JPS6151585A

JPS6151585A - 放射線検出装置

Info

Publication number: JPS6151585A
Application number: JP59173732A
Authority: JP
Inventors: Kiichiro Uyama; 喜一郎宇山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-08-21
Filing date: 1984-08-21
Publication date: 1986-03-14

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スキャナなどに使用する放射線検出装置
の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

この虱のＣＴスキャナは人体の町「層像を撮影する医療
診断用装置として広く利用されており、そのうち放射線
検出装置は走査方式に応じて挿種の形態のものが使用さ
れている。

第６図は、従来いわゆる第４世代と称するＣＴスキャナ
に使用されている放射線検出装置でありて、固定フレー
ムｌの内側にリング状回転フレーム２が回転可能に支持
され、この回転フレーム２側には放射線源３が固定設置
され、他方の固定フレームＩ　ＩＱには該フレームｌに
そって一周する如く多数の検出素子４２，４ｂ・・・を
−列に配列させた放射線検出器４が取付けられている。

さらに、ＣＴスキャナ本体の正面側に進退移動可能なテ
ーブル５ｆｃ有し、このテーブル５に被検体６ｔ−載！
させて回転フレーム２の中央開口部７所定位置に挿入す
るようになっ【いる。

そして、以上のようにして被検体６が設定された後、回
転フレーム２０回転により放射線源３を回転させながら
間欠的にファン状放射腺ビーム８ｆｃ被検体６へ照射し
、このとき被検体６を透過して出てくる放射線透過ビー
ムを各検出素子４ａ、４ｂ・・・で検出し、これらの検
出素子４ａ、４ｂより得られるデータを従来周知の再構
成画像処理手段により画像処理して被検体６の断面像を
作成している。図中、９は放射線発生点の軌跡、１０は
データ収集部である。

次に、第７図は、いわゆるｆａ３世代と称するＣＴスキ
ャナの放射線検出装置を示す正面図であって、これは回
転フレーム２に放射線源３と円弧状放射線検出器４′と
が対向して設置され、回転フレーム２０回転によってこ
れら両様器３゜４′を一体的に回転させてデータ収集部
１０でデータを収集する構成である。

また、第８図は工業製品およびその製品材料等の被検体
６を検査する放射線検出装置であって、これは第７図と
同様の走査方式をとるも、円弧状放射線検出器４“とじ
て−次元検出素子プレイを用いたものである。１２はベ
ルトコンベアである。

ところで、上記放射線検出装置としては、人体への影響
を考慮して、通常放射線源３からｌ　２０　ＫｅＶの低
エネルギー放射線ビーム８ｔ−照射するとともに、放射
線検出器４．４’、４“の一部として構成するシンチレ
ータ４人は第９図に示すようにその幅Ｗが約１ｓｎ、長
さＬが約２鰭といった短かい寸法のものが使用される。

特に、低エネルギー放射線の場合、以上のような短かい
寸法のシンチレータ４人であっても放射線ビーム８の捕
捉率を十分上げることができる。

図中、ｔＢはフォトダイオード、４０は遮光材、１３は
基板である。

しかし、工業製品を検査する場合、医療用と異なって例
えば４２０ＫｅＶ　　の高エネルギー放射線ビーム８ｆ
、使用する例が多いが、この場合には放射線ビーム８の
捕捉率を維持するために、第１θ図に示すようにその長
さＬ′が約２５Ｈと非常に長いものが使用される。

ところで、放射線の入射ビームが図示実線イのように真
正面から入射してきた場合には第９図および第１θ図と
も問題にならないが、放射線ビームが図示点線口に示す
ように斜め方向から入射してきた場合には第９図に示す
シンチレータ４八〇幅Ｗおよび長さしが同程度なのでそ
れほど問題はな（、ｍｆＡ位置誤差が余りデータ粘度に
影４！ｉ１を与えない。しかし、ｍｔｏ図のようにシン
チレータ４人が長くなってくると、機械的強度の弱さも
さることながら、僅かの線源位置誤差が分解能の低下お
よびエネルギー特性の不均質を招き、また検出器４．４
’、４“の製作に高精度が要求され、ひいては放射線の
高エネルギー化が著しく困難となってくる。

〔発明の目的〕

本発明は以上のような点にかんがみてなされたもので１
、高エネルギー放射線を用いても放射線検出器の製作寸
法精度および機械的強度をそれほど必要とすることがな
く、また高エネルギー放射線データｆ、ｎ度よく検出で
きる放射線検出装置ｉｔ−提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、放射線ビームの入射経路に対して一次元また
は二次元放射線検出器を多層に配置し、各段放射線検出
器の検出出力を結合させて放射線の空間強度分布を求め
【高エネルギーの放射線データ収集部る放射線検出装置
である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明装置の実施例について説明する。

第１図および亀２図は本発明装置の第１の実施例を示す
図であって、この装置はフレーム２１に回転可能に、ま
たは回転フレーム（図示せず）自体に放射線源２２が設
けられ、回転機構制御部２３からの制御信号により回転
駆動部（図示せず）が回転し℃放射線源２２ｆｆ−周に
わたって正転または逆転するようになっている。図中、
２４は放射線発生点の軌跡２４の外側に位置してフレー
ム２１に多数の検出素子ａ、ｂ、・・・を同心リング状
に配列した複数の放射線検出器２５〜２８が放射線ビー
ム２９０入射方向に対して多段構成となるように設けら
れている。各放射線検出器２５〜２８の検出素子ａ　、
　ｂ　、　ｑ・＊は例えば従来例第９図で示すように基
板上にシンチレータとフォトダイオードアレイとを組合
せて構成され、その寸法は例えば幅がｌ　Ｗｉ、長さが
２ｕのものが使用される。前記フレーム２１のはぼ中央
部には開口部３Ｑが形成され、鮨口部３Ｑ内に進退移動
可能に床上に設置されたテーブル３１が被検体３２を載
置せしめて設定されるようになっている。

さらに、各放射線検出器２５〜２８の出力側には各検出
器２５，２６，２７，２１３ごとのデータ収を部（図示
せず）が設けられ、ここで各検出器の検出素子ａ、ｂ・
・・ごとのアナログデータをディジタル化してコンピュ
ータなどにより構成されている断層像作成装置３３に送
出される◎なお、各データ収集部は例えば各検出器２５
〜２８の下部または必要な個所に設置されるものとし、
また断層像作成装置３３は前処理手段、画像再構成処理
手段および中央演算処理制御ユニット、画像メモリなど
で構成されている。３４は放射線制御部、３５はＣＲＴ
ディスプレイ装置である。

従って、以上のような装置においては、データ収集走葺
時、断層像作成装置３３からの指令に基づいて回転機構
制御部２３かも回転駆動部を介して放射線源２２が所定
の回転速度をもって連続的または間欠的に回転され、同
じ（製置３３の指令の下に放射線制御部３４より枢動信
号を受けて放射線源２２からファン状放射線ビーム２９
が被検体３２に間欠的に照射される。

この放射線ビーム２９の照射は放射線源２２が所定角度
回転するととに行なわれ、かつ一回転の間繰返し行なわ
れるものである。

このようにして照射された放射線ビーム２９は被検体３
２を通りて出力され、各放射線検出器２５〜２８の各検
出素子ａ、ｂ、・・・によって検出され、各検出素子ａ
、ｂ・・・ごとに各データ収集部によりデータ収集され
てＭ　Ｍ　ＩＩＮ作成装置３３に送られる。この断層像
作成装（ｆｉｓｓでは、各検出素子ａ、ｂ・・・に対応
するデータ収集部からのデータを選択的に結合し、多数
の放射線通路についてデータを得るものである。

次に、第２図を参照して各検出素子ａ、ｂ・・・の出力
の結合について述べる。先ず、１つの放射線通路２９１
の放射線ビームについて式をもって表わすと、 ■＝ΣＡｉｌ　Ｉｉｊｊとなる。上式においてＩｉｊは１列、１番目の検出素子
の出力全意味し、Ａｌｊは尚該検出素子の２９１に位置
する各検出素子例えば工１１　ｔ　工、、　ＩＩｎ〜Ｉ
２４１　Ｉ３Ｓ〜ｘｓｓ　Ｉ　Ｉ４４〜Ｉ４＋１　　の
放射線強度を選択して結合することにより総放射線強度
ｔ−１％ることを示し℃いる。幾何学的係数Ａｉｊは、
放射１ｆＢ′ｆＡ位置、放射線通路位置、放射線エネル
ギー放射線源２２の（ｇ１転走査時、工／コーダなどに
よって回転角度が検出され、これが回転機構制御部２３
ｔ−経て断層像作成装置３３で把握されているので、放
射線源位置は逐次知ることができる。しかも、この放射
線源位置が分りかつ放射線ビーム２９のファン角度が予
め知っているので、放射線通路位置およびその位置に属
する各検出器２５〜２８の検出素子を知ることができる
・つまり、放射線位置に応じて予め選択すべき灸検出素
子ｔ−特定できる。さらに、放射線通路位置が判かれは
、選択すべき各検出素子ごとに放射線ビームを全体とし
て受けるか或いは一部として受ける場合には放射線通路
の傾きなどから各検出素子の寄与率が判るので、予めＡ
ｉｊを定めることができる。

従って、本装置は、以上のようにして各放射線通路２９
１．・・・ごとに各検出素子の出力を結合させて放射線
強度データを得、これらのデータを集めて放射線のり間
強度分布を求めることができる。そして、この空間強度
分布データから画像再構成処理手段を用いて被検体３２
の断面像を作成することができる。

従って、以上のような構成によれば、放射線ビームの入
射方向に対して複数のリング状検出器２５〜２８ｔ−多
段構成をもって配列したので、各検出素子ａ、ｂ・・・
の寸法は低エネルギー放射線ビームの場合と同等のもの
でよく、機械的強度および寸法精度に対してそれほど厳
密さｆｃ要求されない。また、各段の検出器２５〜２６
により個別に放射Ｉｓ′ｆ：、受けるので、高エネルギ
ー放射１ｌｉｌｔ高効率で捕捉でき、被検体３２からの
放射線透過データｔ−精度よく検出することができる。

特に、本装置においては、放射線発生点が移動しても同
一の精度で検出することができる。

次に、第３図は本発明装置の第２の実施例を示す図であ
る。この装置は、第３世代のＣＴスキャナに適用しｔも
ので、具体的には固定フレーム４１の内側に回転可能に
回転フレーム４２が設けられ、この回転フレーム４２に
放射線源２２　　のほかに、この放射線源２２から照射
される放射線ビーム２９の入射方向に対して複数の直線
状放射線検出器４３〜４７が多段構成をもって配列され
たものである。

従って、以上のような構成の装置は、放射線源２２と複
数の直線状放射線検出器４３〜４７が被検体３２の四り
七一体重に回転しながら、放射線源２２からファン状放
射線ビーム２９が被検体３２へ間欠的に照射される。そ
して、このとき、被検体３２を透過して出力される放射
線透過データは各放射線検出器４３〜４７の各検出素子
により検出され、かつデータ収集部により各検出素子ご
との検出データが収集されて断面像作成装置３３に送出
される。ここでは、第１図および第２図で説明したと同
様の手段によって被検体３２の断面像が作成される。

次に、第４図は本発明装置の第３の実施例を示す図であ
って、これは平面状をなす二次元放射線検出器５１〜５
４ｔ−多段構成をもって配列するとともに、各段の二次
元放射線検出器５１〜５４の下部にデータ収集部５５ｔ
″設けたものである。なお、この各放射線検出器５１〜
５５は、遮光材５６Ａで複数の区分に仕切られ、かつ各
区分内には二次元シンチレータアレイ５６Ｂと二次元光
検出素子ｓｅＣとが近接して結合された構成である。こ
の構成のものは、放射線源２２’ｆｆ−回転させてデー
タを収集することにより、被検体３２の高さ方向におけ
る複数の断面像を作成することができる。

なお、第３世代および第４世代のＣＴスキャナについて
の適用例について述べたが、他の走査方式例えば第２世
代のものにも同様に適用できる。さらに、ＣＴスキャナ
以外の検査装置についても適用できることは言うまでも
ない。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、高エネルギー放射
線を用いた場合でも放射線の捕捉効率を高め得、被検体
からの放射線透過データを高精度に検出できる放射線検
出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は第４世代ＣＴスキャナに適用した
本発明装置の第１の実施例を説明する九めの図であつて
、第１図は正面図、第２図は放射線通路と各段放射線検
出器の各検出素子との関係を示す図、第３図は第３世代
ＣＴスキャナに適用した本発明装置の第２の実施例を示
す正面図、第４図は平面状二次元放射線検出器を用いた
本発明装置の第３の実施例上説明する概略斜視図、第５
図は第４図に示す放射線検出器の具体的構成図、第６図
ないし第８図はそれぞれ従来装置を説明する構成図、第
９図２よび第１Ｏ図は従来装置の不具合を説明するため
の図である。２１・・・フレーム、２２・・・放射ｆｌ源、２５〜２
１１．４３〜４７．５１〜５４・・・放射線検出器、３
２・・・被検体、４１・・・固定フレーム、４２・・・
回転フレーム、５６Ａ・・・遮光材、５６Ｂ・・・シン
チレータアレイ、５６Ｃ・・・光検出素子アレイ。出願人代理人９ｆ理士　　鈴　江　武　彦第１図第３図第５図第６図第７図第８図第９Ｎ第１０図３　４Ｂ手続補正書昭和　　所０．１月Ｎ日特許庁長官　　志　賀　　　学　　殿１、事件の表示特願ｉ均５９−１７３７３２号２、発明の名作１ｉ５１．　ｎ４　綿栓ｔ１゜１装置３、補正をする者事件との関係　特許出ｆｉ１人（３０１）　　隙式会社　東　芝５、自発補正７、補正の内容＋１１　　明細書＠３頁第２０行目ないし第４ｆＡ第３
行Ｕの「これは第７囚・・・コンベアである。」とある
を「これはいわゆるラインセンサー透視装置であり、円
弧状放射線検出器４″′と放射線源３は固定されその間
を被検体６かベルトコンベア１２で並進移動することで
定食が行なわれる。」と訂正する。（２）明細督南１３頁第２ｆ丁目の「５１〜５５」とあ
るを「５１〜５４」と１正する。（３）　　明細書第１３頁第６汀目ないし同口第９行目
の「放射線源２２・・・作成することができる」とある
を「高エネルギー放射線を用いた被検体の透過涼を１葬
る装置（いわゆる７ｉ！射線テレビ）である」と訂正す
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放射線源から出力される放射線ビームの経路に対
して多段構成をもって配置された複数の放射線検出器と
、前記放射線ビームを分割して形成される放射線通路に
位置する前記各段放射線検出器の検出素子の出力を選択
的に取り込んで結合し、前記放射線の空間強度分布を求
める手段とを備え、前記放射線源と多段放射線検出器の
間に配置される被検体の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装置。
（２）各段の放射線検出器は、複数の検出素子をリング
状、直線状および平面状の何れか１つをもって配列させ
たものである特許請求の範囲第１項記載の放射線検出器
。