JP2654733B2 - Collimator for X-ray CT system - Google Patents
Collimator for X-ray CT systemInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高エネルギーＸ線ＣＴ
（コンピュータ化トモグラフィ）装置用のコリメータに
関し、更に詳しく述べると、一方のテーパ面に溝加工し
た短冊状タングステン合金製ブロックを多数配列した構
造のＸ線ＣＴ装置用コリメータに関するものである。こ
のコリメータは、例えば照射済燃料集合体のようにＸ線
が透過し難い放射性物質を被検査体とし、照射後試験と
して必要とする画像性能（高分解能）を満足させること
ができる高エネルギーＸ線ＣＴ装置用として有用なもの
である。The present invention relates to a high energy X-ray CT.
(Computerized Tomography) More specifically, the present invention relates to a collimator for an X-ray CT apparatus having a structure in which a number of strip-shaped tungsten alloy blocks having grooves formed on one tapered surface are arranged. This collimator is a high energy X-ray capable of satisfying image performance (high resolution) required for a post-irradiation test by using a radioactive material such as an irradiated fuel assembly that is hardly penetrated by X-rays as a test object. It is useful for CT devices.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高エネルギーＸ線ＣＴ装置の一例を図４
に示す。Ｘ線加速器１０で発生させた高エネルギーＸ線
は、意図するスライス幅（断面の厚さ）に合わせて絞ら
れ、扇状に整形されて被検査体１２を透過する。透過し
たＸ線は、コリメータ１４によってて散乱線の入射を防
止し、指向性をもたせ、高エネルギーＸ線検出器１６に
よって電気信号に変換する。Ｘ線ＣＴにおいては、多方
向からの透過データが必要となるため、被検査体１２の
回りを装置が回転し、予め決められたサンプリングピッ
チ（微小角度）毎に透過データを得る。それらの透過デ
ータを基に画像再構成・表示系にて被検査体１２の横断
面像を構成し、ＣＲＴ表示装置上に横断面像を表示す
る。Ｘ線加速器１０、被検査体１２、Ｘ線検出器１６の
幾何学的な配置は、主に撮影領域、空間分解能、Ｘ線源
やＸ線検出器の性能及び条件によって設定する。2. Description of the Related Art An example of a high energy X-ray CT apparatus is shown in FIG.
Shown in The high-energy X-rays generated by the X-ray accelerator 10 are narrowed down according to the intended slice width (thickness of the cross section), shaped into a fan shape, and transmitted through the subject 12. The transmitted X-rays are prevented from entering scattered rays by the collimator 14, have directivity, and are converted into electric signals by the high-energy X-ray detector 16. Since X-ray CT requires transmission data from multiple directions, the apparatus rotates around the object to be inspected 12 and obtains transmission data at predetermined sampling pitches (small angles). Based on the transmission data, a cross-sectional image of the inspection object 12 is formed by an image reconstruction / display system, and the cross-sectional image is displayed on a CRT display device. The geometrical arrangement of the X-ray accelerator 10, the inspection object 12, and the X-ray detector 16 is set mainly according to the imaging region, the spatial resolution, the performance and conditions of the X-ray source and the X-ray detector.
【０００３】高エネルギーＸ線ＣＴ装置において留意す
べき点は、Ｘ線検出器１６間での散乱Ｘ線によるクロス
トークを防ぎ、且つＸ線検出器１６を密に配列すること
である。不要なＸ線を十分減衰させるために設けている
のがコリメータ１４である。横断面像の空間分解能を向
上させるためには、Ｘ線焦点及びコリメータスリット寸
法を小さくし、サンプリングピッチを細かくすることが
必要である。A point to be noted in a high-energy X-ray CT apparatus is to prevent crosstalk between scattered X-rays between the X-ray detectors 16 and to arrange the X-ray detectors 16 densely. The collimator 14 is provided to sufficiently attenuate unnecessary X-rays. In order to improve the spatial resolution of the cross-sectional image, it is necessary to reduce the dimensions of the X-ray focal point and the collimator slit and make the sampling pitch fine.
【０００４】コリメータ用材料としては、余分な高エネ
ルギーＸ線の入射を防ぐため遮蔽効果の優れた（密度の
高い）材質であることが第１の条件でなる。そこで通
常、タングステン合金（タングステン９０％、ニッケル
７．５％、銅２．５％）が用いられる。このコリメータ
１４は、タングステン合金製のブロックに長さ１０cm以
上で幅の狭いスリット（例えば幅０．２mm、深さ３mm）
をＸ線焦点から放射状に精度よく並べたものである。従
来の高エネルギーＸ線ＣＴ装置用コリメータ１４は、タ
ングステン合金製の板状ブロックを水平２分割構造とし
たものであり、その表面に等間隔に多数の溝を放射状に
加工し、貼り合わせて組み立てている。The first condition is that the collimator material is a material having a high shielding effect (high density) in order to prevent the incidence of extra high energy X-rays. Therefore, a tungsten alloy (90% tungsten, 7.5% nickel, 2.5% copper) is usually used. This collimator 14 has a narrow slit (for example, 0.2 mm in width and 3 mm in depth) having a length of 10 cm or more in a block made of a tungsten alloy.
Are precisely arranged radially from the X-ray focal point. The conventional high-energy X-ray CT collimator 14 has a plate-like block made of a tungsten alloy and has a horizontal two-part structure. ing.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】水平２分割構造のタン
グステン合金製の板状ブロックを用いて、スリット幅を
狭くするには、加工溝の幅を狭くする必要がある。しか
し一般に微細加工に有効な放電加工法では、タングステ
ン合金製のブロックに幅が極めて狭く且つ深い溝を精度
よく加工できず、機械加工法（従来技術では超硬メタル
ソーによる加工）によらざるを得ない。In order to reduce the slit width by using a tungsten alloy plate-like block having a horizontal two-part structure, it is necessary to reduce the width of the processing groove. However, in general, the electric discharge machining method effective for micromachining cannot precisely process a narrow groove and a deep groove in a tungsten alloy block. Absent.
【０００６】そのため高度の加工技術を必要とし、加工
コストが高くなる欠点があった。つまり従来技術では、
放射状の角度割り出し技術、超硬メタルソーの振れ防止
対策及び高度な加工技能が必要となるし、また専用治具
として、角度割り出し回転テーブル及び溝加工用特長ア
ーバも必要であった。更に従来技術では、より微細なス
リット寸法を有する精密なコリメータが要求されても、
それを実現することが極めて困難になるという欠点もあ
った。[0006] Therefore, there is a disadvantage that a high processing technique is required and the processing cost is increased. In other words, in the prior art,
Radial angle indexing technology, measures to prevent deflection of carbide metal saws, and advanced machining skills were required, and an angle indexing rotary table and feature arbor for groove machining were also required as dedicated jigs. Furthermore, in the prior art, even if a precise collimator having a finer slit dimension is required,
There was also a drawback that it was extremely difficult to achieve that.
【０００７】本発明の目的は、特別な加工技術を要求せ
ずに、極めて微細なスリット寸法にも対応できる構造の
Ｘ線ＣＴ装置用コリメータを提供することである。An object of the present invention is to provide a collimator for an X-ray CT apparatus having a structure capable of coping with extremely fine slit dimensions without requiring a special processing technique.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、テーパのつい
た短冊状をなすタングステン合金製ブロックを多数組み
合わせたＸ線ＣＴ装置用のコリメータである。各タング
ステン合金製ブロックは、その一方のテーパ面には長手
方向に沿って延びる溝があり、他方のテーパ面は平坦面
となっている構造である。このようなタングステン合金
製ブロックを、それらの溝付きテーパ面と溝無しテーパ
面が互いに密着し且つそれによって形成される各スリッ
トの延長線がほぼ一点に集まるように配列固定する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a collimator for an X-ray CT apparatus in which a number of tapered strip-shaped tungsten alloy blocks are combined. Each tungsten alloy block has a structure in which one tapered surface has a groove extending in the longitudinal direction and the other tapered surface is a flat surface. Such tungsten alloy blocks are arranged and fixed such that the grooved tapered surface and the grooveless tapered surface are in close contact with each other, and the extension lines of the slits formed thereby are gathered substantially at one point.
【０００９】タングステン合金製ブロック集合体は、一
対の保持具で挾持し、ブロックの広幅側に位置する各ス
リット開口端に対向してシンチレータを配設し、各シン
チレータの間に遮蔽体を介在させる。各遮蔽体は、保持
具に形成した溝に嵌合して位置決めされ、それに伴って
シンチレータも位置決め固定されている。The tungsten alloy block assembly is sandwiched between a pair of holders, and scintillators are arranged opposite the slit opening ends located on the wide side of the block, and a shield is interposed between the scintillators. . Each shield is fitted and positioned in a groove formed in the holder, and the scintillator is also positioned and fixed accordingly.
【００１０】[0010]
【作用】隣接するタングステン合金製ブロックの溝付き
テーパ面と溝無しテーパ面によって必要なスリットが形
成される。従ってスリット形状は、溝形状に対応してお
り、スリット幅及び高さが溝深さ及び幅となる。幅が狭
く、高さが高いスリットを形成するには、浅く幅広の溝
を設ければよい。そのような溝形状の加工は、機械加工
であっても容易に行える。またスリットの形成方向は、
各タングステン合金製ブロック単品の形状（外形）に依
存するから、形状を精度よく仕上げることでスリットを
放射状に精度よく配列できることになる。The necessary slit is formed by the grooved tapered surface and the grooveless tapered surface of the adjacent tungsten alloy block. Therefore, the slit shape corresponds to the groove shape, and the slit width and height are the groove depth and width. In order to form a slit having a small width and a high height, a shallow and wide groove may be provided. Processing of such a groove shape can be easily performed even by mechanical processing. The direction of slit formation is
Since the shape depends on the shape (outer shape) of each tungsten alloy block, slits can be arranged radially and accurately by finishing the shape with high precision.
【００１１】[0011]
【実施例】図１は本発明に係るＸ線ＣＴ装置用コリメー
タの要部構成図である。図２は組立状態の横断面図（図
３のＢ−Ｂ断面）、図３は縦断面図（図２のＡ−Ａ断
面）である。このコリメータ２０は、テーパの付いた短
冊状のタングステン合金製ブロック２２を多数個組み合
わせた構成である。このタングステン合金製ブロック２
２の材質は、例えば従来同様、タングステン（Ｗ）９０
％、ニッケル（Ｎｉ）７．５％、銅（Ｃｕ）２．５％で
あってよい。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing a main part of a collimator for an X-ray CT apparatus according to the present invention. 2 is a transverse sectional view (BB section of FIG. 3) in an assembled state, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view (AA section of FIG. 2). The collimator 20 has a configuration in which a number of tapered strip-shaped tungsten alloy blocks 22 are combined. This tungsten alloy block 2
2 is made of, for example, tungsten (W) 90
%, Nickel (Ni) 7.5%, and copper (Cu) 2.5%.
【００１２】テーパのついた短冊状のタングステン合金
製ブロック２２は、その一方のテーパ面には中央長手方
向に沿って延びる溝２６を備え、他方のテーパ面は平坦
面となっている構造である。つまり一方のテーパ面が溝
付きテーパ面２４であり、他方のテーパ面が溝無しテー
パ面２８である。各溝２６は、コリメータとして必要な
スリットの幅及び高さに対応した深さ及び幅寸法を有
し、幅が広く浅い形状である。例えば必要なスリットが
幅０．２mm、高さ３mmの場合は、溝深さが０．２mm、幅
３mmとなり、このような溝加工は研磨によって容易に形
成できる。The tapered strip-shaped tungsten alloy block 22 has a structure in which one tapered surface is provided with a groove 26 extending along the central longitudinal direction, and the other tapered surface is a flat surface. . That is, one tapered surface is the grooved tapered surface 24, and the other tapered surface is the grooveless tapered surface 28. Each groove 26 has a depth and a width dimension corresponding to the width and height of a slit required as a collimator, and has a wide and shallow shape. For example, if the required slit has a width of 0.2 mm and a height of 3 mm, the groove depth is 0.2 mm and the width is 3 mm, and such groove processing can be easily formed by polishing.
【００１３】上記のような多数のタングステン合金製ブ
ロック２０を、それらの溝付きテーパ面２４と溝無しテ
ーパ面２８が互いに密着し且つそれによって形成される
各スリット３０の延長線が一点に集まるように精度よく
配設する。ここでは図２及び図３に示すように、多数の
タングステン合金製ブロック２０の集合体は、一対の保
持具３２，３４によって挾持され、ガイドピン３６で位
置決めして固定ボルト３８によって固定する。両保持具
３２，３４は、一般の炭素鋼からなり、高精度で加工し
たものである。The plurality of tungsten alloy blocks 20 as described above are arranged such that the grooved tapered surface 24 and the grooveless tapered surface 28 are in close contact with each other, and the extension lines of the slits 30 formed thereby gather at one point. To be installed accurately. Here, as shown in FIGS. 2 and 3, an assembly of a large number of tungsten alloy blocks 20 is sandwiched by a pair of holders 32, 34, positioned by guide pins 36 and fixed by fixing bolts 38. Both holders 32 and 34 are made of general carbon steel and are processed with high precision.
【００１４】またタングステン合金製ブロック２２の広
幅側に位置する各スリット開口端に対向してシンチレー
タ４０を配設し、各シンチレータ４０の間に遮蔽体４２
を介在させて取り付ける。各遮蔽体４２は保持具３２，
３４に形成した溝に嵌合して位置決めし、それに伴って
シンチレータ４０も位置決めする。これらも両保持具３
２，３４間で挾持し、ボルト締めによって固定する。A scintillator 40 is disposed opposite to each slit opening end located on the wide side of the tungsten alloy block 22, and a shield 42 is provided between the scintillators 40.
Attach with. Each shield 42 has a holder 32,
34, the scintillator 40 is also positioned. These are also two holders 3.
It is clamped between 2 and 34 and fixed by bolting.
【００１５】各タングステン合金製ブロック２０は同一
形状であり、溝に限らず、両テーパ面、テーパ角なども
精度よく加工する。また両保持具３２，３４も高い加工
精度で製作する。タングステン合金製ブロック２０の位
置決めは、ブロック単品及び保持具の機械的な精度の確
保によって達成している。シンチレータ４０の位置も機
械的に決まる。全体の位置決めは、保持具全体が動くよ
うになっている。Each tungsten alloy block 20 has the same shape, and is not limited to a groove, but is also accurately processed on both tapered surfaces, taper angles, and the like. The holders 32 and 34 are also manufactured with high processing accuracy. The positioning of the tungsten alloy block 20 is achieved by ensuring the mechanical accuracy of the block alone and the holder. The position of the scintillator 40 is also determined mechanically. The overall positioning is such that the entire holder moves.
【００１６】なおシンチレータ４０は、シンチレータ本
体にフォトダイオードを組み合わせて、更に動作点検用
のＬＥＤをシンチレータケースに収納した構造である。
シンチレータ本体の材質はタングステン酸カドミウム
（ＣｄＷＯ4 ）である。遮蔽体４２もタングステン合金
製である。The scintillator 40 has a structure in which a photodiode is combined with a scintillator main body, and an LED for operation check is housed in a scintillator case.
The material of the scintillator body is cadmium tungstate (CdWO 4 ). The shield 42 is also made of a tungsten alloy.
【００１７】[0017]
【発明の効果】本発明は上記のようにテーパ付きタング
ステン合金製ブロックに溝加工し、多数密着配列する構
造であるから、浅い溝加工によって狭いスリット構造が
得られることになり、極めて微細なスリットのコリメー
タを容易に製造できることになる。その際に、特殊な機
械加工技術を必要とせず、加工のための専用治具も不要
となるため、加工コストも低減できる。As described above, the present invention has a structure in which grooves are formed in a tapered tungsten alloy block and a plurality of blocks are arranged in close contact with each other as described above. Can be easily manufactured. At that time, no special machining technique is required, and a dedicated jig for machining is not required, so that machining cost can be reduced.
【図１】本発明に係るＸ線ＣＴ装置用コリメータの要部
構成図。FIG. 1 is a main part configuration diagram of a collimator for an X-ray CT apparatus according to the present invention.
【図２】本発明に係るＸ線ＣＴ装置の一実施例を示す横
断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of the X-ray CT apparatus according to the present invention.
【図３】その縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view thereof.
【図４】Ｘ線ＣＴ装置の一例を示す全体説明図。FIG. 4 is an overall explanatory diagram showing an example of an X-ray CT apparatus.
２０ コリメータ ２２ タングステン合金製ブロック ２４ 溝付きテーパ面 ２６ 溝 ２８ 溝無しテーパ面 Reference Signs List 20 collimator 22 tungsten alloy block 24 tapered surface with groove 26 groove 28 tapered surface without groove
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川島 靖 茨城県東茨城郡大洗町成田町4002 動力 炉・核燃料開発事業団大洗工学センター 内 (56)参考文献 特開 平２−201188（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−198386（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−13999（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−55200（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Yasushi Kawashima 4002 Narita-cho, Oarai-machi, Higashiibaraki-gun, Ibaraki Power reactor and nuclear fuel development corporation Oarai Engineering Center (56) References JP-A-2-201188 (JP, A JP-A-2-198386 (JP, A) JP-A-4-13999 (JP, A) Jpn.
Claims (2)
のテーパ面には長手方向に沿って延びる溝があり、他方
のテーパ面は平坦面となっている構造の多数のタングス
テン合金製ブロックを、それらの溝付きテーパ面と溝無
しテーパ面が互いに密着し且つそれによって形成される
各スリットの延長線がほぼ一点に集まるように配列固定
したＸ線ＣＴ装置用コリメータ。1. A large number of tungsten alloy blocks having a tapered strip shape, one tapered surface of which has a groove extending in the longitudinal direction and the other tapered surface of which is a flat surface. And a collimator for an X-ray CT apparatus in which the grooved tapered surface and the grooveless tapered surface are in close contact with each other, and the extension lines of the slits formed thereby are gathered substantially at one point.
一対の保持具で挾持され、各ブロックの広幅側に位置す
る各スリット開口端に対向してシンチレータを配設し、
各シンチレータの間に遮蔽体を介在させてなり、各遮蔽
体が保持具に形成した溝に嵌合して位置決めされ、それ
に伴ってシンチレータも位置決め固定されている請求項
１記載のＸ線ＣＴ装置用コリメータ。2. The block assembly made of a tungsten alloy,
A scintillator is sandwiched between a pair of holders, and a scintillator is arranged facing each slit opening end located on the wide side of each block.
2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein a shield is interposed between the scintillators, and each shield is fitted and positioned in a groove formed in the holder, and the scintillator is also positioned and fixed accordingly. Collimator.
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05309088A (en) | 1993-11-22 |
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