JPH11508174A - コリメータを含むｘ線検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 Ｘ線検査装置は、Ｘ線源（１）と、Ｘ線検出器（４）と、その間に配置されたコリメータ（５）とを含む。コリメータには、個々にＸ線透過状態又はＸ線遮断状態に調節されうる複数のコリメータ素子（６）が設けられている。個々のコリメータ素子は、例えば素子をＸ線吸収液（８）によって充填することによってＸ線遮断状態に調節されうる。

Description

【発明の詳細な説明】 コリメータを含むＸ線検査装置 本発明は、Ｘ線ビームを放射するためのＸ線源と、検査空間と、上記Ｘ線ビー ムの一部分を遮断するよう上記Ｘ線源と上記検査空間との間に配置されたコリメ ータとを含み、上記コリメータには分離したコリメータ素子が設けられているＸ 線検査装置に関する。 この種類のＸ線検査装置は、一般的に対象の放射線検査のために使用される。 そのような対象は、例えば医学的に検査されるべき患者である。Ｘ線源は、検査 空間に配置された患者をＸ線ビームによって照射するよう配置される。Ｘ線検出 器は、患者を通過したＸ線を検出する。このようにして、Ｘ線検出器上にＸ線画 像が形成され、Ｘ線検出器によってＸ線画像から画像信号が得られる。コリメー タは患者の一部分をＸ線ビームから遮蔽する。 そのようなＸ線検査装置のコリメータは、可能な位置では、例えば検査される べき患者といった検査されるべき対象の与えられた部分のみがＸ線に曝されるこ とを確実にする。患者を不必要にＸ線に曝すことはこのようにして妨げられる。 そのようなＸ線検査装置は、ドイツ国特許第３０ ３０ ３３２号によって知ら れている。 既知のＸ線検査装置は、金属片の形のコリメータ素子を有するコリメータを含 む。金属片は可動である。Ｘ線ビームの一部分を遮断するため、幾つかの金属片 はＸ線ビームの断面の周囲からＸ線ビームの中にスライドされる。金属片はＸ線 ビームから機械的に出し入れされるため、既知のコリメータの設定を変化させる ために比較的長い時間が必要とされる。金属片はＸ線ビームの周囲からビームの 中へ動かされるため、コリメータによって伝達されたＸ線ビームの断面の形状に 関しては制約がある。既知のＸ線装置は特に、複雑な形状を有する対象の一部分 を照射し、同時にその部分の外側からの Ｘ線から対象を適当に遮蔽することに対してはあまり能力を有していない。 本発明は、既知の装置と比較して、照射されるべき領域に正確に対応する断面 を有する制限されたＸ線ビームを形成する可能性をより多く提供するコリメータ を含むＸ線検査装置を提供することを目的とする。 この目的は、分離したコリメータ素子がＸ線透過状態及びＸ線遮断状態の間で 切り替えられうることを特徴とする本発明によるＸ線検査装置によって達成され る。 Ｘ線検査装置のコリメータ素子は、Ｘ線ビームによって通過される領域中に一 定の位置を有する。コリメータ素子は２次元配列に配置されることが望ましい。 コリメータ素子は個々に及び独立にＸ線透過状態又はＸ線遮断状態に調節されう る。Ｘ線透過状態では、当該のコリメータ素子は殆ど又は全くＸ線を吸収しない 。Ｘ線遮断状態では、当該のコリメータ素子はＸ線を殆ど又は全く伝達しないほ ど多くのＸ線を吸収する。従って、Ｘ線ビームの実際的に任意の部分が遮断され うる。コリメータがより多くの、その場合より小さなコリメータを含むと、Ｘ線 ビームの任意の部分を遮断するより多くの可能性がある。 本発明によるＸ線検査装置の望ましい実施例は、分離したコリメータ素子が、 上記コリメータ素子中の、特にＸ線吸収液であるＸ線吸収材料の量を制御するこ とによってＸ線透過状態及びＸ線遮断状態の間で切り替えられうることを特徴と する。 Ｘ線吸収液を使用した結果として、Ｘ線吸収液を当該のコリメータ素子へ流入 又は流出させることにより、分離したコリメータ素子は、Ｘ線遮断状態及びＸ線 透過状態の間で夫々切り替えられうる。Ｘ線吸収液による充填は、Ｘ線吸収液と 個々のコリメータ素子の壁との間に印加される電圧によって制御されうる。Ｘ線 吸収液を除き、本発明によるＸ線検査装置のコリメータは動く部分を含まず、そ の 機械的な構成は既知のコリメータよりもより簡単で、よりコンパクトで、より軽 量である。 本発明によるＸ線検査装置の更なる望ましい実施例は、分離したコリメータ素 子が、検査されるべき対象のＸ線画像の中の画像情報に基づいてＸ線透過状態及 びＸ線吸収状態の間で切り替えられうることを特徴とする。 Ｘ線画像は照射されるべき患者の領域に関する画像情報を含む。上記画像情報 に基づいて適当なコリメータ素子がＸ線遮断状態又はＸ線透過状態に切り替えら れ、それにより正確に当該の領域が可能な限り良くＸ線に曝されうる。別々の試 験露光の間に形成されたＸ線画像から得られた画像情報が使用されえ、又は一連 のＸ線画像が形成される場合、前のＸ線画像からの画像情報が使用されうる。し かしながら、Ｘ線画像を形成するために充分に長い時間が経過すれば、患者がＸ 線画像のために照射されている間にコリメータは再調節されうる。 本発明によるＸ線検査装置の更なる望ましい実施例は、分離したコリメータ素 子が、Ｘ線源と検査されるべき対象との相互位置、及び／又は対象とＸ線検出器 との相互位置、及び／又はＸ線源とＸ線検出器との相互位置に基づいてＸ線透過 状態及びＸ線遮断状態の間で切り替えられうることを特徴とする。 Ｘ線源と、患者とＸ線検出器との間の相互位置及び方位は実質的な範囲で、患 者の領域を選択的に照射するために適したコリメータによって伝達されたＸ線ビ ームの断面を決定する。コリメータは、上記の相互位置及び方位に基づいて正確 に調節されうる。 本発明によるＸ線検査装置の更なる望ましい実施例は、Ｘ線検査装置が所定の コリメータ設定を選択するための選択ユニットを含むことを特徴とする。 Ｘ線による検査の種類がかなりの度合いで所望のコリメータ設定を決定するこ とが見いだされている。例えば、人体の所与の部分、 例えば心臓、腸管又は肺といった所与の器官の放射線写真撮影のためには、所望 のコリメータ設定に関しては個々の患者の間では殆ど差がない。様々なコリメー タ設定はこのように様々な種類の放射線を使用した検査のために予めプログラム されうる。選択ユニットは所望のコリメータ設定の選択を可能にし、それにより 伝達されたＸ線ビームの所望の断面の形状は非常に簡単に達成される。 本発明によるＸ線検査装置の更なる望ましい実施例は、コリメータはＸ線検出 器の有効表面積に基づいて調節されうることを特徴とする。 画像増倍管撮像チェーンの形状のＸ線検出器が使用されるとき、有効表面積は Ｘ線画像増倍管の設定に依存する。コリメータがＸ線画像増倍管の設定に基づい て調節されるとき、Ｘ線を伝達する領域はＸ線検出器の有効表面積に可能な限り 良く対応することが達成される。コリメータの設定は自動であるため、例えば放 射線医師であるＸ線検査装置の操作者の注意を必要としない。 本発明の上記及び他の面は以下説明される実施例を参照して明らかとなろう。 図中、 図１は本発明で使用されるＸ線検査装置を線図的に示す図であり、 図２は図１に示されるＸ線検査装置のコリメータの線図的断面図を示す図であ り、 図３は図１に示されるＸ線検査装置のコリメータの系統的な平面図を示す図で ある。 図１は本発明で使用されるＸ線検査装置を線図的に示す図である。Ｘ線源１は 例えば検査されるべき患者である対象３をＸ線によって照射するためにＸ線ビー ム２を放射する。Ｘ線画像は、患者の中のＸ線吸収の局部差に従ってＸ線検出器 ４のＸ線感応面１５の上に形成される。Ｘ線検出器４はＸ線画像から画像信号を 得る。Ｘ線画像 の中の画像情報を視覚化するため、例えば電子ビデオ信号である画像信号は画像 情報が表示されるモニタ１６へ供給される。画像信号はまた、更なる処理のため に画像処理ユニット１７へ供給されうる。 本実施例のＸ線検出器４は、Ｘ線画像増倍管１８とテレビカメラ１９とを含む 画像増倍管撮像チェーンからなる。Ｘ線感応面１５はＸ線画像増倍管の入口スク リーン２０の変換層１５によって形成される。入射Ｘ線は入口スクリーンによっ て電子ビーム２６に変換される。入口スクリーンは変換層と光電陰極とを含む。 変換層は、Ｘ線を光電陰極１４が感応する青又は紫外線の光に変換する。光電陰 極は電子ビーム２６を出口窓２２上の蛍光層２１へ放射する。光電陰極は、光電 陰極と、中空の陽極２５とアラインメント電極２４とを含む電子−光学系２３に よって蛍光層２１上に結像される。入射電子ビームは蛍光層上に光学画像を発生 する。光学画像はテレビカメラ１９によって画像信号へ変換される。テレビカメ ラ１９は光学カップリング２７によって出口窓２２へ結合される。光学カップリ ング２７は、例えばレンズ系又はファイバ光学カップリングを含む。 検査されるべき患者をＸ線に対して不必要に曝すことを最小化することを確実 にするため、Ｘ線検査装置はＸ線源と検査されるべき患者との間に配置されたコ リメータ５を含む。コリメータはＸ線源の筐体の中に収容されうるが、図面の明 瞭化のためコリメータはＸ線の外側に配置されて図示されている。コリメータ５ は患者の当該の部分のみが伝達されたＸ線ビーム３０に曝されることを確実にす るため、Ｘ線ビームの一部分を遮断する。コリメータは、Ｘ線透過状態又はＸ線 遮断状態に調節されうる多数のコリメータ素子６を含む。Ｘ線を遮断するコリメ ータ素子上に入射されるＸ線ビーム２の部分は、略完全に遮られ、Ｘ線を透過す るコリメータ素子上に入射されるＸ線ビームの部分は略減衰なしに伝達される。 伝達されたビーム３０の断面は、コリメータ素子６の適当なグループをＸ線透過 状態又はＸ線遮断状態に調節することによって所望であるように 制御されうる。この断面は複雑な形状を有しうる。複雑な形状の外形を有する断 面が整合されうるだけでなく、Ｘ線を伝達しないアイランドを有する伝達された ビームの断面もまた実現されうる。特に、断面は位相幾何学的に多重連結される よう制御されうる。実際に、達成されうる断面に関して制限を課すものは、断面 の可能な限り小さな細部を決定するコリメータ素子の寸法のみである。 図２は図１に示されるＸ線検査装置のコリメータの線図的断面図を示す図であ る。例としてコリメータ５の７つのコリメータ素子６が図示されている。実際に はコリメータはマトリックス配列の多数（例えば１０，０００又は４０，０００ ）のコリメータ素子からなる。コリメータ素子は、その１つの端が望ましくは鉛 塩又はウラン塩の水溶液であるＸ線吸収性の高い液８を含む液だめ３５と連通す る毛細管６として形成される。コリメータ素子には金属層３６が設けられ、金属 の毛細管によって形成されることが望ましい。そのような毛細管の内側では、金 属層は疎水性の被膜３７によって覆われている。毛細管は、Ｘ線ビーム２の伝搬 方向に対して略平行に配置される。個々のコリメータ素子６をＸ線遮断状態に切 り替えるため、当該のコリメータ素子は略完全にＸ線吸収液８によって充填され る。１又は数センチメートルの長さに亘って毛細管がＸ線吸収性の高い液によっ て充填されるとき、入射されるＸ線は実質的に毛細管を通過しないが、略完全に その中で吸収される。これはＸ線吸収性の高い液によって充填されたそのような 毛細管はＸ線を遮断することを意味する。個々の毛細管は、当該の毛細管の金属 層に対して電圧を印加することによってＸ線吸収液によって充填されうる。コリ メータ素子をＸ線遮断状態又はＸ線透過状態に調節するため、コリメータは個々 のコリメータ素子に対して電圧を印加する調節ユニット７を含む。調節ユニット ７は、コリメータの予めプログラムされた設定を選択するための選択ユニット９ を含む。電圧は、当該の金属層と、Ｘ線吸収液との間の電位差である。３０ボル ト乃至４００ボル トの間の電圧が使用されることが望ましい。被膜３７の疎水性は電圧に基づいて 減少され、それにより当該の毛細管はＸ線吸収液によって充填される。電圧がス イッチオフされると、被膜３７は再び疎水性になり、毛細管は排水され、それに よりＸ線透過性になる。被膜３７はＸ線吸収液の電気分解を避けるためＸ線吸収 液に対して不浸透性であることが望ましい；しかしながら金属層と被膜３７との 間には、Ｘ線吸収液に対して不浸透性の電気的絶縁層３４もまた提供されうる。 電気的絶縁層は例えば窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）層である。被膜には特にＰＥＴ、 ポリスチレン又はＰＴＦＥのポリマー層が使用されうる。 個々の毛細管６はその金属層３６によって、スイッチとして作用する薄膜トラ ンジスタ４０のドレイン接触４１へ電気的に接続される。当該の薄膜トランジス タのソース接触４２は、それを通じて印加されるべき電圧が供給される電圧リー ド４３に電気的に接続される。トランジスタ４０は、ゲート接触４４に印加され る制御電圧によってターンオンされる。制御電圧は、当該のトランジスタ４０の ゲート接触に結合される制御リード４５を通じて供給される。電圧リード、制御 リード及びスイッチによって形成される制御系は、α−Ｓｉ技術を使用して構成 されることが望ましい。 図３は、図１に示されるＸ線検査装置のコリメータの系統的な平面図を示す図 である。コリメータ素子はマトリックスの形状に配置されている。例として、図 面の簡単化のために少ない数の４ｘ４コリメータ素子６のみが図示されている。 実際は、コリメータの中には１００ｘ１００又は２００ｘ２００の正方行列が収 容されることが望ましい。例えば１００ｘ１１５又は２００ｘ２３０の六角形の 構造もまた使用されうる。マトリックスの個々の列には電圧リード４３が設けら れ、マトリックスの行４７につき制御リードが設けられる。制御電圧は、行ドラ イバ回路４６によって当該の行の中のトランジスタの当該のゲート接触３８に印 加される。制御電圧は、行 ドライバ回路に結合された電圧源４８によって発生される。列ドライバ３９は個 々の列の当該の電圧リードに対して電圧を印加する。電圧はまた電圧源によって 発生される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． Ｘ線ビーム（２）を放射するためのＸ線源（１）と、 検査空間と、 該Ｘ線ビーム（２）の一部分を遮断するよう該Ｘ線源（１）と該検査空間との 間に配置されたコリメータ（５）とを含み、 該コリメータ（５）には分離したコリメータ素子（６）が設けられている、Ｘ 線検査装置であって、 該分離したコリメータ素子（６）はＸ線透過状態及びＸ線遮断状態の間で切り 替えられうることを特徴とするＸ線検査装置。 ２． 分離したコリメータ素子は、該コリメータ素子中の、特にＸ線吸収液であ るＸ線吸収材料の量を制御することによって該Ｘ線透過状態及びＸ線遮断状態の 間で切り替えられうることを特徴とする、請求項１記載のＸ線検査装置。 ３． 分離したコリメータ素子は、検査されるべき対象のＸ線画像の中の画像情 報に基づいて該Ｘ線透過状態及びＸ線遮断状態の間で切り替えられうることを特 徴とする、請求項１又は２記載のＸ線検査装置。 ４． 分離したコリメータ素子は、Ｘ線源と検査されるべき対象との相互位置、 及び／又は対象とＸ線検出器との相互位置、及び／又はＸ線源とＸ線検出器との 相互位置に基づいて該Ｘ線透過状態及びＸ線遮断状態の間で切り替えられうるこ とを特徴とする、請求項１乃至３のうちいずれか１項記載のＸ線検査装置。 ５． Ｘ線検査装置は所定のコリメータ設定を選択するための選択ユニットを含 むことを特徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか １項記載のＸ線検査装置。 ６． コリメータはＸ線検出器の有効表面積に基づいて調節されうることを特徴 とする、請求項１乃至５のうちいずれか１項記載のＸ線検査装置。