JP2000325332A - イメージング・システム用のコリメータ装置およびその製作方法 - Google Patents

イメージング・システム用のコリメータ装置およびその製作方法

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JP2000325332A JP2000110457A JP2000110457A JP2000325332A JP 2000325332 A JP2000325332 A JP 2000325332A JP 2000110457 A JP2000110457 A JP 2000110457A JP 2000110457 A JP2000110457 A JP 2000110457A JP 2000325332 A JP2000325332 A JP 2000325332A
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ピーター・マイケル・エディック
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つの直交する平面で放射線をコリメートす
ることができる、放射線イメージング・システムで使用
するためのコリメータ、およびこうしたコリメータを製
作するための方法を提供する。 【解決手段】 コリメータ（１００）は、その中を通過
して延伸する複数の焦点に関して整列したチャネル（１
０２）を設けた、放射線吸収材料からなるブロック（１
０１）を備える。別の態様では、コリメータは、互いに
対して直交する焦点に関して整列した複数の第１及び第
２のプレート・セット（２０１、２０３）をそれぞれ有
する第１及び第２のコリメータ部分（２０４、２１２）
を備える。コリメータの製造方法は、ＣＡＤ図面を作成
し、ＣＡＤ図面から１つまたは複数のステレオ・リソグ
ラフ・ファイルを作成し、ブロック内にチャネルを生成
する電着加工機をこのステレオ・リソグラフ・ファイル
を使用して制御するステップを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、全般的には放射線イメ
ージャに関し、詳細には放射線検出装置と共に用いられ
る集束型コリメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】コリメータは、特定の経路に沿って放出
される放射線ビームのみが選択された点または平面を通
過することが望ましいような多種多様の装置で用いられ
ている。コリメータは、周知の放射線源から直接の経路
に沿って放出される放射線ビームのみを検出器にあて、
これにより散乱放射線ビームすなわち二次放射線ビーム
の検出を最小とするために放射線イメージャで用いられ
ることが多い。コリメータの設計は、イメージング・シ
ステムの撮影領域、空間分解能および感度に影響を及ぼ
す。
【０００３】特に医学的診断分析や非破壊的評価手続き
で用いられる放射線イメージャでは、周知の線源から放
出され、この線源から直接経路に沿って被検体を透過す
る放射線のみが、このイメージング装置により検出され
且つ処理されることが重要である。検出器が不要な放射
線、すなわち散乱した放射線や被検体内の２次反応で発
生した放射線など検出器まで非直接的な経路に沿って通
ってきた放射線に当たると、そのイメージング・システ
ムの性能は低下する。この性能の低下は、散乱放射線や
２次放射線を検出する結果として生じる空間分解能の低
下およびコントラスト分解能の低下により起こる。
【０００４】コリメータは、不要な放射線が検出器に到
達する前に実質的に吸収されるように位置決めされる。
コリメータは従来、タングステンなどの比較的大きな原
子番号を有する材料で製作されていて、周知の放射線源
から直接経路以外の経路に沿って検出器に接近する放射
線がコリメータの体部にあたって、検出器に達する前に
吸収されるように位置決めされる。代表的な検出器シス
テムでは、そのコリメータは検出器表面から放射線源の
方向に外方に延伸し、この検出器表面にあたるためには
通過しなければならないチャネルを形成する仕切りを含
む。
【０００５】放射線イメージング・システムには、医学
的診断作業で用いられるコンピュータ断層撮影（ＣＴ）
システムや工業用イメージング・デバイスなどのよう
に、被検体を照射するために点状の（すなわち直径１ｍ
ｍ以下など比較的小さな）Ｘ線放射源を用いるものがあ
る。放射線は被検体を透過し、この被検体に対してこの
放射線源と反対側に位置させた放射線検出器にあたる。
ＣＴシステムでは、その放射線検出器は通常、複数の検
出器素子の１次元アレイを備える。各検出器素子は通
常、１つのモジュール上に配置され、またこれらのモジ
ュールは通常、曲面に沿って端部同士を突き合わせに配
置することによって放射線検出器アームを形成する。モ
ジュールの中心までの距離は、個々のモジュールのいず
れにおいても同じである。すなわち、各パネルは放射線
源からの半径が実質的に同じである。所与の任意のモジ
ュールにおいて、点線源から到来する放射線ビームの入
射角は、そのモジュールの一方の端部ともう一方の端部
とで差がある。
【０００６】たとえば、一般的な医用ＣＴデバイスで
は、その検出器は、各々が約３２ｍｍ×１６ｍｍの寸法
を有する多数のＸ線検出器モジュールより製造され、点
線源から約１メートルの半径を有する曲面に沿って位置
決めされる。各検出器モジュールは、１次元アレイの形
に配置された長さ約３２ｍｍ、幅１ｍｍの別々の検出器
素子約１６個を有し、コリメータ・プレートがこれらの
素子の間に配置されて、パネルの表面の上方約８ｍｍの
高さまでパネルから外方に延伸する。従来のＣＴデバイ
スは１次元アレイのみを使用するので（すなわち、検出
器素子が一つの行または軸に沿って整列されているた
め）、コリメータ・プレートは、隣接する検出器素子間
で一本の軸に沿って配置するだけで十分である。互いに
隣接する１ｍｍ幅の検出器素子１６個よりなるパネル
（したがって全幅で約１６ｍｍのパネル）による配置の
場合であっても、コリメータ・プレートが検出器表面に
対して直角に延伸するならば、検出器素子はコリメータ
・プレートによって検出器モジュールの両端に行く程か
なりの「陰影(shadowing) 」が生じ得る。この陰影は、
入射放射線ビームのいくらかが、検出器表面に到達する
前にこのコリメータにあたるような経路に沿って到来す
る結果である。上記のような（すなわち検出器パネルの
全幅が約１６ｍｍであるような）小さいアレイであって
も、パネルの中央に線源からの放射線が直角にあたるよ
うにこの点線源に対して位置させたパネルから約１メー
トル離して線源を位置させた場合は、検出器表面から垂
直に８ｍｍ延伸するコリメータ・プレートによって端部
の検出器素子の面積の７．５％以上が陰になる。この程
度の陰影であっても、この結果検出器モジュールを横切
るＸ線強度およびスペクトル分布が不均一となるため、
イメージャの性能の相当な低下が生じることがある。１
次元アレイでは、そのコリメータ・プレートは点線源か
らの放射線の入射角のズレを補償するため垂直位置から
わずかに調整することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、改良型ＣＴ技
術（たとえば立体的ＣＴ(volumetric CT) ）では、２次
元アレイ、すなわち行と列に配置された検出器素子のア
レイを利用する。工業用イメージャで必要とされる精度
でも同様である。こうしたアレイでは、コリメータによ
り各検出器素子をアレイの両方の軸に沿って分離させる
必要がある。点線源からこのアレイ上の各検出器への放
射線のベクトルは異なる向きを有し、その向きは、角度
の大きさおよびアレイの中心からのズレの方向の双方に
おいてさまざまである。さらに、イメージングへの応用
では、上記の１次元アレイと比べて大きい検出器アレイ
を用いることが有利である。検出器素子を支持するパネ
ルのうちの任意の一つの長さが増すにつれて、コリメー
タ構造によってその検出器表面が陰影を受ける面積が大
きくなるという問題がさらに重要となる。「点線源」の
放射線と平坦パネルを用いるいかなるシステムでも、検
出されることが望ましい放射線ビーム（すなわちその放
射線源からその検出器表面に向けて直接に放出される放
射線ビーム）のうちのある部分が、垂直位置からあるズ
レ角度をもって検出器表面にあたることになる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、検出さ
れることが望ましい放射線が単一の点線源から放出され
る放射線検出システムにおいて、２次元コリメータが提
供され、該２次元コリメータは、点線源から直接経路に
沿って放出される放射線がその下に位置する放射線検出
器まで通過し、且つコリメータにあたるこれ以外の放射
線ビームが実質的にすべて吸収さすることのできるチャ
ネルを有する。各チャネルの軸は、この点線源と下に位
置する放射線検出器素子との間の直接ビーム経路と実質
的に一致するように選択された配向角度を有する。この
コリメータは通常、互いに直交するように配置された２
組の集束用コリメータ・プレートを備える。
【０００９】また本発明によれば、コリメータの製作方
法が提供される。この方法は、イメージャ・システム・
パラメータの全体に基づいて２次元（２Ｄ）コリメータ
のコンピュータ援用設計（ＣＡＤ）図面を作成するステ
ップと、このＣＡＤ図面およびこのコリメータ内に形成
すべき焦点に関して整列したチャネルの選択された大き
さ、位置および向きに対応した１つまたは複数のステレ
オ・リソグラフ（ＳＴＬ）ファイルを作成するステップ
と、放射線吸収材料からなる中実なスラブ（工作物）か
ら取り除く対象となる材料部分を加工除去して、この工
作物を通過して延伸する複数の焦点に関して整列したチ
ャネルを形成させるために、加工装置にこのＳＴＬファ
イルを結合するステップとを含む。
【００１０】本発明に関するこれらの及びその他の特
徴、態様並びに利点については、添付の図面を参照しな
がら以下の詳細な説明を読めばより理解が深まるであろ
う。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明によるデバイスを組み込ん
だ、たとえばコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムな
どの放射線イメージャ・システム１０を図１に簡略に示
す。ＣＴシステム１０は、点放射線源（通常はＸ線源）
２０と、放射線検出器３０と、放射線源２０と検出器パ
ネル４０との間に配置されたコリメータ５０とを備え
る。放射線検出器３０は通常、共同して入射放射線を電
気信号に変換するシンチレータ（図示しない）に結合さ
れたフォトセンサ・ピクセル４２（図示の目的で、この
うちの数個のみを仮想線で示してある）のアレイを有す
るパネル４０を備える。従来のＣＴシステムの検出器素
子は、１次元アレイの形で配列されている。改良型の立
体的ＣＴシステムは、図１に示すように２次元アレイの
形に配列された検出器素子を有する。放射線検出器素子
は信号処理回路６０に結合され、ここから更に画像解析
・表示回路７０に結合される。
【００１２】この図１の配置により、物体（すなわち被
検体）９０を放射線源と放射線検出器との間の位置に配
置し、この物体（すなわち被検体）の点検（すなわち検
査）をすることができる。コリメータ５０は、放射線源
２０から被検体９０を透過して放射線検出器パネル４０
まで直接経路に沿って放出される放射線ビームを通過さ
せ、且つこのコリメータにあたるこれ以外の放射線ビー
ムを実質的にすべて吸収するように、放射線検出器パネ
ル４０の上に位置決めされる。本発明の実施態様による
コリメータ５０の構造、並びにこれらのコリメータの製
作の詳細について以下に記載する。
【００１３】図２は、本発明のコリメータの第１の実施
態様の一部分の断面図である。図３はコリメータ１００
のやや拡大した断面図である。コリメータ１００は、好
ましくはタングステンなどの放射線吸収材料からなる中
実で一体のブロックすなわちスラブにより製作される。
複数のチャネルすなわち通過路１０２をこのスラブ内に
形成し、第１の面１０４から第２の面１０６までこのス
ラブを完全に通過するように延伸させる。
【００１４】コリメータ１００を通過して延伸するチャ
ネル１０２は「焦点に関して整列」される。ここで、
「焦点に関して整列」とは、各チャネルが放射線源のそ
れぞれの配向角度と整列したすなわち共直線的である中
心長軸Ｌを有し、これらの長軸Ｌの延長線が、図２の収
束する線で示すように、イメージャ・アセンブリの点放
射線源２０の位置に対応する点に収束することを意味す
る。このようにして、これらのチャネル１０２により点
放射線源を起点とする放射線はコリメータ１００を通過
し検出器４０上に入射することができる。同時にこれら
のチャネルは、点放射線源を起点としない或いはこの線
源から直接伝搬されない散乱放射線又は迷走放射線が、
コリメータ１００の一部分、たとえば第１の面１０４や
チャネルの壁１０８上に入射して、検出器素子４２に到
達する前にコリメータ材料により吸収されるように配向
されている。この結果、実質的に検出器４０に到達する
放射線は、放射線源２０から直接放出され、物体（すな
わち被検体）９０を透過し、さらに続いて検出器に至る
放射線のみであることになる。このため、得られる画像
は、散乱放射線を検出することによる劣化が最小とな
る。
【００１５】図２の実施態様によるコリメータを製造す
るための製作プロセスは、さまざまなイメージング状況
向けに、またさまざまな構成を有するイメージング・デ
バイスで使用できるように、コリメータの注文設計また
は製作が可能であると有利である。上に記載したよう
に、このコリメータは、大きな原子番号材料（たとえ
ば、原子番号がほぼ７２以上の材料）からなり、特定の
放射線検出器あるいはイメージャでの利用を意図したタ
イプの放射線を吸収することができる単一で一体のスラ
ブで形成されることが好ましい。このスラブは、概ね数
ミリメートル（たとえば２ないし１０ｍｍ）の厚さであ
り、この厚さはたとえば、使用される放射線のエネルギ
ーや必要とするイメージング精度により異なる。
【００１６】図４の流れ図に示すように、この製作プロ
セスはＣＡＤ（コンピュータ援用設計）プログラムの使
用で始まる。このプログラムは、イメージング・デバイ
ス内に配置されるコリメータ１００の点放射線源２０か
らの距離、検出器４０上の検出器素子４２の大きさおよ
び位置（すなわち場所）、コリメータ１００と検出器４
０との間に間隔がある場合にその間隔、などのイメージ
ャ・システム・パラメータの全体に基づいて２次元コリ
メータの図面を作成する。
【００１７】このＣＡＤプログラムは、ステレオ・リソ
グラフ（ＳＴＬ）ファイルといわれる、ディジタル・デ
ータ・ファイルを作成することが好ましい。このＣＡＤ
図面すなわちＳＴＬファイルは、製作が完了したときに
コリメータ１００を貫通して延伸することになるチャネ
ル１０２の位置、大きさおよび向きを規定する情報を含
む。
【００１８】一般に、チャネルの大きさ、向きおよび位
置は、所与のイメージャ・システムでのコリメータ１０
０の点放射線源２０からの距離と、検出器パネル４０上
の個々の検出器素子４２の大きさおよび位置と、コリメ
ータ１００と検出器４０との間の間隔（ある場合）とに
よって決定される。チャネル１００の各々の出口開口１
１０は、そのチャネルに隣接して配置されている検出器
素子４２の大きさに対応して大きさを定め且つ成形され
るのが普通である。コリメータが検出器パネル４０と密
着させて配置されていない場合、出口開口の大きさもま
た、コリメータ１００と検出器パネルとの間隔を考慮し
て設計して、コリメータから送られる放射線がそれぞれ
の検出器素子４２の表面積全体に入射できるようにする
のが普通である。出口開口１１０の大きさおよび形状に
基づいて、このチャネルは、一般に出口開口１１０のそ
れぞれの辺縁および点放射線源２０により規定される仮
想平面に沿って延伸するようにテーパを付けた壁を有す
る。こうして、コリメータ１００のチャネルの入口開口
１１２の大きさおよび位置は、チャネルがコリメータの
第１の面（すなわち前面）１０４に到達する点における
チャネルのテーパ付き壁１０８（すなわち、コリメータ
の第１の面１０４の位置でのチャネルの寸法の方がコリ
メータの第２の面１０６の位置よりも大きい）によって
記述される。
【００１９】図５に、検出器素子の２次元アレイで用い
るように設計されたコリメータ１００上の出口開口１１
０および入口開口１１２のそれぞれを模式的に示す。こ
の図では、入口開口１１２を実線で示し、出口開口１１
０を破線で示す。この図においても、チャネルの幾何学
的複雑性およびチャネル同士の幾何学的形状の差がより
明確になるように描いてある。
【００２０】作成したＳＴＬファイルは通常、ブロック
１０１から材料を加工除去し、完成した際にコリメータ
を通過して延伸する幾何学的に複雑なチャネル１０２を
製作するための、電着加工（ＥＤＭ）デバイスなどの機
械加工デバイスの制御のために用いられる。チャネルの
幾何学的複雑性は、チャネルの入口開口および出口開
口、並びにコリメータの前面１０４および後面１０６
（のそれぞれ）に対するチャネルの配向角度は、すべて
コリメータの前面より放射線源２０の中心を通り延伸す
る中心軸からの距離の関数としてさまざまな値をとると
いう事実の帰結である。
【００２１】ＣＡＤプログラムおよび作成されたＳＴＬ
ファイルによって、これらの極めて複雑なチャネルを精
度良く機械加工できる。さらに、ＣＡＤ／ＳＴＬファイ
ルを用いる大きな利点は、さまざまなイメージング・デ
バイスまたはイメージング・デバイスが同じであっても
さまざまなイメージング条件に対して異なるデバイス・
パラメータに基づいて図面やファイルを修正するか、あ
るいは新たな図面やファイルを作成することによって、
さまざまなチャネル特性を有するコリメータを容易に製
造できることである。
【００２２】このため、さまざまな多くのチャネル構成
に機械加工することの複雑性、およびコリメータの表面
に対して複合する角度で機械加工することの複雑性にも
かかわらず、この焦点に関して整列させた２Ｄコリメー
タの設計および製作プロセスは、極めて大きな融通性を
有する。このようにして、さまざまな最終用途に対して
最適化したコリメータを製作することができる。一般に
高エネルギー（概ね３２０ないし４５０ｋｅＶ）の工業
用Ｘ線イメージャでは、そのコリメータが不要な放射線
が検出器４０に届かないようにする能力を向上させるた
めに、寸法がより大きく、またスラブの厚さおよび壁厚
（隣接するチャネルを隔てる材料の厚さ）がより大き
い。たとえば医用イメージングで用いられるような（概
ね１２０ｋｅＶの）幾分低いＸ線エネルギーで使用する
ように最適化されたコリメータは、医用システム用に適
合させるため、スラブの厚さを薄くすること又は壁厚を
薄くするという特性のうちの１つ以上を有する。
【００２３】上記のように２次元コリメータ１００は、
散乱放射線の検出を減らす、すなわち抑制する役目を果
たす。こうしたコリメータは、その中にコリメータ開口
（たとえば１つまたは複数の検出器の列または行を覆う
開口）を有する薄いシートと比較して、（上記したよう
に）かなりの厚さを有するという事実のため、またチャ
ネルを機械加工した後に残されるコリメータのウェブ１
５０が相対的にかなりの厚さ（たとえば工業用ＣＴシス
テムの高エネルギーＸ線に対しては、大きな原子番号の
材料で約２ｍｍないし約１０ｍｍ）を有するという事実
のため、コリメータをイメージャ・システムの静止位置
に取り付ける場合、ピクセルの検出器素子４２によるイ
メージング対象全体の正確な画像の収集を保証するため
に線源分布をオーバーサンプリングする（たとえば４倍
のサンプリングする）必要がある。したがって、チャネ
ルのグリッドに対応する個々の部分に対しサンプリング
は一回では済まない。
【００２４】オプションとして、このイメージャ・シス
テムは、そのコリメータ１００を、振動するプラットフ
ォーム３００（図３参照）に取り付けるように設計する
ことができる。このプラットフォームは、コリメータ１
００を検出器パネル４０に対して動かし、チャネルの出
口開口が移動して、そのままではこのコリメータのウェ
ブ部分１５０によって阻止され吸収されてしまう散乱の
ない放射線に対して検出器素子を露出させるようにす
る。このプラットフォームの振動は、各検出器ピクセル
からそのコリメータ壁およびチャネルの出口開口が同じ
時間だけ見通せるようにし、照射の平坦性（すなわち均
一性）が確保されるようにセットする。
【００２５】本発明の別の実施態様を、図６、７および
８に模式的に示す。この別の実施態様では、第１の平面
内で１次元（１Ｄ）コリメートし、すぐに続いてこの第
１の平面と直交する第２の平面内でさらに別の１Ｄコリ
メートをすることにより、図２の焦点に関して整列した
２Ｄコリメータの性能を近似する。２つのコリメートに
よる正味の効果は、２Ｄコリメータの効力および性能に
匹敵し、一つの１Ｄコリメータの効力より一般に優る。
【００２６】コリメータ２００は、コリメータ・プレー
ト２０２からなる第１のプレート・セット２０１を複数
個（図６では代表としてその一つを示す）有する第１の
コリメータ部分２０４を備える。第１のプレート・セッ
ト２０１の各々は、点放射線源から放出される入射放射
線をその中に通過させることができるようにした、（本
明細書内に用いられる用語の意味でいって）焦点に関し
て整列した通路２０６を規定する。通路の軸は、この点
放射線源とその下に位置する行（あるいは別の構成）を
なした検出器との間の平面内に規定される。従来の１Ｄ
コリメータでは、コリメータのコリメート平面内で散乱
されたＸ線量子は検出器に到達することが妨げられる
が、これと直交する平面内で生じる散乱量子は検出器素
子への到達が阻止されることがない。
【００２７】この実施の態様では、コリメータ２００は
さらに、第２のコリメータ部分２１２を備える。第２の
コリメータ部分は、第２のプレート・セット２０３を複
数個有する。第２のプレート・セットは、第１のコリメ
ータ部分のコリメート平面と直交する平面内でコリメー
トするように配置されたそれぞれに焦点に関して整列し
た通路２１６を形成するように位置決めしたコリメータ
・プレート２１０を備える。第２のコリメータ部分の構
造は、第１のコリメータ部分の構造と本質的に同一であ
る。ただし、通路２１６が異なる距離すなわち点線源２
０からの異なる間隔を考慮して調節されるようにコリメ
ータ・プレートが配置される可能性がある。これ以外で
は、第２のコリメータ部分は図７に示す第１のコリメー
タ部分と、端面図が本質的に同一となる。
【００２８】コリメータ・プレートは、そのシステムで
のＸ線放射のエネルギー・レベルおよび使用されるイメ
ージング上の幾何学構成に関する設計情報が与えられた
ときに、所望の減衰レベルを提供できるように選択され
る材料を含む。通常、タングステン、鉛、天然ウランな
どの材料が、本発明のイメージング・システムで使用す
るのに有効なコリメータ材料である。
【００２９】図７および８に概略的に示すように、第１
および第２のコリメータ部分の各々のプレートは、フレ
ーム２２２を形成する複数のブラケット２２０によって
固定的関係で互いに接合される。第１および第２のコリ
メータ部分はまた、好ましくは、同じくフレーム２２２
の一部を形成するブラケットによって、互いに対する位
置関係が確保される。フレーム２２２の一例は、コリメ
ータ・プレートを受け止めるブラケット（または、溝）
２２０を提供するように製作されたＸ線放射に対して透
明な材料（たとえば、プラスチックなど）よりなる箱形
構造を備える。２Ｄ配置に対しては、第１および第２の
コリメータ部分２０４及び２１２の各々はそれぞれにフ
レーム２２２を備える。これらのフレームは互いに直交
するように配置され、所望の２Ｄコリメータ構造を提供
できる。これらのコリメータ部分は通常、（たとえば、
ボルトやスナップなどを用いて）検出器アセンブリに固
着し、これらの部分を必要に応じて取り外して位置を変
更できるようにする。
【００３０】コリメータ２００は、放射線が第１のコリ
メータ部分２０４および第２のコリメータ部分２１２を
相次いで通過するような構造とし、点放射線源から直接
放出されていない放射線は、大部分が第１のコリメータ
部分と第２のコリメータ部分のどちらかのプレートで吸
収されるという作用をさせる。このため、コリメータ２
００は疑似２Ｄコリメータあるいはハイブリッド２Ｄコ
リメータといわれることが多い。図８は、第１のコリメ
ータ部分２０４のプレート２０２と、第２のコリメータ
部分２１２のプレート２１０を直交する向きに示してお
り、通路２０６および２１６が組み合わされ、連なるこ
とにより第１の好ましい実施態様によるコリメータ１０
０のチャネル１０２に類似することを示す。理解しやす
くするため、プレート２０２および２１０のそれぞれの
前縁２２０および２２２のみを図８に示す。この図で
は、破線によりプレート２０２の下に配置されたプレー
ト２１０を示している。
【００３１】図６、７および８に示すコリメータ２００
のモデルを用いてシミュレーションを実施し、コリメー
タのこの実施態様により、たとえば医用Ｘ線イメージン
グで出会うような中程度の散乱条件下で真正２Ｄコリメ
ータに匹敵する動作を発揮することが示された。たとえ
ば、所与の工作物およびＸ線エネルギーに対して、検出
器アレイに到達する散乱信号量は通常、このアレイに到
達する１次Ｘ線信号の約２０％未満であり、一般的に
は、アレイに到達する１次信号の約５％と約１０％の間
である。散乱量（たとえば、１次信号の百分率として示
した散乱信号）は、通常医用イメージングの場合の方が
工業用イメージングの場合より少ない。これは工業用イ
メージングでは、撮影される部分の組成や形状が概して
入射Ｘ線の散乱量の増加に寄与するためである。工業用
Ｘ線イメージングで出会うような極端な散乱条件では、
コリメータ２００の動作は低下する。しかしながら、真
正２Ｄコリメータが相対的により複雑な設計および製作
である場合であっても、多くの応用例において、疑似２
Ｄコリメータ２００により動作性能および製作コストの
所望の組み合わせを提供できる。
【００３２】本明細書では、本発明のいくつかの特徴の
みを図示し記述してきたが、当業者により多くの修正お
よび変更がなされるであろう。したがって、特許請求の
範囲は、本発明の真の精神の範疇に入るこれらの修正お
よび変更のすべてに及ぶように意図したものと理解すべ
きである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコリメータを組み込んだイメージング
・システムの概略図である。
【図２】本発明の一実施態様によるコリメータの断面図
である。
【図３】本発明の一実施態様によるコリメータの別の断
面図である。
【図４】本発明によるコリメータを製作するための方法
を表した流れ図である。
【図５】本発明の一実施態様によるコリメータの部分前
面図である。
【図６】本発明の別の実施態様によるコリメータの実質
的に模式的な部分斜視図である。
【図７】本発明のこの別の実施態様の好ましい態様によ
るコリメータ部分の端面図である。
【図８】本発明のこの別の実施態様によるコリメータの
上面図である。
【符号の説明】
１０ 放射線イメージャ・システム ２０ 点放射線源 ３０ 放射線検出器 ４０ 検出器パネル ４２ フォトセンサ・ピクセル ５０ コリメータ ６０ 信号処理回路 ７０ 画像解析・表示回路 ９０ 物体（すなわち被検体） １００ コリメータ １０１ ブロック １０２ チャネル １０４ 第１の面 １０６ 第２の面 １０８ テーパ付き壁 １１０ 出口開口 １１２ 入口開口 １５０ ウェブ ２００ コリメータ ２０１ 第１のプレート・セット ２０２ コリメータ・プレート ２０３ 第２のプレート・セット ２０４ 第１のコリメータ部分 ２０６ 通路 ２１０ コリメータ・プレート ２１２ 第２のコリメータ部分 ２１６ 通路 ２２０ ブラケット ２２２ フレーム ３００ プラットフォーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター・マイケル・エディック アメリカ合衆国、ニューヨーク州、アルバ ニー、マニング・ブールヴァール、55番 (72)発明者 レインホールド・フラッツ・ワイアス アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ボール ストン・スパ、ミドルライン・ロード、 156番

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 点放射線源と、 検出器素子のアレイを有する少なくとも一つの検出器パ
    ネルと、 前記点状放射線源と前記検出器パネルとの間の位置に配
    置された、放射線吸収材料を含むコリメータであって、
    第１の平面で前記点放射線源から放出される放射線をコ
    リメートし、かつ前記第１の平面と直交する第２の平面
    で前記点放射線源から放出される放射線をコリメートす
    る手段を有するコリメータと、を備えるイメージング・
    システム。
  2. 【請求項２】 前記コリメータがさらに、前面および背
    面を有する前記放射線吸収材料からなる一体のブロック
    を含み、 前記ブロック内にはこれを貫通する複数のチャネルが形
    成されており、該チャネルの各々は、一緒になって前記
    放射線吸収材料よりなる一つのウェブを構成する複数の
    チャネル壁により分離され且つ規定されており、前記ウ
    ェブは、前記スラブ内に前記複数のチャネルが形成され
    た後に残されるスラブ材料の部分であり、 前記複数のチャネルの各々が１本の長軸を有し、前記複
    数のチャネルのこれらの長軸は前記点放射線源の位置で
    交差しており、前記複数のチャネルの各々を形成する前
    記壁が前記点放射線源の位置に向かって収束しているこ
    と、を特徴とする請求項１に記載のイメージング・シス
    テム。
  3. 【請求項３】 前記放射線吸収材料が、タングステン、
    鉛および天然ウランにより構成されるグループから選択
    される請求項１に記載のイメージング・システム。
  4. 【請求項４】 前記放射線吸収材料が、少なくとも約７
    ２の原子番号を有する請求項１に記載のイメージング・
    システム。
  5. 【請求項５】 前記コリメータがさらに、 前記放射線吸収材料からなる複数の第１のプレート・セ
    ットより製作される第１のコリメータ部分であって、前
    記複数の第１のプレート・セットの各々は前記セット内
    のプレート間に一つの通過を規定するように配置され、
    かつ前記通路の各々はそれぞれ、前記点放射線源および
    検出器素子の前記アレイのあらかじめ定めた行により規
    定される平面内に位置する１本の長軸を有している第１
    のコリメータ部分と、 前記第１のコリメータ部分に隣接し、前記放射線吸収材
    料からなる複数の第２のプレート・セットを備える第２
    のコリメータ部分であって、前記複数の第２のプレート
    ・セットは前記セット内のプレート間に一つの通路を規
    定し、該第２のコリメータ部分の前記通路は、前記第１
    のコリメータ部分の前記通路と直交する向きにあり、か
    つ該第２のコリメータ部分の前記通路の各々は、前記点
    放射線源および検出器素子の前記アレイのあらかじめ定
    めた列により規定される平面内に位置する１本の長軸を
    有している第２のコリメータ部分と、を備える請求項１
    に記載のイメージング・システム。
  6. 【請求項６】 前記第１コリメータ部分および前記第２
    コリメータ部分が、Ｘ線放射に対して実質的に透明な材
    料を含むそれぞれのフレーム内に配置されている請求項
    ５に記載のイメージング・システム。
  7. 【請求項７】 前記第１および第２コリメータ部分が、
    互いに対して並びに前記検出器アレイに対して着脱自在
    に固着されている請求項１に記載のイメージング・シス
    テム。
  8. 【請求項８】 前面と背面を有し、かつ前記前面と前記
    背面との間の距離としてスラブの厚さが規定されてい
    る、放射線吸収材料からなるブロックと、 その各々が一つの入口開口と一つの出口開口を有し、前
    記スラブ内に形成され且つこれを通過して延伸する複数
    のチャネルであって、該複数のチャネルは、一緒になっ
    て前記放射線吸収材料よりなる一つのウェブを構成する
    複数のチャネル壁により分離され且つ規定されており、
    前記ウェブは前記スラブ内に該複数のチャネルが形成さ
    れた後に残される前記スラブ材料の部分である複数のチ
    ャネルと、を備え、 前記複数のチャネルの各々が、１本の中心長軸を有し、
    かつ前記複数のチャネルの前記長軸が前記スラブの前記
    前面からあらかじめ定めた距離の位置にある点で交差す
    していること、を特徴とするコリメータ装置。
  9. 【請求項９】 放射線吸収材料からなる前記スラブが、
    タングステン、鉛および天然ウランにより構成されるグ
    ループから選択される材料を含んでいる請求項８に記載
    のコリメータ装置。
  10. 【請求項１０】 前記複数のチャネルの各々が複数の壁
    を有し、かつ前記壁は前記チャネルの前記長軸が交差す
    る前記の点に収束するようにテーパが付けられている請
    求項８に記載のコリメータ装置。
  11. 【請求項１１】複数の第１のプレート・セットより製作
    される第１のコリメータ部分であって、前記第１のプレ
    ート・セットの各々は放射線吸収材料からなるプレート
    を有し、かつ前記プレート・セット内のプレート間にそ
    れぞれ一つの通路を規定するように互いに対して配置さ
    れ、前記通路の各々は前記プレート・セットのそれぞれ
    の２つのプレートから等距離に位置するプレート・セッ
    トの長軸方向の平面をそれぞれ規定し、前記複数の第１
    のプレート・セットのそれぞれの通路に対する前記長軸
    方向の平面のそれぞれが前記第１のコリメータ部分の前
    縁からあらかじめ定めた距離に配置した線の位置で交差
    している第１のコリメータ部分と、 前記第１のコリメータ部分に隣接して配置された第２の
    コリメータ部分であって、該第２のコリメータ部分は、
    それぞれが放射線吸収材料よりなるプレートを有し、か
    つそれぞれのプレート・セット内のプレート間にそれぞ
    れ一つの通路を規定するように互いに対して配置した第
    ２のプレート・セットを複数個含み、前記通路の各々は
    前記プレート・セットのそれぞれの２つのプレートから
    等距離に位置するプレート・セットの長軸方向の平面を
    それぞれ規定し、前記複数の通路に対する前記長軸方向
    の平面のそれぞれが前記第１のコリメータ部分の前記前
    縁からあらかじめ定めた前記距離に配置した線の位置で
    交差している第２のコリメータ部分と、を備え、 前記第２のコリメータ部分は前記第１のコリメータ部分
    と直交する向きにあり、前記第１のコリメータ部分の前
    記通路に対する前記長軸方向の平面の前記交線および前
    記第２のコリメータ部分の前記通路に対する前記長軸方
    向の平面の前記交線が、あらかじめ定めた前記距離にあ
    る点で交差し、かつ前記の点に位置させた点放射線源か
    らの放射線が２つの直交する平面内でコリメートされる
    こと、を特徴とするコリメータ装置。
  12. 【請求項１２】 前記第１のコリメータ部分の前記プレ
    ートと前記第２のコリメータ部分の前記プレートが、複
    数のブラケットによって所定の位置に保持されて、所定
    の位置に固定されている請求項１１に記載のコリメータ
    装置。
  13. 【請求項１３】 前記第１のコリメータ部分および前記
    第２のコリメータ部分の前記プレートが、タングステ
    ン、鉛および天然ウランにより構成されるグループから
    選択される材料で構成されている請求項１１に記載のコ
    リメータ装置。
  14. 【請求項１４】 コリメータを製作するための方法であ
    って、 その中を通過して延伸する焦点に関して整列したチャネ
    ルを有するスラブのコンピュータ支援図面を、コンピュ
    ータへのパラメータ入力に基づき作成するステップと、 前記図面に対応するステレオ・リソグラフ・データ・フ
    ァイルを作成するステップと、 前記ステレオ・リソグラフ・データ・ファイルを加工装
    置に作動的に結合させるステップと、 前記スラブから材料を加工除去し、前記スラブを通過し
    て延伸する前記焦点に関して整列したチャネルを形成す
    るように、前記データ・ファイルに対応して放射線吸収
    材料よりなる実質的に中実で一体のブロックを機械加工
    するステップと、を含むコリメータ製作方法。
  15. 【請求項１５】 コンピュータ支援図面を作成する前記
    ステップが、前記コリメータを利用しようとするシステ
    ム内での前記コリメータから点放射線源までの距離に関
    する情報を入力するステップと、前記コリメータを利用
    しようとする前記システムの検出器素子のアレイの位置
    および大きさに関する情報を入力するステップとを含む
    請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記加工装置が電着加工装置であり、
    かつ前記スラブから材料を加工除去する前記ステップが
    電着加工を使用して実現される請求項１４に記載の方
    法。
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