JP2604736B2 - X線透過像測定方法 - Google Patents

X線透過像測定方法

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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、人体のX線透過平面像を得て診断を行なう
X線診断装置に関するものである。
従来の技術 X線透過平面像を得た従来の典型的な技術はX線写真
法である。
近年、この銀塩写真法に代って、X線に感応する固体
素子のアレイを用いる方法や輝盡蛍光体を用いる非銀塩
法が開発されている。そして、前者としては、X線感応
固体素子として蛍光材料と組合わせたシリコン素子を用
い光電導で生じた電流量を測定するもの(特開昭53−10
5179号公報,特開昭53−96787号公報)、半導体放射線
検出器アレイを用いるもの(特開昭59−94046号公報)
が知られている。また、後者は、X線フィルムの代りに
蓄積性蛍光板を用いX線潜像を作りレーザーによる順次
刺激により画素信号を取り出すもの(特開昭55−15025
号公報)が知られている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、固体素子のアレイを用いた方法は銀塩
法に比してX線感度は良いが、面解像度の点でやや不充
分、素子間の感度ばらつきに起因した画面が乱れたなど
の問題があった。また、比銀塩法を用いた方法は銀塩法
と比し、画質は同程度であるがX線被曝量は少ないとい
う問題があった。
また、比銀塩法の中でも最もX線感度の良好な半導体
放射線検出器アレイを用いる方法があるが、この方法
は、放射線感応素子を一線上に多数個並べたものであ
り、個個の素子はその感度にばらつきがある。これが画
質を左右する最も大きな要因となる。また、X線発生装
置からのX線の強度も画分布を有しており、これも画質
に大きく影響する。均一でかつ精度のよい放射性物質
(例えば241Am)を用いてそのばらつきを補正する方法
もあるが放射線強度が不充分で補正のために長時間の照
射が必要であり、実用的でないという問題点を有してい
た。
この問題を解決するため本発明は、放射線半導体検出
器アレイの素子感度のばらつきをそれを構成するX線発
生装置からのX線を用いて補正するX線透過像測定方法
を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、X線発生装置から
のX線を被写体に照射し、透過したX線を半導体放射線
検出器に入射させ、X線透過平面像を得るに際し、前記
X線を被写体に照射して画素信号を得る時間よりも長い
時間であって、ゆらぎ雑音の影響が減少する約1秒間、
前記半導体放射線検出器の各半導体放射線検出素子に被
写体を介在させずにX線を照射し、この信号結果に基づ
いて前記各半導体放射線検出素子の感度のバラツキと前
記X線の線方向の強度分布を補正する工程を含むことを
特徴としたものである。
作用 ゆらぎ雑音の影響が減少する一定期間、各半導体放射
線検出素子に被写体を介在させずにX線を照射する。照
射された各素子の出力値は、各素子の感度とX線強度に
比例するので、この信号結果の逆数はそのまま補正定数
となるが、長い時間のX線の照射により誤差の少ない補
正定数を得ることができる。
実施例 以下本発明の一実施例について説明する。本実施例
は、まず、X線管より発生したX線がスリットにより扇
状のビームとされ、被写体(人体)を通して放射線半導
体検出器アレイに丁度入射するように制御される。スリ
ットと検出器アレイは被写体に沿って駆動され、1画素
列の信号が同時に(並列に)測定され、つぎに隣接した
画素列の信号が測定される。このような1画素列毎の測
定が順次行なわれ、1枚のX線透過平面像が得られる。
このX線透過平面像測定の前または後に、検出器アレ
イの素子感度のばらつき補正が行なわれる。1画素列の
測定時間は、1000分の1秒程度であるが、これより充分
長い時間、例えば1秒程度の曝射が被写体無しで行なわ
れる。アレイ中の各素子の出力値は、各素子の感度Siと
X線強度Iiに比例する。従って、この測定結果の逆数1/
Si×Iiはそのまま補正定数となる。
放射線半導体検出器からの出力は、素子に入射・吸収
されたX線光子の数に比例した電気パルス信号であり、
長時間曝射することによってこのパルス数は充分に大き
な数となるので誤差の少ない補正定数を得る。
以下図面を用いてより詳細に説明する。
第1図は、本発明のX線透過平面像測定方法の一実施
例における装置の主要部構成図である。1はX線管球で
あり、ここから発したX線はスリット2によって扇状の
ビームとされる。放射線半導体検出器アレイである。検
出器素子材料には、硫化テルルCdTe,ガリウム砒素GaAs
のように原子番号が比較的大きい物質の単結晶が用いら
れる。この単結晶にX線光子1個が入射して吸収される
と、励起電子・正孔対による電気信号パルスが発生す
る。単結晶に電界を印加し、このパルスを外部回路に取
り出す。外部回路は、単結晶の素子1個に対し、1個が
接続され、単結晶に入射吸収された光子の数が増幅カウ
ントされる。素子と回路の組は複数個から成り、この組
でアレイが形成される。扇状のX線ビームは、丁度この
アレイに入射するように構成される。4は寝台の天板で
あり、被験者はこの上に横たわる。被験者の各部位での
吸収信号を含んだX線が検出器アレイで測定される。検
出器アレイとスリットとは連動して天板とほぼ平行に送
られる。ある位置で静止させて1画素列の透過X線の測
定をし、続いて次の隣接位置へ段階状に送りここで静止
させて次の1画素列の測定するというステップ送りをと
る場合と、これらを連続的に送り1画素列の巾が送られ
る時間にその1画素列の透過X線測定をする連続送りを
とる場合とがある。いづれにしろ、1画素列毎の測定が
順次行なわれ、全体として平面透過像が得られる。
補正作業を画像測定の前に行なう場合の実施例につい
て述べる。検出器アレイとスリットを定められた位置に
止め、画像測定の場合とほぼ同程度の定められた線量の
X線照射を開始する。照射時間は、1画素列の測定時間
(1ミリ秒)の約1000倍の約1秒とする。1画素列の照
射時間が約1ミリ秒の場合、1素子に入射するX線光子
の数は1000〜10000個であるので、この1000倍の時間を
照射すると106〜107個の光子を計数することになる。X
線光子は不規則に入射する粒子であるからゆらぎ雑音を
有している。このゆらぎの巾は、標準偏差で表わして、
入射粒子数nの平方根、すなわち であり、このゆらぎの率 は入射粒子の数が多くなれば小さくなる。今、入射粒子
の数をn=106〜107個とすると、δ=1〜3×103とな
り、入射粒子数の約0.1%以下となし得る。
このようにして得たアレイ中の各素子の出力は、素子
の感度SiとX線の線方向の強度分布Iiとに比例した値と
なっている。この逆数をとれば、素子感度とX線強度分
布の補正係数となる。その精度はゆらぎ雑音で決まるの
で、これを0.1%以下になし得るということは、精度の
高い補正係数を得たということである。
この補正測定は、1画面の測定の前に行なうのがよい
が、1画面測定の後で行なってもよい。また、素子感度
の経時変化が非常に少なく、X線強度分布の変化も無い
と予想されるときには、この補正測定はシステム系の点
火する都度、あるいは1日に1度来の割合(10〜100画
面に1度程度の割合い)で行なってもよい。
上述の実施例で述べた放射線半導体検出器の単結晶と
回路の組についての補足説明を行なう。第2図は、その
主要構成要素を説明するブロック図である。5は半導体
単結晶で、これに電極6をとりつけ、直流電界を電源7
によって印加する。この単結晶素子から出力されるパル
ス信号は、パルス増幅器8で増幅された後、カウンタ回
路9で計数され、各素子で受けたX線量がデジタル計数
値として出力される。
放射線半導体検出器素子の結晶として、CdTeやGaAsの
ように原子番号の大きい物質を用いた場合には、1mm以
下の厚さでもX線吸収率は1に近い。したがって、X線
光子1個の入射吸収によって1個の信号パルスを出力す
るわけであり、X線感度は理論限界に近い。それゆえ、
1ミリ秒程度の照射時間の微少なX線量が測定できるの
であるが、本例のようにこの照射時間を長くすることに
よって、精度の高い補正係数を得ることができるのであ
る。
CdTeやGaAsなどの高原子番号の材料による半導体検出
器アレイを用いたX線透過平面画像測定装置は、従来知
られたX線画像装置の中で最高の感度を有する。そし
て、光子計数法でデジタル式に測定できるので、その再
現精度は抜群である。
ただ、この方式の画像信号の誤差要因としては、検出
器アレイ中の素子感度のばらつきが最も大きかったが、
本発明の方法により、0.1%以下にまで補正することが
できるようになった。画素信号出力の画素が0.1%以下
ということは、従来に実現し得なかった精度であり、こ
のような画素間感度差の少ない画像では、微小なX線吸
収率の差を有する物質・物体を識別することが可能とな
る。
発明の効果 以上のように本発明によれば、ゆらぎ雑音の影響を減
少させ、誤差の少ない補正定数を得ることができ、その
X線診断分野に与える影響は多大なものが期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるX線透過像受像装置
の要部構成図、第2図は放射線半導体検出器のブロック
構成図である。 5……半導体結晶、6……電極、7……電界印加用電
源、8……パルス増幅器、9……カウンタ回路、10……
X線計数出力。
フロントページの続き (72)発明者 山田 義則 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 馬場 末喜 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 大森 康以知 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 渡辺 正則 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−41440(JP,A) 特開 昭55−68358(JP,A) 特開 昭55−8733(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】X線発生装置からのX線を被写体に照射
    し、透過したX線を半導体放射線検出器に入射させ、X
    線透過平面像を得るに際し、 前記X線を被写体に照射して画素信号を得る時間よりも
    長い時間であって、ゆらぎ雑音の影響が減少する約1秒
    間、前記半導体放射線検出器の各半導体放射線検出素子
    に被写体を介在させずにX線を照射し、 この信号結果に基づいて前記各半導体放射線検出素子の
    感度のバラツキと前記X線の線方向の強度分布を補正す
    る工程を含むことを特徴としたX線透過像測定方法。
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