JPH0269691A - X線ct用放射線検出器 - Google Patents

X線ct用放射線検出器

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JPH0269691A
JPH0269691A JP63220506A JP22050688A JPH0269691A JP H0269691 A JPH0269691 A JP H0269691A JP 63220506 A JP63220506 A JP 63220506A JP 22050688 A JP22050688 A JP 22050688A JP H0269691 A JPH0269691 A JP H0269691A
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JP
Japan
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dark current
ray
patient
photodiode
measuring
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Application number
JP63220506A
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English (en)
Inventor
Yasuo Saito
泰男 斉藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、シンチレータとフォトダイオードとを組合せ
フォトダイオードを逆バイアス状態で動作させるX線C
T用放射線検出器に関する。
(従来の技術) 従来のX線CT用放射線検出器として第7図に示すよう
に、照射された放射線例えばX線を光信号に変換するシ
ンチレータ1と、光信号を電気信号に変換するフォトダ
イオード2とを組合せた構造が知られている。このフォ
トダイオード2は1つのシリコン基板に1つ又は複数の
有感領域(例えばPN接合等)が形成され、この上にシ
ンチレータ1がマウントされる。X線量に応じてフォト
ダイオード2によって検出された光電流は第8図のよう
に抵抗4.オペアンプ5を含むI/V変換器3.コンデ
ンサ7、オペアンプ8を含む積分器6を介して出力され
、A/D変換器によってディジタル信号に変換されてデ
ータ処理される。
ところでこのようなX線データ収集回路では、フォトダ
イオード2をゼロバイアス状態で動作させているので、
フォトダイオード2からの出力電流の直線性を保ったデ
ータ収集が可能である。また最近ではコスト低下、信頼
性向上のために第5図に示すようなダイレクトチャージ
方式のデータ収集回路が提案されている。このデータ収
集回路はフォトダイオード2に直列に逆バイアス電圧9
及び抵抗10を接続すると共に、並列にコンデンサ]1
を接続しざらにスイッチ12を接続したものである。ス
イッチ12のオフ状態でフォトダイオード2によって検
出された光電流は順次コンデンサ11にチャージされる
ので、一定時間ごとにスイッチ12をオンすることによ
り、コンデンサ11にチャージされた電荷が取出される
のでデータ収集を行うことができる。コンデンサ11に
おけるシステム上考えられる最大のチャージ電圧より大
きな逆バイアス電圧9を設定することにより、フォトダ
イオード2を常に逆バイアス状態に維持することができ
る。これによりX線量に比例した光電流を出力できるよ
うになり効率的なデータ収集を行うことができる。
また現在のCTシステムではX線照射を行うスキャン時
のデータ収集と共に、X線照射を行わないときのデータ
収集すなわちオフセット収集(フォトダイオード2に流
れる暗電流を含む)を打つて、スキャン時にオフセット
の補正を行うことにより正確なデータを収集することが
図られている。
(発明が解決しようとする課題) ところでそのようにしてデータ収集を行う場合、スキャ
ン時とオフセット収集時で温度差が生ずると暗電流の変
化によってアーチファクトが生ずるいう問題がある。す
なわちX線照射を行わないオフセット時にはフォトダイ
オードに暗電流が流れるが、スキャン時と温度条件が異
なるとその暗電流の影響を受は易くなる。第6図はフォ
トダイオード2の等何回路を示すもので、シャント抵抗
2Rは温度によって変化しこれが逆バイアス時に暗電流
の変化となって現れてくる。これは温度差が大きくなる
程著しくなる。
本発明は以上のような事情に対処してなされたもので、
暗電流による影響を防止するようにしたX線CT用放射
線検出器を提案することを目的とするものである。
[発明の構成〕 (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明は、同一フオドダイオ
ード基板上に放射線量に応じた光電流測定用の有感領域
と暗電流測定用の有感領域とを設けるようにしたもので
ある。
(作 用) 光電流測定用の有感領域及び暗電流測定用の有感領域を
同一フオドダイオード基板上に設けることにより、各有
感領域の温度条件を等しくすることができる。従って両
領域間での温度差をほぼゼロにすることができるので、
各領域での暗電流の変化を一致させることができる。こ
れによってスキャン時とオフセット収集時での温度差を
検出し、暗電流の変化を補正するためアーチファクトの
発生をなくすことができる。
(実施例) 以下図面を参照して本発明実施例を説明する。
第1図は本発明のX線CT用放射線検出器の実施例を示
す構成図で、例えばN型シリコン基板13を共通基板と
して用いてこれに選択的にP型シリコン領M14a、1
4bを形成することによって2種類のPN接合ダイオー
ドD1.D2を設ける。これらDl 、D2の各PN接
合Jt 、 J2のうち一方のPN接合J1をシンチレ
ータ1からの発光を収集するための光電流測定用の有感
領域として用いると共に、使方のPN接合J2を暗電流
測定用の有感領域として用いる。各P型頭域14a、1
4−bにはアノード電4115a、15bが設けられる
。これにより2種類のPN接合ダイオードD1 、D2
のうちDlのみがフォトダイオードとして利用される。
暗電流測定に用いられる他のダイオードD2の表面は遮
光用樹脂等の遮光部材16によって覆われ、この遮光部
材16はさらに鉛等のX線遮蔽部材17によって覆われ
る。
これによってダイオードD2の暗電流測定用の有感領域
として働<J2には光もX線も到達しないように図られ
ている。
各アノード電極15a、15bにはデータ収集回路が接
続される。すなわち、光電流測定用のダイオードD1に
は直列に逆バイアス電圧9及び抵抗10が接続されると
共に、暗電流測定用のダイオードD2には直列に抵抗1
8が接続され、また各ダイオードDI 、D2には並列
にコンデンサ11.19が接続され、ざらにスイッチ]
2゜20が接続される。各スイッチ12.20のオン時
スイッチ12側からは被検体スキャンデータが出力され
、スイッチ20側からは暗電流補正データが出力される
。また各スイッチ12.20にはコンデンサ21,22
.オペアンプ23.24を含む積分器25.26が接続
される。第4図はこれらデータ収集回路の結線図を示し
ている。また第2図は第1図のダイオードD1.D2と
シンチレータ]との組立構造を示し、第3図(a)。
(b)はダイオードDt 、D2の側面構造及び平面構
造を示している。
次に本実施例の作用を説明する。
シンチレータ1はX線が入射するとX線量に応じて発光
しフォトダイオードとして動作するダイオードD1に光
が照射される。このフォトダイオードD1によって光エ
ネルギーが電流に変換され、アノード電極15aから取
出された光電流の信号はコンデンサ11に順次蓄えられ
る。一定時間後スイッチ12をオンすると、コンデンサ
11に蓄えられていた電荷は積分器25のコンデンサ2
]に移動して電圧V1に変換される。積分器25から出
力された信号はA/D変換器(図示せず)によってディ
ジタル変換され、コンピュータに転送された後データ処
理される。これによって被検体スキャンデータが収集さ
れる。
このスキャンデータの収集と同時に暗電流補正データの
収集が行われる。前記のように光照射が行われると光は
フォトダイオードD1に対してだけでなく暗電流測定用
のダイオードD2にも入射される。しかしこのダイオー
ドD2の表面は遮光部材16及びX線遮蔽部材17によ
って覆われているので、ダイオードD2のアノード電4
115bからは逆バイアス電圧9による暗電流のみが取
出される。この暗電流の信号はコンデンサ19に蓄えら
れ、一定時間後スイッチ20をオンすることにより、コ
ンデンサ1つに蓄えられていた電荷は積分器26のコン
デンサ22に移動して電圧v0に変換される。続いてデ
ィジタル変換された後データ処理されることによって、
暗電流補正データが収集される。
続いてシステム動作を説明する。
患者登録時(オフセット収集時)にダイオードD1.D
2の各PN接合J1.J2における暗電流を測定し、各
々Sτo、Sooの値が得られたとする。次に患者に対
してX線を照射してスキャンを行い、各接合J1.’J
2における光電流を測定し各々S++ 、Satの値が
得られたとする。
患者登録時とスキャン時で温度が変化していなければ、
接合J2における信号はS oo = 801と等しく
なる。
また接合J1における暗電流の値もShoの一定となり
、スキャン時の光電流の値Snに占める真のX線データ
(暗電流弁を補正により除いた値)S′11は、S’ 
TI =S11−5IOで求めることができる。
しかし患者登録時とスキャン時で温度が変化している場
合には、各々で暗電流が異なり前記具のX線T’ −夕
S’ ++ ハ、S′1X≠SOOとなり、S′11≠
S++ −3+oで求めることができない。
この点本実施例によれば各タイオードD1゜D2を同一
基板上に形成することにより、Jt。
J2の温度条件は等しいので暗電流は同じように変化す
る。これによってスキャン時のデータSI+に含まれる
暗電流をS’+oとすると、S’+o−3ho X (
SOI/SOO)で表せるとみなすことかできる。従っ
てこのS’+oを用いることにより次式のようにして真
のX線データS′11を求めることができる。
S’ n =Sn −8’ to =Sn −5ho 
X (SO1/このようにして得られS′11は温度変
化による暗電流の変化を取り除いたデータであり、この
データを基に断層像を再構成することにより暗電流変化
に伴うアーチファクトの発生を防止することができる。
本文実施例では1つの光電流測定用のダイオードに対応
して1つの08電流測定用のダイオードを設けた例で示
したが、検出器が複数チャンネルから成る場合でも暗電
流測定用のダイオードは1枚の基板上には少なくとも1
例説ければよく、複数チャンネルに対応した分設ける必
要はない。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、同一基板上に光電流
及び暗電流測定用の有感領域を設けるようにしたので、
スキャン時にも暗電流を測定することができ、スキャン
時とオフセット収集時での温度条件を等しくすることが
でき暗電流の変化を補正するためアーチフエクトの発生
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のX線CT用放射線検出器の実施例を示
す構成図、第2図は本実施例検出器の組立図、第3図(
a>、(b)は本実施例検出器の側面図及び平面図、第
4図は本実施例検出器のデータ収集回路、第5図及び第
8図は他のデータ収集回路、第6図はフォトダイオード
の等価回路、第7図は従来検出器の組立図である。 1・・・シンチレータ、2・・・フォトダイオード、9
・・・逆バイアス電圧、10.18・・・抵抗、11.
19,21.22・・・コンデンサ、16・・・遮光部
材、17・・・X線遮蔽部材、DI 、D2・・・ダイ
オード、 Jl 、J2・・・PN接合(有感領域〉。 代理人 弁理士  則  近  憲  缶周     
  近   藤       猛D2 第 図 (G) (b) 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シンチレータとフォトダイオードとを組合せフォ
    トダイオードを逆バイアス状態で動作させるX線CT用
    放射線検出器において、同一フォトダイオード基板上に
    放射線量に応じた光電流測定用の有感領域と、暗電流測
    定用の有感領域とを設けたことを特徴とするX線CT用
    放射線検出器。
  2. (2)暗電流測定用の有感領域が遮光部材で覆われた請
    求項1記載のX線CT用放射線検出器。
  3. (3)遮光性部材が放射線遮蔽部材で覆われた請求項2
    記載のX線CT用放射線検出器。
JP63220506A 1988-09-05 1988-09-05 X線ct用放射線検出器 Pending JPH0269691A (ja)

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