JP5836011B2 - Ｘ線ＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、放射線検出器及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置、放射線検出器及びその製造方法に関する。

従来、Ｘ線ＣＴ装置などの放射線診断装置は、Ｘ線やγ線などの放射線を検出するための放射線検出器を備える。そして、放射線診断装置は、放射線検出器に入射する放射線から散乱線を除去するコリメータを備えるのが一般的である。かかるコリメータには、チャンネル方向からの散乱線を除去する１次元のコリメータと、チャンネル方向及びスライス方向（体軸方向）からの散乱線を除去する２次元のコリメータとがある。

ここで、従来、１次元のコリメータは、全チャンネル分のコリメータを一体で切れ目なく作成することで、コリメータ板の板厚やピッチが均一になるように製造される。一方、２次元のコリメータは、２次元の方向にコリメータ板を配置する必要があるため、全チャンネル分及び全スライス分のコリメータを一体で切れ目なく作成することが難しい。そのため、２次元のコリメータについては、複数のコリメータモジュールを作成し、各コリメータをチャンネル方向及びスライス方向に並べて配置する製造方法が用いられている。

特開２００７−４７１７４号公報

しかしながら、複数のコリメータモジュールを並べて配置する従来技術では、コリメータ板の板厚及びピッチが不均一になってしまう場合があった。図２０〜２３は、従来技術における課題を説明するための図である。

例えば、図２０に示すように、四方に外枠を有するコリメータモジュールを並べる場合には、図２１に示すように、モジュールのつなぎ目でコリメータ板の板厚やピッチがチャンネル方向（矢印Ｃの方向）やスライス方向（矢印Ｓの方向）で不連続になってしまう。また、例えば、図２２及び２３に示すように、２方に外枠を形成したコリメータモジュールを、外枠がない側に突出するコリメータ板の端部が隣接するモジュールの外枠に当接するように並べる場合には、製造誤差によってモジュール間でピッチのずれが生じてしまうことがある。このピッチの誤差は、組み合わせるモジュールの数が増えるほど累積して大きくなってしまう。このように、従来技術では、コリメータ板の板厚及びピッチが不均一になってしまう場合があった。

実施形態のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線検出部と、コリメータ部とを備える。Ｘ線検出部は、被検体を透過したＸ線を検出する。コリメータ部は、前記Ｘ線検出部に入射するＸ線から散乱線を除去する。ここで、コリメータ部は、複数のコリメータモジュールと、固定部とを備える。複数のコリメータモジュールは、互いに直交するチャンネル方向及びスライス方向に沿って格子状に配置された複数のコリメータ板をそれぞれ有する。固定部は、前記支持部に設けられ、前記複数のコリメータモジュールの前記チャンネル方向及び前記スライス方向の位置を固定する。また、複数のコリメータモジュールは、それぞれ、少なくとも一つの側部に形成された外枠をさらに有し、かつ、前記複数のコリメータ板が、前記少なくとも一つの側部以外の側部の少なくとも一つから端部を突出させた状態で配置される。固定部は、前記複数のコリメータモジュールを、前記チャンネル方向及び前記スライス方向に沿って並べた状態で、かつ、各コリメータモジュールが有する前記コリメータ板の突出した端部が隣接するコリメータモジュールの外枠に接触した状態で固定する。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。 図２は、図１に示したＸ線検出器の構成を示す図である。 図３は、図２に示したコリメータ基部の外観を示す図である。 図４は、図２に示したコリメータモジュールの構成を示す図（１）である。 図５は、図２に示したコリメータモジュールの構成を示す図（２）である。 図６は、図２に示したコリメータモジュールの構成を示す図（３）である。 図７は、図２に示したコリメータモジュールの構成を示す図（４）である。 図８は、第２の実施形態に係るコリメータモジュールの固定方法を示す図である。 図９は、第３の実施形態に係るコリメータモジュールの固定方法を示す図（１）である。 図１０は、第３の実施形態に係るコリメータモジュールの固定方法を示す図（２）である。 図１１は、第４の実施形態に係るＸ線検出部及びコリメータモジュールを示す図である。 図１２は、第５の実施形態に係るコリメータ部を示す図である。 図１３は、第５の実施形態に係るコリメータ支持板及びコリメータモジュールの構成を示す図（１）である。 図１４は、第５の実施形態に係るコリメータ支持板及びコリメータモジュールの構成を示す図（２）である。 図１５は、第５の実施形態に係るコリメータ支持板及びコリメータモジュールの構成を示す図（３）である。 図１６は、第６の実施形態に係るコリメータ支持板及びコリメータモジュールの構成を示す（１）図である。 図１７は、第６の実施形態に係るコリメータ支持板及びコリメータモジュールの構成を示す（２）図である。 図１８は、第６の実施形態に係るコリメータ支持板及びコリメータモジュールの構成を示す（３）図である。 図１９は、第７の実施形態に係るコリメータ支持板及びコリメータモジュールの構成を示す図である。 図２０は、従来技術における課題を説明するための図（１）である。 図２１は、従来技術における課題を説明するための図（２）である。 図２２は、従来技術における課題を説明するための図（３）である。 図２３は、従来技術における課題を説明するための図（４）である。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１００は、ガントリ１１０と、高電圧発生装置１２０と、前処理装置１３０と、再構成装置１４０と、画像処理装置１５０と、記憶装置１６０と、入力装置１７０と、表示装置１８０と、システムコントローラ１９０とを有する。

ガントリ１１０は、被検体にＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線を検出して生データを生成する。このガントリ１１０は、Ｘ線管１１１と、スリップリング１１２と、Ｘ線検出器２００と、フレーム１１３と、回転部１１４と、データ収集回路（Data Acquisition System：ＤＡＳ）１１５と、非接触データ伝送装置１１６とを有する。

Ｘ線管１１１は、スリップリング１１２を経由して高電圧発生装置１２０から供給される管電圧及び管電流により、被検体に対して照射するためのＸ線を発生する。Ｘ線検出器２００は、Ｘ線管１１１から発生して被検体を透過したＸ線を検出する。なお、このＸ線検出器２００については、後に詳細に説明する。

フレーム１１３は、円環状に形成され、回転軸ＲＡを中心にして回転可能に設けられている。このフレーム１１３は、回転軸ＲＡを挟んで対向するようにＸ線管１１１及びＸ線検出器２００を支持する。回転部１１４は、回転軸ＲＡを中心にしてフレーム１１３を回転させる。例えば、回転部１１４は、０．４秒／回転の速度でフレーム１１３を高速に回転させる。

データ収集回路１１５は、Ｘ線検出器２００によって検出されたＸ線の信号を収集し、増幅し、さらにデジタル信号のデータ（生データ）に変換する。非接触データ伝送装置１１６は、データ収集回路１１５から出力される生データを前処理装置１３０に送信する。

高電圧発生装置１２０は、ガントリ１１０のＸ線管１１１に管電圧及び管電流を供給してＸ線を発生させる装置である。前処理装置１３０は、非接触データ伝送装置１１６から送信される生データに対して感度補正などの補正処理を行うことによって、画像再構成のもとになる投影データを生成する。

再構成装置１４０は、前処理装置１３０によって生成された投影データに対して所定の再構成処理を行うことによって、被検体の画像データを再構成する。画像処理装置１５０は、再構成装置１４０により再構成された画像データを用いて３次元画像、曲面ＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像、クロスカット画像などを生成する。

記憶装置１６０は、前処理装置１３０によって生成された投影データや、再構成装置１４０によって再構成された画像データ、画像処理装置１５０によって生成された各種画像などを記憶する。例えば、記憶装置１６０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）ドライブなどである。

入力装置１７０は、Ｘ線ＣＴ装置１００に対する各種操作を操作者から受け付ける。例えば、入力装置１７０は、キーボードやマウスなどである。表示装置１８０は、再構成装置１４０又は画像処理装置１５０により生成された各種画像や、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）などを出力する。例えば、表示装置１８０は、液晶パネルやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタなどである。

システムコントローラ１９０は、入力装置１７０によって受け付けられた各種操作に基づいて、Ｘ線ＣＴ装置１００全体の動作を制御する。

次に、図１に示したＸ線検出器２００の構成について説明する。図２は、図１に示したＸ線検出器２００の構成を示す図である。図２に示すように、Ｘ線検出器２００は、Ｘ線検出部２１０と、コリメータ部２２０とを有する。なお、図２において、矢印Ｃは、チャンネル方向を示している。また、矢印Ｓは、チャンネル方向に直交するスライス方向（体軸方向）を示している。

Ｘ線検出部２１０は、Ｘ線管１１１により発生して被検体を透過したＸ線を検出する。具体的には、Ｘ線検出部２１０は、シンチレータアレイと、ＰＤ（Photo Diode）アレイと、回路基板とを有する。シンチレータアレイは、チャンネル方向及びスライス方向に配列された複数のシンチレータブロックを有し、Ｘ線を受けて蛍光を発生させる。ＰＤアレイは、複数のフォトダイオードを有し、シンチレータアレイにより発生した蛍光を電気信号に変換する。回路基板は、ＰＤアレイにより変換された電気信号を取り込んでデータ収集回路１１５に出力する。

コリメータ部２２０は、Ｘ線検出部２１０に入射するＸ線から散乱線を除去する。具体的には、コリメータ部２２０は、コリメータ枠部２２１と、コリメータ基部２２２と、複数のコリメータモジュール２２３とを有する。

コリメータ枠部２２１は、Ｘ線の入射方向に厚みを有する概略矩形状に形成され、かつ、Ｘ線管１１１の焦点ｆを中心とする球面に沿って湾曲するように形成されている。そして、コリメータ枠部２２１は、内側にコリメータ基部２２２及び複数のコリメータモジュール２２３を保持する。

コリメータ基部２２２は、複数のコリメータモジュール２２３をチャンネル方向及びスライス方向に配列させて支持する。図３は、図２に示したコリメータ基部２２２の外観を示す図である。図３に示すように、具体的には、コリメータ基部２２２は、チャンネル方向及びスライス方向に並ぶように格子状に配列された複数のコリメータ板２２２ａを有する。このように、コリメータ板２２２ａが格子状に配列されることで、コリメータ基部２２２においてマトリクス状に複数の区画が形成される。これら複数の区画それぞれには、後述するコリメータモジュール２２３が収納される。

また、図３に示すように、複数のコリメータ板２２２ａそれぞれは、円弧状に形成されており、Ｘ線管１１１の焦点ｆに円弧の中心が一致するように配置されている。これにより、コリメータ基部２２２全体が、焦点ｆを中心とする球面に沿って湾曲する形状となる。このため、各コリメータ板２２２ａによって区分けされた区画それぞれにコリメータモジュール２２３が配置された際に、各コリメータモジュール２２３がそれぞれ焦点ｆに向くようになる。

コリメータモジュール２２３は、コリメータ基部２２２が有する複数のコリメータ板２２２ａによって区切られた複数の区画それぞれに配置され、Ｘ線検出部２１０に入射するＸ線から散乱線を除去する。図４〜７は、図２に示したコリメータモジュール２２３の構成を示す図である。

図４に示すように、具体的には、コリメータモジュール２２３は、チャンネル方向及びスライス方向に並ぶように格子状に配列されたコリメータ板２２３ａを有する。例えば、コリメータ板２２３ａは、チャンネル方向に２４列配置され、スライス方向に６４列配置される。

ここで、各コリメータモジュール２２３が有する複数のコリメータ板２２３ａは、コリメータ基部２２２が有するコリメータ板２２２ａと同じ厚さを有している。なお、図４では、チャンネル方向及びスライス方向それぞれに沿って複数のコリメータ板２２３ａが平行に並ぶように図示したが、実際には、各コリメータ板２２３ａは、それぞれＸ線管１１１の焦点ｆを向くように配置されている。かかるコリメータモジュール２２３は、小さな単位で作成されるので、製造誤差によるコリメータ板２２３ａのピッチずれが小さい。

また、図５に示すように、コリメータ板２２３ａは、それぞれの両端より内側で互いに直交するように配置されている。すなわち、コリメータ板２２３ａは、四方を取り囲む外枠がなく、複数のコリメータ板２２３ａそれぞれの端部が四方それぞれに突出するように形成されている。

そして、図６に示すように、各コリメータ板２２３ａは、コリメータ基部２２２が有するコリメータ板２２２ａによって区分けされた区画にコリメータモジュール２２３が配置された際に、その区画を囲むコリメータ板２２２ａの板面にそれぞれの両端が接するように形成されている。これにより、コリメータ基部２２２が有するコリメータ板２２２ａが、コリメータモジュール２２３の外枠となる。また、隣接して配置されたコリメータモジュール２２３の間がコリメータ板２２３ａと同じ厚さのコリメータ板２２２ａで仕切られることになり、コリメータモジュール２２３のつなぎ目でもコリメータ板の厚さが連続するようになる。

また、図６に示すように、コリメータ板２２２ａによって区分けされた各区画にコリメータモジュール２２３が配置されることで、コリメータモジュール２２３がチャンネル方向及びスライス方向に沿って精度よく配列される。これにより、コリメータモジュール間でピッチのずれが生じるのを防ぐことができる。

なお、各コリメータ板２２３ａの端部は、例えば接着剤などを用いて、コリメータ基部２２２のコリメータ板２２２ａの板面にそれぞれ固定される。このとき、例えば、図７の上側に示すように、複数のコリメータ板２２３ａの端部を１枚おきに固定されてもよいし、図７の下側に示すように、複数のコリメータ板２２３ａのうちいずれか１枚の端部が固定されてもよい。

上述したように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部２１０と、Ｘ線検出部２１０に入射するＸ線から散乱線を除去するコリメータ部２２０とを備える。ここで、コリメータ部２２０は、互いに直交するチャンネル方向及びスライス方向に並ぶように格子状に配列された複数のコリメータ板２２２ａを有するコリメータ基部２２２と、複数のコリメータ板２２２ａによって区切られた複数の区画それぞれに配置され、チャンネル方向及びスライス方向に並ぶように格子状に配列された複数のコリメータ板２２３ａを有する複数のコリメータモジュール２２３とを備える。そして、各コリメータモジュール２２３が有する複数のコリメータ板２２３ａは、コリメータ基部２２２が有するコリメータ板２２２ａと同じ厚さを有し、それぞれの両端より内側で互いに直交するように配置され、当該コリメータモジュール２２３が区画に配置された際にその区画を囲むコリメータ板２２２ａの板面にそれぞれの両端が接するように形成されている。

すなわち、コリメータ基部２２２が有するコリメータ板２２２ａと各コリメータモジュール２２３が有するコリメータ板２２３ａとは、それぞれ同じ厚さを有するので、コリメータ部２２０全体として、コリメータ板の厚さが均一になる。また、コリメータ基部２２２を基準にして、複数のコリメータモジュール２２３がチャンネル方向及びスライス方向に精度よく配列されるので、コリメータ部２２０全体として、コリメータ板のピッチが均一になる。したがって、第１の実施形態によれば、コリメータ板の板厚及びピッチが均一なコリメータを得ることができる。また、散乱線の除去量がチャンネル間及びスライス間で均一になるので、アーチファクトが少ない画像が得られる。

また、第１の実施形態では、コリメータ基部２２２が有する複数のコリメータ板２２２ａそれぞれは、円弧状に形成されており、Ｘ線を発生するＸ線管１１１の焦点ｆに円弧の中心が一致するように配置されている。したがって、第１の実施形態によれば、各コリメータ板２２２ａによって区分けされた区画それぞれにコリメータモジュール２２３が配置された際に、各コリメータモジュール２２３がそれぞれ焦点ｆに向くようになる。すなわち、２次元のコリメータモジュールを焦点ｆに向けて精度よく配列することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態で説明したコリメータモジュール２２３の固定方法の一例について説明する。図８は、第２の実施形態に係るコリメータモジュール２２３の固定方法を示す図である。

図８に示すように、本実施形態では、コリメータ基部２２２が有するコリメータ板２２２ａの板面には、Ｘ線の入射方向に沿って複数の溝２２２ｂが形成される。そして、コリメータ板２２２ａによって区分けされた区画にコリメータモジュール２２３が配置された際に、コリメータモジュール２２３が有するコリメータ板２２３ａの端部が溝２２２ｂに当接する。ここで、コリメータ板２２２ａに形成された溝２２２ｂにコリメータ板２２３ａの端部が当接することで、コリメータ板２２２ａによって区分けされた区画においてコリメータモジュール２２３が位置決めされる。

なお、溝２２２ｂは、コリメータモジュール２２３が有するコリメータ板２２３ａの枚数と同じ数だけ形成されてもよいし、コリメータ板２２３ａの枚数より少ない数だけ形成されてもよい。すなわち、少なくとも一つの溝２２２ｂが形成されていればよい。また、コリメータモジュール２２３が配置される区画を囲む４つの板面全ての板面に溝２２２ｂが形成されていてもよいし、一つの板面、２つの板面、又は３つの板面に溝２２２ｂが形成されていてもよい。

このように、第２の実施形態によれば、コリメータ基部２２２が有するコリメータ板２２２ａの板面に形成された溝２２２ｂによってコリメータモジュール２２３の位置が決められるので、各コリメータモジュール２２３を精度よく固定することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態で説明したコリメータモジュール２２３の固定方法について、第２の実施形態とは異なる他の例を説明する。図９及び１０は、第３の実施形態に係るコリメータモジュール２２３の固定方法を示す図である。

図９に示すように、本実施形態では、コリメータ板２２２ａによって区分けされた区画にコリメータモジュール２２３が配置された際に、コリメータ板２２３ａの端部がコリメータ板２２２ａの一部に係合する（図９に示す円Ａ内を参照）。

具体的には、本実施形態では、コリメータモジュール２２３が有するコリメータ板２２３ａの端部に係合部が形成される。また、コリメータ基部２２２が有するコリメータ板２２２ａには、コリメータ板２２３ａの端部に形成された係合部に係合する被係合部が形成される。そして、コリメータ板２２２ａによって区分けされた区画にコリメータモジュール２２３が配置された際に、コリメータ板２２２ａの被係合部にコリメータ板２２３ａの端部に形成された係合部が係合する。このように、コリメータ板２２３ａの端部がコリメータ板２２２ａの一部に係合することで、コリメータ板２２２ａによって区分けされた区画においてコリメータモジュール２２３が位置決めされる。

例えば、図１０に示すように、コリメータモジュール２２３が有するコリメータ板２２３ａの端部には、切り欠き２２３ｃが係合部として形成される。また、コリメータ基部２２２が有するコリメータ板２２２ａには、コリメータ板２２３ａの切り欠き２２３ｃと噛み合うことが可能な切り欠き２２２ｃが被係合部として形成される。

なお、ここでは、係合部及び被係合部が切り欠きである場合について説明したが、係合部及び被係合部の形状はこれに限られない。例えば、コリメータモジュール２２３の端部に凸部が形成され、コリメータ基部２２２が有するコリメータ板２２２ａの板面に、コリメータモジュール２２３の凸部に嵌合する穴が形成されてもよい。

また、係合部及び被係合部は、コリメータモジュール２２３が有する全てのコリメータ板２２３ａの端部について形成されてもよいし、一部の端部について形成されてもよい。すなわち、複数のコリメータ板２２３ａの端部のうち少なくとも一つの端部について係合部及び被係合部が形成されていればよい。

このように、第３の実施形態によれば、コリメータモジュール２２３が有するコリメータ板２２３ａの端部に形成された係合部と、コリメータ基部２２２が有するコリメータ板２２２ａに形成された被係合部とが係合することによって、コリメータモジュール２２３の位置が決められるので、各コリメータモジュール２２３を精度よく固定することができる。また、コリメータ板２２３ａの厚さが薄く、その板面に溝を形成することができないような場合でも、各コリメータモジュール２２３の位置決めを行うことができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態で説明したＸ線検出部２１０を複数の部分に分割し、分割された各部分をそれぞれコリメータモジュール２２３と組み合わせてモジュール化する場合について説明する。図１１は、第４の実施形態に係るＸ線検出部及びコリメータモジュール２２３を示す図である。

本実施形態では、Ｘ線検出部２１０は、コリメータモジュール２２３に対応する大きさに分割されている。すなわち、Ｘ線検出部２１０は、コリメータ基部２２２が有する複数のコリメータ板２２２ａによって区切られた複数の区画ごとに、複数のブロックに分割されている。そして、分割された各ブロックが、それぞれコリメータモジュール２２３に取り付けられている。

具体的には、図１１に示すように、シンチレータアレイを分割したブロック２１１、ＰＤアレイを分割したブロック２１２、及び、回路基板を分割したブロック２１３をそれぞれコリメータモジュール２２３に取り付ける。これにより、コリメータモジュール２２３とＸ線検出部２１０のブロックとがモジュール化される。さらに、図１１に示すように、ＤＡＳ１１５を分割したブロック１１５ａをコリメータモジュール２２３及びＸ線検出部２１０のブロックと組み合わせてモジュール化してもよい。

このように、第４の実施形態によれば、Ｘ線検出部２１０の一部、又は、Ｘ線検出部２１０及びＤＡＳ１１５の一部がコリメータモジュール２２３と組み合わせてモジュール化される。これにより、Ｘ線検出部２１０やＤＡＳ１１５の一部が故障した場合でも、故障箇所を含むブロックを交換することで、容易に故障から復旧させることができる。また、モジュールの数を増やしたり減らしたりすることで、Ｘ線検出器やＤＡＳの大きさを容易に変更することができるので、Ｘ線検出器やＤＡＳの開発における拡張性を高めることができる。

なお、上記第１〜第４の実施形態において、コリメータ枠部２２１は、チャンネル方向に沿った複数の直線上及びスライス方向に沿った複数の直線上に複数のコリメータモジュール２２３を並べて支持する支持部として機能する。また、コリメータ基部２２２は、支持部であるコリメータ枠部２２１に設けられ、複数のコリメータモジュール２２３のチャンネル方向及びスライス方向の位置を固定する固定部として機能する。

ここで、支持部及び固定部は、上記第１〜第４の実施形態に示したものに限られず、各種の形状のものを用いることができる。そこで、以下では、支持部及び固定部の他の例について説明する。なお、上記実施形態で説明した各部と同一の機能を有するものについては、同一の符号を付すこととして詳細な説明を省略する。

（第５の実施形態）
まず、第５の実施形態について説明する。本実施形態では、支持部として板状の部材を用いた場合について説明する。図１２は、第５の実施形態に係るコリメータ部３２０を示す図である。図１２に示すように、本実施形態では、コリメータ部３２０は、コリメータ支持板３２１と、複数のコリメータモジュール３２３とを有する。ここで、各コリメータモジュール３２３は、コリメータ支持板３２１を介して、Ｘ線検出部２１０の上に配置される。

コリメータ支持板３２１は、Ｘ線の焦点を中心とする球面に沿って湾曲する板状に形成される。そして、コリメータ支持板３２１は、Ｘ線が照射される側の面上に複数のコリメータモジュール３２３を並べて支持する。ここで、コリメータ支持板３２１は、チャンネル方向（矢印Ｃの方向）に沿った複数の直線上、及び、スライス方向（矢印Ｓの方向）に沿った複数の直線上に、複数のコリメータモジュールを並べて支持する。なお、コリメータ支持板３２１は、例えばガラスエポキシのように、Ｘ線の吸収係数が低い材質で形成される。

コリメータモジュール３２３は、Ｘ線検出部２１０に入射するＸ線から散乱線を除去する。図１３〜１５は、第５の実施形態に係るコリメータ支持板３２１及びコリメータモジュール３２３の構成を示す図である。ここで、図１３は、コリメータ支持板３２１及びコリメータモジュール３２３の上面図である。また、図１４は、図１３に示す矢印Ａの方向からみたコリメータモジュール３２３の側面図であり、図１５は、図１３に示す矢印Ｂの方向からみたコリメータモジュール３２３の側面図である。

図１３に示すように、各コリメータモジュール３２３は、チャンネル方向（矢印Ｃの方向）に沿った等間隔に並ぶ複数の平行な直線上、及び、スライス方向（矢印Ｓの方向）に沿った等間隔に並ぶ複数の平行な直線上に、並べて配置される。なお、本実施形態では、コリメータモジュール３２３として、例えば、図１３の右下に示すように、２方に外枠を形成したコリメータモジュールが用いられる。

ここで、コリメータ支持板３２１において、複数のコリメータモジュール３２３が配置される面上には、固定部として、各コリメータモジュール３２３が置かれる区画（図１３に点線で示された区画）ごとに、各コリメータモジュール３２３に設けられた被係合部に係合する係合部が形成される。本実施形態では、例えば、係合部として、コリメータ支持板３２１の各区画における１つの対角線上の両端部に、係合凹部３２１ａ及び３２１ｂが形成される。

また、図１４及び１５に示すように、コリメータモジュール３２３は、チャンネル方向及びスライス方向に並ぶように格子状に配列された複数のコリメータ板３２３ａを有する。ここで、各コリメータモジュール３２３が有する各コリメータ板３２３ａは、全て同じ厚さを有しており、それぞれＸ線管１１１の焦点ｆを向くように配置されている。

そして、コリメータモジュール３２３には、コリメータ支持板３２１に形成された係合部に係合する被係合部が形成される。本実施形態では、例えば、図１４及び１５に示すように、被係合部として、コリメータモジュール３２３の底部における１つの対角線上の両端部に係合凸部３２４ａ及び３２４ｂが設けられる。係合凸部３２４ａは、コリメータ支持板３２１の区画にコリメータモジュール３２３が置かれた際に係合凹部３２１ａに係合する位置に設けられる。また、係合凸部３２４ｂは、コリメータ支持板３２１の区画にコリメータモジュール３２３が置かれた際に係合凹部３２１ｂに係合する位置に設けられる。

そして、各コリメータモジュール３２３の係合凸部３２４ａ及び３２４ｂがコリメータ支持板３２１の各区画に形成された係合凹部３２１ａ及び３２１ｂに係合することで、各コリメータモジュール３２３が、チャンネル方向に沿った複数直線上及びスライス方向に沿った複数の直線上に並べられた状態で、コリメータ支持板３２１上に固定される。

上述したように、第５の実施形態では、支持部であるコリメータ支持板３２１は、Ｘ線の焦点を中心とする球面に沿って湾曲する板状に形成され、Ｘ線が照射される側の面上に複数のコリメータモジュール３２３を並べて支持する。また、固定部は、コリメータ支持板３２１において複数のコリメータモジュール３２３が配置される面上に設けられた複数の係合凹部３２１ａ及び３２１ｂを有し、各係合凹部が各コリメータモジュール３２３に設けられた係合凸部３２４ａ及び３２４ｂと係合することで複数のコリメータモジュール３２３の位置を固定する。したがって、第５の実施形態によれば、支持部として板状の部材を用いることによって、簡易な構成で、コリメータ板の板厚及びピッチが均一なコリメータを得ることができる。

なお、上記実施形態では、コリメータ支持板３２１に係合凹部が形成され、コリメータモジュール３２３に係合凸部が設けられる場合について説明したが、固定部の実施形態はこれに限られない。例えば、コリメータ支持板３２１に係合凸部が設けられ、コリメータモジュール３２３に係合凹部が形成されてもよい。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。本実施形態では、第５の実施形態と同様に支持部として板状の部材を用いつつ、他の形状の固定部を用いた例について説明する。本実施形態では、コリメータ部は、コリメータ支持板４２１と、複数のコリメータモジュール４２３とを有する。ここで、各コリメータモジュール４２３は、コリメータ支持板４２１を介して、Ｘ線検出部２１０の上に配置される。

コリメータ支持板４２１は、図１２に示したコリメータ支持板３２１と同様に、Ｘ線の焦点を中心とする球面に沿って湾曲する板状に形成される。そして、コリメータ支持板４２１は、Ｘ線が照射される側の面上に複数のコリメータモジュール４２３を並べて支持する。ここで、コリメータ支持板４２１は、チャンネル方向（矢印Ｃの方向）に沿った複数の直線上、及び、スライス方向（矢印Ｓの方向）に沿った複数の直線上に、複数のコリメータモジュールを並べて支持する。なお、コリメータ支持板３２１は、例えばガラスエポキシのように、Ｘ線の吸収係数が低い材質で形成される。

コリメータモジュール４２３は、Ｘ線検出部２１０に入射するＸ線から散乱線を除去する。図１６〜１８は、第６の実施形態に係るコリメータ支持板４２１及びコリメータモジュール４２３の構成を示す図である。ここで、図１６は、コリメータ支持板４２１及びコリメータモジュール４２３の上面図である。また、図１７は、図１６に示す矢印Ｘの方向からみたコリメータモジュール４２３の側面図であり、図１８は、図１６に示す矢印Ｙの方向からみたコリメータモジュール４２３の側面図である。

図１６に示すように、各コリメータモジュール４２３は、第５の実施形態と同様に、チャンネル方向（矢印Ｃの方向）に沿った等間隔に並ぶ複数の平行な直線上、及び、スライス方向（矢印Ｓの方向）に沿った等間隔に並ぶ複数の平行な直線上に、並べて配置される。なお、本実施形態でも、コリメータモジュール４２３として、例えば、図１６の右下に示すように、２方に外枠を形成したコリメータモジュールが用いられる。

ここで、コリメータ支持板４２１において、複数のコリメータモジュール４２３が配置される面上には、固定部として、各コリメータモジュール４２３が置かれる区画（図１６に点線で示された区画）ごとに、各コリメータモジュール４２３に設けられた被係合部に係合する係合部が形成される。本実施形態では、係合部として、コリメータ支持板３２１の各区画に、十字状に形成された溝部４２１ａ及び４２１ｂが形成される。

また、図１７及び１８に示すように、コリメータモジュール４２３は、チャンネル方向及びスライス方向に並ぶように格子状に配列された複数のコリメータ板４２３ａを有する。ここで、各コリメータモジュール４２３が有する各コリメータ板４２３ａは、全て同じ厚さを有しており、それぞれＸ線管１１１の焦点ｆを向くように配置されている。

そして、コリメータモジュール４２３には、コリメータ支持板４２１に形成された係合部に係合する被係合部が形成される。本実施形態では、例えば、図１７及び１８に示すように、被係合部として、コリメータモジュール４２３の底部に十字状の突起部４２４ａ及び４２４ｂが形成される。突起部４２４ａは、コリメータ支持板４２１の区画にコリメータモジュール３２３が置かれた際に溝部４２１ａに係合する位置に設けられる。また、突起部４２４ｂは、コリメータ支持板３２１の区画にコリメータモジュール３２３が置かれた際に溝部４２１ｂに係合する位置に設けられる。

ここで、突起部４２４ａは、例えば、コリメータモジュール４２３が有するスライス方向に沿った複数のコリメータ板４２３ａのうちの１つのコリメータ板について、Ｘ線照射方向の厚みを他のコリメータ板の厚みよりも大きく形成することで実現される。すなわち、突起部４２４ａは、図１７に示すように、チャンネル方向に並ぶ複数のコリメータ板４２３ａのうちの１つのコリメータ板の端部を他のコリメータ板の端部より突出させることで形成される。ここで、例えば、突起部４２４ａは、コリメータモジュール４２３の中央付近を通るコリメータ板の端部を突出させることで形成される。

同様に、突起部４２４ｂは、例えば、コリメータモジュール４２３が有するチャンネル方向に沿った複数のコリメータ板４２３ａのうちの１つのコリメータ板について、Ｘ線照射方向の厚みを他のコリメータ板の厚みよりも大きく形成することで実現される。すなわち、突起部４２４ｂは、図１８に示すように、スライス方向に並ぶ複数のコリメータ板４２３ａのうちの１つのコリメータ板の端部を他のコリメータ板の端部より突出させることで形成される。ここで、例えば、突起部４２４ｂは、コリメータモジュール４２３の中央付近を通るコリメータ板の端部を突出させることで形成される。

そして、各コリメータモジュール４２３の突起部４２４ａ及び４２４ｂがコリメータ支持板４２１の各区画に形成された溝部４２１ａ及び４２１ｂに係合することで、各コリメータモジュール４２３が、チャンネル方向に沿った複数直線上及びスライス方向に沿った複数の直線上に並べられた状態で、コリメータ支持板４２１上に固定される。

上述したように、第６の実施形態では、支持部であるコリメータ支持板４２１は、Ｘ線の焦点を中心とする球面に沿って湾曲する板状に形成され、Ｘ線が照射される側の面上に複数のコリメータモジュール４２３を並べて支持する。また、固定部は、コリメータ支持板４２１において複数のコリメータモジュール４２３が配置される面上に設けられた複数の溝部４２１ａ及び４２１ｂを有し、各溝部が各コリメータモジュール４２３に設けられた突起部４２４ａ及び４２４ｂと係合することで複数のコリメータモジュール４２３の位置を固定する。したがって、第６の実施形態によれば、支持部として板状の部材を用いることによって、簡易な構成で、コリメータ板の板厚及びピッチが均一なコリメータを得ることができる。

なお、上記実施形態では、コリメータ支持板４２１に溝部が設けられ、コリメータモジュール４２３に突起部が設けられる場合について説明したが、固定部の実施形態はこれに限られない。例えば、コリメータ支持板４２１に突起部が設けられ、コリメータモジュール４２３に溝部が形成されてもよい。

（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。本実施形態では、第５及び第６の実施形態と同様に支持部として板状の部材を用いつつ、第４の実施形態で説明したようにＸ線検出部２１０とコリメータモジュール２２３とをモジュール化した例について説明する。図１９は、第７の実施形態に係るコリメータ支持板５２１及びコリメータモジュール２２３の構成を示す図である。ここで、図１９は、コリメータ支持板５２１及びコリメータモジュール２２３をスライス方向からみた側面図である。

図１９に示すように、本実施形態では、Ｘ線検出部２１０のブロックとモジュール化されたコリメータモジュール２２３が用いられる。具体的には、コリメータモジュール２２３には、図１１に示したように、シンチレータアレイを分割したブロック２１１、ＰＤアレイを分割したブロック２１２、回路基板を分割したブロック２１３、ＤＡＳ１１５を分割したブロック１１５ａが、それぞれ取り付けられる。

また、図１９に示すように、コリメータ支持板５２１は、第５及び第６の実施形態と同様に、Ｘ線の焦点を中心とする球面に沿って湾曲する板状に形成される。そして、コリメータ支持板４２１は、Ｘ線が照射される側の面上にＸ線検出部２１０の各ブロックを介して複数のコリメータモジュール２２３を並べて支持する。ここで、コリメータ支持板４２１は、チャンネル方向（矢印Ｃの方向）に沿った複数の直線上、及び、スライス方向（矢印Ｓの方向）に沿った複数の直線上に、複数のコリメータモジュールを並べて支持する。

ここで、コリメータ支持板５２１において、複数のコリメータモジュール２２３及びＸ線検出部２１０の各ブロックが配置される面上には、固定部として、各コリメータモジュール２２３が置かれる区画ごとに、各コリメータモジュール２２３に取り付けられたＸ線検出部２１０のブロックに設けられた被係合部に係合する係合部が形成される。本実施形態では、例えば、コリメータ支持板５２１の各区画における１つの対角線上の両端部に、図１３に示した係合凹部３２１ａ及び３２１ｂと同様に、係合凹部５２１ａ及び５２１ｂが形成される。

一方、コリメータモジュール２２３に取り付けられたＸ線検出部２１０のブロックには、コリメータ支持板５２１に形成された係合部に係合する被係合部が形成される。本実施形態では、例えば、図１９に示すように、被係合部として、ＤＡＳ１１５を分割したブロック１１５ａの底部における１つの対角線上の両端部に、図１４及び１５に示した係合凸部３２４ａ及び３２４ｂと同様に、係合凸部５２４ａ及び５２４ｂが設けられる。係合凸部５２４ａは、コリメータ支持板５２１の区画にコリメータモジュール２２３及びＸ線検出部２１０のブロックが置かれた際に係合凹部５２１ａに係合する位置に設けられる。また、係合凸部５２４ｂは、コリメータ支持板５２１の区画にコリメータモジュール２２３及びＸ線検出部２１０のブロックが置かれた際に係合凹部５２１ｂに係合する位置に設けられる。

そして、Ｘ線検出部２１０の各ブロックの係合凸部５２４ａ及び５２４ｂがコリメータ支持板５２１の各区画に形成された係合凹部５２１ａ及び５２１ｂに係合することで、各コリメータモジュール２２３が、チャンネル方向に沿った複数直線上及びスライス方向に沿った複数の直線上に並べられた状態で、コリメータ支持板５２１上に固定される。

上述したように、第７の実施形態では、Ｘ線検出部２１０は、複数のコリメータモジュール２２３と同じ数の複数のブロックに分割され、各ブロックが複数のコリメータモジュール２２３それぞれに取り付けられる。また、支持部であるコリメータ支持板５２１は、Ｘ線の焦点を中心とする球面に沿って湾曲する板状に形成され、Ｘ線が照射される側の面上にＸ線検出器２１０の各ブロックを介して複数のコリメータモジュール２２３を並べて支持する。また、固定部は、コリメータ支持板５２１において複数のコリメータモジュール２２３及びＸ線検出器２１０の各ブロックが配置される面上に設けられた複数の係合凹部５２１ａ及び５２１ｂを有し、各係合凹部がＸ線検出器２１０の各ブロックに設けられた係合凸部と係合することで複数のコリメータモジュール２２３の位置を固定する。したがって、第７の実施形態によれば、コリメータモジュールとＸ線検出部との間にコリメータ支持板が配置されないので、Ｘ線の検出精度を低下させることなく、コリメータ板の板厚及びピッチが均一なコリメータを得ることができる。

なお、上記実施形態では、コリメータ支持板５２１に係合凹部が形成され、コリメータモジュール２２３に係合凸部が設けられる場合について説明したが、固定部の実施形態はこれに限られない。例えば、コリメータ支持板５２１に係合凸部が設けられ、コリメータモジュール２２３に係合凹部が形成されてもよい。

以上、第１〜第７の実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線検出器について説明した。しかしながら、上記実施形態で説明した技術は、例えば、Ｘ線診断装置やＰＥＴなどの他の放射線診断装置でも同様に適用することができる。すなわち、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出部と、放射線検出部に入射する放射線から散乱線を除去するコリメータ部とを備える放射線診断装置において、上記実施形態で説明したコリメータ部を適用する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００ Ｘ線ＣＴ装置
２１０ Ｘ線検出部
２２０ コリメータ部
２２２ コリメータ基部
２２３ コリメータモジュール

Claims (10)

1. 被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
   前記Ｘ線検出部に入射するＸ線から散乱線を除去するコリメータ部とを備え、
   前記コリメータ部は、
   互いに直交するチャンネル方向及びスライス方向に沿って格子状に配置された複数のコリメータ板をそれぞれ有す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前記チャンネル方向及び前記スライス方向の位置を固定する固定部と、
   を備え、
   前記複数のコリメータモジュールは、それぞれ、少なくとも一つの側部に形成された外枠をさらに有し、かつ、前記複数のコリメータ板が、前記少なくとも一つの側部以外の側部の少なくとも一つから端部を突出させた状態で配置され、
   前記固定部は、前記複数のコリメータモジュールを、前記チャンネル方向及び前記スライス方向に沿って並べた状態で、かつ、各コリメータモジュールが有する前記コリメータ板の突出した端部が隣接するコリメータモジュールの外枠に接触した状態で固定する、
   Ｘ線ＣＴ装置。
2. 前記Ｘ線の焦点を中心とする球面に沿って湾曲する板状に形成され、前記Ｘ線が照射される側の面上に前記複数のコリメータモジュールを並べて支持する支持部をさらに備え、
   前記固定部は、前記支持部において前記複数のコリメータモジュールが配置される面上に設けられた複数の係合部を有し、各係合部が各コリメータモジュールに設けられた被係合部と係合することで前記複数のコリメータモジュールの位置を固定する、
   請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記Ｘ線の焦点を中心とする球面に沿って湾曲する板状に形成され、前記Ｘ線が照射される側の面上に前記複数のコリメータモジュールを並べて支持する支持部をさらに備え、
   前記Ｘ線検出部は、前記複数のコリメータモジュールと同じ数の複数のブロックに分割され、各ブロックが前記複数のコリメータモジュールそれぞれに取り付けられており、
   前記支持部は、前記Ｘ線が照射される側の面上に前記Ｘ線検出部の各ブロックを介して前記複数のコリメータモジュールを並べて支持し、
   前記固定部は、前記支持部において前記複数のコリメータモジュール及び前記Ｘ線検出部の各ブロックが配置される面上に設けられた複数の係合部を有し、各係合部が前記Ｘ線検出部の各ブロックに設けられた被係合部と係合することで前記複数のコリメータモジュールの位置を固定する、
   請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記係合部及び前記被係合部の一方は、前記支持部の表面に形成された少なくとも２つの凹部であり、
   前記係合部及び前記被係合部の他方は、前記コリメータモジュールに形成され、当該コリメータモジュールが前記支持部に置かれた際に前記凹部に係合する少なくとも２つの凸部である、
   請求項２又は３に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記係合部及び前記被係合部の一方は、前記支持部の表面に形成された十字状の溝であり、
   前記係合部及び前記被係合部の他方は、前記コリメータモジュールに形成され、当該コリメータモジュールが前記支持部に置かれた際に前記溝に係合する十字状の突起部である、
   請求項２又は３に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記Ｘ線の照射方向に厚みを有する矩形状に形成され、当該矩形の内側に前記複数のコリメータモジュールを並べて支持する支持部をさらに備える、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記コリメータモジュールが有する前記複数のコリメータ板は、それぞれの両端より内側で互いに直交するように配置される、請求項１〜６のいずれか一つに記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 被検体を透過した放射線を検出する放射線検出部と、
   前記放射線検出部に入射する放射線から散乱線を除去するコリメータ部とを備え、
   前記コリメータ部は、
   互いに直交するチャンネル方向及びスライス方向に沿って格子状に配置された複数のコリメータ板をそれぞれ有す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前記チャンネル方向及び前記スライス方向の位置を固定する固定部と、
   を備え、
   前記複数のコリメータモジュールは、それぞれ、少なくとも一つの側部に形成された外枠をさらに有し、かつ、前記複数のコリメータ板が、前記少なくとも一つの側部以外の側部の少なくとも一つから端部を突出させた状態で配置され、
   前記固定部は、前記複数のコリメータモジュールを、前記チャンネル方向及び前記スライス方向に沿って並べた状態で、かつ、各コリメータモジュールが有する前記コリメータ板の突出した端部が隣接するコリメータモジュールの外枠に接触した状態で固定する、
   放射線検出器。
9. 放射線を検出する放射線検出部と、前記放射線検出部に入射する放射線から散乱線を除去するコリメータ部とを有する放射線検出器の製造方法であって、
   互いに直交するチャンネル方向及びスライス方向に沿って複数のコリメータ板を格子状に配置して複数のコリメータモジュールを形成し、
   固定部により前記複数のコリメータモジュールの前記チャンネル方向及び前記スライス方向の位置を固定して前記コリメータ部を形成する、
   ことを含み、
   前記複数のコリメータモジュールは、それぞれ、少なくとも一つの側部に形成された外枠をさらに有し、かつ、前記複数のコリメータ板が、前記少なくとも一つの側部以外の側部の少なくとも一つから端部を突出させた状態で配置され、
   前記固定部は、前記複数のコリメータモジュールを、前記チャンネル方向及び前記スライス方向に沿って並べた状態で、かつ、各コリメータモジュールが有する前記コリメータ板の突出した端部が隣接するコリメータモジュールの外枠に接触した状態で固定する、
   放射線検出器の製造方法。
10. 被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
    前記Ｘ線検出部に入射するＸ線から散乱線を除去するコリメータ部とを備え、
    前記コリメータ部は、
    互いに直交するチャンネル方向及びスライス方向に沿って格子状に配置された複数のコリメータ板をそれぞれ有する複数のコリメータモジュールと、
    前記Ｘ線検出部と前記複数のコリメータモジュールとの間に設けられ、前記複数のコリメータモジュールを支持する支持部と、
    前記複数のコリメータモジュールの前記チャンネル方向及び前記スライス方向の位置を固定する固定部と、
    を備え、
    前記複数のコリメータモジュールは、それぞれ、少なくとも一つの側部に形成された外枠をさらに有し、かつ、前記複数のコリメータ板が、前記少なくとも一つの側部以外の側部の少なくとも一つから端部を突出させた状態で配置され、
    前記固定部は、前記複数のコリメータモジュールを、前記チャンネル方向及び前記スライス方向に沿って並べた状態で、かつ、各コリメータモジュールが有する前記コリメータ板の突出した端部が隣接するコリメータモジュールの外枠に接触した状態で固定する、
    Ｘ線ＣＴ装置。

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