JP2003520970A - Ｘ線検出に関する方法および構成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも１つのＸ線源（１１）、コリメータ（４２、５２、６２ａ、６２ｂ、７２）および記録手段（４３、７３）を備える、Ｘ線撮像装置（１０）における、方法および構成に関し、構成は、前記コリメータ（４２、５２、６２ａ、６２ｂ、７２）上のスロット（４５、５５、６５ａ、６５ｂ、７５）を通して、前記Ｘ線源（１０）からのＸ線照射に対して、前記記録手段（４３、７３）の可変曝露を提供するように配置される。前記構成は、前記記録手段によって記録されるＸ線の数を変更するために、互いに関して移動可能に配置される、少なくとも１つの前記コリメータ（４２、５２、６２ａ、６２ｂ、７２）または記録手段（４３、７３）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の技術分野） 本発明は、Ｘ線検出／記録手段の曝露される表面を変更する方法および構成に
関する。Ｘ線撮像装置は、少なくとも１つのＸ線源、スロットを有するコリメー
タおよび記録手段を備える。

【０００２】 （発明の背景） Ｘ線照射により、対象物、特に組織または人体の一部を解析する時、解析結果
は、対象物を通過し、検出器またはフィルムによって記録されたＸ線の数に強く
依存する。種々の対象物の厚みおよび密度は、Ｘ線の通過に影響を与えるパラメ
ータである。たとえば、マモグラフィ検査において、Ｘ線装置は、異なる身体の
特徴を有する異なる患者に対して調整されなければならない。

【０００３】 Ｘ線検出器の場合、１つの重要なパラメータは、Ｘ線に曝露される照射領域、
すなわち、検出器の表面である。さらに別の重要なパラメータは、曝露時間であ
り、曝露時間は、生体組織の場合重要である。なぜなら、Ｘ線照射のための長い
曝露時間に対応する照射線量は、がんを引き起こすことにより組織を危険にさら
す可能性があるためである。

【０００４】 半導体ベースのＸ線検出器は、たとえば、スウェーデン特許出願第９８０１６
７７−７号、Ｄａｎｉｅｌｓｓｏｎにより知られている。この文書によれば、エ
ッジオン（ｅｄｇｅ−ｏｎ）検出器が、入射Ｘ線に関して、傾斜して配置されて
いる。

【０００５】 係属中のスウェーデン特許出願第９９０３５５９−４号によれば、一方の面に
、基板上に配置された複数のセンサから成る検出器を配置した保持部材を備える
、Ｘ線照射を検出するための構成が提供される。検出器は、前記保持部材の少な
くとも一方の側の少なくとも１つの行に、実質的にエッジとエッジを付き合わせ
て配置される。Ｘ線撮影法の画像生成状況においてＸ線照射を検出するための装
置を記載する、米国特許第４９３７４５３号が開示されている。この特許は、ス
ロットおよびスロット走査Ｘ線撮影法に関連して特に有益である。この発明によ
れば、検出器は、検出される、Ｘ線からのほぼ全てのエネルギーが検出器におい
て放出されるように、構成および配置される。このように、直接的な電子読み出
し、高いＸ線阻止能および高い空間分解能を提供する一方で過度に高い電圧レベ
ルを使用することなく、良好な信号収集効率を得る、検出器が提供される。好ま
しい実施形態において、固体Ｘ線検出器は、入射Ｘ線の方向に沿った検出器の厚
みが、ほぼ全てのＸ線エネルギーが検出器において放出されるのに十分に長くな
るように構成される。検出器は、その長手方向の軸線を入射Ｘ線にほぼ並行にし
て、エッジオンで配置される。

【０００６】 また、気体ベースの検出器が知られている。たとえば、ＷＯ９９／２３８５９
は、Ｘ線撮影法用の、特に、２次元ビームＸ線撮影法用の装置に、また、入射放
射を検出するための検出器にも関する。入射放射を検出する、この発明による検
出器は、電極構成を含む気体並行プレート・アバランシ・チャンバであり、電極
構成の間に電場を形成するために電圧が印加され、電場によって、入射放射によ
り放出された１次および２次イオン化電子の電子−イオン・アバランシを生ずる
。検出器は、入射放射に関して、放射が、電場が形成される、第１および第２平
行プレートの間で横に入るように向けられる。前記電子−イオン・アバランシに
よって誘導された電気信号は、互いに隣接して配置され、それぞれが入射放射に
ほぼ平行な方向に沿っている、複数の検出器電極素子を含む、少なくとも１つの
検出器電極構成で検出される。

【０００７】 米国特許第４，９５３，１８９号は、走査型扇形状Ｘ線ビームとフィードバッ
ク制御システムを使用した、医療Ｘ線撮影のためにＸ線束を均等にしたＸ線画像
を生成する方法および装置を開示しており、この方法および装置は、扇状ビーム
に沿う多数の点でビーム強度を調整し、患者のＸ線減衰の変動を補償している。

【０００８】 米国特許第５，１３６，６７２号によれば、少なくとも１つの主絞りは、検査
される対象に入射する、線状の扇形状ビームを形成するために変位可能な２つの
要素を備える。要素は、その通常のＸ線ビーム形成位置において、扇状ビームを
形成するスリット形状開口を形成し、光ビームによって、扇状ビームより断面積
が大きい検査領域を画定し、マーク付けするために、扇形状ビームに垂直な、そ
れぞれ選択された限界位置まで移動可能である。検査領域に入射する光は、絞り
要素によって、その限界位置に制限され、それによって、検査領域を光ビームで
マーク付けする。検査される対象のＸ線曝露は、要素が主絞りの検査領域を画定
する２つの位置の間にあり、絞り要素がそれぞれの限界位置を占めている時だけ
に起こる。

【０００９】 （発明の概要） 本発明の主な目的は、検出されるＸ線の数を、好ましくは、検査される対象の
特徴に応じて変えられる方法および構成を提供することである。

【００１０】 本発明は、走査型スロット機構（ｓｅｔ−ｕｐ）を用いる用途に適用可能であ
る。

【００１１】 本発明の別の目的は、スロット幅を変更することによって、空間分解能を調整
し、その時の診断要求に応じることである。

【００１２】 したがって、最初に述べたコリメータ構成は、互いの上に配置された同じスロ
ット形状を有する少なくとも２つのほぼ同じコリメータ部品を備え、前記ほぼ同
じコリメータ部品は、互いに関して変位可能に配置される。１つの好ましい実施
形態によれば、各コリメータ部品のスロットは、コリメータの長手方向軸線に沿
って互いに関して変位して配置される。

【００１３】 別の実施形態によれば、各コリメータの前記スロットは、コリメータの長手方
向軸線に沿って配置される。

【００１４】 記録手段は、半導体ベース検出器、気体ベース検出器またはＸ線感応フィルム
のうちの１つである。

【００１５】 少なくとも１つのＸ線源、コリメータ構成および記録手段を備え、前記Ｘ線源
からのＸ線照射に対して、前記記録手段の曝露領域を変更するために、コリメー
タが備わる、Ｘ線撮像装置において、本発明は、前記記録手段の前記可変曝露を
提供するための方法に関する。前記方法は、同じスロット形状を有する少なくと
も２つのほぼ同じコリメータ部品を備える前記コリメータ構成を提供すること、
及び前記部品を互いの上で、互いに関して変位可能に配置することを含む。

【００１６】 以下において、本発明は、添付の図を参照して、制限をつけない方法で、さら
に詳細に述べられるであろう。

【００１７】 （実施形態の詳細な説明） Ｘ線撮像において、検出されるＸ線の数は、許容できる画質を生み出す画像収
集時間を決定する。したがって、走査型スロット構成において、スロット幅、す
なわち、対象および検出器に衝当するＸ線の数を変更することによって所望の画
像収集時間を調整することが可能である。検出器は、全ての入射Ｘ線を検出する
ために、使用される最も大きなスロットより広くなければならないことに注目さ
れたい。走査型スロットＸ線撮像において、スロットに垂直な次元での空間分解
能は、スロット幅で決定される。スロット幅を変更することによって、空間分解
能を調整し、その時の診断要求に応じることが可能である。

【００１８】 本発明について、公知の技術による、Ｘ線撮像装置１０の本質的な部品が図１
に示されている。当業者には明らかであるが、本発明にとって重要でない装置内
に存在する他の部品は、単純にするための理由で示されていない。単純なＸ線撮
像装置は、照射源１１、コリメータ１２および検出器組み立て品１３を備える。
検査される対象１４は、コリメータ１２と検出器組み立て品１３の間に配置され
る。

【００１９】 コリメータは、Ｘ線阻止材料で作られ、スロット１５を通過するＸ線に対して
、検出器の所定の部分を曝露するように配置される。２つの異なるタイプのコリ
メータが図２ａおよび図２ｂに示される。図２ａのコリメータ２２ａは、２つの
行に配置され、コリメータの長手方向軸線に沿って互いに関して変位したスロッ
ト２５ａを備える。図２ｂのコリメータ２２ｂは、隔壁２６ｂによって小さなス
ロットに分割されることができる、長方形スロット２５ｂを備える。スロットの
形状および構成は、上述したように従来技術においてより詳細に述べられている
。コリメータは、３０のラインスロットまたは３０プラス３０の半ラインを備え
る。スロットおよび対応する検出器はまた、走査の動きに関して、９０度とは異
なる角度で切り取られても良い場合がある。

【００２０】 図３は、概略のコリメーター検出器組み立て品を示し、スロット３５を有する
コリメータ３２は、Ｘ線照射（矢印で示す）に対して、検出器３３の所定の部分
を曝露するように配置される。照射に対して曝露される検出器３３の表面部分は
、太い線で示される。

【００２１】 本発明によれば、本発明の目的は、Ｘ線に対して曝露される検出器の表面を変
更することによって得られ、それは、検出器上へのスロットの投影である。

【００２２】 本発明による実施形態は、図４、図５および図６に示される。図４の実施形態
によれば、コリメータ４２は、少なくとも２つの、互いに関して変位可能な部品
４２ａおよび４２ｂを備え、これら部品は、可変可能な幅をスロット４５に提供
する。部品は、異なる平面に配置される。最大スロット幅を提供するコリメータ
部分の第１位置は、破線で示される。最小スロット幅（＝０ｍｍ）は、互いの前
に配置されるスロットがない時に得られる。両方の部品を互いに関して横方向に
変位して配置することも可能である。

【００２３】 図５は、第１部品５２ａおよび５２ｂを備え、たとえば、一方の部品を他方の
部品に挿入することによって、部品が互いに関して移動可能に配置されるコリメ
ータ５２の平面図である。したがって、各スロット５５の幅は可変である。広い
スロット幅を提供するコリメータ部品の１つの位置は、破線で示され、スロット
幅が狭い第２位置は、実線で示される。コリメータ部品の変位は、ステップモー
タ（図示せず）などによって、部品の一方または両方にたとえば、歯／ホイール
、ベルトまたは類似品を提供することによって達成されることができる。ステッ
プモータは、コンピュータ・ユニットによって、たとえば、対象の密度および／
または厚みに関して制御されることができる。

【００２４】 図６において、コリメータ５２は、２つのほぼ同じコリメータ、すなわち、固
定スロット５５ａを有する第１（静止）部品５２ａおよびスロット５５ｂを有す
る第２移動可能部品５２ｂを備え、第２部品は、スロット５５ａを覆い、スロッ
ト幅を変更するように、第１部品の一方の側の上で変位するように配置される。
コリメータを互いの上に配置することによって、スロットに垂直な次元で互いに
関するコリメータの一回だけの動きによって、全てのスロットに対してスロット
幅が調整され得る。

【００２５】 例は、コリメータの長手方向軸線に関して変位したスロットを有するコリメー
タを示しているが、コリメータの長手方向軸線に沿ったスロットを有するコリメ
ータに対して同じ技術を使用することが可能である。

【００２６】 第２部品の機械的変位は、ステップモータ（図示せず）または類似品を用いて
、たとえば、第２部品に歯／ホイール、ベルトまたは類似品、または圧電アクチ
ュエータを提供することにより達成されることができる。モータ／アクチュエー
タは、コンピュータ・ユニットによって、たとえば、対象の密度および／または
厚みに関して制御されることができる。

【００２７】 さらに、本発明はまた、コリメータに高精度を提供することを可能にする。ス
ロットは、キャリア内の非常に小さな凹所で、各スロットは、たとえば、５０μ
ｍの幅を有し、製造プロセスおよび材料に頼って製作することは難しい。しかし
、本発明の対策によって、１５０μｍのスロットを有するコリメータを製作し、
それらを配置して、より小さいスロット幅を達成することは可能である。複雑な
スロット構成の場合には特に役立つ。したがって、本発明は、高精度コリメータ
を製作する手段を提供する。

【００２８】 図７は、別の実施形態である。コリメータ７２は、長手方向軸線７７に沿って
回転可能に配置される（ほぼ矩形形状コリメータの短い側に沿ったいずれの箇所
でも）。この実施形態によれば、曝露される領域の変動は、スロット７５が角度
αで配置されるようにコリメータ７２を回転することによって達成される。した
がって、スロットの幅がｂで、スロットを通して曝露される部分の幅がａと仮定
すると、ａの変動、すなわち、Δａは、Δａ＝ｂ・ｃｏｓΔα（α＝０の時、ａ
＝ｂ）によって得られる。したがって、角度βで傾斜した傾斜検出器７３上で、
照射に対して曝露される、部分ｃの幅は、ｃ＝ａ／ｃｏｓβであり、したがって
、ｃの変動は、Δｃ＝ｂ・ｃｏｓΔα／ｃｏｓβである。コリメータ７２の第１
位置は、破線で、第２位置は実線で示される。

【００２９】 機械的回転は、ステップモータ（図示せず）または類似品を用いて、第２部品
に、たとえば、歯／ホイール、ベルトまたは類似品、または圧電アクチュエータ
（図示せず）を提供することにより達成されることができる。モータ／アクチュ
エータは、コンピュータ・ユニットによって、たとえば、対象の密度および／ま
たは厚みに関して制御されることができる。

【００３０】 回転可能な検出器およびコリメータの両方を提供することも可能である。した
がって、コリメータは、両方が回転可能で、スロットを変更する部品で構成され
ることができる。

【００３１】 検出器は、本明細書の背景で述べた任意の検出器であってよく、種々の実施形
態において示されるように傾斜する必要はない。

【００３２】 本発明は、示された実施形態に限定するものではなく、併記の特許請求の範囲
から逸脱することなく、多数の方法で変更されることができ、構成および方法は
、用途、機能ユニット、需要および要求などに応じて種々の方法で実施されるこ
とができる。一実施形態において、傾斜検出器を回転させ、スロットに関して傾
斜角度を変更することが可能である。検出器の代わりに、それ自体公知であるが
、フィルムを使用することも可能であり、その場合、検査される対象の後ろに別
のコリメータが配置されるべきである。２つのコリメータ部品より多くを積み重
ねることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 公知のＸ線撮像装置の側面略図である。

【図２ａ】 従来技術によるマルチスロット・コリメータの横方向視図である。

【図２ｂ】 従来技術による異なるマルチスロット・コリメータの横方向視図である。

【図３】 図１による、（マルチスロット）コリメータおよび検出器組み立て品の概略的
で、誇張した断面図である。

【図４】 本発明による、コリメータおよび検出器組み立て品の概略的で、誇張した断面
図である。

【図５】 本発明による、コリメータの平面図である。

【図６】 図４および図５による、コリメータの断面図である。

【図７】 コリメータの、概略的で、誇張した断面図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１４年２月１８日（２００２．２．１８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/02 Ｇ２１Ｋ 5/02 Ｘ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線撮像装置（１０）のコリメータ構成（４２、５２）であ
   って、少なくとも１つのＸ線源（１１）および記録手段（４３）を備え、前記コ
   リメータ構成は、前記Ｘ線源（１０）からのＸ線照射に対して、前記記録手段（
   ４３）の曝露される領域を変更するために設けられているコリメータ構成におい
   て、 前記コリメータ構成は少なくとも２つのほぼ同じコリメータ部品（４２ａ、５
   ２ａ；４２ｂ、５２ｂ）を備え、該コリメータ部品は互いの上に配置された同じ
   スロット形状を有し、前記ほぼ同じコリメータ部品は、互いに関して変位可能に
   配置されることを特徴とするコリメータ構成。
2. 【請求項２】 各コリメータ部品の前記スロットは、前記コリメータの長手
   方向軸線に沿って、互いに関して変位して配置されることを特徴とする、請求項
   １に記載のコリメータ構成。
3. 【請求項３】 各コリメータ部品の前記スロットは、前記コリメータの長手
   方向軸線に沿って配置されることを特徴とする、請求項１に記載のコリメータ構
   成。
4. 【請求項４】 前記記録手段は、半導体ベース検出器、気体ベース検出器ま
   たはＸ線感応フィルムのうちの１つであることを特徴とする、前記請求項のいず
   れかに記載の構成。
5. 【請求項５】 少なくとも１つのＸ線源（１１）、コリメータ構成および記
   録手段（４３）を備え、前記コリメータ構成は、前記Ｘ線源（１０）からのＸ線
   照射に対して、前記記録手段（４３）の曝露される領域を変更するために設けら
   れている、Ｘ線撮像装置（１０）において、前記記録手段の前記可変曝露を提供
   する方法は、 同じスロット形状を有する少なくとも２つのほぼ同じコリメータ部品（４２ａ
   、５２ａ；４２ｂ、５２ｂ）を備える前記コリメータ構成を提供し、互いに関し
   て変位可能なように、互いの上に前記部品を配置することを特徴とする方法。