JP6224352B2 - コリメータ板、コリメータ・モジュール、放射線検出装置、放射線撮影装置、及びコリメータ・モジュールの組み立て方法 - Google Patents

Description

本発明は、コリメータ・モジュールを組み立てるためのアラインメント(alignment) 技術に関するものである。

Ｘ線ＣＴ装置又は一般的なイメージング装置によって表されるような放射線撮影装置では、放射線検出器の検出面側に配置されたコリメータ・ユニットが、散乱放射線に起因する画像の劣化を防止するために非常に重要である。

従来、コリメータ・ユニットは、一方向に配列された複数のコリメータ板を持つ。近年、放射線検出装置において列検出器の数の増加、小型化及び画像品質の改善についての需要が増大しているので、検出面に入射する散乱放射線を二次元で防止するために格子形状に組み立てられた複数のコリメータ板を持つコリメータ・ユニットが提案されている。例えば、日本国特許出願第２０１０−１２７６３０号の図１〜図７には、このような格子形コリメータ・ユニットが開示されている。

また、別の種類の格子形コリメータ・ユニットも以下のように考慮することができる。例えば、或る格子形コリメータ・ユニットは複数のコリメータ・モジュールを含む。複数のコリメータ・モジュールの各々は、第１の方向に配列された複数の第１のコリメータ板、及び第１の方向と直交する第２の方向に配列された複数の第２のコリメータ板を含む。複数の第１のコリメータ板は、その板面に多数のスロット（長く且つ細い孔）を持ち、且つ複数の第２のコリメータ板の各々はそれらのスロットに挿入される。

上記の種類のコリメータ・ユニットを組み立てるとき、第２のコリメータ板をスロットの中に滑らかに挿入し且つそれを曲げることなく配置するために、複数の第１のコリメータ板は第２の方向に精密に位置決めすることが必要である。

しかしながら、実際には、コリメータ・モジュール又はコリメータ・ユニットは膨大な数のコリメータ板、例えば、数十から数百のコリメータ板を持っている。そのことにより、全てのコリメータ板を正しい位置に精密に且つ低コストで配置することは困難である。

例えば、上記の種類のコリメータ・ユニットを製作する場合、複数の第１のコリメータ板は、該第１のコリメータ板の各々の縁を第２の方向に位置決めするための複数の溝をそれぞれ持っている２つの端部ブロックによって支持される。

この場合、端部ブロックの溝の底面が基準面として加工され、そこで、第１のコリメータ板の位置は、第１のコリメータの縁部分を基準面に接触させることによって整列させることができる。しかしながら、現在の技術の下でも、各々の溝を所要の高い精度に加工することは困難であり、これにより、歩留まりが悪くなり且つ製作コストが増加する。

このような状況の下では、低コストで高精度のコリメータ・モジュールが要望されている。

米国特許第８１３９７１７号

第１の態様では、コリメータ・モジュールを組み立てるための方法が提供される。該コリメータ・モジュールは、第１の方向に配列された複数の第１のコリメータ板、及び前記第１の方向と直交する第２の方向に配列された複数の第２のコリメータ板を含み、前記複数の第１のコリメータ板の各々は、その板面に形成された複数のスロットを持ち、また複数の第２のコリメータ板の各々は、格子形状を形成するようにそれぞれのスロットを前記第１の方向に貫通する。本方法は、前記第１のコリメータ板の放射線入射側又は放射線出力側の縁部に形成された第１の切欠きの側壁が、前記第１の方向に延在する部材に接触するように、前記第１のコリメータ板を前記第２の方向の一方向に動かすことによって、前記複数の第１のコリメータ板を位置決めする第１の工程を含む。

第２の態様では、前記第１の態様に従ってコリメータ・モジュールを組み立てるための方法が提供される。本方法では、前記第１の工程において、弾力性部材を前記第１の切欠きに引っ掛けて、張力により前記第１のコリメータ板を引っ張ることによって、前記第１のコリメータ板を動かす。

第３の態様では、前記第１の態様に従ってコリメータ・モジュールを組み立てるための方法が提供される。本方法では、前記第１の工程において、前記第１の切欠きとは異なり且つ前記第１のコリメータ板の縁部に形成された第２の切欠きに弾力性部材を引っ掛けて、張力により前記第１のコリメータ板を引っ張ることによって、前記第１のコリメータ板を動かす。

第４の態様では、前記第３の態様に従ってコリメータ・モジュールを組み立てるための方法が提供される。本方法では、第１の切欠きが前記縁部の前記第２の方向の一方の端部側に形成され、また前記第２の切欠きが前記縁部の前記第２の方向の反対の端部側に形成される。

第５の態様では、前記第２〜第４の態様の内の任意の１つに従ってコリメータ・モジュールを組み立てるための方法が提供される。本方法では、前記第１の工程の後、前記複数の第２のコリメータ板をそれぞれのスロットに挿入する第２の工程、及び前記複数の第１のコリメータ板の内の一部の前記第１の切欠きに弾力性部材を引っ掛けて、前記複数の第１のコリメータ板の内の前記一部を前記一方向とは反対の方向に動かすことによって、各々のスロットの側壁の間に各々の第２のコリメータ板を挟む第３の工程を含む。

第６の態様では、前記第２〜第４の態様の内の任意の１つに従ってコリメータ・モジュールを組み立てるための方法が提供される。本方法では、前記第１の工程の後、前記複数のコリメータ板をそれぞれのスロットに挿入する第２の工程、及び前記第１の切欠きとは異なり且つ前記複数の第１のコリメータ板の内の一部の前記縁部の前記第２の方向の一方の端部側に形成された第３の切欠きに、弾力性部材を引っ掛けて、前記複数の第１のコリメータ板の内の前記一部を前記一方向とは反対の方向に動かすことによって、各々のスロットの側壁の間に各々の第２のコリメータ板を挟む第３の工程を含む。

第７の態様では、前記第５の態様又は第６の態様に従ってコリメータ・モジュールを組み立てるための方法が提供される。本方法では、前記複数の第１のコリメータ板の内の前記一部が、前記複数の第１のコリメータ板の内の奇数番目又は偶数番目のコリメータ板である。

第８の態様では、前記第１〜第７の態様の内の任意の１つに従ってコリメータ・モジュールを組み立てるための方法が提供される。本方法では、前記第１の工程の前に、第１のブロックと第２のブロックとを前記第２の方向に間隔を置いて配置する工程であって、これらの第１及び第２のブロックには前記複数の第１のコリメータ板の縁部を前記第２の方向に配置するための溝がそれぞれ設けられている、当該工程と、前記複数の第１のコリメータ板をそれぞれの前記溝に挿入する工程を含む。

第９の態様では、前記第８の態様に従ってコリメータ・モジュールを組み立てるための方法が提供される。本方法では更に、前記複数の第１のコリメータ板、前記複数の第２のコリメータ板、前記第１のブロック及び前記第２のブロックを結合する第４の工程を含む。

第１０の態様では、前記第１〜第９の態様の内の任意の１つに従ってコリメータ・モジュールを組み立てるための方法が提供される。本方法では、前記コリメータ・モジュールが放射線断層撮影イメージング装置のために使用される。

第１１の態様では、前記第１〜第９の態様の内の任意の１つに従ってコリメータ・モジュールを組み立てるための方法が提供される。本方法では、前記コリメータ・モジュールが放射線投影イメージング装置のために使用される。

第１２の態様では、その板面に第２のコリメータ板を挿入するための複数のスロットを持っている第１のコリメータ板が提供される。第１のコリメータ板は、この第１のコリメータ板の放射線入射側又は放射線出力側の縁部に形成された切欠きを含み、該切欠きは、前記縁部の方向に当該第１のコリメータ板を位置決めするための基準面として用いられる側壁を持つ。

第１３の態様では、第１のコリメータ板を含むコリメータ・モジュールが提供される。この第１のコリメータ板は、その板面に第２のコリメータ板を挿入するための複数のスロットを持ち、且つ当該第１のコリメータ板の放射線入射側又は放射線出力側の縁部に形成された切欠きを持つ。該切欠きは、前記縁部の方向に前記第１のコリメータ板を位置決めするための基準面として用いられる側壁を持つ。

第１４の態様では、第１のコリメータ板を含むコリメータ・モジュールを備えた放射線検出装置が提供される。前記第１のコリメータ板は、その板面に第２のコリメータ板を挿入するための複数のスロットを持ち、且つ当該第１のコリメータ板の放射線入射側又は放射線出力側の縁部に形成された切欠きを持つ。該切欠きは、前記縁部の方向に前記第１のコリメータ板を位置決めするための基準面として用いられる側壁を持つ。

第１５の態様では、第１のコリメータ板を有するコリメータ・モジュールを備えた放射線検出装置を含む放射線撮影装置が提供される。前記第１のコリメータ板は、その板面に第２のコリメータ板を挿入するための複数のスロットを持ち、且つ当該第１のコリメータ板の放射線入射側又は放射線出力側の縁部に形成された切欠きを持つ。該切欠きは、前記縁部の方向に前記第１のコリメータ板を位置決めするための基準面として用いられる側壁を持つ。

第１６の態様では、前記第１５の態様に従った放射線撮影装置が提供され、該放射線撮影装置は断層撮影イメージングのために使用される。

第１７の態様では、前記第１５の態様に従った放射線撮影装置が提供され、該放射線撮影装置は投影イメージングのために使用される。

本書に述べられる様々な実施形態によれば、その位置アラインメントに適したコリメータ板が提供される。そのために、コリメータ板の縁部に少なくとも１つの切欠きを形成し、該切欠きの少なくとも１つの側壁を、位置決めのための基準面として高い精度で加工する。このようにして、コリメータ板の精密な位置アラインメントを、比較的低いコストで達成することができる。

図１は、模範的なＸ線ＣＴ装置の斜視図である。 図２は、Ｘ線管及びＸ線検出装置を説明するための斜視図である。 図３は、二次元コリメータ・モジュールの斜視図である。 図４Ａは、二次元コリメータ・モジュールを構成するための第１のコリメータ板の略図である。 図４Ｂは、二次元コリメータ・モジュールを構成するための第２のコリメータ板の略図である。 図５は、二次元コリメータ・モジュールを組み立てるための方法を示す流れ図である。 図６は、上端部ブロック及び下端部ブロックを位置決めするための工程を説明する図である。 図７は、上端部ブロック及び下端部ブロックに形成された複数の溝に複数の第１のコリメータ板を挿入するための工程を説明する図である。 図８は、上端部ブロックの方へ複数の第１のコリメータ板を動かして、スロットを整列させるための工程を説明する図である。 図９は、スロットに第２のコリメータ板を挿入するための工程を説明する図である。 図１０は、下端部ブロックの方へ複数の第１のコリメータ板の内の一部を動かして、スロットを整列させるための工程を説明する図である。 図１１は、Ｘ線入射側の面及び／又はＸ線出力側の面の上にＸ線透過性固定シートを配置するための工程を説明する図である。 図１２は、第１のコリメータ板を位置決めするための工程を説明する図である。 図１３は、複数の第１のコリメータ板が上端部ブロックの方へ動かされている場合の複数の溝の周りの拡大図である。 図１４は、複数の第１のコリメータ板が下端部ブロックの方へ動かされている場合の複数の溝の周りの拡大図である。 図１５は、複数の第１のコリメータ板が上端部ブロックの方へ動かされたときのスロット同士の間の位置関係を示す図である。 図１６は、第２のコリメータ板がスロットに挿入されたときのスロットと第２のコリメータ板との間の位置関係を示す図である。 図１７は、複数の第１のコリメータ板が下端部ブロックの方へ動かされたときのスロットと第２のコリメータ板との間の位置関係を示す図である。 図１８は、複数の第１のコリメータ板を上端部ブロックの方へ動かすことによってスロットを整列させる工程を示す図である。 図１９は、複数の第１のコリメータ板を下端部ブロックの方へ動かすことによってスロットを整列させる工程を示す図である。 図２０は、別の実施形態における第１の例の第１のコリメータ板及びその位置決め方法を説明する図である。 図２１は、別の実施形態における第２の例の第１のコリメータ板及びその位置決め方法を説明する図である。

以下に、模範的な様々な実施形態を説明する。本発明は、本書に具体的に説明した実施形態に制限されない。

図１は、模範的なＸ線ＣＴ装置１００の斜視図である。図１に示されているように、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を走査して投影データを取得するための走査型ガントリ１０１、及びその上に被検体が載置されて、走査型ガントリ１０１の（走査領域である）ボア（中孔）１０４の中へ出し入れされるクレードル１０２を含む。Ｘ線ＣＴ装置は更に、Ｘ線ＣＴ装置１００を動作させ且つ取得された投影データに基づいた画像を再構成するための操作卓１０３を有する。

クレードル１０２は、その中に、該クレードル１０２を上下させ且つ水平方向に移動させるためのモータを収容している。被検体がクレードル１０２上に載置されると、クレードル１０２は走査型ガントリ１０１のボア１０４の中へ出し入れされる。

操作卓１０３は、オペレータから入力を受け取る入力装置、及び画像を表示するためのモニタを持つ。また、操作卓１０３は、被検体の投影データを取得するために各装置を制御し又は三次元画像再構成の処理を行うための中央処理装置、走査型ガントリ１０１によって得られたデータを取得するためのデータ取得バッファ、及びプログラム、データなどを記憶するためのメモリ装置を持つ。操作卓１０３を構成するこれらの装置は、図１に示されていない。

走査型ガントリ１０１は、被検体を走査するためにＸ線管及びＸ線検出装置を持つ。

図２は、Ｘ線管及びＸ線検出装置を説明するための斜視図である。ここで、図２に示されているように、走査型ガントリ１０１の回転軸方向（クレードル１０２の水平移動方向又は被検体の体軸方向）は、スライス方向（ＳＬ方向）と呼ぶ。Ｘ線ビーム２３の扇形角度方向は、チャンネル方向（ＣＨ方向）と呼ぶ。また、チャンネル方向及びスライス方向と直交し且つ回転中心又は走査型ガントリ１０１の走査中心へ向かう方向は、アイソセンター方向（Ｉ方向）と呼ぶ。チャンネル方向（ＣＨ方向）、スライス方向（ＳＬ方向）及びアイソセンター方向（Ｉ方向）において、図２中の矢印へ向かう方向は（＋）方向とし、その反対向きの方向は（−）方向とする。

Ｘ線検出装置４０は、Ｘ線を検出するための複数のＸ線検出モジュール５０と、Ｘ線管２０のＸ線焦点２１からのＸ線ビーム２３をコリメートするための複数の二次元コリメータ・モジュール２００と、複数のＸ線検出モジュール５０及び複数の二次元コリメータ・モジュール２００を基準位置において固定するための基部６０とを持つ。

複数の二次元コリメータ・モジュール２００はＣＨ方向に配列されて、二次元コリメータ装置を形成する。複数の二次元コリメータ・モジュール２００に対応する複数のＸ線検出モジュール５０は、ＣＨ方向に配列される。１つのＸ線検出モジュール５０は１つのコリメータ・モジュール２００に対応する。Ｘ線検出モジュール５０は二次元コリメータ・モジュール２００のＸ線出力側に配置される。Ｘ線検出モジュール５０は、クレードル１０２上に載置されてボアの中へ転送された被検体を通過したＸ線を検出する。

Ｘ線検出モジュール５０は、Ｘ線を受け取って可視光を放出するシンチレータ・ブロック（図２に示していない）と、ＣＨ方向及びＳＬ方向に二次元に配列された光電変換用のフォトダイオードを持つフォトダイオード・チップ（図２に示していない）とを持つ。Ｘ線検出モジュール５０は更に、基板上のフォトダイオード・チップからの出力を累積する機能、及びスライス厚さを変えるために出力をスイッチングする機能を有する半導体チップ（図２に示していない）を持つ。

基部６０は矩形フレームの形状であって、一対の円弧状基部部材６１と、各基部部材６１の末端部を接続する一対の直線状基部部材６２とを持つ。また、複数の二次元コリメータ・モジュール２００を位置決めするための位置決めピン又は位置決め孔が、基部部材６１の基部側に設けられる。

基部６０に関して述べると、ＳＬ方向の長さは、例えば、３５０ｍｍ〜４００ｍｍであり、また厚さは、例えば、３５ｍｍ〜４０ｍｍであり、また基部部材６１及び６２の間の内側空隙は３００ｍｍ〜３５０ｍｍである。また、各々の二次元コリメータ・モジュール２００のＣＨ方向の幅は、例えば、５０ｍｍである。以後、二次元コリメータ・モジュール２００について説明する。

基部６０の材料は、例えば、アルミニウム合金又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）とすることができる。ＣＦＲＰは、炭素繊維と熱硬化性樹脂との複合材料である。アルミニウム合金又はＣＦＲＰは重量が軽く且つ強く、また高剛性の特性を持っているので、基部６０は、Ｘ線ＣＴ装置１００の走査型ガントリ１０１において、不必要な遠心力を発生しないで、高速で回転することができる。更に、基部６０及びそれに固定された二次元コリメータ・モジュール２００は、殆ど歪み又は湾曲を生じない。

図２に示された二次元コリメータ・モジュール２００は簡略化されているが、実際には数十個の二次元コリメータ・モジュール２００が１つの基部６０に固定されることがある。

以後、二次元コリメータ・モジュールの構成について更に詳しく説明する。

図３は、この実施形態における二次元コリメータ・モジュールの斜視図である。図４Ａ及び図４Ｂは、二次元コリメータ・モジュールを構成する第１のコリメータ板及び第２のコリメータ板のそれぞれの略図である。

図３に示されているように、二次元コリメータ・モジュール２００は、複数の第１のコリメータ板１１、複数の第２のコリメータ板１２、上端部ブロック１３及び下端部ブロック１４を持つ。構成の説明を容易にする目的で、図３には少数の第１のコリメータ板１１及び第２のコリメータ板１２を示しているが、しかしながら、第１のコリメータ板１１の数は理想的には３２〜６４個であり、また第２のコリメータ板１２の数は理想的には１２９〜２５７個である。

複数の第１のコリメータ板１１は、その板面が互いに対して殆ど平行であり且つ第１のコリメータ板同士の間にＣＨ方向に間隔があるように配置される。

上端部ブロック１３及び下端部ブロック１４は、複数の第１のコリメータ板１１がＳＬ方向にこれらの２つの端部ブロックによって支持されるように配置される。

複数の第２のコリメータ板１２は、複数の第１のコリメータ板１１にほぼ直角に組み立てられる。すなわち、複数の第１のコリメータ板１１及び複数の第２のコリメータ板１２は、格子形二次元コリメータ部分を形成するように組み立てられる。

上端部ブロック１３、下端部ブロック１４、複数の第１のコリメータ板１１及び複数の第２のコリメータ板１２の位置決めは、所定の方法によって行われる。これらのブロック及び板は、接着剤などを用いて互いに対して結合される。

二次元コリメータ・モジュールの構成要素の形状構成について更に詳しく説明する。

図４Ａに示されているように、第１のコリメータ板１１は矩形の形状又は緩やかに湾曲した扇形の形状を持つ。第１のコリメータ板１１は、高いＸ線吸収率を持つ重金属、例えば、モリブデン、タングステン又は鉛で作られる。二次元コリメータ・モジュール２００が基部６０上に取り付けられたとき、第１のコリメータ板１１の板面はＸ線焦点２１からのＸ線ビーム２３の放射方向に平行であり、またその長手方向はＳＬ方向又はＸ線ビーム２３の円錐角方向に対応する。ここで、第１のコリメータ板１１の厚さは約０．２ｍｍである。

第２のコリメータ板１２を挿入するための長い且つ細い孔である複数のスロット１１１が、第１のコリメータ板１１の板面に形成される。複数のスロット１１１は、二次元コリメータ・モジュール２００が基部６０上に取り付けられたとき、これらのスロット１１１の各々がＸ線焦点２１からのＸ線ビーム２３の放射方向に平行になるように、形成される。

ところで、第２のコリメータ板１２をスロット１１１の中に滑らかに挿入することを考慮すると、模範的な実施形態では、ＳＬ方向におけるスロット１１１の幅は、第２のコリメータ板１２の板厚より大幅に広くする。これに対し、スロット１１１の幅が広すぎると、第１のコリメータ板１１の剛性が低くなり、それに起因して組み立ての際又は走査の際に歪み又は湾曲が生じる。これらを考慮した場合、第２のコリメータ板１２の厚さを０．０６ｍｍ〜０．２２ｍｍとすることができ、ＳＬ方向におけるスロット１１１の幅を０．１ｍｍ〜０．２８ｍｍとすることができ、またスロット１１１の幅を第２のコリメータ板１２の厚さよりも広くする。

また、スロット１１１がワイヤ放電加工によって加工される場合には、ワイヤの直径は、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、又は０．３ｍｍの中から選択することができる。しかしながら、コストと加工精度との間の釣り合いを考慮すると、或る実施形態では、直径０．２ｍｍのワイヤが利用される。模範的な実施形態では、ＳＬ方向におけるスロット１１１の幅は０．２ｍｍ〜０．２８ｍｍである。

ここで、ＳＬ方向におけるスロット１１１の幅は約０．２４ｍｍであり、スロット１１１の長さは１５．４ｍｍである。

図４Ａに示されているように、第１の切欠き１１２、第２の切欠き１１３及び第３の切欠き１１４が、第１のコリメータ板１１のＸ線入射側の縁部に形成される。これらの切欠きは、二次元コリメータ・モジュールの組み立ての際に用いられる。この実施形態では、これらの切欠きは、全て、ほぼ矩形の形状を持ち且つ２〜５ｍｍの寸法を持つ。これらの切欠きは、ワイヤ放電加工方法などによって第１のコリメータ板１１の製作と同時に加工し形成することができる。

ワイヤ放電加工は、板状の材料の縁部に切欠きを形成するのに特に有効な方法であり、該方法は、高精度且つ低コストの加工を比較的容易に可能にする。

第１の切欠き１１２は、第１のコリメータ板１１の＋ＳＬ方向の端部に近い位置に形成される。第１の切欠き１１２は、第１のコリメータ板１１をＳＬ方向において位置決めするための基準として用いられる。第１の切欠き１１２の＋ＳＬ側の側壁１１２Ｋは非常に高い精度で加工され、これにより、板面に形成された複数のスロット１１１に対して精密な位置関係を持つ基準面として用いられる。

第２の切欠き１１３は、第１のコリメータ板１１の−ＳＬ方向の端部に近い位置に形成される。第２の切欠き１１３は、第１のコリメータ板１１を−ＳＬ方向へ移動又は摺動させるために使用される。例えば、弓状に折り曲げた板バネの先端部のような弾力性部材の一端部を、第２の切欠き１１３に引っ掛けて、−ＳＬ方向に張力を加えることができる。

第３の切欠き１１４は、＋ＳＬ方向に第１の切欠き１１２に隣接した位置に形成される。第３の切欠き１１４は、第１のコリメータ板１１を＋ＳＬ方向へ移動又は摺動させるために使用される。例えば、弓状に折り曲げた板バネの先端部のような弾力性部材の一端部を、第３の切欠き１１４に引っ掛けて、＋ＳＬ方向に張力を加えることができる。

切欠きを用いて二次元コリメータ・モジュールを組み立てるための方法を、後で更に詳しく説明する。

図４Ｂに示されているように、第２のコリメータ板１２は扇形の形状の主要部分１２１及び矩形の形状の端部分１２２を持つ。第１のコリメータ板１１と同様に、第２のコリメータ板１２は、高いＸ線吸収率を持つ重金属で作られる。第２のコリメータ・モジュール２００が基部６０に取り付けられたとき、第２のコリメータ板１２の板面はＸ線焦点２１からのＸ線ビーム２３の放射方向と平行になり、また、扇形の形状の主要部分１２１を形成する湾曲した長い縁部の方向は、ＣＨ方向と一致する。

図３に示されているように、第２のコリメータ板１２は、ＣＨ方向に整列している複数の第１のコリメータ板１１中の各列のスロット１１１を貫通するように、スロット１１１の中に挿入される。第２のコリメータ板１２の矩形の形状の端部分は、Ｉ方向のスロット１１１の長さよりも幅が広い。従って、端部分は、スロット１１１に挿入するときのストッパとして作用する。また、複数の二次元コリメータ・モジュール２００が基部６０に取り付けられたとき、１つの二次元コリメータ・モジュール２００の複数の第２のコリメータ板１２の主要部分の先端部と、次の１つの二次元コリメータ・モジュール２００の複数の第２のコリメータ板１２の先端部とが、ＳＬ方向において互いに接触して、格子形二次元コリメータの一部を形成する。

ところで、第２のコリメータ板１２に関して、熱変形に起因して位置ギャップが生じることがある。ギャップが生じたときは常に、Ｘ線の遮蔽状態が変化し、これに起因して検出セル同士の間にクロストークが生じ、またＸ線検出装置２０の検出特性が変更される。これは、第２のコリメータ板１２の板厚を薄くすることによって効果的に防止することができる。板厚が薄すぎる場合には、第２のコリメータ板１２の剛性が低くなり、これに起因して組み立て又は走査中に第２のコリメータ板１２の曲がりが生じる。このような条件を考慮して、第２のコリメータ板１２の板厚は０．０６ｍｍ〜０．１４ｍｍとすることができ、より好ましくは、一実施形態では、０．０８ｍｍ〜０．１２ｍｍにする。模範的な実施形態では、第２のコリメータ板１２の板厚は約０．１ｍｍである。また、Ｉ方向における第２のコリメータ板１２の幅は、模範的な実施形態では、約１５ｍｍである。

上端部ブロック１３及び下端部ブロック１４は、アルミニウムのような軽金属又はプラスチックで作られる。

図３に示されているように、上端部ブロック１３は、ＣＨ方向及びＳＬ方向に対して直交してＩ方向に延在する支柱１３Ｔと、−ＳＬ方向へ突き出すフランジ１３Ｆとを持ち、これらは１つのユニットとして形成される。従って、上端部ブロック１３は、＋ＣＨ方向から−ＣＨ方向へ向かって見たときに反対向きのＬ字形の形状を持つ。

同様に、下端部ブロック１４は、Ｉ方向へ延在する支柱１４Ｔと、＋ＳＬ方向へ突き出すフランジ１４Ｆとを持ち、これらは１つのユニットとして形成される。従って、下端部ブロック１４は、＋ＣＨ方向から−ＣＨ方向へ向かって見たときにＬ字形の形状を持つ。

また、図３に示されているように、フランジ１３Ｆの中心に位置決め孔が形成され、この位置決め孔に位置決めピン１３５が挿入されて固定される。同様に、フランジ１４Ｆの中心に位置決め孔が形成され、この位置決め孔に位置決めピン１４５が挿入されて固定される。これらの位置決めピン１３５，１４５がそれぞれ所定の位置に固定されたとき、二次元コリメータ・モジュール２００は基部６０上の基準位置に対して位置決めされる。

位置決めピン１３５（１４５）を取り囲んで、４つの位置決め孔１３６（１４６）が形成される。これらの４つの位置決め孔１３６（１４６）は、図２に示されているようにＸ線検出モジュール５０を正確に取り付けできるように形成される。

図３に示されているように、上端部ブロック１３の面１３ａ及び下端部ブロック１４の面１４ａは互いに向き合っており、また各々の面１３ａ及び１４ａには、第１のコリメータ板１１を挿入するための複数の溝が形成されている。複数の溝は、二次元コリメータ・モジュール２００が基部６０に取り付けられたとき、これらの溝がＸ線焦点２１から放射されたＸ線ビーム２３の放射方向に沿って配置されるように、形成される。

ＳＬ方向にほぼ一定の深さを持つ複数の第１の溝１３１が、上端部ブロック１３の面１３ａに形成される。同様に、ＳＬ方向にほぼ一定の深さを持つ複数の第２の溝１４１が、下端部ブロック１４の面１４ａに形成される。ここで、第１の溝１３１及び第２の溝１４１の両方において、ＳＬ方向の深さは約１ｍｍであり、またＣＨ方向の幅は約０．２４ｍｍである。

スロット１１１の＋ＳＬ方向の側壁１１１Ｋは基準面であって、第１のコリメータ板１１の第１の切欠き１１２の側壁１１２Ｋに対して正確な位置関係を持つように形成される。

ＳＬ方向における第１のコリメータ板１１の両端部壁は、第１及び第２の溝１３１，１４１の底面のいずれとも接触しない。従って、端部と底面との間には幾分かの空間が存在する。

ＳＬ方向における奇数番目の第１のコリメータ板１１’のスロット１１１’の両側壁の中で、＋ＳＬ方向の側壁１１１Ｋのみに、第２のコリメータ板１２の＋ＳＬ方向の板面が接触する（図１７参照）。

ＳＬ方向における偶数番目の第１のコリメータ板１１’’のスロット１１１’’の両側壁の中で、−ＳＬ方向の側壁１１１Ｚのみに、第２のコリメータ板１２の−ＳＬ方向の板面が接触する（図１７参照）。

従って、各々の第２のコリメータ板１２は、奇数番目の第１のコリメータ板１１’のスロット１１１’の中の＋ＳＬ方向の側壁１１１Ｋと偶数番目の第１のコリメータ板１１’’のスロット１１１’’の中の−ＳＬ方向の側壁１１１Ｚとの間に挟まれる。

複数の第１のコリメータ板１１、複数の第２のコリメータ板１２、上端部ブロック１３及び下端部ブロック１４は、接着剤を使用して一緒に結合される。

以下に、この実施形態における二次元コリメータ・モジュールを組み立てるための方法について説明する。

図５は、この実施形態における二次元コリメータ・モジュールを組み立てるための方法を示す流れ図である。

工程Ｓ１１１では、図６に示されているように、上端部ブロック１３及び下端部ブロック１４の各々をジグを使用して所定の位置に位置決めする。

工程Ｓ１１２では、図７に示されているように、上端部ブロック１３及び下端部ブロック１４のそれぞれの溝に複数の第１のコリメータ板１１を挿入する。

工程Ｓ１１３では、ジグを使用して、複数の第１のコリメータ板１１を大ざっぱに位置決めする。例えば、図１２に示されているように、櫛形の切欠きを持つ整列部材３０１，３０２を使用して、第１のコリメータ板１１の上側及び下側縁部の各々をＣＨ方向に優しく挟む。この状態では、第１のコリメータ板１１はＳＬ方向に動かすことができる。

工程Ｓ１１４では、図８及び図１８に示されているように、ＣＨ方向に真っ直ぐに延在する平面をもつ位置決め定規４０１が、所定の位置に正確に配置される。所定の位置とは、上端部ブロック１３及び下端部ブロック１４と所定の位置関係を持つ位置であり、該位置は、平面が第１の切欠き１１２の内部に配置されるように決定される。また、櫛形の第１のバネ板４０２の先端部が第２の切欠き１１３の側壁に引っ掛けられる。そこで、第１のバネ板４０２を−ＳＬ方向へ動かすことによって、複数の第１のコリメータ板１１が上端部ブロック１３の方へ（−ＳＬ方向に）引っ張られる。図１８に示されているように、第１のコリメータ板１１の第１の切欠き１１２の側壁１１２Ｋが、＋ＳＬ方向における位置決め定規４０１の板面に接触する。その結果、図１３及び図１５に示されているように、奇数番目の第１のコリメータ板１１’の各々のスロット１１１’と偶数番目の第１のコリメータ板１１’’の各々のスロット１１１’’とがＣＨ方向に整列する。従って、第２のコリメータ板１２は容易にスロット１１１に挿入することができる。

工程Ｓ１１５では、図９に示されているように、複数の第２のコリメータ板１２が、停止するまで、それぞれのスロット１１１に挿入される。図１６は、この段階における奇数番目の第１のコリメータ板１１’のスロット１１１’、偶数番目の第１のコリメータ板１１’’のスロット１１１’’及び第２のコリメータ板１２の間の位置関係を示す。

工程Ｓ１１６では、図１０及び図１９に示されているように、櫛形の第２のバネ板４０３の各々の先端部が、偶数番目の第１のコリメータ板１１’’の第３の切欠き１１４’’の側壁に引っ掛けられる。次いで、第１のバネ板４０２よりも強い張力で第２のバネ板４０３を＋ＳＬ方向へ動かすことによって、偶数番目の第１のコリメータ板１１’’を下端部ブロック１４の方へ（＋ＳＬ方向に）引っ張る。このとき、図１４に示されているように、第２のコリメータ板１２は奇数番目の第１のコリメータ板１１’のスロット１１１’の側壁と偶数番目の第１のコリメータ板１１’’のスロット１１１’’の側壁との間に挟まれる。その結果、図１７に示されているように、第２のコリメータ板１２の＋ＳＬ方向の板面が、奇数番目の第１のコリメータ板１１’のスロット１１１’の＋ＳＬ方向の側壁１１１Ｋである基準面と接触し、このとき、第２のコリメータ板１２は正しい位置に配置される。

工程Ｓ１１７では、複数の第１のコリメータ板１１が、ジグを使用して、位置決めし直される。この場合、図１２に示されているジグ（櫛形の整列部材３０１，３０２）を使用することによって、第１のコリメータ板１１の上側及び下側縁部の両方をＣＨ方向にしっかりと挟む。この段階で、第１のコリメータ板１１は固定される。

工程Ｓ１１８では、複数の第１のコリメータ板１１、複数の第２のコリメータ板１２、上端部ブロック１３及び下端部ブロック１４は、このような状態の下で接着剤を使用して一緒に結合される。次いで、二次元コリメータ・モジュール２００が組み立てられる。

更に、二次元コリメータ・モジュール２００の剛性を増大させるため、図１１に示されているように、Ｘ線透過性固定シート１５をＸ線入射側及びＸ線出力側の内の少なくとも１つの面の上に貼り付けることができる。固定シート１５は、例えば、高い剛性、軽い重量及び高いＸ線透過性を持つ炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で構成される。固定シート１５は、複数の第１のコリメータ板１１の上側又は下側縁部を受けるために、そのシート表面に複数の溝を持つことができる。

これまで述べたように、この実施形態では、高い精度を持ち且つ容易に加工されるコリメータ板の切欠きを用いてコリメータ板の位置決めが実現されるので、二次元コリメータ・モジュールは低コストで高い精度を持って組み立てることができる。

また、スロット１１１の位置を整列させることによってスロット１１１への第２のコリメータ板１２の挿入を容易に行うことができ、又は複数の第１のコリメータ板１１及び複数の第２のコリメータ板１２を基準面に対して配置することによって位置決めを行うことができるので、二次元コリメータ・モジュールは容易に組み立てることができ、またＳＬ方向における第１のコリメータ板１１の移動に応じて高い位置決め精度を持つ。

スロット１１１への第２のコリメータ板１２の挿入を一層容易にするためには、スロット１１１の幅を、第２のコリメータ板１２の板厚よりも充分に大きくする必要がある。この場合、遊びが大きくなり、これは、通常、第２のコリメータ板１２の位置決め精度を劣化させる。他方、スロット１１１の幅が第２のコリメータ板１２の厚さと殆ど同じである場合、第２のコリメータ板１２の位置決め精度は改善されるが、スロット１１１への第２のコリメータ板１２の挿入が容易ではなくなり、これは組み立ての生産性を減少させる。

これに対して、模範的な実施形態では、第１のコリメータ板１１を上端部ブロック１３の方へ移動させて、スロット１１１の位置を整列させ、次いで第２のコリメータ板１２をスロット１１１に挿入し、次いで幾分かの第１のコリメータ板１１を下端部ブロック１４の方へ移動させて、第２のコリメータ板１２を挟んで、正しい位置に位置決めする。従って、模範的な実施形態では、たとえスロット１１１の幅が、第２のコリメータ板１２の挿入をより容易にするように第２のコリメータ板１２の板厚と比べて比較的大きい場合でも、高い位置決め精度を得ることができる。これはスロット１１１の幅と第２のコリメータ板１２の板厚との間の自由度を増大させることができ、また両方を比較的都合の良い寸法で作ることができる。

これまで模範的な様々な実施形態について説明したが、当業者には、本書に具体的に述べた実施形態を本発明の開示内容に基づいて変更し得ることは明らかであろう。

例えば、上記の実施形態において、第１〜第３の切欠きを第１のコリメータ板１１のＸ線入射側の縁部に形成しているが、第１〜第３の切欠きの少なくとも一部を第１のコリメータ板１１のＸ線出力側の縁部に形成することができる。

また、上記の実施形態では、複数の第１のコリメータ板１１を一時的に−ＳＬ方向へ移動させて、複数の第２のコリメータ板１２をそれぞれの対応するスロット１１１に挿入し、次いで複数の第１のコリメータ板１１の一部を＋ＳＬ方向へ移動させて、複数の第２のコリメータ板１２を複数のスロット１１１の側壁の間に挟んでいる。しかしながら、スロット１１１の幅が第２のコリメータ板１２の板厚まで狭められているとき、第１のコリメータ板１１の位置決めは唯１回のみ必要である。この場合、例えば、図２０に示されているように、第３の切欠き１１４を形成しなくても、位置決め定規４０１を第１の切欠き１１２の中に配置し、第１のバネ板４０２を第２の切欠き１１３に引っ掛けて、第１のバネ板４０２を引っ張ることによって、第１のコリメータ板１１を位置決めすることができる。また、例えば、図２１に示されているように、第２の切欠き１１３及び第３の切欠き１１４を形成しなくとも、位置決め定規４０１を第１の切欠き１１２の中に配置し、第１のバネ板４０２を第１の切欠き１１２に引っ掛けて、第１のバネ板４０２を引っ張ることによって、第１のコリメータ板１１を位置決めすることができる。この場合、位置決め定規４０１に接触する第１の切欠き１１２の側壁が、位置決めのための基準壁となる。

また、上記の実施形態において、第２のコリメータ板１２の主要部分がＸ線ビーム方向に沿って扇形に広がる扇形の形状を持っているが、この部分は矩形の形状にすることができる。

更に、例えば、これまで述べた様々な実施形態は、Ｘ線を遮蔽するコリメータ・モジュールに関連して説明したが、本書に述べる様々な実施形態は、ガンマ線のような他の放射ビームを遮蔽するための他の用途に適用することができる。

本発明は、コリメータ・モジュール及びその組み立て方法にのみ関するものではない。本発明は、複数のコリメータ・モジュールを持つＸ線検出装置、このようなＸ線検出装置を持つ単純なレントゲン撮影装置、及びＸ線ＣＴ装置にも適用することができる。

１１ 第１のコリメータ板
１２ 第２のコリメータ板
１３ 上端部ブロック
１３ａ 上端部ブロックの面
１３Ｆ フランジ
１３Ｔ 支柱
１４ 下端部ブロック
１４ａ 下端部ブロックの面
１４Ｆ フランジ
１５ Ｘ線透過性固定シート
２０ Ｘ線検出装置
２１ Ｘ線焦点
２３ Ｘ線ビーム
４０ Ｘ線検出装置
５０ Ｘ線検出モジュール
６０ 基部
６１ 基部部材
６２ 基部部材
１００ Ｘ線ＣＴ装置
１０１ 走査型ガントリ
１０２ クレードル
１０３ 操作卓
１１１ スロット
１１１Ｋ スロットの側壁
１１１Ｚ スロットの側壁
１１２ 第１の切欠き
１１２Ｋ 第１の切欠きの側壁
１１３ 第２の切欠き
１１４ 第３の切欠き
１２１ 扇形の形状の主要部分
１２２ 矩形の形状の端部分
１３１ 第１の溝
１３５ 位置決めピン
１３６ 位置決め孔
１４１ 第２の溝
１４５ 位置決めピン
１４６ 位置決め孔
２００ 二次元コリメータ・モジュール
３０１ 整列部材
３０２ 整列部材
４０１ 位置決め定規
４０２ 第１のバネ板
４０３ 第２のバネ板

Claims (10)

1. コリメータ・モジュール（２００）が、第１の方向に配列された複数の第１のコリメータ板（１１）、及び前記第１の方向と直交する第２の方向に配列された複数の第２のコリメータ板（１２）を含み、各々の前記第１のコリメータ板が、その板面に形成された複数のスロット（１１１）を持ち、また各々の前記第２のコリメータ板が、格子形状を形成するようにそれぞれスロットを前記第１の方向に貫通している状態に、該コリメータ・モジュール（２００）を組み立てるための方法であって、
   前記第１のコリメータ板の放射線入射側又は放射線出力側の縁部に形成された第１の切欠き（１１２）の側壁が、前記第１の方向に延在する部材に接触するように、前記第１のコリメータ板を前記第２の方向に沿った一方向に動かすことによって、前記複数の第１のコリメータ板を位置決めする工程
   を有する方法。
2. 前記複数の第１のコリメータ板（１１）を位置決めするとき、弾力性部材を前記第１の切欠き（１１２）に引っ掛けて、張力により前記第１のコリメータ板を引っ張ることによって、前記第１のコリメータ板を動かす、請求項１記載のコリメータ・モジュール（２００）を組み立てるための方法。
3. 前記複数の第１のコリメータ板（１１）を位置決めするとき、前記第１の切欠きとは異なり且つ前記第１のコリメータ板の縁部に形成された第２の切欠き（１１３）に弾力性部材を引っ掛けて、張力により前記第１のコリメータ板を引っ張ることによって、前記第１のコリメータ板（１１）を動かす、請求項１記載のコリメータ・モジュール（２００）を組み立てるための方法。
4. 前記第１の切欠き（１１２）が前記縁部の前記第２の方向に沿った一方の端部側に形成され、また前記第２の切欠き（１１３）が前記縁部の前記第２の方向に沿った反対の端部側に形成される、請求項３記載のコリメータ・モジュールを組み立てるための方法。
5. 前記複数の第１のコリメータ板（１１）を位置決めする工程の後に、前記複数の第２のコリメータ板（１２）をそれぞれのスロット（１１１）に挿入する工程、及び
   前記複数の第１のコリメータ板の内の一部の前記第１の切欠き（１１２）に弾力性部材を引っ掛けて、前記複数の第１のコリメータ板の内の前記一部を前記一方向とは反対の方向に動かすことによって、各々のスロットの側壁の間に各々の第２のコリメータ板を挟む工程、
   を更に有している、請求項２記載のコリメータ・モジュール（２００）を組み立てるための方法。
6. その板面に第２のコリメータ板（１２）を挿入するための複数のスロット（１１１）を持っている第１のコリメータ板（１１）であって、
   当該第１のコリメータ板は、その放射線入射側又は放射線出力側の縁部に形成された切欠きを有し、該切欠きが、前記縁部の方向に沿って当該第１のコリメータ板を位置決めするための基準面として用いられるように構成された側壁を持っていること、
   を特徴とする第１のコリメータ板（１１）。
7. 第１のコリメータ板（１１）を有するコリメータ・モジュール（２００）であって、
   前記第１のコリメータ板が、その板面に第２のコリメータ板（１２）を挿入するための複数のスロット（１１１）と、前記第１のコリメータ板の放射線入射側又は放射線出力側の縁部に形成された切欠き（１１２）とを持ち、前記切欠きが、前記縁部の方向に沿って当該第１のコリメータ板を位置決めするための基準面として用いられるように構成された側壁を持っていること、
   を特徴とするコリメータ・モジュール（２００）。
8. 第１のコリメータ板（１１）を有するコリメータ・モジュール（２００）を含む放射線検出装置（２０）であって、
   前記第１のコリメータ板が、その板面に第２のコリメータ板（１２）を挿入するための複数のスロット（１１１）と、前記第１のコリメータ板の放射線入射側又は放射線出力側の縁部に形成された切欠き（１１２）とを持ち、前記切欠きが、前記縁部の方向に沿って前記第１のコリメータ板を位置決めするための基準面として用いられるように構成された側壁を持っていること、
   を特徴とする放射線検出装置（２０）。
9. 第１のコリメータ板（１１）を持つコリメータ・モジュール（２００）を含む放射線検出装置（２０）を有する放射線撮影装置であって、
   前記第１のコリメータ板が、その板面に第２のコリメータ板（１２）を挿入するための複数のスロット（１１１）と、前記第１のコリメータ板の放射線入射側又は放射線出力側の縁部に形成された切欠き（１１２）とを持ち、該切欠きが、前記縁部の方向に沿って前記第１のコリメータ板を位置決めするための基準面として用いられるように構成された側壁を持っていること、
   を特徴とする放射線撮影装置。
10. 前記放射線撮影装置が、断層撮影イメージングのために使用されるように構成されている、請求項９記載の放射線撮影装置。