JPS59216075A - 放射線検出器 - Google Patents
放射線検出器Info
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- JPS59216075A JPS59216075A JP58089195A JP8919583A JPS59216075A JP S59216075 A JPS59216075 A JP S59216075A JP 58089195 A JP58089195 A JP 58089195A JP 8919583 A JP8919583 A JP 8919583A JP S59216075 A JPS59216075 A JP S59216075A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J47/00—Tubes for determining the presence, intensity, density or energy of radiation or particles
- H01J47/02—Ionisation chambers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J47/00—Tubes for determining the presence, intensity, density or energy of radiation or particles
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- H01J47/002—Vessels or containers
- H01J47/004—Windows permeable to X-rays, gamma-rays, or particles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、放射線断層撮影装置に使用される放射線検出
器に関する。
器に関する。
放射線断層撮影装置の一つとしてコンピュータ・トモグ
ラフィ装置（ＣＴ装置）がある。この装置は第１図に示
すように例えば偏平な扇状のファンビームＸ 線Ｆ Ｘ
をパルス的に曝射するＸ線源１と、このＸ線を検出する
複数の放射線検出素子りを並設してなる放射線検出器２
とを被検体６を挾んで対峙させ、かつこれらＸ線源１及
び放射線検出器２を前記被検体６を中心に互いに同方向
に同一角速度で回転移動させ、被検体６断面の種々の方
向に対するＸ線吸収データを収集する。そして充分なデ
ータを収集した後、このデータを電子計１ノ機で解析し
、被検体断面の個々の位１．＋ｔに対するＸ線吸収率を
算出して、その吸収率に応じた階調度で前記被検体断面
を再構成するようにしたもので、組成に応じて２０００
段階にも及ぶ階調度で分析できるので、軟質組織から硬
質組織に至る棟で明確な断層像が得られる。
ラフィ装置（ＣＴ装置）がある。この装置は第１図に示
すように例えば偏平な扇状のファンビームＸ 線Ｆ Ｘ
をパルス的に曝射するＸ線源１と、このＸ線を検出する
複数の放射線検出素子りを並設してなる放射線検出器２
とを被検体６を挾んで対峙させ、かつこれらＸ線源１及
び放射線検出器２を前記被検体６を中心に互いに同方向
に同一角速度で回転移動させ、被検体６断面の種々の方
向に対するＸ線吸収データを収集する。そして充分なデ
ータを収集した後、このデータを電子計１ノ機で解析し
、被検体断面の個々の位１．＋ｔに対するＸ線吸収率を
算出して、その吸収率に応じた階調度で前記被検体断面
を再構成するようにしたもので、組成に応じて２０００
段階にも及ぶ階調度で分析できるので、軟質組織から硬
質組織に至る棟で明確な断層像が得られる。
ここで、前記放射線検出器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素子がらなりＸｅ （キセ
ノン）等の高圧ガスが封入された放射線検出器として構
成され、被検体乙の断面を透過したＸ線のエネルギーを
電離電流として検出し、これをＸ線吸収データとして出
力する。
を構成する多数の放射線検出素子がらなりＸｅ （キセ
ノン）等の高圧ガスが封入された放射線検出器として構
成され、被検体乙の断面を透過したＸ線のエネルギーを
電離電流として検出し、これをＸ線吸収データとして出
力する。
すなわち、このＸ線吸収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素子とＸ線源とを結ぶ線上
（これをＸ線パスという）を透過してきたＸ線のエネル
ギー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課パスについてのＸ線吸収データと
するものである。
離箱を構成する各放射線検出素子とＸ線源とを結ぶ線上
（これをＸ線パスという）を透過してきたＸ線のエネル
ギー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課パスについてのＸ線吸収データと
するものである。
ところで、最終的な再構成画像の良否は放射線検出器の
もつ、感度、分解能（空間分解能、密度分解能）で定ま
るため、優れたＣＴ装置を得るためには、高感度、高分
解能の放射線検出器を使用しなければならない。このう
ち感度はＰＬ値（ガス圧×検出素子奥行長： ａｔｍ４
ｃｍ）で規定されるものであり、一般には６Ｑ ａｔｍ
＊ ｃｍ程度であり、その時のエネルギー吸収効率は４
０〜６０襲である。又、−空間分解能は’ｉｊｊ ｌｊ
素子の配列ピンチにより規定されるものであり、０．５
Ｍ〜０．６π宿径の物質が見えれば侵秀といえる。
もつ、感度、分解能（空間分解能、密度分解能）で定ま
るため、優れたＣＴ装置を得るためには、高感度、高分
解能の放射線検出器を使用しなければならない。このう
ち感度はＰＬ値（ガス圧×検出素子奥行長： ａｔｍ４
ｃｍ）で規定されるものであり、一般には６Ｑ ａｔｍ
＊ ｃｍ程度であり、その時のエネルギー吸収効率は４
０〜６０襲である。又、−空間分解能は’ｉｊｊ ｌｊ
素子の配列ピンチにより規定されるものであり、０．５
Ｍ〜０．６π宿径の物質が見えれば侵秀といえる。
密度分解能とは、臨床においていかに密度差の小さい物
質が識別できるかの能力である。この能力は放射線検出
器の入射窓を透過して検出素子に到達スる低エネルギー
フォトンに比例する。例数ならば、白質と灰白質との線
吸収係数（ａｍ−１）差（ｒｌ、 低ｘ ネルギーにお
いて有意差を有するからである。
質が識別できるかの能力である。この能力は放射線検出
器の入射窓を透過して検出素子に到達スる低エネルギー
フォトンに比例する。例数ならば、白質と灰白質との線
吸収係数（ａｍ−１）差（ｒｌ、 低ｘ ネルギーにお
いて有意差を有するからである。
しかしながら、放射線検出器２は第２図及び第６図に示
すように、円弧状箱形をなし、この箱形の本体４はファ
ンビームＸ線ＦＸの広がシ角θに対応して、その入射面
側壁に入射窓４ａを有しているため、低エネルギーフォ
トンは検出素子に到達する前に前記入射窓に吸収されて
しまう。通常、前記箱形の本体４は入射窓４ａをも含め
て、Ｘ線透過率が良好なアルミニウムで被覆され、然も
入射窓４ａ ｔｒｉ他の部分よりも肉薄になっているが
、低エネルギーフォトンの入射窓での吸収が避けられな
かった。従って、高密度分解能を得るためには、Ｘ線入
射窓がないことが理想的であるが、前記箱形の本体４の
内部に例えばＸｅ（キセノン）ガス等の高圧ガスを充填
する必要上、Ｘ線入射窓の存在は必安なものであった。
すように、円弧状箱形をなし、この箱形の本体４はファ
ンビームＸ線ＦＸの広がシ角θに対応して、その入射面
側壁に入射窓４ａを有しているため、低エネルギーフォ
トンは検出素子に到達する前に前記入射窓に吸収されて
しまう。通常、前記箱形の本体４は入射窓４ａをも含め
て、Ｘ線透過率が良好なアルミニウムで被覆され、然も
入射窓４ａ ｔｒｉ他の部分よりも肉薄になっているが
、低エネルギーフォトンの入射窓での吸収が避けられな
かった。従って、高密度分解能を得るためには、Ｘ線入
射窓がないことが理想的であるが、前記箱形の本体４の
内部に例えばＸｅ（キセノン）ガス等の高圧ガスを充填
する必要上、Ｘ線入射窓の存在は必安なものであった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであシ、高密度
分解能を得ることができる放射線検出器の提供を目的と
する。
分解能を得ることができる放射線検出器の提供を目的と
する。
〔発明の４既要〕
上記目的を達成するだめの本発明の概要は、Ｘ線源よシ
曝帰され、被検体を透過したファンビーム放射線を入射
窓を介して検出する放射線検出器において、前記入射窓
が炭素繊維強化樹脂からなり、これを補強部材で補強し
たことを特徴とするものである。
曝帰され、被検体を透過したファンビーム放射線を入射
窓を介して検出する放射線検出器において、前記入射窓
が炭素繊維強化樹脂からなり、これを補強部材で補強し
たことを特徴とするものである。
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら具体的に説
明する。
明する。
第４図は本発明における放射線検出器の一実施例を示す
断面図である。 同図において、１６はファンビームｘ
ｉＦｘの当たる入射面側壁をくり抜いた窓部１ろａを有
するケース本体であり、アルミニウムによシ成形されて
いる。１４はこのケース本体１６の上部開口部を閉塞し
ている蓋である。
断面図である。 同図において、１６はファンビームｘ
ｉＦｘの当たる入射面側壁をくり抜いた窓部１ろａを有
するケース本体であり、アルミニウムによシ成形されて
いる。１４はこのケース本体１６の上部開口部を閉塞し
ている蓋である。
１５は炭素繊維強化樹脂（以下、ＣＦＲＰという）から
なる入射窓であり、この入射窓１５はケース本体１６の
内側面に前記窓部１３ａを閉塞するように固定されてい
る。１６はケース本体１３の内側面に固定された入射窓
１５を補強するだめの補強部利で、前記窓部１３ａに対
応する論断に穴部１６ａを有する額縁形状をなしている
（第５図参照）。
なる入射窓であり、この入射窓１５はケース本体１６の
内側面に前記窓部１３ａを閉塞するように固定されてい
る。１６はケース本体１３の内側面に固定された入射窓
１５を補強するだめの補強部利で、前記窓部１３ａに対
応する論断に穴部１６ａを有する額縁形状をなしている
（第５図参照）。
この補強部材１６を用いて入射窓１５を補強するには、
まず、入射窓１５をシート状の接着剤を用いてケース本
体１３に貼着しだ後、第５図に示すように入射窓１５を
補強部材１６のそれぞれの周囲の対応箇所に設けたネジ
孔にネジ１７を差し込みネジ止することによって、ケー
ス本体１ろに貼着された入射窓１５を強固に補強するも
のである。
まず、入射窓１５をシート状の接着剤を用いてケース本
体１３に貼着しだ後、第５図に示すように入射窓１５を
補強部材１６のそれぞれの周囲の対応箇所に設けたネジ
孔にネジ１７を差し込みネジ止することによって、ケー
ス本体１ろに貼着された入射窓１５を強固に補強するも
のである。
尚、ここで使用されている入射窓１５及び補強部材１６
は、いずれも検出器の円弧形状に合致するように曲率を
有している（第５図参照）。
は、いずれも検出器の円弧形状に合致するように曲率を
有している（第５図参照）。
ここで、ＣＦＲＰはアクリル繊維、レーヨン繊維等を高
温（２００〜６００℃）で炭炎化し、更に昇温（７００
〜１８００℃）して炭化させた炭素繊維をレジン（エポ
キシ樹脂等）で含浸したもので、その体積含有率は繊維
６０チ、レンジ４０チが一般的である。そして、とのＣ
ＦＲＰの特性としては、■Ｘ１％！透過率がアルミニウ
ム尚量で１（６０ＫＶ〜１００Ｋｖ）■引張強度カル１
２ ＯＫ９／ｍＡ （ｔＲＭｆ１方向）■弾性率が約１
２０００Ｋｆ／πノ が上げられる。
温（２００〜６００℃）で炭炎化し、更に昇温（７００
〜１８００℃）して炭化させた炭素繊維をレジン（エポ
キシ樹脂等）で含浸したもので、その体積含有率は繊維
６０チ、レンジ４０チが一般的である。そして、とのＣ
ＦＲＰの特性としては、■Ｘ１％！透過率がアルミニウ
ム尚量で１（６０ＫＶ〜１００Ｋｖ）■引張強度カル１
２ ＯＫ９／ｍＡ （ｔＲＭｆ１方向）■弾性率が約１
２０００Ｋｆ／πノ が上げられる。
これは、従来の入射窓の材質として使用されていたアル
ミニウムと比較すると、透堝率及び強度において数段も
優れている。従って、とのＣＦＲＰを前記実施例の如く
入射窓の材質として使用すれば、入射窓のＸ線透過率が
増すため、検出素子自身に到達するＸ縮量が増大し、Ｓ
／Ｎが向上することは勿論、Ｘ線の低エネルギー側の入
射窓での吸収が少なくなるだめ、吸収係数差の微小外白
質や灰白質の識別が可能になシ、密度分解度の向上を図
ることができる。第８図は、この密度分解度の向上を示
すために、シミュレーション結果においてＸ線入射窓を
アルミニウムからＣＦＲＰにしたことによる検出素子で
のＸ線吸収スペクトルの変化を示したグラフである。同
図において、６１はＸ線入射窓をアルミニウムにした場
合の検出素子でのＸ線吸収スペクトルであり、６２はＸ
線入射窓をｃＦｎｐにした場合の検出素子でのＸ線吸収
スペクトルである。この結果、検出素子での低エネルギ
ーｆｉｌｌの吸収はＣＦＲＰを用いた場合の方が１５〜
２０係も向上していることがわかる。但し、この結果は
人絹歴の厚さをアルミニウムとＣＦＲＰを共に同厚にし
た場合である。尚、図中において６０は入射窓の前面（
入射窓を透過する前）でのＸ線スペクトルを表わす。
ミニウムと比較すると、透堝率及び強度において数段も
優れている。従って、とのＣＦＲＰを前記実施例の如く
入射窓の材質として使用すれば、入射窓のＸ線透過率が
増すため、検出素子自身に到達するＸ縮量が増大し、Ｓ
／Ｎが向上することは勿論、Ｘ線の低エネルギー側の入
射窓での吸収が少なくなるだめ、吸収係数差の微小外白
質や灰白質の識別が可能になシ、密度分解度の向上を図
ることができる。第８図は、この密度分解度の向上を示
すために、シミュレーション結果においてＸ線入射窓を
アルミニウムからＣＦＲＰにしたことによる検出素子で
のＸ線吸収スペクトルの変化を示したグラフである。同
図において、６１はＸ線入射窓をアルミニウムにした場
合の検出素子でのＸ線吸収スペクトルであり、６２はＸ
線入射窓をｃＦｎｐにした場合の検出素子でのＸ線吸収
スペクトルである。この結果、検出素子での低エネルギ
ーｆｉｌｌの吸収はＣＦＲＰを用いた場合の方が１５〜
２０係も向上していることがわかる。但し、この結果は
人絹歴の厚さをアルミニウムとＣＦＲＰを共に同厚にし
た場合である。尚、図中において６０は入射窓の前面（
入射窓を透過する前）でのＸ線スペクトルを表わす。
本発明は前記実施例に限定されず、本発明の要旨の範囲
内で変更して実施することができる。例えば、第６図及
び第７図に示すように、ＣＦＲＰよりなる入射窓２５の
周囲を直接にネジ止によシ補強するのではなく、入射窓
２５０周縁を額緯状の補強部材２６により当接すること
によってケース本体２６に入射窓２５を補強する形態を
とっている。すなわち、ＣＦＲＰ 、ｌ：、９なる入射
窓２５を介在して、補強部材２６とケース本体２３をネ
ジ２７により直接にネジ止する構造となっている。補９
Ｆｆ’。
内で変更して実施することができる。例えば、第６図及
び第７図に示すように、ＣＦＲＰよりなる入射窓２５の
周囲を直接にネジ止によシ補強するのではなく、入射窓
２５０周縁を額緯状の補強部材２６により当接すること
によってケース本体２６に入射窓２５を補強する形態を
とっている。すなわち、ＣＦＲＰ 、ｌ：、９なる入射
窓２５を介在して、補強部材２６とケース本体２３をネ
ジ２７により直接にネジ止する構造となっている。補９
Ｆｆ’。
部材２６の外側（入射窓を介在する側と反対側）の下端
２６ｂはテーパ状になっておシ、この下端２６ｂはケー
ス本体２６の内部底面に形成されている同様のテーバ状
の溝２３ｂに埋め込捷れだ状態でネジ止されている。ガ
スが封入されて内圧がかかると、補強部イ」の下端２６
Ｈには入射窓の超厚方向に力が発生する。いわゆるセル
フクールの構造となっている。尚、ＣＦＲＰの入射窓２
５を補強部材２６でｔｉｌｉ強する際ＩＣは、前述の実
施例と同様に予め入射窓２５をシート状接着剤でケース
本体２３に貼着しておくものとする。第６図及び第７図
で示した実施例によると、ＣＦＲＰよりなる入射窓２５
にネジ孔をあける心太がないため、その孔の周囲に応力
集中が発／−Ｖすることがないので、強ｊ史的にはより
安定した”ｔｆ”Ｊ造になっている。
２６ｂはテーパ状になっておシ、この下端２６ｂはケー
ス本体２６の内部底面に形成されている同様のテーバ状
の溝２３ｂに埋め込捷れだ状態でネジ止されている。ガ
スが封入されて内圧がかかると、補強部イ」の下端２６
Ｈには入射窓の超厚方向に力が発生する。いわゆるセル
フクールの構造となっている。尚、ＣＦＲＰの入射窓２
５を補強部材２６でｔｉｌｉ強する際ＩＣは、前述の実
施例と同様に予め入射窓２５をシート状接着剤でケース
本体２３に貼着しておくものとする。第６図及び第７図
で示した実施例によると、ＣＦＲＰよりなる入射窓２５
にネジ孔をあける心太がないため、その孔の周囲に応力
集中が発／−Ｖすることがないので、強ｊ史的にはより
安定した”ｔｆ”Ｊ造になっている。
本発明は以上説明したように、検出器の入射窓を炭素繊
維強化樹脂により榴成することにより、被検体を透過し
たＸ線の低エネルギーフォトンが充分に検出素子に到達
できるので、蕾度分霜°能の向上に害鳥できる放射線検
出器を提供できるものである。
維強化樹脂により榴成することにより、被検体を透過し
たＸ線の低エネルギーフォトンが充分に検出素子に到達
できるので、蕾度分霜°能の向上に害鳥できる放射線検
出器を提供できるものである。
第１図はＣＴ袈装の概要を示す説明図、第２図は従来の
放Ｒ４、；ｊ検出器の一例を示す斜視図、第６図はその
断面図、第４図は本発明における放射線検出器の一実施
例を示す断面図、第５図は前記実が１例に使用する入射
窓と補強部材を示す斜視図、第６図は本発明の他の実施
例を示す断面図、第７図はその実施例で使用する入射窓
と補強部材を示す斜視図、自１８図は本発明における放
射線検出器によるシュミレーション結果を説明するグラ
フである。 １３．２３・・・ケース本体、１５．２５・・・入射窓
、１６．２６・・・補強部材。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第３図 − 第４図 第５図
放Ｒ４、；ｊ検出器の一例を示す斜視図、第６図はその
断面図、第４図は本発明における放射線検出器の一実施
例を示す断面図、第５図は前記実が１例に使用する入射
窓と補強部材を示す斜視図、第６図は本発明の他の実施
例を示す断面図、第７図はその実施例で使用する入射窓
と補強部材を示す斜視図、自１８図は本発明における放
射線検出器によるシュミレーション結果を説明するグラ
フである。 １３．２３・・・ケース本体、１５．２５・・・入射窓
、１６．２６・・・補強部材。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第３図 − 第４図 第５図
Claims (1)
- Ｘ線源より曝射され、被検体を透過したファンビーム放
射線を入射窓を介して検出する放射線検出器において、
前記入射窓が炭素繊維強化樹脂からなり、これを補強部
材で補強したことを４ｆ徴とする放射線検出器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089195A JPS59216075A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 放射線検出器 |
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