JP4984811B2 - 産業用x線ct装置 - Google Patents
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Description
CT装置が開発されている。背景技術には電子線形加速器をX線源とし、短冊形のシリコン半導体検出器をX線検出器に用いた産業用X線CT装置が示されている。このX線CT装置は被試験体をX線ファンビームに垂直な軸周りに1回転させて断層像を撮影する、いわゆる第3世代方式のCT装置である。
(200V)も出力が減少している。それに比べ、アクリル(□データ)等を検出器の前に設置すると、いずれのバイアス条件でも出力低下は大幅に減少し、ほぼ0に近づく。
keV程度までであり、密度の高いアルミや鉄ではさらにエネルギーの高いX線も遮蔽される。前述のように、エネルギーの高低に関わらずCdTe内部での電荷収集メカニズムは同じであることを考慮すれば、遮蔽によって出力低下が低減する効果は、検出器の入射面近傍において、X線による電荷発生量が減少したことにより発現していることが分かる。
CT装置に設置する。このようにすることで、各検出器間のピッチが狭くなり、検出器の稠密化が可能となる。これにより透過データのサンプリング数が増加し、画像分解能が向上する。本実施例では検出器間のピッチが約1.2mmとなり、画像を再構成するためのデータサンプリングピッチが1mm未満となる。
CdTe検出器の効率を示す。本実施例のCdTe検出器の効率曲線302は、X線エネルギーが100keV以下では、比較例の効率曲線301と比べ効率が低下する。しかし、X線エネルギーが100keV以上では、本実施例と比較例は同等の検出効率を示す。また、Si検出器の検出効率曲線303と比べると、1MeVの高エネルギー領域で約2倍の効率となる。
keV以下のX線に対して検出効率が低いことは、装置としての応用上全く問題にならない。
CT装置700は、X線を被試験体に出射する手段であり、X線ファンビーム402を出力するX線発生装置すなわち電子線形加速器401と、被試験体414を設置するスキャナ403,被試験体414を透過してきたX線を検出するX線検出器404−1から404−512と、X線検出器404のS/N比を向上させるために、X線検出器404への散乱X線の入射を抑える役割をするコリメータ405と、検出器の出力信号を増幅し、デジタル信号に変換する信号処理装置410と、信号処理装置410からのデジタルデータを収集すると共に装置全体を制御する制御装置406と、画像の再構成を行う画像再構成装置407と、画像再構成により作成された画像やその他の情報を表示する表示装置408と、制御装置406からの制御指令により電子線形加速器401,スキャナ403、及び信号処理装置410の動作を制御するコントローラ409からなる。
512個が設置されている。該X線検出器は、スキャナの回転と同期して一定角度ごとに電子線形加速器401からX線パルスが出力される毎に、被試験体を透過してきたX線を検出する。該X線検出器404から出力されたX線量に対応する信号は、増幅されデジタル信号に変換される。そして、デジタル信号が信号ケーブル417を通して制御装置406に送信された後、画像再構成装置407に送られ、CT画像の再構成に用いられる。
427,各X線検出器からの出力電流を増幅するプリアンプ421−1〜421−512,プリアンプの出力をAD変換するためにホールドするサンプリング・ホールドアンプ
(以下、S/Hアンプという)422−1〜422−512,ホールドされた信号をAD変換するADコンバータ423−1〜423−512,バス425を介して各ADコンバータが出力するデジタルデータを読み取り、制御装置406にデータを転送するコントローラ426,S/Hアンプ422の出力ホールドやADコンバータ423のAD変換開始のタイミングを制御するタイミングコントローラ424からなる。
CdTe検出器404のIn電極は、同軸ケーブル431のシールド側によりグランドに接続される。また、Ptメイン電極は、同軸ケーブル431の心線により、抵抗434を介してバイアス電源427に接続されると同時に、OPアンプ456の反転入力にコンデンサ444を介して結合されている。反転入力は、OPアンプの出力とフィードバック抵抗457とフィードバックコンデンサ458が結合される。X線パルスによって検出器から出力される出力パルス電流460は、コンデンサ444を通過し、ほとんどがコンデンサ458に供給される。そして、コンデンサ458において出力パルス電流460が積分されることにより電流・電圧変換され、プリアンプ421から電圧として出力される。
検出器の交換時期を判定することができる。
100が接着される。CdTe結晶100の上面,下面には各々電極が蒸着されている。CdTe結晶は厚さ0.5mm,幅4mm,奥行き41.5mmである。電極は、実施例1と異なり、X線の入射するダイシング面におけるPtプリ電極102だけでなく、Ptメイン電極103の後方に第4の電極であるPtリア電極702が設置される。第4の電極は、半導体結晶にX線が入射するダイシング面と反対側の面近傍に設けられている。電極の奥行き長さはPtプリ電極102、Ptリア電極702ともに0.2mm としている。In電極101はフレキシブル基板106で配線される。電極配線の方法やバイアスのかけ方は実施例1と同じである。本実施例のCdTe検出器は、実施例1の検出器と同様に産業用高エネルギーX線CT装置に適用できる。
101 In電極
102 Ptプリ電極
103 Ptメイン電極
104,106 フレキシブル基板
105 ヘビイメタル基板
401 電子線形加速器
403 スキャナ
404−1から404−512 X線検出器
405 コリメータ
406 制御装置
407 画像再構成装置
408 表示装置
409 コントローラ
410 信号処理装置
421,521 プリアンプ
Claims (1)
- X線を被試験体に出射する手段と、前記被試験体を透過したX線を半導体結晶で検出するX線検出器とを備えた産業用X線CT装置であって、
前記X線検出器は、前記半導体結晶において前記X線の出射方向と平行な面に設けられた第1の電極と、
該第1の電極に対向する面に、第2の電極,第3の電極及び第4の電極を備え、
該第3の電極が前記半導体結晶にX線が入射する面の近傍に設けられるとともに、
該第4の電極が前記半導体結晶にX線が入射する面とは反対側の面近傍に設けられることを特徴とする産業用X線CT装置。
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