JPH1020042A

JPH1020042A - Ｘ線ｃｔ用固体検出器

Info

Publication number: JPH1020042A
Application number: JP8169166A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Tonami; 寛道戸波; Junichi Oi; 淳一大井; Mikio Wada; 幹生和田; Ryoichi Sawada; 良一澤田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23
Also published as: DE19727483A1; US5965893A; KR980003639A; CN1171556A

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成のもとに、個々のコリメー
タ板と検出器ブロックとを高精度に位置決め可能な構造
を持つＸ線ＣＴ用固体検出器を提供する。【解決手段】検出器ブロック１のシンチレータアレイ
１１と光電変換アレイ１２を、基板１０に固着された溝
プレート１３に対して一定の位置関係のもとに当該基板
１０に固着する一方、溝プレート１３の溝部１３ｂにコ
リメータ装置２のコリメータ板２１に嵌合させた状態
で、検出器ブロック１とコリメータ２とを相互に固定・
一体化することで、シンチレータアレイ１１とコリメー
タ板２１とを位置決めする際の介在部材の数を少なく
し、その位置決め精度を高精度化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＸ線ＣＴ用固体検出
器に関し、更に詳しくは、被検体を透過したファン状の
Ｘ線を、コリメータ装置を介してアレイ状に並べられた
多数の放射線検出素子で検出するＸ線ＣＴ用固体検出器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置においては、一般に、図１
０に示すように、Ｘ線管７１と、コリメータ装置７２お
よび検出器ブロック７３からなる放射線固体検出器７４
（以下、単に固体検出器７４と称する）を備え、Ｘ線管
７１からのファン状のＸ線ビーム７５を被検体７６に照
射して得られる透過Ｘ線を、コリメータ装置７２を介し
て検出器ブロック７３に導いて検出するように構成され
ている。

【０００３】検出器ブロック７３は、放射線を光に変換
するシンチレータと、その光を電気信号に変換する光電
変換素子とを組み合わせたものを、基板上に一次元アレ
イ状に並列させたものであり、通常、シンチレータと光
電変換素子の組み合わせを基板上に８〜３０個並べたも
のが１ブロックとされ、このような検出器ブロック７３
を円周上に連続して多角形状に配置して、コリメータ装
置７２と合体させることによって、全体としての固体検
出器７４を構成している。

【０００４】このようなＸ線ＣＴ装置に使用される固体
検出器は、従来、図１１に例示するように、コリメータ
装置７２と検出器ブロック７３が取り付け板８０に固着
された構造となっている。ここで、コリメータ装置７２
は、図１１においては省略しているが、実際には筐体状
の支持体の内部に多数のコリメータ板７２ａを備えたも
ので、各コリメータ板７２ａは、その一枚一枚がＸ線の
発生する点に向くように支持体を介して取り付け板８０
に固定される。一方、検出器ブロック７３は、一次元状
のシンチレータアレイ７３ａとフォトダイオードアレイ
７３ｂとを組み立てたものを支持台８１に固定した構造
を持ち、この検出器ブロック７３も取り付け板８０に固
定され、これによってコリメータ装置７２と一体化され
る。このとき、個々のコリメータ板７２ａが個々のシン
チレータ素子の境界Ｂ上に位置する必要があるため、取
り付け板８０には位置決め用のピン８２が設けられ、こ
のピン４２を検出器ブロック７３の支持台８１に形成さ
れている嵌合孔にはめ込むことによって、コリメータ装
置７２と検出器ブロック７３とが相対的に位置決めされ
る。なお、ピン８２の配設位置は設計的に決められる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な従来の固体検出器の構造においては、コリメータ装置
７２と検出器ブロック７３との相対的位置関係は位置決
め用のピン８２によってのみ決定されるため、その位置
精度を向上させることが困難であるという問題がある。
すなわち、個々のコリメータ板７２ａは支持体によって
保持され、また、シンチレータアレイ７３ａは支持台８
１にによって保持され、これらの支持体と支持台８１と
が取り付け板８０並びにピン８２を介して連結されると
いうように、コリメータ板７２ａとシンチレータアレイ
７３ａとの間に多くの部材が介在しているので、最も重
要である個々のコリメータ板７２ａとシンチレータアレ
イ７３ａの間の位置精度を向上させることは困難であ
る。

【０００６】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、比較的簡単で安価な構成のもとに、コリメータ
板と検出器ブロックとを常に高精度に位置決めすること
のできる構造を持つＸ線ＣＴ用固体検出器の提供を目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施の一形態を表す図１〜図３を参照しつ
つ説明すると、本発明のＸ線ＣＴ用固体検出器は、シン
チレータアレイ１１と光電変換アレイ１２を固着するた
めの基板１０に、コリメータ板２１を嵌合し得る溝部１
３ｂが所定位置に形成されてなる溝プレート１３が固着
されているとともに、シンチレータアレイ１１および光
電変換アレイ１２は、その溝プレート１３に対して一定
の位置関係で基板１０に固着され、かつ、その溝プレー
ト１３の溝部１３ｂにコリメータ板２１が嵌合された状
態で、検出器ブロック１とコリメータ装置２が相互に固
定されていることによって特徴づけられる。

【０００８】本発明によれば、検出器ブロック１のシン
チレータアレイ１１と光電変換アレイ１２は、溝プレー
ト１３に対して一定の位置関係のもとに基板１０に固着
され、その溝プレート１３の溝部１３ｂにコリメータ板
２１が嵌合された状態で、検出器ブロック１とコリメー
タ装置２が相互に固定・一体化される。この構成によれ
ば、溝プレート１３とコリメータ板２１とが直接的に位
置決めされる一方、その溝プレート１３に対して一定の
位置関係でシンチレータアレイ１１，光電変換アレイ１
２が基板１０に固定されているため、シンチレータアレ
イ１１とコリメータ板２１との位置決め精度は、従来の
ように支持台や取り付け板等の余分な部材を介在させて
設計的に定められた位置に設けたピンによって位置決め
する構造に比して、より高精度なものとすることができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の縦断
面図で、図２はその検出器ブロック１の分解斜視図であ
り、図３はコリメータ装置２の要部斜視図である。

【００１０】検出器ブロック１は、図２に示すように、
以下に示す各フォトダイオード１２ａに接続される信号
線ケーブル１０ａが取り付けられた基板１０の表面に、
複数のシンチレータ素子１１ａが一次元アレイ状に並べ
られたシンチレータアレイ１１と、そのシンチレータ素
子１１ａと同数のフォトダイオード１２ａが同じく一次
元アレイ状に並べられたフォトダイオードアレイ１２を
搭載したもので、この実施の形態においては、これらの
アレイ１１，１２は、基板１０の裏面側に固着された溝
プレート１３を基準として基板１０に固着されている。
また、この基板１０の一端側には、溝プレート１３を介
してコリメータ装置２に固定するための貫通孔１０ｂが
形成されている。

【００１１】溝プレート１３は、基板１０と同一の幅寸
法を持つ矩形のプレートの一面に、当該プレートの幅方
向に伸びる突条１３ａが形成され、その突条１３ａ上面
に溝部１３ｂが突出形成されたものであり、その溝部１
３ｂは溝プレート１３の幅を２分割する中心線Ｃ上に形
成されている。そして、その溝部１３ｂは、後述するコ
リメータ装置２のコリメータ板２１を嵌合し得る幅並び
に深さを有しており、具体的には、溝幅が１００〜３０
０μｍ程度、溝深さは１〜１．５ｍｍ程度とされる。ま
た、溝部１３ｂの側壁は、溝１３ｂ内に嵌合される基準
となるコリメータ板の両隣のコリメータ板に干渉しない
程度の厚みとされる。なお、この溝部１３ｂは、例えば
ワイヤ放電加工やダイシングソーなどを用いて加工され
る。また、この溝プレート１３には、その両端部にコリ
メータ装置２に固定するための貫通孔１３ｃ，１３ｄが
形成されている。

【００１２】この実施の形態においてシンチレータアレ
イ１１およびフォトダイオードアレイ１２は、以下に例
示する手順のもとに、溝ブロック１３に対して一定の位
置関係のもとに基板１０上に固着される。

【００１３】すなわち、基板１０に対して、シンチレー
タアレイ１１およびフォトダイオードアレイ１２を、そ
れぞれの中心軸Ｃ₁₀，Ｃ₁₁およびＣ₁₂が一致するように
接着剤等によって固着する。この位置合わせの具体例と
しては、シンチレータアレイ１１およびフォトダイオー
ドアレイ１２の素子数を偶数とし、また、基板１０の幅
寸法をシンチレータアレイ１１，フォトダイオードアレ
イ１２の幅寸法と等しくした場合には、基板１０，シン
チレータアレイ１１，フォトダイオードアレイ１２の各
一側面が同一の平面上に位置するような位置関係のもと
に、これらを相互に接着すればよい。一方、基板１０と
溝プレート１３とを、同じくそれぞれの一側面が同一の
平面上に位置するような位置関係のもとに相互に位置決
めし、かつ、基板１０の一端を溝プレート１３の突条１
３ａの一面に当接させた状態で、接着剤等によって相互
に固定する。このような組み立てにより、シンチレータ
アレイ１１とフォトダイオードアレイ１２とは、溝プレ
ート１３に対して一定の位置関係のもとに、より具体的
には、溝プレート１３の中心線Ｃ上に各アレイ１１，１
２の中心線が位置した状態で相互に固定された状態とな
る。この組み立て状態においては、各アレイ１１，１２
は前記したように偶数の素子からなり、溝プレート１３
の中心線Ｃ上に溝部１３ｂが形成されているから、各ア
レイ１１，１２の中心部分における素子の境界Ｂが、溝
プレート１３の溝部１３ｂの中心に位置した状態とな
る。

【００１４】さて、コリメータ装置２は、図３に示すよ
うに、多数のコリメータ板２１がそれぞれの両端部にお
いて支持体２２ａ，２２ｂに固定されているとともに、
その一方の支持体２２ａの側面が主筐体３０に固着さ
れ、この状態で各コリメータ板２１のそれぞれが点状の
Ｘ線源に向いた姿勢でＸ線ＣＴ装置内に置かれる。各コ
リメータ板２１の配列ピッチは、シンチレータアレイ１
１並びにフォトダイオードアレイ１２の各素子の配列ピ
ッチに等しく、以下に示すように、各コリメータ板２１
がこれらの各アレイ１１，１２の素子間の境界Ｂ上に位
置するように、コリメータ装置２と検出器ブロック１と
が位置決めされた状態で、相互に固定される。

【００１５】すなわち、コリメータ装置２の各支持体２
２ａ，２２ｂの下面は、検出器ブロック１の取り付けを
可能とするため、従来と同様、円周を多角近似した複数
の平坦な当たり面２３の集合によって形成されており、
この当たり面２３には、前記した溝プレート１３の貫通
孔１３ｃ，１３ｄ並びに基板１０の貫通孔１０ｂに対応
して雌ねじ２４が形成されている。そして、この当たり
面２３にに対して検出器ブロック１が固着される。

【００１６】この検出器ブロック１のコリメータ装置２
に対する固着に際しては、図１に示すように、コリメー
タ装置２の所定のコリメータ板２１を溝プレート１３の
溝部１３ｂの内部に嵌め込むことによって、検出器ブロ
ック１とコリメータ装置２とを素子の配列方向に位置決
めし、かつ、それと直交する歩行には溝プレート１３の
一端面と主筐体３０の側面とを当接させて位置決めした
状態で、溝プレート１３の貫通孔１３ｃ，１３ｄおよび
基板１０の貫通孔１０ｂにボルト（図示せず）を挿入
し、雌ねじ２４にねじ込むことによって、コリメータ装
置２に対して検出器ブロック１が固定される。この固定
状態においては、溝部１３ｂがシンチレータアレイ１１
およびフォトダイオードアレイ１２の中心部分における
素子の境界Ｂ上に位置していることから、各コリメータ
板２１は検出器ブロック１の各シンチレータ素子の境界
Ｂ上に正しく位置した状態となる。

【００１７】なお、検出器ブロック１とコリメータ装置
２とを位置決めした後、ボルトによってこれらを締結す
る際、検出器ブロック１とコリメータ装置２との嵌合部
分は、１枚のコリメータ板２１と溝部１３ｂとの１箇所
であるが、検出器ブロック１は、その嵌合部とは別に支
持体２２ａ，２２ｂの当たり面２３、および主筐体３０
の表面と当接した状態で位置決めされているため、位置
決め後にボルトを雌ねじ２４にねじ込んでも、摩擦によ
って検出器ブロック１が動くことがない。ここで、主筐
体３０の溝プレート１３の当接面は、位置決め精度を向
上させるためにはその平面精度を良好なものとしておく
ことが望ましい。

【００１８】ここで、以上の実施の形態においては、基
板１０の各アレイ１１，１２の搭載面と反対側の面に溝
プレート１３を固着して、その溝プレート１３を介して
検出器ブロック１１をコリメータ装置２の支持体２２
ａ，２２ｂに固定した例を示したが、本発明はこれに限
定されることなく、例えば図４，図５に示すような変形
が可能である。

【００１９】図４の例では、基板１０のシンチレータア
レイ１１，フォトダイオードアレイ１２の搭載面に、こ
れらの各アレイ１１，１２に隣接して、先の例と同等の
溝部４３ｂを備えた断面略Ｌ字形の溝プレート４３を固
着している。そして、この例においては、検出器ブロッ
ク１とコリメータ装置２との固定状態では、溝プレート
４３の溝部４３ｂ内にコリメータ板２１が嵌合され、か
つ、基板１０とコリメータ装置２の一方の支持体２２ａ
との間に溝プレート４３が挟み込まれた状態となる。

【００２０】図５の例では、上記と同様にシンチレータ
アレイ１１，フォトダイオードアレイ１２の搭載面に、
これらの各アレイ１１，１２に隣接して、上記各例と同
等の溝部５３ｂを備えた棒状の溝プレート５３を固着し
ている。そして、この例においては、検出器ブロック１
とコリメータ装置２との固定状態では、溝部５３ｂ内に
コリメータ板２１が嵌合され、かつ、コリメータ装置２
の一方の支持体２２ａの側面に溝プレート５３が当接さ
れた状態となる。

【００２１】さて、溝内にコリメータ板を嵌合すること
によって、検出器ブロックとコリメータ装置のコリメー
タ板と検出器ブロックのシンチレータ素子との位置合わ
せを行う、という本発明の思想は、Ｘ線ＣＴ用固体検出
器の組み立て方法にも応用することができる。以下にそ
の例を述べる。

【００２２】図６はその組み立て方法に用いられる治具
６１の斜視図で、図７はその治具６１をコリメータ装置
２に固着した状態で、コリメータ板２１の板厚方向に沿
った面で切断して示す断面図であり、また、図８は同じ
く治具６１をコリメータ装置２に固着した状態で、コリ
メータ板２１の表面に沿った面で切断して示す断面図で
ある。なお、この例においてコリメータ装置２は、前記
した図３に示したものと同等の構造である。また、検出
器ブロック１は、前記した図１，図２に示した構造か
ら、溝プレート１３を取り除いた構造である。

【００２３】治具６１は、その一面にそれぞれコリメー
タ板を一枚ずつ嵌合し得る複数の溝部６１ａを備えてい
るとともに、その溝部６１ａの両側には、コリメータ装
置２の支持体２２ａ，２２ｂに固定するための貫通孔６
１ｂが形成されている。各溝部６１ａの配列ピッチ並び
に角度は、コリメータ装置２のコリメータ板２１の配列
ピッチ並びに角度と等しくなっており、コリメータ装置
２への固定状態においては、図７に示すように、それぞ
れの溝部６１ａに一枚ずつコリメータ板２１が嵌まり込
んだ状態となる。また、治具６１の両側面６１ｃ，６１
ｄは、コリメータ装置２への固定状態において治具６１
の両端に位置するコリメータ板２１の中心線Ｃｃ，Ｃｄ
に沿うような傾斜角が付されており、これらの面６１
ｃ，６１ｄが、後述するように、検出器ブロック１をコ
リメータ装置２に固定するための基準当たり面となる。
また、この治具６１の両側面６１ｃ，６１ｄ間の上端部
分における寸法は、検出器ブロック１の幅寸法（シンチ
レータアレイ１１，フォトダイオードアレイ１２の素子
の配列方向への寸法）と等しい。

【００２４】以上の治具６１は、図８に示したように各
溝部６１ａにコリメータ板２１を１枚ずつはめ込んだ状
態で、図７に示したように貫通孔６１ｂを介してコリメ
ータ装置２の支持体２２ａ，２２ｂにボルト（図示せ
ず）によって固定される。この治具６１の固定状態にお
いて、図８に二点鎖線で示すように、その両側面６１
ｃ，６１ｄを基準当たり面として、これらの基準当たり
面のそれぞれに検出器ブロック１の一側面が当接するよ
うに各検出器ブロック１を治具６１の両側に位置決め
し、その位置決め状態において、図９に断面図を示すよ
うに、検出器ブロック１をコリメータ装置２の支持体２
２ａ，２２ｂにボルト（図示せず）によって固定する。

【００２５】この検出器ブロック１の固定状態において
は、シンチレータアレイ１１並びにフォトダイオードア
レイ１２の各素子は、コリメータ板２１並びに検出器ブ
ロック１の側面を基準として、コリメータ板２１に対し
て正確に位置決めされた状態となる。

【００２６】検出器ブロック１の固定後、治具６１は取
り外される。そして、図８のように治具６１の両側面に
それぞれ検出器ブロック１を位置決めして固定した場合
には、治具６１を取り除いた部分は、その両側の検出器
ブロック１に挟まれた状態となるから、その両側の検出
器ブロック１の側面を基準として、これらの各面に別の
検出器ブロック１の両側面を当接させて位置決め・固定
する。これにより、コリメータ装置２には３つの検出器
ブロック１が連続して位置決め固定されることになり、
このような作業を繰り返すことによって、コリメータ装
置２に対して多数の検出器ブロック１が連続的に位置決
め固定することができる。

【００２７】以上の組み立て方法によれば、検出器ブロ
ック１の構造は単純なものとすることができ、しかも、
各検出器ブロック１はコリメータ装置２に対してコリメ
ータ板２１を基準として位置決めされることになり、図
１１に示した従来の構造のものに比して、各シンチレー
タ素子とコリメータ板との位置決め精度を大幅に向上さ
せることが可能となる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、コリメータ板を嵌合し
得る溝部を形成した溝プレートを、検出器ブロックの基
板に固着するとともに、その基板には、溝プレートと一
定の位置関係のもとにシンチレータアレイ並びに光電変
換アレイを固着し、溝プレートの溝部にコリメータ装置
のコリメータ板をはめ込んだ状態で、検出器ブロックと
コリメータ装置とを相互に固定・一体化するから、検出
器ブロック上のシンチレータアレイ並びに光電変換アレ
イは、実質的にコリメータ板を基準としてコリメータ装
置に固定されることになり、コリメータ支持体に位置決
め用ピンを設けるとともに、検出器ブロックの支持台に
設けた孔にそのピンを挿入することによって検出器ブロ
ックとコリメータ装置とを位置決めする構造を持つ従来
のＸ線ＣＴ用固体検出器に比して、各シンチレータ素子
と各コリメータ板との位置決め精度を大幅に向上させる
ことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成を示す縦断面図

【図２】その検出器ブロック１の分解斜視図

【図３】同じく図１におけるコリメータ装置２の要部斜
視図

【図４】本発明の他の実施の形態の構成を示す縦断面図

【図５】本発明の更に他の実施の形態の構成を示す縦断
面図

【図６】本発明を応用した固体検出器の組み立て方法に
用いられる治具の斜視図

【図７】その治具６１をコリメータ装置２に固定した状
態を、コリメータ板２１の板厚方向に沿った面で切断し
た断面図

【図８】同じく治具６１をコリメータ装置２に固定した
状態を、コリメータ板２１の表面に沿った面で切断した
断面図

【図９】図８の方法により位置決めされた検出器ブロッ
ク１のコリメータ装置２への固定状態を示す縦断面図

【図１０】Ｘ線ＣＴ装置の一般的な構成の説明図

【図１１】Ｘ線ＣＴ装置に用いられる従来の固体検出器
の構造の説明図

【符号の説明】

１検出器ブロック１０基板１１シンチレータアレイ１２フォトダイオードアレイ１３溝プレート１３ｂ溝部２コリメータ装置２１コリメータ板２２ａ，２２ｂ支持体３０主筐体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者澤田良一京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地株式会社島津製作所三条工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シンチレータアレイと光電変換アレイと
が基板上に固着されてなる検出器ブロックと、複数のコ
リメータ板が支持体に固着されてなるコリメータ装置を
備え、Ｘ線源からのファン状Ｘ線ビームを被検体に照射
して得られる透過Ｘ線が上記コリメータ装置を介して検
出器ブロックに導かれるよう構成されたＸ線ＣＴ用固体
検出器において、上記基板に、コリメータ板を嵌合し得
る溝部が所定位置に形成されてなる溝プレートが固着さ
れているとともに、上記シンチレータアレイおよび光電
変換アレイは、その溝プレートに対して一定の位置関係
で上記基板に固着され、かつ、その溝プレートの溝部に
コリメータ板が嵌合された状態で、検出器ブロックとコ
リメータ装置が相互に固定されていることを特徴とする
Ｘ線ＣＴ用固体検出器。