JP2000304866A - 一体型自己整合ｘ線検出装置アセンブリ - Google Patents

一体型自己整合ｘ線検出装置アセンブリ

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JP2000304866A
JP2000304866A JP2000090017A JP2000090017A JP2000304866A JP 2000304866 A JP2000304866 A JP 2000304866A JP 2000090017 A JP2000090017 A JP 2000090017A JP 2000090017 A JP2000090017 A JP 2000090017A JP 2000304866 A JP2000304866 A JP 2000304866A
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George Haruutian Simon
ジョージ ハルーティアン サイモン
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】一緒に組み立てられた時、すべてのフォトダイ
オード、シンチレータ結晶、および散乱防止プレートの
位置が自己整合するような、完全に一体型のＸ線検出装
置アセンブリを提供する。 【解決手段】所定のアレーパターンの形に、サポート１
４上に配列されている複数のフォトダイオード１６と、
フォトダイオード１６の上に配置され、フォトダイオー
ドのアレーに対応するセルのアレーを含む整合格子２４
と、フォトダイオード・アレー内の対応するフォトダイ
オード１６とペアになるように、整合格子２４のセル上
に配置されている複数のシンチレータ結晶１８と、シン
チレータ結晶１８に対して所定の整合状態になるよう
に、整合格子２４の一部と整合している散乱防止プレー
ト３２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ断層
撮影（ＣＴ）スキャナ用のＸ線検出装置システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】第
三世代タイプのＣＴスキャナは、環状ディスクの直径方
向の対向側面上に、それぞれ固定されているＸ線源およ
びＸ線検出装置システムを含む。上記Ｘ線検出装置シス
テムは、ガントリ・サポート内に自由に回転できるよう
に装着されていて、そのため、走査中、上記ディスク
は、回転軸を中心にして回転し、一方、Ｘ線は上記Ｘ線
源から、ディスクの開口部内に位置する対象物を通っ
て、Ｘ線検出装置システムに達する。
【０００３】検出装置システムは、通常、Ｘ線源からＸ
線が放出される焦点のところに、曲率の中心を持つ円の
円弧に沿って配置されている検出装置のアレーを含む。
走査中、測定の瞬間に一つの検出装置により検出された
Ｘ線は、その経路にあるすべての対象物の質量により減
衰する。検出装置は、この減衰を検出し、この減衰の関
数として、すなわち、Ｘ線の経路内の質量の密度の関数
として一つの強度測定値を発生する。
【０００４】Ｘ線の密度データから正確な画像を再構成
するには、Ｘ線の位置、また検出装置の位置を正確に知
らなければならない。さらに、密度の濃い物質は、Ｘ線
を散乱させる傾向があるので、Ｘ線源から各検出装置へ
直線的に移動しないすべての放射を上記各検出装置の測
定値から除外することが重要である。この散乱放射を除
去するために、非常に薄い不透明な散乱防止プレート
が、通常、検出装置と走査中の対象物との間に置かれ
る。この場合、個々のプレートは、放射源と各検出装置
との間を、半径方向の直線経路を通るＸ線だけが、実質
的に検出装置に到着することができるようにすることに
より、放射源からのＸ線を視準するように整合してい
る。
【０００５】都合の悪いことに、散乱防止プレートを設
置しなければならないために、他の問題が起こる。何故
なら、これらプレートが検出装置上にＸ線が到着するの
を「阻害」した場合には、これらプレートは、すべての
散乱防止プレートが、すべての検出装置に到着するＸ線
を同じように遮断しない限り、測定値は影響を受ける。
Ｘ線が遮断された各検出装置の出力は、低下するばかり
でなく、Ｘ線源、散乱防止プレートおよび／または検出
装置の検出できる相対的運動により変調される。
【０００６】明らかに、これらの要件を満たすことは困
難である。近代Ｘ線断層撮影スキャナに期待される解像
度を実現するためには、数百の検出装置が必要になる。
この場合、Ｘ線ビームの円弧の一度に数個の検出装置が
位置することになる。そうするには、通常の検出装置の
幅は、１ミリ程度になる。通常の散乱防止プレートの幅
は、検出装置の幅の約１０％である。隣接する検出装置
の間のギャップは、それよりちょっとだけ狭い。それ
故、検出装置および散乱防止プレートの位置および整合
を極度に正確なものにしなければならない。問題をさら
に複雑にするのは、アセンブリ全体が、通常、約６０〜
１２０ｒｐｍの速度で、走査対象物の周囲を回転し、実
質的に変化する力を発生し、頑丈な装着技術が必要にな
ることである。二次元検出装置アレーを導入すると、一
つの次元だけでなく、二つの次元に許容誤差の蓄積が起
こるが、そのため、検出装置および散乱防止プレートの
非常に正確な位置決めがさらに重要なことである。
【０００７】高い解像度の検出装置サブシステムに関す
る問題点は、放射源からのＸ線ビームに対する検出装置
および散乱防止プレートの比較的厳しい整合要件を満足
させ、維持しなければならないことである。許容範囲
は、サブシステムの相対的整合のすべての温度変化およ
び振動の変化により、さらに厳しいものになる。
【０００８】断層撮影システムにおいて、検出装置およ
び散乱防止プレートを容易に正確な位置に配置し、正確
に整合するための種々の試みが行われてきた。例えば、
本発明の譲受人に譲渡された、ドブス他の米国特許第
５，４８７，０９８号は、検出装置および散乱防止プレ
ートのアレー用の予め組み立てたモジュールを開示して
いる。検出装置および散乱防止プレートのモジュール
は、支持構造体または脊柱にそれぞれ取り付けられ、こ
の支持構造体または脊柱は、断層撮影システムの回転ガ
ントリに取り付けられる。最大量の放射を受けるため
に、各検出装置モジュールは、対応する散乱防止プレー
ト・モジュールと整合していなければならないし、モジ
ュールの各組は、焦点に対して整合していなければなら
ない。
【０００９】ショウ他の米国特許第４，３３８，５２１
号は、一方が検出装置を含み、他方が散乱防止プレート
を含む二つの自由に着脱することができる組立部分を含
む、モジュラ検出装置アレーを開示している。相互に整
合させるために、アレーの二つの部分は一緒に組み立て
なければならない。その後で、組立モジュールを照射源
に整合させ、断層撮影装置に固定状態に装着しなければ
ならない。
【００１０】ディビアンカ他の米国特許第４，４２９，
２２７号は、ダイオード支持フレーム内の一組のダイオ
ード、一組のシンチレータ・バー、およびダイオード支
持フレームの対応する延長部と係合するための、延長部
を含むコリメータを備えるモジュラＸ線検出装置を開示
している。コリメータ・プレートは、シンチレータ・バ
ーを収容するために、各側面上にポケットを含む。コリ
メータ・プレート／ダイオードの各組は、弓形のハウジ
ングの各端部部材に装着されている一組のセラミック部
分のスロットに別々に装着されている。
【００１１】従来技術は、その内部で、検出装置と散乱
防止プレートが、本質的に相互に整合している、完全に
一体型の検出装置／散乱防止プレート・アセンブリを開
示していない。それ故、一緒に組み立てられた時、すべ
てのダイオード、シンチレータ結晶、および散乱防止プ
レートが自己整合するような、完全な一体型のＸ線検出
装置および散乱防止プレート・アセンブリを開発できれ
ば有利である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、一体型自己整
合Ｘ線検出装置アセンブリを提供する。該検出装置アセ
ンブリは、検出装置アセンブリ用のサポートと、所定の
アレー・パターン内のサポート上に配列されている複数
のフォトダイオードと、フォトダイオードから信号プロ
セッサに電気信号を送信するために、上記フォトダイオ
ードと上記信号プロセッサとの間の、対応する複数の電
気的接続と、フォトダイオードの上に配置され、フォト
ダイオードのアレーに対応するセルのアレーを含む整合
格子と、フォトダイオード・アレー内の各フォトダイオ
ードが、対応するシンチレータ結晶とペアになるよう
に、上記整合格子のセル上に配置されている複数のシン
チレータ結晶と、上記散乱防止プレートが、シンチレー
タ結晶に対して所定の整合状態になるように、整合格子
の一部と整合している複数の散乱防止プレートとを備え
る。
【００１３】ある実施形態の場合には、フォトダイオー
ドおよびシンチレータ結晶は、一次元アレーの形に配置
されている。他の実施形態の場合には、上記素子は、二
次元アレーの形に配置されている。
【００１４】好適な実施形態の場合には、整合格子は、
整合格子の対向端部から延びる延長部を含む。ある実施
形態の場合には、延長部は整合格子と同じ平面上に位置
する。他の実施形態の場合には、延長部は、整合格子の
平面を横切っている。
【００１５】アセンブリは、さらに、整合格子の両端部
の間を整合格子の平面から横方向に延びる延長部を含む
ことができる。
【００１６】ある実施形態の場合には、散乱防止プレー
トは、シンチレータ結晶と整合している。他の実施形態
の場合には、散乱防止プレートは、シンチレータ結晶の
間のギャップと整合している。
【００１７】本発明の上記および他の目的および利点の
一部についてはすでに説明したし、その他の部分につい
ては以下に説明する。従って、本発明は、構造体、以下
に詳細な説明中に例により説明する素子の組合せ、およ
び部品からなる装置を備える。本発明の範囲について
は、特許請求の範囲に記載する。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の検出装置アセン
ブリ１０である。装着ブロック１２は、以下に説明する
ように、その上に、フォトダイオード１６、およびシン
チレータ結晶１８が配置されている基板１４を支持す
る。導電性相互接続パターン２０は、基板１４上に印刷
されていて、フォトダイオード１６から、信号送信ケー
ブル（図示せず）への電気的リード線のネットワークを
形成している。フォトダイオード１６は、基板上に所定
のアレーの形に配置されていて、そのため、各フォトダ
イオードは、フォトダイオードと、その下に位置する印
刷した相互接続ネットワーク・パターン２０との間を電
気的に接続しているワイヤ・リード線２２を通して、信
号送信ケーブルに電気的に接続している。
【００１９】図２は、整合格子２４の詳細図である。格
子２４は、格子バー２７により分離しているセル２６の
アレーを含む。セル２６は、好適には、一つのセル当り
一つのシンチレータ結晶１８を収容できる大きさである
ことが好ましい。
【００２０】整合格子２４は、フォトダイオード・アレ
ー上に配置されていて、そのため各フォトダイオード
は、整合格子のセルの下に位置する。その後で、シンチ
レータ結晶１８は、格子の上に設置され、格子の各セル
内で整合し、そのため、各シンチレータ結晶１８は、対
応するフォトダイオード１６と整合する。
【００２１】図２に最もハッキリ示すように、整合格子
２４は、スロット３０を含む一組の延長部２８を含む。
スロットは、図３および図４に最もハッキリ示すよう
に、散乱防止プレート３２の縁部を収容することができ
る正確な大きさを持つ。散乱防止プレート３２の縁部
は、散乱したＸ線が、シンチレータ結晶に当たるのを防
止するような方法で、シンチレータ結晶のアレー上に配
置されるように、整合格子２４の延長部２８内のスロッ
ト３０にはめ込まれている。このような方法で整合格子
を使用することにより、散乱防止プレートおよびシンチ
レータ結晶は、相互に正確に整合する。
【００２２】整合格子２４は、好適には、セル２６のア
レーを形成するために、正確に機械工作され、エッチン
グされる、アルミニウムのような軽量の材料で作ること
が好ましい。好適な実施形態の場合には、整合格子は、
セルの間のギャップ、およびセルと格子バーとのスロッ
トとの整合が、必要な精度および正確さになるように、
フォトエッチングまたはレーザ・エッチングされる。
【００２３】本発明のある実施形態の場合には、整合格
子延長部のスロット３０は、整合格子の格子バー２７と
整合している。この整合により、散乱防止プレート３２
は、隣接するシンチレータ結晶の間のギャップを形成す
る格子バー２７を確実に遮蔽するが、結晶そのものは遮
蔽しない。他の実施形態の場合には、スロット３０は格
子のセル２６と整合する。この整合により、結晶上に散
乱防止プレートが存在することによる信号の変調を避け
るために、好適には、均一な方法で、シンチレータ結晶
を遮蔽するようにな場所に確実に位置することが好まし
い。
【００２４】整合格子は、図４に示すように、一次元結
晶アレー、および図３に示すように、二次元アレーの両
方に、散乱防止プレートを自己整合するために役に立
つ。シンチレータ結晶の大きさは、図２の整合格子のセ
ルの大きさで示すように、同じでなくてもよいし、図４
の格子の均一のセルのように、同じ大きさであってもよ
い。
【００２５】図２および図４に示すように、整合格子の
延長部２８は、整合格子の平面に位置することもできる
し、図３に示すように、格子の平面を横切って延びても
よい。図４の実施形態の場合には、散乱防止プレート３
２は、プレートが、整合格子の延長部のスロットと容易
に整合することができるように、脚部３４または他の延
長部を含むことができる。
【００２６】図３の実施形態の場合には、整合格子の延
長部は、格子の平面を横切って延びていて、散乱防止プ
レートをスロットに直接はめ込むことができる。
【００２７】本発明の場合には、図３の整合格子は、特
に、その幅と比較すると比較的長い結晶アレーにおい
て、さらに散乱防止プレート３２の支持および整合を改
善するために、整合格子の外縁部の間に配置されてい
て、整合格子の平面を横切って延びる一つまたはそれ以
上の追加の延長部３６を含むことができる。
【００２８】本明細書に開示する本発明の範囲から逸脱
することなしに、上記装置にいくつかの変更を行うこと
ができるので、上記説明に記載し、添付の図面に示した
すべてのものは、例示としてのものであって、本発明を
制限するものではないと解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
本発明の性質および目的をさらによく理解するために
は、添付の図面を参照しながら、以上の詳細な説明を読
んでほしい。
【図１】本発明のＸ線検出装置アセンブリの分解側面図
である。
【図２】本発明のアセンブリで使用する整合格子の一実
施形態の平面図である。
【図３】散乱防止プレートを含む整合格子の他の実施形
態の分解斜視図である。
【図４】散乱防止プレートを含む整合格子のさらに他の
実施形態の分解斜視図である。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一体型自己整合Ｘ線検出装置アセンブリ
    であって、 前記検出装置アセンブリ用のサポートと、 所定のアレー・パターンの形に、前記サポート上に配列
    されている複数のフォトダイオードと、 前記フォトダイオードから信号プロセッサに電気信号を
    送信するために、前記フォトダイオードと前記信号プロ
    セッサとの間の、対応する複数の電気的接続と、 前記フォトダイオードの上に配置され、フォトダイオー
    ドのアレーに対応するセルのアレーを含む整合格子と、 前記フォトダイオード・アレー内の各フォトダイオード
    が、対応するシンチレータ結晶とペアになるように、前
    記整合格子の前記セル上に配置されている複数のシンチ
    レータ結晶と、 前記散乱防止プレートが、前記シンチレータ結晶に対し
    て所定の整合状態になるように、整合格子の一部と整合
    している複数の散乱防止プレートとを備える一体型自己
    整合Ｘ線検出装置アセンブリ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の一体型自己整合Ｘ線検
    出装置アセンブリにおいて、前記フォトダイオードおよ
    びシンチレータ結晶が、一次元アレーの形に配置されて
    いる一体型自己整合Ｘ線検出装置アセンブリ。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の一体型自己整合Ｘ線検
    出装置アセンブリにおいて、前記フォトダイオードおよ
    びシンチレータ結晶が、二次元アレーの形に配置されて
    いる一体型自己整合Ｘ線検出装置アセンブリ。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の一体型自己整合Ｘ線検
    出装置アセンブリにおいて、前記整合格子が、前記整合
    格子の対向端部から延びる延長部を含む一体型自己整合
    Ｘ線検出装置アセンブリ。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の一体型自己整合Ｘ線検
    出装置アセンブリにおいて、前記延長部が、前記整合格
    子の平面内の方向に延びる一体型自己整合Ｘ線検出装置
    アセンブリ。
  6. 【請求項６】 請求項４に記載の一体型自己整合Ｘ線検
    出装置アセンブリにおいて、前記延長部が、前記整合格
    子の平面を横切る方向に延びる一体型自己整合Ｘ線検出
    装置アセンブリ。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の一体型自己整合Ｘ線検
    出装置アセンブリにおいて、さらに、前記整合格子の端
    部の間のある位置から、前記整合格子の平面から横方向
    に延びる延長部を含む一体型自己整合Ｘ線検出装置アセ
    ンブリ。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の一体型自己整合Ｘ線検
    出装置アセンブリにおいて、前記散乱防止プレートが、
    前記シンチレータ結晶とほぼ整合している一体型自己整
    合Ｘ線検出装置アセンブリ。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の一体型自己整合Ｘ線検
    出装置アセンブリにおいて、前記散乱防止プレートが、
    前記シンチレータ結晶の間のギャップとほぼ整合してい
    る一体型自己整合Ｘ線検出装置アセンブリ。
  10. 【請求項１０】 放射源と、放射を検出し、検出した放
    射を表わす電気信号を信号プロセッサに送信するための
    Ｘ線検出装置アセンブリと、前記放射源と前記検出装置
    アセンブリとの間に置かれた、走査対象の対象物用のサ
    ポートとを含むコンピュータＸ線断層撮影システム用の
    Ｘ線検出装置アセンブリであって、該Ｘ線検出装置アセ
    ンブリが、 前記検出装置アセンブリ用のサポートと、 所定のアレー・パターンの形に、前記サポート上に配列
    されている複数のフォトダイオードと、 前記フォトダイオードから信号プロセッサに電気信号を
    送信するために、前記フォトダイオードと前記信号プロ
    セッサとの間の、対応する複数の電気的接続と、 前記フォトダイオードの上に配置され、フォトダイオー
    ドのアレーに対応するセルのアレーを含む整合格子と、 前記フォトダイオード・アレー内の各フォトダイオード
    が、対応するシンチレータ結晶とペアになるように、前
    記整合格子の前記セル上に配置されている複数のシンチ
    レータ結晶と、 前記散乱防止プレートが、前記シンチレータ結晶に対し
    て所定の整合状態になるように、前記整合格子の一部と
    整合している複数の散乱防止プレートとを備えるＸ線検
    出装置アセンブリ。
JP2000090017A 1999-04-01 2000-03-29 一体型自己整合ｘ線検出装置アセンブリ Pending JP2000304866A (ja)

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US09/283,715 US6181767B1 (en) 1999-04-01 1999-04-01 Integrated, self-aligning X-ray detector
US09/283715 1999-04-01

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