JP7066375B2 - Radiation imaging device - Google Patents
Radiation imaging device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7066375B2 JP7066375B2 JP2017217302A JP2017217302A JP7066375B2 JP 7066375 B2 JP7066375 B2 JP 7066375B2 JP 2017217302 A JP2017217302 A JP 2017217302A JP 2017217302 A JP2017217302 A JP 2017217302A JP 7066375 B2 JP7066375 B2 JP 7066375B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radiation imaging
- radiation
- focal point
- imaging device
- collimator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims description 91
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 48
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 53
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 35
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 34
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 31
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 64
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 230000008859 change Effects 0.000 description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- SKJCKYVIQGBWTN-UHFFFAOYSA-N (4-hydroxyphenyl) methanesulfonate Chemical compound CS(=O)(=O)OC1=CC=C(O)C=C1 SKJCKYVIQGBWTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012887 quadratic function Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 241001669679 Eleotris Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Description
本発明は光子計数型検出器を搭載した放射線撮像装置に係り、散乱線除去のためのコリメータによって生じる影を抑制する技術に関する。 The present invention relates to a radiation imaging device equipped with a photon counting type detector, and relates to a technique for suppressing shadows generated by a collimator for removing scattered radiation.
近年、フォトンカウンティング方式を採用する検出器(光子計数型検出器)を搭載したフォトンカウンティングCT(Computed Tomography)装置の開発が、様々な機関において進められている。光子計数型検出器は、従来のCT装置で採用されている電荷積分型の検出器と異なり、検出素子である半導体層に入射した放射線光子を個々に計数可能である。個々の放射線光子を計数することにより各放射線光子のエネルギーを計測でき、従来のCT装置に比べてより多くの情報を得られる特長がある。 In recent years, various organizations have been developing a photon counting CT (Computed Tomography) device equipped with a detector (photon counting type detector) that employs a photon counting method. Unlike the charge integration type detector used in the conventional CT device, the photon counting type detector can individually count the radiation photons incident on the semiconductor layer which is the detection element. By counting the individual radiation photons, the energy of each radiation photon can be measured, and there is a feature that more information can be obtained as compared with the conventional CT device.
光子計数型検出器の半導体層はテルル化亜鉛カドミウム(CZT)やテルル化カドミウム(CdTe)等で構成され、半導体層では入射した各放射線光子のエネルギーに対応した電荷が発生する。電荷は半導体層に形成された電極に接続する光子計数回路にて読み出される。 The semiconductor layer of the photon counting type detector is composed of zinc telluride (CZT), cadmium telluride (CdTe), or the like, and the semiconductor layer generates an electric charge corresponding to the energy of each incident photon. The charge is read out by a photon counting circuit connected to an electrode formed on the semiconductor layer.
このような光子計数型検出器を搭載したCT装置においては画質向上のため、半導体層の放射線入射側にコリメータが配置される。コリメータには主に2つの役割がある。1つ目は、半導体層内に構成される複数の画素の境界への放射線光子の入射を防ぎ、画素間のクロストークを抑制することである。2つ目は、被写体等で発生した散乱線が半導体層へ入射するのを抑制することである。 In a CT device equipped with such a photon counting type detector, a collimator is arranged on the radiation incident side of the semiconductor layer in order to improve the image quality. The collimator has two main roles. The first is to prevent radiation photons from entering the boundaries of a plurality of pixels configured in the semiconductor layer and suppress crosstalk between pixels. The second is to suppress the scattered rays generated by the subject or the like from entering the semiconductor layer.
コリメータは画質向上に必要であるが、放射線発生点である焦点が移動した場合、別の問題を引き起こすことがある。CT装置では検出器を含むスキャナが回転することによる遠心力やX線管の熱膨張等により、焦点が移動する。焦点が移動すると、検出面に元々入射していた放射線の一部がコリメータによって遮られ、画素の感度変化が生じる。結果として、再構成された断層画像にアーチファクト(偽像)が発生する問題が生じる。 Collimators are needed to improve image quality, but they can cause other problems if the focus, which is the point of radiation, shifts. In the CT device, the focal point moves due to centrifugal force caused by the rotation of the scanner including the detector, thermal expansion of the X-ray tube, and the like. When the focal point moves, a part of the radiation originally incident on the detection surface is blocked by the collimator, and the sensitivity of the pixel changes. As a result, there is a problem that artifacts (false images) occur in the reconstructed tomographic image.
画素の感度変化を抑制するために、特許文献1にはstalk portion(茎部)と茎部よりも幅の広いbase portion(台部)とにより構成されるコリメータが開示されている。このコリメータによれば、焦点移動によって変化する茎部の影が台部上に収められるので、画素の感度変化が抑制される。
In order to suppress a change in pixel sensitivity,
しかしながら、特許文献1に開示されるコリメータでは、焦点移動によって変化する茎部の影を台部上へ収めることはできるものの、台部によって生じる影により半導体層に不必要に大きな不感帯を生じさせてしまう。不感帯が大きくなると、被写体に照射される放射線の一部が断層画像の作成に用いられなくなり、いわゆる無効被ばくの増加を招く。
However, in the collimator disclosed in
そこで、本発明は、放射線検出器に対して焦点が相対的に移動する場合であっても、画素の感度変化を抑制しながら、半導体層の不感帯の面積増加を抑制できる放射線撮像装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a radiation imaging apparatus capable of suppressing an increase in the area of the dead zone of the semiconductor layer while suppressing a change in pixel sensitivity even when the focal point moves relative to the radiation detector. The purpose is.
上記目的を達成するために本発明は、台部と茎部とを有するコリメータであって、前記台部は前記放射線検出器の画素の境界に配置され、前記茎部は前記焦点が移動する方向へ前記境界からシフトした位置に配置されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a collimator having a base portion and a stem portion, the base portion is arranged at the boundary of the pixels of the radiation detector, and the stem portion is in the direction in which the focal point moves. It is characterized in that it is arranged at a position shifted from the boundary.
より具体的には、本発明は、放射線源と、前記放射線源の焦点から放射された放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線源と前記放射線検出器との間に配置されるコリメータと、を備えた放射線撮像装置であって、前記コリメータは台部と、前記台部よりも前記放射線源の側に配置され前記台部の幅よりも狭い幅を有する茎部とを有し、前記台部は前記放射線検出器の画素の境界に配置され、前記茎部は前記焦点が前記放射線検出器に対して相対的に移動する方向である第一方向へ前記境界からシフトした位置に配置されることを特徴とする。 More specifically, the present invention comprises a radiation source, a radiation detector that detects radiation emitted from the focal point of the radiation source, and a collimeter arranged between the radiation source and the radiation detector. The collimeter has a pedestal and a stem portion that is arranged closer to the radiation source than the pedestal and has a width narrower than the width of the pedestal. The portion is arranged at the boundary of the pixels of the radiation detector, and the stem portion is arranged at a position shifted from the boundary in the first direction in which the focus moves relative to the radiation detector. It is characterized by that.
本発明によれば、放射線検出器に対して焦点が相対的に移動する場合であっても、画素の感度変化を抑制しながら、半導体層の不感帯の面積増加を抑制できる放射線撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a radiation imaging apparatus capable of suppressing an increase in the area of a dead zone of a semiconductor layer while suppressing a change in pixel sensitivity even when the focus moves relative to a radiation detector. be able to.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の放射線撮像装置は、放射線源と光子計数型検出器とを備える装置に適用されるが、本実施形態では、一例として放射線がX線であり、放射線撮像装置がX線CT装置である場合について説明する。 The radiation image pickup apparatus of the present invention is applied to an apparatus including a radiation source and a photon counting type detector, but in the present embodiment, as an example, the radiation is an X-ray and the radiation image pickup apparatus is an X-ray CT apparatus. The case will be described.
本実施形態のX線CT装置は、図1に示すように、X線を照射するX線源100と、X線を検出する複数の検出素子を二次元配列したX線検出器101と、検出素子による検出信号に対し補正等の処理を行うとともに装置の制御を行う信号処理部102と、補正後の信号を用いて被写体106の画像を生成する画像生成部103とを備える。X線源100とX線検出器101は対向した位置で回転盤104に固定され、寝台部105に寝かせられた被写体106の周りを相対的に回転するように構成されている。なおX線源100、X線検出器101及び回転盤104を含めスキャナ110ともいう。
As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus of the present embodiment has an
X線検出器101はX線源100を中心とする円弧状に配列された検出素子モジュール107から構成される。X線の入射方向は紙面縦方向(Y)、チャネル方向は紙面横方向(X)、体軸方向は紙面垂直方向(Z)である。検出素子モジュール107は、光子計数型検出器であり、入射したX線光子に相当する電荷を出力する半導体層109と、コリメータ108と光子計数回路(不図示)と、を備える。コリメータ108は半導体層内に構成される画素間のクロストークや、被写体106等によって発生する散乱線を軽減する。光子計数回路は、半導体層109が出力する電荷を計数し、計数信号を出力する。半導体層109は、従来の半導体層と同様であり、テルル化亜鉛カドミウム(CZT)やテルル化カドミウム(CdTe)等の半導体層からなる。コリメータ、及び、その取り付け部分の具体的な構成は後述する。
The
このような構成のX線CT装置の撮像動作は従来のX線CT装置と同じであり、X線源100とX線検出器101とが対向配置された状態で、被写体106の周囲を回転しながら、X線源100からX線を照射し、被写体106を透過したX線をX線検出器101で検出する。X線検出器101の光子計数回路が出力した計数信号は、信号処理部102において、必要に応じて補正等の処理を施された後、画像生成部103で被写体の断層画像(CT像)を生成する。
The imaging operation of the X-ray CT device having such a configuration is the same as that of the conventional X-ray CT device, and the
ここでX線CT装置には、スキャナ110が静止した状態、あるいは、所定の速度で回転した状態等の複数の撮影形態がある。さらに、同一装置おいて複数の回転速度が使い分けられる場合もある。スキャナ110が回転している場合、スキャナ110の搭載物には回転による遠心力がかかり、図2中に示す矢印の方向にX線源100とX線検出器101がたわむので、体軸方向への相対的な焦点移動が発生する。そして、このような焦点移動によって検出素子モジュール107へのX線入射角度が変化する。このX線入射角度の変化に対しコリメータ108は、半導体層に対する不感帯の生成を抑制しつつ、半導体層の感度変化を抑制する機能を有する。
Here, the X-ray CT apparatus has a plurality of imaging modes such as a state in which the
以下、コリメータ108の従来構造を、図3を用いて詳述する。図3は、検出素子モジュール107を構成するコリメータ108と半導体層109とスキャナ110が静止中の焦点206とスキャナ110が回転中の焦点207の関係を示す断面図である。X線の入射方向は紙面縦方向(Y)、体軸方向は紙面横方向(Z)、チャネル方向は紙面垂直方向(X)である。茎部205と台部204から構成されるコリメータ108は半導体層109と焦点206及び207の間に配置される。半導体層109には画素の境界203によって複数の画素が構成される。ここで、CT装置において安定した画質を得るためには、スキャナ110の回転等により焦点が移動しても、半導体層109の有感帯の面積が一定であることが重要である。そのためには、コリメータ108が半導体層109に対して生成する影が一定である必要がある。従来例において、コリメータ108の茎部205は、画素の境界203の直上に配置される。茎部205の高さはH、幅はWである。また、茎部205の半導体層109側端部と焦点206及び207の距離のY成分はFである。茎部205の直上にはスキャナ110が静止中の焦点206が位置する一方、スキャナ110が回転中の焦点207は見かけ上の位置が体軸方向に移動し、焦点206から焦点207への移動距離はEである。このとき、焦点の移動により茎部205が台部204に落とす影が移動する範囲から台部204の幅B1は決定され、
B1=2×H×(W/2+E)/(F-H)+W
=(2EH+FW)/(F-H) …(式1)
となる。台部204は、画素間で生じるチャージシェアリング等のクロストークを対称とするために、画素の境界203の直上へ対称に配置される。結果として、台部204は半導体層109に不感帯201を生じさせ、有感帯は200、202となる。不感帯201のZ方向幅はS1、有感帯200、202のZ方向幅はD1であり、焦点サイズや台部のY方向高さを無視すればS1≒B1と近似できるので、画素の中の有感帯が占める割合として表せられるX線利用効率はD1/(D1+S1)となる。ここで、スキャナ110の回転によって焦点移動が発生することを改めて考えると、焦点の移動方向は静止中の焦点206から回転中の焦点207への一方向となる。従って、台部204に本来必要とされる幅は片側のみの焦点移動を考慮したNであり、B1との差分Uは不要であるといえる。従来構造を有するコリメータは、この幅UだけX線利用効率を低下させている。この問題に対して、例えば、スキャナ110の回転による焦点移動量を予め把握し、焦点の移動距離が体軸方向(Z方向)に対称となる位置関係に焦点と検出素子モジュールの配置を調整することで、すなわち、焦点206と焦点207との中点が画素の境界203の直上となるように調整することで、不要な幅Uを無くすことが可能である。しかし、このような手法は、設計、検証、製造等のコストが増加するため望ましくない。
Hereinafter, the conventional structure of the
B1 = 2 × H × (W / 2 + E) / (F—H) + W
= (2EH + FW) / (FH) ... (Equation 1)
Will be. The
以上を踏まえ、次に、コリメータの具体的な本願実施形態を説明する。 Based on the above, next, a specific embodiment of the present application of the collimator will be described.
<第一実施形態>
図4は、図3と同様に検出素子モジュール107を構成するコリメータ108と半導体層109とスキャナ110が静止中の焦点306とスキャナ110が回転中の焦点307の関係を示す断面図である。X線の入射方向(Y)、体軸方向(Z)、チャネル方向(X)も図3と同様である。半導体層109には画素の境界303によって複数の画素が構成される。コリメータ108は半導体層109と焦点306及び307の間に配置される。また、茎部305の高さはH、幅はWである。また、茎部305の半導体層109側端部と焦点306及び307の距離のY成分はFである。ここで、本実施形態ではまず、台部304の必要最低限の幅B2を茎部305の影の移動範囲から以下のように計算する。
B2=(W/2+E)/(F-H)×H+W+W/2/(F-H)×H
=(EH+FW)/(F-H) …(式2)
このとき(式1)と(式2)よりB2<B1であり、本実施形態における台部304の幅は、従来技術における台部204の幅よりも小さくなる。
<First Embodiment>
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the relationship between the
B2 = (W / 2 + E) / (F—H) × H + W + W / 2 / (F—H) × H
= (EH + FW) / (FH) ... (Equation 2)
At this time, B2 <B1 from (Equation 1) and (Equation 2), and the width of the
次に、焦点移動によって生じる茎部305の影の移動範囲が、(式2)で求めた台部304の幅B2に収まるよう、茎部305と台部304の体軸方向の位置を決定する。本実施形態の場合、台部304を
(2EH+FW):FW …(式3)
に分離する位置に茎部305を配置する。台部304は画素の境界303に配置されているので、茎部305は境界303からシフトした位置に配置される。
Next, the positions of the stem portion 305 and the
Place the stem 305 at a position to separate into. Since the
台部304によって半導体層109に不感帯301が生じ、有感帯は300、302となる。不感帯301のZ方向幅はS2、有感帯300、302のZ方向幅はD2であり、焦点サイズや台部のY方向高さを無視すればS2≒B2と近似できるので、X線利用効率はD2/(D2+S2)となる。
The
なお、台部の断面形状は、図4に示すような長方形に限らない。例えば、台部の断面形状を焦点側の辺よりも半導体層側の辺が長い台形とすることにより、台部によって形成される影の変動を抑制することができる。その結果、焦点の移動による検出素子の感度変化がさらに抑制され、良好な画像を取得できる。断面形状が台形である台部について図5を用いて説明する。 The cross-sectional shape of the base is not limited to the rectangle as shown in FIG. For example, by making the cross-sectional shape of the trapezoid a trapezoid whose side on the semiconductor layer side is longer than that on the focal side, it is possible to suppress fluctuations in shadows formed by the trapezoid. As a result, the change in sensitivity of the detection element due to the movement of the focal point is further suppressed, and a good image can be obtained. The trapezoidal portion having a trapezoidal cross-sectional shape will be described with reference to FIG.
図5は、図4と同様に検出素子モジュール107を構成するコリメータ108と半導体層109とスキャナ110が静止中の焦点506とスキャナ110が回転中の焦点507の関係を示す断面図である。X線の入射方向(Y)、体軸方向(Z)、チャネル方向(X)も図4と同様である。半導体層109には画素の境界503によって複数の画素が構成される。コリメータ108は半導体層109と焦点506及び507の間に配置される。また、茎部505の高さはH、幅はWである。また、茎部505の半導体層109側端部と焦点506及び507の距離のY成分はFである。このとき、台部504の焦点側の辺の必要最低限の幅B3はB2と一致する。さらに、茎部505の台部504に対する位置は図4と同一である。ここで図5では、台部504の断面形状を台形とし、焦点側の辺と半導体層側の辺の間でのテーパー率Tを(式4)のようにコリメータと焦点の位置関係より決定する。
T=(W/2+E)/(F―H) …(式4)
(式4)により求められるテーパー率Tを有する台部504では、斜辺の延長線上に茎部505の上面端部と焦点507が位置する。その結果、スキャナ110が回転中の焦点507に対しても、台部504によって生成される影の移動を抑制することが出来る。このとき、有感帯500、502間のクロストークを対称にするため、台部504の両斜辺のテーパー率を同一の値とすること、すなわち台部504が対称形状であることが望ましい。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the relationship between the
T = (W / 2 + E) / (F—H)… (Equation 4)
In the
次に図6を用いて、半導体層に設けられた複数の画素と、コリメータ内に設けられた複数の茎部と台部の配置の関係を説明する。図6は半導体層109に対して本実施形態のコリメータ108を配置した検出素子モジュール107のY-Z断面図である。半導体層109には画素の境界413~417が形成され、(式2)によって算出された幅を有する台部418~424が各境界の直上に対称に配置される。コリメータの茎部425~431は、(式3)を用いて計算された各台部上の所定の位置にそれぞれ配置される。このとき、茎部のコリメータ108内における配置は、焦点の移動方向へ全体的にシフトする。なお、半導体層109の有感帯は400~405であり、不感帯は406~412である。
Next, with reference to FIG. 6, the relationship between the plurality of pixels provided in the semiconductor layer and the arrangement of the plurality of stems and pedestals provided in the collimator will be described. FIG. 6 is a YY cross-sectional view of the
以上の手順によって決定された形状の茎部及び台部は、焦点移動に対し茎部の影を台部内に収める機能を有しつつ、台部の幅によるX線利用効率の低下を抑制する効果がある。また、コリメータには放射線を遮蔽するのに適したタングステンやモリブデン、タンタル等の重金属が用いられるので、台部の体積を削減することにより、材料費、重量の低減効果もある。 The stalk and pedestal having the shape determined by the above procedure have the function of keeping the shadow of the stalk in the pedestal with respect to the movement of the focal point, and have the effect of suppressing the decrease in X-ray utilization efficiency due to the width of the pedestal. There is. Further, since a heavy metal such as tungsten, molybdenum, or tantalum suitable for shielding radiation is used for the collimator, the material cost and the weight can be reduced by reducing the volume of the base.
なお、以上述べたコリメータ寸法の計算には、焦点サイズやコリメータの製造誤差を考慮していないが、必要に応じて適宜考慮して良い。さらに、3Dプリンタ等の手段を用いて、茎部と台部とを同時に形成すると相対位置の誤差を抑制できるメリットがある。一方、茎部と台部を別々に作成すると、検出素子モジュールを組立てた後で茎部の位置調整ができるメリットや、茎部と台部とを異なる材料で構成してコスト低減や剛性向上を実現できるメリットがある。 Although the focal size and the manufacturing error of the collimator are not taken into consideration in the calculation of the collimator dimensions described above, they may be taken into consideration as necessary. Further, if the stem portion and the base portion are formed at the same time by using a means such as a 3D printer, there is an advantage that an error in the relative position can be suppressed. On the other hand, creating the stem and base separately has the advantage that the position of the stem can be adjusted after assembling the detection element module, and the stem and base are made of different materials to reduce costs and improve rigidity. There are merits that can be realized.
<第二実施形態>
第一実施形態では、コリメータの茎部を焦点の移動方向へシフトさせて配置することについて説明した。コリメータには重金属が用いられるため、複数の茎部を全体的にシフトさせて配置すると、コリメータの重心に偏りが生じる。スキャナをY-Z面内で傾斜させて撮影する、いわゆるチルト撮影では、スキャナ内の構造物の重心は体軸方向Zに対して中心付近にあることが望ましい。そこで本実施形態では、茎部がシフトした位置に配置されることによって生じるコリメータの重心の偏りを補正することについて説明する。
<Second embodiment>
In the first embodiment, it has been described that the stem of the collimator is shifted and arranged in the moving direction of the focal point. Since heavy metals are used for the collimator, if a plurality of stems are arranged in a shifted manner as a whole, the center of gravity of the collimator will be biased. In so-called tilt imaging in which the scanner is tilted in the YZ plane for imaging, it is desirable that the center of gravity of the structure in the scanner is near the center with respect to the body axis direction Z. Therefore, in the present embodiment, it will be described that the deviation of the center of gravity of the collimator caused by the arrangement of the stem portion at the shifted position is corrected.
図7は、チルト撮影を説明するための断面図である。チルト撮影はスキャナ110を図7中の矢印の方向に傾斜させた状態で行う撮影であり、頭部等を撮影する際に用いられる。チルト撮影をする場合に、スキャナ110内の構造物の重心は体軸方向Zに対して中心付近にあることが望ましい。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining tilt photography. The tilt shooting is a shooting performed in a state where the
図8は、コリメータの補強部と取り付け部を含めた全体構造を示す断面図である。コリメータ108は開口部と茎部と台部が繰り返し配置されたアレイ部602、補強部601、603、取り付け部600、604からなる。取り付け部600、604はコリメータ108を支持部(不図示)に固定するためのものである。また、補強部601、603はアレイ部602の強度を補うためのものである。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the entire structure including the reinforcing portion and the mounting portion of the collimator. The
本実施形態のアレイ部602は茎部が焦点の移動方向にシフトして配置されるため、アレイ部602の重心は、検出素子モジュール107の中心よりも焦点の移動方向側に位置する。そこで、焦点の移動方向の取り付け部604を反対側の取り付け部600よりZ方向に小さくしたり、あるいは取り付け部600を取り付け部604よりZ方向に大きくしたりする。このようにすることで、取り付け部全体の重心を、検出素子モジュール107の中心よりも焦点の移動方向と逆側へと設定し、コリメータ108全体の重心を検出素子モジュール107の中心に一致させる。すなわち、検出素子モジュール107の中心のZ座標をZ=0とした場合に、アレイ部602の重心のZ座標をZARRAY、アレイ部602の質量をWARRAY、取り付け部全体(取り付け部600と取り付け部604)の重心のZ座標をZMOUNT、取り付け部全体の質量をWMOUNTとすると、
ZARRAY×WARRAY=ZMOUNT×WMOUNT …(式5)
となるようにZMOUNT、WMOUNTを設定する。
Since the stem portion of the
Z ARRAY × W ARRAY = Z MOUNT × W MOUNT … (Equation 5)
Set Z MOUNT and W MOUNT so as to be.
このように、コリメータ108全体の重心を検出素子モジュール107の中心に揃えることで、スキャナ110でのチルト撮影を容易にできる。また、重心が構造物の中心に位置するため、重量バランスを容易に調整できるようになる。
By aligning the center of gravity of the
なお、本実施形態ではコリメータ全体を同一の材料で構成し、その形状を一部変更することで重量バランス調整を行ったが、コリメータを構成する材料を一部変更することで同様のバランス調整を行っても良い。 In the present embodiment, the entire collimator is made of the same material, and the weight balance is adjusted by partially changing the shape. However, the same balance adjustment is performed by partially changing the material constituting the collimator. You may go.
また、図8に示した例では、取り付け部600や取り付け部604の大きさをZ方向に変更したが、Y方向やX方向に大きさを変更してもよい。X方向に大きさを変更する例について図9を用いて説明する。
Further, in the example shown in FIG. 8, the sizes of the mounting
図9(a)はコリメータの補強部と取り付け部を含めた全体構造を示すX-Z断面図である。コリメータ108は開口部と茎部と台部が繰り返し配置されたアレイ部802、補強部801、803、取り付け部800、804からなる。取り付け部800、804はコリメータ108を支持部(不図示)に固定するためのものである。また、補強部801、803はアレイ部802の強度を補うためのものである。
FIG. 9A is a cross-sectional view taken along the line XX showing the entire structure including the reinforcing portion and the mounting portion of the collimator. The
図9(b)はアレイ部802のA-A’断面図である。半導体層805に対して画素の境界806が設定され、コリメータの台部807(薄い灰色部分)の幅は(式2)を用いて決定され、コリメータの茎部808(濃い灰色部分)の台部807に対する搭載位置は(式3)を用いて決定される。茎部808が焦点の移動方向にシフトして配置されることによるコリメータ108の重心の偏りに対して、図9では取り付け部804を取り付け部800よりX方向に小さくしたり、あるいは取り付け部800を取り付け部804よりX方向に大きくしたりする。このようにすることで、取り付け部全体の重心を、検出素子モジュール107の中心よりも焦点の移動方向と逆側へと設定し、コリメータ108全体の重心を検出素子モジュール107の中心に一致させる。より具体的には、(式5)を満たすように取り付け部800と取り付け部804の大きさを設定する。
FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line AA'of the array unit 802.
また、コリメータ108全体の重心を調整するために、補強部の大きさを変更してもよい。補強部の大きさを変更する例について図10を用いて説明する。
Further, the size of the reinforcing portion may be changed in order to adjust the center of gravity of the
図10は図8と同様に、コリメータの補強部と取り付け部を含めた全体構造を示すY-Z断面図である。コリメータ108は開口部と茎部と台部が繰り返し配置されたアレイ部902、補強部901、903、取り付け部900、904からなる。取り付け部900、904はコリメータ108を支持部(不図示)に固定するためのものである。また、補強部901、903はアレイ部902の強度を補うためのものである。
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line YZ showing the entire structure including the reinforcing portion and the mounting portion of the collimator, as in FIG. The
図8及び図9の例と同様に、アレイ部902は茎部が焦点の移動方向にシフトして配置されるため、アレイ部902の重心は、検出素子モジュール107の中心よりも焦点の移動方向側に位置する。そこで、焦点の移動方向の補強部903を反対側の補強部901よりZ方向に小さくしたり、あるいは補強部901を補強部903よりZ方向に大きくしたりする。このようにすることで、補強部全体の重心を、検出素子モジュール107の中心よりも焦点の移動方向と逆側へと設定し、コリメータ108全体の重心を検出素子モジュール107の中心に一致させる。すなわち、検出素子モジュール107の中心のZ座標をZ=0とした場合に、アレイ部902の重心のZ座標をZARRAY、アレイ部902の質量をWARRAY、補強部全体(補強部901と補強部903)の重心のZ座標をZSUPPORT、補強部全体の質量をWSUPPORTとすると、
ZARRAY×WARRAY=ZSUPPORT×WSUPPORT …(式6)
となるようにZSUPPORT、WSUPPORTを設定する。
Similar to the examples of FIGS. 8 and 9, since the stem portion of the
Z ARRAY x W ARRAY = Z SUPPORT x W SUPPORT ... (Equation 6)
Z SUPPORT and W SUPPORT are set so as to be.
このように、コリメータ108全体の重心を検出素子モジュール107の中心に揃えることで、スキャナ110のチルト撮影を容易にできる。
By aligning the center of gravity of the
<第三実施形態>
第一実施形態では、コリメータの茎部を焦点の移動方向へシフトさせて配置することについて説明した。このようなコリメータを備えた検出素子モジュールは焦点に対して適切な位置に調整されることが望ましい。そこで本実施形態では、検出素子モジュールの位置調整方法について説明する。検出素子モジュールの位置調整方法は2段階あり、第1段階ではコリメータと半導体層とを位置調整して検出素子モジュールを完成させ、第2段階では焦点と検出素子モジュールとを位置調整する。
<Third embodiment>
In the first embodiment, it has been described that the stem of the collimator is shifted and arranged in the moving direction of the focal point. It is desirable that the detection element module provided with such a collimator be adjusted to an appropriate position with respect to the focal point. Therefore, in this embodiment, a method of adjusting the position of the detection element module will be described. There are two steps in the position adjustment method of the detection element module. In the first stage, the position of the collimator and the semiconductor layer is adjusted to complete the detection element module, and in the second stage, the focus and the detection element module are adjusted in position.
以下、第一実施形態と同様に、X線CT装置の放射線検出器を例に、図11と図12を用いて第1段階を、図13と図14を用いて第2段階を説明する。本実施形態は、上述した全ての実施形態に適用することができ、コリメータの重量バランスのとり方は第二実施形態で説明した構成や手法いずれかを採用しても良い。 Hereinafter, as in the first embodiment, the first step will be described with reference to FIGS. 11 and 12, and the second step will be described with reference to FIGS. 13 and 14, using the radiation detector of the X-ray CT device as an example. This embodiment can be applied to all the above-described embodiments, and any of the configurations and methods described in the second embodiment may be adopted as the method of weight balancing the collimator.
図11を用いてコリメータと半導体層との位置合わせの状態と、各状態における体軸方向位置と画素の感度の関係について説明する。図11(a)はコリメータ108と半導体層109間の位置が正しい状態、図11(b)はコリメータ108と半導体層109間の位置が正しくない状態であり、図11(c)は各状態における体軸方向位置と画素の感度の関係を示したグラフである。
The relationship between the position of the collimator and the semiconductor layer and the position in the body axis direction and the sensitivity of the pixel in each state will be described with reference to FIG. FIG. 11 (a) shows a state in which the position between the
コリメータ108と半導体層109間の位置が正しい場合、体軸方向位置の全域においてアーチファクトが生じないための閾値ITARG以上の感度が確保される。他方、コリメータ108と半導体層109間の位置が正しくない場合、体軸方向位置の中央部では閾値ITARG以上の感度が確保されるものの、中央部以外では半導体層109の画素とコリメータ108の開口部との位置関係がずれ、閾値ITARG未満の感度となる。
When the position between the
次に図12を用いて、コリメータと半導体層との相対位置を調整するための手順を説明する。まず、計測準備(S1200)として、1つ以上の検出素子モジュールをX線源と対向する位置に取り付ける。次に、スキャナ110を静止させた状態でX線を検出素子モジュールへ照射し(S1201)、取り付けた検出素子モジュールの感度(I)を計測する(S1202)。このとき、静止スキャンで計測した感度が体軸方向位置の全域において閾値ITARG以上であるかを確認し(S1203)、閾値以上であればコリメータ108と半導体層109間の位置が正しいと判断し位置調整は終了となる(S1204)。一方、一部の感度が閾値ITARG未満となった場合は、コリメータ108と半導体層109間の位置調整をし(S1205)、S1201に戻る。なお、感度の閾値ITRAGは全ての画素に対して一律の値でも良いし、画素の位置や検出素子モジュールの位置に応じて適宜定められた値でも良い。また、X線の管電圧や管電流に応じて適宜定められた値を用いても良い。
Next, a procedure for adjusting the relative position between the collimator and the semiconductor layer will be described with reference to FIG. First, as a measurement preparation (S1200), one or more detection element modules are attached at positions facing the X-ray source. Next, with the
以上の手順によりコリメータと半導体層とを適切な位置に調整することができ、第1段階として各検出素子モジュールを完成させることができる。 By the above procedure, the collimator and the semiconductor layer can be adjusted to appropriate positions, and each detection element module can be completed as the first step.
図13は第1段階を経て完成した検出素子モジュールが焦点に対して理想的な位置に取り付けられた場合における、Z方向の焦点位置と画素の感度の関係を示したグラフである。スキャナ110が静止時の焦点位置をZSTA、スキャナ110が回転中の焦点位置をZROTとすると、焦点の移動範囲はZSTA~ZROTとなる。Z座標がZSTAより小さい範囲またはZROTより大きい範囲では、茎部の影が台部上に収まらなくなるために、画素の感度は急激に低下する。それに対し、ZSTA~ZROTの範囲では画素の感度はほぼ一定に保たれ、アーチファクトが生じないための閾値ITARG以上の感度が確保される。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the focal position in the Z direction and the sensitivity of the pixel when the detection element module completed through the first step is mounted at an ideal position with respect to the focal point. Assuming that the focal position when the
次に図14を用いて、コリメータと半導体層との相対位置を調整するための手順を説明する。まず、計測準備(S1400)として、1つ以上の検出素子モジュールをX線源と対向する位置に取り付ける。次に、スキャナ110を静止させた状態でX線を検出素子モジュールへ照射し(S1401)、取り付けた検出素子モジュールの感度(ISTA)を計測する(S1402)。さらに、今度はスキャナ110を回転させた状態でX線を検出素子モジュールへ照射し(S1403)、取り付けた検出素子モジュールの感度(IROT)を計測する(S1404)。このとき、複数の回転速度が設定できる場合には、焦点の移動距離が最大となる状況を作り出すため、最速の回転速度を選択する。静止スキャンと回転スキャンのそれぞれで計測した感度が目標値ITARG以上であるかを確認し(S1405)、目標値を満たしていればコリメータは適切に取り付けられていると判断し位置調整は終了となる(S1406)。一方、いずれかの感度が目標値ITARG以下となった場合は、検出素子モジュールの位置等を適宜調整し(S1407)、S1401に戻る。なお、感度の目標値ITRAGは全ての画素に対して一律の値でも良いし、画素の位置や検出素子モジュールの位置に応じて適宜定められた値でも良い。また、X線の管電圧や管電流に応じて適宜定められた値を用いても良い。
Next, a procedure for adjusting the relative position between the collimator and the semiconductor layer will be described with reference to FIG. First, as a measurement preparation (S1400), one or more detection element modules are attached at positions facing the X-ray source. Next, with the
以上の手順により検出素子モジュールを焦点に対して適切な位置に調整することができる。また、静止スキャン時に計測された感度と、最速の回転速度が選択された最速スキャン時に計測された感度とに基づいて検出素子モジュールの位置調整が行われ、回転速度ごとに位置調整をせずにすむので、位置調整に係る工数を低減することができる。 By the above procedure, the detection element module can be adjusted to an appropriate position with respect to the focal point. Further, the position of the detection element module is adjusted based on the sensitivity measured at the time of static scan and the sensitivity measured at the time of the fastest scan in which the fastest rotation speed is selected, without adjusting the position for each rotation speed. Therefore, the man-hours related to the position adjustment can be reduced.
<第四実施形態>
第一実施形態では焦点移動によるコリメータの影の変化が与える影響を抑制するための構造について説明した。焦点の移動距離はスキャナの回転速度に依存するので、本実施形態では、スキャナの回転速度に応じて茎部及び台部の寸法を設定する手法について説明する。
<Fourth Embodiment>
In the first embodiment, the structure for suppressing the influence of the change in the shadow of the collimator due to the movement of the focal point has been described. Since the moving distance of the focal point depends on the rotation speed of the scanner, in the present embodiment, a method of setting the dimensions of the stem portion and the base portion according to the rotation speed of the scanner will be described.
以下、第一実施形態と同様に、X線CT装置の放射線検出器を例に、図15を用いて本実施形態を説明する。本実施形態は、上述した全ての実施形態に適用することができ、コリメータの重量バランスのとり方は各実施形態で説明した構成や手法いずれかを採用しても良い。 Hereinafter, as in the first embodiment, the present embodiment will be described with reference to FIG. 15, using the radiation detector of the X-ray CT device as an example. This embodiment can be applied to all the above-described embodiments, and any of the configurations and methods described in each embodiment may be adopted for the method of weight balancing of the collimator.
図15は、コリメータの台部に必要な幅 (B)とスキャナの回転速度(R)との関係を示す図である。なお、台部の幅 (B)と回転速度(R)との関係は実際にはきれいに2次関数とならない場合があるが、感度変化にアーチファクトが発生しない範囲であれば若干の変動量を持っても構わないので、図15では両者の関係を2次関数として単純に表現している。 FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the width (B) required for the base of the collimator and the rotation speed (R) of the scanner. The relationship between the width (B) of the base and the rotation speed (R) may not actually be a quadratic function, but it has a slight fluctuation amount as long as the sensitivity change does not cause an artifact. However, in FIG. 15, the relationship between the two is simply expressed as a quadratic function.
焦点の移動距離はスキャナ110の回転速度(R)と正の相関があり、回転速度が速いほど焦点の移動距離が大きくなるので、コリメータの影を吸収するために必要な台部の幅(B)も大きくなる。ここで、CT装置には、スキャナ110の最速スキャン時の回転速度が低い普及機から、最速スキャン時の回転速度が高い高級機まで複数のラインナップがある。そこで、最速スキャン時の回転速度に応じて適切なコリメータの台部の幅を設定することで、各CT装置においてX線利用効率を最大化することができる。
The moving distance of the focal point has a positive correlation with the rotation speed (R) of the
ここで、チルト撮影時のチルト角度と必要なコリメータの台部の幅(B)の関係について説明する。スキャナ110がチルトしていない状態では、検出素子モジュールにかかる重力と回転による遠心力との方向が一致し合力が最大となるため、焦点の移動距離が最大となる。一方、スキャナ110がチルトした状態では、重力と遠心力との方向が一致せず合力が小さくなり、焦点の移動距離も小さくなる。チルト角が大きくなるほど重力と遠心力とのなす角度は大きくなり、重力と遠心力との合力が小さくなるので、焦点の移動距離も小さくなる。すなわち、スキャナ110のチルト角とコリメータの台部に必要な幅(B)には負の相関がある。
Here, the relationship between the tilt angle at the time of tilt shooting and the required width (B) of the base of the collimator will be described. When the
なお、最速スキャン時の回転速度が異なるCT装置のラインナップをそろえる場合、コリメータの茎部と台部を別々に構成し検出素子モジュール組立て時に結合することで、回転速度の異なるCT装置間でコリメータの茎部を共有できるメリットがある。 If you have a lineup of CT devices with different rotation speeds at the fastest scan, you can configure the stem and base of the collimator separately and combine them when assembling the detection element module so that the collimators can be connected between CT devices with different rotation speeds. There is a merit that the stem can be shared.
<第五実施形態>
第一実施形態では、スキャナの回転によって生じる焦点移動に着目した。焦点移動は焦点サイズの変更によっても生じる。焦点サイズ変更時の焦点移動の方向はチャネル方向である。本実施形態では、焦点サイズ変更時の焦点移動に対する感度変化を抑制する方法について説明する。
<Fifth Embodiment>
In the first embodiment, attention is paid to the focus movement caused by the rotation of the scanner. Focus movement is also caused by changing the focus size. The direction of focus movement when changing the focus size is the channel direction. In this embodiment, a method of suppressing a change in sensitivity with respect to focus movement when the focus size is changed will be described.
以下、第一実施形態と同様に、X線CT装置の放射線検出器を例に、図16を用いて本実施形態を説明する。本実施形態は、上述した全ての実施形態に並行して適用することができる。 Hereinafter, as in the first embodiment, the present embodiment will be described with reference to FIG. 16 by taking the radiation detector of the X-ray CT device as an example. This embodiment can be applied in parallel to all the embodiments described above.
図16(a)は図9(a)に示したコリメータに対して、台部の幅をチャネル方向へ更に拡大した図である。半導体層1303の画素の境界1300の直上に、チャネル方向へ幅が拡大されたコリメータの台部1302が配置される。また、コリメータの茎部1301は、境界1300から焦点サイズ変更時の焦点の移動方向である+X方向へシフトして配置される。コリメータをこのような形状とすることで、焦点サイズの変更時に発生する+X方向への焦点移動による画素の感度変化を抑制することができる。
FIG. 16A is a diagram in which the width of the base portion is further expanded in the channel direction with respect to the collimator shown in FIG. 9A. Immediately above the
図16(b)は図16(a)のA-A’断面図へ示す。台部1302のチャネル方向の幅は、焦点サイズ変更時の焦点の移動距離に対応して(式2)を用いて計算される。また、茎部1301のチャネル方向の位置は(式3)を用いて計算される。なお、焦点の移動距離は一般的にZ方向よりもX方向のほうが小さいため、台部1302の茎部1301に対するはみ出し幅はZ方向(SZ)よりもX方向(SX)のほうが小さくなる。
16 (b) is shown in the cross-sectional view taken along the line AA'of FIG. 16 (a). The width of the base 1302 in the channel direction is calculated using (Equation 2) corresponding to the moving distance of the focal point when the focal point size is changed. Further, the position of the
次に、図16で説明したコリメータの構造によって生じるコリメータの重心の偏りを補正する方法を、図17を用いて説明する。図17は、コリメータの補強部と取り付け部を含めた全体構造を示す断面図である。コリメータ108は開口部と茎部と台部が繰り返し配置されたアレイ部1402、補強部1401、1403、取り付け部1400、1404からなる。取り付け部1400、1404はコリメータ108を支持部(不図示)に固定するためのものである。また、補強部1401、1403はアレイ部1402の強度を補うためのものである。
Next, a method of correcting the bias of the center of gravity of the collimator caused by the structure of the collimator described with reference to FIG. 16 will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view showing the entire structure including the reinforcing portion and the mounting portion of the collimator. The
本実施形態のアレイ部1402はスキャナ110の回転による焦点移動の方向(-Z方向)だけでなく、焦点サイズ変更による焦点移動の方向(+X方向)に対しても茎部がシフトして配置されるため、アレイ部1402の重心は、検出素子モジュールの中心よりも図17中で右下側に位置する。そこで、取り付け部1404を反対側の取り付け部1400より小さくしたり、あるいは取り付け部1400を取り付け部1404より大きくしたりするとともに、取り付け部1400を図17中で左方向へシフトさせることでコリメータ108全体の重心を検出素子モジュールの中心に一致させる。すなわち、(式6)に加え、検出素子モジュールの中心のX座標をX=0とした場合に、アレイ部1402の重心のX座標をXARRAY、アレイ部1402の質量をWARRAY、取り付け部全体(取り付け部1400と取り付け部1404)の重心のX座標をXMOUNT、取り付け部全体の全体質量をWMOUNTとすると、
XARRAY×WARRAY=XMOUNT×WMOUNT …(式7)
となるようにXMOUNT、WMOUNTを設定する。
The
X ARRAY × W ARRAY = X MOUNT × W MOUNT … (Equation 7)
Set X MOUNT and W MOUNT so that
このように、コリメータ108全体の重心を検出素子モジュールの中心に揃えることで、スキャナ110の重量バランス調整を容易にできる。
By aligning the center of gravity of the
なお、図17ではX方向の重量バランス調整に取り付け部1400の位置を変更したが、取り付け部1404の位置や補強部1401、1403の寸法や位置を変更しても良い。さらに、本実施形態ではコリメータ全体を同一の材料で構成し、その形状を一部変更することで重量バランス調整を行ったが、コリメータを構成する材料を一部変更することで同様のバランス調整を行っても良い。
Although the position of the mounting
100:X線源、101:X線検出器、102:信号処理部、103:画像生成部、104:回転盤、105:寝台部、106:被写体、107:検出素子モジュール、108:コリメータ、109:半導体層、110:スキャナ、200:有感帯、201:不感帯、202:有感帯、203:画素の境界、204:台部、205:茎部、206:静止中の焦点、207:回転中の焦点、300:有感帯、301:不感帯、302:有感帯、303:画素の境界、304:台部、305:茎部、306:静止中の焦点、307:回転中の焦点、500:有感帯、501:不感帯、502:有感帯、503:画素の境界、504:台部、505:茎部、506:静止中の焦点、507:回転中の焦点、400~405:有感帯、406~412:不感帯、413~417:画素の境界、418~424:台部、425~431:茎部、600:取り付け部、601:補強部、602:アレイ部、603:補強部、604:取り付け部、800:取り付け部、801:補強部、802:アレイ部、803:補強部、804:取り付け部、805:半導体層、806:画素の境界、807:台部、808:茎部、900:取り付け部、901:補強部、902:アレイ部、903:補強部、904:取り付け部、1300:画素の境界、1301:茎部、1302:台部、1303:半導体層、1400:取り付け部、1401:補強部、1402:アレイ部、1403:補強部、1404:取り付け部 100: X-ray source, 101: X-ray detector, 102: Signal processing unit, 103: Image generation unit, 104: Turntable, 105: Sleeper unit, 106: Subject, 107: Detection element module, 108: Collimeter, 109 : Semiconductor layer, 110: Scanner, 200: Sensitive band, 201: Insensitive band, 202: Sensitive band, 203: Pixel boundary, 204: Base, 205: Stem, 206: Static focus, 207: Rotation Medium focus, 300: sensitive band, 301: dead zone, 302: sensitive band, 303: pixel boundary, 304: base, 305: stem, 306: stationary focus, 307: rotating focus, 500: Sensitive zone, 501: Insensitive zone, 502: Sensitive zone, 503: Pixel boundary, 504: Base, 505: Stem, 506: Static focus, 507: Rotating focus, 400-405: Sensitive band, 406 to 412: Insensitive band, 413 to 417: Pixel boundary, 418 to 424: Base part, 425 to 431: Stem part, 600: Mounting part, 601: Reinforcement part, 602: Array part, 603: Reinforcement Part, 604: Mounting part, 800: Mounting part, 801: Reinforcing part, 802: Array part, 803: Reinforcing part, 804: Mounting part, 805: Semiconductor layer, 806: Pixel boundary, 807: Base part, 808: Stem part, 900: Mounting part, 901: Reinforcing part, 902: Array part, 903: Reinforcing part, 904: Mounting part, 1300: Pixel boundary, 1301: Stem part, 1302: Base part, 1303: Semiconductor layer, 1400 : Mounting part, 1401: Reinforcing part, 1402: Array part, 1403: Reinforcing part, 1404: Mounting part
Claims (20)
前記コリメータは台部と、前記台部よりも前記放射線源の側に配置され前記台部の幅よりも狭い幅を有する茎部とを有し、
前記台部は前記放射線検出器の画素と画素との境界に配置され、
前記茎部は前記焦点が前記放射線検出器に対して相対的に移動する方向であって前記放射線検出器の検出面と平行な第一方向の側へ前記境界からシフトした位置に配置されることを特徴とする放射線撮像装置。 A radiation image pickup device comprising a radiation source, a radiation detector for detecting radiation emitted from the focal point of the radiation source, and a collimeter arranged between the radiation source and the radiation detector.
The collimator has a pedestal and a stem that is located closer to the radiation source than the pedestal and has a width narrower than the width of the pedestal.
The pedestal is arranged at the boundary between the pixels of the radiation detector.
The stem portion is arranged at a position shifted from the boundary to the side in the first direction parallel to the detection surface of the radiation detector in the direction in which the focal point moves relative to the radiation detector. A radiation imaging device characterized by this.
前記台部の前記第一方向の幅と、前記茎部が配置される位置とは、前記焦点の移動距離と、前記茎部の高さ及び前記第一方向の幅と、前記焦点から前記茎部までの距離と、に基づいて算出されることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1.
The width of the pedestal in the first direction and the position where the stem is arranged are the moving distance of the focal point, the height of the stem and the width in the first direction, and the stem from the focal point. A radiation imaging device characterized in that it is calculated based on the distance to a part.
前記台部の前記第一方向の幅Bは、前記焦点の移動距離をE、前記茎部の高さをH、前記焦点から前記台部までの距離をF、前記茎部の前記第一方向の幅をWとしたときに、
B=(EH+FW)/(F-H)
によって算出されることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging device according to claim 2.
The width B of the pedestal in the first direction is E for the moving distance of the focal point, H for the height of the stalk, F for the distance from the focal point to the pedestal, and the first direction of the stalk. When the width of is W
B = (EH + FW) / (FH)
A radiation imaging device characterized by being calculated by.
前記茎部が配置される位置は、前記第一方向において前記台部を
(2EH+FW):FW
に分離する位置であることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 3.
The position where the stem portion is arranged is such that the base portion is (2EH + FW): FW in the first direction.
A radiation imaging device characterized by being in a position to be separated into.
前記台部の断面形状が前記焦点側の辺よりも前記放射線検出器側の辺が長い台形であることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1.
A radiation imaging device characterized in that the cross-sectional shape of the pedestal is a trapezoid in which the side on the radiation detector side is longer than the side on the focal side.
前記台形の前記焦点側の辺と前記放射線検出器側の辺との間でのテーパー率は、前記焦点の移動距離と、前記茎部の高さと、前記焦点から前記台部までの距離と、前記茎部の前記第一方向の幅と、に基づいて算出されることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 5.
The taper ratio between the focal side side of the trapezoid and the radiation detector side is the moving distance of the focal point, the height of the stem portion, and the distance from the focal point to the pedestal portion. A radiation imaging device characterized in that it is calculated based on the width of the stem portion in the first direction.
前記テーパー率Tは、前記茎部の高さをH、前記焦点から前記台部までの距離をF、前記茎部の前記第一方向の幅をWとしたときに、
T=(E+W/2)/(F-H)
によって算出されることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 6.
The taper ratio T is when the height of the stem portion is H, the distance from the focal point to the pedestal portion is F, and the width of the stem portion in the first direction is W.
T = (E + W / 2) / (FH)
A radiation imaging device characterized by being calculated by.
前記台形は対称形状であることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 5.
A radiation imaging device characterized in that the trapezoid has a symmetrical shape.
前記茎部がシフトした位置に配置されることによって生じる前記コリメータの重心の偏りを、所定の位置に補正する構造を有することを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1.
A radiation imaging device having a structure that corrects the deviation of the center of gravity of the collimator caused by the arrangement of the stem portion at a shifted position to a predetermined position.
前記所定の位置が前記第一方向における前記放射線検出器の中心であることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 9.
A radiation imaging device characterized in that the predetermined position is the center of the radiation detector in the first direction.
前記コリメータの重心の偏りを取り付け部で補正することを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 9.
A radiation imaging device characterized in that the deviation of the center of gravity of the collimator is corrected by a mounting portion.
前記コリメータの重心の偏りを補強部で補正することを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 9.
A radiation imaging device characterized in that the bias of the center of gravity of the collimator is corrected by a reinforcing portion.
前記コリメータに対する前記放射線検出器の位置は、前記放射線検出器の前記第一方向での位置の全域における感度に基づいて設定されることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1.
A radiation imaging device characterized in that the position of the radiation detector with respect to the collimator is set based on the sensitivity of the radiation detector over the entire position of the position in the first direction.
前記焦点に対する前記放射線検出器の位置は、静止スキャン時に計測された感度と最速スキャン時に計測された感度とに基づいて設定されることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 13.
A radiation imaging device characterized in that the position of the radiation detector with respect to the focal point is set based on the sensitivity measured during a static scan and the sensitivity measured during the fastest scan.
前記台部の幅は最速スキャン時の回転速度が大きくなるにつれて広く設定されることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 14.
A radiation imaging device characterized in that the width of the base portion is set wider as the rotation speed at the time of the fastest scan increases.
前記焦点が、前記第一方向に直交するとともに放射線放射方向とも直交する方向である第二方向にも移動する際に、前記茎部は前記境界から前記第二方向にもシフトした位置に配置されることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1.
When the focal point moves in the second direction, which is orthogonal to the first direction and also orthogonal to the radiation radiation direction, the stem portion is arranged at a position shifted from the boundary to the second direction. A radiation imaging device characterized by the above.
前記台部の前記茎部に対する前記第一方向のはみ出し幅は前記第二方向のはみ出し幅よりも大きいことを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 16.
A radiation imaging apparatus characterized in that the protrusion width in the first direction with respect to the stem portion of the pedestal portion is larger than the protrusion width in the second direction.
前記台部の前記第二方向の幅と、前記茎部が前記第二方向にシフトして配置される位置とは、前記焦点の前記第二方向への移動距離と、前記茎部の高さ及び前記第二方向の幅と、前記焦点から前記茎部までの距離と、に基づいて算出されることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 16.
The width of the pedestal portion in the second direction and the position where the stem portion is shifted and arranged in the second direction are the moving distance of the focal point in the second direction and the height of the stem portion. A radiation imaging device characterized by being calculated based on the width in the second direction and the distance from the focal point to the stem portion.
前記茎部と前記台部とが別部品として構成されることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1.
A radiation imaging device characterized in that the stem portion and the pedestal portion are configured as separate parts.
前記茎部と前記台部とが異なる材料であることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 19.
A radiation imaging device characterized in that the stem portion and the pedestal portion are made of different materials.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017217302A JP7066375B2 (en) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Radiation imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017217302A JP7066375B2 (en) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Radiation imaging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019084304A JP2019084304A (en) | 2019-06-06 |
JP7066375B2 true JP7066375B2 (en) | 2022-05-13 |
Family
ID=66761809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017217302A Active JP7066375B2 (en) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Radiation imaging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7066375B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004337609A (en) | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | Collimator assembly for computer tomography system |
US20060118730A1 (en) | 2004-12-08 | 2006-06-08 | Yaron Hefetz | Methods and apparatus for pixilated detector masking |
US20130121475A1 (en) | 2009-07-21 | 2013-05-16 | Ruvin Deych | Anti-scatter grid or collimator |
JP2013140121A (en) | 2012-01-06 | 2013-07-18 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | Radiation detection assembly and radiation tomography apparatus |
JP2016150208A (en) | 2015-02-19 | 2016-08-22 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | X-ray detector and x-ray computer tomographic apparatus |
-
2017
- 2017-11-10 JP JP2017217302A patent/JP7066375B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004337609A (en) | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | Collimator assembly for computer tomography system |
US20060118730A1 (en) | 2004-12-08 | 2006-06-08 | Yaron Hefetz | Methods and apparatus for pixilated detector masking |
US20130121475A1 (en) | 2009-07-21 | 2013-05-16 | Ruvin Deych | Anti-scatter grid or collimator |
JP2013140121A (en) | 2012-01-06 | 2013-07-18 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | Radiation detection assembly and radiation tomography apparatus |
JP2016150208A (en) | 2015-02-19 | 2016-08-22 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | X-ray detector and x-ray computer tomographic apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019084304A (en) | 2019-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7753586B2 (en) | Radiation imaging apparatus | |
US7247858B2 (en) | Method for creating a contiguous image using multiple X-ray imagers | |
US8262288B2 (en) | Focal spot position determiner | |
US7310404B2 (en) | Radiation CT radiographing device, radiation CT radiographing system, and radiation CT radiographing method using the same | |
US8098795B2 (en) | Device and method for time-delayed integration on an X-ray detector composed of a plurality of detector modules | |
US8094775B2 (en) | X-ray computer tomography apparatus including a pair of separably movable collimators | |
US8050381B2 (en) | Medical X-ray imaging system | |
US10393890B2 (en) | X-ray imaging device | |
CN101879069B (en) | X-ray computed tomography apparatus | |
US9603577B2 (en) | X-ray imaging apparatus and control method thereof | |
US10732302B2 (en) | Radiation grating detector and X-ray inspection apparatus | |
KR20140111818A (en) | X-ray imaging apparatus and control method for the same | |
KR20150061083A (en) | Radiographic imaging apparatus and method for controlling radiographic imaging apparatus | |
JP7199455B2 (en) | X-ray detector design | |
JP4472407B2 (en) | Method for creating a continuous image using a large number of X-ray images | |
US7208742B1 (en) | X-ray detector with radiation hard photodiode design | |
CN109313384B (en) | Device for optically receiving a screen | |
JP7066375B2 (en) | Radiation imaging device | |
KR20140109192A (en) | X-ray image apparatus and control method for the same | |
WO2019220689A1 (en) | X-ray imaging device | |
US10682106B2 (en) | Variable focus X-ray anti scatter device | |
KR102279966B1 (en) | Dental x-ray imaging apparatus | |
US11160517B2 (en) | Radiation imaging device | |
JP2012175144A (en) | Imaging device, imaging apparatus, and manufacturing method of the imaging device | |
KR20110077997A (en) | A large area x-ray detector and dental x-ray imaging apparatus using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201020 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210915 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211005 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20211027 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211118 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20211027 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220427 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7066375 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |