JPS6275368A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ＸＢＣＴスキャナやラインセンサ方式Ｘ線テ
レビジョン等に使用される多チャンネル放射線検出器の
改良に関する。

〔発明の背景技術〕

従来のこの種の多チャンネル放射線検出器は、医療用並
びに工業用ＣＴスキャナや放射線を用いて被検体を透視
検査する種々の技術分野で利用され、その構成は第６図
に示すようにプリント配線基板１の上側にシンチレータ
２ａおよびフォトダイオード２ｂよりなる複数の放射線
検出素子２・・・が放射線透過方向に面位置を揃えて並
設され、各フォトダイオード２ｂ・・・によって光電変
換されて出力される検出電流はＩＣモジュール化された
データ収集部３により積分およびＡ／Ｄ変換されて放射
線吸収データとして出力される。なお、シンチレータ２
ａ・・・は、Ｘ線補捉効率および動作速度を高め、かつ
フォトダイオードに対する波長特性の良いものが選定さ
れ、例えばＣｄＷＯ＋やｌｎｗｏ４等を用いたものが使
用されている。

（背景技術の問題点〕 ところで、以上のような構成の多チャンネル放射線検出
器を用いて被検体を透視検査する場合、第７図に示すよ
うにＸ線発生器（図示せず）から被検体４へＸ線５を入
射し、この被検体４より該被検体４の性質に応じて吸収
減衰せられたｘｍ透過データが出力されるが、これには
直接線６のほかに、散乱線７・・・を含んだものが出力
される。

しかし、以上のような構成の放射線検出器を用いて被検
体を透視検査した場合、被検体４から直接線６および散
乱線７を含んだＸ線透過データを検出していることにな
るため、データ収集部３で収集したＸＩＩ吸収データの
ＳＮ比が悪く、それだけ例えば前処理部等の処理が繁雑
となり、ＣＴスキャナ等で得られる断面象に影響を与え
る問題があった。

〔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、多
チャンネルの構成を有効に利用して被検体から透過出力
される散乱線を容易に除去し得るようにする族９Ａ線検
出器を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、少なくとも１個ごとに放射線検出素子を族１
ＪＧＩ透過方向に交互に位置を異ならせて配置すること
により、散乱線除去機能を持つようにしたものである。

〔実施例〕 以下、本発明の一実施例について第１図および第２図を
参照して説明する。同図は多チャンネルの放射線検出器
の概略構成を示す図であって、該チャンネル数に応じた
数の放射線検出素子１０・・・がプリント配線基板１１
の上側に設置されている。

これらの放射線検出素子１０・・・の配列手段は、例え
ば奇数チャンネルに相応する放射線検出素子１０ａ・・
・と偶数チャンネルに相応する放射線検出素子１０ｂ・
・・とを放射線透過方向に交互に位置を異ならせて配列
するものである。例えば奇数チャンネルの放射線検出素
子１０ａ・・・はそれぞれ放射線入射方向の面位置を揃
えて並設し、一方、偶数チャンネルの放射線検出素子１
０ｂ・・・は放射線検出素子１０ａ・・・より後退させ
て同様に面位置を揃えて並設してなるものである。なお
、これらの放射線検出素子１０・・・はシンチレータ１
２とフォトダイオード１３とよりなり、前記基板１１に
フォトダイオード１３を取付けた後、このダイオード１
３・・・の上側にシンチレータ１２を密着せしめるもの
である。

１４はデータ収集部であって、これは各放射線検出素子
１０・・・によって検出されたアナログ検出信号をチャ
ンネルごとに積分し、かつＡ／Ｄ変換等を行って各チャ
ンネルの放射線吸収データとして出力するものである。

従って、以上のような構成の多チャンネル放射線検出器
によれば、第２図に示すように放射線発生器（図示せず
）から被検体１５に入射せられた放射線１６は被検体１
５を透過して直接線１７のほか、このとき同時に散乱線
１８が出力されるが、各放射線検出素子１０・・・が交
互に位置をずらして配列されているので、図示するよう
に偶数チャンネルのある特定の放射線検出素子１０ｂ−
８のみに被検体１５より直接線１７が入射され、他の偶
数チャンネルの放！）１腺検出素子１０ｂ・・・には奇
数チャンネルの放射線検出素子１０ａによりブロックさ
れて直接線以外のいわゆる散乱線１８は入射されにくい
。つまり、奇数チャンネルの放１ｌ）１徨検出素子１０
ａは散乱線１８を多く含んだ放射線透過データを検出で
き、一方、偶数チャンネルの放射線検出素子１０ｂ側は
散乱１１１１８の非常に少ない放射線透過データを検出
できる。このことは、第１図のように放射線検出器を配
列すれば、ある群の放射線検出素子１０ｂ・・・に対し
、他の群の放射線検出素子１０ａ・・・が散乱線除去機
能を有するとともに、これらの放射線検出素子１０・・
・から得られた検出信号を後述する簡単な信号処理手段
を用いて簡単に散乱線を除去し得、直接線１７に係わる
放射線透過データのみを得ることができる。

また、各放射線検出素子１０を交互にずらすように配列
すれば、基板にフォトダイオードを取り付ける時に非常
に容易となる。

次に、以上のような放射線検出器を散乱線補正除去機能
を持つＣＴスキャナに適用した場合の一例について第３
図ないし第５図を参照して説明する。第３図はＣＴスキ
ャナの模式的な構成を示す図、第４図および第５図は散
乱線除去処理動作を説明する図である。即ち、このＣＴ
スキャナは、放射線発生器２１と第１図に示す放射線検
出器２２とが所望とするスキャン方式に応じて架台等に
トラバース走査およびローテート走査等可能なように対
向設置され、これら両渫器２１．２２間にテーブル２３
等により被検体１５が位置するように配置されている。

そして、前記両機器２１゜２２およびテーブル２３を含
めてこれらは制御コンソール２４および中央演算処理ユ
ニット（以下、ＣＰＵと指称する）２５により所定のプ
ログラムに基づいて所望とするスキャン動作を行うよう
に制御される。この制御コンソール２４はプログラムに
基づいて各構成要素を統轄制御するもので、これには機
構制御部２６および放射線制御部２７のほか、前記ＣＰ
Ｕ２５が接続されている。この機構制御部２６は、制御
コンソール２４からの指令に基づいてテーブル２３を連
続的あるいは所定角度間欠回転するように制御するが、
スキャン方式に応じて放射線発生器２１のみ、またはこ
の放射線発生器２１のばかに放射線検出器２２を含めて
ローテート走査する場合もあり、ローテート走査および
トラバース走査を繰り返し行うように機構制御する場合
もある。放射線制御部２７は、制御コンソール２４から
の動作命令を受けて例えば放射線発生器２１がＸ線管の
場合には高電圧を供給し、ＲＩの場合にはシャッタを駆
動制御する機能をもっている。前記ＣＰＵ２５は、制御
コンソール２４から動作タイミング的な信号をを受ける
が、通常、自身がプログラムを有し、ｔｌｉ射線検出器
２２よりデータ収集部１４を介して取得しかつ前処理部
２８により従来一般的に行っている補正処理によって得
られた放射線吸収データを受は取ってメモリ２９に格納
し、さらに奇数チャンネルデータと偶数チャンネルデー
タに別けてチャンネル処理部３０．３１に送る機能等を
持っている。

また、データ処理部３２において散乱線除去処理を行わ
せ、画像再構成処理部３３にて画像再構成処理を行わせ
るような機能をもっている。この奇数チャンネル処理部
３０は前記散乱線１８を含んだデータの平均化処理を行
い、一方、偶数チャンネル処理部３１は散乱線１８を含
まないデータの平均化処理を行うものである。前記デー
タ処理部３２は各チャンネル処理部３０．３１で平均化
処理を行って得られたデータを用いて例えば減算処理を
行って散乱線に係わるデータを除去するものである。前
記画像再構成処理部３３は、例えばコンボルバ３３１、
バックプロジェクタ３３２およびメモリ３３３等を有し
、前記データ処理部３２で散乱線除去を行ったデータを
用いて従来周知の画像再構成処理を行い、被検体１５の
断面像を作成するものである。なお、図示されていない
が前記ＣＰｔＪ２５にはＣＲＴディスプレイ等の表示部
が接続されている。

次に、以上のように構成されたＣＴスキャナの動作につ
いて第４図および第５図を参照して説明する。先ず、制
御コンソール２４は、人為的操作によってスキャン動作
開始指令を受けると、プログラムに基づいて機構制御部
２６および放１ｔｖＡ制御部２７に必要な制御信号を送
出する。ここで、放射線制御部２７は放射線発生器２１
を駆動して連続的または間欠的に放射線ビームを被検体
１５に照射し、また機構制御部２６は回転駆動ｒＡ（図
示せず）を介してテーブル２３を所定方向に所定角度間
欠回転または所定速度で連続的に回転させる。このとき
、テーブル２３が所定角度回転するごとに該テーブル２
３等に設置された角度検出器（図示せず）から角度検出
信号が機構制御部２６および制御コンソール２４を介し
てＣＰＵ２５で受けると、その信号のタイミングで前処
理部２８等にデータ取得指令を与えてデータを取得する
ものである。

このデータ取得手段は、例えば奇数チャンネルと偶数チ
ャンネルに分けて放射線透過方向に位置をずらして配列
された多チャンネル放射線検出器２２を用い、各奇数チ
ャンネル放射線検出素子１０ａ・・・および各偶数チャ
ンネル放射線検出素子１０ｂ・・・によって検出された
信号を各チャンネルごとに第４図に示すステップＳ１に
基づいてデータを収集し、この収集データを積分および
Ａ／’Ｄ変換等を行い、ざらに前処理部２８で補正処理
を行って放射線吸収データを取得するものである（ステ
ップ８２）。そして、このようにして取得した各チャン
ネルの放射線吸収データは、ＣＰＵ２５により奇数チャ
ンネルと偶数チャンネルに分けられて奇数チャンネル処
理部３０と偶数チャンネル処理部３１に送られる。この
奇数チャンネル処理部３０は第２図に示すように散乱線
１８を含む複数の奇数チャンネルデータを平均化し、奇
数チャンネルデータの平均値Ｄ○を１！！（ステップＳ
３）、また偶数チャンネル処理部３１では散乱線１８の
含まない複数の偶数チャンネルデータを平均化し、偶数
チャンネルデータの平均値ＤＥを博る（ステップ８４）
。なお、この平均化処理は必ずしも奇数の全チャンネル
および偶数の全チャンネルデータを用いて行う必要がな
く、直接線１７の入射されるチャンネルに着目しかつ被
検体１５に応じてそのチャンネルに比較的近い複数のチ
ャンネルデータを用いて平°均化してもよい。例えば第
５図に示すＲａｙ方向の１〜１ｏチヤンネルについて考
えると、１．３．ｒ５Ｊ、７．９チヤンネルデータの平
均値と２．４，６，８．１０チヤンネルデータの平均値
から中心チャンネル「５」の補正データ（ＤＯ−ＤＥ）
を作成する。

同様に、３，５．ｒ７Ｊ、９．１１と４．６，８゜１０
．１２チヤンネルデータからチャンネル「７」の補正デ
ータを作成し、この処理を順次Ｒａｙ方向にずらして行
っていく。なお、Ｒａｙ端部のデータは信頼性の点から
使用しない。また、チャンネル１，３などのデータは例
えばチャンネル「５」のデータを使用する。その理由は
隣のチャンネルが存在しないか少ないために平均化する
ことが難しいからである。

このようにしてチャンネル処理部３０．３１で平均化さ
れて得たデータはＣＰＵ２５を介してデータ処理部３２
に送られ、ここで次のような演算式によりデータ処理を
行う（ステップ８５）。今、特定奇数チャンネルの散乱
線を除去したデータをＤとすると、 Ｄ−ＤＯ−（Ｄｏ−ＤＥ） の処理を行う。即ち、このデータ処理部３２は、奇数チ
ャンネルデータの平均値Ｄ○から偶数チャンネルデータ
の平均値ＤＥを減算して散乱線だけの平均値を得るとと
もに、散乱線１７を含む前記特定奇数チャンネルデータ
Ｄｏから該散乱線平均値を減算して散乱線１７を除去し
たデータＤを得るものである。かかるデータ処理は奇数
チャンネルの全部について行い、各チャンネルの散乱線
除去データＤ・・・は前記メモリ２９に一時格納した後
（ステップＳ６）、画像再構成処理つまりステップ８７
．Ｓ８に示すようにコンボリューション処理およびパッ
クプロジェクション処理を行って画像データを得、画像
メモリ３３３に記憶するものである。

従って、以上のような構成の放射線検出器を散乱線除去
機能をもったＣＴスキャナに適用すれば、簡単なデータ
処理手段により散乱線データを除去することができ、高
密度実装の多チャンネル放射線検出器であっても散乱線
の影響を除去して確実に直接線に係わるデータを取得で
き、またエネルギーの大きい放射線を検出する場合や検
出効率をあげる場合に比較的長い放射線検出素子１０を
用いるが、本機器による放射線検出素子１０・・・の配
列手段にとっても長い方が散乱線除去の点から有利であ
る。

なお、上記実施例はＣＴスキャナに適用したが、ライン
センサ方式の放射線テレビジョンであっても同様に適用
して散乱線を除去して使用できるものである。また、散
乱線除去処理手段は、あるチャンネルに着目したとき該
チャンネルより遠のく程信頼性における寄与率が小さく
なるので、予めＲａｙ方向のデータに重みを付けて非線
形処理を行うとか、あるいはＲａｙ方向の隣同志で演算
処理するなどして各チャンネルのデータを得るようにし
てもよい。また、前記放射線検出器は１次元的な配列に
ついて示したが、２次元的な配列の放射線検出器であっ
ても同様に実施できるものである。また、半導体検出素
子であってもよく、また２個ごとに交互に放射線検出素
子１０の位置を異ならせてもよい。その他、本発明はそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、各放射線検出素子
を放射線透過方向に互いに位置を異ならせて配列したこ
とにより、放射線検出素子自体が散乱線除去機能を果た
すことができ、かつこれらの放射線検出素子により検出
された信号のＳＮ比を大幅に改善し得る放射線検出器を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明に係わる放射線検出器の一
実施例を説明するために示したもので、第１図は放射線
検出器の斜視図、第２図は散乱線除去機能を説明する図
、第３図は本発明機器をＣＴスキャナに適用した全体の
模式的な構成図、第４図は第３図に示すＣＴスキャナの
動作を説明する流れ図、第５図は補正データを得るため
の説明図、第６図は従来の放射線検出器の斜視図、第７
図は散乱線の影響を説明する図である。 １０・・・放射線検出素子、１０ａ・・・奇数チャンネ
ルの放射線検出素子、１０ｂ・・・偶数チャンネルの放
射線検出素子、１２・・・シンチレータ、１３・・・フ
ォトダイオード、１５・・・被検体、１７・・・直接線
、１８・・・散乱線、２１・・・放射線発生器、２２・
・・放射線検出器、２５・・・ＣＰＵ、３０・・・奇数
チャンネル処理部、３１・・・偶数チャンネル処理部、
３２・・・データ処理部。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 →さ口ｈＨｒ＞メｍへ・々２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも１個ごとに放射線検出素子を放射線透過方向
   に交互に位置を異ならせて配置し、前記放射線検出素子
   自体に散乱線除去機能を持たせたことを特徴とする放射
   線検出器。