被曝線量低減のための半導体アレイ式医療用X線撮像装置の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08557140
• Section: 試験
• Research Institution: Fukui University of Technology
• Principal Investigator: 金森 仁志 福井工業大学, 工学部, 教授 (70027770)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 敏幸 (株)島津製作所, 基盤研究所, 主任研究員 ; 滝川 厚 広島県立保健福祉短期大学, 助教授 (80197227) ; 窪田 英明 大阪大学, 医学部, 助手 (30234496) ; 松本 政雄 大阪大学, 医学部, 助教授 (50149944) ; 中森 伸行 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (20107353)
• Keywords: 医用X線画像 / 半導体アレイ / CdTe半導体検出器 / 被曝線量 / 画質 / 散乱線除去用グリッド

Research Abstract

(1)CdTe半導体検出器のドーパントの選定
今回、新たに、帯域融解法(THM)で結晶を作成し、In,Ca,Clの3種類のドーパントについて、CdTe検出器の計数特性を検討した結果、Clドープ結晶基板で作製した検出基が医学診断用撮像装置の検出器材料として適当であった。
(2)CdTe検出器の臨床画像への応用
Clドープ基板のCdTe検出器で画素ピッチ500μm、画素数768×4の多チャンネル検出器を作製し、胸部ディジタル画像を作った。従来のX線フィルム像と比べて、肺野、横隔膜や、心臓に重なる部位での診断効果が高かった。この事を振幅伝達関数(MTF)を用いて説明した。
(3)CdTe、CeZnTe半導体検出器を用いた診断用X線スペクトル測定法
従来のGe検出器で測定した結果と比べて、高エネルギー部の補正がむづかしい事がわかった。
しかし常温で使えて小型であるから、被曝線量を簡単に推定、相互比較するための機器として有用である事が分かった。
(4)画面に入射する散乱X線スペクトルの測定
半角45度の円錐型コリメータとビームストッパを使って、従来のGe検出器に被写体からのX線ビームを入射させて、画像上の一点に入射する一次線と散乱線を分離出来た。散乱線除去用グリッドを入れてもこの方法でスペクトルを分離できた。
(5)画面に入射する散乱X線スペクトルの計算
モンテカルロ・シミュレーション法を用いてグリッドをもちいた場合の散乱線スペクトルを計算し、Bucky factorとcontrast improvement factorを算出した。
その結果、管電圧を変えても、この二つの量はほぼ比例することが分かった。このデータから、画像のコントラスト(contrast improvement factorに比例)と被曝線量(Bueky factorに比例)をバランスさせて最適なグリッドを選択する事ができる。
(6)ノンスクリーン撮影
この場合について、最適撮影条件の、一つの算出法を提案した。
(7)増感紙・フィルム系の振幅伝達関数(MTF)
管電圧依存性を測定した結果、散乱X線の効果で、管電圧が高くなるとMTFが少し悪くなることを見出した。

Research Products

• [Publications] 佐藤賢治: "マルチチャネルCdTe放射線検出器とその応用" 放射線. 22・3. 53-62 (1996)
• [Publications] 松本政雄: "CdTe,CdZnTe検出器を用いて測定した診断用X線スペクトルの補正" 放射線. 22・3. 63-72 (1996)
• [Publications] A.Takigawa: "Effects of antiscatter grid on x-ray spectrum and radiographic contrast" Journal of Photographic Science. 44・3. 93-98 (1996)
• [Publications] 滝川厚: "Cadmium Zinc Telluride検出器を用いた骨密度測定装置のX線スペクトル測定" 日本写真学会雑誌. 60・3(印刷中). (1997)
• [Publications] H.Arimura: "Tube voltage dependence of modulation transfer function for a rare-earth screen film system" Journal of The Society of Photographic Science and Technology of Japan. 60・3(印刷中). (1997)
• [Publications] 尾崎吉明: "軟X線写真の最適撮影條件" 日本写真学会雑誌. 60・3(印刷中). (1997)