JP2004347602A

JP2004347602A - 機械的耐久性を有する散乱防止グリッド

Info

Publication number: JP2004347602A
Application number: JP2004151244A
Authority: JP
Inventors: Remy Klausz; レーミ・クラウス
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2024-05-21
Also published as: US20040234036A1; JP4413075B2; US7430281B2; FR2855276A1; FR2855276B1; DE102004023562A1

Abstract

【課題】散乱防止グリッドの変形を防止して配向精度を保つ。
【解決手段】放射線撮像用の散乱防止グリッドが、複数の金属化隔壁を備えた散乱防止層（１０）を有しており、隔壁は、グリッドの上方に位置する線源から放出されるＸ線の通過を可能にし、且つ線源から直接発せられていないＸ線を吸収する。このグリッドは、散乱防止層（１０）の一面に固定される少なくとも１枚の発泡ポリマー材料製プレート（２０、２２）を有している。グリッドはフレームによって配置することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、放射線撮像、具体的にはＸ線撮像用の散乱防止グリッドに関する。

放射線撮像装置は従来、Ｘ線源のような放射線源と、受像器のような画像形成手段とを含んでおり、両者の間に撮像対象が配置される。線源によって放出された放射線ビームは、対象を透過した後に受像器に到達する。放射線ビームは対象の内部構造に部分的に吸収されるため、受像器が受け取るビームの強度は減弱している。対象を透過した後のビームの全体的な減弱は、対象内部の吸収分布と直接的に関係している。

受像器は、放射線強度に感受性のある光電子検出器又は増感紙／フィルムの組み合わせを含んでいる。従って、受像器によって形成される画像は原則として、対象の内部構造を透過した後の全体的な線減弱の分布に対応する。

線源によって放出された放射線の一部は対象の内部構造に吸収され、他の部分は透過する（一次放射線若しくは直接放射線）か又は散乱する（二次放射線若しくは散乱放射線）。散乱線が存在していると、得られる画像のコントラストの劣化を招き、信号対雑音比が低下する。このことは、対象の細部の視覚化が望まれる場合には特に障害となる。

この問題の一解決法は、Ｘ線照射対象と受像器との間に「散乱防止（anti-scatter）」グリッドを挿入するものである。これらのグリッドは通常、Ｘ線吸収材質の一連の平行な仕切り片又は隔壁で形成されている。所謂「集束型（focalized）」グリッド（「Ｘ線撮像診断装置−汎用及びマンモグラフィ・スクリーニング用散乱防止グリッドの特性」に関するＩＥＣ規格第６０６２７号において規定されている用語に従う）では、仕切り片又は隔壁の全ての平面が、線源によって放出される放射線の焦点を通る平面に沿って配向している。従って、これらのグリッドは直接放射線を通過させ、散乱線を吸収する。集束型散乱防止グリッドは、得られる画像のコントラストの大幅な向上の一助となっている。

良質の画像を得るためには、直接放射線を妨げないように可能な限り精密な構造を有するグリッドを提供することが望ましい。また、吸収性の仕切り片又は隔壁の配向を正確に制御することが望ましい。仕切り片又は隔壁を配向させる精度は明らかに、グリッド生産時に用いられる製造技術に依存している。しかしながら、グリッドを用いるうちに変形を来して仕切り片の配向が実質的に変化することが判明している。結果として、仕切り片又は隔壁の配向の精度が低下する。グリッドの厚みが小さいほどこの低下は大きくなり、また変形する傾向も大きくなる。

この問題は、張り出し式（overhanging）グリッドすなわち片側のみに固定されたグリッドを用いた撮像装置で特に起こる。この場合には、グリッドはかなりの曲げ応力を被る可能性がある。

これらの欠点を克服するため、アセンブリに剛性を与えるアルミニウム・フレームを有するグリッドが提案されている。加えて、これらのグリッドの両面を０．２ｍｍ−０．４ｍｍ厚のカーボン及び樹脂複合材料のプレートで覆う。

本発明の一実施形態は、複数の金属化隔壁を有する散乱防止層と、散乱防止層の一面に固定される少なくとも１枚の発泡ポリマー材料製プレートとを備えた散乱防止グリッドに関するものであり、上述の隔壁は、グリッドの上方に位置する線源から放出される放射線の通過を可能にし、且つ線源から直接発せられていない放射線を吸収する。

本発明の一実施形態はまた、散乱防止グリッドの製造方法に関するものであり、この方法は、
グリッドの上方に位置する線源によって放出される放射線の通過を可能にし、且つ線源から直接発せられていない放射線を吸収する複数の金属化隔壁を有する散乱防止層を形成する工程と、
散乱防止層の一面に少なくとも１枚の発泡ポリマー材料製プレートを固定する工程とを備えている。

本発明及び本発明の実施形態は以下の記載からさらに十分に理解されよう。以下の記載は、説明のみを目的としており制限するものではなく、添付図面を参照しながら読まれたい。

図１では、散乱防止層１０が、セル１４を画定する隔壁を含む約１ｍｍ−３ｍｍ厚のポリマー材料の平面基材１２で形成されている。図１に示すように、厚みは典型的には１．７ｍｍであってよい。セル１４の内壁は、吸収性金属層１６で被覆されている。散乱防止層１０は集束型であり、すなわちセルの壁面が、放射線源によって放出される放射線の焦点を通る平面に沿って配向している。

散乱防止層１０を設けた結果として、Ｘ線源によって放出される直接放射線の一部は基材１２を介してグリッドを通過するが、他の部分はセル１４を介して層を通過する。基材１２を形成するポリマーは低密度であるため、ポリマーを通過する放射線は殆ど減弱されない。

金属層１６で被覆されたセル１４の内壁は、セル１４の１つの集束方向に比べて過度に大きい角度で散乱防止層１０に到達する散乱線を吸収する。

図２では、２枚の発泡ポリマー材料製プレート２０及び２２が、散乱防止層１０の各々の表面に配置されている。プレートを形成するポリマー材料は、グリッドの変形を防止する充分な剛性を有し、且つＸ線画像をアーティファクトによって乱さないように充分な均一性を有する必要がある。発泡ポリマー材料は、表面密度の低さのためＸ線を殆ど減弱させないという利点を有する。発泡ポリマー材料製プレートはまた、グリッドの散乱防止層を保護する役割を果たす。

プレート２０及び２２は共に硬質ポリメタクリルイミド（ＰＭＩ）フォーム（発泡体）で形成される。この形式のフォームは、例えばＲＯＨＭＧｍｂＨ社がＲＯＨＡＣＥＬＬ（商標）の商標で製造しているものであり、或いは発泡ポリエーテルイミドである（この形式の材料は例えばＡＬＣＡＮＡＩＲＥＸＡＧ社がＡＩＲＥＸ（商標）の商標で供給している）。プレートは、密度が２０ｋｇ／ｍ^３−７０ｋｇ／ｍ^３の材料で形成される。ＲＯＨＡＣＥＬＬ（商標）はこの密度範囲で入手できる。具体的には、３０ｋｇ／ｍ^３程度の密度のものが入手できる。プレートの厚みは２ｍｍ−６ｍｍであってよく、２枚のプレートは同じ厚みを有していてよい。

Ｘ線源によって放出される放射線で照射されることになる散乱防止層１０の表面と、画像検出器の側に位置する散乱防止層１０の表面とにそれぞれ配置されるプレート２０及び２２は同一であってよい。プレートの厚みは３ｍｍ程度で、密度は約３０ｋｇ／ｍ^３である。図２に示すように、２ｍｍ−４ｍｍの厚み範囲の２枚のプレート２０及び２２が存在する。

ポリメタクリルイミド製プレート２０及び２２のアセンブリは接着結合によって形成される。接着剤は好ましくは、プレート２０及び２２に塗工され、次いでこれらのプレートを散乱防止層１０に重ね合わせる。接着剤は、散乱防止層１０において層の作用部分を形成していない周縁域のみに接触するように分布させることができる。従って、接着剤は、層１０並びにプレート２０及び２２を通る放射線透過を妨げることはない。

代替的には、散乱防止層１０の全面に接触するように接着剤を塗工してもよく、これによりアセンブリの機械的耐久性が改善する。この場合には、極薄で均一な接着層を形成するエアゾール接着剤が好ましい。この接着手法は、散乱防止層のセルの充填を回避している。

また、接着フィルムを用いることも可能である。この形式の接着剤は支持体付き又は支持体無しのフィルム形態にあり、プレート２０及び２２各々の表面に直接付着させて、散乱除去層１０と共に組み立てることができる。接着フィルムは、薄く均一で一定厚みの層を形成し、従って、アセンブリの全面にわたって一定の放射線透過が得られる利点を有する。

図３及び図４は、散乱防止グリッドによって形成されるアセンブリの周囲に配置するためのフレーム３０を示す。フレーム３０の目的は、アセンブリに剛性を与えると共にアセンブリを保護することにある。

図４について説明する。フレームの配置は、プレート２０及び２２と散乱防止層１０との重ね合わせによって形成されるアセンブリの長辺の一方にクロスピース３８を配置する第一段階を含んでいる。フレーム配置の第二段階は、カーボン複合材料製の２個のＵ字形部材３２及び３４を、アセンブリの対向する２つの短辺に取り付ける工程を含んでいる。Ｕ字形部材は、アセンブリ及びクロスピース３８を包み込む。図４に示すように、部材３２及び３４のＵ字形部分の厚みは約１．０ｍｍであってよい。図５に示すように、Ｕ字形部材３２及び３４の両脚部は約５．０ｍｍ−１０ｍｍであってよい。

図５は、アセンブリの他方の長辺にカーボン複合材料の薄層３６（０．３ｍｍ−０．５ｍｍ程度の厚み）を付着させて、フレーム３０を完成させる工程を含む第三段階を示す。

得られる散乱防止グリッド（図５）は、マンモグラフィ・スクリーニング応用に特に適する。極薄層３６で被覆した長辺側は患者が凭れ掛かる側にあり、クロスピース３８が延在している長辺側は散乱防止グリッドを所定位置に保持する側である。極薄層３６を施すことにより、患者の胸郭に近接して通過するＸ線が妨げられず、最大限に広いマンモグラフィ視野が得られる。クロスピース３８は、ポッター・ブッキー装置用の散乱防止グリッドを固定するためのものである。クロスピース３８は、散乱防止グリッドが運動状態に置かれた場合でも散乱防止グリッドの振動を制限する。

散乱防止グリッドはまた、ポリメタクリルイミド製プレート２０及び２２のうちの一方又は選択により両方を被覆する１以上の保護層を含んでいてもよい。保護層はポリマー材料、例えば炭素繊維、ラッカー又はワニスを含む複合材料で形成することができる。保護層は発泡ポリメタクリルイミドのプレートを湿気と衝撃から保護するためのものである。保護層によるＸ線の減弱は最小限でなければならない。保護層は、例えば１％程度の許容可能なＸ線減弱を与える０．１ｍｍ程度の厚みのポリマー材料で製造される。

保護層はポリマー材料であってよく、好ましくはポリエステル（例えばＤＵＰＯＮＴＤＥＮＥＭＯＵＲＳ社からＭＹＬＡＲ（商標）の商標で供給されている）を、ポリカーボネート（ＲＯＨＭＧｍｂＨ社から例えばＥＵＲＯＰＬＥＸ（商標）の商標で入手可能である）又はポリメチルメタクリレートＰＭＭ（例えばＲＯＨＭＧｍｂＨ社からＰＬＥＸＩＧＬＡＳＳ（商標）の商標で供給されている）に含ませたものとする。

保護層は好ましくは、Ｘ線源の反対方向に配向した（すなわち検出器に向かって配向した）プレート２２の表面に付着させる。保護層は取り扱い作業時に被る可能性のある衝撃からグリッドを保護する。但し、線源側に向かって配向したプレート２０にも保護層を設けてよい。

本発明の実施形態の一変形では、フレームではなくクロスピースによってアセンブリを所定位置に保持してもよい。

図６は、アセンブリの長辺の一方に取り付けるためのクロスピース３８を示す。クロスピース３８は、直線状で全体的にＵ字形の部分を有している。発泡ポリマー材料の２枚のプレート２０及び２２と、散乱防止層１０とを含むアセンブリを、Ｕ字の２つの側面の間に挿入する。クロスピース３８はアセンブリの辺縁に剛性を与えると共に辺縁を保護するためのものである。また、クロスピース３８を用いてアセンブリをポッター・ブッキーに固定する。この目的のための固定部をクロスピース３８に設けてもよい。このように組み立てられたグリッドは、図５に示すグリッドよりも軽量である。

発泡材料のプレートは、グリッドに剛性を与えて、散乱防止層を初期形態のままに維持することができる。発泡材料は、曲げ強さ対重量比が高い。加えて、これらの材料は表面密度が低く、すなわちグリッドの変形の一因となることは事実上ない。

当業者は、本発明の領域及び範囲から逸脱することなく、開示した実施形態及び均等構成の構造及び／又は方法及び／又は機能及び／又は結果及び／又は工程に様々な改変を行ない又は提案することができる。

集束型グリッドの散乱防止層の模式図である。本発明の実施形態に従って散乱防止グリッドを形成する層の模式図である。グリッドを形成する層を保持するためのフレームの模式図である。フレームの２つの側辺部分の配置の模式図である。フレームを仕上げるさらに２つの部分の配置の模式図である。グリッドを形成する層を所定位置に保持するためのクロスピースの模式図である。

符号の説明

１０散乱防止層
１２平面基材
１４セル
１６吸収性金属層
２０、２２プレート
３０フレーム
３２、３４Ｕ字形部材
３６極薄層
３８クロスピース

Claims

複数の隔壁（１６）を有する散乱防止層（１０）と、
該散乱防止グリッド（１０）の一面に固定される少なくとも１枚の発泡ポリマー材料製プレート（２０、２２）とを備えた散乱防止グリッド。
前記プレート（２０、２２）はポリメタクリルイミド（ＰＭＩ）又はポリエーテルイミド（ＰＥＩ）製である、請求項１に記載の散乱防止グリッド。
前記プレート（２０、２２）は、密度が２０ｋｇ／ｍ^３−７０ｋｇ／ｍ^３の材料で形成されている、請求項１又は請求項２に記載の散乱防止グリッド。
前記プレート（２０、２２）は厚みが２ｍｍ−６ｍｍである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の散乱防止グリッド。
前記プレート（２０、２２）は前記散乱防止層（１０）に接着される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の散乱防止グリッド。
前記接着は、前記散乱防止層の周縁域に配設される接着剤による、請求項５に記載の散乱防止グリッド。
前記接着は、前記散乱防止層の全面にわたって延在する薄いフィルムを形成する接着剤による、請求項５に記載の散乱防止グリッド。
前記接着剤は、噴霧されてフィルムを形成するエアゾール接着剤である、請求項７に記載の散乱防止グリッド。
前記接着剤はフィルム形態にある、請求項７に記載の散乱防止グリッド。
前記散乱防止層（１０）の表面の各々に配設される２枚の発泡ポリマー材料製プレート（２０、２２）を含んでいる請求項１乃至９のいずれか一項に記載の散乱防止グリッド。
前記２枚のプレート（２０、２２）は同じ厚みを有している、請求項１０に記載の散乱防止グリッド。
プレート（２０、２２）の一方に保護層を含んでいる請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の散乱防止グリッド。
前記保護層は、炭素繊維、ラッカー又はワニスを含む複合材料で形成されているポリマー材料である、請求項１２に記載の散乱防止グリッド。
前記保護層は厚みが０．１ｍｍ程度である、請求項１２又は１３に記載の散乱防止グリッド。
前記保護層は、放射線源を提供する手段の反対方向に配向した前記プレート（２０）の表面に配設される、請求項１２−請求項１４のいずれか一項に記載の散乱防止グリッド。
前記隔壁は複数の集束式セル（１４）を形成している、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の散乱防止グリッド。
前記隔壁の複数のセルの内壁は放射線を吸収する層（１６）で被覆されている、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の散乱防止グリッド。
前記グリッドは、該グリッドを保護する手段（３０、３８）の内部に配置されている、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の散乱防止グリッド。
複数の隔壁（１６）を有する散乱防止層（１０）を形成する工程と、
該散乱防止層（１０）の一面に少なくとも１枚の発泡ポリマー材料製プレート（２０、２２）を固定する工程とを備えた散乱防止グリッドの製造方法。
前記プレート（２０、２２）は前記散乱防止層（１０）に接着される、請求項１９に記載の方法。
プレート（２０、２２）の一方に保護層を形成する工程を含んでいる請求項１９又は請求項２０に記載の方法。
前記保護層は、放射線源を提供する手段の反対方向に配向した前記プレート（２０）の表面に配設される、請求項２１に記載の方法。
前記グリッドに該グリッドを保護する手段（３０、３８）を配置する工程を含んでいる請求項１９乃至２２のいずれか一項に記載する方法。
複数の隔壁（１６）を有する散乱防止層（１０）と、
該散乱防止グリッド（１０）の一面に固定される少なくとも１枚の発泡ポリマー材料製プレート（２０、２２）と、
前記層及び前記プレートにより形成されるアセンブリの一辺に配置されるクロスピース（３８）と、
前記アセンブリの２つの対辺に配置されるそれぞれのＵ字形部材（３２、３４）と
前記アセンブリのさらに他の一辺に設けられる層（３６）とを備えており、
前記クロスピース、前記部材及び前記層はフレーム（３０）を形成しており、該フレーム（３０）内に当該グリッドが配置されている、散乱防止グリッド。
複数の隔壁（１６）を有する散乱防止層（１０）と、
該散乱防止グリッド（１０）の一面に固定される少なくとも１枚の発泡ポリマー材料製プレート（２０、２２）と、
前記層及び前記プレートにより形成されるアセンブリの一辺に配置されるクロスピース（３８）とを備えた散乱防止グリッド。
複数の隔壁（１６）を有する散乱防止層（１０）と、
該散乱防止グリッド（１０）の一面に固定される少なくとも１枚の発泡ポリマー材料製プレート（２０、２２）と、
前記層及び前記プレートにより形成されるアセンブリを保護する手段（３０、３８）とを備えた散乱防止グリッド。