JPS5824904B2 - 放射線検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として医学の診断に用いられる放射線検査装
置の検出器に係り、特に放射線発生源とそれに対向する
放射線検出器とを被検体を挾んでそのまわりに回転させ
ることにより被検体の各方向からの放射線吸収データを
得、これらのデータを基にコンピュータにより画像再構
成処理して被検体の断層像を得るところの放射線検査装
置の多チャンネル検出器に関するものである。

前記のような放射線検査装置はＣＴ （Ｃｏｍｐｕｔｅ
ｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ ）と称され従来のＣＴは第１
図のように構成されていた。

即ち、カバー１及びその中に収納された回転架台２の中
心部には開口３が設けられ、この開口３内に支持台４に
載置された被検体５の被検部位が支持台４のスライドに
より挿入されるようになっており、回転架台２はその駆
動機構６によってその中心７のまわりに回転することが
できる。

又回転架台２には放射線源たとえばＸ線管８とこれに対
向し被検体５を挾む位置に検出器９が取付けられており
、Ｘ線管８よりの出力Ｘ線は被検体５を含む撮影領域５
ａを透過してのち検出器９に入射するよう配置されてい
る。

Ｘ線管８よりの出力Ｘ線は第１図において紙面と平行な
方向に広がりを有する扇形状をなしており検出器９はこ
の扇状Ｘ線ビーム８ｂの各小角度内“の強度をそれぞれ
独立に測定できるように多数のセル（ＤＩ 〜Ｄｎ）に
分割されている。

さてこのＣＴに於て被検体５の断層像を得るためには先
づ被検体５を回転架台２内に装着する。

次に駆動機構６によって回転架台２を回転させながらＸ
線管８よりのＸ線を照射する。

第２図に示すように検出器の各セル（Ｄ、〜Ｄｎ）には
撮影領域５ａを通過する細いＸ線パス（ｐｔ〜Ｐｎ）が
対応して入射する。

そして上記検出器の各セルは上記透過Ｘ線パス（ｐｌ
〜Ｐｎ）の強度に比例した電気信号に変換し、この信号
はそれぞれ独立に第３図に示すような積分アンプ（Ａｌ
〜Ａｎ）で増幅積分されＡ−Ｄ変換器（Ｂ１〜Ｂｎ）に
てディジタル量に変換される。

このディジタル量はバッファメモリ１０に一時たくわえ
られたのち、演算処理装置１１に入力される。

この動作を回転架台２を回転することにより多数回繰返
し被検体５のあらゆる方向からの透過Ｘ線強度データを
得る。

このようにして得られたデータを演算処理装置１１によ
り画像再構成処理を施し、ＣＲＴディスプレイ装置１２
により被検体５の断層像を得る。

第４図は前記検出器の概要図である。

従来のこの種の検出器の構造は入射Ｘ線８ｃ側にＸ線に
対し吸収の少ないべＩＪ ＩＪウム、アルミニウム、プ
ラスチック等で構成されたＸ線入射窓１４を配して圧力
容器１３に公知の結合法で気密性をもって接合１５して
なる容器部と、信号収集電極（陽極）１７及び陰極１８
を等間隔あるいはほぼ等間隔に配置し、それぞれ独立に
信号を取出すように構成されていた。

容器内にはキセノン、クリプトン、アルゴン等不活性ガ
ス１６が高圧（２〜１００気圧）に封入され入射Ｘ線８
ｃの強度及びエネルギーに比例した電離イオン対を生じ
る。

そして信号収集電極（陽極）１７と陰極１８間に高電圧
を印加することによって入射Ｘ線８ｃに比例した電離電
流を得ることになる。

ところがこの種従来の検出器は圧力容器１３と信号収集
電極（陽極）１７とは電気的及び圧力的に分離された公
知の絶縁シール１９によって信号を取出すため陰極１８
と収集電極（陽極〕１７との間にリーク電流が流れ検出
器出力に雑音が重畳される欠点があった。

さらに信号収集電極（陽極）１７、陰極１８の固定も第
４図に示す様な１点固定であり検出器９を被検体５のま
わりに回転させたとき振動により振動雑音（マイクロッ
オニツクノイズ）を発生し最終的に画質を低下させ、診
断能が低下する欠点があった。

本発明は以上のような欠点が除去された放射線検出器を
提供することを目的とするものである。

本発明に於ては検出セルの固定を強固にし、さらに固定
枠に高圧ガート電極の機能をもたせ、リーク電流を低減
させ雑音を減少させるようにしたものである。

以下にその詳細を説明する。第５図は本発明による放射
線検出器の一部の断面図、第６図及び第７図はそれぞれ
の構成電極構造を示したものである。

等間隔あるいはほぼ等間隔に細かい溝２０を切り込んで
ある導電性の１対の電極保持板２１をそれぞれの溝２０
が互に面対称に位置するように対向させて配置し、同じ
く導体で構成されたスペーサ２２を公知の手法で接合さ
せ１対の電極保持板の間隔を固定する。

そして対向する各対溝にそれぞれの両端縁を挿着された
高耐圧の絶縁体枠２３に固持された陰極１８及び信号線
用絶縁枠２４で固持された信号収集電極（陽極）１１を
交互に挿入し、負の高電圧の陰極１８及び収集電極（陽
極）１７を空間的に固定する。

この陰極１８の保持方法は例えば第６図に示すようにモ
リブデン、タンタル、タングステン等の薄板で構成され
た陰極１８をセラミックまたはプラスチックなどで構成
された、高耐圧の絶縁体枠２３にハンダ付け、ロー付け
、または接着等公知の手法で固定し電極保持板２１を電
気的に絶縁する。

そしてこの陰極１８と電気的に接触している高圧端子２
５を電圧印加用に用意する。

陰極固定法は上記方法に限らず第７図に示すように陰極
１８を絶縁板２３ａの中に挾まれたような構成とするこ
とも考えられる。

次に信号収集電極１７の保持方法は例えば第８図に示す
ようにタングステン、モリブデン、ステンレス、ニッケ
ル等の細線（直径は１０〜１００μｍが望ましい）をセ
ラミック、ガラスエポキシ、プラスチック等の絶縁体で
構成された信号線用絶縁枠２４上の金属等で作られた導
電性のパターン２６上にハンダ付、ろう付、導電性接着
剤等公知の手法で固定する。

第７図のように構成された陰極に対する陽極としては第
９図のように構成されたものが好ましい。

信号線の固定法は上記方法に限らず信号収集電極１７を
絶縁枠に形成された穴又は溝又は第１０図に示したよう
に突起部２７にひっかけて空間的に固定することも考え
られる。

以上のように構成された電極系は公知の方法でＸ線に対
して不透明と認められるガス（例えばキセノン、クリプ
トン、アルゴン、ヘリウム等の希ガスのうちの１つある
いは数種の混合ガス）中に封入され、陰極１８に負の高
電圧をかけ、電極保持板２１を接地し、導電性パターン
２６を信号読出回路（図示せず）に結合することにより
信号収集電極（陽極）１７をアース電位にする。

７０ＫｅＶのＸ線が例えは第５図に於ける紙面に直角に
上方から実質的に透明と認められる窓を通して入射する
と光電効果によりＸ線光子１個当り２×１０３個程度の
イオン対を生じる。

イオン対は電極間に印加された高電圧により信号収集電
極（陽極）に集められ正イオンは陰極に集められる。

ところで信号収集電極（陽極）１７は非常に細い線を使
用しているので前記陽極１７近傍は電位傾度が大きく電
子力ｓｎｏ速され、ガスをさらに電離するガス増幅現象
を生ずる。

このガス増幅作用は陰極１８の電圧を適当に制御すると
、入射Ｘ線強度に比例した電流出力を得ることが可能に
なる。

本発明では検出器を上記特徴のある、いわゆる比例計数
域で動作させる。

この様にすることによって電離箱として特徴づけられる
従来の公知のＣＴ用検出器必電離４電流の１０〜１００
倍近い出力電流が得られる利点がある。

本発明は以上のようになるものであって電極保持板２１
を導電体で構成しこれを接地することにより陰極１８に
印加した高電圧からのリーク電流は信号収集電極（陽極
）１７に流入しないので検出器出力に雑音電流として重
畳される恐れがない。

また陰極１８及び収集電極（陽極）１７はそれぞれ絶縁
体枠２３．２４に固持され、さらにその両端縁が１対の
電極保持板の平行溝にはめ込まれて固定される為耐振性
があり検出器９の回転動作による振動雑音を導入しない
。

等のためこれを用いたＣＴの画質の向上に役立ち、診断
能力を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放射線検査装置の概要図、第２図はＸ線
ビーム、撮影領域、検出器関係の説明図、第３図は放射
線検査装置の検出信号処理関係の説明図、第４図は従来
の検出器の構造を示す側断面図、第５図は本発明１実施
例の一部を示す横断面図、第６図、第７図は本発明１実
施例に用いられる陰極構造説明図、第８〜１０図は本発
明１実施例に用いられる陽極構造例の説明図である。 ２１：電極保持板、２０：溝、２３ 、２４ ：絶縁体
枠、１７：陽極、１８：陰極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対向面のそれぞれに平行な複数の溝をそれぞれ対向
   させて形成された導電性の１対の電極保持板と、これら
   両保持板の対向した溝に両端縁を挿入して両電極保持板
   に跨がって保持される絶縁体枠と、絶縁体枠にそれぞれ
   固持されて交互に並設される陽極及び陰極とを具備しこ
   れらが被検出放射線に対し実質的に不透明なガス中に封
   入されてなる放射線検出器。 ２１対の電極保持板がアルミニウムまたはその合金で構
   成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の放射線検出器。 ３ 陰極がモリブデン、タングステン、タンタル等の重
   金属の薄板でなり、陽極力汐ングステン、モリブデン、
   ステンレス、ニッケル等のｉ径１０〜１００岬の細線で
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載の放射線検出器。 ４ 封入されたガスがキセノン、クリプトン、アルゴン
   、ヘリウムまたはそれらの混合気体であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載
   の放射線検出器。 ５ 陽極及び陰極を固持する絶縁体枠がセラミック、ガ
   ラスエポキシ、プラスチック成形品中から選ばれたもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４
   項のいずれかに記載の放射線検出器。