JPS63181740A - Ｘ線受像装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、人体のＸ線透過平面像を得て診断行うＸ線受
像装置に関するものである。

従来の技術 Ｘ線透過平面像を得る従来の典型的な技術はＸ線写真法
である。

近年、この銀塩写真法に代ってＸ線感応、固体素子のア
レイを用いる方法や輝描蛍光体を用いる３　ベー／ 非銀塩法が開発されている。前者は、Ｘ線感応固体素子
として蛍光材料と組合せたシリコン素子を用い光電導で
生じた電流量を測定するもの（特開昭５３−１０５１７
９号公報、特開昭５３−９６７８７号公報）、放射線半
導体検出器アレイを用いるもの（特開昭５９−９４０４
６号公報）が知られている。

また、後者としては、Ｘ線フィルムの代わシに蓄積性蛍
光板を用い、Ｘ線潜像をつくりレーザによる順次刺激に
より画素信号を取り出すもの（特開昭５５−１５０２５
号公報）が知られている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、固体素子のアレイを用いる方法では、銀
塩法と比してＸ線感度は良いが、面解像度の点でやや不
充分であるとともに、素子間の感度ばらつきに起因した
画面の乱れ等の問題を有していた。まだ、非銀塩方式に
おいては銀塩法と比べて画質は同程度であるが、Ｘ線被
曝量が少ないという問題があった。

また、非銀塩方式の中でも最もＸ線感度の良好な半導体
放射線検出器アレイを用いる方法がある。

この方式における画質を左右する最も大きな要因の１つ
は、Ｘ線発生装置からのＸ線強度の時間的変動である。

なぜなら、銀塩法の場合は極く短時間のＸ線曝射て１枚
の平面像が得られるのに対し、この方法は線順次方式で
あって１列の画素群毎にＸ線曝射され１枚の平面像を得
るのに数百回以上の曝射と１秒以上の全曝射時間が必要
であって、この間のＸ線強度の変動が画面の乱れや雑音
の原因となるからである。このように、半導体放射線検
出器アレイを用いた方法も画質の点で問題を有していた
。

この問題点を解決するため、本発明は極短時間の１画素
列毎のＸ線強度を高精度に測定し、１画素列毎の画素信
号に補正を加えることのできるＸ線受像装置を提供する
ことを目的とする。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するだめ本発明のＸ線受像装置は、Ｘ線
発生装置からの扇状ビームを被写体に照射し、透過した
ビームを放射線半導体検出器アレｓ”−／ イに入射させ、該扇状ビームと該半導体検出器アレイと
を被写体にほぼ平行に駆動させて線順次のＸ線画素信号
を得てＸ線透過平面像を得る装置において、この半導体
検出器アレイとは別に放射線半導体検出器又は検出器群
を設けて一定時間毎のＸ線量を測定し、これに基いてＸ
線強度の変動に対する補正係数を算出し、相当した時間
帯のＸ線画素信号の値を補正するものである。

作用 Ｘ線管よシ発したＸ線は、スリットにより扇状のビーム
とされ、被写体（人体）を通して放射線半導体検出器ア
レイに丁度入射するように制御される。スリットの前方
または後方の部位にはＸ線強度の時間的変動をモニター
する放射線半導体検出器群が設けられる。スリットと検
出器アレイは被写体に沿って駆動され、１画素列の信号
が同時に測定され、つぎに隣接した画素列の信号が測定
される。順送りの測定の結果、１枚のＸ線透過平面像が
得られる。この際、スリットの近傍に設けられた放射線
半導体検出群によって１画素列また６ベー／′ はおる一定の多画素列の測定時間に対応したＸ線量が精
密に測定され、Ｘ線強度の時間変動に関しての補正係数
が算出され、これによって対応した画素列の信号が補正
される。

実施例 第１図は、本発明のＸ線透過平面像受像装置の一実施例
における主要部構成図である。１はＸ線管状であり、こ
こから発したＸ線はスリット２によって扇状のビームと
される。５は、放射線半導体検出器アレイである。検出
器素子材料には、テルル化カドミウムＣｄＴｅ、ガリウ
ム砒素ＧａＡｓのように原子番号が比較的大きい物質の
単結晶が用いられる。この単結晶にＸ線光子１個が入射
して吸収されると、励起電子・正孔対による電気信号パ
ルスが発生する。単結晶に電界を印加し、このパルスを
外部回路に取シ出す。外部回路は、単結晶の素子１個に
対し、１個が接続され、単結晶に入射吸収された光子の
数が増幅カウントされる。

素子と回路の組は複数個から成シ、この組でアレイが形
成される。扇状のＸ線ビームは、丁度この７′　−・ アレイに入射するように構成される。４は寝台の天板で
あり、この上に被検者が位置するようになっている。扇
状のＸ線ビームは被検者の透過信号を含んでおり、これ
が検出器アレイで測定されるのである。検出器アレイと
スリットとは連動して天板とほぼ平行に送られる。ある
位置で静止させて１画素列の透過Ｘ線の測定をし、続い
て次の隣接位置へ段階状に送りここで静止させて次の１
画素列の測定するというステップ送りをとる場合と、こ
れらを連続的に送り１画素列の巾が送られる時間にその
１画素列の透過Ｘ線測定をする連続送りをとる場合とが
ある。いずれにしろ、１画素列毎の測定が順次行なわれ
、全体として平面透過像が得られる。

３は、５と同様の放射線半導体検出器の単結晶と回路の
組で、約１０ないし１００組から成っている。これらは
、線状の配置であってもよいし、また２次元の配置であ
ってもよい。この例の場合、Ｘ線管とスリットの間に配
置され、Ｘ線管からのＸ線が直接入射するようになって
いる。もちろん、スリットの後方に配置されてもよいが
、Ｘ線が直接入射するように配置されることが必要であ
る。

いずれにしろ、スリットの近傍の位置が精度の点から有
用である。

３の放射線半導体検出器群は、ふつう、５の検出器アレ
イによる１画素列を測定する時間でＸ線強度を測定する
。すなわち、それぞれの画素列の測定時間毎のＸ線強度
をモニターし、変動した場合には、各画素列の値を補正
する機能を有している。Ｘ線強度の変動のゆるやかな場
合に於ては、複数画素列毎に測定し補正する方法もとら
れる。

５による１画素列の測定時間は１０００分の１秒の程度
であって非常に短かく、この間に半導体素子１個に入射
するＸ線光子の数は、せいぜい１０００〜１００ｏｏ個
であってゆらぎ雑音が生じる。ゆらぎの巾は、標準偏差
で表わして、入射粒子の個数ｎの平方根、すなわちσ＝
罰であり、入射粒子の数が多くなればそのゆらぎの率は
小さくなる。今、ｎ＝１００００とすると、ｒｎ＝１０
０であって、１％のゆらぎ雑音が生じる。Ｘ線変動９　
ハ・−２ の補正を１％以下にしようとすれば、ｎ〉１００００が
必要であるが、高出力のＸ線管を用いてもｎとしては１
０ｏｏＯ個程度でゆらぎ誤差を１係以下にすることはで
きない。そこで、放射線半導体検出器とその回路の組を
多数配置し、これらからの出力パルスをすべて加算する
方法が採られる。例えば、３ｏ組の検出器を用いたとす
るとｎ＝３０ｏ、ｏｏｏとなって、ゆらぎ誤差は０．２
％程度となる。

上述の実施例で述べた放射線半導体検出器の単結晶と回
路の組についての補足説明を行なう。第２図は、その主
要構成要素を説明するブロック図である。６は半導体単
結晶で、これに電極７をとりつけ、直流電界を電源８に
よって印加する。この単結晶素子から出力されるパルス
信号は、パルス増幅器９で増幅された後、カウンタ回路
１０で計数され、各素子で受けだＸ線量がデジタル計数
値として出力される。

０ｄＴｅやＧａＡｓのように原子番号の大きい原子から
成る半導体単結晶を用いた場合には、１朋以１ｏヘー／ 下の厚さでもＸ線吸収率は１に近い。したがって、Ｘ線
光子１個の入射吸収によって１個の信号パルスを出力す
るわけであり、Ｘ線感度は理論限界に近い。それゆえ、
１０００分の１秒程度のＸ線照射時の微少なＸ線量が測
定できるのであり、これを複数個用いることによシその
測定精度を向上させることが出来るのである。

発明の効果 ＣｄＴｅやＧａＡｓ　　などの高原子番号の材料による
半導体結晶を用いた放射線半導体検出器は、１Ｍ以下の
小さな結晶であってもＸ線の吸収率が高く、従来知られ
たＸ線センサの中で最高の感度を有する。そして、光子
計数法でデジタル式に測定できるのでその再現精度は抜
群である。この方式の画像信号誤差要因としては、Ｘ線
源のＸ線強度変動が第１であったが、本装置の方法によ
り時間的変動誤差を０．２％程度にまで抑えることがで
きる。このような画素間の感度差の少ない画像では、微
少なＸ線吸収率差を有する物質・物体を識別することが
可能となる。そのＸ線診断分野に与える１１へ−７ 影響は多大なものが期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるＸ線受像装置の要部
構成図、第２図は放射線半導体検出器のブロック構成図
である。 １・・・・・・Ｘ線源、２・・・・・・扇状ビーム用Ｘ
線スリット、３・・・・・・Ｘ線強度補正用放射線半導
体検出器、４・・・・・・天板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）Ｘ線発生装置からの扇状ビームを被写体に照射し
   、透過したビームを放射線半導体検出器アレイに入射さ
   せ、該扇状ビームと該半導体検出器アレイとを被写体に
   ほぼ平行に駆動させて線順次のＸ線画素信号を得てＸ線
   透過平面像を得る装置において、この半導体検出器アレ
   イとは別に放射線半導体検出器又は検出器群を設けて一
   定時間毎のＸ線量を測定する手段と、これに基いてＸ線
   強度の変動に対する補正係数を算出し、相当した時間帯
   のＸ線画素信号の値を補正する手段とを有したことを特
   徴としたＸ線受像装置。 （２）Ｘ線強度補正用半導体検出器又は検出器群が、Ｘ
   線扇状ビームを形成するためのＸ線スリットの近傍に設
   けられたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   Ｘ線受像装置。 （２）Ｘ線強度補正用半導体検出器を複数個用いるとと
   もに該検出器からのパルス増幅回路およびカウンタ回路
   系も検出器に対応した複数個を用い、これら回路系で得
   られた出力パルスを加算し、これに基いてＸ線強度補正
   係数を得ることを特徴とした特許請求の範囲第１項記載
   のＸ線受像装置。 （４）Ｘ線強度補正のための測定時間が、１画素列の測
   定時間にほぼ等しく、補正を１画素列毎に行なうように
   構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のＸ線受像装置。