JP2001346790A - Ｘ線検出器及びこれを用いたｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
Ｘ線検出器及びこれを用いたｘ線ｃｔ装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 フォトダイオードアレイの近傍にスイッチア
レイを配置しても、計測に用いないフォトダイオードセ
ルの出力が計測回路に与える影響をなくす。 【解決手段】 シンチレータと、光検出素子アレイ６と
受光領域の複数の出力を切り替えて外部回路に導くスイ
ッチ素子アレイとから成るスイッチ回路付光検出素子ア
レイとでＸ線検出素子アレイを構成する。前記スイッチ
回路は、選択された光検出素子アレイのスライス素子列
の出力を外部回路へ導くと共に計測に用いないスライス
素子列の出力を前記光検出素子アレイの共通接地電位に
接続する。このように構成されたＸ線検出素子アレイを
チャンネル方向およびスライス方向にＸ線管の焦点を中
心とした略円弧上に略等角度ピッチでポリゴン状に複数
個配列してマルチスライス用Ｘ線検出器を構成し、この
Ｘ線検出器で検出したＸ線の強度に基づき被検体の複数
のスライス断層像を一度に得る。
レイを配置しても、計測に用いないフォトダイオードセ
ルの出力が計測回路に与える影響をなくす。 【解決手段】 シンチレータと、光検出素子アレイ６と
受光領域の複数の出力を切り替えて外部回路に導くスイ
ッチ素子アレイとから成るスイッチ回路付光検出素子ア
レイとでＸ線検出素子アレイを構成する。前記スイッチ
回路は、選択された光検出素子アレイのスライス素子列
の出力を外部回路へ導くと共に計測に用いないスライス
素子列の出力を前記光検出素子アレイの共通接地電位に
接続する。このように構成されたＸ線検出素子アレイを
チャンネル方向およびスライス方向にＸ線管の焦点を中
心とした略円弧上に略等角度ピッチでポリゴン状に複数
個配列してマルチスライス用Ｘ線検出器を構成し、この
Ｘ線検出器で検出したＸ線の強度に基づき被検体の複数
のスライス断層像を一度に得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同時に複数スライ
スのＸ線透過データを検出するＸ線検出器に係り、特に
フォトダイオードアレイの近傍にスライス選択のための
スイッチアレイを配置しても計測に用いないフォトダイ
オードセルの出力が計測回路に与える影響をなくして高
精度の計測が可能なＸ線検出器及びこのＸ線検出器を用
いて高い診断能の再構成画像が得られるＸ線ＣＴ装置に
関する。
スのＸ線透過データを検出するＸ線検出器に係り、特に
フォトダイオードアレイの近傍にスライス選択のための
スイッチアレイを配置しても計測に用いないフォトダイ
オードセルの出力が計測回路に与える影響をなくして高
精度の計測が可能なＸ線検出器及びこのＸ線検出器を用
いて高い診断能の再構成画像が得られるＸ線ＣＴ装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、Ｘ線ＣＴ装置では、装置のスルー
プット向上のためにスライス方向に複数列のＸ線検出素
子アレイを配列（すなわち、２次元配列）し、一回のＸ
線曝射によって２次元のＸ線データを収集し、複数のＣ
Ｔ画像が得られるマルチスライス型Ｘ線ＣＴ装置が注目
されている（以下、このマルチスライス型Ｘ線ＣＴ装置
に用いるＸ線検出器をマルチスライス型Ｘ線検出器と呼
ぶことにする）。このようなマルチスライス型Ｘ線ＣＴ
装置は、上記検査時間の短縮以外に、従来の一列に配列
した検出器（以下、シングルスライス型Ｘ線検出器と呼
び、これを用いたＸ線ＣＴ装置をシングルスライス型Ｘ
線ＣＴ装置と呼ぶことにする）に比較するとＸ線管から
放射されるＸ線の利用効率が高いという利点もある。
プット向上のためにスライス方向に複数列のＸ線検出素
子アレイを配列（すなわち、２次元配列）し、一回のＸ
線曝射によって２次元のＸ線データを収集し、複数のＣ
Ｔ画像が得られるマルチスライス型Ｘ線ＣＴ装置が注目
されている（以下、このマルチスライス型Ｘ線ＣＴ装置
に用いるＸ線検出器をマルチスライス型Ｘ線検出器と呼
ぶことにする）。このようなマルチスライス型Ｘ線ＣＴ
装置は、上記検査時間の短縮以外に、従来の一列に配列
した検出器（以下、シングルスライス型Ｘ線検出器と呼
び、これを用いたＸ線ＣＴ装置をシングルスライス型Ｘ
線ＣＴ装置と呼ぶことにする）に比較するとＸ線管から
放射されるＸ線の利用効率が高いという利点もある。
【０００３】上記のマルチスライス型Ｘ線検出器には、
従来のキセノンガスによる電離箱方式の検出器に代わっ
て、高空間分解能及び高Ｓ（信号）／Ｎ（ノイズ）が得
られる、シンチレータを用いた固体検出器が用いられて
いる。この固体検出器は、入射Ｘ線を光に変換するシン
チレータと、このシンチレータで変換された光を検出し
て電気信号として出力するシリコンフォトダイオードな
どの光検出素子とから成るＸ線検出素子を、Ｘ線源を中
心としてチャンネル方向及び該チャンネル方向と直交す
るスライス方向に円弧状に多数配列して構成される。こ
のようなマルチスライスＣＴ装置の原理を図５を用いて
説明する。
従来のキセノンガスによる電離箱方式の検出器に代わっ
て、高空間分解能及び高Ｓ（信号）／Ｎ（ノイズ）が得
られる、シンチレータを用いた固体検出器が用いられて
いる。この固体検出器は、入射Ｘ線を光に変換するシン
チレータと、このシンチレータで変換された光を検出し
て電気信号として出力するシリコンフォトダイオードな
どの光検出素子とから成るＸ線検出素子を、Ｘ線源を中
心としてチャンネル方向及び該チャンネル方向と直交す
るスライス方向に円弧状に多数配列して構成される。こ
のようなマルチスライスＣＴ装置の原理を図５を用いて
説明する。
【０００４】図５において、Ｘ線管12から放射されたフ
ァン状のＸ線ビーム102を受けるＸ線検出器103は、複数
のＸ線検出素子列104によって構成されている。図示の
場合、Ｘ線検出器103は被検体105のスライス方向に配列
された４個のＸ線検出素子列104-1〜104-4から成る。
ァン状のＸ線ビーム102を受けるＸ線検出器103は、複数
のＸ線検出素子列104によって構成されている。図示の
場合、Ｘ線検出器103は被検体105のスライス方向に配列
された４個のＸ線検出素子列104-1〜104-4から成る。
【０００５】Ｘ線ビーム102は被検体18を透過した後に
Ｘ線検出器103で検出されるが、各Ｘ線検出素子列104-1
〜104-4ではそれぞれ被検体18の対応するスライス106-1
〜106-4におけるＸ線減衰量を計測することになる。
Ｘ線検出器103で検出されるが、各Ｘ線検出素子列104-1
〜104-4ではそれぞれ被検体18の対応するスライス106-1
〜106-4におけるＸ線減衰量を計測することになる。
【０００６】このような原理のマルチスライス計測にお
いて、Ｘ線検出器103は、入射Ｘ線を光に変換するシン
チレータと、このシンチレータで変換された光を検出し
て電気信号として出力するシリコンフォトダイオードな
どの光検出素子とから成るＸ線検出素子を多数組み合わ
せてアレイ状にしてＸ線検出素子アレイを構成し、この
Ｘ線検出素子アレイをＸ線源を中心としてチャンネル方
向及び該チャンネル方向と直交するスライス方向に円弧
状に多数配列して構成する。
いて、Ｘ線検出器103は、入射Ｘ線を光に変換するシン
チレータと、このシンチレータで変換された光を検出し
て電気信号として出力するシリコンフォトダイオードな
どの光検出素子とから成るＸ線検出素子を多数組み合わ
せてアレイ状にしてＸ線検出素子アレイを構成し、この
Ｘ線検出素子アレイをＸ線源を中心としてチャンネル方
向及び該チャンネル方向と直交するスライス方向に円弧
状に多数配列して構成する。
【０００７】このように、マルチスライス型Ｘ線検出器
は、チャンネル方向とスライス方向に多数のＸ線検出素
子が配列されるので、これらのＸ線検出素子の出力信号
は従来のシングルスライス型Ｘ線検出器に比べて非常に
多くなり、これらの出力信号を限られた実装スペースの
中でいかに効率良く取り出すかが大きな課題となる。
は、チャンネル方向とスライス方向に多数のＸ線検出素
子が配列されるので、これらのＸ線検出素子の出力信号
は従来のシングルスライス型Ｘ線検出器に比べて非常に
多くなり、これらの出力信号を限られた実装スペースの
中でいかに効率良く取り出すかが大きな課題となる。
【０００８】上記のように、Ｘ線ＣＴ用検出器では多素
子配列が要求されることから、シンチレータの出力光を
電気信号に変換する光検出素子は単チャンネルチップを
並べることは行わず、一つのチップ上に複数のチャンネ
ルを形成した光検出素子アレイを多く用いる。
子配列が要求されることから、シンチレータの出力光を
電気信号に変換する光検出素子は単チャンネルチップを
並べることは行わず、一つのチップ上に複数のチャンネ
ルを形成した光検出素子アレイを多く用いる。
【０００９】光検出素子アレイは、限られた実装スペー
スの中で高密度に素子を配列しなければならないので、
一般にはシリコンフォトダイオードなどの半導体デバイ
スを用いている。
スの中で高密度に素子を配列しなければならないので、
一般にはシリコンフォトダイオードなどの半導体デバイ
スを用いている。
【００１０】しかしながら、従来のシングルスライス型
Ｘ線検出器の光検出素子アレイは、受光部および出力信
号の取出しが単一のチャンネル方向にのみ分離された一
次元配列であるが、マルチスライス型Ｘ線検出器の光検
出素子アレイは、受光部をチャンネル方向およびそれに
直交するスライス方向に分離した二次元配列にする必要
がある。
Ｘ線検出器の光検出素子アレイは、受光部および出力信
号の取出しが単一のチャンネル方向にのみ分離された一
次元配列であるが、マルチスライス型Ｘ線検出器の光検
出素子アレイは、受光部をチャンネル方向およびそれに
直交するスライス方向に分離した二次元配列にする必要
がある。
【００１１】したがって、当然の事ながら、１チャンネ
ル当たりの素子出力信号数はスライス方向分割数に対応
して増加してくる。さらにマルチスライスＣＴ装置で
は、計測スライス幅の変更は入射するＸ線ビーム幅の変
更だけでなく、Ｘ線検出素子のスライス方向の素子幅も
変更する必要がある。何種類かのスライス幅での計測に
対応するためにはＸ線検出素子はスライス方向に複数の
フォトダイオードセルに分割されていて、その分割され
たフォトダイオードセルの出力の組み合わせを変えるこ
とで計測スライス幅の変更を行なうことになる。この計
測スライス幅の変更例について図６を用いて説明する。
図６は任意のスライス厚を組み合わせて４スライスを同
時に計測する例で、３はスイッチアレイ、６はフォトダ
イオードアレイである。
ル当たりの素子出力信号数はスライス方向分割数に対応
して増加してくる。さらにマルチスライスＣＴ装置で
は、計測スライス幅の変更は入射するＸ線ビーム幅の変
更だけでなく、Ｘ線検出素子のスライス方向の素子幅も
変更する必要がある。何種類かのスライス幅での計測に
対応するためにはＸ線検出素子はスライス方向に複数の
フォトダイオードセルに分割されていて、その分割され
たフォトダイオードセルの出力の組み合わせを変えるこ
とで計測スライス幅の変更を行なうことになる。この計
測スライス幅の変更例について図６を用いて説明する。
図６は任意のスライス厚を組み合わせて４スライスを同
時に計測する例で、３はスイッチアレイ、６はフォトダ
イオードアレイである。
【００１２】同図（ａ）は中央部の４スライスを個別に
取出すことにより、検出素子のスライス方向基本分割ピ
ッチに対応した「スライス厚１」の４スライス同時計測
を行なう場合、同図（ｂ）はスイッチアレイによって２
スライスずつの出力を合わせて取出すことにより「スラ
イス厚２」の４スライス同時計測を行なう場合、同様に
同図（ｃ）は「スライス厚３」、同図（ｄ）「スライス
厚４」の計測を行なう場合である。
取出すことにより、検出素子のスライス方向基本分割ピ
ッチに対応した「スライス厚１」の４スライス同時計測
を行なう場合、同図（ｂ）はスイッチアレイによって２
スライスずつの出力を合わせて取出すことにより「スラ
イス厚２」の４スライス同時計測を行なう場合、同様に
同図（ｃ）は「スライス厚３」、同図（ｄ）「スライス
厚４」の計測を行なう場合である。
【００１３】このように、マルチスライス用Ｘ線検出素
子に使用される光検出素子アレイはスライス方向に多分
割されているとともに、その各出力を所望の組合せで外
部回路に導けるようにスイッチアレイを組合せておく必
要がある。通常、このスイッチアレイは光検出素子アレ
イの近傍に配置されその間を直接ワイヤボンディング法
で接続し、さらにスイッチアレイの出力を配線基板にワ
イヤボンディング法で接続して基板上に設けられたコネ
クタから外部回路に信号を取出すようにしている。
子に使用される光検出素子アレイはスライス方向に多分
割されているとともに、その各出力を所望の組合せで外
部回路に導けるようにスイッチアレイを組合せておく必
要がある。通常、このスイッチアレイは光検出素子アレ
イの近傍に配置されその間を直接ワイヤボンディング法
で接続し、さらにスイッチアレイの出力を配線基板にワ
イヤボンディング法で接続して基板上に設けられたコネ
クタから外部回路に信号を取出すようにしている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上記Ｘ線検出素子を構
成するフォトダイオード素子の出力電流は、電流／電圧
変換回路によって電圧に変換される。図７（ａ）は前記
電流／電圧変換の基本回路で、シンチレータの出力光を
受光してこの光を電流に変換するフォトダイオード２０
と、このフォトダイオード２０に流れる電流を増幅する
増幅器２１と、この増幅器２１のマイナスの入力端子と
出力端子間に並列に接続された帰還抵抗２２とで構成さ
れ、前記電流／電圧変換回路の入力電流をＩｉ（Ａ：ア
ンペア）、帰還抵抗２２の抵抗値をＲｆ（Ω：オー
ム）、出力電圧Ｖｏ（Ｖ：ボルト）との間には以下の関
係がある。 Ｖｏ＝Ｒｆ×Ｉｉ ………（１）
成するフォトダイオード素子の出力電流は、電流／電圧
変換回路によって電圧に変換される。図７（ａ）は前記
電流／電圧変換の基本回路で、シンチレータの出力光を
受光してこの光を電流に変換するフォトダイオード２０
と、このフォトダイオード２０に流れる電流を増幅する
増幅器２１と、この増幅器２１のマイナスの入力端子と
出力端子間に並列に接続された帰還抵抗２２とで構成さ
れ、前記電流／電圧変換回路の入力電流をＩｉ（Ａ：ア
ンペア）、帰還抵抗２２の抵抗値をＲｆ（Ω：オー
ム）、出力電圧Ｖｏ（Ｖ：ボルト）との間には以下の関
係がある。 Ｖｏ＝Ｒｆ×Ｉｉ ………（１）
【００１５】しかし、実際には、フォトダイオード素子
と増幅器２１とを接続する配線材には抵抗分２３がある
ので、この抵抗分２３の抵抗値をＲｉ（Ω：オーム）と
すると、図７（ｂ）に示すように前記増幅器の入力抵抗
Ｒｉとして作用する。
と増幅器２１とを接続する配線材には抵抗分２３がある
ので、この抵抗分２３の抵抗値をＲｉ（Ω：オーム）と
すると、図７（ｂ）に示すように前記増幅器の入力抵抗
Ｒｉとして作用する。
【００１６】このような抵抗分Ｒｉが存在しても、入力
電流Ｉｉと出力電圧Ｖｏとの間には（１）式の関係が保
たれる。しかし、図７（ｃ）に示すように、前記直列抵
抗Ｒｉとフォトダイオード２０との間に外部から寄生の
コンデンサＣを介して電圧ｅが印加されると、前記増幅
器２１（電流／電圧変換回路）は電圧増幅回路として動
作し、印加された電圧ｅのＲｆ／Ｒｉ倍の電圧Ｖｏ’が
出力端にあらわれてしまうことになる。通常、直列抵抗
分Ｒｉは数10ｍΩ（ミリオーム）であり、帰還抵抗Ｒｆ
は数ＭΩ（メグオーム）であることから、前記増幅器２
１の電圧増幅率は１０6〜１０8倍と大きな値となり、わ
ずかな電圧でも大きな計測誤差の原因となってしまう。
電流Ｉｉと出力電圧Ｖｏとの間には（１）式の関係が保
たれる。しかし、図７（ｃ）に示すように、前記直列抵
抗Ｒｉとフォトダイオード２０との間に外部から寄生の
コンデンサＣを介して電圧ｅが印加されると、前記増幅
器２１（電流／電圧変換回路）は電圧増幅回路として動
作し、印加された電圧ｅのＲｆ／Ｒｉ倍の電圧Ｖｏ’が
出力端にあらわれてしまうことになる。通常、直列抵抗
分Ｒｉは数10ｍΩ（ミリオーム）であり、帰還抵抗Ｒｆ
は数ＭΩ（メグオーム）であることから、前記増幅器２
１の電圧増幅率は１０6〜１０8倍と大きな値となり、わ
ずかな電圧でも大きな計測誤差の原因となってしまう。
【００１７】マルチスライスＸ線ＣＴ用Ｘ線検出器のフ
ォトダイオードは、上記のようにスライス方向に複数の
セルを用意し、計測スライス幅に合わせてスイッチを切
りかえることにより適当なフォトダイオードセルの出力
を計測回路に導いている。このとき、計測回路に接続さ
れない外側のフォトダイオードセルにＸ線が入射した場
合（Ｘ線管放射部のコリメータにより絞られることで主
Ｘ線が入射しなくても、主Ｘ線が被検体を透過する際に
一部は散乱Ｘ線となり計測をしない外側のフォトダイオ
ードセルにも入射される）、計測回路に接続されていな
いフォトダイオードセルでは発生した電荷が外部に放出
されないために該電荷に電圧が充電されたままとなる。
このように、計測されないフォトダイオードセルに発生
した電圧が信号配線間の浮遊静電容量を介して計測チャ
ンネルに漏れ込むと、その電圧値がわずかなものであっ
ても前述したように電圧増幅率が大きな値となってしま
うことから計測値にたいして無視できない誤差となって
しまうことになる。
ォトダイオードは、上記のようにスライス方向に複数の
セルを用意し、計測スライス幅に合わせてスイッチを切
りかえることにより適当なフォトダイオードセルの出力
を計測回路に導いている。このとき、計測回路に接続さ
れない外側のフォトダイオードセルにＸ線が入射した場
合（Ｘ線管放射部のコリメータにより絞られることで主
Ｘ線が入射しなくても、主Ｘ線が被検体を透過する際に
一部は散乱Ｘ線となり計測をしない外側のフォトダイオ
ードセルにも入射される）、計測回路に接続されていな
いフォトダイオードセルでは発生した電荷が外部に放出
されないために該電荷に電圧が充電されたままとなる。
このように、計測されないフォトダイオードセルに発生
した電圧が信号配線間の浮遊静電容量を介して計測チャ
ンネルに漏れ込むと、その電圧値がわずかなものであっ
ても前述したように電圧増幅率が大きな値となってしま
うことから計測値にたいして無視できない誤差となって
しまうことになる。
【００１８】したがって、このような誤差を含んだ計測
データでは診断能の高い再構成画像が得られない。そこ
で、本発明の目的は、複数スライスを同時計測するマル
チスライスＸ線検出器のフォトダイオードアレイの近傍
にスライス選択のためのスイッチアレイを配置しても、
計測に用いないフォトダイオードセルの出力が計測回路
に与える影響をなくして高精度の計測が可能なＸ線検出
器及びこの検出器の出力データを用いて高い診断能の再
構成画像が得られるＸ線ＣＴ装置を提供することにあ
る。
データでは診断能の高い再構成画像が得られない。そこ
で、本発明の目的は、複数スライスを同時計測するマル
チスライスＸ線検出器のフォトダイオードアレイの近傍
にスライス選択のためのスイッチアレイを配置しても、
計測に用いないフォトダイオードセルの出力が計測回路
に与える影響をなくして高精度の計測が可能なＸ線検出
器及びこの検出器の出力データを用いて高い診断能の再
構成画像が得られるＸ線ＣＴ装置を提供することにあ
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、入射する放
射線を検知することにより発光するシンチレータと、チ
ャンネル方向およびスライス方向に分離された受光領域
を持つ光検出素子アレイと前記スライス方向に分離され
た受光領域の複数の出力を切り替えて外部回路に導くス
イッチ素子アレイとから成るスイッチ回路付光検出素子
アレイとを備え、前記シンチレータとスイッチ回路付光
検出素子アレイとをチャンネル方向およびスライス方向
にＸ線管焦点を中心とした略円弧上に略等角度ピッチで
ポリゴン状に複数個配列して成るＸ線検出器において、
前記スイッチ回路は、選択された光検出素子アレイのス
ライス素子列の出力を外部回路へ導くと共に計測に用い
ないスライス素子列の出力を前記光検出素子アレイの共
通接地電位に接続することによって達成される。
射線を検知することにより発光するシンチレータと、チ
ャンネル方向およびスライス方向に分離された受光領域
を持つ光検出素子アレイと前記スライス方向に分離され
た受光領域の複数の出力を切り替えて外部回路に導くス
イッチ素子アレイとから成るスイッチ回路付光検出素子
アレイとを備え、前記シンチレータとスイッチ回路付光
検出素子アレイとをチャンネル方向およびスライス方向
にＸ線管焦点を中心とした略円弧上に略等角度ピッチで
ポリゴン状に複数個配列して成るＸ線検出器において、
前記スイッチ回路は、選択された光検出素子アレイのス
ライス素子列の出力を外部回路へ導くと共に計測に用い
ないスライス素子列の出力を前記光検出素子アレイの共
通接地電位に接続することによって達成される。
【００２０】このように、計測回路に接続しないフォト
ダイオードセルの出力をフォトダイオードアレイのグラ
ウンド（接地電位）に接続することによって、前記計測
に用いないダイオードセルの出力端子を開放したままに
しておくことによって発生する電圧を計測に用いるフォ
トダイオードセルに影響しないようにすることができる
ので、これによって高精度のＸ線計測データの取得が可
能となる。
ダイオードセルの出力をフォトダイオードアレイのグラ
ウンド（接地電位）に接続することによって、前記計測
に用いないダイオードセルの出力端子を開放したままに
しておくことによって発生する電圧を計測に用いるフォ
トダイオードセルに影響しないようにすることができる
ので、これによって高精度のＸ線計測データの取得が可
能となる。
【００２１】また、本発明は、Ｘ線源と、このＸ線源と
対向して配置されたＸ線検出器と、これらＸ線源及びＸ
線検出器を保持し、被検体の周りを回転駆動される回転
円板と、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線の強度に基づ
き前記被検体の断層像を画像再構成する画像再構成手段
とを備えたＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出器とし
て上記に記載のＸ線検出器を用いることによって、高い
診断能の再構成画像が得られるマルチスライスＸ線ＣＴ
装置を得ることができる。
対向して配置されたＸ線検出器と、これらＸ線源及びＸ
線検出器を保持し、被検体の周りを回転駆動される回転
円板と、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線の強度に基づ
き前記被検体の断層像を画像再構成する画像再構成手段
とを備えたＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出器とし
て上記に記載のＸ線検出器を用いることによって、高い
診断能の再構成画像が得られるマルチスライスＸ線ＣＴ
装置を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１〜図
４を用いて詳細に説明する。
４を用いて詳細に説明する。
【００２３】図１はＸ線検出素子アレイの外観を示した
ものである。Ｘ線検出素子アレイはプリント基板１の上
に搭載されているフォトダイオードアレイ６の入射面に
シンチレータ２が搭載されている構造となっている。フ
ォトダイオードアレイ６およびシンチレータ２はチャン
ネル方向およびスライス方向にそれぞれ分割され各々の
部分の出力が取出せるようになっていて、その出力はス
イッチアレイ３を通りコネクタ４に接続されて外部回路
に接続できるようになっている。
ものである。Ｘ線検出素子アレイはプリント基板１の上
に搭載されているフォトダイオードアレイ６の入射面に
シンチレータ２が搭載されている構造となっている。フ
ォトダイオードアレイ６およびシンチレータ２はチャン
ネル方向およびスライス方向にそれぞれ分割され各々の
部分の出力が取出せるようになっていて、その出力はス
イッチアレイ３を通りコネクタ４に接続されて外部回路
に接続できるようになっている。
【００２４】これは、図６にその一例を示したように、
スイッチアレイ３で各検出素子の出力の組み合を変える
ことで所望のスライス厚さのデータを計測するためであ
る。プリント基板１には取付け穴５が設けてあり、これ
は完成したＸ線検出素子アレイをネジ等によって検出器
容器内部に配列固定するためのものである。
スイッチアレイ３で各検出素子の出力の組み合を変える
ことで所望のスライス厚さのデータを計測するためであ
る。プリント基板１には取付け穴５が設けてあり、これ
は完成したＸ線検出素子アレイをネジ等によって検出器
容器内部に配列固定するためのものである。
【００２５】図２にフォトダイオードアレイの出力選択
を行なうスイッチ回路を示す。この図２はフォトダイオ
ードアレイの１チャンネル分について示した図であり、
各チャンネルごとに同様のスイッチ回路が設けられてい
て、外部からのスライス幅選択信号によって全チャンネ
ルが同時に同じスライス方向のセルの組み合わせの出力
を外部回路に接続するように各スイッチ素子（本実施例
では電界効果型トランジスタを用いた場合）が動作す
る。スライス幅選択信号によって各スイッチ素子のオン
・オフスイッチング動作をさせるための駆動信号をスイ
ッチ素子駆動信号発生回路７によって発生させ、フォト
ダイオードアレイの各セルの出力側に設けられているス
イッチング回路８を制御することで所望の位置のセルの
出力を外部計測回路に取出すようになっている。
を行なうスイッチ回路を示す。この図２はフォトダイオ
ードアレイの１チャンネル分について示した図であり、
各チャンネルごとに同様のスイッチ回路が設けられてい
て、外部からのスライス幅選択信号によって全チャンネ
ルが同時に同じスライス方向のセルの組み合わせの出力
を外部回路に接続するように各スイッチ素子（本実施例
では電界効果型トランジスタを用いた場合）が動作す
る。スライス幅選択信号によって各スイッチ素子のオン
・オフスイッチング動作をさせるための駆動信号をスイ
ッチ素子駆動信号発生回路７によって発生させ、フォト
ダイオードアレイの各セルの出力側に設けられているス
イッチング回路８を制御することで所望の位置のセルの
出力を外部計測回路に取出すようになっている。
【００２６】図２では、フォトダイオードのセルは１６
個並んでいて（＃１〜＃１６）、スライス幅選択信号に
より、１セル×４列、２セル×４列、４セル×４列の出
力が取出せるようになっている。フォトダイオードセル
およびスイッチ素子は左右対称の構成となっていて、ス
ライス幅選択の組み合わせによって分離させておく必要
のないセルについては、スイッチ素子に入力される前に
セル出力をまとめてしまうことでスイッチ素子の総数を
低減させている。左右対称の位置にあるスイッチ素子は
それぞれ同じ動作をするようになっていて、外部回路に
取出す出力（Out１〜Out４）も各セルの出力を左右対称
に取出すこととなる。計測時のスライス幅選択は、図２
の上側のｓ１〜ｓ３の信号ラインによって行われる。ｓ
１は１セル×４列計測、ｓ２は２セル×４列計測、ｓ３
は４セル×４列計測を行なうための信号ラインで、３本
のうちいずれか一つだけが選択（Highレベルになる）さ
れ、他の信号ラインは非選択（Lowレベル）になる。
個並んでいて（＃１〜＃１６）、スライス幅選択信号に
より、１セル×４列、２セル×４列、４セル×４列の出
力が取出せるようになっている。フォトダイオードセル
およびスイッチ素子は左右対称の構成となっていて、ス
ライス幅選択の組み合わせによって分離させておく必要
のないセルについては、スイッチ素子に入力される前に
セル出力をまとめてしまうことでスイッチ素子の総数を
低減させている。左右対称の位置にあるスイッチ素子は
それぞれ同じ動作をするようになっていて、外部回路に
取出す出力（Out１〜Out４）も各セルの出力を左右対称
に取出すこととなる。計測時のスライス幅選択は、図２
の上側のｓ１〜ｓ３の信号ラインによって行われる。ｓ
１は１セル×４列計測、ｓ２は２セル×４列計測、ｓ３
は４セル×４列計測を行なうための信号ラインで、３本
のうちいずれか一つだけが選択（Highレベルになる）さ
れ、他の信号ラインは非選択（Lowレベル）になる。
【００２７】ｓ１が選択された場合（ｓ２、ｓ３は非選
択）、ＱA2、ＱA2’、ＱBG、ＱBG’、ＱCG、ＱCG’のス
イッチング素子はオン（導通）となり、それ以外のスイ
ッチング素子はオフ（非導通）となる。したがって、外
部回路に接続されるOut１〜Out４には＃７〜＃１０のセ
ルの出力が取出されることになり、それ以外のセル（＃
１〜＃６、＃１１〜＃１６）の出力はグラウンド（接地
電位）に接続されることとなる。この結果、ｓ１選択時
の各セルと取り出し信号は図３（ａ）に示すようにな
る。
択）、ＱA2、ＱA2’、ＱBG、ＱBG’、ＱCG、ＱCG’のス
イッチング素子はオン（導通）となり、それ以外のスイ
ッチング素子はオフ（非導通）となる。したがって、外
部回路に接続されるOut１〜Out４には＃７〜＃１０のセ
ルの出力が取出されることになり、それ以外のセル（＃
１〜＃６、＃１１〜＃１６）の出力はグラウンド（接地
電位）に接続されることとなる。この結果、ｓ１選択時
の各セルと取り出し信号は図３（ａ）に示すようにな
る。
【００２８】次に、ｓ２が選択された場合（ｓ１、ｓ３
は非選択）は、ＱA1、ＱA1’、ＱB2、ＱB2’、ＱCG、Ｑ
CG’のスイッチング素子はオンとなり、それ以外のスイ
ッチング素子はオフとなる。したがって、外部回路に接
続されるOut１〜Out４には＃５〜＃１２のセルの出力が
それぞれ２つずつまとめられる形で取出されることにな
り、それ以外のセル（＃１〜＃４、＃１３〜＃１６）の
出力はグラウンド（接地電位）に接続されることとな
る。
は非選択）は、ＱA1、ＱA1’、ＱB2、ＱB2’、ＱCG、Ｑ
CG’のスイッチング素子はオンとなり、それ以外のスイ
ッチング素子はオフとなる。したがって、外部回路に接
続されるOut１〜Out４には＃５〜＃１２のセルの出力が
それぞれ２つずつまとめられる形で取出されることにな
り、それ以外のセル（＃１〜＃４、＃１３〜＃１６）の
出力はグラウンド（接地電位）に接続されることとな
る。
【００２９】この結果、ｓ２選択時の各セルと取り出し
信号は図３（ｂ）に示すようになる。
信号は図３（ｂ）に示すようになる。
【００３０】そして、ｓ３が選択された場合（ｓ１、ｓ
２は非選択）は、ＱA1、ＱA1’、Ｑ B1、ＱB1’、ＱC2、
ＱC2’のスイッチング素子はオンとなり、それ以外のス
イッチング素子はオフとなる。したがって、外部回路に
接続されるOut１〜Out４には＃１〜＃１６のすべてのセ
ルの出力がそれぞれ４つずつまとめられる形で取出され
ることになる。この結果、ｓ３選択時の各セルと取り出
し信号は図３（ｃ）に示すようになる。
２は非選択）は、ＱA1、ＱA1’、Ｑ B1、ＱB1’、ＱC2、
ＱC2’のスイッチング素子はオンとなり、それ以外のス
イッチング素子はオフとなる。したがって、外部回路に
接続されるOut１〜Out４には＃１〜＃１６のすべてのセ
ルの出力がそれぞれ４つずつまとめられる形で取出され
ることになる。この結果、ｓ３選択時の各セルと取り出
し信号は図３（ｃ）に示すようになる。
【００３１】図３から明らかなように、スライス幅の選
択によっては計測回路に接続されない外側のセルの出力
はすべてグラウンド（接地電位）に接続されることにな
る。このようにすることによって、計測回路に接続され
ていないセルに散乱Ｘ線等の入射による出力電荷が発生
するような場合があったとしても、前記計測回路に接続
されていないセルはグラウンド（接地電位）に接続され
ているために出力ラインに電圧が発生せず、計測回路に
接続されている信号に誤差を与えることはない。
択によっては計測回路に接続されない外側のセルの出力
はすべてグラウンド（接地電位）に接続されることにな
る。このようにすることによって、計測回路に接続され
ていないセルに散乱Ｘ線等の入射による出力電荷が発生
するような場合があったとしても、前記計測回路に接続
されていないセルはグラウンド（接地電位）に接続され
ているために出力ラインに電圧が発生せず、計測回路に
接続されている信号に誤差を与えることはない。
【００３２】ここでは１セル×４列、２セル×４列、４
セル×４列の出力を取出す場合について述べたが、３セ
ル×４列や他の組合せでのセル出力取出しを行なう場合
でも、スイッチング素子の回路の組合せを変えることで
本実施例のように非選択セルの出力をグラウンド（接地
電位）に接続して選択したセルの出力を計測回路に接続
させることができる。
セル×４列の出力を取出す場合について述べたが、３セ
ル×４列や他の組合せでのセル出力取出しを行なう場合
でも、スイッチング素子の回路の組合せを変えることで
本実施例のように非選択セルの出力をグラウンド（接地
電位）に接続して選択したセルの出力を計測回路に接続
させることができる。
【００３３】以上のマルチスライス型Ｘ線検出器をＸ線
ＣＴ装置に搭載した例を図４に示す。
ＣＴ装置に搭載した例を図４に示す。
【００３４】図４はＣＴ装置の回転板１１上への検出器
容器１３の配置、および検出器容器１３内へのＸ線検出
素子アレイ１４の配列するようすを示したものである。
回転板１１上にＸ線管１２と対向させて検出器容器１３
が搭載されている。検出器容器１３の内部には図１〜図
３で説明したＸ線検出素子アレイ１４がＸ線管２０の焦
点を中心とした略円弧となるポリゴン状に配列されてい
る。また、Ｘ線検出素子アレイ１４のＸ線入射部にはＸ
線管２０の焦点以外の方向から入射してくる散乱線を除
去するためのコリメータ板群１５が置かれている。検出
器容器１３の外側には、検出素子からの信号を増幅する
ための増幅回路ユニット１６が置かれている。回転板１
１の中央には開口部１７があり、この開口部１７内に置
かれた被検体１８を中心として回転板１１が回転するこ
とにより被検体１８の全周方向からのＸ線透過量の計測
が４スライス同時に行えるようになっている。
容器１３の配置、および検出器容器１３内へのＸ線検出
素子アレイ１４の配列するようすを示したものである。
回転板１１上にＸ線管１２と対向させて検出器容器１３
が搭載されている。検出器容器１３の内部には図１〜図
３で説明したＸ線検出素子アレイ１４がＸ線管２０の焦
点を中心とした略円弧となるポリゴン状に配列されてい
る。また、Ｘ線検出素子アレイ１４のＸ線入射部にはＸ
線管２０の焦点以外の方向から入射してくる散乱線を除
去するためのコリメータ板群１５が置かれている。検出
器容器１３の外側には、検出素子からの信号を増幅する
ための増幅回路ユニット１６が置かれている。回転板１
１の中央には開口部１７があり、この開口部１７内に置
かれた被検体１８を中心として回転板１１が回転するこ
とにより被検体１８の全周方向からのＸ線透過量の計測
が４スライス同時に行えるようになっている。
【００３５】上記の本発明のマルチスライス型Ｘ線検出
器を用いたＸ線ＣＴ装置は、スライス方向に分割された
フォトダイオード（光検出素子）セルからの出力の取り
出し方を変えて計測スライス幅を変更するスイッチアレ
イのうちの外部計測回路に接続しないスイッチアレイと
接続されている増幅器（電流／電圧変換回路）への外乱
電圧の混入を防止して、誤差のない計測データを検出で
きるので、この検出データ用いて診断能の高い複数のス
ライス断層像を一度に得られるＸ線ＣＴ装置とすること
ができる。
器を用いたＸ線ＣＴ装置は、スライス方向に分割された
フォトダイオード（光検出素子）セルからの出力の取り
出し方を変えて計測スライス幅を変更するスイッチアレ
イのうちの外部計測回路に接続しないスイッチアレイと
接続されている増幅器（電流／電圧変換回路）への外乱
電圧の混入を防止して、誤差のない計測データを検出で
きるので、この検出データ用いて診断能の高い複数のス
ライス断層像を一度に得られるＸ線ＣＴ装置とすること
ができる。
【００３６】
【発明の効果】複数スライスを同時計測するマルチスラ
イスＸ線検出器は、フォトダイオードアレイの近傍にス
ライス選択のためのスイッチアレイを配置しているが、
本発明においては、前記スイッチアレイのうちの外部計
測回路に接続しないスイッチアレイの出力端子をグラウ
ンド（接地電位）に接続するようにしたので、計測回路
に接続されていないフォトダイオードセルに散乱Ｘ線等
の入射による出力電荷が発生するような場合があったと
しても、これを検出することはないので計測回路に接続
されている信号に誤差を生じることがない。したがっ
て、このＸ線検出器をＸ線ＣＴ装置に用いることによっ
て、診断能の高い複数のスライス断層像を一度に得られ
るＸ線ＣＴ装置を提供することができる。
イスＸ線検出器は、フォトダイオードアレイの近傍にス
ライス選択のためのスイッチアレイを配置しているが、
本発明においては、前記スイッチアレイのうちの外部計
測回路に接続しないスイッチアレイの出力端子をグラウ
ンド（接地電位）に接続するようにしたので、計測回路
に接続されていないフォトダイオードセルに散乱Ｘ線等
の入射による出力電荷が発生するような場合があったと
しても、これを検出することはないので計測回路に接続
されている信号に誤差を生じることがない。したがっ
て、このＸ線検出器をＸ線ＣＴ装置に用いることによっ
て、診断能の高い複数のスライス断層像を一度に得られ
るＸ線ＣＴ装置を提供することができる。
【図１】本発明によるＸ線検出素子アレイの外観図。
【図２】本発明によるフォトダイオードアレイからの出
力を切り替えて外部計測回路に接続するためのスイッチ
ング回路の動作説明図。
力を切り替えて外部計測回路に接続するためのスイッチ
ング回路の動作説明図。
【図３】本発明による各スライス幅選択を行なったとき
のフォトダイオードセルの出力の接続状態を示す図。
のフォトダイオードセルの出力の接続状態を示す図。
【図４】本発明によるＸ線検出器をＸ線ＣＴ装置のスキ
ャナ回転板に配置した図。
ャナ回転板に配置した図。
【図５】マルチスライスＸ線ＣＴ装置の計測原理を説明
するための概念図。
するための概念図。
【図６】スライス方向に分割された素子の出力を組み合
わせて計測スライス幅の変更を行なう説明図。
わせて計測スライス幅の変更を行なう説明図。
【図７】フォトダイオードからの信号を増幅する電流／
電圧変換回路図。
電圧変換回路図。
１・・・プリント基板、２・・・シンチレータ、３・・・スイッ
チアレイ、４・・・コネクタ、５・・・取付け穴、６・・・フォ
トダイオードアレイ、７・・・スイッチ素子駆動信号発生
回路、８・・・スイッチング回路、１１・・・回転板、１２・・
・Ｘ線管、１３・・・検出器容器、１４・・・Ｘ線検出素子ア
レイ、１５・・・散乱Ｘ線除去用コリメータ、１６・・・増幅
回路、１７・・・中央開口部、１８・・・被検体、２０・・・フ
ォトダイオード、２１・・・増幅器、２２・・・入力抵抗、２
３・・・帰還抵抗、２４・・・電圧源、２５・・・コンデンサ
チアレイ、４・・・コネクタ、５・・・取付け穴、６・・・フォ
トダイオードアレイ、７・・・スイッチ素子駆動信号発生
回路、８・・・スイッチング回路、１１・・・回転板、１２・・
・Ｘ線管、１３・・・検出器容器、１４・・・Ｘ線検出素子ア
レイ、１５・・・散乱Ｘ線除去用コリメータ、１６・・・増幅
回路、１７・・・中央開口部、１８・・・被検体、２０・・・フ
ォトダイオード、２１・・・増幅器、２２・・・入力抵抗、２
３・・・帰還抵抗、２４・・・電圧源、２５・・・コンデンサ
Claims (2)
- 【請求項１】 入射する放射線を検知することにより発
光するシンチレータと、チャンネル方向およびスライス
方向に分離された受光領域を持つ光検出素子アレイと前
記スライス方向に分離された受光領域の複数の出力を切
り替えて外部回路に導くスイッチ素子アレイとから成る
スイッチ回路付光検出素子アレイとを備え、前記シンチ
レータとスイッチ回路付光検出素子アレイとをチャンネ
ル方向およびスライス方向にＸ線管焦点を中心とした略
円弧上に略等角度ピッチでポリゴン状に複数個配列して
成るＸ線検出器において、前記スイッチ回路は、選択さ
れた光検出素子アレイのスライス素子列の出力を外部回
路へ導くと共に計測に用いないスライス素子列の出力を
前記光検出素子アレイの共通接地電位に接続したことを
特徴とするＸ線検出器。 - 【請求項２】 Ｘ線源と、このＸ線源と対向して配置さ
れたＸ線検出器と、これらＸ線源及びＸ線検出器を保持
し、被検体の周りを回転駆動される回転円板と、前記Ｘ
線検出器で検出されたＸ線の強度に基づき前記被検体の
断層像を画像再構成する画像再構成手段とを備えたＸ線
ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出器として請求項１に記
載のＸ線検出器を用いたことを特徴とするＸ線ＣＴ装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000175193A JP2001346790A (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | Ｘ線検出器及びこれを用いたｘ線ｃｔ装置 |
| PCT/JP2001/004950 WO2001096903A1 (en) | 2000-06-12 | 2001-06-12 | X-ray sensor and x-ray ct apparatus comprising it |
| US10/297,810 US20040062351A1 (en) | 2000-06-12 | 2001-06-12 | X-ray sensor and x-ray ct apparatus comprising it |
| EP01936965A EP1300695A4 (en) | 2000-06-12 | 2001-06-12 | X-RAY DETECTOR AND X-RAY TOMODENSITOMETRY APPARATUS COMPRISING SUCH A DETECTOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000175193A JP2001346790A (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | Ｘ線検出器及びこれを用いたｘ線ｃｔ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001346790A true JP2001346790A (ja) | 2001-12-18 |
Family
ID=18677107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000175193A Pending JP2001346790A (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | Ｘ線検出器及びこれを用いたｘ線ｃｔ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20040062351A1 (ja) |
| EP (1) | EP1300695A4 (ja) |
| JP (1) | JP2001346790A (ja) |
| WO (1) | WO2001096903A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2005168822A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | Ｘ線検出器の制御方法およびｘ線ｃｔ装置 |
| JP2020188893A (ja) * | 2019-05-21 | 2020-11-26 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 放射線検出器、及びｘ線ｃｔ装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN101137899A (zh) * | 2005-01-06 | 2008-03-05 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 像素实现的电流放大器 |
| US7853309B2 (en) * | 2005-03-10 | 2010-12-14 | Toshiba Medical Systems Corporation | X-ray CT apparatus and myocardial perfusion image generating system |
| US7991242B2 (en) | 2005-05-11 | 2011-08-02 | Optosecurity Inc. | Apparatus, method and system for screening receptacles and persons, having image distortion correction functionality |
| US20070041613A1 (en) * | 2005-05-11 | 2007-02-22 | Luc Perron | Database of target objects suitable for use in screening receptacles or people and method and apparatus for generating same |
| EP1886257A1 (en) | 2005-05-11 | 2008-02-13 | Optosecurity Inc. | Method and system for screening luggage items, cargo containers or persons |
| JP4891096B2 (ja) | 2006-01-30 | 2012-03-07 | キヤノン株式会社 | 放射線撮像装置 |
| US7899232B2 (en) | 2006-05-11 | 2011-03-01 | Optosecurity Inc. | Method and apparatus for providing threat image projection (TIP) in a luggage screening system, and luggage screening system implementing same |
| US8494210B2 (en) | 2007-03-30 | 2013-07-23 | Optosecurity Inc. | User interface for use in security screening providing image enhancement capabilities and apparatus for implementing same |
| EP2753920B1 (en) | 2011-09-07 | 2018-04-04 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray inspection system that integrates manifest data with imaging/detection processing |
| EP3764280B1 (en) | 2016-02-22 | 2024-11-20 | Rapiscan Systems, Inc. | Methods for verifying types of containers |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0541423Y2 (ja) * | 1986-10-06 | 1993-10-20 | ||
| JP2906504B2 (ja) * | 1990-01-05 | 1999-06-21 | 株式会社日立メディコ | 放射線ｃｔ装置 |
| US5430784A (en) * | 1994-02-28 | 1995-07-04 | General Electric Company | Computerized tomography imaging using multi-slice detector with selectable slice thickness |
| IL119033A0 (en) * | 1996-08-07 | 1996-11-14 | Elscint Ltd | Multi-slice detector array |
| JP3828967B2 (ja) * | 1996-10-30 | 2006-10-04 | 株式会社東芝 | Ｘ線ｃｔスキャナ |
| JP4282111B2 (ja) * | 1998-06-10 | 2009-06-17 | ソニー株式会社 | 放射線診断装置 |
-
2000
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2001
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2020188893A (ja) * | 2019-05-21 | 2020-11-26 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 放射線検出器、及びｘ線ｃｔ装置 |
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