JP2008029552A

JP2008029552A - X-ray detector and x-ray ct apparatus using the same

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Publication number: JP2008029552A
Application number: JP2006205645A
Authority: JP
Inventors: Fumito Watanabe; 史人渡辺
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-02-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray detector which prevents deformation of a collimator plate due to vibrations and centrifugal acceleration by rotations of a scanner, is free from mixing of vibration noises and offset errors in a measured value, and has a high-precision X-ray detectability which is homogeneous for each channel. <P>SOLUTION: In the X-ray detector equipped with an X-ray detecting element array 10 in which a plurality of X-ray detecting elements are arrayed, a collimator block 20 which is arranged on an X-ray incident side of the X-ray detecting elements and has a plurality of the collimator plates 21 arranged for limiting X rays input into each X-ray detecting element, and a detector container 30 for fixing the X-ray detecting element array and the collimator block while keeping a certain space between them, a sheet 40 made of an X-ray transmitting material is interposed in the space between the X-ray detector array and the collimator block. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置等に適用されるＸ線検出器に関し、特にＸ線検出器内のコリメータ板の支持構造の改良に関する。 The present invention relates to an X-ray detector applied to an X-ray CT apparatus and the like, and more particularly to an improvement in a support structure for a collimator plate in the X-ray detector.

Ｘ線ＣＴ装置に使用されるＸ線検出器として、放射線の照射によって光を発生するシンチレータと、このシンチレータが発生する光を電流に変換する光電変換素子とを組み合わせて検出素子アレイ基板上に搭載したＸ線検出素子アレイを略円弧状のポリゴンに配置して成る検出器が用いられている。 As an X-ray detector used in an X-ray CT apparatus, a scintillator that generates light by irradiation of radiation and a photoelectric conversion element that converts the light generated by the scintillator into a current are combined and mounted on a detection element array substrate A detector is used in which the X-ray detection element array is arranged in a substantially arc-shaped polygon.

シンチレータは、光電変換素子のチャンネルに対応して複数に分割されており、分割されたシンチレータのＸ線入射口側には、図６に示すように、個々のシンチレータ１１に入射されるＸ線量を制御するとともに散乱線によるクロストークを低減するためのコリメータ板２１が配置されている。 The scintillator is divided into a plurality of parts corresponding to the channels of the photoelectric conversion elements. As shown in FIG. 6, the X-ray dose incident on each scintillator 11 is given to the X-ray entrance side of the divided scintillator. A collimator plate 21 is arranged for controlling and reducing crosstalk due to scattered radiation.

このコリメータ板２１は、図１４および図１５に示すように、所定枚数をポリゴンの円弧に合わせて放射状に配列しＸ線ＣＴ装置のスライス厚さ方向（図中、矢印で示す方向）の両端をコリメータ板支持体１４２、１４２’に固定して成るコリメータブロック１４０としてモジュール化されている。このコリメータブロック１４０をブロック支持体１４４に複数並べて固定したものが、検出器容器１４５に配置される。隣接するコリメータブロックの、隣接する端部のコリメータ板の間にひとつのチャンネル（以下、継ぎ目チャンネルという）が形成される。 As shown in FIGS. 14 and 15, the collimator plate 21 is arranged in a radial pattern so that a predetermined number is aligned with the arc of the polygon, and both ends of the slice thickness direction of the X-ray CT apparatus (directions indicated by arrows in the drawing) are arranged. It is modularized as a collimator block 140 that is fixed to the collimator plate supports 142 and 142 ′. A plurality of collimator blocks 140 arranged and fixed on a block support 144 are arranged in a detector container 145. One channel (hereinafter referred to as a seam channel) is formed between the collimator plates at the adjacent ends of the adjacent collimator blocks.

このような構造のコリメータブロックは、外力に対する剛性を構造的に確保しにくく、特に図１６に示すように、向かい合った二つのコリメータ板支持体１４２、１４２’をチャンネル方向にずらせる変形に対して弱い上、それ以外の方向からの外力に対しても、コリメータ板が容易に変形する。したがって、コリメータ板支持体のみをブロック支持体上に固定した状態では、各々のコリメータブロックがチャンネル方向に変形してしまう。コリメータユニットの変形によって、計測値に振動ノイズの混入やオフセット誤差が発生して所望の検出精度が得られない。これを避けるため、上側のコリメータ板支持体を隣接コリメータブロック間で連結板を使って連結する方法が用いられる。 The collimator block having such a structure is difficult to structurally secure rigidity against an external force. In particular, as shown in FIG. 16, the collimator block resists deformation that causes the two collimator plate supports 142 and 142 ′ facing each other to shift in the channel direction. In addition to being weak, the collimator plate is easily deformed by external forces from other directions. Therefore, in a state where only the collimator plate support is fixed on the block support, each collimator block is deformed in the channel direction. Due to the deformation of the collimator unit, vibration noise is mixed into the measurement value and an offset error occurs, and a desired detection accuracy cannot be obtained. In order to avoid this, a method is used in which the upper collimator plate support is connected between adjacent collimator blocks using a connection plate.

一方、Ｘ線ＣＴ装置では、装置のスループット向上のため、１枚のＣＴ画像を得るのに要する時間の短縮化が望まれている。このような要請に答えるために、スキャナ回転の高速化およびマルチスライス化が図られている。マルチスライス化は、従来チャンネル方向に1次元的に配列されていたＸ線検出素子の列を、スライス方向に２列以上に複数列配置するマルチスライス型Ｘ線検出器を用いることにより、スキャナ1回転あたりに撮影できる断層画像を増加する。 On the other hand, in the X-ray CT apparatus, in order to improve the throughput of the apparatus, it is desired to shorten the time required to obtain one CT image. In order to respond to such a demand, high-speed and multi-slice scanner rotation has been attempted. Multi-slicing is achieved by using a multi-slice X-ray detector that arranges a plurality of X-ray detection element rows that are conventionally arranged one-dimensionally in the channel direction into two or more rows in the slice direction. Increase the number of tomographic images that can be taken per rotation.

このようなスキャナ回転の高速化、マルチスライス化にともなう検出器開口幅の増大は、検出器全体がスキャン中に受ける振動や遠心加速度、重力方向の変化の増大につながり、コリメータブロックの変形及びこの変形にともなう個々のコリメータ板の変形を引き起こす原因となっている。そして、このような変形は、連結板によるコリメータブロック間の連結によってある程度は緩和されるものの、コリメータブロックが片持ちで支持されている方法では本質的に避けられない。 Increasing the detector aperture width due to such high-speed scanner rotation and multi-slicing leads to an increase in vibration, centrifugal acceleration, and gravity direction change that the entire detector undergoes during scanning. This causes the deformation of individual collimator plates due to the deformation. Such deformation can be mitigated to some extent by the connection between the collimator blocks by the connection plate, but is essentially unavoidable in a method in which the collimator block is supported in a cantilever manner.

特許文献１には、スキャン中のコリメータ板の変形を防ぐために、片持ち構造となっているコリメータブロックの上側を検出器容器に固定すること（両持ち構造）が提案されている。
特開２００１−４２０４５号公報 Patent Document 1 proposes fixing the upper side of a collimator block having a cantilever structure to a detector container (both-end support structure) in order to prevent deformation of the collimator plate during scanning.
JP 2001-42045 A

しかしながら、両持ち構造では検出器容器の変形がコリメータ板支持体に直接に伝わり、その加重によって継ぎ目チャンネルを形成している端コリメータ板をわずかに変形させてしまうことになるため、高精度な位置あわせが必要となる。 However, in the double-ended structure, the deformation of the detector container is directly transmitted to the collimator plate support, and the end collimator plate forming the seam channel is slightly deformed by the load. Matching is required.

そこで、本発明は、コリメータ板が変形しないコリメータ板の支持構造を有し、スキャナ回転の高速化とマルチスライス化に対応したＸ線検出器を提供すること、この検出器を用いて高画質で診断能の高い画像が得られるＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides an X-ray detector having a collimator plate support structure in which the collimator plate is not deformed, and corresponding to speeding up of scanner rotation and multi-slice, with high image quality using this detector. An object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus capable of obtaining an image with high diagnostic ability.

上記課題を解決するため、本発明のＸ線検出器は、複数のＸ線検出素子を複数配列したＸ線検出素子アレイと、Ｘ線検出素子のＸ線入射側に配置され、各Ｘ線検出素子に入射されるＸ線を制限するコリメータ板を複数配列したコリメータブロックと、Ｘ線検出素子アレイとコリメータブロックとを両者間に一定の隙間を設けて固定する検出器容器とを備え、Ｘ線検出器アレイとコリメータブロックとの間の隙間に、Ｘ線透過性材料からなるシートを介装したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an X-ray detector according to the present invention is arranged on an X-ray incident side of an X-ray detection element array having an array of a plurality of X-ray detection elements and each X-ray detection element. A collimator block in which a plurality of collimator plates for restricting X-rays incident on the element are arranged, and a detector container for fixing the X-ray detection element array and the collimator block with a certain gap therebetween. A sheet made of an X-ray transparent material is interposed in a gap between the detector array and the collimator block.

本発明のＸ線検出器において、好適には、シートの厚さは、隙間の間隔より大きい。シートは、例えば、弾性材料からなり、プラスチックからなるシートまたは不織布を用いることができる。 In the X-ray detector of the present invention, preferably, the thickness of the sheet is larger than the gap interval. The sheet is made of, for example, an elastic material, and a sheet made of plastic or a nonwoven fabric can be used.

また本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源と、このＸ線源と対向して配置されたＸ線検出器と、これらＸ線源およびＸ線検出器を保持し、被検体の周りを回転駆動される回転盤と、Ｘ線検出器で検出されたＸ線の強度に基づき被検体の断層像を画像再構成する画像再構成手段とを備え、Ｘ線検出器として上述した本発明のＸ線検出器を用いたことを特徴とする。 The X-ray CT apparatus of the present invention holds an X-ray source, an X-ray detector disposed opposite to the X-ray source, the X-ray source and the X-ray detector, and around the subject. A rotary disk that is driven to rotate, and an image reconstruction unit that reconstructs a tomographic image of the subject based on the intensity of the X-ray detected by the X-ray detector, and includes the above-described X-ray detector of the present invention. An X-ray detector is used.

Ｘ線検出器アレイとコリメータブロックとの間の隙間に、Ｘ線透過性材料からなるシートを挟み込んだことにより、Ｘ線検出器アレイとシートとの間およびコリメータブロックとシートとの間に摩擦を発生させて、コリメータ板の動きを拘束する。これにより、スキャナ回転による振動や遠心加速度によるコリメータ板の変形を抑え、計測値に振動ノイズの混入やオフセット誤差が発生せず、各チャンネルに均質な高精度のＸ線検出特性を有するＸ線検出器を提供できる。 By inserting a sheet made of an X-ray transparent material into the gap between the X-ray detector array and the collimator block, friction is generated between the X-ray detector array and the sheet and between the collimator block and the sheet. Generated to constrain the movement of the collimator plate. This suppresses the deformation of the collimator plate due to scanner rotation and centrifugal acceleration, and does not introduce vibration noise or offset error in the measurement value, and has an X-ray detection characteristic that is uniform and highly accurate for each channel. Can be provided.

また、このＸ線検出器をＸ線ＣＴ装置に搭載することによって、スキャナ回転の高速化による撮影時間の短縮や一度のスキャンで複数の断層画像が取得できるマルチスライス化に対応して高画質で診断能の高いＸ線ＣＴ装置を提供できる。 In addition, by installing this X-ray detector in an X-ray CT system, the imaging time can be shortened by increasing the scanner rotation speed, and multi-slices can be acquired with a single scan to obtain multiple tomographic images with high image quality. An X-ray CT apparatus with high diagnostic ability can be provided.

以下、本発明のＸ線検出器の実施の形態を説明する。
図１は本発明のＸ線検出器の一実施の形態の全体構成を示す図、図２はＡ−Ａ線の側断面図である。図示するＸ線検出器は、複数のＸ線素子１１が配列したＸ線素子アレイ１０と、複数のコリメータ板２１が配列したコリメータブロック２０と、複数（図では５個）のＸ線素子アレイ１０と複数（図では３個）のコリメータブロック２０とを固定する検出器容器３０と、Ｘ線素子１１とコリメータ板２１との間に設けられるシート４０とを備えている。 Hereinafter, embodiments of the X-ray detector of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an embodiment of an X-ray detector according to the present invention, and FIG. 2 is a side sectional view taken along line AA. The illustrated X-ray detector includes an X-ray element array 10 in which a plurality of X-ray elements 11 are arranged, a collimator block 20 in which a plurality of collimator plates 21 are arranged, and a plurality (five in the figure) of X-ray element arrays 10. And a plurality of (three in the figure) collimator blocks 20, and a sheet 40 provided between the X-ray element 11 and the collimator plate 21.

Ｘ線素子アレイ１０の詳細を図３および図４に示す。図３はＸ線素子アレイ１０の正面図および側面図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図（拡大図）である。Ｘ線素子１１は、図４に示すように、放射線の照射によって光を発生するシンチレータ１２と、シンチレータ１２が発生する光を電流に変換する光電変換素子１３とからなる。光電変換素子１３は、複数のチャンネルが所定のピッチで配列するようにＸ線検出素子アレイ基板１５上に実装されており、シンチレータ１２はこの光電変換素子１３の複数チャンネルに対応して複数に分割されて、光電変換素子１３上に固定されている。これら複数チャンネルからなる光電変換素子１３と分割されたシンチレータ１２とでＸ線素子アレイ１０が構成される。分割された各シンチレータ材料は、Ｘ線を透過し且つシンチレータ１１が発する光を反射する材料からなる光反射部材１４により囲まれている。Ｘ線検出素子アレイ基板１５は、検出器容器３０に取り付けるための穴１６と光電変換素子の出力信号を取り出すコネクタ１７を有している。 Details of the X-ray element array 10 are shown in FIGS. 3 is a front view and a side view of the X-ray element array 10, and FIG. 4 is a cross-sectional view (enlarged view) taken along the line BB of FIG. As shown in FIG. 4, the X-ray element 11 includes a scintillator 12 that generates light when irradiated with radiation, and a photoelectric conversion element 13 that converts light generated by the scintillator 12 into current. The photoelectric conversion element 13 is mounted on the X-ray detection element array substrate 15 so that a plurality of channels are arranged at a predetermined pitch, and the scintillator 12 is divided into a plurality corresponding to the plurality of channels of the photoelectric conversion element 13. And fixed on the photoelectric conversion element 13. An X-ray element array 10 is constituted by the photoelectric conversion elements 13 having a plurality of channels and the divided scintillators 12. Each of the divided scintillator materials is surrounded by a light reflecting member 14 made of a material that transmits X-rays and reflects light emitted from the scintillator 11. The X-ray detection element array substrate 15 has a hole 16 for attaching to the detector container 30 and a connector 17 for taking out an output signal of the photoelectric conversion element.

コリメータ板２１は、Ｘ線検出素子１１の各シンチレータに入射されるＸ線量を制御するとともに散乱線を吸収してこの散乱線によるクロストークを低減させるためのものであり、Ｘ線の利用効率を低下させないために可能な限り薄くする必要があり、0.2mm前後の厚さの金属板から形成されている。このようなコリメータ板２１は、複数のコリメータ板２１の配置と固定を容易にするために、複数個のチャンネルを一つのブロックにまとめてコリメータブロック２０として検出器容器３０に固定される。コリメータブロック２０は、図５に示すように、複数のコリメータ板２１の両端を一対のコリメータ板支持体２２、２２’で支持した構造を有し、各コリメータ板２１の間隔が、Ｘ線素子アレイ１０のＸ線素子１１の間隔と一致するように配置されている。 The collimator plate 21 controls the X-ray dose incident on each scintillator of the X-ray detection element 11 and absorbs scattered radiation to reduce crosstalk caused by the scattered radiation. It is necessary to make it as thin as possible in order not to lower it, and it is formed from a metal plate having a thickness of about 0.2 mm. The collimator plate 21 is fixed to the detector container 30 as a collimator block 20 by combining a plurality of channels into one block in order to facilitate the arrangement and fixation of the plurality of collimator plates 21. As shown in FIG. 5, the collimator block 20 has a structure in which both ends of a plurality of collimator plates 21 are supported by a pair of collimator plate supports 22 and 22 ′, and the interval between the collimator plates 21 is an X-ray element array. The X-ray elements 11 are arranged so as to coincide with the intervals.

Ｘ線素子アレイ１０とコリメータブロック２０とは、コリメータ板２１の端部とＸ線検出素子１１との間に一定の隙間を形成し且つコリメータ板２１がそれぞれ隣接するシンチレータ１２とシンチレータ１２との間に位置するように検出器容器３０に固定される。コリメータ板２１とＸ線検出素子１１との位置関係を図６に示す。通常、コリメータ板２１とＸ線検出素子１１との隙間は、干渉を避けるために数百μｍ程度である。 The X-ray element array 10 and the collimator block 20 form a fixed gap between the end portion of the collimator plate 21 and the X-ray detection element 11, and between the scintillators 12 and 12 adjacent to each other. It fixes to the detector container 30 so that it may be located in. The positional relationship between the collimator plate 21 and the X-ray detection element 11 is shown in FIG. Usually, the gap between the collimator plate 21 and the X-ray detection element 11 is about several hundred μm in order to avoid interference.

コリメータブロック２０は、図１に示すように予め複数個を連結したものを検出器容器３０に固定する。具体的には、図７に示すように、コリメータ板２１の一方の端部を支持するコリメータ板支持体２２を連結板２３で連結するとともに、コリメータ板２１の他方の端部を支持するコリメータ板支持体２２’を、ブロック支持体２４を介して検出器容器３０に固定する。この際、コリメータブロック２０の端部のコリメータ板２１’と、隣接するコリメータブロック２０の端部のコリメータ板２１’との間は、１チャンネルのチャンネル方向コリメータを形成するために、その間隔を高精度に管理する必要がある。通常、光学式測定器を用いてコリメータ板の相対間隔をモニターしながらコリメータブロック２０の配列位置を微調整し、ブロック支持体２４上に固定する方法が用いられる。 As shown in FIG. 1, the collimator block 20 fixes a plurality of collimator blocks 20 to the detector container 30 in advance. Specifically, as shown in FIG. 7, a collimator plate support 22 that supports one end of the collimator plate 21 is connected by a connecting plate 23, and a collimator plate that supports the other end of the collimator plate 21. The support 22 ′ is fixed to the detector container 30 via the block support 24. At this time, the gap between the collimator plate 21 ′ at the end of the collimator block 20 and the collimator plate 21 ′ at the end of the adjacent collimator block 20 is increased in order to form a one-channel channel direction collimator. It is necessary to manage the accuracy. Usually, a method of finely adjusting the arrangement position of the collimator block 20 while monitoring the relative distance between the collimator plates using an optical measuring instrument and fixing the collimator block 20 on the block support 24 is used.

このＸ線検出器では、コリメータ板２１の一方の端部（コリメータ板支持体２２’）だけを検出器容器３０に固定する構造（片持ち構造）とするにより、振動による検出器容器３０の変形がコリメータ板支持体２２に直接伝わり、コリメータブロック２０の端部のコリメータ板２１’が変形するのを防止することができる。 In this X-ray detector, only one end (collimator plate support 22 ′) of the collimator plate 21 is fixed to the detector container 30 (cantilever structure), whereby the detector container 30 is deformed by vibration. Can be transmitted directly to the collimator plate support 22, and the collimator plate 21 'at the end of the collimator block 20 can be prevented from being deformed.

一方、コリメータブロック２０を片持ち構造とすることによって、両持ち構造に比べ、コリメータ板２１の動きは不安定となるが、本実施の形態では、コリメータ板２１の端部とＸ線検出素子１１との間に設けられた隙間に、その隙間の間隔よりも厚くＸ線透過率の高いシート４０を挟み込み、コリメータ板２１の動きを拘束する。シート４０の材料としては、Ｘ線透過率の高い材料であれば特に限定されないが、放射線劣化しない材料であることが好ましく、また厚さ方向に弾力性を持つ材料が好適である。具体的には、ポリエステルやポリプロピレンなどプラスチック、エラストマー、コルク、不織布などを用いることができる。シート４０の厚さの上限は、材料によっても異なるが、コリメータ板２１とＸ線検出素子１１との隙間（数百μｍ程度）の１．１〜３倍程度が好ましい。シート４０は、厚さがコリメータ板２１とＸ線検出素子１１との隙間より厚いことから、コリメータ板２１およびＸ線検出素子１１に圧接し、その反力によってシート４０とコリメータ板２１、シート４０とＸ線検出素子１１に、それぞれの摩擦を発生させる。これによって片持ち構造で不安定なコリメータ板２１の動きを拘束する。 On the other hand, when the collimator block 20 has a cantilever structure, the movement of the collimator plate 21 becomes unstable as compared with the both-end support structure, but in the present embodiment, the end of the collimator plate 21 and the X-ray detection element 11. A sheet 40 thicker than the gap and having a high X-ray transmittance is sandwiched in the gap provided between the two and the movement of the collimator plate 21 is restricted. The material of the sheet 40 is not particularly limited as long as it is a material having a high X-ray transmittance, but is preferably a material that does not deteriorate by radiation, and a material having elasticity in the thickness direction is preferable. Specifically, plastics such as polyester and polypropylene, elastomers, corks, nonwoven fabrics, and the like can be used. Although the upper limit of the thickness of the sheet 40 varies depending on the material, it is preferably about 1.1 to 3 times the gap (about several hundred μm) between the collimator plate 21 and the X-ray detection element 11. Since the sheet 40 is thicker than the gap between the collimator plate 21 and the X-ray detection element 11, the sheet 40 is in pressure contact with the collimator plate 21 and the X-ray detection element 11, and the reaction force causes the sheet 40, the collimator plate 21, and the sheet 40 to be in contact with each other. And the X-ray detection element 11 generate respective frictions. This restrains the movement of the collimator plate 21 which is unstable in a cantilever structure.

本実施の形態のＸ線検出器は、スキャナの略円弧状のポリゴンに複数を配置してＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器を構成する。 In the X-ray detector of the present embodiment, a plurality of X-ray detectors of the X-ray CT apparatus are configured by arranging a plurality of X-ray detectors on a substantially arc-shaped polygon of the scanner.

本実施の形態によれば、コリメータブロックの検出器容器への固定構造が、片持ち構造であるＸ線検出器において、コリメータ板とＸ線検出素子との間に、両者の隙間よりも厚さの大きいシートを挟み込むことにより、不安定なコリメータ板の動きを拘束することができる。これにより、このＸ線検出器を搭載したスキャナの回転による振動や遠心加速度によるコリメータ板の変形を抑え、計測値に振動ノイズの混入やオフセット誤差が発生するのを防止することができ、各チャンネルに均質な高精度のＸ線検出特性が得られる。 According to the present embodiment, in the X-ray detector in which the collimator block fixing structure to the detector container is a cantilever structure, the thickness between the collimator plate and the X-ray detection element is larger than the gap between the two. By sandwiching a large sheet, unstable movement of the collimator plate can be restrained. As a result, vibration due to rotation of the scanner equipped with this X-ray detector and deformation of the collimator plate due to centrifugal acceleration can be suppressed, and mixing of vibration noise and offset errors can be prevented from occurring in the measured values. Homogeneous X-ray detection characteristics with high accuracy can be obtained.

なお図１に示す実施の形態では、シート４０は、配列した複数のコリメータブロックのほぼ全長に亘る長さのものを用いたが、シート４０はコリメータブロックの配列方向あるいはそれと交差する方向（シートの幅方向）に分割されていてもよい。図８にシート４０の変更例を示す。図８（ａ）は、幅方向の長さが図１のシート４０より短いシート４１を用いた実施の形態、（ｂ）は、幅方向の長さが短いシート４１、４１’を複数用いた実施の形態、（ｃ）は、特に変形しやすい端部コリメータ板の部分にシートを用いた実施の形態である。 In the embodiment shown in FIG. 1, the sheet 40 has a length that covers almost the entire length of the arranged collimator blocks. However, the sheet 40 is arranged in the direction in which the collimator blocks are arranged or in the direction intersecting the collimator blocks (the sheet It may be divided in the width direction). FIG. 8 shows a modification example of the sheet 40. FIG. 8A shows an embodiment using a sheet 41 shorter in the width direction than the sheet 40 in FIG. 1, and FIG. 8B uses a plurality of sheets 41 and 41 ′ having a shorter length in the width direction. The embodiment (c) is an embodiment in which a sheet is used for the part of the end collimator plate that is particularly easily deformed.

また以上の実施の形態では、Ｘ線検出素子の列を、スライス方向（チャンネル方向に直交する方向）に１列配列したシングルスライス型Ｘ線検出器を図示して説明したが、Ｘ線検出素子の列をスライス方向に２列以上に配置したマルチスライス型Ｘ線検出器であっても同様に適用することができる。 In the above embodiment, the single-slice X-ray detector in which one row of X-ray detection elements is arranged in the slice direction (direction orthogonal to the channel direction) has been illustrated and described. The present invention can be similarly applied to a multi-slice X-ray detector having two or more rows arranged in the slice direction.

次に本発明のＸ線ＣＴ装置について説明する。
本発明が適用されるＸ線ＣＴ装置の構成を図９および図１０に示す。図９は、スキャナユニットを被検体の頭部側から見た図、図１０は被検体の側部から見た図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、スキャナユニットカバー１０１の内部の中央には、中心に開口部を設けた回転盤１０２が備えられており、この回転盤１０２に、Ｘ線を発生するＸ線管装置１０３、Ｘ線管装置１０３と送油ホース１０４でつながれたＸ線管冷却装置１０５、Ｘ線管装置１０４のＸ線焦点１０６からファン状に放射されるＸ線ビーム１０７をファンの中心から周辺部に向かって減少させる補償フィルタ１０８、およびそれらを固定するフィルタケース１０９、Ｘ線ビームを所望する幅に絞り込むＸ線コリメータ１１０、Ｘ線管装置１０３からＸ線コリメータ１１０を通って放射されてきたＸ線を受け電気信号に変換するＸ線検出器１１１、Ｘ線検出器１１１の出力の電気信号を増幅しディジタルデータに変換する増幅回路装置１１２、Ｘ線管装置１０３に高電圧を供給するための変圧器１１３、および回転盤１０２上の各装置を動作させるための電源装置１１４などが配置されている。 Next, the X-ray CT apparatus of the present invention will be described.
The configuration of an X-ray CT apparatus to which the present invention is applied is shown in FIGS. 9 is a view of the scanner unit as viewed from the head side of the subject, and FIG. 10 is a view of the scanner unit as viewed from the side of the subject. The X-ray CT apparatus 100 includes a rotating plate 102 having an opening at the center in the center of the scanner unit cover 101, and an X-ray tube device that generates X-rays on the rotating plate 102. 103, an X-ray tube cooling device 105 connected by an X-ray tube device 103 and an oil supply hose 104, and an X-ray beam 107 radiated in a fan shape from an X-ray focal point 106 of the X-ray tube device 104 from the center of the fan to the peripheral portion Compensation filter 108, and filter case 109 for fixing them, X-ray collimator 110 for narrowing the X-ray beam to a desired width, and X-ray emitted from X-ray tube device 103 through X-ray collimator 110. X-ray detector 111 that receives a line and converts it into an electrical signal, and an amplification circuit device 11 that amplifies the electrical signal output from X-ray detector 111 and converts it into digital data And a transformer 113, and power supply for operating each device on the turntable 102 114 for supplying a high voltage to the X-ray tube device 103 is disposed.

Ｘ線検出器１１１は、前述した本発明のＸ線検出器からなり、例えば、図１に示したように、複数のＸ線素子１１が配列したＸ線素子アレイ１０と、複数のコリメータ板２１が配列したコリメータブロック２０と、これらＸ線素子アレイ１０１とコリメータブロック２０とを固定する検出器容器３０とを備え、Ｘ線素子１１とコリメータ板２１との間にコリメータ板２１の変形を防止するためのシート４０が設けられている。本実施の形態のＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器１１１は、このような構造のＸ線検出器を複数、スキャナの略円弧状のポリゴンに配置したものである。なお図１に示すＸ線検出器は、シングルスライス型Ｘ線検出器であるが、Ｘ線検出素子の列をスライス方向に２列以上に配置したマルチスライス型Ｘ線検出器であってもよい。 The X-ray detector 111 includes the above-described X-ray detector of the present invention. For example, as shown in FIG. 1, the X-ray element array 10 in which a plurality of X-ray elements 11 are arranged, and a plurality of collimator plates 21. Are arranged, and a detector container 30 for fixing the X-ray element array 101 and the collimator block 20 to prevent deformation of the collimator plate 21 between the X-ray element 11 and the collimator plate 21. A seat 40 is provided. The X-ray detector 111 of the X-ray CT apparatus according to the present embodiment includes a plurality of X-ray detectors having such a structure arranged on a substantially arc-shaped polygon of the scanner. The X-ray detector shown in FIG. 1 is a single-slice X-ray detector, but it may be a multi-slice X-ray detector in which two or more rows of X-ray detection elements are arranged in the slice direction. .

回転盤１０２は、ベルト１１５により駆動用モーター１１６に連結されており、駆動用モーター１１６を回転させることにより上記各装置を搭載した状態で回転できるようになっている。また、スキャナユニット内の各装置を適正に動作させるための信号を発生するスキャナ制御装置１１７があり、スキャナユニット内の各装置と接続されている。回転盤１０２上の装置とスキャナ制御装置１１７の間はスリップリング等でつながり、回転盤１０２の回転中での電力の供給や信号のやりとりが行えるようになっている。回転盤１０２の開口部の中心には天板１１８の上に載せられた被検体１２０が配置されるようになっている。 The turntable 102 is connected to a drive motor 116 by a belt 115, and can rotate in a state where the above-described devices are mounted by rotating the drive motor 116. Further, there is a scanner control device 117 that generates a signal for properly operating each device in the scanner unit, and is connected to each device in the scanner unit. A device on the turntable 102 and the scanner control device 117 are connected by a slip ring or the like so that power can be supplied and signals can be exchanged while the turntable 102 is rotating. A subject 120 placed on a top board 118 is arranged at the center of the opening of the rotating disk 102.

天板１１８は、図１０に示すように、テーブル機構部１１９によって、横方向および上下方向に移動させることができ、被検体１２０の検査対象位置をスキャナユニットの回転中心に位置合わせすることができるようになっている。 As shown in FIG. 10, the top plate 118 can be moved in the horizontal direction and the vertical direction by the table mechanism unit 119, and the inspection target position of the subject 120 can be aligned with the rotation center of the scanner unit. It is like that.

スキャナユニットとテーブル機構部１１９は図示しない操作卓ユニットと信号ケーブルで接続されており、操作卓ユニットからの命令に従ってスキャナユニットおよびテーブル機構部は動作し被検体を透過するＸ線の強度分布の計測を行い、その計測データを操作卓ユニットに信号ケーブルを介して送り、操作卓ユニット内部の画像処理装置で画像化して操作者に表示する。 The scanner unit and the table mechanism unit 119 are connected to a console unit (not shown) via a signal cable, and the scanner unit and the table mechanism unit operate according to instructions from the console unit and measure the intensity distribution of X-rays transmitted through the subject. The measurement data is sent to the console unit via a signal cable, imaged by an image processing device inside the console unit, and displayed to the operator.

このようなＸ線ＣＴ装置では、スキャナ回転を高速するとともにマルチスライス化することにより、１枚のＣＴ画像を得るのに要する時間を短縮でき、スループットが向上する。本発明のＸ線ＣＴ装置では、高速のスキャナ回転においても、コリメータ板が変形しないコリメータ板支持構造を有するＸ線検出器１１１を採用しているので、高速スキャナ回転のもとでも、アーチファクトのない高画質で診断能の高い画像を得ることができる。 In such an X-ray CT apparatus, the time required to obtain one CT image can be shortened by increasing the scanner rotation speed and multi-slicing, thereby improving the throughput. The X-ray CT apparatus of the present invention employs the X-ray detector 111 having a collimator plate support structure in which the collimator plate is not deformed even during high-speed scanner rotation, so that there is no artifact even under high-speed scanner rotation. An image with high image quality and high diagnostic ability can be obtained.

＜実施例＞
シート材として、ポリエステル不織布（厚さ０．２mm）を用い、図１の構造のＸ線検出器を組み立て、チャンネル数８９６のＸ線ＣＴ装置のスキャナに搭載し、Ｘ線検出器位置による出力の変動を計測した。出力の変動は、検出器の中央の検出素子がスキャナの上下方向の最上部に位置していて荷重がかからないときの出力を基準として、中央の検出素子が最下部、右側（＋９０°の位置）および左側（−９０°の位置）に移動し検出器（コリメータブロック）に荷重がかかったときの出力の比として求めた。結果を図１１に示す。比較例として、シート材を用いなかった場合の結果を併せて図１２に示す。さらに実施例および比較例について、左右の出力の比を求めた結果を図１３に示す。図１１〜図１３において、横軸はチャンネル、縦軸は出力比を表している。 <Example>
A polyester non-woven fabric (thickness 0.2 mm) is used as a sheet material, and the X-ray detector having the structure shown in FIG. 1 is assembled and mounted on a scanner of an X-ray CT apparatus having 896 channels. Variation was measured. The fluctuation of the output is based on the output when the detection element at the center of the detector is positioned at the uppermost part of the scanner in the vertical direction and no load is applied. And it calculated | required as a ratio of the output when it moved to the left side (-90 degree position) and the detector (collimator block) was loaded. The results are shown in FIG. As a comparative example, FIG. 12 also shows the results when no sheet material is used. Furthermore, the result of having calculated | required ratio of right and left output about an Example and a comparative example is shown in FIG. 11 to 13, the horizontal axis represents the channel, and the vertical axis represents the output ratio.

荷重によるコリメータ板の変動がない場合には、最上部を基準にした場合の出力比は１となるが、コリメータ板の変動が生じた場合には、出力比は１から離れる。また荷重によるコリメータ板の変動がない場合には、左右の出力比は１となる。 When there is no change in the collimator plate due to the load, the output ratio with respect to the uppermost portion is 1. However, when the change in the collimator plate occurs, the output ratio is separated from 1. When there is no change in the collimator plate due to the load, the left / right output ratio is 1.

図１１および図１２に示す結果からもわかるように、実施例でも比較例でも、検出器の位置が右側でも左側でも同じ傾向の出力比の変化が見られたが、これは左右が同じ傾向であることから、コリメータ板の変動以外の原因、例えばＸ線管球の焦点ずれ等による変動と考えられる。一方、図１３に示す左右の出力比のグラフでは、実施例では極めて変動が少ないのに対し、比較例では大きい変動が観察された。これはシートがないため、コリメータ板の位置が不安定となることが原因と考えられる。特にチャンネル＃８２４のところで左右の出力比が逆転しており、コリメータ板の変動の影響が大きいことが観察された。 As can be seen from the results shown in FIG. 11 and FIG. 12, in the example and the comparative example, the same change in the output ratio was observed regardless of whether the position of the detector was on the right side or the left side. For this reason, it is considered that the fluctuation is caused by causes other than the fluctuation of the collimator plate, for example, the defocus of the X-ray tube. On the other hand, in the graph of the left / right output ratio shown in FIG. This is probably because the position of the collimator plate becomes unstable because there is no sheet. In particular, the left / right output ratio was reversed at channel # 824, and it was observed that the influence of fluctuations in the collimator plate was large.

本発明のＸ線検出器の一実施の形態の全体構成を示す図The figure which shows the whole structure of one Embodiment of the X-ray detector of this invention. 図１のＸ線検出器のＡ−Ａ線の側断面図FIG. 1 is a side sectional view taken along line AA of the X-ray detector of FIG. Ｘ線素子アレイの正面図および側面図Front view and side view of X-ray element array 図４のＸ線素子アレイのＢ−Ｂ線断面図（拡大図）BB line sectional view (enlarged view) of the X-ray element array of FIG. コリメータブロックの全体斜視図Overall perspective view of collimator block コリメータ板と検出素子との位置関係を示す図The figure which shows the positional relationship of a collimator board and a detection element コリメータブロックをブロック支持板に固定した状態を示す図The figure which shows the state which fixed the collimator block to the block support plate 本発明のＸ線検出器の他の実施の形態を示す図The figure which shows other embodiment of the X-ray detector of this invention. 本発明のＸ線ＣＴ装置の全体構成を示す図The figure which shows the whole structure of the X-ray CT apparatus of this invention 図９のＸ線ＣＴ装置を側面側から見た図The figure which looked at the X-ray CT apparatus of FIG. 9 from the side surface side 実施例のＸ線検出器による位置による出力変動を示すグラフThe graph which shows the output fluctuation by the position by the X-ray detector of an Example 比較例のＸ線検出器による位置による出力変動を示すグラフThe graph which shows the output fluctuation by the position by the X-ray detector of a comparative example 実施例および比較例の左配置時および右配置時の出力比を示すグラフThe graph which shows the output ratio at the time of left arrangement and right arrangement of an example and a comparative example 従来のＸ線検出器を示す図A diagram showing a conventional X-ray detector 図１４の断面図Sectional view of FIG. 従来のＸ線検出器のコリメータの変形を説明する図The figure explaining the deformation | transformation of the collimator of the conventional X-ray detector

符号の説明Explanation of symbols

１０・・・Ｘ線検出素子アレイ、１１・・・Ｘ線検出素子、１２・・・シンチレンータ、１３・・・光電変換素子、２０・・・コリメータブロック、２１・・・コリメータ板、２２、２２’・・・コリメータ板支持体、２４・・・ブロック支持体、３０・・・検出器容器、４０・・・シート、１０１・・・スキャナユニットカバー、１０２・・・回転盤、１０３・・・Ｘ線管装置、１０７・・・Ｘ線ビーム、１１１・・・Ｘ線検出器、１１８・・・天板、１１９・・・テーブル機構部、１２０・・・被検体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... X-ray detection element array, 11 ... X-ray detection element, 12 ... Scintillator, 13 ... Photoelectric conversion element, 20 ... Collimator block, 21 ... Collimator plate, 22, 22 '... collimator plate support, 24 ... block support, 30 ... detector container, 40 ... sheet, 101 ... scanner unit cover, 102 ... turntable, 103 ... X-ray tube apparatus, 107 ... X-ray beam, 111 ... X-ray detector, 118 ... Top plate, 119 ... Table mechanism section, 120 ... Subject.

Claims

複数のＸ線検出素子を複数配列したＸ線検出素子アレイと、前記Ｘ線検出素子のＸ線入射側に配置され、各Ｘ線検出素子に入射されるＸ線を制限するコリメータ板を複数配列したコリメータブロックと、前記Ｘ線検出素子アレイと前記コリメータブロックとを両者間に一定の隙間を設けて固定する検出器容器とを備えたＸ線検出器において、
前記Ｘ線検出器アレイと前記コリメータブロックとの間の前記隙間に、Ｘ線透過性材料からなるシートを介装したことを特徴とするＸ線検出器。 An X-ray detection element array in which a plurality of X-ray detection elements are arranged, and a plurality of collimator plates that are arranged on the X-ray incident side of the X-ray detection element and limit the X-rays incident on each X-ray detection element An X-ray detector comprising: a collimator block; and a detector container for fixing the X-ray detection element array and the collimator block with a certain gap therebetween.
An X-ray detector comprising a sheet made of an X-ray transparent material interposed in the gap between the X-ray detector array and the collimator block.

請求項１記載のＸ線検出器において、
前記シートの厚さは、前記隙間の間隔より大きいことを特徴とするＸ線検出器。 The X-ray detector according to claim 1,
The X-ray detector according to claim 1, wherein a thickness of the sheet is larger than an interval of the gap.

請求項１記載のＸ線検出器において、
前記シートは、プラスチックからなるシートまたは不織布を含む弾性材料からなることを特徴とするＸ線検出器。 The X-ray detector according to claim 1,
The X-ray detector, wherein the sheet is made of a plastic sheet or an elastic material including a nonwoven fabric.

Ｘ線源と、このＸ線源と対向して配置されたＸ線検出器と、これらＸ線源およびＸ線検出器を保持し、被検体の周りを回転駆動される回転盤と、前記Ｘ線検出器で検出されたＸ線の強度に基づき前記被検体の断層像を画像再構成する画像再構成手段とを備えたＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線検出器として請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＸ線検出器を用いたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
An X-ray source, an X-ray detector disposed opposite to the X-ray source, a turntable that holds the X-ray source and the X-ray detector and is driven to rotate around the subject, and the X-ray source In an X-ray CT apparatus comprising image reconstruction means for reconstructing a tomographic image of the subject based on the intensity of the X-ray detected by a line detector,
An X-ray CT apparatus using the X-ray detector according to claim 1 as the X-ray detector.