JP2007268258A - コンピュータ断層撮影装置用の放射線検出ユニットおよびコンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンピュータ断層撮影装置の運転時における散乱放射線の影響を抑制する。
【解決手段】コンピュータ断層撮影装置用の放射線検出ユニット（１）が、散乱放射線を測定するように構成されかつ配置された少なくとも１つの散乱放射線センサ（２）を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータ断層撮影装置用の放射線検出ユニットおよびこのような放射線検出ユニットを備えたコンピュータ断層撮影装置に関する。

コンピュータ断層撮影装置においては、対象（患者、寝台など）の照射時に画像算定に必要な１次放射線のほかに意図しない散乱放射線も生じる。放射線測定のための従来の検出器のｚ方向（ガントリ回転軸線方向に相当する。）の僅かな広がりのために、適切なコリメータ板装置によるβ方向（ビームファン角に相当する。）のみにおける散乱ビームコリメーションで十分であった。このようなコリメータ装置は公知である（例えば、特許文献１参照）。

ｚ方向にますます大きくなる検出器面の傾向にともなって、コリメータ装置はもはや、散乱放射線をほとんど除去するようにビーム制限を行なうことができない。それによって散乱放射線はｚ方向においてももはや無視できなくなり、適切な手段によって抑制されなければならない。

例えばピラミッド状に配置されたコリメータ板構造によるβ方向およびｚ方向における理論上可能な２次元のコリメーションは、１：２０よりも大きい必要な縦孔比のために技術的および経済的に極めて実現困難である。
独国特許出願公開第１０２００４０１５８５６号明細書

本発明の課題は、コンピュータ断層撮影装置の運転時における散乱放射線の影響を抑制する可能性を提供することにある。

この課題は、請求項１によるコンピュータ断層撮影装置用の放射線検出ユニットによって解決される。本発明の有利な実施態様は特に従属請求項に記載されている。

このために放射線検出ユニットは散乱放射線を測定するように構成されかつ配置された少なくとも１つの散乱放射線センサを有する。それによって、測定された散乱放射線を画像化時に考慮することができ、したがって、発生された放射線を過度に狭め、あるいは費用を掛けてコリメーションする必要がない。これは、ビームをｚ方向に更に広げることも、そしてそれにより検出器面をｚ方向に拡張することも可能にする。このことは、測定時間をより短縮し、したがって放射線被爆を少なくする。

少なくとも１つのこのような放射線検出ユニットを装備したコンピュータ断層撮影装置が、少なくとも１つの散乱放射線センサから出力された測定値を画像算出時の散乱放射線補正のために使用する評価ユニットを備えているか、もしくは評価ユニットに接続されていると好ましい。

少なくとも１つの散乱放射線センサが１次ファンビーム通路の外側に配置されていると好ましい。なぜならば、そこでは散乱放射線割合が高いので、散乱放射線パターンの補正が簡単化される。しかし、１つの散乱放射線センサを、例えば１次ファンビーム通路の縁に配置し、１次放射線の割合を相応に高い費用で算出することも可能である。

価格的に手頃なセンサの使用のために、複数の散乱放射線センサが設けられている。散乱放射線センサがガントリ回転軸線に関して２列で１次ファンビームの両側に配置されていると、簡単なかつ信頼性のある評価のために有利である。これは、例えば１次放射線の中心に対して両側に等しい間隔を有する配置、すなわち１次放射線の中心に対して＋ｚおよび−ｚにおける配置であるとよい。更に、簡単なかつ信頼性のある評価のためには、１つの列における散乱放射線センサが、互いに（β方向における）定められた間隔で、特にそれぞれモジュールピッチの間隔で配置されていると好ましい。

散乱放射線センサが、シンチレーションセラミックスを備えたフォトダイオードであるとよい。

散乱放射線センサは２次放射線を導き入れるための少なくとも１つの放射線入射スリットを有する。この放射線入射スリットは、散乱放射線（できるだけ散乱放射線のみ）がビーム入射スリットを通してシンチレーションセラミックス上に入射するように構成されかつ配置されていると好ましい。散乱放射線として横方向から入射する放射線を抑制するために、ビーム入射スリットが、少なくとも部分的に、放射線吸収性材料を有するケース部分によって形成されているか、もしくはこのようなケース部分によって包囲されている。その場合にケース部分全体が放射線吸収性材料からなるとよく、このことは製造ステップを簡単化する。代替としてケース部分が放射線吸収性材料からなるはめ込み部材を有するとよく、このことは材料コストを減らす。簡単な製造のために、ケース部分が射出成形法で製造される。それによって、散乱ビームセンサに精巧に細工されたコリメータ薄板が必要でなくなり、むしろ散乱放射線のコリメーションが吸収性材料からなる簡単な射出成形部品により達成可能である。

以下において、図面を参照しながら本発明の実施例を更に詳細に説明する。それぞれ概略的なかつ簡略化された表示で示されている。
図１は放射線検出ユニットの斜視図を示し、
図２は散乱放射線センサを有する図１の放射線検出ユニットのプリント配線板の斜視図を示し、
図３は図２による散乱放射線センサを有するセンサモジュールを下面側から見た斜視図を示し、
図４は２つの散乱放射線センサを有する図１の放射線検出ユニットのプリント配線板の斜視図を示す。
これらの図において同じ働きをする部分は同じ参照符号を付されている。

図１に示された放射線検出ユニット１は帯状に配置された個々の散乱放射線センサ２を有し、散乱放射線センサ２は、ｚ方向において１次ファンビームの両外側に配置され、そこに現われる散乱放射線を測定する。この実施形態において、散乱放射線センサ２は、そのために、１次放射線のための放射線入射窓３の両側に配置されている。そのために散乱放射線センサ２は、（図示されていない）帯状プリント配線板上に、β方向に定められた間隔（間隔＝例えばモジュールピッチ）で置かれ、図２にこのことがより正確に示されている。

図２は図１において使用されたプリント配線板４を示し、プリント配線板４上には散乱放射線センサ２が異なる組み立て状態で示されている。散乱放射線センサ２のうちの右側に配置された４つのグループＡ１は、ケースなしでフォトダイオード５を有する散乱放射線センサを示し、フォトダイオード５上にはシンチレータセラミックス６が形成されている。

散乱放射線センサ２のうちの中央に配置された４つのグループＡ２は、付加的に共通なセンサケース７で覆われている。センサケース７全体は放射線吸収性材料、すなわちＸ線吸収材料から作られている。センサケース７は散乱ビームコリメーションのためのビーム入射スリット８を有する。センサケース７は、射出成形法で、例えばタングステン粉末を充填されたＰＡ（ポリアミド）からコスト的に手頃にかつ取り付けに都合よく作ることができる。

散乱放射線センサ２のうちの左側に配置された４つのグループＡ３の場合には、ビーム入射スリット８への起こり得る光入射を排除するために、相応のケース部分上に、光を透過しない（例えば黒色に着色されたプラスチックからなる）シールカバー９が配置されている。スリット８を介して侵入するＸ線散乱放射線は、シンチレータ６において光に変換され、続いてフォトダイオード５において等価な電流に変換される。スリット幅の必要な精度は、（図示されていない）射出成形型における高精度の突条帯によって作り出される。

更に、プリント配線板４は、散乱放射線センサ２のセンサ信号を取り出しかつ相応の評価電子装置に転送するための差込コネクタ１０を有する。

図３は、図２のセンサケース７を下面側から示し、相変わらずビーム入射スリット８が見える。

図４は、異なる組み立て状態における散乱放射線センサ１１の他の実施形態を有するプリント配線板４を示す。散乱放射線センサ１１のうち右側に配置された４つのグループＢ１は、
右側の２つの素子によってこれらを、フォトダイオード５を備えたケースなしの図１の右側に配置された４つのグループＡ１と同じように示す。フォトダイオード５上にシンチレータセラミックス６が形成されている。

４つのグループＢ１の右側から３番目の散乱放射線センサ１１は、更に、間隔片１２を備えた第１の遮蔽板１３を有する。４つのグループＢ１の右側から４番目の散乱放射線センサ１１は、更に第２の遮蔽板１４を有する。高精度の間隔片１２によって、放射線入射スリット８が必要な精度で定められる。

吸収性の遮蔽板１３，１４は、射出成形法により、例えばタングステン粉末を充填されたＰＡ（ポリアミド）から作られる。

散乱放射線センサ２のうち中央に配置された４つのグループは、付加的に共通なセンサケース１５をはめ込まれている。

図２と同様に、散乱放射線センサ１１のうち左側に配置された４つのグループＢ３においては、相応のケース部分１３，１４，１５上に、黒色に着色されたプラスチックからなる光透過性のシールカバー９が配置されている。プリント配線板４は、この場合にもセンサ信号の取り出しのための差込コネクタ１０を有する。

本発明による放射線検出ユニットの斜視図 散乱放射線センサを有する放射線検出ユニットのプリント配線板の斜視図 散乱放射線センサを有するセンサモジュールの下面の斜視図 ２つの散乱放射線センサを有する放射線検出ユニットのプリント配線板の斜視図

符号の説明

１ 放射線検出ユニット
２ 散乱放射線センサ
３ 放射線入射窓
４ プリント配線板
５ フォトダイオード
６ シンチレータセラミックス
７ センサケース
８ ビーム入射スリット
９ シールカバー
１０ 差込コネクタ
１１ 散乱放射線センサ
１２ 間隔片
１３ 遮蔽板
１４ 遮蔽板
１５ センサケース

Claims (12)

1. 放射線検出ユニット（１）が、散乱放射線を測定するように構成されかつ配置された少なくとも１つの散乱放射線センサ（２）を有することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置用の放射線検出ユニット。
2. 少なくとも１つの散乱放射線センサ（２）が１次ファンビーム通路の外側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の放射線検出ユニット。
3. 放射線検出ユニット（１）が複数の散乱放射線センサ（２）を有することを特徴とする請求項１又は２記載の放射線検出ユニット。
4. 散乱放射線センサ（２）が、ガントリ回転軸線（ｚ）に関して２列で１次ファンビーム通路の両側に配置されていることを特徴とする請求項２記載の放射線検出ユニット。
5. １つの列における散乱放射線センサ（２）が、定められた間隔で配置されていることを特徴とする請求項４記載の放射線検出ユニット。
6. 少なくとも１つの散乱放射線センサ（２）が、シンチレーションセラミックス（６）を備えたフォトダイオード（５）を含むことを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の放射線検出ユニット。
7. 少なくとも１つの散乱放射線センサ（２）が、２次放射線を導き入れるための少なくとも１つのビーム入射スリット（８）を有することを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の放射線検出ユニット。
8. ビーム入射スリット（８）が、少なくとも部分的に、放射線吸収性材料を有するケース部分（７；１３，１４）によって形成されていることを特徴とする請求項７記載の放射線検出ユニット。
9. ケース部分（７）全体が放射線吸収性材料からなることを特徴とする請求項８記載の放射線検出ユニット。
10. ケース部分が放射線吸収性材料からなるはめ込み部材（１３，１４）を有することを特徴とする請求項８記載の放射線検出ユニット。
11. ケース部分（７；１３，１４）が射出成形法により作られていることを特徴とする請求項８記載の放射線検出ユニット。
12. コンピュータ断層撮影装置が、少なくとも１つの散乱放射線センサ（２）から出力された測定値を画像算出時の散乱放射線補正のために使用する評価ユニットを有することを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の少なくとも１つの放射線検出ユニットを備えたコンピュータ断層撮影装置。

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