JP2003116846A - Ｘ線装置のための反散乱グリッド - Google Patents

Ｘ線装置のための反散乱グリッド

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、散乱放射線が可能な限り抑制され
て、一方で主要な放射線が可能な限り伝達される、反散
乱グリッドを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、散乱放射線を吸収するための
複数の吸収器層板構造及び、Ｘ線に対して透明で、吸収
器層板構造間に配置される、チャンネル媒体を含み、検
査される対象物で生成される散乱放射線を削減するため
に役立つ、Ｘ線装置における反散乱グリッドに関する。
かかる反散乱グリッドの特に簡素で精巧な製造のため
に、主要な放射線はほとんど減じない一方で、散乱放射
線は可能な限り減じられ、本発明と一致する非弾性な高
抵抗泡である、特にポリメタクリルイミドの高抵抗泡が
チャンネル媒体として使用される。本発明はまた、層板
構造間でチャンネル媒体として使用される非弾性高抵抗
泡である、例えば、単一の光子エミッター若しくはポジ
トロンエミッターである、コリメーターに関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、散乱放射線を吸収
するための複数の吸収器層板構造（ａｂｓｏｒｂｅｒ
ｌａｍｉｎａｔｉｏｎｓ）及び、Ｘ線に対して透明で、
吸収器層板構造間に配置されるチャンネル媒体を含み、
検査される対象物で生成される散乱放射線を削減するた
めに、Ｘ線装置の使用における反散乱グリッドに関す
る。本発明はまた、層板構造間に提供されるコリメータ
ーチャンネル及びチャンネル媒体を形成するために、複
数の層板構造を有する、単一の光子のコリメーターに関
する。
【０００２】
【従来の技術】検査される対象物がＸ線の手段にて照射
される場合、例えば、患者である検査される対象で生成
される主要な放射線だけでなく、散乱放射線は、その結
果としての“散乱霧”はＸ線画像に現れる。この追加的
な露出のために、Ｘ線画像の対比は、散乱放射線濃度に
依存する内容に対して減少され、さらに、画像化された
詳細なＳＮ比は劣化する。
【０００３】したがって、散乱放射線を減少するため
に、Ｘ線装置は、検査される対象物とＸ線検出器との間
に配置された、反散乱グリッドを伴って提供され、Ｘ線
検出器はＸ線管の焦点スポットから出る主要な放射線を
伝えるが、様々な角度で吸収器層板構造上で入射される
検査される対象物からの散乱放射線を実質上吸収する。
【０００４】この種類のＸ線装置は、米国特許出願番号
１１６４９８７により周知である。吸収器層板構造は、
高い吸収率との組み合わせで少量の鉛から通常は合成さ
れる。吸収器層板構造間の中間間隔のチャンネル媒体
は、紙、ファイバー若しくはアルミニウムである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、散乱
放射線が可能な限り抑制されて、一方で主要な放射線が
可能な限り伝達される、反散乱グリッドを提供すること
である。さらに、反散乱グリッドの製造は、可能な限り
簡素で、幾何学的に正確で経済的であるべきである。こ
の目的は、チャンネル媒体は非弾性の高い抵抗泡である
ことを特徴とする、この種の反散乱グリッドの手段によ
る本発明と一致して達成される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、空気が理想的
なチャンネル媒体であるだけでなく、可能な限り高い均
質性を達成するように、吸収器層板構造が機械的にしっ
かりと、位置的に正確な手法で配置されるという事実の
認識に基づいている。非弾性の高い抵抗泡は、この点か
ら理想的であることが分かっている。このような泡は、
密度が紙よりも１５乃至３０倍ほど小さいために、主要
な放射線における高い透過率を有する。さらに、高い機
械的な精度は、物質の形状が安定して、物質が適切に作
用するために、吸収器層板構造の配置において達成され
る。さらに、好ましい多数のライン、すなわち、散乱グ
リッドの長さ単位（例えば、ｃｍ）における多くの吸収
器層板構造を達成することができる。さらに、吸収器層
板構造とチャンネル媒体は共に固着しないので、生産上
の欠陥は製造中に修理することができる。さらに、チャ
ンネル物質は非常に安価である。
【０００７】好ましくは、ポリメタクリルイミド高抵抗
泡は、例えば、Ｒｏｈａｃｅｌ（登録商標）で市販され
ている泡として、チャンネル媒体として使用される。こ
の物質は、例えば、分割、切断、粉砕若しくは製粉によ
って、速い材若しくはプラスチック処理機で簡単に作用
され得る。潤滑剤の使用は許容可能である。最終的な形
状と最終的な大きさは、例えば、冷却プレスによる作用
の後（チャンネル要素が平行の後）に、チャンネル要素
に与えることができる。最終的な形状を獲得するよう
に、熱変形及び結合形成か、若しくは樹脂化はさらに可
能である。このように、この物質は、チャンネル媒体と
同様に空気を活用する反散乱グリッドと同一の特質を実
質的に有する、反散乱グリッドの製造を可能にする。
【０００８】さらに、好ましい実施態様のチャンネル媒
体は、二つの吸収器層板構造間の各時間で配置されたチ
ャンネル要素である、個々に実行されるチャンネル要素
を含んでいる。このようにチャンネル要素は、反散乱グ
リッドを形成するように吸収器層板構造と実質的に組み
合わせられて実行され、さらなる好ましい実施態様とし
て、このアセンブリは接着剤の手段か、若しくはフレー
ムの手段による共にアセンブリを保持することによる、
何れかで実現される。
【０００９】代替として、例えば、切り出し、熱水ジェ
ット、レーザー若しくは熱いワイヤーの手段によって大
きな一片が高い抵抗泡の個々のスリットを成形すること
は原理において可能であり、及び前述のスリットにおい
て吸収器層板構造を結果的に整列することは可能であ
る。このスリットは、円錐形ではなく、平行に延在する
かもしれない。
【００１０】反散乱グリッドは、吸収器層板構造が平行
に配置される、平らな反散乱グリッドとして構成される
かもしれない。しかしながら、反散乱グリッドは、好ま
しくは、吸収器層板構造がＸ線源の焦点により延在す
る、ラインに沿った各時間と提携する、集中された反散
乱グリッドとして構成される。適切な傾斜を伴う円錐に
なるように、事前に形成されたチャンネル要素は好まし
く形態化される。全体の反散乱グリッドが平らではな
く、曲って整列されるかもしれず、したがって球状のキ
ャップのように形態化され、このようにＸ線源の焦点に
関してより良い集中化を可能にし、したがってさらに高
い均一性を可能にする。
【００１１】さらに好ましい実施態様の個々のチャンネ
ル要素は、グリッドの形状で形態化される。これは、個
々の比較的平らな延在しているチャンネル要素から、好
ましくは切り出す（平行若しくは円錐形に）ことによっ
て部分が除去され、結果として、側面（主要な放射線の
方向に垂直）から見た場合に、チャンネル要素はこの種
類のグリッド若しくはネットワークを形成する。散乱放
射線のより良い吸収はこのように達成できる。
【００１２】本発明は、検査される対象物のＸ線画像を
形成するためのＸ線装置に関し、装置はＸ線源、Ｘ線検
出器、及び検査される対象物と前述に記載のＸ線検出器
との間に配置された反散乱グリッドを含んでいる。この
種類のＸ線装置は、例えば、突出画像化若しくはＣ−ア
ームＸ線システムだけでなく、コンピュータ連動断層撮
影システムである、従来のＸ線システムであるかもしれ
ない。
【００１３】本発明はまた、特に、単一光子エミッター
（ＳＰＥＣＴ）のガンマカメラ若しくはポジトロンエミ
ッター（ＰＥＴ）におけるコリメーターに関する。非弾
性で高い抵抗泡は、コリメーターチャンネルを形成する
ための複数の層板構造及び層板構造間のチャンネル媒体
を含む、この種類のコリメーターのチャンネル媒体とし
て再度有用に使用（例えば、質量を削減するために）さ
れる。この種のコリメーターは、特に、コリメーターの
後ろに位置しているガンマカメラのさらなる要素に検査
される対象物から出るガンマ量の一部だけを伝達するよ
うに意図される。検査される対象物に直面するコリメー
ターの表面へ実際に垂直で入射する量だけが、コリメー
ターを通過することができるが、しかし、角度での入射
である量はコリメーター壁に吸収される。層板構造の配
置を可能な限り正確に、及び伝達される量における吸収
を最小化するために、記載された非弾性の高い抵抗泡、
特に、Ｒｏｈａｃｅｌとして市販されている、ポリメタ
クリルイミド高抵抗泡は、チャンネル媒体において使用
することができる。次いで、コリメーターは、平行若し
くは集中化された形体の線形若しくはグリッド状の形態
であるかもしれない。さらに、層板構造は交差して集中
しているかもしれない。
【００１４】最後に、本発明は、ガンマカメラ、ガンマ
カメラの手段により放射する対象物の画像を形成するた
めの単一光子エミッターに関し、ガンマカメラは、ポジ
トロンエミッターと同様に画像の投影方向を確定するた
めに、記載の種類のコリメーターを伴って提供されてい
る。
【００１５】本発明は、図を参照して下記において詳細
に記載されるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、反散乱グリッドを伴って
提供されるＸ線システムの簡素化された表現である。
【００１７】Ｘ線ビーム３は、例えば、患者である、検
査される対象物４に、Ｘ線管１の焦点２から適用され
る。検査される対象物４を通過するＸ線は、反散乱グリ
ッド５に結果として入射し、放射線のままである構成要
素はＸ線検出器６に入射される。反散乱グリッド５は、
吸収器層板構造５１及び吸収器層板構造５１間に提供さ
れるチャンネル媒体５２から本質的に構成される。吸収
器層板構造は、通常は、少量との組み合わせでＸ線の高
い吸収率を有する鉛から合成され、焦点２に向かって向
けられる。チャンネル媒体５２は、紙若しくはアルミニ
ウムから構成され、Ｘ線を可能である最も高い度合いま
で伝達する。
【００１８】反散乱グリッド５は、検査される対象物４
を通過する主要な放射線７を伝達することとして本質的
に役立ち、結果として、この放射線はさらなる吸収をせ
ずにＸ線検出器６に入射できる一方で、検査される対象
物４で生成される散乱放射線８は可能な限り完全に抑制
されて、Ｘ線検出器６に入射できない。図で示されてい
るように、散乱放射線８は検査される対象物４からの様
々な角度で発散し、散乱放射線８が高い度合いで吸収さ
れる、吸収器層板構造５１に入射される。
【００１９】図２は、本発明と一致して構成される、反
散乱グリッド５を示している。図は、吸収器層板構造５
１間に配置されたチャンネル媒体５２を伴う吸収器層板
構造５１を再度示している。さらに、反散乱グリッド
は、示されているような適切なフレーム５３の手段によ
って曲った形状が与えられ、すべての吸収器層板構造５
１は、焦点に向かうか、若しくは焦点により延在する直
線、すなわち、図１の面に対して垂直に沿って導かれ
る。本発明と一致して、非弾性な高い抵抗泡、特にＲｏ
ｈａｃｅｌという銘柄で市販されているポリメタクリル
イミド（ＰＭＩ）の高い抵抗泡は本発明と一致してチャ
ンネル媒体５２として使用される。
【００２０】本発明と一致する反散乱グリッドは、例え
ば、切り出し若しくは粉砕による平行なスリットを提供
することによって好ましく製造され、高抵抗泡の曲って
いないブロックにおいて、吸収器層板構造として作用す
るように意図された薄膜は、スリットへの挿入が可能で
あるのと同様に、Ｘ線を吸収する、例えば、鉛、タング
ステン、モリブデン、タンタル、銅若しくは別の物質で
製造される。
【００２１】高抵抗泡が非弾性のため、スリットは正確
に特定の位置で非常に精巧に形成され、すなわち、非常
に小さい距離と大きさであるこの場合でさえも、一般的
にマイクロメートルの範囲である。結果として、図で示
されている曲った形状は、チャンネル媒体５２に与えら
れて、フレーム５３の手段によって吸収器層板構造５１
が挿入され、その形状は安定したフレーム５３の手段に
よって維持される。スリットは、円錐状に延在するよう
に切断若しくは粉砕されるかもしれない。
【００２２】図２で示されるような反散乱グリッドはＣ
Ｔシステムで使用されることができ、この場合におい
て、フレーム５３と検出器もまた曲っている。
【００２３】図３に示されるような、本発明の代替とな
る実施態様において、個々の円錐状のチャンネル要素は
高抵抗泡で製造され、これは、そのような物質が使用さ
れる場合に、非常に正確になされる。吸収器層板構造は
チャンネル要素５４間に配置されて、そのアセンブリは
共に圧縮されて、複数のチャンネル要素５４及び吸収器
層板構造から構成される図２で示される種類の反散乱グ
リッドとなる。
【００２４】チャンネル要素５４及び中間の吸収器層板
構造５１は、お互いに固着されるか、若しくはフレーム
５３の手段による圧縮によって共に保持されるが、しか
しながら、後者の形態が好ましい。一つの実施態様のチ
ャンネル要素５４は、例えば、薄い端で４９０μｍの厚
さを有し、より厚い端で５００μｍの範囲の厚さを有す
る。
【００２５】図４は、単一のチャンネル要素５４の側面
図である。三角形の内部領域５４２は、チャンネル要素
５４からパンチされ、その結果、高抵抗泡の全体の接続
部５４１のみが残る。このように、主要な放射線におけ
るチャンネル要素５４の吸収はさらに縮小される一方
で、二次的放射線は同じ度合いに吸収されることで達成
される。示されるような三角形形状の切り出し５４２
は、上からチャンネル要素５４に入射される主要なビー
ム、すなわち、図４で示される図において、図の平面で
下方への発散は、接続部５４１を構成する高抵抗泡物質
のほぼ同じ厚さを透過すべきである利点を有している。
ある実施態様のチャンネル要素は、ほぼ４０ｍｍの高さ
ｈを有している。この種類のチャンネル要素は、高さが
高い場合にのみ有効である。
【００２６】図５は、ガンマカメラを伴う単一光子エミ
ッターの回路図を示している。マークされて同化作用の
調製が与えられた、この種の核医学画像化方法におい
て、不安定な核種が患者に注入され、その調製は臓器に
特異的な手法で続いて濃縮されている。身体から照射さ
れる対応する崩壊量の検出は臓器の画像となり、臓器の
活性の時間での変化は、情報をその機能から引き出すこ
とを可能にする。
【００２７】ＳＰＥＣＴ（単一の光子放射コンピュータ
連動断層撮影）方法は、単一のガンマ量（γ量）が照射
する間に崩壊する放射性核種を活用する。検査される対
象物４において、注入された同化作用の調製は臓器４１
で濃縮され、γ線１０、１１を照射し、このγ線は、主
要なγ量１０及び散乱γ量１１からなる。特に、主要な
γ量１０は、ガンマカメラ１９に入射する。そのカメラ
の入り口において、例えば、画像の投影方向を確定する
平行なコリメーターである、コリメーター１２が提供さ
れる。コリメーターの表面に実際的に垂直で入射する唯
一の量は、中間の空間１２２によりコリメーター１２を
透過でき、一方で、コリメーター壁１２１で吸収される
角度で入射される量は層板構造によって形成される。次
いで、転送される量は、対象物４１によって照射される
γ量を吸収するＮａＩ（Ｔｉ）のモノクリスタル１３に
入射される。次いで、そのエネルギーは、光コンダクタ
１５によって一連の光電子増倍管１７に導かれる、複数
の可視光子１４に変換される。光電子増倍管の電気出力
信号１６が一方で限局化のために使用され、すなわち、
クリスタル１３での吸収の位置を決定するために使用さ
れ、もう一方では、合計後のパルス振幅分析のために使
用される。さらに、図５は光電子増倍管１７の対応する
出力信号１８を示している。
【００２８】本発明と一致する反散乱グリッドのチャン
ネル媒体として使用される非弾性な高い抵抗泡はまた、
コリメーターが層板構造１２１の距離と配列に関して高
い正確性を要求し、主要なγ量１０がクリスタル１３に
入射する以前に可能な限り再度吸収されないため、ガン
マカメラにおけるコリメーターの製造において使用でき
る。
【００２９】既に記載の非弾性な高い抵抗泡は、層板構
造１２１間のチャンネル媒体１２２として使用され、そ
の製造はすでに記載の製造と同一であるか、若しくは同
様である。例えば、層板構造は鉛からなるかもしれな
い。
【００３０】図６ａ、ｂ、ｃはコリメーターの実施態様
の実施例を例示する。図６ａ、ｂは、一つの方向に配列
し、集中した層板構造を伴うファンビームコリメーター
に関する。図６ｃは二方向に曲っているコリメーターを
示している。
【００３１】交差するグリッドの場合、高抵抗泡（例え
ば、切り出しによって）、層板構造１２１若しくはグリ
ッドに提供されている例えば鉛を伴う硬化する金属糊で
対応する交差するグリッドが形成される層板構造１２１
を構成する、グリッドを形成するだけのこの種の高抵抗
泡を使用することは実現可能である。硬化後、層板構造
１２１間に存在する高抵抗泡物質は再度除去され、結果
として、層板構造間に空気が存在する。次いで、交差す
るグリッドは、高抵抗泡の平らな部分に配列される。グ
リッドのスリットは平行若しくは円錐状で延在可能であ
る。例えば、高抵抗泡セクションは、低い表面に提供さ
れたファイバーマットを介して共に維持される。スリッ
トが提供された後、例えば、ドーム状の装置において、
グリッドは二方向に集中される。層板構造物質は、既に
記載のこの位置で提供される。
【００３２】図７はポジトロンエミッター（ＰＥＴ）の
ための検出器を示している。検出器２１はリングのよう
に形態化され、さらに、リングのように形態化されたコ
リメーター２０を囲む。層板構造（セプタ）２２は鉛箔
からなり、層板構造間の中間の空間２３は、既に記載の
高抵抗泡で再度満たされる。γ量の望ましい集中及び望
ましくない量の吸収は、このようにして再び達成され
る。しかしながら、ポジトロンエミッタ−の既知の作用
は、ここでは解明されないだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】反散乱グリッドを伴って提供される既知のＸ線
システムの概略を表している。
【図２】本発明と一致する反散乱グリッドを示す。
【図３】本発明と一致する反散乱グリッドにおける個々
のチャンネル要素を示す。
【図４】本発明と一致するチャンネル要素の側面図であ
る。
【図５】ガンマカメラを伴う単一光子エミッターの概略
を表している。
【図６ａ】単一光子エミッターなどの本発明と一致する
コリメーターの様々な実施態様を示している。
【図６ｂ】単一光子エミッターなどの本発明と一致する
コリメーターの様々な実施態様を示している。
【図６ｃ】単一光子エミッターなどの本発明と一致する
コリメーターの様々な実施態様を示している。
【図７】ポジトロンエミッターにおける検出器の概略を
表している。
【符号の説明】
１ Ｘ線管 ２ 焦点 ３ Ｘ線ビーム ４ 対象物 ５ 反散乱グリッド ６ Ｘ線検出器 ７ 主要な放射線 ８ 散乱放射線 ５１ 吸収器層板構造 ５２ チャンネル媒体 ５３ フレーム ５４ チャンネル要素 ５４１ 接続部 ５４２ 内部領域 ｈ 高さ １０ γ線 １１ γ線 １２ コリメーター １３ モノクリスタル １４ 可視光子 １５ 光コンダクタ １６ 電気出力信号 １７ 光電子増倍管 １８ 出力信号 １９ ガンマカメラ ４１ 対象物 １２１ コリメーター壁 １２２ 中間の空間 ２０ コリメーター ２１ 検出器 ２２ 層板構造 ２３ 中間の空間
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） Ｇ２１Ｋ 1/02 Ｇ２１Ｋ 1/02 Ｇ Ｍ (72)発明者 エアハルト パオル アルトゥール クロ ッツ ドイツ連邦共和国，24534 ノイミュンス ター，カルルシュトラーセ 56 (72)発明者 ライナー コッペ ドイツ連邦共和国，22457 ハンブルク, ルーゲンベルゲナー・ヴェーク ３ Ｆターム(参考） 2G088 EE01 EE02 FF02 FF04 FF07 JJ05 JJ06 JJ12 JJ18 JJ37 LL09 4C093 AA01 CA07 EB25

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 検査される対象物で生成される散乱放射
    線を減少するためのＸ線装置での使用における反散乱グ
    リッドであって、前記散乱放射線を吸収するための複数
    の吸収器層板構造及びＸ線に対して透過で、前記吸収器
    層板構造間に配置されたチャンネル媒体を含み、前記チ
    ャンネル媒体は非弾性な高抵抗泡であることを特徴とす
    る反散乱グリッド。
  2. 【請求項２】 前記高抵抗泡はポリメタクリルイミド高
    抵抗泡であることを特徴とする請求項１に記載の反散乱
    グリッド。
  3. 【請求項３】 前記チャンネル媒体は、個々の事前に形
    成された、二つの吸収器層板構造間の各時間で配置して
    いるチャンネル要素を伴って提供されることを特徴とす
    る請求項１に記載の反散乱グリッド。
  4. 【請求項４】 前記チャンネル要素は、円錐形状を有
    し、前記吸収器層板構造の延長部分が、Ｘ線源の焦点に
    よって延在するラインで互いに交差するような方法で整
    列されることを特徴とする請求項３に記載の反散乱グリ
    ッド。
  5. 【請求項５】 前記個々のチャンネル要素はグリッドと
    して形作られることを特徴とする請求項３に記載の反散
    乱グリッド。
  6. 【請求項６】 前記反散乱グリッドは、中間の接着剤な
    しで近隣して整列され、フレームによって共に維持され
    る、前記チャンネル要素及び層板構造の交替によって形
    成されることを特徴とする請求項３に記載の反散乱グリ
    ッド。
  7. 【請求項７】 Ｘ線源、Ｘ線検出器、及び検査される前
    記対象物とＸ線検出器との間に整列される、前述までの
    請求項１乃至６の一つに記載のような反散乱グリッドを
    含む、検査される対象物のＸ線画像を形成するためのＸ
    線装置。
  8. 【請求項８】 コリメーターチャンネルを形成するため
    の複数の層板構造及び前記層板構造間に提供されるチャ
    ンネル媒体を含み、前記チャンネル媒体は非弾性高抵抗
    泡であることを特徴とする、特に単一の光子エミッター
    若しくはポジトロンエミッターなどのコリメーター。
  9. 【請求項９】 放射する対象物の画像の投影方向を確定
    するために役立つ請求項８に記載のコリメーターを備え
    て提供されるガンマカメラ。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載のガンマカメラの手段
    によって放射する対象物の画像を形成するための単一の
    光子エミッター。
  11. 【請求項１１】 検出器及び請求項８に記載のコリメー
    ターを備えて提供されるポジトロンエミッター。
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