JPH11295430A - Ｃｔ用固体検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スライス方向にＸ線管焦点が移動しても検出器
の出力変動がなく、また特別な装置を装備しなくても、
常に検出器出力が一定のＣＴ用固体検出器を提供する。 【解決手段】支持プレート１６とＸ線遮蔽プレート１と
スライス方向遮蔽プレート３と支持プレート１７とを接
着剤２で固着し、シンチレータ９、ホトダイオード１０
がＺ方向セパレータ４で分離されて取り付けられた基板
に、上記のプレート部（１６、１、３、１７）をスペー
サ１８を挟んでネジで固定して組み立てる。ここでスラ
イス方向遮蔽プレート３と接着剤２を含んだ厚みｔ１
は、Ｚ方向セパレータの厚みｔ２よりも薄く構成され
る。初期焦点位置からのＸ線入射方向５のＸ線ビームは
初期焦点位置からのＸ線入射幅７となり、一方焦点移動
後のＸ線入射方向６からのＸ線ビームは焦点移動後のＸ
線入射幅８となり、両者は同じ幅となる。したがって検
出器出力の変動もなくアーチファクトのない画像を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に使
用されるマルチスライス用固体検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管からＸ線を放射
し、放射口のコリメータによって扇状のＸ線ビームに絞
られ、被検体を中心にして、Ｘ線管とこれに対向して配
置された円弧状のコリメータと検出器が回転して、被検
体を透過したＸ線情報を検出器が捉え、その信号をコン
ピュータで処理して被検体のＸ線断層画像を得るもので
ある。

【０００３】コリメータはＸ線管焦点方向に収斂するよ
うにＸ線遮蔽プレートが、２次元に配列された検出器の
前に、スライス方向（被検体の体軸方向）とチャンネル
方向（被検体の断面方向）に、Ｘ線を透過し難い材料で
薄い硬質の金属プレートを使って配置されている。そし
て、被検体を透過したＸ線管焦点方向の直接透過線のみ
を検出器に入射させ、それ以外の散乱線を除去する機能
を持っている。

【０００４】検出器は前面にＸ線を照射されると発光す
るシンチレータと、その背面に光を受けて電気信号に変
換するホトダイオードとで構成されており、円弧状に約
５００〜１０００チャンネル程度配列された構造になっ
ている。そして被検体の体軸方向にも複数配列された２
次元検出器アレイである。この検出器はコリメータの背
後に配置され、そのコリメータと検出器の位置精度は正
確に設定され、各検出器の検出感度を一様に最大になる
ようにしている。

【０００５】製作する上で、機械的な配列から、シンチ
レータとホトダイオードを光学接着して組合わせたもの
を、基板上に８〜３０個並べたものが１モジュールとさ
れ、このような検出器モジュールを円周上に連続して多
角形状に配置して、コリメータと組合わせられて、ＣＴ
用固体検出器を構成している。

【０００６】被検体の複数の断層像を一度のスキャンで
同時に得るために、コリメータ及び検出器がスライス方
向（体軸方向）に複数列平行して配置されており、この
構成でマルチスライスをすることができる。

【０００７】図３に２列の場合のスライス方向の断面を
示す。この構成ではＸ線遮蔽プレート１が２列にわたっ
て一枚で作られており、セラミックプレート２１に形成
された溝に、チャンネル方向間のＸ線のクロストークを
防止するために挿入固着されており、チャンネル方向に
検出器の数に相当する枚数だけ順次挿入され積層配列さ
れている。このセラミックプレート２１は、溝の加工が
容易であるが、強度を補強するために外側の支持板２０
に挟まれて固定されている。

【０００８】そして、検出器アレイ部は基板２２上にシ
ンチレータ９を所定の間隔を置いて２列に配置してい
る。この２列のシンチレータ９の間にスライス方向のＸ
線のクロストークを防止するために、スライス方向遮蔽
プレート３が設けられている。そして、コリメータ部と
検出器アレイ部との相対的な位置決めを両者に形成され
た嵌合孔で正確に行なう。これによってコリメータ部と
検出器アレイ部が一体化される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のＣＴ用固体検出
器は以上のように構成されているが、従来の２次元配列
では、Ｘ線遮蔽プレート１やスライス方向遮蔽プレート
３が、長手方向に長くなってプレートの反りが大きくな
り、画像にアーチファクトを生じる原因になるという問
題があり、またスライス方向遮蔽プレート３を固定する
ことが困難であるという問題があった。

【００１０】またＸ線管が回転中に、図３に示すよう
に、Ｘ線管焦点がスライス方向（体軸方向）に移動する
と、初期焦点位置からのＸ線入射方向５からのＸ線ビー
ムは、シンチレータ９の幅で決まる全量が初期焦点位置
からのＸ線入射幅７となって両チャンネルのシンチレー
タ９に入射するが、焦点移動後のＸ線入射方向６からの
Ｘ線ビームは、左側のシンチレータ９にはＸ線ビームの
一部が中央のスライス方向遮蔽プレート３の上部で制限
され、焦点移動後のＸ線入射幅８となりそのＸ線量は減
少する。一方右のシンチレータ９にはシンチレータ９の
幅で決まる全量のＸ線量が焦点移動後のＸ線入射幅７と
なり、左のチャンネルと右のチャンネルの検出器出力に
差を生じる。このように出力に差ができると、２つの断
層画像の画像処理が一様でないのでアーチファクトを発
生するいう問題があった。

【００１１】このような問題に対して、図４に示すＸ線
ＣＴ装置の検出器機構が提案されている。この装置はス
ライス方向上部遮蔽板１２とスライス方向下部遮蔽板１
３の中間位置にビームスプリッタ１１を設けて、シンチ
レータ９に入射するＸ線入射幅を制御することができる
もので、そのビームスプリッタ１１の傾斜角度を所定の
値に設定することで、初期焦点位置からのＸ線入射方向
５からのＸ線ビームはシンチレータ９上で初期焦点位置
からのＸ線入射幅７となり、一方焦点移動後のＸ線入射
方向６からのＸ線ビームは、シンチレータ９上で焦点移
動後のＸ線入射幅８となりＸ線量は減少するが、両チャ
ンネルに対して焦点移動による検出器の出力変動率はほ
ぼ同じとなる。この場合でも下部での散乱線を遮蔽する
ためにコリメータ１４が設けられている。

【００１２】しかしビームスプリッタ方式は構造的に複
雑になり、製造コストのアップになり、さらにスプリッ
タ１１の角度が、下部シンチレータ９上で拡大されるの
で、機械的な精度が要求されるという問題がある。

【００１３】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、加工工数が少なくて済み、安価にしか
も精度よく製作することができて、さらにＸ線管の焦点
移動がスライス方向に移動しても、アーチファクトのな
い断層画像を得ることのできるＣＴ用固体検出器を提供
することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のＣＴ用固体検出器は、Ｘ線のクロストーク
を防止するためのコリメータ部分のＸ線開口部に、Ｘ線
検出素子を配列してなる２断層面以上撮像可能なマルチ
スライスＣＴ用固体検出器において、コリメータを形成
しているスライス方向遮蔽プレートとチャンネル方向の
Ｘ線遮蔽プレートを接着剤で固着し、上記スライス方向
遮蔽プレートと該接着剤との厚みよりも厚いスライス方
向セパレータを各センサ間に備えることを特徴とする。

【００１５】本発明のＣＴ用固体検出器は上記のように
構成されており、スライス方向とチャンネル方向の遮蔽
プレートを接着剤で固着し、センサ間のスライス方向セ
パレータをその接着剤の厚みより厚くすることで、Ｘ線
管焦点移動に対して検出器出力が変化しないようにでき
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明のＣＴ用固体検出器の一実
施例を図１により説明する。

【００１７】図１において、スライス方向遮蔽プレート
３は両側にＸ線遮蔽プレート１を接着し、Ｘ線遮蔽プレ
ート１は左側にはＸ線遮蔽プレート１の高さよりも低い
支持プレート１７に接着されている。支持プレート１７
はチャンネル方向に円弧状に形成された支持体である。
一方右側のＸ線遮蔽プレート１は同じくチャンネル方向
に円弧状に形成された支持プレート１６に接着されてい
る。スライス方向遮蔽プレート３の高さはＸ線遮蔽プレ
ート１よりも低く作られている。このスライス方向遮蔽
プレート３とＸ線遮蔽プレート１は両側の支持プレート
１６、１７で保持されコリメータ部を形成している。こ
こで、スライス方向遮蔽プレート３の厚みを含んだ接着
剤２の幅をｔ１とする。

【００１８】一方、シンチレータ９とホトダイオード１
０は基台上部にスライス方向に両チャンネル間に幅ｔ２
のＺセパレータ４を挿入して、検出器アレイを固着した
検出部を形成している。このＺセパレータの幅ｔ２は上
記の遮蔽プレートの接着剤２の幅ｔ１よりも大きく設計
されている。

【００１９】上記のコリメータ部と検出部はスペーサ１
８を介してねじで固定され、ＣＴ用固体検出器を完成す
る。その時、コリメータ部と検出器アレイ部との相対的
な位置決めを両者に形成された嵌合孔で正確に行なう。
これによってコリメータ部と検出器アレイ部が一体化さ
れる。

【００２０】次に上記コリメータ部の製造方法を説明す
る。まず組立て用の治具を下記の要領で製作する。型ブ
ロックにコリメータ部の円弧状のチャンネル方向の外形
に沿った形状のくり貫き空間を作り、その内側にＸ線遮
蔽プレート１が嵌合挿入できるチャンネル数に対応した
垂直溝を作る。

【００２１】図２にその治具の一断面を示す（図は横に
置いた状態であるが作業する時には縦にする）。まず支
持プレート１６をこの治具の下部にセットして、予め用
意したＸ線遮蔽プレート１の一端に接着剤２を塗布し、
前記溝に沿って順次挿入していく。次に挿入したＸ線遮
蔽プレート１の上端に接着剤２を塗布し、上方からスラ
イス方向遮蔽プレート３を治具内部に挿入しＸ線遮蔽プ
レート１に接着する。次に再び残りのＸ線遮蔽プレート
１の一端に接着剤２を塗布し、前記溝に沿って順次挿入
していく。次にそのＸ線遮蔽プレート１の上端に接着剤
２を塗布し、支持プレート１７を上方から接着する。そ
して乾燥後、これらを支持プレート１６側に治具から引
き抜いてコリメータ部とする。

【００２２】このようにして製作されたＣＴ用固体検出
器は、図１に示すようにＸ線管焦点が移動した場合に、
初期焦点位置からのＸ線入射方向５のＸ線ビームは、両
チャンネルに初期焦点位置からのＸ線入射幅７となり、
一方焦点移動後のＸ線入射方向６からのＸ線ビームは両
チャンネルに焦点移動後のＸ線入射幅８となり、前者と
後者の検出器の出力に変化はない。したがってスライス
方向にＸ線管焦点移動があっても両チャンネルの検出器
出力変動がなく、アーチファクトのない画像を得ること
ができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明のＣＴ用固体検出器は上記のよう
に構成されており、Ｘ線管焦点のスライス方向への移動
に対して、従来の検出器は遮蔽プレートが設置されてい
るがそのプレートによってＸ線ビームが制限されて、検
出器の出力変動率に差が生じ、アーチファクトが発生す
るという問題があり、Ｘ線ビームの途中にビームスプリ
ッタを配置して上記問題を解決しているものもあるが、
本ＣＴ用固体検出器は散乱線を除去し、かつ検出器出力
を低下させることなく、ビームスプリッタ等を使用する
ことなしにアーチファクトのない良好な画像を得ること
ができる。さらに特別に装置を装備しないので安価に製
作できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＣＴ用固体検出器の一実施例を示す
図である。

【図２】 本発明のコリメータ部の製作方法を示す図で
ある。

【図３】 従来のＣＴ用固体検出器を示す図である。

【図４】 従来の他のＣＴ用固体検出器を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…Ｘ線遮蔽プレート ２…接着剤 ３…スライス方向遮蔽プレート ４…Ｚ方向セパレータ ５…初期焦点位置からのＸ線入射方向 ６…焦点移動後のＸ線入射方向 ７…初期焦点位置からのＸ線入射幅 ８…焦点移動後のＸ線入射幅 ９…シンチレータ １０…ホトダイオード １１…ビームスプリッタ １２…スライス方向上部遮蔽板 １３…スライス方向下部遮蔽板 １４…コリメータ １５…遮蔽プレート接着用治具 １６…支持プレート １７…支持プレート １８…スペーサ １９…遮蔽マスク ２０…支持板 ２１…セラミックプレート ２２…基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｘ線のクロストークを防止するためのコリ
   メータ部分のＸ線開口部に、Ｘ線検出素子を配列してな
   る２断層面以上撮像可能なマルチスライスＣＴ用固体検
   出器において、コリメータを形成しているスライス方向
   遮蔽プレートとチャンネル方向のＸ線遮蔽プレートを接
   着剤で固着し、上記スライス方向遮蔽プレートと該接着
   剤との厚みよりも厚いスライス方向セパレータを各セン
   サ間に備えることを特徴とするＣＴ用固体検出器。