JP2005164585A

JP2005164585A - 検出器アレイ前での散乱線遮蔽方法

Info

Publication number: JP2005164585A
Application number: JP2004331483A
Authority: JP
Inventors: Juergen Leppert; レッペルトユルゲン
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2005-06-23
Also published as: US20050111627A1; DE10354808A1; CN1619338A

Abstract

【課題】特に医学用Ｘ線装置における検出器アレイ２前での散乱線遮蔽方法において、安価に製造できる散乱線スクリーンを利用可能とする。
【解決手段】散乱線、特に散乱Ｘ線に対する散乱線スクリーン１は、互いに略平行に延び、充填および支持材料５で互いに分離された薄板状の吸収要素４で構成される。吸収要素４の平均間隔ｄが、検出器アレイ２の検出器要素３の平均間隔Ｄより少なくとも２桁小さいように、吸収要素４を互いに密に並べて配置した散乱線スクリーン１を、多数の検出器要素３から成る検出器アレイ２の前に配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに略平行に延び、充填および支持材料で互いに分離された薄板状の散乱線、特に散乱Ｘ線に対する吸収要素で構成された散乱線スクリーンを、多数の検出器要素から成る検出器アレイの前に配置した、特に医学用Ｘ線装置における検出器アレイ前での散乱線遮蔽方法に関する。

例えばＸ線診察やＸ線医療診断等のＸ線透視法の代表的な利用範囲で、Ｘ線透視時に得られる解像度が非常に重要である。できるだけ密に並べて置いた小面積の検出器要素と、これら要素の前に配置され、立体角を狭く限定づける装置とを備えた検出器アレイを利用した場合、各検出器要素にＸ線を投射し、良好な解像度が得られる。散乱線スクリーンとして公知のこの装置は、理想的な場合、利用するＸ線管の焦点と各検出器要素との直線的な接続線上を伝播するＸ線しか透過させず、散乱のために異なる角度で入射するＸ線を吸収する。散乱線は、その起源に基づき画像情報に貢献せず、ＳＮ比をかなり低下させ、且つ散乱線が検出器要素に弱められずに衝突した場合、Ｘ線画像の達成し得る解像度を大きく悪化させる。通常各Ｘ線装置、特にＸ線管とＸ線検出器の配列構造の幾何学的状態に合わせた適当な散乱線スクリーンを利用することで、検出器要素に達する散乱線分量が著しく減少し、この結果、多くの場合、初めて利用可能なＸ線画像が得られる。

散乱線スクリーンは、充填および支持材料で相互に分離した、多数のＸ線吸収要素を含む。該吸収要素は、散乱線スクリーンの表面に対し垂直に全て同方向に向いているか、共通の焦点、Ｘ線管の焦点に向いている。Ｘ線ＣＴ（断層撮影）装置の場合、今日通常、吸収要素を互いに略平行に延びる鉛薄板で形成した散乱線スクリーンを利用している。該鉛薄板間には、充填および支持材料として紙テープを挿入している。多くの場合、散乱線スクリーンの製造時、鉛薄板の間隔は、鉛薄板が散乱線スクリーンの利用時に、検出器側の燐光体アレイの分離体上にできるだけ正確に位置するように調整している。従って、散乱線スクリーンは機械的に非常に精密に製造せねばならない。この精密さに関する厳しい要件のため、散乱線スクリーンの製造費が高価となる。

特許文献１により、同様に薄板状の互いに平行に延びる吸収要素の間隔を、スクリーンの中心から縁に向かって連続して増大した散乱線スクリーンが公知である。そこでは同時に、吸収要素の幅も縁に向かい増大している。かかる散乱線スクリーンの形成により、スクリーン全幅にわたり十分に一様な吸収性を実現できる。尤も、そこでも、製造精度に関し厳しい要件が課せられる。

特許文献２により、吸収要素が中心から本質的に放射状に間隔を隔てた列を成して延びる散乱線スクリーンが公知である。このスクリーンの場合、吸収要素の経過と配列は、所定の基準に従って行っている。そこでは、支持体材料として珪素を利用し、吸収要素の列の所望の経過に応じて、珪素に孔をエッチング加工し、該孔内に、鉛製のピン状吸収要素をはめ込んでいる。散乱線スクリーンも、製造時に非常に厳しい要件を守る必要があり、これは、特に支持体材料として珪素を利用する製造技術で達成されている。

特許文献３は、入射Ｘ線の二次元の平行調整を可能にする散乱線スクリーンを開示している。このスクリーンはガラス繊維束からなり、該繊維束から個々のディスク状部分を切り出している。個々のガラス繊維の芯は、Ｘ線に対する毛管状透過路が生ずるよう、エッチッグで除去している。続いてガラス材料を、鉛が６０％迄の酸化鉛の形にドープし、もって透過路の外側に大きなＸ線吸収性を与えている。その際に必要なエッチングとドーピング工程に伴い、この散乱線スクリーンの製造も非常に経費がかかる。
独国特許第１９７２６８４６号明細書独国特許第１９９２０３０１号明細書米国特許第５２６３０７５号明細書

本発明の課題は、従来技術から出発して、安価に製造できる散乱線スクリーンの利用を可能にする、検出器アレイ前での散乱線遮蔽方法を提供することにある。

この課題は請求項１に記載の方法によって解決される。本発明の方法の有利な実施態様を、従属請求項或いは以下の説明並びに実施例により明らかにする。

特に医学用Ｘ線装置における、多数の検出器要素から成る検出器アレイの前で散乱線を遮蔽する本発明の方法の場合、公知のように、散乱線スクリーンを検出器アレイの前に配置し、該スクリーンを、略互いに平行に延び、充填および支持材料で互いに分離した薄板状の散乱線、特に散乱Ｘ線に対する吸収要素で形成している。本発明の方法は、吸収要素の平均間隔が検出器アレイの検出器要素の平均間隔より少なくとも２桁だけ小さいように、吸収要素を互いに密に並べて置いた散乱線スクリーンを利用することを特徴とする。

薄板状吸収要素の間隔を小さく選定することで、製造時にその間隔を検出器アレイのラスタ寸法に合わせる必要がない。これは、製造時に吸収要素の高精度の配列或いは狭い公差の維持を必要としないので、そのような散乱線スクリーンの非常に経費的に有利な製造が可能になる。本発明の方法に基づいてそのような散乱線スクリーンを利用する際、同じように、検出器アレイについての正確な位置決めも最早不要である。

本発明に基づくＸ線散乱線の遮蔽法を利用する際、個々の吸収要素は、Ｘ線を強く吸収する材料、例えば鉛、タングステン、タンタル、モリブデン等の重金属から作らねばならない。また、例えば鉛粉末を充填した合成樹脂等の、Ｘ線を強く吸収する別の材料も採用できる。充填および支持材料は、反対側がＸ線をできるだけ僅かしか吸収しないようにせねばならない。かかる材料として、例えばポリエチレン、ポリスチロール或いはポリプロピレンのような合成樹脂或いは紙が使用できる。

本発明の方法で採用する散乱線スクリーンの機能に対し、吸収要素の充填率、即ち散乱線スクリーンの総容積に対する吸収要素の容積比が５〜３０％であるとよい。この値で、画像情報を担うＸ線の顕著な減衰を犠牲にせずに、十分な視準が得られるからである。

散乱線スクリーン自体は板状に形成され、その場合、吸収要素は、散乱線スクリーンの表面に対し垂直に全て同方向に向けられる。しかもまた、平らな板の形に形成されたそのような散乱線スクリーンは、それが略球欠状に湾曲した板を形成するように、機械的に変形させられる。その場合、吸収要素は、散乱線スクリーンの利用時にＸ線管の焦点と一致せねばならない球中心に少なくともほぼ向けられる。そのような変形は、充填および支持材料として合成樹脂を利用する際に簡単に実現される。

本発明の方法は、殊にＸ線の平行調整を必要とする用途に対して採用される。しかし有利な用途範囲は、医学用Ｘ線装置、特にＣＴ装置における採用にある。

本発明の方法で、散乱線スクリーンは、検出器アレイの個々の検出器要素から画素に対する配列を考慮する必要なしに、検出器アレイ上に置くか、検出器アレイ上に固定するだけで済む。これによって、位置決め費用が不要となる。

以下図示の実施例を参照し、本発明の方法を詳細に説明する。

図１は、散乱線スクリーン１と検出器アレイ２との本発明の方法に基づく配列構造例を示す。検出器アレイ２は、入射Ｘ線６を撮影するための個々の画素となる多数の検出器要素３からなっている。散乱線を遮蔽すべく、本発明の方法に基づき、散乱線スクリーン１を利用する。このスクリーン１の薄板状吸収要素４は、検出器アレイ２の検出器要素３の平均間隔Ｄより少なくとも２桁だけ小さい間隔ｄを有している。この実施例の場合、散乱線スクリーン１は、該スクリーン１が個々の検出器要素３間における不活性領域に対して特別に位置決めする必要なしに、検出器アレイ２上に固定されている。その散乱線スクリーン１は、本質的に垂直に衝突するＸ線６を透過し、透視対象物における散乱に基づいて傾斜して入射する散乱Ｘ線７を吸収する。

図２は、図１の個別検出器要素３の散乱線スクリーン１を部分的に拡大して示す。図１と２に示す散乱線スクリーン１と検出器アレイ２の高さは、実寸通りではない。このスクリーン１の場合、吸収要素４として鉛又はタングステン薄板を利用している。この薄板間に、充填および支持体材料としての合成樹脂薄膜５が存在し、該薄膜５は吸収要素４間のスペーサとして用いられる。合成樹脂薄膜５は、例えばＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）或いはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）から成る。散乱線スクリーン１は、その上に置かれる検出器要素３の画素幅の１／１０から１／５の厚さを有する。合成樹脂薄膜５は、Ｘ線量子の吸収作用をする金属薄板と互い違いに重ね合わせて、スタック複合体の形に接着している。その複合体は、画素構造物への整合を行うことなしに、検出器アレイ２上に直に置いて接着することもできる。

この一次元の散乱線スクリーン１は、一行分の検出器アレイや、多方向、特にＣＴ装置のｚ方向における平行調整も要らない大きさの検出器アレイに適用できる。

本発明に基づく散乱線スクリーンと検出器アレイの配列構造例の概略図。図１における配列例の一部拡大斜視図。

符号の説明

１散乱線スクリーン、２検出器アレイ、３検出器要素、４吸収要素、５合成樹脂薄膜、６Ｘ線、７散乱Ｘ線

Claims

互いに平行に延び、充填および支持材料（５）で互いに分離され、散乱線に対する吸収要素（４）で構成された薄板状の散乱線スクリーン（１）を、多数の検出器要素（３）から成る検出器アレイ（２）の前に配置した検出器アレイ（２）前での散乱線遮蔽方法において、
吸収要素（４）の平均間隔（ｄ）が、検出器アレイ（２）の検出器要素（３）の平均間隔（Ｄ）より少なくとも２桁だけ小さいように、吸収要素（４）を互いに密に並べて置いた散乱線スクリーン（１）を利用することを特徴とする方法。
吸収要素（４）を互いに等間隔で配置した散乱線スクリーン（１）を利用することを特徴とする請求項１記載の方法。
吸収要素（４）がＸ線を強く吸収する材料から成る個々の薄膜である散乱線スクリーン（１）を利用することを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
充填および支持材料（５）がＸ線を十分透過する材料から成る個々の薄膜により形成した散乱線スクリーン（１）を利用することを特徴とする請求項３記載の方法。
吸収要素（４）が間隔方向において最大で、検出器要素（３）の平均間隔（Ｄ）の１／５の広がり寸法を有する散乱線スクリーン（１）を利用することを特徴とする請求項１から４の１つに記載の方法。
吸収要素（４）と充填および支持体材料（５）を含み、吸収要素（４）による充填率が５％〜３０％である散乱線スクリーン（１）を利用することを特徴とする請求項１から５の１つに記載の方法。
吸収要素（４）を金属材料で形成し、充填および支持材料（５）が合成樹脂材料である散乱線スクリーン（１）を利用することを特徴とする請求項１から６の１つに記載の方法。
吸収要素（４）を金属材料で形成し、充填および支持材料（５）が紙材料である散乱線スクリーン（１）を利用することを特徴とする請求項１から６の１つに記載の方法。