JP5667798B2 - Collimator module, multi-row X-ray detector and X-ray CT apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、コリメータモジュール(collimator module)、その製造方法、およびそのコリメータモジュールを有している多列X線検出器、並びにその多列X線検出器を備えているX線CT(Computed
Tomography)装置に関する。
The present invention relates to a collimator module, a manufacturing method thereof, a multi-row X-ray detector having the collimator module, and an X-ray CT (Computed) including the multi-row X-ray detector.
Tomography).
近年、X線CT装置においては、X線検出器の多列化が進み、スライス(slice)方向(コーン(cone)角方向)の散乱線の影響が深刻になってきている。これに伴い、X線検出器のX線入射面側に配置される散乱線除去用のコリメータ(collimator)として、コリメータ板がチャネル(channel)方向(ファン(fan)角方向)だけでなく、スライス方向にも複数配列されている2次元のコリメータが種々提案されている。 In recent years, in an X-ray CT apparatus, the number of X-ray detectors has increased, and the influence of scattered rays in the slice direction (cone angle direction) has become serious. Accordingly, as a collimator for removing scattered radiation arranged on the X-ray incident surface side of the X-ray detector, the collimator plate is sliced not only in the channel direction (fan angular direction) but also in the slice. Various two-dimensional collimators that are arranged in a plurality of directions have been proposed.
例えば、組立冶具に設けられた複数の溝にコリメータ板をそれぞれ挿入して所定の間隔で並べ、これらコリメータ板の上下面を支持板に一体的に接着する要領で、チャネル方向用コリメータブロック(collimator block)およびスライス方向用コリメータブロックを作成し、チャネル方向用コリメータブロックが複数配列されて成るチャネル方向用コリメータと、スライス方向用コリメータブロックが複数配列されて成るスライス方向用コリメータとを、二段重ねにしたコリメータが提案されている(例えば、特許文献1,図1〜図4等参照)。
For example, a collimator block (collimator block for channel direction) is inserted in such a manner that a collimator plate is inserted into a plurality of grooves provided in an assembly jig and arranged at predetermined intervals, and the upper and lower surfaces of these collimator plates are integrally bonded to a support plate block) and a slice direction collimator block, and a channel direction collimator in which a plurality of channel direction collimator blocks are arranged and a slice direction collimator in which a plurality of slice direction collimator blocks are arranged in two stages. A collimator has been proposed (see, for example,
また、例えば、X線検出器のX線入射面に格子状の溝を設け、これらの溝にチャネル方向コリメータ板およびスライス方向コリメータ板をそれぞれ挿入し、接着して成るコリメータが提案されている(例えば、特許文献2,図10〜図13等参照)。
In addition, for example, a collimator is proposed in which grid-like grooves are provided on the X-ray incident surface of an X-ray detector, and a channel direction collimator plate and a slice direction collimator plate are respectively inserted into these grooves and bonded together ( For example, see
また、例えば、コリメータ板を矩形波状に折り曲げ、位置合せをして格子状に組み合わせて成るコリメータが提案されている(例えば、特許文献3,図6A,図6B等参照)。 In addition, for example, a collimator is proposed in which a collimator plate is bent into a rectangular wave shape, aligned, and combined in a lattice shape (see, for example, Patent Document 3, FIGS. 6A, 6B, etc.).
しかしながら、これまでに提案されている2次元のコリメータは、上記の例からも分かるように、例えばコリメータ板を一枚一枚溝に挿入したり、コリメータ板を折り曲げて位置合せをし格子状に組み立てたりする必要があるなど、製作が容易でない。 However, the two-dimensional collimators proposed so far, as can be seen from the above example, for example, insert collimator plates into the grooves one by one, or bend the collimator plates and align them in a grid pattern. Manufacture is not easy because it is necessary to assemble.
このような事情により、チャネル方向およびスライス方向の散乱線除去が可能であり、容易に製作できる多列X線検出器用のコリメータモジュール、その製造方法、およびそのコリメータモジュールを有している多列X線検出器、並びにその多列X線検出器を備えているX線CT装置が望まれている。 Under such circumstances, a collimator module for a multi-row X-ray detector that can remove scattered radiation in the channel direction and the slice direction and can be easily manufactured, a manufacturing method thereof, and a multi-row X having the collimator module An X-ray CT apparatus provided with a line detector and its multi-row X-ray detector is desired.
第1の観点の発明は、X線吸収性を有する壁板がX線CT装置の多列X線検出器におけるチャネル方向およびスライス方向に格子状に形成されており、チャネル方向に積層された複数のX線吸収部材により構成されているコリメータモジュールであって、前記X線吸収部材の各々が、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面がX線ビーム(beam)の照射方向と実質的に平行である板形状を有しており、一方の前記板面に、前記X線ビームの照射方向に沿って延びている複数の溝部が形成されているコリメータモジュールを提供する。 In the invention of the first aspect, the wall plate having X-ray absorption is formed in a lattice shape in the channel direction and the slice direction in the multi-row X-ray detector of the X-ray CT apparatus, and a plurality of layers laminated in the channel direction. Each of the X-ray absorbing members has a channel direction as a plate thickness direction, and both plate surfaces substantially correspond to an irradiation direction of an X-ray beam (beam). A collimator module is provided in which a plurality of groove portions extending along the irradiation direction of the X-ray beam are formed on one of the plate surfaces.
第2の観点の発明は、X線吸収性を有する壁板がX線CT装置の多列X線検出器におけるチャネル方向およびスライス方向に格子状に形成されており、チャネル方向に積層された複数のX線吸収部材により構成されているコリメータモジュールであって、前記X線吸収部材の各々が、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面がX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有しており、前記両方の板面に、前記X線ビームの照射方向に沿って延びている複数の溝部がそれぞれ形成されているコリメータモジュールを提供する。 In the invention of the second aspect, the wall plate having X-ray absorption is formed in a lattice shape in the channel direction and the slice direction in the multi-row X-ray detector of the X-ray CT apparatus, and a plurality of layers laminated in the channel direction. Each of the X-ray absorbing members has a channel direction as a plate thickness direction, and both plate surfaces are substantially parallel to an X-ray beam irradiation direction. A collimator module having a certain plate shape and having a plurality of grooves extending along the X-ray beam irradiation direction on both plate surfaces is provided.
第3の観点の発明は、X線吸収性を有する壁板がX線CT装置の多列X線検出器におけるチャネル方向およびスライス方向に格子状に形成されており、チャネル方向に交互に積層された複数の第1のX線吸収部材および複数の第2のX線吸収部材により構成されているコリメータモジュールであって、前記第1のX線吸収部材の各々が、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面が前記X線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有しており、前記X線ビームの照射方向に沿って延びている複数の空間が内部に形成されており、前記第2のX線吸収部材の各々が、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面が互いに平行である平板形状、または、前記板形状を有しているコリメータモジュールを提供する。 In the invention of the third aspect, wall plates having X-ray absorption are formed in a lattice shape in the channel direction and slice direction in the multi-row X-ray detector of the X-ray CT apparatus, and are laminated alternately in the channel direction. A plurality of first X-ray absorbing members and a plurality of second X-ray absorbing members, wherein each of the first X-ray absorbing members has a channel direction as a plate thickness direction. Both plate surfaces have a plate shape that is substantially parallel to the irradiation direction of the X-ray beam, and a plurality of spaces extending along the irradiation direction of the X-ray beam are formed inside. Each of the second X-ray absorbing members provides a flat plate shape in which the channel direction is a plate thickness direction and both plate surfaces are parallel to each other, or a collimator module having the plate shape.
第4の観点の発明は、X線吸収性を有する壁板がX線CT装置の多列X線検出器におけるチャネル方向およびスライス方向に格子状に形成されており、チャネル方向に交互に積層された複数の第1のX線吸収部材および第2のX線吸収部材により構成されているコリメータモジュールであって、前記第1のX線吸収部材の各々が、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面が前記X線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有しており、前記両方の板面に、前記X線ビームの照射方向に沿って延びている複数の溝部がそれぞれ形成されており、前記第2のX線吸収部材が、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面が互いに平行である平板形状、または、前記板形状を有しているコリメータモジュールを提供する。 In the invention of the fourth aspect, wall plates having X-ray absorption are formed in a lattice shape in the channel direction and slice direction in the multi-row X-ray detector of the X-ray CT apparatus, and are laminated alternately in the channel direction. A plurality of first X-ray absorbing members and second X-ray absorbing members, wherein each of the first X-ray absorbing members has a channel direction as a plate thickness direction, The plate surface has a plate shape substantially parallel to the irradiation direction of the X-ray beam, and a plurality of grooves extending along the irradiation direction of the X-ray beam are formed on both plate surfaces. Each of the second X-ray absorbing members is formed in a flat plate shape in which the channel direction is a plate thickness direction and both plate surfaces are parallel to each other, or a collimator module having the plate shape. To do.
第5の観点の発明は、前記壁板が、前記多列X線検出器のX線入射面を検出素子毎に区分する上記第1の観点から第4の観点のいずれか一つの観点のコリメータモジュールを提供する。 The invention according to a fifth aspect is the collimator according to any one of the first to fourth aspects, wherein the wall plate divides the X-ray incident surface of the multi-row X-ray detector for each detection element. Provide modules.
第6の観点の発明は、X線吸収性を有する壁板がX線CT装置の多列X線検出器におけるチャネル方向およびスライス方向に格子状に形成されるコリメータモジュールの製造方法であって、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面がX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有しており、一方の前記板面に、前記X線ビームの照射方向に沿って延びている複数の凹部が形成されている第1のX線吸収部材を、チャネル方向に複数積層して接着する工程と、前記積層された複数の第1のX線吸収部材における前記凹部に対応する空間を前記X線ビームの照射方向で塞いでいる端部を除去する工程とを有しているコリメータモジュールの製造方法を提供する。 The invention of the sixth aspect is a method of manufacturing a collimator module in which a wall plate having X-ray absorption is formed in a lattice shape in a channel direction and a slice direction in a multi-row X-ray detector of an X-ray CT apparatus, The channel direction is the plate thickness direction, and both plate surfaces have a plate shape substantially parallel to the X-ray beam irradiation direction, and one of the plate surfaces is along the X-ray beam irradiation direction. A plurality of first X-ray absorbing members formed with a plurality of recessed portions extending in the channel direction, and bonding the plurality of first X-ray absorbing members to the recessed portions of the plurality of stacked first X-ray absorbing members. And a step of removing an end portion of the corresponding space that is closed in the irradiation direction of the X-ray beam.
第7の観点の発明は、X線吸収性を有する壁板がX線CT装置の多列X線検出器におけるチャネル方向およびスライス方向に格子状に形成されるコリメータモジュールの製造方法であって、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面がX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有しており、前記両方の板面に、前記X線ビームの照射方向に沿って延びている複数の凹部がそれぞれ形成されている第1のX線吸収部材を複数積層して接着する工程と、前記積層された複数の第1のX線吸収部材における前記凹部に対応する空間を前記X線ビームの照射方向で塞いでいる端部を除去する工程とを有しているコリメータモジュールの製造方法を提供する。 A seventh aspect of the invention is a method of manufacturing a collimator module in which a wall plate having X-ray absorption is formed in a lattice shape in a channel direction and a slice direction in a multi-row X-ray detector of an X-ray CT apparatus, The channel direction is the plate thickness direction, and both plate surfaces have a plate shape substantially parallel to the X-ray beam irradiation direction, and the both plate surfaces are along the X-ray beam irradiation direction. A plurality of first X-ray absorbing members each having a plurality of extending recesses, and a space corresponding to the recesses in the plurality of stacked first X-ray absorbing members. A method of manufacturing a collimator module including a step of removing an end portion covering the X-ray beam in the irradiation direction of the X-ray beam.
第8の観点の発明は、X線吸収性を有する壁板がX線CT装置の多列X線検出器におけるチャネル方向およびスライス方向に格子状に形成されるコリメータモジュールの製造方法であって、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面がX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有しており、前記板面に、前記X線ビームの照射方向に沿って延びている複数の開口部が形成されている第1のX線吸収部材と、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面が互いに平行である平板形状、または、前記板形状を有している第2のX線吸収部材とをチャネル方向に交互に積層して接着する工程と、前記積層された複数の第1のX線吸収部材における前記開口部に対応する空間を前記X線ビームの照射方向で塞いでいる端部を除去する工程とを有しているコリメータモジュールの製造方法を提供する。 The invention of the eighth aspect is a method of manufacturing a collimator module in which a wall plate having X-ray absorption is formed in a lattice shape in a channel direction and a slice direction in a multi-row X-ray detector of an X-ray CT apparatus, The channel direction is the plate thickness direction, and both plate surfaces have a plate shape substantially parallel to the X-ray beam irradiation direction, and extend on the plate surface along the X-ray beam irradiation direction. The first X-ray absorbing member in which a plurality of openings are formed, and the plate shape in which the channel direction is the plate thickness direction and both the plate surfaces are parallel to each other, or the plate shape Steps of alternately laminating and adhering second X-ray absorbing members in the channel direction, and irradiating the space corresponding to the openings in the plurality of stacked first X-ray absorbing members with the X-ray beam Removing the end plugged in the direction. To provide a method of manufacturing to have a collimator module.
第9の観点の発明は、X線吸収性を有する壁板がX線CT装置の多列X線検出器におけるチャネル方向およびスライス方向に格子状に形成されるコリメータモジュールの製造方法であって、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面がX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有しており、両方の板面に、前記X線ビームの照射方向に沿って延びている複数の凹部がそれぞれ形成されている第1のX線吸収部材と、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面が互いに平行である平板形状、または、前記板形状を有している第2のX線吸収部材とをチャネル方向に交互に積層して接着する工程と、前記積層された複数の第1のX線吸収部材における前記凹部に対応する空間を前記X線ビームの照射方向で塞いでいる端部を除去する工程とを有しているコリメータモジュールの製造方法を提供する。 The invention of the ninth aspect is a method of manufacturing a collimator module in which a wall plate having X-ray absorption is formed in a lattice shape in a channel direction and a slice direction in a multi-row X-ray detector of an X-ray CT apparatus, The channel direction is the plate thickness direction, and both plate surfaces have a plate shape substantially parallel to the X-ray beam irradiation direction, and both plate surfaces extend along the X-ray beam irradiation direction. A first X-ray absorbing member formed with a plurality of extending recesses, and a plate shape in which the channel direction is a plate thickness direction and both plate surfaces are parallel to each other, or the plate shape And alternately laminating and adhering the second X-ray absorbing members in the channel direction, and irradiating the space corresponding to the recesses in the plurality of stacked first X-ray absorbing members with the X-ray beam To remove the end that is plugged in the direction To provide a method of manufacturing a collimator module having and.
第10の観点の発明は、前記積層して接着する工程の前に、X線吸収体を放電加工、エッチング(etching)加工または掘削加工することにより前記第1のX線吸収部材を生成する工程をさらに有している上記第6の観点から第9の観点のいずれか一つの観点のコリメータモジュールの製造方法を提供する。 The invention of the tenth aspect is the step of generating the first X-ray absorbing member by subjecting the X-ray absorber to electrical discharge machining, etching or excavation before the step of laminating and bonding. A method of manufacturing a collimator module according to any one of the sixth to ninth aspects is further provided.
第11の観点の発明は、前記積層して接着する工程の前に、X線吸収体の粉末と所定の樹脂との混合材料を型で成形して焼結することにより、前記第1のX線吸収部材を生成する工程をさらに有している上記第6の観点から第9の観点のいずれか一つの観点のコリメータモジュールの製造方法を提供する。 According to an eleventh aspect of the present invention, before the step of laminating and adhering, the mixed material of the X-ray absorber powder and a predetermined resin is molded in a mold and sintered, whereby the first X The manufacturing method of the collimator module of any one viewpoint of the said 6th viewpoint to the 9th viewpoint which further has the process of producing | generating a line | wire absorption member.
第12の観点の発明は、上記第1の観点から第5の観点のいずれか一つの観点のコリメータモジュールがX線入射面上でチャネル方向に複数配列されている多列X線検出器を提供する。 The invention of the twelfth aspect provides a multi-row X-ray detector in which a plurality of collimator modules according to any one of the first to fifth aspects are arranged in the channel direction on the X-ray incident surface. To do.
第13の観点の発明は、上記第12の観点の多列X線検出器を備えているX線CT装置を提供する。 An invention of a thirteenth aspect provides an X-ray CT apparatus provided with the multi-row X-ray detector of the twelfth aspect.
上記観点の発明によれば、わずか一または二種類のX線吸収部材を積層するだけで、散乱線を吸収して除去する格子状の壁板を形成することができ、チャネル方向およびスライス方向の散乱線除去が可能であり、容易に製作できる多列X線検出器用のコリメータモジュールを提供することができる。 According to the invention of the above aspect, it is possible to form a lattice-like wall plate that absorbs and removes scattered radiation by simply laminating only one or two types of X-ray absorbing members. A collimator module for a multi-row X-ray detector that can remove scattered radiation and can be easily manufactured can be provided.
以下、発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the invention will be described below.
(第一実施形態)
図1は、X線CT装置の外観図、図2は、X線CT装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図1および図2に示すように、X線CT装置10は、ガントリ(gantry)12を有している。ガントリ12は、X線管14を有しており、このX線管14からガントリ12の相対する側にあるX線検出器18に向かってX線16のX線ビームが投射される。X線検出器18は、複数の検出器モジュール18mによって形成され、撮影対象22を透過する投射X線をそれらの検出器モジュール18mがそれぞれ感知する。各検出器モジュール18mは、入射するX線ビームの強さおよび撮影対象22を透過したX線ビームの減衰を表す電気信号を出す。X線検出器18のX線入射面側には、コリメータ20が配置されている。コリメータ20は、複数のコリメータモジュール100aによって形成され、投射X線の散乱線を除去する。X線投射データを収集する走査の間、ガントリ12とそれに搭載された構成部品が回転の中心24を中心にして回転する。
(First embodiment)
FIG. 1 is an external view of an X-ray CT apparatus, and FIG. 2 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the X-ray CT apparatus. As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、ガントリ12の回転およびX線管14の作動は、X線CT装置10の制御機構26により支配される。制御機構26は、X線管14に電力とタイミング(timing)信号を供給するX線制御装置(controller)28およびガントリ12の回転速度と位置を制御するガントリ・モータ(motor)制御装置30を含んでいる。制御機構26のデータ収集システム(DAS)32は、検出器モジュール100からのデータを収集する。画像再構成器34は、サンプリング(sampling)およびデジタル(digital)化されたX線検出データ(data)をDAS32から受け、高速画像再構成を行う。再構成された画像は、画像を記憶装置38に記憶するコンピュータ(computer)36に入力として加えられる。
As shown in FIG. 2, the rotation of the
コンピュータ36はまた、オペレータ(operator)からのコマンド(command)と走査パラメータ(parameter)をキーボード(keyboard)付きのコンソール(console)40を介して受け取る。結合されたディスプレイ(display)42によりオペレータはコンピュータ36からの再構成された画像および他のデータを見ることができる。オペレータ供給のコマンドとパラメータは、コンピュータ36によって制御信号と情報をDAS32、X線制御装置28およびガントリ・モータ制御装置30に供給するために使われる。さらに、コンピュータ36は、撮影テーブル46を制御して撮影対象22をガントリ12内の位置に着けるテーブル・モータ制御装置44を操作する。特に、撮影テーブル46はガントリ開口部48を通して撮影対象22を部分的に移動させる。
The
コンピュータ36はまた、フレキシブル・ディスク(flexible disk)やCD−ROM、USBメモリ(memory)のようなコンピュータ読出し可能な記憶媒体52から命令やデータを読み出したり、逆に記憶媒体52にデータ等を記憶したりするためのデバイス(device)50を含んでいる。
The
図3は、X線検出器およびコリメータの斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view of the X-ray detector and the collimator.
図3に示すように、X線検出器18は、複数の検出器モジュール18mを含んでいる。各検出器モジュール18mは、チャネル方向CHおよびスライス方向SLにマトリクス(matrix)状に配列された複数の検出素子18iを有している。チャネル方向CHは、X線管14のX線焦点(X線源)fから発せられるX線16の広がり方向すなわちファン角方向であり、スライス方向SLは、X線16の厚み方向すなわちコーン角方向である。各検出器モジュール18mは、チャネル方向CHに隣接して配列されている。これにより、複数の検出器モジュールは、チャネル方向CHの検出器列がスライス方向SLに複数配列された多列X線検出器を形成する。
As shown in FIG. 3, the
また、図3に示すように、X線検出器18のX線入射面側には、散乱線除去用のコリメータ20が配置される。コリメータ20は、複数のコリメータモジュール100aを含んでいる。各コリメータモジュール100aは、各検出器モジュール18mの上方の対応する位置にそれぞれ配置されている。
As shown in FIG. 3, a
コリメータモジュール100aには、チャネル方向CHおよびスライス方向SLに延びている格子状の壁板100xが形成されている。この格子状の壁板100xは、検出器モジュール18mのX線検出領域をチャネル方向CHおよびスライス方向SLに並ぶ複数の領域に区分する。本例では、この複数の領域の各々は、検出器モジュール18mの各検出素子18iに対応する領域である。したがって、この格子状の壁板100xは、X線管14のX線焦点fから検出器モジュール18mの各検出素子18iに向かって入射するX線16の各X線ビームの通過領域を互いに分離する。これにより、この格子状の壁板100xは、X線焦点fから検出素子18iへの直線的な経路以外での経路によるX線すなわち散乱線を吸収し除去する。
The
なお、ここでは、理解を容易にするため、検出器モジュール18mとして、チャネル方向CH×スライス方向SL=4×8個の検出素子18iがマトリクス状に配列されたものを示している。また、同様に、X線検出器18として、このような検出器モジュール18mがチャネル方向CHに8個配列されたものを示している。しかし実際には、検出器モジュールは、例えば、チャネル方向CH×スライス方向SL=64×256個の検出素子がマトリクス状に配列されたものである。また、X線検出器は、例えば、このような検出器モジュールがチャネル方向CHに16個配列されたものである。検出素子のサイズ(size)は、例えば、0.5〜1.0〔mm〕角程度である。
Here, in order to facilitate understanding, the
これより、コリメータモジュールの構造について詳しく説明する。 The structure of the collimator module will now be described in detail.
図4は、第一実施形態によるコリメータモジュールの構成を示す図である。図4に示すように、第一実施形態によるコリメータモジュール100aは、チャネル方向CHに積層された複数の第1のX線吸収部材101により構成されている。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the collimator module according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, the
図5は、第1のX線吸収部材101の形状を示す図である。図5において、中央図はチャネル方向CHに見たときの正面図、上図は上面図、下図は底面図、左図は側面図であり、網掛け部分は部材内部に形成されている面を示している(以下、同様)。また、図6および図7は、第1のX線吸収部材101、X線管14のX線焦点f、およびX線検出器18における検出素子18iの互いの位置関係を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the shape of the first
第1のX線吸収部材101は、図5に示すように、概形としてテーパ板形状を有している。すなわち、第1のX線吸収部材101は、コリメータモジュールとして組み立てられ、X線検出器18のX線入射面側に適正な位置で配置された場合に、図6に示すように、チャネル方向CHを板厚方向とし、その両方の板面101a,101bがそれぞれX線焦点fからのX線ビームの照射方向に対して実質的に平行である板形状を有している。ここで、X線焦点fと検出素子18iのチャネル方向CHの一端とを結ぶ直線と、X線焦点fと当該検出素子18iのチャネル方向CHの他端とを結ぶ直線とが成す角度をΔαとする。このとき、第1のX線吸収部材101の両方の板面101a,101bは、それらの延長線同士が角度Δαを成すように傾斜している。図5に示すように、第1のX線吸収部材101の両方の板面101a,101bは、スライス方向SLに平行な端辺を持つ矩形状を有している。また、第1のX線吸収部材101におけるX線検出器18側の端部での板厚S101は、検出素子1個分の幅dと実質的に同じである。
As shown in FIG. 5, the first
第1のX線吸収部材101の一方の板面101aには、図5に示すように、複数の溝部101mが形成されている。各溝部101mは、図7に示すように、X線焦点fから、検出器モジュール18mのスライス方向SLに並ぶ複数の検出素子18iへ、放射状に入射する各X線ビームXBに沿って延びており、貫通するように形成されている。各溝部101mに対応する空間すなわち板面から凹んだ空間は、上記の各X線ビームXBの通過領域の一部と略同じ形状を有しており、四角すいの一部に相当する。つまり、各溝部101mにおいて、その溝部101mを形成する各壁面は、それぞれX線焦点fを向くように傾斜しており、スライス方向SLの溝幅は、X線焦点fに近づくほど狭くなっている。
As shown in FIG. 5, a plurality of
なお、本例では、図5に示すように、溝部101mを形成するチャネル方向CHおよびスライス方向SLに延びている壁板のX線検出器18側の端部における板厚は、第1のX線吸収部材101のスライス方向SLの両端部を除いて同一の板厚tであり、例えば、0.1〜0.3〔mm〕程度である。また、溝部101mのX線検出器18側の端部におけるスライス方向SLの溝幅W101mおよびチャネル方向CHの深さU101mは、検出素子1個分の幅dから壁板の板厚tを引いた長さ(d−t)である。
In this example, as shown in FIG. 5, the plate thickness at the end on the
第一実施形態によるコリメータモジュール100aでは、第1のX線吸収部材101の一方の板面101aにおける溝部101mを形成するコの字形の壁板と、これに隣接する他の第1のX線吸収部材101の他方の板面(溝部が形成されていない板面)101bを形成する平らな壁板とが組み合わさって、検出素子18iに入射するX線ビームXBを四方で囲む壁板が形成される。そして、このようにX線ビームXBを囲む壁板は、チャネル方向CHおよびスライス方向SLに複数形成される。これにより、全体として、検出器モジュール18mにおけるX線検出領域を、チャネル方向CHおよびスライス方向SLに並ぶ複数の検出素子18iの各々の領域に区分する格子状の壁板100xが形成される。この格子状の壁板100xは、X線焦点fから個々の検出素子18iに入射する各X線ビームXBを互いに分離し、散乱線をチャネル方向CHおよびスライス方向SLで除去する。
In the
次に、第一実施形態によるコリメータモジュールの製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the collimator module according to the first embodiment will be described.
図8は、第一実施形態によるコリメータモジュールの製造方法の第一例(第一製造方法)を示すフロー図であり、図9は、その製造方法によってコリメータモジュールが出来上がる過程をイメージで示したものである。 FIG. 8 is a flowchart showing a first example (first manufacturing method) of a method for manufacturing a collimator module according to the first embodiment, and FIG. 9 is an image showing a process in which a collimator module is completed by the manufacturing method. It is.
ステップ(step)SA1では、上記したテーパ板形状を有するテーパ板110を生成する。例えば、モリブデン(molybdenum)やタングステン(tungsten)などを主成分とする物質で構成される直方形状の平板を生成し、その平板の一方または両方の板面を斜めに加工して生成する。ここでの加工には、例えば、放電加工やグラインダ(grinder)による研磨などを用いることができる。
In step SA1, the
ステップSA2では、ステップSA1で生成されたテーパ板110の一方の板面を加工して上記の溝部101mを形成し、第1のX線吸収部材101を得る。ここでの加工には、例えば、放電加工、薬液によるエッチング、リュータ(router)による掘削などを用いることができる。
In step SA2, one plate surface of the
ステップSA3では、ステップSA2で得られた第1のX線吸収部材101をチャネル方向CHに複数積層して互いに接着する。例えば、X線検出器18のX線入射面と実質的に同じ曲率で円弧状に凹面湾曲した作業台(図示なし)を用意しておく。第1のX線吸収部材101の溝部101mが形成されている板面101aに接着剤を薄く塗布しながら、第1のX線吸収部材101をチャネル方向CHに同じ向きで順次積層してその作業台に載置し、概形を整える。そして、積層された複数の第1のX線吸収部材101を、接着剤が硬化するまで、チャネル方向CHの両端から内側に所定の押圧体で押圧する。これで、コリメータモジュール100aが完成する。なお、接着剤には、機械的振動に強く、X線照射による劣化が少ないものがよいが、例えば、エポキシ(epoxy)系、ウレタン(urethane)系、アクリル(acrylic)系のものなどを用いることができる。また、第1のX線吸収部材101の積層・接着は、手作業で行ってもよいし、ロボット(robot)を使って行ってもよい。
In step SA3, a plurality of the first
図10は、第一実施形態によるコリメータモジュールの製造方法の第二例(第二製造方法)を示すフロー図であり、図11は、その製造方法によってコリメータモジュールが出来上がる過程をイメージで示したものである。第二製造方法では、第1のX線吸収部材101の代わりに、これに類似した形状を有している第2のX線吸収部材102を用いる。
FIG. 10 is a flowchart showing a second example (second manufacturing method) of a method for manufacturing a collimator module according to the first embodiment, and FIG. 11 shows an image of a process of producing a collimator module by the manufacturing method. It is. In the second manufacturing method, instead of the first
図12は、第2のX線吸収部材102の形状を示す図である。図12において、中央図はチャネル方向CHに見たときの正面図、上図は上面図、下図は底面図、左図は側面図である。
FIG. 12 is a diagram showing the shape of the second
第2のX線吸収部材102は、図12に示すように、第1のX線吸収部材101をベース(base)に、両方の板面101a,101bの傾き、各溝部101mの形状および大きさを保ちつつ、両方の板面101a,101bがX線入射側およびX線出射側にそれぞれ延びるよう端部を延長して成る形状を有している。
As shown in FIG. 12, the second
すなわち、第2のX線吸収部材102は、第1のX線吸収部材101と同様に、概形としてテーパ板形状を有している。第2のX線吸収部材102の両方の板面102a,102bは、スライス方向SLに平行な端辺を持つ矩形状を有している。また、第2のX線吸収部材102は、第1のX線吸収部材101と同様に、チャネル方向CHを板厚方向とし、その両方の板面102a,102bは、それぞれがX線焦点fからのX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有している。本例では、その両方の板面102a,102bは、それらの延長線同士が角度Δαを成すよう傾斜している。第2のX線吸収部材102のX線出射側の端部における板厚S102は、検出素子1個分の幅dより少しだけ大きい。
That is, like the first
図12に示すように、第2のX線吸収部材102の一方の板面102aには、複数の凹部102hが形成されている。
As shown in FIG. 12, a plurality of
各凹部102hは、図12に示すように、X線焦点fから、検出器モジュール18mのスライス方向SLに並ぶ複数の検出素子18iへ、放射状に入射する各X線ビームXBに沿って延びており、貫通しない程度の長さで形成されている。各凹部102hに対応する空間は、上記の各X線ビームXBの通過領域の一部と略同じ形状を有しており、四角すいの一部に相当する。凹部102hのX線入射側の端部におけるスライス方向SLの幅W102hおよびチャネル方向の深さU102hは、検出素子1個分の幅dから壁板の板厚tを引いた長さ(d−t)である。また、凹部102hのX線出射側の端部における第2のX線吸収部材102の板厚S102hは、検出素子1個分の幅dと実質的に同じである。
As shown in FIG. 12, each
ステップSB1では、ステップSA1と同様の方法により、X線吸収体で構成されるテーパ板110を生成する。
In step SB1, a
ステップSB2では、ステップSB1で生成されたテーパ板110の一方の板面を加工して、溝部101mと同じ形状および大きさの凹部102hを形成し、第2のX線吸収部材102を得る。
In step SB2, one plate surface of the tapered
ステップSB3では、ステップSB2で得られた第2のX線吸収部材102を複数個、チャネル方向CHに積層して互いに接着する。
In step SB3, a plurality of second
ステップSB4では、積層された第2のX線吸収部材102における凹部102hに対応する空間をX線ビームXBの照射方向に塞いでいる両端部102tを除去する。両端部102tの除去には、例えば、放電加工、カッター(cutter)による切断、グラインダによる研磨などを用いる(図11のステップSB4における網掛け湾曲面は、カッターをイメージしたものである)。これで、コリメータモジュール100aが完成する。
In Step SB4, both end
なお、第2のX線吸収部材102を、第1のX線吸収部材101におけるX線焦点f側またはX線検出器18側である一方の端部だけを延長して成る形状を有するものとし、第2のX線吸収部材102の積層後に、その一方の端部を除去するようにしてもよい。
The second
このような第一実施形態によれば、わずか一種類のX線吸収部材を積層するだけで、散乱線を吸収して除去する格子状の壁板100xを形成することができ、コリメータモジュールを簡便な方法で製造することができる。また、溝にコリメータ板を挿入したり、板金加工により板を曲げたりして生成されるのではなく、X線吸収部材を積層して生成されるので、精度が高く、強度、剛性的にも有利である。また、基本的に単一材料で構成されるので、環境温度の変動による材料の伸縮が少ない。
According to such a first embodiment, it is possible to form the lattice-
また、第一製造方法によれば、わずか一種類のX線吸収部材を積層するという工程だけでコリメータモジュールを完成させることができ、部品管理や組立作業が極めて容易である。 Further, according to the first manufacturing method, the collimator module can be completed only by the process of laminating only one type of X-ray absorbing member, and parts management and assembly work are extremely easy.
また、第二製造方法によれば、X線吸収部材の積層・接着時における剛性を高め、各壁板の変形、歪みを抑えることができ、コリメータモジュールの機械的精度を向上させることができる。 In addition, according to the second manufacturing method, the rigidity at the time of stacking and bonding the X-ray absorbing member can be increased, deformation and distortion of each wall plate can be suppressed, and the mechanical accuracy of the collimator module can be improved.
(第二実施形態)
図13は、第二実施形態によるコリメータモジュールの構成を示す図である。第二実施形態によるコリメータモジュール100bは、概形として第1のX線吸収部材101と同じテーパ板形状および大きさを有しており、両方の板面103a,103bに、溝部101mと同様の溝部103mが半分の深さでそれぞれ面対称に形成されている第3のX線吸収部材103が、チャネル方向CHに複数積層されたものである。
(Second embodiment)
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a collimator module according to the second embodiment. The
図14は、第3のX線吸収部材103の形状を示す図である。図14において、中央図はチャネル方向CHに見たときの正面図、上図は上面図、下図は底面図、左図は側面図である。
FIG. 14 is a view showing the shape of the third
第3のX線吸収部材103は、図14に示すように、概形としてテーパ板形状を有している。第3のX線吸収部材103の両方の板面103a,103bは、スライス方向SLに平行な端辺を持つ矩形状を有している。また、第3のX線吸収部材103は、図14に示すように、チャネル方向CHを板厚方向とし、その両方の板面103a,103bは、それぞれがX線焦点fからのX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有している。本例では、両方の板面103a,103bは、それらの延長線同士が角度Δαを成すよう傾斜している。第3のX線吸収部材103のX線出射側の端部における板厚S103は、検出素子1個分の幅dと実質的に同じである。
As shown in FIG. 14, the third
図14に示すように、第3のX線吸収部材103の両方の板面103a,103bには、それぞれ溝部101mと同様の溝部103mが面対称に形成されている。ただし、溝部103mのX線検出器18側の端部におけるスライス方向の溝幅W103mは、溝部101mの溝幅W101mと同じ長さ(d−t)であるが、チャネル方向CHの深さU103mは、溝部101mの深さU101mの半分の長さ(d−t)/2である。
As shown in FIG. 14, on both
第二実施形態によるコリメータモジュール100bでは、第3のX線吸収部材103の一方の板面103aにおける溝部103mを形成するコの字形の壁板と、これに隣接する他の第3のX線吸収部材103の他方の板面103bにおける溝部103mを形成する逆コの字形の壁板とが組み合わさって、検出素子18iに入射するX線ビームXBを四方で囲む壁板が形成される。そして、このようにX線ビームXBを囲む壁板は、チャネル方向CHおよびスライス方向SLに並ぶように複数形成される。これにより、全体として、検出器モジュール18mにおけるX線検出領域を、チャネル方向CHおよびスライス方向SLに並ぶ複数の検出素子18iの各々の領域に区分する格子状の壁板100xが形成される。
In the
次に、第二実施形態によるコリメータモジュールの製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the collimator module by 2nd embodiment is demonstrated.
第二実施形態によるコリメータモジュールの製造方法の第一例(第三製造方法)は、第一実施形態における第一製造方法と同様に、図14に示すような第3のX線吸収部材103を生成し、これをチャネル方向CHに積層・接着する方法である。
As in the first manufacturing method in the first embodiment, the first example (third manufacturing method) of the collimator module manufacturing method according to the second embodiment includes a third
また第二実施形態によるコリメータモジュールの製造方法の第二例(第四製造方法)は、第一実施形態における第二製造方法と同様に、図15に示すような第4のX線吸収部材104を生成し、これをチャネル方向CHに積層・接着し、余分な端部を除去する方法である。
Moreover, the 2nd example (4th manufacturing method) of the manufacturing method of the collimator module by 2nd embodiment is the 4th
第4のX線吸収部材104は、図15に示すように、第3のX線吸収部材103において、両方の板面103a,103bの傾きおよび各溝部103mの形状を保ちつつ、両方の板面103a,103bをX線入射側およびX線出射側にそれぞれ延長した形状を有している。
As shown in FIG. 15, the fourth
すなわち、第4のX線吸収部材104は、第3のX線吸収部材103と同様に、概形としてテーパ板形状を有している。第4のX線吸収部材104は、チャネル方向CHを板厚方向とし、その両方の板面104a,104bは、それぞれがX線焦点fからのX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有している。本例では、両方の板面104a,104bは、それらの延長線同士が角度Δαを成すよう傾斜している。第4のX線吸収部材104の両方の板面104a,104bは、スライス方向SLに平行な端辺を持つ矩形状を有している。第4のX線吸収部材104のX線出射側の端部における板厚S104は、検出素子1個分の幅dより少しだけ大きい。
That is, the fourth
図15に示すように、第4のX線吸収部材104の両方の板面104a,104bには、それぞれ複数の凹部104hが面対称に形成されている。
As shown in FIG. 15, a plurality of
それぞれの板面における各凹部104hは、X線焦点fからスライス方向SLに並ぶ8個の検出素子18iにそれぞれ入射する各X線ビームXBに沿って延びており、貫通しない程度の長さで形成されている。各凹部104hのX線検出器18側の端部におけるチャネル方向CHの深さU104hは、溝部103mと同様、溝部101mの深さU101mの半分の長さ(d−t)/2である。各凹部104hに対応する空間は、上記の各X線ビームXBの通過領域の一部と略同じ形状を有しており、四角すいの一部に相当する。
Each
凹部104hのX線検出器18側の端部における第4のX線吸収部材104の板厚S104hは、検出素子1個分の幅dと実質的に同じである。
The plate thickness S 104h of the fourth
なお、第二実施形態によるコリメータモジュール100bでは、格子状の壁板100xにより分離されるX線ビームXBの位置と、検出器モジュール18mの各検出素子18iの位置とが、検出素子半個分の幅d/2だけチャネル方向CHにずれる。そのため、コリメータモジュール100bを、検出器モジュール18mに対して、検出素子半個分の幅d/2だけチャネル方向CHにずらして配置する必要がある。
In the
このような第二実施形態によれば、第一実施形態と同様に、わずか一種類のX線吸収部材を積層するだけで、散乱線を吸収して除去する格子状の壁板100xを形成することができ、コリメータモジュールを簡便な方法で製造することができる。また、溝にコリメータ板を挿入したり、板金加工により板を曲げたりして生成されるのではなく、X線吸収部材を積層して生成されるので、精度が高く、強度、剛性的にも有利である。また、基本的に単一材料で構成されるので、環境温度の変化による材料の伸縮が少ない。
According to the second embodiment, as in the first embodiment, the lattice-
また、このような第二実施形態によれば、両方の板面に溝部や凹部が形成されている第3のX線吸収部材103,104を用いるので、特に、両方の板面の同時加工が可能な薬液によるエッチング加工を用いる場合に、効率よくコリメータモジュールを製造することができる。
Moreover, according to such 2nd embodiment, since the 3rd
また、第三製造方法によれば、わずか一種類のX線吸収部材を積層するという工程だけでコリメータモジュールを完成させることができ、部品管理や組立作業が極めて容易である。 Moreover, according to the third manufacturing method, the collimator module can be completed only by the process of laminating only one type of X-ray absorbing member, and parts management and assembly work are extremely easy.
また、第四製造方法によれば、X線吸収部材の積層・接着時における剛性を高め、各壁板の変形、歪みを抑えることができ、コリメータモジュールの機械的精度を向上させることができる。 In addition, according to the fourth manufacturing method, the rigidity at the time of stacking and bonding of the X-ray absorbing member can be increased, deformation and distortion of each wall plate can be suppressed, and the mechanical accuracy of the collimator module can be improved.
(第三実施形態)
図16は、第三実施形態によるコリメータモジュールの構成を示す図である。第三実施形態によるコリメータモジュール100cは、第1のX線吸収部材101において溝部101mをチャネル方向CHに貫通させて得られる形状を全体として有している第5のX線吸収部材(群)105と、平板形状の第6のX線吸収部材106とが、チャネル方向CHに交互に積層されたものである。
(Third embodiment)
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a collimator module according to the third embodiment. The
第5のX線吸収部材(群)105は、図17に示すように、全体的な概形としてテーパ板形状を有しており、その概形上の板面105a,105bはスライス方向SLに平行な端辺を持つ矩形状を有している。また、第5のX線吸収部材(群)105は、図17に示すように、チャネル方向CHを板厚方向とし、その両方の板面105a,105bは、それぞれがX線焦点fからのX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有している。本例では、両方の板面105a,105bは、それらの延長線同士が角度Δα′(<Δα)を成すよう傾斜している。
As shown in FIG. 17, the fifth X-ray absorbing member (group) 105 has a tapered plate shape as a general outline, and the
第6のX線吸収部材106は、図18に示すように、概形としてチャネル方向CHを板厚方向とし、両方の板面106a,106bが互いに平行である平板形状を有しており、板面106a,106bはスライス方向SLに平行な端辺を持つ矩形状を有している。板面106a,106bは平面である。
As shown in FIG. 18, the sixth
第5のX線吸収部材(群)105の全体的な概形におけるX線出射側の端部での板厚S105は、検出素子1個分の幅dから壁板の板厚tを引いた長さ(d−t)である。また、第6のX線吸収部材106のX線出射側の端部における板厚S106は、壁板の板厚tと実質的に同じである。すなわち、第5のX線吸収部材(群)105の板厚S105と、第6のX線吸収部材106の板厚S106とを合わせた長さは、検出素子1個分の幅dと実質的に同じである。
The plate thickness S 105 at the end on the X-ray emission side in the overall outline of the fifth X-ray absorbing member (group) 105 is obtained by subtracting the plate thickness t of the wall plate from the width d of one detection element. Length (dt). In addition, the plate thickness S 106 at the end of the sixth
図17に示すように、第5のX線吸収部材(群)105には、複数の空間105kが形成されている。各空間105kは、図17に示すように、X線焦点fからスライス方向SLに並ぶ複数の検出素子18iへ放射状に入射する各X線ビームXBに沿って延びており、貫通するよう形成されている。各空間105kは、上記の各X線ビームXBの通過領域の一部と略同じ形状を有しており、四角すいの一部に相当する。空間105kのX線検出器18側の端部におけるスライス方向SLの幅W105kおよびチャネル方向CHの深さU105kは、検出素子1個分の幅dから壁板の板厚tを引いた長さ(d−t)である。
As shown in FIG. 17, the fifth X-ray absorbing member (group) 105 has a plurality of
第三実施形態によるコリメータモジュール100cでは、第5のX線吸収部材(群)105に形成されている空間105kに接する壁板と、これに隣接する2つの第6のX線吸収部材106の壁板とが組み合わさって、検出素子18iに入射するX線ビームXBを四方で囲み、チャネル方向およびスライス方向に分離する壁板が形成される。そして、このようにX線ビームXBを囲む壁板は、チャネル方向CHおよびスライス方向SLに並ぶように複数形成されることになる。これにより、全体として、検出器モジュール18mにおけるX線検出領域を、チャネル方向CHおよびスライス方向SLに並ぶ複数の検出素子18iの各々の領域に区分する格子状の壁板100xが形成される。この格子状の壁板100xは、X線焦点fから個々の検出素子18iに入射する各X線ビームXBを互いに分離し、散乱線をチャネル方向CHおよびスライス方向SLで除去する。
In the
次に、第三実施形態によるコリメータモジュールの製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the collimator module by 3rd embodiment is demonstrated.
図19は、第三実施形態によるコリメータモジュールの製造方法(第五製造方法)を示すフロー図であり、図20は、その製造方法によってコリメータモジュールが出来上がる過程をイメージで示したものである。 FIG. 19 is a flowchart showing a collimator module manufacturing method (fifth manufacturing method) according to the third embodiment, and FIG. 20 shows an image of a process of producing a collimator module by the manufacturing method.
また、図21は、第五製造方法に用いる第7のX線吸収部材107の形状を示す図である。図21において、中央図はチャネル方向CHに見たときの正面図、上図は上面図、下図は底面図、左図は側面図である。
FIG. 21 is a diagram showing the shape of the seventh
第7のX線吸収部材107は、図21に示すように、概形としてテーパ板形状を有しており、板面107a,107bは、スライス方向SLに平行な端辺を持つ矩形状を有している。また、第7のX線吸収部材107は、図21に示すように、チャネル方向CHを板厚方向とし、その両方の板面107a,107bは、それぞれがX線焦点fからのX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有している。本例では、両方の板面107a,107bは、それらの延長線同士が角度Δα′(<Δα)を成すよう傾斜している。第7のX線吸収部材107のX線出射側の端部における板厚は、検出素子1個分の幅dから壁板の板厚tを引いた長さ(d−t)より少しだけ大きい。
As shown in FIG. 21, the seventh
図21に示すように、第7のX線吸収部材107には、チャネル方向CHに貫通する複数の開口部107kが形成されている。各開口部107kは、図21に示すように、X線焦点fからスライス方向SLに並ぶ複数の検出素子18iにそれぞれ入射する各X線ビームXBに沿って形成されている。各開口部107kは、上記の各X線ビームXBの通過領域の一部と略同じ形状を有しており、四角すいの一部に相当する。各開口部107kのX線出射側の端部におけるスライス方向SLの幅W107kおよびチャネル方向CHの深さU107kは、溝部101mの幅W101mおよび深さU101mと同じであり、長さ(d−t)である。
As shown in FIG. 21, the seventh
ステップSE1では、ステップSA1と同様の方法により、X線吸収体で構成されるテーパ板110を生成する。
In step SE1, a
ステップSE2では、ステップSE1で生成されたテーパ板110の板面を加工して、溝部101mと同じ形状および大きさの開口部107kを形成し、第7のX線吸収部材107を得る。
In step SE2, the plate surface of the tapered
ステップSE3では、X線吸収体で構成される平板形状の第6のX線吸収部材106を生成する。
In step SE3, a flat plate-like sixth
ステップSE4では、ステップSE2で得られた第7のX線吸収部材107と、ステップSE3で得られた第6のX線吸収部材106とをチャネル方向CHに交互に積層して互いに接着する。
In step SE4, the seventh
ステップSE5では、積層された第7のX線吸収部材107における開口部107kに対応する空間をX線ビームXBの方向に塞いでいる両端部107tを除去する(図20のステップSE5における網掛け湾曲面は、カッターをイメージしたものである)。これで、コリメータモジュール100が完成する。
In step SE5, both end
このような第三実施形態によれば、わずか二種類のX線吸収部材を交互に積層するだけで、散乱線を吸収して除去する格子状の壁板100xを形成することができ、コリメータモジュールを簡便な方法で製造することができる。また、溝にコリメータ板を挿入したり、板金加工により板を曲げたりして生成されるのではなく、X線吸収部材を積層して生成されるので、精度が高く、強度、剛性的にも有利である。また、基本的に単一材料で構成されるので、環境温度の変化による材料の伸縮が少ない。
According to such a third embodiment, it is possible to form the lattice-
また、第五製造方法によれば、X線吸収部材の積層・接着時における剛性を高め、各壁板の変形、歪みを抑えることができ、コリメータモジュールの機械的精度を向上させることができる。 Moreover, according to the fifth manufacturing method, the rigidity at the time of lamination and adhesion of the X-ray absorbing member can be increased, deformation and distortion of each wall plate can be suppressed, and the mechanical accuracy of the collimator module can be improved.
なお、第7のX線吸収部材107における開口部107kを、チャネル方向に完全に貫通させない凹部としてもよい。この場合、平板形状の第6のX線吸収部材106の板厚をその分小さくするようにするとよい。
The
(第四実施形態)
図22は、第四実施形態によるコリメータモジュールを示す図である。第四実施形態によるコリメータモジュール100dは、両方の板面108a,108bに溝部101mと同様の溝部が同じ深さでそれぞれ面対称に形成されている第8のX線吸収部材108と、平板形状の第6のX線吸収部材106とがチャネル方向CHに交互に積層されたものである。
(Fourth embodiment)
FIG. 22 is a diagram showing a collimator module according to the fourth embodiment. The
図23は、第8のX線吸収部材108の形状を示す図である。図23において、中央図はチャネル方向CHに見たときの正面図、上図は上面図、下図は底面図、左図は側面図である。
FIG. 23 is a view showing the shape of the eighth
第8のX線吸収部材108は、図23に示すように、概形としてテーパ板形状を有している。第8のX線吸収部材108の両方の板面108a,108bは、スライス方向SLに平行な端辺を持つ矩形状を有している。また、第8のX線吸収部材108は、図23に示すように、チャネル方向CHを板厚方向とし、その両方の板面108a,108bは、それぞれがX線焦点fを向くように傾斜している。本例では、両方の板面108a,108bは、それらの延長線同士が、角度Δα+Δα′(<Δα×2)を成すよう傾斜している。第8のX線吸収部材108のX線出射側の端部における板厚S108は、検出素子2個分の幅2dから第6のX線吸収部材106の板厚S106である壁板の板厚tを引いた長さ(2d−t)となる。
As shown in FIG. 23, the eighth
図23に示すように、第8のX線吸収部材108の両方の板面108a,108bには、それぞれ溝部101mと同様の溝部108mが面対称に形成されている。溝部108mのX線出射側の端部におけるチャネル方向CHの深さU108mは、溝部101mの深さU101mと同じである。
As shown in FIG. 23, on both
第四実施形態によるコリメータモジュール100dでは、第8のX線吸収部材108における一方の板面108aの溝部108mを形成するコの字形の壁板と、これに隣接する第6のX線吸収部材106の他方の板面106bを形成する平らな壁板とが組み合わさって、検出素子18iに入射するX線ビームXBを四方で囲む壁板が形成される。同様に、第8のX線吸収部材108における他方の板面108bの溝部108mを形成する逆コの字形の壁板と、これに隣接する第6のX線吸収部材106の一方の板面106aを形成する平らな壁板とが組み合わさって、検出素子18iに入射するX線ビームXBを四方で囲む壁板が形成される。そして、このようなX線ビームXBを囲む壁板は、チャネル方向CHおよびスライス方向SLに並ぶように複数形成される。これにより、全体として、検出器モジュール18mにおけるX線検出領域を、チャネル方向CHおよびスライス方向SLに並ぶ複数の検出素子18iの各々の領域に区分する格子状の壁板100xが形成される。
In the
次に、第四実施形態によるコリメータモジュールの製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing a collimator module according to the fourth embodiment will be described.
図24は、第四実施形態によるコリメータモジュールの製造方法の第一例(第六製造方法)を示すフロー図であり、図25は、その製造方法によってコリメータモジュールが出来上がる過程をイメージで示したものである。 FIG. 24 is a flowchart showing a first example (sixth manufacturing method) of a method for manufacturing a collimator module according to the fourth embodiment, and FIG. 25 shows an image of a process of producing a collimator module by the manufacturing method. It is.
ステップSF1では、ステップSA1と同様の方法により、X線吸収体で構成されるテーパ板110を生成する。
In step SF1, a
ステップSF2では、ステップSF1で生成されたテーパ板110の両方の板面を加工して、それぞれの板面に上記の溝部108mを形成し、第8のX線吸収部材108を得る。
In step SF2, both the plate surfaces of the
ステップSF3では、X線吸収体で構成される平板形状の第6のX線吸収部材106を生成する。
In step SF3, a plate-shaped sixth
ステップSF4では、ステップSF2で得られた第8のX線吸収部材108と、ステップSF3で得られた第6のX線吸収部材106とをチャネル方向CHに交互に積層して互いに接着する。
In step SF4, the eighth
図26は、第四実施形態によるコリメータモジュールの製造方法の第二例(第七製造方法)を示すフロー図であり、図27は、その製造方法によってコリメータモジュールが出来上がる過程をイメージで示したものである。 FIG. 26 is a flowchart showing a second example (seventh manufacturing method) of a method of manufacturing a collimator module according to the fourth embodiment, and FIG. 27 shows an image of a process of producing a collimator module by the manufacturing method. It is.
また、図28は、第七製造方法に用いる第9のX線吸収部材109の形状を示す図である。図28において、中央図はチャネル方向CHに見たときの正面図、上図は上面図、下図は底面図、左図は側面図である。
FIG. 28 is a diagram showing the shape of the ninth
第9のX線吸収部材109は、図28に示すように、第8のX線吸収部材108において、両方の板面108a,108bの傾きおよび各溝部108mの形状を保ちつつ、両方の板面108a,108bをX線焦点f側およびX線検出器18側にそれぞれ延長した形状を有している。
As shown in FIG. 28, the ninth
すなわち、第9のX線吸収部材109は、第8のX線吸収部材108と同様に、概形としてテーパ板形状を有している。第9のX線吸収部材109の両方の板面109a,109bは、スライス方向SLに平行な端辺を持つ矩形状を有している。また、第9のX線吸収部材109は、図28に示すように、チャネル方向CHを板厚方向とし、その両方の板面109a,109bは、それぞれがX線焦点fからのX線ビームの照射方向と実質的に平行となるように、角度Δα+Δα′(<Δα×2)を成すよう傾斜している。第9のX線吸収部材109のX線出射側の端部での板厚は、検出素子2個分の幅2dから第6のX線吸収部材106の板厚分だけ引いた長さより少しだけ大きい。
That is, the ninth
図28に示すように、第9のX線吸収部材109の両方の板面109a,109bには、複数の凹部109hが形成されている。
As shown in FIG. 28, a plurality of
各凹部109hは、図28に示すように、X線焦点fからスライス方向SLに並ぶ8個の検出素子18iにそれぞれ入射する各X線ビームXBに沿って延びており、貫通しない程度の長さで形成されている。各凹部109hに対応する空間は、上記の各X線ビームXBの通過領域の一部と略同じ形状を有しており、具体的には、四角すいの一部に相当する形状を有している。第9のX線吸収部材109における凹部109hのX線出射側の端部での板厚は、検出素子2個分の幅2dから第6のX線吸収部材106の板厚分だけ引いた長さと実質的に同じである。
As shown in FIG. 28, each
ステップSG1では、ステップSA1と同様の方法により、X線吸収体を主成分とする物質で構成されるテーパ板110を生成する。
In step SG1, the
ステップSG2では、ステップSG1で生成されたテーパ板110の両方の板面を加工して、溝部108mと同じ形状および大きさの凹部109hを形成し、第9のX線吸収部材109を得る。
In step SG2, both plate surfaces of the tapered
ステップSG3では、X線吸収体で構成される平板形状の第6のX線吸収部材106を生成する。
In step SG3, a flat plate-like sixth
ステップSG4では、ステップSG2で得られた第9のX線吸収部材109と、ステップSG3で得られた第6のX線吸収部材106とをチャネル方向CHに交互に積層して互いに接着する。
In step SG4, the ninth
ステップSG5では、積層された第9のX線吸収部材109における凹部109hに対応する空間をX線ビームXBの方向に塞いでいる両端部を除去する(図27のステップSG5における網掛け湾曲面は、カッターをイメージしたものである)。これで、コリメータモジュール100dが完成する。
In step SG5, both end portions blocking the space corresponding to the
このような第四実施形態によれば、わずか二種類のX線吸収部材を交互に積層するだけで、散乱線を吸収して除去する格子状の壁板100xを形成することができ、コリメータモジュールを簡便な方法で製造することができる。また、溝にコリメータ板を挿入したり、板金加工により板を曲げたりして生成されるのではなく、X線吸収部材を積層して生成されるので、精度が高く、強度、剛性的にも有利である。また、基本的に単一材料で構成されるので、環境温度の変化による材料の伸縮が少ない。
According to such a fourth embodiment, it is possible to form the lattice-
また、第六製造方法によれば、わずか二種類のX線吸収部材を交互に積層するという工程だけでコリメータモジュールを完成させることができ、部品管理や組立作業が極めて容易である。 Further, according to the sixth manufacturing method, the collimator module can be completed only by a process of alternately stacking only two types of X-ray absorbing members, and parts management and assembly work are extremely easy.
また、第七製造方法によれば、X線吸収部材の積層・接着時における剛性を高め、各壁板の変形、歪みを抑えることができ、コリメータモジュールの機械的精度を向上させることができる。 In addition, according to the seventh manufacturing method, the rigidity at the time of stacking and bonding of the X-ray absorbing member can be increased, deformation and distortion of each wall plate can be suppressed, and the mechanical accuracy of the collimator module can be improved.
ちなみに、上記の製造方法により製造されたコリメータモジュールは、所定の部材を用いてX線検出器18のX線入射面側にチャネル方向CHに配列・固定される。例えば、コリメータモジュールのスライス方向SLの両端に、L字形の穴あきブラケット(bracket)を接着剤で固着し、このブラケットをチャネル方向CHに延びているレール(rail)にボルト(bolt)で取り付ける。
Incidentally, the collimator module manufactured by the above manufacturing method is arranged and fixed in the channel direction CH on the X-ray incident surface side of the
以上、発明の実施形態について説明したが、発明の実施形態は、上記の実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の追加・変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of invention was described, embodiment of invention is not limited to said embodiment, A various addition and change are possible in the range which does not deviate from the meaning of invention.
例えば、上記の実施形態では、積層されたX線吸収部材により形成される格子状の壁板100xが区分する複数の領域の各々を、検出器モジュール18mにおける個々の単一の検出素子に対応する領域としている。しかしながら、チャネル方向CHおよびスライス方向SLの少なくとも一方にアレイ(array)状に配列された複数の検出素子の領域とすることもできる。
For example, in the above embodiment, each of the plurality of regions divided by the grid-
また、X線吸収部材の生成は、機械的に加工する方法の他に、モリブデン粉末やタングステン粉末などのX線吸収体粉末と所定の樹脂との混合材料を型で成形し、焼結させる方法を用いてもよい。 In addition to the mechanical processing method, the generation of the X-ray absorbing member is a method in which a mixed material of an X-ray absorber powder such as molybdenum powder or tungsten powder and a predetermined resin is molded in a mold and sintered. May be used.
また、X線吸収部材同士の接着は、接着剤を用いる方法の他に、炉の中で圧力を加えながら熱を加えて接着させる加温加圧接着による方法を用いてもよい。 In addition to the method of using an adhesive, the X-ray absorbing members may be bonded by a method of heating and pressure bonding in which heat is applied while applying pressure in a furnace.
また、平板形状である第6のX線吸収部材106は、チャネル方向CHを板厚方向とし、その両方の板面106a,106bがそれぞれX線焦点fからのX線ビームの照射方向と実質的に平行であるテーパ板形状であってもよい。
Further, the sixth
なお、発明の実施形態の例は、コリメータモジュールおよびその製造方法だけでなく、このようコリメータモジュールが複数配置されているX線検出器、さらに、このようなX線検出器を備えたX線CT装置もまた発明の実施形態の例である。 Examples of embodiments of the invention include not only a collimator module and a manufacturing method thereof, but also an X-ray detector in which a plurality of such collimator modules are arranged, and an X-ray CT including such an X-ray detector. An apparatus is also an example of an embodiment of the invention.
10 X線CT装置
12 ガントリ
14 X線管
16 X線
18 X線検出器
18m 検出器モジュール
18i 検出素子
20 コリメータ
22 撮影対象
24 回転中心
26 制御機構
28 X線制御装置
30 ガントリ・モータ制御装置
32 データ収集部(DAS)
34 画像再構成装置
36 コンピュータ
38 記憶装置
40 コンソール
42 ディスプレイ
44 テーブル・モータ制御装置
46 撮影テーブル
48 ガントリ開口部
50 デバイス
52 記憶媒体
100a〜100d コリメータモジュール
100x 格子状の壁板
101〜109 第1〜第9のX線吸収部材
101m,103m,108m 溝部
102h,104h,109h 凹部
105k 空間
107k 開口部
110 テーパ板
f X線焦点
XB X線ビーム
DESCRIPTION OF
34
Claims (7)
複数のコリメータモジュールをX線CT装置の多列X線検出器におけるチャネル方向に隣接させて並べることによりX線ファンビームが投射される弧状のコリメータが形成され、
前記コリメータモジュールは、
X線吸収部材で構成された壁板が前記多列X線検出器におけるチャネル方向およびスライス方向に格子状に形成されており、チャネル方向に積層された複数のX線吸収部材により構成されており、
前記X線吸収部材の各々は、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面がX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有しており、一方の前記板面に、前記X線ビームの照射方向に沿って延びている複数の溝部が形成されており、
スライス方向の複数の前記壁板において、スライス方向の両端の壁板の厚さは前記両端以外の壁板の厚さよりも厚いコリメータモジュール。 A collimator module whose outline shape is a substantially quadrangular prism,
An arc-shaped collimator on which an X-ray fan beam is projected is formed by arranging a plurality of collimator modules adjacent to each other in the channel direction in the multi-row X-ray detector of the X-ray CT apparatus,
The collimator module is
A wall plate made of X-ray absorbing members is formed in a lattice shape in the channel direction and slice direction in the multi-row X-ray detector, and is made up of a plurality of X-ray absorbing members stacked in the channel direction. ,
Each of the X-ray absorbing members has a plate shape in which the channel direction is a plate thickness direction, and both plate surfaces are substantially parallel to the irradiation direction of the X-ray beam, A plurality of grooves extending along the irradiation direction of the X-ray beam are formed,
In the plurality of wall plates in the slice direction, the thickness of the wall plates at both ends in the slice direction is a collimator module thicker than the thickness of the wall plates other than the both ends.
複数のコリメータモジュールをX線CT装置の多列X線検出器におけるチャネル方向に隣接させて並べることによりX線ファンビームが投射される弧状のコリメータが形成され、
前記コリメータモジュールは、
X線吸収部材で構成された壁板が前記多列X線検出器におけるチャネル方向およびスライス方向に格子状に形成されており、チャネル方向に積層された複数のX線吸収部材により構成されており、
前記X線吸収部材の各々は、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面がX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有しており、前記両方の板面に、前記X線ビームの照射方向に沿って延びている複数の溝部がそれぞれ形成されており、
スライス方向の複数の前記壁板において、スライス方向の両端の壁板の厚さは前記両端以外の壁板の厚さよりも厚いコリメータモジュール。 A collimator module whose outline shape is a substantially quadrangular prism,
An arc-shaped collimator on which an X-ray fan beam is projected is formed by arranging a plurality of collimator modules adjacent to each other in the channel direction in the multi-row X-ray detector of the X-ray CT apparatus,
The collimator module is
A wall plate made of X-ray absorbing members is formed in a lattice shape in the channel direction and slice direction in the multi-row X-ray detector, and is made up of a plurality of X-ray absorbing members stacked in the channel direction. ,
Each of the X-ray absorbing members has a plate shape in which the channel direction is a plate thickness direction, and both plate surfaces are substantially parallel to the irradiation direction of the X-ray beam. A plurality of grooves extending along the irradiation direction of the X-ray beam are respectively formed,
In the plurality of wall plates in the slice direction, the thickness of the wall plates at both ends in the slice direction is a collimator module thicker than the thickness of the wall plates other than the both ends.
複数のコリメータモジュールをX線CT装置の多列X線検出器におけるチャネル方向に隣接させて並べることによりX線ファンビームが投射される弧状のコリメータが形成され、
前記コリメータモジュールは、
X線吸収部材で構成された壁板が前記多列X線検出器におけるチャネル方向およびスライス方向に格子状に形成されており、チャネル方向に交互に積層された複数の第1のX線吸収部材および複数の第2のX線吸収部材により構成されており、
前記第1のX線吸収部材の各々は、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面がX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有しており、前記X線ビームの照射方向に沿って延びている複数の空間が内部に形成されており、
前記第2のX線吸収部材の各々は、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面が互いに平行である平板形状、または、前記板形状を有しており、
前記第1のX線吸収部材により構成されるスライス方向の複数の前記壁板において、スライス方向の両端の壁板の厚さは前記両端以外の壁板の厚さよりも厚いコリメータモジュール。 A collimator module whose outline shape is a substantially quadrangular prism,
An arc-shaped collimator on which an X-ray fan beam is projected is formed by arranging a plurality of collimator modules adjacent to each other in the channel direction in the multi-row X-ray detector of the X-ray CT apparatus,
The collimator module is
A plurality of first X-ray absorbing members in which wall plates made of X-ray absorbing members are formed in a lattice shape in the channel direction and slice direction in the multi-row X-ray detector, and are alternately stacked in the channel direction. And a plurality of second X-ray absorbing members,
Each of the first X-ray absorbing members has a plate shape in which the channel direction is a plate thickness direction, and both plate surfaces are substantially parallel to the irradiation direction of the X-ray beam, and the X-ray beam A plurality of spaces extending along the irradiation direction are formed inside,
Each of the second X-ray absorbing members has a plate shape in which the channel direction is a plate thickness direction, and both plate surfaces are parallel to each other, or the plate shape,
In the plurality of wall plates in the slicing direction configured by the first X-ray absorbing member, the thickness of the wall plates at both ends in the slicing direction is greater than the thickness of the wall plates other than the both ends.
複数のコリメータモジュールをX線CT装置の多列X線検出器におけるチャネル方向に隣接させて並べることによりX線ファンビームが投射される弧状のコリメータが形成され、
前記コリメータモジュールは、
X線吸収部材で構成された壁板が前記多列X線検出器におけるチャネル方向およびスライス方向に格子状に形成されており、チャネル方向に交互に積層された複数の第1のX線吸収部材および複数の第2のX線吸収部材により構成されており、
前記第1のX線吸収部材の各々は、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面がX線ビームの照射方向と実質的に平行である板形状を有しており、前記両方の板面に、前記X線ビームの照射方向に沿って延びている複数の溝部がそれぞれ形成されており、
前記第2のX線吸収部材の各々は、チャネル方向を板厚方向とし、両方の板面が互いに平行である平板形状、または、前記板形状を有しており、
前記第1のX線吸収部材により構成されるスライス方向の複数の前記壁板において、スライス方向の両端の壁板の厚さは前記両端以外の壁板の厚さよりも厚いコリメータモジュール。 A collimator module whose outline shape is a substantially quadrangular prism,
An arc-shaped collimator on which an X-ray fan beam is projected is formed by arranging a plurality of collimator modules adjacent to each other in the channel direction in the multi-row X-ray detector of the X-ray CT apparatus,
The collimator module is
A plurality of first X-ray absorbing members in which wall plates made of X-ray absorbing members are formed in a lattice shape in the channel direction and slice direction in the multi-row X-ray detector, and are alternately stacked in the channel direction. And a plurality of second X-ray absorbing members,
Each of the first X-ray absorbing members has a plate shape in which the channel direction is a plate thickness direction, and both plate surfaces are substantially parallel to the irradiation direction of the X-ray beam. A plurality of grooves extending along the irradiation direction of the X-ray beam are respectively formed on the surface,
Each of the second X-ray absorbing members has a plate shape in which the channel direction is a plate thickness direction, and both plate surfaces are parallel to each other, or the plate shape,
In the plurality of wall plates in the slicing direction configured by the first X-ray absorbing member, the thickness of the wall plates at both ends in the slicing direction is greater than the thickness of the wall plates other than the both ends.
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