JP2007268258A - コンピュータ断層撮影装置用の放射線検出ユニットおよびコンピュータ断層撮影装置 - Google Patents
コンピュータ断層撮影装置用の放射線検出ユニットおよびコンピュータ断層撮影装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】コンピュータ断層撮影装置の運転時における散乱放射線の影響を抑制する。
【解決手段】コンピュータ断層撮影装置用の放射線検出ユニット(1)が、散乱放射線を測定するように構成されかつ配置された少なくとも1つの散乱放射線センサ(2)を有する。
【選択図】図1
【解決手段】コンピュータ断層撮影装置用の放射線検出ユニット(1)が、散乱放射線を測定するように構成されかつ配置された少なくとも1つの散乱放射線センサ(2)を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、コンピュータ断層撮影装置用の放射線検出ユニットおよびこのような放射線検出ユニットを備えたコンピュータ断層撮影装置に関する。
コンピュータ断層撮影装置においては、対象(患者、寝台など)の照射時に画像算定に必要な1次放射線のほかに意図しない散乱放射線も生じる。放射線測定のための従来の検出器のz方向(ガントリ回転軸線方向に相当する。)の僅かな広がりのために、適切なコリメータ板装置によるβ方向(ビームファン角に相当する。)のみにおける散乱ビームコリメーションで十分であった。このようなコリメータ装置は公知である(例えば、特許文献1参照)。
z方向にますます大きくなる検出器面の傾向にともなって、コリメータ装置はもはや、散乱放射線をほとんど除去するようにビーム制限を行なうことができない。それによって散乱放射線はz方向においてももはや無視できなくなり、適切な手段によって抑制されなければならない。
例えばピラミッド状に配置されたコリメータ板構造によるβ方向およびz方向における理論上可能な2次元のコリメーションは、1:20よりも大きい必要な縦孔比のために技術的および経済的に極めて実現困難である。
独国特許出願公開第102004015856号明細書
本発明の課題は、コンピュータ断層撮影装置の運転時における散乱放射線の影響を抑制する可能性を提供することにある。
この課題は、請求項1によるコンピュータ断層撮影装置用の放射線検出ユニットによって解決される。本発明の有利な実施態様は特に従属請求項に記載されている。
このために放射線検出ユニットは散乱放射線を測定するように構成されかつ配置された少なくとも1つの散乱放射線センサを有する。それによって、測定された散乱放射線を画像化時に考慮することができ、したがって、発生された放射線を過度に狭め、あるいは費用を掛けてコリメーションする必要がない。これは、ビームをz方向に更に広げることも、そしてそれにより検出器面をz方向に拡張することも可能にする。このことは、測定時間をより短縮し、したがって放射線被爆を少なくする。
少なくとも1つのこのような放射線検出ユニットを装備したコンピュータ断層撮影装置が、少なくとも1つの散乱放射線センサから出力された測定値を画像算出時の散乱放射線補正のために使用する評価ユニットを備えているか、もしくは評価ユニットに接続されていると好ましい。
少なくとも1つの散乱放射線センサが1次ファンビーム通路の外側に配置されていると好ましい。なぜならば、そこでは散乱放射線割合が高いので、散乱放射線パターンの補正が簡単化される。しかし、1つの散乱放射線センサを、例えば1次ファンビーム通路の縁に配置し、1次放射線の割合を相応に高い費用で算出することも可能である。
価格的に手頃なセンサの使用のために、複数の散乱放射線センサが設けられている。散乱放射線センサがガントリ回転軸線に関して2列で1次ファンビームの両側に配置されていると、簡単なかつ信頼性のある評価のために有利である。これは、例えば1次放射線の中心に対して両側に等しい間隔を有する配置、すなわち1次放射線の中心に対して+zおよび−zにおける配置であるとよい。更に、簡単なかつ信頼性のある評価のためには、1つの列における散乱放射線センサが、互いに(β方向における)定められた間隔で、特にそれぞれモジュールピッチの間隔で配置されていると好ましい。
散乱放射線センサが、シンチレーションセラミックスを備えたフォトダイオードであるとよい。
散乱放射線センサは2次放射線を導き入れるための少なくとも1つの放射線入射スリットを有する。この放射線入射スリットは、散乱放射線(できるだけ散乱放射線のみ)がビーム入射スリットを通してシンチレーションセラミックス上に入射するように構成されかつ配置されていると好ましい。散乱放射線として横方向から入射する放射線を抑制するために、ビーム入射スリットが、少なくとも部分的に、放射線吸収性材料を有するケース部分によって形成されているか、もしくはこのようなケース部分によって包囲されている。その場合にケース部分全体が放射線吸収性材料からなるとよく、このことは製造ステップを簡単化する。代替としてケース部分が放射線吸収性材料からなるはめ込み部材を有するとよく、このことは材料コストを減らす。簡単な製造のために、ケース部分が射出成形法で製造される。それによって、散乱ビームセンサに精巧に細工されたコリメータ薄板が必要でなくなり、むしろ散乱放射線のコリメーションが吸収性材料からなる簡単な射出成形部品により達成可能である。
以下において、図面を参照しながら本発明の実施例を更に詳細に説明する。それぞれ概略的なかつ簡略化された表示で示されている。
図1は放射線検出ユニットの斜視図を示し、
図2は散乱放射線センサを有する図1の放射線検出ユニットのプリント配線板の斜視図を示し、
図3は図2による散乱放射線センサを有するセンサモジュールを下面側から見た斜視図を示し、
図4は2つの散乱放射線センサを有する図1の放射線検出ユニットのプリント配線板の斜視図を示す。
これらの図において同じ働きをする部分は同じ参照符号を付されている。
図1は放射線検出ユニットの斜視図を示し、
図2は散乱放射線センサを有する図1の放射線検出ユニットのプリント配線板の斜視図を示し、
図3は図2による散乱放射線センサを有するセンサモジュールを下面側から見た斜視図を示し、
図4は2つの散乱放射線センサを有する図1の放射線検出ユニットのプリント配線板の斜視図を示す。
これらの図において同じ働きをする部分は同じ参照符号を付されている。
図1に示された放射線検出ユニット1は帯状に配置された個々の散乱放射線センサ2を有し、散乱放射線センサ2は、z方向において1次ファンビームの両外側に配置され、そこに現われる散乱放射線を測定する。この実施形態において、散乱放射線センサ2は、そのために、1次放射線のための放射線入射窓3の両側に配置されている。そのために散乱放射線センサ2は、(図示されていない)帯状プリント配線板上に、β方向に定められた間隔(間隔=例えばモジュールピッチ)で置かれ、図2にこのことがより正確に示されている。
図2は図1において使用されたプリント配線板4を示し、プリント配線板4上には散乱放射線センサ2が異なる組み立て状態で示されている。散乱放射線センサ2のうちの右側に配置された4つのグループA1は、ケースなしでフォトダイオード5を有する散乱放射線センサを示し、フォトダイオード5上にはシンチレータセラミックス6が形成されている。
散乱放射線センサ2のうちの中央に配置された4つのグループA2は、付加的に共通なセンサケース7で覆われている。センサケース7全体は放射線吸収性材料、すなわちX線吸収材料から作られている。センサケース7は散乱ビームコリメーションのためのビーム入射スリット8を有する。センサケース7は、射出成形法で、例えばタングステン粉末を充填されたPA(ポリアミド)からコスト的に手頃にかつ取り付けに都合よく作ることができる。
散乱放射線センサ2のうちの左側に配置された4つのグループA3の場合には、ビーム入射スリット8への起こり得る光入射を排除するために、相応のケース部分上に、光を透過しない(例えば黒色に着色されたプラスチックからなる)シールカバー9が配置されている。スリット8を介して侵入するX線散乱放射線は、シンチレータ6において光に変換され、続いてフォトダイオード5において等価な電流に変換される。スリット幅の必要な精度は、(図示されていない)射出成形型における高精度の突条帯によって作り出される。
更に、プリント配線板4は、散乱放射線センサ2のセンサ信号を取り出しかつ相応の評価電子装置に転送するための差込コネクタ10を有する。
図3は、図2のセンサケース7を下面側から示し、相変わらずビーム入射スリット8が見える。
図4は、異なる組み立て状態における散乱放射線センサ11の他の実施形態を有するプリント配線板4を示す。散乱放射線センサ11のうち右側に配置された4つのグループB1は、
右側の2つの素子によってこれらを、フォトダイオード5を備えたケースなしの図1の右側に配置された4つのグループA1と同じように示す。フォトダイオード5上にシンチレータセラミックス6が形成されている。
右側の2つの素子によってこれらを、フォトダイオード5を備えたケースなしの図1の右側に配置された4つのグループA1と同じように示す。フォトダイオード5上にシンチレータセラミックス6が形成されている。
4つのグループB1の右側から3番目の散乱放射線センサ11は、更に、間隔片12を備えた第1の遮蔽板13を有する。4つのグループB1の右側から4番目の散乱放射線センサ11は、更に第2の遮蔽板14を有する。高精度の間隔片12によって、放射線入射スリット8が必要な精度で定められる。
吸収性の遮蔽板13,14は、射出成形法により、例えばタングステン粉末を充填されたPA(ポリアミド)から作られる。
散乱放射線センサ2のうち中央に配置された4つのグループは、付加的に共通なセンサケース15をはめ込まれている。
図2と同様に、散乱放射線センサ11のうち左側に配置された4つのグループB3においては、相応のケース部分13,14,15上に、黒色に着色されたプラスチックからなる光透過性のシールカバー9が配置されている。プリント配線板4は、この場合にもセンサ信号の取り出しのための差込コネクタ10を有する。
1 放射線検出ユニット
2 散乱放射線センサ
3 放射線入射窓
4 プリント配線板
5 フォトダイオード
6 シンチレータセラミックス
7 センサケース
8 ビーム入射スリット
9 シールカバー
10 差込コネクタ
11 散乱放射線センサ
12 間隔片
13 遮蔽板
14 遮蔽板
15 センサケース
2 散乱放射線センサ
3 放射線入射窓
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11 散乱放射線センサ
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14 遮蔽板
15 センサケース
Claims (12)
- 放射線検出ユニット(1)が、散乱放射線を測定するように構成されかつ配置された少なくとも1つの散乱放射線センサ(2)を有することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置用の放射線検出ユニット。
- 少なくとも1つの散乱放射線センサ(2)が1次ファンビーム通路の外側に配置されていることを特徴とする請求項1記載の放射線検出ユニット。
- 放射線検出ユニット(1)が複数の散乱放射線センサ(2)を有することを特徴とする請求項1又は2記載の放射線検出ユニット。
- 散乱放射線センサ(2)が、ガントリ回転軸線(z)に関して2列で1次ファンビーム通路の両側に配置されていることを特徴とする請求項2記載の放射線検出ユニット。
- 1つの列における散乱放射線センサ(2)が、定められた間隔で配置されていることを特徴とする請求項4記載の放射線検出ユニット。
- 少なくとも1つの散乱放射線センサ(2)が、シンチレーションセラミックス(6)を備えたフォトダイオード(5)を含むことを特徴とする請求項1乃至5の1つに記載の放射線検出ユニット。
- 少なくとも1つの散乱放射線センサ(2)が、2次放射線を導き入れるための少なくとも1つのビーム入射スリット(8)を有することを特徴とする請求項1乃至6の1つに記載の放射線検出ユニット。
- ビーム入射スリット(8)が、少なくとも部分的に、放射線吸収性材料を有するケース部分(7;13,14)によって形成されていることを特徴とする請求項7記載の放射線検出ユニット。
- ケース部分(7)全体が放射線吸収性材料からなることを特徴とする請求項8記載の放射線検出ユニット。
- ケース部分が放射線吸収性材料からなるはめ込み部材(13,14)を有することを特徴とする請求項8記載の放射線検出ユニット。
- ケース部分(7;13,14)が射出成形法により作られていることを特徴とする請求項8記載の放射線検出ユニット。
- コンピュータ断層撮影装置が、少なくとも1つの散乱放射線センサ(2)から出力された測定値を画像算出時の散乱放射線補正のために使用する評価ユニットを有することを特徴とする請求項1乃至11の1つに記載の少なくとも1つの放射線検出ユニットを備えたコンピュータ断層撮影装置。
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