 27 as shown in FIG. Output signal enters the preamplifier 27, but when the gate contact 33 is opened, the output signal of the detecting element does not enter the preamplifier 27. It becomes possible.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the radiation measurement system of the present invention, the gain of the preamplifier is controlled according to the change in the amount of radiation incident on the detection element, or the output signal generated by the radiation incident on the detector. The digital range can be controlled, or the bias voltage applied to the detector device can be controlled, and the dynamic range of the analog-to-digital converter can be controlled even if the amount of radiation incident on the detector increases or decreases due to a change in slice thickness. Can be utilized 100%, and a high-quality tomographic image or a fluoroscopic image having 100% contrast can be taken at any slice thickness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a radiation measurement system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an internal main part of a detector circuit in the radiation measurement system shown in FIG.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a preamplifier output when the gain of the preamplifier shown in FIG. 2 is fixed.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing an S / H amplifier output with respect to the preamplifier output shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a characteristic diagram showing another S / H amplifier output with respect to the preamplifier output shown in FIG. 3;
FIG. 6 is a characteristic diagram showing an S / H amplifier output with respect to the preamplifier output shown in FIG. 2;
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a digital input / output interface of the central control device and the amplification factor selection device shown in FIG. 1;
FIG. 8 is a block diagram showing a radiation measurement system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing an S / H amplifier output of the radiation measurement system shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a block diagram showing a radiation measurement system according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing an S / H amplifier output of the radiation measurement system shown in FIG.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing an S / H amplifier output of a radiation measurement system according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a circuit diagram showing a preamplifier of a radiation measurement system according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
9 Feedback resistance
10 X-ray source device
13 Subject
14 Detector collimator
15 Detector device
16 Detector circuit
17 Scanner device
18 Image processing device
19 Central control unit
20 Trigger pulse generator
24 bias power supply
25 Slice thickness variable collimator
26 Gain selection device
27 Preamplifier
28 S / H amplifier
29 analog-to-digital converter
31 Detection timing control device
32 bias voltage controller

Claims

A slice thickness variable collimator for controlling the slice thickness facing the radiation source device, a detector device for detecting the intensity of the radiation emitted from the radiation source device, and an analog signal output from the detector device. And a detector circuit that amplifies the voltage with a preamplifier, inputs the same to a sample-and-hold amplifier, holds a voltage at a detection timing from a trigger pulse generator, converts the held voltage into a digital signal with an analog-to-digital converter, and outputs the signal as transmitted data. A radiation measurement system comprising: a radiation measurement system provided with an amplification factor selection device that selects an amplification factor of the preamplifier according to a change in a radiation dose incident on the detector device.

A slice thickness variable collimator for controlling the slice thickness facing the radiation source device, a detector device for detecting the intensity of the radiation emitted from the radiation source device, and an analog signal output from the detector device. And a detector circuit that amplifies the voltage with a preamplifier, inputs the same to a sample-and-hold amplifier, holds a voltage at a detection timing from a trigger pulse generator, converts the held voltage into a digital signal with an analog-to-digital converter, and outputs the signal as transmitted data. A radiation measurement system comprising: a radiation measurement system provided with a detection timing control device that controls a detection timing from the trigger pulse generator according to a change in a radiation dose incident on the detector device.

A slice thickness variable collimator for controlling the slice thickness facing the radiation source device, a detector device having a detection element for detecting the intensity of radiation emitted from the radiation source device, and applying a bias voltage to the detection element A bias power supply and an analog signal output from this detector device are amplified by a preamplifier, input to a sample-and-hold amplifier, and hold the voltage at the detection timing from the trigger pulse generator. A detector circuit for converting a digital signal by a detector into a digital signal and outputting the signal as transmission data, the bias circuit controlling a bias voltage applied to the detection element according to a change in a radiation dose incident on the detector device. A radiation measurement system comprising a voltage control device.