JP2001318154A - Radiation detector and its manufacturing method, and data correcting method for x-ray ct device - Google Patents

Radiation detector and its manufacturing method, and data correcting method for x-ray ct device

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JP2001318154A
JP2001318154A JP2000136796A JP2000136796A JP2001318154A JP 2001318154 A JP2001318154 A JP 2001318154A JP 2000136796 A JP2000136796 A JP 2000136796A JP 2000136796 A JP2000136796 A JP 2000136796A JP 2001318154 A JP2001318154 A JP 2001318154A
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ray
collimator
channel direction
scattered
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Japanese (ja)
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Hiromichi Tonami
寛道 戸波
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation detector which can be manufactured at a low cost by reducing collimator plates and its manufacturing method, and a data correcting method for an X-ray CT device which mathematically remove scattered rays. SOLUTION: Detector modules 1 having a plurality of detector elements are arranged arcuately around the focus of an X-ray tube and on joints between detector modules 1 and their adjacence parts, three channel-directional collimator plates 2 are formed at intervals corresponding to the width of one detector element 1 while converging on the X-ray tube focus. A collimator is manufactured by using a dedicated jig which is hollowed in the external shape of the collimator to have a groove into which a channel-directional collimator plate 2 can be inserted. This detector is used to estimate direct and scattered rays of transmitted X rays of a body to be inspected and data corrections for scattered-ray removal are made to obtain an X-ray image.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、X線CT装置に係
わり、特に、チャンネル方向コリメータを検出器素子ア
レイに対応して配置した放射線検出器及びこれを用いた
X線CT装置のデータ補正方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray CT apparatus, and more particularly to a radiation detector in which a channel direction collimator is arranged corresponding to a detector element array and a data correction method for the X-ray CT apparatus using the same. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】X線CT装置は、図7に示すように、X
線管16から放射されたX線が放射口のコリメータによ
って扇状のX線ビーム17に絞られるとともに、被検体
18を中心にして、X線管16とこれに対向して配置さ
れた円弧状のチャンネル方向コリメータ板3と検出器モ
ジュール1が回転して、被検体18を透過したX線情報
を検出器モジュール1が捉え、その信号をコンピュータ
で処理して被検体18のX線断層画像を得るものであ
る。X線管16から放射されたX線は、被検体18を直
進して透過するものと被検体18で散乱するものがあ
り、前者の情報のみを取り込んで、斜めから入る散乱線
を除去し、そのクロストークを防ぐために、検出器モジ
ュール1の前にチャンネル方向コリメータ板3が設けら
れている。このチャンネル方向コリメータ板3は1次元
に配列された検出器モジュール1の前で、各チャンネル
毎にX線の透過し難い材料でX線遮蔽壁を形成してい
る。そして、検出器モジュール1はX線を光に変換する
シンチレータ素子と、このシンチレータ素子で変換され
た光を検出し、電気信号として出力するフォトダイオー
ドとからなるX線検出素子を、X線管16を中心として
円弧状に約500〜1000チャンネル程度配列した構
成を有する。
2. Description of the Related Art As shown in FIG.
The X-ray radiated from the X-ray tube 16 is narrowed down to a fan-shaped X-ray beam 17 by the collimator of the emission port, and the X-ray tube 16 is arranged around the subject 18 and an arc-shaped X-ray tube arranged opposite thereto. The channel direction collimator plate 3 and the detector module 1 rotate, and the detector module 1 captures X-ray information transmitted through the subject 18, and processes the signal by a computer to obtain an X-ray tomographic image of the subject 18. Things. X-rays radiated from the X-ray tube 16 include those that travel straight through the subject 18 and those that are scattered by the subject 18, and take in only the former information to remove scattered rays entering obliquely, In order to prevent the crosstalk, a channel direction collimator plate 3 is provided in front of the detector module 1. This channel direction collimator plate 3 forms an X-ray shielding wall in front of the one-dimensionally arranged detector modules 1 with a material that is difficult to transmit X-rays for each channel. The detector module 1 comprises an X-ray tube 16 which converts an X-ray into a light, and a X-ray detector comprising a photodiode which detects the light converted by the scintillator and outputs it as an electric signal. And about 500 to 1000 channels arranged in an arc with the center as the center.

【0003】製作する上で機械的な配列から、シンチレ
ータとフォトダイオードを光学接着して組合わせたもの
を、基板上に8〜30個並べたものが1モジュールとさ
れ、このような検出器モジュール1を円周上に連続して
略円弧状に配置して、チャンネル方向コリメータ板3と
組合わせられて、X線CT装置用の放射線検出器を構成
している。図8にコリメータの構造を示す。コリメータ
は、チャンネル方向に多数設けられたチャンネル方向コ
リメータ板3と、スライス方向の前後に設けられた円弧
状の支持板4、支持板5と、その支持板4と支持板5の
チャンネル方向の両端部を支える支持棒7より構成され
る。スライス方向の2枚の支持板4と支持板5の間に
は、X線管16からのX線ビーム17の入射方向に向け
てチャンネル方向コリメータ板3が挿入固着されてい
る。
[0003] Due to the mechanical arrangement, 8 to 30 scintillators and photodiodes combined by optical bonding are arranged on a substrate to form a module. Numerals 1 are arranged continuously in a substantially arc shape on the circumference and combined with the channel direction collimator plate 3 to constitute a radiation detector for an X-ray CT apparatus. FIG. 8 shows the structure of the collimator. The collimator includes a plurality of channel direction collimator plates 3 provided in the channel direction, arc-shaped support plates 4 and 5 provided before and after in the slice direction, and both ends of the support plate 4 and the support plate 5 in the channel direction. It consists of a support rod 7 that supports the part. The channel direction collimator plate 3 is inserted and fixed between the two support plates 4 and 5 in the slice direction toward the incident direction of the X-ray beam 17 from the X-ray tube 16.

【0004】チャンネル方向コリメータ板3は、その両
側が支持板4と支持板5で、固定用接着材で固定されて
いる。この固定接着作業はコリメータの全体の外形に沿
った形状のくりぬき空間を持ち、この空間の内方に沿っ
てチャンネル方向コリメータ板3が嵌挿できる多数の垂
直溝を有する治具枠に、予めカットしたチャンネル方向
コリメータ板3と支持板4もしくは支持板5を、前記溝
に沿って縦方向に挿入し、支持板4にチャンネル方向コ
リメータ板3を順次接着し、最後にチャンネル方向コリ
メータ板3に支持板5を一体的に接着した後、前記枠体
から上下何れか一方側へ引き抜いて製作される。また
は、支持棒7で両端を固定された両支持板4および5の
内面にチャンネル方向コリメータ板3の両端が挿入でき
る溝が設けられ、その溝にチャンネル方向コリメータ板
3が嵌め込まれて、固定用接着材で固定される。このチ
ャンネル方向コリメータ板3の固定される方向は、X線
管16の焦点の方向に収斂されるように、それぞれが接
着固定される。溝が設けられて固定される場合には、溝
の方向がそれぞれX線管16の焦点方向に収斂されるよ
うに加工されている。
The channel-direction collimator plate 3 has a support plate 4 and a support plate 5 on both sides thereof, and is fixed with a fixing adhesive. This fixing and bonding work has a hollow space having a shape along the entire outer shape of the collimator, and is cut in advance into a jig frame having a number of vertical grooves along which the channel direction collimator plate 3 can be inserted. The channel direction collimator plate 3 and the support plate 4 or the support plate 5 are vertically inserted along the groove, and the channel direction collimator plate 3 is sequentially bonded to the support plate 4, and finally supported by the channel direction collimator plate 3. After the plate 5 is integrally bonded, it is manufactured by pulling out from the frame to either the upper or lower side. Alternatively, a groove into which both ends of the channel-direction collimator plate 3 can be inserted is provided on the inner surfaces of both support plates 4 and 5 having both ends fixed by the support rod 7, and the channel-direction collimator plate 3 is fitted into the groove to fix the groove. It is fixed with an adhesive. The directions in which the channel direction collimator plates 3 are fixed are bonded and fixed so that they converge in the direction of the focal point of the X-ray tube 16. When the grooves are provided and fixed, the grooves are processed so that the directions of the grooves converge in the focal direction of the X-ray tube 16, respectively.

【0005】そして、チャンネル方向コリメータ板3が
固定されたコリメータは、基板上にフォトダイオードア
レイとシンチレータアレイとが取り付けられた検出器素
子の上方に固定ネジで固定される。このとき、コリメー
タと検出器の位置精度は正確に設定され、各検出器の検
出感度を一様にかつ最大になるようにしている。そして
コリメータと検出器部を一体にしたものが主筐体に取り
付けられる。
[0005] The collimator to which the channel direction collimator plate 3 is fixed is fixed with a fixing screw above a detector element on which a photodiode array and a scintillator array are mounted on a substrate. At this time, the positional accuracy of the collimator and the detector is set accurately, and the detection sensitivity of each detector is made uniform and maximum. Then, an integrated body of the collimator and the detector is attached to the main housing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来のX線CT撮影装
置は以上のように構成されているが、検出器の各素子毎
にチャンネル方向コリメータ板3を設けており、その数
は、約500〜1000枚程度が使われる。このチャン
ネル方向コリメータ板3は、モリブデンやタングステン
などの原子番号の大きな物質で作られ、通常0.1〜
0.3mmの厚さで精度ある所定の寸法に仕上げられ
る。そのため、材料費と加工費が高くなり、コリメータ
に組み立てる工数も時間を要する。従って検出器全体の
価格が高価になるという問題がある。
The conventional X-ray CT apparatus is constructed as described above. However, a channel direction collimator plate 3 is provided for each element of the detector, and the number thereof is about 500. About 1000 sheets are used. The channel direction collimator plate 3 is made of a substance having a large atomic number such as molybdenum or tungsten, and is usually 0.1 to
It is finished to a predetermined dimension with a precision of 0.3 mm. Therefore, the material cost and the processing cost are increased, and the man-hour for assembling into the collimator requires time. Therefore, there is a problem that the price of the entire detector becomes expensive.

【0007】一方、X線CTのX線画像再構成において
は、被検体の透過データは、焦点から検出器に垂直入射
した直接X線のデータだけを考慮しており、被検体で散
乱され方向が変化した散乱X線のデータは、最終的なX
線画像の画質を劣化させる要因となる。したがって、指
向性の広いシンチレータを検出素子として用いる検出器
システムでは、シンチレータに入射するX線を直接線だ
けに限定し、散乱線を除去する必要がある。散乱線を除
去する方法には、物理的に散乱線を除去する散乱線除去
コリメータをシンチレータ全面に配置する方法と、散乱
線だけを測定する別の散乱線検出器を用意し、そのデー
タを用いて数学的に散乱線を除去する散乱線補正による
方法とが実用化されている。最近では、コリメータ方式
が主流となっているが、コリメータで除去できない散乱
線成分を、データ処理に時間をかけてでも、数学的に散
乱線を除去した良質のX線画像を得る方法が要求されて
いる。
On the other hand, in X-ray image reconstruction of X-ray CT, transmission data of the subject considers only data of direct X-rays perpendicularly incident on the detector from the focal point, and is scattered by the subject. The scattered X-ray data whose
This is a factor that degrades the image quality of the line image. Therefore, in a detector system using a scintillator having a wide directivity as a detection element, it is necessary to limit the X-rays incident on the scintillator to only direct rays and remove scattered rays. To remove scattered radiation, prepare a scattered radiation removal collimator that physically removes scattered radiation over the entire scintillator, and prepare another scattered radiation detector that measures only scattered radiation and use the data. A method based on scattered radiation correction for mathematically removing scattered radiation has been put to practical use. Recently, the collimator method has become the mainstream, but there is a need for a method of obtaining a high-quality X-ray image in which scattered radiation components that cannot be removed by the collimator are mathematically removed even if the data processing takes time. ing.

【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、散乱線除去用のチャンネル方向コリメ
ータ板3を少なくして、材料費、加工費、組み立て工数
を低減し、安価に製作することのできる放射線検出器と
その製造方法を提供することを目的とする。さらに、検
出器素子の出力データから直接X線と散乱X線の成分を
推定し、数学的に散乱線を除去して良質のX線画像を得
ることのできるX線CT装置のデータ補正方法を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and reduces the number of channel direction collimator plates 3 for removing scattered radiation, thereby reducing material costs, processing costs, assembling man-hours, and inexpensively. An object of the present invention is to provide a radiation detector that can be manufactured and a manufacturing method thereof. Further, a data correction method for an X-ray CT apparatus capable of directly estimating the components of X-rays and scattered X-rays from output data of a detector element and mathematically removing the scattered rays to obtain a high-quality X-ray image. The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の放射線検出器は、複数のX線検出器素子が
配置された固体検出器モジュールとチャンネル方向コリ
メータ板とを有するX線CT用の放射線検出器におい
て、固体検出器モジュールのつなぎ目とその隣接部のみ
に対応した位置にチャンネル方向コリメータ板を備える
ものである。
In order to achieve the above object, a radiation detector according to the present invention comprises an X-ray having a solid state detector module on which a plurality of X-ray detector elements are arranged and a channel direction collimator plate. In a radiation detector for CT, a channel direction collimator plate is provided at a position corresponding to only a joint of a solid state detector module and an adjacent portion thereof.

【0010】また、本発明の放射線検出器の製造方法
は、コリメータの外形に沿った形状のくりぬき空間をも
ち、この空間の内方に沿って検出器モジュールのつなぎ
目とその隣接部のみに対応した位置に、チャンネル方向
遮蔽プレートの側部が嵌挿できる垂直な溝を有する治具
枠に、チャンネル方向遮蔽プレートを前記溝に沿って順
次挿入して、最後にプレートの上下面をそれぞれ支持体
に一体的に接着した後、これを前記枠体から上下いずれ
か一方側へ引き抜いて製作したコリメータを、検出器モ
ジュールに対応して配置する方法である。
Further, the method of manufacturing a radiation detector according to the present invention has a hollow space having a shape along the outer shape of the collimator, and corresponds to only the joint of the detector module and its adjacent portion along the inside of this space. The channel direction shielding plate is sequentially inserted along the groove into a jig frame having a vertical groove into which the side of the channel direction shielding plate can be inserted. In this method, a collimator manufactured by integrally bonding and then pulling out the upper or lower side from the frame body is disposed corresponding to the detector module.

【0011】また、本発明のX線CT装置のデータ補正
方法は、請求項1記載の放射線検出器を備えたX線CT
装置のデータ補正方法において、スキャン以前に予め測
定しておいた前記検出器素子の各素子毎についての散乱
線の検出率を記憶し、実際のスキャン時において、前記
チャンネル方向コリメータ板を持つ検出器素子からの出
力値に基づいて直接線成分分布を推定し、前記チャンネ
ル方向コリメータ板を持たない検出器素子からの出力値
に基づいて直接線及び散乱線の和の成分分布を推定し、
これにより推定された直接線及び散乱線の和の成分分布
から、先に推定した直接線成分分布を引き去ることによ
り散乱線のみの分布を推定し、これにより推定された散
乱線のみの分布に、前記散乱線の検出率を乗算すること
により前記各検出器素子毎に入射している散乱線量を推
定し、前記スキャンデータから差し引く方法である。
Further, according to the present invention, there is provided a data correction method for an X-ray CT apparatus comprising the radiation detector according to the first aspect.
In the data correction method of the apparatus, the detection rate of the scattered radiation for each of the detector elements which is measured in advance before scanning is stored, and at the time of actual scanning, the detector having the channel direction collimator plate is used. Estimating the direct ray component distribution based on the output value from the element, estimating the component distribution of the sum of the direct ray and the scattered ray based on the output value from the detector element without the channel direction collimator plate,
The distribution of only the scattered radiation is estimated by subtracting the previously estimated direct radiation component distribution from the component distribution of the sum of the direct radiation and the scattered radiation thus estimated. Multiplying the detection rate of the scattered radiation to estimate the scattered dose incident on each of the detector elements, and subtracting the estimated scattered radiation from the scan data.

【0012】また、本発明のX線CT装置のデータ補正
方法は、前記補正手段による分布の推定における近似方
法は、曲線近似及び直線近似のいずれか一方、又は両者
の組合わせによる方法である。
In the data correction method of the X-ray CT apparatus according to the present invention, the approximation method for estimating the distribution by the correction means is a method based on one of a curve approximation and a linear approximation or a combination of both.

【0013】本発明の放射線検出器は上記のように構成
されており、固体検出器モジュールのつなぎ目とその隣
接部のみに対応した位置にチャンネル方向コリメータ板
を備えるため、チャンネル方向コリメータ板の数が相当
数減少し、材料費、加工費、組み立て工数の低減によ
り、全体のコスト低減を図ることができる。また、本発
明の放射線検出器の製造方法は、コリメータ専用の製作
治具を用いるので、容易に、精度良く仕上げることがで
きる。
The radiation detector of the present invention is configured as described above, and has a channel direction collimator plate at a position corresponding to only a joint of the solid state detector module and an adjacent portion thereof. The total cost can be reduced by considerably reducing the number of materials, processing costs, and assembly man-hours. Further, in the method of manufacturing the radiation detector according to the present invention, since a manufacturing jig dedicated to the collimator is used, the radiation detector can be finished easily and accurately.

【0014】また、本発明のX線CT装置のデータ補正
方法は、スキャン以前に予め測定して散乱線の検出率を
記憶し、実際のスキャン時に、チャンネル方向コリメー
タ板を持つ検出器素子からの出力値に基づいて直接線成
分分布を推定し、チャンネル方向コリメータ板を持たな
い検出器素子からの直接線及び散乱線の和の成分分布か
ら、引き去ることにより散乱線のみの分布を推定し、前
記散乱線の検出率を乗算して散乱線量を推定し、前記ス
キャンデータから差し引く方法であるので、各検出器素
子に対応してチャンネル方向コリメータ板を設ける必要
も無く、散乱線の除去された鮮明なX線画像を得ること
ができる。また、本発明のX線CT装置のデータ補正方
法における近似方法は、曲線近似及び直線近似のいずれ
か一方、又は両者の組合わせによる方法であり、被検体
のX線透過像によって最適な近似方法を選択することが
できる。
In the data correction method for an X-ray CT apparatus according to the present invention, the detection rate of scattered radiation is measured in advance and stored before scanning, and the data is detected from a detector element having a channel direction collimator plate at the time of actual scanning. The direct ray component distribution is estimated based on the output value, and the distribution of only the scattered rays is estimated by subtracting from the component distribution of the sum of the direct rays and the scattered rays from the detector element having no channel direction collimator plate, Since the scattered radiation is estimated by multiplying the scattered radiation detection rate and subtracted from the scan data, there is no need to provide a channel direction collimator plate corresponding to each detector element, and scattered radiation is eliminated. A clear X-ray image can be obtained. The approximation method in the data correction method of the X-ray CT apparatus according to the present invention is a method based on one of a curve approximation and a linear approximation or a combination of both, and is an optimal approximation method based on an X-ray transmission image of the subject. Can be selected.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の放射線検出器の一実施例
を図1、図2を参照しながら説明する。図1は本放射線
検出器のチャンネル方向の断面を示す図である。図2は
そのチャンネル方向の断面を拡大した図を示す。本放射
線検出器は、X線管焦点を中心にした略円弧状に配置さ
れ多角形状に形成された複数の検出器モジュール1と、
その検出器モジュール1の各つなぎ目近傍に対応した上
部位置に、X線管焦点方向に収斂して設けられた3枚ず
つのチャンネル方向コリメータ板2と、前記チャンネル
方向コリメータ板2と検出器モジュール1をスライス方
向の両端から支持する支持板8及び8a(図示せず)と
から構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the radiation detector of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a cross section in the channel direction of the radiation detector. FIG. 2 is an enlarged view of a cross section in the channel direction. The radiation detector includes a plurality of detector modules 1 that are arranged in a substantially arc shape around the X-ray tube focal point and formed in a polygonal shape,
Three channel direction collimator plates 2 provided in an upper position corresponding to the vicinity of each joint of the detector module 1 so as to converge in the X-ray tube focal direction, and the channel direction collimator plate 2 and the detector module 1 Are supported from both ends in the slice direction.

【0016】一つの検出器モジュール1には複数個の検
出器素子15が配列され、各検出器モジュール1のつな
ぎ目の上部とその隣接部に、検出器素子15の1個分の
幅に相当する間隔で3枚のチャンネル方向コリメータ板
2が設けられたものである。例えば、検出器モジュール
1が検出器素子15を24チャンネル集めたもので構成
され、これをX線管焦点を中心にして40個円弧上に並
べたものとすると、全部で検出器素子15は960チャ
ンネルで構成される。従来は各検出器素子15毎にチャ
ンネル方向コリメータ板2を設けていたので、961枚
必要としていたが、これに対し、本検出器はチャンネル
方向コリメータ板2が121枚で済むことになる。その
分作業時間が少なくて済み、コスト低減につながる。ま
た、高価なチャンネル方向コリメータ板2の数が1/8
に減っているため、さらにコストを低減することができ
る。
A plurality of detector elements 15 are arranged in one detector module 1, and the upper part of the joint of each detector module 1 and the adjacent part thereof correspond to the width of one detector element 15. Three channel direction collimator plates 2 are provided at intervals. For example, assuming that the detector module 1 is constituted by collecting 24 channels of the detector elements 15 and arranging them on 40 arcs centering on the focal point of the X-ray tube, the detector elements 15 are 960 in total. Consists of channels. Conventionally, since the channel direction collimator plate 2 is provided for each detector element 96, 961 sheets are required. On the other hand, this detector requires only 121 channel direction collimator plates 2. That requires less work time, which leads to cost reduction. Further, the number of expensive channel direction collimator plates 2 is reduced to 1/8.
, The cost can be further reduced.

【0017】本放射線検出器は、図2に示すように、下
部に設けられた基板11上に、シンチレータアレイ9と
フォトダイオードアレイ10が形成された検出器モジュ
ール1が設けられ、その検出器モジュール1の隣とのつな
ぎ目の上部に当たる中心位置と、その両側に検出器素子
15の1個分の幅に相当する間隔で、両側にチャンネル
方向コリメータ板2が設けられる。そのチャンネル方向
コリメータ板2はスライス方向の両端を支持板8と支持
板8a(図示せず)で固着され支持されている。その支
持板8の高さは、チャンネル方向コリメータ板2の高さ
よりも製作する上で小さく作られている。そして、その
チャンネル方向コリメータ2は、X線管焦点方向に向く
ように製作される。
In this radiation detector, as shown in FIG. 2, a detector module 1 in which a scintillator array 9 and a photodiode array 10 are formed on a substrate 11 provided below is provided. The channel direction collimator plates 2 are provided on both sides at a center position corresponding to the upper part of the joint with the neighbor of 1 and on both sides thereof at intervals corresponding to the width of one detector element 15. The channel direction collimator plate 2 is fixedly supported at both ends in the slice direction by a support plate 8 and a support plate 8a (not shown). The height of the support plate 8 is made smaller than the height of the channel direction collimator plate 2 in manufacturing. The channel direction collimator 2 is manufactured so as to face the X-ray tube focal direction.

【0018】一般に検出器モジュール1にチャンネル方
向コリメータ板2を搭載するには、非常に高い精度で取
付ける必要がある。本検出器のチャンネル方向コリメー
タ板2で形成されるコリメータは、下記に説明する専用
製作治具を用いて組み立てられており、構造上チャンネ
ル方向コリメータ板2の高さよりも、支持板8の幅のほ
うが短いものとなっており、正面からチャンネル方向コ
リメータ板2の端が目視できるようにしている。そのた
め、検出器モジュール1のつなぎ目に、設けられたチャ
ンネル方向コリメータ板2の位置と、シンチレータアレ
イ9の端面に注目することにより、高い精度で検出器モ
ジュール1のアレイを取付けることができる。
Generally, in order to mount the channel direction collimator plate 2 on the detector module 1, it is necessary to mount it with very high accuracy. The collimator formed by the channel direction collimator plate 2 of the present detector is assembled using a dedicated manufacturing jig described below, and the width of the support plate 8 is larger than the height of the channel direction collimator plate 2 in structure. The end of the collimator plate 2 in the channel direction is visible from the front. Therefore, by paying attention to the position of the provided channel direction collimator plate 2 and the end face of the scintillator array 9 at the joint of the detector modules 1, the array of the detector modules 1 can be attached with high accuracy.

【0019】次に、本放射線検出器の製造方法につい
て、図3を参照しながら説明する。まず、チャンネル方
向のコリメータ形状に内側がくりぬかれ、チャンネル方
向コリメータ板2が挿入できる溝13を有した治具14
を準備する。この溝13は、検出器モジュール1のつな
ぎ目毎に相当するコリメータ側の位置に3個の溝13が
形成され、検出器モジュール1のつなぎ目毎に対応して
形成される。治具14のくりぬき形状は、X線管焦点1
2を中心にした円弧状のもので、その幅はチャンネル方
向コリメータ板2が挿入できる高さに等しくし、溝13
の方向は、同じくX線管焦点12の方向に収斂して形成
されている。
Next, a method for manufacturing the radiation detector will be described with reference to FIG. First, a jig 14 having a groove 13 into which a channel-direction collimator plate 2 can be inserted by cutting the inside into a channel-direction collimator shape.
Prepare The grooves 13 are formed with three grooves 13 at positions on the collimator side corresponding to the joints of the detector modules 1, and are formed corresponding to the joints of the detector modules 1. The hollow shape of the jig 14 is the X-ray tube focus 1
2, the width of which is equal to the height in which the channel direction collimator plate 2 can be inserted, and the groove 13
Is convergently formed in the direction of the X-ray tube focal point 12.

【0020】チャンネル方向コリメータ板2は、モリブ
デンやタングステンなどの原子番号の大きな物質で作ら
れ、通常0.1〜0.3mmの厚さである。また、コリ
メータが機械強度的に問題がある場合は、価格の安いF
e、Cu、もしくはそれらの合金のプレートを用いても
良い。これらのチャンネル方向コリメータ板2は支持板
8及び支持板8aと組み合わせられた時に、これらが焦
点方向を向くように構成されている。支持板8及び支持
板8aは、通常厚さ5〜10mm程度のアルミニューム
やステンレスなどが用いられるが、加工性からアルミニ
ュームが最も適している。支持板8は、治具14のくり
ぬかれた部分の中に収まるように、X線管焦点12を中
心とする円弧の一部を成すように弓型に、また、くりぬ
かれた部分の形状より少し小さく形成されている。
The channel direction collimator plate 2 is made of a material having a large atomic number, such as molybdenum or tungsten, and has a thickness of usually 0.1 to 0.3 mm. If the collimator has a problem in mechanical strength, the inexpensive F
A plate of e, Cu, or an alloy thereof may be used. These channel direction collimator plates 2 are configured such that, when combined with the support plate 8 and the support plate 8a, they face the focal direction. The support plate 8 and the support plate 8a are usually made of aluminum or stainless steel having a thickness of about 5 to 10 mm, but aluminum is most suitable from the viewpoint of workability. The support plate 8 is formed in an arc shape so as to form a part of an arc centered on the X-ray tube focal point 12 so as to be accommodated in the hollow portion of the jig 14, and has a shape different from that of the hollow portion. It is formed a little smaller.

【0021】最初、支持板8aの所定の位置に位置決め
ピンなどによって治具14を固定しておく。この治具1
4のくりぬき部分は、ワイヤ放電加工などによってコリ
メータ部分の全体外形に沿うように、X線管焦点位置を
中心とする円弧の一部をなす弓形にくりぬかれ、一定の
幅くりぬかれた後の円弧状の部分の内のり部には、左右
対向するように溝13が形成されている。ただし、この
溝13は、検出器モジュール1のつなぎ目毎に相当する
コリメータ側の位置に3個の溝13が形成される。
First, the jig 14 is fixed to a predetermined position of the support plate 8a with a positioning pin or the like. This jig 1
The hollow portion 4 is cut out in an arc shape that forms a part of an arc centered on the X-ray tube focal position so as to follow the entire outer shape of the collimator portion by wire electric discharge machining or the like, and is cut out to a certain width. A groove 13 is formed in the inner part of the arc-shaped portion so as to face left and right. However, three grooves 13 are formed at positions on the collimator side corresponding to the joints of the detector module 1.

【0022】まず、チャンネル方向コリメータ板2を全
溝13に挿入し、一旦、支持板8aを治具14からはず
し、その後チャンネル方向コリメータ板2との密着部に
接着材が塗布された支持板8aを、再度治具14に固定
することによりチャンネル方向コリメータ板2と接着す
る。そして、最後に支持板8を接着固定する。出来あが
ったものを支持板8a側の下方に治具14から引きぬけ
ば、コリメータが仕上がる。そして、図2に示すよう
に、シンチレータアレイ9、フォトダイオードアレイ1
0、及び走査回路(図示せず)を搭載した基板11上
に、コリメータを位置合わせを行ない上部のコリメータ
と下部の検出器アレイをマッチングさせて、支持板8及
び支持板8aを介して取付けネジで固定する。
First, the channel-direction collimator plate 2 is inserted into all the grooves 13, and the support plate 8a is once removed from the jig 14. Then, the adhesive plate is applied to the contact portion with the channel-direction collimator plate 2 with an adhesive. Is adhered to the channel direction collimator plate 2 by fixing it to the jig 14 again. Finally, the support plate 8 is fixed by bonding. The collimator is completed by pulling the completed product from the jig 14 below the support plate 8a. Then, as shown in FIG. 2, the scintillator array 9, the photodiode array 1
On the substrate 11 on which the scanning circuit (not shown) is mounted, the collimator is aligned, and the upper collimator and the lower detector array are matched. Fix with.

【0023】次に、本放射線検出器を用いたX線CT装
置のデータ補正方法について説明する。実際のコリメー
タと検出器モジュール1は円弧上に配置された構造をし
ているが、実効的にはチャンネル方向コリメータ板2
が、図4に示すように、検出器モジュール1のアレイ上
に並んだ状態に模式的に表すことができる。図5は、水
ファントム、アクリルファントムなどを用いて、均一な
X線を照射した場合のチャンネル方向における検出器素
子15からのX線強度を示すグラフである。この場合、
散乱線を完全に除去できている検出器素子15の配置及
びこのグラフの形状から、直接線のみの強度と、入射散
乱線+直接線の強度分布が予想できる。両者を差し引く
ことにより、各検出器素子15で検出された散乱線の強
度と、入射した散乱線の強度を導出できる。ここで、散
乱線の検出率=各検出器素子15で検出された散乱線強
度/入射した散乱線強度、と定義し、パラメータとして
各検出器素子15に散乱線の検出率を持たせる。
Next, a data correction method of the X-ray CT apparatus using the radiation detector will be described. Although the actual collimator and the detector module 1 have a structure arranged on an arc, the collimator plate 2 in the channel direction is actually effective.
However, as shown in FIG. 4, it can be schematically represented in a state where the detector modules 1 are arranged on an array. FIG. 5 is a graph showing the X-ray intensity from the detector element 15 in the channel direction when uniform X-rays are irradiated using a water phantom, an acrylic phantom, or the like. in this case,
From the arrangement of the detector elements 15 from which the scattered radiation can be completely removed and the shape of this graph, the intensity of only the direct ray and the intensity distribution of the incident scattered ray plus the direct ray can be predicted. By subtracting both, the intensity of the scattered radiation detected by each detector element 15 and the intensity of the incident scattered radiation can be derived. Here, the scattered ray detection rate is defined as: scattered ray intensity detected by each detector element 15 / incident scattered ray intensity, and each detector element 15 has a scattered ray detection rate as a parameter.

【0024】図6は、実際の被検体をスキャンした場合
の検出器素子15からのX線強度を示すグラフである。
このグラフからチャンネル方向コリメータ板2を持つ検
出器素子15で直接線分布が予想でき、図5で入射した
散乱線+直接線を検出した検出器素子15で、入射した
散乱線+直接線分布予想が可能である。これら分布予想
を差し引くことにより、各検出器素子15に入射した散
乱線のみの強度を導出することができる。そして、推定
した散乱線のみの分布に、先にファントムの測定によっ
て求めておいた散乱線の検出率を乗算することで、各検
出器素子15毎に入射している散乱線量を推定する。こ
れを元のスキャンデータから差し引くことで、直接線の
みのX線強度分布を推定することができる。
FIG. 6 is a graph showing the X-ray intensity from the detector element 15 when an actual subject is scanned.
From this graph, a direct ray distribution can be predicted by the detector element 15 having the channel direction collimator plate 2, and in FIG. 5, the detector element 15 that has detected the incident scattered ray + the direct ray predicts the incident scattered ray + the direct ray distribution. Is possible. By subtracting these distribution predictions, the intensity of only the scattered radiation incident on each detector element 15 can be derived. Then, by multiplying the estimated distribution of only the scattered radiation by the scattered radiation detection rate previously obtained by the measurement of the phantom, the scattered dose incident on each detector element 15 is estimated. By subtracting this from the original scan data, the X-ray intensity distribution of only direct rays can be estimated.

【0025】上記の直接線成分分布および散乱線成分分
布の推定は、直線近似法か曲線近似法、あるいはこれら
の組み合わせで行なわれる。直線近似法は各検出器素子
15の出力レベル点を結んで成分分布とするものである
が、エッジの近くではその形状を保つために、密な標本
点を必要とし、また、一方滑らかな領域ではまばらな標
本点で十分である。したがって、場合によっては直線近
似法と曲線近似法を組み合わせて使用すると正確な近似
を行なうことができる。
The direct ray component distribution and the scattered ray component distribution described above are estimated by a linear approximation method, a curve approximation method, or a combination thereof. The linear approximation method is a method of connecting the output level points of the detector elements 15 to form a component distribution. However, in order to maintain the shape near the edge, dense sampling points are required. A sparse sample point is sufficient. Therefore, in some cases, accurate approximation can be performed by using a combination of the linear approximation method and the curve approximation method.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の放射線検出器は上記のように構
成されており、チャンネル方向コリメータ板を、検出器
モジュールのつなぎ目とその隣接部の上部のみに配置し
たものであり、コリメータ板の数が非常に少なくて済
み、材料費、加工費、組み立て工数の低減により、全体
の検出器のコストを下げることが出来る。また、その製
造方法は、専用の製作治具を用いて、容易にコリメータ
と検出器アレイとの位置合わせができ、精度良く仕上げ
ることができる。そして、この放射線検出器を用いたX
線CT装置では、取得したデータから直接線及び散乱線
を推定し、データ補正を曲線近似法や直線近似法で行な
い散乱線の除去された鮮明なX線画像を得ることができ
る。
According to the radiation detector of the present invention, the collimator plate in the channel direction is arranged only at the joint of the detector module and the upper part of the adjoining part of the detector module. And the cost of the entire detector can be reduced by reducing material costs, processing costs, and assembly man-hours. Further, in the manufacturing method, the position of the collimator and the detector array can be easily adjusted using a dedicated manufacturing jig, and the finishing can be performed with high accuracy. And X using this radiation detector
In a line CT apparatus, direct rays and scattered rays are estimated from acquired data, and data correction is performed by a curve approximation method or a straight line approximation method to obtain a clear X-ray image from which scattered rays are removed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のX線CT撮影装置の検出器部の一実
施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a detector unit of an X-ray CT imaging apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明のX線CT撮影装置の検出器部の断面
構造を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of a detector section of the X-ray CT imaging apparatus of the present invention.

【図3】 本発明のX線CT撮影装置のコリメータの製
作方法を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of manufacturing a collimator of the X-ray CT imaging apparatus of the present invention.

【図4】 本発明のX線CT撮影装置の検出器部を模式
的に示した図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a detector unit of the X-ray CT imaging apparatus of the present invention.

【図5】 本発明のX線CT撮影装置に一様なX線吸収
体をセットして検出器からのX線強度出力を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an X-ray intensity output from a detector with a uniform X-ray absorber set in the X-ray CT imaging apparatus of the present invention.

【図6】 本発明のX線CT撮影装置で被検体をスキャ
ンした時の検出器からのX線強度出力を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an X-ray intensity output from a detector when a subject is scanned by the X-ray CT imaging apparatus of the present invention.

【図7】 従来のX線CT装置の原理を説明するための
図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the principle of a conventional X-ray CT apparatus.

【図8】 従来のX線CT装置のコリメータを示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing a collimator of a conventional X-ray CT apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…検出器モジュール 2…チャンネル方向コリメータ板 3…チャンネル方向コリメータ板 4…支持板 5…支持板 6…ベース 7…支持棒 8…支持板 9…シンチレータアレイ 10…フォトダイオード 11…基板 12…X線管焦点 13…溝 14…治具 15…検出器素子 16…X線管 17…X線ビーム 18…被検体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Detector module 2 ... Channel direction collimator plate 3 ... Channel direction collimator plate 4 ... Support plate 5 ... Support plate 6 ... Base 7 ... Support rod 8 ... Support plate 9 ... Scintillator array 10 ... Photodiode 11 ... Substrate 12 ... X Tube focus 13 ... Groove 14 ... Jig 15 ... Detector element 16 ... X-ray tube 17 ... X-ray beam 18 ... Subject

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 31/09 H01L 31/00 A ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 31/09 H01L 31/00 A

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のX線検出器素子が配置された固体検
出器モジュールとチャンネル方向コリメータ板とを有す
るX線CT用の放射線検出器において、固体検出器モジ
ュールのつなぎ目とその隣接部のみに対応した位置にチ
ャンネル方向コリメータ板を備えることを特徴とする放
射線検出器。
1. A radiation detector for X-ray CT having a solid state detector module in which a plurality of X-ray detector elements are arranged and a channel direction collimator plate, wherein only a joint between the solid state detector modules and an adjacent part thereof are provided. A radiation detector comprising a channel direction collimator plate at a corresponding position.
【請求項2】コリメータの外形に沿った形状のくりぬき
空間をもち、この空間の内方に沿って検出器モジュール
のつなぎ目とその隣接部のみに対応した位置に、チャン
ネル方向遮蔽プレートの側部が嵌挿できる垂直な溝を有
する治具枠に、チャンネル方向遮蔽プレートを前記溝に
沿って順次挿入して、最後にプレートの上下面をそれぞ
れ支持体に一体的に接着した後、これを前記枠体から上
下いずれか一方側へ引き抜いて製作したコリメータを、
検出器モジュールに対応して配置することを特徴とする
請求項1記載の放射線検出器の製造方法。
2. A hollow space having a shape following the outer shape of the collimator, and a side portion of the channel direction shielding plate is formed along the inside of the space at a position corresponding to only a joint of the detector module and an adjacent portion thereof. A channel direction shielding plate is sequentially inserted along the groove into a jig frame having a vertical groove that can be inserted thereinto. Finally, the upper and lower surfaces of the plate are integrally bonded to the support, and then the frame is attached to the frame. A collimator manufactured by pulling it up or down from the body,
2. The method according to claim 1, wherein the radiation detector is arranged corresponding to the detector module.
【請求項3】請求項1記載の放射線検出器を備えたX線
CT装置のデータ補正方法においてスキャン以前に予め
測定しておいた前記検出器素子の各素子毎についての散
乱線の検出率を記憶し、実際のスキャン時において、前
記チャンネル方向コリメータ板を持つ検出器素子からの
出力値に基づいて直接線成分分布を推定し、前記チャン
ネル方向コリメータ板を持たない検出器素子からの出力
値に基づいて直接線及び散乱線の和の成分分布を推定
し、これにより推定された直接線及び散乱線の和の成分
分布から、先に推定した直接線成分分布を引き去ること
により散乱線のみの分布を推定し、これにより推定され
た散乱線のみの分布に、前記散乱線の検出率を乗算する
ことにより前記各検出器素子毎に入射している散乱線量
を推定し、前記スキャンデータから差し引くことを特徴
とするX線CT装置のデータ補正方法。
3. A data correction method for an X-ray CT apparatus provided with a radiation detector according to claim 1, wherein the detection rate of the scattered radiation for each of the detector elements measured in advance before scanning is determined. At the time of actual scanning, the direct line component distribution is estimated based on the output value from the detector element having the channel direction collimator plate, and the output value from the detector element not having the channel direction collimator plate is calculated. Estimate the component distribution of the sum of direct rays and scattered rays based on this, and subtract the previously estimated direct ray component distribution from the estimated component distribution of the sum of the direct rays and scattered rays to obtain only the scattered rays. Estimating the distribution, multiplying the distribution of only the estimated scattered radiation by the detection rate of the scattered radiation to estimate the scattered dose incident on each of the detector elements, Data correction method of the X-ray CT apparatus characterized by subtracting from Ndeta.
【請求項4】前記補正手段による分布の推定における近
似方法は、曲線近似及び直線近似のいずれか一方、又は
両者の組合わせによることを特徴とする請求項3記載の
X線CT装置のデータ補正方法。
4. The data correction of an X-ray CT apparatus according to claim 3, wherein an approximation method in estimating the distribution by said correction means is one of a curve approximation and a linear approximation, or a combination of both. Method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011087805A (en) * 2009-10-23 2011-05-06 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Collimator module, x-ray detector, x-ray ct apparatus and method for assembling collimator module
JP2012505540A (en) * 2008-10-10 2012-03-01 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Light directivity sensor
CN107174266A (en) * 2017-06-28 2017-09-19 苏州紫光伟业激光科技有限公司 X-ray collimator for CT scanner

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