JPH1010236A - Ｘ線ｃｔ装置用ｘ線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シンチレータ３と多チャンネル光電変換素子２
とを組み合わせてなるＸ線検出素子アレイ本体と、この
Ｘ線検出素子アレイ本体のＸ線入射面側に配置されたチ
ャンネル方向コリメータ板アレイ１０とを備えてなるＸ
線ＣＴ装置用Ｘ線検出器において、斜め方向からの散乱
Ｘ線を除去でき、なおかつ各チャンネルの特性ばらつき
が少ない高精度計測が可能で、しかもそれらを安価に実
現可能とする。 【解決手段】シンチレータ３の近傍に配置した位置決め
部材８をシンチレータ３のチャンネル間分離加工時に同
時に溝切りし、これによる溝８ａにチャンネル方向コリ
メータ板アレイ１０のコリメータ板５の一部分を嵌合さ
せて位置決めを行い、チャンネル方向コリメータ板アレ
イ１０と検出素子アレイ本体１１とを固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体によって散
乱されるＸ線による画像劣化を低減し、より正確な計測
を行うことができるＸ線ＣＴ装置用Ｘ線検出器に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置のＸ線検出器は、Ｘ線管焦
点とＸ線検出器の各検出素子中心を結んだ線上（計測パ
ス）にある被検体の部分のＸ線の減弱を計測するが、被
検体の他の部分からの散乱Ｘ線があると、この計測に誤
差を生じることになる。散乱Ｘ線が入射することにより
その検出素子の出力は大きくなり計測パス上の被検体の
減弱がみかけ上小さくなるように計測される。このよう
な誤差が増えてくると、これらのデータを使って再構成
されたＣＴ画像では分解能の低下が起こってくる。特
に、濃度分解能と呼ばれる低コントラスト分解能の低下
が問題となる。そのほか、臨床的にはリブアーチファク
トと呼ばれる肋骨の内側のＣＴ値が沈み込みＣＴ画像上
に黒い領域が現われたり、肝臓の中のＣＴ値が場所によ
ってばらつくといったことが生じてしまう。

【０００３】多数の電極板をＸ線管焦点と入射部とを結
ぶ線と平行に配置した構造の電離箱検出器（図５参照）
では電極板がある程度コリメータの効果を持ち、Ｘ線管
焦点方向から入射するＸ線に対する感度に比較すると斜
めから入射するＸ線に対する感度はかなり低くなる。こ
れに対し、シンチレータと光電変換素子を組み合わせた
固体検出器（図６参照）では、コリメータの効果がない
ためＸ線が斜め方向から入射してきた場合、正面から見
たよりも斜めから見込んだときのほうがチャンネル幅が
狭くなるという効果しかない。このため、Ｘ線管焦点方
向から入射するＸ線に対する感度と斜めから入射するＸ
線に対する感度の差が余りない。したがって、電離箱検
出器では画像アーチファクトとして余り問題とならなか
ったレベルの散乱線についても、固体検出器では問題と
なり、画質の低下を生じるさせることが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】固体検出器の上記問題
点は、Ｘ線検出器（Ｘ線検出素子）のＸ線入射面側にチ
ャンネル方向コリメータ板を配置することによって解決
できる。固体検出器のＸ線検出素子は、入射してきたＸ
線のシンチレータでの発光や散乱が隣接チャンネルに入
り込んでクロストークを生じることを防ぐために、各検
出素子間は隔壁板によって仕切られた構造となってい
る。この隔壁板によって仕切られた検出素子境界部は構
造的に入射Ｘ線に対しての感度を持たない。入射してき
たＸ線はチャンネル方向コリメータ板によって吸収され
後方へは達しないため、入射Ｘ線の利用効率を考慮する
とコリメータ板は検出素子の感度がない検出素子境界部
分に配置するのが望ましい。検出素子の感度がない検出
素子境界部分にコリメータ板を配置するときにその位置
決め精度が低いと、入射してきたＸ線が検出素子の有感
部にチャンネル方向コリメータ板の影を落とすことにな
り、その影響によりチャンネル間あるいはチャンネル内
での出力の一様性が低下し最終的には得られる画像にア
ーチファクトを生じさせることになる。

【０００５】このように、Ｘ線検出素子のＸ線入射面側
にチャンネル方向コリメータ板を配置するときにはその
位置決め精度がＸ線検出器全体の性能を左右する。特
に、コリメータ板の位置決め精度はスライス方向に関し
ては多少の位置ずれ（０．５ｍｍ程度）があっても検出
素子の特性はほとんど変わらないため問題は生じない
が、チャンネル方向は高精度にする必要がある。検出素
子アレイ（本体）とチャンネル方向コリメータ板アレイ
とを精度よく合わせる方法としては、ＵＳＰ４，３３
８，５２１号にあるような位置決めピンを設け、このピ
ンを基準として検出素子アレイ（本体）及びチャンネル
方向コリメータ板アレイを合わせる方法があるが、この
方法では検出素子アレイ（本体）のプリント配線基板や
チャンネル方向コリメータ板アレイの保持板等に合わせ
穴を精度よく明ける必要があり、この穴やピンの位置精
度が低いと検出素子アレイ（本体）とコリメータ板アレ
イの位置決めが不十分で狂いが生じるという問題点があ
った。

【０００６】本発明の目的は、高精度にシンチレータチ
ャンネルとチャンネル方向コリメータ板の位置決めを行
うことができて斜め方向からの散乱Ｘ線を除去でき、な
おかつ各チャンネルの特性ばらつきが少ない高精度計測
が可能で、しかもそれらを安価に実現することが可能な
Ｘ線ＣＴ装置用Ｘ線検出器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、入射Ｘ線の
強度に応じて発光するシンチレータと、受光面がそのシ
ンチレータに光学的に結合され他の面が基板上に等間隔
に位置付けされた多チャンネルの光電変換素子とを組み
合わせてなるＸ線検出素子アレイ本体と、このＸ線検出
素子アレイ本体のＸ線入射面側に配置されたチャンネル
方向コリメータ板アレイとを備えてなるＸ線ＣＴ装置用
Ｘ線検出器において、上記シンチレータの近傍に配置し
た位置決め部材をシンチレータのチャンネル間分離加工
時に同時に溝切りし、これによる溝に上記チャンネル方
向コリメータ板アレイ中の複数のチャンネル方向コリメ
ータ板の少なくとも１枚の一部分を嵌合させて位置決め
を行い、上記チャンネル方向コリメータ板アレイと検出
素子アレイ本体とを固定してなることにより達成され
る。

【０００８】散乱線の影響を検出素子のＸ線入射面側に
チャンネル方向コリメータ板を配置することで対処する
場合であって、それらチャンネル方向コリメータ板と検
出素子の位置決めに所定の基準部材を用いる場合は、そ
の基準部材の位置が検出素子あるいはチャンネル方向コ
リメータ板に対して精度よくできていること及びその基
準部材に対して検出素子あるいはチャンネル方向コリメ
ータ板を高精度で配置することが必要である。そこで例
えば、フォトダイオードアレイの受光面にシンチレータ
板を透明接着剤で貼り合わせた後、カッタによってシン
チレータ板を各チャンネル毎に分離する前にシンチレー
タ板の近傍にシンチレータに似た材質の部材を固定して
おき、シンチレータ板のチャンネル分離時にこの部材も
同時にカットし、この溝をチャンネル方向コリメータ板
の位置決めの基準部材として検出素子アレイ本体とチャ
ンネル方向コリメータ板アレイとを合わせる構造とす
る。検出素子のチャンネル位置はチャンネル分離の加工
によって基板に対しての最終位置が決定されるが、その
ときシンチレータ近傍に置かれた部材を同時に加工する
のでこの部材の加工面はシンチレータのチャンネル分離
面と同じ位置となる。更に、チャンネル方向コリメータ
板の端部形状を前記位置決めのための部材に嵌合するよ
うな形状にしておき、この部分を合わせることにより検
出素子とコリメータ板はチャンネル方向に関しては精度
よく位置決めを行うことが可能となる。

【０００９】このように、シンチレータ板のチャンネル
分離時に同時にチャンネル方向コリメータ板位置決め部
材の基準面を形成し、ここにコリメータ板を位置決めす
ることにより、位置決めのための特別なマークや基準面
を用意しなくても検出素子アレイ本体とチャンネル方向
コリメータ板アレイの相対位置関係が精度よく決定され
る。したがって、斜め方向からの散乱Ｘ線を除去でき、
なおかつ各チャンネルの特性ばらつきが少ない高精度計
測が可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は、本発明によるＸ線ＣＴ装置
用Ｘ線検出器を構成する検出素子アレイの一例を示す斜
視図である。この図１において、１は配線基板である。
この配線基板１上には、光電変換素子であるシリコンフ
ォトダイオード２が載置され、そのフォトダイオード２
上にはシンチレータ３が光学的に結合した状態で接着さ
れている。シンチレータ３は各チャンネルに隔壁板４に
よって分離されている。隔壁板４は光及びＸ線のクロス
トークを防止し、シンチレータ３内部での発光を効率よ
くフォトダイオード２の受光面に導くためタングステン
やモリブデン等のＸ線減弱率の高い材料の表面にメッキ
や蒸着によって光反射層を形成した板材を使用する。こ
のシンチレータ３のＸ線入射側には斜め方向からの散乱
Ｘ線の入射を防ぐためのチャンネル方向コリメータ板５
が並べられている。チャンネル方向コリメータ板５は斜
入してくる散乱Ｘ線を遮蔽する性質が求められるためタ
ングステンやモリブデン等の板材が用いられる。鉛もＸ
線に対する遮蔽能は高いが、薄板にしたときに平坦度等
の精度を確保するのが困難であるためこのようなチャン
ネル方向コリメータ板５の材質としては余り適していな
い。チャンネル方向コリメータ板５は両端に置かれたチ
ャンネル方向コリメータ板保持部材６に設けられた溝６
ａに挿入固定されることにより所定のピッチをもって配
置されることになる。

【００１１】チャンネル方向コリメータ板５の間隙を通
過してきたＸ線（主線）はシンチレータ３に入射するこ
とによりシンチレータ３をそのＸ線強度に応じて発光さ
せる。シンチレータ３での発光は隔壁板４により隣接チ
ャンネルに漏れ込まないようになっている。シンチレー
タ３での発光はフォトダイオード２で受け、その信号出
力は配線基板１を介して信号取出用のコネクタ７から取
り出される。コネクタ７は後続の増幅器（図示せず）に
ケーブル（図示せず）によって接続される。図１に示さ
れた検出素子アレイがＸ線検出器容器（図示せず）の中
に所定数量、ポリゴン状に並設されることにより本発明
検出器全体が構成される。

【００１２】図２は図１に示した検出素子アレイの側面
図である。この図２に示すように、シンチレータ３とチ
ャンネル方向コリメータ板保持部材６の間にはチャンネ
ル方向コリメータ板５の位置決め部材８が置かれ、この
位置決め部材８にはシンチレータ３のチャンネル分離位
置と同じ位置に溝８ａがあり、その溝８ａにチャンネル
方向コリメータ板５の一部がはめ合わされることにより
位置決めが行われる。

【００１３】図３は図２中のＡ−Ａ線断面拡大図であ
る。この図３に示すように、位置決め部材８に設けられ
た溝８ａは、シンチレータ３のチャンネル分離のための
溝加工時に同時に加工されるため溝８ａの位置はシンチ
レータ３上のチャンネル分離のための溝の位置と全く一
致する。シンチレータ３のＸ線入射側の表面にはシンチ
レータ３内部での発光を効率よくフォトダイオード２に
導くために光反射層９が設けられている。光反射層９
は、Ｘ線の減弱が少なく光の反射率が高く溝加工に適し
たものならばそのいずれでもよく、例えば薄い白色セラ
ミック板を透明接着剤で張り付けたり、酸化チタン等の
白色顔料を混入した透明樹脂を塗布したりして形成する
ことができる。

【００１４】図４は溝加工を行ったシンチレータ３，シ
リコンフォトダイオード２で主構成をなす検出素子アレ
イ本体１１とチャンネル方向コリメータ板アレイ１０と
の組立方法を説明するための分解斜視図である。この図
４から分るように、まずシンチレータ３の表面に光反射
層９を形成した後にシンチレータ３を溝加工によりチャ
ンネル毎に分離する。この時、位置決め部材８も同時に
溝加工する。溝加工終了後シンチレータ３の溝には隔壁
板４を挿入固定する。チャンネル方向コリメータ板保持
部材６の溝６ａにチャンネル方向コリメータ板５を挿入
固定し一体化したチャンネル方向コリメータ板アレイ１
０を位置決め部材８の溝８ａにチャンネル方向コリメー
タ板５の一部を嵌合させて位置決めをしてチャンネル方
向コリメータ板保持部材６を配線基板１上に接着固定す
る。このようにすることによりシンチレータ３とチャン
ネル方向コリメータ板５は精度よく位置決めを行うこと
ができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
ンチレータのチャンネル分離時の溝加工によってチャン
ネル方向コリメータ板位置決め部材にも同時の溝加工を
行い、この溝にチャンネル方向コリメータ板の一部を挿
入し位置決めを行うことにより、位置決めのために特別
に基準面やマーキングを必要とせずに高精度にシンチレ
ータチャンネルとチャンネル方向コリメータ板の位置決
めを行うことができて斜め方向からの散乱Ｘ線を除去で
き、なおかつ各チャンネルの特性ばらつきが少ない高精
度計測が可能で、しかもそれらを安価に実現することが
可能であるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明検出器を構成する検出素子アレイの一例
を示す斜視図である。

【図２】同じく側面図である。

【図３】図２中のＡ−Ａ線断面拡大図である。

【図４】図１に示した本発明検出器の組立方法を説明す
るための分解斜視図である。

【図５】電離箱検出器の断面構造を示した図である。

【図６】固体検出器の断面構造を示した図である。

【符号の説明】

１ 配線基板 ２ シリコンフォトダイオード ３ シンチレータ ４ 隔壁板 ５ チャンネル方向コリメータ板 ６ チャンネル方向コリメータ板保持部材 ６ａ チャンネル方向コリメータ板保持部材に設けられ
た溝 ７ コネクタ ８ チャンネル方向コリメータ板位置決め部材 ８ａ 位置決め部材に設けられた溝 ９ 光反射層 １０ チャンネル方向コリメータ板アレイ １１ 検出素子アレイ本体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入射Ｘ線の強度に応じて発光するシンチレ
   ータと受光面がそのシンチレータに光学的に結合され他
   の面が基板上に等間隔に位置付けされた多チャンネルの
   光電変換素子とを組み合わせてなるＸ線検出素子アレイ
   本体と、このＸ線検出素子アレイ本体のＸ線入射面側に
   配置されたチャンネル方向コリメータ板アレイとを備え
   てなるＸ線ＣＴ装置用Ｘ線検出器において、上記シンチ
   レータの近傍に配置した位置決め部材をシンチレータの
   チャンネル間分離加工時に同時に溝切りし、これによる
   溝に上記チャンネル方向コリメータ板アレイ中の複数の
   チャンネル方向コリメータ板の少なくとも１枚の一部分
   を嵌合させて位置決めを行い、上記チャンネル方向コリ
   メータ板アレイと検出素子アレイ本体とを固定してなる
   ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置用Ｘ線検出器。