JP2000098039A - Ｃｔ用固体検出器装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】Ｘ線源の焦点位置方向に向けてコリメータ板を
強制的に折り曲げて検出器の感度補正が容易にできるＣ
Ｔ用固体検出器装置を提供する。 【解決手段】シンチレータアレイ８とフォトダイオード
アレイ７が基板６上に固着されている検出器部Ｓに、切
欠き部１を設けた切欠き部付コリメータ板２が両側を支
持体４ａ、４ｂに固着されているコリメータ装置Ｙを、
基台９を介して一つのブロックに組上げられ、そのブロ
ックが主筐体５に取り付けられている。このセットをＸ
線ＣＴ装置にＸ線管と対向して組込み、感度補正を行な
う時、補正値の大きなところに対応する位置の検出器の
切欠き部付コリメータ板２を推定される方向に折り曲げ
て、隣同士の検出器の感度をそろえ、修正後、切欠き部
１の溝の上部を固定用接着剤３で固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＴ用固体検出器
装置に関し、特に被検体を透過したファン状のＸ線を、
コリメータを介してアレイ状に並べられた多数の放射線
検出素子で検出するＣＴ用固体検出器装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置は被検体を中心に円周方向
に回転しながらＸ線管からＸ線を放射し、それと対向し
た円形配置の複数個の検出器で、被検体を透過したＸ線
量を検知して、その信号をコンピュータ処理して画像を
構成するもので、その検出器は円弧状に複数個一次元状
に配列されている。Ｘ線管から放射されたＸ線は、被検
体を直進して透過したものと被検体で散乱したものがあ
り、前者の情報のみを取り込んで、斜めから入る散乱線
を除去し、そのクロストークを防ぐために、検出器の前
にコリメータが設けられている。このコリメータは二次
元に配列された検出器の前で各チャンネル毎にＸ線の透
過し難い材料でＸ線遮蔽壁を形成している。そして、検
出器はＸ線を光に変換するシンチレータ素子と、このシ
ンチレータ素子で変換された光を検出し、電気信号とし
て出力するフォトダイオードとからなるＸ線検出素子
を、Ｘ線管を中心として円弧状に約５００〜１０００チ
ャンネル程度配列した構成を有する。図４に示すよう
に、Ｘ線管焦点Ａから放射されるＸ線は、Ｘ線管２０の
前面に設けられたコリメータ部Ｃにより、扇状のＸ線ビ
ーム２１に絞られ被検体を透過して、検出器１５に入
る。コリメータ板１０は全チャンネルにわたって、その
高さは一定で、その方向はＸ線管焦点Ａの方向に収斂し
ている。そのためその方向以外の斜めからの散乱線を除
去することができる。図２、図３に従来のＣＴ用固体検
出器装置を示した。コリメータ板１０がその両側を支持
体４ａ、４ｂで、図２では溝１７に嵌め込まれて、図３
では固定用接着剤１４で固定されている。その固定され
たコリメータ部Ｃは、基板６上にフォトダイオードアレ
イ７とシンチレータアレイ８とが取り付けられた検出器
部Ｓ上に固定ネジ１３で固定されている。そして、コリ
メータ部Ｃと検出器部Ｓを一体にしたものが主筐体５に
取り付けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のＣＴ用固体検出
器装置は以上のように構成されているが、製造上の誤差
などにより、コリメータ板１０をＸ線管２０の焦点位置
方向に向けて、検出器１５のすべてが感度ピークの位置
を完全に一致させる様にすることは難しい。コリメータ
板１０がＸ線管２０の焦点位置方向に向いていない場
合、例えば、図７に示すように互いに内側に傾斜しすぎ
る場合では、有効Ｘ線ビーム１２ｂはコリメータ板１０
の両側の上端で制限され、そのＸ線入射幅はシンチレー
タ８上で幅Ｂとなり、その感度は制限された分（Ａ−
Ｂ）だけ少なくなる。即ち、コリメータ板１０がＸ線管
２０の焦点位置方向に向いていない場合は、コリメータ
板１０の上端か下端でＸ線ビームが制限されその分感度
が低下する。また、Ｘ線ＣＴ装置のＸ線管２０が回転中
に、図４に示すようにＸ線管焦点Ａの位置が移動後のＸ
線管焦点Ａ′の位置にスライス方向（Ｘ方向、断層面方
向）に焦点移動する。このようにＸ線管焦点位置が移動
すると、図８に示すように初期焦点位置からの入射する
有効Ｘ線ビーム１２ｃは、コリメータ板１０のピッチで
決まる全量が、シンチレータ８に幅Ｃで入るが、焦点移
動後の入射するＸ線ビーム１２ｄは、コリメータ板１０
の角（右コリメータの上端と左コリメータの下端）で制
限され、焦点移動後のＸ線入射幅はシンチレータ８上で
幅Ｄとなり、前記の幅Ｃより小さくなる。任意の検出器
１５の出力に対する角度依存性（ポーラレスポンス）と
して、Ｘ線管焦点位置と検出器の出力の関係を図５に示
した。図４にも示すとおり各検出器１５とコリメータ板
１０は出力ピークの位置がθ（検出器１５の法線と、Ｘ
線管焦点Ａと検出器１５を結ぶ直線との角度）＝０とな
るようにコリメート構造設計されており、図４の検出器
中心軸Ｙ１−Ｙ２からＸ線管焦点Ａが移動すれば、コリ
メータ板１０の角でＸ線ビームが欠けるので、それに応
じて検出器１０の出力が低下する。しかし、図６に示す
ように、このとき第一検出器Ｄ１では△Ｉａ減少してい
るが、第二検出器Ｄ２では△Ｉｂ増加しているような現
象が生じ、このチャンネルが隣り合って存在すると検出
器の出力変化率の差が発生する。これが中心部（画像に
してφ３０〜φ５０）で発生すると、画像上特に強いア
ーチファクトとして現れるという問題があった。そのた
めＸ線入射側からコリメータ板１０をＸ線管２０の焦点
位置方向（Ｘ方向）に折り曲げ修正を行ない、隣り合う
チャンネル同士の感度変化率の差が最小になるようにす
る必要が生じている。しかしながら、図２の従来のＣＴ
用固体検出器装置の構造ではコリメータ板１０の両側が
溝で固定されているため、修正が容易でない。また、図
３のＣＴ用固体検出器装置の構造では溝が無いため、Ｘ
方向に強制的に折り曲げ修正を行なうと接着剤が剥がれ
コリメータ板１０がはずれてしまうという問題がある。

【０００４】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、Ｘ方向にコリメータ板１０を強制的に
折り曲げて修正しても、コリメータ板１０の両側に応力
があまりかからない機構で隣同士の検出器の感度補正が
できるＣＴ用固体検出器装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【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用固体検出器装置は、シンチレータア
レイと光電変換アレイとが基板上に固着されている検出
器部と、複数のコリメータ板が支持体に固着されている
コリメータ装置を備え、Ｘ線源からファン状のＸ線ビー
ムを被検体に照射して得られる透過Ｘ線が上記コリメー
タ装置を介して検出器部に導かれるように構成したＣＴ
用固体検出器装置において、上記コリメータ板の両側に
切欠き部を設け、コリメータ板をＸ線源の焦点位置方向
に向けて曲げ修正後、固定用接着剤で固定したものであ
る。

【０００６】本発明のＣＴ用固体検出器装置は上記のよ
うに構成されており、コリメータ板の曲げ修正をしても
コリメータ板の両側に切欠き部が設けられているので、
コリメータ板を保持している両端に無理な応力がかから
ない。したがって、容易に修正ができ、隣同士の検出器
の感度をそろえることができる。修正後、固定用接着剤
でコリメータ板は固定されるので振動に対しても安定し
て使用できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のＣＴ用固体検出器装置の
一実施例を図１を参照しながら説明する。本発明のＣＴ
用固体検出器装置ＳＹは、シンチレータアレイ８とフォ
トダイオードアレイ７とが基板６上に固着されている検
出器部Ｓと、切欠き部付コリメータ板２が設けられ、か
つ感度調整後に固着される固定用接着剤３を有し、その
両側を支持体４ａ、４ｂに固着されているコリメータ装
置Ｙと、前記検出器部Ｓとコリメータ装置Ｙが、基台９
を介して一つのブロックに組上げられ、そのブロックが
主筐体５に取り付けられた構造である。コリメータ装置
Ｙの切欠き部付コリメータ板２は、両側に検出器部方向
に幅の細い切欠き部１を設けている。その板はＸ線を遮
蔽する材質の薄い板（例えばタングステン、鉛等）で作
られ、図１に示すＸ方向、すなわちＸ線管焦点位置の方
向に向けて切欠き部付コリメータ板２の中央上部を曲げ
ることができる。切欠き部付コリメータ板２は、支持体
４ａ、４ｂの側面に固定用接着剤１４で固着される。一
方、基板６上にフォトダイオードアレイ７とシンチレー
タアレイ８とが取り付けられ、その信号を取り出すケー
ブル１６が導出される。その基板６に基台９を取り付
け、その基台９上に前記のコリメータ装置が載せられ固
定ネジ１１で固定される。そして、このブロックが主筐
体５に取り付けられる。Ｘ線ＣＴ装置の回転リング機構
（図示せず）に、この主筐体５がＸ線管２０と対向して
組み込まれ、図４に示すように配置される。

【０００８】Ｘ線源２０からファン状のＸ線ビームを基
準ファントムに照射して得られる透過Ｘ線が上記コリメ
ータ装置を介して検出器ブロックに導かれるように構成
した状態にして、次の調整作業を行なう。Ｘ線ＣＴ装置
をスキャンして得られるデータ収集ユニットから送られ
てくる生データを、再構成処理に使える投影データに仕
立てるまでに調整と前処理が必要となる。このデータの
中には再構成に不都合なハードウエア特性や物理現象に
対する補正が含まれる。例えば、各検出器の感度の違い
や、前記の切欠き部付きコリメータ板２の取り付け方向
（Ｘ線管焦点の方向に一様に収斂していること）の製造
上の誤差による不揃いや、動作中にＸ線管焦点が移動し
て中央部にアーチファクトを発生したりすることなどが
ある。またＸ線管の管電圧や管電流が変動するとＸ線強
度が変化し、アーチファクトやＣＴ値誤差の原因になる
ので、通常、Ｘ線ＣＴ装置の検出器の両端に被検体を通
らずにＸ線を直に検出できる位置に基準チャンネルを配
置し、そこのデータで各ビュウーのＸ線強度を検知し、
検出器の各チャンネルのデータをこの基準チャンネルデ
ータで正規化することにより、Ｘ線強度補正を行なう。
そこで基準ファントムをスキャンし、検出系に対する各
種補正量の更新を行なうキャリブレーションが必要とな
る。この場合、検出系の出力に検出器自体の感度バラツ
キ以上に特に大きな補正を要する個所が発見されれば、
これは前記の切欠き部付きコリメータ板２の取り付け方
向（Ｘ線管焦点の方向に一様に収斂していること）の製
造上の誤差による不揃いや、動作中にＸ線管焦点が移動
して中央部にアーチファクトを発生したりすることなど
が考えられる。この時、その位置に相当する検出器部Ｓ
の切欠き部付きコリメータ板２を推定される方向に曲げ
る。そして再びスキャンを繰り返してその結果を見て、
切欠き部付きコリメータ板２を曲げて、隣同士の検出器
の感度をそろえる。修正し終わったところで、切欠き部
付きコリメータ板２の切欠き部１の上部に固定用接着剤
３をつけ、曲げた板側を支持体４側の板に固着する。再
度スキャンをして検出器の各チャンネルのデータを基準
チャンネルデータで正規化することにより、Ｘ線強度補
正を行なう。

【０００９】

【発明の効果】本発明のＣＴ用固体検出器装置は上記の
ように構成されており、コリメータ板の曲げ修正をして
もコリメータ板の両側に切欠き部が設けられているの
で、コリメータ板を保持している両端に無理な応力がか
からない。したがって、コリメータの接着部を破壊する
こと無く曲げ作業が容易にでき、隣同士の検出器の感度
をそろえることができる。修正後、固定用接着剤でコリ
メータ板は固定されるので振動に対しても安定して使用
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＣＴ用固体検出器装置の一実施例を
示す図である。

【図２】 従来のＣＴ用固体検出器装置を示す図であ
る。

【図３】 従来の他のＣＴ用固体検出器装置を示す図で
ある。

【図４】 Ｘ線ＣＴ装置の構成を示す図である。

【図５】 Ｘ線管焦点位置に対する検出器のポーラレス
ポンスカーブを示す。

【図６】 Ｘ線管焦点移動による検出器出力変化を示す
図である。

【図７】 コリメータ板の傾き不揃いにより有効Ｘ線ビ
ームが欠ける状態を示す図である。

【図８】 Ｘ線管焦点移動によるコリメータ板でＸ線ビ
ームが欠ける状態を示す図である。

【符号の説明】

１…切欠き部 ２…切欠き部付
きコリメータ板 ３…固定用接着剤 ４ａ、４ｂ…支
持体 ５…主筐体 ６…基板 ７…フォトダイオードアレイ ８…シンチレー
タアレイ ９…基台 １０…コリメータ
板 １１…固定ネジ １２…有効Ｘ線
ビーム １３…固定ネジ １４…固定用接
着剤 １５…検出器 １６…ケーブル １７…溝 ２０…Ｘ線管 ２１…Ｘ線ビーム Ｃ…コリメー
タ部 Ｓ…検出器部 ＳＹ…ＣＴ用固体
検出器装置 Ｙ…コリメータ装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シンチレータアレイと光電変換アレイとが
   基板上に固着されている検出器部と複数のコリメータ板
   が支持体に固着されているコリメータ装置を備え、Ｘ線
   源からファン状のＸ線ビームを被検体に照射して得られ
   る透過Ｘ線が、上記コリメータ装置を介して検出器部に
   導かれるように構成したＣＴ用固体検出器装置におい
   て、上記コリメータ板の両側に切欠き部を設け、コリメ
   ータ板をＸ線源の焦点位置方向に向けて曲げ修正後、固
   定用接着剤で固定したことを特徴とするＣＴ用固体検出
   器装置。