JP2001194463A - Ｘ線を吸収するためのグリッド - Google Patents

Ｘ線を吸収するためのグリッド

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、簡単な製造動作を用いて実現され
得る一方で広面積の反散乱グリッドの場合にも適切な頑
丈さを確実にさせる散乱された放射線を減少させる反散
乱グリッドを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、Ｘ線（１１）を吸収するため
のグリッド（３）に関する。散乱された放射線を減少さ
せる反散乱グリッドは、離間されたワイヤ素子（１０）
を含む複数の層を配置させることで容易に製造され、適
当な頑丈さが広面積のＸ線検出器のためにも実現され
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線を吸収するた
めのグリッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線技法は、検査される組織の異なる減
衰特性によって生じる特徴的なＸ線信号がＸ線検出器に
入射する前に患者の組織の中で生じる散乱された放射線
を吸収するための反散乱グリッドとしてこのようなグリ
ッドを利用する。
【０００３】検査されるべき対象物中でＸ線光子の散乱
によって生じられ使用され得ない放射線は、信号全体の
散乱された放射線の成分を減少させるために検出器から
のシャッタによって遮蔽され、それにより角を成して入
射する散乱された放射線は、吸収され検出器に到達され
ない。この種類のダイヤフラムは、反散乱グリッド又は
反散乱層としても称される。通常の単線検出器のため
に、反散乱グリッドは、通常シート金属層の形態で構成
される。
【０００４】Ｘ線源によって出射されるＸ線は、患者を
横切り、検査されるべき組織又は骨の変化する密度及び
化学組成と共に減衰される。これと同時に散乱された放
射線は、Ｘ線信号に追加される。形成されるべき一次Ｘ
線画像を誤らせるこのような散乱された放射線を減少さ
せるために、Ｘ線は、放射線源の焦点上に合焦される反
散乱グリッドを横切るように形成される。従って、照射
される対象物の減衰特性であるＸ線量子だけが検出され
ることが実現される。
【０００５】米国特許第５，０９９，１３４号は、コリ
メータ（反散乱グリッド）及びこのようなコリメータを
構成する方法を開示する。コリメータは、Ｘ線を吸収し
第１及び第２の仕切り板の配置を含むフレームによって
形成される。仕切り板には夫々スリットが設けられ、こ
のスリットは、仕切り板の長手軸方向に延在し第１の仕
切り板を第２の仕切り板の中に対応する角で挿入させる
ことを可能にする。長方形のフレームの内側には、仕切
り板の夫々の端を受容するためのスリットが設けられ
る。
【０００６】このような二次元の反散乱グリッドの製造
は、仕切り板の複雑性によって課せられる所与の制限を
前提とする。仕切り板の曲げが仕切り板のスリットの容
易で正確な掛合を妨げるため例えば、広面積の検出器の
ために使用されるような大型の反散乱グリッドの製造
は、困難とされてきた。
【０００７】広面積の二次元の反散乱グリッドは、例え
ば、マルチラインＣＴ（コンピュータ断層撮影）装置に
おいて使用される。ＣＴ検査装置の構造は、患者が台上
でゆっくりと移動される間患者の回りを回転するガント
リー上の検出器に対向するようにして放射線源が取り付
けられる。ガントリーの振動は、反散乱グリッド及びＸ
線検出器に伝えられ、形成されるべき画像の画像の質に
対して悪影響を及ぼす。このような悪影響は、模倣され
得ず、画像を誤らせるこのような影響は、後の瞬時にお
いて画像処理中にだけ限られた程度まで減少され得る。
Ｘ線検出器は、２つの長さの寸法に延在し、ガントリー
の方向における寸法は、患者の長手軸の方向における寸
法よりも数倍長い。
【０００８】速いＸ線動作を可能にするために、Ｘ線ビ
ームの幅が増加される。その結果、検査されるべき対象
物のより大きい表面、従って、より大きい体積が単一の
走査を用いて走査される。結果として、散乱された放射
線の成分が増加される。このような増加する散乱された
放射線の成分を減少させるために反散乱グリッドの高さ
が増加される。しかしながら、既知の反散乱グリッド
は、この目的のために要求される頑丈さを有しない。
【０００９】必要な正確さで二次元の反散乱グリッドを
製造する更なる可能性は、材料の大きい塊から材料を除
去することを含む。しかしながら、このような製造処理
は、非常に高価であり大量生産には適切でない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、簡
単な製造動作を用いて実現され得る一方で広面積の反散
乱グリッドの場合にも適切な頑丈さを確実にさせる散乱
された放射線を減少させる反散乱グリッドを提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的は、互いに離間
される複数のワイヤ素子を含む複数の層が設けられるこ
とで実現される。
【００１２】ワイヤ素子は、Ｘ線検出器の寸法によって
定義される選択可能な長さを有する。適当な数のこのよ
うなワイヤ素子は、互いから選択可能な距離で層又はプ
ライに配置される。ワイヤ素子間の距離は、Ｘ線検出器
の分解能によって定義される。ワイヤ素子は、層におい
て互いに平行に配置されることが好ましい。複数のこの
ような層は、ウィーブのようなグリッドが得られるよう
にして互いに重なり合うように配置される。このために
連続する層の方向付けは、層のワイヤ素子間の距離が同
じであるとき、ワイヤ素子の間の距離に側辺の長さが対
応する正方形が形成されるよう９０度の角で回転される
ことが好ましい。複数のこのような層が積層されると
き、空間アレイがグリッド開口部を含んで得られる。異
なる層のワイヤ素子は、三次元の座標系においてｘ及び
ｙ方向に方向付けされる。
【００１３】反散乱グリッドは、使用可能でない散乱さ
れた放射線を浸透させるようＸ線検出器の前に配置され
る。この間Ｘ線検出器は、二次元構造を有し、より高い
質の画像及び速いＸ線動作を可能にさせる。このような
Ｘ線検出器は、複数の検出素子から成る。このような検
出素子の寸法は、個々の層におけるワイヤ素子間の距離
を決定する。反散乱グリッドのグリッド開口部は、Ｘ線
源によって出射されるＸ線が上の層によって形成される
反散乱グリッドの面に対して直角に入射されるように方
向付けされる。入射されるＸ線は、三次元の座標系にお
いて略ｚ方向に方向付けられる。
【００１４】更なる実施例では、ワイヤ素子の断面は、
有利に円形かｎのコーナを有する多角形である。散乱さ
れた放射線の成分がワイヤ素子によって吸収されるた
め、ワイヤ素子の特別な断面が放射線の反射に関して有
利となり得る。関連する方法に依存して、ワイヤ素子の
特別な断面がこのようなグリッドを製造する間作業する
のに容易となり得る。
【００１５】更なる実施例では、層における個々のワイ
ヤ素子間の距離は、有利に変化される。Ｘ線検出器は、
例えば、Ｘ線検出器のエッジ域において従って反散乱グ
リッドのエッジ域においてもより雑な分解能が可能とな
るよう可能であれば変化する分解能を有する。このため
個々の層のエッジ域におけるワイヤ素子間の距離は、Ｘ
線検出器の分解能が最高となる中央域よりも大きくなく
てはならない。
【００１６】放射線源は、適当な焦点でＸ線を出射す
る。反散乱グリッドは、上記焦点に関して有利に方向付
け又は合焦されることが知られている。これは、様々な
層におけるワイヤ素子の間隔の変化を必要とする。反散
乱グリッドの上の層におけるワイヤ素子の間隔は、その
層よりも下の層、又は、反散乱グリッドのレベルにおけ
るワイヤ素子の間隔よりも小さくなくてはならない。こ
の文脈において、上及び下といった用語は、Ｘ線の入射
を指す。つまり、放射線源に最も近い層は、最小の間隔
のワイヤ素子を有し、放射線源から最も遠い即ちＸ線検
出器に最も近い層は、最大の間隔のワイヤ素子を有す
る。このようなグリッド開口部は、正方形の基板を有す
る円錐台として形状化される。
【００１７】同様に方向付けされるワイヤ素子を含む複
数の連続する層の配置は、散乱された放射線が全ての入
射角に対して吸収されるといった利点を提供する。ワイ
ヤ素子の方向付けが定期的に変化される均一に構成され
た反散乱グリッドの場合、所与の入射角を有する散乱さ
れた放射線は、個々の層のワイヤ素子間に存在する隙を
通じて反散乱グリッドを通過し得る。反散乱グリッドの
方向付けに所与の定期性が欠如している場合、所与の入
射角の散乱された放射線の付随的な路が排除される。
【００１８】更なる実施例では、ワイヤ素子は、Ｘ線を
吸収する材料から有利に形成されるかＸ線を吸収する材
料でエンベロープされることが知られている。これに関
して金属、特にモリブデン又はタングステンが特に適切
である。
【００１９】個々の層が適切に積層され得ることを確実
にするために、Ｘ線に透き通って見える合成材料中にワ
イヤ素子を埋め込むことが有利であり、それにより各層
は、平坦な表面を有する。しかしながら、層の厚さは、
ワイヤ素子の径又は断面の寸法を超えてはならない。ワ
イヤ素子の層は、充填された固体の層を形成すること無
くＸ線透明補助物質である液体中に埋め込まれ得る。グ
リッドは、補助物質が固まる前に補助物質から取除かれ
る。従って、ワイヤ素子は、互いに結合される。ワイヤ
素子間の接触面積が特に小さいためワイヤ素子の円形の
断面は、ワイヤ素子のこのような結合に特に有利であ
り、適切な結合が確立され得る。ワイヤ素子が一緒に溶
接又ははんだ付けされるとき、より多い材料従ってより
大きい表面が結合のために利用できるため正方形又は多
角形の断面は、有利となり得る。
【００２０】反散乱グリッドの高い安定性及び発振に対
するその減少された傾向は、本発明による構造の特別な
利点である。Ｘ線検出器の分解能に反散乱グリッドを適
応させる柔軟性は、散乱された放射線を吸収する他の吸
収器に対する主な利点である。ＣＴシステムのためのＸ
線検出器は、湾曲されている。本発明による反散乱グリ
ッドの柔軟性のため、この反散乱グリッドは、このよう
な湾曲に適切に適応され得る。
【００２１】本発明による反散乱グリッドの製造は、非
常に簡単で経済的であることが知られている。Ｘ線吸収
ワイヤは、容易に入手でき、容易に扱われる。ワイヤ素
子は、本発明による反散乱グリッドを形成するために非
常に正確に配置され得る。
【００２２】本発明の目的は、ワイヤ素子が互いに関し
て平行に延在する複数の層を含む反散乱グリッドを具備
するＸ線検査装置を用いて実現され、異なる層のワイヤ
素子は、互いに関して角を成して配置され、反散乱グリ
ッドは、Ｘ線検出器の前に配置される。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の実施例は、添付図面を参
照して以下に詳細に説明する。
【００２４】図１は、放射線源２が上に取り付けられる
ガントリー１を含むコンピュータ断層撮影装置を示す図
である。反散乱グリッド３が上に配置されるＸ線検出器
８は、放射線源２に対向するように取り付けられる。台
６上の患者５は、ビーム路４の中に移動される。ガント
リー１は、患者５の回りを回転する。従って、検査域７
は、全ての側のから照射される。患者５は、回転するガ
ントリー１を通って水平方向、即ち、患者の長手軸方向
に移動され、それにより、体積の画像が複数の断面画像
によって形成される。二次元のＸ線検出器８の場合、一
回転の間に走査される域は、単線のＸ線検出器の場合に
走査される域よりも著しく大きい。これは、ガントリー
１を通る患者５の移動を速めることを可能にする。
【００２５】図２は、平行に配置されたワイヤ素子１０
の２つの層の平面図である。空間座標系に関して、一方
の層のワイヤ素子１０は、Ｘ方向に方向付けられ他方の
層のワイヤ素子はＹ方向に方向付けられる。距離Ｄｘ
は、ワイヤ素子がＸ方向に方向付けられる層のワイヤ素
子間の距離である。距離Ｄｙは、ワイヤ素子がＹ方向に
方向付けられる層のワイヤ素子間の距離を示す。距離Ｄ
ｘ及びＤｙは、本実施例では等しい。ワイヤ素子１０の
距離Ｄｘ及びＤｙは，グリッド開口部を発生させる。Ｘ
線は、上記グリッド開口部を介して反散乱グリッドに入
る。横方向に移動するＸ線光子は、個々の層のワイヤ素
子によって吸収され、それにより形成されるべきＸ線画
像の特徴であるＸ線光子が独占的にＸ線検出器に到達さ
れ得る。
【００２６】図３は、Ｘ方向及びＹ方向に選択的に方向
付けられるワイヤ素子の複数の層の側面図である。くも
の巣状のグリッドは、複数のこのような層を互いに重な
り合うように配置することで形成される。このグリッド
は、シンチレータ素子１２、分離素子１４、及び、フォ
トセンサ１３を含むＸ線検出器の上に配置される。図３
に示す反散乱グリッドは、合焦されていない。
【００２７】図４は、複数の連続的な層がＸ方向又はＹ
方向に方向付けられる反散乱グリッドを示す図である。
特別なＸ線検出器では、このような配置は、安定性に関
して有利となり得る。更に、散乱された放射線の全ての
入射角に対して吸収性が確実にされる。図２に示す通常
の配置の場合、吸収が全く起らない散乱された放射線に
対する入射角が一つある。
【００２８】図５は、ワイヤ素子１０の間の距離が異な
る合焦された反散乱グリッドを示す図である。Ｘ線は、
Ｘ線源２による焦点で出射され、上記焦点からファンビ
ームとして角を成して遠ざかる。効果的なフィルタ処理
若しくは可能な限り良い一次放射線透明度を実現するた
めに、反散乱グリッドが合焦される。Ｙ方向に方向付け
られる上の層におけるワイヤ素子間の距離Ｄｙ１は、最
小である。この層の下にある次の層におけるワイヤ素子
間の距離Ｄｙ２は、Ｄｙ１よりも僅かに大きくなる。更
に下にある層におけるワイヤ素子間の距離Ｄｙ３は、最
大である。放射線源２は、反散乱グリッド上に入射する
Ｘ線１１を出射する。散乱された放射線の成分は、この
反散乱グリッドに吸収される。誤りでない情報を含むＸ
線成分は、妨害されること無く関連する検出素子に到達
され得る。関連する検出素子は、その下に配置されるシ
ンチレータ素子１２及びフォトセンサ１３によって形成
される。
【００２９】特別なタイプのＸ線検出器においてグリッ
ドの合焦を一つの方向にだけ実現することは問題でな
い。連続する層におけるワイヤ素子間の距離は、上から
下へと一方向にだけ増加される。つまり、例えば、Ｘの
方向付けを有するワイヤ素子を含む層は、Ｘの方向付け
を有する全ての層においてワイヤ素子の間で一定の距離
を有する。
【００３０】１００μｍは、ワイヤ素子の好ましい断面
の寸法である。個々のワイヤ素子間の距離は、約１．５
ｍｍであり、１．５ｍｍ×１．５ｍｍのグリッド開口部
が合焦されていないグリッドに形成される。
【００３１】湾曲されたＸ線検出器のための反散乱グリ
ッドは、明確に示さない。
【００３２】このようなグリッドは、多数の方法を用い
て製造され得る。ワイヤ素子は、互いに接着、溶接、又
は、はんだ付けされ得る。ワイヤ素子は、Ｘ線に透き通
って見える合成材料中に埋め込まれ得る。平行なワイヤ
素子が合成材料中に埋め込まれる層の製造も実現され得
る。従って、任意の多数の層が簡単に製造され得、反散
乱グリッドのための層の組立が層の数に関して非常に柔
軟である。
【００３３】ワイヤ素子は、編み上げられ得るよう所与
の柔軟性を有する。交差するワイヤ素子は、交点におい
て互いの回りで曲げられる。
【００３４】反散乱グリッドには長方形でないグリッド
開口部が設けられてもよい。ｎの傾斜が付けられた検出
素子を有するＸ線検出器のために、検出素子の関連する
角の形状は、個々の層のワイヤ素子の方向付けを変化さ
せることで模倣され得る。
【００３５】所与の適用分野に対して反散乱グリッド
は、Ｘ線の波長以外の波長の電磁放射線のために実現さ
れ得る。本発明による反散乱グリッドがＸ線に加えて光
を吸収することも目的とするとき、Ｘ線に加えて関連す
る光放射線も吸収するためにワイヤ素子は、例えば、黒
でなくてはならない。
【００３６】微細格子分解能を有する反散乱グリッド
は、広面積の平坦なＸ線検出器のためにも実現され得
る。このときワイヤは、１ｍｍ未満の断面を有しワイヤ
素子間の距離も１ｍｍ未満である。
【図面の簡単な説明】
【図１】検出器の上にグリッドが配置されたコンピュー
タ断層撮影装置を示す図である。
【図２】ワイヤ素子の２つの層の平面図である。
【図３】反散乱グリッドの側面図である。
【図４】同様の方向付けを有する層を含む反散乱グリッ
ドの側面図である。
【図５】合焦された反散乱グリッドの側面図である。
【符号の説明】
１ ガントリー ２ Ｘ線源 ３ 反散乱グリッド ４ ビーム路 ５ 患者 ６ 台 ７ 検査域 ８ Ｘ線検出器 １０ ワイヤ素子 １２ シンチレータ素子 １３ フォトセンサ １４ 分離素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者 ヨーゼフ ラオター ドイツ連邦共和国，52511 ガイレンキル ヒェン，フランダーンシュトラーセ ４ (72)発明者 シュテファン シュナイダー ドイツ連邦共和国，52080 アーヘン，ニ ルマー シュトラーセ 143 (72)発明者 ヘルフリート ヴィチョレク ドイツ連邦共和国，52076 アーヘン，ミ ュンスターシュトラーセ 207

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｘ線を吸収するためのグリッドであっ
    て、 離間された複数のワイヤ素子を含む複数の層が設けられ
    ることを特徴とするグリッド。
  2. 【請求項２】 上記層における上記ワイヤ素子は、互い
    に関して平行に延在するように配置されることを特徴と
    する請求項１記載のグリッド。
  3. 【請求項３】 異なる上記層の上記ワイヤ素子は、互い
    に関して直角に延在するように配置されることを特徴と
    する請求項１記載のグリッド。
  4. 【請求項４】 上記ワイヤ素子は、円形又は多角形の断
    面を有することを特徴とする請求項１記載のグリッド。
  5. 【請求項５】 上記各層又は異なる上記層の上記ワイヤ
    素子間の距離は、異なることを特徴とする請求項１記載
    のグリッド。
  6. 【請求項６】 複数の連続する上記層の上記ワイヤ素子
    は、一方向に方向付けられることを特徴とする請求項１
    記載のグリッド。
  7. 【請求項７】 上記層から構成される反散乱グリッド
    は、焦点上に合焦されることを特徴とする請求項１記載
    のグリッド。
  8. 【請求項８】 上記ワイヤ素子は、Ｘ線を吸収する材料
    から成る又は上記材料で被覆されることを特徴とする請
    求項１記載のグリッド。
  9. 【請求項９】 上記層は、上記ワイヤ素子を固定するた
    めにＸ線透明補助物質を具備することを特徴とする請求
    項１記載のグリッド。
  10. 【請求項１０】 Ｘ線検出器の前に配置され、請求項１
    乃至８のうちいずれか一項に記載されるグリッドを有す
    るＸ線検査装置。
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DE19957429.4 2000-05-26
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