JP2005537846A

JP2005537846A - Ｃｔスキャナ用の散乱防止ｘ線遮蔽

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Publication number: JP2005537846A
Application number: JP2004533795A
Authority: JP
Inventors: マラムド，ガブリエル
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2005-12-15
Also published as: US20060039527A1; AU2002329029A1; CN1672039A; US7236560B2; WO2004023123A1; EP1537407A1

Abstract

固定子と回転子とを有し、回転子は、回転軸を有し、回転子が回転軸の回りを回転可能であるよう固定子に取り付けられる、ＣＴスキャナは、回転子に取り付けられ、Ｘ線が発せられる焦点を有するＸ線源と、Ｘ線検出器の行及び列のマトリックスを有するＸ線検出器アレイと、Ｘ線検出器の列の間に配置されＸ線を吸収する散乱線除去（ＡＳ）材料と、Ｘ線検出器の列の間に配置されＸ線を吸収する散乱線除去（ＡＳ）材料とを有し、ＡＳ材料は、１つおきの検出器の行の間に及び／又は１つおきの列の間に配置される。更に、行の間のフォイルの厚さ及び／又は高さは、列の間のフォイルの厚さ及び／又は高さとは異なるものでありうる。

Description

本発明は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）Ｘ線撮像法に係り、特にＣＴ撮像システムにおいてＸ線検出器を散乱したＸ線から遮蔽する方法に関連する。

患者のＣＴＸ線撮像法では、Ｘ線は患者の体の領域の内部の構造及び特徴を撮像するのに用いられる。撮像は、以下「ＣＴスキャナ」と称するＣＴ撮像システムによって行われ、これはＸ線を用いて体の領域の複数の連続的な比較的薄い平面的なスライスの内部の構造及び特徴を撮像するものである。

ＣＴスキャナは、一般的には、Ｘ線源の焦点から発せられる平面的な扇形（ファン）Ｘ線ビームを与える光源と、扇形のビームと略同一平面上にありＸ線源に対向する、互いに近くに配置されたＸ線検出器のアレイとを含む。Ｘ線源及び検出器のアレイは、一般的には適当な支持寝台に寝ている、ＣＴスキャナで撮像されるべき人が、ガントリ内でＸ線源と検出器のアレイとの間に位置決めされうるよう、ガントリ内に取り付けられる。ガントリ及び寝台は、Ｘ線源と検出器が軸方向に、「ｚ軸」に沿って、患者の体に沿った所望の位置に配置されうるよう、互いに対して可動である。

ガントリは、固定子と称される静止構造と、回転子と称される回転要素とを含み、回転子は、回転子がｚ軸回りに回転可能であるよう固定子に取り付けられる。第３世代のＣＴスキャナでは、Ｘ線源及び検出器は回転子に取り付けられる。検出器は、一般的には、ｚ軸に対して垂直な平面とＸ線源のスキャナの焦点に配置された中心とを有する円の円弧に沿ってアレイとして配置される。以下、円弧に沿ったかかる検出器のアレイを、検出器の「行」と称するものとする。ｚ軸回りの回転子の角度的な位置は、Ｘ線源が患者の体の回りで「ビュー角度」と称される所望の角度に位置決めされうるよう制御可能である。第４世代のＣＴスキャナでは、Ｘ線検出器アレイは、検出器の完全な円を形成するよう円の周囲の回りに位置決めされる検出器を有する。検出器の円は静止しており、Ｘ線源は回転子に取り付けられ、回転子と共に回転する。

患者の体の領域内のスライスを撮像するために、Ｘ線源は、スライスのｚ座標に配置され、複数の異なったビュー角度からＸ線でスライスを照射するよう少なくとも１８０°の角度に亘ってスライスの回りを回転する。各ビュー角度では、検出器のアレイのうちの検出器は、スライスを通過する源からのＸ線の強度を測定する。検出器のアレイのうちの特定の検出器によって測定されるＸ線の強度は、Ｘ線源から、特定のスライスを通って、検出器への、直線経路の長さに沿ってスライス中の材料によって減衰されるＸ線の量の関数である。

Ｘ線検出器によって与えられる測定は、スライス中の材料の吸収率のマップを位置の関数として与えるよう、従来技術で周知のアルゴリズムを用いて処理される。患者の体の領域中の複数の連続的なスライスに対する吸収率のマップは、領域の内部の器官及び特徴を表示及び識別するのに用いられる。

多くのより古いＣＴスキャナは、単一の行のＸ線検出器（即ち、第４世代のＣＴスキャナでは単一の円）のみを有し、一回に患者の体の領域の１つのスライスのみを撮像する、シングルスライススキャナである。最も近年のＣＴスキャナは、患者の複数のスライスを同時に撮像するよう設計されたマルチスライスＣＴスキャナである。マルチスライスＣＴスキャナは、ｚ軸に沿って互いに近い間隔を置いたＸ線検出器の複数の平行な行（又は第４世代のＣＴスキャナでは円）を有する。マルチスライスＣＴスキャナの検出器アレイは、従って、検出器の行及び列の「２次元」（行の湾曲を無視する）行列である。アレイ中の検出器の列は、スキャナのｚ軸に対して平行な同じラインに沿った検出器の行に含まれる検出器を指す。

マルチスライススキャナは、患者の多数のスライスを、検出器の行の数に等しい最大スライス数まで同時に撮像するよう動作しうる。一般的には、マルチスライススキャナ中の検出器からの信号は、検出器の行の数よりも少ない複数のスライスを同時に撮像するよう従来技術で公知の様々なアルゴリズムのいずれによっても組み合わされうる。現在入手可能な従来のマルチスライススキャナは、患者の領域の４乃至１６枚のスライスを同時に撮像し、１６枚よりも多くのスライスを同時に撮像するスキャナは開発中である。

理想的には、ＣＴスキャナ中の各検出器は、Ｘ線源から検出器への略直線的な経路に沿って通過した後に検出器に到達するＸ線の強度を測定する。従って、理想的には、Ｘ線源から検出器までの経路に沿って材料によって吸収されず、また、Ｘ線が検出器に入射するのを防止するような角度で材料によって分散されないＸ線のみが、検出器に到達することが望ましい。しかしながら、Ｘ線源からＣＴスキャナの検出器アレイのうちの１つのＸ線検出器への経路から出て散乱するＸ線は、一般的にはスキャナの検出器アレイ内の他のＸ線検出器に向かった方向へ散乱される。これらの散乱されたＸ線が他のＸ線検出器に入射すれば、これらは他の検出器によって与えられる測定値に誤差を生じさせ、ＣＴスキャナによって与えられる画質を低下させうる。

ＣＴスキャナ内の「散乱誤差」を減少させるために、スキャナの検出器アレイ内のＸ線検出器は、一般的には散乱されたＸ線から遮蔽される。マルチスライスＣＴスキャナの検出器アレイ用の「散乱線除去（Anti-scattering）」遮蔽（以下「ＡＳ遮蔽」と称する）は、アレイ内の各検出器の列間に配置される適当なＸ線吸収材料から形成される薄い平坦なバッフルフォイルを有する。各ＡＳフォイルの平面はｚ軸に平行であり、Ｘ源の焦点又は、偏向焦点が用いられる場合は焦点の重心を横切る向きとされる。以下、Ｘ線源の焦点とは焦点を意味するものと理解され、偏向焦点を有するＣＴスキャナについては焦点の重心を意味するものと理解される。シングル・スライスＣＴスキャナでは、ＡＳフォイルは、検出器の精度及び画質に対する散乱されたＸ線の影響を緩和するのに比較的有効である。しかしながら、マルチスライススキャナ内のＸ線ファンビームは、シングルスライススキャナ中のＸ線ファンビームよりもｚ軸方向上かなり厚い。結果として、マルチスライスＣＴスキャナ内のＸ線は、潜在的には散乱されたＸ線の実質的により多くの源に曝され、従ってシングルスライスＣＴスキャナ中の検出器よりも大きい、散乱されたＸ線の流れに曝される。

マルチスライスＣＴスキャナ内で散乱されたＸ線の増加した流れに対処するために、マルチスライススキャナ内のＡＳフォイルは、しばしば、典型的なシングルスライススキャナ内のＡＳフォイルよりも高くされる。しかしながら、ＡＳフォイルが製造されるときの高さは、製造公差によって制限されている。ＡＳフォイルの高さが増加されるにつれて、フォイルは更に細かい公差に製造され位置決めされねばならない。例えば、ＣＴスキャナ内のＡＳフォイルの高さが増すと、ＡＳフォイルはより高い精度でスキャナのＸ線源の焦点と整列されねばならない。ＡＳフォイルが焦点からずれ、又は、その表面が不均質性で妥協される限りは、ＡＳフォイルは、ＡＳフォイルに隣接するＸ線検出器をかなり影にしうる（シャドーイング）。シャドーイングは、影にされたＸ線検出器の検出効率を変え、マルチスライスＣＴスキャナによって発生された画像中にアーティファクトを生じさせうる。更に、シャドーイングは、存在する場合は、不安定であることが多く、時間が経つにつれて変化しうる。結果として、ＣＴスキャナによって与えられる画像をシャドーイングによって導入されたアーティファクトについて補償することは困難でありうる。

第４世代のＣＴスキャナの幾何学形状により、一般的には、検出器の望ましくないシャドーイングを生じさせない第４世代のＣＴスキャナ内に含まれる検出器に対して散乱線除去遮蔽を設けることは可能ではない。結果として、散乱線防止遮蔽は、通常は第４世代のスキャナに対しては与えられない。

マルチスライススキャナでは、同時に撮像されるスライスの数が増加するにつれて、散乱誤差の問題は悪化する。検出器を遮蔽するのに用いられるＡＳフォイルの高さを単に増加させることによっては問題を扱うのは可能ではないようであるため、散乱誤差に対する新しい解決策が要求される。

本発明の幾つかの実施例の面は、マルチスライスＣＴスキャナの検出器アレイ中のＸ線検出器を散乱Ｘ線から遮蔽する改善されたシステムを提供することに関連する。

本発明のいくつかの実施例は、少なくとも２つの異なった方向上にＡＳフォイルを有するマルチスライスＣＴスキャナの検出器アレイ中のＸ線検出器用のＡＳ遮蔽を提供することに関連する。

ＣＴスキャナのＡＳフォイルの方向は、ＡＳフォイルの平面とＸ線検出器アレイの表面が交わる線の方向として定義される。便宜上、検出器アレイの表面上の特徴及び要素を、ｚ軸に沿って測定されるｚ座標と、検出器アレイの表面上にありアレイ中の検出器の行に平行な線、即ち「ｓ軸」、に沿って測定される「ｓ」座標と称する２つの座標を用いて位置特定する。ＡＳフォイルの方向、即ちＸ線検出器アレイと交わる線の方向は、ｘ軸及びｓ軸を参照して決定される。ＣＴスキャナ検出器アレイ中の検出器の列に対して平行な上述の従来技術のＡＳフォイルは、従って、「ｚ軸」ＡＳフォイルである。

本発明の実施例では、ＡＳ遮蔽は、マルチスライススキャナの検出器アレイ中の検出器の行に対して平行なｓ軸ＡＳフォイル、並びに、ｚ軸列ＡＳフォイルを含む。所与の最大ＡＳフォイル高さに対して、追加されたｓ軸ＡＳフォイルは、ｚ軸に沿ったマルチスライススキャナのファンビームの比較的大きい寸法、即ち厚さから生ずる散乱Ｘ線に対する効率的な追加の遮蔽を与える。

本発明の幾つかの面によれば、各Ｘ線検出器に対して、Ｘ線検出器の中心に位置する座標系の原点の視点からは、ＡＳ遮蔽の形態は相似である。

ＡＳ遮蔽の形態の相似性は、異なった検出器を保護するＡＳ遮蔽中の差によって生じたものでありうる異なった検出器に到達するＸ線のエネルギースペクトルの差から生ずるものでありうる。本発明の幾つかの実施例によれば、パリティ変換及び／又は回転変換内で、同じ寸法及び形状の任意の２つのＸ線検出器のＡＳ遮蔽は、夫々の座標系から見たとき、実質的に同一である。

従って、本発明の実施例によれば、固定子と回転子とを有し、回転子は、回転軸を有し、回転子が回転軸の回りを回転可能であるよう固定子に取り付けられる、ＣＴスキャナであって、回転子に取り付けられ、Ｘ線が発せられる焦点を有するＸ線源と、Ｘ線検出器の行及び列のマトリックスを有するＸ線検出器アレイと、Ｘ線検出器の列の間に配置されＸ線を吸収する散乱線除去（ＡＳ）材料と、Ｘ線検出器の列の間に配置されＸ線を吸収する散乱線除去（ＡＳ）材料とを有するＣＴスキャナが提供される。

任意に、検出器アレイの実質的に任意の第１の検出器内に配置された第１の座標系、及び、検出器アレイの実質的に任意の第２の検出器内に配置された相同する座標系から見ると、ＡＳ材料はパリティ変換及び／又は回転変換内と略同じ形態を有する。

任意に、ＡＳ材料は、１つおきの検出器の行の間に配置される。更に、又は、或いは、ＡＳ材料は、１つおきの検出器の列の間に配置される。

本発明の幾つかの実施例では、ＡＳ材料は薄いフォイルの形状に形成され、フォイル上の任意の点について、Ｘ線源の焦点から点への線分は、実質的にフォイルの面内に又は面上にある。

任意に、検出器の列の間のフォイルは、焦点へ向かって検出器アレイに対して或る高さに亘って延び、当該高さは、検出器の行の間に配置されるフォイルが焦点へ向かって延びる高さとは異なる。更に、又は、或いは、行の間のフォイルの厚さは、列の間のフォイルの厚さとは異なる。

本発明の幾つかの実施例では、検出器は六角形の形状を有し、フォイルは検出器の六角形の形状に従う形状とされる。

本発明の実施例の制限的でない例について、添付の図面を参照して以下詳述する。図中、２以上の図面に現れる同一の構造、要素、又は部分は、それらが現れる全ての図中で同じ番号が付されている。図示される構成要素及び特徴の寸法は、便宜上、また、明瞭性のために選ばれたものであって、必ずしも縮尺通りに示されたものではない。

図１Ａは、従来技術による第３世代マルチスライスＣＴスキャナ２０を示す。ＣＴスキャナ２０の特徴及び構成要素のうち本発明の説明に関連のあるもののみを図１Ａに示す。

ＣＴスキャナ２０は、破線２６によって概略的に示されるＸ線ファンビーム２４、及びＸ線検出器３０のアレイ２８を提供するよう制御可能なＸ線源２２を有する。ファンビーム２４は、Ｘ線源２２の焦点領域３２（以下「焦点３２」と称する）から発せられる。Ｘ線源２２及び検出器アレイ２８は回転子４０に取り付けられ、回転子４０は、回転子が座標軸系４５のｚ軸として便宜上示される軸４４の回りに回転されうるよう、固定子４２に回転可能に取り付けられている。固定子４２及び回転子４０は、ＣＴスキャナ２０のガントリ４６の構成要素である。

アレイ２８は、Ｘ線検出器３０の列５０及び行５２を有する。アレイ２８は、例として、ＣＴスキャナ２０が、一回に患者の４枚のスライスを撮像することが可能なマルチスライススキャナであることを示すよう、検出器の４つの行５２を有するものとして示されている。検出器の各行５２は、ｚ軸に対して垂直な平面とＸ線源２２の焦点３２に置いた中心とを有する円の円弧に実質的に沿って延びる湾曲した行である。Ｘ線検出器アレイ２８の特徴は、ｚ軸に関して決定されるｚ座標と、アレイ２８に平行に示されるｓ軸に関して決定される「ｓ軸」とによって位置が決定される。ｓ軸は、検出器の行５２のうちの検出器がそれに沿って配置される円の円弧と同じ半径及び中心を有する円の円弧である。図１Ａ中にアレイ２８中のＸ線検出器３０の形態を表示するよう、Ｘ線検出器３０を遮蔽し散乱Ｘ線の効果を減少させるのに用いられるＡＳフォイルは、図１Ａには示されていない。ＡＳフォイルは、以下説明する図１Ｂに示されている。

検出器アレイ２８中に示すＸ線検出器３０の数及び相対的な寸法は任意であり、便宜上及び明瞭性を与えるよう選ばれる。実際には、典型的なマルチスライスＣＴスキャナ中のＸ線検出器アレイは、約一平方ミリメートルに等しい面積を有する数千もの小さいＸ線検出器を有しうる。

ＣＴスキャナ２０によって撮像されるべき患者は、寝台４８上に支持される。寝台４８は適当な台座（図示せず）上に据え付けられ、ＣＴスキャナ２０によって撮像されるべき患者の体の領域をガントリ４６の内部でＸ線源２２とアレイ２８との間で位置決めするよう、ｚ軸４４に沿って軸方向に平行移動するよう制御可能である。撮像されるべき領域が
ガントリ４６内部で正しく位置決めされると、回転子４０は領域を複数のビュー角度からＸ線で照射するよう、Ｘ線源２２をｚ軸回りに回転するよう制御される。各ビュー角度について、アレイ２８中のＸ線検出器３０は、領域を通過し検出器に入射する、Ｘ線源２２からのＸ線の強度に応じた信号を発生する。検出器３０の同じ列５２上でＸ線検出器３０によって発生される信号は、領域のスライスの画像を発生するよう処理される。

理想的には、各検出器３０は、検出器によって撮像されている領域を通るＸ線源から略直線経路に沿って進行するＸ線源２２からのＸ線のみの強度を測定する。直線的な経路を沿って検出器に到達しないが散乱された後に検出器に到達するＸ線によって発生された、検出器３０によって与えられる強度測定値の誤差を減少させるよう、アレイ２８内のＸ線検出器３０を遮蔽するためにＡＳフォイルが用いられる。

図１Ｂは、従来技術による、図１Ａに示すＣＴスキャナ２０のＸ線検出器アレイ２８と、アレイ内の検出器３０を遮蔽するのに用いられるＡＳ遮蔽６０とを概略的に示す。また、検出器アレイ２８が取り付けられたＣＴスキャナ２０の回転子４０の部分と、説明に関するＣＴスキャナ２０の他の特徴も示す。

ＡＳ遮蔽６０は、検出器３０の各列５０（図１Ａ）間に配置されたＡＳフォイル６２を有する。以下「ｚフォイル」と称する各ＡＳフォイル６２は、その平面がｚ軸に平行であり、平面が焦点３２と交差するような向きとされている。焦点３２に対するｚフォイル５２の向きを概略的に示すよう、いくつかのｚフォイル６２の夫々について、ｚフォイルと同一平面の破線６４が、焦点３２と交差するようｚフォイルから延びる。一般的には、ｚフォイル６２は、約０．０５ミリメートル乃至約０．２ミリメートルの範囲の厚さを有するタングステン又はモリブデンのフォイルから形成され、アレイ２８から焦点３２へ向かって、約２０ミリメートル乃至約４０ミリメートルの範囲の高さまで延びる。

ｚフォイル６２の高さが高くされるにつれて、フォイルによるＸ線検出器３０の望ましくないシャドーイングを防止するために、フォイルの平坦さ、厚さ、及び、向きはより精密な公差へ制御されねばならない。実際的には、約１ミリメートルの特徴寸法を有するＸ線検出器について、ｚフォイルが形成されうる最大の高さは、約４０ミリメートルである。Ｘ線検出器が小さくなるにつれて、ＡＳフォイルの平坦さ、厚さ、及び、向きもまた、より厳しい公差へ制御されねばならない。

図１Ｃは、図１Ａ及び図１Ｂに示す検出器アレイ２８の領域７０と、領域に関連する図１に示すｚフォイル６２とを概略的に示す平面図である。図示を簡単にするために、図１Ｃに示す検出器アレイ２８の領域７０は平坦である。領域７０中に含まれる検出器アレイ２８のＸ線検出器３０は、軽く斜線が付された四角形によって表わされ、図１Ａ及び図１Ｂに示すｚ軸及びｓ軸は、領域７０の向きを示すよう図１Ｃ中に示されている。領域７０中の検出器３０の列５０はｚ軸に平行であり、領域内に含まれる検出器の行５２の部分はｓ軸に平行である。

比較的狭い「隔離ギャップ」７２は、検出器３０の同じ列５０内の隣接する検出器３０を分離する。隔離ギャップ７２の幅は、Ｘ線検出器の実装密度を出来るだけ大きくするために、通常は、出来る限り小さくされる。典型的には、隔離ギャップ７２の幅は、約０．０５ミリメートル乃至約０．３ミリメートルの範囲である。

Ｚフォイル６２は、検出器の列５０間の空間を最小限とするようＸ線検出器３０の効果的な遮蔽と一致させて出来るかぎり薄くされる。ｚフォイル６２の厚さを最小限とすることについての動機付けは、検出器アレイ２８上のｚフォイル６２のフットプリントを最小限とし、アレイ２８中でＸ線検出器３０の実装密度を出来る限り大きくすることである。上述のように、ｚフォイル６２は、通常はタングステン又はモリブデンから作られ、典型的には約０．０５ｍｍ乃至約０．２ｍｍの範囲の厚さを有する。結果として、検出器３０の隣接する列５０は、一般的には約０．２ｍｍ乃至約０．３ｍｍの範囲の幅を有するギャップによって分離される。

図２は、本発明の実施例による、ＣＴスキャナのＸ線検出器アレイ８０（その一部のみを示す）と、アレイ内の検出器３０を遮蔽するのに用いられるＡＳ遮蔽８２とを示す図である。検出器アレイ８０が取り付けられたＣＴスキャナの回転子４０の一部及びスキャナのＸ線源２２も示されている。

Ｘ線検出器アレイ８０は、図１Ａ及び図１Ｂに示すＸ線検出器アレイ２８と同様であり、検出器アレイ８０は、ｚ軸に対して平行なＸ線検出器３０の列とｓ軸に対して平行なＸ線検出器３０の行５２の２次元アレイである。Ｘ線検出器３０の行５２及び列５０は、図２の斜視図には示されていないが、以下説明する図３Ａ乃至図３Ｄには示されており、これらの図は検出器アレイ２８の領域の平面図を示す。

検出器アレイ２８と共に用いられるＡＳ遮蔽６０は、単一の方向上にＡＳフォイル、即ちｚフォイル６２（図１Ｂ及び図１Ｃ）を有する一方で、本発明の実施例によるＡＳ遮蔽８２は、少なくとも２つの異なった方向上に整列したＡＳフォイルを有する。（上述のように、ＡＳフォイルの方向は、ｚ軸及びｓ軸に関して決定されるように、フォイルの平面と検出器の平面の交わる線の方向によって決定される）。ＡＳ遮蔽８２は、ｓ軸に平行なＡＳフォイル８４（「ｓフォイル８４」と称する）と、ｚ軸に平行なｚフォイル８６とを有する。本発明の実施例によれば、ｚフォイル８６及びｓフォイル８４は、１つおきのＸ線検出器３０の列５０（図３Ａ乃至図３Ｄ）の間に配置されたｚフォイル８６と、１つおきのＸ線検出器の行５２（図３Ａ乃至図３Ｄ）の間に配置されたｓフォイルとがあるよう構成される。

２つの方向に沿ってフォイルを有するＡＳフォイル形態を構築することは、一般的にはフォイルが同じ方向に沿っているＡＳフォイル形態を構築するよりも困難であり、「２次元」フォイル形態は従来技術で知られている方法を用いて構築されうることに留意すべきである。例えば、２つの方向に沿ってフォイルを有する２次元フォイル形態は、フォイルが他のフォイルのスロットに挿入されて「小ボックス（キュービクル）」のアレイを形成するよう、フォイルに適切にスロットを設けることによって構築されうる。

図３Ａは、検出器アレイ８０の領域８８の平面図を概略的に示す図である。検出器３０の列５０は領域８８の右においてｚ軸に対して平行であり、検出器３０の行５２は領域８８の下に示されるｓ軸に対して平行である。例として、検出器アレイ８０は検出器３０の少なくとも８つの列５２を有すると想定するが、本発明は８列以外の検出器を有する検出器列で実施されうることに留意すべきである。

斜線を付した帯状部８４は、１つおきの検出器３０の行５２の間に配置されたｓフォイルを表わし、斜線を付した帯状部８６は１つおきの検出器３０の列５０の間に配置されたｚフォイルを表わす。隔離ギャップ７２は、ｚフォイル８６又はｓフォイル８４によって分離されていない隣接した検出器３０を分離する。

任意に、ｚフォイル８６及びｓフォイル８４は、同じ厚さを有し、同じ幅を有する斜線を付された帯状部によって表わされる。任意に、ｚフォイル８６及びｓフォイル８４は、同じ高さを有する。Ｚフォイル８６及びｓフォイル８４は、検出器アレイ８０のＸ線検出器３０を４つの検出器の群へと区分化する。検出器３０の群に含まれる各検出器３０は、１つの縁がｚフォイル８６に隣接し、１つの縁がｓフォイル８４に隣接する。各検出器３０の他の２つの縁の夫々は、隔離ギャップ７２に隣接する。

ｚフォイル８６とｓフォイル８４の形態により、アレイ２８中の各Ｘ線検出器３０は、略同じ形態のＡＳフォイルによって遮蔽される。回転変換内では、検出器アレイ８０中の任意の２つの検出器３０によって見られるＡＳフォイル８６及び８４の形態は実質的に同一である。従って、異なったＸ線検出器に対する異なった有効検出効率又は「反応性」を発生しうる、ＡＳ遮蔽８２がＸ線検出器３０に達する直接Ｘ線又は散乱Ｘ線の強度に導入されうる変化は減少される。

本発明の実施例によれば、ＣＴスキャナ検出器アレイ用のＡＳ遮蔽は、遮蔽がアレイ内の検出器に達するＸ線のスペクトル中に実質的な不均一性を生じさせないよう、任意には適当な対称性を与えるよう構成される。任意に、本発明の実施例によれば、ＣＴスキャナ用に設けられるＡＳ遮蔽では、ＣＴスキャナ内の任意の２つの検出器によって見られる遮蔽に含まれるＡＳフォイルの形態は、実質的には回転変換及び／又はパリティ変換内と同じである。

一方で、図３Ａに示すｚフォイル８６及びｓフォイル８４の形態は、上記の段落で述べた任意の対称性を示し、図３Ａに示す形態は、所望の対象性を示す本発明の実施例による唯一のＡＳフォイルの形態ではない。図３Ａに示すｚフォイル及びｓフォイルの形態を有する本発明の実施例によるＡＳ遮蔽は、ＡＳフォイルの実質的に同じ形態を有する検出器アレイ８０内の各検出器３０を与えるのに用いられ得る。

例えば、図３Ｂは、検出器アレイ８０と同様であるが、１つおきの検出器３０の行５２の間及び１つおきの検出器の行５０の間にｓフォイルがあるｚフォイル１３２及びｓフォイル１３４の形態を有する検出器アレイの領域１３０の平面図を概略的に示す。本発明の実施例による、１つおきの検出器の行と１つおきの検出器の列の間にｓフォイルがある検出器アレイももちろん可能である。

他の例として、図３Ｃは、検出器アレイ８０と同様であるが、ｓフォイル９４の厚さがｚフォイル９２の厚さとは異なるｚフォイル９２及びｓフォイル９４の形態を有する検出器アレイの領域９０の平面図を示す。例として、図３Ｃ中、ｓフォイル９４はｚフォイル９２よりも薄い。図３Ｃに示すＡＳフォイル形態では、パリティ及び回転変換内で、領域９０中の任意の２つの検出器３０によって見られるＡＳフォイルの形態は同一である。

図示するに、領域９０の右下の隅に沿った４つの検出器の群のうちの検出器は、Ｄ１乃至Ｄ４とラベル付けされている。検出器Ｄ１には、図示するようなｘ’軸及びｙ’軸、並びに、図の平面に対して垂直であり読者の方向を指しているｚ’軸（図示せず）を有する「ローカルな」座標系が設けられる。検出器Ｄ１は、薄いｓフォイル９４の一部が検出器の下縁に隣接し、厚いｚフォイル９２の一部が検出器の左縁に隣接するＡＳ形態を有する。一方で、Ｄ２は、薄いｓフォイル９４の一部が検出器の上縁に隣接し、厚いｚフォイル９２の一部が検出器の左縁に隣接するＡＳ遮蔽形態を有するる。検出器の左縁及び下縁に隣接するｚフォイル９２及びｓフォイル９４の部分が検出器のローカル座標系中のｚ’軸回りに１８０°回転されると、ｚフォイル及びｓフォイルの部分は、夫々、検出器Ｄ１の上縁及び右縁となる。１８０°の回転の後、Ｄ１の右縁に沿って配置されるｓフォイル部分Ｄ１の左縁へ取り替えることにより（即ちパリティ変換）、Ｄ１は検出器Ｄ２と同じＡＳフォイル形態を有することとなる。任意の検出器Ｄ１乃至Ｄ４の遮蔽形態は、適切な回転変換及び／又はパリティ変換により、任意の他の検出器Ｄ１乃至Ｄ４の遮蔽形態へ変換されうる。

図３Ｄは、本発明の実施例による、ｚ軸フォイル及びｓ軸フォイルが異なった高さを有する、検出器アレイ８０と同様な検出器アレイ１０２の領域についてのＡＳ遮蔽１００の部分的に切り取られた斜視図を示す。

ＡＳ遮蔽１００は、１つおきの検出器３０の列５０の間に配置されたｚフォイル１０４と、１つおきの検出器３０の行５２の間に配置されたｓフォイル１０６とを有する。例として、ｓフォイル１０６の高さは、ｚフォイル１０４の高さよりも小さい。図３Ｃに示すＡＳフォイル（ｚフォイル９２及びｓフォイル９４）の形態の場合のように、ＡＳ遮蔽１００について、任意の２つの検出器３０によって見られるｚフォイル１０４及びｓフォイル１０６の形態は、回転及び／又はパリティ変換内で略同じである。

図１Ａ乃至図３Ｄに示す検出器アレイ及びＡＳ遮蔽の例では、Ｘ線検出器アレイ内のＸ線検出器は正方形であり、同じ寸法を有する。ＣＴスキャナ検出器アレイ内のＸ線検出器は、正方形以外の形状を有してもよく、例えば検出器はしばしば長方形である。更に、ＣＴスキャナ検出器アレイは、異なった形状及び／又は寸法を有するＸ線検出器を含みうる。例えば、検出器アレイは、正方形Ｘ線検出器及び長方形Ｘ線検出器のいずれも含みうる。本発明の実施は、正方形の検出器を有する検出器アレイ、又は、全て同じ寸法及び／又は形状の検出器を有する検出器アレイに限られるものではない。本発明は、正方形の検出器以外のＣＴスキャナ検出器アレイ及び異なった寸法及び／又は形状を有する検出器を有する検出器アレイで実施されうる。正方形のＸ線検出器を有するＸ線アレイについて上述した本発明の実施例によるＡＳ遮蔽の形態についての対称性についての考察は、正方形でないＸ線検出器を有する検出器アレイ及び異なった寸法及び／又は形状の検出器を有する検出器アレイに対して等しく適用されうる。

図３Ｅは、本発明の実施例によるＡＳ遮蔽１２０の形態を、検出器１２４が六角形である検出器１２４のアレイ１２２について概略的に示す図である。本発明の実施例によるＡＳ遮蔽は、任意の検出器１２２によって見られるように、回転又はパリティ変換内では、各検出器に対して略同じである。

尚、図１Ａ、図１Ｂ、及び図２が、第３世代ＣＴスキャナと検出器アレイ及び／又はその部分を概略的に示すのに対して、図３Ａ乃至図３Ｄは、図１Ａ、図１Ｂ、及び図２に示す検出器アレイ内に含まれる又はこれらと同様な検出器アレイを示し、本発明は、第３世代だけでなく第４世代のＣＴスキャナ及びＸ線検出器アレイにも適用可能である。上述のように、図３Ａ乃至図３Ｄは、検出器の行又は行の部分が検出器の円又は検出器の円の部分を示す第４世代の検出器アレイを示すものと理解される。

本願の明細書及び特許請求の範囲では、「含む」及び「有する」の各動詞及びそれらの活用形は、動詞の目的語が必ずしも動詞の主語の一員、構成要素、要素、又は部分の完全な列挙である必要はないことを意味する。

本発明について、例として与えられたものであり本発明の範囲を制限することが意図されたものではない実施例の詳細な説明を用いて説明した。上述の実施例は、異なった特徴を有し、その全てが本発明の全ての実施例で必要とされるわけではない。本発明のいくつかの実施例は、いくつかの特徴又は特徴の可能な組み合わせのみを用いる。上述の本発明の実施例の変形並びに上述の実施例で説明した特徴の異なった組み合わせを有する本発明の実施例は、当業者が想到しうるものである。本発明の範囲は、特許請求の範囲のよってのみ制限されるものである。

従来技術による第３世代マルチスライスＣＴ及びそのスキャナを、アレイ中のＸ線検出器を遮蔽するのに用いられるＡＳフォイル無しで概略的に示す図である。従来技術による図１Ａに示すＣＴスキャナのＸ線検出器アレイ、及び、アレイ中のＸ線検出器を使用するのに用いられるＡＳ遮蔽とを概略的に示す図である。従来技術による、検出器アレイ及び図１Ｂに示すＡＳ遮蔽の平面図を概略的に示す図である。本発明の実施例によるＡＳ遮蔽を有するＣＴスキャナのＸ線検出器アレイを示す図である。本発明の実施例による、図２に示すＸ線検出器アレイ及びＡＳ遮蔽、並びに、ＡＳ遮蔽中のｚ軸ＡＳフォイル及びｓ軸ＡＳフォイルの形態を示す概略的に示す平面図である。本発明の実施例による、Ｘ線検出器アレイ、並びに、他の形態のｚ軸及びｓ軸を有するＡＳ遮蔽を概略的に示す平面図である。本発明の実施例による、Ｘ線検出器アレイ、並びに、更なる他の形態のｚ軸及びｓ軸を有するＡＳ遮蔽を概略的に示す平面図である。本発明の実施例による、Ｘ線検出器、並びに、ｘ軸ＡＳフォイル及びｓ軸ＡＳフォイルが異なった高さを有するｚ軸ＡＳフォイル及びｓ軸ＡＳフォイルの形態を有するＡＳ遮蔽の部分的に切り取られた斜視図である。本発明の実施例による、六角形Ｘ線検出器を有するＸ線検出器アレイ及びそのためのＡＳ遮蔽の部分的に切り取られた斜視図を示す図である。

Claims

固定子と回転子とを有し、前記回転子は、回転軸を有し、前記回転子が前記回転軸の回りを回転可能であるよう前記固定子に取り付けられる、ＣＴスキャナであって、
前記回転子に取り付けられ、Ｘ線が発せられる焦点を有するＸ線源と、
Ｘ線検出器の行及び列のマトリックスを有するＸ線検出器アレイと、
前記Ｘ線検出器の列の間に配置されＸ線を吸収する散乱線除去（ＡＳ）材料と、
前記Ｘ線検出器の行の間に配置されＸ線を吸収する散乱線除去（ＡＳ）材料とを有する、ＣＴスキャナ。
前記検出器アレイの実質的に任意の第１の検出器内に配置された第１の座標系、及び、前記検出器アレイの実質的に任意の第２の検出器内に配置された相同する座標系から見ると、前記ＡＳ材料はパリティ変換及び／又は回転変換内と略同じ形態を有する、請求項１記載のＣＴスキャナ。
前記ＡＳ材料は、１つおきの検出器の行の間に配置される、請求項２記載のＣＴスキャナ。
前記ＡＳ材料は、１つおきの検出器の列の間に配置される、請求項２又は３記載のＣＴスキャナ。
前記ＡＳ材料は薄いフォイルの形状に形成され、前記フォイル上の任意の点について、前記Ｘ線源の焦点から前記点への線分は、実質的に前記フォイルの面内に又は面上にある、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のＣＴスキャナ。
検出器の列の間のフォイルは、前記焦点へ向かって前記検出器アレイに対して或る高さに亘って延び、前記高さは、検出器の行の間に配置されるフォイルが前記焦点へ向かって延びる高さとは異なる、請求項５記載のＣＴスキャナ。
行の間の前記フォイルの厚さは、列の間の前記フォイルの厚さとは異なる、請求項５又は６記載のＣＴスキャナ。
前記検出器は六角形の形状を有し、前記フォイルは前記検出器の六角形の形状に従う形状とされる、請求項５乃至７のうちいずれか一項記載のＣＴスキャナ。