MOS型リアルタイム医用検出装置の研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07457196
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 佐々木 康人 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (80081694)
• 研究分担者: 水野 誠一郎 浜松ホトニクス(株), 専任部員 ; 小野木 雄三 東京大学, 医学部附属病院, 助手 (90233593) ; 中川 恵一 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (80188896) ; 青木 幸昌 東京大学, 医学部附属病院, 助教授 (40143474)
• キーワード: 2次元検出器 / C-MOS / リアルタイム検出器

研究概要

本年度は主として、画像読み出し速度の向上とノイズの低減を図る研究を行った。CMOSチャージアンプには、各チャージアンプのアンプノイズを減らす目的でCollerated double sampling circuitを、各アンプ間のばらつきによる固定パターンノイズを減らす目的でOffset variance compensation circuitを設けた。露光後の素子の出力波形から、立ち上がり時間、立ち下がり時間はそれぞれ400nsec,600nsecであり、読み出し速度は素子あたり約1μ秒となった。256×256個の素子に対しては0.066秒を要し、垂直シフトレジスタのスキャン速度としては1MHz、フレームレートとしては約15フレーム/秒となった。400μm厚のヨウ化セシウムシンチレータを3mm厚の光ファイバープレートを介して、フォトダイオードアレイ受光面にコーティングしてX線用2次元検出器を試作し、特性評価を行った。シンチレータ変換効率は500光子/X線光子、開口率は約60%、フォトダイオード変換効率は約50%であった。画像解像度は設計通り、2.51p/mmの分解能を得た。ノイズレベルは約1.5mVrmsで、飽和電圧は1.8V、ダイナミックレンジは1200:1であった。管電圧60kV、管電流5mA、フレームレート2/秒での手指の画像はFCRと比較して遜色ない画質であった。X線管電圧60kVp、X線管電流0.5mA、フレームレート15フレーム/sec、ディテクタ面線量率2.5mR/secで十分な画質が得られたが、透視レベルの線量率ではノイズレベル以下の信号しか得られなかった。今後感度を2桁向上させる必要がある。また、大面積化についても、来年度の研究に備え、フレキケーブルやバンフを用いる方法などの予備的検討を行った。

研究成果

• [文献書誌] 中川恵一,佐々木康人,他: "ノンコプラナ法による高精度放射線治療" 医学のあゆみ. 177. 136-137 (1996)
• [文献書誌] 中川恵一,佐々木康人,他: "治療用電子線またはX線のエネルギー測定の問題点を探る" 日本放射線技術学会雑誌. 52. 425-429 (1996)
• [文献書誌] Sakata K,Sasaki Y,et al: "Radiation therapy for patients with xeroderma pigmentosum" Radiation Medicine. 14. 87-90 (1996)
• [文献書誌] 中川恵一,佐々木康人,他: "三次元治療計画の現状と問題点" 新医療. 264. 59-6 (1996)
• [文献書誌] Aoki Y,Sasaki Y,et al: "Clinical evaluation of Gamma knife radiosurgery for arteriovenoius malformation intracranical" Radiation Medicine. 14. 265-268 (1996)
• [文献書誌] 小野木雄三,佐々木康人,他: "電子的照合画像を利用した患者セットアップ精度の解析" 日本放射線腫瘍学会誌. 8. 265-276 (1996)