JP4338810B2 - 電離箱およびｘ線システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に離間して配置され、電源リード線が設けられている複数の測定場電極と、上記基板から離間し上記基板に対向して配置され、Ｘ線の影響下で電荷担体を放出する少なくとも１個の電極とを含む電離箱に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電離箱は、欧州特許第EP-A 562 762号及びドイツ国特許第P 1 082 989 号により公知であり、Ｘ線照射中に所定の照射量に達した後、Ｘ線のスイッチを切るためにＸ線システムにおいて使用される。電離箱は、Ｘ線像検出器と被検査患者との間に配置されるので、電離箱が吸収するＸ線の量は最低限に抑えられ、電離箱内の空間吸収率の差は電離箱が像として再生されることを防止するためできるだけ小さく抑えることが重要である。
【０００３】
引用文献EP-A 562 762号による電離箱の場合、基板と電極の間の隙間は、数ミリメートルの厚さを有し測定場電極の領域だけに窓が設けられた発泡性挿入物で充填されているので、空気の測定場電極と電極の対向部との間に空気の容量部が現れる。したがって、電極からの電荷担体は窓の領域だけで測定場電極に到達する。
【０００４】
発泡性挿入物は、Ｘ線照射中に電荷担体測定場電極用の電源リード線に衝突することを防止するため作用する。このように発泡性挿入物を設けない場合、引用文献DE-PS 1 082 989号に記載されているように、測定に誤謬が生じる。また、発泡性挿入物は、電離箱の機械的安定性を高める働きがある。発泡性挿入物によるＸ線の吸収は、発泡性挿入物の厚さが薄い場合でも、測定場電極の領域での空気によるＸ線吸収よりも大きい。ソフトなＸ線の場合、すなわち、Ｘ線を発生するＸ線管に印加される電圧が低い場合（例えば、４０ボルト）、吸収率の差はＸ線像内に電離箱の像を再生するので、従来のブッキー照射は、屡々、自動照射制御システム又は電離箱を用いることなく実施される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年の電気的に読み出し可能なセンサ（ディジタル画像検出器）を含むＸ線像変換器は、Ｘ線フィルムを増倍器箔と組み合わせて利用する従来使用されていたシステムによって再生される吸収率の差よりも遙かに小さい吸収率の差をＸ線像に再現することができる。電離箱が再生される危険性は特に高い。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、一方で電離箱がＸ線像内に再生されることが高度に防止され、他方で測定場電極への電源リード線は電離箱によって供給された信号に影響を与えないような上記のタイプの電離箱を作成することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は、基板と電極との間の距離よりも小さい厚さを有する電気絶縁層が電極に対向する電源リード線の側、及び／又は、測定場電極に対向する電極の側に設けられる本発明によって達成される。
電気絶縁層を、少なくとも電源リード線の領域、好ましくは、測定場電極に対向する領域を除く電極全体で電極側に設けることにより、電極に発生され電離電流の主要部を構成する電荷担体が測定場電極の領域の外側に放出されることが防止される。電気絶縁層を電源リード線側に設ける場合、電源リード線の領域、例えば、電源リード線の上方の空気の容積部で発生される電荷担体が電源リード線に到達することが防止される。このような電気絶縁層は、実際上、Ｘ線像内に再生されない程度に薄くなるように作成することが可能である。
【０００８】
請求項２に記載された本発明の実施例のように、測定場電極が、基板上に設けられ好ましくはグラファイトを含有する導電ラッカーの層を含む場合、測定場電極自体はＸ線像中に再生されない。
空間的に一様な電極によるＸ線の吸収によってＸ線像に電極が再生されることはないが（電離箱はＸ線像検出器よりも大きい）、電極によって吸収されたＸ線の量に比例して患者に対する照射負荷が増加する。
【０００９】
電極が別の基板に設けられ少なくとも４０に一致する原子番号を有する金属を含有する一様な層を含む請求項３に記載された構成は、適当な基板及び薄い電極層を使用することにより低吸収率を実現することができる。この層は少なくとも４０の原子番号を有する金属を含有するので、電荷担体は、電極が電気絶縁層で覆われない限り、Ｘ線の影響下で放出される。
【００１０】
基板の外側に好ましくはグラファイトを含有する導電層が設けられている請求項４の実施例は、基板が電気絶縁材から作られているときに、電離箱の電気的遮蔽を保証する。
基板がフレームによって相互接続されている請求項５に記載された実施例によれば、電離箱に対する適切な機械的安定性が得られる。
【００１１】
請求項６に記載された実施例によれば、絶縁層が電極に設けられ、絶縁層は、測定場電極に対向した領域に、測定場電極の寸法から外れた寸法を有する開口部が設けられる。Ｘ線像中に測定場が再生される危険性は、この実施例を用いることにより低減される。
請求項７には上記の本発明による電離箱を含むＸ線システムが記載されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図１には、Ｘ線源２とＸ線像検出器３の間、或いは、被検査患者４とＸ線検出器３の間に配置された電離箱１が示されている。電離箱１はＸ線像検出器３よりも大きいので、電離箱の外形輪郭はＸ線像検出器に映像化され得ない。電離箱は、Ｘ線照射量が測定される複数の測定場を有し、１個（以上）の測定場が照射量測定のため選択され得る。
【００１３】
Ｘ線源２は、高圧発生器５及び制御ユニット６を含むＸ線発生器により給電される。Ｘ線照射中に、Ｘ線によって発生された電離電流は、電離箱１の先に選択された測定場内で関連した測定場電極を横切るように流れる。電離電流は制御ユニット６によって積分され、所与の積分値、すなわち、選択された測定場内の所与の照射量に達したとき、Ｘ線照射が自動的に終了されることを保証する。
【００１４】
以下、図２及び図３を参照して、電離箱の構成について詳細に説明する。尚、図３に示されている寸法は、電離箱の正確な寸法を表していない。電離箱は、平面状、正方形の側壁を備えた平らなハウジングにより構成される。一方の側壁は測定場電極を支持し、他方の側壁は、動作条件で測定場電極に対し負電位を伝達する大面積の電極を支持するので、Ｘ線によって電極に放出された電子は測定場電極に到達することができる。
【００１５】
図３から分かるように、電離箱ハウジングの下方の壁は、例えば、１〜２ｍｍの厚さを有するプレキシグラス材プレートのような絶縁材の基板１２０を含む。基板１２０の外側には、薄い導電層１１０が設けられる。例えば、この薄い導電層１１０は、例えば、厚さ０．０１ｍｍの導電ラッカーをスクリーンプリンティング法を用いて沈着することにより形成され得るグラファイト層でもよい。
【００１６】
測定場電極は、基板１２０の内側の層１３０に設けられる。図２から分かるように、測定場電極１３１を具備した中央の測定場と、水平方向の中心線の上方で（例えば、胸部照射のため）垂直方向の中心線に対し対称的に配置され測定場電極１３２を構成する２個の測定場と、（例えば、四肢の照射のため）中心に対して相互にオフセットし個々に測定場電極１３３を構成する３個の小さい測定場とが設けられる。各測定場電極は、基板上に設けられた電源リード線１３４を介して、制御ユニットに設けられ高いオーム性入力を有する夫々の積分器回路に接続され、測定場電極に流れる電離電流が積分される。約３ｍｍの幅を有する電源リード線１３４と、測定場電極１３１，１３２，１３３は、接地されたドレイン電極１３５によって囲まれる。ドレイン電極１３５は電源リード線及び測定場電極から約６ｍｍの間隔の場所にある。構成部品１３１，１３２，１３３，１３４及び１３５により構成される導電層１３０は、層１１０と同様に約０．０１ｍｍの厚さを有する層であり、スクリーンプリンティング処理を用いてグラファイトを含有する導電ラッカーを沈着することにより形成される。図２に示された視線Ａ−Ａ’は、断面が図３に示された平面を定義する。
【００１７】
電源リード線１３４の領域で、導電層１３０は、電源リード線及び接地されたドレイン電極１３５への中間スペースを覆う絶縁層１４０が設けられる。絶縁層１４０は、Ｘ線透過性を有する（或いは、Ｘ線吸収率の低い）絶縁性ラッカーの沈着により形成される。絶縁層１４０は５〜６μｍの厚さを有する。絶縁層１４０は大きくしても構わないが、測定場電極を覆わないようにすることが重要である。
【００１８】
電離箱の第２の壁は、基板１２０と同じ材料及び同じ厚さからなる基板１６０を含む。この基板１６０の外側には、導電層１１０と同じ機能を有し、同様に形成される導電層１７０が設けられる。基板１７０の内側には、例えば、銀又は鉛のような少なくとも４０に達する原子番号を有する金属を含有する局部的に均一な導電層１８０が設けられる。導電層１８０は、例えば、ドイツ国Dornstadt 89160 所在のAcheson 製の"Electrodog 1415 M" タイプの銀エマルジョンを用いて基板上にプリンティング処理することにより形成することができる。導電層１８０は、Ｘ線の影響下で適当な数の自由電子を充分に発生させることができる５〜６μｍの厚さを有するが、この厚さは充分に薄いのでＸ線の全体的な減衰を僅かしか生じさせない。
【００１９】
電極層１８０には、絶縁層１４０と同じ方法及び同じ材料を用いて、絶縁層１９０が設けられる。絶縁層１９０には、測定場電極に対向する領域に開口部１９１が設けられ、この領域内の電極に発生された電荷担体はこの開口部から出現し、中間の空気スペースで増倍された後、反対側に配置された測定場電極に到達する。これらの開口部の寸法は、対向する測定場電極と同じ寸法でもよく、或いは、測定場電極の寸法から僅かに逸れた、例えば、僅かに小さい寸法でも構わない。
【００２０】
絶縁層１９０及び１４０は、電荷担体が電源リード線の領域で電極１８０によって放出されないこと、或いは、電荷担体が電源リード線１３４に当たらないこと若しくは入射し得ないことを効果的に保証する。これらの絶縁層のＸ線透過率は非常に高いため、これらの層によって形成されるパターンがＸ線像中に再生されることは実際的に排除される。また、本発明による測定箱の更なる利点は、（導電層及び絶縁層による基板の多重プリンティング処理によって）非常に簡単に製造することができるので、電離箱の製造コストが実質的に削減されることである。
【００２１】
一方の絶縁層が省かれたとしても、依然として使用可能な電離箱が得られる。しかし、両方の絶縁層を使用することによって、一方で電荷担体の電極１８０からの放射が阻止され、他方で電荷担体の電源リード線への入射が阻止されるので、一方の絶縁層しか使用しない場合よりも優れた結果が得られる。
上記の実施例による電離箱は１個の電極だけを含み、測定場電極用の基板は電離箱の側壁の一方を構成する。しかし、ドイツ国特許第OS 1 082 983 号に記載されている電離箱のように、補助電極の両側に配置された２個の電極を電離箱に設け、２個の電極がその電極が設けられた基板と共に電離箱の側壁を構成するようにすることが可能である。この場合、測定場電極は、２個の電極の中間に置かれた薄い基板の両側に設けられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が実施され得るＸ線システムの構成図である。
【図２】基板上に配置された測定場電極の平面図であり、
【図３】本発明による電離箱の断面図である。
【符号の説明】
１ 電離箱
１１０，１３０，１７０ 導電層
１２０，１６０ 基板
１３１ 測定場電極
１３４ 電源リード線
１３５ ドレイン電極
１４０，１９０ 絶縁層
１５０ フレーム
１８０ 電極層
１９１ 開口部

Claims (7)

1. 基板の上に離間して配置され、且つ、電源リード線を備える、複数の測定場電極と、前記基板から離間して配置され、前記基板に面し、且つ、Ｘ線の影響下で電荷担体を放出する、少なくとも１個の第二電極とを含む電離箱であって、
   電気絶縁層が、前記第二電極に面する前記電源リード線の側の上、及び／又は、前記測定場電極に面する前記第二電極の側の上に設けられ、
   前記電気絶縁層の厚さは、前記基板と前記第二電極との間の距離よりも小さいことを特徴とする、
   電離箱。
2. 前記測定場電極は、前記基板の上に設けられる導電ラッカーの層を含み、該導電ラッカーの層は、グラファイトを含有することを特徴とする、請求項１に記載の電離箱。
3. 前記第二電極は、さらなる基板に設けられる一様な層を含み、該一様な層は、少なくとも４０に達する原子番号を有する金属を含有することを特徴とする、請求項１に記載の電離箱。
4. 前記基板及び前記さらなる基板の外側は、導電層をそれぞれ備え、該導電層は、グラファイトを含有することを特徴とする、請求項３に記載の電離箱。
5. 前記基板及び前記さらなる基板は、フレームによって相互接続されることを特徴とする、請求項３に記載の電離箱。
6. 絶縁層が、前記第二電極に設けられ、
   前記絶縁層は、前記測定場電極に面する領域に、前記測定場電極の寸法から逸れた寸法を有する開口部を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電離箱。
7. Ｘ線像検出器と、Ｘ線管と、選択可能な照射量に達した後にＸ線照射を終了する自動照射制御装置を備える前記Ｘ線管に給電するＸ線発生器と、前記照射量を測定するよう動作する電離箱とを含み、前記電離箱は、基板の上に離間して配置され、且つ、電源リード線を備える、複数の測定場電極と、前記基板から離間して配置され、前記基板に面し、且つ、Ｘ線の影響下で電荷担体を放出する、少なくとも１個の第二電極とを含む、Ｘ線システムであって、
   電気絶縁層が、前記第二電極に面する前記電源リード線の側の上、及び／又は、前記測定場電極に面する前記第二電極の側の上に設けられ、
   前記電気絶縁層の厚さは、前記基板と前記第二電極との間の距離よりも小さいことを特徴とする、
   Ｘ線システム。

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