JPS6320974A - 放射線像撮像装置 - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は一次元的或は二次元的な解像力を持つ放射線検
出装置に関する。

口、従来の技術 従来Ｘ線透視像等の放射線画像を得る方法として、Ｘ線
フィルムを用いる方法或はイメージインテンシファイア
とテレビカメラを組合わせた方法が用いられて来たが、
近時半導体放射線検出素子を一次元或は二次元的に配列
し、放射線の画像データを画素に分解して取得する方法
が種々提案されるようになってきた（特開昭５９＝９４
０４６号等）。また放射線検出素子アレーを用いる上記
方法において、被写体の複雑な物質の組成或は密度の分
布を表す放射線像を得るために、エネルギー分析手段を
組合わせることが提案されている（特開昭６０−８０７
４６号）。この方法は基本的には第４図に示すような放
射線センサ１と増幅器２とコンパレータ３とカウンタ４
とよりなる一画素分の回路を多数−次元或は二次元に配
列するもので１、一画素分の回路動作は放射線光子を放
射線センサで電気的なパルス信号に変換し、放射線検出
パルスとノイズとを弁別するため或はこのパルス信号の
高さが放射線光子のエネルギーと対応しているので、コ
ンパレータ３によってパルス高さを選別し、選別された
パルスをカウンタで計数することによって特定のエネル
ギー即ち波長の放射線を選択的に検出し測定するもので
ある。

ハ９発明が解決しようとする問題点 第４図に示す回路構成は一画素分の回路構成で、高画像
分解能の撮像装置を得ようとすると、第４図のような回
路構成を高密度で集債させる必要がある。例えば一画面
１０００Ｘ１００Ｏ個の画素で構成されるようにしよう
とすると、−次元アレーであっても、第４図の回路構成
を１０００チャンネル並べる必要がある。他方第４図の
回路構成は放射線センサの感度、増幅器を構成している
トランジスタの特性等が、チャンネル毎にばらついてい
るから、コンパレータに設定する比較電圧はチャンネル
毎に適当に設定しないと実際には存在しない濃淡が画像
に現れる等して、統一性のある高画質の像が得られない
。しかるに−次元アレーでも例えば１０００チヤンネル
もあると、−チャンネル毎に比較電圧を手作業で設定し
て行（ことは莫大な時間を要し、実際上実施は不可能に
近い。

本発明は放射線検出素子アレーを用いる方法における上
述した比較電圧設定の問題を解決して高分解能高画質の
撮像を可能にしようとするものである。　二６問題点解
決のための手段 第１図に例示したように、放射線センサ１．コンパレー
タ３．カウンタ４等よりなる一画素分のチャンネルを多
数並べた撮像装置で、コンパレータ３に設定する比較電
圧をＣＰＵによって設定するようにし、ＣＰＵではコン
パレータ３に設定する比較電圧を例えばＯから次第に上
げて行きながら一定時間幅におけるカウンタ４の計数出
力をディジタルコンパレータ９で基準計数値と比較し、
両者が一致或はカウンタ計数が基準計数値以下になる比
較電圧を検出し、この電圧をコンパレータの比較電圧と
する動作を各チャンネル毎に行って行くようにした。

ホロ作用 第３図ａに示すようにコンパレータ３に設定する比較電
圧を上げて行きながらカウンタ４の一定時間幅内の計数
出力を取出すと、比較電圧が上がるにつれて計数出力は
低下して行（。この計数出力が一定の基準計数値を横切
るときの比較電圧をコンパレータの比較電圧とし、これ
を各チャンネル毎に行ってい（ので、放射線センサのア
レーに均一照度で放射線を照射し、上述動作を行えば、
各チャンネルの感度に応じて比較レベルが設定され、均
一照度に対して全チャンネルで同じカウンタ計数出力が
得られることになり、各チャンネルの感度のばらつきが
自動的に補正される。　。

へ、実施例 第１図に本発明の一実施例を示す。１は放射線センサ、
２は増幅器、３はコンパレータ、４はカウンタで、放射
線センサ１に入射した放射線光子は電気的なパルス信号
に変換され、このパルス信号は増幅器２で増幅された後
コンパレータ３でパルス高さによる選別が行われ、選別
されたパルスがカウンタ４で計数される。以上は一画素
分の構成で図は略しであるがこのようなチャンネルが多
数配列されており、カウンタ４で一定時間パルスを計数
することにより、各チャンネル毎のカウンタに夫々の画
像の画像データが得られる。この画像データはマルチプ
レクサ５によって順次読出されてデータメモリ６に格納
される。コンパレータ３に設定される比較電圧はコンデ
ンサＣに充電保持される。

コンピュータＣＰＵ、ＤＡ変換器７、アナログスイッチ
８の系統は各画素チャンネル毎のコンパレータ３に比較
電圧を設定するための回路で、ＣＰＵから各画素チャン
ネルのコンパレータに設定すべき比較電圧に対応するデ
ィジタルデータが順番に出力され、そのデータがＤＡ変
換器７によっ６て電圧信号に変換され、アナログスイッ
チＳを介してＣＰＵが順次指定するチャンネルのコンパ
レータの比較電圧入力端子に接続されているコンデンサ
Ｃに上記電圧信号が充電保持される。

各チャンネルのコンパレータに設定される比較電圧の決
定は次のようにして行われる。９はディジタルコンパレ
ータで、マルチプレクサ５によって各チャンネルのカウ
ンタ４から読出された計数データを基準計数値と比較し
、カウンタの計数データが基準計数値と一致するか基準
計数値より小さくなると信号を出す。比較電圧設定の原
理は、各チャンネル毎に放射線センサ１に所定の放射線
を入射させ、そのときのカウンタ４の計数出力をディジ
タルコンパレータで基準計数値と比較しなからＣＰＵの
制御によってコンパレータ３に接続されているコンデン
サＣの充電電圧を上げて行き、カウンタ計数出力が基準
計数値より小さくなったことが検出された所でコンデン
サＣの充電電圧の上昇を停止し、そのときの電圧値のデ
ィジタルコードを電圧メモリ１０に記憶させると云う動
作を行うものである。第２図にＣＰＵによる上記動作の
一実施例のフローチャートを示す。動作は時間幅ｔを一
動作単位として進行する。この時間幅は要求される放射
線測定精度によって必要となる計数時間にデータ処理に
必要な一定時間を加えた幅に設定される。撮像装置の受
線面、即ち各画素チャンネルの放射線センサのアレー状
配列面に均一照度で放射線を入射開始させる。二＼で均
一照度と云うのは照度Ｏつまり放射線を入射させない場
合も含む。放射線照射開始後比較電圧設定動作をスター
トさせる。ＣＰＵは撮像装置のチャンネル番号ｎを１に
セット（イ）する。次にＤＡ変換器７に出力する電圧ｉ
（２進数）をＯにする（口）。次いでマルチプレクサ５
及びアナログスイッチ８にチャンネルｎを指定する（ハ
）。最初ｎ＝１である。その後一定時間カウンタ４によ
りパルス計数を行う（ニ）。この一定時間は上述した単
位時間を内に含まれる時間である。計数終了後第ｎチャ
ンネルのカウンタ計数がディジタルコンパレータ９に入
力されているから、それを基準計数値と比較（ホ）シ、
全チャンネルのカウンタをリセットする。比較の結果カ
ウンタ計数が基準計数より小さいとコンパレータ９から
信号が出力されるので、ＣＰＵはこの信号の有無をチェ
ック（へ）し、信号がないとき（ＮＯ）は、ＤＡ変換器
７への電圧データｉに１を加え（ト）、動作は（ハ）の
ステップに戻って一単位動作を終わる。このようにして
単位動作を繰返す度にＤＣ変換器に出力される電圧デー
タが１ずつ増加して行くので、コンパレータ３の比較電
圧は第３図ａに示すように階段状に上昇して行く。従っ
て゛初め放射線センサから出力される全てのパルスがカ
ウンタで計数されているが比較電圧の上昇につれてコン
パレータ３によって低いパルスが次第にカットされるよ
うになり、カランの計数出力は第３図すのように階段状
に低下して行き、やがてディジタルコンパレータ９に設
定しである基準計数値Ｓより低くなる。モしてカウンタ
計数出力が基準計数値より小さくなった最初の単位動作
において第３図Ｃに示す信号がディジタルコンパレータ
９から出力されると、（へ）のステップの判定がＹＥＳ
となり、動作は（チ）のステップに進み、そのときのＤ
Ｃ変換器７へ出力されている電圧データが電圧メモリ１
０のｎ番目チャンネルに対応するアドレスにメモリせら
れる。次いでチャンネル番号ｎが最終チャンネルか否か
判定（す）され、判定がＮｏのときはチャンネル番号ｎ
に１を加え（ヌ）で動作は（ロ）のステップに戻る。こ
のようにして各チャンネル毎に比較電圧のデータが決定
されて電圧メモリ１０に格納され、全チャンネルについ
て比較電圧が決定されると（す）の判定がＹＥＳとなり
、比較電圧設定動作が終了する。

撮像を行う場合、ＣＰＵは電圧メモリｌｏ内のデータを
順次読出し、アナログスイッチ８を制御して読出した電
圧データをＤＣ変換器７で電圧信号に変換し、対応チャ
ンネルのコンデンサＣを充電°して行く。このようにし
て全チャンネルに比較電圧を設・定した後、被検体の放
射線照射を行い、一定時間カウンタ４で計数を行い、そ
の後マルチプレクサ５を操作して各チャネルのカウンタ
４の計数値を順次読出し、データメモリ６に格納して一
回の撮像動作を終る。

放射線像の撮像に当って放射線のエネルギー選別は行わ
ず、ノイズのみを除去したい場合比較電圧の設定は次の
ようにして行う。放射線センサには放射線を入射させず
、ディジタルコンパレータ９に設定する基準計数値をＯ
にする。このようにして前述した比較電圧決定動作を行
わせると、放射線入力がＯであるから、この場合コンパ
レータ３に入力される信号は放射線センサ及び回路自身
から発せられるノイズだけであり、当初これらのノイズ
は全てカウンタで計数されるが、コンパレータの比較電
圧が高くなるにつれ計数出力は次第に低下し、遂にＯに
なる。そのときの比較電圧はコンパレータに入力される
パルスからノイズレベルのパルスをカットする電圧にな
っており、その電圧のデータが電圧メモリ１０に格納さ
れる。

成るエネルギー以上即ち或波長より短波長の放射線だけ
を検出したい場合、半導体放射線センサの出力パルスの
高さが放射線のエネルギーに対応して高（なるので、コ
ンパレータ３に設定される比較電圧も高く設定される必
要がある。この場合放射線源として最も高エネルギーの
放射線を出すラジオアイソトープ例えば　Ａｍ（約６０
　Ｋ　ｅＶ）を放射線源として撮像装置の受線面を直接
照射し、ディジタルコンパレータ９に設定する基準計数
値を０にしてお（。このようにすると各チャンネルのコ
ンパレータの比較電圧は上記放射線の検出パルスをもカ
ットするレベルに設定される。

任意のエネルギー以上の放射線を検出したい場合、上述
のようにして決定された比較電圧に対して比例針具で算
出された電圧を比較電圧として用いればよい。

上述実施例ではコンパレータ３は一定レベル以上のパル
スを通過させるものであるが、その代りにウィンドウ型
のコンパレータを用いて成るエネルギー範囲の放射線だ
けを測定するようにすることももちろん可能である。こ
の場合コンパレータに設定する比較電圧は下限レベルを
決めるものと上限レベルを決めるものの２ＷＩが必要ヤ
ある。下限レベル用の比較電圧の決定には上述した方式
がそのま＼使える。上限レベル用の比較電圧は、例えば
下限レベルの比較電圧を決定の上各チャンネルのコンパ
レータに設定し、カウンタ４の計数出力がディジタルコ
ンパレータ９に設定した基準計数値ωと一致するか基準
計数値以上になったときディジタルコンパレータ９から
信号を出すようにして、下限レベル比較電圧決定と同様
にして上限レベル比較電圧を一段ずつ上げて行きディジ
タルコンパレータから信号がでたときの比較電圧信号を
上限レベル用比較電圧のデータとして電圧メモリに格納
すればよい。

ト、効果 本発明によれば放射線検出素子のアレーを用いた多チヤ
ンネル型の放射線撮像装置で、各チャンネルの感度のば
らつきを補正するための信号が自動的にかつ撮像動作と
同程度の時間で決定されるので、この型の撮像装置では
従来得られなかったような高画質の放射線像の画像デー
タが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の要部回路図、第２図は
同実施例における比較電圧決定動作のフローチャート、
第３図は上記動作を説明するグラフ、第４図は多チヤン
ネル型撮像装置の基本的構成を示すブロック図である。 １　・・・放射線センサ、２・・・増幅器、３・・・コ
ンパレータ、４・・・カウンタ、５・・・マルチプレク
サ、６・・・データメモリ、７・・・ＤＡ変換器、８・
・・アナログスイッチ、９・・・ディジタルコンパレー
タ、１０・・・電圧メモリ。 代理人　　弁理士　縣　　浩　介 第１ｖＡ １１１４図 手　　続　　補　　正　　書（自発）　　　　　　　　
　　ネ１、事件の表示　　昭和Ｇ１年特許願第１６６３
５４号２、発明の名称 水封１？＆像嶽１条俵色 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ６、補正の対象 ！願昭６１−１６６３５４号　補正の内容別紙明細書第
１１頁第１６行目に、「Ａｍ」とある）を、「　Ａｍ」
と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放射線センサとそれに後続するコンパレータ、カウンタ
   等よりなる信号処理回路とで一画素分のチャンネルを構
   成し、このようなチャンネルを多数配列した型の放射線
   像撮像装置において、各チャンネルのコンパレータに設
   定する比較電圧を決定するため、コンパレータに設定す
   る比較電圧を変化させながらカウンタ計数出力を取出し
   、それを基準値と照合して両者が一致或はカウンタ計数
   出力が基準値を横切るときの比較電圧を検出する動作を
   各チャンネル毎に行う制御手段を設けたことを特徴とす
   る放射線像撮像装置。