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JPS62167535A - 放射線撮影装置 - Google Patents

放射線撮影装置

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Publication number
JPS62167535A
JPS62167535A JP60266588A JP26658885A JPS62167535A JP S62167535 A JPS62167535 A JP S62167535A JP 60266588 A JP60266588 A JP 60266588A JP 26658885 A JP26658885 A JP 26658885A JP S62167535 A JPS62167535 A JP S62167535A
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detector
radiation
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image
slit
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JP60266588A
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喜利 元貞
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/161Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/164Scintigraphy
    • G01T1/1641Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
    • G01T1/1644Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using an array of optically separate scintillation elements permitting direct location of scintillations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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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 本発明は診断用放射線撮影装置に関し、特に放射線検出
器アレイで測定視野を走査し、ディジタル放射線像を直
接に撮影する技術に関する。
(口〕従来技術 X線画像診断法は、これまで写真法によって発達してき
た長い歴史をもち、最近ではX線イメージインテンシフ
ァイアとテレビシステムの発達普及や、イメージ蓄積板
を用いたディジタル撮影法などの出現によって、高度の
技術レベ)′vにまで完成され、広く普及した実用手段
であるので、このなかにおける技術の改良は、実用的欠
陥をいくぶんでも伴う手段は、いくらかの特長をもって
いても実利用面には採用されがたいO X線あるいは放射線、光線は9本来1粒子(光子)によ
り構成され、線の強度を測定するには、光子の個数を数
えることが最も正確な手段である。これまでの技術では
、光子を検出し計数する電子装置はかなり複雑になり、
1系路のみの測定にはこの手段が用いられても1画像計
測のような多チャンネルの測定系路を要する場合には、
適用が困難であった。
最近の半導体素子・回路製造技術の進歩により、計数式
の画像測定の実現が可能になりつつあるが、なお全面的
な採用は規模の過大な点より困難であり、計数系路を縮
減するなんらかの工夫が必要である。
容易に考えられる測定系統の縮減管は、他の測定法でも
古来よりしばしば用いられる走査機構の導入であり、そ
の単純な案が特開昭59−94046号公報、特開昭6
0−80746号公報などに示されている。そこでは、
多数の放射線検出素子とそれらのそれぞれに直結した計
数回路とを1列のアレイ状に並べ構成し、X線透過像の
投影された視野面をこれで走査して、各計数チャネルの
計数値を走査につれて区切Vながら画像メモリーの対応
セルに転送していって、2次元のディジタル像を得よう
とするものである。
G/→発明が解決しようとする問題点 しかしこの方法を実現すべく実際の技術手段と対応させ
てみると、このような単純な構成でに根本的に受光面積
が少なく、シたがって感度が不足であって9次のような
簡単な定量的検討によってただちに判明するごとく、実
用条件においては長大な撮影時間を要し、実用に供しが
たい。すなわち。
今日通常に用いられるなかでの最大級大出力X線管の長
時間最大出力は100mR(レントゲン)ていどである
。例えばよく利用されるような視野350X350mm
を1000Xi000画素に分割し撮影する場合、1画
素の大きさは0.35 Xo、35 mmの正方形とな
る。視野に入射するX線光子の数は別の計算により3×
105個/mm2/m瞳であるので。
1画素が捉える毎秒光子数は。
光子数/画素/秒=100mRX3X105個X 0.
352mm2/1000点/秒=3675個/画素/秒
となる。
X線吸収により透過量が1710となる体恵部において
統計変動による量子ノイズ(=r05(%))を1%以
下にとどめるには、検出光子数を104個、したがって
体に入射する前の光子数全105個必要とし、露光時間
は105/ 3675 = 27秒となる。このような
長い撮影時間では、この間呼吸を止めることはできず9
体動も大きく影響し。
またX線管の昇温か激しくて連続撮影が制限され、管の
消耗も激しい。
その他、走査方式の計数型X線画像影響法を完成させる
ためには、以下に解決策を述べるような多くの問題が存
在する。
に)問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために9本発明においては放射
線検出素子(検出器)を以下のようにする。すなわち、
放射線検出器の列を複数にするとともに、各検出器の走
査線が少くとも1対の検出器列について相互に入り混じ
るように。
前記1対の検出器列における検出器配列位置を相互にず
らせる。一方、放射線源の側には各検出器列に対応する
複数のスリットを設けて、スリット及び放射線検出器配
列を被検体に対して移動させて画像データを採取する。
(ホ)作 用 感度不足の問題を解決するには、検出面積(受光面積)
を増大させる必要があるが9本発明は検出面積の拡大を
最小の負担で実現させるとともに、それを利用して、さ
らに良好な画質を与える。すなわち、検出器列において
、走査線間隔に対し、検出器の間隔が大きく、各検出器
素子の面積を増大させる。また、各素子の検出領域が互
いにいくぶん重複することにより、素子と素子との間の
情報の欠落を防ぎ、像の細部の表現が円滑になる。
(へ)実施例 第1図は本発明の撮影装置の全体を示す説明図である。
第1図において、X線管(1)(放射線源)から放射さ
れたX線はスリット板(5)に穿たれたスリット(4)
を通り扇形のX線ビーム(13)となって被検体(6)
を透過し、センサー板[IQl上の検出器列(9)の各
検出器によって検出される。αη、(6)はそれぞレモ
ニター用のX線イメージインテンシッフイヤ(XII)
及びXIIの像を撮影するモニターTVである。スリッ
ト板(5)及びセンサー板αO1はそれぞれスリット支
柱(3ン及び+ンサー支柱(7)、(8)に沿って図示
しない駆動装置により上から下、又は下から上へと移動
する。もっともこの移動は被検体を透過するX線ビーム
の位置の移動を起こさせるものであるから、相対的なも
のであり。
例えばスリット板(5)の代わ9KX線管(1)を移動
させてもよい−(2)はX線強度をモニターする線量セ
ンサである。
第2図に第1図における検出板00)上の構造を拡大し
た図である。すなわち、検出器α31(素子)と検出器
からの信号を増幅する増幅器α■と、パルヌ状の検出信
号を計数する計数回路Q51が1系統を成し1本実施例
では7系統が1つのブロックを形成し、横方向に数多く
のブロックを配列して1つの列を形成している。計数出
力信号線α印は計数回路051からのデータを後段に連
なる画像処理部へ読み出すためのデータバスであり。
アドレス信号線a’r+は読み出す計数回路側を指定ス
ルアドレスバスである。上記1ブロックノ検出素子、増
幅器、計数回路は1枚の半導体基板−Fに形成される。
@出素子α3Iは1例えばCdTeのような半導体、又
にシンチレータとホトダイオードの結合であり、目的と
する放射線のエネルギー、種類によって定める。
第3図は本発明の放射線検出器の配列の一実施例を示す
図である。まず、 500個(欠落カ所を含む)の正方
形検出器(@出素子)を並べて線状プレイとした検出器
列を1対、互いに10mm程度離して平行に並べて一組
の検出器列とする。1個の検出素子の検出面の大きさは
一辺= 0.7mm (= 350mm/ 500素子
)である。2本の検出器列のそれぞれの走査線を相互に
入り混じるように、1画素分すなわち0.35mmずら
せて取り付け、それぞれは奇数画素行および偶数画素行
を分担して走査し、放射線を検出する。図ではこの2本
の検出器列の組を第1組から第4組までの4組を平行に
適当な距離を置いて設けている。検出器(131は5個
をまとめて検出器ブロックq印とし、走査線は1から1
006までの番号を付している。(191は検出器ブロ
ックα8)をつなぎ合わせて1つの検出器列とするとき
に生じる検出器欠落カ所である。
このようにすると、X線受光面積は、単純な従来構成の
検出器配列に比べて、各素子の面積で4倍、4組の検出
器列を持ったことにより4倍、計16倍の感度上昇にな
り、撮影時間がそれだけ短縮できる。そして、X線管は
、短時間であれば長時間定格の数倍のX線を放射できる
ので、さらにこの利点を加えて、撮影時間ニー挙に05
秒に圧縮し得る。0.5秒間であれば呼吸を止めること
ができ、心臓付近以外では体動や血流の影響のない先鋭
な画像を撮影することができる。撮影時間を1750以
下の短縮に対し、検出器の増加は4倍にとどめられてい
る。
画像の細部分解能は、1個の素子の面積が増大したこと
によってたしかに低下するが、X線源の焦点径を考慮す
れば9分解能は半減するにはいたらない。むしろ利点と
して、素子検出領域が互いにいくぶん重複することによ
り、素子と素子との間の情報の欠落を防ぎ、像の細部の
表現が円滑になる効果が現れる。例えば、物体の鋭い辺
縁の像が画面に斜めに現れたとき、検出素子が小さいと
辺縁線はとけとげした階段状になるが1本考案のように
隣接した検出範囲が重なっていると、斜めの線でも2画
素にまたがって徐々に変化する滑らかな直線として表現
され、細部の像を読影するときにかえって8識しやすい
のである。
次に、実際に検出器を構築するとき、大きな半導体材料
は得がたいのでいくつかの小アレイブロックをつなぎ合
わせることが普通であり。
接合部に当たる位置の画素には検出素子が欠落し、デー
タが脱落する場所が現れるので、対策が必要である。壕
だ、各素子とそれに結合する増幅器の特性の不揃いによ
って1画素ごとに感度が異なり、採取した画像に不均一
性が現れる。
これに事前あるいに事後に均一な照度のX線を視野全面
に与えて測定した均一画像データを参照して、補正計算
を施すことによりほぼ修正できるが1本考案においては
複数列の検出器アレイのスキマ全互いに一致しないよう
にずらして配置することによって、不均一性を分散させ
補正計算の効果をより高めるようにすることができる。
第4図は検出器列(9)による走査説明図であり。
視野(社)の上側から下への走査にともない各検出器列
のデータ(カウント数ンは画像処理装置内のイメージメ
モリー■の各検出器位置に対応する番地に転送され読み
込まれる。入射スリットの開口は、これら検出器列にの
みX線ビームが照射されるように設け、かつ測定時には
この関係が保たれるように連Uυlして移動させる。そ
して移動につれて、検出素子およびそれに接続された各
々の計数回路は、被検体を透過したX線の強7度をパル
ス計数して、イメージメモリー(C転送し対応アドレス
に積算し9画像を形成させるのである。検出器列を隔て
る距離は、透過X線の周囲に広がる散乱X線を十分に避
は得るほどに広く、また列間が広がって同一部位を走査
する時間間隔が過大にならないように定めである 。
次に実用上解決すべき問題として、X線源の時間的な強
度変化による画像の濃淡ムラの修正がある。X線源変動
の主因は整流電源に残る脈流であり、3相全波整流にお
いても25%の線量変動が含まれる。通常の撮影法では
視野全面を同時に測定するので9画像上のムラにはなら
ないが1本法のような走査形では放置できない問題とな
る。
そこで、第1図に示すように線量センサ(2〕によって
入射前のX線量を並行して測定し、その測定値によって
その時測定した検出出力値を補正する必要がある。方法
として、モニター値を図示しない画像処理装置内のメモ
リーに時系列データとして記録し、1画面測定後に測定
した画像データに対して計算補正する。または測定時に
1画素列ごとに刻々計算補正する。あるいは1走査線ご
とに入射線量測定値が一定になるように、走査速度ある
いは計数時間を制御する。
などのいずれかの方法を採用する。注意すべきは、線量
測定値に誤差が含まれると1画像の1ラインにわたって
同じ割合の濃度変動が生じて画像がはなはだ見にくくな
ることであり、これを防ぐために線量検出器の測定線量
すなわち感度に9通常の画素の検出器に比べて相当に大
きくしておかなければならない。同じサイズの検出器を
用いるならば、数個の素子の出力を合算して用いる。寸
た。得られた画像に対して補正計算を施す場合には、1
つの画素に得た値に複数の検出器から異なる時間に得た
値が積算されているわけなので、線量モニターの時間的
に対応した4ケ所のデータを合算して基準値に用いなけ
ればならない。
補正計算の内容、出力値のイメージメモリーへの転送方
法などは、今日では通常の画像処理システムなどによく
用いられていて、一般によく知られた技術なので、説明
を省略する。
なお、以−Lの説明にディジタル回路で測定を行う場合
について行ったが、アナログ方式で実施してもその範囲
で上のような効果が得られることは当然である。また扱
う放射線がX線だけでなく、ガンマ線や光線であっても
基本技術は同一である・ また上の思想を延長すれば1例えば検出器列の数を増し
1画素列の分担を更に分けて、感度の向上を計るなどの
変形も容易に考えることができる・ (トフ発明の効果 光子計数式X線画像撮影法は、検出器かもたらすノイズ
を光子パルスと弁別しディジタル手法により計数して、
入射X線の統計的変動以外のアナログ法では必然的な検
出系ノイズを完全に除去した画像を提供する。しかし完
全な2次元計数式検出方式はきわめて多遣の検出器、増
幅・計数回路を要するがゆえに、現在でもなお容易な実
現が困難である。走査式≠呻測定方式は簡略な測定系を
実施可能とするが、単純な構成では感度が十分でなく、
撮影時間を実用許容範囲以上に長大化する。
本発明は、検出器数を少なくとどめながら感度1分解能
を実用必要範囲に引き上げる。
また1画質をより円滑にし、また散乱X線の妨害をこの
構造により最小にとどめるとともに素子の製作技術から
来る制約を補う手段を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の放射線撮影装置の一実施例を示す全体
構成説明図、第2図は本発明実施例の検出器周辺の構成
を示す要部拡大図、第3図は本発明の放射線検出器配列
を例示する図であり、第4図は検出器列による走査説明
図である。 (1)・・・X線管      C)・・・線量センサ
(3)・・−スリット支柱   (4)・・・スリット
(5)・・・ヌリット板    (6)・・・被検体(
7)、 (8)−・・センサー支柱 (9)・・・検出
器列aO+・・・センサー板 0υ・・・X線イメージインテンシフ1イヤ(イ)・・
・モ=4−TV    αJ・・・検出器α4・・・増
幅器      し・・・計数回路06)・・・計数出
力信号線  αη・・・アドレス信号線α〜・・・検出
器ブロック  α0・・・検出器欠落カ所■・・・イメ
ージメモリ  (社)・・・視 野i:i−:鎗す。 走餐線 第  づ 図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検体をはさんで一方に放射線源と放射線の拡が
    りを限定するスリットを設け、他方には放射線検出器の
    配列を設けて、スリット及び放射線検出器配列を被検体
    に対して移動させて画像データを採取する放射線画像測
    定系において、前記放射線検出器の列およびそれに対応
    する前記スリットを複数列設けるとともに、前記移動に
    よる各検出器の走査線が、少くとも1対の検出器列につ
    いて相互に入り混じるように、前記1対の検出器列にお
    ける検出器配列位置を相互にずらせたことを特徴とする
    放射線撮影装置。
  2. (2)走査線が相互に入り混じる1対の検出器列を複数
    組設けるとともに、走査線が一致する検出器の測定デー
    タを加算することを特徴とする、特許請求の範囲第1項
    記載の放射線撮影装置。
  3. (3)検出器列を互いに離間せしめ、散乱線の影響を除
    去したことを特徴とする、特許請求の範囲第1項または
    第2項記載の放射線撮影装置。
  4. (4)スリット及び放射線検出器配列の被検体に対する
    移動中においてスリットに入射する放射線量の変動をモ
    ニターする線量検出器を備えた、特許請求の範囲第1項
    記載の放射線撮影装置。
JP60266588A 1985-11-26 1985-11-26 放射線撮影装置 Expired - Lifetime JPH06102065B2 (ja)

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JP60266588A JPH06102065B2 (ja) 1985-11-26 1985-11-26 放射線撮影装置
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EP86401894A EP0230155A1 (en) 1985-11-26 1986-08-28 Apparatus for radiography

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JPS62167535A true JPS62167535A (ja) 1987-07-23
JPH06102065B2 JPH06102065B2 (ja) 1994-12-14

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ID=17432892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60266588A Expired - Lifetime JPH06102065B2 (ja) 1985-11-26 1985-11-26 放射線撮影装置

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JP (1) JPH06102065B2 (ja)
KR (1) KR890000632B1 (ja)
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