JP3549169B2

JP3549169B2 - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP3549169B2
Application number: JP05119695A
Authority: JP
Inventors: 智恒吉岡; 晋一右田
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JPH08243098A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はＸ線により人体などの被検体の断層映像を得るＸ線ＣＴ装置に関し、特に、Ｘ線ＣＴ装置のＸ線検出器の構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線により患者など人体の断層映像を得るＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線の発生源から放射されて被検体を通過したＸ線を入射部のＸ線検出素子で検出する。すなわち、かかる装置のＸ線検出素子は、Ｘ線発生源であるＸ線管の焦点と検出素子の中心とを結んだ線上（計測パス）に存在する被検体部分によるＸ線の減弱を計測することとなるが、しかしながら、被検体の他の部分からの散乱Ｘ線が入射されると、この計測に誤差を生じることになる。すなわち、散乱Ｘ線が入射することにより、その検出素子の出力は実際の値よりも大きくなり、計測パス上の被検体の減弱がみかけ上小さくなるように測定されてしまい、計測に誤差が生じることとなる。
【０００３】
このような誤差が増えると、これらの計測データを使って再構成されるＣＴ画像（断面画像）では、分解能の低下が起こってくる。特に、濃度分解能と呼ばれる低コントラスト分解能の低下が問題となってくる。その他にも、このような誤差の発生を原因としたものとして、臨床的にはリブアーチファクトと呼ばれる肋骨の内側のＣＴ値が沈み込み、これによって画像上に黒い領域が現われたり、あるいは、肝臓の中のＣＴ値が場所によってばらつくといったことが生じてしまう。
【０００４】
従来、かかる散乱Ｘ線による悪影響を取り除くため、電離箱検出器では、添付の図９に示すように、Ｘ線管焦点と入射部とを結ぶ線と平行に、多数の高圧電極板を配置した構造のものが提案されている。かかる構造の検出器では、高圧電極板がある程度のグリッドの効果を持ち、そのため、Ｘ線管焦点の方向から入射するＸ線に対する感度に比較すると、斜めから入射する散乱Ｘ線に対する感度はかなり低くすることが可能になる。
【０００５】
それに対し、添付図１０に例示するような、いわゆる、隔壁板により仕切られたシンチレータとフォトダイオードからなる光電変換素子とを組み合わせた固体検出器では、上述のようなグリッドの効果が無いため、散乱Ｘ線による悪影響を取り除くことが出来ない。これは、図からも明らかなように、散乱Ｘ線が斜め方向から入射してきた場合、検出器を斜め方向から見込んだ時のほうが、正面から見た場合よりも、チャンネル幅が狭くなるという多少の効果はあるものの、しかしながら、Ｘ線管焦点の方向から入射するＸ線に対する感度と、斜めから入射する散乱Ｘ線に対する感度との差はあまりない。そのため、電離箱検出器では画像アーチファクトとしてあまり問題とならなかったレベルの散乱Ｘ線についても、かかる固体検出器では、画質の低下を生じることが多い。
【０００６】
従来、かかる固体検出器における上記のような問題点は、固体検出器の入射部分に上記グリッドの効果を持つチャンネル方向のコリメータを配置することによって解決することが出来ることが、例えば、米国特許第４，３３８，５２１号などにより既に知られている。すなわち、この米国特許により知られる検出器は、シンチレータ、フォトダイオード（あるいはフォトマル）、印刷配線板、信号取り出し用コネクタ、及び、チャンネル方向コリメータなどを一体に組み合わせた検出素子モジュールを用意し、この検出素子モジュールを複数、検出器容器の内部に並べる構造のものである。かかる構造の検出素子では、固体検出素子（すなわち、シンチレータとフォトダイオード）とチャンネル方向コリメータとの間の位置合わせが正確に行えること、さらには、不良チャンネルが発生したときにはモジュール単位での交換が簡単に可能であるなどの利点が上げられる。
【０００７】
しかしながら、この従来技術では、チャンネル方向コリメータも素子モジュール単位で分割されるため、部品点数が増えてしまい、そのためコストが上昇し、また、モジュール単位で検出器容器内に配置される構造であるため、検出器の制作時においては、モジュールの数だけ位置合わせをする必要がある。そのため、検出器容器の側（壁）面のモジュール保持部には、モジュールを位置合わせして固定するための、いわゆる位置決め用ピンや穴を、多数、高精度に形成しておく必要があり、かつ、これら多数のモジュールを、個別に、Ｘ線管焦点やスライス方向のコリメータに対して高い精度の位置合わせを行いながら配置して固定するという作業を必要とするという問題点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述の従来技術によれば、特に、散乱Ｘ線による悪影響を取り除くため、固体検出器におけるグリッドの効果を持つチャンネル方向のコリメータを配置することは既に提案されているものの、しかしながら、かかるグリッド効果を有するチャンネル方向のコリメータを固体検出器と共に、高精度でかつ簡単に配置して固定するための具体的な構造は、未だ、提案されていなかった。
【０００９】
ところで、一般に、固体検出器のＸ線検出素子は、入射してきたＸ線によるシンチレータでの発光や散乱が隣接チャンネルに入り込んでクロストークを生じることを防ぐために、各検出素子の間は隔壁板によって仕切られた構造を備えている。この隔壁板によって仕切られた検出素子の境界部は、構造的に、入射Ｘ線に対しての感度を持たない。一方、チャンネル方向のコリメータを固体検出素子と組み合わせた場合、入射してきたＸ線は、このチャンネル方向コリメータ板によって吸収され、後方へは達しない。そのため、入射Ｘ線の利用効率を考慮すると、このチャンネル方向コリメータ板は、検出素子の感度がない検出素子境界部分に配置するのが望ましく、また、このチャンネル方向コリメータは、Ｘ線検出素子のピッチと同じものを、全チャンネルにわたり精度よく位置合わせを行う必要がある。
【００１０】
一方、かかるチャンネル方向コリメータ板を、全チャンネルにわたって一体物のチャンネル方向コリメータとして製造することにより、全チャンネルでの位置精度が高い物を作成することができるが、しかしながら、その組立の途中に一部でも不具合があり、精度不良のチャンネルが生じると、それにより、コリメータ全体が不良となってしまうという問題点がある。
【００１１】
また、本発明の適用される円弧状のスライス方向コリメータを有する構造のＣＴ装置用Ｘ線検出器においては、上記のチャンネル方向コリメータ板を固定するためには、溝などをスライス方向コリメータの円弧状の内周面に加工しなければならないが、上述のように、全チャンネルを一体物として作成する場合には、加工するワークの寸法、及び、加工時の回転角度も大きくなり、その加工精度を確保することが困難となってしまうという不都合がある。
【００１２】
あるいは、チャンネル方向コリメータを一体物ではなく、これを幾つかに分割して複数のブロックによって構成する方法では、既述のように、コリメータ部品の加工は比較的簡単でかつ精度よく行えるが、各コリメータブロックは正確にＸ線管焦点を中心とした円弧上に配置する必要があり、隣接するコリメータブロックとの相対位置、角度、及び、Ｘ線検出素子との位置合わせを、これらブロックの数量分だけ行わなければならず、加えて、この位置合わせの精度によって検出器の特性が左右されるため、高精度の合わせ込みを行なわなければならない。そのため、従来では、この高精度の合わせ込みを行なうために、例えばチャンネル方向コリメータの外形に合わせ、各コリメータブロックを所定の位置に配置するための位置合わせ治具などを使用していたが、この治具のセッティングなどにも工数がかかっていた。
【００１３】
また、固体検出器では、シンチレータと光電変換素子を組み合わせた検出素子が、基板上に複数配列されて多チャンネルのＸ線検出素子アレイが形成され、これら基板上の検出素子アレイは、Ｘ線管焦点を中心としてポリゴン（多角形）状に配置される。そのため、このポリゴン状に配置される検出素子の配置にまったく一致するように上記チャンネル方向コリメータを構成する多数のグリッド板を配置しようとすると、その構造は複雑なものとならざるを得ない。
【００１４】
これに対し、チャンネル方向コリメータのグリッド板を等角度ピッチに配置することにより、チャンネル方向コリメータの構造を簡単にすることも出来るが、しかしながら、Ｘ線検出素子アレイは、検出素子間の特性のばらつきを少なくするためにも各検出素子ピッチは等間隔になっているので、このまま等角度ピッチで配列されるグリッド板と組み合わせると、検出素子とグリッド板との間で、すなわちチャンネル位置がわずかではあるがずれてしまう。このように、グリッド板と検出素子の位置がずれてしまうことは、検出器における検出特性のずれを生じさせ、特に、このずれは検出素子アレイごとの周期的な特性のずれとなるため、最終的には、得られる断層画像上にリング状のアーチファクトを発生させる原因となる。
【００１５】
そこで、本発明では、上記のような従来技術における問題点に鑑み、すなわち、固体検出器において複数のグリッド板を有するチャンネル方向のコリメータを、固体検出器を構成するＸ線検出素子と共に高精度でかつ簡単な構造で配置して固定するための構造を提供し、もって、装置全体として安価に組み立てることが可能なＣＴ装置用Ｘ線検出器を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｘ線源と、円弧状のＸ線検出器を収納したＸ線検出器容器と、を備えて被検体の断層像を得るＸ線ＣＴ装置において、
Ｘ線源からのＸ線入射側に円弧状に配置されてスライス方向及びチャンネル方向にＸ線をコリメートするコリメータ手段と、このコリメータ手段でコリメートされたＸ線放出側に円弧状に配置されて、コリメートされた各チャンネル対応のＸ線を入射しこれを増倍し電気信号に変換出力するＸ線検出素子群と、を有するＸ線検出器容器を備え、
上記コリメータ手段は、複数のチャンネル毎に分割したコリメータブロックを、円弧状に配置して構成されたものとし、
この各コリメータブロックは、
チャンネル方向のコリメートを行う複数のグリッド板と、このグリッド板をスライス方向側の両端で支持する保持材と、を有するチャンネル方向コリメータブロックと、
所定の高さを有しその下部内側に段差部を持ち、この段差部に上記保持材を当接して固定させた、スライス方向コリメータブロックと、
を備えたものとする、
Ｘ線ＣＴ装置を開示する。
【００１７】
更に本発明は、Ｘ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出素子群は、シンチレータと光変換素子とを積層配置してなるＸ線検出素子を隔壁板により等間隔に分離し、これら検出素子を基板上に、複数、等間隔に配置して構成したものとし、前記検出器容器内に、複数、前記Ｘ線発生源を中心とする円弧に沿ってポリゴン状に配置して構成していることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【００１８】
更に本発明は、Ｘ線ＣＴ装置において、前記チャンネル方向コリメータグリッド板の板厚を、少なくとも前記基板上に形成した各検出素子間に配置された前記隔壁板の板厚よりも大きくしたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を開示する。
【００１９】
【作用】
Ｘ線検出素子群の入射側には、スライス方向に対して斜めに入射してくる散乱線をある程度さえぎり、また中央部分に比較してチャンネル間の感度ばらつきの大きいＸ線検出素子群の端側に入射するＸ線を制限するためのスライス方向コリメータが設けられている。そこで、このＸ線検出素子群の入射側に設けてあるスライス方向コリメータブロックの下部にチャンネル方向コリメータブロックを組み込み一体化する構造にすることにより、チャンネル方向コリメータの相互位置・角度を簡便に精度よく合わせることが可能となる。
【００２０】
すなわち、スライス方向コリメータブロックの下部内側段差部に複数のチャンネル方向コリメータブロックを当接して固定したことでコリメータブロックを構成し、これを円弧状に容器内に配置することで検出器を得る。かくして、大型で精度のよい加工機を使用することなく、チャンネル方向コリメータの構成部品を高精度で製作可能であり、また、チャンネル方向コリメータブロック間の相対位置関係も簡単にかつ正確に合わせることが出来る。これにより、Ｘ線検出素子に入射してくる大部分の散乱Ｘ線を除去し、かつ、チャンネル間特性のそろった、良好なＸ線検出器を作成でき、アーチファクトの無い診断能の高い良好なＣＴ画像を得ることが可能になる。
【００２１】
また、Ｘ線検出素子アレイを前記Ｘ線発生源を中心にした円弧に沿って配列することにより、前記チャンネル方向コリメータのの構造を複雑にすることなく、基板平面上に光変換素子やシンチレータを複数、隔壁板によって等間隔に分離して形成したＸ線検出素子アレイを、比較的簡単に位置決めすることが可能になり、さらに、前記グリッド板の板厚を厚くすることにより、グリッド板を等角度で配置して構成する、比較的簡単に制作できるチャンネル方向コリメータに対しても、グリッド板の板厚を考慮することにより、周期的な特性ずれを起こさず、等角度ピッチの比較的簡単な構造のグリッドを使用して斜入する散乱線を除去し、アーチファクトの発生を抑制することが出来る。
【００２２】
すなわち、上記の検出素子アレイをポリゴン状に配置する構成によれば、検出素子アレイの端チャンネルはＸ線管焦点から見るとやや斜めに見込むことになり、チャンネルの開き角は中央チャンネルに比較するとやや小さくなり、検出素子アレイの端チャンネルへいくほど素子角度ピッチも小さくなる。特に、等角度ピッチのコリメータと組み合わせると、検出素子とグリッドのチャンネルのずれは、検出素子アレイの端チャンネルで最も大きくなる。そこで、このグリッド板の板厚を、この最大ずれ分を考慮して、検出素子アレイに使っている隔壁板の厚さ以上に厚くすることにより、グリッドと検出素子とのチャンネル位置ずれによる特性ずれをなくすことができる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照しながら説明を行うこととする。
図２には、本発明の実施例であるＸ線ＣＴ装置の原理的な構造が示されており、すなわち、図に符号１０で示されるＸ線の発生源、すなわち、Ｘ線管から放射されたＸ線は、例えば患者など、被検体２０を通過した後、Ｘ線検出器を内蔵した検出器容器３０において検出される。そして、これによって計測されたデータを使い、図示されない電子計算機などにより所定の画像処理演算を行い、もって、被検体の断面画像であるＣＴ画像を再構成することとなる。この図からも明らかなように、この検出器容器３０は、上記Ｘ線管１０の焦点位置を中心にして円弧状に湾曲して形成されており、この容器内には検出素子全体が納められ、具体的には、後に詳述するシンチレータ及びフォトダイオードやそれらを支持しているプリント配線基板さらにはスライス方向コリメータなどは、この容器３０内に配置されて固定されている。なお、この図の紙面上、横方向（矢印Ｃで示す）は、Ｘ線検出器が多数並べられていおり、チャンネル方向と呼ばれ、紙面の表裏方向（印Ｓで示す）は、撮影される被検体の断面の幅である、いわゆるスライス方向を示している。
【００２４】
次に、図１には、上記検出器容器３０の断面構造が示されている。この図からも明らかなように、被検体を透過して図面の上から下に向かってきたＸ線は、検出器容器３０の内周面（図の上側面）上に形成されたスライス方向に幅Ｗの検出器入射部Ｅを通り、検出素子を構成するシンチレータ４１に入射する。このシンチレータ４１は、その入射Ｘ線の強度に応じて発光し、その光をシンチレータ４１の下側に層状に接触して配置されているフォトダイオード４２で受け、ここで電気信号（電流）に変換される。この変換された信号電流は、プリント配線基板４３、コネクタ４４、さらには、信号ケーブル４５を通り、後段に接統されている図示しない増幅回路などへ送られる。
【００２５】
なお、上記幅Ｗの検出器入射部Ｅは、検出器容器３０の内周面上に対向して配置された一対のスライス方向コリメータ３１、３１によって形成される。図３には、その一方のスライス方向コリメータ３１の外形が示されており、略「Ｌ」字状の断面を有し、かつ、上記検出器容器３０の内周面に沿って、やはり、円弧状に湾曲して形成されている。これらのスライス方向コリメータ３１、３１は、Ｘ線遮蔽効率を考慮すると、タングステンやモリプデンなどのＸ線吸収係数の高い材質を使用して形成されるのが効果的である。
【００２６】
また、上記のシンチレータ４１のＸ線入射側には、上記のスライス方向コリメータ３１、３１に続いて、チャンネル方向コリメータ３２が設置されており、これにより、被検体２０内において散乱されて検出素子に斜め方向から入射してくる散乱Ｘ線を遮蔽する構造となっている。なお、このチャンネル方向コリメータ３２は複数のブロックからなり、これら複数のブロックは、上記一対のスライス方向コリメータ３１、３１の検出素子側に設けられた切り欠き部による段差部３３、３３にはめ込むようにして位置決めされて組み込まれ、その後、ネジ３４、３４などで固定される構造となっている。また、図中の符号３５、３５は、上記チャンネル方向コリメータ３２を所定の位置に配置して固定するための保持材を示している。
【００２７】
このチャンネル方向コリメータ３２の一つのブロックＢの構造が、添付の図４に示されている。図において、検出器入射部３１のスライス方向に幅Ｗだけ離れて互いに対向して配置された一対の保持材３５、３５は、金属あるいはセラミック材のように精密加工に適した材料により形成され、かつ、それぞの内側面には複数の溝３６、３６…が等間隔に並んで形成されている。これらの溝３６、３６…により、上記検出器入射部３１のスライス方向の幅Ｗよりも広い幅Ｗ’（Ｗ’＝Ｗ＋α＞Ｗ）の溝が形成され、これら溝３６、３６…には、板状のチャンネル方向のコリメータ板（グリッド板）Ｇが挿入され、かつ、保持材３５、３５の溝３６、３６…の側壁に接着剤などにより接着固定されている。
【００２８】
すなわち、チャンネル方向コリメータ３２は、検出器１台について、複数のブロックに分割されることによって構成されている。そして、チャンネル方向コリメータ３２を構成するそれぞれのブロックは、上記スライス方向コリメータ３１、３１に形成した切り欠き部による段差部３３、３３に、面Ａ及び面Ｂを合わせるようにして固定することにより、全ブロックの位置合わせを精度よく行うことが可能となる。すなわち、チャンネル方向コリメータ３２の位置合わせは、スライス方向コリメータ３１、３１の切り欠き部による段差部３３、３３の側面を基準とすることにより、各ブロック間の上下及び円弧の中心方向の位置合わせを正確に行うことが可能となる。
【００２９】
図５は、このようにして、チャンネル方向コリメータ３２の複数のブロックを配列した様子を示したものである。スライス方向コリメータ３１、３１は、全チャンネルの長さにわたり一体の構造であるため、切り欠き部による段差部３３の円弧は、高精度での加工が可能となる。また、複数構成のチャンネル方向コリメータ３２のブロックは、このスライス方向コリメータの切り欠き部による段差部３３を基準とするので、やはり高精度での配置あるいは位置決めが可能となる。なお、スライス方向コリメータ３１、３１は、検出器容器３０に固定されており、また、Ｘ線検出素子もこの検出器容器３０に固定されているので、スライス方向コリメータ３１、３１とＸ線検出素子との相対位置も高精度に合わせることが出来る。
【００３０】
なお、チャンネル方向コリメータ３２の各ブロックを構成する一対の保持材３５、３５は、予め、上記スライス方向コリメータ３１の切り欠き部による段差部３３の湾曲面に合わせて形成されており、また、それらの対向する内側面に形成される複数の溝３６、３６…についても、Ｘ線管焦点位置に向かうような等角度ピッチで形成されている。このような構成によれば、得られるチャンネル方向コリメータ３２のブロックは、それぞれ湾曲面の一部を構成するブロックとなり、これらブロックは、スライス方向コリメータ３１、３１の切り欠き部による段差部３３、３３に配列されることにより、簡単に、Ｘ線管焦点位置に向かうような等角度ピッチで配置されることから、かかる構成を採用することにより、取り付け精度の高いチャンネル方向コリメータ３２を得ることが可能になることは明らかであろう。
【００３１】
すなわち、Ｘ線管焦点を中心とする円弧状のスライス方向コリメータはＸ線検出素子の入射部にほば接するように設けられている。このスライス方向コリメータの内側にやはりＸ線管焦点を中心とする円弧状の段差を設け、この段差位置にチャンネル方向コリメータブロックのＸ線入射側の面を突き当てて、隣接するチャンネル方向コリメータとの間隔だけを管理してやれば、チャンネル方向コリメータブロックは自動的にＸ線管焦点を中心とする円弧位置に配置されることになる。このようにして、正碓に位置合わせの完了したチャンネル方向コリメータをスライス方向コリメータに組み込むことができ、最終的にはこのチャンネル方向コリメータを組み込んだスライス方向コリメータをＸ線検出素子と正しい位置関係になるように調整し固定することにより、チャンネル方向コリメータとＸ線検出索子を全チャンネルにわたり正碓な位置合わせを行うことが出来る。
【００３２】
続いて、添付の図６には、上記検出器容器３０内に配置されるＸ線検出素子の構造が示されている。この図からも明らかなように、プリント配線基板４３の上には、フォトダイオード４２上にシンチレータ４１を積層した構造のＸ線検出素子が、複数、分離されて形成されている。すなわち、これらシンチレータ４１とフォトダイオード４２を組み合わせたＸ線検出素子は、基板４３上に、隣接チャンネルとは隔壁板４６、４６…を介して等間隔に分離して配置され、これにより複数の検出素子からなる検出素子アレイ４７を形成している。また、上記プリント配線基板４３上の検出素子が形成されたとは反対側の面上には、信号ケーブル４５を接続するためのコネクタ４４が取り付けられている。
【００３３】
このようなＸ線検出素子における検出素子アレイ４７の構造において、上記隣接する複数の検出素子を分ける隔壁板４６、４６…には、検出素子を形成するシンチレータ４１に入射したＸ線による発光やＸ線の散乱が隣接チャンネルに漏れ込むクロストークを防ぐために、例えばタングステンやモリブデンなど、Ｘ線吸収係数の高い材質の薄板が使用されている。また、シンチレータ４１での発光がフォトダイオード４２の受光部へ効率良く導かれるように、その表面にアルミ蒸着などを施して光反射率を高めた物を使用することがさらに望ましい。
【００３４】
次に、上述のように、Ｘ線検出素子を複数並べてなる検出素子アレイ４７の上記検出器容器３０内での配置構造について、以下に詳細に説明する。
これらＸ線検出素子アレイ４７、４７…は、添付の図７あるいは上記の図１にも示すように、検出器容器３０の中に多角形状（ポリゴン状）に配置される。なお、これらの図においても、上記のチャンネル方向コリメータ３２を構成するグリッド板が符号Ｇで示されている。
【００３５】
すなわち、Ｘ線検出素子アレイ４７のＸ線入射面側には、斜め方向から入射してくるＸ線を遮蔽するためのチャンネル方向コリメータ３２を構成するグリッド板Ｇが配置されている。また、既述のように、これらのグリッド板Ｇは、所定の間隔で配置されるように、その両端部分が保持部材３５、３５により固定されている。具体的には、保持部材３５の側面にはＸ線管１０の焦点位置が中心となるような等角度ピッチの溝３６、３６…が形成され、この溝３６、３６…の側壁をガイドとし、かつ、そこに接着剤を介してグリッド板Ｇを固定することにより、グリッド板Ｇの相互位置は精度よく配置されている。
【００３６】
これらのグリッド板Ｇは、Ｘ線検出素子の入射Ｘ線に対する感度を最も大きくするためには、隔壁板４５の位置に合うように設置する必要がある。
ところで、各Ｘ線検出素子アレイ４７を構成する複数のＸ線検出素子は、既述のように、各検出素子アレイ４７内においては、一つの平面上に等間隔に配置されている。従って、一つのＸ線検出素子アレイ４７内での隔壁板４６の位置をｘとすると、このｘは以下の式で表される。
ｘ＝ｎ×ｐ
ここで、ｎはチャンネル番号を、ｐはチャンネルピッチを表す。
【００３７】
また、コリメータを構成するグリッド板Ｇは、等角度ピッチに配置されているので、このコリメータのグリッド板の位置ｘ’は、以下の式で表される。
ｘ’＝ｒ×ｓｉｎ（ｎ×θ）
ここで、ｒはＸ線焦点とコリメータのグリッド板との間の距離を、ｎはチャンネル番号を、そして、θはコリメータ角度ピッチを表している。
【００３８】
ここで、例えば、上記のＸ線検出素子アレイ４７の中央で、チャンネル方向コリメータ３２のグリッド板Ｇと隔壁板４６とが一致するように設定した場合、図８（ａ）に示すように、端のチャンネルに行くに従ってコリメータを構成するグリッド板Ｇと検出素子の隔壁板４６とのずれ量が大きくなる。図８の（ｂ）は、その関係を示したものであり、例えばＸ線管焦点と検出素子間の距離を１０００ｍｍ、検出素子のチャンネルピッチを１ｍｍ、そして、１つのＸ線検出素子アレイ４７が２４チャンネルで構成されている場合について計算した例である。この計算により得られるずれ量は、最大でおよそ０．０１ｍｍとなる。
【００３９】
また、コリメータのグリッド板Ｇの板厚と隔壁板４６の板厚が同じである場合には、Ｘ線管焦点の方向から見込んだときのチャンネル（Ｘ線検出素子）の有感部面の面積が、上記のずれ量だけ変わってくる。この面積の違いは、検出素子の感度や特性の違いとなって現れ、本計算例では感度差は１％程度であり、この程度の値では大きな問題とはならない範囲であるが、しかしながら、特性差としては、この１％の違いは大きく、これは画像上にアーチファクトを発生させうる大きさである。
【００４０】
そこで、本実施例では、コリメータのグリッド板Ｇの板の厚さ（ｄ）を、上記隔壁板４５の厚さ（ｄ_０）より大きく（ｄ＞ｄ_０）、具体的には、上記グリッド板Ｇと隔壁板４６との最大ずれ量との和（隔壁板の厚さｄ十最大ずれ量）以上に設定されている。これにより、Ｘ線管焦点の方向から見込んだときのチャンネルの有感部面の面積は、検出素子アレイ４７上の全チャンネルにおいて同じとなり、前記のグリッド板Ｇと隔壁板４６とのずれによる検出素子の感度・特性に与える影響を解消するすることが出来ることとなる。このコリメータのグリッド板Ｇの板厚が厚いほど、チャンネル位置ずれに対してのマージンが大きくなるが、このコリメータ板厚さは、同時に、検出素子の出力にも影響を与える。そこで、出力低下による画像劣化を防ぐためには、このコリメータのグリッド板の厚さは、０．２ｍｍ程度が上限である。
【００４１】
上記実施例では、基準線として段差部を設けて説明したが、コリメータと検出器を性格に配置するために施すものであれば何なるマーキングであってもよい。
【００４２】
以上に述べてきた実施例によるＸ線ＣＴ装置の改良されたＸ線検出器の構造の利点として、高精度のチャンネル方向コリメータを簡単な構造で構成することが出来、チャンネル方向コリメータの部分の部品点数を低減でき、チャンネル方向コリメータ相互の位置合わせは必要であるがその個数が少ないため調整にかかる時間が短時間で済み、また、位置合わせのための高精度に位置決めしたピンや穴を必要としないなどの点から、精度のよいチャンネル方向コリメータと固体検出素子を組み合わせて、安価な検出器を構成することが出来ることが挙げられる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の詳細な説明からも明らかなように、本発明によれば、特に、固体検出器を利用したＸ線ＣＴ装置において、チャンネル方向コリメータと共に固体検出器を構成するＸ線検出素子を含めて、これらを、高精度でかつ簡単な構造で配置して固定することを可能とし、さらには、かかる構造によるＸ線検出素子の特性のばらつきにより生じるアーチファクトなどの発生を抑制し、装置全体として安価に組み立てることが可能で、かつ、良好な断層画像が得られ、診断能を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であるＸ線ＣＴ装置の検出器容器の断面構造の詳細を示す断面図である。
【図２】上記実施例であるＸ線ＣＴ装置の概略構成を示す図である。
【図３】上記検出器容器を構成するスライス方向コリメータの構造を示す一部断面を含む斜視図である。
【図４】上記検出器容器のチャンネル方向コリメータを構成するブロックの構造を示す斜視図である。
【図５】上記チャンネル方向コリメータの断面と複数のブロックを配列した構造を示す正面図である。
【図６】上記検出器容器のプリント配線基板上に形成された検出素子アレイを示す斜視図である。
【図７】上記チャンネル方向コリメータのグリッドと検出素子アレイとの配列関係を示す一部拡大断面図である。
【図８】上記チャンネル方向コリメータのグリッドと検出素子アレイとの配列関係における位置ずれを説明する図である。
【図９】従来の電離箱検出素子の構造と散乱Ｘ線との関係を説明した図である。
【図１０】従来の固体検出素子の構造と散乱Ｘ線との関係を説明した図である。
【符号の説明】
１０Ｘ線発生源（Ｘ線管）
２０被検体
３０検出器容器
３１スライス方向コリメータ
３２チャンネル方向コリメータ
３３段差部
３４ネジ
３５保持材
３６溝
４１シンチレータ
４２フォトダイオード
４３プリント配線基板（基板）
４４コネクタ
４５信号ケーブル
４６隔壁板
４７検出素子アレイ
Ｅ検出器入射部
Ｇグリッド板（コリメータ板）

Claims

Ｘ線源と、円弧状のＸ線検出器を収納したＸ線検出器容器と、を備えて被検体の断層像を得るＸ線ＣＴ装置において、
Ｘ線源からのＸ線入射側に円弧状に配置されてスライス方向及びチャンネル方向にＸ線をコリメートするコリメータ手段と、このコリメータ手段でコリメートされたＸ線放出側に円弧状に配置されて、コリメートされた各チャンネル対応のＸ線を入射しこれを増倍し電気信号に変換出力するＸ線検出素子群と、を有するＸ線検出器容器を備え、
上記コリメータ手段は、複数のチャンネル毎に分割したコリメータブロックを、円弧状に配置して構成されたものとし、
この各コリメータブロックは、
チャンネル方向のコリメートを行う複数のグリッド板と、このグリッド板をスライス方向側の両端で支持する保持材と、を有するチャンネル方向コリメータブロックと、
所定の高さを有しその下部内側に段差部を持ち、この段差部に上記保持材を当接して固定させた、スライス方向コリメータブロックと、
を備えたものとする、
Ｘ線ＣＴ装置。
前記請求項１に記載されたＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出素子群は、シンチレータと光変換素子とを積層配置してなるＸ線検出素子を隔壁板により等間隔に分離し、これら検出素子を基板上に、複数、等間隔に配置して構成したものとし、前記検出器容器内に、複数、前記Ｘ線発生源を中心とする円弧に沿ってポリゴン状に配置して構成していることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記請求項２に記載されたＸ線ＣＴ装置において、前記チャンネル方向コリメータグリッド板の板厚を、少なくとも前記基板上に形成した各検出素子間に配置された前記隔壁板の板厚よりも大きくしたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。