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JP2000189409A - Radiation image signal detector - Google Patents

Radiation image signal detector

Info

Publication number
JP2000189409A
JP2000189409A JP10370893A JP37089398A JP2000189409A JP 2000189409 A JP2000189409 A JP 2000189409A JP 10370893 A JP10370893 A JP 10370893A JP 37089398 A JP37089398 A JP 37089398A JP 2000189409 A JP2000189409 A JP 2000189409A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radiation
subject
detector
image signal
energy level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10370893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Arakawa
哲 荒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP10370893A priority Critical patent/JP2000189409A/en
Publication of JP2000189409A publication Critical patent/JP2000189409A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a sectional image and a three-dimensional image not influenced with a scatterd radiation in a cone beam CT device. SOLUTION: Only a relatively high energy level of a radiation (over 60 KeV) is radiated to an object 9 through a copper sheet filter 21. The radiation which penetrates the object 9 is detected with a quantum counting-type radiation detector 3 with an energy discriminating function. A detecting part 30 of the detector 3 generates voltage which corresponds to an energy level of a radiation particle. A signal processing part 40 calculates the number of the radiation particles and has an energy level over 60 KeV which is transmitted in the detecting part 30 in a fixed time, then a result of the calculation is used as a pixel data. The energy level of a primary radiation which goes almost straight on the object 9 is higher than that of scatterd radiation which is dispersed from the object 9 and energy discrimination is conducted by setting 60 KeV as a threshold, then an image data is formed based on only a primary radiation component thereby influence of scattered radiation can be decreased.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体を透過した
放射線を放射線検出器で検出することにより被写体の放
射線画像信号を得る放射線画像信号検出装置に関し、さ
らに詳しくは、散乱線による画質劣化の改善に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation image signal detecting apparatus for obtaining a radiation image signal of a subject by detecting radiation transmitted through the subject with a radiation detector, and more particularly to improvement of image quality deterioration due to scattered radiation. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、医用画像の分野においては、
被写体の形態的2次元情報(断層画像)を得る装置とし
て、X線CTやMRI等が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of medical images,
X-ray CT, MRI, and the like have been proposed as devices for obtaining morphological two-dimensional information (tomographic images) of a subject.

【0003】「X線CT」は、被写体の一方にX線等の
放射線を発する放射線源を配し、被写体の他方にライン
センサー(一次元の放射線固体検出器)を配し、放射線
源から発せられた放射線を散乱線除去のためにスリット
を使用してファンビーム化し、放射線源とラインセンサ
ーとを被写体を挟んで仮想軸(以下「体軸」という)を
中心として該被写体の回りに相対的に回転させながら被
写体を透過した放射線をラインセンサーで検出すること
により被写体の透過放射線画像信号を得、各回転位置す
なわち各投影方向において取得した多数の透過放射線画
像情報(1次元画像情報)に基づいて被写体の断層画像
を得るものである。
[0003] In "X-ray CT", a radiation source that emits radiation such as X-rays is arranged on one side of a subject, and a line sensor (one-dimensional solid-state radiation detector) is arranged on the other side of the subject. The radiation obtained is converted into a fan beam using a slit to remove scattered radiation, and the radiation source and the line sensor are relatively positioned around a virtual axis (hereinafter referred to as “body axis”) around the object with the object interposed therebetween. The transmitted radiation image signal of the subject is obtained by detecting the radiation transmitted through the subject by the line sensor while rotating the image in a predetermined direction, and based on a large number of transmitted radiation image information (one-dimensional image information) acquired at each rotation position, that is, at each projection direction. To obtain a tomographic image of the subject.

【0004】「MRI」は、核磁気共鳴を利用して、上
記X線CTと略同様の方法によって断層画像を得るもの
である。
[0004] "MRI" is to obtain a tomographic image using nuclear magnetic resonance by a method substantially similar to the above-mentioned X-ray CT.

【0005】また今日では、被写体の形態的3次元情報
(立体像)を検出する技術の研究が成されており、例え
ば、ヘリカルCTやコーンビームCTが提案されている
(「コーンビームCT開発の現状とその将来」映像情報
(M);1988年1月P122〜P127参照)。
[0005] At present, researches on technologies for detecting morphological three-dimensional information (stereoscopic image) of a subject have been made, and for example, helical CT and cone beam CT have been proposed (see "Development of cone beam CT"). Current Status and Its Future "Image Information (M); January 1988, pp. 122-127.

【0006】「ヘリカルCT」とは、多段層X線CT手
法の1つである。ここで「多段層X線CT手法」とは、
被写体の一方に放射線を発する放射線源を配し、被写体
の他方にラインセンサーを配し、放射線源から発せられ
た放射線をX線CT同様にスリットによりファンビーム
化し、放射線源とラインセンサーとを被写体を挟んで該
被写体の回りに体軸を中心として相対的に回転させなが
ら被写体を透過した放射線をラインセンサーで検出する
ことにより被写体の透過放射線画像信号を得、各回転位
置すなわち各投影方向において取得した多数の透過放射
線画像情報(1次元画像情報)に基づいて被写体の断層
画像データを算出し(ここまでは上記X線CTと同じ作
用である)、放射線源とラインセンサーとを体軸方向に
移動させたのち再度上述と同様に断層画像データを算出
して、該体軸方向の多数の移動位置における断層画像デ
ータから体軸方向の画像データを補間計算して前記被写
体のボリュームデータ(3次元の放射線画像情報)を求
めるものである。
"Helical CT" is one of the multi-layer X-ray CT techniques. Here, the “multi-layer X-ray CT method”
A radiation source that emits radiation is arranged on one side of the subject, a line sensor is arranged on the other side of the subject, and the radiation emitted from the radiation source is turned into a fan beam by a slit similarly to X-ray CT, and the radiation source and the line sensor are connected to the subject. The radiation transmitted through the subject is detected by a line sensor while relatively rotating around the body axis around the subject across the subject to obtain a transmitted radiation image signal of the subject, and acquired at each rotational position, that is, at each projection direction. The tomographic image data of the subject is calculated based on a large number of transmitted radiographic image information (one-dimensional image information) (up to this point, the operation is the same as that of the X-ray CT), and the radiation source and the line sensor are moved in the body axis direction. After the movement, the tomographic image data is calculated again in the same manner as described above, and the tomographic image data is calculated from the tomographic image data at a number of moving positions in the body axis direction. Image data by interpolation calculation is intended to determine the volume data (3-dimensional radiation image information) of the subject.

【0007】ここで上記体軸方向に連続した断層画像デ
ータを求めるに際して、放射線源とラインセンサーとを
被写体の体軸を回転の中心軸とするつるまき螺旋状に移
動させるものを特に「ヘリカルCT(スパイラルC
T)」という。
[0007] In obtaining tomographic image data continuous in the body axis direction, a technique in which a radiation source and a line sensor are moved in a spiral shape with the body axis of a subject as a center axis of rotation is particularly referred to as "helical CT." (Spiral C
T) ".

【0008】なお、このヘリカルCTにおいては、エリ
アセンサー(2次元の放射線固体検出器)とコーンビー
ム(円錐ビーム)を用いたヘリカル(スキャン)CT手
法も提案されている(「円すいビーム投影を用いた3次
元ヘリカルスキャンCT」電子情報通信学会論文誌D−
II vol.J74−D−II No.8 1991年 8月)。以下、この
手法によるヘリカルCTと上記ラインセンサーを用いる
方式のヘリカルCTとを区別するために、ラインセンサ
ーを用いる方式のヘリカルCTを「通常のヘリカルC
T」という。
In this helical CT, a helical (scan) CT method using an area sensor (two-dimensional solid-state radiation detector) and a cone beam (cone beam) has also been proposed. 3D helical scan CT "IEICE Transactions D-
II vol.J74-D-II No.8 August 1991). Hereinafter, in order to distinguish the helical CT according to this method from the helical CT using the line sensor, the helical CT using the line sensor is referred to as a “normal helical CT”.
T ".

【0009】また「コーンビームCT」とは、被写体の
一方にコーン状の放射線を発する放射線源を配し、被写
体の他方にエリアセンサーを配し、放射線源とエリアセ
ンサーとを被写体を挟んで該被写体の回りに相対的に回
転させながら被写体を透過した放射線を前記エリアセン
サーで検出することにより被写体の透過放射線画像信号
を得、各回転位置すなわち各投影方向において取得した
複数の透過放射線画像情報に基づいて、被写体に関する
ボリュームデータや断層画像データを取得するものであ
る。
[0009] The "cone beam CT" means that a radiation source emitting cone-shaped radiation is arranged on one side of an object, an area sensor is arranged on the other side of the object, and the radiation source and the area sensor are sandwiched by the object. The transmitted radiation image signal of the subject is obtained by detecting the radiation transmitted through the subject while rotating relatively around the subject with the area sensor, and a plurality of transmitted radiation image information acquired at each rotational position, that is, at each projection direction. Based on this, volume data and tomographic image data relating to the subject are obtained.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、放射線を被
写体に照射すると、放射線の一部は被写体の各部で散乱
し散乱線となる。したがって、被写体を透過した放射線
の中には、線源から発せられ被写体内を直進し透過する
1次放射線成分の他に、この散乱線の成分が含まれるこ
とになる。
When a subject is irradiated with radiation, a part of the radiation is scattered at each part of the subject and becomes scattered radiation. Therefore, the scattered radiation component is included in the radiation transmitted through the subject, in addition to the primary radiation component emitted from the radiation source and traveling straight through the subject and transmitting.

【0011】ここで、X線CTや通常のヘリカルCTの
ように放射線検出器としてラインセンサーを用いる方式
のCTにおいては、上述したように、放射線源から発せ
られた放射線をスリットによりファンビーム化し、被写
体を透過し直進入射する放射線のみをラインセンサーで
検出する方式であるため、散乱線の成分を検出すること
が少なく、該散乱線の影響は比較的小さい。
Here, in the CT of the type using a line sensor as a radiation detector like X-ray CT or ordinary helical CT, the radiation emitted from the radiation source is converted into a fan beam by a slit as described above. Since only the radiation that passes through the subject and goes straight in is detected by the line sensor, the component of the scattered radiation is rarely detected, and the influence of the scattered radiation is relatively small.

【0012】一方、上記コーンビームを用いたヘリカル
CTやコーンビームCTにおいては、コーン状の放射線
照射により被写体全体へ放射線が入射するため、散乱線
が多く発生し、該散乱線が被写体を透過しエリアセンサ
ーに入射する。したがって、被写体に照射され該被写体
内を直進し透過する1次放射線だけでなく、被写体の各
部で散乱された散乱線を多くエリアセンサーが検出する
ため、該散乱線による信号成分が本来の画像信号(1次
放射線による成分)に混入し、コントラストが低下した
り、十分なS/Nが得られない等、画像品質の劣化した
画像が出力されるという問題が生じている。
On the other hand, in the helical CT or cone beam CT using the cone beam, since radiation is incident on the entire subject by irradiation of cone-shaped radiation, a large amount of scattered radiation is generated, and the scattered radiation passes through the subject. Light enters the area sensor. Accordingly, the area sensor detects not only the primary radiation that is applied to the subject and travels straight through the subject and passes through the subject, but also a large amount of scattered radiation scattered from each part of the subject. (A component due to primary radiation), which causes a problem that an image with degraded image quality is output, such as a decrease in contrast or an inability to obtain a sufficient S / N.

【0013】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、散乱線による画質劣化という問題を改善すること
のできる放射線画像信号検出装置を提供することを目的
とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a radiation image signal detecting device capable of improving the problem of image quality deterioration due to scattered radiation.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上述したように、放射線
を被写体に照射すると、放射線の一部は被写体の各部で
散乱し散乱線となり、被写体を透過した放射線の中に
は、被写体内を直進し透過する1次放射線成分の他に、
この散乱線の成分が含まれることになる。
As described above, when a subject is irradiated with radiation, a part of the radiation is scattered at each part of the subject to become scattered rays, and some of the radiation transmitted through the subject goes straight in the subject. In addition to the primary radiation components that pass through,
This scattered ray component is included.

【0015】ここで、放射線が被写体を透過するに際し
ては、骨や内蔵といった生体構成要素による放射線吸収
により、被写体を透過した透過放射線のエネルギーレベ
ルが被写体への入射時(透過前)よりも多少低下する。
しかしながら、散乱線のエネルギーレベルは、1次放射
線に比べてより低い。
When the radiation penetrates the subject, the energy level of the transmitted radiation transmitted through the subject is slightly lower than that at the time of incidence on the subject (before transmission) due to radiation absorption by living body components such as bones and internal organs. I do.
However, the energy level of the scattered radiation is lower compared to the primary radiation.

【0016】本発明は、この1次放射線と散乱線のエネ
ルギーレベルの差に着目してなされたものであり、エネ
ルギー弁別によって1次放射線と散乱線とを峻別し、1
次放射線のみに基づいて放射線画像信号を得るものであ
る。
The present invention has been made by paying attention to the difference between the energy levels of the primary radiation and the scattered radiation, and distinguishes the primary radiation and the scattered radiation by energy discrimination.
A radiation image signal is obtained based on only the next radiation.

【0017】すなわち、本発明による第1の放射線画像
信号検出装置は、被写体の一方に放射線を発する放射線
源を配し、被写体の他方に放射線検出器を配し、被写体
を透過した放射線を放射線検出器で検出することにより
被写体の放射線画像信号を得る放射線画像信号検出装置
であって、放射線検出器が、放射線のエネルギーレベル
に応じたレベルの信号を出力する検出部と、該検出部か
ら出力される信号の内、特定の閾値以上のエネルギー成
分による信号のみ、すなわち前記閾値以下のエネルギー
成分による信号を除外した信号に基づいて放射線画像信
号を得る信号処理部とから成るものであることを特徴と
するものである。
That is, a first radiation image signal detecting apparatus according to the present invention has a radiation source for emitting radiation on one side of an object, a radiation detector on the other side of the object, and detects radiation transmitted through the object. A radiation image signal detection device that obtains a radiation image signal of a subject by detecting the radiation image signal by a detector, wherein the radiation detector outputs a signal of a level corresponding to the energy level of the radiation, and a detection unit that outputs the signal. A signal processing unit that obtains a radiation image signal based on only a signal having an energy component equal to or higher than a specific threshold, that is, a signal excluding a signal having an energy component equal to or lower than the threshold. Is what you do.

【0018】本発明による第2の放射線画像信号検出装
置は、被写体の一方にコーン状の放射線を発する放射線
源を配し、被写体の他方に放射線検出器を配し、放射線
源と放射線検出器とを被写体を挟んで該被写体の回りに
相対的に回転させながら被写体を透過した放射線を放射
線検出器で検出することにより被写体の放射線画像信号
を得る放射線画像信号検出装置であって、放射線検出器
が、放射線のエネルギーレベルに応じたレベルの信号を
出力する検出部と、該検出部から出力される信号の内、
特定の閾値以上のエネルギー成分による信号のみ、すな
わち前記閾値以下のエネルギー成分による信号を除外し
た信号に基づいて放射線画像信号を得る信号処理部とか
ら成るものであることを特徴とするものである。
A second radiation image signal detecting apparatus according to the present invention has a radiation source emitting cone-shaped radiation on one side of an object, a radiation detector on the other side of the object, and a radiation source and a radiation detector. Is a radiation image signal detection device that obtains a radiation image signal of a subject by detecting radiation transmitted through the subject with a radiation detector while relatively rotating the subject around the subject with the radiation detector interposed therebetween. A detection unit that outputs a signal having a level corresponding to the energy level of radiation, and a signal output from the detection unit,
A signal processing unit for obtaining a radiation image signal based on only a signal having an energy component equal to or higher than a specific threshold, that is, a signal excluding a signal having an energy component equal to or lower than the threshold.

【0019】「放射線源と放射線検出器とを被写体を挟
んで該被写体の回りに相対的に回転」させるに際して
は、少なくとも前記検出部と放射線源とを被写体を挟ん
で該被写体の回りに相対的に回転させるものであればよ
く、必ずしも検出器の信号処理部を回転させるものでな
くてもよい。
When "the radiation source and the radiation detector are relatively rotated about the subject with the subject interposed therebetween", at least the detection unit and the radiation source are relatively rotated about the subject with the subject interposed therebetween. The signal processing unit of the detector need not necessarily be rotated.

【0020】上記において「特定の閾値」とは、比較的
高いエネルギーの成分と比較的低いエネルギーの成分と
を弁別(完全な弁別でなくともよい)するのに適当な値
を意味し、特に比較的高いエネルギーの成分を被写体に
入射し略直進する1次放射線成分とし、比較的低いエネ
ルギーの成分を被写体によって散乱される散乱線成分と
し、この両者を峻別するのに好適な値とするのが望まし
い。また、この「特定の閾値」は、放射線源、被写体の
年齢、性別等及び人間の内外部器官の諸要件を考慮し定
めることが望ましい。
In the above, the "specific threshold value" means a value suitable for discriminating a relatively high energy component from a relatively low energy component (it does not need to be completely discriminated). It is desirable that a component having a relatively high energy be a primary radiation component which enters the subject and travels substantially straight, and a component having a relatively low energy be a scattered ray component scattered by the subject, and has a value suitable for distinguishing both components. desirable. It is desirable that the “specific threshold value” is determined in consideration of the radiation source, the age and gender of the subject, and various requirements of human internal and external organs.

【0021】なお、上記第1および第2の放射線画像信
号検出装置において使用する放射線検出器としては、上
記検出部と信号処理部とを備えエネルギー弁別機能を有
した、半導体を主要部としてなる固体検出器であれば、
どのようなものを使用してもよく、その形状も問わな
い。なお、この放射線検出器としては、量子計数型検出
器を使用するのが好適である。
The radiation detector used in the first and second radiation image signal detection devices is a solid-state detector having a detection part and a signal processing part and having an energy discriminating function, which is mainly composed of a semiconductor. If it is a detector,
Any material may be used, and its shape does not matter. It is preferable that a quantum counting type detector be used as the radiation detector.

【0022】「エネルギー弁別機能」とは、放射線のエ
ネルギーレベルの差に基づいて、検出器に入射した放射
線を、比較的低いエネルギーの成分と比較的高いエネル
ギーの成分とに峻別することを意味する。
The "energy discriminating function" means that the radiation incident on the detector is distinguished into a relatively low energy component and a relatively high energy component based on the difference in the energy level of the radiation. .

【0023】「量子計数型検出器」とは、前記検出部と
して放射線光子(粒子)のエネルギーレベルに応じたレ
ベルの信号を出力するセンサー(検出結晶)を使用し、
1個の放射線光子がセンサーに入射することにより該セ
ンサーから出力される電圧パルスをコンパレータで閾値
比較してエネルギー弁別し、これにより得られたデジタ
ルパルスをカウンタで一定時間計数を行って、該一定時
間にセンサーに入射した放射線光子数を計数し、該計数
結果を前記信号処理部に入力して放射線画像信号を得る
ものである(”INNERVISION(10・7)1995”;P47〜4
8、”医用電子と生体工学,第32巻特別号(199
4)”;P311、島津評論VOL.49,No3(1992.10);P185〜18
9等参照)。
The "quantum counting type detector" uses a sensor (detection crystal) that outputs a signal of a level corresponding to the energy level of radiation photons (particles) as the detection unit,
When one radiation photon enters the sensor, a voltage pulse output from the sensor is compared with a threshold value by a comparator to discriminate energy, and a digital pulse obtained by this is counted by a counter for a certain period of time. The number of radiation photons incident on the sensor at the time is counted, and the counting result is input to the signal processing unit to obtain a radiation image signal ("INNERVISION (10/7) 1995"; pp. 47-4).
8, “Medical Electronics and Biotechnology, Volume 32 Special Issue (199
4) "; P311, Shimadzu Review Vol. 49, No3 (1992.10); P185-18
9 etc.).

【0024】なお、上記第2の放射線画像信号検出装置
において使用する放射線検出器としては、特に2次元的
に放射線を検出するエリアセンサーを用いるのが好まし
い。また、ラインセンサーを使用し、該ラインセンサー
を多数配列したり、移動させるなどし、それらの出力を
合成することにより2次元の放射線画像信号を得るよう
にしてもよい。
As the radiation detector used in the second radiation image signal detecting device, it is particularly preferable to use an area sensor for detecting radiation two-dimensionally. In addition, a two-dimensional radiation image signal may be obtained by using a line sensor and arranging or moving a large number of the line sensors and combining their outputs.

【0025】また、上記第2の放射線画像信号検出装置
において、コーン状の放射線を発する放射線源とあるの
は、点状の放射線源を用いた従来のコーンビームCTに
おいて使用されているものに限定されるものではなく、
文献”SPIE VOL.2708P140〜P149”や本出願人が特
願平10−238737号で提案した装置において用い
た走査型の放射線源、つまり、面上に配置された多数の
線源を有し、該線源の夫々を順次切り替えながら被写体
に放射線を照射する方式の放射線源であってもよい。そ
して、この場合に使用する放射線検出器としては、該放
射線源における多数の線源が配置された面の面積より小
さな面積の検出領域を有し、走査により各線源から発せ
られ被写体を透過した放射線を順次検出する検出器とす
るのが望ましい。該検出器は1つの検出センサーから構
成されたものであってもよいし、複数の検出センサーか
ら構成されたものであってもよい。
In the second radiation image signal detecting device, the radiation source emitting cone-shaped radiation is limited to that used in a conventional cone beam CT using a point-shaped radiation source. Is not
It has a scanning type radiation source used in the document “SPIE VOL.2708 P140 to P149” and the apparatus proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 10-238737, that is, a large number of radiation sources arranged on a plane, The radiation source may be of a type in which the subject is irradiated with radiation while sequentially switching each of the radiation sources. As the radiation detector used in this case, the radiation source has a detection area having an area smaller than the area of the surface on which a large number of radiation sources are arranged, and radiation emitted from each radiation source by scanning and transmitted through a subject. It is desirable to use a detector that sequentially detects The detector may be composed of one detection sensor, or may be composed of a plurality of detection sensors.

【0026】さらに、本発明による上記第1および第2
の放射線画像信号検出装置の放射線源を、前記閾値以上
のエネルギーレベルの放射線のみを被写体に照射する照
射エネルギー制御手段を備えたものとするのが望まし
い。
Further, the first and second embodiments according to the present invention
It is desirable that the radiation source of the radiation image signal detecting device of (1) is provided with irradiation energy control means for irradiating only radiation having an energy level equal to or higher than the threshold to the subject.

【0027】この照射エネルギー制御手段としては、前
記閾値以上のエネルギーレベルの放射線のみが被写体に
入射するようにするものであればよく、放射線が発せら
れた時点においては閾値以下のエネルギーレベルの放射
線を含んでいても、例えば発生元と被写体との間に銅板
等のフィルタを配置して、放射線が被写体に入射するま
での間に前記閾値以下のエネルギーレベルの放射線を除
去するものであってもよい。この場合、銅板等のフィル
タが照射エネルギー制御手段に相当する。
The irradiation energy control means may be any means that allows only radiation having an energy level equal to or higher than the threshold to enter the subject. At the time when the radiation is emitted, radiation having an energy level equal to or lower than the threshold is emitted. Even if included, for example, a filter such as a copper plate may be arranged between the source and the subject to remove radiation having an energy level equal to or lower than the threshold before the radiation enters the subject. . In this case, a filter such as a copper plate corresponds to irradiation energy control means.

【0028】なお、放射線源としては、モノクロ放射線
源といわれる、単一のエネルギーレベルの放射線を発す
るものであるのが最も望ましいのはいうまでもない。こ
の場合、単一のエネルギーレベルの放射線が発せられる
ようにする手段が照射エネルギー制御手段に相当する。
It is needless to say that the radiation source is preferably a monochromatic radiation source that emits radiation of a single energy level. In this case, means for emitting radiation of a single energy level corresponds to irradiation energy control means.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明による放射線画像信号検出装置
は、上述したように、1次放射線と散乱線のエネルギー
レベルの差に着目してなされたものであり、放射線のエ
ネルギーレベルに応じたレベルの信号を出力する検出部
と、該検出部から出力される信号の内、特定の閾値以上
のエネルギー成分による信号のみに基づいて放射線画像
信号を得る信号処理部とから成る放射線検出器を使用
し、「特定の閾値」として1次放射線成分と散乱線成分
とを弁別するのに適当な値を用い、該閾値以下の散乱線
を多く含む成分を画像信号として使用せず該閾値以上の
エネルギー成分による信号のみに基づいて画像信号を得
るようにしているので、信号処理部から出力される放射
線画像信号としては、1次放射線による成分をより多く
検出した結果として出力されるようになり、散乱線の影
響を低減することができる。したがって、この画像信号
に基づいて断層画像や3次元画像を形成すれば、画像品
質のよい、高S/N・高コントラストの画像を得ること
ができる。
As described above, the radiation image signal detecting apparatus according to the present invention focuses on the difference between the energy levels of primary radiation and scattered radiation, and has a level corresponding to the energy level of radiation. Using a detection unit that outputs a signal, and a radiation detector including a signal processing unit that obtains a radiation image signal based only on a signal with an energy component equal to or greater than a specific threshold among the signals output from the detection unit, As a “specific threshold”, an appropriate value for discriminating the primary radiation component and the scattered radiation component is used, and a component containing a large amount of scattered radiation less than the threshold is not used as an image signal, and an energy component higher than the threshold is used. Since the image signal is obtained based only on the signal, the radiation image signal output from the signal processing unit is output as a result of detecting more components due to primary radiation. Come to be, it is possible to reduce the influence of scattered radiation. Therefore, if a tomographic image or a three-dimensional image is formed based on this image signal, an image with high image quality and high S / N and high contrast can be obtained.

【0030】特にコーンビームとエリアセンサーを用い
る方式のCT装置では、散乱線除去のためのスリット撮
影を行うことが困難であるが、本発明による放射線画像
信号検出装置を該方式のCT装置に適用すれば、スリッ
ト撮影を行うことなく散乱線の影響を低減することがで
きるので、該方式のCT装置に本発明が果たす効果は非
常に大きい。
In particular, in a CT apparatus using a cone beam and an area sensor, it is difficult to perform slit imaging for removing scattered radiation. However, the radiation image signal detecting apparatus according to the present invention is applied to a CT apparatus of the type. Then, the effect of the scattered radiation can be reduced without performing slit imaging, and thus the effect of the present invention on the CT apparatus of this type is very large.

【0031】また、放射線検出器として量子計数型検出
器を使用すれば、放射線光子のエネルギーレベルを光子
個々に弁別することができ、1次放射線と散乱線とを精
度よく峻別することが可能となる。また、量子計数型検
出器が有する優れた性質、つまり高感度且つ広ダイナミ
ックレンジという性質を利用して、より高品質の放射線
画像信号を得ることができる。
Further, if a quantum counting type detector is used as the radiation detector, the energy level of radiation photons can be discriminated for each photon, and primary radiation and scattered radiation can be accurately and stably distinguished. Become. In addition, a radiation image signal of higher quality can be obtained by utilizing the excellent property of the quantum counting type detector, that is, the property of high sensitivity and wide dynamic range.

【0032】また、閾値以上のエネルギーレベルの放射
線のみを被写体に照射する照射エネルギー制御手段を備
えた放射線源とし、予め前記閾値以下の放射線を除去し
て被写体に照射すれば、被写体を透過した放射線のう
ち、少なくとも前記閾値以下の放射線は散乱線の成分を
多く含むと考えられるから、散乱線と1次放射線とを精
度よく弁別することが可能となる。また、放射線源から
発せられた放射線のエネルギーと同じエネルギーの透過
放射線を全て1次放射線とみなして検出することにな
り、放射線源から発せられた放射線を無駄なく利用する
ことができる。さらに副次的効果として、放射線画像信
号の生成に寄与しない閾値以下の放射線を被写体に照射
することがないので、被写体に対する被曝軽減を図るこ
ともできる。
Further, the radiation source is provided with irradiation energy control means for irradiating only radiation having an energy level equal to or higher than the threshold to the subject. Among them, at least the radiation below the threshold is considered to contain many components of the scattered radiation, so that it is possible to accurately distinguish the scattered radiation from the primary radiation. In addition, all transmitted radiation having the same energy as the radiation emitted from the radiation source is regarded as primary radiation and detected, so that the radiation emitted from the radiation source can be used without waste. Further, as a secondary effect, the subject is not irradiated with radiation below the threshold value that does not contribute to the generation of a radiation image signal, so that exposure to the subject can be reduced.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
る放射線画像信号検出装置の一実施の形態について詳細
に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a radiation image signal detecting apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0034】図1は本発明の実施の形態による放射線画
像信号検出装置を適用したコーンビームCT装置1の概
略構成図、図2は該CT装置1に使用する放射線検出器
3の1画素分の詳細を示すブロック図(A)および波形
図(B)、図3は放射線源2から発せられた放射線のエ
ネルギースペクトル図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cone beam CT apparatus 1 to which a radiation image signal detecting apparatus according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a diagram illustrating one pixel of a radiation detector 3 used in the CT apparatus 1. FIG. 3 is a block diagram (A) and a waveform diagram (B) showing details, and FIG. 3 is an energy spectrum diagram of radiation emitted from the radiation source 2.

【0035】図1に示すように当該CT装置1は、被写
体9に向けてコーン状の放射線Rを発する放射線源2
と、被写体9を挟んで前記放射線源2と対向する位置に
配され被写体9を透過した放射線を検出する検出部30
および該検出部30から出力された信号Sに基づいて透
過放射線画像データDを求める信号処理部40から成る
放射線検出器3および放射線検出器3から出力された透
過放射線画像データDに基づいて被写体に関するボリュ
ームデータや断層画像データを生成する画像データ生成
部5とから構成される。
As shown in FIG. 1, the CT apparatus 1 includes a radiation source 2 that emits a cone-shaped radiation R toward a subject 9.
A detection unit 30 disposed at a position facing the radiation source 2 with the subject 9 interposed therebetween and detecting radiation transmitted through the subject 9
And a radiation detector 3 comprising a signal processing unit 40 for obtaining transmitted radiation image data D based on the signal S output from the detection unit 30 and a subject related to the transmitted radiation image data D output from the radiation detector 3. An image data generator 5 for generating volume data and tomographic image data.

【0036】また、放射線源2および放射線検出器3の
検出部30を被写体9を挟んで該被写体9の回りに相対
的に回転させる不図示の回転手段を備える。この回転手
段としては、被写体9に対する放射線源2と検出部30
との前記位置関係を保ちながら、被写体9を通る図中Z
−Z’で示す体軸を回転軸として、放射線源2および検
出部30を回転させるものであってもよいし、放射線源
2と検出部30とを固定し、図中Z−Z’で示す体軸を
回転軸として、被写体9を回転させるものであってもよ
い。
The radiation source 2 and the detection unit 30 of the radiation detector 3 are provided with a rotation unit (not shown) for relatively rotating the radiation source 2 and the radiation detector 3 around the object 9 with the object 9 interposed therebetween. The rotation means includes the radiation source 2 for the subject 9 and the detection unit 30.
Z while passing through the subject 9 while maintaining the above positional relationship with Z
The radiation source 2 and the detection unit 30 may be rotated with the body axis indicated by −Z ′ as a rotation axis, or the radiation source 2 and the detection unit 30 may be fixed and indicated by ZZ ′ in the figure. The object 9 may be rotated around the body axis as a rotation axis.

【0037】放射線源2は、放射線としてのX線を発す
る発生部20とフィルタ21とからなる。発生部20に
は管電圧140KVの線源を使用する。フィルタ21と
して厚さ5mmの銅板を用いる。発生部20から発せら
れた放射線を、この銅板フィルタ21を通過させた後に
被写体9に照射する。銅板フィルタ21を通過した後、
すなわち被写体9に入射する放射線粒子のエネルギーレ
ベルは、図3に示すように、略60KeV以上略140
KeV以下の範囲内でピークを略110KeVとする、
略60KeV以下の成分が除去されたものとなる。これ
により閾値を略60KeVとする、比較的高いエネルギ
ーレベルの放射線のみが被写体9に照射される。
The radiation source 2 comprises a generator 20 for emitting X-rays as radiation and a filter 21. A source having a tube voltage of 140 KV is used for the generator 20. A copper plate having a thickness of 5 mm is used as the filter 21. The radiation emitted from the generator 20 is applied to the subject 9 after passing through the copper plate filter 21. After passing through the copper plate filter 21,
That is, as shown in FIG. 3, the energy level of the radiation particles incident on the subject 9 is about 60 KeV or more and about 140 KeV.
A peak of approximately 110 KeV within the range of KeV or less;
The components of approximately 60 KeV or less are removed. As a result, only radiation having a relatively high energy level with a threshold value of approximately 60 KeV is applied to the subject 9.

【0038】なお、このフィルタ21の厚さは、発生部
20から発せられ被写体9を透過し検出器3に入射する
放射線のうち、被写体9内で発生する散乱線のエネルギ
ーレベルと被写体9内を略直進する1次放射線のエネル
ギーレベルとを区別するのに都合の良い値とするのが望
ましく、被写体9に照射される放射線のエネルギーレベ
ルのピーク値、被写体構成要素による1次放射線のエネ
ルギー吸収特性や散乱線の発生具合等の諸要件を考慮
し、1次放射線と散乱線のエネルギー弁別に好適な厚さ
とするのが望ましい。
The thickness of the filter 21 depends on the energy level of the scattered radiation generated in the subject 9 of the radiation emitted from the generator 20 and transmitted through the subject 9 and incident on the detector 3. It is desirable to use a value that is convenient for distinguishing the energy level of the primary radiation that travels substantially straight, and the peak value of the energy level of the radiation applied to the subject 9 and the energy absorption characteristics of the primary radiation by the constituent elements of the subject In consideration of various requirements such as the degree of generation of scattered radiation and the like, it is desirable to set the thickness to be suitable for discriminating the energy between primary radiation and scattered radiation.

【0039】放射線検出器3は、被写体9を透過した放
射線を2次元状に検出する検出部30を備えると共に、
該検出部30から出力された信号Sに基づいて透過放射
線画像データDを求める信号処理部40を備えた量子計
数型検出器である(上記”医用電子と生体工学,第32
巻特別号(1994)”等参照)。以下、図2に示す1画素
分の詳細図を参照して、検出部30および信号処理部4
0の構成について説明する。
The radiation detector 3 includes a detection unit 30 that two-dimensionally detects radiation transmitted through the subject 9,
This is a quantum counting type detector provided with a signal processing unit 40 for obtaining transmitted radiation image data D based on the signal S output from the detection unit 30 (see “Medical Electronics and Biotechnology, 32nd above”).
Special Issue (1994) "). Hereinafter, referring to the detailed view of one pixel shown in FIG.
0 will be described.

【0040】検出部30は、被写体9を透過した放射線
Rの放射線粒子の個々のエネルギーレベルに応じたレベ
ルの信号を出力するセンサー(検出結晶)31と、セン
サー31の出力信号を増幅して信号処理部40に入力す
るアンプ32を備える。
The detection section 30 outputs a signal (detection crystal) 31 having a level corresponding to the individual energy level of the radiation particles of the radiation R transmitted through the subject 9, and amplifies the output signal of the sensor 31 to output a signal. An amplifier 32 for input to the processing unit 40 is provided.

【0041】センサー31としては、入射した放射線粒
子のエネルギーに応じた信号を生成するものであればど
のようなものを用いても良い。本例においては、放射線
粒子のエネルギーに応じた電荷量を生成する、CdTe(カ
ドニウム・テルライド)結晶を主要部とするものを使用
している。
As the sensor 31, any sensor may be used as long as it generates a signal corresponding to the energy of the incident radiation particles. In the present embodiment, a CdTe (cadmium telluride) crystal that generates a charge amount according to the energy of the radiation particles is used.

【0042】アンプ32は、このセンサー31で生成さ
れた電荷量に応じた電圧パルス信号を出力する。その
際、後段の信号処理部40において利用可能なレベルま
で信号レベルを増幅させる。
The amplifier 32 outputs a voltage pulse signal corresponding to the amount of charge generated by the sensor 31. At that time, the signal level is amplified to a level that can be used in the signal processing unit 40 in the subsequent stage.

【0043】信号処理部4は、コンパレータ41および
カウンタ42を備える。コンパレータ41は、基準電圧
Vthを閾値として検出部30から入力された電圧パルス
信号Sを比較するものである。基準電圧Vthとしては、
散乱線成分と1次放射線成分とを峻別できるように、上
述の60KeV以下の成分が除去され被写体9に入射す
る放射線に合わせて、該60KeV以下の放射線粒子が
センサー31に入射したときにはコンパレータ41の出
力がL(ロー)となり、それよりエネルギーレベルの高
い放射線粒子がセンサー31に入射したときにはコンパ
レータ41の出力がH(ハイ)となる値に設定する(図
2(B)に示す波形図を参照)。これにより、60Ke
V以上の放射線成分とそれ以下の放射線成分とをエネル
ギー弁別することができる。
The signal processing section 4 includes a comparator 41 and a counter 42. The comparator 41 compares the voltage pulse signal S input from the detection unit 30 with the reference voltage Vth as a threshold. As the reference voltage Vth,
In order to distinguish the scattered ray component and the primary radiation component from each other, the above-mentioned component of 60 KeV or less is removed, and the radiation particles of 60 KeV or less enter the sensor 31 in accordance with the radiation incident on the subject 9. When the output becomes L (low) and the radiation particles having a higher energy level enter the sensor 31, the output of the comparator 41 is set to H (high) (see the waveform diagram shown in FIG. 2B). ). Thereby, 60 Ke
It is possible to discriminate between a radiation component of V or more and a radiation component of less than V.

【0044】カウンタ42は、一定時間内にコンパレー
タ41の出力がHとなる回数をカウントする。これによ
り、単位時間内にセンサー31に入射した放射線の内、
エネルギーレベルが60KeV以上の放射線粒子の数が
カウントされる。
The counter 42 counts the number of times that the output of the comparator 41 becomes H in a certain time. Thereby, of the radiation incident on the sensor 31 within the unit time,
The number of radiation particles having an energy level of 60 KeV or more is counted.

【0045】つまり上述した検出部30および信号処理
部40を備えた放射線検出器3においては、センサー3
1に入射した1つの放射線粒子により、電圧パルス信号
Sが生成され、その電圧パルス信号Sが基準電圧Vth以
上かどうかがコンパレータ41で判定される。もし、ア
ンプ32から出力された電圧パルス信号Sが基準電圧V
th以上であれば、後段のカウンタ42のカウント値がカ
ウントアップされる。すなわち、ある一定時間にセンサ
ー31に入射した一定レベル(基準電圧Vthに対応する
放射線のエネルギーレベルであり、本例では60Ke
V)以上のエネルギーを持つ放射線粒子を1つずつ計数
し、このカウント値Dを画像データ生成部5に入力す
る。
That is, in the radiation detector 3 including the above-described detection unit 30 and signal processing unit 40, the sensor 3
The voltage pulse signal S is generated by one radiation particle that has entered 1 and the comparator 41 determines whether the voltage pulse signal S is equal to or higher than the reference voltage Vth. If the voltage pulse signal S output from the amplifier 32 is equal to the reference voltage V
If not less than th, the count value of the counter 42 at the subsequent stage is counted up. That is, a certain level (an energy level of radiation corresponding to the reference voltage Vth, which is 60 Ke in this example)
V) Radiation particles having energy equal to or more than one are counted one by one, and this count value D is input to the image data generation unit 5.

【0046】なお、上述のように、センサー31により
放射線粒子を1つずつ捕捉しその数を計数することによ
り放射線画像を得る方法の詳細については、上記”医用
電子と生体工学”第32巻;P311、”INNERVISION (10・
7)”1995 P47-P48等に詳しく述べられている。
As described above, the details of the method of obtaining a radiation image by capturing the radiation particles one by one by the sensor 31 and counting the number of the radiation particles as described above are described in “Medical Electronics and Biotechnology”, Vol. 32; P311, “INNERVISION (10 ・
7) "1995 P47-P48 and others.

【0047】画像データ生成部5は、カウンタ42から
入力されたカウント値を一画素のデータ値として透過放
射線画像データDを生成する。つまり、放射線検出器3
の検出部30は2次元的に放射線を検出するものである
から、該検出部30を構成する各センサー31を順次切
り換え、つまり検出部30を構成する各センサー31を
電気的に走査し、各センサー31から出力される電圧パ
ルス信号Sに基づくカウント値に基づいて被写体9の透
過放射線画像データDを生成する。
The image data generator 5 generates the transmitted radiation image data D using the count value input from the counter 42 as the data value of one pixel. That is, the radiation detector 3
Since the detecting unit 30 detects radiation two-dimensionally, the sensors 31 constituting the detecting unit 30 are sequentially switched, that is, each sensor 31 constituting the detecting unit 30 is electrically scanned, and The transmitted radiation image data D of the subject 9 is generated based on a count value based on the voltage pulse signal S output from the sensor 31.

【0048】上述のように、カウンタ42から入力され
るカウント値は、エネルギーレベル60KeV以上の放
射線粒子をカウントとした結果であるから、得られる透
過放射線画像データDとしてもエネルギーレベルが60
KeV以上の放射線粒子のみに基づくものとなる。
As described above, since the count value input from the counter 42 is a result of counting radiation particles having an energy level of 60 KeV or more, the transmitted radiation image data D having an energy level of 60
Based on only radiation particles of KeV or higher.

【0049】この画像データ生成部5は、透過放射線画
像データDに対して更にγ補正や画像歪補正等の各種信
号処理を施して被写体9の投影画像データを生成し、多
数の投影方向(回転位置に対応する)の投影画像データ
を使用して、被写体のボリュームデータや断層画像デー
タを生成する。
The image data generating unit 5 further performs various signal processing such as γ correction and image distortion correction on the transmitted radiation image data D to generate projection image data of the subject 9, Using the projection image data (corresponding to the position), volume data and tomographic image data of the subject are generated.

【0050】なお、ボリュームデータ生成のアルゴリズ
ムとしては、フェルドカンプアルゴリズム(Feldkamp L
A,Davis LC,Kress JW,Practical cone-beam algoritm.
J Opt Soc Am A 1984;1:P612〜P619),フィルタ補正逆
投影法(画像解析ハンドブック(東京大学出版会)p3
56〜p371参照)等、周知の3次元データを再構成
する計算方法を使用することができる。ここでは、この
ボリュームデータD4の求め方についての詳細説明は省
略する。
As an algorithm for generating volume data, a Feldkamp algorithm (Feldkamp L
A, Davis LC, Kress JW, Practical cone-beam algoritm.
J Opt Soc Am A 1984; 1: P612-P619), filtered back projection (Image Analysis Handbook (The University of Tokyo Press) p3)
56 to p371) and other well-known calculation methods for reconstructing three-dimensional data can be used. Here, a detailed description of how to obtain the volume data D4 is omitted.

【0051】以下、本発明による放射線画像信号検出装
置を適用した上記コーンビームCT装置1の作用につい
て説明する。
Hereinafter, the operation of the cone beam CT apparatus 1 to which the radiation image signal detecting apparatus according to the present invention is applied will be described.

【0052】放射線源2の発生部20から放射線を発
し、銅板フィルタ21を通過させてエネルギーレベル6
0KeV以下の成分を除去して、エネルギーレベル60
KeV以上の放射線Rのみを被写体9に照射する。
Radiation is emitted from the generator 20 of the radiation source 2 and passed through the copper plate filter 21 to reduce the energy level to 6.
By removing components below 0 KeV, the energy level becomes 60
The subject 9 is irradiated with only the radiation R of KeV or more.

【0053】放射線検出器3の検出部30を構成する各
センサー31が、被写体9を透過した放射線を検出して
得た、該放射線をなす放射線粒子のエネルギーレベルに
応じた電圧パルス信号Sを信号処理部40に入力する。
Each of the sensors 31 constituting the detection unit 30 of the radiation detector 3 detects a radiation transmitted through the subject 9 and obtains a voltage pulse signal S corresponding to the energy level of radiation particles forming the radiation. Input to the processing unit 40.

【0054】信号処理部40のコンパレータ41が、セ
ンサー31に入射した1つの放射線粒子による電圧パル
ス信号Sがエネルギーレベル60KeVに対応する基準
電圧Vth以上かどうかを判定し、基準電圧Vth以上のと
き、その出力をHにする。後段のカウンタ42は、コン
パレータ41の出力がHとなったとき、カウント値をカ
ウントアップする。これを一定時間継続して、該一定時
間にセンサー31に入射した一定レベル(本例では60
KeV)以上のエネルギーを持つ放射線粒子を1つずつ
計数し、このカウント値Dを画像データ生成部5に入力
する。
The comparator 41 of the signal processing unit 40 determines whether or not the voltage pulse signal S of one radiation particle incident on the sensor 31 is equal to or higher than the reference voltage Vth corresponding to the energy level of 60 KeV. The output is set to H. The counter 42 at the subsequent stage counts up the count value when the output of the comparator 41 becomes H. This is continued for a certain time, and a certain level (60 in this example) incident on the sensor 31 during the certain time.
Radiation particles having an energy of not less than KeV) are counted one by one, and the count value D is input to the image data generation unit 5.

【0055】画像データ生成部5は、カウンタ42から
入力された各センサー31毎、つまり各画素毎のカウン
ト値を夫々その画素のデータ値とし、該データ値(カウ
ント値)に基づいて透過放射線画像データDを生成す
る。
The image data generating section 5 sets the count value of each sensor 31 input from the counter 42, that is, the count value of each pixel, as the data value of the pixel, and based on the data value (count value), transmits the transmitted radiation image. Generate data D.

【0056】ここで、画像データ生成部5に入力される
カウント値は、カウンタ42においてエネルギーレベル
60KeV以上の放射線粒子をカウントとした結果であ
るから、得られる透過放射線画像データとしてもエネル
ギーレベルが60KeV以上の放射線粒子のみに基づい
て生成されたものとなる。
Here, the count value input to the image data generation unit 5 is a result of counting the radiation particles having an energy level of 60 KeV or more in the counter 42, so that the transmitted radiation image data obtained has an energy level of 60 KeV. It is generated based only on the above radiation particles.

【0057】また、被写体9内で生じる散乱線のエネル
ギーレベルは、被写体9内を直進し透過する1次放射線
のエネルギーレベルよりもより低いので、エネルギーレ
ベルの比較的高い方には1次放射線を多く含み、エネル
ギーレベルの比較的低い方には散乱線を多く含む。ま
た、上述のように、エネルギーレベルが比較的高い60
KeV以上の放射線(エネルギーレベルのピークは略1
10KeV)のみが被写体9に照射されているので、被
写体に入射し透過する放射線のうち、被写体に入射する
放射線には含まれない比較的低いエネルギーレベルの6
0KeV以下には散乱線が多く含まれ、60KeV以上
には1次放射線が多く含まれ、該60KeVを閾値とし
てエネルギー弁別すれば散乱線と1次放射線とが精度よ
く弁別されていると考えることができる。つまり、エネ
ルギーレベル60KeVを閾値としてエネルギー弁別を
行うと、カウンタ42および画像データ生成部5から出
力される信号としては、1次放射線が多く含まれる60
KeV以上の放射線を検出したことになり、結果的に、
各画素の画像データとしては散乱線による成分が低減さ
れたものとして得ることができ、散乱線の影響が低減さ
れた透過放射線画像データを得ることができる。
The energy level of the scattered radiation generated in the subject 9 is lower than the energy level of the primary radiation that travels straight through the subject 9 and is transmitted. It contains a lot, and the one with a relatively lower energy level contains a lot of scattered radiation. Also, as described above, the relatively high energy level 60
Radiation above KeV (Energy level peak is about 1
10 KeV) is radiated to the subject 9, and therefore, among radiation incident on the subject and transmitted therethrough, a relatively low energy level of 6 which is not included in the radiation incident on the subject.
0 KeV or less contains a lot of scattered radiation, and 60 KeV or more contains a lot of primary radiation. If energy discrimination is performed using the 60 KeV as a threshold, it can be considered that scattered radiation and primary radiation are accurately distinguished. it can. That is, when energy discrimination is performed using the energy level of 60 KeV as a threshold, the signals output from the counter 42 and the image data generation unit 5 contain a large amount of primary radiation.
This means that radiation of KeV or more has been detected, and as a result,
As the image data of each pixel, it is possible to obtain the image data in which the component due to the scattered radiation is reduced, and it is possible to obtain the transmitted radiation image data in which the influence of the scattered radiation is reduced.

【0058】また、放射線検出器として量子計数型検出
器を使用し、放射線粒子個々のエネルギーレベルを弁別
しているので、1次放射線と散乱線とを精度よく峻別す
ることができる。また、高感度且つ広ダイナミックレン
ジという、量子計数型検出器が有する優れた性質を享受
し、より高品質の画像データを得ることもできる。
Further, since a quantum counting type detector is used as the radiation detector and the energy level of each radiation particle is discriminated, primary radiation and scattered radiation can be distinguished with high accuracy. In addition, the high sensitivity and wide dynamic range of the excellent properties of the quantum counting type detector can be enjoyed, and higher quality image data can be obtained.

【0059】このようにして、放射線源2および放射線
検出器3(詳しくはその検出部30)の被写体9に対す
る所定の回転位置における透過放射線画像データが求め
られたら、放射線源2(発生部20とフィルタ21を一
体にして)および放射線検出器3の検出部30を体軸Z
−Z’を中心に被写体9の回りに所定の角度だけ相対的
に回転させて、上述と同様にその回転位置、つまりその
投影方向における透過放射線画像データを求める。この
ような処理を、被写体9の全周に亘る各投影方向毎の透
過放射線画像データが求められるまで繰り返す。
When the transmitted radiation image data at a predetermined rotation position with respect to the subject 9 of the radiation source 2 and the radiation detector 3 (specifically, the detection unit 30 thereof) is obtained in this manner, the radiation source 2 (the generation unit 20 and the The filter 21 is integrated) and the detection unit 30 of the radiation detector 3 is set to the body axis Z.
By rotating the subject 9 relatively around the subject 9 by a predetermined angle around −Z ′, the transmitted radiation image data in the rotational position, that is, the projection direction is obtained in the same manner as described above. Such processing is repeated until transmitted radiation image data for each projection direction over the entire circumference of the subject 9 is obtained.

【0060】画像データ生成部5が、各投影方向毎の透
過放射線画像データに対してγ補正や画像歪補正等の各
種信号処理を施して被写体9の投影画像データを生成
し、多数の投影方向の投影画像データを使用して、被写
体9のボリュームデータや断層画像データを生成する。
The image data generation unit 5 performs various signal processing such as γ correction and image distortion correction on the transmitted radiation image data for each projection direction to generate projection image data of the subject 9, The volume data and the tomographic image data of the subject 9 are generated using the projection image data.

【0061】上述のように、透過放射線画像データは、
散乱線の影響が低減されたものであるから、ボリューム
データや断層画像データも散乱線の影響が低減され、該
ボリュームデータや断層画像データに基づく画像として
は、画像品質のよい、高S/N・高コントラストの画像
を得ることができる。
As described above, the transmitted radiation image data is
Since the influence of the scattered radiation is reduced, the influence of the scattered radiation is also reduced in the volume data and the tomographic image data. As an image based on the volume data and the tomographic image data, a high S / N having good image quality is obtained. -A high-contrast image can be obtained.

【0062】上記実施の形態においては、放射線源とし
て、比較的高いエネルギーの放射線のみが被写体に照射
されるようにしているが、本発明は必ずしもこれに限定
されるものではなく、被写体に照射される放射線のエネ
ルギーレベルとしては、比較的低いエネルギーから比較
的高いエネルギーまでのある程度の幅を有するものであ
ってかまわない。なぜならば、閾値より低く散乱線と判
定されるエネルギーレベルの放射線は、例え放射線源か
ら被写体に照射されたとしても、画像データとしては利
用されない、無効な放射線となるだけだからである。つ
まり、本発明によれば、エネルギー弁別機能を有する放
射線検出器を使用して、被写体を透過した放射線の内、
比較的高いエネルギー成分には1次放射線が多く含ま
れ、比較的低いエネルギー成分には散乱線が多く含まれ
るとみなして、被写体内で生じる散乱線と略直進する1
次放射線とを峻別(エネルギー弁別)するようにしてい
るので、被写体に入射する放射線のエネルギーレベルの
分布は、エネルギー弁別性能上の差が生じるものの、本
質的な問題とはならない。
In the above embodiment, only relatively high-energy radiation is applied to the subject as a radiation source. However, the present invention is not necessarily limited to this, and the subject is applied to the subject. The energy level of the radiation may have a certain range from relatively low energy to relatively high energy. This is because even if the radiation at an energy level lower than the threshold is determined to be scattered radiation, even if the radiation is irradiated onto the subject from the radiation source, the radiation is simply invalid radiation that is not used as image data. In other words, according to the present invention, a radiation detector having an energy discrimination function is used, and among radiation transmitted through a subject,
It is considered that the relatively high energy component contains a large amount of primary radiation and the relatively low energy component contains a large amount of scattered radiation, and thus, the scattered radiation generated in the subject goes substantially straight.
Since the secondary radiation is distinguished from the secondary radiation (energy discrimination), the distribution of the energy level of the radiation incident on the subject is not an essential problem, although a difference occurs in the energy discrimination performance.

【0063】このような観点から、上記実施の形態で
は、放射線画像データの生成に寄与しない不必要な放射
線を被写体に照射することがないようにフィルタ21を
使用したものである。なお、放射線画像データを生成す
るのに寄与する比較的高いエネルギーレベルの放射線の
みを被写体に照射することにより、放射線源から発せら
れた放射線を無駄なく利用することができ、効率的であ
るのは勿論である。
From such a viewpoint, in the above embodiment, the filter 21 is used so as not to irradiate the subject with unnecessary radiation which does not contribute to the generation of the radiation image data. By irradiating the subject with only radiation having a relatively high energy level that contributes to generating radiation image data, the radiation emitted from the radiation source can be used without waste, and it is efficient Of course.

【0064】また、上記実施の形態においては、放射線
検出器として、放射線粒子のエネルギーレベルを粒子個
々に計数することのできる量子計数型の放射線検出器を
使用したものについて説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、比較的低いエネルギーレベルの散
乱線と比較的高いエネルギーレベルの1次放射線とをエ
ネルギー弁別することができるものであればどのような
ものを使用してもよく、例えば散乱線と1次放射線の平
均エネルギーレベルの差に基づいて両者を峻別するもの
を使用することもできる。
Further, in the above-described embodiment, the radiation detector using the quantum counting type radiation detector capable of counting the energy level of radiation particles individually has been described. The present invention is not limited to this, and any material that can discriminate energy between scattered radiation having a relatively low energy level and primary radiation having a relatively high energy level may be used, For example, a device that distinguishes between the scattered radiation and the primary radiation based on the difference between the average energy levels thereof can also be used.

【0065】さらに上述の実施の形態は、本発明による
放射線画像信号検出装置をコーンビームCTに適用した
ものであるが、本発明はこれに限定されるものではな
い。つまり、放射線を放射線検出器で検出して放射線画
像信号を得る装置であればどのようなものであってもよ
く、放射線検出器としてエネルギー弁別機能を有する放
射線検出器を使用して、被写体内で生じる散乱線と略直
進する1次放射線とを峻別する本発明による放射線画像
信号検出装置を適用することができる。
Further, in the above-described embodiment, the radiation image signal detecting apparatus according to the present invention is applied to the cone beam CT, but the present invention is not limited to this. That is, any device may be used as long as it detects radiation with a radiation detector and obtains a radiation image signal. The radiation image signal detection device according to the present invention, which distinguishes generated scattered radiation from primary radiation that travels substantially straight, can be applied.

【0066】また、ここで使用する放射線検出器として
は、その形状は問わず、装置構成に合わせた形状とすれ
ば良く、0次元的(点状)に放射線を検出するドットセ
ンサー、1次元的に放射線を検出するいわゆるラインセ
ンサー、2次元的に放射線を検出するいわゆるエリアセ
ンサーのいずれでもよい。
The radiation detector used here may have any shape, regardless of its shape, and may have a shape conforming to the configuration of the apparatus. A dot sensor for detecting radiation in a zero-dimensional (dot-like) manner, a one-dimensional radiation sensor Any of a so-called line sensor for detecting the radiation in a second direction and a so-called area sensor for detecting the radiation in a two-dimensional manner may be used.

【0067】例えば、従来のX線CTや通常のヘリカル
CTでは、散乱線除去のためにスリット撮影を行うこと
があるが、本発明による放射線画像信号検出装置を該X
線CT等に適用すれば、スリットを使用しなくても散乱
線の影響を低減することができるので、スリット撮影が
不要になる。
For example, in a conventional X-ray CT or a normal helical CT, slit imaging is sometimes performed to remove scattered radiation.
When applied to a line CT or the like, the effect of scattered radiation can be reduced without using a slit, so that slit imaging is not required.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による放射線画像信号検出装置を適用し
たコーンビームCT装置の概略図
FIG. 1 is a schematic diagram of a cone beam CT apparatus to which a radiation image signal detecting apparatus according to the present invention is applied.

【図2】放射線検出器の1画素分の詳細を示すブロック
図(A)および波形図(B)
FIG. 2 is a block diagram (A) and a waveform diagram (B) showing details of one pixel of the radiation detector.

【図3】放射線源から発せられた放射線のエネルギース
ペクトル図
FIG. 3 is an energy spectrum diagram of radiation emitted from a radiation source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 放射線画像信号検出装置を適用したコーンビーム
CT装置 2 放射線源 3 放射線検出器 5 画像データ生成部 9 被写体 20 発生部 21 フィルタ 30 検出部 31 センサー 32 アンプ 40 信号処理部 41 コンパレータ 42 カウンタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cone beam CT apparatus which applied the radiation image signal detection apparatus 2 Radiation source 3 Radiation detector 5 Image data generation part 9 Subject 20 Generation part 21 Filter 30 Detection part 31 Sensor 32 Amplifier 40 Signal processing part 41 Comparator 42 Counter

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体の一方に放射線を発する放射線源
を配し、前記被写体の他方に放射線検出器を配し、前記
被写体を透過した放射線を前記放射線検出器で検出する
ことにより前記被写体の放射線画像信号を得る放射線画
像信号検出装置において、 前記放射線検出器が、放射線のエネルギーレベルに応じ
たレベルの信号を出力する検出部と、該検出部から出力
される信号の内、特定の閾値以上のエネルギー成分によ
る信号のみに基づいて前記放射線画像信号を得る信号処
理部とから成るものであることを特徴とする放射線画像
信号検出装置。
1. A radiation source for emitting radiation is arranged on one of the objects, a radiation detector is arranged on the other of the objects, and the radiation transmitted through the object is detected by the radiation detector, whereby the radiation of the object is detected. In a radiation image signal detection device that obtains an image signal, wherein the radiation detector outputs a signal having a level corresponding to the energy level of radiation, and among signals output from the detection unit, A signal processing unit for obtaining the radiation image signal based only on a signal based on an energy component.
【請求項2】 被写体の一方にコーン状の放射線を発す
る放射線源を配し、前記被写体の他方に放射線検出器を
配し、前記放射線源と前記放射線検出器とを前記被写体
を挟んで該被写体の回りに相対的に回転させながら前記
被写体を透過した放射線を前記放射線検出器で検出する
ことにより前記被写体の放射線画像信号を得る放射線画
像信号検出装置において、 前記放射線検出器が、放射線のエネルギーレベルに応じ
たレベルの信号を出力する検出部と、該検出部から出力
される信号の内、特定の閾値以上のエネルギー成分によ
る信号のみに基づいて前記放射線画像信号を得る信号処
理部とから成るものであることを特徴とする放射線画像
信号検出装置。
2. A radiation source that emits cone-shaped radiation is arranged on one of the objects, a radiation detector is arranged on the other of the objects, and the radiation source and the radiation detector are sandwiched between the objects. A radiation image signal detection device that obtains a radiation image signal of the subject by detecting radiation transmitted through the subject with the radiation detector while relatively rotating around the radiation source, wherein the radiation detector has an energy level of radiation. And a signal processing unit that obtains the radiation image signal based only on a signal having an energy component equal to or greater than a specific threshold among the signals output from the detection unit. A radiation image signal detection device, characterized in that:
【請求項3】 前記放射線検出器が量子計数型検出器で
あることを特徴とする請求項1または2記載の放射線画
像信号検出装置。
3. The radiation image signal detection device according to claim 1, wherein the radiation detector is a quantum counting type detector.
【請求項4】 前記放射線源が、前記閾値以上のエネル
ギーレベルの放射線のみを前記被写体に照射する照射エ
ネルギー制御手段を備えていることを特徴とする請求項
1から3いずれか1項記載の放射線画像信号検出装置。
4. The radiation according to claim 1, wherein the radiation source includes irradiation energy control means for irradiating the subject with only radiation having an energy level equal to or higher than the threshold. Image signal detection device.
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