JP2002207082A

JP2002207082A - ２次元放射線検出器とその製造方法

Info

Publication number: JP2002207082A
Application number: JP2001001016A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Tonami; 寛道戸波
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2002-07-26

Abstract

(57)【要約】【課題】チャンネル方向、スライス方向共に散乱線を
十分に除去することができ、加工が容易で精度よく製作
できる２次元放射線検出器とその製造方法を提供する。【解決手段】チャンネル方向コリメータ１５は、専用
の組み立て治具２０を用いてチャンネル方向コリメータ
板３を主支持板１と支持板２に固着し、取付プレート４
を支持板２に取付ける。一方、スライス方向コリメータ
１６は、専用の治具２０を用いてスライス方向コリメー
タ板１２とスライス方向コリメータ支持板１０と上下に
Ｘ線透過性薄板１１を接着してブロックに組立て、チャ
ンネル方向コリメータ１５の上方又は下方に、精度よく
位置を合せて、２段に順次、スライス方向コリメータ１
６を配列して組立て固定する。そして、その下部にマル
チスライス検出器部１７を、上下左右位置に精度よく合
せて、取付ネジ９で固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチスライスＸ
線ＣＴ装置、デュアルスライスＸ線ＣＴ装置、コーンビ
ームＸ線ＣＴ装置等に使用する２次元放射線検出器に係
わり、特に、検出器素子アレイに対応して、チャンネル
方向とスライス方向に、散乱線防止用のコリメータを２
次元状に配置した２次元放射線検出器とその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管から放射された
Ｘ線が放射口のコリメータによって扇状のＸ線ビームに
絞られるとともに、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。そして、Ｘ線管から放射されたＸ線
は、被検体を直進して透過するものと被検体で散乱する
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
タは一次元または二次元状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。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
うな検出器を円周上に連続して略円弧状に配置して、コ
リメータと組合わせられて、ＣＴ用の放射線検出器を構
成している。

【０００３】図５に、従来の放射線検出器のコリメータ
と検出器部を、図６に、放射線検出器のスライス方向の
断面構造を示す。コリメータは、チャンネル方向コリメ
ータ板３ａと、スライス方向の前後に設けられた円弧状
の主支持板１ａと支持板２ａと、主支持板１ａに取付け
られ支持板２ａを保持する支持棒２１ａと、支持板２ａ
に取付けられた取付プレート４ａとから構成される。そ
して、スライス方向の主支持板１ａと支持板２ａの間に
は、Ｘ線管１４から放射されるＸ線ビームの入射方向に
向けて、チャンネル方向コリメータ板３ａが挿入固着さ
れて、コリメータの両端は支持棒２１ａで補強されてい
る。

【０００４】このチャンネル方向コリメータ板３ａの固
定接着作業は、コリメータの全体の外形に沿った形状の
くりぬき空間を持ち、この空間の内方に沿ってチャンネ
ル方向コリメータ板３ａが嵌挿できる多数の垂直溝を有
する治具枠に、予めカットしたチャンネル方向コリメー
タ板を、前記溝に沿って縦方向に挿入し、チャンネル方
向コリメータ板３ａの両端面に、主支持板１ａと支持板
２ａを一体的に接着した後、前記枠体から上下何れか一
方側へ引き抜いて製作される。その後、製作されたコリ
メータは、支持板２ａに取付プレート４ａがネジによっ
て固定される。このチャンネル方向コリメータ板３ａの
固定される方向は、Ｘ線管１４の焦点の方向に収斂され
るように、溝の方向がそれぞれＸ線管１４の焦点方向に
収斂されるように加工されている。

【０００５】そして、コリメータの下部に、シンチレー
タ７ａとＰＤＡ（フォトダイオードアレイ）６ａとスイ
ッチング素子８ａを搭載した基板５ａと信号ケーブル１
８ａを備えたシングルスライス検出器部１７ａが取付ネ
ジ９ａで、上下の位置を合わせて組合わされる。このと
き、コリメータとシングルスライス検出器部１７ａ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
かつ最大になるようにしている。そして、最後にカバー
（図示せず）が被せられ、コリメータと検出器部を一体
としたものが、主支持板１ａを介してＣＴ装置の回転枠
に取り付けられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の放射線検出器は
以上のように構成されているが、チャンネル方向（被検
体の体軸と直角の方向）に一次元的に配列された検出器
では、断層像は１スライスしか得られないので、多層の
断層像を得るためには何回もスキャニングを行なわなけ
ればならない。一度に多くのスライスデータを得るため
には、基板５ａ上に設けられたシンチレータ７ａとＰＤ
Ａ６ａからなるＸ線検出素子を、チャンネル方向だけで
なく、それに直交するスライス方向（被検体の体軸方
向）にも配列した２次元アレイ型放射線検出器が用いら
れる。２次元放射線検出器を用いたマルチスライスＸ線
ＣＴ装置、デュアルスライスＸ線ＣＴ装置、コンビーム
Ｘ線ＣＴ装置では、スライス方向の散乱線も除去する必
要があり、チャンネル方向コリメータ板３ａの高さを、
シングルスライスＸ線ＣＴ装置で用いられるものより高
くして対応している。これは、高くすることでグリッド
比を大きくして、チャンネル方向から斜めにスライス方
向に入射してくる散乱Ｘ線を除去するためである。しか
し、スライス方向に真っ直ぐに入射する散乱Ｘ線は除去
できないという問題がある。したがって、チャンネル方
向コリメータ板３ａの高さを高くするだけでは散乱線除
去は不完全なものになる。

【０００７】図７に、提案されている従来の２次元アレ
イ型放射線検出器２５を示す。この２次元アレイ型放射
線検出器２５は、Ｘ線管焦点２６を中心にして円弧状
に、スライス方向遮蔽プレート２２とチャンネル方向遮
蔽プレート２３と２次元検出器アレイ２４が、３段に設
けられ、Ｘ線管焦点２６の方向に収斂した構造に形成さ
れている。スライス方向遮蔽プレート２２及びチャンネ
ル方向遮蔽プレート２３は、図８および図９に示すよう
に、それぞれ前後に薄い板からなる支持板２７及び支持
板２８が設けられ、スライス方向遮蔽プレート２２及び
チャンネル方向遮蔽プレート２３が挿入できる溝が加工
されて、その溝にスライス方向遮蔽プレート２２及びチ
ャンネル方向遮蔽プレート２３が固定されて全体が支持
されいる。この検出器のコリメータの構造では、支持板
２７及び支持板２８、スライス方向遮蔽プレート２２及
びチャンネル方向遮蔽プレート２３共に価格が高く、特
に支持板２７、２８には複雑な溝加工をしなければなら
ないため、精度良く製作することができないという問題
がある。さらに、被検体を透過したＸ線が支持板２７、
２８に吸収され、鮮明なＸ線画像を得ることが出来ない
という問題もある。

【０００８】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、チャンネル方向のみならず、スライス
方向も散乱線を十分に除去することができ、加工が容易
で精度よく製作でき、一度に多くの断層像を得ることが
できる２次元放射線検出器とその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【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２次元放射線検出器は、チャンネル方向に
所定の間隔を有するコリメータ板を一体に形成したチャ
ンネル方向コリメータと、前記チャンネル方向コリメー
タの上方または下方に、スライス方向に所定の間隔を有
する複数のコリメータ板を一体としたコリメータブロッ
ク複数を配設してなるスライス方向コリメータと、前記
チャンネル方向及びスライス方向コリメータの下部に配
置された検出器素子アレイからなる検出器部とを備えた
ものである。

【００１０】また、本発明の２次元放射線検出器の製造
方法は、検出器素子アレイからなる検出器部とチャンネ
ル方向コリメータとスライス方向コリメータとを有する
２次元放射線検出器の製造方法において、前記チャンネ
ル方向コリメータがコリメータの外形に沿った形状のく
りぬき空間をもち、この空間の内方に沿ってチャンネル
方向コリメータ板の側部が嵌挿できる多数の垂直溝を有
する治具枠に、予めカットしたチャンネル方向コリメー
タ板を、前記溝に沿って縦方向に挿入し、チャンネル方
向コリメータ板の上下面を支持板に一体的に接着した
後、前記枠体から上下何れか一方側へ引き抜いて製作さ
れ、一方、スライス方向コリメータは、コリメータ全体
の一部分の外形に沿った形状のくり抜き空間をもち、こ
の空間の内方に沿ってスライス方向コリメータ板とそれ
を支持する支持板が嵌挿できる垂直溝を有する治具枠体
に、予めカットしたスライス方向コリメータ板と支持板
を嵌挿後、Ｘ線入射面側と検出器部の表面側の各々一部
分に対して、Ｘ線透過性薄板を接着した後、前記枠体を
両側から引き抜いてコリメータを製作し、その後、Ｘ線
入射面側と検出器部の表面側のＸ線透過性薄板で接着さ
れていない部分を、別のＸ線透過性薄板により隙間なく
接着を行ない、前記チャンネル方向コリメータの上方又
は下方に精度よく位置を合せて組立てられることを特徴
とする。

【００１１】本発明の２次元放射線検出器は、上記のよ
うに構成され、製造されており、チャンネル方向コリメ
ータが専用の組み立て治具を用いて一体として製作さ
れ、一方、スライス方向コリメータも専用の組み立て治
具を用いて分割してブロックに製作され、チャンネル方
向コリメータの上方又は下方に、スライス方向コリメー
タが集合体として位置を合せて２段に取付けられ、その
下部に２次元状に配列した検出器素子アレイが精度よく
位置を合せて組立てられる。そのため、治具を用いて製
作するので、加工が容易で精度よく製作でき、チャンネ
ル方向のみならずスライス方向も散乱線を十分に除去す
ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の２次元放射線検出器の一
実施例を、図１、図２を参照しながら説明する。図１
は、本２次元放射線検出器の断面を示す図である。図２
は、コリメータ部（チャンネル方向コリメータ１５とス
ライス方向コリメータ１６）とマルチスライス検出器部
１７の組立てを示す図である。チャンネル方向コリメー
タ１５の上部に取り付けられたスライス方向コリメータ
１６は、説明上、Ｘ線透過性薄板１１を省略して描かれ
ている。図２の２次元放射線検出器は、例えば、１．２
５ｍｍピッチで１６スライス分を一度にスキャンでき
る、マルチスライスＣＴ用の２次元放射線検出器を示
す。本２次元アレイ型放射線検出器は、チャンネル方向
コリメータ１５とスライス方向コリメータ１６とマルチ
スライス検出器部１７から構成されている。

【００１３】そして、本２次元放射線検出器の実施例で
は、一体に形成したチャンネル方向コリメータ１５の上
方に、分割して一体に形成されたスライス方向コリメー
タ１６が位置を合せて、順次、取付ネジ１３によって取
付けられているが、スライス方向コリメータ１６を下方
に取り付けてもよい。そして、それらのコリメータの下
部に２次元状に配列されたマルチスライス検出器部１７
が、その位置を精度よく合わして配置され、取付ネジ９
によって固定される。

【００１４】チャンネル方向コリメータ１５は、チャン
ネル方向コリメータ板３がその両端を主支持板１と支持
板２によって支持され、その主支持板１と支持板２に固
着されている。スライス方向コリメータ１６は、スライ
ス方向コリメータ板１２がＸ線入射面側とマルチスライ
ス検出器部１７側からＸ線に対して透過性のよいＸ線透
過性薄板１１で支えられ、そのＸ線透過性薄板１１の両
端は、スライス方向コリメータ支持板１０に固着され、
図２に示すように、ブロックのモジュール構造をしてい
る。各ブロックのつなぎ目は、入射Ｘ線に対してチャン
ネル方向コリメータ板３と一致しているため、入射Ｘ線
はチャンネル方向コリメータ板３でコリメートされるこ
とになる。そして、チャンネル方向コリメータ板３およ
びスライス方向コリメータ板１２の各々のピッチは、マ
ルチスライス検出器部１７の検出器素子のピッチに一致
するように構成されている。マルチスライス検出器部１
７は、基板５上にＰＤＡ（フォトダイオードアレイ）６
とスイッチング素子８が付設され、ＰＤＡ６上にはシン
チレータ７が、スライス方向にはスライス方向コリメー
タ板１２のピッチに一致するように、チャンネル方向に
はチャンネル方向コリメータ板３のピッチに一致するよ
うに、２次元状に配列されている。そして、チャンネル
方向コリメータ１５、スライス方向コリメータ１６、マ
ルチスライス検出器部１７共に、取付ネジ９及び取付ネ
ジ１３によって精度よく位置を合せて、固定されてい
る。

【００１５】次に、本２次元放射線検出器のコリメータ
の製造方法について図３を参照しながら説明する。チャ
ンネル方向コリメータ１５は、コリメータの全体の外形
に沿った形状のくりぬき空間をもち、この空間の内方に
沿ってチャンネル方向コリメータ板３の側部が嵌挿でき
る多数の垂直溝を有する治具枠に、予めカットしたチャ
ンネル方向コリメータ板３を前記溝に沿って縦方向に挿
入し、チャンネル方向コリメータ板３の上下面を主支持
板１と支持板２に一体的に接着した後、前記枠体から上
下何れか一方側へ引き抜いて製作する。そして、取付プ
レート４を支持板２に固着する。この方法は従来の方法
と同じであり、治具２０のくりぬき空間は、ワイヤ放電
加工などによってコリメータ部分の全体外形に沿うよう
に、Ｘ線管１４の焦点位置を中心とする円弧の一部をな
す弓形に、一定の幅くりぬかれた後、円弧状の部分の内
方部に、左右対向するように溝が加工される。

【００１６】一方、スライス方向コリメータ１６は、図
３に示すように、コリメータ全体の一部分の外形に沿っ
た形状のくり抜き空間をもち、この空間の内方に沿って
スライス方向コリメータ板１２と、それを支持するスラ
イス方向コリメータ支持板１０が嵌挿できる垂直な溝１
９を有する治具２０の枠体に、図４に示すように、予め
カットしたスライス方向コリメータ板１２とスライス方
向コリメータ支持板１０を嵌挿した後、Ｘ線入射面側と
検出器部の表面側の各々一部分に対して、Ｘ線に対し透
過性のよいＸ線透過性薄板１１を接着した後、治具２０
の枠体を両側から引き抜いてコリメータを取出して製作
し、その後、Ｘ線入射面側と検出器部の表面側のＸ線透
過性薄板１１で接着されていない部分を、別のＸ線透過
性薄板１１により隙間なく接着を行なう。そして、チャ
ンネル方向コリメータ１５の上方又は下方に精度よく位
置を合せて、順次、取付ネジ１３によって、取付プレー
ト４と主支持板１に取付け組立てられる。

【００１７】チャンネル方向コリメータ板３、および、
スライス方向コリメータ板１２は、モリブデンやタング
ステンなどの原子番号の大きな物質で作られ、通常０．
１〜０．３ｍｍの厚さである。これらのチャンネル方向
コリメータ板３、およびスライス方向コリメータ板１２
は、組合わせられた時、共にこれらが焦点方向を向くよ
うにチャンネル方向コリメータ組立て治具２０、および
治具２０に加工された溝１９の方向によって設定され
る。そして、マルチスライス検出器部１７が、上記コリ
メータ部の下方に精度よく位置を合せて、順次、取付ネ
ジ９によって、取付プレート４と主支持板１に取付け組
立てられる。

【００１８】

【発明の効果】本発明の２次元放射線検出器は上記のよ
うに構成され製造されており、従来のようにチャンネル
方向コリメータ板の高さを高くしてマルチスライスを行
なうのでなく、専用の組み立て治具を用いて一体として
製作されたチャンネル方向コリメータと、専用の組み立
て治具を用い分割してモジュール状にブロックに製作さ
れ集合体からなるスライス方向コリメータを、上下の２
段に精度よく位置を合せて積重ねた構造をしているの
で、チャンネル方向とスライス方向の両散乱線を十分除
去することができる。また、スライス方向コリメータは
モジュール単位でブロックとして組み立てているので、
容易にそのブロックを交換をすることが出来る。また、
治具を用いているので、加工が容易で精度よく製作で
き、製作コストの低減をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２次元放射線検出器の一実施例を示
す図である。

【図２】本発明の２次元放射線検出器の製造方法を示
す図である。

【図３】本発明の製造方法に用いる組立用治具を示す
図である。

【図４】本発明の製造方法に用いる組立用治具の使い
方を示す図である。

【図５】従来の放射線検出器のコリメータと検出器部
を示す図である。

【図６】従来の放射線検出器の断面を示す図である。

【図７】従来の２次元放射線検出器を示す図である。

【図８】従来の２次元放射線検出器のチャンネル方向
遮蔽プレートの支持方法を示す図である。

【図９】従来の２次元アレイ型放射線検出器のスライ
ス方向遮蔽プレートの支持方法を示す図である。

【符号の説明】

１、１ａ…主支持板２、２ａ…支持板３、３ａ…チャンネル方向コリメータ板４、４ａ…取付プレート５、５ａ…基板６、６ａ…ＰＤＡ７、７ａ…シンチレータ８、８ａ…スイッチング素子９、９ａ…取付ネジ１０…スライス方向コリメータ支持板１１…Ｘ線透過性薄板１２…スライス方向コリメータ板１３…取付ネジ１４…Ｘ線管１５…チャンネル方向コリメータ１６…スライス方向コリメータ１７…マルチスライス検出器部１８、１８ａ…信号ケーブル１９…溝２０…治具２１、２１ａ…支持棒２２…スライス方向遮蔽プレート２３…チャンネル方向遮蔽プレート２４…２次元検出器アレイ２５…２次元アレイ型放射線検出器２６…Ｘ線管焦点２７、２８…支持板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｋ 31/09 31/00 ＡＦターム(参考） 2G088 EE02 GG19 GG20 JJ05 JJ12 JJ15 JJ37 4C093 AA22 BA07 CA07 CA35 EB17 EB20 EB22 4M118 AA05 AB01 CA02 CB11 GA09 GA10 5F088 AA01 BA18 BB03 BB06 BB07 EA04 JA03 JA17 KA03 LA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チャンネル方向に所定の間隔を有するコリ
メータ板を一体に形成したチャンネル方向コリメータ
と、前記チャンネル方向コリメータの上方又は下方に、
スライス方向に所定の間隔を有する複数のコリメータ板
を一体としたコリメータブロック複数を配設してなるス
ライス方向コリメータと、前記チャンネル方向及びスラ
イス方向コリメータの下部に配置された検出器素子アレ
イからなる検出器部とを備えたことを特徴とする２次元
放射線検出器。
【請求項２】検出器素子アレイからなる検出器部とチャ
ンネル方向コリメータとスライス方向コリメータとを有
する２次元放射線検出器の製造方法において、前記チャ
ンネル方向コリメータがコリメータの外形に沿った形状
のくりぬき空間をもち、この空間の内方に沿ってチャン
ネル方向コリメータ板の側部が嵌挿できる多数の垂直溝
を有する治具枠に、予めカットしたチャンネル方向コリ
メータ板を、前記溝に沿って縦方向に挿入し、チャンネ
ル方向コリメータ板の上下面を支持板に一体的に接着し
た後、前記枠体から上下何れか一方側へ引き抜いて製作
され、一方、スライス方向コリメータは、コリメータ全
体の一部分の外形に沿った形状のくり抜き空間をもち、
この空間の内方に沿ってスライス方向コリメータ板とそ
れを支持する支持板が嵌挿できる垂直溝を有する治具枠
体に、予めカットしたスライス方向コリメータ板と支持
板を嵌挿後、Ｘ線入射面側と検出器部の表面側の各々一
部分に対してＸ線透過性薄板を接着した後、前記枠体を
両側から引き抜いてコリメータを製作し、その後、Ｘ線
入射面側と検出器部の表面側のＸ線透過性薄板で接着さ
れていない部分を、別のＸ線透過性薄板により隙間なく
接着を行ない、前記チャンネル方向コリメータの上方又
は下方に精度よく位置を合せて組立てられることを特徴
とする２次元放射線検出器の製造方法。