12a-P2-4

12a-P2-4
第62回応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集 (2015 東海大学 湘南キャンパス)
第三世代コンピュータ断層撮影に対応する
電流測定・エネルギー分解 X 線検出器の開発
Development of a current measurement and energy-resolved X-ray detector
for the third-generation computed tomography
○叶井絵梨 1、神野郁夫 1、山下良樹 1、小川剛史 1、眞正浄光 2(1 京大院工、2 首都大学東京)
○Eri Kanai 1，Ikuo Kanno 1，Yoshiki Yamashita 1，Tsuyoshi Ogawa 1，
Kiyomitsu Shinsho 2 (1 Kyoto Univ. ，2 Tokyo Metropolitan Univ.)
CT 値(cm-1)
E-mail : [email protected]
錫吸収体
1. 背景 当研究室では X 線を電流として測定し，解析によりエネ
ルギー情報を得る積層型 transXend 検出器を考案した(Fig.1)[1] ．
この検出器を用いた測定は，ペンシルビーム X 線をひとつの検出器
で測定する第一世代 CT に対応している．しかし，臨床に応用する
には，コーンビーム X 線を２次元検出器で測定する第三世代 CT で
測定する必要がある．このため昨年度は空間分解能が 2mm
角の平面型 transXend 検出器を作成した[2]．本研究では空
Fig.1 transXend 検出器の概略図.
間分解能を 1mm 角とし，また，管電圧を変更して測定を
熱ルミネッセンス板
行い，エネルギー分解 CT 測定を実証した．
2. 2 次元電流検出器を用いたエネルギー分解測定法
1ch 2ch
積層型 transXend 検出器において，ある要素検出器に対
3ch 4ch
してその前方の要素検出器は X 線の吸収体として作用する
これより，２次元 X 線検出器の表面に数種類の吸収体を配
1ch No absorber
置し，入射 X 線のスペクトルを変化させることで，平面型
2ch Sn absorber
transXend 検出器を作製できる．本研究では，熱ルミネッ
3ch Cu absorber
センス板に幅 0.5 mm，厚さ 100 μm の Sn ,Cu の 2 種の
Sn
Cu 4ch Sn + Cu
異なるストリップ吸収体を Fig. 2 のように格子状に配置
した．1～4 ch の吸収体を透過したＸ線を電流値として測
Fig.2. 熱ルミネッセンス板を
定し，積層型 transXend 検出器の要素検出器出力とみな
用いた transXend 検出器の概略図.
した．
1.4
3.実験
X 線管電圧は 100,120, 150 kV，管電流は 6.0
mA，照射時間は 60 分である．熱ルミネッセンス板の
1.2
サイズは 80 mm×80 mm×1 mm で，読み取りに用いた
1.0
冷却 CCD カメラ（Atik383L+, ATIK）のピクセルサ
イズは 5.4 μm×5.4 μm である．応答関数測定では，ア
0.8
クリル厚さとヨウ素厚さをそれぞれ 12～42 mm および
0～60 μm と変化させて，それらの組み合わせ全てにつ
0.6
いて通過した X 線による熱ルミネッセンス板の発光量
0.4
を測定した．次に円柱アクリルファントムを透過した X
線による発光量を測定した．円柱アクリルファントムの
0.2
直径は 30 mm で，中心に直径 5 mm のヨウ素領域を有
90 100 110 120 130 140 150 160
する．ヨウ素は X 線透過距離 5 mm 当り 30 μm の濃度
加速電圧(kV)
とした．円柱ファントムの測定データを 17 回くり返し，
Fig.3.エネルギー分解 CT (黒)と
10 度ごとの回転測定データとした．エネルギー範囲 E1
電流 CT (白)で得られたヨウ素
(15.0－33.5 keV) , E2 (33.5 – 39.0 keV) , E3 (39.0 – 80.0
(▲,△)とアクリル(■,□)CT 値と
keV), E4 (80.0 –Emax) における CT 画像を作成した．Emax
それらの差(●,○)
は X 線管電圧 100,120,150 kV のとき 96,114,143 keV で
ある．得られた CT 値を Fig. 3 にまとめた.
4. 結論 エネルギー分解 CT では，CT 値は誤差の範囲で一定であった．これは，解析に用いる
エネルギー範囲が一定なので，X 線の平均エネルギーが同じになるためである．以上より，平面
放射線検出器に複数の吸収体を配置することで積層型 transXend 検出器と同様に動作し，加速
電圧を変えても入射スペクトルに依存しない，エネルギー分解 CT 測定が可能であるといえる．
[1] I.Kanno, R.Imamura, et al. J. Nucl. Sci. Technol.,45, 1165-1170 (2008).
[2] 小川剛史,応用物理学会 2014 春,19a-PA1-25．
© 2015年 応用物理学会
03-051