JPS6148212B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放射線断層撮影装置に用いる放射線検
出器の改良に関するものである。

放射線断層撮影装置の一つとしてコンピユー
タ・トモグラフイ（Computed Tomography；以
下、CT装置と略称する）と呼ばれる装置があ
る。この装置は例えば扁平なフアンビームＸ線を
パルス的に曝射するＸ線源とこのＸ線を検出する
複数個の放射線検出セルを並設して成る放射線検
出器とを被検体を介して対峙させ、且つこれらＸ
線源及び放射線検出器を前記被検体を中心に互い
に同方向に同期的に回転移動させ、被検体断面の
種々の方向に対するＸ線吸収データを収集する。
そして、十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、被検体断面の個々の位置
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
まで明確な断層像が得られる。

第１図にこのようなCT装置の概略的構成を示
す。図において１はカバーで、中心に孔１ａが設
けられている。このカバー１内にはリング状の回
転架台２が設けられ、その中心には前記カバー１
の孔１ａより大きな径の孔２ａが設けられてい
る。そして、この孔２ａ内に支持台３に載置され
た被検体４の被検部位が支持台３の移動により挿
入されるようになつている。また回転架台２はそ
の駆動機構５によつてその中心を中心とし、回転
駆動される構成となつている。

また、回転架台２には放射線源例えばＸ線管６
と、これに対向し且つ被検体４を挾む位置に放射
線を検出する放射線検出器７が取付けられてお
り、Ｘ線管６よりの出力Ｘ線は被検体４を含む撮
影領域８を透過した後、放射線検出器７に入射す
るよう配置されている。

Ｘ線管６よりの出力Ｘ線は第１図において紙面
と平行な方向に広がりを有する扇形状を成してお
り、放射線検出器７はこの扇状Ｘ線ビーム（フア
ンビームＸ線）FBの各小角度内の強度をそれぞ
れ独立に測定できるように多数の放射線検出セル
D₁，〜Ｄ_oに分割されている。

さて、このCT装置において、被検体４の断層
像を得るためには、先ず被検体４を回転架台２内
に配置する。次に駆動機構５によつて回転架台２
を回転させながらＸ線管６よりフアンビームＸ線
FBを照射する。

すると第２図に示すように放射線検出器７の各
放射線検出セルD₁；〜Ｄ_oにはこの放射線検出セ
ルD₁，〜Ｄ_oとＸ線管６とを結ぶ線上を通るＸ線
（これをＸ線パスと称する）P₁，〜Ｐ_oが入射す
る。このＸ線パスP₁，〜Ｐ_oはそのＸ線パス上に
位置する被検体４を透過する際に減衰を受けるか
ら各放射線検出セルD₁，〜Ｄ_oはそれぞれ入射す
る上記Ｘ線パスP₁，〜Ｐ_oの強度に比例した電気
信号に変換する。この電気信号は第３図に示すよ
うにそれぞれ各放射線検出セルD₁，〜Ｄ_o毎に独
立して設けられている積分増幅器A₁，〜Ａ_oに送
られてここで増幅、積分され、それぞれ対応して
設けられるＡ／Ｄ変換器B₁，〜Ｂ_oにてデイジタ
ル量に変換される。このデイジタル量はバツフア
メモリ９に一時蓄えられた後、コンピユータ等の
演算処理装置１０に入力される。この動作を回転
架台２の所定角度毎の回転移動操作毎に繰り返え
して被検体４のあらゆる方向からのＸ線吸収デー
タを得る。

このようにして得られたデータを演算処理装置
１０により演算して画像再構成処理を施こし、
CRTデイスプレイ装置１１に与えて断層像とし
て表示する。

ところで、この種の装置の多チヤンネル形の放
射線検出器７は従来、良く知られているように高
圧電極と信号電極を対峙させ、キセノンガス等の
ような放射線に対して下透明なガスを封入して成
る電離箱型が主として用いられる。

第４図はかかる電離箱型の放射線検出器の構成
例を示すもので、金属板で構成される高電圧印加
用のバイアス電極４１とこれに対峙して配置され
る信号検出用の収集電極４２及びこの収集電極４
２の背面側に配設される接地されたＸ線シールド
電極４３をキセノンガス中に封入して成るもので
ある。

この放射線検出器はセクタ数（ピツチ）を殖す
ために収集電極を極めて薄く作り、Ｘ線シールド
電極４３の両側に絶縁体のシートを挾んで接着す
る方法をとつている。そのため、 バイアス電極４１とＸ線シールド電極４３の
位置決めが困難で検出素子間（対向する一対の
バイアス電極４１及び収集電極４２で構成され
る放射線検出セルの各セル間）の感度偏差が大
きくなる。

バイアス電極４１とＸ線シールド電極４３の
固定の仕方によつては前記バイアス電極４１か
らのリーク電流（漏洩電流）が収集電極４２に
流入し、雑音の原因となる。

各電極の固定方法が悪いと振動その他の影響
でマイクロフオニクス雑音が出易い。

等の欠点があつた。

即ち、再構成画像の分解能は放射線検出器の持
つ感度、分解能で定まるため、優れたCT装置を
得るには各セル間の感度偏差が均一で低雑音、高
感度の放射線検出器を用いる必要がある。そし
て、分解能を高めるために各セル間のピツチを狭
くすると放射線検出器の電極の配線が行いにくく
なる。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、
CT装置用多チヤンネルの放射線検出器におい
て、電気的な絶縁体の板に多数の溝を形成し、こ
の溝に導電性の金属板より構成されるバイアス電
極と導電性の金属板の両面に絶縁物によるシート
を貼り更にその上に導電性の金属シートを貼着し
て成る信号検出用の収集電極を交互に嵌め込んで
保持させると共にこれらを放射線に対して不透明
なガス中に封入し前記バイアス電極に正または負
の高電圧を加え、前記収集電極の金属シートは接
地電位に、更に収集電極の中心の金属板はリーク
電流を吸収するためのガード電極として用いるよ
うにすることにより、各電極の固定を強固にしそ
の位置精度を向上させると共に振動を抑制してマ
イクロフオニクス雑音を低減し、更にリーク電流
による雑音をも抑え、また、バイアス用電極及び
前記信号検出用電極のガード電極端子及び信号検
出用電極の各収集電極に設けられるそれぞれの端
子をそれぞれ位置が異なるようにピツチをずらし
て突設して設け、バイアス用電極の端子は同一列
になるように、また、信号検出用の電極は端子位
置が近隣の信号検出用の端子と同一列にならない
ように配設することにより、電極間のピツチを狭
くしても配線を行い易くした放射線検出器を提供
することを目的とする。

以下、本発明の一実施例について第５図〜第１
２図を参照しながら説明する。

第５図は本装置の平面図であり、図中５１，５
２は互いに平行に配設された絶縁体による平板状
のサポートである。このサポート５１，５２は第
１図〜第３図に示す放射線検出器７の正面形状と
同様、その正面形状はわん曲された円弧状を成し
ており、これらサポート５１，５２には互いに対
向する面に、それぞれ所定間隔をもつてＸ線パス
方向に沿う嵌合溝５１ａ，５２ａが互いに同位置
に形成されている。５３は導電性の金属板（Ｘ線
等の放射線を吸収しやすい材料が良い）で作られ
た放射線に対しシールド効果のあるバイアス電
極、５４は導電性の金属板で放射線に対しシール
ド効果のある材料で作られたガード電極部５４ａ
の両面にこのガード電極部５４ａよりやや幅の狭
い絶縁シート５４ｂを貼り付け更にこの絶縁シー
ト５４ｂの上面に導電性金属シートによる信号検
出用の収集電極部５４ｃを貼り付けて構成した収
集電極であり、これら収集電極５４及びバイアス
電極５３は前記サポート５１，５２の嵌合溝５１
ａ，５２ａ間に１枚ずつ交互に嵌め込まれる。ま
た、嵌め込まれたこれら電極５３，５４をサポー
ト５１，５２に強固に固定するために嵌合溝５１
ａ，５２ａ部分にエポキシ樹脂等による接着剤５
５を充填し、固定する。収集電極５４は絶縁シー
ト５４ｂ及び収集電極部５４ｃがガード電極部５
４ａより幅狭であるために嵌合溝５１ａ，５２ａ
にはガード電極部５４ａの端部が直接嵌め込まれ
る。

尚、サポート５１，５２はその嵌合溝５１ａ，
５２ａの加工を数値制御工作機械等で高精度に加
工しておく。

ここで、前記収集電極５４は第６図〜第８図で
示す如く加工すれば容易に作ることができる。即
ち、第６図はガード電極部５４ａを示す図であ
り、図の如く放射線シールド効果のある導電性の
板体を方形に整形し、その一辺側に端子部となる
舌片ａ，ｂ，ｃを所定位置に形成しておく。

次に第７図に示す如くガード電極部５４ａより
やや幅の狭い長方形の絶縁シート５４ｂの片面側
に薄い導電性の金属シートによる収集電極部５４
ｃを貼り付ける。この収集電極部５４ｃは中央で
分割されており、収集電極部５４ｃ側を上面とし
てこの分割位置で２つに折り曲げる。そして第８
図示す如くガード電極部５４ａの舌片ａ，ｂ，ｃ
を設けた辺の対向辺側からこの２つ折りした絶縁
シート５４ｂを被せ、ガード電極部５４ａに貼着
する。これによりガード電極部５４ａには絶縁層
を介して裏表にそれぞれ１つづつ収集電極部５４
ｃが形成されることになる。絶縁シート５４ｂに
はガード電極部５４ａの舌片ａ，ｂに対応する位
置に第７図の如く舌片ｄ，ｅを形成しておき、ま
た、２つの収集電極部５４ｃ，５４ｃにもこの舌
片ｄ，ｅに対応して舌片を形成しておくことによ
り、ここをそれぞれの端子として利用できる。

絶縁シート５４ｂ上に収集電極部５４ｃを設け
た第７図の如きものを高精度に作るには例えばポ
リイミド樹脂のシートに銅を蒸着或いは貼着した
可撓性積層板、プリント基板等をエツチングする
のが最良の方法である。

尚、端子はガード電極部５４ａ用、２つの収集
電極部５４ｃ用にそれぞれ一つずつ用いられる
が、第８図の如きものの他、第９図の如きものも
作る。

第１０図はバイアス電極５３を示す図で方形の
金属板の一隅に舌片ｈを形成しこれを端子として
用いる。

さて、この第８図、第９図、第１０図に示した
それぞれの電極を絶縁体のサポート５１，５２の
嵌合溝５１ａ，５２ａに挿入するわけであるが、
それぞれの端子は配線を容易にするために第１１
図に示すような配置にする。即ち、バイアス電極
５３においてはその端子ｈが一列に並ぶようにす
べて同方向に配設し、収集電極５４はガード電極
部５４ａの端子、収集電極部５４ｃの端子ａ，
ｂ，ｃ，a′，b′，c′が収集電極５４一枚おきに同
一列となるように交互に種類を変えて配設する。

この構成とすれば各種類別の端子は種類別に一
列に並びしかも異なる種類の端子はそれぞれ位置
が異なる。従つて、収集電極部５４ｃの端子は素
子ピツチの倍の配列で出すことができるので、例
えばバイアス電極５３と収集電極５４の収集電極
部５４ｃとの距離ピツチが１mmピツチ以下となる
ような場合には端子の導出の点で非常な利点とな
る。

第１１図の配列においてバイアス電極５３の端
子ｈはスズメツキ線等の金属線で結んでスポツト
溶接やハンダ付等により固定する。そしてこの金
属線を介してバイアス電圧をそれぞれに供給する
がバイアス電圧はこの構成体をキヤノンガス中に
封入して放射線検出器を完成させた場合における
ガス圧の関数となるが、通常は100〜2000〔Ｖ〕
程度の電圧が望ましい。

収集電極５４のガード電極部５４ａ用の端子
a′，ｃは全ガード電極部５４ａがアース電位にな
るよう金属線で連結する。

このように構成して成る電極アレーを放射線に
対して不透過性の高圧ガス（例えばキヤセノンガ
ス）中に封入するわけであるが各収集電極部５４
ｃから個別に信号を抽出し外部に導出しなければ
ならない。

これは封入された高圧ガスに対し気密構造とす
る必要があるから特別の構造をとる必要がある。
即ち、第１２図に示すように金属製フランジ５６
に段付穴５６ａを穿設しその中にハーメチツクシ
ール端子５７を入れ、更にエポキシ樹脂等の接着
剤５８をボツテングしてガスリークを防ぐ。ハー
メチツクシール端子５７は例えばコバール線５９
をガラスビーズに封着したものである。

このような金属製フランジ５６にて電極アレー
を納めた放射線検出器の収納容器の開口部を塞
ぎ、各端子はこのフランジ５６の前記ハーメチツ
クシール端子５７を介して外部に導出することに
なる。

その各端子とハーメチツクシール端子５７との
接続はフレキシブルプリント基板に第１１図に示
した様なピツチにてパターンをエツチングしてお
き、その一方の端はハーメチツクシール端子５７
のピツチパターンに合うようにする。これを用い
て両者を接続する。

以上のようにして高圧ガス中に電極アレーを封
入してなる電離箱型の多チヤンネル放射線検出器
が実現できる。

このような構成の本装置はサポート５１，５２
に設けた嵌合溝５１ａ，５２ａ間にバイアス電極
５３、収集電極５４を交互に嵌め込み保持させる
構造としたことにより、定位置に確実に固定で
き、しかも嵌め込み部分は接着剤にて固着するの
で振動を受けにくくなり、マイクロフオニクス雑
音が発生しにくい。また、サポート５１，５２を
ガラスエポキシ板等の加工し易い絶縁体を用いる
ことにより数値制御工作機械等で高精度の加工が
可能となり、ピツチ間隔や所定の焦点位置に達す
る放射状の溝を切ることができる。そのため嵌合
溝５１ａ，５２ａの位置精度を高精度に保ちつつ
量産が可能となり、従つてバイアス電極５３と収
集電極５４との距離はすべて一定とすることがで
き、各放射線検出セルは各セル間の感度偏差を最
小に抑えることができる他、これら電極５３，５
４は嵌合溝５１ａ，５２ａに嵌め込むだけで良い
ので製作も容易となる。

また、収集電極５４は絶縁シート５４ｂ及び収
集電極部５４ｃの幅がガード電極部５４ａより狭
いためガード電極部５４ａの端部が嵌合溝５１
ａ，５２ａに直接嵌め込まれることになり、従つ
て、バイアス電極５３から絶縁体を通つて流れる
リーク電流はすべてこのガード電極部５４ａに流
れ込み収集電極部５４ｃには流入しないからこれ
による雑音は抑制でき、信号成分のみ抽出するこ
とが可能となる。

以上、詳述したようにバイアス用及び信号検出
用の板状の電極を所定間隔をおいて複数枚交互に
配設し、入射放射線による電離電流を前記信号検
出用の電極よりそれぞれ検出信号として得るよう
にした検出器において、前記電極の端部を挿入す
る溝を複数本形成した絶縁性のサポートを用い、
この溝に前記電極の端部を挿入保持させると共に
絶縁性接着剤にて固定させ、また、前記信号検出
用の電極は導電性の電極板の両面に少なくともそ
の電極板の前記サポートの溝挿入部分は露出させ
て絶縁層を設け、その絶縁層の上面に導電性の信
号検出用収集電極部を設けたものを用い、前記信
号検出用の電極の前記電極板は接地してガード電
極として用いるようにしたので、寸法精度が高
く、強固で振動にも強く、従つて各セル間の感度
偏差が小さく均一である他、マイクロフオニクス
雑音を受けにくく、しかもガード電極の効果によ
りバイアス電極からのリーク電流が収集電極部に
流入しないので、これによる雑音も発生せず、ま
たバイアス用の電極の端子及び信号検出用の電極
のガード電極端子及びその両面にそれぞれ独立し
て設けられた収集電極部の各端子をそれぞれ異な
る位置となるようピツチをずらして設け、バイア
ス用の電極は同一列に、また信号検出用の電極は
端子位置が交互に入れ変わるように配列し、各収
集電極部からの信号導出を行ない易くしたので、
各セル間のピツチが狭い場合でもリード線の配列
が容易である等、優れた特徴を有する放射線検出
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はCT装置の説明をす
るための図、第４図は従来の電離箱型放射線検出
器の概略的構成を示す図、第５図は本発明の一実
施例を示す平面図、第６図はガード電極部の形状
を示す図、第７図は絶縁シートと収集電極部の形
状を示す図、第８図はこれらを組み立てて形成し
た収集電極を示す図、第９図は端子位置を異なら
せたもう一種類の収集電極を示す図、第１０図は
バイアス電極の形状を示す図、第１１図はこれら
バイアス電極及び上記二種の収集電極を用いてこ
れら各電極のそれぞれの端子を外部導出用のリー
ド線に接続し易く配列する場合の例を示す図、第
１２図はこれら各端子と外部との接続を行なう場
合における気密構造の例を示す図である。 ５１，５２……サポート、５１ａ，５２ａ……
嵌合溝、５３……バイアス電極、５４……収集電
極、５４ａ……ガード電極部、５４ｂ……絶縁シ
ート、５４ｃ……収集電極部、５５……接着剤、
ａ，ｂ，ｃ，a′，b′，c′，ｅ，ｆ，ｈ……端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ バイアス用及び信号検出用の板状電極を所定
   の間隔をおいて複数枚交互に配設し、入射放射線
   による電離電流を前記信号検出用の電極よりそれ
   ぞれ検出信号として得るようにした検出器におい
   て、前記電極の端部を挿入する溝を複数本形成し
   た絶縁性のサポートを用い、この溝に前記電極の
   端部を挿入固定させると共に前記信号検出用の電
   極は導電性の電極板の両面に少なくともその電極
   板の前記サポートの溝挿入部分は露出させて絶縁
   層を設け、その絶縁層の上面に導電性の信号検出
   用収集電極部を設けたものを用い、前記信号検出
   用の電極の前記電極板は接地してガード電極と
   し、また、前記バイアス用電極及び前記信号検出
   用電極のガード電極端子及び信号検出用電極の各
   収集電極に設けられるそれぞれの端子をそれぞれ
   位置が異なるようピツチをずらして突設して設
   け、バイアス用電極の端子は同一列になるよう
   に、また、信号検出用の電極は端子位置が近隣の
   信号検出用電極の端子と同一列にならないように
   配設することを特徴とする放射線検出器。