JPH09508305A - Ｘ線断層撮影装置用のモジュール型検知器構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 断層撮影装置において、複数の検知器を保持する検知器モジュール（２４）と、複数の散乱防止プレート（２２）を保持する散乱防止モジュール（２６）とが、背骨（２８）に取り付けられる。背骨は、端部サポートによって、回転ガントリーに取り付けられる。背骨に正確に穿孔された基準孔の中の一対のダウエルピン（６０Ａ及び６０Ｃ）が、各々のモジュールの位置及び整合を制御する。一方のダウエルピンは、モジュールの円形孔（８０）の中に、また、他方のダウエルピンは、モジュールのスロット（８４）の中に設けられる。モジュールの厳密な寸法は、上記孔及びスロットを基準とし、モジュールの基準面は、背骨に接触して、寸法誤差の発生を減少させる。モジュールは、標準的な機械工具を用いて、容易に製造することができ、断層撮影装置の回転ディスクに固定できる。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｘ線断層撮影装置用のモジュール型検知器構造 関連出願 本件出願は、Bernard M．Gordon，John Dobbs and David Banks の名前で、本 件出願と同時期に出願され、本件譲受人に譲渡された、本件と同時に係属してい る米国特許出願シリアルＮｏ．０８／１９１，４２８（代理人事件番号ＡＮＡ− ４４）、及び、John Dobbs，David Banks and Leonhard Katz の名前で、本件出 願と同時期に出願され、本件譲受人に譲渡された、米国特許出願シリアルＮｏ． ０８／１９１，４２６（代理人事件番号ＡＮＡ−４７）に関連するものである。発明の分野 本発明は、一般に、コンピュータ支援型Ｘ線断層撮影法に関し、より詳細には 、断層撮影検知器装置に関する。発明の背景 現在のＣＡＴ走査機器は、一般的に、大きく、組み立て時に非常に重く、且つ 高価である。そのような属性は、その配置に少なくとも部分的に責任があり、従 って、有用性が制限される。しかしながら、現在まで、そのような望ましくない 物理的な性質は、ＣＡＴ走査プロセスの要求により、必要とされていた。 第三世代型のＣＡＴスキャナは、Ｘ線源と、環状のディスクの直径方向に対向 する側部にそれぞれ固定された、Ｘ線検知装置とを備えている。上記ディスクは 、ガントリー・サポートの中に回転可能に取り付けられており、走査すなわちス キャンの間に、回転軸線の周囲を回転する。一方、Ｘ線は、上記Ｘ線源から、上 記ディスクの開口の中に位置する対象物を通って、検知器装置へ通過する。 上記検知器装置は一般に、Ｘ線源からの放射線が射出する「焦点」と呼ばれる 点に曲率中心を有する円弧の形状の単一の列として配列された、検知器アレイを 備えている。Ｘ線源及び検知器アレイは総て、Ｘ線源と各々の検知器との間のＸ 線経路が総て、上記ディスクの回転軸線に対して直角な同じ平面（以下において 、「スライス平面」、「回転平面」又は「走査平面」と呼ぶ）に存在するように 、位置決めされている。Ｘ線経路は、実質的に点源から出て、異なる角度で各々 の検知器まで伸長するので、ファンすなわち扇形に類似しており、従って、「扇 形」ビームという用語は、時間的な任意の瞬間における総てのＸ線経路を表すた めに頻繁に使用される。走査の間のある測定瞬間において単一の検知器にて検知 されるＸ線は、「光線」と考えられる。そのような光線は、その経路にある総て の質量によって部分的に減衰され、そのような減衰の関数として、即ち、その経 路にある質量の密度の関数として、単一の強度測定値を発生する。撮影、すなわ ち、Ｘ線強度測定は、一般的に、上記ディスクの複数の角度方向の位置の各々に おいて、実行される。 走査の間に総ての撮影角度において得たデータから再構成された像は、走査さ れている対象物を通る走査平面に沿うスライスである。決定された回転平面にあ る対象物の断面すなわち「スライス」の密度像を「再構成」するために、像は一 般に、ピクセルアレイにおいて再構成され、該ピクセルアレイにおいては、その アレイの各々のピクセルは、走査の間に該ピクセルを通過する総ての光線の減衰 を表す値に関する属性を有する。Ｘ線源及び検知器が、対象物の周囲を回転する と、光線が、種々の方向すなわち撮影角度から上記対象物を貫通し、種々の組み 合わせのピクセル位置を通過する。スライス平面にある対象物の密度分布は、そ のような測定値から数学的に発生され、各々のピクセルの輝度値が、そのような 分布を表すように設定される。その結果は、スライス平面の密度像を表す種々の 値を有するピクセルのアレイである。 像再構成プロセスを作動させるために、上記アレイの位置を正確に知る必要が ある。回転可能なディスクに検知器アレイを装着し、該検知器アレイが、走査平 面の中のＸ線源に対して、隣接する検知器の中心の間の間隔の４分の１に等価な 角度だけ、空間的に変位するようにすることが、知られている。そのような変位 を用いると、第２の１８０°の測定値が、第１の１８０°の検知器から、検知器 の間隔の４分の１だけ離れた位置で得られ、これにより、第２の半回転において は、第１の半回転の光線の半分の半径に光線を位置させる。これにより、光線の 配置が益々重要になる。 従って、繁雑なほどの校正及び補正を行うことなく、光線を正確に位置決めす るためには、各々の投影すなわち撮影に関する各々の検知器の角度方向の位置が 予め決定されるように、検知器を正確に位置決めし、また、測定を正確に調時す ることが、非常に有用である。 また、密度の高い物体は、Ｘ線を散乱させる傾向があるので、Ｘ線源から各検 知器までの直線を横断する放射線を、そのような各々の検知器による測定から除 くことが重要である。上述の散乱光線を除去するために、一般的には、非常に薄 い一連の散乱防止プレートを、検知器と対象物との間に挿入して、Ｘ線源と各検 知器との間の半径方向の直線をほぼ横断する光線だけを平行にするすなわち通過 させる。不運にして、散乱防止プレートを必要とすることは、別の困難性を生じ させる。その理由は、散乱防止プレートが、検知器にＸ線の「陰」すなわち「シ ャドウ」を投じた場合には、散乱防止プレートは、その検知器の測定を阻害する 。シャドウを受けた各々の検知器の出力が減少するだけではなく、Ｘ線源、散乱 プレート及び／又は検知器の最小の振動又は横方向の運動によって、上記出力が 変調されることになる。 上述の要件を満たすことの困難性は、現在のＸ線断層撮影スキャナに期待され る解像度すなわち分解能を提供するために、数百の検知器を用い、幾つかの検知 器を単一の等級の光線の扇形アークの中に位置させることを考えると、明らかに なろう。そのようにすると、代表的な検知器の幅は、ミリメートルのオーダーと なり、代表的な散乱防止プレートの半径方向の長さが、約３８ｍｍとなり、その 厚みは約０．１ｍｍとなって、極めて正確な検知器及び散乱防止プレートの位置 及び整合が必要となる。問題を更に考察すると、アセンブリ全体は、通常は、走 査されている対象物の周囲で、約１５乃至約６０ｒｐｍの速度で回転し、相当の 変動力を発生すると共に、厳格な取り付け技術を必要とする。 上述の困難な要件を満足するための従来の試みは、非常に質量が大きく、非常 に高いコストを必要とし、散乱防止プレート及び検知器の整合に非常に多くの労 力を費やす、煩雑な組み立て技術を必要とする、機械を必要としていた。何等か の理由で、１又はそれ以上の要素の交換又は再調整が必要となった場合には、そ のような再組み立て及び再整合のプロセスは、通常、現場で行うには複雑過ぎ、 工場へ戻さなければならないことが多かった。発明の目的 本発明の目的は、組み立ての労力が大幅に減少し、コストが比較的低く、必要 な位置決め及び整合精度を有する、改善されたＸ線断層撮影検知器システムを提 供することである。 本発明の別の目的は、現場で容易に修理することのできる構成部品を備える、 断層撮影検知器システムを提供することである。 本発明の別の目的は、各構成要素が、標準的な機械工具で容易に製造すること ができるように設計され、直交座標系に従って極めて正確に作動し、且つ、断層 撮影スキャナの極座標系が必要とする高い位置的な精度をもたらすように組み立 てられる。断層撮影検知器システムを提供することである。 本発明の別の目的の一部は、以下の記載から自明であり、また、その一部は以 下に記載される。従って、本発明は、以下の詳細な開示、並びに、請求の範囲に 示される本件出願の範囲に例示される、構成、要素の組み合わせ、及び、部品の 配列を備える装置を含む。発明の概要 本発明によれば、検知器システムは、背骨の形態のベースサポート要素と、複 数の散乱防止モジュールと、上記背骨に取り付けられる複数の検知器モジュール と、上記背骨をガントリーの回転ディスクに装着するための手段とを備える。上 記背骨は、平坦な基準面を有するのが好ましく、この基準面は、上記背骨が上記 回転ディスクに適正に取り付けられると、走査平面に対して平行に位置決めされ るようになされている。上記平坦な基準面は、複数の基準孔を正確に位置決めす ることを可能とする。散乱防止モジュール及び検知器モジュールは各々、平坦な 基準面を有しており、この基準面は、上記背骨の基準面と接触して、上記モジュ ールを上記背骨の基準面（従って、走査平面）に対して固定するようになされて いる。各々のモジュールは、背骨に対して正確に位置決めするための、円形の基 準孔と、上記モジュールの基準面に対して直角な基準スロットとを備えるのが好 ましい。散乱防止モジュールは、上記モジュールの基準孔、基準スロット、及び 、基準面に対して正確に位置決め及び配向（向きを決める）された、複数の散乱 防止プレートを備えている。各々の検知器モジュールは、上記モジュールの基準 孔、基準スロット及び基準面に対して正確に位置決め及び配向された、複数の検 知器を備えている。上記背骨、並びに、各々のモジュールの基準孔及び基準スロ ットは、商業的に入手可能な機械工具の直交座標系を用いて、それぞれの背骨及 びモジュールの平坦な基準面に対して、正確に位置決めすることができる。背骨 の上の、各々の散乱防止モジュール、及び、各々の検知器モジュールの位置は、 モジュールの丸い基準孔に挿入されたダウエルピン（位置合わせピン）、及び、 背骨の基準面に設けられた背骨の基準孔によって、正確に決定され、また、各々 の散乱防止モジュール及び各々の検知器モジュールの整合は、その基準スロット 及び背骨の基準孔の両方に設けられるダウエルピンによって、決定される。組み 立てを簡単に行うために、散乱防止モジュール及び検知器モジュールの両方の位 置は、共通のダウエルピン及び背骨の基準孔によって決定することができ、各々 の散乱防止モジュールは、基本的な背骨の基準孔によって位置決めすることがで きる。図面の簡単な説明 本発明の性質及び目的をより完全に理解するために、添付の図面に関連して、 以下の詳細な説明を参照されたい。図面においては、 図１は、本発明の好ましい構成を具体化した、ＣＡＴスキャナの軸方向の図で あり、 図２は、本発明の検知器システムの好ましい実施例のモジュール配列を一部切 除して示す、上部分解斜視図であり、 図３は、本発明に従って構成された検知器モジュールの好ましい実施例の下部 斜視図であり、 図４は、上記検知器モジュール及び散乱防止モジュールを一定の関係に支持す ると共に、上記モジュールがスキャナの走査平面に対して適正に整合されるよう に、検知器アセンブリをガントリーに装着するための背骨の好ましい実施例の軸 方向の図であり、 図５は、検知器アセンブリの好ましい実施例の背骨に取り付けられた、３つの 検知器モジュール及び１つの散乱防止モジュールの軸方向の図であり、 図６は、図５の切断線６−６に沿って取った、接線方向の断面図であり、 図７は、背骨を回転ディスクに取り付けるためのポストサポートの軸方向の図 であり、 図８は、図７に示すポストサポートの接線方向の側面図であり、 図９は、図７及び図８に示すポストサポートの半径方向の図であり、 図１０は、図７乃至図９に示すポストサポートの接線方向の部分的な図であり 、 図１１は、図１０の線１１−１１を通って取った、ほぼ半径方向の断面図であ り、 図１２は、図７乃至図１１に示すサポートの部分的な分解斜視図である。図面の詳細な説明 本発明の構成をより完全に理解するために、図面を参照すると、図１は、本発 明の原理を採用したＣＡＴスキャナ８を示している。ＣＡＴスキャナに関するデ ータを提供するために、スキャナ８は、Ｘ線源１２と、ディスク１０に取り付け られた検知器アセンブリ１４とを備えている。Ｘ線源１２及び検知器アセンブリ １４は、回転軸線１６（図１の紙面に対して直角に伸長している）の周囲で回転 し、ＣＡＴ走査の間に、ディスクの中央開口を通って伸長する対象物１８の周囲 を回転する。対象物１８は、頭部又は胴部の如き患者の一部である。Ｘ線源１２ は、走査平面（回転軸線１６に対して直角な）の中で、連続的な扇形のＸ線ビー ム２０を放射し、該Ｘ線ビームは、対象物１８を通過した後に、検知器アセンブ リ１４によって検知される。散乱防止プレート２２の列すなわちアレイが、対象 物１８と検知器アセンブリ１４との間に設けられていて、散乱光線が検知器によ って検知されるのを実質的に防止している。好ましい実施例においては、検知器 の数は３８４であって、４８°の円弧をカバーするが、そのような数及び角度は 変えることができる。アルミニウムの如き軽量の物質から形成されるのが効果的 であるディスク１０は、軸線１６の周囲で急速に且つ円滑に回転される。ディス ク１０は、オープンフレーム構造であり、従って、対象物１８は、ディスクの開 口を介して位置決めすることができる。対象物１８は、例えば、パレット又はテ ーブル３２上に支持することができ、上記パレットすなわちテーブルは、勿論、 Ｘ線に対して事実上透明でなければならない。ディスク１０が回転すると、検知 器アセンブリ１４は、周期的なサンプリングによって、多数の投影角度すなわち 撮影角度から対象物１８を通る走査平面を通過するＸ線の別個の測定値を発生す る。そのような測定値は、次に、周知の数学的な技術に従って、適正な信号処理 装置（図示せず）で電子的に処理されて、最終的な像情報すなわち画像情報が生 成される。該像情報は次に、メモリに蓄積され、コンピュータで分析され、ある いは、適宜に表示される。 本発明以前には、従来技術に係る断層撮影装置の回転ディスク上で上述の要素 を適正にアライメントするために、各々の検知器及び散乱防止プレートを整合さ せる、大きな努力が必要とされた。整合が困難である１つの理由は、Ｘ線源に対 する検知器の配列が、極座標上になされており、該極座標の中心が、Ｘ線源１２ の焦点に位置しているという事実である。一方、取り付け孔をディスクに形成す るための機械工具は、一般に、直交座標系において作動する。 従って、本発明によれば、検知器アセンブリは、その要素が、直交座標におい て作動する標準的な機械工具で容易に形成され、また、組み立てられて、ディス ク１０に固定された時に、断層撮影装置の極座標系においてＸ線源と正確に整合 するように、設計される。 再度図１を参照して、より詳細に説明すると、本発明によれば、検知器アセン ブリ１４は、基準支持背骨２８の形態のベースサポート要素を備えており、上記 基準支持背骨には、機械工具の直交座標系において容易に且つ正確に機械加工さ れるように設計された、平坦なデータムすなわち基準面が設けられている。上記 検知器及び散乱防止プレートは、各々、同一の複数のモジュール２４、２６とし てそれぞれ組み立てられ、そのようなモジュールは、標準的な機械工具の直交座 標の中でも正確に機械加工される。次に、上記モジュールを正確に整合させて、 背骨２８の基準面に固定する。背骨は、サポート３０の如き適宜なサポートによ って、ディスク１０により支持されており、これにより、検知器は総て、走査平 面に存在し、Ｘ線源１２の焦点に対して、等しい角度を形成する。 散乱防止プレート及び検知器の所望の正確な位置決め及び整合を容易にする本 発明の構成が、図２乃至１２に詳細に示されている。特に図２を参照すると、検 知器アセンブリ１４は、背骨２８と、検知器モジュール２４と、散乱防止モジュ ール２６とを備えている。使用の際には、完成された検知器アセンブリが、ディ スク１０に固定される。そのような完成された検知器アセンブリは、例えば、１ つの背骨、８つの散乱防止モジュール、及び、２４の検知器モジュールを備え、 各々の検知器モジュールが、１６の検知器を支持することができる。その平面図 が図４に示されている背骨２８は、円弧状であるのが好ましく、曲率中心は、デ ィスク１０に適正に固定されたＸ線源１２の焦点に一致するのが好ましい。図６ に最も良く示すように、背骨は、また、２つの平行な平坦面４０、４２を備えて おり、これら平坦面の中で、面４０は、前方のデータムすなわち基準面と考える ことができる。上述の平坦面は、商業的に入手可能な標準的な機械工具を用いて 、基準面４０に対して直角に該基準面から背骨２８の中に、基準孔を非常に正確 に穿孔することを許容する。図２及び図４に最も良く示すように、各々の散乱防 止モジュールに関して、一連の一次基準孔４４（図示の実施例においては、８個 ）が、所定の曲率を有する円弧４６上に設けられており、この円弧は、背骨がデ ィスク１０に適正に固定された時に、上記一次基準孔をＸ線源１２から等しい距 離だけ離している。すなわち、Ｘ線源は、円弧４６の曲率中心にある。孔４４の 位置は、円弧の中心に関して、また、互いに関して、正確に調節される。各々の 一次基準孔４４に関連して、２つの二次基準孔４８が設けられており、これら二 次基準孔は、同じ円弧４６上に位置していて、一次基準孔に関して正確に位置決 めされている。また、各々の一次基準孔４４に関連して、３つの追加の二次基準 孔５０が設けられており、これら追加の二次基準孔は、上記円弧４６と同心円状 の円弧５２上に位置していて、各々の対応する一次基準孔４４に関して、正確に 位置決めされている。また、図２に最も良く示すように、各々の一次基準孔４４ に関連して、取り付け穴５４、及び、ネジ付きの取り付けめくら穴５６（図２に 示す）を設けることができる。一対の貫通孔５８（図４に示す）を用いて、総て の基準孔を穿孔するために使用される穿孔機器に対して背骨２８をクランプすな わち保持することができる。背骨２８の各々の基準孔４４、４８、５０の中にダ ウエルピン６０を挿入するのが好ましい。総ての基準孔の寸法は、ダウエルピン と僅かに締まり嵌めの関係になるようになされ、これにより、上記ピンは、孔の 中で固定された状態に保持され、基準面４０の上方に伸長する。従って、ダウエ ルピン６０は、６つの正確な群（図４の箱状の破線によって示されているように ）として設けられ、その中の３つは、円弧４６に沿い、また、３つは、円弧５２ に沿っており、各群の中の１つは、一次基準孔４４の中にある。円弧４６に沿う 各々のダウエルピンは、円弧４６、５２の曲率中心を通る線６４の如き、共通の 半径方向の線に沿うダウエルピンと対になされることになる。 正確な位置決めを行うために、最初に、散乱防止プレート２２が、散乱防止モ ジュール２６に組み込まれる。散乱防止モジュール２６は、例えば、ベースプレ ート７０と頂部プレート７４との間に設けられる、４８の散乱防止プレート２２ を備えることができ、上記ベースプレートは、図２及び図６に示すように、基準 面と考えられる、外側の平坦面７２を有している。ベースプレート７０及び頂部 プレート７４の互いに向かい合う表面は各々、検知器アセンブリが適正に組み立 てられてディスクに固定された時に、各々のプレートが焦点と半径方向において 整合するように、プレート２２を支持するための手段を備えるのが好ましい。こ の手段は、非常に薄い隆起した棚状部７６であるのが好ましく、そのような棚状 部には、散乱防止プレート２２を収容するための位置決めスロットが設けられて いる。ベース７０には、また、リップ部７８が設けられており、これにより、位 置決め孔８０、８２及び位置決めスロット８４のためのスペースを与えている。 孔８０、８２、及び、スロット８４の中心は、Ｘ線源の焦点に中心がある円弧に 沿って存在しており、上記スロットの長さ方向の寸法は、孔８０、８４から伸長 する線に沿う寸法である。孔８０、８２、及び、スロット８４は、背骨の一次基 準孔４４、及び、２つの隣接する孔４８にそれぞれ整合するように、位置決めさ れており、これにより、散乱プレートは、背骨がディスクに固定されると、焦点 に対して適正に位置決めされることになる。孔８０の寸法は、ダウエルピン６０ Ａをぴったりと収容するようになされており、一次基準孔と考えることができる 。スロット８４の狭い方の幅の寸法は、ダウエルピン６０Ｃをぴったりと収容し て、焦点まで伸長する半径方向の線に沿って、散乱防止モジュールをしっかりと 位置決めするように、なされているが、スロットの細長い長さは、２つのダウエ ルピンの間の間隔の寸法公差を許容する。中央孔８２は、円弧４６に沿う二次基 準孔４８の中に位置する第３の中央ダウエルピン６０Ｂに触れることなく、該中 央ダウエルピンを収容するように、過大寸法になされている。ベースプレート７ ０、及び、プレート７４は、安定性、軽量、及び、高い熱伝導率の観点から、ア ルミ ニウムとすることができるが、他の材料を用いることもできる。散乱防止プレー ト２２は、通常は、タングステンで形成されるが、他の材料を用いることもでき 、素材すなわちストック材料から形成することができる。 好ましい検知器モジュール２４が、図３に更に詳細に示されている。このモジ ュールは、金属ブロック９０を備えており、該金属ブロックは、半導体検知器９ ２のアレイと、上記金属ブロックの１つの面に取り付けられた、複数導体リボン ケーブル９４、又は、他の可撓性の接続体とを有している。ブロック９０は、押 し出し成形されたアルミニウムであるのが効果的であるが、他の材料も使用する ことができる。検知器９２は各々、Ｘ線エネルギを光線に変換するためのシンチ レーション結晶と、光線を電流に変換するためのフォトダイオードとを備えるこ とができる。上記ダイオードは、周知の技術によって、基板９６の上に形成し、 上記結晶を上記ダイオードの頂部に直接接合することができる。上記複数導体リ ボン９４は、ハンダあるいは他の手段によって、基板９６に取り付け、これによ り、各々の検知器の出力を個々に、リボンの対応する導体を通して、スキャナの 信号処理要素に供給することができる。完成された基板アセンブリは、ブロック ９０に接合することができる。モジュール２４は、例えば、１６の検知器を含む ことができる。これら検知器が、１／８°の円弧間隔で取り付けられる場合には 、それぞれの検知器の中心は、２ｍｍよりも小さい距離だけ離れることになる。 検知器の間隔の均一性は、上述のように、再構成された像の適正なピクセルに測 定を割り当てるために、重要なことである。検知器の特性の均一性は望ましいが 、実際には、各々の検知器は、予測される温度範囲にわたって、校正されるのが 好ましい。従って、検知器の温度を均一にするための良好な熱接合が望ましい。 ブロック９０は、背骨の面４０に取り付けるための、平坦面９８を有している 。面９８は、基準面と考えることができる。検知器に近い方のブロックの一部を 凹陥させて、面９８と平行な別の平坦面１００を形成する。上記凹陥させる量は 、モジュール２６のリップ部７８の厚みを越え、これにより、検知器モジュール 及 び散乱防止モジュールの両方の面９８、７２がそれぞれ背骨２８の基準面４０に 接すると、面１００は、上記リップ部の頂部に干渉されない。検知器モジュール ２４を正確に定置するために、丸い基準孔１０２が、面１００において該面に対 して直角に設けられ、背骨２８に設けられていてリップ部７８の対応する孔８０ 、８２又はスロット８４を貫通している、ダウエルピン６０Ａ、６０Ｂ又は６０ Ｃをきっちりと収容するような寸法になされている。面９８の基準スロット１０ ４の長さ寸法は、検知器アレイに対して直交する、孔１０２を有する線上に位置 する。検知器アレイに対して平行な方向のスロット１０４の幅は、ダウエルピン ６０Ｄにぴったりと嵌合するが、その長さ方向においてはクリアランスすなわち 空隙を与えて、ピン６０Ｄが対をなす対応するピン６０Ａ、６０Ｂ又は６０Ｃの 間の間隔の寸法誤差を許容するような、寸法になされている。ブロック９０を貫 通する孔１０６の位置及び寸法は、取り付けボルト１１０（図６参照）を収容す ることができるようになされており、また、ネジ付きのめくら取り付け孔５６に 対して過大寸法になされていて、検知器が固定されている半径方向の線に沿う背 骨２８の孔４８、５６、５０の間の寸法誤差を許容するようになされている。検 知器９２は、基準孔１０２及び基準スロット１０４に関して、極めて正確に位置 決めされている。 本発明の構造が、図２に示したように組み立てられると、各々の散乱防止モジ ュール２６の平坦面７２、及び、各々の検知器２４の平坦面９８が、背骨の基準 面４０に着座する。各々の散乱防止モジュールは、その基準孔８０を通って一次 基準孔４４の中に伸長している、ダウエルピン６０Ａによって位置決めされ、ま た、その基準スロット８４を通って背骨の基準孔４８の中に伸長している、ダウ エルピン６０Ｃによって整合される。拡大された孔８２を貫通するダウエルピン ６０Ｂは、モジュール２６に接触しない。各々の検知器モジュール２４は、その 対応する基準孔１０２から、散乱防止モジュール２６のリップ部７８の孔を通っ て、背骨２８のそれぞれの基準孔４４又は４８の中に伸長している、ダウエルピ ン６０Ａ、６０Ｂ又は６０Ｃによって、位置決めされている。検知器モジュール は、同様に、基準スロット１０４から背骨２８の基準孔５０の中へ伸長している 、ダウエルピン６０Ｄによって整合されている。検知器モジュールの孔１０６を 通って背骨２８のネジ付き孔５６の中に伸長しているボルト１１０が、各々のモ ジュール２４を背骨２８に確実に固定しており、一方、散乱防止モジュールは、 ４つのボルト（図示せず）によって、背骨に固定されている。このモジュール型 のアセンブリは、図５及び図６に示されている。 本発明の上記構造においては、検知器をＸ線源から均一に且つ等間隔に離隔し て配置し、散乱防止プレートを各検知器の間に位置させてこれら検知器を隠さな いように整列させるという目的は、以下の各要素によって達成される。すなわち 、第一に、従来技術のように、取り付け孔をディスクの取り付け構造の半径方向 に位置決めするのではなく、円弧状の背骨に、該円弧の軸線に対して直交する平 坦面を設ける。これにより、円弧の軸線に対して平行な孔を設けることのできる 、データム面すなわち基準面が提供される。上述の平坦面は、基準孔をかなり正 確に位置決めすることができる。 第二に、各々のモジュールは、穿孔された基準孔の中に挿入された２つのピン によって適正な位置に保持される。一方のピンだけが、モジュールの円形孔の中 に入っており、他方のピンは、上記円形孔に整合する細長いスロットの中に入っ ている。機械設計の技術分野では、上記孔及びスロットの構造は、２つの円形孔 の代わりとして許容されている。 最後に、散乱防止モジュールを位置決めするピンはまた、３つの関連する検知 器モジュールの中の２つをも位置決めする。従って、関連する検知器及び散乱防 止プレートは、同じ一次基準位置にキー止めされ、各々の散乱防止モジュールは 、背骨の一次基準孔にキー止めされる。従って、穿孔された基準孔の精度は、公 差が蓄積することなく、モジュールの定置に伝達される。その結果、個々のモジ ュールが製造される精度は、背骨の上に８つの散乱防止モジュール及び２４の検 知 器モジュールを組み立てる際に、極めて小さくなる。従って、１又はそれ以上の モジュールの現場での交換が、可能となり、その際に、アレイ全体を再整合させ る必要はない。最後に、両方のモジュール２４、２６は、ストック材料から容易 に形成することができ、散乱防止プレート及び孔の位置決めは、標準的な機械工 具の直交座標系を用いて、容易に行うことができる。 背骨２８の両端部をディスク１０に取り付けるためのサポート３０の適宜な構 造が、図７乃至図１１、並びに、図１２の一部分解された組立図に示されている 。Ｘ線源に最も近いサポート３０の端部は、上述の図において、上部すなわち上 方に示されている。サポート３０の主要な要素は、図７に示すように、ディスク １０にボルト止めされる、サポート本体１２０、及び、その両端部が本体１２０ 及び背骨２８にボルト止めされる、薄い可撓性の取付プレート１２２である。 Bernard M.Gordon，John Dbbs and David Banks の名前で、本件出願と同時期 に出願され、本件譲受人に譲渡された、本件と同時に係属している米国特許出願 （シリアルＮｏ．不明：代理人事件番号ＡＮＡ−４４）に記載の理由から、可撓 性のプレート１２２が、３対の剛性面の間に挟まれており、これら剛性面の中の ５つは、別個のスチフナーすなわち補強材１２６、１２８、１３０、１３２、１ ３４の上にある。図８に最も良く示すように、第１の補強材１２６は、プレート １２２の上方部分をボルト１２５によって本体１２０に対して保持している。一 対の補強材１２８、１３０を、補強材１２８、及び、プレート１２２を通って補 強材１３０の中に伸長するボルト１２９によって、プレート１２２の中間部分の 両側部に取り付けることができる。同様に、一対の補強材１３２、１３４を、ボ ルト１３３によって、プレート１２２の下方部分の両側部に固定することができ る。図７及び図８に最も良く示すように、補強材１３２、１３４及びプレート１ ２２の中心を通って背骨２８のネジ付き孔の中に伸長している追加のボルト１３ ４が、背骨２８を補強部材１３４に、従って、サポート３０に堅固に固定してい る。 図７及び図１２に示すように、総ての検知器が焦点から同じ距離にあるように 、Ｘ線源１２に向かってあるいはこれから離れる方向への、背骨２８の半径方向 における微調整は、各々のサポート１２０の頂部に位置する、レバー１４０、枢 動ボール１４２、及び、ネジ１４４によって行うことができる。レバー１４０の 一端部は、プレート１２２の矩形孔１４６（図１２参照）を通って突出している 。ネジ１４４は、レバー１４０の他端部を貫通して、本体１２０の頂部にねじ込 まれている。本体１２０及びレバー１４０の中に部分的に凹陥しているボール１ ４２は、支点として作用し、これにより、ネジ１４４が本体１２０の中にねじ込 まれると、プレート１２２は上昇する。反対に、ネジが本体から出ると、プレー トは下降する。ボルト１２５が貫通しているプレート１２２の細長い孔１４８は 、補強材１２２を確実に固定する前に行われる、上述のプレートの上下方向の調 節を許容する。本体１２０の一対のダウエルピン１４７、並びに、プレート１２ ２及び１２６の関連するスロット１４９は、半径方向の整合を確実にし、各々の スロットの幅は、対応するピンをきっちりと収容するような寸法になされている 。 プレート１２２は、一定の張力すなわちテンションで保持され、本体１２１に 設けられたスロット１５１を通ってプレート１２２の孔１５２の中に突出してい る、一対のテンションレバー１５０によって作動力を受けた場合に、運動を防止 するようになされている。両方のレバー１５０は、本体１２０及びレバー１５０ を通る共通の枢動ロッド１５４の上で、スロットの中を上下に枢動する。図１０ に最も良く示すように、各々のテンションレバー１５０を駆動するものは、プッ シュロッド１５６と、適宜な数の圧縮ワッシャ１５８のスタックと、テンション ネジ１６０である。上記圧縮ワッシャは、プッシュロッド１５６に一定の圧力を 保持し、従って、限定された運動範囲にわたって、プレート１２２に一定のテン ションを与える。上記ワッシャの寸法は、必要とされるテンションの大きさに従 って選択され、また、ワッシャの数は、最終的な調節に必要な運動範囲を許容す るように選択される。 最後に、背骨２８の接線方向の非常に細かい調節、従って、検知器アセンブリ の接線方向の非常に細かい調節を行うために、本体１２０の中心線に沿うネジ付 き孔の中の調節ボルトを補強材１３２に向かって押し付ける。補強材１３２の位 置を安定化するために、一対のテンションボルト１６４（図７及び図１０参照） を補強材１３２、１３４の中にねじ込む。各々のボルト１６４の頭部と胴部すな わち本体１２０との間に設けられる圧縮ワッシャ１６６のスタック（集合体）が 、ボルト１６２によって調節された背骨２８の位置を、その微細調節範囲にわた って、一定のテンションで保持する役割を果たす。従って、サポート３０は、必 要とされる調節機能で、背骨２８を堅固に確実に位置決めする。 断層撮影装置用の検知器アセンブリのモジュール構造を上に説明し、そのよう な構造は、検知器及び散乱防止プレートの位置決め及び整合を、安い製造コスト 及び組み立てコストで、正確に行うことができ、また、検知器及び散乱防止プレ ートを共に、現場で容易に交換することをサポートすることを述べた。そのよう な構造の１つだけを説明したが、当業者は、添付の請求の範囲に記載の本発明の 精神及び範囲から逸脱することなく、他の構造を考えることができよう。 本発明の範囲から逸脱することなく、幾つかの変更を上述の装置に加えること ができるので、上述の記載並びに添付の図面に示す総ての事項は、例示的なもの であって、制限的なものではないことを理解する必要がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＬ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． Ｘ線装置においてＸ線源と共に使用されるＸ線検知器アセンブリ用のモ ジュール構造であって、 基準面と、該基準面に対して固定されていて、前記Ｘ線源が発生するＸ線を検 知するための１又はそれ以上の検知器とを含む、少なくとも１つの検知器モジュ ールと、 第２の基準面と、該第２の基準面に対して固定されていて、前記検知器が受け 取る散乱されたＸ線の量を減少させるための手段とを含む、少なくとも１つ散乱 防止モジュールと、 前記検知器モジュール及び散乱防止モジュールを支持するために、前記Ｘ線装 置に固定されるようになされた、ベースサポート手段とを備えており、該ベース サポート手段は、ベース基準面を有していると共に、前記各々のモジュールを前 記ベースサポート手段に対して適正に位置決めして固定するための位置決め手段 を有しており、これにより、前記各々のモジュールの前記基準面は、前記ベース 基準面と互いに向かい合った関係になり、また、前記検知器モジュール及び散乱 防止モジュールは、これらモジュール及びベースサポート手段が前記Ｘ線装置に 固定された時に、前記Ｘ線源に対して正確に位置決めされることを特徴とする、 モジュール構造。 ２． 請求項１のモジュール構造において、前記各々の基準面が、平坦である ことを特徴とする、モジュール構造。 ３． 請求項１のモジュール構造において、前記位置決め手段は、前記各々の モジュールを前記ベースサポート手段に対して位置決めするための、２つのピン を含むことを特徴とする、モジュール構造。 ４． 請求項３のモジュール構造において、前記各々のモジュールは、共通の ピンを共有していることを特徴とする、モジュール構造。 ５． 請求項３のモジュール構造において、前記各々のモジュールは、一方の ピンをきっちりと収容するための、１つの孔と、長さよりも小さな幅を有するス ロットとを備えており、前記スロットの長さは、前記孔に整合されており、前記 スロットの幅は、他方のピンをきっちりと収容するような寸法になされており、 一方、前記スロットの長さは、前記２つのピンの間の寸法誤差を許容することを 特徴とする、モジュール構造。 ６． 請求項５のモジュール構造において、前記散乱防止モジュール及び前記 検知器モジュールは、共通のピンを共有することを特徴とする、モジュール構造 。 ７． 請求項６のモジュール構造において、前記共通のピンは、前記散乱防止 モジュール及び検知器モジュールの孔の中に収容されていることを特徴とする、 モジュール構造。 ８． 請求項１のモジュール構造において、前記モジュールの一方が、その基 準面を延長させるリップ部を有しており、また、前記モジュールの他方が、前記 リップ部を収容するための凹所を有しており、これにより、前記両モジュールが 前記位置決め手段によって前記ベースサポート手段に固定された時に、前記両モ ジュールの基準面が、同一平面にあって、前記ベースサポート手段の基準面に接 触するようになされていることを特徴とする、モジュール構造。 ９． 請求項１のモジュール構造において、当該構造が、複数の検知器モジュ ールと、複数の散乱防止モジュールとを備えることを特徴とする、モジュール構 造。 １０． 請求項９のモジュール構造において、前記位置決め手段は、前記各々の モジュールを前記ベースサポート手段に対して位置決めするための、２つのピン を含んでおり、また、前記検知器モジュールの中の２つが、対応する１つの散乱 防止モジュールを支持するために使用される２つのピンをそれぞれ共有している ことを特徴とする、モジュール構造。 １１． 請求項１０のモジュール構造において、前記ベースサポート手段を前記 Ｘ線装置に固定するための取り付け手段を更に備えることを特徴とする、モジュ ール構造。 １２． 請求項１１のモジュール構造において、前記取り付け手段は、前記Ｘ線 源に対して前記ベースサポート手段の位置を調節するための手段を備えることを 特徴とする、モジュール構造。 １３． 断層撮影装置の回転ディスク上でＸ線源と対向して支持される、Ｘ線検 知器アセンブリ用のモジュール構造であって、 （Ａ）実質的に平坦な基準面、及び、該基準面にこの基準面に対して直角に設 けられる複数の基準孔を有する、背骨と、 （Ｂ）前記背骨に取り付けられる複数の散乱防止モジュールであって、 （ａ）前記背骨の基準面に接触するための、実質的に平坦な基準面を形成 する手段と、 （ｂ）前記散乱防止モジュールの基準面に対して直角な基準孔と、 （ｃ）前記散乱防止モジュールの基準面に対して直角であって、前記円形 の基準孔に整合する細長い寸法を有する、基準スロットと、 （ｄ）前記散乱防止モジュールの基準孔、基準スロット及び基準面に対し て、正確に位置決めされ且つ配向された、複数の散乱防止プレートとを各々有し ている、複数の散乱防止モジュールと、 （Ｃ）前記背骨に取り付けられる複数の検知器モジュールであって、 （ａ）前記背骨の基準面に接触するための実質的に平坦な基準面を形成す る手段と、 （ｂ）前記検知器モジュールの基準面に対して直角な基準孔と、 （ｃ）前記検知器モジュールの基準面に対して直角であり、前記検知器モ ジュールの円形の基準孔に整合する細長い寸法を有している、基準スロットと、 （ｄ）前記検知器モジュールの基準孔、基準スロット及び基準面に対して 、正確に位置決めされ且つ配向された、複数のＸ線検知器とを各々有している、 複 数の検知器モジュールと、 （Ｄ）前記背骨を前記断層撮影装置に取り付けるための、背骨取り付け手段と 、 （Ｅ）複数のダウエルピンとを備えており、 （Ｆ）前記散乱防止モジュール及び前記検知器モジュールの各々の前記背骨の 基準面上の位置は、それぞれの対応する各々の円形の基準孔の中にそれぞれ位置 する前記ダウエルピンの１つ、及び、背骨の基準孔によって、決定され、 （Ｇ）前記各々の散乱防止モジュール及び検知器モジュールの整合は、それぞ れの基準スロットの各々の中にある前記ダウエルピンの１つ、及び、背骨の基準 孔によって、決定されることを特徴とする、モジュール構造。 １４． 請求項１３のモジュール構造において、散乱防止モジュール、及び、第 １の検知器モジュールの両方の位置は、前記ダウエルピン、及び、背骨の基準孔 によって決定されることを特徴とする、モジュール構造。 １５． 請求項１４のモジュール構造において、前記複数の背骨の基準孔が、 互いに関して正確に位置決めされた、第１の複数の一次基準孔と、 各々の対応する基準孔に関連してこれら基準孔に関して正確に位置決めされた 、第２の複数の二次基準孔とを備えており、 前記各々の散乱防止モジュールの位置は、一次基準孔の中の前記ダウエルピン の１つによって、決定され、 前記各々の散乱防止モジュールの整合は、二次基準孔の中の前記ダウエルピン の１つによって決定されることを特徴とする、モジュール構造。 １６． 請求項１４のモジュール構造において、第２の検知器モジュールの位置 を決定する、ダウエルピン及び背骨の基準孔が、散乱防止モジュールの整合も決 定することを特徴とする、モジュール構造。 １７． 請求項１６のモジュール構造において、第３の検知器モジュールの位置 を決定するダウエルピンが、散乱防止モジュールに接触しないことを特徴とする 、モジュール構造。 １８． 請求項１７のモジュール構造において、前記検知器モジュールの数が、 前記散乱防止モジュールの数よりも多いことを特徴とする、モジュール構造。 １９． 請求項１３のモジュール構造において、前記取り付け手段が、前記背骨 の両端部、及び、前記断層撮影装置の前記ディスクに取り付けられていることを 特徴とする、モジュール構造。 ２０． 請求項１９のモジュール構造において、前記取り付け手段が、前記背骨 の各々の端部と前記Ｘ線源との間の距離を微調整するための、第１の調整手段を 備えていることを特徴とする、モジュール構造。 ２１． 請求項１９のモジュール構造において、前記取り付け手段が、前記Ｘ線 源に対する前記背骨の角度方向の回転を微調整するための、第２の調整手段を備 えていることを特徴とする、モジュール構造。