JPH095445A - Radiological image pickup device - Google Patents

Radiological image pickup device

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Publication number
JPH095445A
JPH095445A JP7157584A JP15758495A JPH095445A JP H095445 A JPH095445 A JP H095445A JP 7157584 A JP7157584 A JP 7157584A JP 15758495 A JP15758495 A JP 15758495A JP H095445 A JPH095445 A JP H095445A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
radiation
outputs
comparators
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP7157584A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Adachi
晋 足立
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH095445A publication Critical patent/JPH095445A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To suppress counting saturation and accurately discriminate energy in a high dose region by dividing multiple radiation detectors into multiple blocks every prescribed unit, and dividing and detecting one picture element of a radiological image with multiple radiation detectors. CONSTITUTION: Outputs of cells 1a, 1b are guided to charge-sensitive amplifiers 2a, 2b and converted into voltage pulses. The outputs of the amplifiers 2a, 2b are guided to comparators 3a, 3b. The comparators 3a, 3b compare the input voltage pulses with threshold Vth , they output H-level digital pulses while the input voltage pulses exceed the threshold Vth , and the outputs of the comparators 3a, 3b are inputted to counters 4a, 4b. Count values recorded by the counters 4a, 4b are digitally added 6, and the added values are stored in an image memory 5 as the data for one picture element of an X-ray image. The memory data of the image memory 5 are displayed on a screen such as a CRT as the variable-density image.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば産業用非破壊検
査装置や医用X線撮像装置(CTスキャナ)等の放射線
像撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation image pickup apparatus such as an industrial nondestructive inspection apparatus and a medical X-ray image pickup apparatus (CT scanner).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体を用いて、入射したフォト
ンの信号を直接電気パルスに変換し、そのパルス信号を
計数する、いわゆるフォトンカウンティング方式が、放
射線像の撮像装置にも応用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a so-called photon counting system in which an incident photon signal is directly converted into an electric pulse using a semiconductor and the pulse signal is counted has been applied to a radiation image pickup apparatus.

【0003】そのフォトンカウンティング方式を用いた
装置は、例えば図2に示すように、基本的に、電荷出力
型のX線センサ(例えばCdTe)21、電荷感応型増
幅器22、コンパレータ23、カウンタ24及び画像メ
モリ25によって構成されており、このような回路構成
において、X線センサ21にX線フォトンが入射する
と、生成された電荷が電荷感応型増幅器22で電圧パル
スに変換される。このとき、そのパルス波高がしきい値
Vthを越えていれば、コンパレータ23がデジタルパル
スを出力し、カウンタ24の値が一つ増加する。
An apparatus using the photon counting system basically has a charge output type X-ray sensor (for example, CdTe) 21, a charge sensitive amplifier 22, a comparator 23, a counter 24, and a charge output type X-ray sensor 21, as shown in FIG. It is configured by the image memory 25, and in such a circuit configuration, when an X-ray photon enters the X-ray sensor 21, the generated charge is converted into a voltage pulse by the charge sensitive amplifier 22. At this time, if the pulse wave height exceeds the threshold value Vth, the comparator 23 outputs a digital pulse and the value of the counter 24 is incremented by one.

【0004】そして、最終的にカウンタ24に記録され
た計数値が画像メモリ5の所定領域に格納され、その記
憶データ、つまり、X線センサの1画素で計数された値
を、X線画像上の1画素の濃淡情報としてCRT等の画
面上に出力して表示するといった構成が採られている。
Then, the count value finally recorded in the counter 24 is stored in a predetermined area of the image memory 5, and the stored data, that is, the value counted by one pixel of the X-ray sensor is displayed on the X-ray image. The grayscale information of one pixel is output and displayed on a screen such as a CRT.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、フォトンカ
ウンティング方式においては、入射放射線量が低い場合
には、放射線を正確に測定できるものの、線量が多いと
フォトン一つ一つを分離することができなくなるため、
計数特性が線形でなくなるいう問題(計数の数え落と
し)がある。
By the way, in the photon counting method, when the amount of incident radiation is low, the radiation can be accurately measured, but when the dose is large, it becomes impossible to separate the photons one by one. For,
There is a problem that the counting characteristic becomes non-linear (count counting down).

【0006】また、フォトンカウンティング方式によれ
ば、エネルギ弁別計数が可能であるといった特徴がある
が、この場合も、線量が多くなりパルス同士が重なり合
うようになると、パルス波高が入射エネルギに比例しな
くなる点が問題となる。
Further, the photon counting method has a feature that it is possible to perform energy discrimination counting. In this case as well, when the doses increase and the pulses overlap each other, the pulse wave height becomes not proportional to the incident energy. The point becomes a problem.

【0007】特に、CTスキャナでは、1mm×30mm程
度の大きな受光エリアに強いX線が入射するため、上記
した二つの問題はより深刻である。本発明はそのような
事情に鑑みてなされたもので、低線量から高線量に亘る
広範囲の放射線を検出することができ、もってダイナミ
ックレンジの広い放射線像撮像装置の提供を目的として
いる。
Particularly, in a CT scanner, strong X-rays are incident on a large light receiving area of about 1 mm × 30 mm, so that the above two problems are more serious. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a radiation image pickup device capable of detecting a wide range of radiation from low dose to high dose and having a wide dynamic range.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の放射線像撮像装置は、放射線フォトンの入
射により電荷信号を発生する複数個の放射線検出器のそ
れぞれに、当該放射線検出器からの電荷信号を電圧パル
スに変換する増幅器と、この増幅器の出力を基準電圧と
比較して基準電圧を越えているときにパルス状の信号を
出力する電圧比較器と、この電圧比較器の出力を計数す
る計数器が接続されているとともに、それら放射線検出
器群が所定の単位数ごとに複数のブロックに区分され、
その各ブロックごとに計数器の計数値を加算する加算器
が設けられ、この各加算器の出力を放射線画像の1画素
分の画像データとして用いるように構成されていること
によって特徴づけられる。
In order to achieve the above object, the radiation image pickup apparatus of the present invention has a plurality of radiation detectors each of which generates a charge signal upon incidence of a radiation photon. An amplifier that converts the charge signal from the device into a voltage pulse, a voltage comparator that compares the output of this amplifier with a reference voltage and outputs a pulsed signal when it exceeds the reference voltage, and the output of this voltage comparator Is connected to a counter for counting, and the radiation detector group is divided into a plurality of blocks for each predetermined number of units,
It is characterized in that an adder for adding the count value of the counter is provided for each block, and the output of each adder is used as image data for one pixel of the radiation image.

【0009】[0009]

【作用】複数個の放射線検出器を所定の単位数ごとに複
数のブロックに区分して、放射線画像の1画素を、複数
個の放射線検出器で分割して検出すると、その1画素を
構成する各放射線検出器に入射する線量は画素の分割数
に比例して小さくなり、これにより計数飽和を抑えるこ
とができる。
When a plurality of radiation detectors are divided into a plurality of blocks by a predetermined number of units and one pixel of the radiation image is divided and detected by the plurality of radiation detectors, one pixel is formed. The dose incident on each radiation detector becomes smaller in proportion to the number of pixel divisions, thereby suppressing counting saturation.

【0010】ここで、フォトンカウンティング方式で
は、放射線検出器の出力に基づくパルス波高を、しきい
値Vthと比較して計数する方式であるので、得られるデ
ータには統計ノイズ以外のノイズは全く含まれず、従っ
て、放射線画像の1画素を構成する放射線検出器の各計
数値を単純にデジタル的に加算しても、信号劣化の問題
はない。
Here, in the photon counting method, since the pulse wave height based on the output of the radiation detector is compared with the threshold value Vth and counted, the obtained data contains no noise other than statistical noise. Therefore, even if the count values of the radiation detectors forming one pixel of the radiation image are simply digitally added, there is no problem of signal deterioration.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本発明実施例の構成を示すブロック図
である。まず、1次元状に配列された複数個のX線セン
サ1・・1は、それぞれ二つのセル1aと1bに分割され
ており、これら二つのセル1a,1bが、X線画像上の
1画素に対応している。
1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. First, a plurality of one-dimensionally arrayed X-ray sensors 1 ... Is divided into two cells 1a and 1b, respectively, and these two cells 1a and 1b correspond to one pixel on an X-ray image. It corresponds to.

【0012】その各セル1a,1bの出力はそれぞれに
対応して設けられた電荷感応型増幅器2a,2bに導入
されて電圧パルスに変換される。この各電荷感応型増幅
器2a,2bの出力は同じくそれぞれに対応して設けら
れたコンパレータ3a,3bに導かれる。
The outputs of the respective cells 1a and 1b are introduced into the charge sensitive amplifiers 2a and 2b provided corresponding to the respective outputs and converted into voltage pulses. The outputs of the charge sensitive amplifiers 2a and 2b are guided to the comparators 3a and 3b, which are also provided corresponding to the respective amplifiers.

【0013】各コンパレータ3a,3bは、入力電圧パ
ルスとしきい値Vthとを比較し、入力電圧パルスがしき
い値Vthを越えている間においてHレベルとなるような
デジタルパルスを出力し、この各コンパレータ3a,3
bの出力がそれぞれカウンタ4a,4bに入力される。
Each of the comparators 3a and 3b compares the input voltage pulse with the threshold value Vth and outputs a digital pulse which is at H level while the input voltage pulse exceeds the threshold value Vth. Comparator 3a, 3
The outputs of b are input to the counters 4a and 4b, respectively.

【0014】各カウンタ4a,4bに記録された計数値
は、加算器6にてデジタル的に加算され、この加算値が
X線画像の1画素分のデータとして画像メモリ5に、そ
の各画素に対応してそれぞれ個別に格納される。
The count values recorded in the respective counters 4a and 4b are digitally added by the adder 6, and the added value is stored in the image memory 5 as data for one pixel of the X-ray image and in each pixel thereof. Correspondingly, they are stored individually.

【0015】そして、この画像メモリ5の記憶データを
濃淡情報として例えばCRT等の画面上にX線画像が表
示される。なお、このようなX線画像を表示するあた
り、画像メモリ5の記憶データをそのままの状態でCR
T等の出力して表示してもよいし、あるいは、画像メモ
リ5の記憶データに、例えば log変換、スムージングま
たはエッジ処理等の画像処理を施した後に表示するよう
にしてもよい。
Then, an X-ray image is displayed on the screen of, for example, a CRT using the data stored in the image memory 5 as grayscale information. When displaying such an X-ray image, the data stored in the image memory 5 is not changed to CR.
T or the like may be output and displayed, or the stored data in the image memory 5 may be displayed after being subjected to image processing such as log conversion, smoothing, or edge processing.

【0016】以上のように、本発明実施例では、X線セ
ンサ1を二つのセル1aと1bに分割し、その各セル1
a,1bのそれぞれに計数回路を設けているので、図2
に示した構造と比較して、1画素に入射する線量が同じ
でも、カウンタ4a,4bでの計数率は1/2となるた
め、この種のフォトンカウンティング方式で問題とされ
る計数の数え落としを大幅に低減することができる。
As described above, in the embodiment of the present invention, the X-ray sensor 1 is divided into two cells 1a and 1b, and each cell 1
Since a counting circuit is provided for each of a and 1b,
Compared with the structure shown in Figure 1, even if the dose incident on one pixel is the same, the counting rate at the counters 4a and 4b becomes 1/2. Therefore, the counting down of counting that is a problem in this type of photon counting method Can be significantly reduced.

【0017】なお、以上の実施例では、X線センサを二
つのセルに分割しているが、その分割数は2に限定され
ることはなく、分割数を多くすればするほど、より高い
効果が得られることは言うまでもない。
Although the X-ray sensor is divided into two cells in the above embodiments, the number of divisions is not limited to two, and the larger the number of divisions, the higher the effect. It goes without saying that you can get

【0018】また、以上の実施例ではX線センサ自体を
複数のセルに分割した例を説明したが、このほか、X線
画像上の1画素を複数個のX線センサで検出する構造と
し、その各X線センサにそれぞれカウンタを接続して、
それらのカウンタの計数値の加算値を1画素分の画像デ
ータとして用いるといった構成を採用してもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which the X-ray sensor itself is divided into a plurality of cells has been described, but in addition to this, one pixel on the X-ray image is detected by a plurality of X-ray sensors, Connect a counter to each X-ray sensor,
A configuration may be adopted in which the added value of the count values of these counters is used as image data for one pixel.

【0019】さらに、以上の例では、1個の電荷感応型
増幅器に対して1個づつのコンパレータ及びカウンタを
接続しているが、X線のエネルギ弁別を行う場合には、
1個の電荷感応型増幅器に対して弁別数に応じて複数の
コンパレータ及びカウンタを並列に接続すればよい。
Further, in the above example, one charge sensitive amplifier and one comparator and one counter are connected to one charge sensitive amplifier. However, when discriminating X-ray energy,
A plurality of comparators and counters may be connected in parallel to one charge sensitive amplifier according to the number of discriminations.

【0020】ここで、本発明は、放射線センサを2次元
状(面状)に並べたセンサアレイを用いた放射線像撮像
装置にも適用可能であることは言うまでもない。
Here, it goes without saying that the present invention is also applicable to a radiation image pickup apparatus using a sensor array in which radiation sensors are arranged two-dimensionally (planarly).

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数個の放射線検出器のそれぞれに、電荷感応型の増幅
器、電圧比較器及びパルス計数器等を接続するととも
に、それら放射線検出器群を所定の単位数ごとに複数の
ブロックに区分し、その各ブロックごとに計数器の計数
値を加算する加算器を設け、この各加算器の出力を放射
線画像の1画素分の画像データとして用いるように構成
したから、パルス計数器の計数率を従来に比して低く抑
えることができる。その結果、低線量から高線量に亘る
広いダイナミックレンジを持つ放射線像撮像装置を実現
できる。また、計数飽和を抑えることができることによ
り、高線量領域でのエネルギ弁別を精度良く行うことも
可能になる。
As described above, according to the present invention,
A charge-sensitive amplifier, voltage comparator, pulse counter, etc. are connected to each of the plurality of radiation detectors, and the radiation detector group is divided into a plurality of blocks for each predetermined number of units. Since an adder for adding the count value of the counter is provided for each block and the output of each adder is used as image data for one pixel of the radiation image, the count rate of the pulse counter is Can be kept low. As a result, it is possible to realize a radiation image pickup device having a wide dynamic range from low dose to high dose. In addition, since the counting saturation can be suppressed, it is possible to accurately perform energy discrimination in the high dose region.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明実施例の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】フォトンカウンティング方式に基づく従来の放
射線像撮像装置の構成例を示すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a conventional radiation image pickup device based on a photon counting method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 X線センサ 1a,1b セル 2a,2b 電荷感応型増幅器 3a,3b コンパレータ 4a,4b カウンタ 5 画像メモリ 6 加算器 1 X-ray sensor 1a, 1b Cell 2a, 2b Charge sensitive amplifier 3a, 3b Comparator 4a, 4b Counter 5 Image memory 6 Adder

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放射線フォトンの入射により電荷信号を
発生する複数個の放射線検出器のそれぞれに、当該放射
線検出器からの電荷信号を電圧パルスに変換する増幅器
と、この増幅器の出力を基準電圧と比較して基準電圧を
越えているときにパルス状の信号を出力する電圧比較器
と、この電圧比較器の出力を計数する計数器が接続され
ているとともに、上記放射線検出器群が所定の単位数ご
とに複数のブロックに区分され、その各ブロックごとに
上記計数器の計数値を加算する加算器が設けられ、この
各加算器の出力を放射線画像の1画素分の画像データと
して用いるように構成されてなる放射線像撮像装置。
1. An amplifier for converting a charge signal from the radiation detector into a voltage pulse for each of a plurality of radiation detectors that generate a charge signal by incidence of a radiation photon, and an output of the amplifier as a reference voltage. A voltage comparator that outputs a pulse signal when comparing and exceeds the reference voltage, and a counter that counts the output of this voltage comparator are connected, and the radiation detector group has a predetermined unit. Each block is divided into a plurality of blocks, and an adder for adding the count value of the counter is provided for each block, and the output of each adder is used as image data for one pixel of the radiation image. A radiation image pickup device configured.
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