JP7293012B2 - 検出器モジュール、検出器フレーム、検出器ユニット及び検出器モジュールの取付方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、検出器モジュール、検出器フレーム及び検出器ユニットに関する。

従来、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置やＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置等のような放射線を利用した医用画像診断装置は、投影データの基になる放射線を検出するための検出器を備える。このような検出器の中には、複数の検出器モジュールによって構成され、各検出器モジュールが個別に交換可能となっているものもある。

特開２０１２－０３７２８１号公報 特表２００７－５１２０７５号公報 特開２０１８－００７９７１号公報 特表２０１８－０００４９６号公報

本発明が解決しようとする課題は、検出器モジュールをより安全に交換する際に、検出器面を保護しつつ、より安全に交換作業を行えるようにすることである。

実施形態に係る検出器モジュールは、検出器フレームに着脱されることで交換可能に構成された検出器モジュールであって、放射線が入射する検出器面と、前記検出器面を保護するカバーとを備える。前記カバーは、前記検出器フレームに固定されることで当該検出器フレームに対して前記検出器モジュールを位置決めする第１の位置決め部を有する。

図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。 図２は、本実施形態に係るＸ線検出器ユニットの構成例を示す図である。 図３は、本実施形態に係るＸ線検出器モジュールの構成例を示す図である。 図４は、本実施形態に係るカバーの構成例を示す図である。 図５は、本実施形態に係るＸ線検出器フレームの構成例を示す図である。 図６は、本実施形態に係るＸ線検出器フレームの位置決め穴によるＸ線検出器モジュールの位置決めを示す図である。 図７は、本実施形態に係るＸ線検出器モジュールがＸ線検出器フレームに取り付けられる際の流れを示す図である。 図８は、本実施形態に係る第１の変形例を示す図である。 図９は、本実施形態に係る第２の変形例を示す図である。 図１０は、本実施形態に係る第３の変形例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本願が開示する検出器モジュール、検出器フレーム及び検出器ユニットの実施形態について説明する。ここで、各図面に示される構成は模式的なものであり、図示されている各構成要素の寸法や構成要素間の寸法の比率は実物と異なる場合がある。また、図面相互の間でも、同じ構成要素の寸法や構成要素間の寸法の比率が異なって示されている場合がある。

なお、以下に示す実施形態では、本願が開示する検出器モジュール、検出器フレーム及び検出器ユニットをＸ線ＣＴ装置に適用した場合の例を説明する。

図１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。

例えば、図１に示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。なお、図１では説明の便宜上、架台装置１０を複数示している。

なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台装置３０の天板３３の長手方向を「Ｚ軸方向」と定義する。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向を「Ｘ軸方向」と定義する。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向を「Ｙ軸方向」と定義する。

架台装置１０は、被検体Ｐ（患者等）にＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、コンソール装置４０に出力する装置である。架台装置１０は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器ユニット１２と、回転フレーム１３と、制御装置１５と、ウェッジ１６と、Ｘ線絞り器１７と、Ｘ線高電圧装置１４とを有する。

Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加により、陰極（フィラメント）から陽極（ターゲット）に向けて熱電子を照射することでＸ線を発生する真空管である。例えば、Ｘ線管１１は、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管である。

ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１６は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。なお、ウェッジ１６は、ウェッジフィルタ（wedge filter）や、ボウタイフィルタ（bow-tie filter）とも呼ばれる。

Ｘ線絞り器１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等を含み、複数の鉛板等を組み合わせることによってスリットを形成している。

Ｘ線検出器ユニット１２は、Ｘ線管１１から照射され、被検体Ｐを通過したＸ線を検出する。具体的には、Ｘ線検出器ユニット１２は、Ｘ線管１１の焦点を中心として１つの円弧に沿ってチャネル方向に複数の検出素子が配列された複数の検出素子列を有する。例えば、Ｘ線検出器ユニット１２は、チャネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列が列方向（スライス方向、ｒｏｗ方向とも呼ばれる）に複数配列された構造を有する。

例えば、Ｘ線検出器ユニット１２は、コリメータと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有し、各シンチレータが、入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。コリメータ（グリッドとも呼ばれる）は、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。例えば、コリメータは、１次元コリメータ又は２次元コリメータである。光センサアレイは、複数の光センサを有し、各光センサが、対応するシンチレータから出力される光量に応じた電気信号を出力する。例えば、光センサアレイは、光電子増倍管（Photomultiplier Tube：ＰＭＴ）等の他の光センサを有する。なお、Ｘ線検出器ユニット１２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。

また、Ｘ線検出器ユニット１２は、各検出素子から出力される電気信号を処理するＤＡＳ（Data Acquisition System）を有する。ＤＡＳは、Ｘ線検出器ユニット１２の各検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、検出データを生成する。ＤＡＳが生成した検出データは、コンソール装置４０へと転送される。

Ｘ線高電圧装置１４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生する機能を有する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１が照射するＸ線出力に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。なお、Ｘ線高電圧装置１４は、後述する回転フレーム１３に設けられてもよいし、架台装置１０において回転フレーム１３を回転可能に支持する支持フレーム（図示は省略）に設けられてもよい。

回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器ユニット１２とを対向支持し、後述する制御装置１５によってＸ線管１１とＸ線検出器ユニット１２とを回転させる円環状のフレームである。なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器ユニット１２に加えて、Ｘ線高電圧装置１４を更に備えて支持する。ここで、Ｘ線検出器ユニット１２が有するＤＡＳが生成した検出データは、回転フレーム１３に設けられた発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）を有する送信機から光通信によって架台装置１０の非回転部分（例えば、支持フレーム等）に設けられたフォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置４０へ転送される。なお、回転フレーム１３から架台装置１０の非回転部分への検出データの送信方法は、前述の光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。

制御装置１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置１５は、コンソール装置４０若しくは架台装置１０に取り付けられた入力インターフェース４３からの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行う機能を有する。例えば、制御装置１５は、入力信号を受けて回転フレーム１３を回転させる制御や、架台装置１０をチルトさせる制御、及び寝台装置３０及び天板３３を動作させる制御を行う。なお、架台装置１０をチルトさせる制御は、架台装置１０に取り付けられた入力インターフェース４３によって入力される傾斜角度（チルト角度）情報により、制御装置１５がＸ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１３を回転させることによって実現される。なお、制御装置１５は、架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられても構わない。

寝台装置３０は、スキャン対象である被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを有する。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を天板３３の長軸方向に移動するモータあるいはアクチュエータである。支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。

コンソール装置４０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１の操作を受け付けるとともに、架台装置１０によって収集された検出データを用いてＣＴ画像データを再構成する装置である。コンソール装置４０は、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４とを有する。なお、ここでは、コンソール装置４０と架台装置１０とが別体である場合の例を説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０又はコンソール装置４０の構成要素の一部が含まれていてもよい。

メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ４１は、例えば、投影データやＣＴ画像データを記憶する。

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路４４によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、操作者からの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を出力する。例えば、ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。なお、例えば、ディスプレイ４２は、架台装置１０に設けられていてもよい。また、例えば、ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されていてもよい。

入力インターフェース４３は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、投影データを収集する際の収集条件や、ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。例えば、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等により実現される。なお、例えば、入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられていてもよい。また、例えば、入力インターフェース４３は、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されていてもよい。

処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路４４は、システム制御機能４４１、前処理機能４４２、再構成処理機能４４３、及び画像処理機能４４４を実行する。

システム制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路４４の各種機能を制御する。例えば、システム制御機能４４１は、Ｘ線ＣＴ装置１において実行されるＣＴスキャンを制御する。また、システム制御機能４４１は、前処理機能４４２、再構成処理機能４４３、及び画像処理機能４４４を制御することで、コンソール装置４０におけるＣＴ画像データの生成や表示を制御する。

前処理機能４４２は、Ｘ線検出器ユニット１２のＤＡＳから出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施した投影データを生成する。なお、前処理前のデータ（検出データ）及び前処理後のデータを総称して投影データと称する場合もある。

再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２にて生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってＣＴ画像データ（再構成画像データ）を生成する。

画像処理機能４４４は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、再構成処理機能４４３によって生成されたＣＴ画像データを公知の方法により、任意断面の断層像データや３次元画像データに変換する。なお、３次元画像データの生成は再構成処理機能４４３が直接行っても構わない。

ここで、例えば、処理回路４４は、プロセッサにより実現される。この場合に、処理回路４４が有する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ４１に記憶される。そして、処理回路４４は、メモリ４１から各プログラムを読み出して実行することで、各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路４４は、図１の処理回路４４内に示された各処理機能を有することとなる。

なお、ここでは、単一の処理回路４４によって、上述した各処理機能が実現されるものとして説明したが、例えば、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路４４を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路４４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。また、処理回路４４が有する各処理機能は、回路等のハードウェアとソフトウェアとの混合によって実現されても構わない。また、ここでは、単一のメモリ４１が各処理機能に対応するプログラムを記憶する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、複数の記憶回路が分散して配置され、処理回路４４が、個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出して実行する構成としても構わない。

以上、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の全体的な構成について説明した。このような構成のもと、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１では、Ｘ線検出器ユニット１２が、複数のＸ線検出器モジュールによって構成されており、各Ｘ線検出器モジュールが個別に交換可能となっている。このような構成によれば、例えば、Ｘ線検出器ユニット１２に異常が発生した際に、故障しているＸ線検出器モジュールを単独で交換することによって、システムのダウンタイムを短縮することができるようになる。

図２は、本実施形態に係るＸ線検出器ユニット１２の構成例を示す図である。

例えば、図２に示すように、本実施形態に係るＸ線検出器ユニット１２は、全体として略円弧状に形成されており、当該円弧の中心がＸ線管１１の位置と一致するように、前述した回転フレーム１３に固定されている。なお、Ｘ線検出器ユニット１２は、検出器ユニットの一例である。

ここで、Ｘ線検出器ユニット１２における円弧の周方向は、チャネル方向に一致している。また、Ｘ線検出器ユニット１２における円弧の軸方向は、列方向に一致している。また、Ｘ線検出器ユニット１２における円弧の径方向は、Ｘ線の照射方向に一致している。なお、以下の説明で参照する各図面では、チャネル方向を矢印Ｃで示し、列方向を矢印Ｒで示し、Ｘ線の照射方向を矢印Ｉで示している。

具体的には、Ｘ線検出器ユニット１２は、複数のＸ線検出器モジュール１２１と、Ｘ線検出器フレーム１２２とを有する。なお、Ｘ線検出器モジュール１２１は、検出器モジュールの一例である。また、Ｘ線検出器フレーム１２２は、検出器フレームの一例である。

そして、本実施形態では、個々のＸ線検出器モジュール１２１が、Ｘ線検出器フレーム１２２に着脱されることで交換可能に構成されている。また、Ｘ線検出器フレーム１２２が、Ｘ線検出器モジュール１２１が着脱可能に構成されている。

具体的には、Ｘ線検出器モジュール１２１は、Ｘ線検出器フレーム１２２に対して、両隣に他のＸ線検出器モジュール１２１が取り付けられたまま、それぞれ単独で着脱可能となるように構成されている。例えば、Ｘ線検出器モジュール１２１は、特許文献３や特許文献４等に開示されている技術を用いることで、Ｘ線検出器フレーム１２２に対して着脱可能に構成されている。

このように、Ｘ線検出器モジュール１２１が交換可能な構成では、通常、各Ｘ線検出器モジュール１２１を高精度に並べて配置する必要があるため、隣接するＸ線検出器モジュール１２１の間のクリアランスが非常に小さくなる。そのため、Ｘ線検出器モジュール１２１を交換する際には、Ｘ線が入射する検出器面への接触による物理的な故障や、静電気による故障、アーチファクトの原因となるようなゴミや埃等の検出器面への付着、Ｘ線検出器モジュール１２１を摺動（スライド）させる際の帯電及び放電による故障等のリスクが懸念される。このため、Ｘ線検出器モジュール１２１の交換作業を行う作業者は、制電リストバンドや制電マット、ゴミ除去のブロア等を用いて、細心の注意を払って交換作業を行う必要がある。

このようなことから、本実施形態に係るＸ線検出器モジュール１２１、Ｘ線検出器フレーム１２２及びＸ線検出器ユニット１２は、Ｘ線検出器モジュール１２１を交換する際に、検出器面を保護しつつ、より安全に交換作業を行えるように構成されている。

具体的には、本実施形態では、Ｘ線検出器モジュール１２１が、検出器面を保護するカバーを備える。そして、カバーは、Ｘ線検出器フレーム１２２に固定されることで当該Ｘ線検出器フレーム１２２に対してＸ線検出器モジュール１２１を位置決めする第１の位置決め部を有する。

図３は、本実施形態に係るＸ線検出器モジュール１２１の構成例を示す図である。また、図４は、本実施形態に係るカバー１２１４の構成例を示す図である。ここで、図４の（ａ）及び（ｃ）は、列方向から見た場合のカバー１２１４の側面図であり、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）及び（ｃ）に示すＡ－Ａの位置におけるカバー１２１４の断面図である。

例えば、図３及び４に示すように、Ｘ線検出器モジュール１２１は、Ｘ線が入射する検出器面１２１１と、ＤＡＳ１２１２と、プレート１２１３と、カバー１２１４とを備える。

検出器面１２１１は、Ｘ線を検出する複数の検出素子がチャネル方向及び列方向に配列されることによって構成されている。具体的には、検出器面１２１１は、チャネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列が列方向に複数配列されて形成されている。

ＤＡＳ１２１２は、検出器面１２１１を構成する検出素子から出力される電気信号を処理する。なお、ＤＡＳ１２１２は、回路基板の一例である。

具体的には、ＤＡＳ１２１２は、増幅器及びＡ／Ｄが搭載された回路基板として構成されており、増幅器が、検出器面１２１１の検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行い、Ａ／Ｄ変換器が、増幅器によって増幅された電気信号をデジタル信号に変換する。また、ＤＡＳ１２１２は、グランド（以下、ＧＮＤ）を有している。

プレート１２１３は、検出器面１２１１を構成する検出素子と、ＤＡＳ１２１２とを保持する。

具体的には、プレート１２１３は、略直方体形状に形成された金属製の部材であり、６つのプレート面を有している。ここで、第１のプレート面１２１３１は、Ｘ線照射方向におけるＸ線管１１と対向する側に配置される面であり、第２のプレート面１２１３２は、Ｘ線照射方向における第１のプレート面１２１３１の反対側に配置される面である。また、第３のプレート面１２１３３は、チャネル方向における一方の側に配置される面であり、第４のプレート面１２１３４は、チャネル方向における第３のプレート面１２１３３の反対側に配置される面である。また、第５のプレート面１２１３５は、列方向における一方の側に配置される面であり、第６のプレート面１２１３６は、列方向における第５のプレート面１２１３５の反対側に配置される面である。

そして、第１のプレート面１２１３１には、検出器面１２１１を構成する各検出素子が配列された状態で固定されている。また、第２のプレート面１２１３２には、ＤＡＳ１２１２が、Ｘ線の照射方向に沿って延在するように固定されている。

また、第３のプレート面１２１３３及び第４のプレート面１２１３４には、それぞれのＸ線照射方向における同じ位置に、列方向に沿って延在する溝１２１３７が形成されている。ここで、溝１２１３７は、第３のプレート面１２１３３及び第４のプレート面１２１３４それぞれの列方向における一端から他端にわたって延在するように形成されている。

カバー１２１４は、検出器面１２１１を保護する。

具体的には、カバー１２１４は、中空の略直方体形状に形成された金属製の部材であり、Ｘ線照射方向におけるＸ線管１１とは反対側の面と、列方向における両側の面とが開口するように形成されている。ここで、カバー１２１４は、例えば、アルミや、樹脂の周りをめっきしたもののように、導電率の高い材料で形成されている。

また、カバー１２１４は、Ｘ線照射方向におけるＸ線管１１と対向する側に配置される第１のカバー部１２１４１と、チャネル方向における一方の側に配置される第２のカバー部１２１４２と、チャネル方向における第２のカバー部１２１４２の反対側に配置される第３のカバー部１２１４３とを有している。

そして、本実施形態では、Ｘ線検出器モジュール１２１を交換する際に、カバー１２１４が、プレート１２１３に対して取り付けられる。具体的には、カバー１２１４は、第１のカバー部１２１４１の内側が検出器面１２１１及びプレート１２１３の第１のプレート面１２１３１と対向し、第２のカバー部１２１４２の内側がプレート１２１３の第３のプレート面１２１３３と対向し、第３のカバー部１２１４３の内側がプレート１２１３の第４のプレート面１２１３４と対向するように取り付けられる。

これにより、Ｘ線検出器モジュール１２１を交換する際に、カバー１２１４によって、検出器面１２１１が保護される。

また、本実施形態では、カバー１２１４の列方向における一方の側の端部に、列方向に沿って突出する２つの位置決めピン１２１４４が設けられている。なお、位置決めピン１２１４４は、第１の位置決め部の一例である。

ここで、位置決めピン１２１４４は、略円柱形状に形成された金属製の部材であり、第１のカバー部１２１４１の列方向における一端から突出するように設けられている。

さらに、本実施形態では、カバー１２１４は、位置決めピン１２１４４がＸ線検出器フレーム１２２に固定された状態でＸ線検出器モジュール１２１をＸ線検出器フレーム１２２における取り付け位置に案内する案内部を備える。ここで、案内部は、位置決めピン１２１４４がＸ線検出器フレーム１２２に固定された状態でプレート１２１３を取り付け位置に向かう方向へ摺動可能に支持することで、Ｘ線検出器モジュール１２１を取り付け位置に案内する。

具体的には、カバー１２１４は、第１の案内部１２１４５と、第２の案内部１２１４６とを有する。なお、第１の案内部１２１４５及び第２の案内部１２１４６は、案内部の一例である。

第１の案内部１２１４５は、第２のカバー部１２１４２及び第３のカバー部１２１４３それぞれのＸ線照射方向におけるＸ線管１１とは反対側の端部に設けられている。具体的には、第１の案内部１２１４５は、第２のカバー部１２１４２及び第３のカバー部１２１４３それぞれの列方向における一端から他端にわたって延在し、かつ、カバー１２１４の内側へ向けて延出するように形成されている。

ここで、第２のカバー部１２１４２に設けられた第１の案内部１２１４５と、第３のカバー部１２１４３に設けられた第１の案内部１２１４５とは、チャネル方向において、それぞれの延出した先端の間隔が、プレート１２１３の幅より小さく、かつ、ＤＡＳ１２１２の幅より大きくなるように形成されている。

これにより、第１の案内部１２１４５は、カバー１２１４がプレート１２１３に取り付けられた際に、プレート１２１３の第２のプレート面１２１３２が載置されることで、プレート１２１３を列方向へ摺動可能に支持することができる。

一方、第２の案内部１２１４６は、第２のカバー部１２１４２及び第３のカバー部１２１４３それぞれのＸ線照射方向における中央付近に設けられている。具体的には、第２の案内部１２１４６は、第２のカバー部１２１４２及び第３のカバー部１２１４３それぞれの列方向における一端から他端にわたって延在し、かつ、カバー１２１４の内側へ向けて延出するように形成されている。

ここで、第２のカバー部１２１４２に設けられた第２の案内部１２１４６と、第３のカバー部１２１４３に設けられた第２の案内部１２１４６とは、Ｘ線照射方向において、プレート１２１３に形成された溝１２１３７より大きい幅となるように形成され、かつ、第１の案内部１２１４５からの距離が、プレート１２１３における第２のプレート面１２１３２と溝１２１３７との間の距離と一致するように形成されている。

さらに、第２のカバー部１２１４２に設けられた第２の案内部１２１４６と、第３のカバー部１２１４３に設けられた第２の案内部１２１４６とは、チャネル方向において、それぞれの延出した先端の間隔が、プレート１２１３における溝１２１３７が形成されていない位置の幅より小さく、かつ、溝１２１３７が形成されている位置の幅より大きくなるように形成されている。

これにより、第２の案内部１２１４６は、カバー１２１４がプレート１２１３に取り付けられた際に、プレート１２１３に形成された溝１２１３７と嵌合することで、プレート１２１３のＸ線照射方向への動きを規制しながら、プレート１２１３を列方向へ摺動可能に支持することができる。

なお、ここでは、第２の案内部１２１４６が、Ｘ線照射方向において、プレート１２１３に形成された溝１２１３７より大きい幅となるように形成されることとしたが、実施形態はこれに限られない。例えば、プレート１２１３のＸ線照射方向への動きをより高精度に規制することが求められる場合には、第２の案内部１２１４６が、Ｘ線照射方向において、プレート１２１３に形成された溝１２１３７と略同じ幅となるように形成されてもよい。

図５は、本実施形態に係るＸ線検出器フレーム１２２の構成例を示す図である。

例えば、図５に示すように、Ｘ線検出器フレーム１２２は、チャネル方向に沿った略円弧状に形成されており、Ｘ線照射方向におけるＸ線管１１と対向する側に、Ｘ線が入射する入射面１２２１を有する。また、図示は省略しているが、Ｘ線検出器フレーム１２２は、入射面１２２１の裏側に沿って、入射面１２２１から入射したＸ線から散乱線を除去するコリメータを収容している。

ここで、Ｘ線検出器フレーム１２２は、複数のＸ線検出器モジュール１２１が着脱可能に構成されている。

具体的には、Ｘ線検出器フレーム１２２は、Ｘ線照射方向におけるＸ線管１１とは反対側に、チャネル方向に沿って複数のＸ線検出器モジュール１２１が並べて取り付けられるように構成されている。ここで、各Ｘ線検出器モジュール１２１は、それぞれの検出器面１２１１がＸ線管１１に向くように配置された状態で、Ｘ線検出器フレーム１２２に取り付けられる。

そして、Ｘ線検出器フレーム１２２は、Ｘ線検出器モジュール１２１の第１の位置決め部が固定される第２の位置決め部を備える。ここで、第２の位置決め部は、Ｘ線検出器モジュール１２１ごとに設けられている。

本実施形態では、Ｘ線検出器フレーム１２２には、Ｘ線検出器モジュール１２１ごとに、カバー１２１４に設けられた２つの位置決めピン１２１４４と同じ間隔で、当該２つの位置決めピン１２１４４と嵌合する２つの位置決め穴１２２２が設けられている。なお、位置決め穴１２２２は、第２の位置決め部の一例である。

位置決め穴１２２２は、Ｘ線検出器モジュール１２１のカバー１２１４の位置決めピン１２１４４と嵌合することで、Ｘ線検出器フレーム１２２に対してＸ線検出器モジュール１２１を位置決めする。

図６は、本実施形態に係るＸ線検出器フレーム１２２の位置決め穴１２２２によるＸ線検出器モジュール１２１の位置決めを示す図である。

例えば、図６に示すように、Ｘ線検出器フレーム１２２の位置決め穴１２２２に、Ｘ線検出器モジュール１２１のカバー１２１４の位置決めピン１２１４４が固定されることで、Ｘ線検出器フレーム１２２における当該Ｘ線検出器モジュール１２１の取り付け位置の近傍に、Ｘ線検出器モジュール１２１が位置決めされる。

そして、本実施形態では、カバー１２１４の第１の案内部１２１４５及び第２の案内部１２１４６が、カバー１２１４の位置決めピン１２１４４がＸ線検出器フレーム１２２の位置決め穴１２２２に固定された状態で、Ｘ線検出器モジュール１２１をＸ線検出器フレーム１２２における取り付け位置に案内するように構成されている。

具体的には、カバー１２１４の第１の案内部１２１４５及び第２の案内部１２１４６は、プレート１２１３を列方向へ摺動可能に支持することで、Ｘ線検出器モジュール１２１をＸ線検出器フレーム１２２における取り付け位置に案内する。

ここで、本実施形態では、カバー１２１４の位置決めピン１２１４４は、Ｘ線検出器フレーム１２２に固定されることで、Ｘ線検出器フレーム１２２とカバー１２１４とを電気的に接続する。

そして、本実施形態では、カバー１２１４が、位置決めピン１２１４４がＸ線検出器フレーム１２２に固定された状態でプレート１２１３が取り付け位置に向かう方向へ摺動する際にＤＡＳ１２１２とカバー１２１４とを電気的に接続する接続ケーブル１２１４７をさらに有する。なお、接続ケーブル１２１４７は、接続部の一例である。

これにより、Ｘ線検出器モジュール１２１を交換する際に、Ｘ線検出器フレーム１２２と、カバー１２１４と、ＤＡＳ１２１２のＧＮＤとを同電位にすることができ、Ｘ線検出器モジュール１２１を摺動させることによって生じる帯電及び放電を防ぐことができる。

なお、カバー１２１４とＤＡＳ１２１２のＧＮＤとを同電位にするための構成は、これに限られない。例えば、プレート１２１３とＤＡＳ１２１２とが電気的に導通している場合には、第１の案内部１２１４５又は第２の案内部１２１４６が、位置決めピン１２１４４がＸ線検出器フレーム１２２に固定された状態でプレート１２１３が取り付け位置に向かう方向へ摺動する際に、プレート１２１３を介して、カバー１２１４とＤＡＳ１２１２とを電気的に接続するようにしてもよい。この場合には、カバー１２１４の第１の案内部１２１４５及び第２の案内部１２１４６の少なくとも一方が、金属で形成される。

図７は、本実施形態に係るＸ線検出器モジュール１２１がＸ線検出器フレーム１２２に取り付けられる際の流れを示す図である。

例えば、図７の（ａ）に示すように、本実施形態では、交換対象のＸ線検出器モジュール１２１のプレート１２１３にカバー１２１４を取り付けた状態で、交換作業が始められる。まず、Ｘ線検出器モジュール１２１のカバー１２１４の位置決めピン１２１４４が、Ｘ線検出器フレーム１２２の位置決め穴１２２２に固定される。これにより、Ｘ線検出器モジュール１２１が、Ｘ線検出器フレーム１２２における当該Ｘ線検出器モジュール１２１の取り付け位置の近傍に位置決めされる。

その後、例えば、図７の（ｂ）に示すように、Ｘ線検出器モジュール１２１が、Ｘ線検出器フレーム１２２における取り付け位置に向けて、列方向に移動される。このとき、カバー１２１４の第１の案内部１２１４５及び第２の案内部１２１４６によって、プレート１２１３がＸ線検出器フレーム１２２における取り付け位置に向かう方向へ摺動可能に支持されることで、Ｘ線検出器モジュール１２１が取り付け位置に案内される。

その後、例えば、図７の（ｃ）に示すように、Ｘ線検出器モジュール１２１が、Ｘ線検出器フレーム１２２における取り付け位置まで移動される。ここで、Ｘ線検出器モジュール１２１が移動されている間は、例えば、前述した接続ケーブル１２１４７によって、Ｘ線検出器フレーム１２２と、カバー１２１４と、ＤＡＳ１２１２のＧＮＤとが同電位に保たれる。そして、Ｘ線検出器モジュール１２１は、取り付け位置において、Ｘ線検出器フレーム１２２に取り付けられる。

その後、例えば、図７の（ｄ）に示すように、Ｘ線検出器フレーム１２２からカバー１２１４が取り外され、Ｘ線検出器モジュール１２１の交換作業が完了する。

上述したように、本実施形態では、Ｘ線検出器フレーム１２２に着脱されることで交換可能に構成されたＸ線検出器モジュール１２１が、Ｘ線が入射する検出器面１２１１を保護するカバー１２１４を備える。そして、カバー１２１４が、Ｘ線検出器フレーム１２２に固定されることで、当該Ｘ線検出器フレーム１２２に対してＸ線検出器モジュール１２１を位置決めする位置決めピン１２１４４を有する。

このような構成によれば、例えば、交換対象のＸ線検出器モジュール１２１のプレート１２１３に工場出荷時点からカバー１２１４を付けておき、そのまま交換作業を行うことで、作業者が検出器面１２１１に接触するリスクを低減することができる。また、検出器面１２１１へのゴミや埃の混入を防ぐことができる。

また、例えば、カバー１２１４に位置決めピン１２１４４を設けることで、Ｘ線検出器モジュール１２１をＸ線検出器フレーム１２２に対して位置決めした状態で交換できるようになり、隣接する構造物にＸ線検出器モジュール１２１が接触するリスクを低減させることができる。また、作業者のレベルによらずに、安全にＸ線検出器モジュール１２１を交換することができるようになる。

また、例えば、Ｘ線検出器モジュール１２１を交換する際に、Ｘ線検出器フレーム１２２と、カバー１２１４と、ＤＡＳ１２１２のＧＮＤとを同電位に保つことによって、静電気による故障のリスクを低減させることができる。

このように、本実施形態によれば、Ｘ線検出器モジュール１２１を交換する際に、検出器面１２１１を保護しつつ、より安全に交換作業を行えるようになる。

なお、上述した実施形態は、適宜に変形して実施することも可能である。

（第１の変形例）
図８は、本実施形態に係る第１の変形例を示す図である。

例えば、図８に示すように、カバー１２１４が、第１の蓋体１２１４８と、第２の蓋体１２１４９とをさらに備えてもよい。

ここで、第１の蓋体１２１４８は、カバー１２１４の列方向における位置決めピン１２１４４が設けられた側の開口部に着脱可能に構成されており、その一部分がカバー１２１４とプレート１２１３との間に挿入されることで、プレート１２１３をＸ線照射方向へ動かないように固定する。

また、第２の蓋体１２１４９は、カバー１２１４の列方向における位置決めピン１２１４４とは反対側の開口部に着脱可能に構成されており、その一部分がカバー１２１４とプレート１２１３との間に挿入されることで、プレート１２１３をＸ線照射方向へ動かないように固定する。

このような構成によれば、第１の蓋体１２１４８及び第２の蓋体１２１４９を用いて、プレート１２１３をＸ線照射方向へ動かないように固定することによって、Ｘ線検出器モジュール１２１を運搬する際に、検出器面１２１１がカバー１２１４に接触するリスクを低減させることができる。

なお、ここで説明した例では、第１の蓋体１２１４８については、Ｘ線検出器モジュール１２１をＸ線検出器フレーム１２２に取り付ける際には取り外すことになるため、カバー１２１４の本体部分とは別体となるように構成されるが、第２の蓋体１２１４９については、カバー１２１４の本体部分と一体となるように構成されてもよい。

（第２の変形例）
図９は、本実施形態に係る第２の変形例を示す図である。

例えば、上述した説明では、第２の案内部１２１４６が、カバー１２１４（第２のカバー部１２１４２及び第３のカバー部１２１４３）の列方向における一端から他端にわたって延在するように形成されることとしたが、実施形態はこれに限られない。

例えば、図９に示すように、第２の案内部１２１４６は、カバー１２１４の列方向における位置決めピン１２１４４とは反対側の一部のみに形成されてもよい。

このような構成によれば、Ｘ線検出器モジュール１２１は、交換時に列方向に移動される際に、第２の案内部１２１４６を通り過ぎた時点で、Ｘ線照射方向への動きの規制が解除されることになる。すなわち、本変形例では、Ｘ線検出器モジュール１２１は、交換時に列方向に移動される際に、Ｘ線検出器フレーム１２２に近い位置に移動された時点で、Ｘ線照射方向への動きの規制が解除されることになる。

例えば、特許文献４に開示されている技術のように、Ｘ線検出器フレーム１２２に対してＸ線検出器モジュール１２１を斜めに移動させながら取り付ける技術を用いる場合には、本変形例のように、Ｘ線検出器フレーム１２２に近い位置に移動された時点で、Ｘ線検出器モジュール１２１のＸ線照射方向への動きの規制を解除する構成が好適である。

（第３の変形例）
図１０は、本実施形態に係る第３の変形例を示す図である。

例えば、上述した説明では、Ｘ線検出器モジュール１２１をＸ線検出器フレーム１２２に取り付けた後に、Ｘ線検出器フレーム１２２からカバー１２１４を取り外すこととしたが、実施形態はこれに限られない。

例えば、図１０に示すように、カバー１２１４が、当該カバー１２１４をＸ線検出器ユニット１２に収容するための連結機構１２１４ａを備えてもよい。この場合に、例えば、連結機構１２１４ａは、回転機構を介して２つの部材を接続することによって構成され、一方の部材が、カバー１２１４の列方向における位置決めピン１２１４４が設けられた側の端部に固定されている。また、連結機構１２１４ａの他方の部材が、Ｘ線検出器モジュール１２１のカバー１２１４がＸ線検出器フレーム１２２に固定された際に、Ｘ線検出器フレーム１２２の端部に取り付けられる。

そして、例えば、図１０の（ａ）に示すように、Ｘ線検出器モジュール１２１がＸ線検出器フレーム１２２に取り付けられた後に、図１０の（ｂ）に示すように、連結機構１２１４ａにおけるカバー１２１４に固定された方の部材を回転移動させることで、Ｘ線検出器フレーム１２２及びＸ線検出器モジュール１２１の側面に沿って、カバー１２１４を配置させる。

このような構成によれば、Ｘ線検出器モジュール１２１をＸ線検出器フレーム１２２に取り付けた後に、Ｘ線検出器ユニット１２にカバー１２１４を収容することできるため、カバー１２１４の紛失を防ぐことができる。

（他の変形例）
また、上述した説明では、Ｘ線検出器モジュール１２１のカバー１２１４に位置決めピン１２１４４が設けられ、Ｘ線検出器フレーム１２２に位置決め穴１２２２が設けられることとしたが、実施形態はこれに限られない。

例えば、これとは逆に、Ｘ線検出器モジュール１２１のカバー１２１４に位置決め穴が設けられ、Ｘ線検出器フレーム１２２に位置決めピンが設けられてもよい。この場合に、Ｘ線検出器モジュール１２１のカバー１２１４に設けられる位置決め穴は、第１の位置決め部の他の例である。また、Ｘ線検出器フレーム１２２に設けられる位置決めピンは、第２の位置決め部の他の例である。

また、Ｘ線検出器モジュール１２１のカバー１２１４をＸ線検出器フレーム１２２に固定する構成は、位置決めピンと位置決め穴によって実現されるものに限られない。例えば、Ｘ線検出器モジュール１２１のカバー１２１４をＸ線検出器フレーム１２２に固定する構成は、ネジねじとネジ穴によって実現されてもよい。この場合に、ネジねじ及びネジ穴は、第１の位置決め部及び第２の位置決め部の他の例である。

また、上述した実施形態では、本願が開示する放射線検出器及び放射線検出器モジュールをＸ線ＣＴ装置に適用した場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、本願が開示する放射線検出器及び放射線検出器モジュールは、ＰＥＴ装置等、放射線を利用した他の医用画像診断装置にも同様に適用することが可能である。

なお、上述した説明で用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサはメモリ４１に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、メモリ４１にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。更に、各図における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

また、上述した実施形態及び変形例において、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散又は統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散又は統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、上述した実施形態及び変形例において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、検出器モジュールを交換する際に、検出器面を保護しつつ、より安全に交換作業を行えるようになる。

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。

１ Ｘ線ＣＴ装置
１２ Ｘ線検出器ユニット
１２１ Ｘ線検出器モジュール
１２１１ 検出器面
１２１２ ＤＡＳ
１２１３ プレート
１２１４ カバー
１２１４４ 位置決めピン
１２１４５ 第１の案内部
１２１４６ 第２の案内部
１２１４７ 接続ケーブル
１２２ Ｘ線検出器フレーム
１２２２ 位置決め穴

Claims (13)

1. 所定の方向に沿って複数の検出器モジュールが並べて取り付けられる検出器フレームに対して、隣に他の検出器モジュールが取り付けられたまま単独で着脱されることで個別に交換可能に構成された検出器モジュールであって、
   放射線が入射する検出器面と、
   前記検出器面を保護するカバーと
   を備え、
   前記カバーは、前記検出器フレームに固定されることで当該検出器フレームに対して前記検出器モジュールを前記所定の方向に位置決めする第１の位置決め部を有する、
   検出器モジュール。
2. 前記カバーは、前記第１の位置決め部が前記検出器フレームに固定された状態で前記検出器モジュールを前記検出器フレームにおける取り付け位置に案内する案内部をさらに備える、
   請求項１に記載の検出器モジュール。
3. 前記検出器面を構成する検出素子を保持するプレートをさらに備え、
   前記案内部は、前記第１の位置決め部が前記検出器フレームに固定された状態で前記プレートを前記取り付け位置に向かう方向へ摺動可能に支持することで、前記検出器モジュールを前記取り付け位置に案内する、
   請求項２に記載の検出器モジュール。
4. 検出器フレームに着脱されることで交換可能に構成された検出器モジュールであって、
   放射線が入射する検出器面と、
   前記検出器面を保護するカバーと、
   前記検出器面を構成する検出素子を保持するプレートと
   を備え、
   前記カバーは、
   前記検出器フレームに固定されることで当該検出器フレームに対して前記検出器モジュールを位置決めする第１の位置決め部と、
   前記第１の位置決め部が前記検出器フレームに固定された状態で前記検出器モジュールを前記検出器フレームにおける取り付け位置に案内する案内部と
   を有し、
   前記案内部は、前記第１の位置決め部が前記検出器フレームに固定された状態で前記プレートを前記取り付け位置に向かう方向へ摺動可能に支持することで、前記検出器モジュールを前記取り付け位置に案内する、
   検出器モジュール。
5. 検出器フレームに着脱されることで交換可能に構成された検出器モジュールであって、
   放射線が入射する検出器面と、
   前記検出器面を保護するカバーと
   を備え、
   前記カバーは、前記検出器フレームに固定されることで当該検出器フレームに対して前記検出器モジュールを位置決めする第１の位置決め部を有し、
   前記カバーは、前記検出器面が前記検出器フレームにおける取り付け位置に移動されるとともに、前記検出器面から外されるように構成されている、
   検出器モジュール。
6. 検出器フレームに着脱されることで交換可能に構成された検出器モジュールであって、
   放射線が入射する検出器面と、
   前記検出器面を保護するカバーと
   を備え、
   前記カバーは、前記検出器フレームに固定されることで当該検出器フレームに対して前記検出器モジュールを位置決めする第１の位置決め部を有し、
   前記カバーは、前記第１の位置決め部が前記検出器フレームの側面に突き当てられることで前記検出器フレームに固定されるように構成されている、
   検出器モジュール。
7. 前記プレートは、グランドを有する回路基板をさらに保持し、
   前記第１の位置決め部は、前記検出器フレームに固定されることで、前記検出器フレームと前記カバーとを電気的に接続し、
   前記カバーは、前記第１の位置決め部が前記検出器フレームに固定された状態で前記プレートが前記取り付け位置に向かう方向へ摺動する際に前記回路基板と前記カバーとを電気的に接続する接続部をさらに有し、
   請求項３又は４に記載の検出器モジュール。
8. 前記プレートは、グランドを有する回路基板をさらに保持し、
   前記第１の位置決め部は、前記検出器フレームに固定されることで、前記検出器フレームと前記カバーとを電気的に接続し、
   前記案内部は、前記第１の位置決め部が前記検出器フレームに固定された状態で前記プレートが前記取り付け位置に向かう方向へ摺動する際に前記プレートを介して前記回路基板と前記カバーとを電気的に接続する、
   請求項３又は４に記載の検出器モジュール。
9. 請求項１～８のいずれか一つに記載の検出器モジュールが着脱可能に構成された検出器フレームであって、
   前記検出器モジュールの前記第１の位置決め部が固定される第２の位置決め部を備える、
   検出器フレーム。
10. 複数の前記検出器モジュールが着脱可能に構成されており、
    前記第２の位置決め部は、前記検出器モジュールごとに設けられている、
    請求項９に記載の検出器フレーム。
11. 前記第２の位置決め部は、前記検出器モジュールの前記カバーの前記第１の位置決め部と嵌合することで、前記検出器フレームに対して前記検出器モジュールを位置決めする、
    請求項９又は１０に記載の検出器フレーム。
12. 請求項１～８のいずれか一つに記載の検出器モジュールと、
    請求項９～１１のいずれか一つに記載の検出器フレームと
    を備える、検出器ユニット。
13. 所定の方向に沿って複数の検出器モジュールが並べて取り付けられる検出器フレームに対して、隣に他の検出器モジュールが取り付けられたまま単独で着脱されることで個別に交換可能に構成された検出器モジュールの取付方法であって、
    前記検出器モジュールは、放射線が入射する検出器面と、前記検出器面を保護するカバーとを備えており、
    前記カバーに設けられた位置決め部が、前記検出器フレームに固定されることで当該検出器フレームに対して前記検出器モジュールを前記所定の方向に位置決めするステップを含む、
    取付方法。

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