JPH01132984A - 放射線画像補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、医療用または工業用の放射線画像装置などに
用いられる放射線画像補正装置に関する。

（従来の技術） 放射線受像装置として、半導体放射線検出器アレイを用
いて放射線量子個々の信号を検知し、その信号の計数値
を画素濃度として画像を表示する装置が開発されている
（特開昭５９−１００８８５号）。

この装置によれば、放射線量子個々のエネルギ情報を１
例えば波高弁別回路を用いることにより検知することが
できる。このため１例えばＸ線ＣＴ装置に適用すれば、
Ｘ線ハードニングの影響の除去や、さらにはＸ線エネル
ギを可変にした場合のデータをもとに計算処理すること
による被検体の原子量分布測定等が可能となり、放射線
画像測定においては画期的なものである。

しかし、パルス検出技術は、半導体材料の開発や電子回
路技術の向上によりほぼ実用的なレベルに達しているが
、高計数率における数え落としを原因とした直線性の補
正が成されにくいため、高いコンストラスト特性を持つ
高精度画像には適用されにくかった。

従来個々のセンサの直線性の補正には、非線型素子等が
用いられてきたが、計算機の発達により。

近年は計算による補正が実用化されはじめている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、高精度画像用センサアレイでは、センサの数が
多く、また個々のセンサの感度や直線性が異なるため、
実用的な補正手段がないという問題があった。

本発明においては、半導体センサアレイの直線性の補正
を、センサ個々に、かつ高精度に行う手段を提供するこ
とを目的とするものである。

（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に、放射線量子を個
々のパルス信号としてセンサアレイで検知し、前記パル
ス信号の係数値および、あるいは前記係数値を計算処理
して得られた計算値を画素濃度として画像を形成する放
射線画像補正装置において、前記センサアレイの個々の
センサに対応して、各々センサ出力信号のパルスのマヒ
時間の係数補正値を記憶する手段と、この記憶された係
数補正値に基づいて演算する演算手段とを備えたもので
ある。

（作　用） パルス計数において、マヒ時間τ（ＳＥＣ）を有するセ
ンサにおいては、１秒間に測定された計数率をｎ　（Ｃ
ＰＳ）とすると、真の計数率ｎ　、　（ＣＰＳ）は以下
の式で表わされることが知られている。

ｎｏ＝丁へＴ（１） 例えば、半導体センサでは、半導体内部でのパルス発生
の自走は非常に高速であり、１−１０ｎｓａｃ以下であ
るが、実際に検出されるパルス出力は、回路の応答特性
、特にコンパレータの応答特性によって決まり、はぼ１
００ｎｓｅｃから１０００ｎｓｅｃで一定になることが
判った。このため、（１）式において、τをコンパレー
タの応答特性に設定することにより、個々のセンサの直
線性を補正することができる。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例を示す、センサアレイ１は１
例えばＣｄＴｅの半導体センサからなる個別素子２を線
状に配列したものである。そして。

上記各個別素子で検出された放射線量子信号は。

パルスアンプ３で増幅される。増幅された前記信号は、
波高弁別回路４によってノイズと分離され。

放射線エネルギに対応した信号となってカウンタ５に入
力され、パルスのみが計数される。計数は一定期間毎の
積算値や計数率として後の計算装置（ＣＰＵ）６に送ら
れ、ＣＰＵ５内の記憶装置７に記憶される。記憶装置７
には、さらに各センサに対応した時定数に対する定数τ
が記憶されている。

各計数データは、計数率ｎと定数τにより、前記（１）
式に基づいて補正される。

次に、定数τについて説明する。第２図に波高弁別回路
の一例を示す、コンパレータ２１に入力された放射線量
子信号Ｖｉｎは、比較電圧源２２より出力された比較電
圧Ｖｄより高い信号のときは、出力信号としてパルス幅
て（秒）のパルス信号を出す。

高計数重湯においては、信号間隔が狭くなるので信号が
重なるようになり、これが数え落としの原因となる。こ
の数え落としを補正するために、前記（１）式を用いる
。（１）式の補正の精度は、各信号におけるτのばらつ
きによる。τは放射線量子信号Ｖｉｎのパルス幅と、コ
ンパレータの応答速度で決まる。一般に、放射線量子信
号Ｖｉｎのパルス幅ｔ８は、センサアレイ１の個別素子
２よりの信号のパルス幅と、パルスアンプ３の応答とに
より決まる。我々の実験では、放射線量子信号Ｖｉｎの
パルス幅は１ｏｎｓａｃ〜ＬＯＯｎｓｅｃ程度であり、
個別素子２とパルスアンプ３とでほぼ一定な値ｔ１とな
る（　ｔｌｚｃｏｎｓｔ）　１１一方、コンパレータ２
１のパルス幅τは、放射線量子信号Ｖｉｎのパルス幅ｔ
、と、放射線量子信号Ｖｉｎが比較電圧Ｖｄよりも下が
った時点から出力信号が零になるまでの時間（ｔ２）の
和で表わされる。これを第３図に示す。

τ＝ｔ工＋ｔ　ｚ　　　　　　　　　　　　（２）ｔ８
は、コンパレータ２１の応答速度により決定される。コ
ンパレータの応答速度は、−膜内に基準電圧Ｖｄと放射
線量子信号Ｖｉｎとの電位差によって変ねるが、立下が
り信号について、は、前記電位差は基準電圧Ｖｄで一定
であり、放射線量子信号Ｖｉｎの大きさによらない、つ
まり、 ｔ　、　ｚｃｏｎｓｔ　　　　　　　　　　　　　（３
）となる。

これより、τｚｃｏｎｓｔ　　　　　　　　　　　（４
）なることがわかる、これにより、（１）式で高精度な
直線性の補正がなされる。

複数個の素子を並列に駆動する場合、複数個のコンパレ
ータが使用される０個別コンパレータの応答速度は、現
在の半導体技術においてもばらつきが有り、標準値に対
して±５０％程度に達する。

選択して使用することも可能であるが、コストの点では
問題があった。このため、個々センサ間の補正が必要と
なる。本発明における一例は、これを記憶装置７に個々
のデータとして記憶させるようにしたものである。

次に、τの求め方について説明する。前記（１）式から
明らかなように、真の計数率ｎ、と測定された計数率ｎ
とがわかれば、τは容易に求められる。

τ＝丁Ｊ「巧ゴ　　　　　　　　（５）しかし、真の計
数率ｎ０の測定は困難な場合が多い。このため、第４図
に示すように、２点以上の複数点の測定データより求め
るのが実用的である。

例えば、２点の異なる計数率のＮ１．　Ｎ、の測定を行
ない、ｒＬｔ＋　ｎ、の結果を得たとする。　Ｎ１．　
Ｎ。

の値の絶対値は困難であるが、相対値は放射線源の一’
ｌｊ　；、Ｊの変化や電流の可変により容易に求まる。

例えば、Ｎ１／Ｎ、をｋとすると、τはｎ、−ｋｎｔ τ＝η下７丁７日　　　　　　（６） で表わされる。２点の異なる計数率Ｎ□、Ｎ、を適当に
選ぶか、複数のサンプリングにより、τを正確に求める
ことができる。この方法によれば、多くの個別素子のτ
を一度に測定できるため、非常に簡単な構成で個別素子
の直線性の補正が実現できる。

（発明の効果） 本発明によれば、均一な計数率応答特性が必要な高精度
センサアレイに対して、各センサに対応した計数補正値
を記憶する記憶手段と演算手段という非常に簡単な構成
を設けることにより、多数の個別素子の計数率補正を実
現できる。このため。

高いＳＮ比と広いダイナミックレンジを有したパルス計
数法による放射線画像が簡単な構成で実現可能となり、
従来にない画期的高品質画像の実用化を可能とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図および
第３図は波高弁別回路の一実施例と動作の説明図、第４
図は計数率応答性を説明するための図である。 １・・・センサアレイ、　２・・・個別素子、　３・・
・パルスアンプ、　４・・・波高弁別回路、５・・・カ
ウンタ、　６・・・ＣＰＵ、　　７・・・記憶装置、　
２１・・・コンパレータ、　２２・・・比較電圧源。 特許出願人　松下電器産業株式会社 第１図 １・・七ンブアレイ　　　　２゛・°４目片】微仔３・
・小°シスアンプ　　　　４゛・°浅高椅１′）正■４
５・・・カウンター　　　　　７・・・ｋ乍匙裂１第２
図 Ｖ拍 第３図 第４図 具／ｌ計我雫

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射線量子を個々のパルス信号としてセンサアレ
   イで検知し、前記パルス信号の係数値および、あるいは
   前記係数値を計算処理して得られた計算値を画素濃度と
   して画像を形成する放射線画像補正装置において、前記
   センサアレイの個々のセンサに対応して、各々のセンサ
   出力信号パルスのマヒ時間の係数補正値を記憶する手段
   と、この記憶された係数補正値に基づいて演算する演算
   手段とを有することを特徴とする放射線画像補正装置。
2. （２）前記係数補正値は、コンパレータの応答特性によ
   り決定されることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載の放射線画像補正装置。