JP2004516487A - グリッド構造の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、押出し処理を用いてグリッド構造を製造する方法に関わる。高いアスペクト比を示す積層構造を押出すためには、増倍ダイが使用される。このような方法は、Ｘ線吸収領域（１０）とＸ線透過領域（９）を有するＸ線散乱グリッドを製造するためにも適しており、このときＸ線酸ｒ何グリッド（６）はＸ線検査装置に使用される。

Description

【０００１】
本発明は、異なる特性を示す領域を有するグリッド構造を製造する方法に関わる。
【０００２】
本発明は、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、Ｘ線源とＸ線検出器との間に配置される照射されるべき対象物のための受容空間と、Ｘ線吸収率が異なる連続的な領域を含み対象物とＸ線検出器との間に配置されるべきＸ線散乱グリッドとを有し、Ｘ線を用いて対象物を照射するＸ線検査装置に更に関わる。
【０００３】
グリッド構造は、一般的にモニタコリメータ、又は、プライバシースクリーンとして使用される。このような場合、一つの好ましい方向からだけの観察が実現され得るよう例えば、異なる光学的特性を有する領域を含む通常の構造をグリッドが有することが望ましい。他方で、通常の構造が構造における個々の領域の高いアスペクト比（高い高さ対幅の比）を有することが望ましい。
【０００４】
対象物のＸ線撮像に関して、患者内で発生する散乱した放射線が同様のグリッド構造、一般的にＸ線散乱グリッドと呼ばれるグリッドによって可能な限り減衰されることが望ましい。Ｘ線散乱グリッドは、Ｘ線伝搬に関してＸ線検出器の前に通常配置される。このようなＸ線散乱グリッドが検査されるべき対象物、例えば、患者の後ろにあるビーム路を遮るとき、検査されるべき対象物からの散乱した放射線が対象物の後ろで測定された信号における個々の域の制御されていない強度をもたらすことなく、患者における吸収量は、空間的に解像された方法で正確に検出され得る。
【０００５】
Ｘ線散乱グリッドを形成する方法は、ＤＥ‐ＰＳ９５３３０３から公知である。公知の文書は、押出し処理を用いて溶融された塊から散乱グリッドのための支持部材を製造する方法を開示し、上記支持部材には、適当なくしのようなプレートを用いて規則的なカットアウトが設けられる。カットアウトは、支持部材を完全に通らず、その後、混合物、特に、Ｘ線に対して高い吸収係数を有する金属で充填され、それにより異なるＸ線吸収率を示す金属ストリップを有する散乱グリッドが提供される。この処理は、実現され得るアスペクト比によって実質的に制限される。非常に薄いくしのような構造は、非常に高い正確さで押出されなくてはならない。最新技術の押出しは、現在のグリッド設計に必要な構造を作ることができない。第２の段階、即ち、開いているチャネルを吸収材料で充填する段階は低粘度材料を必要とする。これは、鉛１当量未満が実現され得るよう吸収充填材料の割合を制限する。押出されたチャネルに挿入するために金属ストリップを使用することは、非常に高い正確度で別の段階で準備されなくてはならないため、実質的に好ましくない。Ｘ線グリッドの質は、材料ストリップのトリミング欠陥による積層体のピッチにおけるより小さい変動、グルーの粘度における変動、埃の含み、及び、積層剥離によって低下される。更に、公知の方法を用いると、薄い断面を有する相当の高さの正確に画成された領域を有する散乱グリッドを形成することは可能でない。
【０００６】
本発明は、上記欠点が緩和された散乱グリッドを形成することを目的とする。
【０００７】
本発明による方法は、異なる特性を示す材料ストリップが、グリッド構造の領域を形成するよう押出されることを特徴とする。特に公知の押出し処理を適用してグリッド構造を製造すると、ワンステップ処理が実現され、ここで全ての材料層が組み合わされ、積層された構造の高さに制限を付けないようにする。第２に、本発明に従って押出された材料ストリップによって異なる特性の連続的な領域が形成されるため、これらは同様の方法で製造され得る。毎回閉じた層が形成され、互いの上に配置されると、クリーンな明確な界面が互いと形成される。この方法は、連続的に実施され得、押出しは、より早くなり、製造費が低減する。従って、処理が簡単に拡大され得、製造費はピッチの減少とともに増加せず、大きさの増加とも殆ど増加しない。材料の界面は、本来の場所で生成され、空気に曝されず、汚染の可能性を低くする。
【０００８】
製造は、異なる特性の２つの材料ストリップが一緒に押出されるとき特に著しく簡略化され、更に、形成された層は、同時に冷却される。従って、互いに対する層の結合は、最適化されると同時に、明確な界面が形成される。
【０００９】
本発明による方法の実施例は、グリッド構造が異なるＸ線吸収係数を有する連続的な領域を有するＸ線散乱グリッドであり、異なる吸収挙動を示す材料ストリップが使用されることを特徴とする。このような組立体、特に、交互に配置された複数のストリップを有する組立体は、ユニットとして変形され得、ビーム路の方向にミリメートル範囲の厚さを実現することができる。例えば、押出しダイによって個々のストリップの傾斜を実現し、その後、ストリップの傾斜が得られる変形を実施することで合焦も実現できることが有利である。
【００１０】
連続する交互のストリップの増倍（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ）は、一緒に押出された材料ストリップの長手軸方向に対して垂直な方向に材料ストリップを分割し、高さが低くなったパケットを形成するよう上記材料ストリップを圧縮し、その後、積層を行う、材料ストリップを増倍する装置を用いて効果的に実現される。典型的な実施では、ストリップの数は、従って、各増倍段階で２倍にされるが、この動作の数の多さも、溶融ストリームを多数のチャネルに分割することで単一の素子で実現され得る。
【００１１】
本発明の更なる利点及び詳細は、図面に例示する本発明の以下の実施例の説明から明らかとなるであろう。
【００１２】
図１に示すＸ線検査装置１は、Ｘ線３を放射するＸ線源２を含み、Ｘ線は、照射されるべき対象物４、例えば、患者或いは加工物のような検査されるべき材料の方向に拡散される。対象物４は、受容空間５に配置される。Ｘ線散乱グリッド６は、Ｘ線ビーム３を遮るために対象物４の後ろに配置される。ビーム軸７の方向において、Ｘ線散乱グリッド６は、検査されるべき対象物４の二次元画像を形成する機能を担う検出器８、例えば、フィルムに後続される。
【００１３】
図２に示すように、Ｘ線散乱グリッド６は、異なるＸ線吸収率を有する材料の交互の領域９、１０を有する。通常、領域９は、それと空間的に位置合わせされた全てのＸ線がＸ線散乱グリッド９によって透過されるようＸ線吸収率が非常に低い材料から製造される。このようなＸ線は、Ｘ線源２と素子９との間にある路においてＸ線散乱を受けていない光線３ａに対応する。他方で、Ｘ線散乱を受けたタイプ３ｂのＸ線は、もはやセル９と位置合わせされず、素子１０によって遮られ素子１０内に吸収される。素子１０の材料は、高いＸ線吸収率を有するよう選択される。従って、Ｘ線吸収グリッドは、対象物の減衰情報に寄与しない散乱したＸ線を遮るためにフィルタとして機能する。ストリップ９は、例えば、高分子材料から成る。これに関して使用できる材料は、全て熱可塑性重合体、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、又は、可塑性剤ＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）のような流れ改質剤によって補充されてもよいポリカーボネートである。可塑剤との典型的な濃縮度は、約２０％である。Ｋｒａｔｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ（ヒドロキシ−オリゴエチレン−ブチレン）が加えられたＡＢＳ（ポリ‐（アクリロ‐ニトリル‐ブタジエン‐スチレン））を使用することも可能である。充填材料、例えば、酸化アルミニウム或いはカーボンブラック（又は軽い核の他の化合物）は、Ｘ線吸収率を僅かに増加させるが、増倍セルにおける流れ挙動を高めるようストリップ９の材料に添加されてもよい。
【００１４】
一般的に、好ましくは、比較的重い核の金属、例えば、Ｗがストリップ１０を製造するのに適切な充填材料である。更に、Ｘ線吸収ストリップ１０を製造するのに塩を使用することも可能である。ニッケル及び／又はタングステンの金属粉も吸収材料として、従って、金属ストリップ１０に対する混合物として使用され得る。この場合、粉粒子の大きさは、１０μｍ未満である。タングステンの吸収率は鉛の吸収率の約２倍である。従って、金属ストリップ１０の厚さｄは、Ｘ線３の強度の全体的な損失が過度になることを回避するよう、従ってフィルム８に関する情報を有すること無く広バンドが存在することを回避するよう小さく維持される。小さいストリップ１０の別の利点は、患者に送られるドーズ量が低く保たれることである。
【００１５】
図３の実施例では、材料の流れ１３及び１２は一緒に押出され、実際の押出しの後には、一方が他方の上に位置する金属ストリップ１３、１２を増倍する装置１１が続く。後の増倍後の流れ１３、１２は、結果として積層構造の金属ストリップ９、１０となる。異なる金属ストリップ９と１０との間の界面の安定性は、使用される材料の流れ挙動に依存する。従って、このような挙動に特に注目する。従って、充填物或いは結合剤の共有部の選択は、流れ要件に依存する。この選択は、一緒の押出しに使用される２つの材料の内部せん断変形と壁スリップとの比に基づき得る。この比は、いわゆるβ値
【００１６】
【数１】

図３では、Ｘ線散乱グリッドを実現するために使用されるストックは、比較可能な情況で溶融され一緒に押し出される、比較可能な粘度の２つの材料ストリップ１２及び１３によって形成される。このような入力ストックストリップ１２、１３は、積層（図３ａ）又は隣接して配置される層（図３ｂ）の形態で増倍装置１１に送られ得る。図３ｂでは、増倍装置１１のカッティングエッジ１４は、ストリップ１２、１３を夫々の長手軸方向に対して垂直に毎回分離し、その後、入力ストックストリップ１２及び１３の２層組立体はランプ１５で上方向に移動され、組立体１２、１３の元の幅、つまり、カット前の幅が復元され得るよう横方向に膨張されることが可能である。カットされた組立体１２、１３の他方の部分は、ランプ１８で下方向に移動し、横方向の膨張の際、入力ストックレイヤ１２、１３の前述の膨張した２層組立体の下で反対方向の位置におかれる。第１の増倍動作の後、２層組立体は、従って、４層組立体となる。増倍素子の組を互いの後ろに配置することでより高い程度の積層増倍が実現され得る。
【００１７】
これは、図４乃至図６、つまり、９０°回転されて示される。図４は、エッジ１４によるカッティング、並びに、ランプ１５による組立体１２、１３の一部の後の上方向の移動、及び、ランプ１８による組立体１２、１３の分離した部分の平行な下方向の移動を示す。図５は、入力ストックストリップ１２、１３の横方向の膨張が始まる位置を示し、増倍素子の出口では、同じ初期幅（又は回転された表示では高さ）を有する４層として互いに積層され、２層組立体は４層組立体に変化される。
【００１８】
図７は、装置１１の組（図示せず）が入力ストックストリップ１２、１３を全体的に、上記方法又は同様の方法の繰り返し増倍によって、後のカッティング動作（図示せず）後にＸ線散乱グリッド６の金属ストリップ９、１０を構成する重畳された層１２、１３を有する多層組立体にどのようにして変化させるかを示す。
【００１９】
図８を参照するに、入力ストックストリップ１２、１３（図示せず）は、増倍中に溶融された又は溶融されたような状態で維持される。増倍処理の終わりで得られる金属ストリップ９、１０は、押出し装置１６を通り、この押出し装置から積層された構造が最終的に押出される。押出し装置１６は、流れが同時に二次元に変換される２つの動作を概略的に示す。これら２つの動作が続いて実施されることも可能であり、それにより正しい幅及び高さを有するプレートに多層を変えるための押出しダイにおける材料の変形は２段階に分割され、各段階は、一軸性の変形である。図８に示す装置１６は、材料ストリップ９、１０の長手軸方向に対して横方向にプレス動作を実施し、数ミリメートルまでの範囲に高さｈがある広く平坦な部材を形成する。ビーム軸７に対して平行な厚さの寸法ｈの例は、０．５ｍｍ乃至２ｍｍの範囲にある。
【００２０】
図９は、構造がその中央光線の方にある程度の集束を示さなくてはならない場合の積層構造の更なる処理の段階１７、１８を概略的に示す。最初に形成された（図９ａ）平坦部材は、その幅を横切る方向に異なる吸収係数を有する材料ストリップ９及び１０を含む。図９ｂに概略的に示すプレス装置２０は、粘度変形によって平面からそれる形状を形成された平坦部材本体に同時に与えるよう構成される。この段階は、押出しダイにおける湾曲した形状への移行を追加することで連続する押し出し段階と統合され得る。その後、例えば、（別個の動作として）弾性部を押すことで湾曲した構造が再び平坦化される。平坦形状への変形後、組立体は冷却され、平坦形状は固定される。
【００２１】
従って、材料ストリップ９、１０は、図９ｃに示すように傾斜が付けられた位置を仮定する。表面全体のその後の冷却及び弾性変形は、ストリップ９、１０の組立体を再び平面組立体に変え、ストリップ９の透過方向及びストリップ１０の方向は、動作状態におけるＸ線源に対応する点２に本質的に方向付けられる。従って、光線３の伝搬方向（図１）に従わない散乱した放射線は、ストリップ９の長手軸方向に対して平行な方向にあるグリッド６を通ることができないが吸収ストリップ１０に対して角をつけて入射するため、グリッドとして機能する素子６を横切らない。その結果、散乱した放射線は、可能な限り完全に吸収される。吸収しない材料ストリップ９の長手軸方向に対して平行な方向におけるグリッド６を通って移動する光線だけが吸収されずに透過され、従って、撮像のために検出器（図示せず）によって利用できるようになる。異なる方法で進むことも可能であることに注意する。この場合、より厚い初期平坦部材６が図９ａに例示する段階で押出される。次に、段階９ｂの代わりに、部材の上表面に機械加工が適用され、球状の凹表面が形成される。段階９ｃ中、凹表面は、平坦化され、傾斜が付けられた隣接セルを有する平坦な散乱グリッドに形成される。機械加工段階の適用は、凹表面を成形するために表面層を除去することで、ストリップ９、１０の厚さにおいてさほど重要でない不規則性を示す表面層が除去され、結果として、散乱グリッドのよりよい質が得られる。
【００２２】
後の段でストリップ９、１０を組み合わすことが従って施される。Ｘ線グリッド６として機能する組立体は、一緒の押出し及びストリップ増倍を含む製造処理を用いて形成され得る。押出しダイによって実現され得、光線の拡散に対応する方向におけるストリップの位置合わせは、同時に、グリッド６が拡散放射線ビーム３の大きい幅にわたって効果的であることを確実にする。
【００２３】
図７乃至図９に示す例の代替として、吸収材料ストリップ１０の厚さｄと、吸収しない材料ストリップ９の厚さＤが異なってもよいことに注意すべきである（図２）。吸収材料ストリップ１０の厚さｄは、典型的には１５μｍ乃至５０μｍの範囲にあり、吸収しない材料ストリップ９の厚さは、典型的には１５０μｍ乃至３５０μｍの範囲にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
Ｘ線源と、照射されるべき対象物のための受容空間と、Ｘ線散乱グリッドとを有する検査装置の全体的な構造を示す図である。
【図２】
図１のＸ線散乱グリッドの詳細を示す図である。
【図３】
押出しダイの単一の増倍素子を示す図である。
【図４】
図３の面Ｖの域の近傍において９０°回転された、押出されたカラムを示す図である。
【図５】
図３の面ＶＩの域の近傍において更に９０°回転された図４に類似する図である。
【図６】
図３の面ＶＩＩの域の近傍において更に９０°回転された図５に類似する図である。
【図７】
材料ストリップを増倍する装置るさいに本発明に従って一緒に押出される材料ストリップの押出されたカラムを示す図である。
【図８】
Ｘ線散乱グリッドを形成するよう形成された積層部材の高さをプレスする装置、いわゆる押出しダイを示す図である。
【図９】
積層部材をフォーカシングされた構造に変化することを示す図である。

Claims (6)

1. 異なる特性を示す領域を有するグリッド構造を製造する方法であって、
   異なる特性を示す材料ストリップは、上記グリッド構造の上記領域を形成するよう押し出されることを特徴とする方法。
2. 上記材料ストリップは、一緒に押出されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 上記グリッド構造は、異なるＸ線吸収係数を有する連続的な領域を含むＸ線散乱グリッドであり、
   異なるＸ線吸収挙動を示す上記材料ストリップが使用されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. ２つの異なる材料ストリップは、材料ストリップを増倍する装置の入口に送られ、
   上記材料ストリップは、上記装置を通る間に何回か分割され、層に配置され、材料ストリップが交互になる組立体が形成されることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 上記形成された組立体は、上記装置において上記材料ストリップの伝搬方向に対して横方向に変形され、
   上記組立体は、その後、平坦な組立体に再び変化されることで材料ストリップが交互となる領域を有し、
   隣接する交互の領域は互いに対して傾斜が付けられた位置にあり、上記組立体の中心線に合焦されることを特徴とする請求項４記載の方法。
6. Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、上記Ｘ線源と上記Ｘ線検出器との間に配置される照射されるべき対象物のための受容空間と、Ｘ線吸収率が異なる連続的な領域を含み上記対象物と上記Ｘ線検出器との間に配置されるＸ線散乱グリッドとを有する、Ｘ線を用いて対象物を照射する検査装置であって、
   上記Ｘ線散乱グリッドは請求項３乃至５のうちいずれか一項記載の方法に従って製造されることを特徴とする検査装置。