JPH0619452B2 - Ｘ線検出器及びｘ線ｃｔスキャナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、シンチレータ，フォトダイオードを含むＸ線
検出要素を複数チャンネル分配列してなる検出モジュー
ルを有するＸ線検出器、及び、それを用いたRotate／Ro
tate方式，Stationary／Rotate方式のＸ線ＣＴ（Comput
erised Tomography）スキャナ装置に関する。

（従来の技術） この種のＸ線ＣＴスキャナ装置は概略次のようになって
いる。すなわち、Ｘ線検出器と、Ｘ線発生装置により駆
動されるＸ線源とは、撮影域を挟んで対向配置され、こ
の撮影域内には被検体が置かれる。

そして、Rotate／Rotate方式や第３世代方式などと称さ
れているＸ線ＣＴスキャナ装置であれば、Ｘ線源とＸ線
検出器との対が被検体の回りを回転することにより多方
向からのＸ線撮影データを得るものであり、Stationary
／Rotate方式や第４世代方式などと称されているＸ線Ｃ
Ｔスキャナ装置であれば、Ｘ線源だけが被検体の回りを
回転することにより多方向からのＸ線投影データを得る
ものである。

この場合、Ｘ線源とＸ線検出器との対又はＸ線源を回転
することにより得られる、被検体に対する多方向からの
透過Ｘ線に基づく投影データは、Ｘ線検出器、Ｉ／Ｖ変
換器，積分器，マルチプレクサ，及びＡ／Ｄ変換器等を
有するデータ収集器により収集され、再構成処理系に送
られ、該再構成処理系の前処理部にてＸ線検出器及びデ
ータ収集器の特性のバラツキ等を補正し、処理後データ
を高速再構成ユニットに送ってここで再構成処理を施し
てスライス像を得、表示系にて表示を行なうようにして
いる。

このような第３世代や第４世代のＸ線ＣＴスキャナ装置
におけるＸ線検出器として、複数のＸ線検出要素（以下
「チャンネル」と称する。）を有する検出モジュール
（以下「モジュール」と称する。）を配設してなるもの
（固体検出器と呼れることもある。）が用いられる。一
般には、第３世代のＸ線ＣＴスキャナ装置のＸ線検出器
としては、上述の固体検出器の形式以外に電離箱形式の
ものも用いられ、第４世代のＸ線ＣＴスキャナ装置のＸ
線検出器としては、上述の固体検出器のものが用いられ
る。例えば、現存の第４世代Ｘ線ＣＴスキャナ装置のＸ
線検出器には、モジュール数が９６、１モジュールが２
４チャンネル、そして、チャンネル数が９６×２４＝２
３０４のものがある。

（発明が解決しようとする課題） 一方、Ｘ線ＣＴスキャン装置のスキャン形態には、連続
スキャンモードのように連続してＸ線管球を回転させ且
つＸ線照射を行うモードがある。このようなモードで
は、Ｘ線管球とりわけ陽極の温度上昇極めて高くなって
しまう。そのため、一般に、強制空冷や液体冷却等によ
り陽極の温度上昇を抑制するようにしているが、近時の
大容量のＸ線管球においては、従来に無い温度上昇が見
られるようになってきている。この温度上昇により、従
来から言われているＸ線管球の寿命低下を招く外に、次
のような問題点が本発明者の研究により明らかになっ
た。

すなわち、Ｘ線管球の温度上昇による陽極高温化によ
り、管球焦点が移動し、それに伴って検出器近傍でのＸ
線照射（入射）位置が本来の位置からずれてしまう、こ
とである。

そして、この種のＸ線ＣＴスキャナ装置においては、上
述の焦点移動が原因して、再構成画像は、リング状アー
チファクトの現れた画像となってしまい、臨床に使えな
い画像となってしまうことがある。

そこで本発明は、Ｘ線管球の温度上昇による陽極が高温
化して管球焦点が移動した場合であっても、再構成画像
上に、リング状アーチファクトが現れないようできるＸ
線検出器及びＸ線ＣＴスキャナ装置を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じた構成としている。すなわち、請求
項１にかかる発明は、シンチレータ，フォトダイオード
を含むＸ線検出要素を複数チャンネル分配列してなる検
出モジュールを有するＸ線検出器において、前記検出モ
ジュールのシンチレータ部は、前記複数チャンネル分に
亙ってそのスライス方向端面が平坦に形成されているこ
とを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、Rotate／Rotate方式Ｘ
線ＣＴスキャナ装置のＸ線検出器として、請求項１に記
載のＸ線検出器を用いたことを特徴とする。

（作 用） 請求項１，２にかかる発明によれば次のように作用す
る。すなわち、発明者の研究によれば、Ｘ線検出器の検
出モジュールのシンチレータ部は、前記複数チャンネル
分スライス方向の感度分布のバラツキの原因が、シンチ
レータ部の端面の非平坦性にあることを解明できた。従
って、スライス方向端面が平坦に形成されたシンチレー
タ部を持つ検出モジュールとすることにより、スライス
方向の感度分布のバラツキがなくなり、これにより、リ
ング状アーチファクトの現れない再構成画像が得られる
ようになる。

（実施例） 以下本発明にかかるＸ線検出器の一実施例を第１図〜第
５図を参照して説明する。

第１図は本実施例にかかる検出モジュールの斜視図、第
２図は検出モジュールにおけるシンチレータ部のスライ
ス方向端面が平坦に形成されているもである場合（本実
施例）とスライス方向端面が平坦に形成されていないも
である場合についての感度特性を示す図、第３図〜第５
図は同実施例のシンチレータ部の製造法を示す図であっ
て、第３図はシンチレータ部の仮接合している状況を示
す斜視図、第４図は第３図で仮接合したシンチレータ部
を本接合する状況及びそれに使用する治具を示す分解斜
視図、第５図は第４図で本接合したシンチレータ部のス
ライス方向端面を平坦に形成する状況を示す斜視図であ
る。

第１図に示すように、基板１上には接着剤等によりフォ
トダイオード２が固着され、このフォトダイオード２
は、同基板１上に配設された導電パターンに電気的接続
がなされている。フォトダイオード２上には、薄い短冊
状のシンチレータ３と薄い短冊状のスペーサ４とを相互
に接合してなるシンチレータ部５が接着剤等で固着され
ている。このシンチレータ部５のスライス方向端面５Ａ
は、御述する手法により例えば凹凸の差が５００μｍ程
度の平坦度に形成されている。図示の矢印はＸ線照射方
向、図示の破線矢印は検出モジュールの配列方向を示し
ている。

次に、上記の如く構成された本実施例の作用について説
明する。すなわち、再構成画像上に現れたリング状アー
チファクトは、Ｘ線検出器のスライス方向の感度分布の
バラツキに起因していることは知られている。

しかし、感度分布のバラツキと、Ｘ線検出器及びそれを
構成している単体検出モジュールとに関して対応関係が
あるか否かは未だ詳しく解明されていない。そこで、発
明者は、研究により前述の関係を解明した。まず、感度
分布にバラツキがある従来例におけるシンチレータ部
５′（スライス方向端面が平坦に形成されていないも
の。）について、当該シンチレータ部５′のスライス方
向に細いＸ線ビームを入射した場合の感度特性は、第２
図の破線曲線に示すように、入射位置に関し、中心から
左右非対称になっている。

そこで発明者は、前述した左右非対称が、感度分布のバ
ラツキ要因ではないかと想定し、左右対称となるべく本
体に対し幾つかの加工を施して検討したところ、その中
で、シンチレータ部のスライス方向端面を、研磨により
凹凸の差が５００μｍ程度の平坦度になるように形成し
た結果、第２図の実験曲線に示すように、左右対称とな
った。

そこで、スライス方向端面が平坦に形成されたシンチレ
ータ部５を持つ検出モジュール複数を配設してＸ線ＣＴ
スキャナ装置のＸ線検出器を構成し、Ｘ線管球の温度上
昇によってその陽極が高温化して管球焦点が移動した状
況でスキャンしたところ、リング状アーチファクトの発
生しない再構成画像が得られた。

以上のように、本実施例によれば、スライス方向の感度
分布のバラツキの原因が、シンチレータ部の端面の非平
坦性にあるとの解明結果に基づき、シンチレータ部５の
スライス方向端面の平坦に形成したことにより、スライ
ス方向の感度分布のバラツキがなくなり、これにより、
リング状アーチファクトの現れない再構成画像が得られ
るものとなる。

次に、上述したシンチレータ部５の製造法の一例を第３
図〜第５図を参照して説明する。すなわち、第３図に示
すように、１ミリ程度の厚さの短冊状のシンチレータ３
と、０．１ミリ程度の厚さの短冊状のスペーサ４とを例
えば２４チャンネル分（２４個のシンチレータ、２４個
のスペーサ）につき相互間に接着剤を塗布して貼り付け
て、仮接合のシンチレータ部５を得る。

次に、第４図に示すように、仮接合のシンチレータ部５
を、当て付け機構を有する本接合用治具６にセットす
る。本接合用治具６は、Ｌ字状下面ブロック６Ａ，一側
面板６Ｂ1 ，他側面板６Ｂ2 ，逆Ｌ字状上面ブロック６
Ｃからなり、それらのシンチレータ部５に当接する部位
には弾性材としてゴム７が設けられている。

そして、Ｌ字状下面ブロック６Ａに、シンチレータ部５
が置かれ、その両面に一側面板６Ｂ1 ，他側面板６Ｂ2
が置かれ、さらに、シンチレータ部５の上面に被さるよ
うに逆Ｌ字状上面ブロック６Ｃが置かれ、これらは図示
しないねじによって図示破線矢印方向に相互に締め付け
ら、ゴム７を介して仮接合のシンチレータ部５は、特
に、シンチレータ３，スペーサ４の積層方向について圧
縮され、スライス方向及びスライス幅方向について寸法
出しがなされる。シンチレータ３は機械的強度が弱いた
め、破壊が生じないようにして締め付け作業を行うもの
とする。なお、以上により圧縮により寸法出しし且つ本
接合したシンチレータ部５の面上には接着剤の食み出し
が出る。

次に、第５図に示すように、シンチレータ部５のがらす
両面を２枚の小ガラス板８Ａ，８Ｂで挟み、その端面
を、酸化セシウム等の研磨用と粒９を散らしたガラス基
台８Ｃに立てて、小ガラス板８Ａ，８Ｂで挟みこんだ、
シンチレータ部５の端部を図示矢印の方向に動かし、該
端部を研磨する。この研磨時においても、シンチレータ
部５に破壊が生じないようにして動かすものとする。ま
た、シンチレータ部５の面上に食み出した接着剤につい
ても同様の手法又は類似の手法で研磨して取り除くもの
とする。なお、小ガラス板８Ａ，８Ｂ，ガラス基台８Ｃ
は、これらにより挟まれるシンチレータ３が壊れないよ
うに、該シンチレータ３と同程度の堅さを有する材質で
あることを理由として採用したものであるが、他の材質
のものを用いてもよい。

以上によりスライス方向端面が平坦に形成されたシンチ
レータ部５が製作され、これを第１図に示す検出モジュ
ールとして組み立てる。そして、このスライス方向端面
が平坦に形成されたシンチレータ部５を持つ検出モジュ
ール複数を配設して、第６図に示すように、第３世代方
式Ｘ線ＣＴスキャナ装置用Ｘ線検出器１６を構成する。

すなわち、第６図に示すように、図示しない寝台，寝台
制御装置を含む架台１０は、Ｘ線源１２と、このＸ線源
１２に対し撮影域内に置かれる被検体１４を挟んで配置
される本発明の多チャンネル型Ｘ線検出器１６とを有し
ている。ここで、Ｘ線源１２と多チャンネル型Ｘ線検出
器１６との対は円軌道を描いて高速回転し得る。

Ｘ線検出器１６の各チャンネル出力である投影データ
は、Ｉ／Ｖ変換器，積分器，マルチプレクサ，Ａ／Ｄ変
換器等をチャンネル分を有するデータ収集器１８により
収集し、収集データを再構成処理系２０に送ってここで
再構成処理を施してスライス像を得、表示系２２に表示
を行なうようになっている。

また、Ｘ線源１２は、Ｘ線発生装置２４により制御され
た高電圧が供給され、架台１０は、架台・寝台制御器２
６により制御されるようになっている。そして、Ｘ線発
生装置２４及び架台・寝台制御器２６は、システム制御
器２８の制御下にあり、このシステム制御器２８は、コ
ンソール３０と表示系２２とによりスキャン条件の設定
及びメッセージ表示等を制御し得る。システム制御器２
８は、Ｘ線発生装置２４に対し設定スキャン条件に基づ
くＸ線制御信号を与え、再構成処理系２０に対し設定ス
キャン条件に基づく再構成制御信号を与えるものとなっ
ている。

このような構成のＸ線ＣＴスキャナ装置によれば、Ｘ線
管球の温度上昇によってその陽極が高温化して管球焦点
が移動した状況で、スキャンすると、リング状アーチフ
ァクトの発生しない再構成画像が得られる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例え
ば、上述の検出モジュールにより環状Ｘ線検定器を構成
し、第４世代方式Ｘ線ＣＴスキャナ装置に適用すること
もできる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施できるものである。

［発明の効果］ 以上のように請求項１にかかる発明は、シンチレータ，
フォトダイオードを含むＸ線検出要素を複数チャンネル
分配列してなる検出モジュールを有するＸ線検出器にお
いて、前記検出モジュールのシンチレータ部は、前記複
数チャンネル分に亙ってそのスライス方向端面が平坦に
形成されていることを特徴とし、また、請求項２にかか
る発明は、Rotate／Rotate方式Ｘ線ＣＴスキャナ装置の
Ｘ線検出器として、請求項１に記載のＸ線検出器を用い
たことを特徴とするＸ線ＣＴスキャナ装置である。

よって、請求項１，２にかかる発明によれば、発明者の
研究によれば、スライス方向の感度分布のバラツキの原
因が、シンチレータ部の端面の非平坦性にあることを解
明できた。従って、スライス方向端面が平坦に形成され
たシンチレータ部を持つ検出モジュールとすることによ
り、スライス方向の感度分布のバラツキがなくなり、こ
れにより、リング状アーチファクトの現れない再構成画
像が得られるようになる。

従って、本発明によれば、Ｘ線管球の温度上昇による陽
極が高温化して管球焦点が移動した場合であっても、再
構成画像上に、リング状アーチファクトが現れないよう
できるＸ線検出器及びＸ線ＣＴスキャナ装置を提供でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＸ線検出器の一実施例にかかる検出モ
ジュールの斜視図、第２図は同検出モジュールにおける
シンチレータ部のスライス方向端面が平坦に形成されて
いるもである場合（本実施例）とスライス方向端面が平
坦に形成されていないもである場合についての感度特性
を示す図、第３図〜第５図は同実施例のシンチレータ部
の製造法を示す図であって、第３図はシンチレータ部を
仮接合している状況を示す斜視図、第４図は第３図で仮
接合したシンチレータ部を本接合する状況及びそれに使
用する治具を示す分解斜視図、第５図は第４図で本接合
したシンチレータ部のスライス方向端面を平坦に形成す
る状況を示す斜視図、第６図は本発明のＸ線検出器を用
いた第３世代方式Ｘ線ＣＴスキャナ装置の構成図であ
る。 １……基板、２……フォトダイオード、３……シンチレ
ータ、４……スペーサ、５……シンチレータ部、６……
本接合用治具、７……ゴム、８Ａ，８Ｂ……小ガラス
板、８Ｃ……ガラス基台、９……と粒、１０……架台、
１２……Ｘ線源、１４……被検体、１６……多チャンネ
ル型Ｘ線検出器、１８……データ収集器、２０……再構
成処理系、２２……表示系、２４……Ｘ線発生装置、２
６……架台・寝台制御器、２８……システム制御器、３
０……システム制御器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シンチレータ，フォトダイオードを含むＸ
   線検出要素を複数チャンネル分配列してなる検出モジュ
   ールを有するＸ線検出器において、前記検出モジュール
   のシンチレータ部は、前記複数チャンネル分に亙ってそ
   のスライス方向端面が平坦に形成されていることを特徴
   とするＸ線検出器。
2. 【請求項２】Rotate／Rotate方式Ｘ線ＣＴスキャナ装置
   のＸ線検出器として、請求項１に記載のＸ線検出器を用
   いたことを特徴とするＸ線ＣＴスキャナ装置。