JP2004508544A - Multi-density multi-atomic number detector media with electron multiplier for imaging - Google Patents

Multi-density multi-atomic number detector media with electron multiplier for imaging Download PDF

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    • H01J47/00Tubes for determining the presence, intensity, density or energy of radiation or particles
    • H01J47/02Ionisation chambers

Abstract

被検体を透して入射放射線を受ける多重検出器システムは,電圧源に対向する基板上に陽極と陰極とが交互に形成された気体マイクロストリップ検出器とそれに隣接配置された半導体検出器とで構成される。二種エネルギー環境においては,電場は,入射放射線が差し向けられるとき検出器の両方に印加される。これによって,検出器は対応する信号を生成する。生成された信号を比較して被検体のコントラストの良い信号を生成する。これらの信号は撮像や放射線監視や放射線測定などのため生成される。入射放射線の方向と電場の向きとは,用途毎に調節される。また,システムは,異なる検出器媒体でエネルギーが同じ入射放射線から二つの画像が形成されるという単一エネルギー環境において使用可能である。様々な処理方法を利用することによって,画像間のコントラストを高めることができる。A multi-detector system that receives incident radiation through a subject consists of a gas microstrip detector in which anodes and cathodes are alternately formed on a substrate facing a voltage source, and a semiconductor detector arranged adjacent to the gas microstrip detector. Be composed. In a dual energy environment, an electric field is applied to both detectors when incident radiation is directed. Thereby, the detector generates a corresponding signal. The generated signals are compared to generate a signal having good contrast of the subject. These signals are generated for imaging, radiation monitoring, radiation measurement, and the like. The direction of the incident radiation and the direction of the electric field are adjusted for each application. The system can also be used in a single energy environment where two images are formed from incident radiation of the same energy on different detector media. By using various processing methods, the contrast between images can be increased.

Description

【0001】
関連出願
本出願は,1998年5月14日に出願の米国出願第09/078,991号の一部継続出願である。
【0002】
技術分野
本発明は,二種(dual)エネルギー撮像,コンピュータ断層撮影(CT),微細断層撮影およびX線顕微鏡検査などのX線デジタル撮影,定量式自動放射線透過撮影,単一光子照射断層撮影(SPECT)およびポジトロン照射断層撮影(PET)などの核医学,監視,測定,記録あるいは任意のエネルギー範囲のイオン化放射線の投射などの医用検出技術,光共焦顕微鏡検査や光学断層撮影などの生物光学撮像,および,航空宇宙撮像機密保護監視システムや非破壊撮影などの産業応用に関する。特に,本発明は,上記の用途での使用に合わせ,必要に応じて運動静止(kinestasis)あるいは時間遅れ積分を行うことによって実現可能な多密度多原子番号検出器媒体に関する。
【0003】
背景技術
顕著な画像情報の損失や劣化を起こさずに効率的にイオン化放射線を捕獲し検出することは,医用撮像においては極めて重要である。医用検出技術における近年の進歩によって,従来のフィルム‐スクリーン技術に対抗するデジタルX線撮影などのデジタル電子技術によって優れた画像が作成されるようになった。実際,電子技術およびコンピュータ技術の進歩を利用した新しい放射線透過撮像法によって,診断の質が向上し患者照射線量を低減させた新規の診断様式が登場した。特に,デジタルX線撮影は従来のX線撮影に比べて多くの点で優位である。たとえば,検出器のダイナミックレンジを広げて表示できる点,高速画像取得および表示が可能な点,便利な記憶装置が備わった点,劣化を起こさずに格納画像を送信し表示できる点,データ分析機能と画像処理機能とが拡張された点,および患者照射線量が低減された点である。
【0004】
異なる検出器技術と異なるビーム形状とがデジタル放射線透過撮影用に提案された。たとえべ,シンチレータ‐フォトダイオードシステム,高圧気体充満検出器,シンチレータ‐光増幅システム,運動静止(kinestatic)電荷検出器,近接画像インテンシファイア/CCDデバイス,蛍光面‐フォトダイオードシステム,およびダイオードアレイなどが提案された。
【0005】
既知のデジタル放射線透過撮影システムの問題点として,初期経費が比較的高いことや検出器の解像度が低いことが挙げられる。デジタル放射線透過撮影,コンピュータ断層撮影および関連分野における主な問題点はいかに効率良くX線放射を検出するかということである。近年の医用検出器技術における進歩は,デジタル電子技術を駆使することで優れた放射線画像を生成できるようになる可能性を示唆する。現に,近年の電子技術およびコンピュータ技術の進歩により,入射放射線の照射線量を低減しながらも診断の質と診断様式とを向上させることができるようになった。デジタル放射線透過撮影とコンピュータ断層撮影用の新規の検出器が幾つか提案されてはいるが,最適な撮像を実現するための問題点を全て克服する技術としてたった一つの技術を選ぶとなると,適当なものがまだない。どの技術を選ぶかは,いくつかの画質の判断基準に依存する。すなわち,量子およびエネルギー吸収効率が高いこと,検出器の量子効率(DQE)が高いこと,空間解像度が高いこと,散乱線をほとんど受光しないこと,検出器の形状,高速読取り,高ダイナミックレンジ,画像補正機能と表示機能,そして,忘れてならないのが,経費が妥当であることである。デジタル放射線透過撮影の根本的な問題点の一つは,画像のコントラストを低下させる散乱線をいかに検出するかということである。既知のライン走査方法ではX線管出力が効率良く利用されない。この制限は,広いスロット形X線ビームを利用して同時に多数のラインを収集することによって克服される。
【0006】
上記の問題点を克服するための方策の一つは,本明細書において参考文献として組み込まれる米国特許出願第60/011,499号において考察されている。この開示された方策にでは,二種エネルギー気体マイクロストリップが用いられている。ここでは,低エネルギー画像と高エネルギー画像とが得られ,これらが比較されて高コントラスト画像が生成される。この方策は効果的ではあるが,単一の媒体すなわちマイクロストリップを包囲する気体だけを使用して二種の画像を構成する。さらなる研究によって,上記の検出技術をさらに向上させる新規の装置が開発された。これら装置は,ここで参考文献として組み込まれる米国特許出願第09/078,991号に記載されている。この発明は,空間的およびコントラスト解像度が優れ,ノイズも低く,画質さらに画像コントラストも改良された。
【0007】
特に,検出器内でのイオンと電子との相互作用は,検出器部品内で,イオン/電子の動きをランダムにする。この動きは,ターゲットにより形成された一次イオン/電子流れとともに検出される。この動きはランダムであることから,画像を完全に遮断するのではなく,ゴーストのある画像,雲のかかった画像(ノイズとして参照される)を形成することにより画質を悪くし,またコントラストも低下させる。したがって,ランダムなイオン/電子の動きの検出を減少させることで,画像を改良する検出器の必要性がある。さらに,画像信号を改良し,信号対ノイズ比を改良し,さらに画像間のコントラストをよくする,一次のイオン/電子流を増幅する検出器の必要性がある。
【0008】
発明の開示
上記に鑑み,本発明の第一の形態は,限定はされないが,撮像,線量計測,放射線監視およびこれらを組み合せたものなどの用途のための多密度多原子番号検出器媒体を提供することである。
【0009】
本発明の別の形態は,任意のエネルギー範囲のイオン化放射線(X線,ガンマ線,高速粒子,中性子)を用途に合わせて被検体を通して投射するイオン化装置あるいはイオン化源を提供することである。ここで,放射線は多重検出器によって受信される。
【0010】
上記した本発明の更に別の形態は,二種エネルギー構成の多重検出器を提供することで,ここで,二種エネルギー検出器は,二つの異なる媒体によって分析された双峰エネルギースペクトルを受ける。いずれにせよ,エネルギーは多色性のものでも単色性のものでもよい。多色性エネルギースペクトルの場合,単一エネルギーという用語は,多色スペクトルの「平均」あるいは「有効エネルギー」に相当するものとして用いられる。
【0011】
上記した本発明の別の形態は,低エネルギー検出器とそれに隣接配置された高エネルギー検出器とを備えた多重検出器を提供することである。
【0012】
上記した本発明の他の形態は,入射放射線が照射されるとき,低エネルギー検出器と高エネルギー検出器とに別個に電場を印加することで,ここで,低エネルギー検出器は気体イオン化検出器か半導体イオン化検出器のどちらか一方であり,高エネルギー検出器は他方の検出器である。
【0013】
上記した本発明の他の形態は,前記の2つの検出器で画像を生成することで,被検体の撮像のために画像はマイクロプロセッサに入力されて,コントラストの良い画像信号を生成する。
【0014】
上記本発明の他の異なる形態は,二つの検出器の間に高域通過エネルギーフィルタを配置してコントラストの良い画像信号を生成し易くすることで,ここで,低コントラストは,柔らかい組織などの場合に,二つの画像に重みをつけて減算処理することによって得られる。
【0015】
上記した本発明の他の異なる形態は,多重検出器がイオン化放射線を受けるように移動させるための機構を提供し,ここで,印加される電場を調節するこによって運動静止(kinestatic)か時間遅れ積分法か,またはその両方を実施できるようにすることである。
【0016】
上記した本発明の他の形態は,気体イオン化検出器が,高電圧板と,高電圧板に対向した多数の陽極と陰極とが交互にはさみ込まれた基板とから成り,半導体イオン化検出器が,半導体基板の一方の側に形成されたバイアス電極とそれに対向する複数の収集電極とから成る多重検出器を提供することである。
【0017】
上記した本発明の他の形態は,入射放射線が,まず最初に,印加電場を入射放射線に直交させた状態にある低エネルギー,低密度,低Z物質の検出器によって吸収され,更に,低エネルギー検出器が,印加電場が入射放射線に直交するようになった高エネルギー,高密度,高Z物質の検出器に隣接して配置された多重検出器を提供することである。
【0018】
上記した本発明の他の形態は,入射イオン化放射線が,まず最初に,印加電場を入射放射線に直接に対向するようにした低エネルギー検出器によって吸収され,更に,高エネルギー検出器は,印加電場が入射放射線に直交するようになった低エネルギー検出器に隣接して配置された多重検出器を提供することである。
【0019】
上記した本発明の他の形態は,入射放射線が,まず最初に,印加電場を入射放射線に直交させた状態の低エネルギー検出器によって吸収され,更に,入射放射線は,印加電場を入射放射線と同じ方向に整列させた状態の高エネルギー検出器によって受けられる多重検出器を提供することである。
【0020】
上記した本発明の他の形態は,入射放射線が,まず最初に低エネルギー検出器によって吸収され次に高エネルギー検出器によって吸収されるビーム形状に制約のない多重検出器を提供することである。ここで,各検出器によって印加される電場は,入射放射線の方向に整列される。
【0021】
上記した本発明の他の形態は,入射放射線が,まず最初に低エネルギー検出器によって吸収され次に高エネルギー検出器によって吸収され,ビーム形状に制約のない多重検出器を提供することである。ここで,各検出器に印加される電場は,入射放射線の方向に整列される。
【0022】
上記した本発明の他の形態は,画像を生成し,関連検出機能を果たすように多重検出器を構成することである。
【0023】
上記した本発明の他の形態は,同一の機能か異なる機能を果たすように前記の隣接配置された検出器を構成することで,たとえば,検出器は両方とも撮像機能を果たす。あるいは,一方の隣接検出器は撮像機能を果たし,他方の隣接検出器は放射線監視機能を果たす。
【0024】
上記した本発明の他の形態は,イオン化放射線が,システムの形状を最適化した上で,隣接検出器のどちらか一方あるいは両方によって測定され,監視され,表示される,異なるエネルギーにおいて,いくつかの粒子あるいは異なる放射線(混合フィールド)という形で示されることで,ここで,各検出器は同一の機能か異なる機能を果たす。
【0025】
上記した本発明の他の形態は,信号対ノイズ比を増加させ,線広がり関数を改善するために,検出器の少なくとも一つをフリッシュグリッド(Frisch Grid)のように動作せることである。
【0026】
上記した本発明の他の態様は,誘導電流をともなくことなく電子の増幅を行い,信号対ノイズ比を増加させ,線広がり関数を改善する収集回路に近接して気体電子増倍管を挿入することである。
【0027】
上記した本発明の他の態様は,イオン生成を改善するために,検出器内に気体電子増倍管を配置することである。
【0028】
概して,本発明は,被検体を通して入射イオン化放射線を受ける二種エネルギー多重検出器を提供し,この多重検出器は,気体イオン化検出器と,これに隣接配置される半導体検出器と,気体イオン化検出器内に配置される気体電子増倍管を含む(ここで,電場が各検出器に印加され,対応する信号が生成する。また上記気体電子増倍管は,上記気体イオン化検出器の性能を高めるための電子活動性を増加させる)。
【0029】
本発明はまた,入射放射線に露出される被検体の画像を得る方法を提供する,この方法は,標本を通して照射された入射放射線に多重検出器を露出させる工程と,第一の検出器から第一の信号を発生させる工程と,第二の検出器から第二の信号を発生させる工程と,前記検出器の少なくとも一つの近傍に気体電子増倍管を配置する工程と,第一と第二の信号とを比較する工程とで構成される。ここで,多重検出器は,第1の一検出器とそれに隣接配置された第二の検出器とで構成される。
【0030】
発明を実施するための最良の形態
図の,特に図1において,多密度多原子番号検出器撮像システムが符号10で全体的に表示されている。次の考察から分かるように,高コントラストの二種エネルギー撮像システムを実現するため,撮像システム10は,高原子番号または高Z物質すなわち高密度媒体と低原子番号または低Z物質すなわち低密度媒体とを組合せて使用する。システム10は,運動静止(kinestasis)あるいは時間遅れ積分法によって実現されるスロット走査ビーム検出器として作用する。また,撮像システム10は,電荷結合デバイスカメラとして作用させる用途別集積回路(ASIC)と共に使用することもできる。当業者ならば分かるように,撮像システムは,二種エネルギーで大視野撮像あるいは微小撮像(顕微鏡検査)を行う場合にも使用可能である。
【0031】
システム10は,イオン化放射線14を発生させて被検体16を透過するためのイオン化装置あるいはイオン化源12を備えている。イオン化放射線とは,これらに限定されるものではないが,X線,ガンマ線,高速粒子,中性子などのことである。放射線は,混合状態あるいは異なるエネルギーで照射され,所定の機能を果たす多重検出器によって観察される。イオン化装置12は,平均エネルギーEの多色エネルギースペクトルあるいは一つの周波数スペクトルシンクロトロンによる単一エネルギービームを生成するように構成される。あるいは,イオン化装置12は,多色双峰エネルギースペクトルを生成するように構成される。被検体16は人間か生物学的あるいは薬学的標本で,放射線は,被検体を透過して放射線18を発生し,多密度多原子番号多重検出器20で受けられる。一般的に,多重検出器20は,入射画像線18に直交する平面上を走査方向24に移動可能な密封型アルミニウム製容器21に収容される。被検体16の観察像を適切に得るために,多重検出器20は多重検出器20に接続された数個の構成部品を含んでいる。多重検出器20による「観察」とは,放射線を監視し,線量を記録し,既知のイオン化検出器によって果たされる既知の機能を果たすために撮像を行うことである。すなわち,多重検出器20の各検出器は,所望の結果とシステム構成とによって異なる機能あるいは同一の機能を果たす。
【0032】
加圧気体26が,アルゴン,キセノン,クリプトン,それらの混合物またはその他の希ガス,またはそれらの混合物と磁気のある(poler)化合物あるいは消光(quenching)化合物とを不純物濃度で化合したものであって,圧力線28を介して容器21に導かれる流体である。圧力計30が,加圧気体容器に取り付けられ多重検出器20の容器内の圧力を調整する。圧力信号32は圧力計30によって生成される。
【0033】
制御システム30が,システム10の種々の構成部分と交信してそれぞれの機能を監視し制御する。具体的には,制御システム30は,撮像システム10の操作を制御するために必要なソフトウェアとハードウェアとメモリとを備えたマイクロプロセッサ40を含んでいる。プロセッサ40は,圧力信号線32を受信して,撮像の用途に従って多重検出器20内の圧力を調節して低圧,大気圧あるいは高圧状態にする。
【0034】
プロセッサ40は信号線42を介して検出回路44に接続される。検出回路44は信号線46を介して多重検出器20に接続される。同様に,信号線48がプロセッサ40を検出回路50に接続し,検出回路50は信号線52を介して多重検出器20に接続される。プロセッサ40は,検出回路44と検出回路50とから情報を受信しコントラストの良い画像信号54を生成する。コントラストの良い画像信号は画像表示部56に表示するために受信される。二種エネルギー撮像に係わる実施例全部において,入射放射線は,まず最初に低エネルギー検出器で受けられる。吸収されない放射線が高エネルギー検出器で受けられる。
【0035】
普通,多重検出器20は基本的には二つの部分,すなわち気体充満検出器と固体または半導体基板検出器とで構成される。入射放射線18は,第一の検出器でエネルギーの一部が散逸され,その後第二の検出器での相互作用によって残りのエネルギーが散逸される。どちらにおいても電荷ペアが生成される。両方の検出器に印加される電場によって,電荷ペアは一定のドリフト速度をもつようになり,電荷ペア,すなわち極性のある電荷はそれぞれの信号収集部の方へ送られる。検出器に使用される,異なる検出器媒体は,固体半導体物質でも気体でも液体でもよく,検出器媒体がどのような形状であってもあるいはこれらの組み合わされた状態であってもシンチレーションなどの直接イオン化あるいは間接イオン化によって信号を生成する。
【0036】
二種エネルギー多重検出器の場合,各媒体から生成された信号に対数展開を適用すると,二つの信号の差異によって所望の画像が生成される。低エネルギー検出器と高エネルギー検出器とに印加される電場の向きを変化させて所望の画像コントラストと空間解像度あるいは別の機能の成果を得るという撮像方法も考えられる。
【0037】
図2は多重検出器20の一つの好適な実施例を示す。具体的には,二種エネルギー撮像の実施例としては,多重検出器20は,気体イオン化検出器60と半導体イオン化検出器62とで構成される。
【0038】
気体イオン化検出器60は,高電圧板64とそれに対向する基板66とから成る。基板66は,適切な電気伝導性特性を備えた伝導性のガラスかプラスチック製の基板である。基板66は,イオン注入か半導体物質の薄膜の析出によって絶縁体表面に電気伝導層を設けたものである。複数の絶縁されたマイクロストリップ陽極68が,同じような複数の絶縁されたマイクロストリップ陰極70と交互に形成される。従って,電場72が,高電圧板64と基板66との間に発生する。高電圧板64と基板66と陽極68と陰極70とは,信号線46を介してエネルギー検出回路44に接続される。
【0039】
半導体イオン化検出器62は,バイアス電極78が立方体形状の一方の表面上に配置され,複数の収集電極80が反対側の表面上に配置された立方体の形をした半導体物質76で構成される。従って,電場82はバイアス電極78と収集電極82の間に発生する。バイアス電極78と収集電極80の両方は,信号線52を介して検出回路50に接続される。
【0040】
本発明の実施例全てにおいて,エネルギー検出器の検出部,たとえば陽極68と陰極70と収集電極80と低エネルギー検出回路44と高エネルギー検出回路50とは,容器21内に集積した回路として組み込まれる。集積した回路は,集積された全ての能動と受動の信号調整回路および関連回路を提供し,プロセッサ40によって受信されたデジタル出力を生成する。
【0041】
図2に示すように,検出器60は,高い一次量子検出効率と高い電荷変換効率とを示す高圧気体環境を採用している。気体の圧力が増加するにつれて,気体と作用する入射光子量は増加し,これにより量子効率が向上する。加えて,光子毎に作用し気体に堆積される光子エネルギー量も増加する。高圧力の下では,多数の電子と蛍光とが気体中で阻止され,したがって,感度は生成されたガンマ光子のもつエネルギーで決まる。飽和状態で作用する高圧気体充満イオン化検出器は,多くの点で優位である。
【0042】
好適な実施例では,X線阻止能が高いので気体としてキセノンが採用されている。しかし,クリプトンでも,蛍光をあまり放出せず再吸収もしないで,しかも,入射放射線が,放出光電子とコンプトン電子の範囲を制限しながら容器21に衝突する場所から広がる相互作用を許すので優位であり,従って,空間解像度が向上する。
【0043】
高圧気体充満検出器60の応答特性は,イオンと同期して運動静止(kinestatic)充満(charged)電検出モードで密閉箱21を移動することにより,大きく向上させることができ,ここで,イオン速度が多重検出器20の走査速度24に等しくまたは正反対の方向をもつように印加電場を調節することによって,イオン速度は調整される。いかなる時点においても,50〜1000本の画像データ線が,走査速度とサンプリングレートに依存して,同時に積分される。収集器電極の線一本だけは,完全に積分された画像データを読み取る必要がある。
【0044】
マイクロストリップ基板66をコレクタとして利用することで,多重検出器20と撮像パラメータの性能の向上が得られる。光露光法を用いて陽極68と陰極70を利用することにより,広い領域に亙って均一に高いゲインが得られる。したがって,入射放射線を多重検出器20を透過する方向に向けると,気体媒体の直接ガンマ線イオン化によって生成された一次電子は,陽極68の方へ導かれる。電子が,陽極68と陰極70との間の電場に到達すると,擬似双極子陽極‐陰極構造のために,電子が陰極70の方へドリフトし,電場強度が充分に高ければなだれ増幅される。
【0045】
本実施例においては,高気体圧力を利用する多重検出器20は,高い量子検出効率と制限された電子範囲と適切なゲインとの間の妥協物として選択された。細いコレクタと高い気体圧力と高いゲインとがとれることから検出器60の気体マイクロストリップ基板は,空間解像度とコントラストとが高いという点で優位である。さらに,本発明において低エネルギー検出器を利用することは,陽極の近辺に引き起こされる高局部電場により印加電圧が低くても高いゲインが得られる点で優位である。別の優位性は,ゲインと量子効率が高いために,大きな信号が生成される点にある。さらに別の優位性は,陽極と陰極との間隔が狭く,高電場によってドリフト速度が大きく,マイクロストリップのキャパシタンスが小さいので信号収集時間が非常に短くて済む点にある。これによって,空間電荷効果が抑制される。他の優位性は,機械的安定性が高く,価格の安い検出器が提供される点にある。
【0046】
図2に示すように,検出器62は検出器60で影響を受けずしかも半導体物質76に衝突する入射放射線である,画像線18を受ける。したがって,検出器62は,X線を直接電気信号へ変換するのでデジタルX線撮影に最適である。たとえば,Cd1−XZn Teは,密度が高く(5.8g/cm),有効原子番号Zが49.6(Cd0.9:48, Zn0.1:30,Te:52)なので阻止能が高いため医用および産業用の撮像目的に最適な半導体物質の一つである。この物質を用いれば,検出器の厚みを削減でき空間解像度が向上する。その他の可能性のある半導体物質としては,原子番号が大きく密度が高いa−Seとa−SiとCdTe,およびそれらと同等のものが挙げられる。多重検出器20として実現されたようにこの種の半導体イオン化検出器が優位である点は,イオン化線吸収効率が高く,直線性に優れていて,安定性が高く,感度が高く,ダイナミックレンジが広いことにある。高圧ブリッジマン法を用いた高品質Cd1−X Zn Te半導体結晶の発展に,より大きな進歩があった。すなわち,CdTeとZnとの合金を使用することによって,この半導体の体固有抵抗は約1011Ω−cmになる。この様に固有抵抗が高いのは,三元化合物半導体のバンドギャップが広いため漏れ電流が低くノイズ特性が低いからである。固体検出器の撮像機能は,時間遅れ積分法を採用すれば向上する。この方法によれば,半導体物質は,N列とM行とから成るピクセルアレイとして構成される。収集電荷が列方向に転送される速度は,検出器を走査し画像面に平行に並進する速度と同期される。これによって,個々のピクセルで収集された信号より大きな信号を供給することにより観察被検体の一部に対応する収集電荷は,画像取得中に積分される。
【0047】
放射線18が検出器60と検出器62とを通過すると,対応する信号46と52が検出回路44と検出回路50とによってそれぞれ生成され,受けられる。各回路44や50は,それぞれの電場の印加を制御し,収集信号を監視し,必要に応じて,既知の方法で信号フィルタ処理や信号処理を行う。たとえば,高電圧板64と基板66とは,回路44に接続され,電場72の印加を制御する。一方,陽極68と陰極70とは回路44に接続され,イオン化気体媒体の低エネルギー吸収を監視する。同様に,バイアス電極78と収集電極80とは,回路50に接続され,電場82の印加を制御し,半導体基板のエネルギー吸収を監視する。回路44と50とは,対応する信号42と48をプロセッサ40へ送る。プロセッサは,これらを受けてコントラストの良い信号54を生成する。
【0048】
別の実施例においては,電場の向きに応じて多媒体検出器の位置を変化させる。どの場合にも,気体イオン化検出器は常に検出回路44に関係付けられ,半導体イオン化検出器は常に検出回路50に関係付けられる。
【0049】
図3は別の多重検出器100を示す。多重検出器100は,容器21に収容され,気体イオン化検出器としての第1のすなわち低エネルギー検出器102とそれに隣接配置された半導体イオン化検出器としての第2のすなわち高エネルギー検出器104とで構成される。本実施例では,放射線18はまず最初に半導体基板103を備えた検出器102にあたる。検出器102では,基板103の一方の側に放射線18が直接当たるバイアス電極106が設けられ,基板103の他方の側に複数のピクセル109からなるピクセルアレイ検出器108が設けられる。したがって,電場110が基板103を透過するように発生され,放射線18と反対方向に向けられる。二種エネルギーの実施例の場合,低エネルギーの放射線18は,まず最初に基板103で吸収され,吸収されなかったエネルギーが検出器104へ差し向けられる。検出器104は,高電圧板112とそれに対向する基板114とで構成される。前記の実施例と同様に,複数のマイクロストリップ陽極116と複数のマイクロストリップ陰極118とが交互に配置される。したがって,電場120が,放射線18と直交し走査方向24とは反対の方向に向けられる。検出器102と検出器104とによって生成された画像は,対応する回路44と50へ転送され,プロセッサ40によって処理される。プロセッサ40はコントラストの良い画像信号54を生成する。前記の実施例と同様に,検出器104と102に関係付けられた電気リード線および構成部品は,それぞれの検出回路に接続され,検出回路はプロセッサ40に接続される。
【0050】
別の実施例として,図4は別の多重検出器140を示す。本実施例では,放射線18はまず最初に電場と直交しつつ気体イオン化検出器142に当たる。その後,放射線18は検出器142に隣接配置された半導体イオン化検出器144に入射する。本変形例では,しかし,バイアス電極106は,ピクセルアレイ検出器108に対向する検出器142に隣接配置される。あるいは,本実施例の構造的特徴全部を前述の実施例の検出器のものと同じにする。したがって,電場110は,入射放射線と同じ方向に向けられ,また,信号は前述の実施例と同様に収集され生成される。
【0051】
必要により多重検出器100と140の両方には,検出器の間に高域通過エネルギーフィルタ150を配置してもよい。
【0052】
図5は別の多重検出器300を示す。多重検出器300は,気体イオン化検出器としての第一のすなわち低エネルギー検出器102と,それに隣接配置された半導体イオン化検出器としての第二のすなわち高エネルギー検出器104とで構成される。本実施例では,放射線18は,最初に半導体基板303を備えた検出器302に当たる。検出器302では,基板303の一方の側に放射線18が直接当たるバイアス電極306が設けられ,基板303の他方の側に複数のピクセル309からなるピクセルアレイ検出器308が設けられる。したがって,電場310が基板303を透過するように発生され,放射線18と反対方向に向けられる。二種エネルギーの実施例の場合,低エネルギーの放射線18は,最初に基板303で吸収され,吸収されなかったエネルギーが検出器304へ差し向けられる。
【0053】
検出器304は,高電圧板312とそれに対向する基板314とで構成される。前記の実施例と同様に,複数のマイクロストリップ陽極316と複数のマイクロストリップ陰極318とが交互に配置され,収集器回路を形成する。この実施例の付加的な特徴とは,収集器回路に近接して配置される気体電子増倍管330,陽極316および陰極318が含まれることである。図5の断面部分に示したように,気体電子増倍管(GEM)330は好適に,検出器内に位置し,収集器回路から数ミリメートルのところに配置される。気体電子増倍管330は気体媒体中で,気体に比例する増幅器として機能する薄い複合メッシュを含む。好適にGEM330は,絶縁フォイル332,すなわち両側334で,好適に矩形のマトリクスを形成する穴336があけられた金属クラッドより構成される。穴の大きさは好適に,ミクロンの範囲である。穴が形成されたフォイル332は散乱電子が動くことを妨げ,形成された電場にそった電子の経路を与える。
【0054】
電場320が,放射線18と直交し走査方向24とは反対の方向に向けられる。電場320中の電子は,気体電子増倍管330と接触し,マトリクスの穴336を通過する経路をたどる。電子は穴36内で気体粒子と衝突し,電子の活動性が増加する。この増加した活動性は,隣接する検出器の陽極316に形成された電場を増加させることになる。増加した電場は形成される信号を高める。
【0055】
他の実施例において,GEMの両側334に電位差を与えることで信号の質が改良され,穴の縁の間に形成される双極場で電子増幅がなされる。なだれ現象が生じ,増加した電場が陽極316に形成される。どの実施例においても,増加した電場は増幅信号を形成することにより,信号対ノイズ比を改良する。どの種類の陽極収集器または形状(プリント回路基板,ピクセル構成基板,ストリップ基板など)も使用することができる。
【0056】
信号対ノイズ比をさらに改良するために,マイクロストリップ陽極316および陰極318は上記したように電位を与えて,増幅器のように,またはフリッシュグリッドにように動作できる。それらをフリッシュグリッドのように動作させると,収集電極は非収集グリッドよりも非常に小さく作られ,ストリップの一つは,第二の電極のものに対して僅かに正の電位に維持される。図5は,フリッシュグリッド能力をもちストリップ収集器を示す。図示のように,低エネルギーの検出器の陽極316は,非収集陰極よりも非常に小さい。非収集陰極ストリップは,収集器をシールドするように機能する。より大きな誘導電荷はストリップ収集陽極に生ずる。どのような形状の陽極,陰極も,陽極が陰極よりも小さい限り利用することができることに留意されたい。この大きさの違いは,誘導信号を最小にする。たとえば,図7は,一連の小さな陽極317,および矩形となった基板303上に配置されたより大きな陰極319を有する他の実施例を示す。ストリップ316および陰極318の場合,より大きな陰極319は誘導電荷信号を減少させる。表面抵抗を確実に最適にするために,アンダーコーティングまたはオーバーコーティングのような適切な表面技術がストリップに適用される。陽極および陰極をフリッシュグリッドのように動作させることにより,誘導電荷ではなく電荷の移動から生ずる信号が検出できる。したがって,線広がり関数は,非常に狭くなり,質が高められた画像が得られる。高エネルギー検出器304および検出器302により形成された画像は,つぎに,図1にように,プロセッサ40(コントラストの良い画像信号74を生成する)により処理するために,対応する回路44および70に転送される。前述した実施例の場合のように,検出器304および302と関連した部品の電気リード線はそれぞれ検出器回路に接続され,回路は寿運にプロセッサ40に接続される。
【0057】
さらに,他の多重検出器が,符号400が付されて図6に一般的に示されている。上述したように,多重検出器400は第一の検出器402および第二の検出器404を備える。この実施例おいて,GEM430は検出器内に配置される。X線により生成された一次電子は上記にようにGEM430へとドリフトする。電子の増加はGEM430で生じる。これが生じると,生成したイオンは陰極416へとドリフトする。陰極416はフリッシュグリッドとして使用される。上述のように,収集電極は,非収集グリッドのものより非常に小さく,ストリップの一つは,第二の電極のものに関して,僅かに正の電位に維持される。ストリップの一つを,僅かに正の電位に維持することにより,増幅が生じる。面抵抗を確実に最適にするために,アンダーコートまたはオーバーコートのように適切な表面処理技術が利用される。
【0058】
好適に,マイクロストリップ検出器の製造は光露光法を利用し,陽極−陰極ワイヤを極薄層の伝導性ストリップで置き換える。これら技術の使用は,陽極−陰極パターンの精度を向上させ,マイクロストリップ検出器内に広い領域にわたって高いゲインの一様性を確実にする。これら技術の使用で,伝導性ストリップは絶縁または部分的に絶縁のガラス基板の上に陽極−陰極パターンとなって配置される。
【0059】
気体の直接X線イオン化により生成される一次電子はマイクロストリップにドリフトする。これら電子がマイクロストリップ基板に到着すると,電子は,正に帯電したストリップに向かってドリフトし,なだれ増幅を受ける。擬似双極子陽極‐陰極構造により,増幅をなす高い場の強度が達成される。イオンは,検出した画像信号をもたらす隣接した陰極上に急速に集まる。生成された画像は,つぎに図1に示されているように,プロセッサ40(コントラストの良い画像信号74を生成する)により処理するために,対応する回路44および70に転送される。前述した実施例の場合のように,検出器404および402と関連した部品の電気リード線はそれぞれ検出器回路に接続され,回路は寿運にプロセッサ40に接続される。
【0060】
前述の考察から分かるように,多重検出器20,100,140,300,あるいは400を備えたシステム10が,固体イオン化検出器の高エネルギー吸収効率と微細マイクロストリップコレクタの高空間解像度および低エネルギー検出器の高ゲインとが同時に実現される。したがって,優れた空間解像度とコントラストとが低放射線量で実現される。加えて,システム10によって二種エネルギーシステムの設計や最適化を自由に行うことが出来る。本発明に開示された検出器は全て走査スロットビームにおいても,またはピクセル構成形状でも作動できる。これらの検出器は広い領域の検出器としても作動できる。運動静止(kinestatic)原理は,低エネルギー検出器による撮像信号の生成に利用される。一方,高エネルギー検出器は,走査スロットビームの形状の態様に合わせた観察信号を生成するために時間遅れ積分法を用いる。
【0061】
本発明の目的は,上記の構造と方法とによって達成される。特許法にしたがって,本発明の最良の形態と適切な実施例のみについて詳細に述べたが,本発明はそれらに限定されるものではない。したがって,本発明の真の範囲と広さを理解するために前記の特許請求の範囲を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は,多密度多原子番号検出器撮像システムの略示図である。
【図2】
図2は,撮像システムで用いられる適切な検出器の略示図である。
【図3】
図3は,撮像システムで用いられる検出器の第一の他の実施例である。
【図4】
図4は,撮像システムで用いられる検出器の第二の他の実施例である。
【図5】
図5は,撮像に用いられる他の実施例の部分断面略示図である。
【図6】
図6は,撮像に用いられる他の実施例の部分断面略示図である。
【図7】
図7は,撮像に用いられる他の実施例の部分断面略示図である。
[0001]
Related application
This application is a continuation-in-part of U.S. application Ser. No. 09 / 078,991 filed May 14, 1998.
[0002]
Technical field
The invention relates to dual energy imaging, computed tomography (CT), digital tomography such as microtomography and X-ray microscopy, quantitative automatic radiography, single photon irradiation tomography (SPECT) And nuclear medicine such as positron emission tomography (PET), medical detection techniques such as monitoring, measuring, recording or projecting ionizing radiation in any energy range, bio-optical imaging such as optical confocal microscopy and optical tomography, and And industrial applications such as aerospace imaging security surveillance systems and non-destructive imaging. In particular, the present invention relates to a multi-density multi-atomic number detector medium that can be realized by performing kinestasis or time-delay integration as required for use in the above applications.
[0003]
Background art
Efficient capture and detection of ionizing radiation without significant loss or degradation of image information is extremely important in medical imaging. Recent advances in medical detection technology have resulted in superior images being created by digital electronic technologies such as digital radiography that compete with conventional film-screen technology. In fact, new radiographic imaging techniques that take advantage of advances in electronic and computer technologies have introduced new diagnostic modalities that have improved diagnostic quality and reduced patient exposure. In particular, digital radiography has many advantages over conventional radiography. For example, the dynamic range of the detector can be expanded and displayed, high-speed image acquisition and display are possible, convenient storage is provided, stored images can be transmitted and displayed without deterioration, data analysis function And the image processing function has been expanded, and the patient irradiation dose has been reduced.
[0004]
Different detector technologies and different beam shapes have been proposed for digital radiography. For example, a scintillator-photodiode system, a high pressure gas-filled detector, a scintillator-optical amplifier system, a kinetic static charge detector, a proximity image intensifier / CCD device, a phosphor screen-photodiode system, and a diode array. Was suggested.
[0005]
Problems with known digital radiographic systems include relatively high initial costs and low detector resolution. A major problem in digital radiography, computed tomography and related fields is how to efficiently detect x-ray radiation. Recent advances in medical detector technology suggest that digital electronic technology could be used to produce superior radiation images. In fact, recent advances in electronic and computer technology have made it possible to improve the quality and style of diagnosis while reducing the dose of incident radiation. Although several new detectors for digital radiography and computed tomography have been proposed, the only technique that overcomes all the problems of achieving optimal imaging is the appropriate choice. There is no such thing yet. Which technique you choose depends on several image quality criteria. That is, high quantum and energy absorption efficiency, high quantum efficiency (DQE) of the detector, high spatial resolution, little reception of scattered radiation, detector shape, high-speed reading, high dynamic range, image Correction and display functions, and one thing to keep in mind is that the costs are reasonable. One of the fundamental problems of digital radiography is how to detect scattered radiation that reduces the contrast of an image. Known line scanning methods do not use the X-ray tube output efficiently. This limitation is overcome by utilizing a wide slot x-ray beam to collect multiple lines simultaneously.
[0006]
One approach to overcoming the above problems is discussed in US patent application Ser. No. 60 / 011,499, which is incorporated herein by reference. In this disclosed strategy, a dual energy gas microstrip is used. Here, a low energy image and a high energy image are obtained, and these are compared to generate a high contrast image. Although this approach is effective, the two images are constructed using only a single medium, the gas surrounding the microstrip. Further research has led to the development of new devices that further enhance the above detection techniques. These devices are described in U.S. patent application Ser. No. 09 / 078,991, which is incorporated herein by reference. The invention has improved spatial and contrast resolution, lower noise, improved image quality and improved image contrast.
[0007]
In particular, the interaction between ions and electrons in the detector makes the ion / electron movement random in the detector components. This movement is detected along with the primary ion / electron flow formed by the target. Since this movement is random, rather than completely blocking the image, it creates a ghosted image, a cloudy image (referred to as noise), resulting in poor image quality and reduced contrast. Let it. Therefore, there is a need for a detector that improves the image by reducing the detection of random ion / electron movement. Further, there is a need for a detector that amplifies the primary ion / electron flow, which improves the image signal, improves the signal-to-noise ratio, and improves the contrast between images.
[0008]
Disclosure of the invention
In view of the above, a first aspect of the present invention is to provide a multi-density multi-atomic number detector medium for applications such as, but not limited to, imaging, dosimetry, radiation monitoring, and combinations thereof. is there.
[0009]
Another aspect of the present invention is to provide an ionization apparatus or ionization source for projecting ionizing radiation (X-rays, gamma rays, fast particles, and neutrons) having an arbitrary energy range through a subject according to an application. Here, the radiation is received by a multiple detector.
[0010]
Yet another aspect of the invention described above provides a dual energy configuration multiple detector, wherein the dual energy detector receives a bimodal energy spectrum analyzed by two different media. In any case, the energy may be polychromatic or monochromatic. In the case of a polychromatic energy spectrum, the term monoenergetic is used to correspond to the "average" or "effective energy" of the polychromatic spectrum.
[0011]
Another aspect of the invention is to provide a multiple detector comprising a low energy detector and a high energy detector disposed adjacent thereto.
[0012]
Another aspect of the present invention is to apply an electric field separately to the low energy detector and the high energy detector when irradiated with incident radiation, wherein the low energy detector is a gas ionization detector. Or the semiconductor ionization detector, and the high energy detector is the other detector.
[0013]
In another embodiment of the present invention described above, an image is generated by the two detectors, so that the image is input to a microprocessor for imaging a subject, and an image signal with good contrast is generated.
[0014]
Another different form of the invention is that a high-pass energy filter is placed between the two detectors to facilitate the generation of a high-contrast image signal, where low-contrast is used for soft tissues and the like. In such a case, it is obtained by weighting and subtracting the two images.
[0015]
Another different aspect of the invention described above provides a mechanism for moving a multiple detector to receive ionizing radiation, wherein the kinetic or time lag is achieved by adjusting the applied electric field. To be able to implement the integration method, or both.
[0016]
According to another embodiment of the present invention described above, the gas ionization detector comprises a high voltage plate, and a substrate having a large number of anodes and cathodes opposed to the high voltage plate alternately interposed therebetween. A multiplex detector comprising a bias electrode formed on one side of a semiconductor substrate and a plurality of collecting electrodes facing the bias electrode.
[0017]
Another aspect of the invention described above is that the incident radiation is first absorbed by a low energy, low density, low Z material detector with the applied electric field orthogonal to the incident radiation, The detector is to provide a multiple detector arranged adjacent to a high energy, high density, high Z material detector in which the applied electric field is orthogonal to the incident radiation.
[0018]
According to another aspect of the invention described above, the incident ionizing radiation is first absorbed by a low energy detector in which the applied electric field is directly opposed to the incident radiation, and further the high energy detector comprises an applied electric field. Is to provide a multiple detector positioned adjacent to a low energy detector that is now orthogonal to the incident radiation.
[0019]
In another embodiment of the invention described above, the incident radiation is first absorbed by a low-energy detector with the applied electric field orthogonal to the incident radiation, and furthermore, the incident radiation has the same applied electric field as the incident radiation. It is to provide a multiple detector which is received by a high energy detector in a directionally aligned state.
[0020]
Another aspect of the present invention described above is to provide a multi-detector in which the incident radiation is firstly absorbed by the low energy detector and then absorbed by the high energy detector without restriction on the beam shape. Here, the electric field applied by each detector is aligned in the direction of the incident radiation.
[0021]
Another aspect of the invention described above is to provide a multiple detector in which the incident radiation is first absorbed by a low energy detector and then absorbed by a high energy detector, with no restriction on beam shape. Here, the electric field applied to each detector is aligned in the direction of the incident radiation.
[0022]
Another aspect of the invention described above is to configure multiple detectors to generate images and perform an association detection function.
[0023]
In another embodiment of the present invention described above, the detectors arranged adjacent to each other perform the same function or different functions. For example, both the detectors perform an imaging function. Alternatively, one adjacent detector performs an imaging function and the other adjacent detector performs a radiation monitoring function.
[0024]
Another aspect of the invention described above is that the ionizing radiation may be measured, monitored and displayed by one or both of the adjacent detectors at different energies, with the system geometry optimized. Here, each detector performs the same function or a different function, in the form of particles or different radiations (mixed fields).
[0025]
Another aspect of the present invention described above is to operate at least one of the detectors like a frisch grid to increase the signal-to-noise ratio and improve the line spread function.
[0026]
Another aspect of the invention described above is that a gas electron multiplier is inserted in close proximity to a collection circuit that amplifies electrons without an induced current, increases the signal-to-noise ratio, and improves the line spread function. It is to be.
[0027]
Another aspect of the invention described above is to place a gas electron multiplier in the detector to improve ion generation.
[0028]
In general, the present invention provides a dual energy multiple detector that receives incident ionizing radiation through a subject, the multiple detector comprising a gas ionization detector, a semiconductor detector disposed adjacent thereto, and a gas ionization detector. A gas electron multiplier positioned within the vessel (where an electric field is applied to each detector to generate a corresponding signal, and the gas electron multiplier measures the performance of the gas ionization detector. To increase the electronic activity).
[0029]
The present invention also provides a method for obtaining an image of a subject exposed to incident radiation, the method comprising exposing multiple detectors to incident radiation illuminated through a specimen, and further comprising: Generating a first signal, generating a second signal from a second detector, arranging a gas electron multiplier near at least one of the detectors; And comparing the signal with Here, the multiple detector includes a first detector and a second detector arranged adjacent to the first detector.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the figure, and particularly in FIG. 1, a multi-density multi-atomic number detector imaging system is indicated generally by the numeral 10. As will be appreciated from the following discussion, to achieve a high contrast dual energy imaging system, the imaging system 10 must be configured with a high atomic number or high Z material, ie, a high density medium, and a low atomic number or low Z material, ie, a low density medium. Are used in combination. The system 10 acts as a slot scanning beam detector implemented by a kinestasis or time delay integration method. The imaging system 10 can also be used with application specific integrated circuits (ASICs) that act as charge coupled device cameras. As will be appreciated by those skilled in the art, the imaging system can also be used for large field imaging or micro imaging (microscopy) with dual energies.
[0031]
The system 10 includes an ionization device or source 12 for generating ionizing radiation 14 and transmitting it through a subject 16. Ionizing radiation includes, but is not limited to, X-rays, gamma rays, fast particles, neutrons, and the like. The radiation is irradiated in a mixed state or at different energies and is observed by multiple detectors that perform a predetermined function. The ionizer 12 is configured to generate a polychromatic energy spectrum of average energy E or a single energy beam from one frequency spectrum synchrotron. Alternatively, the ionizer 12 is configured to generate a polychromatic bimodal energy spectrum. The subject 16 is a human, biological or pharmaceutical specimen, and radiation is transmitted through the subject to generate radiation 18 that is received by a multi-density multi-atomic number multiplex detector 20. Generally, the multiple detector 20 is housed in a sealed aluminum container 21 that can move in a scanning direction 24 on a plane orthogonal to the incident image line 18. In order to appropriately obtain an observation image of the subject 16, the multiple detector 20 includes several components connected to the multiple detector 20. "Observing" with multiple detectors 20 refers to monitoring radiation, recording doses, and performing imaging to perform known functions performed by known ionization detectors. That is, each detector of the multiplex detector 20 performs a different function or the same function depending on a desired result and a system configuration.
[0032]
The pressurized gas 26 is a mixture of argon, xenon, krypton, a mixture thereof or another rare gas, or a mixture thereof and a magnetic compound or a quenching compound at an impurity concentration. , A fluid guided to the container 21 via the pressure line 28. A pressure gauge 30 is attached to the pressurized gas container and adjusts the pressure in the container of the multiple detector 20. Pressure signal 32 is generated by pressure gauge 30.
[0033]
A control system 30 communicates with the various components of system 10 to monitor and control their respective functions. Specifically, the control system 30 includes a microprocessor 40 having software, hardware, and a memory necessary for controlling the operation of the imaging system 10. The processor 40 receives the pressure signal line 32 and adjusts the pressure in the multiplex detector 20 to a low pressure, an atmospheric pressure, or a high pressure state according to the purpose of imaging.
[0034]
The processor 40 is connected to the detection circuit 44 via the signal line 42. The detection circuit 44 is connected to the multiplex detector 20 via a signal line 46. Similarly, a signal line 48 connects the processor 40 to the detection circuit 50, and the detection circuit 50 is connected to the multiplex detector 20 via a signal line 52. The processor 40 receives information from the detection circuits 44 and 50 and generates an image signal 54 with high contrast. The image signal with good contrast is received for display on the image display unit 56. In all embodiments involving dual energy imaging, the incident radiation is first received by a low energy detector. Unabsorbed radiation is received by the high energy detector.
[0035]
Usually, the multiple detector 20 basically consists of two parts: a gas-filled detector and a solid or semiconductor substrate detector. Incident radiation 18 is partially dissipated in the first detector and then the remaining energy is dissipated by interaction in the second detector. In both cases, a charge pair is generated. The electric field applied to both detectors causes the charge pairs to have a constant drift velocity, and the charge pairs, ie, polar charges, are sent to their respective signal collectors. The different detector media used in the detector may be a solid semiconductor material, a gas or a liquid, and may be in any shape or a combination thereof, such as scintillation, regardless of the shape of the detector media. The signal is generated by ionization or indirect ionization.
[0036]
In the case of a two-energy multiplex detector, if a logarithmic expansion is applied to the signal generated from each medium, a desired image is generated by a difference between the two signals. An imaging method is also conceivable in which the direction of an electric field applied to the low energy detector and the high energy detector is changed to obtain a desired image contrast and spatial resolution or a result of another function.
[0037]
FIG. 2 shows one preferred embodiment of the multiple detector 20. More specifically, as an example of dual energy imaging, the multiple detector 20 includes a gas ionization detector 60 and a semiconductor ionization detector 62.
[0038]
The gas ionization detector 60 includes a high voltage plate 64 and a substrate 66 facing the high voltage plate. Substrate 66 is a conductive glass or plastic substrate with suitable electrical conductive properties. The substrate 66 has an electrically conductive layer provided on the surface of the insulator by ion implantation or deposition of a thin film of a semiconductor material. A plurality of insulated microstrip anodes 68 are alternately formed with similar insulated microstrip cathodes 70. Accordingly, an electric field 72 is generated between the high voltage plate 64 and the substrate 66. The high voltage plate 64, the substrate 66, the anode 68, and the cathode 70 are connected to the energy detection circuit 44 via the signal line 46.
[0039]
The semiconductor ionization detector 62 comprises a cubic semiconductor material 76 in which a bias electrode 78 is disposed on one surface of a cubic shape and a plurality of collecting electrodes 80 are disposed on an opposite surface. Accordingly, an electric field 82 is generated between the bias electrode 78 and the collection electrode 82. Both the bias electrode 78 and the collection electrode 80 are connected to the detection circuit 50 via the signal line 52.
[0040]
In all the embodiments of the present invention, the detection units of the energy detector, for example, the anode 68, the cathode 70, the collecting electrode 80, the low energy detection circuit 44, and the high energy detection circuit 50 are incorporated as a circuit integrated in the container 21. . The integrated circuit provides all the active and passive signal conditioning circuits and associated circuits integrated and produces a digital output that is received by the processor 40.
[0041]
As shown in FIG. 2, the detector 60 employs a high-pressure gas environment exhibiting high primary quantum detection efficiency and high charge conversion efficiency. As the pressure of the gas increases, the amount of incident photons that interact with the gas increases, thereby improving quantum efficiency. In addition, the amount of photon energy that acts on each photon and is deposited in the gas increases. Under high pressure, many electrons and fluorescence are blocked in the gas, and thus the sensitivity depends on the energy of the generated gamma photons. High pressure gas-filled ionization detectors operating in saturation are advantageous in many respects.
[0042]
In the preferred embodiment, xenon is employed as the gas because of its high x-ray stopping power. However, krypton is advantageous because it does not emit much fluorescence and does not reabsorb, and it allows the interaction that the incident radiation spreads from where it collides with the vessel 21 while limiting the range of emitted photoelectrons and Compton electrons. Therefore, the spatial resolution is improved.
[0043]
The response characteristics of the high pressure gas-filled detector 60 can be greatly improved by moving the enclosure 21 in a kinetic charged detection mode in synchronization with the ions, where the ion velocity The ion velocity is adjusted by adjusting the applied electric field such that has a direction equal or opposite to the scan speed 24 of the multiple detector 20. At any one time, 50 to 1000 image data lines are integrated simultaneously, depending on the scanning speed and the sampling rate. Only one line of the collector electrode needs to read the fully integrated image data.
[0044]
By using the microstrip substrate 66 as a collector, the performance of the multiple detector 20 and the imaging parameters can be improved. By using the anode 68 and the cathode 70 by using the light exposure method, a high gain can be obtained uniformly over a wide area. Thus, when the incident radiation is directed through the multiple detector 20, primary electrons generated by direct gamma ionization of the gaseous medium are directed toward the anode 68. When the electrons reach the electric field between the anode 68 and the cathode 70, the electrons drift toward the cathode 70 due to the pseudo-dipole anode-cathode structure and are avalanche if the electric field strength is high enough.
[0045]
In this embodiment, a multiple detector 20 utilizing high gas pressure was selected as a compromise between high quantum detection efficiency, limited electronic range and adequate gain. The gas microstrip substrate of the detector 60 is advantageous in that it has high spatial resolution and high contrast because of its small collector, high gas pressure and high gain. Further, the use of a low energy detector in the present invention is advantageous in that a high gain can be obtained even at a low applied voltage due to a high local electric field generated near the anode. Another advantage is that large signals are generated because of the high gain and quantum efficiency. Still another advantage is that the distance between the anode and the cathode is narrow, the drift speed is high due to the high electric field, and the capacitance of the microstrip is small, so that the signal collection time is very short. This suppresses the space charge effect. Another advantage is that a low cost detector with high mechanical stability is provided.
[0046]
As shown in FIG. 2, detector 62 receives image line 18, which is incident radiation unaffected by detector 60 and impinges on semiconductor material 76. Therefore, the detector 62 is optimal for digital X-ray imaging because it directly converts X-rays into electric signals. For example, Cd1-XZnX Te has a high density (5.8 g / cm3), The effective atomic number Z is 49.6 (Cd0.9: 48, Zn0.1: 30, Te: 52), which is one of the most suitable semiconductor materials for medical and industrial imaging purposes because of its high stopping power. If this material is used, the thickness of the detector can be reduced and the spatial resolution can be improved. Other potential semiconductor materials include a-Se, a-Si, CdTe with high atomic number and high density, and their equivalents. The advantage of this type of semiconductor ionization detector as realized as the multiple detector 20 is that the ionization line absorption efficiency is high, the linearity is excellent, the stability is high, the sensitivity is high, and the dynamic range is high. It is wide. High quality Cd using high pressure Bridgman method1-X ZnX Greater progress has been made in the development of Te semiconductor crystals. That is, by using an alloy of CdTe and Zn, the body resistivity of this semiconductor is about 10%.11Ω-cm. The reason why the specific resistance is high is that the leak current is low and the noise characteristics are low because the band gap of the ternary compound semiconductor is wide. The imaging function of the solid state detector can be improved by using the time delay integration method. According to this method, the semiconductor material is configured as a pixel array consisting of N columns and M rows. The rate at which the collected charge is transferred in the column direction is synchronized with the rate at which the detector scans and translates parallel to the image plane. Thereby, the collected charge corresponding to a part of the observed object by providing a signal larger than the signal collected at the individual pixels is integrated during image acquisition.
[0047]
As radiation 18 passes through detector 60 and detector 62, corresponding signals 46 and 52 are generated and received by detection circuit 44 and detection circuit 50, respectively. Each of the circuits 44 and 50 controls the application of an electric field, monitors a collected signal, and performs signal filtering and signal processing by a known method as necessary. For example, the high voltage plate 64 and the substrate 66 are connected to the circuit 44 and control the application of the electric field 72. On the other hand, the anode 68 and the cathode 70 are connected to the circuit 44 to monitor the low energy absorption of the ionized gaseous medium. Similarly, the bias electrode 78 and the collection electrode 80 are connected to the circuit 50, control the application of the electric field 82, and monitor the energy absorption of the semiconductor substrate. Circuits 44 and 50 send corresponding signals 42 and 48 to processor 40. The processor receives these and generates a signal 54 with good contrast.
[0048]
In another embodiment, the position of the multimedia detector is changed according to the direction of the electric field. In each case, the gas ionization detector is always associated with the detection circuit 44 and the semiconductor ionization detector is always associated with the detection circuit 50.
[0049]
FIG. 3 shows another multiplex detector 100. The multiple detector 100 is housed in a container 21 and includes a first or low energy detector 102 as a gas ionization detector and a second or high energy detector 104 as a semiconductor ionization detector disposed adjacent thereto. Be composed. In this embodiment, the radiation 18 first strikes the detector 102 with the semiconductor substrate 103. In the detector 102, a bias electrode 106 to which the radiation 18 is directly applied is provided on one side of the substrate 103, and a pixel array detector 108 including a plurality of pixels 109 is provided on the other side of the substrate 103. Accordingly, an electric field 110 is generated to penetrate the substrate 103 and is directed in a direction opposite to the radiation 18. In the dual energy embodiment, the low energy radiation 18 is first absorbed by the substrate 103 and the unabsorbed energy is directed to the detector 104. The detector 104 includes a high voltage plate 112 and a substrate 114 facing the high voltage plate. As in the previous embodiment, a plurality of microstrip anodes 116 and a plurality of microstrip cathodes 118 are alternately arranged. Thus, the electric field 120 is directed in a direction orthogonal to the radiation 18 and opposite the scanning direction 24. The images generated by detector 102 and detector 104 are transferred to corresponding circuits 44 and 50 and processed by processor 40. The processor 40 generates a high-contrast image signal 54. As in the previous embodiment, the electrical leads and components associated with detectors 104 and 102 are connected to respective detection circuits, which are connected to processor 40.
[0050]
As another example, FIG. 4 shows another multiplex detector 140. In this embodiment, the radiation 18 first strikes the gas ionization detector 142 orthogonal to the electric field. Thereafter, the radiation 18 enters a semiconductor ionization detector 144 disposed adjacent to the detector 142. In this variation, however, the bias electrode 106 is located adjacent to a detector 142 that faces the pixel array detector 108. Alternatively, all the structural features of this embodiment are the same as those of the detector of the above-described embodiment. Thus, the electric field 110 is directed in the same direction as the incident radiation, and the signal is collected and generated as in the previous embodiment.
[0051]
If necessary, both of the multiple detectors 100 and 140 may be provided with a high-pass energy filter 150 between the detectors.
[0052]
FIG. 5 shows another multiplex detector 300. The multiple detector 300 includes a first or low energy detector 102 as a gas ionization detector and a second or high energy detector 104 as a semiconductor ionization detector disposed adjacent thereto. In this embodiment, the radiation 18 first strikes the detector 302 with the semiconductor substrate 303. In the detector 302, a bias electrode 306 to which the radiation 18 is directly applied is provided on one side of the substrate 303, and a pixel array detector 308 including a plurality of pixels 309 is provided on the other side of the substrate 303. Accordingly, an electric field 310 is generated to penetrate the substrate 303 and is directed in a direction opposite to the radiation 18. In the dual energy embodiment, the low energy radiation 18 is first absorbed by the substrate 303 and the unabsorbed energy is directed to the detector 304.
[0053]
The detector 304 includes a high voltage plate 312 and a substrate 314 facing the high voltage plate 312. As in the previous embodiment, a plurality of microstrip anodes 316 and a plurality of microstrip cathodes 318 are alternately arranged to form a collector circuit. An additional feature of this embodiment is that it includes a gas electron multiplier 330, an anode 316, and a cathode 318 located in close proximity to the collector circuit. As shown in the cross-section of FIG. 5, a gas electron multiplier (GEM) 330 is preferably located within the detector and located a few millimeters from the collector circuit. Gas electron multiplier 330 includes a thin composite mesh that functions as an amplifier proportional to gas in a gaseous medium. Preferably, the GEM 330 comprises a metal cladding with holes 336 forming a preferably rectangular matrix on the insulating foil 332, ie on both sides 334. The size of the holes is preferably in the micron range. The perforated foil 332 prevents the scattered electrons from moving and provides a path for the electrons along the formed electric field.
[0054]
An electric field 320 is directed in a direction orthogonal to the radiation 18 and opposite the scanning direction 24. The electrons in the electric field 320 contact the gas electron multiplier 330 and follow a path through the holes 336 in the matrix. The electrons collide with the gas particles in the hole 36, and the activity of the electrons increases. This increased activity will increase the electric field created at the adjacent detector anode 316. The increased electric field enhances the signal formed.
[0055]
In another embodiment, applying a potential difference to both sides 334 of the GEM improves signal quality and provides electron amplification in a dipole field formed between the edges of the hole. An avalanche phenomenon occurs and an increased electric field is formed at the anode 316. In any embodiment, the increased electric field improves the signal to noise ratio by forming an amplified signal. Any type of anode collector or shape (printed circuit board, pixel configuration board, strip board, etc.) can be used.
[0056]
To further improve the signal-to-noise ratio, the microstrip anode 316 and cathode 318 can be energized as described above and operated like an amplifier or a frisch grid. When they are operated like a frisch grid, the collecting electrodes are made much smaller than the non-collecting grid, and one of the strips is maintained at a slightly positive potential with respect to that of the second electrode. FIG. 5 shows a strip collector with frisch grid capability. As shown, the anode 316 of the low energy detector is much smaller than the non-collecting cathode. The non-collecting cathode strip functions to shield the collector. Larger induced charges occur at the strip collection anode. It should be noted that any shape of anode and cathode can be used as long as the anode is smaller than the cathode. This difference in magnitude minimizes the induced signal. For example, FIG. 7 shows another embodiment having a series of small anodes 317 and larger cathodes 319 disposed on a rectangular substrate 303. For strip 316 and cathode 318, a larger cathode 319 reduces the induced charge signal. Appropriate surface techniques, such as undercoating or overcoating, are applied to the strip to ensure optimal surface resistance. By operating the anode and cathode like a frisch grid, it is possible to detect signals resulting from the movement of charges, rather than induced charges. Therefore, the line spread function is very narrow, and an image with enhanced quality is obtained. The images formed by the high energy detectors 304 and 302 are then processed by the corresponding circuits 44 and 70 for processing by the processor 40 (which produces a high contrast image signal 74) as shown in FIG. Will be forwarded to As in the previously described embodiment, the electrical leads of the components associated with detectors 304 and 302 are each connected to a detector circuit, which is luckily connected to processor 40.
[0057]
Further, another multiplex detector is shown generally in FIG. As described above, the multiple detector 400 includes the first detector 402 and the second detector 404. In this embodiment, GEM 430 is located in the detector. Primary electrons generated by X-rays drift to GEM 430 as described above. An increase in electrons occurs at GEM 430. When this occurs, the generated ions drift to the cathode 416. The cathode 416 is used as a frisch grid. As mentioned above, the collecting electrodes are much smaller than those of the non-collecting grid, and one of the strips is maintained at a slightly positive potential with respect to that of the second electrode. Amplification occurs by maintaining one of the strips at a slightly positive potential. Appropriate surface treatment techniques such as undercoat or overcoat are used to ensure optimum sheet resistance.
[0058]
Preferably, the manufacture of the microstrip detector utilizes a light exposure method, replacing the anode-cathode wire with a very thin layer of conductive strip. The use of these techniques improves the accuracy of the anode-cathode pattern and ensures high gain uniformity over a large area within the microstrip detector. Using these techniques, the conductive strips are placed in an anode-cathode pattern on an insulating or partially insulating glass substrate.
[0059]
Primary electrons generated by direct X-ray ionization of gas drift to the microstrip. When these electrons arrive at the microstrip substrate, they drift toward the positively charged strip and undergo avalanche amplification. With the quasi-dipole anode-cathode structure, a high field strength of amplification is achieved. The ions rapidly collect on the adjacent cathode which provides the detected image signal. The generated image is then transferred to corresponding circuits 44 and 70 for processing by processor 40 (which produces a high contrast image signal 74), as shown in FIG. As in the previous embodiment, the electrical leads of the components associated with the detectors 404 and 402 are each connected to a detector circuit, which is luckily connected to the processor 40.
[0060]
As can be seen from the foregoing discussion, the system 10 with multiple detectors 20, 100, 140, 300, or 400 provides high energy absorption efficiency of solid-state ionization detectors and high spatial resolution and low energy detection of fine microstrip collectors. High gain of the vessel is realized at the same time. Therefore, excellent spatial resolution and contrast are realized at a low radiation dose. In addition, the system 10 allows free design and optimization of a dual energy system. All of the detectors disclosed in the present invention can operate with scan slot beams or with pixel configurations. These detectors can also operate as large area detectors. The kinetic static principle is used for generating an imaging signal by a low energy detector. On the other hand, the high-energy detector uses a time-lag integration method to generate an observation signal according to the shape of the scanning slot beam.
[0061]
The object of the present invention is achieved by the above structure and method. In accordance with the patent statutes, only the best mode and appropriate embodiment of the present invention has been described in detail, but the present invention is not limited thereto. Therefore, reference should be made to the appended claims for an understanding of the true scope and breadth of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram of a multi-density multi-atomic number detector imaging system.
FIG. 2
FIG. 2 is a schematic diagram of a suitable detector used in an imaging system.
FIG. 3
FIG. 3 is a first alternative embodiment of the detector used in the imaging system.
FIG. 4
FIG. 4 is a second alternative embodiment of the detector used in the imaging system.
FIG. 5
FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view of another embodiment used for imaging.
FIG. 6
FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view of another embodiment used for imaging.
FIG. 7
FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view of another embodiment used for imaging.

Claims (23)

被検体を通して入射イオン化放射線を受信する多重検出器であって,
気体イオン化検出器と,
前記気体イオン化検出器に隣接配置された半導体イオン化検出器と,
前記気体イオン化検出器内に配置された気体電子増倍管と,
を含み,
電場が,対応した信号を生成するように,前記各検出器に印加され,前記気体電子増倍管は,前記気体イオン化検出器の性能を高めるために,電子の活動性を増加させる,多重検出器。
A multiple detector for receiving incident ionizing radiation through a subject,
Gas ionization detector,
A semiconductor ionization detector disposed adjacent to the gas ionization detector;
A gas electron multiplier arranged in the gas ionization detector;
Including
An electric field is applied to each of the detectors to generate a corresponding signal, and the gas electron multiplier increases the activity of the electrons to enhance the performance of the gas ionization detector, multiple detection. vessel.
前記気体電子増倍管は両側に金属ラッドをもち,矩形のマトリクスを形成する穴があけられた絶縁フォイルである,請求項1に記載の多重検出器。2. The multi-detector according to claim 1, wherein the gas electron multiplier is an insulating foil having metal lads on both sides and perforated to form a rectangular matrix. さらに,
前記検出器を収納する密封された容器と,
前記各検出器に接続された制御システムと,
を含み,前記制御システムは前記電場の印加を制御し,前記信号を監視する,請求項2に記載の多重検出器。
further,
A sealed container containing the detector;
A control system connected to each of said detectors;
3. The multiplex detector of claim 2, wherein the control system controls the application of the electric field and monitors the signal.
さらに,
電場の印加を制御し,気体イオン化検出器信号を生成するための,前記気体イオン化検出器に接続された気体イオン化検出器回路と,
電場の印加を制御し,半導体イオン化検出器信号を生成するための,前記半導体イオン化検出器に接続された半導体イオン化検出器回路と,
前記検出器信号を受信し,表示部に受信されるコントラストの良い信号を生成するためのプロセッサと,
を含む請求項3に記載の多重検出器。
further,
A gas ionization detector circuit connected to said gas ionization detector for controlling application of an electric field and generating a gas ionization detector signal;
A semiconductor ionization detector circuit connected to said semiconductor ionization detector for controlling application of an electric field and generating a semiconductor ionization detector signal;
A processor for receiving the detector signal and generating a high-contrast signal received by a display unit;
The multiplex detector according to claim 3, comprising:
前記気体イオン化検出器は,
高電圧板と,
複数の,交互に形成された陽極および陰極を支承する基板と,
を含み,
前記基板は,前記高電圧板と対向するように配置され,前記気体電子増倍管は,前記基板と前記高電圧板との間に配置され,前記高電圧板は,前記マトリクスを形成する穴内の気体粒子と衝突する電子を生成し,前記気体イオン化検出器信号を高めるために,前記電子を加速する,請求項4に記載の多重検出器。
The gas ionization detector comprises:
A high voltage plate,
A substrate supporting a plurality of alternating anodes and cathodes;
Including
The substrate is disposed so as to face the high voltage plate, the gas electron multiplier is disposed between the substrate and the high voltage plate, and the high voltage plate is provided in a hole forming the matrix. 5. The multi-detector of claim 4, wherein electrons are generated to collide with the gas particles and the electrons are accelerated to enhance the gas ionization detector signal.
前記陽極は前記陰極より大きい,請求項5に記載の多重検出器。The multiplex detector of claim 5, wherein the anode is larger than the cathode. 前記陰極は前記陽極より大きい,請求項5に記載の多重検出器。The multiplex detector of claim 5, wherein the cathode is larger than the anode. 入射放射線に露出される被検体の画像を得るための方法であって,
被検体を通して照射される入射放射線に,第一の検出器とこれに隣接した第二の検出器からなる多重検出器を露出させる工程と,
前記第一の検出器から低エネルギー信号を生成する工程と,
前記第二の検出器から高エネルギー信号を生成する工程と,
気体電子増倍管を前記両検出器の少なくとも一方の近傍に配置する工程と,
前記第一および第二の信号を比較する工程と,
を含む方法。
A method for obtaining an image of a subject exposed to incident radiation, the method comprising:
Exposing a multiple detector comprising a first detector and a second detector adjacent thereto to incident radiation irradiated through the subject;
Generating a low energy signal from the first detector;
Generating a high energy signal from the second detector;
Disposing a gas electron multiplier near at least one of the two detectors;
Comparing the first and second signals;
A method that includes
前記気体電子増倍管は,前記両検出器の少なくとの一方から数ミリメータ以内に配置される,請求項8に記載の方法。9. The method of claim 8, wherein the gas electron multiplier is located within a few millimeters of at least one of the two detectors. さらに,
気体充満容器に,前記多重検出器を収納する工程と,
前記第一の検出器と第二の検出器とにそれぞれ電場を印加する段階と,
を含み,前記第一および第二の検出器のうちの一方内で入射放射線によって気体はイオン化され,前記第一および第二の検出器のうちの他方は,前記第一および第二の信号を生成するために,入射放射線でイオン化される半導体物質である,
請求項8に記載の方法。
further,
Storing the multiple detector in a gas-filled container;
Applying an electric field to each of the first detector and the second detector;
Wherein the gas is ionized by incident radiation in one of the first and second detectors, and the other of the first and second detectors converts the first and second signals. A semiconductor substance that is ionized by incident radiation to produce
The method according to claim 8.
前記気体電子増倍管は,前記気体充満容器内に配置される,請求項10に記載の方法。The method according to claim 10, wherein the gas electron multiplier is disposed in the gas-filled container. 前記気体電子増倍管は両側に金属ラッドをもち,矩形のマトリクスを形成する穴があけられた絶縁フォイルである,請求項11に記載の方法。12. The method of claim 11, wherein the gas electron multiplier is a perforated insulating foil having metal lads on both sides and forming a rectangular matrix. 電子が前記気体電子増倍管へとドリフトし,電子流を増幅するために,前記気体電子増倍管を正に帯電させるように,前記電場が印加され,その結果増加した電子流は前記両検出器の少なくとも一つに当たり,より強い信号を生成する,請求項12に記載の方法。The electric field is applied so that electrons drift to the gas electron multiplier and amplify the electron flow, so as to positively charge the gas electron multiplier, and the increased electron current is applied to the gas electron multiplier. 13. The method of claim 12, wherein at least one of the detectors produces a stronger signal. さらに,
電子流を形成するために,電場をそれぞれ印加する工程と,
前記気体電子増倍管が散乱電子の動きを除去するように,前記電子流の正面に前記気体電子増倍管を配置する工程と,
を含む請求項11に記載の方法。
further,
Applying respective electric fields to form an electron flow;
Disposing the gas electron multiplier in front of the electron flow so that the gas electron multiplier removes the movement of scattered electrons;
The method of claim 11, comprising:
さらに,
前記両検出器の少なくとも一方をフリッシュグリッドとして動作させる工程を含む,請求項10に記載の方法。
further,
The method according to claim 10, comprising operating at least one of the two detectors as a frisch grid.
さらに,
前記多重検出器を,入射放射線に直交な平面で走査する工程とを含み,
前記第一および第二の検出器の一方に印加される電場は,イオン速度が前記多重検出器の走査速度に略等しく正反対の値になるように調節される,請求項12に記載の方法。
further,
Scanning the multiple detector in a plane orthogonal to the incident radiation;
13. The method of claim 12, wherein the electric field applied to one of the first and second detectors is adjusted such that the ion velocity is approximately equal to and opposite to the scan rate of the multiple detector.
さらに,
前記多重検出器を,入射放射線に直交する平面で走査する工程を含み,
前記両検出器の一方に印加される電場は,行と列に配列された前記半導体物質の表面上に収集電荷を発生し,収集電荷が前記行と列のうちの一方に沿って転送される速度は前記検出器の走査速度に同期する、請求項10に記載の方法。
further,
Scanning the multiple detector in a plane orthogonal to the incident radiation;
An electric field applied to one of the detectors generates a collected charge on a surface of the semiconductor material arranged in rows and columns, and the collected charge is transferred along one of the rows and columns. The method of claim 10, wherein a speed is synchronized with a scanning speed of the detector.
さらに、
最初に入射放射線を受けるように前記気体イオン化検出器の向きを定める工程と,
前記気体イオン化検出器と前記半導体イオン化検出器とで生成された電場を入射放射線に直交する平面方向に向ける工程と,
含む請求項10に記載の方法。
further,
Orienting the gas ionization detector to first receive incident radiation;
Directing an electric field generated by the gas ionization detector and the semiconductor ionization detector in a plane direction orthogonal to incident radiation;
The method of claim 10 comprising:
さらに、
最初に入射放射線を受けるように前記半導体イオン化検出器の向きを定める工程と,
前記半導体イオン化検出器で生成された電場を入射放射線と反対の方向へ向ける工程と,
前記気体イオン化検出器で生成された電場を入射放射線に直交する平面方向に向ける工程と,
を含む請求項10に記載の方法。
further,
Orienting the semiconductor ionization detector first to receive incident radiation;
Directing the electric field generated by the semiconductor ionization detector in a direction opposite to the incident radiation;
Directing the electric field generated by the gas ionization detector in a plane direction orthogonal to the incident radiation;
The method of claim 10 comprising:
さらに,
最初に入射放射線を受けるように前記気体イオン化検出器の向きを定める工程と,
前記気体イオン化検出器で生成された電場を入射放射線に直交する平面方向に向ける工程と,
前記半導体イオン化検出器で生成された電場を入射放射線と一致した方向に向ける構成と,
を含む請求項10に記載の方法。
further,
Orienting the gas ionization detector to first receive incident radiation;
Directing the electric field generated by the gas ionization detector in a plane direction orthogonal to the incident radiation;
Directing an electric field generated by the semiconductor ionization detector in a direction coincident with incident radiation;
The method of claim 10 comprising:
さらに,
最初に入射放射線を受けるように前記半導体イオン化検出器の向きを定める工程と,
前記気体イオン化検出器と半導体イオン化検出器とで生成された電場を入射放射線と同じ方向へ向ける工程と,
を含む請求項10に記載の方法。
further,
Orienting the semiconductor ionization detector first to receive incident radiation;
Directing the electric field generated by the gas ionization detector and the semiconductor ionization detector in the same direction as the incident radiation;
The method of claim 10 comprising:
さらに,
最初に入射放射線を受けるように前記気体イオン化検出器の向きを定める工程と,
前記気体イオン化検出器と半導体イオン化検出器とで生成された電場を入射放射線と同じ方向へ向ける工程と,
を含む請求項10に記載の方法。
further,
Orienting the gas ionization detector to first receive incident radiation;
Directing the electric field generated by the gas ionization detector and the semiconductor ionization detector in the same direction as the incident radiation;
The method of claim 10 comprising:
さらに,
前記第一および第二の信号を選択的に利用して,撮像,放射線監視および放射線測定を行う工程を含む請求項12に記載の方法。
further,
13. The method of claim 12, comprising selectively utilizing said first and second signals for imaging, radiation monitoring and radiation measurement.
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