JPS60177283A - Ｃｔ装置用放射線検出装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 この発明はＣＴ装置用放射紳検出装置に係り、サラに詳
しくはローティジョン・ローティジョン方式の走査方式
をもつＣＴ装置のための多チャンネル形放射線検出装置
に関している。

〔発明の背景〕

この種のＣＴ装置において、放射線検出装置は電離箱形
のものが広く採用されている。電離箱放射線検出装置は
、サンプルのサンプリング間隔を小さくして、ＣＴイメ
ージの空間分解能をたがめるためには、電極板の間隔を
小さくしなければ々らない。が、電極板間隔は、小さく
するにつれて加工および組立コストがいちじるしく増大
し、さらに出力信号の大きさが減少するため、実用上１
−程度を限界としているのが現状である。

〔発明の目的〕

本発明は、サンプリング間隔をきわめて小さくすること
ができる、ＣＴ装置用放射線検出装置を提供するもので
ある。

〔発明の概要〕

本発明は、回転するフレームと、フレームの回転中心軸
に直角な平面内に焦点を位置させてフレームに配設され
た放射線源と、放射線源からの線束における前記平面内
の線束を分岐したビームとして検出するように放射線源
と前記回転中心軸をはさんでフレームに配設された放射
線検出装置とを具備し、放射線源と放射線検出装置とが
フレームの回転によって、これらの間に置かれた被検査
体のまわシを回転させられて、被検査体における前記平
面に含まれる断面の放線吸収情報を電気信号として放射
線検出器から得られるようにした、ローティジョン・ロ
ーティジョン走ＩＦ方式ｏ　ＣＴ装置のだめの放射線検
出装置である。

この放射線検出装置は、放射線エネルギ蓄積形結晶を含
む検出層と、フレームの回転に関連して線束を横切って
移動しうるように検出層を支持する手段と、線束から離
れた位置で検出層における線束を吸収した部分を励起か
つ放光させる励起手段と、ひとつの光検出器と、入射側
が前記吸収部分に対面しかつ出射側が光検出器に光結合
された光伝送路と、光検出器からの出力信号を前記線束
のビームの各々に対応ずける手段とがらなっていること
、を特徴としている。

放射線エネルギ蓄積形結晶は輝層性けい光体とも呼ばれ
るもので、放射線を吸収し、赤外線などを照射されたと
きに、蓄積された放射線エネルギの大きさにしたがう輝
度の燐光あるいは螢光を放出し、そして照光や加熱など
によって消去状態とすることができるものである。具体
的には、たとえばバリウム・フロライト、バリウム・プ
ロライド、バリウムＱアイオダイドなどである。このよ
うな結晶を含む層が被検査体の透過あるいは被検査体に
よシ減弱された前記平面内の線束を吸収する。検出層が
移動するにつれて、この吸収部分が線束からは々れた位
置におがれ、励起手段によって放光させられる。放光さ
せられた吸収部分は線束が透過した被検査体の放射線吸
収にしたがう輝度をもつことになる。光検出器は励起手
段によって放光させられた吸収部分からの光を光電変換
し、吸収部分の輝度に関連した電気信号を出力する。

フレームが回転されると、検出層におけるあらた々部分
がその回転位置での被検査体を通った線束を吸収し、こ
の吸収部分が励起され、そして放光させられた吸収部分
の光が光電変換される。これらが繰〕返えされることで
、フレームの各回転位置での被検査体の放射線吸収に関
する信号を次々と得られる。

フレームの各回転位置で光検出器から出力される信号と
放射線ビームとの関連ずけは、光伝送路がその入射側を
検出層における線束を吸収した部分にたいして鋭角を形
成して配置され、脇収部分が検出層の移動に際してはし
から順次に一部ずつ光伝送路に一致するごとに光ビーム
によって励起されることで、あるいは吸収部分の励起が
光電変換以前に光ビームの一走査中に断続させることで
もなすことができる。また、これは、励起が光電変換以
前になされると共に、光伝送路が吸収部分にたいして角
度を形成しないで、っまシ光伝送路の入射側が吸収部分
に平行に配置されることによっても成し遂けることがで
きる。が、この場合、放射線ビームとの関連ずけは光検
出器の出力が電気的に処理される必要がある。

このようにして得られた信号は、各吸収部分に吸収され
た放射線エネルギの大きさに対応している、つまシ放射
紳ビーム通路の放射線吸収の大きさに対応しているので
、ｃＴイメージの再構成に際しての投影データとして用
いることができる。

投影データのサンプリング間隔は主として光ビ−ムの走
査速度に支配されるため、走査速度を選定することによ
って放射線エネルギ蓄積形結晶の粒径を最少限度とする
きわめて小さなものとすることができ、また診断部位に
応じて前記粒径を最少限度として任意の大きさに変化さ
せることもできる。

検出層は平鈑状のものとして構成され、線束にたいして
直角な方向に移動されるようにすることができる。が、
検出層がフレームの回転中心軸に直角な平面内に位置す
る中心軸まわシに連続して配置されたドラム状あるいは
シリンダ状のものとして構成され、フレームの回転に関
連して前記中心軸のまわシに回転させて、線束の晒収部
分を顆状に形成されるようにすることが好しい。このよ
うなドラム形検出層は励起手段、光検出器および光伝送
路を検出層のまわシに配置することができるので、装置
全体をコンパクトに構成させることができる。さらに、
このドラム形検出層において、検出層が鼓状に形成され
ることがよシ好しい。すなわち、ドラム形検出層の母細
か放射線源の焦点を中心とする円弧上に位置するように
させておくことによって、放射線の入射角が検出層のど
こでもほぼ一定となシ、その結果ＣＴを全体的に鮮明に
させることができる。励起手段はレーザ発振器とレーザ
発振器からのレーザ光線を線束吸収部分にそって走査さ
せる走査鏡とによって通常構成される。また、光伝送路
は、入射側が励起されたの収部分に対面しかつ検出層に
そって並べられ、出射側が光検出器の受光面に光結合さ
れた光ファイバのアレイからなっていて・もよく、また
入射側と出射側とが励起された吸収部分と光検出器とに
それぞれ向いて配置されたプレート秋のものから寿って
いてもよい。

本発明の放射線検出装置の実施例は、以下に、添付図面
とともに説明する。

〔発明の実施例〕

第１図において、１０は放射線源、１１は放射線検出器
装置、そして１２はこれらを支持する機構をそれぞれ示
している。支持機構は円板形のフレーム１３を具備して
いる。このフレームはその周面を床上の基台にあるロー
ラ１４に支持されていて、ローラ上で回転できる。フレ
ームの回転は、たとえば、フレームの円面に設けた大歯
車をローラのひとつに同軸に配置された小歯車にかみ合
せ、小歯車を基台上の電動機によって回転させることで
なされている。放射線源はＸ線管およびＸ線絞シ機構と
を含んでいる。Ｘ線管はその焦点をフレームの回転中心
軸に直角な平面内に位置させてフレームに取力付けられ
ている。絞シ機構はＸ線管からのＸ線束を前記平面内で
ひろがるファンビームＸ線１６に絞っている。放射線検
出装置はファンビームＸ線を多チヤンネル形のもので、
ファンビームＸａを分岐されたビームとして検出するよ
うに、線源１０とフレームの回転中心軸をはさんでフレ
ームに設置されている。

第２図ないし第４図はこの放射線検出装置の詳細を示し
ている。検出体２１はファンビームＸ線が位置する平面
内の軸を中心に回転できるドラム匹を有している。この
シリンダは全体として鼓状をなしておシ、シリンダの母
線はＸ線管の焦点を中心とする円弧と表２ている。検出
層おはこのようなシリンダの周面全体に均一に設けられ
ている。

検出層自体はＸ線エネルギ蓄積形結晶を含むもので、こ
の結晶は接着剤によってシリンダ表面に固定されている
。検出層は勿論ファンビームＸ線のひろがシをカバーす
る長さを与えられている。ドラムは、その軸２２ａをフ
レーム１３に固定された軸受に保持させ、フレーム上の
ステップモータによって軸２２ａをまわすことによって
回転される。ドラムの回転はフレーム１１がファンビー
ムＸ線のひろがシ角度回転されるごとにある角度ずつな
され、ファンビームＸ線を吸収した部分Ｉが順次にファ
ンビームＸ線からはなれた位置に移動させられるように
しである。

レーザ発振器冴と走査＠５とはファンビームＸ線からは
ガれた位置にある吸収部分３０を放光させるためのもの
である。走査鏡は、レーザ発振器からのレーザ光線２６
にたいしてかたむけて配置されていて、軸部を中心に往
復回転させられることによってレーザ光線を吸収部分（
資）を走査させている。

検出器部はレーザ光線によって走査されかつ放光させら
れた吸収部分間からの光を電気信号に変換させている。

光検出器と吸収部分との間にはライトガイド四を配置し
てあって、＠層部分からの光を光検出器に導いている。

が、ライトガイドは吸収部分（９）にたいして鋭角Ａを
形成して配置されていて、吸収部分がドラムの回転に際
して端から１−次に一部ずつライトガイドに交差してい
くようにしである。レーザ光線はこのように配置された
ライトガイドにそい、かつライトガイドを通して検出層
を励起するようにしである。吸収部分（９）はそこでレ
ーザ光線がライトガイドにそって一走査されるごとに一
部ずつ順次に励起され、励起された各部分が次々と放光
させられ、輝点列が吸収部分に形成される。各輝点の生
成はライトガイドに交差している間になされ、光検出器
はこの間に輝点からの光を電気信号に変換させている。

計測は前記平面に計測部位を位置させて放射線源１０と
放射線検出装置１１との間に被検査体３１を配置し、フ
レーム１３を回転させることによってなさ度θに対応す
る角度回転されると、ファンビームＸ線１６が線源１０
から放射される。ファンビームＸ線を構成する各分岐ビ
ームは被検査体１７にて様々な大きさの減弱をうけて、
検出体上の検出層乙に入射させられる。検出層にはそこ
で各分岐ビームにたいする被検査体のＸ線吸収の度合に
応じたＸ線エネルギが蓄積される。検出体のドラムｎは
フレーム１３が次の角度θまで回転される間に回転され
る。Ｘ線ヲ吸収した部分間はこれによって端から順次に
ライトガイド四に交差することになる。

吸収部公園の励起はこの交差したときにレーザ光線２６
によってなされる。励起によって吸収部分に生じた各輝
点はライトガイドによって光検出器に導かれ、光検出器
は各輝点の輝度、すなわち吸収したＸ＃ＪＩエネルギの
大きさにしたがう電気信号を出力する。これらの励起と
光電変換とはフレーム１３が角度２θまで回転される間
になされる。フレームが角度２０回転されたところで、
Ｘ線が再びばく射され、この角度での被検査体のｘｌｌ
ｈｅ収データ全データ収部分が検出層幻に形成され、そ
してフレーム１３が角度３０回転されるまでに新た表悠
収部分（９）が励起され、吸収部分上の各輝点が光電変
換される。これらはフレーム１３が角度３６０゜回転さ
れるまでくシ返され、被検査体におけるファンビームＸ
線１６の位置する平面内の各部分のＸ線吸収値を決定す
るのに必要なサンプルを光検出器から得ることができる
。

第５図は本発明の放射線検出装置の他の構成を示してい
る。この放射線検出装置において、レーザ光線アは吸収
部分がライトガイドに一致する以前に、ライトガイド四
に平行な平面内で走査させられていると共に、レーザ発
振器Ｕと走査鏡δとの間におかれたオプチカルチョッパ
３６によって断続させられるようになっていることで、
前述の放射線検出装置と異なっている。オプチカルチョ
ッパは、第６図によく示されているように、はぼ十字形
の羽根車３７を有していて、この羽根車の軸郭がレーザ
光線の一走査中にステップモータなどによって回転され
ることで、レーザ光線が断続される。ファンビームＸ線
１６を吸収した部分（９）は、ト。

ラムｎの回転によってレーザ光線訪の走査領謔に位置さ
せられると、レーザ光線の断続によって相互に分離した
輝点を生じる。ドラム力３さらに回転されることで、各
輝点かライトガイド°四に一致し、一致したところで輝
点からの光がライトガイドを介在して光検出器部によっ
て検出される。

第７図は本発明の放射線検出装置のさらに他の実施例を
示している。この実施例において、ライトガイド四はそ
の入射側端面を検出層乙における吸収部分蜀と平行に、
いいかえれば角度Ａがゼロに配置されている。レーザ発
振器冴かも出たレーザ光線かは、ライトガイド四を通し
て走査鏡δによってライトガイド四を通して吸収部分３
０ｔ＝走査するようになっている。ビームスプリッタ４
０力；レーザ発振器と走査鏡との間におかれていて、レ
ーザ光線の一部を光検出器４１に導いている。この光検
出器は励起された吸収部分からの光を光電変換する光検
出器路とともに差動増巾器につながれていて、差動増巾
器は双方の光検出器の入力信号の差に比例した信号を出
力できる。ＡＤ変換器４６は差動増巾器からの出力信号
をＡＤ変換し、メモリ４７はこれを格納するようにして
いる。コントローラ４８は走査鏡を回転させるサーボモ
ータ４３およびメモリ化を制御するもので、走査鏡の振
れ角に応じてメモリ４８のアドレスを指定するようにし
ている。

この装置では、走査鏡５がレーザ光線部を１！ｌ！収部
分加のある部分を走査させると、差動増巾器４５に双方
の光検出器あと４１の出力の差に比例した出力信号を得
られ、差動増巾器の出力はレーザ光線あの寄与を除かれ
た、励起された部分の輝度の大きさのみに関したものと
なる。この信号はＡＤ変換器を経てメモリ４７に格納さ
れる。これら祉レーザ光線が吸収部分を走査する間に、
走査鏡の各振れ角ごとになされ、メモリ４７には励起さ
れた各部分に吸収されたＸ線ビームのエネルギに関する
データが格納される。

〔発明の効果〕

本発明の放射線検出装置は、以上述べたように、積形結
晶の粒径、たとえば数ミクロンｔ−最大限度とするまで
小さくすることができるので、空間分解能がきわめてす
ぐれたＣＴイメージ金得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放射線検出装置を設置させられたＣＴ
装置の一例を示す正面図でおる。第２図ないし第４図は
本発明の放射線検出器の一実施例を示していて、第２図
は正面図、第３図は第２図■−■線にそう平面図、第４
図は斜視図である。 第５図および第６図は本発明の放射線検出装置の他の実
施例を示していて、第５図は正面図、第６図は第５図Ｖ
ｌ−Ｖｌ線にそうオグテカルチョツノぞの拡大図である
。第７図は本発明の放射線検出装置のさらに他の実施例
の構成を示す斜視図である。 ｉｏ・・・放射線源、１１・・・放射線検出装置、１３
・・・フレーム、１６・・・放射線束、１７・・・被検
査体、２１・・・検出体、２３・・・検出層、２４・・
・レーザ発振器、２５・・・走査鏡、２６・・・レーデ
光線、２８・・・光検出器、２９・・・光伝送手段（ラ
イトガイド）、Ｊ・・・検出層における放射線を吸収し
た部分。 代理人　弁理士　秋　本　正　実 第１図 １ 第２１ １０ １τ５図 ０ ５ 第４図 Ｏ 第　５図 ノＧ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　回転するフレームと、フレームの回転中心軸に直
   角な平面内に焦点を位置させてフレームに配設された放
   射線源と、放射線源からの線束における前記平面内の線
   束を分岐したビームとして検出するように放射線源と前
   記回転中心軸をはさんでフレームに配設された放射線検
   出装置とを具備し、放射線源と放射線検出装置との間に
   置かれた被検査体の前記平面内の各ビームの放射線吸収
   に関連する電気信号を放射線検出装置から得るようにし
   たＣＴ装置のだめの放射線検出装置であって、放射線エ
   ネルギ蓄積形結晶を含む検出層と、フレームの回転に関
   連して線束を横切って移動しうるように検出層を支持す
   る手段と、線束からは々れた位置で検出層における線束
   を吸収した部分を励起かつ放光させる励起手段と、ひと
   つの光検出器と、入射側が前記吸収部分に対面しかつ出
   射側が２０光検出器に光結合された光伝送路と、光検出
   器からの出力信号を前記線束のビームの各々に対応ずけ
   る手段とからなること、を特許としているＣＴ装置用放
   射線検出装置。 ２、検出層が前記平面内に位置する中心軸のまわシに位
   置するドラム状に形成され、励起手段および光伝送路が
   検出層のまわりに配設されている特許請求の範囲第１項
   に記載の放射線検出装置。 ３、検出層がその母線を放射線源の焦点を中心とする円
   弧上に位置する、はぼ鼓状の形態を具備している特許請
   求の範囲＄２項に記載の放射線検出装置。