JPH02304898A - X線測定装置 - Google Patents
X線測定装置Info
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- JPH02304898A JPH02304898A JP2109965A JP10996590A JPH02304898A JP H02304898 A JPH02304898 A JP H02304898A JP 2109965 A JP2109965 A JP 2109965A JP 10996590 A JP10996590 A JP 10996590A JP H02304898 A JPH02304898 A JP H02304898A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/2018—Scintillation-photodiode combinations
- G01T1/20184—Detector read-out circuitry, e.g. for clearing of traps, compensating for traps or compensating for direct hits
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/36—Measuring spectral distribution of X-rays or of nuclear radiation spectrometry
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
- H05G1/08—Electrical details
- H05G1/26—Measuring, controlling or protecting
- H05G1/265—Measurements of current, voltage or power
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measurement Of Radiation (AREA)
- X-Ray Techniques (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、少なくとも2つの検出器と、X線発生源と検
出器の間に配置され異なる透過係数を有する少なくとも
2つのX線吸収フィルタと、検出器により発生さるべき
測定信号を増幅する増幅回路と、測定信号からのX線の
強度及びエネルギーを決定する演算装置とより成り、夫
々の検出器は光ダイオードが光結合するシンチレーショ
ンクリスタルより成り、夫々の増幅回路は演算増幅器を
含む積分回路より成り、その出力信号は容態帰還を介し
て演算増幅器の反転入力端に帰還されるX線発生源によ
り放出さるべきX線検出用のX線測定装置に係る。
出器の間に配置され異なる透過係数を有する少なくとも
2つのX線吸収フィルタと、検出器により発生さるべき
測定信号を増幅する増幅回路と、測定信号からのX線の
強度及びエネルギーを決定する演算装置とより成り、夫
々の検出器は光ダイオードが光結合するシンチレーショ
ンクリスタルより成り、夫々の増幅回路は演算増幅器を
含む積分回路より成り、その出力信号は容態帰還を介し
て演算増幅器の反転入力端に帰還されるX線発生源によ
り放出さるべきX線検出用のX線測定装置に係る。
この種のX線測定装置は米国特許明細書第・1,442
、496号より知られる。
、496号より知られる。
上記特許明細書は、放射源と(にX線管の放射特性が測
定可能であるようなX線測定装置を示している。X線は
X線管において陽極を電子ビームに晒すことにより発生
される。X線の最大エネルギーは最大電圧により決定さ
れ、それにより電子はX線管中で加速され、X線の加速
電圧はX線の放射スペクトルから決定されうる。X線源
が物体の照射に用いられる時、物体が受ける放射線量は
被曝の期間だけでなく放射エネルギーによっても決定さ
れる。放射エネルギーはしばしばパルス整形される加速
電圧のピーク値に依存する。患者が放射線写真またはX
線透視画像の形成のために照射される時、人体への高放
射線量の有害な影響とX線のエネルギーによる画像コン
トラストの影響を勘案して、質か高く安全な画像形成を
達成するために、調節加速電圧とX線管中に実際にある
電圧の間での正確な対応関係が必要となる。この目的の
ため、以下kVpと称する調節加速電圧のピーク値の較
正は一定の間隔て必要である。加速電圧はX線管では数
十kVに相当するので、加速電圧の直接測定は厄介であ
る。X線のエネルギーとkVp値の間の関係を用いると
、kVp値はX線のスペクトルの測定により間接的に得
られる。フィルタが照射されると、放射ビームはとりわ
け光電効果及びコンプトン散乱により減衰され、X線と
物質のこれら相互作用はX線のエネルギーに依存する。
定可能であるようなX線測定装置を示している。X線は
X線管において陽極を電子ビームに晒すことにより発生
される。X線の最大エネルギーは最大電圧により決定さ
れ、それにより電子はX線管中で加速され、X線の加速
電圧はX線の放射スペクトルから決定されうる。X線源
が物体の照射に用いられる時、物体が受ける放射線量は
被曝の期間だけでなく放射エネルギーによっても決定さ
れる。放射エネルギーはしばしばパルス整形される加速
電圧のピーク値に依存する。患者が放射線写真またはX
線透視画像の形成のために照射される時、人体への高放
射線量の有害な影響とX線のエネルギーによる画像コン
トラストの影響を勘案して、質か高く安全な画像形成を
達成するために、調節加速電圧とX線管中に実際にある
電圧の間での正確な対応関係が必要となる。この目的の
ため、以下kVpと称する調節加速電圧のピーク値の較
正は一定の間隔て必要である。加速電圧はX線管では数
十kVに相当するので、加速電圧の直接測定は厄介であ
る。X線のエネルギーとkVp値の間の関係を用いると
、kVp値はX線のスペクトルの測定により間接的に得
られる。フィルタが照射されると、放射ビームはとりわ
け光電効果及びコンプトン散乱により減衰され、X線と
物質のこれら相互作用はX線のエネルギーに依存する。
強度■。を有するX線のビームが照射の方向に厚さdを
有する物体に投射すると、I=1゜exp (−μ(E
) ・d)で与えられる強度Iを有するビームが物体
から放射する。ここで、μ(E)はエネルギー依存の線
型減衰係数である。
有する物体に投射すると、I=1゜exp (−μ(E
) ・d)で与えられる強度Iを有するビームが物体
から放射する。ここで、μ(E)はエネルギー依存の線
型減衰係数である。
材質の多様性のために、エネルギーの関数としてのμ(
E)の変化は測定に基づいて正確に知られる。強度■。
E)の変化は測定に基づいて正確に知られる。強度■。
を有する放射ビームが異なる厚さを有する2つのフィル
タに投射すると、フィルタを越えて検出された放射線強
度の商の対数はμ(E)・ (d2−dl )について
の値を生じさせる。
タに投射すると、フィルタを越えて検出された放射線強
度の商の対数はμ(E)・ (d2−dl )について
の値を生じさせる。
導かれた線型減衰係数につき、X線ビームの関連するエ
ネルギー値は表またはグラフにみることができる。
ネルギー値は表またはグラフにみることができる。
放射エネルギーの測定に加えて、X線源のパルス発生作
用の場合には、パルス整形はまた検出信号から決定され
うる。この作用はとりわけ、加速電圧発生器の作用に関
する情報を提供する。決定さるへき他の重要な量は発生
源により送られる給線πである。この線量はレントゲン
で測定され、ルントゲンは、標準圧力と温度下での空気
1 ciにつき2.08 10”イオン対を発生する放
射正に対応する。これは0.85 10−”Jkg−’
のエネルギー堆積に相当する。最大値が検出器により生
じた信号につき検出されつる際には、X線源のkVp値
の測定にとっては、それで充分であり、kVpの測定は
シンチレーションクリスタルに光結合された光ダイオー
ドにより形成される検出器により実行される。光ダイオ
ードや低電流による光の電気信号への低変換は、100
pAの大きさのオーダにある時は、これらの測定を妨げ
ることはない。しかし、線量の測定のためには、とりわ
けX線源がフルオロスコープモードで使用される際には
、低線量の測定をも可能にするためにより強力な信号増
幅か、もしくはより感度のよい検出器が必要となる。1
985年オハイオ州クリーブランドのピクトリーン・イ
ンコーホレーテッドにより出版された[ネロ6000B
Jに関するリーフレットに示されたような、既知のX線
測定装置は、線量測定用検出器として空気充填電離箱を
使用し、その測定電流は定義によりRs−’で測定され
る線量の単位である。電離された空気の量、ひいては検
出器の感度は電離箱の容量に依存するので、これらの検
出器は比較的大きな寸法(数十cm)を有する。線量と
kVpが物体のX線透視中に測定されそれら測定値がX
線源の再調整のために制御回路で用いられるような自動
制御モードでのかかるX線測定装置の使用の可能性は、
X線検出器の比較的大きな寸法のため、X線画像の相当
歪みを伴わずには実現困難である。
用の場合には、パルス整形はまた検出信号から決定され
うる。この作用はとりわけ、加速電圧発生器の作用に関
する情報を提供する。決定さるへき他の重要な量は発生
源により送られる給線πである。この線量はレントゲン
で測定され、ルントゲンは、標準圧力と温度下での空気
1 ciにつき2.08 10”イオン対を発生する放
射正に対応する。これは0.85 10−”Jkg−’
のエネルギー堆積に相当する。最大値が検出器により生
じた信号につき検出されつる際には、X線源のkVp値
の測定にとっては、それで充分であり、kVpの測定は
シンチレーションクリスタルに光結合された光ダイオー
ドにより形成される検出器により実行される。光ダイオ
ードや低電流による光の電気信号への低変換は、100
pAの大きさのオーダにある時は、これらの測定を妨げ
ることはない。しかし、線量の測定のためには、とりわ
けX線源がフルオロスコープモードで使用される際には
、低線量の測定をも可能にするためにより強力な信号増
幅か、もしくはより感度のよい検出器が必要となる。1
985年オハイオ州クリーブランドのピクトリーン・イ
ンコーホレーテッドにより出版された[ネロ6000B
Jに関するリーフレットに示されたような、既知のX線
測定装置は、線量測定用検出器として空気充填電離箱を
使用し、その測定電流は定義によりRs−’で測定され
る線量の単位である。電離された空気の量、ひいては検
出器の感度は電離箱の容量に依存するので、これらの検
出器は比較的大きな寸法(数十cm)を有する。線量と
kVpが物体のX線透視中に測定されそれら測定値がX
線源の再調整のために制御回路で用いられるような自動
制御モードでのかかるX線測定装置の使用の可能性は、
X線検出器の比較的大きな寸法のため、X線画像の相当
歪みを伴わずには実現困難である。
本発明の目的は、比較的低い線量率(10μRs”−’
−10mR5’)を測定するのに適切なX線放射線量と
kVp値の測定用の小型で丈夫なX線測定装置を提供す
ることにある。
−10mR5’)を測定するのに適切なX線放射線量と
kVp値の測定用の小型で丈夫なX線測定装置を提供す
ることにある。
この目的達成のため、本発明によるX線測定装置は、測
定信号か第1スイッチを閉じることにより積分回路の入
力に印加されうることを特徴とする。
定信号か第1スイッチを閉じることにより積分回路の入
力に印加されうることを特徴とする。
全検出器が、光ダイオードか光結合するシンチレーショ
ンクリスタルとして構成されると、とりわけ薄(て脆い
人口窓を有する電離箱が用いられないため、丈夫な小型
検出器が得られる。さらに、本発明によるX線測定装置
については、空気の湿度や周囲の温度がX線検出器の測
定の正確性に与える影響は、電離箱を用いた場合よりも
小さい。
ンクリスタルとして構成されると、とりわけ薄(て脆い
人口窓を有する電離箱が用いられないため、丈夫な小型
検出器が得られる。さらに、本発明によるX線測定装置
については、空気の湿度や周囲の温度がX線検出器の測
定の正確性に与える影響は、電離箱を用いた場合よりも
小さい。
測定信号は先行増幅なしに積分器に直接印加される。容
量帰還の使用により、たとえば高利得を得るための比較
的大きいフィードバック抵抗を通った出力信号のフィー
ドバックによる増幅中に生じる安定性の問題は、回避さ
れる。光ダイオードの測定信号は第1スイッチの閉鎖の
期間により決定される収束期間(たとえば10m5)中
にフィードバックコンデンサを越えて収束され、積分器
の出力電圧は平均の検出器電流に比例する。第1スイッ
チの開放後、容量帰還で蓄積された電荷は記憶(標本及
び保持)コンデンサに印加され、容量帰還は容量帰還に
並列接続されたスイッチの開成により放電される。この
リセット期間(たとえばlOμS)及び標本化期間(た
とえばlOμS)中、光ダイオードはその固有キャパシ
タンスに亘って充電される。引続き、第1スイッチが閉
しられると、光ダイオードはその電荷を容量結合に転送
する。
量帰還の使用により、たとえば高利得を得るための比較
的大きいフィードバック抵抗を通った出力信号のフィー
ドバックによる増幅中に生じる安定性の問題は、回避さ
れる。光ダイオードの測定信号は第1スイッチの閉鎖の
期間により決定される収束期間(たとえば10m5)中
にフィードバックコンデンサを越えて収束され、積分器
の出力電圧は平均の検出器電流に比例する。第1スイッ
チの開放後、容量帰還で蓄積された電荷は記憶(標本及
び保持)コンデンサに印加され、容量帰還は容量帰還に
並列接続されたスイッチの開成により放電される。この
リセット期間(たとえばlOμS)及び標本化期間(た
とえばlOμS)中、光ダイオードはその固有キャパシ
タンスに亘って充電される。引続き、第1スイッチが閉
しられると、光ダイオードはその電荷を容量結合に転送
する。
光ダイオードに光結合したシンチレーションクリスタル
の形式の検出器より成りまた容量帰還を有する積分回路
より成るX線測定装置はそれ自体、***特許出願公開D
B 2630961号より知られる。
の形式の検出器より成りまた容量帰還を有する積分回路
より成るX線測定装置はそれ自体、***特許出願公開D
B 2630961号より知られる。
上記公開特許は測定信号がどのように積分回路によって
フィードバックコンデンサに亘って集積されるかを説明
している。積分回路の出力信号は平均入力電流に比例す
る。この回路の欠点は、容量結合の放電中に、放電期間
中の光ダイオードで生じた電荷においてロスが生じる。
フィードバックコンデンサに亘って集積されるかを説明
している。積分回路の出力信号は平均入力電流に比例す
る。この回路の欠点は、容量結合の放電中に、放電期間
中の光ダイオードで生じた電荷においてロスが生じる。
かくて、光ダイオード中で生じた全電荷の正確な測定は
阻害される。
阻害される。
増幅回路がCM OS集積回路として構成されると、第
1・第2・第3スイッチによる電荷ロスは最小限に抑え
られ、極めて温度安定的な容量帰還が得られる。
1・第2・第3スイッチによる電荷ロスは最小限に抑え
られ、極めて温度安定的な容量帰還が得られる。
本発明によるX線ff111定装置の一実施例は、X線
測定装置が光ダイオードを照らす光源より成ることを特
徴とする。
測定装置が光ダイオードを照らす光源より成ることを特
徴とする。
シンチレーション材は時間安定的な出力効率を有するた
め、検出器の較正については、光ダイオードを関連する
増幅回路で較正することで充分である。光ダイオードに
正確に知られる量の光を当てる光源の使用の際には、較
正は別個の放射性較正源を使用することなく比較的容易
に実行しつる。
め、検出器の較正については、光ダイオードを関連する
増幅回路で較正することで充分である。光ダイオードに
正確に知られる量の光を当てる光源の使用の際には、較
正は別個の放射性較正源を使用することなく比較的容易
に実行しつる。
較正源の記憶及び移送にまつわる問題はこうして避けら
れ、そのうえ、X線測定装置の使用に先立って日常的な
チェックを行うことが可能になる。
れ、そのうえ、X線測定装置の使用に先立って日常的な
チェックを行うことが可能になる。
本発明によるX線測定装置の他の実施例は、演算装置は
、X線発生源のパルス発生作用の場合、少なくとも1つ
の測定信号のフーリエ分析によりパルス周波数とパルス
幅を決定する手段より成ることを特徴とする。
、X線発生源のパルス発生作用の場合、少なくとも1つ
の測定信号のフーリエ分析によりパルス周波数とパルス
幅を決定する手段より成ることを特徴とする。
加速電圧のパルス幅及びパルス周波数の測定のために、
たとえば照射が高速連続(映画操作)の実行中、演算装
置は測定信号の一つのフーリエ変換により加速電圧の出
力密度スペクトルを決定するためのフーリエアルゴリズ
ムを内蔵する。検出器信号の周期T及び平均値Vavは
出力密度スペクトルから決定されうる。パルス幅Wは以
下の関係から与えられる: VmaxeW=Vav・T ここで、Vmaxは測定信号の最高値である。
たとえば照射が高速連続(映画操作)の実行中、演算装
置は測定信号の一つのフーリエ変換により加速電圧の出
力密度スペクトルを決定するためのフーリエアルゴリズ
ムを内蔵する。検出器信号の周期T及び平均値Vavは
出力密度スペクトルから決定されうる。パルス幅Wは以
下の関係から与えられる: VmaxeW=Vav・T ここで、Vmaxは測定信号の最高値である。
以下図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に示す。
第1図は高電圧発生器5により電力供給されるX線発生
源2を示す。X線発生源2では線条陰極(図示せず)が
電子を放出し、これらは加速電圧により加速されて陽極
に投射し、かくてX線を発する。X線の一部はフィルタ
ーlに投射するビーム3を形成し、検出器7及び9はこ
のフィルターの後方に配置される。検出器7及び9は例
えばX線のエネルギーを光に変換するCDWO4のよう
なジンチレーンヨンクリスタルより成る。シンチレーシ
ョンクリスタルにより放射される光は光ダイオードで電
荷担体を放出してダイオード流を発生し、これは増幅回
路11及び13で増幅される。
源2を示す。X線発生源2では線条陰極(図示せず)が
電子を放出し、これらは加速電圧により加速されて陽極
に投射し、かくてX線を発する。X線の一部はフィルタ
ーlに投射するビーム3を形成し、検出器7及び9はこ
のフィルターの後方に配置される。検出器7及び9は例
えばX線のエネルギーを光に変換するCDWO4のよう
なジンチレーンヨンクリスタルより成る。シンチレーシ
ョンクリスタルにより放射される光は光ダイオードで電
荷担体を放出してダイオード流を発生し、これは増幅回
路11及び13で増幅される。
増幅信号はAD変換器15に印加され、該変換器はデジ
タル化された測定信号を演算装置17に送る。演算装置
17ではX線のエネルギーは2つの検出器の測定信号の
比から決定される。演算装置17はX線発生源のkVI
)値と該発生源から発する線量の値を産出する。これら
の値に基ついて加速電圧発生器5のkVp調整は補正さ
れつるか、もしくは加速電圧発生器は最大線量を越えた
後にスイッチオフされうる。
タル化された測定信号を演算装置17に送る。演算装置
17ではX線のエネルギーは2つの検出器の測定信号の
比から決定される。演算装置17はX線発生源のkVI
)値と該発生源から発する線量の値を産出する。これら
の値に基ついて加速電圧発生器5のkVp調整は補正さ
れつるか、もしくは加速電圧発生器は最大線量を越えた
後にスイッチオフされうる。
第2a図のグラフは演算装置17に記憶され検出器7及
び9の測定信号とkVpでの関連加速電圧の比の値rを
含むテーブルを示す。第2b図はμRs−’/mVにお
けるk V pの関数としての検出器7及び9の変換係
数f(感度の逆数)を示す。
び9の測定信号とkVpでの関連加速電圧の比の値rを
含むテーブルを示す。第2b図はμRs−’/mVにお
けるk V pの関数としての検出器7及び9の変換係
数f(感度の逆数)を示す。
検出器信号は線量率につき値を得るために変換係数によ
り乗算される。測定信号のいかなる割合rについても、
変換係数fはグラフ2a及びグラフ2bの組合せにより
知られる。
り乗算される。測定信号のいかなる割合rについても、
変換係数fはグラフ2a及びグラフ2bの組合せにより
知られる。
第3図は小さな電流の測定のための既知の電流/電圧変
換器を示す。そのために、演算増幅器25の出力信号は
フィードバック抵抗Rfを介して反転入力端に印加され
る。最初の概算では増幅器25の出力電圧は入力電流と
フィードバック抵抗Rfの積に等しい。光ダイオード2
6は、入射光強度に比例したとえば1oopAになるよ
うな電流を発生する。増幅器25の出力でIVの測定電
圧を得るためには、IOGΩのフィードバック抵抗が必
要になる。そのような高い抵抗は、温度安定性と寸法に
係わる問題により実現は困難である。
換器を示す。そのために、演算増幅器25の出力信号は
フィードバック抵抗Rfを介して反転入力端に印加され
る。最初の概算では増幅器25の出力電圧は入力電流と
フィードバック抵抗Rfの積に等しい。光ダイオード2
6は、入射光強度に比例したとえば1oopAになるよ
うな電流を発生する。増幅器25の出力でIVの測定電
圧を得るためには、IOGΩのフィードバック抵抗が必
要になる。そのような高い抵抗は、温度安定性と寸法に
係わる問題により実現は困難である。
熱雑音の観点からは、フィードバック抵抗Rfはできる
だけ高いことが望ましい。熱雑音の標準偏差はRf’・
5に比例するので、(Rfに比例する)出力信号■。に
おける相対的雑音はRt −0,5のように減少する。
だけ高いことが望ましい。熱雑音の標準偏差はRf’・
5に比例するので、(Rfに比例する)出力信号■。に
おける相対的雑音はRt −0,5のように減少する。
光ダイオード26はIOMΩの大きさのオーダでの並列
抵抗Rd及び500pFの大きさのオーダでの並列抵抗
Cdを伴って電流源として機能する。たとえば、オクタ
ーブにつき一6dBの演算増幅器25の周波数応答と組
み合わされた100MΩのRf値については、これは相
当に不安定な回路に帰結する。安定性を高める一つの方
法は、Rf−Cf=Rd−Cdとなるようにフィードバ
ックコンデンサCfをRfと並列に接続することである
。フィードバック抵抗Rfの代わりに単に容量帰還Cf
を用いることにより、回路安定性に関する問題は回避さ
れる。
抵抗Rd及び500pFの大きさのオーダでの並列抵抗
Cdを伴って電流源として機能する。たとえば、オクタ
ーブにつき一6dBの演算増幅器25の周波数応答と組
み合わされた100MΩのRf値については、これは相
当に不安定な回路に帰結する。安定性を高める一つの方
法は、Rf−Cf=Rd−Cdとなるようにフィードバ
ックコンデンサCfをRfと並列に接続することである
。フィードバック抵抗Rfの代わりに単に容量帰還Cf
を用いることにより、回路安定性に関する問題は回避さ
れる。
第4図はCM OS集積回路として構成され演算増幅器
31より成る増幅回路の系統図を示す。該増幅器の出力
は並列に配置される4つのコンデンサ33により反転入
力端に送り返される。コンデンサ33は論理回路37に
接続される。コンデンサ49は増幅器31の出力43に
接続される。外部コンデンサ50はスイッチ51を閉じ
ることにより出力43にコンデンサ49と並列に接続さ
れる。スイッチ58は論理回路60により閉じられ、コ
ンデンサ50゛が記憶コンデンサ47に並列接続される
。出力43はスイッチ45を閉じることによりバッファ
回路48に接続される。記憶コンデンサ47はバッファ
回路の人力に連結される。出力信号は端子57での電圧
を通じてスイッチ54を閉じることによりバッファ回路
48から得られる。スイッチ34は論理回路37の端子
35での人力信号によって閉じられる。増幅器31の入
力信号の増幅は並列接続されるコンデンサ33の数の加
減により調節される。検出器(図示せず)の測定信号は
端子39に印加される。スイッチ41は端子38での制
御電圧により閉じられ、入力信号はそこで1個または2
個以上のコンデンサ33で収束される。収束期間Tの間
スイッチを閉じることにより、増幅器31の出力43で
の出力信号は、以下の式に従い、平均の信号電流1av
に比例する電圧V。となる: VO= I a v ・T/ Cf ここで、Cfはコンデンサ33の組合せの客員値である
。収束時間Tを延長することにより、もしくは1個また
は2個以上のスイッチ34を開成して容舒値Cfを減少
させることにより、利得を増大させることができる。収
束時間の終了とともに、スイッチ41は開成され、出力
43に存在する信号は標本化され、端子56に存在する
信号の制御下でスイッチ45の閉成により記憶コンデン
サ47に保持される。引続き、コンデンサ33はスイッ
チ3Gを閉成することにより放電され、コンデンサ47
及び50はスイッチ52を閉成することにより放電され
る。スイッチ36.41.45は信号■。での雑音をも
たらす。雑音の標阜偏差へ〇はおよそ以下の式で与えら
れる。
31より成る増幅回路の系統図を示す。該増幅器の出力
は並列に配置される4つのコンデンサ33により反転入
力端に送り返される。コンデンサ33は論理回路37に
接続される。コンデンサ49は増幅器31の出力43に
接続される。外部コンデンサ50はスイッチ51を閉じ
ることにより出力43にコンデンサ49と並列に接続さ
れる。スイッチ58は論理回路60により閉じられ、コ
ンデンサ50゛が記憶コンデンサ47に並列接続される
。出力43はスイッチ45を閉じることによりバッファ
回路48に接続される。記憶コンデンサ47はバッファ
回路の人力に連結される。出力信号は端子57での電圧
を通じてスイッチ54を閉じることによりバッファ回路
48から得られる。スイッチ34は論理回路37の端子
35での人力信号によって閉じられる。増幅器31の入
力信号の増幅は並列接続されるコンデンサ33の数の加
減により調節される。検出器(図示せず)の測定信号は
端子39に印加される。スイッチ41は端子38での制
御電圧により閉じられ、入力信号はそこで1個または2
個以上のコンデンサ33で収束される。収束期間Tの間
スイッチを閉じることにより、増幅器31の出力43で
の出力信号は、以下の式に従い、平均の信号電流1av
に比例する電圧V。となる: VO= I a v ・T/ Cf ここで、Cfはコンデンサ33の組合せの客員値である
。収束時間Tを延長することにより、もしくは1個また
は2個以上のスイッチ34を開成して容舒値Cfを減少
させることにより、利得を増大させることができる。収
束時間の終了とともに、スイッチ41は開成され、出力
43に存在する信号は標本化され、端子56に存在する
信号の制御下でスイッチ45の閉成により記憶コンデン
サ47に保持される。引続き、コンデンサ33はスイッ
チ3Gを閉成することにより放電され、コンデンサ47
及び50はスイッチ52を閉成することにより放電され
る。スイッチ36.41.45は信号■。での雑音をも
たらす。雑音の標阜偏差へ〇はおよそ以下の式で与えら
れる。
Δn= (3k t/Cf) ”
(コンデンサCd’47及び・19はコンデンサ(群)
33より相当大きく、増幅i3Jの雑音は無視できる程
度に小さい) ここで、tは温度であり、kはボルツマン定数である。
33より相当大きく、増幅i3Jの雑音は無視できる程
度に小さい) ここで、tは温度であり、kはボルツマン定数である。
標準偏差は開閉に際して変化するスイッチの抵抗からは
独立であり、したがって収束時間からも独立である。信
号雑音比Nにつき、以下があてはまる: N=TIav/ (3ktCf)” 増幅器31の電圧雑音が無視できる程小さくない場合に
は、信号雑音比はスイッチ51を介したコンデンサ50
の追加により増幅器31の帯域幅を制限することにより
改善されつる。
独立であり、したがって収束時間からも独立である。信
号雑音比Nにつき、以下があてはまる: N=TIav/ (3ktCf)” 増幅器31の電圧雑音が無視できる程小さくない場合に
は、信号雑音比はスイッチ51を介したコンデンサ50
の追加により増幅器31の帯域幅を制限することにより
改善されつる。
増幅回路が個別部品を用いて構成されるとき、比較的高
い温度感度と寄生キャパシタンスによる雑音に対する磁
化率を有する大きな回路が得られる。増幅回路がCMO
Sトランジスタを有する集積回路として構成される場合
、非常に小さいバイアス電流とオフセット電圧を有しフ
ィードバックキャパシタンスの温度安定性が非常に高い
増幅器が得られる。第5図は温度tとCMO3増幅回路
から発した検出器信号間の測定された関係を示す。
い温度感度と寄生キャパシタンスによる雑音に対する磁
化率を有する大きな回路が得られる。増幅回路がCMO
Sトランジスタを有する集積回路として構成される場合
、非常に小さいバイアス電流とオフセット電圧を有しフ
ィードバックキャパシタンスの温度安定性が非常に高い
増幅器が得られる。第5図は温度tとCMO3増幅回路
から発した検出器信号間の測定された関係を示す。
温度変化はシンチレーションクリスタルと光ダイオード
により起こる。温度変化での増幅器3■の効果は、無視
できる程小さい。温度の関数としての利得の実質的に線
型の変化の故に、温度補償は、演算装置17での測定信
号の処理中に容易に実行される。
により起こる。温度変化での増幅器3■の効果は、無視
できる程小さい。温度の関数としての利得の実質的に線
型の変化の故に、温度補償は、演算装置17での測定信
号の処理中に容易に実行される。
第1図は本発明によるX線測定装置を示す図、第2a図
及び第2b図は演算装置におけるテーブルに含まれる値
のグラフを示す図、 第3図はフィードバック抵抗より成る集積回路を示す図
、 第・1図は容量帰還より成る増幅回路を示す図、第5図
はX線測定装置の測定された温度依存性を表すグラフを
示す図である。 2 X線源、5 高電圧発生器、7,9 検出器、11
.13 増幅回路、l 5−A D変換器、17゛・
演算装置、25.31 演算増幅器、26 光ダイオ
ード、33,47,49.50 コンデンサ、37.
60−論理回路、48°バッファ回路、34.36.4
]、、45,51,52.54.58 スイッチ。 特許出願人 エヌ・ベー・フィリップスフルーイラン
ペンファブリケン 鎖 +P 門
N、+l I+l +++I
M〉 ε
及び第2b図は演算装置におけるテーブルに含まれる値
のグラフを示す図、 第3図はフィードバック抵抗より成る集積回路を示す図
、 第・1図は容量帰還より成る増幅回路を示す図、第5図
はX線測定装置の測定された温度依存性を表すグラフを
示す図である。 2 X線源、5 高電圧発生器、7,9 検出器、11
.13 増幅回路、l 5−A D変換器、17゛・
演算装置、25.31 演算増幅器、26 光ダイオ
ード、33,47,49.50 コンデンサ、37.
60−論理回路、48°バッファ回路、34.36.4
]、、45,51,52.54.58 スイッチ。 特許出願人 エヌ・ベー・フィリップスフルーイラン
ペンファブリケン 鎖 +P 門
N、+l I+l +++I
M〉 ε
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、少なくとも2つの検出器と、X線発生源と検出器の
間に配置され異なる透過係数を有する少なくとも2つの
X線吸収フィルタと、検出器により発生さるべき測定信
号を増幅する増幅回路と、測定信号からのX線の強度及
びエネルギーを決定する演算装置とより成り、夫々の検
出器は光ダイオードが光結合するシンチレーションクリ
スタルより成り、夫々の増幅回路は演算増幅器を含む積
分回路より成り、その出力信号は容量帰還を介して演算
増幅器の反転入力端に帰還されるX線測定装置であって
、 測定信号が第1スイッチを閉じることにより積分回路の
入力に印加されうることを特徴とするX線発生源により
放出さるべきX線検出用のX線測定装置。 2、容量帰還は第2スイッチを閉じることによりブリッ
ジされうることを特徴とする請求項1記載のX線測定装
置。 3、出力信号は第3スイッチを閉じることにより記憶コ
ンデンサに印加されることを特徴とする請求項1または
2記載のX線測定装置。 4、容量帰還は並列に接続される2つまたはそれ以上の
コンデンサより成ることを特徴とする請求項1乃至3記
載のX線測定装置。 5、増幅回路はCMOSトランジスタを含む集積回路よ
り成ることを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか
一項記載のX線測定装置。 6、X線測定装置は光ダイオードを照らす光源より成る
ことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項記
載のX線測定装置。 7、光源は光放出ダイオードにより形成されることを特
徴とする請求項6記載のX線測定装置。 8、演算装置は、X線発生源のパルス発生作用の間、少
なくとも1つの測定信号のフーリエ分析によりパルス周
波数とパルス幅を決定する手段より成ることを特徴とす
る請求項1乃至7のうちいずれか一項記載のX線測定装
置。 9、請求項1乃至8のうちいずれか一項記載のX線測定
装置に用いられるのに適切な増幅回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8901048A NL8901048A (nl) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | Roentgenstralenmeter. |
NL8901048 | 1989-04-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02304898A true JPH02304898A (ja) | 1990-12-18 |
Family
ID=19854553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2109965A Pending JPH02304898A (ja) | 1989-04-26 | 1990-04-25 | X線測定装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5081664A (ja) |
EP (1) | EP0397229B1 (ja) |
JP (1) | JPH02304898A (ja) |
DE (1) | DE69020953T2 (ja) |
NL (1) | NL8901048A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002277593A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Konica Corp | 対数変換回路及び放射線画像読取装置 |
JP2007040945A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Chiyoda Technol Corp | 放射線などの線量測定装置の校正装置 |
JP2010512826A (ja) * | 2006-12-15 | 2010-04-30 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | スペクトル分解x線撮像装置 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5295176A (en) * | 1993-02-23 | 1994-03-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Method and apparatus for precisely measuring accelerating voltages applied to x-ray sources |
US5381458A (en) * | 1993-02-23 | 1995-01-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Method and apparatus for precisely measuring accelerating voltages applied to x-ray sources |
US5400387A (en) * | 1994-03-01 | 1995-03-21 | General Electric Company | Indirect measurement of voltage applied to diagnostic x-ray tubes |
US6454460B1 (en) | 1998-09-08 | 2002-09-24 | Naganathasastrigal Ramanathan | System and method for evaluating and calibrating a radiation generator |
US6423974B1 (en) | 1999-05-28 | 2002-07-23 | Ball Semiconductor, Inc. | X-ray imaging apparatus using spherical semiconductor detectors |
DE10039002A1 (de) * | 2000-08-10 | 2002-02-21 | Philips Corp Intellectual Pty | Bildkorrekturverfahren für einen Röntgendetektor |
FR2817353B1 (fr) * | 2000-11-28 | 2003-01-03 | Commissariat Energie Atomique | Convertisseur courant/tension pour la mesure de faibles courants apte a fonctionner sous forte irradiation x ou y |
KR101107164B1 (ko) * | 2010-01-14 | 2012-01-25 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 엑스레이 검출장치 및 이의 구동방법 |
US9526468B2 (en) | 2014-09-09 | 2016-12-27 | General Electric Company | Multiple frame acquisition for exposure control in X-ray medical imagers |
US20200286613A1 (en) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | Hologic, Inc. | Detecting tube output roll off |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1551253A (en) * | 1975-07-10 | 1979-08-30 | Emi Ltd | Detection of radiation |
EP0045156B1 (en) * | 1980-07-29 | 1984-09-26 | Victoreen Inc. | Radiation energy measurement apparatus |
US4442496A (en) * | 1980-07-29 | 1984-04-10 | Victoreen, Inc. | Radiation energy measurement apparatus |
US4880981A (en) * | 1988-03-11 | 1989-11-14 | Bicron Corporation | Low level radiation measurement device |
US4916727A (en) * | 1988-04-22 | 1990-04-10 | Keithley Instruments Inc. | Apparatus for measuring the voltage applied to a radiation source |
US4843619A (en) * | 1988-04-22 | 1989-06-27 | Keithley Instruments Inc. | Apparatus for measuring the peak voltage applied to a radiation source |
US4942596A (en) * | 1988-08-31 | 1990-07-17 | General Electric Company | Adaptive enhancement of x-ray images |
-
1989
- 1989-04-26 NL NL8901048A patent/NL8901048A/nl not_active Application Discontinuation
-
1990
- 1990-04-20 EP EP90200986A patent/EP0397229B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-20 DE DE69020953T patent/DE69020953T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-24 US US07/513,742 patent/US5081664A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-25 JP JP2109965A patent/JPH02304898A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002277593A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Konica Corp | 対数変換回路及び放射線画像読取装置 |
JP2007040945A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Chiyoda Technol Corp | 放射線などの線量測定装置の校正装置 |
JP2010512826A (ja) * | 2006-12-15 | 2010-04-30 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | スペクトル分解x線撮像装置 |
US8515147B2 (en) | 2006-12-15 | 2013-08-20 | Koninklijke Philips N.V. | Spectrally resolving X-ray imaging device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69020953T2 (de) | 1996-03-21 |
US5081664A (en) | 1992-01-14 |
NL8901048A (nl) | 1990-11-16 |
EP0397229A1 (en) | 1990-11-14 |
DE69020953D1 (de) | 1995-08-24 |
EP0397229B1 (en) | 1995-07-19 |
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