JP2015108587A - コリメータモジュールの製作方法、コリメータモジュール及び放射線検出装置並びに放射線撮影装置 - Google Patents

コリメータモジュールの製作方法、コリメータモジュール及び放射線検出装置並びに放射線撮影装置 Download PDF

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舞 加藤
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Abstract

【課題】位置合せ精度がよく剛性が高いコリメータモジュールを簡便に実現させる。
【解決手段】それぞれが一方向に間隔を置いて配列された実質的に直方形である複数のコリメータ板3を位置合せする位置合せステップと、複数のコリメータ板3の上側エッジ3bに、複数のコリメータ板3の配列方向における一端のコリメータ板から他端のコリメータ板に渡って伸びる放射線透過性の第1の棒状部材4を接着するとともに、複数のコリメータ板3の下側エッジ3cに、前記配列方向における一端のコリメータ板から他端のコリメータ板に渡って伸びる放射線透過性の第2の棒状部材5を接着する接着ステップとを備える製作方法により、コリメータモジュールを製作する。
【選択図】図8

Description

本発明は、放射線検出装置におけるコリメータモジュール(collimator module)の改良技術に関する。
放射線検出装置におけるコリメータモジュールとして、複数のコリメータ板を治具を用いて位置合せし、複数のコリメータ板の上下のエッジ(edge)に炭素繊維強化プラスチック(carbon-fiber-reinforced
plastic, CFRP)などの放射線透過性のシート(sheet)を接着剤で貼り付けたものが提案されている。
このようなコリメータモジュールは、構造がシンプル(simple)であるため、製作が比較的容易である。また、位置合せ精度が高く、軽量であるため、放射線検出装置への設置も容易である。
特開2011−87805号公報
ところで、上記のようなコリメータモジュールの製作方法においては、複数のコリメータ板を治具で位置合せする際に、位置合せ精度を高めるため、それぞれのコリメータ板について、いくつかの箇所を治具上の所定の基準面へ当接させることが多い。
このやり方では、複数のコリメータ板の上下のエッジの一部を治具の一部が覆ってしまい、これらの上下のエッジに1枚続きの単一シートを貼り付けることができない。そのため、実際には、複数のコリメータ板の上下のエッジのうち治具で覆われていない部分についてのみ、シートを貼り付けることになる。あるいは、当該シートが貼り付けられた複数のコリメータ板を治具から取り外した後、残りの部分について、さらにシートを貼り付けることになる。
しかしながら、このように複数のコリメータ板の上下のエッジのうち部分的にシートを貼り付けたり、シートを分割して貼り付けたりすると、その分だけ剛性が弱まることになる。特に、コリメータモジュールが、放射線断層撮影装置における放射線検出装置に用いられる場合には、放射線検出装置が搭載された回転部が高速で回転するため、歪みが生じやすく、耐久性や散乱線除去能の安定性などへの影響が無視できなくなる。
他方、闇雲にコリメータモジュールの剛性を高めようとすると、製作工程が複雑になったり、多数の部品や高価な部品を余計に取り付けたりすることになりがちであり、コスト(cost)高を招き、また、製作が容易でなくなる。
このような事情により、位置合せ精度がよく剛性が高いコリメータモジュールを簡便に実現させる技術が望まれている。
第1の観点の発明は、
それぞれが一方向に間隔を置いて配列された実質的に直方形である複数のコリメータ板を位置合せする位置合せステップ(step)と、
前記複数のコリメータ板の上側エッジに、該複数のコリメータ板の配列方向における一端のコリメータ板から他端のコリメータ板に渡って伸びる放射線透過性の第1の棒状部材を接着するとともに、前記複数のコリメータ板の下側エッジに、該複数のコリメータ板の配列方向における一端のコリメータ板から他端のコリメータ板に渡って伸びる放射線透過性の第2の棒状部材を接着する接着ステップと、を備えるコリメータモジュールの製作方法を提供する。
ここで、上側とは、放射線入射側であり、下側とは、放射線出射側である。
第2の観点の発明は、
前記複数のコリメータ板の上側エッジ及び下側エッジの各々には、ノッチ(notch)がそれぞれ形成されており、
前記第1及び第2の棒状部材は、前記ノッチにそれぞれ受け入れられる、上記第1の観点のコリメータモジュールの製作方法を提供する。
ここで、ノッチとは、切欠き部または凹部である。
第3の観点の発明は、
前記位置合せステップの前に、
一対のエンドブロックを前記配列方向と直交する方向に間隔を置いて設置する設置ステップと、
前記一対のエンドブロック(end block)の間に前記複数のコリメータ板を配列する配列ステップとを備えており、
前記接着ステップが、前記複数のコリメータ板を前記一対のエンドブロックに接着する工程を含む、上記第1の観点または第2の観点のコリメータモジュールの製作方法を提供する。
第4の観点の発明は、
前記一対のエンドブロックの互いに対向する2つの面の各々には、放射線放射方向に沿って伸びる複数のスロットが形成されており、
前記配列ステップは、前記複数のコリメータ板の各々を、互いに対向する一対のスロット(slot)に挿入する工程を含む、上記第3の観点のコリメータモジュールの製作方法を提供する。
第5の観点の発明は、
前記接着ステップの後に、
前記第1及び第2の棒状部材が接着された複数のコリメータ板の上側エッジに、該上側エッジを覆うように放射線透過性の第1の単一シートを貼り付けるとともに、該複数のコリメータ板の下側エッジに、該下側エッジを覆うように放射線透過性の第2の単一シートを貼り付ける貼付けステップをさらに備える、上記第1の観点から第4の観点のいずれか一つの観点のコリメータモジュールの製作方法を提供する。
第6の観点の発明は、
前記位置合せステップが、治具を用いて前記複数のコリメータを位置合せするステップであり、
前記接着ステップの後であり、かつ、前記貼付けステップの前に、前記第1及び第2の棒状部材が接着された複数のコリメータ板を前記治具から取り外す取外しステップを備える、上記第5の観点のコリメータモジュールの製作方法を提供する。
第7の観点の発明は、
前記治具が、前記複数のコリメータ板の上側エッジが挿入される少なくとも一対の第1の櫛状部材と、前記複数のコリメータ板の下側エッジが挿入される少なくとも一対の第2の櫛状部材とを含み、
前記位置合せステップが、対を成す前記第1の櫛状部材の一方と、対を成す前記第2の櫛状部材の一方とを固定した状態で、対を成す前記第1の櫛状部材の他方と、対を成す前記2の櫛状部材の他方とを前記配列方向の一方向にスライドさせて前記複数のコリメータ板を挟み込むことにより、位置合せをする工程を含む、上記第1の観点から第6の観点のいずれか一つの観点のコリメータモジュールの製作方法を提供する。
第8の観点の発明は、
前記接着ステップが、前記少なくとも一対の第1の櫛状部材の近傍と、前記少なくとも一対の第2の櫛状部材の近傍とにおいて、前記第1及び第2の棒状部材を接着する工程を含む、上記第7の観点のコリメータモジュールの製作方法を提供する。
第9の観点の発明は、
それぞれが一方向に間隔を置いて配列された実質的に直方形である複数のコリメータ板と、
前記複数のコリメータ板の上側エッジに接着されており、該複数のコリメータ板の配列方向における一端のコリメータ板から他端のコリメータ板に渡って伸びる放射線透過性の第1の棒状部材と、
前記複数のコリメータ板の下側エッジに接着されており、前記配列方向における一端のコリメータ板から他端のコリメータ板に渡って伸びる放射線透過性の第2の棒状部材と、
前記複数のコリメータ板を前記配列方向と直交する方向に挟んで該複数のコリメータ板と接着されている一対のエンドブロックとを備えたコリメータモジュールを提供する。
第10の観点の発明は、
前記第1及び第2の棒状部材が、前記配列方向に伸びている、上記第9の観点のコリメータモジュールを提供する。
第11の観点の発明は、
前記複数のコリメータ板の上側エッジ及び下側エッジの各々には、ノッチがそれぞれ形成されており、
前記第1及び第2の棒状部材が、前記ノッチにそれぞれ受け入れられている、上記第9の観点または第10の観点のコリメータモジュールを提供する。
第12の観点の発明は、
前記一対のエンドブロックの互いに対向する2つの面の各々には、放射線放射方向に沿って伸びる複数のスロットが形成されており、
前記複数のコリメータ板の各々が、互いに対向する一対のスロットに挿入されており、接着されている、上記第9の観点から第11の観点のいずれか一つの観点のコリメータモジュールを提供する。
第13の観点の発明は、
前記第1及び第2の棒状部材が接着された複数のコリメータ板の上側エッジを覆うように該上側エッジに貼り付けられている放射線透過性の第1の単一シートと、該複数のコリメータ板の下側エッジを覆うように該下側エッジに貼り付けられている放射線透過性の第2の単一シートとをさらに備える、上記第9の観点から第12の観点のいずれか一つの観点のコリメータモジュールを提供する。
第14の観点の発明は、
前記第1及び第2の単一シートが、前記複数のスロットを覆うように貼り付けられている、上記第13の観点のコリメータモジュールを提供する。
第15の観点の発明は、
前記第1の単一シートにおける前記複数のコリメータ板の上側エッジを覆う側のシート面には、該上側エッジが挿入される複数の溝が形成されており、
前記第2の単一シートにおける前記複数のコリメータ板の下側エッジを覆う側のシート面には、該下側エッジが挿入される複数の溝が形成されている、請求項14または請求項14に記載のコリメータモジュールを提供する。
第16の観点の発明は、
前記第1及び第2の単一シートが、炭素樹脂(カーボン(carbon)樹脂)により構成されている、上記第13の観点から第15の観点のいずれか一つの観点のコリメータモジュールを提供する。
第17の観点の発明は、
前記第1及び第2の棒状部材が、炭素(カーボン)により構成されている、上記第9の観点から第16の観点のいずれか一つの観点のコリメータモジュールを提供する。
第18の観点の発明は、
円弧状または直線状の所定の方向に配列された当該複数のコリメータモジュールの各々が、上記第11の観点から第17の観点のいずれか一つの観点のコリメータモジュールである複数のコリメータモジュールと、
前記複数のコリメータモジュールの放射線出射側において前記所定の方向に配列された複数の検出器モジュールと、を備える放射線検出装置を提供する。
第19の観点の発明は、
放射線源と、上記第18の観点の放射線検出装置とを備えており、該放射線源及び放射線検出装置を用いて撮影対象を撮影する放射線撮影装置を提供する。
第20の観点の発明は、
前記放射線源と前記放射線検出装置とを前記撮影対象の周りに回転させながら放射線を放射して前記撮影対象の断層撮影を行う上記第19の観点の放射線撮影装置を提供する。
上記観点の発明によれば、板厚方向に間隔を置いて位置合せされた複数のコリメータ板に対して、その上側エッジ及び下側エッジに、複数のコリメータ板の配列方向における一端のコリメータ板から他端のコリメータ板に渡って伸びる上側固定ロッド及び下側固定ロッドが接着固定されたコリメータモジュールを得ることができる。そのため、特殊な作業工程や部品を不要としつつ、複数のコリメータ板の位置合せ状態を保持することができ、位置合せ精度がよく剛性が高いコリメータモジュールを簡便に実現させることができる。
X線CT装置の構成を概略的に示す図である。 X線検出装置の構成例を示す図である。 コリメータモジュールをI方向、CH方向、SL方向に見たときの図である。 コリメータモジュールの分解斜視図である。 コリメータモジュールの製作用治具の構成を示す図である。 エンドブロックを固定治具に固定した様子を示す図である。 コリメータ板をエンドブロックのスロットに挿入する様子を示す図である。 コリメータ板のノッチに固定ロッドを挿入する様子を示す図である。 コリメータ板に固定シートを貼り付ける様子を示す図である。 製作用治具を用いたコリメータモジュールの製作方法のフロー図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、これにより本発明は限定されない。
図1は、発明の実施形態に係るX線CT(Computed
Tomography)装置の構成を概略的に示す図である。図1に示すように、X線CT装置100は、操作コンソール(console)200と、撮影テーブル(table)300と、走査ガントリ(gantry)400とを具備している。
操作コンソール200は、操作者からの入力を受け付ける入力装置201と、撮影対象500の撮影を行うための各部の制御や画像を生成するためのデータ(data)処理などを行う中央処理装置202と、走査ガントリ400で取得したデータを収集するデータ収集バッファ(buffer)203と、画像を表示するモニタ(monitor)204と、プログラム(program)やデータなどを記憶する記憶装置205とを具備している。
撮影テーブル300は、撮影対象500を載せて走査ガントリ400の開口部401に入れ出しするクレードル(cradle)301を具備している。クレードル301は、撮影テーブル300に内蔵するモータ(motor)で昇降および水平直線移動される。なお、ここでは、撮影対象500の体軸方向すなわちクレードル301の水平直線移動方向をz方向、鉛直方向をy方向、z方向およびy方向に垂直な水平方向をx方向とする。
走査ガントリ400は、開口部401の周りを回転可能に支持された円環状の回転部402を有する。回転部402には、X線管403と、X線管403を制御するX線コントローラ(controller)404と、X線管403から発生したX線403xをファンビーム(fan
beam)或いはコーンビーム(cone beam)に整形するアパーチャ(aperture)405と、撮影対象500を透過したX線403xを検出するX線検出装置406と、X線検出装置406の出力をX線投影データに変換して収集するデータ収集装置(DAS;Data Acquisition System)407と、X線コントローラ404,アパーチャ405,X線検出装置406,データ収集装置407の制御を行う回転部コントローラ408とが搭載されている。走査ガントリ400は、制御信号などを操作コンソール200や撮影テーブル300と通信する制御コントローラ409を備えている。回転部402は、これを支持する部分とスリップリング(slip ring)410を介して電気的に接続されている。
X線管403及びX線検出装置406は、撮影対象500が載置される撮影空間、すなわち走査ガントリ400の開口部401を挟んで互いに対向して配置されている。回転部402が回転すると、X線管403及びX線検出装置406は、その位置関係を維持したまま、撮影対象500の周りを回転する。X線管403から放射されアパーチャ405で整形されたファンビーム或いはコーンビームのX線403xは、撮影対象500を透過し、X線検出装置406の検出面に照射される。このファンビーム或いはコーンビームのX線403xのxy平面における広がり方向をチャネル方向(CH方向)、z方向における広がり方向もしくはz方向そのものをスライス方向(SL方向)という。また、X線管403からX線が放射される方向をX線放射方向(I方向)という。
ここで、X線検出装置406の構成について説明する。
図2は、X線検出装置406の構成を示す図である。図2(a)は、X線検出装置406をI方向に見たときの図(正面図)であり、図2(b)は、X線検出装置406をSL方向に見たときの図(側面図)である。
図2に示すように、X線検出装置406は、フレーム406fと、このフレーム406fに取り付けられたX線検出器411及びコリメータ装置412とを備えている。
X線検出器411は、CH方向に並べて配列された複数の検出器モジュール411aを有している。検出器モジュール411aは、CH方向及びSL方向にマトリクス(matrix)状に配列された複数の検出素子を有しており、これら複数の検出素子によりほぼ長方形の検出面を構成する。
コリメータ装置412は、X線検出器411のX線入射側に配置されている。コリメータ装置412は、CH方向に並べて配列された複数のコリメータモジュール1を有している。
これより、コリメータモジュール1の構成について説明する。
図3及び図4は、コリメータモジュール1の構成を示す図である。図3の(a),(b),(c)は、それぞれ、コリメータモジュール1をI方向、CH方向、SL方向に見たときの図である。図4は、コリメータモジュール1の分解斜視図である。なお、ここで示す各図は、各構成の主要部のみを示している。また、各図は、各構成の特徴を誇張して示しており、実際の構成、寸法、数とは異なることに留意されたい。
コリメータモジュール1は、一対(2個)のエンドブロック2と、複数のコリメータ板3と、2本の上側固定ロッド(rod)4と、2本の下側固定ロッド5と、1枚の上側固定シート6と、1枚の下側固定シート7とを有している。なお、上側固定ロッド4は、発明における第1の棒状部材の一例である。下側固定ロッド5は、発明における第2の棒状部材の一例である。上側固定シート6は、発明における第1の単一シートの一例である。また、下側固定シート7は、発明における第2の単一シートの一例である。
一対のエンドブロック2は、剛性が高く軽量で加工しやすい材料、例えばアルミニウム(aluminum)合金等により構成されている。一対のエンドブロック2は、SL方向にコリメータ板3のSL方向の幅より若干短い距離だけ間隔を置いて配置されている。一対のエンドブロック2は、SL方向においてほぼ左右対称な形状を有している。一対のエンドブロック2は、それぞれ、CH方向、SL方向及びI方向に幅を有するほぼ直方形の部材である。この一対のエンドブロック2の互いに対向する2つ面の各々には、それぞれ、CH方向に幅を有しI方向に沿って伸びる複数のスロット2aがCH方向に一定の間隔を置いて形成されている。エンドブロック2の上側の面には、位置決めピン(不図示)が設けられている。この位置決めピンをX線検出装置406のフレーム(frame)406fに形成された穴(不図示)に差し込むことにより、コリメータモジュール1がフレーム406fに対して位置決めされるように設計されている。なお、1つのエンドブロック2に形成されるスロット2aの数は、例えば32本である。スロット2aのCH方向の幅は、コリメータ板3の板厚より広い幅であり、例えば0.4mmである。スロット2aのSL方向の深さは、例えば1.0mmである。隣接するスロット2a同士のCH方向の間隔は、検出素子の配列間隔とほぼ同じであり、例えば1.0mmである。
複数のコリメータ板3は、製作・加工時の誤差を除き、いずれも同じ材料、同じ形状を有している。コリメータ板3は、X線遮蔽性すなわちX線高吸収性を有する材料、例えば、タングステン(tungsten)やモリブデン(molybdenum)等により構成されている。コリメータ板3は、ほぼあるいは実施的に直方形の板形状を有している。複数のコリメータ板3は、その板面3aの短辺、すなわち左側エッジ3d及び右側エッジ3eはI方向と平行になり、板面3aの長辺、すなわち上側エッジb及び下側エッジcはSL方向と平行になるよう配置される。コリメータ板3の上側エッジ3b及び下側エッジ3cには、それぞれ、2つのノッチ3nが形成されている。上側エッジ3bの2つのノッチ3nは、上側エッジ3bのSL方向における中央を挟んでほぼ左右対称な位置にある。下側エッジ3cの2つのノッチ3nも同様に、下側エッジ3cのSL方向における中央を挟んでほぼ左右対称な位置にある。なお、上側エッジ3bのノッチ3nは、後述の上側位置合せ治具30における上側基準部33及び上側押圧部34の近傍に位置している。また、下側エッジ3cのノッチ3nは、後述の下側位置合せ治具40における下側基準部43及び下側押圧部44の近傍に位置している。ノッチ3nの形状は、例えば円弧状であるが、矩形(コの字形)やくさび形(Vの字形)等であってもよい。複数のコリメータ板3は、一対の対向するスロット3aごとに、1枚のコリメータ板3のSL方向における左側エッジ3d及び右側エッジ3eが挿入されるよう、CH方向にほぼ一定の間隔を置いて配置されている。なお、複数のコリメータ板3の数は、例えば32枚である。コリメータ板3の板厚は、例えば0.2mmである。ノッチ3nの幅は、例えば0.35mmである。隣接するコリメータ板3同士のCH方向の配置間隔は、検出素子の配列間隔と実質的に同じであり、例えば1.0mmである。
上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5は、X線透過性で剛性が比較的高い材料、例えば炭素(カーボン)により構成されている。上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5は、CH方向に伸びる棒状を有している。これら上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5の軸断面は、例えば円であるが、矩形、多角形、楕円等であってもよい。上側固定ロッド4は、複数のコリメータ板3の上側エッジ3bに形成されたノッチ3nに受け入れられ、複数のコリメータ板3に対して接着剤で接着固定されている。下側固定ロッド5も同様に、複数のコリメータ板3の下側エッジ3cに形成されたノッチ3nに受け入れられ、複数のコリメータ板3に対して接着剤で接着固定されている。これら上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5のCH方向の長さは、エンドブロック2のCH方向の幅とほぼ同じ長さである。これら上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5の軸断面の幅は、ノッチ3nの幅よりも若干小さい幅であり、例えば0.3mmである。
上側固定シート6及び下側固定シート7は、X線透過性を有し剛性が比較的高い材料、例えば炭素繊維強化プラスチック(CFRP;Carbon-Fiber-Reinforced Plastic)などの炭素樹脂(カーボン樹脂)により構成されている。上側固定シート6及び下側固定シート7は、ほぼあるいは実施的に直方形を有している。これら上側固定シート6及び下側固定シート7は、CH方向及びSL方向に幅広なシート状である。これら上側固定シート6及び下側固定シート7は、SL方向の幅として、コリメータ板3が一対のスロット2aに挿入された状態でSL方向にコリメータ板3及び一対のスロット2aを覆うことができる幅を有している。上側固定シート6は、複数のコリメータ板3の上側エッジ3bを覆う側のシート面すなわち下側シート面6aを有している。下側シート面6aには、複数のコリメータ板3の上側エッジ3bが挿入されるよう、CH方向に幅を有しSL方向に伸びる複数の溝6bがCH方向に一定の間隔を置いて形成されている。同様に、下側固定シート7は、複数のコリメータ板3の下側エッジ3cを覆う側のシート面すなわち上側シート面7aを有している。上側シート面7aには、複数のコリメータ板3の下側エッジ3eが挿入されるよう、CH方向に幅を有しSL方向に伸びる複数の溝7bがCH方向に一定の間隔を置いて形成されている。なお、一つの固定シートに形成される溝の数は、例えば32本である。溝6b,7bのCH方向の幅は、コリメータ板3の板厚より若干広い幅であり、例えば0.3mmである。溝6b,7bのI方向の深さは、例えば0.5mmである。隣接する溝6b同士及び溝7b同士のCH方向の間隔は、検出素子の配列間隔とほぼ同じであり、例えば1.0mmである。上側固定シート6は、複数の溝6bに複数のコリメータ板3の上側エッジ3bが挿入された状態で、複数のコリメータ3板及び一対のエンドブロック2に対して接着剤で接着固定されている。下側固定シート7も同様に、複数の溝7bに複数のコリメータ板3の下側エッジ3cが挿入された状態で、複数のコリメータ板3及び一対のエンドブロック2に対して接着剤で接着固定されている。
次に、コリメータモジュールの製作用治具10の構成について説明する。
図5は、コリメータモジュールの製作用治具10の構成を示す図である。
コリメータモジュールの製作用治具10は、主に、固定治具20、上側位置合せ治具30、及び下側位置合せ治具40により構成されている。上側位置合せ治具30と下側位置合せ治具40とは、固定治具20を上下方向に挟み混んで組み合わせることができるよう構成されている。これらの治具は、主に、例えば鋼鉄、ステンレス鋼、ばね鋼等の材料により加工・成形されている。なお、上側位置合せ治具30及び下側位置合せ治具40は、発明における治具の一例である。
固定治具20は、フレーム基台21と、2つの固定部22とを有している。フレーム基台21は、CH方向にほぼ平行に伸びる2本の柱状部材と、SL方向にほぼ平行に伸びる2本の柱状部材とが端部において接続されたフレーム状の部材である。固定部22は、フレーム基台21のSL方向の両端部に一つずつ配置されている。2つの固定部22は、一対のエンドブロック2を、複数のスロット2aが互いに対向する向きで、SL方向に所定の間隔を空けて脱着可能に支持・固定するよう構成されている。固定治具20は、固定部22にエンドブロック2が設置された状態で、スロット2aの上端部及び下端部にアクセス(access)可能に構成されている。また、固定治具20は、エンドブロック2のスロット2aにコリメータ板3が挿入された状態で、コリメータ板3の上側エッジ3b及び下側エッジ3cにアクセス可能に構成されている。
下側位置合せ治具40は、主に、下側基台41と、2つの下側受部42と、2つの下側基準部43と、2つの下側押圧部44とにより構成されている。なお、下側基準部43及び下側押圧部44は、発明における一対の第2の櫛状部材の一例である。
下側基台41は、概ね、CH方向及びSL方向に幅広な直方形を有しており、中央にアクセス用の開口が形成された部材である。
下側受部42は、下側基台41に接続し固定されている。下側受部42は、エンドブロック2のスロット2aに挿入された複数のコリメータ板3の下側エッジ3cを受けて支持するよう構成されている。2つの下側受部42は、下側基台41のSL方向における中央を挟んだ左右対称な位置に設けられている。
下側基準部43は、下側基台41に接続し固定されている。下側基準部43は、概ね、CH方向を長手方向としI方向を短手方向としSL方向を厚み方向とする直方形を有している。下側基準部43の上側エッジ43aには、エンドブロック2のスロット2aに挿入された複数のコリメータ板3の下側エッジ3cが挿入されるよう、複数の切欠き溝43bが形成されている。すなわち、下側基準部43の上側エッジ43aは、上記複数のコリメータ板3の下側エッジ3cをコリメータ板3の板厚方向であるCH方向に覆うように、櫛状に形成されている。各切欠き溝43bの内壁のうちCH方向の決められた一方側(例えば+CH方向側)は、製作用治具10に対して特定の相対位置に精度よく加工され位置合せされた基準面43cとなっている。コリメータ板3の板面3aが、この基準面43cに当接すると、コリメータ板3は精度よく位置合せされる。
下側押圧部44は、概ね、CH方向を長手方向としI方向を短手方向としSL方向を厚み方向とする直方形を有している。下側押圧部44の上側エッジ44aには、下側基準部43と同様に、エンドブロック2のスロット2aに挿入された複数のコリメータ板3の下側エッジ3cが挿入されるよう、複数の切欠き溝44bが形成されている。すなわち、下側押圧部44の上側エッジ44aは、上記複数のコリメータ板3の下側エッジ3cをコリメータ板3の板厚方向であるCH方向に覆うように、櫛状に形成されている。ただし、下側押圧部44における少なくとも切欠き溝44bを構成する部分は、バネ性のあるばね鋼等の材料により構成されている。下側押圧部44は、下側基準部43とSL方向に近接して配置され、CH方向にスライド(slide)可能に支持されている。下側押圧部44は、このスライドにより、下側基準部43と下側押圧部44との切欠き溝同士43b,44bがほぼ重なって切欠き溝の上側が開いた状態となる「開」の位置と、切欠き溝同士43b,44bがずれて切欠き溝の上側が閉じた状態となる「閉」の位置との間で移動することができる。
上側位置合せ治具30は、下側位置合せ治具40と、ほぼ上下対照な構造である。上側位置合せ治具30は、主に、上側基台31と、2つの上側受部32と、2つの上側基準部33と、2つの上側押圧部34とにより構成されている。なお、上側基準部33及び上側押圧部34は、発明における一対の第1の櫛状部材の一例である。
上側基台31は、概ね、CH方向及びSL方向に幅広な直方形を有しており、中央にアクセス用の開口が形成された部材である。
上側受部32は、上側基台31に接続し固定されている。上側受部32は、エンドブロック2のスロット2aに挿入された複数のコリメータ板3がエンドブロック2に接着固定される前に、当該製作用治具10を上下逆さまにした場合、複数のコリメータ板3が脱落しないよう、その上側エッジ3bを受けて支持するよう構成されている。2つの上側受部32は、上側基台31のSL方向における中央を挟んだ左右対称な位置に設けられている。
上側基準部33は、上側基台31に接続し固定されている。上側基準部33は、概ね、CH方向を長手方向としI方向を短手方向としSL方向を厚み方向とする直方形を有している。上側基準部33の下側エッジ33aには、エンドブロック2のスロット2aに挿入された複数のコリメータ板3の上側エッジ3bが挿入されるよう、複数の切欠き溝33bが形成されている。すなわち、上側基準部33の下側エッジ33aは、上記複数のコリメータ板3の上側エッジ3bをコリメータ板3の板厚方向であるCH方向に覆うように、櫛状に形成されている。各切欠き溝33bの内壁のうちCH方向の決められた一方側(例えば+CH方向側)は、作成用治具10に対して特定の相対位置に精度よく位置合せされた基準面33cとなっている。コリメータ板3の板面3aが、この基準面33cに当接すると、コリメータ板3は精度よく位置合せされる。
上側押圧部34は、概ね、CH方向を長手方向としI方向を短手方向としSL方向を厚み方向とする直方形を有している。上側押圧部34の下側エッジ34aには、上側基準部33と同様に、エンドブロック2のスロット2aに挿入された複数のコリメータ板3の上側エッジ3bが挿入されるよう、複数の切欠き溝34bが櫛状に形成されている。すなわち、上側押圧部34の下側エッジ34aは、上記複数のコリメータ板3の上側エッジ3bをコリメータ板3の板厚方向であるCH方向に覆うように、櫛状に形成されている。ただし、上側押圧部34における少なくとも切欠き溝34bを構成する部分は、バネ性のあるばね鋼等の材料により構成されている。上側押圧部34は、上側基準部33とSL方向に近接して配置され、CH方向にスライド可能に支持されている。上側押圧部34は、このスライドにより、上側基準部33と上側押圧部34との切欠き溝34b同士がほぼ重なって切欠き溝の下側が開いた状態となる「開」の位置と、切欠き溝34b同士がずれて切欠き溝の下側が閉じた状態となる「閉」の位置との間で移動することができる。
なお、本例では、1つの上側基準部33に対して1つの上側押圧部34が近接して設けられているが、例えば、2つの上側基準部33に対してその間に1つの上側押圧部34が近接して設けられるように構成してもよい。下側基準部34及び下側押圧部44についても同様である。
これより、製作用治具10を用いたコリメータモジュールの製作方法について説明する。
図10は、製作用治具10を用いたコリメータモジュールの製作方法のフロー(flow)図である。
ステップS1では、固定治具20と下側位置合せ治具40とを組み合わせた状態で用意する。
ステップS2では、図6に示すように、一対のエンドブロック2を固定治具20の固定部22に固定する。
ステップS3では、図7に示すように、複数のコリメータ板3をエンドブロック2のスロット2aに挿入する。すなわち、下側位置合せ治具40における下側押圧部44を、「開」の位置にする。そして、一対のエンドブロック2において、一対の対向するスロット2aごとに1枚のコリメータ板3が挿入されるよう、複数のコリメータ板3を挿入する。複数のコリメータ板3の下側エッジ3bは、下側基準部43及び下側押圧部44の切欠き溝44bに挿入され、下側受部42により受けられて支持される。これにより、複数のコリメータ板3は、一旦、CH方向に間隔を置いて配列される。
ステップS4では、図7に示すように、上側位置合せ治具30を固定治具20に組み合わせる。すなわち、上側位置合せ治具30における上側押圧部34を「開」の位置にする。そして、固定治具20に対して、その上から上側位置合せ治具30を組み合わせる。これにより、複数のコリメータ板3の上側エッジ3bは、上側基準部33及び上側押圧部34の切欠き溝33b,43bに挿入される。
ステップS5では、上側位置合せ治具30及び下側位置合せ治具40を用いて、コリメータ板3の位置合せを行う。すなわち、上側押圧部34及び下側押圧部44を「閉」の位置に向けてスライドさせ、複数のコリメータ板3の板面3aをCH方向に押圧して、上側基準部33及び下側基準部43の基準面43cに当接させる。これにより、複数のコリメータ板3は、CH方向に精度よく位置合せされる。
ステップS6では、図8に示すように、複数のコリメータ板3における上側エッジ3bのノッチ3nに、上側固定ロッド4を挿入する。なお、図8では、理解しやすいように、上側位置合せ治具30については、図示を省略している。
ステップS7では、上側固定ロッド4、コリメータ板3及びエンドブロック2を接着する。すなわち、2本の上側固定ロッド4と複数のコリメータ板3とを接着剤で接着固定する。また、複数のコリメータ板3と一対のエンドブロック2とを接着剤で接着固定する。接着剤には、例えば、光硬化型、紫外線硬化型、または2液混合型など比較的に短時間で硬化する接着剤を用いる。このような接着剤を用いれば、接着に要する時間を短縮化でき、生産性を向上させることができる。
ステップS8では、製作用治具10を上下逆さまにする。そして、複数のコリメータ板3における下側エッジ3cのノッチ3nに、下側固定ロッド5を挿入する。
ステップS9では、下側固定ロッド5、コリメータ板3及びエンドブロック2を接着する。すなわち、2本の下側固定ロッド5と複数のコリメータ板3とを接着剤で接着固定する。また、複数のコリメータ板3と一対のエンドブロック2とを接着剤で接着固定する。これにより、一対のエンドブロック2と複数のコリメータ板3とが位置合せされた状態で固定される。なお、複数のコリメータ板3は、SL方向における中央部付近において、上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5で固定されている。そのため、固定治具20から上側位置合せ治具30及び下側位置合せ治具40を取り外しても、コリメータ板3のSL方向における中央部付近は撓み(歪み)難くくなっており、位置合せ状態がコリメータ板3のほぼ全体にわたって保持される。
ステップS10では、固定治具20から位置合せ治具を取り外す。すなわち、上側押圧部34及び下側押圧部44を、スライドさせて「開」の位置に戻す。そして、固定治具20から上側位置合せ治具30及び下側位置合せ治具40を取り外す。
ステップS11では、図9に示すように、コリメータ板3の上側及び下側に固定シートを貼り付ける。すなわち、複数のコリメータ板3の上側エッジ3b及び一対のエンドブロック2のスロット2aの上側部分とを覆うように、1枚つづきである単一の上側固定シート6を配置し、接着剤で貼り付ける。同様に、複数のコリメータ板3の下側エッジ3c及び一対のエンドブロック2のスロット2aの下側部分とを覆うように、1枚つづきである単一の下側固定シート7を配置し、接着剤で貼り付ける。これにより、コリメータモジュール1が完成する。なお、ここでは、複数のコリメータ板3及び複数のスロット2aの上側及び下側の全体を、1枚つづきである単一の上側及び下側固定シート6,7で覆うように貼り付けているので、剛性は非常に高くなる。
ステップS12では、完成したコリメータモジュール1を固定治具20から取り外す。
以上、本実施形態によれば、CH方向に間隔を置いて位置合せされた複数のコリメータ板3に対して、その上側エッジ3b及び下側エッジ3cに、CH方向の一端のコリメータ板3から他端のコリメータ板3に渡って伸びる上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5が接着固定されたコリメータモジュール1を得ることができる。そのため、特殊な作業工程や部品を不要としつつ、複数のコリメータ板3の位置合せ状態を保持することができ、位置合せ精度がよく剛性が高いコリメータモジュール1を簡便に実現させることができる。
また、本実施形態では、上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5の接着固定により、位置合せ治具30,40を複数のコリメータ板3から取り外す前に、その位置合せ状態を保持することができ、位置合せ治具30,40を取り外して位置合せ治具30,40が障害にならない状態で、上側固定シート6及び下側固定シート7を貼り付けることができる。その結果、上側固定シート6及び下側固定シート7として、複数のコリメータ板3及び複数のスロット2aの全体を覆う1枚つづきの単一シートを用いることができ、コリメータモジュール1の剛性を非常に高めることができる。
また、本実施形態に係るコリメータモジュールの製作方法では、複数のコリメータ板3を位置合せ後に他の部品で接着固定する製作方法として一般的に考えられる製作方法と比較した場合、上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5をコリメータ板3に接着固定する工程が増えるだけであるから、製作方法が非常に簡単である。また、上側固定シート6及び下側固定シート7を、それぞれ分割して貼り付ける必要がないので、工数やコストもほとんど増大することがない。
なお、発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の追加・変更等が可能である。
例えば、上記の実施形態では、コリメータ板3にノッチ3nを設け、このノッチ3nに上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5を嵌め込んで接着固定しているが、ノッチ3nを設けずに、上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5をコリメータ板3の上側エッジ3b及び下側エッジ3cにそのまま載せて接着固定し、その上から上側固定シート6及び下側固定シート7で接着固定してもよい。この場合、上側固定シート6及び下側固定ソート7のシート面にノッチ3nを設け、このノッチ3nに上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5が挿入されるようにしてもよい。
また例えば、上記の実施形態では、コリメータ板3における上側エッジ3bのノッチ3nと上側固定ロッド4との組合せ、コリメータ板3における下側エッジ3cのノッチ3nと下側固定ロッド5との組合せは、それぞれ、複数であるが、少なくともいずれか一方の組合せを1つだけとしてもよい。
また例えば、上記の実施形態では、上側固定シート6及び下側固定シート7を貼り付けているが、上側固定シート6及び下側固定シート7を貼り付ける代わりに、コリメータ板3の上側エッジ3b及び下側エッジ3cのノッチ3nと、上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5の数を増やして、多数の上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5で複数のコリメータ板3を固定し、剛性を高めるようにしても良い。
また例えば、上記の実施形態では、上側固定ロッド4及び下側固定ロッド5は、複数のコリメータ板3の配列方向であるCH方向に伸びる棒状部材であるが、CH方向に対して斜め方向に伸びる棒状部材であってもよい。
また例えば、上側固定シート6には複数のコリメータ板3の上側エッジ3bが挿入される複数の溝が形成されており、下側固定シート7には複数のコリメータ板3の下側エッジ3cが挿入される複数の溝が形成されているが、上側固定シート6及び下側固定シート7の少なくとも一方として、溝が形成されていないフラットな固定シートを用いてもよい。
また例えば、一対のエンドブロック2の互いに対向する2つの面の各々には、I方向に沿った複数のスロット2aが形成されているが、一対のエンドブロック2として、スロットが形成されていないエンドブロックを用いてもよい。
また例えば、上記の実施形態は、X線CT装置であるが、胸部などを撮影するためのX線一般撮影装置や、乳房を撮影するためのマンモグラフィ撮影装置、血管を造影撮影するための血管造影撮影装置、X線CT装置とPET(Polyethylene Terephthalate)またはSPECT(Single Photon
Emission Computed Tomography)とを組み合わせたPET−CT装置やSPECT−CT装置など、他の放射線撮影装置にも適用可能である。
1 コリメータモジュール
2 エンドブロック
2a スロット
3 コリメータ板
3a 板面
3b 上側エッジ
3c 下側エッジ
3d 左側エッジ
3e 右側エッジ
3n ノッチ
4 上側固定ロッド
5 下側固定ロッド
6 上側固定シート
6a シート面
6b 溝
7 下側固定シート
7a シート面
7b 溝
10 製作用治具
20 固定治具
21 フレーム基台
22 固定部
30 上側位置合せ治具
31 上側基台
32 上側受部
33 上側基準部
33a 下側エッジ
33b 切欠き溝
33c 基準面
34 上側押圧部
34a 下側エッジ
34b 切欠き溝
40 下側位置合せ治具
41 下側基台
42 下側受部
43 下側基準部
43a 上側エッジ
43b 切欠き溝
43c 基準面
44 下側押圧部
44a 上側エッジ
44b 切欠き溝
100 X線CT装置
200 操作コンソール
201 入力装置
202 中央処理装置
203 データ収集バッファ
204 モニタ
205 記憶装置
300 撮影テーブル
301 クレードル
400 走査ガントリ
401 開口部
402 回転部
403 X線管
403x X線
404 X線コントローラ
405 アパーチャ
406 X線検出装置
406f フレーム
407 データ収集装置
408 回転部コントローラ
409 制御コントローラ
410 スリップリング
411 X線検出器
412 コリメータ装置
500 撮影対象

Claims (20)

  1. それぞれが一方向に間隔を置いて配列された実質的に直方形である複数のコリメータ板を位置合せする位置合せステップと、
    前記複数のコリメータ板の上側エッジに、該複数のコリメータ板の配列方向における一端のコリメータ板から他端のコリメータ板に渡って伸びる放射線透過性の第1の棒状部材を接着するとともに、前記複数のコリメータ板の下側エッジに、該複数のコリメータ板の配列方向における一端のコリメータ板から他端のコリメータ板に渡って伸びる放射線透過性の第2の棒状部材を接着する接着ステップと、を備えるコリメータモジュールの製作方法。
  2. 前記複数のコリメータ板の上側エッジ及び下側エッジの各々には、ノッチがそれぞれ形成されており、
    前記第1及び第2の棒状部材は、前記ノッチにそれぞれ受け入れられる、請求項1に記載のコリメータモジュールの製作方法。
  3. 前記位置合せステップの前に、
    一対のエンドブロックを前記配列方向と直交する方向に間隔を置いて設置する設置ステップと、
    前記一対のエンドブロックの間に前記複数のコリメータ板を配列する配列ステップとを備えており、
    前記接着ステップは、前記複数のコリメータ板を前記一対のエンドブロックに接着する工程を含む、請求項1または請求項2に記載のコリメータモジュールの製作方法。
  4. 前記一対のエンドブロックの互いに対向する2つの面の各々には、放射線放射方向に沿って伸びる複数のスロットが形成されており、
    前記配列ステップは、前記複数のコリメータ板の各々を、互いに対向する一対のスロットに挿入する工程を含む、請求項3に記載のコリメータモジュールの製作方法。
  5. 前記接着ステップの後に、
    前記第1及び第2の棒状部材が接着された複数のコリメータ板の上側エッジに、該上側エッジを覆うように放射線透過性の第1の単一シートを貼り付けるとともに、該複数のコリメータ板の下側エッジに、該下側エッジを覆うように放射線透過性の第2の単一シートを貼り付ける貼付けステップをさらに備える、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のコリメータモジュールの製作方法。
  6. 前記位置合せステップは、治具を用いて前記複数のコリメータを位置合せするステップであり、
    前記接着ステップの後であり、かつ、前記貼付けステップの前に、前記第1及び第2の棒状部材が接着された複数のコリメータ板を前記治具から取り外す取外しステップを備える、請求項5に記載のコリメータモジュールの製作方法。
  7. 前記治具は、前記複数のコリメータ板の上側エッジが挿入される少なくとも一対の第1の櫛状部材と、前記複数のコリメータ板の下側エッジが挿入される少なくとも一対の第2の櫛状部材とを含み、
    前記位置合せステップは、対を成す前記第1の櫛状部材の一方と、対を成す前記第2の櫛状部材の一方とを固定した状態で、対を成す前記第1の櫛状部材の他方と、対を成す前記2の櫛状部材の他方とを前記配列方向の一方向にスライドさせて前記複数のコリメータ板を挟み込むことにより、位置合せをする工程を含む、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のコリメータモジュールの製作方法。
  8. 前記接着ステップは、前記少なくとも一対の第1の櫛状部材の近傍と、前記少なくとも一対の第2の櫛状部材の近傍とにおいて、前記第1及び第2の棒状部材を接着する工程を含む、請求項7に記載のコリメータモジュールの製作方法。
  9. それぞれが一方向に間隔を置いて配列された実質的に直方形である複数のコリメータ板と、
    前記複数のコリメータ板の上側エッジに接着されており、該複数のコリメータ板の配列方向における一端のコリメータ板から他端のコリメータ板に渡って伸びる放射線透過性の少なくとも1つの第1の棒状部材と、
    前記複数のコリメータ板の下側エッジに接着されており、前記配列方向における一端のコリメータ板から他端のコリメータ板に渡って伸びる放射線透過性の少なくとも1つの第2の棒状部材と、
    前記複数のコリメータ板を前記配列方向と直交する方向に挟んで該複数のコリメータ板と接着されている一対のエンドブロックとを備えたコリメータモジュール。
  10. 前記第1及び第2の棒状部材は、前記配列方向に伸びている、請求項9に記載のコリメータモジュール。
  11. 前記複数のコリメータ板の上側エッジ及び下側エッジの各々には、ノッチがそれぞれ形成されており、
    前記第1及び第2の棒状部材は、前記ノッチにそれぞれ受け入れられている、請求項9または請求項10に記載のコリメータモジュール。
  12. 前記一対のエンドブロックの互いに対向する2つの面の各々には、放射線放射方向に沿って伸びる複数のスロットが形成されており、
    前記複数のコリメータ板の各々は、互いに対向する一対のスロットに挿入されており、接着されている、請求項9から請求項11のいずれか一項に記載のコリメータモジュール。
  13. 前記第1及び第2の棒状部材が接着された複数のコリメータ板の上側エッジを覆うように該上側エッジに貼り付けられている放射線透過性の第1の単一シートと、該複数のコリメータ板の下側エッジを覆うように該下側エッジに貼り付けられている放射線透過性の第2の単一シートとをさらに備える、請求項9から請求項12のいずれか一項に記載のコリメータモジュール。
  14. 前記第1及び第2の単一シートは、前記複数のスロットを覆うように貼り付けられている、請求項13に記載のコリメータモジュール。
  15. 前記第1の単一シートにおける前記複数のコリメータ板の上側エッジを覆う側のシート面には、該上側エッジが挿入される複数の溝が形成されており、
    前記第2の単一シートにおける前記複数のコリメータ板の下側エッジを覆う側のシート面には、該下側エッジが挿入される複数の溝が形成されている、請求項13または請求項14に記載のコリメータモジュール。
  16. 前記第1及び第2の単一シートは、炭素樹脂により構成されている、請求項13から請求項15のいずれか一項に記載のコリメータモジュール。
  17. 前記第1及び第2の棒状部材は、炭素により構成されている、請求項9から請求項16のいずれか一項に記載のコリメータモジュール。
  18. 円弧状または直線状の所定の方向に配列された当該複数のコリメータモジュールの各々が、請求項11から請求項17のいずれか一項に記載のコリメータモジュールである複数のコリメータモジュールと、
    前記複数のコリメータモジュールの放射線出射側において前記所定の方向に配列された複数の検出器モジュールと、を備える放射線検出装置。
  19. 放射線源と、請求項18に記載の放射線検出装置とを備えており、該放射線源及び放射線検出装置を用いて撮影対象を撮影する放射線撮影装置。
  20. 前記放射線源と前記放射線検出装置とを前記撮影対象の周りに回転させながら放射線を放射して前記撮影対象の断層撮影を行う請求項19に記載の放射線撮影装置。
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