JPS6032243A - 放射線検出器 - 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〕 本発明は電子計算区を用いたＸ線断層撮影装置（以下、
ｒ　Ｘ、　ａ　ＣＴ装置」という）に用いられる放射線
検出器に関し、特に多素子電離箱型Ｘ線検出器における
各素子の信号出力特性のばらつきを低減させることが可
能な放射線検出器に関するものである。

〔発明の背景〕

Ｘ　！？Ｉ　ＣＴ装置には幾つかの撮影方式があるが、
現在型も多く用いら、１ｔでいる第３世代方式と呼ばれ
る方式について、その概要を説明しておく、。

この方式は、４０度前後の開き角を有するファンビーム
Ｘ線を放射するＸ線源と、多素子Ｘ線検出器（以下、単
に「検出器」という）とを約Ｌｍの距雛で対向させて設
置し、上記ＸｖＡ源と検出器とを、該Ｘａ源と検出器と
の間に置かれた被写体を回転中心として、相互の位置関
係を保持したまま回転させ、多方向から）ｌを照射して
Ｘ線強度分布を計測し、その信号を計算機処理すること
によって断層像を得る方式である。

この方式の難点は、断層像にリング状アーチファク１−
が発生し易いことである。リング状アーチファク１〜は
、検出器の素子間にある程度以上の感度差がある場合に
発生するものであり、このため、検出器の素子間の感度
ばらつきを低減させることが必要である。

この種の撮影方式のＸ線ＣＴ装置においては、検出器と
して、主に、キセノン電離箱検出器が用いられている（
特開昭５／ｌ−１７８８９号、同５４−８９７０１号公
報参照）。

第１図はキセノン電離箱検出器の構造の一例を示す断面
図である。図において、１，２はそれぞれ後述する電極
部を構成する高圧電極板およびイご量定極板、３Ａ、３
Ｂは該電極板１，２を保持する電極保持用溝板、４は圧
力容器、５はＸ線入射窓、Ｉ５は上記高圧電極板１に設
けられた電圧印加端子、９は」二記信号電極板２に設け
ら九た（Ｂ号出力端子を示している。また、１０は後に
詳述する電極部の放射線入射方向後側（以下、これを［
電極部後側」という）の空間を、１１は配線手段を示し
ている。

第２図に電極部の詳細な構成を示す。前記電極Ｆｉｌ、
２はＸ線を透過させない材質、例えば、モリブデンやタ
ングステンで構成され、その厚さは０．０５〜０．１５
ｍｍさなっている。ｌ素子は２枚の高圧電極板とその中
間に置かわだ１枚の同材質の信号電極板とから構成され
ている。上記両電極板１゜２は、相対して固定された２
枚の電極保持用）１与板３Ａ、３Ｂの溝内に挿入・固定
され、要求される精度で配列さＪｔでいる。電極保持用
溝板３Ａ、３Ｂの材質は、上記両電極板】、２の間の絶
縁を十分に保持し、かつ、放射線に対して安定であるこ
とが必要な点から、ガラス、セラミックスまたは樹脂材
料等が用いられている。上記電極部は、前記圧力容器４
中に封入された高圧のキセノンまたはクリプトンガス中
に設置されて、電離箱検出器として機能する。

第１図に戻って説明を続ける。扇形のＸ線ビーム１２は
、通常、約１０Ｉηｎ１程度の厚さを有しており、精密
測定の場合には、コリメータを用いてＩ　、　Ｏ＋＋＋
ｍ程度まで狭くして撮影を行う。上記Ｘ線ビームは検出
器の入射窓５を通過して電離箱に入り、（ｒ１号電極と
＋５００■または一５００Ｖ程度の電圧が印加された高
圧電極とで形成される電離空間で上記封入ガスを電離す
る。電離したイオンおよび電子は、それぞれの極性に応
じて電極板１または２に流入して信号電流となる。

ｘａｃ’ｒ装置においては、Ｘ線照射方法としてパルス
状照射と連続照射が用いられるが、上記第３世代方式の
装置においてはパルス状照射が用いられている。パルス
状照射は１例えば、５ｍ５ｅｃ間ＸＩｆＡｒＫｃ躬、１
０ｍ５ｅｃ間休止を繰り返すものである。

上記パルス状照射の場合のキセノン電離箱検出器の出力
電流を測定したところ、第３図に示す如く、Ｘ線照射停
止後も出力電流が零にならず残留電流１４が生ずること
がわかった。１３は１−記残留電流がない場合の出力電
流を示すものである。に記検出器の出力電流は検出回路
の積分Ｈ５によりｆｊｔ分され、信号電圧として画像処
理装置に転送される。

第４図は上記残留電流がない場合の上記信号電圧１７と
、残留電流がある場合の信号電圧１８とを示すものであ
る。図から明らかな如く、検出器の各素子に異なった残
留電流が生ずると上記積分器の出力が各素子ごとにばら
つき、前記リング状アーチファクトを生ずる原囚斜なる
。

上記残留電流の影響を少なくする方法として、上記積分
器の積分時間を上記パルス照射のＸＵＡ照射時間のみに
限る方法があるが、この方法では、照射時間と積分時間
とを厳密に一致連せるために回路部品の数が増大すると
いう別の問題を生ずることになる。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、従来の検出器における上述の如き問題を
解消し、簡単な構造で、各素子の信号出力特性のばらつ
きを低減させることが可能な検出器を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明の上記目的は、平行または放射状に交互に配置さ
れた禎数の高圧電極板と信号型ｔｉ仮とから成る電極抜
群と、該電極板群を外部回路に接続するための接続手段
および入射する放射線により電離する気体を収納する容
器から成る検出器において、前記電極板群の電圧印加端
子および信号出力端子をそれぞれ前記電極板群に対して
均等に配置したことを特徴とする検出器によって達成さ
Ｊしる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第５図は本発明の一実施例を示す検出器の断面図である
。図において、記号］、２．３Ａ、３Ｂ。

５．９．１５は第１図に示したと同じ構成要素を示して
おり、４Ａは前記電極部後側の空間１０Ａを有する圧力
容器、８は信号電流引出しのための気密端子部を示して
いる。

第６゛図は本実施例の電極部の構造を示す斜視図である
。本実施例の電極部の基本的な構造は第２図に示した従
来の電極部と同じであり、従来の電極部との相異点は各
電極板への電圧印加端子、信号出力端子の！！［！置に
ある。すなわち、従来の電極部においては、電圧印加端
子１５を電極板１の中央部に、また、信号出力端子９を
電極板２の上側端。

下側端に交互に設けていたのに対して、本実施例の電極
部においては、電圧印加端子１５を電極板１の下側端に
、また、信号出力端子を電極板２の上側端にそれぞれ設
けている。

なお、上記電極部の各部の材質・寸法は以下の通りとな
っている。電極板１，２はタングステン板から成り、厚
さは０．１５ｍｍ、電極板間隔はＸ線入Ｈ（１１１１で
０．５ｍｍである。また、圧力容器４Ａ内には、２０　
ａｔｏｍのキセノンガスが封入されており、電極板］、
２の奥行寸法は３０ｎ＋ｍとなっている。

電極部を上述の如く構成することにより、電極部の各信
号電極板２の周囲の電界が均一になり、検出器の各素子
に生ずる残留電流は均一になる。

これにより、前記残留電流に起因するリング状アーチフ
ァクトを防止することが可能となる。

また、電極部を上述の如く構成することにより、信号電
流は前記電極板２の信号出力端子９から、信号電流引出
し用気密端子部８を通じて外部に引出されるため、前記
電極部後側の配線手段は殆んど空間１０Ａ内に露出しな
くなる。これにより、第５図に示す如く、電極部後側の
空間１０Ａが従来に比較して格段に小さくできる。電極
部後側の空間１０Ａが小さいということは、ここで電離
するガスの量が少ないということであり、これは前述の
残留電流を減少させることに大きな効果がある。

実験的にめた結果によれば、上記電極部後側の空間１０
Ａの大きさは、電極Ｆｉｌ、２で形成される電離空間に
おいて発生する荷電粒子数に対し、上記？！Ｉ！極部後
側の空間において発生する荷電粒子数を１　／１００以
下程度にする必要がある。これは。

上ｉ２電極板１．２により形成される電離空間を通過す
るＸ線量が数％〜」０％あるものとして、このＸ線が電
極部後側の空間においてガスを電離し、電離したイオン
と電子の信号電極板２への流入が発生したとしても、一
様であるために無視てきるところから定められたもので
ある。このための上起電極部後側の空間の奥行寸法は前
記電極部を用いた場合、Ｘ線を６０Ｋｖの単色Ｘ線とし
て、前記電極板奥行寸法３０　ｍ　ｍの約７％、２１１
１１１１以下となる。

なお、同様の効果は、第５図に１６で示した遮蔽用電極
板を設けることによっても達成される。すなわち、圧力
容器４の電極部後側の空間１０が多少広くても、該空間
内の電極部後端に高圧電極板Ｉと同電位を有する遮蔽用
電極板１６を設けることにより、上記空間を実質的に狭
める効果がある。

本発明は」二記実施例に限定されるべきものではないこ
とは言うまでもない。例えば、電極部の材質・寸法等は
適宜選択されて良いものであるし、上記電極部からの信
号引出し方式等も種々の方式を用いることが可能である
。また、引出した信号の処理方式も特に限定されるもの
ではない。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、平行または放射状に
交互に配置された複数の高圧電極板と信号電極板とから
成る電極板群と、該電極板群を外部回路に接続するため
の接続手段および入射する放射線により電離する気体を
収納する容器から成る検出器において、前記電極板群の
電圧印加端子および信号出力端子をそれぞれ前記電極板
群に対して均等に配置したので、前記各電極板間での電
界を均一にすることが可能となり、簡単な構造で、各素
子の信号出力特性のばらつきを低減させることが可能な
検出器を実現できるという顕著な効果を奏するものであ
る。また、上記電極部の後側の空間を狭く構成すること
により、ここで発生する荷電粒子数を減少させることが
でき、これも」二記各素子の信号出力特性のばらつきを
低減させる−にで有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の検出器の一例を示す断面図、第２図はそ
の電極部を示す斜視図、第３図は素子の出力電流を示す
図、第４図は信号電圧を示す図。 第５図は本発明の一実施例を示す断面図、第６図はその
電極部を示す斜視図である。 １：高圧電極板、２：信号電極板、３Ａ、３１３：電極
保持用溝板、４Ａ：圧力容器、５　：　Ｘ　ｊ、？入射
窓、８：気密端子部、９：信号出力端子、１０Ａ＝電極
部後側の空間、１２：Ｘ線ビーム、１５：電圧印加端子
。 第　１　図 第　２　図 第　３　図 υ　ｊ　、Ｌ（Ｊ　ｌｆｉ （ｍｓ） 第　５　図 第　６　図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）平行または放射状に交互に配置された複数の高圧
   電極板と信号電極板とから成る電極板群と。 該電極板群を外部回路に接続するための接続手段および
   入射する放射線により電離する気体を収納する容器から
   成る多素子放射線検出器において。 前記電極板群の電圧印加端子および信号出力端子をそれ
   ぞれ前記電極板群に対して均等に配置したことを特徴と
   する放射線検出器。
2. （２）前記電極板群の電圧印加端子および信号出力端子
   をそれぞれ前記電極板群の相異なる端部に配置したこと
   を特徴とする特許請求の範ｒＩＩｉ第１項記載の放射線
   検出器。
3. （３）平行または放射状に交互に配置された複数の高圧
   電極板と信号電極板とから成る電極板群と。 該電極板群を外部回路に接続するための接続手段および
   入射する放射線により電離する気体を収納する容器から
   成る多素子放射線検出器において、前記電極板群の電圧
   印加端子および信号出力端子をそれぞれ前記電極板群に
   対して均等に配置するとどもに、前記電極板群の放射線
   入射方向後側の空間で発生する荷電粒子数を、前記高圧
   電ｔ＠　ｊｆｉによって形成される電離空間で発生する
   荷電粒子数の１　／１００以下とする如く、前記空間の
   容積を減少させたことを特徴とする放射線検出器。
4. （４）平行または放射状に交互に配置されたｔｌｌＡｌ
   ｌの高圧電極板と信号電極板とから成る電極板群ど、該
   電極板群を外部回路に接続するための接続手段および入
   射する放射線により電離する気体を収納する容器から成
   る多素子放射線検出器において、前記電極板群の電圧印
   加端子および信号出力端子をそ九ぞれ前記電極Ｆｉ群に
   対して均等に配置するとともに、前記電極抜群の放射線
   入射方向後側の前記電極板群に近接した位置に、放射線
   入射方向に略直角に配置された、前記高圧電極板と同電
   位の遮蔽用電極板を設けたことを特徴とする放射線検出
   器。