JPS60200189A - 放射線検出器 - Google Patents

放射線検出器

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JPS60200189A
JPS60200189A JP59055810A JP5581084A JPS60200189A JP S60200189 A JPS60200189 A JP S60200189A JP 59055810 A JP59055810 A JP 59055810A JP 5581084 A JP5581084 A JP 5581084A JP S60200189 A JPS60200189 A JP S60200189A
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scintillators
energy
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明はCTスキャナ等に適用して好適な放射線検出器
に係り、特に被検体に含有する複数の物質の像を得るの
に有効である放射線検出器に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
複数の再構成画像の比較を行なう画像処理手段として、
CTスキャナによるエネルギーサブトラクション技術が
ある。即ち、このエネルギーサブトラクションは、被検
体に含有する物質がX線エネルギーによってその吸収係
数を変えることを利用し、X線照射エネルギーを変化さ
せて被検体よシ透過して得られるX線透過データを収集
し、複合体である被検体の各物質を見分ける技術である
ところで、従来のこの種の技術は、X線発生器からエネ
ルギーの異なるX線を複数回にわたって被検体に照射し
、その都度、被検体よシ得られるX線透過データを収集
して再構成画像処理によって画像データを得、これらの
画像データに基づいてザブトラクションを行なっている
従って、以上のような技術は、複数回にわたってデータ
を収集する必要があるだめ、X線制御およびデータ収集
タイミングの煩雑さは否めず、まだ被検体の検査作業の
能率化に欠け、正確なデータが得られない不具合があっ
た。
〔発明の目的〕
本発明は以上のような点に着目してなされたもので、−
回の放射線照射によって被検体よシ透過して出てくる放
射線を複数の波長成分に分けて変換し、エネルギー範囲
の異なる放射線透過データを同時に取得することによシ
、簡単かつ迅速に被検体のデータを取得でき、正確なデ
ータによって高精度に例えばサブトラクションを行なわ
せる放射線検出器を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、複数のシンチレータの相互間に反射板を介挿
するとともに、これらのシンチレータの所要個所に光電
変換体を設け、各シンチレータで波長成分の異なる放射
線エネルギーを光に変換して各光電変換体によシミ気菌
なデータに変換することによシ、エネルギーバンドの異
なる複数のデータを同時に取得する放射線検出器である
〔発明の実施例〕
次に、本発明の一実施例について第1図を参照して説明
する。同図において11.12は放射線エネルギーや線
蓋に比例する発光量で発光するシンチレータであって、
これらのシンチレータ11.12間にはアルミニウムや
ステンレス等の材料の反射板13が介挿されている。こ
の反射板13は、直進入射してくる放射線エネルギーを
その厚さに起因して減衰させて後段側のシンチレータ例
えば12へ導き入れ、さ・らに各シンチレータ11.1
2内では発光せられた光を反射させる機能をもっている
。なお、放射線入出射側を除いてシンチレータ11.1
2の外周部にも同様に反射板13′が添着されている。
また、各シンチレータ11,12の表面の反射板13 
、1.9’を除く所要の個所には光電変換体14.15
が設けられている。これらの光電変換体14.15は、
シンチレータ11.12の表面よシ外側に透明電極(ネ
サ電極)14a。
15a1光電変換膜例えばフォトダイオード14b、1
5bおよびアルミニウム蒸着膜等で形成された電極14
c、15c等の順序で配薗構成されたものである。16
.16’、17゜17′は信号取出し用リード線、RA
、RBは放射線例えばX線の入射方向を示している。
従って、以上のような構成の放射線検出器によれば、放
射線A、Bが図示矢印方向から入射してくると、長波長
成分である低放射線エネルギーAはシンチレータ1ノに
よって吸収発光され、これが光電変換体14の透明電極
14mを経て光電変換膜である例えばフォトダイオード
14bによってその発光量に比例する電気的な放射線透
過データに変換された後、リード線16 、16’によ
シ外部に導出されるようになっている。
一方、短波長成分である高放射線エネルギーBは反射板
13を突き進んで次段のシンチレータ12に入射し、こ
こで放射線エネルギーに比例する発光量で発光する。こ
の光は前述と同様に透明電極15hを経て光電変換膜で
ある例えばフォトダイオード15bによって発光量に比
例する電気的な放射線透過データに変換された後、リー
ド線17 、17’によって外部に導出される。なお、
各電極14a+15b、14cは薄い放射線の透過しや
すい側斜を用いるので、放射線に対しては殆んど透明に
近いものである。
従って、以上のような放射線検出器としては第2図のよ
うな特性をもって表わすことができる。即ち、Aはシン
チレータ1ノよシ光電変換体14に入射する長波長帯に
おける放射線のパワースペクトルで6b、Bはシンチレ
ータ11を通ってシンチレータ12よシ光電変換体15
に入射する短波長帯における放射線のパワースペクトル
である。図中、λは波長、■は光電変換体14.15の
出力電流である。かかる特性から明らかなように、前段
側のシンチレータ1ノでは長波長の放射線エネルギーを
吸収して出力を得、後段側のシンチレータ12は短波長
成分の多い放射線エネルギーを吸収して放射線透過デー
タを取シ出すことができる。ゆえに、1個の放射線検出
器によってエネルギーの異なる放射線透過データを同時
に取シ出すことができる。
なお、本発明の放射線検出器は上記実施例に限定されず
に種々変形して実施できるものである。上記実施例では
2個のシンチレータ11゜12の組合せであるが、2個
以上例えば第3図のように3個のシンチレータ21〜2
3を組合せたものでもよい。なお、各シンチレータ21
〜23の間にはそれぞれ反射板13−1.13−2が介
挿されるものである。24は光電変換体である。従って
、以上のような構成にすれば、3つの異なる放射線エネ
ルギーバンドの放射線透過データを取得でき、被検体の
より多くの混合物質の識別用データを得ることができる
まだ、複数のシンチレータ例えば11.12は放射線入
射方向においてほぼ同じ厚さとしてもよいが、各シンチ
レータ11.12の厚さの比を可変すれば、放射線エネ
ルギーバンドを調整でき、混合物質に関する正確なデー
タを得ることができる。なお、放射線検出器に回転機構
を取シ付け、人為的又は電気的に180°回転させれば
、各シンチレータ11.12を全く逆の厚さ比をもって
設定でき、全く逆のエネルギーバンドのデータを取得で
きる。さらに、相隣接するシンチレータ例えば11.1
2間に配置する反射板13として着脱自在に設け、その
材質、厚さの異なる反射板13を選択的に用いて放射線
エネルギーバンドを調整することも可能である。また、
放射線検出器としては、第4図のように台形状の形態に
形成し、ファン状放射線ビームの照射による被検体の放
射線透過データを取得し易くするとともに各シンチレー
タ11.12への放射線入射量を等しくすることも容易
に実現できる。!、た、第5図のように放射線入射方向
に対しである角度をもって反射板13′を配置し、この
反射板J 3’で仕切れた各シンチレータ11.12に
よって発光せられる光を適宜な個所に設けだ光電変換体
14’ 、 Z 5’で各エネルギーバンドの放射線透
過データとじて取得してもよい。その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば第
6図の如き複数の放射線検出器を並べてラインセンサと
して使用してもよいことは首うまでもない。
次に、本発明に係る放射線検出器を例えばCTスキャナ
に適用した一例について説明する。
同図において31はファン状放射線ビームを照射する放
射線発生器、32は2個のシンチレータ11.12の組
合せによる放射線検出器を横方向に多数個差べて構成し
たラインセンサであシ、これらの発生器31とラインセ
ンサ32との間に被検体33が設置される。なお、スキ
ャン方式としてはいわゆる第1世代から第4世代の何れ
でもよく、寸だ放射線発生器31、ラインセンサ32又
は被検体33の何れを回転させてもよい。34に、34
Bはシンチレータノ1゜・・・、12.・・・に対応し
て設けられたデータ収集部、35A、35Bdコンヒリ
ユーシヨン法によシコンボリューション関数を用いて放
射線投影方向の各放射線検出器ごとのコンボリューショ
ン演算を行なうコンデリュージョン演算部、36A、3
6Bはコンパ−リュージョン演算によって得られた投影
方向のデータを一時記憶するメモリ、37は各メモリ3
6に、36Bごとにデータを読出してバックプロジェク
ション(逆投影)処理を行なう画像再構成処理部、38
は所定のプログラムに従って所定のタイミングで一各構
成部を制御するとともに所定の演算を実行する中央演算
制御処理ユニット(以下、CPUと相称する)であシ、
これには磁気ディスク装置39およびディスプレイ用メ
モリ40を介してディスプレイ装置4ノが接続されてい
る。
従って、以上のような放射線検出器を用いだCTスキャ
ナであれば、次のような種々の画像処理を行なうことが
できる。その1つはエネルギーサブトラクションの実行
、他の1つはエネルギーの異なる画像の作成、他のもう
1つはエネルギーの異なる画像のカラー表示が可能とな
る。
先ず、エネルギーサブトラクションの処理について述べ
る(第8図参照)。この処理としては、放射線発生器3
1からDJの如き放射線・ぐルスが放射され、ラインセ
ンサ32を構成する各放射線検出器のシンチレータ1ノ
、・・・および12、・・・に対応して02におよび0
2Bのように長波長バンドの放射線エネルギーおよび短
波長バンドの放射線エネルギーを検出して電気的な放射
線透過データに変換し、このデータをデータ収集部34
A、34Bでデータ収集(DJA。
D 3 B) l、てディジタル変換した後、コンポリ
ー−ション演算部35A、35’Bへ送出する。ここで
は、前処理を行なった後、コンボリューション法を用い
て投影方向におけるコンポリー−ション演算によりデー
タを得、このデータを一時メモリ361.36Bに記憶
する。各メモリ36に、36Bに記憶されたデータはC
PU E &からの異なった読出しタイミングで読出さ
れて画像再構成処理部37に送られ、ステラfD5にて
画像再構成処理によって例えばA系側の再構成画像デー
タを得る。このようにして得られた再構成画像データは
CPU B gによって一旦磁気ディスク装置39に格
納され(D6)、次にB系側の再構成画像データを得る
。以上のようにしてA系、B系の再構成画像データを得
たならば、適宜な重みPを付して、f=A−PBなるサ
ブトラクション処理を行なう。そして、サブトラクショ
ン処理されたデータは画像メモリ40に格納された後、
必要なときに読出してディスプレイ装置41に表示する
ものである。
次に、エネルギーの異なる画像データの作成は、上述す
るサブトラクションにおける画像再構成処理にてエネル
ギーの異なるA系とB系の再構成画像データを得ている
ので、これを別々にディスプレイ装置41に表示すれば
よい。
また、A系とB系の再構成画像データを加算してそれぞ
れの画像データを別々にディスプレイ装置41にカラー
表示することもできる。
〔発明の効果〕
以上詳記したように本発明によれば、複数のシンチレー
タを反射板を介挿して直列に接続するとともに各シンチ
レータの所要個所に光電変換体を設け、直接および反射
板を通って入射する放射線のうち長波長成分の放射線を
前段側のシンチレータにて、短波長成分の放射線を後段
側のシンチレータにて吸収発光させ、前記各光電変換体
で電気的な放射線透過データに変換して検出するもので
あるので、−回の放射線照射でエネルギーバンドの異な
る複数のデータを同時に取得でき、従来のように放射線
エネルギーを二回にわたって変化させてデータを取得す
るものに較べてデータ収集能力にすぐれ、正確なデータ
を得ることができ、またCTスキャナなどに適用して高
精度なエネルギーサブトラクション処理が実現できる放
射線検出器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る放射線検出器の一実施例を示すも
ので、同図(A)は上面断面図、同図(B)は側面断面
図、第2図は放射線の波長と出力との関係特性図、第3
図ないし第5図は本発明の他の実施例を示す上面断面図
、第6図は本発明の放射線検出器を複数個並べたライン
センサの一部切欠して示す斜視図、第7図は本発明の放
射線検出器を適用したCTスキャナのブロック構成図、
第8図はCTスギャナによるエネルギーサブトラクショ
ン処理の流れ図である。 11.12.21〜23・・・シンチレータ、I J 
、 13−1 、13−2・・反射板、14・・・光電
変換体。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第2図 第3図

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数のシンチレータのそれぞれの間に反射板を介
    挿するとともに、各シンチレータの表面の所要個所に光
    電変換体を設け、直接および反射板を通って各シンチレ
    ータに入射する放射線のうち長波長成分の放射線を前段
    側のシンチレータで、短波長成分の放射線を後段側のシ
    ンチレータでそれぞれ検出し、前記各シンチレータごと
    に設けられた光電変換体でエネルギーの異なる電気的な
    放射線透過データを取得するようにしたことを特徴とす
    る放射線検出器。
  2. (2)複数のシンチレータは少なくとも2個以上である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の放射線検
    出器。
  3. (3)複数のシンチレータはそれぞれほぼ同じ厚さを有
    するものである特許請求の範囲第1項記載の放射線検出
    器。
  4. (4)複数のシンチレータはそれぞれ異なる厚さを有す
    るものである特許請求の範囲第1項記載の放射線検出器
  5. (5)反射体はその材質または厚さを可変して各シンチ
    レータ間に介挿するものである特許請求の範囲第1項記
    載の放射線検出器。
  6. (6)放射線検出器は向きを変えて使用するものである
    特許請求の範囲第1項記載の放射線検出器。
  7. (7)放射線検出器は台形状に形成されたものでおる特
    許請求の範囲第1項記載の放射線検出器。
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