WO2002042797A1 - Systeme de diagnostic par image radiologique et detecteur de radiation - Google Patents

Description

明 細 書

放射線画像診断装置及び放射線検出器

技術分野

本発明は、 半導体検出器を装備 した放射線画像診断装置に 関する。

背景技術

こ の種の放射線画像診断装置には、 体内組織構造を X線吸 収係数マ ップ と して画像化する X線コ ンピュータ断層撮影装 置や体内に投与した放射性同位元素 （ R I ) の密度分布を画 像化するガンマカメ ラ等がある。

図 1 はガンマカ メ ラの外観を示 している。 こ の例はプレー ナー撮影 と S P E C Tの兼用機で、 複数本の光電子增倍管を 使ったア ンガー型の検出器 1 がス タ ン ド 2 に回転可能に支持 されている。 近年では、 こ のア ンガー型の検出器 1 に替わ り 、 半導体検出素子 （以下単に検出素子と 呼ぶ） を 2 次元面状 に多数並設 した半導体検出器を装備 したカ メ ラへッ ドに よ る ガンマカメ ラ が実用化される趨勢である。 半導体検出器は、 ガンマカ メ ラ以外の使途も ある が、 以下ではガンマカ メ ラ に ついて例示する。

図 2 には、 カメ ラヘッ ドの断面構造を示している。 カ メ ラ ヘッ ド 3 には、 コ リ メ ータ 4 と 、 その背面に配置される半導 体検出器 5 と が収容される。 半導体検出器 5 は、 検出素子 6 を有する。 検出素子 6 は、 実際には図 3 に示すよ う に 2 次元 状に多数配列 されている。 こ の検出素子 6 の背面には、 放射 線入射に伴 う 検出素子 6 の レス ポンス を処理する プ リ ア ンプ や読み出 し回路等を有する A S I C 7 が配置される。

各検出素子 6 は、 図 4 に示すよ う に、 C Z Tや C d T e な どの半導体素子 8 の両面に電極 9 , 1 0 が形成されてな り 、 こ の電極 9 ， 1 0 の間に電源 1 2 によ り ノ ィ ァス電圧が印加 された状態で放射線入射を待機する。 こ の状態で、 放射線が 半導体素子 8 に入射する と 、 電極 9 ， 1 0 間を電荷が移動 し 、 これによ り 電極 9 , 1 0 間に電流が流れる。 こ の電流信号 は電極 （信号電極） 1 0 からプリ アンプ 1 1 で増幅されそ し て電圧信号に変換され出力 される。 なお、 現在の主流は図 4 に示 した横型電極型の検出素子であるが、 図 5 に示す縦型電 極型のものもある。

こ の よ う な検出素子 6 が多数並列されて図 3 の大視野検出 器が形成される。 こ の大視野検出器は、 例えば図 3 に斜線で 示す 4 X 4 素子で 1 つのモジュールを構成 し、 こ のモジユ ー ルを複数並べる こ と で実現している。

図 6 には こ の 1 つの素子モジュールにつレヽての電源と信号 配線を示 している。 他のモジュールにも電源線が延びる。 プ リ アンプおよび読み出 し回路は一素子毎に設け られるが、 実 装上は、 複数の検出素子分の回路が 1 つの A S I C 7 と して 構成される。 こ の素子モジュール と A S I C 7 と の関係と し ては、 1 つの素子 1 モジュールに対 して 1 つの A S I C 7 が 対応する のが一般的であるが、 これに限定されず、 1 モジュ ールに対して複数の A S I C 7 が対応する も のや複数のモジ ユールに対して 1 つの A S I C 7 が対応する もの等がある。 なお、 図 6 には A S I C 7 の電源 1 3 を示 したが、 単一電圧 と は限らず、 複数電圧の場合が多いが、 こ こ では説明の便宜 上、 単一電源の例で説明する。 また、 図 6 では検出素子 6 が 1 個 1 個セノ、。 レー ト されている が、 図 7 に示すよ う に、 平板 状の半導体素子 8 を使い、 バイ アス印加用の電極 9 は共通電 極 と して形成し、 信号電極 9 だけを個別に形成 したものも あ る。 もちろん、 縦型電極の場合は、 図 7 に相当する よ う なモ ジュール形成は困難である ので、 通常は、 図 8 に示すよ う に 、 分離した検出素子 6 が平板上に集成される。

と こ ろで、 このよ う な半導体検出器には、 ラ ッチア ップの 問題が常につきま と う 。 何らかの理由で素子側か ら異常出力 (通常の放射線に対する応答よ り も遥かに大き な出力） がー 瞬発生する こ と がある。 真因は解明 されていないが、 数千〜 数万の素子 6 を持つカメ ラへッ ドでは時に起き る こ と は避け られない現象である。 A S I C 7 には複数の電源が接続され てレヽる のが普通であ り 、 A S I C 7 の種類にも よ るが、 複数 の P N接合が直列につながった構造 （サイ リ ス タ構造） が ど こ かにある。 このよ う な A S I C 7 に異常に高い入力が入る と それがち ょ う どサイ リ ス タ を ト リ ガーする こ と にな り 、 異 常入力が途絶えても A S I C 7 内で電源間あるいは電源と グ ラ ウ ン ド と の間に異常電流が流れ続け (これをラ ッチア ップ と い う ） 、 A S I C 7 は熱的に破壌される。 破壊は免れても 異常電流が流れている 間は A S I C 7 は機能せず、 これを気 づかずに運用する と 、 当然に して、 画像は異常と なる。 こ の よ う な装置は実用に耐えない。

本発明の 目 的は、 半導体検出器を装備 した放射線画像診断 装置において、 ラ ッチア ップに よ る破壊から A S I C を保護 する と共に、 画像異常を抑制する こ と にある。

発明の開示

本発明に よ る放射線画像診断装置は、 放射線を電気信号に 変換する検出素子を複数有する放射線検出器と 、 検出素子に バイ アス電圧を印加するバイ アス電源と 、 検出素子から 出力 される電気信号を処理する処理回路と 、 処理回路に電力を供 給する電源 と 、 バイ アス電源か ら検出素子への給電おょぴ電 力供給手段から前記処理回路への給電の う ち少な く と も一方 の給電を監視する と と も に、 異常を検知 した と き、 電源から 処理回路への給電を停止 し、 その給電停止から所定時間経過 後に電源から前記処理回路への給電を再開する制御部 と 、 処 理回路への給電の停止時間の長 さ に基づいて、 検出素子で得 られるデータ を補正する補正部と を具備する。

図面の簡単な説明

図 1 は、 放射線画像診断装置の一例 と してのガンマカ メ ラ の外観を示す図。

図 2 は、 図 1 のカメ ラヘッ ドの構造を示す断面図。

図 3 は、 図 2 の検出素子配列を示す図。

図図 44 はは、. 図 2 の検出素子の詳細図。

図 5 は. 図 2 の検出素子の他の例 （縦型） を示す図。

図 6 は 図 2 の検出素子配列を構成する 1 つのモジュ ール の構成図 <

図 7 は 図 6 のモジュールにおいて、 バイ アス電極を共通 化した構成例を示す図。 図 8 は、 図 5 の縦型検出素子の場合の 1 つのモジュールの 構成図。 '

図 9 は、 本発明の実施形態に係る放射線画像診断装置の機 能プロ ック図。

図 1 0 は、 本実施形態において、 素子バイ ア ス用電源と A S I C用電源の異常を監視するための電源モニタ と異常時に A S I Cへの給電を一時的に遮断する ための配電スィ ッチと を示す図。

図 1 1 Aは、 図 1 0 のバイ ア ス用電源モニタ の構成例 と 異 常時の出力波形と を示す図。

図 1 1 B は、 図 1 0 の A S I C用電源モニタ の構成例と 異 常時の出力波形と を示す図。

図 1 2 は、 本実施形態において、 素子バイ ア ス用電源と A S I C用電源の異常を監視するための電源モニタ の他の例を 示す図。

図 1 3 は、 本実施形態において、 A S I Cへの給電が一時 的に遮断される こ と に起因する A S I C 出力信号の低下を補 正する手法の原理を示す図。

図 1 4 は、 本実施形態において、 コ イ ンシデンス P E Tの 場合に、 A S I Cへの給電が一時的に遮断される こ と に起因 する投影線の減少を補正する手法の原理を示す図。

発明を実施するための最良の形態

以下、 図面を参照 して本発明によ る放射線画像診断装置を 好ま しい実施形態に よ り 説明する。 なお、 放射線画像診断装 置と しては、 体内組織構造を X線吸収係数マ ップと して画像 化する X線コ ン ピュータ 断層撮影装置、 体内に投与 した放射 性同位元素 （ R I ) の密度分布を画像化するガンマカメ ラ、 その他様々 な態様があるが、 こ こではガンマカ メ ラ を例に説 明する。

本発明の骨子は、 検出素子の素子バイ ア ス電圧 （又は電流 ) と 、 A S I C の電源 （通常複数種類有 り 、 その う ちサイ リ ス タ現象が起こ る可能性の高いライ ン） の電圧 （又は電流） と の少な く と も一方を監視 し、 その監視している電圧がラ ッ チア ップを引 き起こすよ う な異常を示 した と き、 速やかに当 該 A S I Cへの電源供給を一旦停止する と と も に、 その停止 から所定時間経過後に A S I Cへの電源供給を 自動的に再開 する こ と にある。 こ の A S I Cへの電源供給を再開 した時点 では、 電圧異常は解消 されている こ と が多い。 さ ら に、 こ の 電源供給停止 している期間のデータ をその時間長に基づいて 補正する こ と で、 電源停止に伴 う 画像異常を抑制する こ と に ある。 以下に、 詳細に説明する。

図 9 は、 本実施形態に係る ガンマカ メ ラ システム全体の機 能ブロ ッ ク 図である。 対話型操作部 2 1 は、 操作者と システ ム と のマ ンマシンイ ンタ フ ェース であ る。 データ収集部 2 2 は、 カメ ラヘッ ド 2 3 力 らの信号を、 データ処理制御'部 2 4 に装備されている記憶部に蓄積する ものである。 データ収集 部 2 2 は、 半導体検出器 2 5 の出力を、 増幅、 電流/電圧変 換、 その他必要な前処理をする電子回路 （ A S I C ) 2 6 か ら のアナロ グ信号を A Z D変換して、 入.射する個々 の放射線 のエネルギー値のデジタル値を得、 所定の条件 （所定のエネ ルギーウィ ン ドウ に入る もの と い う 条件な ど） に よ り信号を 選別 した う えで記憶装置に蓄積する。 データ処理制御部 2 4 は、 主に、 蓄積された信号から画像を生成 した り 、 データ収 集をコ ン ト ロールする部分である。 こ の生成された画像は画 像表示部 3 2 に表示される。

カ メ ラヘッ ド 2 3 は、 2 次元に配列された半導体検出器 2 5 と コ リ メ ータ 2 7 と 半導体検出器 2 5 の出力を増幅その他 必要な処理をする A S I C 2 6 と を有する。 これ ら の部分は 従来と 同様であ り 、 本発明ではこ の構成に加えて、 電源モニ タ 2 8 と配電スィ ッチ 2 9 と を特徴的に備えてレ、る。 なお、 参照符号 3 0 はバイ アス用電源 3 0 であ り 、 また 3 1 は A S I C電源であ り 、 これら の実装位置は特に限定されず、 カ メ ラへッ ド 2 3 の外部又は内部のいずれでも よい。

電源モユタ 2 8 は、 検出素子の素子バイ アス電圧 （又は電 流） と 、 A S I C の電源の電圧 （又は電流） と の少な く と も 一方を検出するセンサであ り 、 その出力波形に基づいてラ ッ チア ップを引 き起こすよ う な異常の発生をカ メ ラへッ ド制御 部 3 3 で監視する よ う になっている。 配電スィ ッ チ 2 9 は、 A S I C電源 3 1 力 ら A S I C 2 6 への供給ライ ンに設け ら れている開閉器である。 カメ ラヘッ ド制御部 3 3 は、 電源モ ニタ 2 8 の出力波形が異常を示 した と き、 それを検知 し、 配 電スィ ッ チ 2 9 を制御 して、 A S I C電源 3 1 力 ら A S I C 2 6 への電源供給を遮断する。 また、 カ メ ラヘッ ド制御部 3 3 は、 電源モニタ 2 8 の出力波形が異常を検知 して、 A S I C 2 6 への給電の停止 した と き、 その給電停止を操作者に通 知する、 具体的には給電停止を意味する メ ッセージを表示部

3 2 に表示する、 及び/又は給電停止を意味する警告音を発 生するために、 A S I C 2 6 への給電停止を表す情報をデー タ処理制御部 2 4 に供給する。

こ の よ う にカ メ ラへッ ド制御部 3 3 は、 電源モニ タ 2 8 の 出力波形が異常を検知 して、 A S I C 2 6 への給電の停止す る こ と によ り 、 A S I C 2 6 のラ ッチア ップを未然に防止す る こ と ができ る。

さ ら に、 カ メ ラヘッ ド制御部 3 3 は、 撮影 （データ収集） を継続させるために、 A S I C電源 3 1 力 ら A S I C 2 6 へ の電源供給を遮断して時点から、 所定時間 （例えば数十ミ リ 秒乃至数百 ミ リ 秒と い う 短時間） 経過 した時点で、 配電スィ ツ チ 2 9 を制御 して、 A S I C電源 3 1 力 ら A S I C 2 6 へ の電源供給を再開 させる。 A S I C電源 3 1 カゝら A S I C 2 6 への電源供給を遮断する期間を、 数十ミ リ 秒乃至数百 ミ リ 秒に設定したのは、 それが給電ライ ンの平滑コ ンデンサの放 電に要する時間である こ と をその理由 とする。 例えば、 電源 供給を遮断する期間を、 数 ミ リ 秒程度に設定した場合、 給電 ライ ンの平滑コ ンデンサの放電が不十分になって しま う。

なお、 これら電源モニタ 2 8 、 配電スィ ッ チ 2 9 、 カ メ ラ へッ ド制御部 3 3 の実装位置は特に限定されず、 カ メ ラへッ ド 2 3 の外部又は内部のいずれでも よい。

図 1 0 に電源モニタ 2 8 、 配電スィ ッ チ 2 9 の具体例を示 している。 こ こでは、 既に述べた検出素子をモジュール化し 、 1 つのモジユ ー ノレを 1 ブロ ッ ク と し、 その 1 ブロ ッ ク に対 応する A S I C 2 6 を A S I Cブロ ッ ク と称する。 また、 A S I C電源 3 1 はサイ リ ス タ現象の顕著な一ライ ンだけを示 し、 以下他の電源ライ ンについては図示しない。

次に本実施形態の動作について説明する。

(ケース 1 )

素子バイ ア ス の電源モニ タ 2 8 の回路実態は、 例えば図 1 1 Aに示すよ う に構成される。 通常、 素子 3 4 に流れる電流 は微小であ り 、 保護抵抗を兼ねた高抵抗 3 7経由でバイ ア ス 電源 3 0 力 ら給電する よ う になっ ている。 こ の電流をキ ャ パ シタ 3 8 を介 して電圧信号と して取 り 出す。 こ のバイ ア ス電 源供給線は素子ブロ ッ ク 3 4 ごと に配線されてお り 、 その素 子ブロ ッ ク 3 4 各々 の電源供給を監視するために、 電源供給 線毎にキャパシタ 3 8 が取 り 付け られる。 ある素子プロ ッ ク 3 4 で一瞬過大電流が流れれた と き、 そのブロ ッ ク 3 4 に対 応する キヤ ノ シタ 3 5 力 ら図 1 1 Aに示すよ う にパルス電圧 が発生する。 こ のパルス電圧をカ メ ラへッ ド制御部 3 3 で検 知する こ と で、 ラ ッチア ップを起こす可能性のある事態を把 握する こ と ができ る。 バイ ア ス電源供給線と 同様に、 A S I C ブロ ッ ク 2 6 への電源供給線も A S I Cブロ ッ ク 2 6 ごと に配線されてお り 、 カメ ラへッ ド制御部 3 3 でパルス電圧を 検知 した と き 、 そ の素子ブロ ッ ク 3 4 に対応する A S I Cブ ロ ッ ク 2 6 への電源供給をー且遮断するために、 その A S I C ブロ ッ ク 2 6 への電源供給線に設け られた配電ス ィ ッ チ素 子 3 8 を開放 （オフ） する。 この開放時間は通常は一瞬でよ レヽ (ケース 2 ) - 上記素子バイ アス のモニタ 3 5 と と も に、 ま たはそれの代 わ り に、 図 1 0 に示すよ う に、 A S I C 電源モニタ 3 6 力 S A S I C電源供給線ご と に設け られる。 A S I C電源モニ タ 3 6 の実態は、 図 1 1 B に示すよ う に微小抵抗 3 9 での電圧 ド ロ ッ プモニタ であ り 、 カ メ ラへッ ド制御部 3 3 はこ の レベル 出力 を監視 し、 異常検知すれば当該 A S I C プロ ッ ク 2 6 へ の電源供給を一旦遮断する ために、 異常を示 した A S I C ブ ロ ッ ク 2 6 の電源供給線に設け られた配電スィ ッチ素子 3 8 を開放する。 こ の開放時間は通常は短時間でよい。

こ の よ う に本実施形態では、 素子バイ アス電源供給と A S I c 電源供給 と の少な く と も一方をブロ ッ ク 単位で監視 し、 一方でも 異常波形を示 した と き 、 その A S I C ブロ ッ ク への 電源供給を停止する。 これに よ り ラ ツ チア ッ プを未然に防止 する こ と ができ る。 さ ら に、 その停止か ら短時間経過後に電 源供給を再開する が、 こ の時点では殆 どの場合、 波形異常は 収ま っ ていて、 そのま まデータ収集を継続する こ と ができ る なお、 上記電源モニタ と 配電スィ ツ チ と そ'の制御部は、 A S I C それ 自 身の 中 に組み込む よ う に して も よ い。 適切な A S I C設計で、 素子出力処理部分が ラ ッ チア ッ プを起こ して も 、 こ の保護機能部分が ラ ッ チア ッ プ現象の被害を被ら ない よ う にする こ と は可能である。

次に本実施形態の変形例について説明する。 こ の例は電源 モエ タ 3 5 力 ら カ メ ラへッ ド制御部 3 3 への距離が物理的に 遠 く 、 電源モニ タ 3 5 カゝ ら カ メ ラへ ッ ド制御部 3 3 へ配線が 実装上困難である場合に効果的な構成例を示 している。

図 1 2 に示すよ う に、 本例は、 電源モニ タ 3 5 ， 3 6 の構 成は、 図 1 1 A、 図 1 I B と 共通であ る が、 電源モニタ 3 5 ， 3 6 を全てのブ ロ ッ ク 3 4 で共用 させる 、 ま た は電源モニ タ 3 5 , 3 6 を近隣の複数のブロ ッ ク 3 4 単位で共用 させる 点で上述の形態と 大き く 相違する。

上述 した よ う に、 バイ アス電源供給 と A S I C電源供給 と の少な く と も一方に異常が起き た と と き 、 カ メ ラヘッ ド制御 部 3 3 は、 その複数の A S I C ブロ ッ ク 2 6 への配電スイ ツ チ 3 8 を一斉に開放 して、 ラ ッ チア ッ プを未然に防止する。 こ の よ う にモニ タ 3 5 , 3 6 が共用 されてい る複数のブロ ッ ク 単位で A S I C 電源供給を停止する よ う に して も よいが、 こ こ では、 上述の実施形態 と 同様に、 各ブ ロ ッ ク 単位で A S I C電源供給を停止する こ と を実現している。

カ メ ラヘ ッ ド制御部 3 3 は、 異常が起き た こ と 表す制御信 号をデータ処理制御部 2 4 に供給する。 データ処理制御部 2 4 は、 データ収集部 2 2 か ら記憶装置に蓄え られつつあ る と こ ろのデータ を、 記憶装置にア ク セス して調べる。 ラ ッ チァ ップを起 こ してい る A S I C ブロ ッ ク 2 6 力、 ら は、 通常、 信 号がき ていない （計数値が 0 ない し異常に低い） 。 データ処 理制御部 2 4 では、 その よ う な A S I C プロ ッ ク 2 6 を特定 して、 そのブロ ッ ク 2 6 を特定する情報をカ メ ラへッ ド制御 部 3 3 へ返送する。 カ メ ラへ ッ ド制御部 3 3 はこ の情報に従 つて、 該当する プ ロ ッ ク 2 6 への電源線の配電スィ ツチ 3 8 を短時間だけ開放する。

こ の例によ る と 、 モニタ 3 5 ， 3 6 の数を姨少させる こ と 、 及びモニタ 3 5 ， 3 6 力 らカメ ラへッ ド制御部 3 3 への配 線を簡素化する こ と が可能と なる。

次に、 データ処理制御部 2 4 によ る電源供給停止時のデー タ補正について説明する。 上述したよ う に、 カ メ ラヘッ ド制 御部 3 3 は異常が起きた時点から、 所定時間経過するまでの 短期間だけ A S I C電源供給を停止する。 カ メ ラヘッ ド制御 部 3 3 は、 内部メ モ リ 又は外部メ モ リ に、 電源供給停止の時 刻及びその時間長に関する情報を、 記憶 しておき、 適時、 停 止時刻及び時間長 Δ t に関する情報を、 データ処理制御部 2 4 へ送る。

通常、 データ収集期間は、 複数のセ ッ シ ョ ンに分割されて いる。 1 つのセ ッ シ ョ ン （時間 T ) の間の素子出力が積算さ れ、 その積算結果が 1 つの計測値と して扱われる。 電源供給 停止時間 Δ t は、 セ ッ シ ョ ン時間 T よ り も短時間に設定され てお り 、 従って、 A S I C 出力は、 電源供給停止時間 Δ t に 応 じて真値からずれている '（低下する） 。 こ のま ま画像再構 成 （核医学装置の場合はブラナー · S P E C T . P E Tいず れでも） に供する と、 画像劣化は不可避である。

セ ッ シ ョ ン時間 T の経過後、 あるいはそれに続く 計測行為 が全て完了 したあ と 、 データ処理制御部 2 4 は記憶装置内の データ を次の よ う に補正 し、 その結果を も って画像再構成計 算 （データ処理制御部 2 4 がこれを行う） に供する。

ブラ ナー と S P E C Tおよ びコ リ メ ータ 付き の非コイ ンシ デンス P E T ' ブラナーの場合は、 1 セ ッ シ ョ ン と はデータ 収集の開始から終了までである。 これすなわちス キャ ン時間 Tである。 S P E C Tや非コイ ンシデンス P E Tの場合は、 カ メ ラへッ ド 2 3 がある回動角 にある状態での所定時間 Tで の計測がセ ッ シ ョ ンであ り 、 多数回動角位置において計測す る 力 ら 、 た く さ んのセ ッ シ ョ ンで 1 ス キ ャ ンが完了する こ と になる。 Tの途中までは当該 A S I C 出力が力パーする各素 子の計測値は積算されてお り 、 それを X とする。 これを、 χ , = χ · τ / (τ — 厶 t )

に従って補正する。 つま り 、 図 1 3 に示すよ う に、 実際に測 定 した計数値を、 電源供給停止期間 Δ t の分だけ、 比例的に かさ上げする も のである。 図 1 3 において、 白丸印で実際の 計数値 Xを表 し、 黒丸印で補正値 X ' を表 している。 こ こで は素子番号 n か ら n + 7 までの 8 素子カゝら なる 1 プロ ッ ク で 、 一時的な電源供給停止に伴 う 計数値の低下が見 られ、 その 計測値が補正されている。

こ こで、 コイ ンシデンス P E Tでは、 ある回動角 における 測定を一つのセ ッ シ ョ ンと し、 その時間が T に相当する。 同 じタイ ミ ングで対向する複数の素子にて検出 されたガンマ線 は、 検出 した素子間を結ぶ仮想上の線 L O R ( L i n e O f R e s p o n s e ) が画像再構成計算の前段階で生成さ れ （データ処理制御部 2 4 がこれを行 う ） 。 これが画像再構 成計算に投影データ と して用い られる。 期間 Tの途中までの データ によ り 、 当該 A S I C 2 6 のカバーする素子のデータ は、 やは り 同様に他の素子 と の間に L O Rが生成される。 図 1 4 は、 カ メ ラへッ ド 2 3 が 2 つ対向 してレヽる システムにお ける例である。 一次元 しか書いてないが、 実際には、 2 次元 である。 該当する素子が 4 つの場合。 複数の L O Rがー本の 線で示されている。 実線の L O Rはその数をそのまま使 う が 、 点線の L O R は問題の素子と ある素子と の間に引かれた L O Rであ り 、 これが X本であるならば、 L O Rの本数を、 Χ , = Χ · Τ / ( Τ — A t )

と して画像再構成に供する。

以上によ り 停止時間 Δ t の存在にも関わ らず、 良好な画像 を生成する こ とができ る。

なお、 以上ではラ ッチア ップ現象を起こす A S I C を例に と って説明する が、 本発明は A S I C に限らず、 またラ ッチ ア ップに限らず、 理由の如何を問わず、 素子出力を処理する 回路に動作異常を来た し、 異常は電源供給路をいつたん遮断 する こ と で回復する よ う な特性を持つ回路一般に適用する も のである。

また、 配電ス ィ ッ チを一部の A S I Cブロ ッ ク だけ短時間 オフ してデータ収集を続け、 収集データ.を補正する例を書い た。 配電スィ ッチをオフする必要が生じた ら、 一部または全 部の A S I Cブロ ッ ク につレ、て一時的にオフ し、 や り かけて いた T期間のデータ収集を最初からやり 直すのでも よい。

収集データ の補正にあた り 、 電源供給停止時間を Δ t と し て補正に供 したが、 実際には A S I Cが異常発熱状態から回 復する時間等、 電源供給が再開 されてもすぐには正常動作を しない時間があ り 、 システムは こ の時間を見越 してこ の間の A S I C 出力 をデータ 収集の対象 と しない こ と も でき る。 こ の よ う な場合は、 異常検知か らデータ収集再開 ま での時間を 厶 t である と して本特許を理解されたい。

ま た上述の説明では、 A S I Cへの電源線の う ち、 異常を モニタする対象 と 、 配電をオンオフする対象 と は同一 と して 書いた。 回路設計に よ っ ては、 異常の発生 した線をオフする ' のではな く 、 別の電源線 （こ の場合グラ ウ ン ド接続も電源線 の一つ と 見なせる） をオフする こ と でも A S I C を保護回復 する こ と は可能であ る。 こ の よ う な場合を も本発明は当然包 含する。

' さ ら に上述の説明では素子ブロ ッ ク と A S I C ブロ ッ ク は 1 ： 1 で対応 してい る も の と して記述 したが、 ケース 1 に対 応する場合は 1 ： 1 が望ま しいが、 それ以外は N : 1 であつ て も よレ、 し、 1 : Nであっ て も よ いのは当然.であ る。 ま た素 子プロ ッ ク と は、 検出器並設の前にモジュ ール と して複数素 子を束ねている のが普通であ る と して、 こ のモ ジュールを電 源やバイ アス供給お よび制御の一単位のプロ ッ ク と したが、 複数のモジュールを も っ て一プロ ッ ク と して も 良いのは当然 である。

ま た、 配電スィ ッ チ と 電源モニタ の数が 1 ： 1 で書いたが

、 これも ま た 1 ： Nで も N ： 1 で も 良い。 ま た、 ブロ ッ ク 毎 に したのは回路実装上の理由 であ る が、 素子寸法が大き く 素 子個数が少ない場合な ど、 一素子を一プロ ッ ク と して考えて も よいのは当然である。

ま た、 2 次元に放射線検出素子を並べた例を示 したが、 一 次元でも三次元でも よいのは明 らかである。

ガンマカ メ ラ を初め と する フォ ト ンカ ウ ンテ ィ ング方式に よ る半導体検出器応用について例示 したが、 半導体検出器は

X線 C Tやレン ト ゲン装置のごと く 連続電流モー ドでも使用 可能である。 実施例の図 も殆ど同様だし、 説明 も殆ど同様で ある。 収集データ が計数値ではな く 所定時間内の電流量ない し蓄積電荷量の A / D値と なるだけの違いであ り 、 図 1 3 の 縦軸を計数値ではなく 計測値と読み答えればよい。

本発明は、 上述 した実施形態に限定される も のではな く 、 実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施 する こ と が可能である。 さ らに、 上記実施形態には種々 の段 階が含まれてお り 、 開示 される複数の構成要件における適宜 な組み合わせによ り 種々 の発明が抽出 され得る。 例えば、 実 施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除さ れてもよい。

産業上の利用可能性

以上の よ う に， 本発明は、 半導体検出器を装備 した放射線 画像診断装置を提供するのに適している。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 放射線を電気信号に変換する検出素子を複数有する放射 線検出手段と、

前記検出素子にバイ ア ス電圧を印加するバイ ア ス電源と、 前記検出素子から出力 される電気信号を処理する処理回路 と、

前記処理回路に電力を供給する電力供給手^と、

前記バ イ ア ス電源から前記検出素子への給電および前記電 力供給手段から前記処理回路への給電の う ち少な く と も一方 の給電を監視する監視手段と、

前記監視手段が異常を検知 した と き、 前記電力供給手段か ら前記処理回路への給電を停止する制御手段と、

前記処理回路への給電の停止時間の長さ に基づいて、 前記 検出手段で得られるデータを補正する捕正手段と 、

を具備する こ と を特徴とする放射線画像診断装置。 ·

2 . 前記処理回路は複数の処理回路ブ口 ッ ク から構成され、 前記制御手段は、 前記処理回路プロ ッ ク ごと に前記給電を停 止する こ と を特徴とする請求項 1記載の放射線画像診断装置。

3 . 前記処理ブロ ッ ク は、 前記検出素子毎に設け られている こ と を特徴とする請求項 2記載の放射線画像診断装置。 '

4 . 前記制御手段は、 前記処理回路への給電停止から所定時 間経過後、 前記処理回路への給電を再開する こ と を特徴とす る請求項 1 記載の放射線画像診断装置。

5 . 給電を停止 した状態に戻って、 前記処理回路への給電を 再開する こ と を特徴とする請求項 4記載の放射線画像診断装

6 . 放射線を電気信号に変換する検出素子を複数有する放射 線検出手段と、

前記検出素子にバイ アス電圧を印加するバイアス電源と、 前記検出素子か ら 出力 される電気信号を処理する複数の処 理回路プロ ック を有する処理回路と 、

前記処理回路に電力を供給する電力供給手段と、

前記バイ アス電源から前記検出素子への給電お よび前記電 力供給手段から前記処理回路への給電の う ち少な く と も一方 の給電を監視する監視手段と、

前記監視手段が異常を検知 した と き、 前記電力供給手段か ら前記処理回路の対応する処理ブロ ッ ク への給電を停止する 制御手段と 、

を具備する こ と を特徴とする放射線画像診断装置。

7 . 前記制御手段は、 前記処理ブロ ッ ク への給電停止から所 定時間経過後、 前記処理プロ ッ クへの給電を再開する こ と を 特徴とする請求項 6記載の放射線画像診断装置。

8 . 放射線を電気信号に変換する検出素子を複数有する放射 線検出手段と、

前記検出素子にバイ ア ス電圧を印加するバイ ア ス電源と、 前記検出素子から 出力 される電気信号を処理する処理回路 と、

前記処理回路に電力を供給する電力供給手段と 、

前記バイ ァ ス電源から前記検出素子への給電および前記電 力供給手段から前記処理回路への給電の う ち少な く と も一方 の給電を監視する監視手段と、

前記監視手段が異常を検知 した と き、 前記電力供給手段か ら前記処理回路への給電を停止 し、 前記給電停止から所定時 間経過後、 前記処理回路への給電を再開する制御手段と、 を具備する こ と を特徴とする放射線画像診断装置。

9 . 放射線を電気信号に変換する検出素子を複数有す.る放射 線検出手段と、

前記検出素子にバイ アス電圧を印加するバイ アス電源と、 前記検出素子から 出力 される電気信号を処理する処理回路 と 、

前記処理回路に電力を供給する電力供給手段と、 .

前記バイ ア ス電源から前記検出素子への給電および前記電 力供給手段から前記処理回路への給電の う ち少な く と も一方 の給電を監視する監視手段と、

前記監視手段が異常を検知 した と き、 前記電力供給手段か ら前記処理回路への給電を停止する制御手段と、

前記処理回路への給電の停止 したこ と を操作者に通知する 通知手段と、

を具備する こ と を特徴とする放射線画像診断装置。

1 0 . 放射線を電気信号に変換する検出素子を複数有する放 射線検出手段と 、

前記検出素子にバイ ア ス電圧を印加するバイ ア ス電源と、 前記検出素子から 出力 される電気信号を処理する処理回路 と、

前記処理回路に電力を供給する電力供給手段と 、 - 前記バイ ア ス電源から前記検出素子への給電および前記電 力供給手段から前記処理回路への給電の う ち少な く と も一方 の給電を監視する監視手段と 、

前記監視手段が異常を検知 した と き、 前記電力供給手段か ら前記処理回路への給電を停止する制御手段と、

前記処理回路への給電の停止 したこ と を記憶する記憶手段 と 、

を具備する こ と を特徴とする放射線画像診断装置。

1 1 . 放射線を電気信号に変換する検出素子を複数有する放 射線検出手段と、

前記検出素子か ら 出力 される電気信号を処理する処理回路 と 、

前記処理回路に電力を供給する電力供給手段と、

前記複数の検出素子の.う ち少な く と も 1 つの検出素子から 出力される電気信号の状態を監視する監視手段と、 21 前記監視手段が前記電気信号に異常を検知 した と き、 前記 電力供給手段から前記処理回路への給電を一時的に停止する 制御手段と 、

を具備するこ と を特徴とする放射線画像診断装置。