JP3730319B2

JP3730319B2 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置

Info

Publication number: JP3730319B2
Application number: JP16200396A
Authority: JP
Inventors: 泰男斉藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2016-06-21
Also published as: JPH105207A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体の断層像を撮影するためのＸ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴと略称する）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴは被検体にＸ線を照射しその投影データに基づく再構成処理を行なうことにより、特定スライス位置における被検体の断層像を得るものである。図１０は、従来から知られているこの種のＸ線ＣＴに適用される検出器システムの配置関係を示す図である。同図に示される検出器システム１００は、いわゆる第３世代と呼ばれるＸ線ＣＴに適用されるものである。このＸ線ＣＴにおいては、焦点（Ｘ線管球）Ｆと検出器システム１００とが、回転中心軸Ｚを挟んで対向して配置され、両者が一体となって被検体Ｍの周囲を回転可能となっている。撮影時においては、Ｘ線ビームＢが焦点Ｆから撮影領域に向けて照射され、検出器システム１００は、被検体Ｍを透過後の透過Ｘ線を含んだＸ線ビームＢを検出する。この動作が複数の回転角度について繰り返されることにより、上記投影データが収集される。
【０００３】
回転中心軸Ｚは、図１０の紙面上では上下方向となっているが、実際にはほぼ水平な方向に設定される。これは、一般に被検体Ｍは人体であることが多く、撮影時には、被検体Ｍはほぼ水平な天板上に載置され、上記回転中心軸Ｚは、被検体Ｍの体軸にほぼ等しく設定されるためである。
【０００４】
図示していないが上記第３世代ＣＴの他にも、検出器システムが円周上に配置され、焦点（Ｘ線管球）のみが回転移動しながら投影データを収集する第４世代ＣＴ、同様に円周上の検出器システムを有し、電子ビームを走査することによりＸ線焦点を被検体の周囲で回転させる第５世代ＣＴなどが知られている。
【０００５】
以上に述べたようなＸ線ＣＴは、いずれも比較的薄い扇状のＸ線ビーム（ファンビーム）を用いている。そしてこのようなＸ線ＣＴをファンビームシステムと称する。
【０００６】
また、検出素子列がスライス厚方向に二列配列されたいわゆるデュアルスライスシステムが実用化されてきている。このシステムで使用されるＸ線は、そのビーム厚が上記したようなＸ線ＣＴ（すなわちシングルスライスシステム）で使用されるＸ線のビーム厚の二倍に過ぎず、これもやはりファンビームシステムに含まれる。
【０００７】
検出器システム１００が有する検出素子はシンチレータおよびフォトダイオードから構成されている。被検体Ｍを透過したＸ線はシンチレータで光に変換されるが、一般にシンチレータのＸ線入射方向に対する指向性は広く、さまざまな方向から入射するＸ線に対する感度を有している。
【０００８】
Ｘ線ＣＴの再構成の原理は、透過データは、焦点から検出器に垂直入射したＸ線（直接線）のデータだけを考慮しており、被検体で散乱され方向が変化したＸ線（散乱線）のデータは最終的なＸ線ＣＴ像の画質を劣化させる要因となる。
【０００９】
したがって、指向性の広いシンチレータを検出素子として用いる検出器システムでは、シンチレータに入射するＸ線を直接線だけに限定し、散乱線を除去する必要がある。
【００１０】
散乱線を除去する方法には、物理的に散乱線を除去する散乱線除去コリメータ（あるいは散乱線除去グリッド）をシンチレータ全面に配置する方法と、散乱線だけを測定する別の検出器（散乱線検出器）を用意し、そのデータを用いて数学的に散乱線を除去する散乱線補正による方法とが実用化されている。最近では、データ処理にかかる時間を短縮する必要から、コリメータ方式が主流となっている。
【００１１】
図１１は、コリメータによる散乱線の除去を説明するための図である。図１１の（ａ）に示すように、コリメータを備えない場合は、焦点Ｆから照射され被検体Ｍを透過した直接線１０１および散乱線１０２は、両者ともシンチレータ１０４に入射する。また、図１１の（ｂ）に示すように、コリメータ１０３を備える場合は、焦点Ｆから照射され被検体Ｍを透過した透過Ｘ線のうち、散乱線１０２がコリメータ１０３によって遮られ、直接線１０１のみがシンチレータ１０４に垂直入射する。
【００１２】
図１２は、コリメータ方式による固体検出器システムの具体的な構成を示す図である。同図に示すように、検出器システム１００は、複数のコリメータ板が配列されてなるコリメータ１１０と、複数の検出素子１０４が配列されてなる検出器１２０とからなっている。
【００１３】
検出器１２０の検出原理としては、Ｘ線により電離されたガス（主にＸｅガスが使用されている）の電荷を収集して信号を得るガス検出器と、Ｘ線がシンチレータに入射した時のシンチレータ光を光センサー（主にフォトダイオードが使用される）によって電気信号に変換する固体検出器（Solid-State-Detector、「ＳＳＤ」と略称する）とが一般的であるが、最近では効率の良いＳＳＤが主流になりつつあり、ここでもＳＳＤを用いることを前提として説明する。
【００１４】
検出器１２０の前面（焦点Ｆ側）に、コリメータ１１０が配置される。また同図においてコリメータ１１０と検出器１２０とは離間して示されているが、これは説明及び理解の便宜を図るためであって、実際にはコリメータ１１０と検出器１２０とは近接して配置される。上記したようなファンビームシステムにおいては、ファンビーム形状がチャネル方向に広く、スライス厚方向に狭いことから、散乱線の入射方向もほぼチャネル方向に限られてくる。このため、検出器システム１００はチャネル方向の散乱線除去のためのコリメータ１１０のみを備えるものとなっている。
【００１５】
上述したようなファンビームシステムには、被検体の体軸方向（スライス厚）のビーム厚が薄いために、スライス厚方向の撮影領域が狭いという問題がある。現在ではいわゆるヘリカルスキャンＣＴが実用化され、普及しつつある。しかしながらこのヘリカルスキャンＣＴは、上述したようなＸ線ＣＴシステムと同様にファンビームを用いるものであるため、スライス方向の解像度がファンビームの厚さに依存するという限界がある。したがって、上記撮影領域の問題は根本的には解決されていない。
【００１６】
撮影領域を広げるために、ファンビームのビーム厚をスライス方向に厚くすることによりコーンビーム形状とすると共に、検出器システムをスライス方向に拡大し解像度を向上するために検出素子をスライス方向に複数、配列して二次元検出器を構成することが考えられている。
【００１７】
しかしながら、このようなコーンビームを用いる場合、Ｘ線のビーム厚がスライス方向に厚くなるため、シンチレータに入射するチャネル方向の散乱線のみならず、スライス方向の散乱線が無視できなくなる。このため格別の散乱線対策が必要となる。
【００１８】
ところで、上述したようなコーンビームを使用する場合には、次のような問題がある。すなわち、コーンビームを使用する場合における散乱線検出器による散乱線補正は、散乱線検出器の位置から、推定すべきコーンビームの中心（スライス厚方向の中心）までの距離が大きくなり、ファンビームと同様の補正精度が得られないことが予想され、処理時間の問題と併せて実現が困難であるという問題がある。
【００１９】
この問題の具体的な解決策としては、上述したようなコリメータによる散乱線除去（すなわち直接線以外はシンチレータに入射しないようにする）が考えられる。しかしながら、現状ではスライス方向寸法が短いチャネル方向散乱線除去コリメータしか実用化されておらず、大型サイズの二次元検出器における二次元方向の散乱線除去のためのコリメータは未だ現実のものとはなっていない。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、コーンビームが適用される比較的大型サイズの二次元検出器に対する散乱線の影響を適切に除去し得るＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、二次元検出素子アレイと、コリメータ板がチャネル方向に複数配列されたチャネル方向コリメータと、コリメータ板がスライス方向に複数配列されたスライス方向コリメータとを具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、前記チャネル方向コリメータは、焦点と前記二次元検出素子アレイとの間に配置され、前記コリメータ板を固定する一対の第一及び第二の支持材を具備し、前記スライス方向コリメータは、焦点と前記二次元検出素子アレイとの間に配置され、前記コリメータ板を固定する一対の第三及び第四の支持材を具備し、前記二次元検出素子アレイと前記チャネル方向コリメータと前記スライス方向コリメータとが独立して位置調整可能な如く設けられることを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置である。
【００２３】
本発明に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、単体で円筒形状をなす又は平面検出素子ブロックが複数配列されることにより円筒形状をなす二次元検出素子アレイと、曲面をなす複数のコリメータ板を有するスライス方向コリメータと、コリメータ板がチャネル方向に複数配列されたチャネル方向コリメータと、を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置である。
【００２４】
本発明に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、単体で円筒形状をなす又は平面検出素子ブロックが複数配列されることにより円筒形状をなす二次元検出素子アレイと、コリメータ板がチャネル方向に複数配列されたチャネル方向コリメータと、チャネル方向に配列された複数のコリメータブロックからなるコリメータ板がスライス方向に複数配列されたスライス方向コリメータと、を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置である。
【００２５】
本発明に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、単体で円筒形状をなす又は平面検出素子ブロックが複数配列されることにより円筒形状をなす二次元検出素子アレイと、システムの回転軸に平行な軸を中心軸とする円筒面の一部をなす二つの支持材に切られた一対の溝に挿入されて固定される複数のチャネル方向コリメータ板からなるチャネル方向コリメータと、コリメータ板がスライス方向に複数配列されたスライス方向コリメータとを具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置である。
【００２６】
本発明に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、平面形状をなしコーンビームが照射される二次元検出素子アレイと、コリメータ板がスライス方向に複数配列されたスライス方向コリメータと、コリメータ板がチャネル方向に複数配列されたチャネル方向コリメータとを具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置において、前記チャネル方向コリメータのコリメータ板は、前記コーンビームを横切る第一の面上に配列され、前記スライス方向コリメータのコリメータ板は、前記コーンビームを横切る第二の面上に配列されることを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明によるＸ線コンピュータ断層撮影装置の実施形態を説明する。本実施形態では、単体で円筒形状をなす二次元検出素子アレイ及び平面検出素子ブロックが複数配列されることにより円筒形状をなす二次元検出素子アレイ（これらを総称して「円筒形検出素子アレイ」と称する）、又は単体で平面形状をなす二次元検出素子アレイ（平面形検出素子アレイ）と、これらの二次元検出素子アレイに組み合わされる種々のコリメータとから構成される検出器システムについて説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
第１実施形態は、各コリメータと検出素子との位置調整に関するものである。図１は、本発明の第１実施形態に係る検出器システム１０を示す図である。検出器システム１０は、コリメータ板１１がスライス方向に複数配列されてなるスライス方向コリメータ１２と、コリメータ板１３がチャネル方向に複数配列されてなるチャネル方向コリメータ１４と、複数の検出素子が二次元方向（矢印ＣｈおよびＳｅｇで示される）に配列されてなる検出素子アレイ１６と、から構成されている。図中ＦはＸ線管の焦点を示している。
【００２９】
検出素子アレイ１６は、チャネル方向に湾曲し、スライス方向には直線の円筒形状であり、上記二つのコリメータも、検出器に合わせて円筒形状になっている。あるチャネルの検出素子は、スライス方向に向かって、回転中心軸と平行に（つまり、この図では垂直に）並んでおり、また、あるスライスの検出素子は、チャネル方向に向かって、中央断面に平行に（つまり、この図では水平に）並んでいる。
【００３０】
図２は、検出器システム１０の配置関係を示している。本実施形態の検出器システム１０は上述したような第３世代ＣＴに適用されるものであって、焦点Ｆと検出器システム１０とが、回転中心軸Ｚを挟んで対向して配置され、両者が一体となって被検体Ｍの周囲を回転可能（矢印Ｒ方向）となっている。撮影時においては、コーンビームＢが焦点Ｆから撮影領域に向けて照射され、検出器システム１０は、被検体Ｍを透過後の透過Ｘ線を検出する。
【００３１】
このようなコーンビームを用いる場合、上述したようなファンビームを用いるものと比較して、Ｘ線ビーム厚がスライス方向に大きくなっており、撮影領域も広がっている。併せて、検出器システム１０の検出面もスライス方向（Ｚ軸方向）に広がっており、二次元検出素子アレイが構成されている。
【００３２】
また、検出素子アレイ１６と、チャネル方向コリメータ１４と、スライス方向コリメータ１２とは、独立して位置調整可能な如く分離して設けられている。
図３は、アライメントのずれによる直接線の影の影響を示す図である。同図（ａ）に示すように、コリメータ板１と検出素子とのアライメントが合っている場合は、直接線によるコリメータ板１の影４は、反射板３に入射する。しかしながら、上記アライメントにずれが生じると、同図（ｂ）に示すように直接線によるコリメータ板１の影４は反射板３とは異なる位置に入射することになり、シンチレータ２に対して影を作ってしまう。
【００３３】
なお、コリメータ板１が、直接線に対して所定角度を有している場合についても、上記と同様の事態が起こり得る。
また、焦点サイズは物理的にゼロではなく、その上、Ｘ線管球の熱的状態に依存して焦点位置が変化することも知られている。したがって、シンチレータ２とコリメータ板１とのアライメントは高精度のものが要求される。このような状況にあっては、チャネル方向及びスライス方向を同時に調整することは困難となる。そこで、チャネル方向及びスライス方向を独立してアライメントできる構造とする。さらに、比較的高精度なアライメントが要求される二つの構成要素（例えばチャネル方向コリメータと検出素子アレイ）のアライメントを先に行い、しかる後に、残る構成要素（例えばスライス方向コリメータ）とのアライメントを行うことが可能な構造とする。
【００３４】
かくして、高精度のアライメントを簡単に行えるようになるので、組立作業の効率を向上することができる。
（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態にて説明した各コリメータの支持板の構造に関するものである。
【００３５】
ファンビームシステムに適用される検出器システムに設けられるチャネル方向コリメータにおいては、上述したようにスライス方向の寸法が短いため、コリメータ板をスライス方向の端部で支持する構造とすることが可能であり、かかる支持材をＸ線パスから外れた位置に配置することが可能であった。しかしながら、二次元検出素子アレイに用いられる各コリメータにおいては、チャネル方向コリメータ板のスライス方向寸法、スライス方向コリメータ板のチャネル方向寸法ともに大きく、端部のみで支持すると不安定になり好ましくない。そこで、本実施形態では、Ｘ線パスを横切る面上に支持材を配置し、コリメータ板を支持する構造としている。
【００３６】
このような構造にすると、支持材を透過したＸ線が検出素子アレイに入射することになる。このため支持材にはＸ線吸収が小さい材料を選択する必要がある。強度、重量などを考慮し、支持材には、いわゆるＣＦＲＰ（carbon fiber reinforced plastics）等を選択することが好ましい。
【００３７】
（第３実施形態）
第３実施形態は、円筒形検出素子アレイに組み合わされるチャネル方向コリメータに関するものである。
【００３８】
図４の（ａ）は、先に図１において示したチャネル方向コリメータ１４のさらに具体的な構成を示す図である。チャネル方向に複数配列されるチャネル方向コリメータ板１３は、スライス方向（Ｚ軸方向）に所定の長さを有する平面状の板であって、対向する一対の支持板１７により、焦点Ｆを向くように支持されている。
【００３９】
ここで支持板１７は、検出素子アレイと同様に、焦点位置を中心（正確には、焦点を含み、回転中心軸に平行な軸を中心軸とする）とする二つの円筒表面の一部を切り取った形状をなしている。これら二つの円筒は、コリメータ板１３のＸ線パス方向長さに応じて半径が異なっている。
【００４０】
二つの支持板１７のうち、半径が小さい方（焦点側）の支持板には、外側の面（半径の大きな面）にスライス方向に向かって溝が切られており、もう一方の半径の大きい方（検出素子アレイ側）の支持板には、内側の面（半径の小さな面）に同じようにスライス方向に溝が切られている。それぞれの支持板に切られた一対の溝に、Ｘ線吸収が大きいタングステンあるいはモリブデン等の金属で作られたコリメータ板１３を挿入し固定するものとなっている。
【００４１】
図４の（ｂ）および（ｃ）は、図４の（ａ）のＡ１部を拡大して示す図であって、支持板表面に対し垂直に溝を切る例および支持板表面に対し斜めに溝を切る例を示す図である。固定されたコリメータ板１３は、すべて焦点方向を向いている必要があるため、支持板１７の溝ピッチは、焦点側では小さく、検出素子アレイ側では大きくなっている。
【００４２】
図４の（ｂ）に示すように、支持板１７の表面に対し垂直に溝を切る場合、すなわち、支持板１７の表面に対する垂線Ｃ1 ，Ｃ2 の方向に溝を切る場合、個々の溝幅を一定にできる。
【００４３】
図４の（ｃ）に示すように、支持板１７の表面に対し斜めに溝を切る場合、個々の溝位置ごとで溝幅を変える必要がある。すなわち、溝幅Ｗ2 よりも溝幅Ｗ1 の方を広くするという具合に、チャネル中心から離れるにしたがって溝幅を広くする必要がある。これにより、加工手段の都合に応じて溝の向きを同じにできる（例えば、焦点と回転中心軸を含むチャネル中心の平面に平行に切る）。
【００４４】
このような支持板１７を、所定の間隔を置いて、且つ対応する溝位置のアライメントを行なった状態で固定する。その状態において、コリメータ板１３を支持板１７の溝の端からスルスルと挿入し、接着剤などを使用して所定の位置で固定する。
【００４５】
（第４実施形態）
第４実施形態は、円筒形検出素子アレイに組み合わされ、単体で曲面形状をなすスライス方向コリメータに関するものである。
【００４６】
円筒形状検出素子アレイと組み合わされるスライス方向コリメータにおいては、個々のコリメータ板が焦点を向いている必要がある。このためには、個々のコリメータ板を、図５に示すようにＸ線焦点を頂点Ｔとする円錐表面の一部分を切り取って得られる形状１１とすれば良い。すなわち個々のコリメータ板は平面ではなく曲面形状をなすものである。
【００４７】
図６の（ａ）は、先に図１において示したスライス方向コリメータ１２のさらに具体的な構成を示す図である。同図に示すように、スライス方向コリメータ１２において、上述したチャネル方向コリメータ１４と同じような、同心円状の一対の支持板１８を考える。内側（焦点側）の支持板の外側（検出素子アレイ側）の面と、外側（検出素子側）の支持板の内側（焦点側）の面とに、検出素子アレイのスライス方向中心線に対し平行に溝を切る。
【００４８】
図６の（ｂ）および（ｃ）は、図６の（ａ）のＡ２部を拡大して示す図であって、支持板表面に対し斜めに溝を切る例および支持板表面に対し垂直に溝を切る例を示す図である。固定されたコリメータ板１１は、すべて焦点方向を向いている必要があるため、支持板１８の溝ピッチは、焦点側では小さく、検出素子アレイ側では大きくなっている。
【００４９】
図６の（ｂ）に示すように、支持板１８の表面に対し斜めに（例えばＤ1 ，Ｄ2 ）溝を切る場合、個々の溝幅を一定にできる。溝幅を一定にする場合は、焦点を含み回転中心軸に垂直な中央断面（Ｍｉｄ−Ｐｌａｎｅ）から溝位置が離れるにしたがって、溝の深さ方向と中央断面との角度を大きくして、コリメータ板の角度に合わせる必要がある。
【００５０】
図６の（ｃ）に示すように、支持板１８の表面に対し垂直に溝を切る場合、個々の溝位置ごとで溝幅を変える必要がある。すなわち、溝幅Ｗ2 よりも溝幅Ｗ1 の方を広くするという具合に、焦点を含み回転中心軸に垂直な中央断面（Ｍｉｄ−Ｐｌａｎｅ）から溝位置が離れるにしたがって溝幅を広くし、コリメータ板の角度を吸収する必要がある。これにより、加工手段の都合に応じて溝の向きを同じにできる（例えば、中央断面に平行に切る）。
【００５１】
チャネル方向コリメータ１４と同様に、これらの一対の支持板１８を、所定の間隔を置いて、且つ対応する溝位置のアライメントを行なった状態で固定する。その状態において、コリメータ板１１を支持板１８の溝の端からスルスルと挿入し、接着剤などを使用して所定の位置で固定する。
【００５２】
（第５実施形態）
第５実施形態は、円筒検出素子アレイに組み合わされ、スライス板が近似曲面をなすスライス方向コリメータに関するものである。
【００５３】
図７は、本発明の第５実施形態に係る検出器システム２０を示す図である。検出器システム２０は、チャネル方向に配列された複数のコリメータブロック２１からなるコリメータ板を有するスライス方向コリメータ２２と、スライス方向に配列された複数のコリメータブロック２３からなるチャネル方向コリメータ２４と、複数の検出素子２５が二次元方向（矢印ＣｈおよびＳｅｇで示される）に配列されてなる検出素子アレイ６６と、から構成されている。図中ＦはＸ線管の焦点を示している。
【００５４】
円筒形検出素子アレイ６６と組み合わせるスライス方向コリメータ２２の個々のコリメータ板は、焦点Ｆの方向を向いている必要がある。このためには、個々のコリメータ板の形状を、図５に示したような、Ｘ線焦点を頂点Ｔとする円錐表面の一部分１１を切り取って得られる形状とする必要があり、単純には、曲面でなければならない。しかしながらここでは、スライス方向コリメータ２２の一のコリメータ板をチャネル方向に複数に分割し、平面コリメータ板からなるコリメータブロック２１を複数、配列して、円錐表面形状に近似させる。
【００５５】
このようなコリメータブロック２１に合わせて、チャネル方向に分割した平板状の一対の支持板を考える。内側（焦点側）の支持板の外側（検出素子アレイ側）の面と、外側（検出素子アレイ側）の支持板の内側（焦点側）の面とに、検出素子アレイのスライス方向中心線に対し平行な溝を切る。溝ピッチは、内側の支持板では小さく、外側の支持板では大きくしておく。
【００５６】
支持板に垂直に溝を切る場合は、焦点を含み回転中心軸に垂直な中央断面（Ｍｉｄ−Ｐｌａｎｅ）から溝位置離れるにしたがって、溝幅を大きくして、コリメータ板の角度を吸収する必要がある。あるいは、溝幅を一定にする場合は、焦点を含み回転中心軸に垂直な中央断面（Ｍｉｄ−Ｐｌａｎｅ）から溝位置が離れるにしたがって、溝の深さ方向と中央断面との角度を大きくして、コリメータ板の角度に合わせる必要がある。
【００５７】
これら一対の支持板を、所定の間隔を置き、且つ対応する溝位置のアライメントを行なった状態で固定する。この状態において、コリメータ板を支持板の溝の端からスルスルと挿入し、接着剤などを使用して所定の位置で固定する。このように、複数のコリメータブロック２１をチャネル方向に所定の数だけ、アライメントしながら配列して固定することにより、スライス方向コリメータ一式を構成できる。
【００５８】
なお、ここでは説明を省略するが、スライス方向コリメータ２２と同様に、複数のコリメータブロック２３により一枚のコリメータ板を構成することによりチャネル方向コリメータ２４を得ることができる。
【００５９】
（第６実施形態）
第６実施形態は、平面形検出素子アレイに組み合わされるコリメータに関するものである。図８は、第６実施形態に係る検出器システム３０を示す図である。検出器システム３０は、コリメータ板３１がスライス方向に複数配列されてなるスライス方向コリメータ３２と、コリメータ板３３がチャネル方向に複数配列されてなるチャネル方向コリメータ３４と、複数の検出素子３５が二次元方向（矢印ＣｈおよびＳｅｇで示される）に配列されてなる検出素子アレイ３６と、から構成されている。図中ＦはＸ線管の焦点を示している。
【００６０】
検出素子アレイ３６が平面形の検出素子アレイである場合、この平面形検出素子アレイに組み合わされるコリメータは同じく平面形となる。このような場合、チャネル方向コリメータ３２およびスライス方向コリメータ３４はいずれも同じ構造、形状、製作方法で良い。ここでは、スライス方向コリメータ３２を例に挙げて説明する。
【００６１】
図９は、図８において示したスライス方向コリメータ３２のさらに具体的な構成を示す図である。同図に示すように、スライス方向コリメータ３２において、複数のコリメータ板３１を支持する一対の支持板３７は平面形状をなしている。
【００６２】
二次元検出素子アレイに組み合わされるコリメータである以上、支持板３７の構造は、これまで述べたように、Ｘ線パスを横切るように配置する必要がある。内側（焦点側）の支持板の外側（検出素子側）の面と、外側（検出素子アレイ側）の支持板の内側（焦点側）の面とに、検出素子アレイ３６のスライス方向中心線と平行に溝を切る。焦点を向かせるために、溝ピッチは、内側の支持板では小さく、外側の支持板では大きくしておく。
【００６３】
支持材に垂直に溝を切る場合は、焦点を含み回転中心軸に垂直な中央断面（Ｍｉｄ−Ｐｌａｎｅ）から溝位置が離れるにしたがって、溝幅を大きくして、コリメータ板３１の角度を吸収する必要がある。あるいは、溝幅を一定にする場合は、焦点を含み回転中心軸に垂直な中央断面（Ｍｉｄ−Ｐｌａｎｅ）から溝位置が離れるにしたがって、溝の深さ方向と中央断面との角度を大きくして、コリメータ板３１の角度に合わせる必要がある。
【００６４】
これら一対の支持板を所定の間隔を置き、且つ対応する溝位置のアライメントを行なった状態で固定する。このような状態においてコリメータ板３１を支持板の溝の端からスルスルと挿入し、接着剤などを使用して所定の位置で固定する。
本発明は、上述した実施形態に限定されることなく種々変形して実施可能である。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、大型サイズの二次元検出素子アレイに組み合わせることが可能な高精度の二次元コリメータを実現することができ、このような二次元検出器システムによれば広い撮影領域において、散乱線の影響を除去した高品質な断層像が得られるコーンビームＸ線ＣＴシステムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る検出器システムを示す図。
【図２】第１実施形態に係る検出器システムの配置関係を示す図。
【図３】第１実施形態に係るアライメントのずれによる直接線の影の影響を示す図。
【図４】第３実施形態に係るチャネル方向コリメータのさらに具体的な構成を示す図。
【図５】第４実施形態に係るＸ線焦点を頂点Ｔとする円錐を示す図。
【図６】第４実施形態に係るスライス方向コリメータのさらに具体的な構成を示す図。
【図７】第５実施形態に係る検出器システムを示す図。
【図８】第６実施形態に係る検出器システムを示す図。
【図９】第６実施形態に係るスライス方向コリメータのさらに具体的な構成を示す図。
【図１０】従来例に係るＸ線ＣＴに適用される検出器システムの配置関係を示す図。
【図１１】従来例に係るコリメータによる散乱線の除去を説明するための図。
【図１２】従来例に係るコリメータ方式による固体検出器システムの具体的な構成を示す図。
【符号の説明】
１１，１３…コリメータ板
１２…スライス方向コリメータ
１４…チャネル方向コリメータ
１５…検出素子
１６…検出素子アレイ

Claims

二次元検出素子アレイと、コリメータ板がチャネル方向に複数配列されたチャネル方向コリメータと、コリメータ板がスライス方向に複数配列されたスライス方向コリメータとを具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置であって、
前記チャネル方向コリメータは、焦点と前記二次元検出素子アレイとの間に配置され、前記コリメータ板を固定する一対の第一及び第二の支持材を具備し、
前記スライス方向コリメータは、焦点と前記二次元検出素子アレイとの間に配置され、前記コリメータ板を固定する一対の第三及び第四の支持材を具備し、
前記二次元検出素子アレイと前記チャネル方向コリメータと前記スライス方向コリメータとが独立して位置調整可能な如く設けられることを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記二次元検出素子アレイ、チャネル方向コリメータ、スライス方向コリメータから構成される検出器の三つの要素のうち、比較的高精度な位置合わせを必要とする二つの要素の位置合わせを行い、しかる後、残る一つの要素との位置調整を行うことが可能な構造を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
単体で円筒形状をなす又は平面検出素子ブロックが複数配列されることにより円筒形状をなす二次元検出素子アレイと、
曲面をなす複数のコリメータ板を有するスライス方向コリメータと、
コリメータ板がチャネル方向に複数配列されたチャネル方向コリメータと、
を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記スライス方向コリメータのコリメータ板の曲面の形状は、円錐表面の一部分を切り欠いて得られる形状であることを特徴とする請求項３に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記スライス方向コリメータのコリメータ板は、システムの回転軸に平行な軸を中心軸とする円筒面の一部をなす二つの支持材に切られた一対の溝に挿入されて固定されることを特徴とする請求項４に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記支持材に切られた複数の溝の溝幅は、一定であって、前記円筒面に対してスライス方向に傾いて切られることを特徴とする請求項５に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記支持材に切られた複数の溝は、それぞれ平行であって、焦点に近い方の支持材の溝間隔が、焦点から遠い方の支持材の溝間隔よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
単体で円筒形状をなす又は平面検出素子ブロックが複数配列されることにより円筒形状をなす二次元検出素子アレイと、
コリメータ板がチャネル方向に複数配列されたチャネル方向コリメータと、
チャネル方向に配列された複数のコリメータブロックからなるコリメータ板がスライス方向に複数配列されたスライス方向コリメータと、
を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
任意のスライスに対応する前記スライス方向コリメータのコリメータ板の全チャネルについてのコリメータブロックの集合が、Ｘ線焦点を頂点とする円錐表面の一部分を切りとった形状に近似するように、それぞれのコリメータブロックの間隔、角度が設定されていることを特徴とする請求項８に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記複数のコリメータブロックからなるコリメータ板は、対向する二つの支持材に切られた一対の溝に挿入されて固定されることを特徴とする請求項８に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記支持材に切られた溝の溝幅は、一定であって、溝が切られた平面に対してスライス方向に傾いていることを特徴とする請求項１０に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記二つの支持材に切られた複数の溝は、各々が平行であって、焦点に近い方の支持材の溝間隔は、焦点から遠い方の支持材の溝間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１０に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
単体で円筒形状をなす又は平面検出素子ブロックが複数配列されることにより円筒形状をなす二次元検出素子アレイと、
システムの回転軸に平行な軸を中心軸とする円筒面の一部をなす二つの支持材に切られた一対の溝に挿入されて固定される複数のチャネル方向コリメータ板からなるチャネル方向コリメータと、
コリメータ板がスライス方向に複数配列されたスライス方向コリメータと
を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記支持材に切られた溝は、前記円筒面に垂直であって、その溝幅が一定であることを特徴とする請求項１３に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記二つの支持材に切られた複数の溝は、各々が平行であって、焦点に近い方の支持材の溝間隔が、焦点から遠い方の支持材の溝間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１３に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
平面形状をなしコーンビームが照射される二次元検出素子アレイと、
コリメータ板がスライス方向に複数配列されたスライス方向コリメータと、
コリメータ板がチャネル方向に複数配列されたチャネル方向コリメータとを具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置において、
前記チャネル方向コリメータのコリメータ板は、前記コーンビームを横切る第一の面上に配列され、
前記スライス方向コリメータのコリメータ板は、前記コーンビームを横切る第二の面上に配列されることを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記チャネル方向コリメータのコリメータ板は、互いに並行な第一及び第二の支持材に切られた一対の溝に挿入されて固定され、
前記スライス方向コリメータのコリメータ板は、互いに並行な第三及び第四の支持材に切られた一対の溝に挿入されて固定されることを特徴とする請求項１６に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記スライス方向コリメータ又はチャネル方向コリメータの支持材に切られた溝は、該支持材に垂直であることを特徴とする請求項１７に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記チャネル方向コリメータは、支持材に切られた溝の溝幅が、焦点とシステムの回転軸を含む平面（チャネル中心）から溝位置が離れるに従って、広くなることを特徴とする請求項１８に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
前記チャネル方向コリメータは、
支持材に切られた溝の溝幅が一定であって、溝が切られた平面に対してチャネル方向に傾いていることを特徴とする請求項１７に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
二つの支持材に切られた複数の溝は、各々が平行であって、焦点に近い方の支持材の溝間隔が、焦点から遠い方の支持材の溝間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１７に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。