JPH105207A - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明はコーンビームが適用される比較的大型
サイズの二次元検出器に対する散乱線の影響を適切に除
去し得るＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】本発明に係るＸ線コンピュータ断層撮影装
置の検出器システム１０は、コリメータ板１１がスライ
ス方向に複数配列されてなるスライス方向コリメータ１
２と、コリメータ板１３がチャネル方向に複数配列され
てなるチャネル方向コリメータ１４と、複数の検出素子
が二次元方向に配列されてなる検出素子アレイ１６と、
から構成されている。チャネル方向及びスライス方向に
関するアライメントは独立して行えるように構成されて
いる。また比較的高精度なアライメントが要求される二
つの構成要素のアライメントを先に行い、しかる後に、
残る構成要素とのアライメントを行うことが可能な構造
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体の断層像を
撮影するためのＸ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線Ｃ
Ｔと略称する）に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴは被検体にＸ線を照射しその投
影データに基づく再構成処理を行なうことにより、特定
スライス位置における被検体の断層像を得るものであ
る。図１０は、従来から知られているこの種のＸ線ＣＴ
に適用される検出器システムの配置関係を示す図であ
る。同図に示される検出器システム１００は、いわゆる
第３世代と呼ばれるＸ線ＣＴに適用されるものである。
このＸ線ＣＴにおいては、焦点（Ｘ線管球）Ｆと検出器
システム１００とが、回転中心軸Ｚを挟んで対向して配
置され、両者が一体となって被検体Ｍの周囲を回転可能
となっている。撮影時においては、Ｘ線ビームＢが焦点
Ｆから撮影領域に向けて照射され、検出器システム１０
０は、被検体Ｍを透過後の透過Ｘ線を含んだＸ線ビーム
Ｂを検出する。この動作が複数の回転角度について繰り
返されることにより、上記投影データが収集される。

【０００３】回転中心軸Ｚは、図１０の紙面上では上下
方向となっているが、実際にはほぼ水平な方向に設定さ
れる。これは、一般に被検体Ｍは人体であることが多
く、撮影時には、被検体Ｍはほぼ水平な天板上に載置さ
れ、上記回転中心軸Ｚは、被検体Ｍの体軸にほぼ等しく
設定されるためである。

【０００４】図示していないが上記第３世代ＣＴの他に
も、検出器システムが円周上に配置され、焦点（Ｘ線管
球）のみが回転移動しながら投影データを収集する第４
世代ＣＴ、同様に円周上の検出器システムを有し、電子
ビームを走査することによりＸ線焦点を被検体の周囲で
回転させる第５世代ＣＴなどが知られている。

【０００５】以上に述べたようなＸ線ＣＴは、いずれも
比較的薄い扇状のＸ線ビーム（ファンビーム）を用いて
いる。そしてこのようなＸ線ＣＴをファンビームシステ
ムと称する。

【０００６】また、検出素子列がスライス厚方向に二列
配列されたいわゆるデュアルスライスシステムが実用化
されてきている。このシステムで使用されるＸ線は、そ
のビーム厚が上記したようなＸ線ＣＴ（すなわちシング
ルスライスシステム）で使用されるＸ線のビーム厚の二
倍に過ぎず、これもやはりファンビームシステムに含ま
れる。

【０００７】検出器システム１００が有する検出素子は
シンチレータおよびフォトダイオードから構成されてい
る。被検体Ｍを透過したＸ線はシンチレータで光に変換
されるが、一般にシンチレータのＸ線入射方向に対する
指向性は広く、さまざまな方向から入射するＸ線に対す
る感度を有している。

【０００８】Ｘ線ＣＴの再構成の原理は、透過データ
は、焦点から検出器に垂直入射したＸ線（直接線）のデ
ータだけを考慮しており、被検体で散乱され方向が変化
したＸ線（散乱線）のデータは最終的なＸ線ＣＴ像の画
質を劣化させる要因となる。

【０００９】したがって、指向性の広いシンチレータを
検出素子として用いる検出器システムでは、シンチレー
タに入射するＸ線を直接線だけに限定し、散乱線を除去
する必要がある。

【００１０】散乱線を除去する方法には、物理的に散乱
線を除去する散乱線除去コリメータ（あるいは散乱線除
去グリッド）をシンチレータ全面に配置する方法と、散
乱線だけを測定する別の検出器（散乱線検出器）を用意
し、そのデータを用いて数学的に散乱線を除去する散乱
線補正による方法とが実用化されている。最近では、デ
ータ処理にかかる時間を短縮する必要から、コリメータ
方式が主流となっている。

【００１１】図１１は、コリメータによる散乱線の除去
を説明するための図である。図１１の（ａ）に示すよう
に、コリメータを備えない場合は、焦点Ｆから照射され
被検体Ｍを透過した直接線１０１および散乱線１０２
は、両者ともシンチレータ１０４に入射する。また、図
１１の（ｂ）に示すように、コリメータ１０３を備える
場合は、焦点Ｆから照射され被検体Ｍを透過した透過Ｘ
線のうち、散乱線１０２がコリメータ１０３によって遮
られ、直接線１０１のみがシンチレータ１０４に垂直入
射する。

【００１２】図１２は、コリメータ方式による固体検出
器システムの具体的な構成を示す図である。同図に示す
ように、検出器システム１００は、複数のコリメータ板
が配列されてなるコリメータ１１０と、複数の検出素子
１０４が配列されてなる検出器１２０とからなってい
る。

【００１３】検出器１２０の検出原理としては、Ｘ線に
より電離されたガス（主にＸｅガスが使用されている）
の電荷を収集して信号を得るガス検出器と、Ｘ線がシン
チレータに入射した時のシンチレータ光を光センサー
（主にフォトダイオードが使用される）によって電気信
号に変換する固体検出器（Solid-State-Detector、「Ｓ
ＳＤ」と略称する）とが一般的であるが、最近では効率
の良いＳＳＤが主流になりつつあり、ここでもＳＳＤを
用いることを前提として説明する。

【００１４】検出器１２０の前面（焦点Ｆ側）に、コリ
メータ１１０が配置される。また同図においてコリメー
タ１１０と検出器１２０とは離間して示されているが、
これは説明及び理解の便宜を図るためであって、実際に
はコリメータ１１０と検出器１２０とは近接して配置さ
れる。上記したようなファンビームシステムにおいて
は、ファンビーム形状がチャネル方向に広く、スライス
厚方向に狭いことから、散乱線の入射方向もほぼチャネ
ル方向に限られてくる。このため、検出器システム１０
０はチャネル方向の散乱線除去のためのコリメータ１１
０のみを備えるものとなっている。

【００１５】上述したようなファンビームシステムに
は、被検体の体軸方向（スライス厚）のビーム厚が薄い
ために、スライス厚方向の撮影領域が狭いという問題が
ある。現在ではいわゆるヘリカルスキャンＣＴが実用化
され、普及しつつある。しかしながらこのヘリカルスキ
ャンＣＴは、上述したようなＸ線ＣＴシステムと同様に
ファンビームを用いるものであるため、スライス方向の
解像度がファンビームの厚さに依存するという限界があ
る。したがって、上記撮影領域の問題は根本的には解決
されていない。

【００１６】撮影領域を広げるために、ファンビームの
ビーム厚をスライス方向に厚くすることによりコーンビ
ーム形状とすると共に、検出器システムをスライス方向
に拡大し解像度を向上するために検出素子をスライス方
向に複数、配列して二次元検出器を構成することが考え
られている。

【００１７】しかしながら、このようなコーンビームを
用いる場合、Ｘ線のビーム厚がスライス方向に厚くなる
ため、シンチレータに入射するチャネル方向の散乱線の
みならず、スライス方向の散乱線が無視できなくなる。
このため格別の散乱線対策が必要となる。

【００１８】ところで、上述したようなコーンビームを
使用する場合には、次のような問題がある。すなわち、
コーンビームを使用する場合における散乱線検出器によ
る散乱線補正は、散乱線検出器の位置から、推定すべき
コーンビームの中心（スライス厚方向の中心）までの距
離が大きくなり、ファンビームと同様の補正精度が得ら
れないことが予想され、処理時間の問題と併せて実現が
困難であるという問題がある。

【００１９】この問題の具体的な解決策としては、上述
したようなコリメータによる散乱線除去（すなわち直接
線以外はシンチレータに入射しないようにする）が考え
られる。しかしながら、現状ではスライス方向寸法が短
いチャネル方向散乱線除去コリメータしか実用化されて
おらず、大型サイズの二次元検出器における二次元方向
の散乱線除去のためのコリメータは未だ現実のものとは
なっていない。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、コーンビー
ムが適用される比較的大型サイズの二次元検出器に対す
る散乱線の影響を適切に除去し得るＸ線コンピュータ断
層撮影装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、検出素子アレイと、
チャネル方向コリメータと、スライス方向コリメータと
を具備し、これらが独立して位置調整可能な如く設けら
れることを特徴とする。

【００２２】本発明の請求項３に係るＸ線コンピュータ
断層撮影装置は、コリメータ板と、焦点と検出素子アレ
イとの間に配置され、前記焦点から前記検出素子アレイ
に向けて照射されるＸ線を横切る面上に設けられ、前記
コリメータ板を固定する一対の支持材とからなるコリメ
ータを具備することを特徴とする。

【００２３】本発明の請求項４に係るＸ線コンピュータ
断層撮影装置は、単体で円筒形状をなす又は平面検出素
子ブロックが複数配列されることにより円筒形状をなす
検出素子アレイと、曲面をなす複数のコリメータ板を有
するスライス方向コリメータと、を具備することを特徴
とする。

【００２４】本発明の請求項９に係るＸ線コンピュータ
断層撮影装置は、単体で円筒形状をなす又は平面検出素
子ブロックが複数配列されることにより円筒形状をなす
検出素子アレイと、チャネル方向に配列された複数のコ
リメータブロックからなるコリメータ板を有するスライ
ス方向コリメータと、を具備することを特徴とする。

【００２５】本発明の請求項１４に係るＸ線コンピュー
タ断層撮影装置は、単体で円筒形状をなす又は平面検出
素子ブロックが複数配列されることにより円筒形状をな
す検出素子アレイと、システムの回転軸に平行な軸を中
心軸とする円筒面の一部をなす二つの支持材に切られた
一対の溝に挿入されて固定される複数のチャネル方向コ
リメータ板からなるチャネル方向コリメータと、を具備
することを特徴とする。

【００２６】本発明の請求項１７に係るＸ線コンピュー
タ断層撮影装置は、平面形状をなしコーンビームが照射
される検出素子アレイと、スライス方向コリメータと、
チャネル方向コリメータとを具備するＸ線コンピュータ
断層撮影装置において、前記スライス方向コリメータ又
はチャネル方向コリメータの少なくとも片方は、複数の
コリメータ板が前記コーンビームを横切る面上に配列さ
れてなることを特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
によるＸ線コンピュータ断層撮影装置の実施形態を説明
する。本実施形態では、単体で円筒形状をなす二次元検
出素子アレイ及び平面検出素子ブロックが複数配列され
ることにより円筒形状をなす二次元検出素子アレイ（こ
れらを総称して「円筒形検出素子アレイ」と称する）、
又は単体で平面形状をなす二次元検出素子アレイ（平面
形検出素子アレイ）と、これらの二次元検出素子アレイ
に組み合わされる種々のコリメータとから構成される検
出器システムについて説明する。

【００２８】（第１実施形態）第１実施形態は、各コリ
メータと検出素子との位置調整に関するものである。図
１は、本発明の第１実施形態に係る検出器システム１０
を示す図である。検出器システム１０は、コリメータ板
１１がスライス方向に複数配列されてなるスライス方向
コリメータ１２と、コリメータ板１３がチャネル方向に
複数配列されてなるチャネル方向コリメータ１４と、複
数の検出素子が二次元方向（矢印ＣｈおよびＳｅｇで示
される）に配列されてなる検出素子アレイ１６と、から
構成されている。図中ＦはＸ線管の焦点を示している。

【００２９】検出素子アレイ１６は、チャネル方向に湾
曲し、スライス方向には直線の円筒形状であり、上記二
つのコリメータも、検出器に合わせて円筒形状になって
いる。あるチャネルの検出素子は、スライス方向に向か
って、回転中心軸と平行に（つまり、この図では垂直
に）並んでおり、また、あるスライスの検出素子は、チ
ャネル方向に向かって、中央断面に平行に（つまり、こ
の図では水平に）並んでいる。

【００３０】図２は、検出器システム１０の配置関係を
示している。本実施形態の検出器システム１０は上述し
たような第３世代ＣＴに適用されるものであって、焦点
Ｆと検出器システム１０とが、回転中心軸Ｚを挟んで対
向して配置され、両者が一体となって被検体Ｍの周囲を
回転可能（矢印Ｒ方向）となっている。撮影時において
は、コーンビームＢが焦点Ｆから撮影領域に向けて照射
され、検出器システム１０は、被検体Ｍを透過後の透過
Ｘ線を検出する。

【００３１】このようなコーンビームを用いる場合、上
述したようなファンビームを用いるものと比較して、Ｘ
線ビーム厚がスライス方向に大きくなっており、撮影領
域も広がっている。併せて、検出器システム１０の検出
面もスライス方向（Ｚ軸方向）に広がっており、二次元
検出素子アレイが構成されている。

【００３２】また、検出素子アレイ１６と、チャネル方
向コリメータ１４と、スライス方向コリメータ１２と
は、独立して位置調整可能な如く分離して設けられてい
る。図３は、アライメントのずれによる直接線の影の影
響を示す図である。同図（ａ）に示すように、コリメー
タ板１と検出素子とのアライメントが合っている場合
は、直接線によるコリメータ板１の影４は、反射板３に
入射する。しかしながら、上記アライメントにずれが生
じると、同図（ｂ）に示すように直接線によるコリメー
タ板１の影４は反射板３とは異なる位置に入射すること
になり、シンチレータ２に対して影を作ってしまう。

【００３３】なお、コリメータ板１が、直接線に対して
所定角度を有している場合についても、上記と同様の事
態が起こり得る。また、焦点サイズは物理的にゼロでは
なく、その上、Ｘ線管球の熱的状態に依存して焦点位置
が変化することも知られている。したがって、シンチレ
ータ２とコリメータ板１とのアライメントは高精度のも
のが要求される。このような状況にあっては、チャネル
方向及びスライス方向を同時に調整することは困難とな
る。そこで、チャネル方向及びスライス方向を独立して
アライメントできる構造とする。さらに、比較的高精度
なアライメントが要求される二つの構成要素（例えばチ
ャネル方向コリメータと検出素子アレイ）のアライメン
トを先に行い、しかる後に、残る構成要素（例えばスラ
イス方向コリメータ）とのアライメントを行うことが可
能な構造とする。

【００３４】かくして、高精度のアライメントを簡単に
行えるようになるので、組立作業の効率を向上すること
ができる。 （第２実施形態）第２実施形態は、第１実施形態にて説
明した各コリメータの支持板の構造に関するものであ
る。

【００３５】ファンビームシステムに適用される検出器
システムに設けられるチャネル方向コリメータにおいて
は、上述したようにスライス方向の寸法が短いため、コ
リメータ板をスライス方向の端部で支持する構造とする
ことが可能であり、かかる支持材をＸ線パスから外れた
位置に配置することが可能であった。しかしながら、二
次元検出素子アレイに用いられる各コリメータにおいて
は、チャネル方向コリメータ板のスライス方向寸法、ス
ライス方向コリメータ板のチャネル方向寸法ともに大き
く、端部のみで支持すると不安定になり好ましくない。
そこで、本実施形態では、Ｘ線パスを横切る面上に支持
材を配置し、コリメータ板を支持する構造としている。

【００３６】このような構造にすると、支持材を透過し
たＸ線が検出素子アレイに入射することになる。このた
め支持材にはＸ線吸収が小さい材料を選択する必要があ
る。強度、重量などを考慮し、支持材には、いわゆるＣ
ＦＲＰ（carbon fiber reinforced plastics）等を選択
することが好ましい。

【００３７】（第３実施形態）第３実施形態は、円筒形
検出素子アレイに組み合わされるチャネル方向コリメー
タに関するものである。

【００３８】図４の（ａ）は、先に図１において示した
チャネル方向コリメータ１４のさらに具体的な構成を示
す図である。チャネル方向に複数配列されるチャネル方
向コリメータ板１３は、スライス方向（Ｚ軸方向）に所
定の長さを有する平面状の板であって、対向する一対の
支持板１７により、焦点Ｆを向くように支持されてい
る。

【００３９】ここで支持板１７は、検出素子アレイと同
様に、焦点位置を中心（正確には、焦点を含み、回転中
心軸に平行な軸を中心軸とする）とする二つの円筒表面
の一部を切り取った形状をなしている。これら二つの円
筒は、コリメータ板１３のＸ線パス方向長さに応じて半
径が異なっている。

【００４０】二つの支持板１７のうち、半径が小さい方
（焦点側）の支持板には、外側の面（半径の大きな面）
にスライス方向に向かって溝が切られており、もう一方
の半径の大きい方（検出素子アレイ側）の支持板には、
内側の面（半径の小さな面）に同じようにスライス方向
に溝が切られている。それぞれの支持板に切られた一対
の溝に、Ｘ線吸収が大きいタングステンあるいはモリブ
デン等の金属で作られたコリメータ板１３を挿入し固定
するものとなっている。

【００４１】図４の（ｂ）および（ｃ）は、図４の
（ａ）のＡ１部を拡大して示す図であって、支持板表面
に対し垂直に溝を切る例および支持板表面に対し斜めに
溝を切る例を示す図である。固定されたコリメータ板１
３は、すべて焦点方向を向いている必要があるため、支
持板１７の溝ピッチは、焦点側では小さく、検出素子ア
レイ側では大きくなっている。

【００４２】図４の（ｂ）に示すように、支持板１７の
表面に対し垂直に溝を切る場合、すなわち、支持板１７
の表面に対する垂線Ｃ1 ，Ｃ2 の方向に溝を切る場合、
個々の溝幅を一定にできる。

【００４３】図４の（ｃ）に示すように、支持板１７の
表面に対し斜めに溝を切る場合、個々の溝位置ごとで溝
幅を変える必要がある。すなわち、溝幅Ｗ2 よりも溝幅
Ｗ1の方を広くするという具合に、チャネル中心から離
れるにしたがって溝幅を広くする必要がある。これによ
り、加工手段の都合に応じて溝の向きを同じにできる
（例えば、焦点と回転中心軸を含むチャネル中心の平面
に平行に切る）。

【００４４】このような支持板１７を、所定の間隔を置
いて、且つ対応する溝位置のアライメントを行なった状
態で固定する。その状態において、コリメータ板１３を
支持板１７の溝の端からスルスルと挿入し、接着剤など
を使用して所定の位置で固定する。

【００４５】（第４実施形態）第４実施形態は、円筒形
検出素子アレイに組み合わされ、単体で曲面形状をなす
スライス方向コリメータに関するものである。

【００４６】円筒形状検出素子アレイと組み合わされる
スライス方向コリメータにおいては、個々のコリメータ
板が焦点を向いている必要がある。このためには、個々
のコリメータ板を、図５に示すようにＸ線焦点を頂点Ｔ
とする円錐表面の一部分を切り取って得られる形状１１
とすれば良い。すなわち個々のコリメータ板は平面では
なく曲面形状をなすものである。

【００４７】図６の（ａ）は、先に図１において示した
スライス方向コリメータ１２のさらに具体的な構成を示
す図である。同図に示すように、スライス方向コリメー
タ１２において、上述したチャネル方向コリメータ１４
と同じような、同心円状の一対の支持板１８を考える。
内側（焦点側）の支持板の外側（検出素子アレイ側）の
面と、外側（検出素子側）の支持板の内側（焦点側）の
面とに、検出素子アレイのスライス方向中心線に対し平
行に溝を切る。

【００４８】図６の（ｂ）および（ｃ）は、図６の
（ａ）のＡ２部を拡大して示す図であって、支持板表面
に対し斜めに溝を切る例および支持板表面に対し垂直に
溝を切る例を示す図である。固定されたコリメータ板１
１は、すべて焦点方向を向いている必要があるため、支
持板１８の溝ピッチは、焦点側では小さく、検出素子ア
レイ側では大きくなっている。

【００４９】図６の（ｂ）に示すように、支持板１８の
表面に対し斜めに（例えばＤ1 ，Ｄ2 ）溝を切る場合、
個々の溝幅を一定にできる。溝幅を一定にする場合は、
焦点を含み回転中心軸に垂直な中央断面（Ｍｉｄ−Ｐｌ
ａｎｅ）から溝位置が離れるにしたがって、溝の深さ方
向と中央断面との角度を大きくして、コリメータ板の角
度に合わせる必要がある。

【００５０】図６の（ｃ）に示すように、支持板１８の
表面に対し垂直に溝を切る場合、個々の溝位置ごとで溝
幅を変える必要がある。すなわち、溝幅Ｗ2 よりも溝幅
Ｗ1の方を広くするという具合に、焦点を含み回転中心
軸に垂直な中央断面（Ｍｉｄ−Ｐｌａｎｅ）から溝位置
が離れるにしたがって溝幅を広くし、コリメータ板の角
度を吸収する必要がある。これにより、加工手段の都合
に応じて溝の向きを同じにできる（例えば、中央断面に
平行に切る）。

【００５１】チャネル方向コリメータ１４と同様に、こ
れらの一対の支持板１８を、所定の間隔を置いて、且つ
対応する溝位置のアライメントを行なった状態で固定す
る。その状態において、コリメータ板１１を支持板１８
の溝の端からスルスルと挿入し、接着剤などを使用して
所定の位置で固定する。

【００５２】（第５実施形態）第５実施形態は、円筒検
出素子アレイに組み合わされ、スライス板が近似曲面を
なすスライス方向コリメータに関するものである。

【００５３】図７は、本発明の第５実施形態に係る検出
器システム２０を示す図である。検出器システム２０
は、チャネル方向に配列された複数のコリメータブロッ
ク２１からなるコリメータ板を有するスライス方向コリ
メータ２２と、スライス方向に配列された複数のコリメ
ータブロック２３からなるチャネル方向コリメータ２４
と、複数の検出素子２５が二次元方向（矢印Ｃｈおよび
Ｓｅｇで示される）に配列されてなる検出素子アレイ６
６と、から構成されている。図中ＦはＸ線管の焦点を示
している。

【００５４】円筒形検出素子アレイ６６と組み合わせる
スライス方向コリメータ２２の個々のコリメータ板は、
焦点Ｆの方向を向いている必要がある。このためには、
個々のコリメータ板の形状を、図５に示したような、Ｘ
線焦点を頂点Ｔとする円錐表面の一部分１１を切り取っ
て得られる形状とする必要があり、単純には、曲面でな
ければならない。しかしながらここでは、スライス方向
コリメータ２２の一のコリメータ板をチャネル方向に複
数に分割し、平面コリメータ板からなるコリメータブロ
ック２１を複数、配列して、円錐表面形状に近似させ
る。

【００５５】このようなコリメータブロック２１に合わ
せて、チャネル方向に分割した平板状の一対の支持板を
考える。内側（焦点側）の支持板の外側（検出素子アレ
イ側）の面と、外側（検出素子アレイ側）の支持板の内
側（焦点側）の面とに、検出素子アレイのスライス方向
中心線に対し平行な溝を切る。溝ピッチは、内側の支持
板では小さく、外側の支持板では大きくしておく。

【００５６】支持板に垂直に溝を切る場合は、焦点を含
み回転中心軸に垂直な中央断面（Ｍｉｄ−Ｐｌａｎｅ）
から溝位置離れるにしたがって、溝幅を大きくして、コ
リメータ板の角度を吸収する必要がある。あるいは、溝
幅を一定にする場合は、焦点を含み回転中心軸に垂直な
中央断面（Ｍｉｄ−Ｐｌａｎｅ）から溝位置が離れるに
したがって、溝の深さ方向と中央断面との角度を大きく
して、コリメータ板の角度に合わせる必要がある。

【００５７】これら一対の支持板を、所定の間隔を置
き、且つ対応する溝位置のアライメントを行なった状態
で固定する。この状態において、コリメータ板を支持板
の溝の端からスルスルと挿入し、接着剤などを使用して
所定の位置で固定する。このように、複数のコリメータ
ブロック２１をチャネル方向に所定の数だけ、アライメ
ントしながら配列して固定することにより、スライス方
向コリメータ一式を構成できる。

【００５８】なお、ここでは説明を省略するが、スライ
ス方向コリメータ２２と同様に、複数のコリメータブロ
ック２３により一枚のコリメータ板を構成することによ
りチャネル方向コリメータ２４を得ることができる。

【００５９】（第６実施形態）第６実施形態は、平面形
検出素子アレイに組み合わされるコリメータに関するも
のである。図８は、第６実施形態に係る検出器システム
３０を示す図である。検出器システム３０は、コリメー
タ板３１がスライス方向に複数配列されてなるスライス
方向コリメータ３２と、コリメータ板３３がチャネル方
向に複数配列されてなるチャネル方向コリメータ３４
と、複数の検出素子３５が二次元方向（矢印Ｃｈおよび
Ｓｅｇで示される）に配列されてなる検出素子アレイ３
６と、から構成されている。図中ＦはＸ線管の焦点を示
している。

【００６０】検出素子アレイ３６が平面形の検出素子ア
レイである場合、この平面形検出素子アレイに組み合わ
されるコリメータは同じく平面形となる。このような場
合、チャネル方向コリメータ３２およびスライス方向コ
リメータ３４はいずれも同じ構造、形状、製作方法で良
い。ここでは、スライス方向コリメータ３２を例に挙げ
て説明する。

【００６１】図９は、図８において示したスライス方向
コリメータ３２のさらに具体的な構成を示す図である。
同図に示すように、スライス方向コリメータ３２におい
て、複数のコリメータ板３１を支持する一対の支持板３
７は平面形状をなしている。

【００６２】二次元検出素子アレイに組み合わされるコ
リメータである以上、支持板３７の構造は、これまで述
べたように、Ｘ線パスを横切るように配置する必要があ
る。内側（焦点側）の支持板の外側（検出素子側）の面
と、外側（検出素子アレイ側）の支持板の内側（焦点
側）の面とに、検出素子アレイ３６のスライス方向中心
線と平行に溝を切る。焦点を向かせるために、溝ピッチ
は、内側の支持板では小さく、外側の支持板では大きく
しておく。

【００６３】支持材に垂直に溝を切る場合は、焦点を含
み回転中心軸に垂直な中央断面（Ｍｉｄ−Ｐｌａｎｅ）
から溝位置が離れるにしたがって、溝幅を大きくして、
コリメータ板３１の角度を吸収する必要がある。あるい
は、溝幅を一定にする場合は、焦点を含み回転中心軸に
垂直な中央断面（Ｍｉｄ−Ｐｌａｎｅ）から溝位置が離
れるにしたがって、溝の深さ方向と中央断面との角度を
大きくして、コリメータ板３１の角度に合わせる必要が
ある。

【００６４】これら一対の支持板を所定の間隔を置き、
且つ対応する溝位置のアライメントを行なった状態で固
定する。このような状態においてコリメータ板３１を支
持板の溝の端からスルスルと挿入し、接着剤などを使用
して所定の位置で固定する。本発明は、上述した実施形
態に限定されることなく種々変形して実施可能である。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、大型サイズの二次元検
出素子アレイに組み合わせることが可能な高精度の二次
元コリメータを実現することができ、このような二次元
検出器システムによれば広い撮影領域において、散乱線
の影響を除去した高品質な断層像が得られるコーンビー
ムＸ線ＣＴシステムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る検出器システムを示す図。

【図２】第１実施形態に係る検出器システムの配置関係
を示す図。

【図３】第１実施形態に係るアライメントのずれによる
直接線の影の影響を示す図。

【図４】第３実施形態に係るチャネル方向コリメータの
さらに具体的な構成を示す図。

【図５】第４実施形態に係るＸ線焦点を頂点Ｔとする円
錐を示す図。

【図６】第４実施形態に係るスライス方向コリメータの
さらに具体的な構成を示す図。

【図７】第５実施形態に係る検出器システムを示す図。

【図８】第６実施形態に係る検出器システムを示す図。

【図９】第６実施形態に係るスライス方向コリメータの
さらに具体的な構成を示す図。

【図１０】従来例に係るＸ線ＣＴに適用される検出器シ
ステムの配置関係を示す図。

【図１１】従来例に係るコリメータによる散乱線の除去
を説明するための図。

【図１２】従来例に係るコリメータ方式による固体検出
器システムの具体的な構成を示す図。

【符号の説明】

１１，１３…コリメータ板 １２…スライス方向コリメータ １４…チャネル方向コリメータ １５…検出素子 １６…検出素子アレイ

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出素子アレイと、チャネル方向コリメ
   ータと、スライス方向コリメータとを具備し、これらが
   独立して位置調整可能な如く設けられることを特徴とす
   るＸ線コンピュータ断層撮影装置。
2. 【請求項２】 前記検出素子アレイ、チャネル方向コリ
   メータ、スライス方向コリメータから構成される検出器
   の三つの要素のうち、比較的高精度な位置合わせを必要
   とする二つの要素の位置合わせを行い、しかる後、残る
   一つの要素との位置調整を行うことが可能な構造を有す
   ることを特徴とする請求項１に記載のＸ線コンピュータ
   断層撮影装置。
3. 【請求項３】 コリメータ板と、 焦点と検出素子アレイとの間に配置され、前記焦点から
   前記検出素子アレイに向けて照射されるＸ線を横切る面
   上に設けられ、前記コリメータ板を固定する一対の支持
   材とからなるコリメータを具備することを特徴とするＸ
   線コンピュータ断層撮影装置。
4. 【請求項４】 単体で円筒形状をなす又は平面検出素子
   ブロックが複数配列されることにより円筒形状をなす検
   出素子アレイと、 曲面をなす複数のコリメータ板を有するスライス方向コ
   リメータと、 を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影
   装置。
5. 【請求項５】 前記コリメータ板の曲面の形状は、円錐
   表面の一部分を切り欠いて得られる形状であることを特
   徴とする請求項４に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装
   置。
6. 【請求項６】 前記コリメータ板は、システムの回転軸
   に平行な軸を中心軸とする円筒面の一部をなす二つの支
   持材に切られた一対の溝に挿入されて固定されることを
   特徴とする請求項５に記載のＸ線コンピュータ断層撮影
   装置。
7. 【請求項７】 前記支持材に切られた複数の溝の溝幅
   は、一定であって、前記円筒面に対してスライス方向に
   傾いて切られることを特徴とする請求項６に記載のＸ線
   コンピュータ断層撮影装置。
8. 【請求項８】 前記支持材に切られた複数の溝は、それ
   ぞれ平行であって、焦点に近い方の支持材の溝間隔が、
   焦点から遠い方の支持材の溝間隔よりも小さいことを特
   徴とする請求項６に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装
   置。
9. 【請求項９】 単体で円筒形状をなす又は平面検出素子
   ブロックが複数配列されることにより円筒形状をなす検
   出素子アレイと、 チャネル方向に配列された複数のコリメータブロックか
   らなるコリメータ板を有するスライス方向コリメータ
   と、 を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影
   装置。
10. 【請求項１０】 任意のスライスに対応する前記コリメ
    ータ板の全チャネルについてのコリメータブロックの集
    合が、Ｘ線焦点を頂点とする円錐表面の一部分を切りと
    った形状に近似するように、それぞれのコリメータブロ
    ックの間隔、角度が設定されていることを特徴とする請
    求項９に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
11. 【請求項１１】 前記複数のコリメータブロックからな
    るコリメータ板は、対向する二つの支持材に切られた一
    対の溝に挿入されて固定されることを特徴とする請求項
    １０に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
12. 【請求項１２】 前記支持材に切られた溝の溝幅は、一
    定であって、溝が切られた平面に対してスライス方向に
    傾いていることを特徴とする請求項１１に記載のＸ線コ
    ンピュータ断層撮影装置。
13. 【請求項１３】 前記二つの支持材に切れれた複数の溝
    は、各々が平行であって、焦点に近い方の支持材の溝間
    隔は、焦点から遠い方の支持材の溝間隔よりも小さいこ
    とを特徴とする請求項１１に記載のＸ線コンピュータ断
    層撮影装置。
14. 【請求項１４】 単体で円筒形状をなす又は平面検出素
    子ブロックが複数配列されることにより円筒形状をなす
    検出素子アレイと、 システムの回転軸に平行な軸を中心軸とする円筒面の一
    部をなす二つの支持材に切られた一対の溝に挿入されて
    固定される複数のチャネル方向コリメータ板からなるチ
    ャネル方向コリメータと、 を具備することを特徴とするＸ線コンピュータ断層撮影
    装置。
15. 【請求項１５】 前記支持材に切られた溝は、前記円筒
    面に垂直であって、その溝幅が一定であることを特徴と
    する請求項１４に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装
    置。
16. 【請求項１６】 前記二つの支持材に切られた複数の溝
    は、各々が平行であって、焦点に近い方の支持材の溝間
    隔が、焦点から遠い方の支持材の溝間隔よりも小さいこ
    とを特徴とする請求項１４に記載のＸ線コンピュータ断
    層撮影装置。
17. 【請求項１７】 平面形状をなしコーンビームが照射さ
    れる検出素子アレイと、スライス方向コリメータと、チ
    ャネル方向コリメータとを具備するＸ線コンピュータ断
    層撮影装置において、 前記スライス方向コリメータ又はチャネル方向コリメー
    タの少なくとも片方は、複数のコリメータ板が前記コー
    ンビームを横切る面上に配列されてなることを特徴とす
    るＸ線コンピュータ断層撮影装置。
18. 【請求項１８】 前記スライス方向コリメータ又はチャ
    ネル方向コリメータのコリメータ板は、互いに平行な二
    つの支持材に切られた一対の溝に挿入されて固定される
    ことを特徴とする請求項１７に記載のＸ線コンピュータ
    断層撮影装置。
19. 【請求項１９】 前記スライス方向コリメータ又はチャ
    ネル方向コリメータの支持材に切られた溝は、該支持材
    に垂直であることを特徴とする請求項１８に記載のＸ線
    コンピュータ断層撮影装置。
20. 【請求項２０】 前記チャネル方向コリメータは、支持
    材に切られた溝の溝幅が、焦点とシステムの回転軸を含
    む平面（チャネル中心）から溝位置が離れるに従って、
    広くなることを特徴とする請求項１９に記載のＸ線コン
    ピュータ断層撮影装置。
21. 【請求項２１】 前記チャネル方向コリメータは、支持
    材に切られた溝の溝幅が一定であって、溝が切られた平
    面に対してチャネル方向に傾いていることを特徴とする
    請求項１８に記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
22. 【請求項２２】 二つの支持材に切られた複数の溝は、
    各々が平行であって、焦点に近い方の支持材の溝間隔
    が、焦点から遠い方の支持材の溝間隔よりも小さいこと
    を特徴とする請求項１８に記載のＸ線コンピュータ断層
    撮影装置。