JPS62259080A - Ｘ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】 この発明は全般的にＸ線を検出する装置、更に具体的に
云えば、計算機式断層写真装置に使われる高エネルギの
Ｘ線の効率の高い検出器に関する。

発明の背景 現在、計算機式断層写真法のＸ線検出器は医療用及び工
業用の両方に使われている。こういう用途では、検出器
の動作効率が高いことが非常に望ましい。検出器の効率
は主に入射するＸ線エネルギの内、検出される百分率に
よって決定される。

検出媒質の密度を高めることにより、検出器の効率を改
善することが出来る。検出媒質の密度が高くなるにつれ
て、入射するＸ線エネルギは媒質内の二層短い伝搬距離
の内に吸収される。現在の医療用及び工業用検出器では
、Ｘ線エネルギは、気体状検出媒質との相互作用に基づ
いて検出される。

この相互作用が電子及び正のイオンを発生し、それらが
接近している電圧板及び集電子板の間に印加された電界
の作用で、その間を伝搬する。集電子板では、電界の方
向に応じて、電子又は正のイオンが検出されるが、これ
が与える情報から、計算機式断層写真法の像を構成する
ことが出来る。

従って、入射するＸ線エネルギによって解放された電子
及び正のイオンの全部が検出される時、検出器の効率が
最大になる。然し、気体状検出媒質内で直ちに相互作用
しない入射Ｘ線エネルギの一部分は、検出器内の板構造
を通過する際に吸収されることによって失われることが
ある。例えば、米国特許第４．０３１，３９６号に記載
された医療用計算機式断層写真法に用いる好ましい実施
例のＸｔ＊ａ出器では、タングステンの様な分子量の大
きい材料で構成された複数個の電圧板及び集電子板が、
入射するＸ線ビームに対して半径方向に配置されている
。これらのタングステン板に入射するＸ線エネルギは、
電子及びイオンを解放する様に検出媒質と相互作用せず
に吸収され、この為、検出器の効率は最大より小さい。

この検出器に於ける検出媒質の密度を高くすると、入射
Ｘ線の吸収長が短くなり、板とぶつかって、それによっ
て吸収される前に、媒質と相互作用をする入射Ｘ線の百
分率が一層高くなる。更に、入射Ｘ線の吸収長が一層短
いことにより、一層短い集電子板を持つ検出器を作るこ
とが出来る。その結果、板は入射Ｘ線を吸収し得る板の
表面積が一層小さくなる。

検出媒質の密度を高くすることは、蛍光性Ｘ線の吸収長
を短くすると云う有利な効果も持っている。気体状検出
媒質の原子は、入射Ｘ線エネルギと相互作用する時、そ
れ自身がエネルギの低いＸ線光子を放出することがある
。検出媒質が蛍光Ｘ線光子に対して長い吸収長を持つ時
、２次放出によって発生された光子は検出器内でも、入
射Ｘ線が検出器に入った点から離れた場所で検出される
ことがある。こういう事象は、空間的な解像度を低下さ
せ、入射Ｘ線エネルギの一部分が役に立つ様に検出され
ないので、検出器の効率を低下させる。

蛍光Ｘ線の２次放出の問題に対する従来の公知の１つの
解決策は、前掲米国特許に記載される様に、タングステ
ンの様な原子量の大きい材料で構成された集電子板及び
電圧板を使うことである。

板は、蛍光Ｘ線が検出器内である程度の距離を移動する
前に、蛍光Ｘ線を吸収する。この方法により、蛍光Ｘ線
が板によって吸収され、こうして蛍光Ｘ線による空間的
な解像度の前述の低下が避けられる。然し、入射Ｘ線エ
ネルギの内、蛍光Ｘ線となる部分の検出が出来ず、この
為検出器の効率が低下する。蛍光Ｘ線の吸収長は検出媒
質の密度に反比例するから、このジレンマに対する解決
策は、媒質の密度を高くすることである。更に、蛍光Ｘ
線の吸収長が検出器内での個々の集電子板の間隔と同じ
程度になる様に選ばれた検出媒質の密度を使うと、電圧
板及び集電子板を吸収性にする必要がない。この為、蛍
光Ｘ線は、入射Ｘ線が検出器に入った点に空間的に極く
接近したところで検出することが出来る。その結果、検
出器の効率が高くなる。

従来公知のＸ線検出器は、医療用のものも工業用のもの
も、キセノン又はアルゴンの様な原子量の大きい希ガス
を検出媒質として利用している。

この場合、ガスの圧力を高めることによって密度を高く
する。然し、ガスの圧力を高くするには、一層高くした
ガス圧力に確実に構造的に耐えることが出来る様に、検
出器のハウジングを一層質量の大きいものにすることが
必要である。米国特許第４，０３１，３９６号に記載さ
れた医療用Ｘ線検出器は、１０乃至５０気圧の範囲内の
圧力の気体状キセノンを用いている。２５気圧の典型的
な動作圧力は、気体状キセノンの密度で云うと、約０．
１６ｇ／ｃｃに対応する。検出媒質のガス圧力を７５乃
至８０気圧以上に高めるには、こういう一層高い圧力の
ガスを収容することが出来る様にする為に、検出器のハ
ウジングを設計し直すことが必要である。米国特許第４
，３９４，５７８号に記載されている様な工業用検出器
は、２００気圧までの検出媒質のガス圧力を用いること
が出来る。こういう圧力では、検出媒質の密度は、入射
Ｘ線が検出器に入った場所から離れた点で、蛍光Ｘ線を
検出することによる検出器の効率の低下を避けられる位
に高いと考えてよい。然し、工業用断層写真法に用いら
れるＸ線は、典型的には医療用断層写真法に用いられる
Ｘ線よりもずっとニネルギが強く、この為非常に高い圧
力の気体状媒質内でも、かなりの吸収長を持っている。

更に、前掲米国特許に見られる様に、工業検出器は、一
層高い圧力のガスを確実に収容する為に、ハウジングを
かなり構造的に強化することを必要とする。

更に、この様な高い圧力により、検出される電子及び正
のイオンの伝搬速度が低下し、特定の入射Ｘ線ビームに
帰因する全ての荷電粒子（即ち、電子及び正のイオン）
を検出媒質から除くのに要する時間として定義される、
検出器の応答時間が長くなる。

発明の目的 この発明の主な目的は、工業用の計算機式断層写真法の
Ｘ線検出器として、高い効率を持つＸ線検出器を提供す
ることである。

この発明の別の目的は、超高圧のガス検出媒質を構造的
に収容し得るハウジングを必要とせずに、高い解像度及
び高い効率の両方を持つＸ線検出器を提供することであ
る。

この発明の別の目的は、検出器の応答時間が長・くなり
過ぎない様にして、高い効率を持つＸ線検出器を提供す
ることである。

この発明の別の目的は、蛍光Ｘ線が検出器内で目立つ様
な距離だけ移動する前に吸収される様なＸ線検出器を提
供することである。

この発明の別の目的は、検出器の応答時間を長くせずに
、蛍光Ｘ線が吸収される様なＸ線検出器を提供すること
である。

発明の要約 この発明の上に述べた目的が、超高圧の気体状検出媒質
を使わずに、高い空間的な解像度を持つ新規で改良され
たＸ線検出器によって達成される。

この検出器はＸ線が透過し得る窓を持つと共に、（１）
少なくとも１つの導電性の電圧板、（２）複数個の導電
要素で構成された少なくとも１つの集電子板、及び（３
）電圧板及び集電子板の間の空間を占めるキセノンの様
な液化希ガスで構成された検出媒質を収容するハウジン
グを有する。

電圧板及び集電子板の間に電界が設定された時、窓を介
してハウジングに入ったＸ線エネルギが液体媒質を励振
して、電圧板と最も接近した集電子板要素の間で正孔及
び電子を輸送することにより、導電を行ない、この為計
算機式断層写真法の像を発生する為に、Ｘ線エネルギが
入射したことを知らせる様に感知きれる。

発明の詳細な説明 液化希ガス及び粒子検出器を利用することが研究されて
いる。特に、液化アルゴン及び液化キセノンの両方はＸ
線周波数の電磁放射に対して実質的に不透明であって、
粒子計数器の検出媒質として役立つことが出来ることが
判った。こういう粒子計数器が、ザ・ユニバーシティ・
オブ・カリフォルニア・ラジエーション・ラボラトリイ
・レボ−）ＵＣＲＬ−２０１１８号、１９７０年９月号
所載のデレンゾ他の論文「高解像度希液体計数器の最近
の発展」に報告されている様に、細いワイヤの電極及び
先の尖った電極の両方を用いて構成されている。この報
告では、Ｘ線照射によ・ってこういう検出器で誘起され
るなだれパルスの立上り時間は、アルゴンでは５乃至１
０マイクロ秒程度、キセノンでは５ナノ秒未満であるこ
とが観測された。液化キセノンの立上り時間が一層速い
ことは、同じレポートのＵＣＲＬ−２０１３５号、（１
９７０年９月）所載のデレンゾ他の論文「希液体に基づ
く粒子計数器」にも報告されている。この報告では、著
者は液体キセノンのパルス立上り時間が一層速いことは
、電子及びイオンではなく、電子及び正孔の輸送による
導電メカニズムによるものであると結論している。

液体キセノンに於ける導電メカニズムの性質をＸ線断層
写真法の検出器に有利に利用して、検出器の応答時間、
即ち特定の入射Ｘ線ビームに帰因する全ての荷電粒子（
液体キセノンでは電子及び正孔）を検出媒質から取除く
のに要する時間を、同等の密度を持つ他の検出媒質の場
合に可能であるよりもずっと速くすることが出来る。

第１図に示す様に、キセノンは１６．６℃及び５８気圧
の臨界点で液化することが出来、その時の密度は約、１
ｇ／ｃｃになる。液体キセノンの密度はその温度が下が
ると共に増加する。０℃に於ける液体キセノンの密度は
、　９９　ｇ／ｅｃテするが、−１０９℃では、密度が
３．０６ｒ／ｃｃに増加する。こういう２点の温度に対
応する液体キセノンの蒸気圧は夫々４１気圧及び１気圧
である。

こういう性質があるので、検出媒質として液体キセノン
を利用したＸ線検出器は、効率が高く、応答時間が速い
と云う望ましい特性を持つ。この発明の液体キセノン検
出器は、上に述べた従来の医療用検出器（米国特許第４
．０３、３９６号）よりも、検出媒質の密度を１０倍以
上にしながら、それと同じ程度の応答時間を持つと推定
される。

米国特許第４，３９４．５７８号の工業用検出器は、そ
の動作圧力範囲の上端（２００気圧）で約２．５ｇ／ｃ
ｃの検出媒質の密度を達成するが、それに対応して応答
時間は一層長くなる。更に、この様な工業用検出器は、
使われる超高ガス圧力を収容する構造的な能力を持つハ
ウジングを持っていなければならない。この発明の検出
器はずっと低い圧力で同じ様な検出媒質の密度を達成す
ることが出来るので、高圧ハウジングに必要なあらゆる
構造的な強化を必要としないし、応答時間も長くならな
い。

この発明に従って構成されたＸ線検出器が第２図に示さ
れている。検出器１０が前壁１４ａを持つハウジング１
２を含む。第２図で見て、ハウジングが更に２つの側壁
１４　ｂ、　　１４　ｃ、後壁１４ｄ１頂部１４ｅ及び
底部１４ｆを持っている。ハウジング構造の壁について
今述べた呼名は、第２図に３すハウジングの特定の向き
について空間関係を説明する為に選ばれた相対的な用語
に過ぎないことに注意されたい。この発明の好ましい実
施例では、ハウジング、２はアルミニウムの様な原子量
の小さい、Ｘ線が透過し得るシート材料で構成される。

アルミニウム材料を使う時、ハウジングの壁の厚さは例
えば１／４乃至１／２吋にすることが出来る。前壁１４
ａにＸ線が透過し得る窓１６がある。この窓も例えば約
１／８吋の一様な厚さを持つアルミニウムでｆＰ、成す
ることが出来る。

第２図に示す向きにして、上から見た全体的なハウジン
グは、環状部分の輪郭になっている。第３図に示す様に
、窓１６は横断面で見ると円筒形の曲率（凹−凸）が形
成されている。この円筒形の曲率と、ハウジング内に収
容される検出媒質の内部圧力とにより、窓に張力が加わ
り、この為検出媒質から加わる圧力に対する強度が最大
になる。

ハウジング自体は同等特別の補強部材を必要とせず、８
０気圧程度の耐圧能力を持つが、これは前に引用した米
国特許第４．０３１，３９６号の医療用検出器のハウジ
ングと略同じである。

第２図にはキセノン貯蔵槽１８が主配管２０及び逃し配
管２２を介してハウジング１２の側壁１４ｂに結合され
ることが示されている。配管２０には主弁２４が入って
おり、一方配管２２はハウジング圧力の逃し弁２６を持
っており、これはハウジング内のキセノン圧力が安全レ
ベルよりも高く上昇した場合、キセノンをハウジングか
ら貯蔵槽へ放流する。検出器のハウジング、配管及び貯
蔵槽は何れも約８０気圧までの圧力の希ガス又は液体を
保有する為の構造的な能力を持っている。

気体状キセノンを液体状態になる温度まで冷却する手段
は示してない。公知の様に、こういう手段はハウジング
１２と伝熱関係を持つ様に冷却コイル（図面に示してな
い）を結合した冷却装置で構成することが出来る。熱的
な動作効率をよくする為、ハウジングを取囲むコイルの
上に絶縁材料の層を設けることが出来る。

検出器が動作する前に、主弁２４を開き、ハウジングと
貯蔵槽１８の両方が８０気圧までの室温圧力の気体状キ
セノンを共通に持つまで、気体状キセノンがハウジング
１２に流れ込む。検出器のハウジング１２が気体状キセ
ノンで充填された時、冷却装置をターンオンして、ハウ
ジング内のキセノンの温度をキセノン・ガスが液化する
レベルまで下げる。

ハウジング内のキセノン・ガスが液化することにより、
その蒸気圧が対応−して低下する。貯蔵槽１８には冷却
コイルを用いず、その結果、貯蔵槽内の気体状キセノン
とハウジング１２内の液体キセノンの間に圧力差が発生
する。この圧力差により、貯蔵槽内の気体状キセノンが
配管２０を介して検出器のハウジングへ流れ、そこで液
化する。

この流れにより、ハウジングには液体キセノンの十分な
在床が出来る。

液体キセノンを下げる温度は、検出媒質に希望する密度
によって決定される。即ち、第１図で、検出媒質の密度
を３．０ｇ／ｃｃより大きくしたい場合、キセノン温度
はゝ、００℃以下に下げるべきである。液体キセノンの
密度が２．Ｏｒ／ｅｅで適切であれば、０℃の温度で十
分である。

貯蔵槽１８の内部容積も希望する液体キセノンの密度に
よって決定される。２５℃で７５気圧の気体状キセノン
の密度は約、５ｇ／ｃｃである。

この発明の好ましい実施例では、液体キセノンの密度を
３．０ｇ／ｃｃより高くすることが希望である。その結
果、貯蔵層１８の内部容積は、ハウジング１２の内部容
積よりも若干大きくすべきである。この様な好ましい液
体キセノンの密度は比較的低い圧力（１０気圧未満）で
発生し、米国特許第４．３９４，５７８号の工業用検出
器で、２００気圧と云う上端の動作圧力で実現される密
度を大幅に越える。

第３図に示すこの発明の実施例では、電圧板２８及び集
電子板３０が窓１６の背後で互いに略平行にハウジング
１２内に配置されている。板２８゜３０が、これらの板
の弧状の長さと略同長に伸びる支持ブロック３２に取付
けられていて、両方の板を平行に隔てた状態に保つ。板
３０はブロック３２の前側に、導電性の縞部分３６を持
っている。

ブロック３２は加工し得るセラミックの様な電気絶縁性
のよい材料で構成される。図示の様に、窓１６からハウ
ジング１２に入った入射Ｘ線二ネルギのビーム３４が、
両方の板の間をそれらと略平行に通って、ハウジング１
２内に収容された液体キセノンの検出媒質１７と相互作
用をする様な向きになっている。

第４図はハウジング１２内の集電子板３０の位置を示し
ており、図面を見易くする為に、電圧仮２８及び支持ブ
ロック３２は省略しである。集電子板３０が硝子繊維又
はエポキシの様な非導電材料の頑丈なシート３３を持ち
、その上に導電性の鎖部分３６の形をした集電子板要素
が配置されている。これらの鎖部分は、ビーム３４に対
して半径方向に配置されているが、同じ様な寸法で等間
隔であり、何れも板３０の後縁から前縁まで幅に若干の
テーバがついている。鎖部分は夫々電圧板２８と向い合
うシート３３の側に配置されたアルミニウム又は銅の様
な導電材料の被覆で構成することが出来る。電圧板２８
は集電子板３０に示したのと基本的に同じ形を持ってお
り、やはり非導電材料の頑丈なシートの上にアルミニウ
ム又は銅の様な導電材料の連続的な被覆を設けて構成す
ることが出来る。電圧板２８及び集電子板３０の両方が
、ハウジングの輪郭に合せた弓形の曲率を持っている。

この発明の好ましい実施例では、板２８．３０がブロッ
ク３２より前側に（窓１６の方へ）約１００ミル突出し
ていて、互いに約１吋離れている。医療用の計算機式断
層写真法の用途では、鎖部分３６は何れも平均の幅が３
０乃至５０ミルであってよく、互いに２乃至３ミル離れ
ている。空間的な解像度を一層高くする必要があると共
に、典型的には放射線量が一層高い工業用の用途では、
鎖部分の数を増加し、その平均幅を狭くすることが出来
る。

集電子板３０の後側部分３８が、第４図に示す様に、ハ
ウジング１２の後壁１４ｄを通り抜ける。

図面に示してないが、エポキシ封じを用いて、集電子板
の延長部の周りでハウジングを密封する。

回路板の縁に電気接続する為に使われる様な形式のエツ
ジ・コネクタ３９（第３図に示す）の様な接続手段を後
側部分３８に沿って設けて、鎖部分から入力導線４０に
個別に接続し、導線４ｏを信号処理回路４２に接続する
。第３図に示す様に、後壁１４ｄには密封したケーブル
通抜は部４４の様な手段を設けて、電圧！１２２ｇと直
流電圧源４６の電気接続をする。源４６が回路４２を介
して集電子板の鎖部分３６にも接続され、これらの鎖部
分と電圧板２８の間に電界を設定することが出来る様に
する。

検出器１０が更に窓板４８を持つことが好ましい。この
窓板は、窓１６の内面に取付けられた導電材料のシート
で構成される。板４６はアルミ化マイラ（Ｍｙｌａｒ：
登録商標）・プラスチック・フィルムのシートで構成す
ることが出来、マイラ・プラスチック・フィルム側を窓
１６の内面と接触させて、板４８のアルミ化した導電側
を窓１６から電気的に絶縁する。板４８はＸ線エネルギ
に対して実質的に透明である。板４８のアルミ化した側
がジャンパ線５０によって電圧板２８に電気接続され、
アルミ化した側を板２８の電位に保つ。

第５図に示す様に、ハウ、ジンク１２の内部に、板２８
と平行な第２の電圧ｌ１ＩＥ５２を設け、前の集電子板
をその両側に導電性の鎖部分３６を持つ集電子板５４に
置換えることにより、第３図に示す実施例を変更するこ
とが出来る。電圧板２８，５２はその間にある集電子板
５４から等間隔であってそれと平行である。集電子５４
の両側にある鎖部分は、前に別々の導線４０で行なわれ
た様に、回路４２に別々に接続することが出来る。然し
、この実施例の好ましい形式では、集電子５４の両側に
ある対応する対の鎖部分は、回路４２に対する接続部で
電気的に並列接続する。例えば、こういう１対の対応す
る鎖部分に対して５、５３に示す接続を行ない、この接
続部を回路４２の１つの人力に並列接続する。電圧板２
８及び５２は源４２に並列接続される。

第６図に示す様に、ハウジング１２の中に複数個の平行
な電圧板２８及び集電子板５４を交互になる様な順序で
配置することにより、第３図の実施例を更に変更するこ
とが出来る。電圧板及び集電子板は互いに等間隔である
。この実施例では、両側に鎖部分３６を設けた集電子板
５４を使う。

全ての集電子板５４の両側にある個別の鎖部分は、第５
図に示すのと同様に、別々に信号処理回路（図面に示し
てない）に接続することが出来る。

然し、この実施例の好ましい形式では、各々の集電子板
にある対応する１対の鎖部分が、他の各々の集電子板に
ある対応する対の鎖部分と整合して縞状集電子のグルー
プとなる。この各々のグループは板に対して垂直な平面
内にある。この各々のグループにある幅部分が互いに電
気的に並列接続され、信号処理回路に接続される。電圧
板２８は互いに並列に直流源（図面に示してない）に接
続され、この直流源は信号処理回路を介して全ての幅部
分にも共通に接続されている。後に述べた電気接続は第
５図に示すのと同様に行なわれる。

第７図はこの発明の異なる実施例を示しており、この場
合、電圧板５６が窓１６の内面の上に配置されており、
集電子板５８が電圧板５６から内向きに隔たって、それ
と平行に配置されている。第３図乃至第６図の実施例と
同じく、電圧板はＸ線エネルギに対して実質的透明であ
り、アルミ化したマイラ・プラスチック・フィルムのシ
ートで構成することが出来、マイラ・プラスチック・フ
ィルム側が窓の面と接触して、アルミ化した側を窓１６
から電気的に絶縁する様にする。集電子板５８は約１０
０ミルだけ電圧板５６から隔てることが出来る。第８図
は電圧板及び集電子板の相対位置を示しており、図面を
見易くする為にハウジング１２を省略しである。集電子
板５８は硝子繊維及びエポキシの様な非導電材料の頑丈
なシート６０を持ち、その上には例えば３０乃至５０ミ
ルと云う様な略一様な幅を持つ平行な等間隔の幅部分６
２の様な導電集電子要素が配置されている。工業用の用
途では、幅部分の数を増やし、幅部分の幅を狭くするこ
とが出来る。各々の幅部分６２はアルミニウム又は銅の
様な導電材料の被覆で構成されていて、シート６０の電
圧板６０と向い合う側に配置されている。集電子Ｆｆ１
５ｇは、ハウジングのＸ線を受入れる側と同形の弓形の
輪郭を持つ他に、断面で見ると、窓１６と同形の円筒形
の弯曲（四−凸）を持ち、第７図に示す様に、その２つ
の長辺に沿って１対の支持ブロック５９．６１に取付け
られている。支持ブロックは加工し得るセラミックの様
な電気絶縁性のよい材料で作ることが好ましい。

第７図の実施例の好ましい形式では、支持ブロック５９
の部分５９ａ、５９ｂがエポキシ接芒剤によって集電子
板５８に結合され、板の縁が突出る様にする。前に述べ
た様なエツジ・コレクタ（図面に示してない）を板５８
の突出た縁に適用し、幅部分６２と別々に電気接続する
。こういう接続部をエツジ・コレクタから信号処理回路
４２に接続されたケーブル４１により、ハウジングの後
部から取出す。はんだの様な導７ｄ手段が電圧板５６を
直流源４６に通ずる導線４４に接続する。

第９図に示す様に、ハウジングの中にＸ線エネルギに対
して透明な電圧板及び集電子板が交互の順序になる様に
配置して、集電子板が互いにも電圧板５６からも等間隔
になる様にすることにより、第７図に示す実施例を変更
することが出来る。第１０図にハウジング内の電圧板及
び集電子板の相対的な位置を示す。各々の集電子板６４
は、前に説明した様な非導電材料の頑丈なシート６６の
両側に、アルミニウムの様にＸ線に対して実質的に透明
な材料の導電性の幅部分６８を配置して構成される。各
々の電圧板６５はＸ線に対して透明な非導電材料の頑丈
なシートの上に、アルミニウムの様な導電材料の連続的
な被覆を配置して構成される。各々の板６４．６５は、
ハウジングと同形の弓形の輪郭を持つ他に、断面で見る
と、第９図に示す様に、電圧板５６及び窓１６と略同様
な円筒形の曲率を持っている。板６４．６５が長辺に沿
って支持ブロック６７．６９に取付けられ、これらのブ
ロックは加工し得るセラミックの様な電気絶縁性がよい
材料で構成されている。

電圧板６５の出し入れは、支持ブロック６９にある孔を
介して行なわれるが、これらの電圧板が導線４４により
、電圧板５６と電気的に並列に源４６に接続される。集
電子板６４の両側にある個々の幅部分（第１０図に示す
）は回路４２に別々に接続することが出来る。然し、こ
の実施例の好ましい形式では、各々の集電子板の両側に
ある夫々対の向い合う幅部分６８が電気的に並列に接続
されると共に、入射Ｘ線ビーム３４の軌跡に沿った位置
にある他の集電子板のそれと整合した対の幅部分と共に
グループとして共通に接続されている。幅部分６８の電
気接続は、前に第７図に示す実施例について述べたのと
同様に行なわれる。支持ブロック６７を部分に分割し、
これらの部分をエポキシ接着剤によって集電子板６４に
結合して、各々の集電子板の縁が突出る様にすることが
出来る。各々の集電子板の突出る縁にエツジ・コネクタ
を接続して、縞部分６８（第１０図に示す）に接続を行
なう。エツジ・コネクタと信号処理回路４２の間の接続
は、ハウジングの後壁１４ｄｔ−通り抜けるケーブル７
１によって行なうことが出来る。全ての並列接続は、ハ
ウジング１２の外部で、回路４２の所で行なうことが好
ましい。

第１１図及び第１２図はこの発明の更に別の実施例を示
す。この場合、ハウジング１２の片側から反対側へ、複
数個の電圧板７０が複数個の集電子板要素７２と交互に
なる様に配置されている。

一様な間隔の電圧板７０及び集電子板要素７２は、何れ
もタングステンの様な原子番号の大きい金属で構成され
ていて、窓１６の背後に配置され、ハウジング１２の弓
形の輪郭に対して半径方向の配列になっている。これま
での実施例と同じく、アルミ化したマイラ・プラスチッ
ク・シートの形をした窓板７４が窓１６の内面に絶縁し
て適用されている。

電圧ｌ１２７０及び集電子板要素７２が、加工し得るセ
ラミックの様な電気絶縁性がよい材料で構成された支持
ブロック７６に取付けられている。この実施例の好まし
い形式では、集電子板要素７２がブロック７６を約１０
０ミル前向きに越えて伸び、電圧板７０は集電子板要素
を更に約１０ミル越えて伸びている。支持ブロック７６
からのこれらの板の延長部は、典型的な板の延長部の長
さが約１吋である前に引用した米国特許の医療用検出器
の場合に較べ、長さが短い。その結果、タングステンで
構成された板を用いるこの実施例は、Ｘ線エネルギを吸
収する板面積がずっと小さく、従って板によって吸収さ
れる入射Ｘ線及び蛍光Ｘ線の両方の百分率がそれに対応
して小さくなる。従って、この発明のこの実施例は、前
に引用した米国特許の医療用検出器よりも、検出器とし
ての効率が一層高い。

各々の電圧板１２の前縁７７（第１２図）は、窓１６の
内面の上にある窓板７４の曲率と略対応する輪郭になっ
ている。各々の集電子板要素７２の前縁も同じ様な輪郭
になっている。

この発明のこの実施例の好ましい形式では、電圧Ｆｔ７
０が接続部（図に示してない）により、ハウジング内部
で互いに電気的に並列接続になっている。これらの並列
接続された電圧板に対する１個の接続部をハウジングの
後壁１４ｄに通して、直流電圧源（図４面に示してない
）に接続する。各々の集電子板要素７２が、信号処理回
路（図面に示してない）に通ずる別々の接続ワイヤに接
続される様になっている。電気的なジャンパ線接続部７
８を窓板７４と１つの電圧板７２の間に設けて、阪７４
を電圧板と同じ電位に保つ、ことが出来る様にする。

第１３ａ図及び第１３ｂ図は第１１図及び第１２図示し
た実施例の変形であり、各々の個別の集電子板要素が、
中間の絶縁層７９によって互いに電気的に絶縁された２
つの要素７５．７７で構成される１対の集電子板７３に
置換えられている。

対の集電子［７３を所定位置に配置した検出器では、電
圧板７０と対の集電子板７３の間の間隔が２倍になり、
従って、第１１図に示したこの実施例の形式に較べて、
電圧板の数が半分になる。

この発明の動作の前に、検出器のハウジングは前に述べ
た様に液体キセノンで充填する。例えば第３図、第５図
、第７図及び第９図に示す様に、集電子板及び電圧板か
ら信号処理回路４２及び直流電圧源４６への接続をする
。その結果、一方の極性を持つ電圧板及び窓板と反対の
極性を持つ集電子板要素の間に電界が設定される。Ｘ線
エネルギのビームがＸ線が透過し得る窓を介して検出器
のハウジングに入り、Ｘ線が透過し得る窓板を通過して
、液体キセノンの検出媒質の中に入る。Ｘ線エネルギが
液体キセノンと相互作用し、その結果、キセノンを介し
ての導電が起る。電界の作用により、正孔及び電子を輸
送することにより、電流が一番接近している電圧板と集
電子板要素の間に流れる。第３図に示す様な直流ＩＷ４
６に対する接続の極性では、電子が集電子板要素３６へ
伝搬し、正孔はｆｆｉ、ｒＥ板２８へ伝搬する。

窓板が電圧板と同じ電位に付勢される結果、窓の近くの
検出媒質領域に電界が設定される。その結果、この領域
で吸収されるＸ線エネルギが前に述べた電流を流し始め
、それが−呑近い集電子板要素によって検出され、検出
器の効率を高める。

種々の集電子板要素の電流の大きさが信号処理回路によ
って測定され、計算機式断層写真法による像を形成する
のに使われる。

第３図、第５図、第６図及び第１２図に示す実施例は、
検出器の効率を高める為に窓板を持っている。然し、窓
板を省略してどの実施例に従って構成された検出器でも
、ハウジングの窓の直ぐ背後で液体キセノンの検出媒質
と相互作用する様なＸ線エネルギの部分しか、感知され
ない可能性があるから、そういうものも適切に作用する
。

各々の集電子板の両面にある向い合った縞状集電子を並
列接続すると共に、他の集電子板にあるそれと整合した
対の向い合う縞状集電子と共通に接続することが好まし
い。然し、縞状集電子をこの様に接続する必要はない。

例えば、第６図に示す実施例では、縞状集電子は信号処
理回路に別々に接続することが出来る。こうして集電子
板と平行な第１の方向（水平方向）に於ける像の解像度
を達成する他に、信号処理回路による電流の測定により
、第１の方向に対して垂直な第２の方向（垂直方向）に
於ける像の解像度も得られる。

この代りに、第９図及び第１０図に示す実施例の集電子
板の縞状集電子を信号処理回路に別々に接続することが
出来る。その結果、Ｘ線スペクトルの硬化に関する情報
が得られる。例えば、医療用の計算機式断層写真法に用
いるＸ線検出器で検査を受ける患者は、エネルギが高い
Ｘ線及び低いＸ線の分布を含むＸ線スペクトルに露出さ
れることがある。検出器の前側にある集電子がエネルギ
の低いＸ線を検出し、後側の集電子板がエネルギが更に
高いＸ線を検出する。その結果、身体の部分がＸ線エネ
ルギ・レベルの関数としてＸ線を吸収する傾向を調べる
ことが出来、こういう情報は例えば腫瘍の処置に価値が
あることがある。

この発明のある好ましい特徴だけを図面に示して説明し
たが、当業者には全体的にも部分的にも、いろいろな変
更が考えられよう。従って特許請求の範囲は、この発明
の範囲内に含まれるこの様な全ての変更を包括するもの
であることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はある範囲の温度にわたる液体キセノンの圧力及
び密度を示すグラフ、 第２図はこの発明に従って構成されたＸ線検出器の斜視
図、 第３図は第２図の線３−３で切った垂直断面図で、この
発明の１実施例を示すと共に、電気回路に対する接続を
示す。 第４図は第３図の検出器に用いられる集電子板の斜視図
で、信号処理回路に対する接続を示している。 第５図はこの発明の別の実施例による検出器の垂直断面
図で、電気回路に対する接続を示す。 第６図はこの発明の更に別の実施例に従って構成された
検出器の垂直断面図、 第７図はこの発明の更に別の実施例の検出器の垂直断面
図で、電気回路に対する接続を示す。 第８図は第７図に示した実施例の検出器に使われる集電
子板及び電圧板の斜視図、 第９図はこの発明の更に別の実施例の検出器の垂直断面
図で、電気回路に対する接続を示す。 第１０図は第９図の実施例の検出器に使われる集電子板
及び電圧板の斜視図、 第１１図はこの発明の更に別の実施例に従って構成され
た検出器の切欠き平面図、 第１２図は第１１図の検出器の垂直断面図、第１３ａ図
はこの発明の更に別の実施例に従って構成された検出器
の切欠き平面図、 第１３ｂ図は第１３ａ図の実施例に使われる集電子板構
造の一部分を破断した斜視図である。 主な符号の説明 １２：ハウジング １６：窓 ２８：電圧板 ３０：集電子板 ３４；ビーム ３６：縞状部分

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｘ線が透過し得る窓を持つハウジングと、導電材料
   のシートの形をした１つの電圧板と、別々の導電集電子
   板要素の配列を含む集電子板と、 前記ハウジング内に収容されていて、Ｘ線周波数の電磁
   放射に対して実質的に不透明である液化希ガスとを有し
   、 この為、前記電圧板及び前記集電子板要素の間に電界が
   存在する状態で前記窓を介して前記ハウジングに入った
   Ｘ線エネルギが、前記液化希ガスを励振して、夫々前記
   電圧板及び前記集電子板要素の内の最も接近している要
   素の間で正孔及び電子を輸送することにより、電流を通
   す計算機式断層写真法に用いる効率の高いＸ線検出器。 ２）特許請求の範囲１）に記載したＸ線検出器に於て、
   前記液化希ガスが実質的にキセノンで構成されているＸ
   線検出器。 ３）特許請求の範囲２）に記載したＸ線検出器に於て、
   前記液化キセノンの密度が１．１乃至３．５ｇ／ｃｃで
   あるＸ線検出器。 ４）特許請求の範囲１）に記載したＸ線検出器に於て、
   前記窓の内面に接近して、それに対して電気的に絶縁し
   て配置されたＸ線が透過し得る窓シートを有し、該窓シ
   ートは前記電圧板及び集電子板と向い合う導電面を持っ
   ており、 この為、前記窓シートの導電面及び前記集電子板要素の
   間に電界が存在する状態で前記窓を介して前記ハウジン
   グに入ったＸ線エネルギが、前記液化希ガスの内、前記
   窓に接近している部分を励振して、前記窓シートと前記
   集電子板要素内の最も接近している要素の間で正孔及び
   電子を輸送することにより、電流を通すＸ線検出器。 ５）特許請求の範囲１）に記載したＸ線検出器に於て、
   前記電圧板及び前記集電子板が平行に取付けられていて
   、前記ハウジングの窓を透過したＸ線エネルギのビーム
   が前記板の間を通過するＸ線検出器。 ６）特許請求の範囲５）に記載したＸ線検出器に於て、
   前記集電子板が非導電材料のシートの上に前記導電集電
   子板要素を相隔たる略平行な縞状集電子として設けるこ
   とによって構成されており、更に、信号処理回路と、各
   々の縞状集電子を前記信号処理回路に電気結合する導電
   手段とを有するＸ線検出器。 ７）特許請求の範囲６）に記載したＸ線検出器に於て、
   前記１つの電圧板から隔てゝ取付けた第２の電圧板を有
   し、 前記集電子板が前記電圧板の間に配置されており、 前記縞状集電子が前記電圧板と向い合う前記非導電シー
   トの両面の上に配置されているＸ線検出器。 ８）Ｘ線が透過し得る窓を持つハウジングと、何れも導
   電材料のシートの形をしていて互いに隔てゝ取付けられ
   た複数個の電圧板と、 夫々相隔たる電圧板及び当該集電子板が交互の順序を構
   成する様に前記電圧板に対して位置ぎめされた複数個の
   集電子板とを有し、各々の集電子板は隣接する電圧板と
   向い合う各々の面に別々の導電集電子板要素の配列を持
   っており、 前記ハウジング内に収容されていて、Ｘ線周波数の電磁
   放射に対して実質的に不透明な液化希ガスと、 この為、各々の前記電圧板と前記集電子板要素の内の最
   も接近している要素の間に電界が存在する状態で前記窓
   を介して前記ハウジングに入ったＸ線エネルギが、前記
   液化希ガスを励振して、各々の前記電圧板及び前記集電
   子板要素の内の最も接近している要素の間で正孔及び電
   子を輸送することにより、電流を通す計算機式断層写真
   法に用いる効率の高いＸ線検出器。 ９）特許請求の範囲７）に記載したＸ線検出器に於て、
   前記集電子板要素が前記非導電シートの両面に配置され
   た相隔たる略平行な縞で構成されており、該縞は信号処
   理回路に別々に接続された対応する向い合う対として夫
   々配置されているＸ線検出器。 １０）特許請求の範囲８）に記載したＸ線検出器に於て
   、各々の非導電シートの両面に配置された集電子板要素
   が対応して向い合う縞状集電子の対として夫々配置され
   ており、前記集電子板上の縞状集電子の対が縞状集電子
   グループとして整合しており、各グループは前記電圧板
   及び集電子板に対して略垂直な平面内にあり、各グルー
   プ内の対が電気的に一緒に接続されて、前記信号処理回
   路に別々に接続されるＸ線検出器。 １１）特許請求の範囲１）に記載したＸ線検出器に於て
   、前記電圧板が前記ハウジングの中を向く前記窓の面上
   に配置されており、前記集電子板が前記電圧板から隔て
   ゝ、該電圧板と略平行に取付けられており、前記電圧板
   がＸ線エネルギに対して略透明であるＸ線検出器。 １２）特許請求の範囲１１）に記載したＸ線検出器に於
   て、前記電圧板が導電材料のシートの上に配置された電
   気絶縁層を持ち、前記電圧板は、前記絶縁層が前記ハウ
   ジングの中を向く窓の面と接触する様に位置ぎめされて
   いるＸ線検出器。 １３）特許請求の範囲１１）に記載したＸ線検出器に於
   て、前記集電子板が非導電材料のシートの上に前記導電
   集電子板要素を略平行な縞状集電子として配置すること
   によって構成され、 更に、各々の縞状集電子に結合されていて信号処理回路
   に別々に電気的に接続される手段を持っているＸ線検出
   器。 １４）特許請求の範囲１３）に記載したＸ線検出器に於
   て、 前記窓に対して隔てゝ配置した複数個の別の電圧板と、 略平行な相隔たる前記別の電圧板と当該別の集電子板が
   交互になる順序を作る様に、前記別の電圧板に対して位
   置ぎめされた複数個の別の集電子板とを有し、 前記電圧板及び集電子板は何れもＸ線エネルギに対して
   略透明であり、 前記縞状集電子が各々の集電子板の、隣接する前記別の
   電圧板と向い合っている各々の非導電シートの両面に配
   置されているＸ線検出器。 １５）特許請求の範囲１４）に記載したＸ線検出器に於
   て、各々の非導電シートの両面に配置された縞状集電子
   が対応する向い合う対として配置されており、該集電子
   板上の縞状集電子の対が、前記ハウジングの窓を透過す
   るＸ線エネルギのビームの軌跡に沿って縞状集電子のグ
   ループとして整合しており、各グループにある縞状集電
   子の対が電気的に一緒に接続されて、信号処理回路に別
   々に電気接続されるＸ線検出器。 １６）Ｘ線が透過し得る窓を持つハウジングと、何れも
   Ｘ線エネルギに対して略不透明な導電材料のシートの形
   をした第１及び第２の電圧板と、Ｘ線エネルギに対して
   略不透明な別々の導電集電子板要素の配列を含む集電子
   板と、 前記電圧板及び集電子板は前記窓の背後のハウジング内
   の位置で向い合う様に取付けられると共に、前記窓に対
   して垂直になる様に交互に位置ぎめされており、 前記ハウジング内に収容されていて、Ｘ線周波数の電磁
   放射に対して実質的に不透明な液化希ガスとを有し、 この為、前記窓を介してハウジングに入ったＸ線エネル
   ギが、前記電圧板及び集電子板要素の間を通る様にした
   計算機式断層写真法に用いる効率の高いＸ線検出器。 １７）特許請求の範囲１６）に記載したＸ線検出器に於
   て、前記窓の内面に接近して配置されていて、それに対
   して電気的に絶縁された、Ｘ線が透過し得る窓シートを
   有し、該窓シートは前記電圧板及び集電子板要素と向い
   合う導電面を持っており、 この為、前記窓シートの導電面と集電子板要素の間に電
   界が存在する状態で前記窓を介して前記ハウジングに入
   ったＸ線エネルギが、前記液化希ガスの内、前記窓に接
   近している部分を励振して、前記窓シート及び前記集電
   子板要素の内の一番接近している要素の間で正孔及び電
   子を輸送することにより、電流の導通を開始するＸ線検
   出器。 １８）特許請求の範囲１６）に記載したＸ線検出器に於
   て、各々の集電子板要素に取付けられていて信号処理回
   路に電気接続する基板を有し、前記電圧板及び前記集電
   子板要素がタングステンで構成されているＸ線検出器。 １９）特許請求の範囲１８）に記載したＸ線検出器に於
   て、前記集電子板要素が前記液化希ガスの中に約１００
   ミルだけ入り込み、前記電圧板が前記液化希ガスの中に
   約１１０ミル入り込むＸ線検出器。 ２０）Ｘ線が透過し得る窓を持つハウジングと、何れも
   導電材料のシートの形をしていてＸ線エネルギに対して
   実質的に不透明な複数個の電圧板と、 非導電材料で構成された複数個の集電子板とを有し、各
   々の集電子板は隣接する電圧板と向い合う各々の面に別
   々の導電集電子板要素の配列を夫々含んでおり、該要素
   がＸ線エネルギに対して実質的に不透明であり、 前記電圧板及び前記集電子板は前記窓に対して垂直に且
   つ互い違いになる様に位置ぎめされており、 更に、前記ハウジング内に収容されていて、Ｘ線周波数
   の電磁放射に対して実質的に不透明な液化希ガスを有し
   、 この為前記窓を介して前記ハウジングに入ったＸ線エネ
   ルギが前記電圧板及び前記集電子板要素の間を通る計算
   機式断層写真法に用いる効率の高いＸ線検出器。 ２１）Ｘ線が透過し得る窓を持つハウジングと、導電材
   料のシートの形をした１つの電圧板と、非導電材料のシ
   ート及び該シートの上に配置された複数個の導電縞状集
   電子で構成された集電子板とを有し、 前記電圧板及び前記電圧板は前記ハウジング内に向い合
   って相隔てゝ取付けられており、 更に、各々の縞状集電子に取付けられていて信号処理回
   路に電気接続する手段と、 前記ハウジング内に収容されていて、Ｘ線周波数の電子
   放射に対して実質的に不透明な液化希ガスとを有し、 この為前記電圧板及び縞状集電子の間に電界が存在する
   状態で前記窓を介してハウジングに入ったＸ線エネルギ
   が、前記液化希ガスを励振して、前記電圧板及び前記縞
   状集電子の内の最も接近している集電子の間で正孔及び
   電子を輸送することにより、電流を通す計算機式断層写
   真法に用いる効率の高いＸ線検出器。 ２２）特許請求の範囲２１）に記載したＸ線検出器に於
   て、前記液化希ガスが実質的にキセノンで構成されてい
   るＸ線検出器。 ２３）特許請求の範囲２２）に記載したＸ線検出器に於
   て、前記液化キセノンの密度が１．１乃至３．５ｇ／ｃ
   ｃであるＸ線検出器。 ２４）特許請求の範囲２１）に記載したＸ線検出器に於
   て、 前記電圧板及び前記集電子板が互いに略平行であり、 前記電圧板及び前記集電子板は、前記ハウジングの窓を
   透過したＸ線エネルギのビームが前記板の間を通る様に
   取付けられているＸ線検出器。 ２５）特許請求の範囲２４）に記載したＸ線検出器に於
   て、前記窓の内面に接近して、それから電気的に絶縁し
   て配置された、Ｘ線が透過し得る窓シートを有し、該窓
   シートは前記電圧板及び集電子板に向い合う導電面を持
   っており、 この為、前記窓シートの導電面及び前記縞状集電子の間
   に電界が存在する状態で前記窓を介して前記ハウジング
   に入ったＸ線エネルギが、前記液化希ガスの内、前記窓
   に接近している一部分を励振して、前記窓シート及び前
   記縞状集電子の内の最も接近している集電子の間で正孔
   及び電子を輸送することにより、電流を通すＸ線検出器
   。 ２６）特許請求の範囲２４）に記載したＸ線検出器に於
   て、前記１つの電圧板に対して隔てゝ取付けた第２の電
   圧板を有し、 前記集電子板が前記電圧板の間に配置され、前記縞状集
   電子が前記電圧板と向い合う様に前記非導電シートの両
   面に配置されているＸ線検出器。 ２７）特許請求の範囲２１）に記載したＸ線検出器に於
   て、前記１つの電圧板が前記ハウジングの中を向く前記
   窓の面上に配置され、前記集電子板が該１つの電圧板に
   対して略平行に取付けられており、前記電圧板及び前記
   集電子板がＸ線エネルギに対して実質的に透明な材料で
   構成されているＸ線検出器。 ２８）特許請求の範囲２７）に記載したＸ線検出器に於
   て、前記１つの電圧板が導電材料のシート上に配置され
   た電気絶縁層を持ち、該電圧板は前記電気絶縁層が前記
   ハウジングの中を向く窓の面と接触する様に位置ぎめさ
   れているＸ線検出器。 ２９）特許請求の範囲２７）に記載したＸ線検出器に於
   て、 前記窓に対して隔てゝ配置した複数個の別の電圧板と、 該別の電圧板及び当該別の集電子板が夫々相隔たって交
   互になる順序を作る様に、前記別の電圧板に対して位置
   ぎめされた複数個の別の集電子板とを有し、 各々の前記別の集電子板は非導電シート及びその両面に
   夫々配置されていて隣接する前記別の電圧板と向い合う
   複数個の非導電縞状集電子で構成されているＸ線検出器
   。 ３０）特許請求の範囲２９）に記載したＸ線検出器に於
   て、各々の前記別の集電子板にある縞状集電子が夫々向
   い合う対となる様に配置されており、前記別の集電子板
   上の対が前記ハウジングの窓を透過したＸ線エネルギの
   ビームの軌跡に沿ってグループに分れて整合しており、
   各グループにある対が電気的に一緒に接続されて信号処
   理回路に別々に電気接続されるＸ線検出器。 ３１）Ｘ線が透過し得る窓を持つハウジングと、何れも
   導電材料のシートの形をした複数個の電圧板と、 何れも非導電材料のシート及び該シート上に配置された
   複数個の導電縞状集電子で構成された複数個の集電子板
   とを有し、 前記電圧板及び前記集電子板は互いに略平行であって、
   該電圧板及び集電子板が夫々相隔たって交互になる順序
   となる様に位置ぎめされていて、夫々前記複数個の縞状
   集電子が隣接する電圧板と夫々向い合う様に配置される
   様になっており、更に、各々の縞状集電子に取付けられ
   ていて信号処理回路に電気接続する手段と、 前記ハウジング内に収容されていて、Ｘ線エネルギの電
   磁放射に対して実質的不透明である液化希ガスとを有し
   、 この為、前記電圧板及び前記縞状集電子の間に電界が存
   在する状態で前記窓を介してハウジングに入ったＸ線エ
   ネルギが、前記液化希ガスを励振して、各々の電圧板と
   前記縞状集電子の内の最も接近している集電子の間で正
   孔及び電子を輸送することにより、電流を通す計算機式
   断層写真法に用いる効率の高いＸ線検出器。 ３２）特許請求の範囲３１）に記載したＸ線検出器に於
   て、各々の導電材料のシートの両面に配置された縞状集
   電子が夫々向い合った対となる様に配置されており、該
   縞状集電子の対はグループに分れて整合しており、各グ
   ループは前記電圧板及び集電子板に対して略垂直な平面
   内にあり、各グループ内の対が電気的に一緒に接続され
   て信号処理回路に別々に電気接続されるＸ線検出器。