JPH0715498B2 - Ｘ線受像装置 - Google Patents
Ｘ線受像装置Info
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- JPH0715498B2 JPH0715498B2 JP1069658A JP6965889A JPH0715498B2 JP H0715498 B2 JPH0715498 B2 JP H0715498B2 JP 1069658 A JP1069658 A JP 1069658A JP 6965889 A JP6965889 A JP 6965889A JP H0715498 B2 JPH0715498 B2 JP H0715498B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、医療分野及び工業分野における、Ｘ線を利用
したＸ線受像装置に関し、特にその均一性を補正するた
めの構成に関するものである。
したＸ線受像装置に関し、特にその均一性を補正するた
めの構成に関するものである。
従来の技術 近年、銀塩写真フィルムを用いてＸ線透過平面像を得る
Ｘ線受像装置に代わって輝尽性蛍光体を用いたものや、
Ｘ線感応固体素子アレイを用いたものが開発されてい
る。
Ｘ線受像装置に代わって輝尽性蛍光体を用いたものや、
Ｘ線感応固体素子アレイを用いたものが開発されてい
る。
前者では、Ｘ線フィルムの代わりに蓄積性蛍光板を用
い、Ｘ線潜像を作りレーザによる順次刺激により画素信
号を取り出すもの（特開昭55-15025号公報）が知られて
いる。
い、Ｘ線潜像を作りレーザによる順次刺激により画素信
号を取り出すもの（特開昭55-15025号公報）が知られて
いる。
また、後者としては、Ｘ線感応固体素子として蛍光材料
と組み合わせたシリコン素子を用い光電導で生じた電流
量を測定するもの（特開昭53-105179号公報、特開昭53-
96787号公報）、放射線半導体検出器アレイを用いるも
の（特開昭59-94046号公報）が知られている。
と組み合わせたシリコン素子を用い光電導で生じた電流
量を測定するもの（特開昭53-105179号公報、特開昭53-
96787号公報）、放射線半導体検出器アレイを用いるも
の（特開昭59-94046号公報）が知られている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、前者の蓄積性蛍光体による従来例はＸ線
写真法と同程度の画質が得られるが、Ｘ線被曝量が多い
という課題を有していた。また、後者のＸ線感応固体素
子アレイを用いた従来例では材料的に面分解能が悪い。
写真法と同程度の画質が得られるが、Ｘ線被曝量が多い
という課題を有していた。また、後者のＸ線感応固体素
子アレイを用いた従来例では材料的に面分解能が悪い。
これに対して、放射線半導体検出器アレイを用いた従来
例では放射線に対する感度と面分解能は高いが、人体に
対して直線または曲線弧状に配置された放射線半導体検
出器アレイを人体に対して直線または曲線弧状にスキャ
ンすることによって画素信号を得る線順次方式であるた
め、画質の面でやや不十分という課題を有していた。
例では放射線に対する感度と面分解能は高いが、人体に
対して直線または曲線弧状に配置された放射線半導体検
出器アレイを人体に対して直線または曲線弧状にスキャ
ンすることによって画素信号を得る線順次方式であるた
め、画質の面でやや不十分という課題を有していた。
これは、一枚のＸ線透過平面像を得るのに、Ｘ線写真法
や蓄積性蛍光体を用いた方法では、Ｘ線曝射時間がごく
短時間であるのに対して、放射線半導体検出器アレイを
用いた場合は、１ラインずつ画素信号を得るために一秒
以上のＸ線曝射時間が必要となるからである。したがっ
て、Ｘ線発生装置から照射されるＸ線の時間的変動を無
視することができず、１ラインごとの画素信号にＸ線強
度の変動成分が現われ画質の低下につながる。
や蓄積性蛍光体を用いた方法では、Ｘ線曝射時間がごく
短時間であるのに対して、放射線半導体検出器アレイを
用いた場合は、１ラインずつ画素信号を得るために一秒
以上のＸ線曝射時間が必要となるからである。したがっ
て、Ｘ線発生装置から照射されるＸ線の時間的変動を無
視することができず、１ラインごとの画素信号にＸ線強
度の変動成分が現われ画質の低下につながる。
本発明はかかる点に鑑み、Ｘ線発生装置から照射される
Ｘ線の時間的変動を最適な値でモニターし、この信号に
基づいて、各ラインの画素信号を補正することにより、
Ｘ線強度の変動による画質の低下のないＸ線受像装置を
提供することを目的とする。
Ｘ線の時間的変動を最適な値でモニターし、この信号に
基づいて、各ラインの画素信号を補正することにより、
Ｘ線強度の変動による画質の低下のないＸ線受像装置を
提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、Ｘ線発生装置からの扇状ビームを被写体に照
射し、透過したビームを直線または曲線弧上に配置され
た放射線半導体検出器アレイに入射させ、前記扇状ビー
ムと前記放射線半導体検出器アレイとを被写体に対して
直線または曲線弧上に駆動させて線順次のＸ線画素信号
を得てＸ線透過平面像を得るＸ線受像装置において、前
記放射線半導体検出器アレイとは別に補正用放射線半導
体検出器または検出器群を設け、各々に対して一定時間
毎に入射される扇状ビームのＸ線量を積分出力する手段
と、増幅度を変えるためのゲイン調整手段と、積分され
たＸ線量をA/D変換するA/D変換手段と、A/D変換された
データ信号を保存する保存手段と、前記データ信号より
最適なゲインを決定する演算手段と、この演算手段の結
果に基づき前記ゲイン調整手段を制御する制御手段と、
前記データ信号よりＸ線強度変動に対する補正係数を算
出し、相当した時間帯のＸ線画素信号を補正する手段と
を備えたＸ線受像装置である。
射し、透過したビームを直線または曲線弧上に配置され
た放射線半導体検出器アレイに入射させ、前記扇状ビー
ムと前記放射線半導体検出器アレイとを被写体に対して
直線または曲線弧上に駆動させて線順次のＸ線画素信号
を得てＸ線透過平面像を得るＸ線受像装置において、前
記放射線半導体検出器アレイとは別に補正用放射線半導
体検出器または検出器群を設け、各々に対して一定時間
毎に入射される扇状ビームのＸ線量を積分出力する手段
と、増幅度を変えるためのゲイン調整手段と、積分され
たＸ線量をA/D変換するA/D変換手段と、A/D変換された
データ信号を保存する保存手段と、前記データ信号より
最適なゲインを決定する演算手段と、この演算手段の結
果に基づき前記ゲイン調整手段を制御する制御手段と、
前記データ信号よりＸ線強度変動に対する補正係数を算
出し、相当した時間帯のＸ線画素信号を補正する手段と
を備えたＸ線受像装置である。
作用 本発明は前記した構成により、補正用放射線半導体検出
器または検出器群で得られるＸ線強度変動データに基づ
き、A/D変換を行う最適なゲインが演算され、ゲイン調
整手段によりゲインが設定される。ゲイン設定後、撮影
を行い、放射線半導体検出器アレイにより、Ｘ線透過平
面像が画像データとして保存され、同時に、補正用放射
線検出器により、Ｘ線強度変動データが保存される。こ
のＸ線強度変動データより、Ｘ線強度補正データが求め
られ相当した時間帯の画像データが補正され、均一な画
像が得られる。
器または検出器群で得られるＸ線強度変動データに基づ
き、A/D変換を行う最適なゲインが演算され、ゲイン調
整手段によりゲインが設定される。ゲイン設定後、撮影
を行い、放射線半導体検出器アレイにより、Ｘ線透過平
面像が画像データとして保存され、同時に、補正用放射
線検出器により、Ｘ線強度変動データが保存される。こ
のＸ線強度変動データより、Ｘ線強度補正データが求め
られ相当した時間帯の画像データが補正され、均一な画
像が得られる。
実施例 第１図は、本発明の第１の実施例におけるＸ線受像装置
のブロック図を示すものである。
のブロック図を示すものである。
同図において、１はＸ線強度補正用放射線検出器であ
り、Ｘ線の入射に対して有感でありこれを電気信号に変
換するものである。２は積分器で、Ｘ線強度補正用放射
線検出器１からの出力信号を積分する。３は自動ゲイン
調整回路であり、ゲインコントロール信号16に基づいて
ゲインの切り換えを行う。自動ゲイン調整回路３の出力
信号はA/D変換器４でディジタル化され、Ｘ線強度変動
データ５としてメモリ（図示せず）に保存される。ま
た、10は被写体としての人体に対して直線または曲線弧
状に配置された放射線半導体検出器アレイであり、これ
を人体に対して直線または曲線弧状にスキャンすること
により、Ｘ線透過平面像が得られる。
り、Ｘ線の入射に対して有感でありこれを電気信号に変
換するものである。２は積分器で、Ｘ線強度補正用放射
線検出器１からの出力信号を積分する。３は自動ゲイン
調整回路であり、ゲインコントロール信号16に基づいて
ゲインの切り換えを行う。自動ゲイン調整回路３の出力
信号はA/D変換器４でディジタル化され、Ｘ線強度変動
データ５としてメモリ（図示せず）に保存される。ま
た、10は被写体としての人体に対して直線または曲線弧
状に配置された放射線半導体検出器アレイであり、これ
を人体に対して直線または曲線弧状にスキャンすること
により、Ｘ線透過平面像が得られる。
放射線半導体検出器アレイ10からの出力パルスは入射放
射線の光子一つ一つに対して発生するものであるので理
論上最高感度である。11はパルス増幅回路である。12は
パルスをエネルギー弁別するための波高弁別回路であ
り、予め設定された波高値以上のパルス入力があった場
合にパルスを出力する。13はパルス計数回路であり、波
高弁別回路12からの出力パルスを１ラインずつ連続で計
数する。６はCPUで、Ｘ線強度変動データ５からＸ線強
度補正データ14を算出したり、最適なゲインを決定して
ゲインコントロール信号16を発生させたり、放射線半導
体検出器アレイ10にスキャンさせる場合に１ラインごと
にリセット信号17を発生し、積分器２とパルス計数回路
13とをリセットする。また、パルス計数回路13で計数さ
れた計数値は画像データ15として保存される。
射線の光子一つ一つに対して発生するものであるので理
論上最高感度である。11はパルス増幅回路である。12は
パルスをエネルギー弁別するための波高弁別回路であ
り、予め設定された波高値以上のパルス入力があった場
合にパルスを出力する。13はパルス計数回路であり、波
高弁別回路12からの出力パルスを１ラインずつ連続で計
数する。６はCPUで、Ｘ線強度変動データ５からＸ線強
度補正データ14を算出したり、最適なゲインを決定して
ゲインコントロール信号16を発生させたり、放射線半導
体検出器アレイ10にスキャンさせる場合に１ラインごと
にリセット信号17を発生し、積分器２とパルス計数回路
13とをリセットする。また、パルス計数回路13で計数さ
れた計数値は画像データ15として保存される。
Ｘ線強度補正データ14の算出は例えば、次のようにして
行われる。スキャン方向に一定時間毎にＸ線強度変動デ
ータ５がｍ個得られ、このｉ番目のデータ５をXi、平均
値をXmeanとする。ｉ番目のＸ線強度変動データ５が得
られた時間帯に相当する全ての画像データ15に対してXm
ean/Xiを掛けることにより、前記画像データ15の補正が
行われる。
行われる。スキャン方向に一定時間毎にＸ線強度変動デ
ータ５がｍ個得られ、このｉ番目のデータ５をXi、平均
値をXmeanとする。ｉ番目のＸ線強度変動データ５が得
られた時間帯に相当する全ての画像データ15に対してXm
ean/Xiを掛けることにより、前記画像データ15の補正が
行われる。
次に、ゲインは例えば、以下のようにして決定される。
なお、現在のゲインをA0とする。
なお、現在のゲインをA0とする。
A/D変換器４のビット数をｎビットとすると、表される
最大数ADmaxは、 ADmax＝2n−１ ……（１） となる。
最大数ADmaxは、 ADmax＝2n−１ ……（１） となる。
また、１回スキャンすることによって得られるｍ個のＸ
線強度変動データ５の平均値Xmeanは、ｉ番目のデータ
をXiとして、 で表される。
線強度変動データ５の平均値Xmeanは、ｉ番目のデータ
をXiとして、 で表される。
ここで、Ｘ線の光子数のばらつきはポアソン分布をする
と考えられ、この標準偏差σは平均光子数をｎとする
と、 σ＝ ……（３） と表されることが知られている。よって、 σ＝mean とする。
と考えられ、この標準偏差σは平均光子数をｎとする
と、 σ＝ ……（３） と表されることが知られている。よって、 σ＝mean とする。
このとき、ｎ≧５の場合は正規分布に近似できるので、
約99.7％をオーバーフローさせないでA/D変換器４でデ
ィジタル信号に変換する場合は、ゲインを、 （ADmax−３σ）/Xmean ……（４） 倍すればよい。
約99.7％をオーバーフローさせないでA/D変換器４でデ
ィジタル信号に変換する場合は、ゲインを、 （ADmax−３σ）/Xmean ……（４） 倍すればよい。
したがって、求めるゲインをAgとすると、 Ag＝｛（ADmax−３σ）/Xmean｝・A0 ……（５） となる。一般的には、 AK＝｛（ADmax−δ）/Xmean｝・A0 ……（６） と表され、δによってオーバーフローするまでの余裕が
決定される。ここでは、 δ＝３σ ……（７） としたが、他の適当な値でもよい。
決定される。ここでは、 δ＝３σ ……（７） としたが、他の適当な値でもよい。
第２図、第３図は基本的な自動ゲイン調整回路３の回路
図である。第２図において20は演算増幅器、21aは直列
に接続されたｋ個の抵抗群、22aは各抵抗と出力端子と
の間に並列に入れられたｋ個のスイッチ群であり、スイ
ッチをどれかひとつ選択することにより帰還抵抗の値を
変えることができる。23は入力抵抗である。
図である。第２図において20は演算増幅器、21aは直列
に接続されたｋ個の抵抗群、22aは各抵抗と出力端子と
の間に並列に入れられたｋ個のスイッチ群であり、スイ
ッチをどれかひとつ選択することにより帰還抵抗の値を
変えることができる。23は入力抵抗である。
第３図に示す例ではｋ＋１個の抵抗群21bを直列に接続
し帰還抵抗とする。22bは各抵抗の両端にそれぞれ並列
に接続されたスイッチであり、これを閉じることによ
り、相当する抵抗値をゼロとする。ここで、抵抗群21b
はR,2R,4R,…,2kRとし、スイッチ22bの任意の数のスイ
ッチを同時に閉じることによりゼロから（2k+1ー１）Ｒ
までの任意の抵抗値をＲ間隔で得ることができる。
し帰還抵抗とする。22bは各抵抗の両端にそれぞれ並列
に接続されたスイッチであり、これを閉じることによ
り、相当する抵抗値をゼロとする。ここで、抵抗群21b
はR,2R,4R,…,2kRとし、スイッチ22bの任意の数のスイ
ッチを同時に閉じることによりゼロから（2k+1ー１）Ｒ
までの任意の抵抗値をＲ間隔で得ることができる。
また、第４図に示すように、自動切り換え回路32によっ
て任意の抵抗値を設定できるように構成することができ
る。30a,30b,30cは抵抗群であり、それぞれ1k,8k,64kの
抵抗が各端子間に直列に挿入されている。31は８端子切
り換えが可能なセレクタである。このように構成する
と、ひとつの８端子セレクタ31のコントロールは３ビッ
トのコントロール信号16により行うことができる。ま
た、８端子であるので、抵抗値を８進数、すなわち、
80,81,82倍にすることにより端子X-Y間の抵抗値は０か
ら511kまでの抵抗値を1k単位で設定することができる。
なお、本実施例では、セレクト31を８端子のものを３段
縦続接続としたが、Ｐ端子のものをｑ段縦続接続（p,q
は任意の自然数）してもよい。この場合、各セレクト31
での抵抗値はｐ進数倍、すなわち、p0,p1,p2,…,pq+1倍
となることは言うまでもない。また、本実施例では１ラ
インスキャンする間に１回のA/D変換しか行っていない
が、複数回行うことにより平均化することができる。
て任意の抵抗値を設定できるように構成することができ
る。30a,30b,30cは抵抗群であり、それぞれ1k,8k,64kの
抵抗が各端子間に直列に挿入されている。31は８端子切
り換えが可能なセレクタである。このように構成する
と、ひとつの８端子セレクタ31のコントロールは３ビッ
トのコントロール信号16により行うことができる。ま
た、８端子であるので、抵抗値を８進数、すなわち、
80,81,82倍にすることにより端子X-Y間の抵抗値は０か
ら511kまでの抵抗値を1k単位で設定することができる。
なお、本実施例では、セレクト31を８端子のものを３段
縦続接続としたが、Ｐ端子のものをｑ段縦続接続（p,q
は任意の自然数）してもよい。この場合、各セレクト31
での抵抗値はｐ進数倍、すなわち、p0,p1,p2,…,pq+1倍
となることは言うまでもない。また、本実施例では１ラ
インスキャンする間に１回のA/D変換しか行っていない
が、複数回行うことにより平均化することができる。
以上のように、本実施例によればＸ線強度補正用放射線
検出器１を設け、これを各ラインごとに積分出力しA/D
変換する場合に、自動ゲイン調整回路３を設けることに
より、照射されるＸ線強度に最適なゲインを設定するこ
とができるため、正確なＸ線強度変動データ５が得られ
る。これにより、最適なＸ線強度補正データ14を得るこ
とができ、画像のＸ線強度変動による乱れをなくすこと
ができる。
検出器１を設け、これを各ラインごとに積分出力しA/D
変換する場合に、自動ゲイン調整回路３を設けることに
より、照射されるＸ線強度に最適なゲインを設定するこ
とができるため、正確なＸ線強度変動データ５が得られ
る。これにより、最適なＸ線強度補正データ14を得るこ
とができ、画像のＸ線強度変動による乱れをなくすこと
ができる。
第５図は、本発明の第２の実施例におけるＸ線受像装置
のブロック図である。
のブロック図である。
同図において、10は放射線半導体検出器アレイ、11はパ
ルス増幅回路、12は波高弁別回路、13はパルス計数回
路、14はＸ線強度補正データ、15は画像データで、以上
は第１の実施例（第１図参照）と同様なものである。第
１の実施例と異なるのは、放射線の光子一つ一つに対し
てパルスを出力する最適な補正用放射線半導体検出器80
を用い、Ｘ線強度補正データ14の測定に別のパルス計数
回路13を設けた点である。
ルス増幅回路、12は波高弁別回路、13はパルス計数回
路、14はＸ線強度補正データ、15は画像データで、以上
は第１の実施例（第１図参照）と同様なものである。第
１の実施例と異なるのは、放射線の光子一つ一つに対し
てパルスを出力する最適な補正用放射線半導体検出器80
を用い、Ｘ線強度補正データ14の測定に別のパルス計数
回路13を設けた点である。
以下その動作を説明する、被写体を透過したＸ線光子は
放射線半導体検出器アレイ10に入射、吸収されてパルス
として出力される。このパルスはパルス増幅回路11で増
幅され、波高弁別回路12であらかじめ設定された波高値
以上のものだけが選択され、パルス出力される。出力さ
れたパルスはパルス計数回路13で計数され画像データ15
として記録される。一方、Ｘ線強度補正データ14は、Ｘ
線源で発生したＸ線光子が直接入射する位置に設けられ
た補正用放射線半導体検出器80で発生するパルスを各ラ
インごとに計数することによって得られる。
放射線半導体検出器アレイ10に入射、吸収されてパルス
として出力される。このパルスはパルス増幅回路11で増
幅され、波高弁別回路12であらかじめ設定された波高値
以上のものだけが選択され、パルス出力される。出力さ
れたパルスはパルス計数回路13で計数され画像データ15
として記録される。一方、Ｘ線強度補正データ14は、Ｘ
線源で発生したＸ線光子が直接入射する位置に設けられ
た補正用放射線半導体検出器80で発生するパルスを各ラ
インごとに計数することによって得られる。
第６図はＸ線源を点光源として考えた場合のＸ線の広が
りと光子数についての説明図である。50は距離r1にある
面積S1の平面であり、51は距離r2にある面積S2の平面で
ある。ここで、両面積S1、S2の関係は、 S1/S2＝r1 2/r2 2 ……（８） であるものとし、両平面50、51とも中心からの法線がＸ
線源上にあるものとする。
りと光子数についての説明図である。50は距離r1にある
面積S1の平面であり、51は距離r2にある面積S2の平面で
ある。ここで、両面積S1、S2の関係は、 S1/S2＝r1 2/r2 2 ……（８） であるものとし、両平面50、51とも中心からの法線がＸ
線源上にあるものとする。
また、距離r1、r2の二乗に比べて面積S1、S2は十分に小
さいものとする。Ｘ線源において発生したＸ線は放射状
に広がる。したがって、両面積S1、S2は互いに異なる
が、単位時間当たりに通過するＸ線光子数は等しい。言
い換えれば、両面積S1、S2が等しい場合、Ｘ線源に近い
方の平面50に入射する光子数は、Ｘ線源から遠い方の平
面51に入射する光子数の（r2 2/r1 2）倍になる。よっ
て、同一の放射線半導体検出器を用いた場合、近い方の
平面50側で、パイルアップが多く生じる。
さいものとする。Ｘ線源において発生したＸ線は放射状
に広がる。したがって、両面積S1、S2は互いに異なる
が、単位時間当たりに通過するＸ線光子数は等しい。言
い換えれば、両面積S1、S2が等しい場合、Ｘ線源に近い
方の平面50に入射する光子数は、Ｘ線源から遠い方の平
面51に入射する光子数の（r2 2/r1 2）倍になる。よっ
て、同一の放射線半導体検出器を用いた場合、近い方の
平面50側で、パイルアップが多く生じる。
第７図は、本発明の第２の実施例におけるＸ線強度補正
用放射線半導体検出器60とＸ線透過平面像を得るための
放射線半導体検出器アレイ61との関係を示す構成図であ
る。
用放射線半導体検出器60とＸ線透過平面像を得るための
放射線半導体検出器アレイ61との関係を示す構成図であ
る。
Ｘ線強度補正用放射線半導体検出器60はＸ線源からの距
離r1、厚さx0、放射線に有感な部分内で実際に放射線が
入射する部分の面積S1であり、放射線半導体検出器アレ
イ61はＸ線源からの距離r2、厚さx0、１素子当りの放射
線に有感な部分内で実際に放射線が入射する部分の面積
S2である。Ｘ線強度補正用放射線半導体検出器60と放射
線半導体検出器アレイ61が同じ材料で構成されている場
合、両面積S1、S2の関係を、 S1/S2＝r1 2/r2 2 ……（８）′ とする。このように構成することによって、両検出器が
計数するＸ線光子数の単位時間当りの計数率を同程度に
することができる。
離r1、厚さx0、放射線に有感な部分内で実際に放射線が
入射する部分の面積S1であり、放射線半導体検出器アレ
イ61はＸ線源からの距離r2、厚さx0、１素子当りの放射
線に有感な部分内で実際に放射線が入射する部分の面積
S2である。Ｘ線強度補正用放射線半導体検出器60と放射
線半導体検出器アレイ61が同じ材料で構成されている場
合、両面積S1、S2の関係を、 S1/S2＝r1 2/r2 2 ……（８）′ とする。このように構成することによって、両検出器が
計数するＸ線光子数の単位時間当りの計数率を同程度に
することができる。
第８図は、本発明の第３の実施例であり、Ｘ線強度補正
用放射線半導体検出器70は、Ｘ線源100からの距離r1、
厚さx1、放射線に有感な部分内で実際に放射線が入射す
る部分の面積S0である。放射線半導体検出器アレイ71は
Ｘ線源100からの距離r2、厚さx2、１素子当りの放射線
に有感な部分内で実際に放射線が入射する部分の面積S0
である。以下に、両厚さx1、x2の関係を説明する。
用放射線半導体検出器70は、Ｘ線源100からの距離r1、
厚さx1、放射線に有感な部分内で実際に放射線が入射す
る部分の面積S0である。放射線半導体検出器アレイ71は
Ｘ線源100からの距離r2、厚さx2、１素子当りの放射線
に有感な部分内で実際に放射線が入射する部分の面積S0
である。以下に、両厚さx1、x2の関係を説明する。
入射した放射線が半導体検出器内で吸収される割合は次
のような関係にある。
のような関係にある。
Ｉ（Ｅ）＝I0（Ｅ）｛１−exp（ーμ（Ｅ）ｘ）｝ ……
（９） 但し、Ｉ（Ｅ）は吸収された放射線光子数、I0（Ｅ）は
入射された放射線光子数、μ（Ｅ）は減衰係数、ｘは半
導体検出器の厚みである。したがって、第８図に示した
両検出器70、71の単位時間当りの計数率を等しくするた
めに、次の関係式を満たすようにする。
（９） 但し、Ｉ（Ｅ）は吸収された放射線光子数、I0（Ｅ）は
入射された放射線光子数、μ（Ｅ）は減衰係数、ｘは半
導体検出器の厚みである。したがって、第８図に示した
両検出器70、71の単位時間当りの計数率を等しくするた
めに、次の関係式を満たすようにする。
Ｉ（Ｅ）｛１−exp（ーμ１（Ｅ）x1）｝＝（r1/r2）2I
0（Ｅ）｛１−exp（ーμ２（Ｅ）x2）｝ ……（10） この関係式より、両厚さx1、x2の関係は次式のようにな
る。x1＝ー｛1n［１−（r1/r2）２｛１ −exp（−μ２（Ｅ）x2）｝］｝／μ１（Ｅ） ……（1
1） 但し、μ１（Ｅ）はＸ線強度補正用放射線半導体検出器
70の減衰係数、μ２（Ｅ）は放射線半導体検出器アレイ
71の減衰係数である。すなわち、（11）の関係式を満た
すように両検出器70、71の厚さx1、x2を設定することに
より、入射光子数が異なるにもかかわらず、等しい入射
面積の検出器70、71でも計数率を同じにすることができ
る。
0（Ｅ）｛１−exp（ーμ２（Ｅ）x2）｝ ……（10） この関係式より、両厚さx1、x2の関係は次式のようにな
る。x1＝ー｛1n［１−（r1/r2）２｛１ −exp（−μ２（Ｅ）x2）｝］｝／μ１（Ｅ） ……（1
1） 但し、μ１（Ｅ）はＸ線強度補正用放射線半導体検出器
70の減衰係数、μ２（Ｅ）は放射線半導体検出器アレイ
71の減衰係数である。すなわち、（11）の関係式を満た
すように両検出器70、71の厚さx1、x2を設定することに
より、入射光子数が異なるにもかかわらず、等しい入射
面積の検出器70、71でも計数率を同じにすることができ
る。
光子の入射面積は放射線を遮蔽するグリッドを設けるこ
とにより容易に調整できる。例えば、半導体検出器とし
てSi,CdTeを例に取って説明する。Ｘ線強度補正用放射
線半導体検出器70、放射線半導体検出器アレイ71共にSi
が材料で、放射線半導体検出器アレイ71の厚さを0.1c
m、60keVでの減衰係数を0.3cm-1、距離の比r1/r2＝0.2
とした場合、Ｘ線強度補正用放射線半導体検出器70の厚
さは約0.0039cmとなる。次に、両検出器70、71共にCdTe
を材料で、放射線半導体検出器アレイ71の厚さを0.1c
m、60keVでの減衰係数を33cm-1、距離の比r1/r2＝0.2と
した場合、Ｘ線強度補正用放射線半導体検出器70の厚さ
は約0.0012cmとなる。また、上記の条件でＸ線強度補正
用放射線半導体検出器70にSiを、放射線半導体検出器ア
レイ71にCdTeを使用した場合、Ｘ線強度補正用放射線半
導体検出器70の厚さは約0.1310cmとなる。
とにより容易に調整できる。例えば、半導体検出器とし
てSi,CdTeを例に取って説明する。Ｘ線強度補正用放射
線半導体検出器70、放射線半導体検出器アレイ71共にSi
が材料で、放射線半導体検出器アレイ71の厚さを0.1c
m、60keVでの減衰係数を0.3cm-1、距離の比r1/r2＝0.2
とした場合、Ｘ線強度補正用放射線半導体検出器70の厚
さは約0.0039cmとなる。次に、両検出器70、71共にCdTe
を材料で、放射線半導体検出器アレイ71の厚さを0.1c
m、60keVでの減衰係数を33cm-1、距離の比r1/r2＝0.2と
した場合、Ｘ線強度補正用放射線半導体検出器70の厚さ
は約0.0012cmとなる。また、上記の条件でＸ線強度補正
用放射線半導体検出器70にSiを、放射線半導体検出器ア
レイ71にCdTeを使用した場合、Ｘ線強度補正用放射線半
導体検出器70の厚さは約0.1310cmとなる。
第９図は上記Ｘ線強度補正用半導体検出器70を設けたＸ
線受像装置の全体の構成の一例を示すものであり、101
は扇状ビーム用Ｘ線スリット、103は放射線半導体検出
器アレイ71を保護するための天板である。
線受像装置の全体の構成の一例を示すものであり、101
は扇状ビーム用Ｘ線スリット、103は放射線半導体検出
器アレイ71を保護するための天板である。
以上の構成において、扇状ビーム用Ｘ線スリット101と
放射線半導体検出器アレイ71とを同期して矢印方向に駆
動させることにより、Ｘ線透過平面像を得ることができ
る。このとき、Ｘ線強度補正用半導体検出器70はＸ線が
直接入射する位置に設けられ、Ｘ線強度変動データを得
る。
放射線半導体検出器アレイ71とを同期して矢印方向に駆
動させることにより、Ｘ線透過平面像を得ることができ
る。このとき、Ｘ線強度補正用半導体検出器70はＸ線が
直接入射する位置に設けられ、Ｘ線強度変動データを得
る。
以上のように、本実施例によればＸ線源100の近くにＸ
線強度補正用放射線半導体検出器70を設置しても、放射
線半導体検出器アレイ71と同程度の計数率にすることが
できる。したがって、Ｘ線強度補正用放射線半導体検出
器70において、パイルアップ現象が増大し実際の計数値
よりも小さい値となって正しい補正値が得られないとい
うことはない。しかも、Ｘ線強度補正データは直接Ｘ線
光子数を計数することにより得られるので非常に感度の
高いＸ線受像装置を構成することができる。
線強度補正用放射線半導体検出器70を設置しても、放射
線半導体検出器アレイ71と同程度の計数率にすることが
できる。したがって、Ｘ線強度補正用放射線半導体検出
器70において、パイルアップ現象が増大し実際の計数値
よりも小さい値となって正しい補正値が得られないとい
うことはない。しかも、Ｘ線強度補正データは直接Ｘ線
光子数を計数することにより得られるので非常に感度の
高いＸ線受像装置を構成することができる。
なお、本実施例では、Ｘ線強度補正用放射線半導体検出
器70と放射線半導体検出器アレイ71との関係を、吸収さ
れる光子数をほぼ等しくするために入射面積か検出器の
厚さのいずれか一方を等しくし、他方を計算することに
よって決定したが、入射面積か検出器の厚さのいずれか
一方を任意の値に決定することもできる。この場合、他
方の値の計算は（10）式の右辺に面積比の項を掛けた次
式より容易に求まることは言うまでもない。
器70と放射線半導体検出器アレイ71との関係を、吸収さ
れる光子数をほぼ等しくするために入射面積か検出器の
厚さのいずれか一方を等しくし、他方を計算することに
よって決定したが、入射面積か検出器の厚さのいずれか
一方を任意の値に決定することもできる。この場合、他
方の値の計算は（10）式の右辺に面積比の項を掛けた次
式より容易に求まることは言うまでもない。
I0（Ｅ）｛１−exp（ーμ１（Ｅ）x1）｝＝（S2/S1）
（r1/r2）2I0（Ｅ）｛１−exp（ーμ２（Ｅ）x2）｝ …
…（12） また、本実施例では、Ｘ線強度補正用放射線半導体検出
器70と放射線半導体検出器アレイ71との関係を、吸収さ
れる光子数がほぼ等しくなるようにしたが、Ｘ線強度補
正用放射線半導体検出器70で吸収される光子数が放射線
半導体検出器アレイ71で吸収される光子数を越えない範
囲で設定しても良い。
（r1/r2）2I0（Ｅ）｛１−exp（ーμ２（Ｅ）x2）｝ …
…（12） また、本実施例では、Ｘ線強度補正用放射線半導体検出
器70と放射線半導体検出器アレイ71との関係を、吸収さ
れる光子数がほぼ等しくなるようにしたが、Ｘ線強度補
正用放射線半導体検出器70で吸収される光子数が放射線
半導体検出器アレイ71で吸収される光子数を越えない範
囲で設定しても良い。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、Ｘ線発生装置で
発生されるＸ線のＸ線強度が時間的に変動しても画質の
良いＸ線受像装置を構成することができ、その実用的効
果は大きい。
発生されるＸ線のＸ線強度が時間的に変動しても画質の
良いＸ線受像装置を構成することができ、その実用的効
果は大きい。
第１図は本発明の第１の実施例におけるＸ線受像装置の
ブロック図、第２図、第３図は同装置における基本的な
自動ゲイン調整回路の回路図、第４図は同装置において
任意の抵抗値を設定する自動切り換え回路を備えた自動
ゲイン調整回路の回路図、第５図は本発明の第２の実施
例におけるＸ線受像装置のブロック図、第６図はＸ線の
広がりを説明する説明図、第７図は本発明の第３の実施
例における両検出器の構成図、第８図は本発明の第４の
実施例における両検出器の構成図、第９図は同実施例に
おけるＸ線受像装置の概略斜視図である。 １、60、70、80……Ｘ線強度補正用放射線検出器、２…
…積分器、３……自動ゲイン調整回路、４……A/D変換
器、５……Ｘ線強度変動データ、６……CPU、10、61、7
1……放射線半導体検出器アレイ、11……パルス増幅回
路、13……パルス計数回路、14……Ｘ線強度補正デー
タ、15……画像データ、16……ゲインコントロール信
号、50……距離r1にある面積S1の平面、51……距離r2に
ある面積S2の平面、100……Ｘ線源、101……扇状ビーム
用Ｘ線スリット。
ブロック図、第２図、第３図は同装置における基本的な
自動ゲイン調整回路の回路図、第４図は同装置において
任意の抵抗値を設定する自動切り換え回路を備えた自動
ゲイン調整回路の回路図、第５図は本発明の第２の実施
例におけるＸ線受像装置のブロック図、第６図はＸ線の
広がりを説明する説明図、第７図は本発明の第３の実施
例における両検出器の構成図、第８図は本発明の第４の
実施例における両検出器の構成図、第９図は同実施例に
おけるＸ線受像装置の概略斜視図である。 １、60、70、80……Ｘ線強度補正用放射線検出器、２…
…積分器、３……自動ゲイン調整回路、４……A/D変換
器、５……Ｘ線強度変動データ、６……CPU、10、61、7
1……放射線半導体検出器アレイ、11……パルス増幅回
路、13……パルス計数回路、14……Ｘ線強度補正デー
タ、15……画像データ、16……ゲインコントロール信
号、50……距離r1にある面積S1の平面、51……距離r2に
ある面積S2の平面、100……Ｘ線源、101……扇状ビーム
用Ｘ線スリット。
Claims (10)
- 【請求項１】Ｘ線発生装置からの扇状ビームを被写体に
照射し、透過したビームを直線または曲線弧上に配置さ
れた放射線半導体検出器アレイに入射させ、前記扇状ビ
ームと前記放射線半導体検出器アレイとを被写体に対し
て直線または曲線弧上に駆動させて線順次のＸ線画素信
号を得てＸ線透過平面像を得るＸ線受像装置において、
前記放射線半導体検出器アレイとは別に補正用放射線半
導体検出器または検出器群を設け、各々に対して一定時
間毎に入射される扇状ビームのＸ線量を積分出力する手
段と、増幅度を変えるためのゲイン調整手段と、積分さ
れたＸ線量をA/D変換するA/D変換手段と、A/D変換され
たデータ信号を保存する保存手段と、前記データ信号よ
り最適なゲインを決定する演算手段と、この演算手段の
結果に基づき前記ゲイン調整手段を制御する制御手段
と、前記データ信号よりＸ線強度変動に対する補正係数
を算出し、相当した時間帯のＸ線画素信号を補正する手
段とを有することを特徴とするＸ線受像装置。 - 【請求項２】補正用放射線半導体検出器を、Ｘ線源から
照射されるＸ線を直接受ける位置に設けたことを特徴と
する請求項１記載のＸ線受像装置。 - 【請求項３】補正用放射線検出器を、シンチレータ,Si,
Ge,GaAs,CdTeのうちいずれかより構成したことを特徴と
する請求項１記載のＸ線受像装置。 - 【請求項４】A/D変換手段が、１ラインスキャンの間に
複数回A/D変換を行うように構成したことを特徴とする
請求項１記載のＸ線受像装置。 - 【請求項５】Ｘ線発生装置からの扇状ビームを被写体に
照射し、透過したビームを直線または曲線弧上に配置さ
れた放射線半導体検出器アレイに入射させ、前記扇状ビ
ームと前記放射線半導体検出器アレイとを被写体に対し
て直線または曲線弧上に駆動させて線順次のＸ線画素信
号を得てＸ線透過平面像を得るＸ線受像装置において、
前記放射線半導体検出器アレイとは別に補正用放射線半
導体検出器または検出器群を設け、この補正用放射線半
導体検出器または検出器群からのパルス出力を増幅する
増幅手段と、この増幅手段からのパルス出力を一定時間
毎に計数する計数手段と、この計数手段で計数されたデ
ータを保存する保存手段と、前記データ信号よりＸ線強
度変動に対する補正係数を算出し相当した時間帯のＸ線
画素信号を補正する手段とを有することを特徴とするＸ
線受像装置。 - 【請求項６】補正用放射線半導体検出器と放射線半導体
検出器アレイが次の関係式、 I0（Ｅ）｛１−exp（ーμ１（Ｅ）x1）｝≦（S2/S1）
（r1/r2）2I0（Ｅ）｛１−exp（ーμ２（Ｅ）x2）｝ 但し、 I0（Ｅ）：補正用放射線半導体検出器に入射した放射線
光子数 μ１（Ｅ）：補正用放射線半導体検出器の減衰係数 μ２（Ｅ）：放射線半導体検出器アレイの減衰係数 x1:補正用放射線半導体検出器の厚さ x2:放射線半導体検出器アレイの厚さ r1:X線源から補正用放射線半導体検出器までの距離 r2:X線源から放射線半導体検出器アレイまでの距離 s1:補正用放射線半導体検出器の開口面積 s2:放射線半導体検出器アレイの開口面積 で表されるように構成したことを特徴とする請求項５記
載のＸ線受像装置。 - 【請求項７】補正用放射線半導体検出器の分子量が、放
射線半導体検出器アレイの分子量以下であることを特徴
とする請求項６記載のＸ線受像装置。 - 【請求項８】補正用放射線半導体検出器または放射線半
導体検出器アレイを、Si,Ge,GaAs,CdTe,HgI2のうちいず
れかより構成したことを特徴とする請求項６記載のＸ線
受像装置。 - 【請求項９】補正用放射線半導体検出器と放射線半導体
検出器アレイとを、同一素子で構成したことを特徴とす
る請求項６記載のＸ線受像装置。 - 【請求項１０】補正用放射線半導体検出器を、Ｘ線源か
ら照射されるＸ線を直接受ける位置に設けたことを特徴
とする請求項５、６、７、８または９記載のＸ線受像装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1069658A JPH0715498B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | Ｘ線受像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1069658A JPH0715498B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | Ｘ線受像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02248889A JPH02248889A (ja) | 1990-10-04 |
| JPH0715498B2 true JPH0715498B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=13409154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1069658A Expired - Fee Related JPH0715498B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | Ｘ線受像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715498B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006068512A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-03-16 | Canon Inc | 撮像装置、撮像システム、撮像方法、およびコンピュータプログラム |
| JP4814775B2 (ja) * | 2006-12-11 | 2011-11-16 | 日立アロカメディカル株式会社 | 放射線測定装置 |
| US9459358B2 (en) * | 2013-12-11 | 2016-10-04 | Toshiba Medical Systems Corporation | Reference calibration in photon counting based spectral CT |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP1069658A patent/JPH0715498B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02248889A (ja) | 1990-10-04 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |