JPS5835481A - Measuring device for radiation - Google Patents

Measuring device for radiation

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Publication number
JPS5835481A
JPS5835481A JP13511581A JP13511581A JPS5835481A JP S5835481 A JPS5835481 A JP S5835481A JP 13511581 A JP13511581 A JP 13511581A JP 13511581 A JP13511581 A JP 13511581A JP S5835481 A JPS5835481 A JP S5835481A
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JP
Japan
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output
radiation
dose rate
detection element
radiation detection
Prior art date
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Pending
Application number
JP13511581A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Mori
一生 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to US06/406,514 priority patent/US4591984A/en
Publication of JPS5835481A publication Critical patent/JPS5835481A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/15Instruments in which pulses generated by a radiation detector are integrated, e.g. by a diode pump circuit
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/17Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector
    • G01T1/171Compensation of dead-time counting losses

Abstract

PURPOSE:To enable direct count of the number of light quantums according to conditions, by counting output pulses by using a double-integrating digital transducing system when the dose rate of incident radiation is high, and by using a direct counting system when the rate is low. CONSTITUTION:When the incidence of the radiation having a dose rate higher than a level in a radiation detecting element D is expected, a controller CNT makes a selection switch SWc operate to select an output pulse of an AND gate AND2. In this case, the output of the element D is stored in an integrator INT1 through the intermediary of a filter FTR. When a prescribed time passes, an electric charge stored in an integrating capacitor C of INT1 is discharged at a constant velocity by an output of a constant current source, and during a time period until the completion of the discharge, a counter CTR counts clock pulses of AND2. On the other hand, when the dose rate of the incidence is expected to be low, the switch SWc is shifted to the output side of a pulse-height discriminating circuit PHA, and the output pulses of the element D, discriminated from noise by the circuit PHA, is given to the counter CTR to be counted.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はいわゆるコンビ為−タ・トモグラフィ装置など
に用いられ放射線量をディジタル情報として針側するた
めの放射線針側装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a radiation needle-side device used in a so-called combination tomography device and the like and for transmitting radiation dose as digital information to the needle side.

X線郷の放射線を用いた横断面検査装置として知られる
いわゆるコンビエータ・トモグラフ4 (Comput
@riz@d tomography ’、以下CT装
置と称する)鋏置祉、例えば第1図(a)、伽)のよう
に偏平な屑状のファンビームX線Fxを曝射するX@源
lと、こox*を検tBTる複数vx@検出素子りを並
設してなるxI!検出器2とを被検体Pを挾んで対峙さ
せ、且つこれらX線源lおよびXII検出器2を前記被
検体Pを中心に互いに同方向に同一角速度で回転移動さ
せて、被検体断面上の種々の方向についてのX線投影デ
ータを収集し、そして充分なデータを収集した後、この
データを電子計算機で解析して被検体断面の個々の位置
に対応するxIs吸収率を算出して、その吸収率に応じ
た階調度を与えて前記被検体断面における画儂情報を再
構成するようにしたものであシ、軟質組織から硬質組織
にいたるまで明確な断層僚が得られる。
The so-called Combiator Tomograph 4 (Comput
@riz@d tomography' (hereinafter referred to as a CT apparatus) scissor holder; An xI made by installing multiple vx@detecting elements in parallel to detect xox*! The X-ray source 1 and XII detector 2 are placed opposite to each other with the subject P in between, and the X-ray source 1 and the XII detector 2 are rotated in the same direction and at the same angular velocity around the subject P, so that the After collecting X-ray projection data in various directions and collecting sufficient data, this data is analyzed by a computer to calculate the xIs absorption coefficient corresponding to each position in the cross section of the object. The image information in the cross section of the object is reconstructed by giving a gradation level according to the absorption rate, and a clear tomogram can be obtained from soft tissue to hard tissue.

前記X線検出器2は例えば、それぞれ電離箱を構成する
多数の放射線検出セルからなシXs(キセノン)郷の高
圧ガスが封入された放射線検出器として構成され、被検
体Pの断面を透過したX1!!のエネルギを電離電流と
して検出し、これをX線投影による検出データとして出
力する。
The X-ray detector 2 is configured, for example, as a radiation detector in which a high-pressure gas of Xs (xenon), which is filled with a large number of radiation detection cells each forming an ionization chamber, is transmitted through a cross section of the subject P. X1! ! The energy is detected as an ionization current, and this is output as detection data by X-ray projection.

即ち、このX線投影データの収集にあたっては電離箱を
構成する各放射線検出セルとX線源1を結ぶ経路(これ
を「X線/4ルス」と呼ぶ)上を透過して入射したX線
フォトンが高圧ガスと衝突して電離し、その電離電荷を
抽出することにより入射X線のエネルギを電離電流とし
て検出してこれを所定の時間積分し、その積分値を所定
の時定数の放電回路にて放電してその放電時間値を各X
#一パスついてのXII投影データとするものである。
In other words, in collecting this X-ray projection data, X-rays incident on the path that connects each radiation detection cell making up the ionization chamber and the X-ray source 1 (this is called the "X-ray/4 rus") are used to collect the X-ray projection data. Photons collide with high-pressure gas and are ionized. By extracting the ionized charge, the energy of the incident X-ray is detected as an ionization current, which is integrated over a predetermined time, and the integrated value is applied to a discharge circuit with a predetermined time constant. Discharge at
# This is XII projection data for one pass.

一つの角度位置におけるすべてのX fg /#スに対
するデータ収集が終ると、次の角度位置における各X線
ノ母スのデータ収集に移ってゆく。
When data collection for all X fg /# beams at one angular position is completed, data collection for each X-ray beam at the next angular position is started.

ところで、従来上述したようにCT装置においてれ放射
線の計測は第2図に示すように多数の放射線検出素子り
の各々にその出力を増幅するためのアンプ甚を接続し、
各々の放射線検出素子りに到来するX線の光量子を該放
射線検出素子りで検出し、増幅の後、前記アングーの後
段にそれぞれ接続されていゐ積分器INTで積分する。
By the way, conventionally, as mentioned above, in the measurement of radiation in a CT apparatus, as shown in FIG. 2, an amplifier for amplifying the output is connected to each of a large number of radiation detection elements.
Photons of X-rays arriving at each radiation detection element are detected by the radiation detection element, amplified, and then integrated by an integrator INT connected to the subsequent stage of the Angoo.

そして各積分器INTの出力を順次選択抽出するための
マルチブレフサMPによシ各積分器INT出力を選択抽
出し、これをψ変換器ADOに与えてディジタル量に変
換後、これを各チャンネル別のX線吸収データとして電
子計算機等のホストシステムに送って処理する。
Then, the output of each integrator INT is selectively extracted by the multi-bleph sensor MP, which sequentially selects and extracts the output of each integrator INT, and after converting it into a digital quantity by feeding it to the ψ converter ADO, this is converted into a digital quantity for each channel. The data is sent as X-ray absorption data to a host system such as a computer for processing.

この場合、放射線検出素子りから積分器INTの出力側
までの系はアナログシステムである。
In this case, the system from the radiation detection element to the output side of the integrator INT is an analog system.

第2図の回路においては1パルス分のファンビームX@
FX曝射によるデータ収集が終る毎に積分器INTの積
分用コンデンサCをスイッチSWにて短絡放電させ、次
のデータ収集に備えるO また計測方式として祉第3図の如き構成のものもある。
In the circuit shown in Figure 2, the fan beam X for one pulse is
Each time data collection by FX exposure is completed, the integrating capacitor C of the integrator INT is short-circuited and discharged by the switch SW to prepare for the next data collection.

即ち、第3図のものは前記積分器INTとして二重積分
形の積分器INT 1を用い、この積分器INT Iの
出力を比較器CMPで比較してその比較出力をアンドゲ
ートANDIによ多制御して抽出すると共にその抽出出
力をゲート信号としてアンドゲートAND 2を制御し
つつクロックパルスを抽出してこれをカウンタCTRに
てカウントシ、これによって検出放射線量に見合うカウ
ント値を得てディジタル量化し*X*吸収データとする
ものである。
That is, in the case of FIG. 3, a double integration type integrator INT1 is used as the integrator INT, the output of this integrator INTI is compared by a comparator CMP, and the comparison output is multiplied by an AND gate ANDI. While controlling and extracting the radiation, the extracted output is used as a gate signal to extract clock pulses while controlling the AND gate AND 2, which is counted by the counter CTR, thereby obtaining a count value corresponding to the detected radiation dose and converting it into a digital quantity. *X* absorption data.

即ち、積分器INT 1にはその入力段に入力信号の開
閉用のスイッチSWaを設け、1パルス分のX線曝射期
間、このスイッチ8Waを閉じて放射線検出素子りの出
力を積分用コンデンサCに蓄積する。この蓄積し次コン
デンサの電荷を比較器CMPに与え、基準電圧vrvf
と比較すると共に前記電荷が基準電圧vr*fを超える
期間この比較器CMPより出力を発生させる。
That is, the integrator INT1 is provided with a switch SWa for opening and closing the input signal at its input stage, and during the X-ray exposure period for one pulse, this switch 8Wa is closed and the output of the radiation detection element is connected to the integrating capacitor C. Accumulate in. This accumulated charge of the next capacitor is given to the comparator CMP, and the reference voltage vrvf is
The comparator CMP generates an output for a period during which the charge exceeds the reference voltage vr*f.

この比較器出力はXI!曝射休止期間に図示しない制御
系よル与えられるコントロール信号によシダート制御さ
れるアンドf−)ANDJに加えられ、1パルス分のX
線曝射が終了した直後よルこのアンドダートAND1を
介して比較器出力を取り出す。
This comparator output is XI! During the exposure pause period, one pulse of
Immediately after the radiation exposure is completed, the comparator output is taken out via this AND1.

一方、前記積分器INT 1にはその積分用コンデンサ
Cに逆極性の電荷を与える直流電源V及び抵抗8及びス
イッチgwbより成る定電流源が接続されており、前記
アンドf−)ANDZの出力にて前記スイッチ8Wbを
閉じる構成としであるからX線曝射が終るとただちにス
イッチnが閉じられて定電流が前記積分器INT 10
入力側に与えられることになり、積分用コンデンサCの
蓄積電荷は一定の放111′lIr1Lで放電されるこ
とになる。
On the other hand, the integrator INT 1 is connected to a constant current source consisting of a DC power supply V which applies charges of opposite polarity to the integrating capacitor C, a resistor 8 and a switch gwb, and the output of the ANDZ is connected to the integrator INT1. Therefore, as soon as the X-ray exposure is finished, the switch n is closed and a constant current is passed to the integrator INT10.
It is applied to the input side, and the accumulated charge in the integrating capacitor C is discharged at a constant rate 111'lIr1L.

従うて、積分器INT Iの出力は低下し、やがて基準
電圧vr、fのレベル以下とまる。すると、比較器CM
P出力はなくなフ、アンドゲートANDZの出力もなく
なる。
Therefore, the output of the integrator INT_I decreases and eventually stops below the level of the reference voltages vr, f. Then, the comparator commercial
The P output disappears, and the output of the AND gate ANDZ also disappears.

この間のアンドゲートAND1の出力はアンドケ゛−ト
AND 2のゲート制御信号として与えられているから
、このアンドダートAND :Iは別に印加されている
クロックパルスをこのダート制御信号の入力期間、抽出
してカウンタCTRに与える。これによシ、カウンタC
TRFi前記積分器INT 1の蓄積電荷に見合うカウ
ント値を計数することになシ、放射線検出素子りの入射
X線量に見合うディジタル値をX!I吸収データとして
得ることができる。
During this period, the output of the AND gate AND1 is given as the gate control signal of the AND gate AND2, so this AND/DIRT AND:I extracts the clock pulse that is separately applied during the input period of this dart control signal. Give to counter CTR. For this, counter C
In order to count the count value corresponding to the accumulated charge of the integrator INT1, TRFi calculates the digital value corresponding to the amount of incident X-rays on the radiation detection element. It can be obtained as I absorption data.

以上が、二重積分による計測方式である。これらはいず
れもX@光量子を直接カウントするものではなく、一旦
電流値に置き換えて間接的に到来X線光電子を計数する
方式で#)シ、そのためにアナログ系が介在することか
ら被検体が極めて大きいときや、被曝線量低減等のため
に線量を著しく下げた場合には検出器の出力信号が極め
て小さくなり、従ってアナログシステムの電気的雑音の
影響が顕著になり到来光量子数で定まる87M比の物理
限界をもはや達成できないことや到来光量子エネルギー
スペクトルの広がpのため得られる信号のS//′N比
は、到来光量子数で定まるS/N比よシ若干劣ることな
どの欠点が残る。
The above is the measurement method using double integration. None of these methods directly count X@photons, but instead indirectly count incoming X-ray photoelectrons by replacing them with current values. For this reason, an analog system is involved, so the subject is extremely When the radiation dose is large, or when the radiation dose is significantly lowered to reduce the exposure dose, the output signal of the detector becomes extremely small, and the influence of the electrical noise of the analog system becomes significant. There remain drawbacks such as the fact that the physical limit can no longer be achieved and the S//'N ratio of the obtained signal is slightly inferior to the S/N ratio determined by the number of arriving photons due to the broadening of the energy spectrum p of the arriving photons.

また、到来光量子のエネルギースペクトルが広がってい
る事実とアナログ的計測方法では検出器出力轄一般に到
来光量子のエネルギーEの関数である事実、さらにCT
装置の場合、被検体のX線吸収係数も到来光量子エネル
ギーEの関数である事実とからX線光量子を電流という
形に置き換えて間接的に計測するアナログシステムによ
る計測とX線光量子を直接側々に数える計測とでは、得
られる画偉情報は異なり、シメミ2レージ四ンによれば
前者の計測では見えにくい像コントラストの物体が後者
の光量子を直接計数する計測法をとれに見えやすくなる
ケースがいくつか有ることがわかった。
Furthermore, the fact that the energy spectrum of the arriving photon is broadened, the fact that in analog measurement methods the detector output is generally a function of the energy E of the arriving photon, and the fact that CT
In the case of the device, due to the fact that the X-ray absorption coefficient of the subject is also a function of the incoming photon energy E, there are two methods: one is to measure the X-ray photons indirectly by replacing them in the form of an electric current, and the other is to directly measure the X-ray photons. The image quality information obtained differs depending on the measurement method that counts light quanta, and according to Shimemi 2, there are cases where objects with image contrast that are difficult to see with the former measurement become more visible when using the latter measurement method that directly counts light quanta. I found out that there are some.

しかし、一方到来光量子を1個づつ計数する方法社もし
CT装置に適用しようとすれは、小さな被検体の場合、
計測系として数GHzの応答速度をもつ回路および放射
線検出素子が必要となシ実際には非現実的であシ、その
ため従来においてはアナログシステムによる計測法をと
らざる得ない実情にあった。
However, if we try to apply the method of counting each incoming photon one by one to a CT device, it will be difficult to
It is actually impractical to require a circuit with a response speed of several GHz and a radiation detection element as a measurement system, and therefore, in the past, measurement methods using analog systems have been unavoidable.

本発明は上記事情に鍾みて成されたもので入射放射線の
光量子数に対応する出力を発生する放射線検出素子の出
力よシ入射放射線の光量子数を計測するものにおいて、
前記放射線検出素子出力を二重積分してその積す値に基
づき前期光量子数に対応するノ9ルスを発生する二重積
分形のディジタル変換回路と、前記放射線検出素子の出
力を波高弁別し所定レベル内であれば通す/4’ルス波
高弁別回路と、これら両回路の出力パルスを選択する回
路と、この選択された出力パルスを計数するカウンタと
よ〕構成し、低放射線線量率の撮影では前記パルス波高
弁別回路出力を、またその他の放射線線量率での撮影時
は前記二重積分形ディジタル変換回路出力を計数してこ
れを被検体の放射線吸収データとすることによシ、光量
子が離散的に到来して光量子を比較的個別に計数するこ
との容易な低放射線線量率の撮影時には光量子を直接計
数し、また光量子を直接個別に計数しにくい比較的高放
射ays量率の撮影時には二重積分形のディジタル変換
回路によシ入射光量子数に対応したパルスを発生させて
入射光量子数に見合う放射線吸収データを収集するよう
にし、これにより状況に応じて光量子数の直接計数を可
能とした比較的安価な放射線計測装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been developed in view of the above-mentioned circumstances, and includes the following features:
a double-integration type digital conversion circuit that double-integrates the output of the radiation detection element and generates a pulse corresponding to the number of photons based on the product value; It consists of a /4' pulse wave height discrimination circuit, a circuit that selects the output pulses of both of these circuits, and a counter that counts the selected output pulses. By counting the output of the pulse height discrimination circuit or, when imaging at other radiation dose rates, the output of the double integral type digital conversion circuit and using this as radiation absorption data of the subject, the light quanta can be dispersed. When imaging at a low radiation dose rate, where it is relatively easy to count the light quanta individually, the photons are counted directly, and when imaging at a relatively high radiation dose rate, where it is difficult to directly count the light quanta individually, it is possible to count the photons directly. A multi-integral type digital conversion circuit generates pulses corresponding to the number of incident photons and collects radiation absorption data corresponding to the number of incident photons, making it possible to directly count the number of photons depending on the situation. The purpose is to provide a relatively inexpensive radiation measurement device.

以下本発明の一実施例についてWJ4図を参照しカがら
説明する。
An embodiment of the present invention will be explained below with reference to Figure WJ4.

#!4図において、Dは放射線検出素子でこの放射線検
出素子りは低放射lit線量率の放射綜入射時には到来
する個々の光量子に対応するノ々ルス出力を発生可能表
応答特性を持つものを用いている。
#! In Fig. 4, D is a radiation detection element, and this radiation detection element is capable of generating a Norlus output corresponding to each arriving light quantum when radiation is incident at a low radiation dose rate. There is.

FTRはこの放射線検出素子りの出力を平滑化するロー
/臂ス形のフィルタ、INT 1はこのフィルタFTR
出力を二重積分する。積分器で前記路3図で示した積分
器INT 1と同一のものである。
FTR is a low/arm type filter that smoothes the output of this radiation detection element, and INT1 is this filter FTR.
Double integrate the output. This integrator is the same as the integrator INT1 shown in Figure 3 above.

CMPは基準電圧■1゜、を基準にこの積分器INT 
1の出力を比較して比較入力が基準電圧vrefを超え
る間、出力を発生する比較器、AND r Id図示し
ない制御系よシ撮影期間内において放射線曝射後の曝射
休止期間中に出力されるコントロール信号をゲート制御
信号として前記比較器AND I lit力を、通す第
10771’ff−)、ANDjは仁の第1のアンドグ
ー) AND 1の出力をダート制御信号として別途与
えられる所定のクロックパルスを通す第2のアンドf−
)であシ、積分器INT 11比較器CMP 、アンド
ダートAND 1 +AND :Iより成る部分は第3
図のものと全く同様の構成である。従って、本装置にお
いても積分器INT 1に設けられた直流電源V及び抵
抗R1スイッチ確より成る積分用コンデンサCの定電流
放電のための定電流源は前記第1のアンド 。
CMP is the integrator INT based on the reference voltage ■1°.
A comparator that compares the outputs of 1 and generates an output while the comparison input exceeds the reference voltage vref, AND r Id is output by a control system (not shown) during the exposure pause period after radiation exposure within the imaging period. Pass the control signal of the comparator AND I as a gate control signal, and pass the output of AND1 as a dart control signal. The second andf-
), integrator INT 11 comparator CMP, and dart AND 1 +AND: The part consisting of I is the third
The configuration is exactly the same as that shown in the figure. Therefore, in this device as well, the constant current source for constant current discharge of the integrating capacitor C, which is composed of the DC power supply V and the switch of the resistor R1 provided in the integrator INT1, is the first AND.

ダートAND 1出力によシスイッチ擢を閉成させて定
電流放電させる構成としである。
The configuration is such that the dart AND 1 output closes the switch and discharges a constant current.

以上のフィルタFR1積分器IN′r1、比較器CMP
 、アンドゲートAND 1 、 AND jより成る
部分はアナログシステムによる光量予検出系を構成して
いる。
The above filter FR1, integrator IN'r1, comparator CMP
, AND gates AND 1 and AND j constitute a light amount pre-detection system using an analog system.

PHAは前記放射線検出素子りの出力を入力とし、波高
弁別すると共にその弁別の結果、所定のレベル範囲の入
力であれば、これを通すノ々ルス波高弁別回路、gee
 FiこのI臂ルス波高弁別回路PHA出力または前記
@2のアンドf−) ANDJの出力パルスのいずれが
一方の出方を選択する選択スイッチ、CNTは使用放射
線線量率の大きさによシ前記選択スイッチ8Wcを切多
換え制御するためのコン)a−ラ、CTRFi前記選択
スイッチSWeを介して与えられるパルスをカウントす
るカウンタである。
The PHA receives the output of the radiation detection element as an input, discriminates the wave height, and as a result of the discrimination, if the input is within a predetermined level range, it passes through the Nolles wave height discrimination circuit, gee.
Fi This I arm pulse height discrimination circuit PHA output or the AND f-) ANDJ output pulse is a selection switch that selects one output, and CNT is selected depending on the magnitude of the radiation dose rate used. A controller for switching and controlling the switch 8Wc, CTRFi, is a counter that counts pulses applied via the selection switch SWe.

次に上記構成の本装置の動作について説明する。Next, the operation of this apparatus having the above configuration will be explained.

通常C)X@CT装置にお−て紘放射線検出素子りへ入
射する放射a重量本締スキャン(撮影即ちデータ収集)
の開始前にある@度予測可能である。それは、スキャン
する前に、ホストコンビ轟−夕はX@曝射条件中撮影対
象断面図のスライス幅およびスキャンフィールド(撮影
領域)の大きさ等を知っているからである。スキャンフ
ィールドの大きさは被検体の大きさを示唆し、従ってX
線減弱もある程度見当がつく。
Normally C) Final scan of the radiation a that enters the radiation detection element in the X@CT device (imaging, i.e., data collection)
It is predictable to some degree before the start of. This is because, before scanning, the host duo knows the slice width of the cross-sectional view to be photographed under the X@ exposure conditions, the size of the scan field (photographing region), etc. The size of the scan field is indicative of the size of the object and therefore
Line attenuation can also be estimated to some extent.

さらにしばしば被検体のどの部分をスキャンするかもわ
かっている。さもなくば操作者が高線量率のスキャンで
あるか低線量率のスキャンであるかの情報を知っている
からその情報をシステムへキー人力等の方法によジイン
プツトしてもよい。
Furthermore, it is often known which part of the subject to scan. Otherwise, the operator may know the information as to whether the scan is a high dose rate scan or a low dose rate scan and may input that information into the system manually or by other means.

この情報から、前記コントローラCNTは放射線検出器
りにあるレベルより高い線量率の放射線入射が予想され
るときは、選択スイッチ謂cを操作して第2のアンドダ
ートAND jの出力パルスを選択するように切換える
。放射線検出素子りはある程度低い入射線量率なら個々
の到来するX線光量子に対応するパルス出力を田せる程
度に速いレスポンスをもつものを用いているが高い線量
率の放射線を用いて撮影している一場合はほぼ連続した
検出物が放射線検出素子りよシ出力される。この出力は
フィルタFTRを通って平滑化されたのちに積分器IN
T 1に蓄えられ、一定時間(?ングリング期間二例え
に−パルス分のX線曝射期間)経過すると、積分器IN
T Zの積分用コンデンサCに蓄えられた電荷は定電流
源からの田カによって一定速度で放電され、放電し終る
までの時間、カウンタCTRはクロックパルスを計数す
る。ローパスフィルタは積分回路が高周波成分にょル、
誤差を生むことを懸念して入れたものであシ、本質的に
は不要である。
Based on this information, when the radiation detector is expected to be exposed to radiation at a dose rate higher than a certain level, the controller CNT operates the selection switch c to select the output pulse of the second AND j. Switch as follows. Radiation detection elements are used that have a fast enough response to produce a pulse output corresponding to each incoming X-ray photon at a certain low incident dose rate, but images are taken using radiation at a high dose rate. In one case, substantially continuous detected objects are output from the radiation detection element. This output is smoothed through a filter FTR and then passed through an integrator IN.
T1 is stored in
The charge stored in the integrating capacitor C of TZ is discharged at a constant rate by the current from the constant current source, and the counter CTR counts clock pulses until the discharge is completed. The low-pass filter has an integrating circuit that handles high frequency components.
This was added out of concern that it would cause errors, and is essentially unnecessary.

即ち、積分器INT 1にはその入力段に入力信号の開
閉用のスイッチSWaを設け、1パルス分のX@曝射時
間、このスイッチ8Waを閉じてフィルタFTRを介し
て与えられる放射線検出素子りの出力を積分用コンデン
サCに蓄積する。この蓄積したコンデンサの電荷を比較
器CMPに与え、基警電F!、vr、fと比−すると共
に前記電荷が基準電圧vr*fを超える期間、この比較
器CMPよシ出力を発生させる。
That is, the integrator INT 1 is provided with a switch SWa for opening and closing the input signal at its input stage, and for one pulse of X @ exposure time, this switch 8Wa is closed and the radiation detection element applied via the filter FTR is The output of is stored in the integrating capacitor C. The accumulated electric charge of the capacitor is applied to the comparator CMP, and the basic electric power F! , vr, f, and during a period in which the charge exceeds the reference voltage vr*f, the comparator CMP generates an output.

この比較器出力はX線曝射休止期間に図示しない制御系
よ)与えられるコントロール信号によシグート制御され
るアンドゲートAND Jに加えられ、1ノ臂ルス分の
XI!曝射が終了した直後よりこのアンドグー) AN
D Iを介して比較器出力を取シ出す。
The output of this comparator is added to an AND gate AND J which is controlled by a control signal (not shown in the control system) during the X-ray exposure pause period, and XI! Immediately after the exposure ends, this and goo) AN
The comparator output is taken out via DI.

一方、前記積分器INT 1にはその積分用コンデンサ
CK逆極性の電荷を与える直流電源V及び抵抗R及びス
イッチ(ト)よ構成る定電流源が接続されておシ、前記
アンドグー) AND 1の出力にて前記スイッチSW
bを閉じる構成としであるからX線曝射が終るとただち
にスイッチswbが閉じられて定電流が前記積分器IN
T Iの入力側に与えられるととKなシ、積分用コンデ
ンサCの蓄積電荷は一定の放電電流で放電されることに
なる。
On the other hand, the integrator INT1 is connected to a constant current source consisting of a DC power supply V, a resistor R, and a switch (T), which provides a charge of opposite polarity to the integrating capacitor CK, and the above AND1. At the output, the switch SW
Since the configuration is such that the switch swb is closed, the switch swb is immediately closed when the X-ray exposure is finished, and a constant current is supplied to the integrator IN.
When applied to the input side of T I, the accumulated charge in the integrating capacitor C is discharged with a constant discharge current.

従って、積分器INT 1の出力は低下し、やがて基準
電圧■r*fのレベル以下となる。すると、比較器CM
P出力はなくカル、アンドグー)ANDZの出力もなく
なる。
Therefore, the output of the integrator INT1 decreases and eventually becomes below the level of the reference voltage r*f. Then, the comparator commercial
There is no P output, and the ANDZ output (Cal, ANDG) also disappears.

この間のアンドグー) AND 1の出力はアンドグー
) AND 2にダート制御信号として与えられている
から、このアンドゲートAND2は別に印加されている
クロックツやルスをこのf−)制御信号の入力期間、抽
出してカウンタCTHに与える。これによシ、カウンタ
CTRd前記積分器INT Iの蓄積電荷に見合うカウ
ント値を計数することになり、放射線検出素子りの入射
xII量に見合うディジタル値をX線吸収データとして
得ることができる。
During this period, the output of AND1 is given to AND2 as a dart control signal, so this AND gate AND2 extracts the clock pulses and pulses that are applied separately during the input period of this f-) control signal. and gives it to counter CTH. As a result, the counter CTRd counts a count value corresponding to the accumulated charge of the integrator INT I, and a digital value corresponding to the amount of incident xII on the radiation detection element can be obtained as X-ray absorption data.

以上が高線量率のXII曝射時における二重積分を用い
て放射線検出素子りの出力をディジタル値として計測す
る針側方式である。
The above is the needle side method of measuring the output of the radiation detection element as a digital value using double integration during XII irradiation at a high dose rate.

一方散射線検出素子りへの入射線量率があるレベルよシ
低いと予想されるときはコント四−ラCTRは前記選択
スイッチ8Weを/#ルス波高弁別回路PEA出力儒に
切換える。この場合、入射光量子は低線量率のXII曝
射であるために少なく、従って入射光量子は離散的とな
るから放射線検出素子りの出力はこの場合個々のxII
光量子の到来に対応するノ4ルス列となる。これは、パ
ルス波高弁別器PHAにょ〕雑音と弁別され、カウンタ
CTRを駆動できるだけOAルス波高に整形される。こ
の/ぐルスはカウンタCTRに与えられ、カウンタCT
Rはこの/4ルスを計数する。
On the other hand, when the incident dose rate to the radiation detection element is expected to be lower than a certain level, the controller CTR switches the selection switch 8We to the /# pulse height discrimination circuit PEA output value. In this case, the number of incident photons is small due to the low dose rate of XII exposure, and therefore, the incident photons are discrete, so the output of the radiation detection element is in this case individual xII
This results in a Norse sequence corresponding to the arrival of light quanta. This is discriminated from noise by the pulse height discriminator PHA and shaped to the OA pulse height enough to drive the counter CTR. This /gus is given to counter CTR, counter CT
R counts this /4 rus.

サンプリング期間内の計数が終れに1その期間内の光量
子の到来数に相轟する計数結果をホストコンビ為−夕等
へ送る。
At the end of counting within a sampling period, the counting result, which corresponds to the number of arriving photons within that period, is sent to the host combination.

このように二重積分形のディジタル変換系とノ母ルス波
高弁別回路を用いてI量ルス波高弁別した出力を計数出
力とする直接計数系の二系統の回路を設は入射放射線量
率の大きさが診断目的や部位により事前に予測できるこ
とを利用して入射放射線量率が高いときは二重積分形の
ディジタル変換系を用い、tた低いときは直接計数系を
用いその出力/fルスをカウントすることによって放射
線検出素子に入射する放射線量を計測するようにしたの
で、従来方法の場合、前述した如く検出器への入射線量
率が著しく低い・場合、アナログシステムの電気雑音や
特性トリアドの影響が顕在化してくるが、本方弐によれ
に1光量子を個々に計数するのでその問題紘避けられる
他、12高線量率時には従来のアナログシステム即ち、
二重積分形のディジタル変換系が゛使用されるので放射
線検出素子/llスス高弁別回路、およびカウンタに要
求される高速応答特性拡低線量率の入射光量子の入射頻
lLK対応できる程度で良いことにな9、従ってこれに
より光量子直接計数減のX@CT@置も実現可能になり
、更にカウンタは上記二つの回路系に共用できるから、
その分コストダウンや奥義空間等の節約ができることに
なる他、tた低−量率時には従来方法によるスキャンと
光量子直接計数によるスキャンとの両方を使用できるの
で両者による情報の相違により、新たな診断情報が得ら
れる可能性もできるなど優れた特徴を有する放射線計測
装置を提供することができる。
In this way, we have designed two circuits, a double-integral type digital conversion system and a direct counting system that uses the I-quantity pulse height discrimination circuit as the counting output to determine the magnitude of the incident radiation dose rate. When the incident radiation dose rate is high, a double integral type digital conversion system is used, and when the incident radiation dose rate is low, a direct counting system is used to calculate the output/frus. Since the radiation dose incident on the radiation detection element is measured by counting, in the case of the conventional method, when the incident dose rate to the detector is extremely low as mentioned above, the electrical noise of the analog system and the characteristic triad However, since we count each photon individually, this problem can be avoided, and at high dose rates, conventional analog systems, i.e.,
Since a double integral type digital conversion system is used, it is sufficient that the radiation detection element/high-speed discrimination circuit and the counter have high-speed response characteristics that can cope with the incident frequency of incident photons at a spread dose rate. N9. Therefore, this makes it possible to directly reduce the number of photons in the X@CT@ configuration, and furthermore, since the counter can be shared by the two circuit systems mentioned above,
In addition to reducing costs and saving space, it is also possible to use both conventional scans and scans by direct photon counting when the quantity rate is low. It is possible to provide a radiation measuring device having excellent features such as the possibility of obtaining information.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第111(a)(b)ハCT装置の一例O1[11に′
)−て説明するための正面図および側面因、第2図、第
3図は入射放射線量を針側する装置の従来例を示すブロ
ック図、第4図は本発明の一実施例を示すブロック図で
ある。 I・・・X@源、2・・・放射線検出器、D・・・放射
線検出素子、FTR・・・フィルタ、lNTl・・・積
分器、CMP・・・比較器、AND Z 、 AND 
!・・・アンドゲート、P)IA・・りぐルス波高弁別
回路、swC・・・選択スイッチ、CNT・・・コント
ローラ、CTR・・・カウンタ。
111(a)(b) C. An example of a CT device O1 [in 11'
2 and 3 are block diagrams showing a conventional example of a device for directing the incident radiation dose to the needle side. Fig. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. It is a diagram. I...X@source, 2...Radiation detector, D...Radiation detection element, FTR...Filter, lNTl...Integrator, CMP...Comparator, AND Z, AND
! ...AND gate, P)IA...Rigulus wave height discrimination circuit, swC...selection switch, CNT...controller, CTR...counter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 入射放射線の光量子数に対応する出方を発生する放射線
検出素子の出力よシ入射放射線量を計測するものにおい
て、前記放射線検出素子出力を積分し、その積分値に対
応した数のノfルスを出力する変換回路と、前記放射線
検出素子出力を波高弁別し、所定レベル範囲の出力を取
シ出す弁別回路と、これら両回路の出力のうち一方を選
択するスイッチと、この選択された出力をカウントしそ
のカウント値を入射放射線検出データとして出力するカ
ウンタとを具備し、前記入射放射線の線量率が低いとき
前記弁別回路の出力を選択することによシ前記入射放射
線の光量子の直接計数を可能とした放射線計測装置。
In a device that measures the amount of incident radiation by the output of a radiation detection element that generates an output corresponding to the number of photons of incident radiation, the output of the radiation detection element is integrated, and a number of nofs corresponding to the integral value is obtained. A conversion circuit for outputting, a discrimination circuit for discriminating the wave height of the output of the radiation detection element and outputting an output within a predetermined level range, a switch for selecting one of the outputs of these two circuits, and counting the selected output. and a counter that outputs the count value as incident radiation detection data, and by selecting the output of the discrimination circuit when the dose rate of the incident radiation is low, it is possible to directly count the photons of the incident radiation. Radiation measuring device.
JP13511581A 1981-08-10 1981-08-28 Measuring device for radiation Pending JPS5835481A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4893015A (en) * 1987-04-01 1990-01-09 American Science And Engineering, Inc. Dual mode radiographic measurement method and device
WO2009083847A2 (en) * 2007-12-20 2009-07-09 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Counting integrating detector

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WO2009083847A3 (en) * 2007-12-20 2009-12-30 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Radiation detector for counting or integrating signals

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