JP2019124618A - 放射線撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態のX線CT装置は、図1に示すように、X線を照射するX線源100と、X線を検出する複数の検出素子を二次元配列したX線検出器101と、検出素子による検出信号に対し補正等の処理を行うとともに装置の制御を行う信号処理部102と、補正後の信号を用いて被写体106の画像を生成する画像生成部103とを備える。X線源100とX線検出器101は対向した位置で回転盤104に固定され、寝台部105に寝かせられた被写体106の周りを相対的に回転するように構成されている。なおX線源100、X線検出器101及び回転盤104を含めスキャナ110ともいう。
また、最上部の隔壁部202aの上端部の頂点と、最上部の隔壁部202aに隣接する隔壁部202cの下端部の頂点とを結ぶ経路403と、鉛直線401とがなす角度θ2は(式2)で表せられる。
ここで、隔壁部202bと隔壁部202cとの間を散乱線が通過しないようするには、θ1>θ2であれば良いので、(式1)と(式2)から(式3)が導かれる。
検出素子モジュール107を構成するうえで、隔壁部202の厚さtとチャネル方向(X)の間隔dの変更は好ましくない。そこで、X線入射方向(Y)の隔壁部202の高さbと、隔壁部202の間隔sとが(式3)を満たすように隔壁部202を配置すれば良い。
第一実施形態では、隔壁部202を等ピッチで配置することについて説明した。隔壁部202を等ピッチで配置しながら(式3)を満たさないとき、隔壁部202の間を散乱線が透過する場合がある。そこで本実施形態では、散乱線の透過を防ぐために、X線入射方向(Y)のピッチを途中で変更して隔壁部202を配置することについて説明する。なお、最上部の隔壁部の上端部をX線入射面200に一致させることは第一実施形態と同様である。
第一実施形態及び第二実施形態では、X線入射方向(Y)の隔壁部202の間隔sが等しい場合について説明した。隔壁部202の間隔sはこの限りではないので、本実施形態ではX線入射方向(Y)の位置に応じて間隔sを変えて隔壁部202を配置することについて説明する。なお、最上部の隔壁部の上端部をX線入射面200に一致させることは第一実施形態と同様である。
ここでhはコリメータ108の高さである。
b、d、t、hの値に応じて、例えば(式4)または(式5)のいずれかが用いられ、間隔sが最も広くなるように、すなわちコリメータ108を最も軽量化できるように隔壁部202が配置される。
第一実施形態では、隔壁部202の間の間隙部203の形状が長方形であることについて説明した。間隙部203の形状が長方形である場合、隔壁部202は水平方向に迫り出す形状となる。しかし、このような形状は3Dプリンタでの造形に適さず、隔壁部202の下面が欠け、寸法精度が悪化する。隔壁部202の下面の寸法精度の悪化は、散乱線の遮蔽率の低下をもたらす。そこで本実施形態では、3Dプリンタでの造形に適した形状のコリメータ108について説明する。なお、最上部の隔壁部の上端部をX線入射面200に一致させることは第一実施形態と同様である。
コリメータ108の剛性はφ=45度、すなわちtanφ=1のときが最大であり、φが45度からずれるにつれて低下する。よって、散乱線の透過率とコリメータ108の剛性の双方の観点からtanφ=1が最良であり、少なくとも(式6)を満たすことが望ましい。
第四実施形態では、間隙部203の形状が平行四辺形であって、X線入射方向(Y)において隔壁部202が等ピッチで配置されることについて説明した。本実施形態では、第二実施形態と同様に、X線入射方向(Y)のピッチを途中で変更した隔壁部202の配置について説明する。なお、最上部の隔壁部の上端部をX線入射面200に一致させることは第一実施形態と同様である。
第四実施形態及び第五実施形態では、間隙部203の形状が平行四辺形であって隣接する画素間で同じ形状であることについて説明した。本実施形態では、隣接する画素間で間隙部203の向きを変更する。なお、最上部の隔壁部の上端部をX線入射面200に一致させることは第一実施形態と同様である。
第一実施形態乃至第六実施形態では、X線入射方向(Y)において柱部201が一様な形状である場合について説明した。コリメータ108の剛性を向上させるために、本実施形態では柱部201の形状を変更する。なお、最上部の隔壁部の上端部をX線入射面200に一致させることは第一実施形態と同様である。
Claims (12)
- 放射線源と、前記放射線源の焦点から放射された放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線源と前記放射線検出器との間に配置されるコリメータと、を備えた放射線撮像装置であって、
前記コリメータは前記放射線検出器の画素の境界上に前記放射線の入射方向に沿って所定の間隔で配置される隔壁部を有し、最上部の隔壁部の上端部が放射線入射面に一致することを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって、
前記隔壁部の間の間隙部の形状が平行四辺形であることを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項2に記載の放射線撮像装置であって、
前記平行四辺形の鋭角である内角をφ、前記隔壁部の間の幅をd、前記コリメータの高さをhとしたとき、d/h<tanφ≦1であることを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項3に記載の放射線撮像装置であって、
tanφ=1であることを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項2に記載の放射線撮像装置であって、
前記平行四辺形が隣接する前記画素の間で同じ形状であることを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項2に記載の放射線撮像装置であって、
前記平行四辺形が隣接する前記画素の間で対称形状であることを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって、
前記隔壁部は前記放射線の入射方向及び前記画素の配列方向に対してそれぞれ等ピッチで配置され、前記隔壁部の前記放射線の入射方向の高さをb、前記画素の配列方向の厚さをt、前記隔壁部の間隔の前記放射線の入射方向をs、前記画素の配列方向をdとしたとき、s<t・b/dであることを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって、
前記放射線の入射方向において前記コリメータがN分割され、各分割位置において前記隔壁部を1/Nピッチずらして配置することを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって、
前記隔壁部の間の間隙部の幅が前記放射線源に近い側ほど広いことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって、
前記隔壁部は前記画素の配列方向に対して等ピッチで配置され、前記隔壁部の前記放射線の入射方向の高さをb、前記画素の配列方向の厚さをt、前記放射線の入射方向の位置をy、前記隔壁部の間隔の前記放射線の入射方向をs(y)、前記画素の配列方向をd、前記コリメータの前記放射線の入射方向の高さをhとしたとき、
s(y)=b (y≦h/2)、t・y/d (y>h/2)
または
s(y)=b (y≦b・d/t)、t・y/d (y>b・d/t)
であることを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって、
前記放射線の入射方向に沿って配置される前記隔壁部のうち、前記コリメータの中間位置に配置される隔壁部の高さが他の隔壁部に比べて高いことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1に記載の放射線撮像装置であって、
前記隔壁部を支持する柱部が前記放射線検出器の側に台部を有することを特徴とする放射線撮像装置。
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