(57)【要約】【課題】本発明は、医療分野、獣医学分野、又は工業分野において生成されるＸ線画像の画像コントラストを向上させる散乱防止集束グリッドに関する装置、及び散乱防止集束グリッドの製造方法である。【解決手段】グリッドは、一連のモジュールユニット群を備え、これらのモジュールユニットを互いに並置して、集束撮影Ｘ線を通過させる一連の集束経路を形成する。これらのモジュールは、ポリマにより形成され、かつ少なくとも１つの側面に重金属層を有する一連の重金属集束リボン又は一連の嵌合固体弓形成形体を備える。【選択図】図１
2013545082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモジュールであって、各モジュールが放射線透過材料及び放射線吸収材料を交互に含み、隣接配置されるモジュールが当該モジュール群を組み付けて互いに並置されて集束経路群を形成するようにする、複数のモジュールと、
前記複数のモジュールの取り付け先、かつ固定先であるフレームと、
を備える、集束グリッド。
【請求項２】
請求項１記載の集束グリッドにおいて、
前記モジュール群は、互いに略同一であり、隣接するリボンから、実質的に空気のみを挟んで分離される放射線吸収重金属材料リボンを含む、集束グリッド。
【請求項３】
請求項２記載の散乱防止集束グリッドにおいて、
複数の薄い重金属リボンを支持するフレームを備え、
前記リボン群を並置して、当該リボン群により画成され、かつ当該リボン群の間に画成される空気層を通過する経路群を画成するようにし、
前記経路群は、当該経路群を通過する放射線を必ず、１本の集束線に沿って集束させ、
前記集束線は、Ｘ線源の中心を含む、集束グリッド。
【請求項４】
請求項３記載の散乱防止集束グリッドにおいて、
少なくとも２つの対向ブラケットを収容するフレームを備え、
前記対向ブラケット群はそれぞれ、複数のホルダーを備えることにより、前記重金属リボン群を、当該ブラケット群の長軸に直交する平面内で支持し、
前記重金属リボン群はそれぞれ、互いに対して傾斜して、１本の集束線に、前記フレームの表面に平行であり、かつＸ線源の中心を含む平面で集束する、集束グリッド。
【請求項５】
請求項４記載の散乱防止集束グリッドにおいて、
前記リボン群の前記平面群は、隣接スリット群に分岐する平面について、前記集束線から一定の角度を表わすように配列される、集束グリッド。
【請求項６】
請求項５記載の散乱防止集束グリッドにおいて、
前記リボン群の間隔に対する前記リボン群の深さの比は、３：１〜２０：１の範囲である、集束グリッド。
【請求項７】
請求項２記載の散乱防止集束グリッドにおいて、
前記薄い重金属リボン群は、幅を持つ鉛、ビスマス、タングステン、タンタル、又はこれらの金属の合金により形成され、１０ミクロン〜１０００ミクロンの厚さを有する、集束グリッド。
【請求項８】
請求項６記載の散乱防止集束グリッドにおいて、
前記リボン群は、グリッド集合のすべてのリボンが等しい長さとなるような同じ長さであり、引張力で保持されて、前記焦点に至るこれらのリボンの直線性、及び前記焦点へのこれらのリボンの配向性を保持する、集束グリッド。
【請求項９】
請求項３記載の集束グリッドにおいて、
１つのフレームを備え、前記フレームに、２つの交差配列リボン集合を取り付けて、交差直線形集束グリッドを形成し、
両方のリボン集合は、同一平面にある集束線群を有して、これらの集束線がＸ線源の位置に集束するように配列される、集束グリッド。
【請求項１０】
請求項２記載の集束グリッドにおいて、
前記リボン群の間の前記間隔は、０．２ｍｍ〜１ｃｍである、集束グリッド。
【請求項１１】
請求項１記載の集束グリッドにおいて、
前記モジュール群は、少なくとも１つの弓形表面に沿って重金属層で被覆される弓形成形ポリマ材料により形成され、
前記モジュール群はそれぞれ、互いに略同一であるので、複数のモジュールが嵌合して合体すると、Ｘ放射線が通過する集束経路群を有する球殻断面を形成する、集束グリッド。
【請求項１２】
請求項１１記載の集束グリッドにおいて、
前記複数のモジュールを組み付けて、隣接配置されるモジュール群が互いに嵌合することにより、前記集束経路群を形成する、集束グリッド。
【請求項１３】
請求項１３記載の集束グリッドにおいて、
前記モジュール群の各モジュールは、一対の側面を有し、少なくとも一方の側面は、別のこのようなモジュールの側面と嵌合するように適合させた凹凸を有する、集束グリッド。
【請求項１４】
請求項１３記載の集束グリッドにおいて、
前記少なくとも一方の嵌合面は、Ｖ字形溝により形成される波形面を備える、集束グリッド。
【請求項１５】
請求項１１記載の集束グリッドにおいて、
前記重金属は、鉛、ビスマス、タングステン、又はこれらの金属の合金である、集束グリッド。
【請求項１６】
請求項１５記載の集束グリッドにおいて、
前記重金属合金は、ビスマス及び鉛、ストロンチウム、カドミウム及びインジウムを混ぜ合わせた低融点合金である、集束グリッド。
【請求項１７】
請求項１１記載の集束グリッドにおいて、
前記ポリマ材料は、放射線を殆ど透過する材料であり、低原子番号の元素である水素、炭素、酸素、又は窒素によって主として構成され、かつ１．２グラム／立方センチメートル未満の密度を有する剛性ポリマである、集束グリッド。
【請求項１８】
請求項１７記載の集束グリッドにおいて、
前記剛性ポリマは、ＡＢＳ、ウレタン、アクリル、又はポリカーボネートから選択される、集束グリッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は概して、Ｘ線撮影を含む放射線撮影に使用されるグリッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]医療Ｘ線撮影分野及び工業用Ｘ線撮影分野では、電磁放射線ビームを被検体（又は、人体の一部）に誘導して、放射線が被検体を通過することにより、電磁放射線ビームを用いない場合には接近することが困難な又は人体又は他の被検体を、切除することなく直接観察することが困難な当該被検体の内部の画像を取得する方法を用いる。普通、撮影目的に使用される電磁放射線はＸ線であり、当該Ｘ線は、Ｘ線が撮影対象の被検体内を伝搬するときに散乱され易い。
【０００３】
[0003]散乱Ｘ線は、被検体の画像の劣化に、更に具体的には、画像コントラストの低下に影響する。被検体内を伝搬し、かつ散乱されないＸ線は、一次透過Ｘ線（ｐｒｉｍａｒｙ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ）と表記され、画像にとって最も有用な情報に影響するのがこれらの透過Ｘ線である。被検体内を通過する種々の非散乱Ｘ線は、被検体内の物質の量及び組成が異なることにより、異なる大きさで減衰する。被検体内を通過する直線経路に沿ったＸ線減衰量の差によって、受像器によって記録される画像情報を構成する強度パターンが生成される。
【０００４】
[0004]受像器は、Ｘ線感光材料層又はＸ線電子写真感光媒体層を有するスクリーンとすることができる。受像器により結果的に得られる画像は、受像器によって検出される一次透過Ｘ線の強度の差に基づいて生成される。画像品質を向上させるために、一次透過Ｘ線、及び体内を伝搬した後に受像器に到達するすべての散乱Ｘ線がまず、これらのＸ線が受像器に到達することができる前に、グリッドを通過するようにする。
【０００５】
[0005]定量的に表現すると、ＳＦを、体内を透過する全放射線のうちの散乱部分とした場合に、散乱Ｘ線によって画像コントラストが、（１−ＳＦ）に略等しい倍数だけ小さくなることを理解されたい。散乱部分ＳＦは次式の通りに定義される：
【数１】
2013545082.tif 000003
式中、Ｓ及びＰはそれぞれ、受像器に入射する散乱放射線の強度、及び一次放射線の強度である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]本発明は、医療分野、獣医学分野、又は工業分野において生成されるＸ線画像の画像コントラストを向上させる散乱防止集束グリッドに関する装置、及び散乱防止集束グリッドの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]使用状態では、グリッドは、散乱Ｘ線を出来る限り吸収し、一次Ｘ線を出来る限り透過させることにより、画像コントラストの低下を抑制するように構成される。この点に関するグリッドの性能は、コントラスト改善度（Ｃｏｎｔｒａｓｔ  Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  Ｆａｃｔｏｒ：ＣＩＦ）により与えられる：
【数２】
2013545082.tif 000004
式中、Ｃｇ及びＣ０は、グリッド有りの場合、及びグリッド無しの場合の画像コントラストであり、Ｔｓ及びＴｐは、それぞれグリッドによる散乱放射線の透過率、及び一次放射線の透過率である。設計検討によれば、コントラストの改善は、Ｔｐを大きくし、そしてＴｓを小さくすることにより達成することができる。本発明の設計では、Ｔｓを小さくしようとし、多くの場合、Ｔｐを更に大きくする。
【０００８】
[0008]本発明によれば、グリッドは、Ｘ線及びそれよりも大きいエネルギを持つ放射線を殆ど透過させる複数の経路と、このような大きいエネルギを持つ放射線を吸収することができる材料により形成される一連の壁と、を備え、これらの壁は、これらの経路を画成して、これらの経路を通過する放射線が必ず、離れた１つの直線又は１点に集束するように配置され、かつ位置合わせされる。これらの壁は、グリッドに放射線集束点を通って入射し、かつ集束放射線と交差する方向に伝搬するすべての放射線を吸収する。これらの放射線吸収壁は、輪郭が略矩形のフレームによって支持されることが好ましい。１つの好適な実施形態では、当該フレーム及び当該フレームに収容される当該グリッドは、球の一部を形成する、すなわち球面の一部を形成する。当該グリッドのうちのＸ線源、及び撮影対象の被検体と対向する方の表面は、Ｒの半径を有することになり、反対側の表面は、Ｒ＋Ｌの半径、すなわち（Ｒ＋これらの壁の高さ）の半径を有することになる。受像器に到達する放射線の量Ｔを多くするために、当該グリッドを、これらの壁を波形にすることにより効果的に長くすることができる。
【０００９】
[0009]本発明の集束グリッドの別の好適な実施形態は、縁取りフレームを備え、当該縁取りフレームは、少なくとも一対の対向辺部材を備え、各辺部材は、グリッド壁を構成する材料からなるリボンを支持し、かつ位置決めする。例えば、各辺部材には、複数のスロット又は他の開口部を設け、これらのスロット又は開口部は、これらの経路を画成する壁群を構成する材料を各端部に正しく位置合わせして好適に保持するように離間させ、配置される。これらのスロットをこのように互いに対して配置して、これらのスロットに保持される壁材料が、グリッドの一方の面で交わる放射線が必ず、グリッドの反対側の表面を超えた位置で焦点に集束する、又は１つの直線に集束するような構成となるようにする。
【００１０】
[0010]好適には、グリッドは、一連の相互接続及び嵌合モジュールにより形成され、各モジュールは、他のモジュール群と略同一である。１つのこのような実施形態では、各モジュールは基本的に、放射線吸収重金属材料からなるリボン又はプレートであり、当該リボン又はプレートは、フレームに保持されて、互いに対して、かつ放射線源及び撮影装置に対してこれらのモジュールが並置される状態を維持するようにする。別のこのような実施形態では、放射線吸収重金属材料からなるリボン又はプレートは、放射線透過材料により形成される適切な形状の支持体の１つの側面に固く固定され、当該放射線透過材料は、これもまた適切なフレームに上記のように保持されることが好ましい。
【００１１】
[0011]各好適な実施形態では、放射線を殆ど透過する材料が、放射線吸収壁群の間に延び、かつ放射線吸収壁群により画成され、当該放射線透過性材料は、最も好ましくは、空気、Ｘ線を最も透過する材料のみとする、又は主として空気、Ｘ線を最も透過する材料とする。別の構成として、更に別の構造支持体を提供し、剛性を放射線吸収壁に付与する手段として、直ぐ傍の隣接する少なくとも一対の画成壁の間を延在し、かつ少なくとも一対の画成壁に取り付けられるのが固体支持体材料であり、この固体支持体材料も、炭化水素ポリマ又はカルボキシル化炭化水素ポリマのように、Ｘ線を殆ど透過し、ポリマがこれらの壁の間の経路を完全に充填するために十分厚い場合、ポリマを発泡させて、放射線透過率を更に高くすることが更に好ましい。グリッド構造は、主として空気をこれらの経路内に収容して、グリッドを通過する一次放射線（Ｔｐ）の透過率が最大となって、患者に許容される放射線線量が、従来のアルミニウム支持グリッド又はスチール支持グリッドよりも低くなるようにすることが最も好ましい。
【００１２】
[0012]これらの経路を画成するＸ線吸収重金属壁の厚さ、及びこれらの経路の深さ（及び、従ってこれらの壁の長さＬ）を変化させて、一次Ｘ線透過率を最適化し、所定の放射エネルギを持つ散乱放射線の透過率を低くする、又はゼロにすることができる。
【００１３】
[0013]本発明の１つの好適な方法は、好適なグリッドフレームを、例えばアルミニウム又はスチール、或いは高強度ポリマを鋳込み固化させる、又は成形することによりフレーム辺部を成形することにより形成する工程を含む。フレームの１つの好適な実施形態を形成する方法では、アルミニウムフレーム辺部又はスチールフレーム辺部、或いは剛性ポリマフレーム辺部を精密機械加工し、一連の位置合わせスリットをフレームの対向辺部に形成する。対向フレーム辺部に沿った複数対の対向スリット群の中心線を含む平面群は、図１に示すように、Ｘ線管焦点の水平面に達する１つの直線に集束するように位置合わせされ、かつ並置される。
【００１４】
[0014]フレームの対向辺部にあるこれらのスリットは、正確に位置合わせされて、対向辺部にあるこれらのスリットが、これらのスロットが形成されるフレームのこれらの辺部と直角な同一平面にあるようにする。これらの壁は、対向スリット群により引張力でフレームを横切って密着保持される薄い重金属箔リボン群により形成することができる。１つの実施形態は、基本的には従来の直線グリッドであり、この場合、これらの金属箔リボンが、フレームの１つの辺から他方の辺に延びる平面群を形成する。この実施形態では、すべてのリボンが形成する平面群が、１つの直線にＸ線焦点を通過するように集束する。第２の関連実施形態は、第２の類似フレームが第１のフレームの上に配置され、かつスリット群及びリボン群が第１層のスリット群及びリボン群と直交する構成を除いて、第１の実施形態に基づいている。この構造によって、交差直線グリッドなるものが効果的に得られ、これによって、撮像面に衝突する散乱放射線を一層減少させ、画像を更に改善することができる。グリッド比は、直径に対する経路深さの比であり、通常、５：１〜１６：１である。
【００１５】
[0015]本発明の別の実施形態は、散乱防止集束グリッドを改善することができ、この散乱防止集束グリッドは、複数の略同一の弓形嵌合モジュールを備え、これらの弓形嵌合モジュールは好ましくは、放射線透過性固体支持材料層及び放射線吸収材料層を交互に含む。好適には、各モジュールは、炭化水素ポリマのような、放射線を殆ど透過する固体材料により作製され、比較的薄い放射線吸収材料層により形成される少なくとも１つの嵌合面を有する。これらのモジュールを組み付けて、グリッドを、好適には複数の集束経路を形成し、各集束経路は、放射線吸収材料によって区切られ、このような経路群のすべては、組み付けモジュール群から特定の距離に位置するように設定される空間中の同じ点に集束する。組み付けモジュール群は、適切な形状のフレームに取り付けられて、本発明の集束グリッドを形成することが好ましい。１つの好適な実施形態では、これらのモジュールは、皺を発生させて波形とし、これらの皺は、集束放射線の方向と直交する平面内で発生させ、グリッドの実効長を、比較的小型のフレーム内で伸ばすように作用することにより、より多量の一次放射線を通過させて受像器に到達させることができる。
【００１６】
[0016]第３の実施形態では、本発明の集束グリッドは、複数の略同一の弓形嵌合モジュールを備え、これらの弓形嵌合モジュールは好ましくは、放射線透過性固体支持材料層及び放射線吸収材料層を交互に含む。好適には、各モジュールは、球の一部の形状に作製され、更に、幅方向に皺を発生させて、連続波形又はノコギリ波形とすることができる。これらのモジュールを組み付けて、Ｘ線を殆ど透過する複数の集束経路を有するグリッドを形成し、各集束経路は、当該放射線吸収材料層によって区切られ、このような経路群のすべては、既に述べたように集束する。組み付けモジュール群は、適切な形状のフレームに取り付けられて、本発明のこの実施形態の集束グリッドを形成することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】撮影対象の被検体と受像器との間に配置される本発明の集束グリッドの概略側面図を示している[0017]。
【図２】Ｘ線源に対する本発明の集束グリッド、及び当該グリッドの並置状態の好適な例の側面図を示している[0018]。
【図２Ａ】図２に示す本発明の集束グリッドのフレームの一部の分解図を示している[0019]。
【図３Ａ】図２及び図２Ａのグリッドの壁を形成する重金属箔リボンの側面図を示している[0020]。
【図３Ｂ】図３Ａの重金属箔リボンの側面図を示しており、箔の両端部を折り返してループにしている[0021]。
【図３Ｃ】図３Ｂの重金属箔リボンの上面図（Ｘ線源の方向から見た）を示している[0022]。
【図４】図３Ｂの複数の重金属箔リボンを保持する図２に示すフレームの一部の上面図（Ｘ線源の方向から見た）を示しており、これらのリボンは、図２Ａに示すスリット群内に保持される[0023]。
【図４Ａ】図３Ｂの重金属箔リボンを保持する図４に示すフレームの側面図を示しており、リボンは、図２Ａに示すスリット群内に保持される[0024]。
【図５】図３Ｂの複数の重金属箔リボンを保持する図４に示す調整可能フレームの一部の上面図（Ｘ線源の方向から見た）を示しており、これらのリボンは、図２Ａに示すスリット群内に保持される[0025]。
【図６】図５に示す完成調整可能フレームの上面図（Ｘ線源の方向から見た）を示している[0026]。
【図７】図６に示す一対の完成調整可能フレームの上面図（Ｘ線源の方向から見た）を示しており、これらのフレームは互いに直交するように近接配置されて、正方形グリッドを形成している[0027]。
【図８】グリッドの側壁群を形成するリボンを更に改善した実施形態を形成するシステムの側面図であり、重金属リボンを強化テープで包み込んでいる[0028]。
【図９】図８のテープで包み込んだリボンの側面図を示している[0029]。
【図９Ａ】図９の重金属箔リボンの上面図（Ｘ線源の方向から見た）を示しており、両端部はフレームスリット群に、圧着金属ループでリボンの両端部を保持することにより保持される[0030]。
【図１０】リボン群に作用する引張力を調整する１つの引張ばねシステムを示している[0031]。
【図１１】撮影対象の被検体と受像器との間に配置される本発明の集束グリッドの概略図を示している[0032]。
【図１２】本発明の集束グリッドの球殻部の好適な例の斜視図を示している[0033]。
【図１３】図１２の分解図を示している[0034]。
【図１４】図１２及び図１３に示す球殻部の好適な例のモジュール群のうちの１つのモジュールの斜視図を示している[0035]。
【図１４Ａ】図１２及び図１３に示す球殻部の好適な例のモジュール群のうちの１つのモジュールの別の実施形態の斜視図を示している[0036]。
【図１４Ｂ】図１２及び図１３に示す球殻部の好適な例のモジュール群のうちの１つのモジュールの別の実施形態の斜視図を示している[0037]。
【図１４Ｃ】図１４Ａの実施形態の端面図を示している[0038]。
【図１５】図１２の球殻部のモジュール群のうちの２つのモジュールの上面図を示している[0039]。
【図１６】図１２の球殻部を取り付けることができる取り付け先のフレームを示している[0040]。
【図１７】図１２の球殻部のモジュールを図１６のフレームに接続する様子を表わす拡大図を示している[0041]。
【図１８】本発明の集束グリッドの１つの完成形の好適な実施形態を示しており、図１２の好適な球殻部が図１６のフレームに取り付けられる[0042]。
【図１９】射出成形法により好適な弓形モジュール群を形成するプロセスにおいて使用することができる２つの型枠の例を示している[0043]。
【図２０】図１９の正面図である[0044]。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
[0045]本発明の好適な実施形態は、経路の散乱放射線吸収壁が単層の重金属箔層として形成され、この重金属箔層がフレームに、支持フレームの対向周縁に密着保持される構成の集束グリッドであって、空気を中間物質とする集束グリッドを提供する。リボン壁群をフレームで保持して、散乱防止グリッドの平面に平行なＸ線源の平面内の直線に集束するように位置合わせする。好適な実施形態では、当該フレームの剛性は非常に高く、当該フレームは、複数のテープ又は箔リボンを正しく位置合わせしてスリット群内に保持することができ、これらのスリットは、箔テープ又はリボンを支持するように位置合わせされ、そして並置される。
【００１９】
[0046]上に説明した本発明の集束グリッドは、散乱防止グリッドとして使用することにより、例えば医療Ｘ線撮影分野及び／又は工業用Ｘ線撮影分野において有用なＸ線撮影を行なうことができる。図１を参照すると、Ｘ線は線源（１０）から誘導されて、被検体１２内を通過して下方の受像器１４に到達する。被検体内又は患者内を通過する際、Ｘ線の或る部分は散乱２０されることにより、記録画像のコントラストが低下する。本発明のグリッド（１６）を被検体又は患者（１２）と受像器（１４）との間に配置する。グリッドは、一次撮影Ｘ線の通過を許容しながら、出来る限り多くの量の散乱放射線を吸収するように設計される。
【００２０】
[0047]Ｘ線撮影のために使用されるＸ線は普通、１０ｋｅＶ〜１ＭｅＶの範囲の光子エネルギを持つ電磁放射線を含む。説明を分かり易くするために、放射線ビームは以後、記載される範囲のＸ線ビームとして記載される。しかしながら、本発明の請求された集束グリッドのこれらの実施形態のすべては、上に説明した範囲から外れる光子エネルギを持つ電磁放射線を利用して記載の通りに動作させることができ、又は機能することができ、この場合、経路群の境界又は壁は、発生する可能性のあるこのような散乱電磁放射線を吸収することができる材料から作製される。
【００２１】
[0048]図１についての説明を続けると、均一なＸ線ビーム１８は、被検体１２の体表に向かって誘導され、被検体１２内を伝搬して、被検体１２の反対側表面から現われる。被検体１２内を通る直線経路に沿ったＸ線減衰量の差によって、Ｘ線強度パターンが生成され、このＸ線強度パターンは、受像器１４により記録される画像情報を構成する。受像器１４は、写真用フィルム又は任意のＸ線感光材料層又はＸ線電子写真感光媒体層に接続される増感スクリーンのような装置とすることができ、当該装置は、１つ以上の工程を経て、Ｘ線強度パターンを可視画像又は可視形式に変換する。
【００２２】
[0049]Ｘ線１８が被検体１２内を通過すると、これらのＸ線は、散乱及び吸収が起こることにより減衰する。被検体１４内を通過してきたＸ線は、「集束Ｘ線（ｆｏｃｕｓｅｄ  ｘ−ｒａｙｓ：これらの集束Ｘ線もグリッド１６を、本明細書において説明される集束経路に従って通過することを意味する）」であり、「一次Ｘ線（ｐｒｉｍａｒｙ  ｘ−ｒａｙｓ）」とも表記され、一次Ｘ線は、画像の形成に寄与する。すなわち、非散乱集束ビーム−−−被検体１２内を真っ直ぐに通過してきている−−−は殆どが、本発明の集束グリッド１６の経路を通過することになる。放射Ｘ線を含み、かつ集束経路に沿って伝搬しないで撮影対象の被検体から出て行く放射線は、「散乱される（ｓｃａｔｔｅｒｅｄ）」と表記され、散乱放射線は、経路境界を画成する金属層群（又は、放射線吸収層群）のうちの１つの金属層と交差することになり、これらの経路境界は、散乱放射線を、境界の組成及び厚さ、及び放射線のエネルギによって異なる度合いで吸収するように設計される。これらの箔の平面に入射する幾つかの集束Ｘ線は、これらの箔により吸収されて、これらの箔の影像が、結果として得られる画像に生じ易いことに注目する必要がある。グリッドシステムに、グリッドをＸ線照射中に移動させる機構を設けて、これらの箔の画像を、無くならないまでも、動きによるピンボケによって、一次画像の解像度を大幅に低下させることなくぼやけさせる。
【００２３】
[0050]放射線吸収経路境界は、構成元素群、すなわち当該境界の構成元素群の異なる原子番号を変えることにより、又は吸収層の厚さ、又は密度を変えることにより、所望の状態、又は好適な状態となって、特定範囲の光子エネルギを持つＸ線の吸収度に更に良好に適合するように設計することができる。例えば、マンモグラフィにおけるような低エネルギＸ線を用いる用途では、吸収層は、数十ミクロンに過ぎない厚さとすることができ、２９という低い原子番号の元素群を含むことができる。一般的な医療Ｘ線撮影のような更に大きいエネルギを必要とする用途では、より厚い吸収層を用いることができ、当該吸収層は、鉛、ビスマス、タングステン、又はタンタルのような６５超の原子番号の重金属元素により形成されることが好ましい。
【００２４】
[0051]Ｘ線透過材料（空気、又は炭化水素ポリマ、もしくは窒素原子又は酸素原子を含むこともできる他の低分子量ポリマのような）とは、材料内に進入する直前のビームの測定可能な強度が、材料から出て行った直後のビームの測定可能な強度に略等しくなるように、Ｘ線ビームが材料内を伝搬する場合の当該材料である。それとは異なり、Ｘ線吸収材料は、このような材料から出て行くＸ線の量が、このような材料に入射したＸ線の強度と比較して、大幅に少なくなるように作用する。撮影対象の被検体内を通過し、そして散乱される、すなわち集束グリッドの経路を通る集束経路に沿って伝搬しないＸ線は交差するが、集束経路のＸ線吸収壁境界に衝突するので、これらの壁に吸収される。
【００２５】
[0052]金属製リボン群は、必ずしも単一元素金属である必要はないが、結合剤（例えば、ポリマ）と混合して粉末材料とすることにより、微粉末の形態の比較的高濃度の重金属を結合させる、又は２８よりも大きい原子番号の元素を主として含有する化合物として結合させる、又は合金として結合させることができる。散乱防止グリッドが使用される用途によって異なるが、比較的高濃度の重金属は、４０重量％〜９８重量％の範囲とすることができる。これらの経路境界は、或る程度の引張力を受ける箔により形成されるので、鉛又はビスマス、或いはこれらの金属の合金のような幾つかの種類の所望の高い放射線吸収度を有する重金属は、例えば繊維又はコーティング（例えば、マイラー）を追加することによる補強を行なって、十分な引張強度を金属製リボンに付与する必要がある。この処理では、ガラス繊維強化鉛箔を使用するか、又は編み織りした薄い高引張強度ガラス繊維材料、ナイロン繊維材料、ポリエステル繊維材料、又は他の繊維材料で覆われた鉛箔を使用することができる。別の構成として、薄テープを重金属リボンに固着させることができ、薄テープは、例えばマイラー又はカプトン、すなわち酸素又は窒素をそれぞれ含有する２種類の市販のポリマ材料により形成される。図１を参照して既に説明したように、本発明の集束グリッドは複数の集束経路を有し、これらの集束経路によって、被検体１２内を通過してきた非散乱一次Ｘ線ビームを受像器１４に到達させることができるので、鮮明な集束画像を形成することができる。
【００２６】
[0053]本発明の集束グリッドのリボンの実施形態の種々の部分を図２〜図１０に、異なる図として描くことにより、本発明のリボンの実施形態の説明を分かり易くしている。本出願において使用されるこれらの図面は必ずしも寸法通りではないが、これらの図面は、本発明の種々の特徴及び態様を明瞭に描くために提示される。次に、図２を参照すると、金属箔群を支持し、保持し、そして位置合わせするためのスリット群を備えるフレームの基本コンセプトが示されている。図２では、スリット群２８は、開放フレームの２つの対向辺２４の周縁に沿って形成され、Ｘ線源２２に至る直線経路２６群に沿って位置合わせされる平面群にあり、フレーム２４の各辺の側面の全長に亘って延設される。重金属箔リボン３０は、フレーム２４の対向辺の一対の狭幅スリット群２８の間で延伸して、これらのスリットの間を延在する位置合わせ平面内に位置するようになる。
【００２７】
[0054]次に、図３Ａ〜図３Ｃを参照すると、箔リボン群の詳細が図示されている。これらの箔は、適正な引張強度を有し、かつタングステン、タンタル、又はこれらの金属の合金のような高原子番号を有する適切な材料により形成され、所望の厚さの箔群に形成され、切断されて高さ「ｄ」及び十分な長さ３２のリボン群とすることにより、図３Ａの対向スリット群を含む開放フレームの対向辺の間の距離を延在するようになる。十分なリボンの長さ部分を切り出して、両端部を折り返すことにより、図３Ｂの側面図、及び図３Ｃの端面図に示す三角形断面３４を有するループとすることができる。折り返し部３４を箔リボン群３０の両端部に設ける目的は、リボンが、ブラケットスリット群２８が引張力を受けることにより引っ張られる現象を防止するためである。リボン群３０の両端部の折り返し部の形状は、リボンが引張力を受けたままの状態のときに、箔がブラケットスリットの中心線に、従ってＸ線管に正確に位置合わせされる状態を維持するように設計される。
【００２８】
[0055]次に、図４及び図４Ａを参照すると、両端部３４を折り返した状態の箔リボン３０は、フレーム２４の対向辺に取り付けられるブラケット群４４の対応する対向スリット群に挿入される。図から分かるように、両端部の折り返しループ群は大き過ぎて、スリット群２８に嵌め込むことができないので、フレームが、引張力がこれらのリボンに加わるようなサイズに形成されている場合に、リボンがブラケットから抜けてしまう現象を防止する。図５の好適な実施形態を参照すると、箔リボン群は、第２可動ブラケット５６を外側に向かって調整することによりリボン群を、フレームを横切る方向に引っ張ることができる状態で、固定ブラケット２４と周辺フレームとの間に保持されて、これらのリボンが確実に、所望の集束平面に位置合わせされる。
【００２９】
[0056]１つの実施形態では、これらのスリットを、グリッドフレーム（図６）の２つの辺にのみ設けて、従来の直線グリッドにおけるような狭幅の集束経路群を形成する。この実施形態では、箔リボン群６０は、固定ブラケット６２と、フレームの対向辺にある調整可能な可動ブラケット５６との間で引っ張られる。図４に戻って参照するに、この構造の重要な点は、リボン群５２の両端部におけるこれらの折り返し部の形状によって確実に、引張力を受けると、箔がブラケットスリットの中心線に、従ってＸ線源焦点に正確に位置合わせされることである。
【００３０】
[0057]この実施形態では、散乱線除去能は、本発明に従って、主として空気が金属リボン群の間の経路に満たされることによって確実に、一次放射線の伝搬が殆ど阻止されることがなく、従って極めて良好に行なわれることを除き、同じグリッド比、経路壁の同じ金属厚さ、及び組成を持つように従来方法で形成される直線グリッドと同様である。
【００３１】
[0058]図７に示す第２の実施形態では、２組の対向固定ブラケット４２及び調整可能ブラケット５６を設け、一方の組が他方の組の上方に２層になって配置されて、事実上、クロスハッチパターンが形成される。この実施形態では、両方の組のブラケットの取り付け先の単層の周辺フレームを用いることにより、２組のブラケットは、直角に位置合わせされた状態で、Ｘ線焦点の位置に対してロックされる。この実施形態の利点は、散乱線除去能が、従来の直線グリッド、又は第１の実施形態の利点と比較して大幅に向上するが、その理由は、第１層のグリッドリボン群に平行な平面に斜めに放射される散乱が、第２層の直交する方向に延設されるリボン群によって除去されるからである。
【００３２】
[0059]両方の実施形態では、結果として得られるグリッドは好ましくは、上面及び下面の両方が、薄いマイラーポリエステルシートで被覆されて、影像を生じさせる虞のある埃のような異物が開放経路空間に侵入するのを防止する。マイラーフィルムは、Ｘ線を殆ど透過する。
【００３３】
[0060]コストを下げることができる可能性のある別の実施形態では、箔リボン群は、鉛箔又はビスマス箔により形成され、場合によっては、錫、アンチモンインジウム、又はアンチモンカドミウムを更に含有するように混合して得られる合金の箔により形成される。これらの事例のうちの少なくとも幾つかの事例では、結果として得られる箔は、引張力が加わっている状態でフレーム２４に保持されるために十分な引張強度を持たず、例えば、箔の一方の表面、又は両方の表面に設けられるような、マイラーテープ薄層又はカプトンテープ薄層で補強する必要がある。このようなテープに使用されるマイラーフィルム又はカプトンフィルムは普通、約１ミルの厚さである。別の構成として、同じ厚さの単層のスチール補強リボン（ｓｔｅｅｌ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ  ｒｉｂｂｏｎ）を使用することができる。
【００３４】
[0061]この補強箔を組み付ける好適なプロセスを図８に示し、この場合、２本のロールに巻いたマイラーテープ又はカプトンテープ７０を、鉛箔又は他の重金属箔、或いは合金箔７２の両側主面に固着させ、次に圧縮／計測ローラ７４に送り込み、次に巻き取りリール７６で巻き取る。同様のプロセスは、適切な重金属からなるポリマ担持金属粉末により構成されるテープに適用することができる。
【００３５】
[0062]補強された鉛箔又は合金箔を用いる実施形態では、リボン群の両端を折り返して同様のストップを形成することによりリボンを所定の位置に固定し、当該リボンをブラケットスリットの中心線に位置合わせすることはできない。次に、図９を参照すると、補強された箔リボン群８０は、フレームを横切るために必要なだけの正確な長さに切り出され、かつスチールクリップ、真ちゅうクリップ、又は他の適切な金属クリップを三角形の断面８２に成形し、補強されたリボンの両端に覆い被さるように圧着する。このようにして、圧着金属クリップ８２は、補強された箔リボン群に同様の終端を形成して、ブラケットスリット群の位置を固定し、箔をスリット周縁に一致させる。
【００３６】
[0063]この実施形態の１つの例では、グリッドを作製して、最大４３ｃｍ×４３ｃｍのサイズを有する受像器に向かう散乱放射線を低減し、この場合、受像器１４に放射するＸ線源１０の焦点は、１００ｃｍの距離に位置する。グリッドリボン群は、１０ｍｍの高さ（「Ｌ」）、及び１００ミクロンの厚さのタングステン箔により作製され、切り出されて４４ｃｍの長さとなる。各端部における４ｍｍの長さ部分を折り返して三角形のストップ３４を形成する。ブラケット群４４は、スリット群２８をワイヤー放電加工（ワイヤーＥＤＭ）又はレーザカットによって切断形成して、これらのスリットが１５０ミクロンのスリット幅となるように作製される。スリット群２８をブラケット群に沿って、Ｘ線焦点を通る中心平面群のなす角度が０．０５７３度となるように離間させ、１０．５ｍｍの深さとする。ブラケット群は、厚さが３ｍｍのＬ字形断面、及び１１ｍｍのウェブ径を有する傾斜スチール梁により作製することができる。グリッドフレームは、内側開口面積が４５ｃｍ×４５ｃｍ、厚さが３ｍｍ、深さが１５ｍｍである軟鋼合金により作製される。重金属リボン群は好適には、約１ｍｍの距離だけ離間するように配置する必要がある。
【００３７】
[0064]可動フレームブラケット５６を調整する引張機構の１つの実施形態は、図１０に示すように、可動ブラケット５６の両方の端部に設けられるのが好ましい。当該引張機構は、調整可能なリボンブラケットの各端部に位置するＭ６ボルト９６、コイルばね１００を用いて作製される。グリッドフレームの上面及び下面を、引張力で保持される２５ミクロンのマイラーシートで被覆することにより、画像アーチファクトを生じる虞のある異物がリボン群の間の空間に侵入するのを防止する。
【００３８】
[0065]この実施形態の別の好適な例では、第１例の外周グリッドフレームの深さを深くして、第２層を収容するようにし、第２層は、スリット間角度がＸ線管焦点に対して０．０５７９度に増えることを除いて、第１層における組のブラケット群及びリボン群と略同様の第２組のブラケット群及びリボン群を含む。
【００３９】
[0066]本発明の更に別の実施形態では、改良型散乱防止集束グリッドを製造する装置及び方法が提供される。本発明の集束グリッドのこの実施形態は、複数の略同一の弓形波形嵌合モジュールを備え、これらの嵌合モジュールは好適には、放射線を殆ど透過する透過性固体支持材料層、及び放射線を殆ど吸収する材料層を交互に重ねた状態で含む。好適には、各モジュールは、相対的に薄い放射線吸収材料層で被覆される放射線透過性支持材料により作製される。これらのモジュールを組み付けて、支持材料及び吸収材料を交互に重ねることにより、複数のこのような集束経路を有するグリッドを形成し、各集束経路は、放射線吸収材料により区切られ、このような経路群のすべては、組み付けモジュール群から特定の距離に位置するように設定される空間中の同じ点に集束する。組み付けモジュール群は、適切な形状に形成されるフレームに取り付けられて、本発明の弓形集束グリッドを形成することが好ましい。
【００４０】
[0067]本発明の別の方法は、例えば射出成形により、又は他の熱成形法により、放射線を殆ど透過する材料により形成される複数の略同一の嵌合モジュールを成形する工程と、放射線吸収材料層を、嵌合モジュール群の各嵌合モジュールに塗布する工程と、を含む。次に、これらのモジュールを、嵌め合わせて複数のモジュールの組付体とすることにより、集束経路群を形成し、集束経路群の組付体をフレームに取り付けて、本発明の集束グリッドを形成する。
【００４１】
[0068]本発明の１つの好適な実施形態では、複数の嵌合モジュールを備える集束グリッドが提供され、各モジュールは、放射線吸収材料層で被覆される少なくとも１つの嵌合側面を有し、各モジュールは、放射線透過材料により作製される。これらのモジュールを組み付けて、Ｘ線を通過させる複数の集束経路を有するグリッドを形成し、このような各経路は、放射線透過材料を収容し、かつ放射線吸収材料により区切られ、このような各経路は、空間中の同じ点に集束し、前記点は、組み付けモジュール群から特定の距離に位置する。これらの組み付けモジュールを適切な形状に形成されるフレームに取り付けて、本発明の集束グリッドを形成する。
【００４２】
[0069]１つの好適な実施形態では、集束グリッドの形状は、正方形を特定の半径Ｒを有する球の表面に投影することにより得られる。結果として得られる構造は、半径Ｒを有する主内径面（ｍａｉｎ  ｉｎｎｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅ）と、半径Ｒ’を有する主外径面（ｍａｉｎ  ｏｕｔｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅ）と、第１端部及び第２端部と、を備える球殻部（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  ｓｅｇｍｅｎｔ：すなわち、球面の一部）である。球殻部は更に、外側側面群を有する。
【００４３】
[0070]球殻部は、放射線透過材料により作製される複数の略同一の弓形モジュールにより形成されるのが好ましく、各モジュールは外径Ｒ’を有する。各モジュールは、溝（又は、波形表面）のような嵌合構造を有する嵌合対向側面と、弓形上面と、弓形下面と、第１端部及び第２端部と、を備える。更に、好適には、各弓形モジュールに対応して、これらの嵌合側面（例えば、溝側面又は波形側面）のうちの少なくとも１つの嵌合側面は、当該嵌合側面に固着する重金属フィルム又は重金属コーティングのような放射線吸収材料層を有する。
【００４４】
[0071]弓形モジュール群の組付体は、隣接配置される弓形モジュール群を有し、これらの弓形モジュールは互いに、これらの弓形モジュールの嵌合側面を介して嵌合することにより、経路群を放射線吸収金属被覆側面群の間に形成するので、例えば放射Ｘ線を誘導する通路を設けることができる。隣接配置される弓形モジュール群は更に、互いに固着させることができる。このような各経路は、放射線透過材料を並べることにより画成される構造（すなわち、弓形モジュール）を有し、当該放射線透過材料では、当該放射線透過材料の溝側面群のうちの一方の溝側面を放射線吸収層（例えば、金属層）で被覆し、かつ当該放射線透過材料の反対側の溝側面を、隣接配置される弓形モジュールの被覆（金属層のような放射線吸収材料で被覆される）溝側面と嵌合させる、又は係合させることにより、当該放射線透過材料が放射線吸収材料（すなわち、金属側面群）によって区切られるようにする。
【００４５】
[0072]これらの経路の各経路は、少なくとも１つの集束軸を有し、この場合、各集束軸は、グリッドの内径面から特定の距離にある空間中の１点を始点として、球殻部の内径面上の１点にまで延び、放射線透過材料（例えば、弓形モジュール）を通過して球殻部の外径面上の１点にまで、経路境界群を画成する放射線吸収材料層で被覆される表面群のいずれの表面とも交差することなく延びる通路（好適には、直線通路）によって画成され、このような通路は「集束通路（ｆｏｃｕｓｅｄ  ｐａｔｈ）」又は「集束経路（ｆｏｃｕｓｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ）」と表記される。球殻部の主内径面から特定距離に位置し、かつ当該点から放射線が放出される空間中のこの点は本明細書では、「放射線源点（ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｓｏｕｒｃｅ  ｐｏｉｎｔ）」として定義される。好適には、当該放射線源点は、球殻部の主内径面からＲに等しい距離に位置する。Ｒは、ゼロよりも大きい任意の実数とすることができる。当該放射線源点を球殻部の主内径面からＲ以外の距離に位置させてもよいことは容易に理解できるであろう。
【００４６】
[0073]モジュール群の組付体は、適切な形状に形成されるフレームに取り付けられ、当該フレームは１つの構造を有し、この構造が、球殻部の第１及び第２端部、及び当該球殻部の外側側面に接続される、又は係合することにより、本発明の集束グリッドが得られる。当該フレームの形状は、正方形を球の表面に投影することによっても得られる。
【００４７】
[0074]弓形モジュール群の組み付け上面群は、球殻部の主内径面を形成し、弓形モジュール群の組み付け下面群は、球殻部の主外径面を形成する。組み付け弓形モジュール群の第１及び第２端部は、球殻部の第１及び第２端部をそれぞれ形成する。組み付け弓形モジュール群の外側弓形モジュール群の外側側面群は、球殻部の側面群を形成する。球殻部の外側側面群は、皺が寄っていないことが好ましいのに対し、嵌合面群は、或る程度の深さの皺を有することができ、かつ有することが好ましいことに留意されたい。各弓形モジュールの中心は、球殻部の中心であり、この球殻部の中心は、球殻部が形成されるときの基準となる球体の中心でもあり、前記中心は、球殻部の主内径面上の任意の点、及びすべての点から距離Ｒだけ離間して位置する空間中の点であり、Ｒは従って、弓形モジュール群の各弓形モジュールの半径、及び球殻部の半径である。
【００４８】
[0075]図１１を参照すると、本発明の固体モジュール形態の集束グリッド１００は、当該グリッドの両端部のうちの一方の端部から見たときの様子であり、弓形モジュール群の端部の略台形の形状を示している。これらのモジュールの両端部のうちの一方の端部から見たときのモジュール群の断面の各断面も略台形の形状であり、グリッドフレームを図１に含めずに、説明及び図示を分かり易くしていることにも留意されたい。グリッド１００は、図示のように、撮影対象の被検体２００（例えば、人体の一部）及び受像器３００の直ぐ傍に配置される様子が示されている。放射線源管４００は、放射線ビーム５００が、図示のように、放射線源点３００から出射して集束グリッド１００に向かうように配置される。
【００４９】
[0076]図１についての説明を続けると、Ｘ線の均一ビーム５００は、被検体２００の体表に向けて誘導され、被検体２００内を通過して被検体２００の反対側の体表から出射する。被検体２００内を通過する直線通路に沿ったＸ線減衰量の差によって、受像器３００により記録される画像情報を構成するＸ線強度パターンが生成される。受像器３００は、写真フィルム、又は任意のＸ線感光材料層、或いはＸ線電子写真感光媒体層に接続される増感スクリーンのような装置とすることができ、当該装置は、１つ以上の工程を経て、Ｘ線強度パターンを可視画像又は可視形式に変換する。
【００５０】
[0077]Ｘ線を殆ど透過し、且つ、この実施形態の弓形モジュール群の本体を形成する固体材料は、射出成形法−−以下に説明される−−射出成形法では、成形材料は、比較的低い原子番号の元素（例えば、水素及び炭素、ならびに場合によっては酸素及び窒素）から主として構成される剛性ポリマであり、好ましくは、１．２ｇ／ｃｍ３未満の物理密度を有することにより、Ｘ線を殆ど透過する。これらの材料のＸ線透過率は、発泡剤又は微小泡をポリマ調製物に、成形プロセス中に混入させることにより一層高くして、密度を更に低くすることにより、最終材料の透過率を高めることができる。
【００５１】
[0078]散乱されない集束ビームは、検査対象の被検体内を通過するときに減衰してしまう、又は減衰されない可能性がある。検査対象の被検体内を通過するときに散乱されたＸ線は、集束グリッドの経路群を通過する集束通路に沿って進まないので、これらの集束経路のＸ線吸収境界と交差し、衝突することにより、これらの層によって吸収される。これらの吸収層は、鉛、ビスマス、タングステン、又はタンタルのような重金属により形成されることが好ましい。これらの金属層は、鉛、ストロンチウム、カドミウム、及びインジウムを種々組み合わせたビスマス合金であるＬｏｗ１１７、Ｌｏｗ２５１、及びＬｏｗ２８１のような低融点合金により形成することもできる。これらの金属層は必ずしも単一元素金属とする必要はなく、かつ結合剤（例えば、ポリマ）を含有することにより、微粉末の形態の比較的高濃度の重金属を結合させる、又は４０よりも高い原子番号の元素を主として含有する化合物として結合させる必要がある。散乱防止グリッドが使用されている用途によって異なるが、比較的高濃度の重金属は、４０重量％〜９８重量％、又は４０体積％〜９８体積％の範囲の濃度を吸収層中に占めることができる。
【００５２】
[0079]図１１を参照して既に説明したように、本発明の集束グリッドは、１つ以上の集束経路を有し、これらの集束経路によって、被検体２００内を通過してきた非散乱一次Ｘ線ビームを受像器３００に到達させることができる。集束グリッド１００の端面図を描いて、弓形モジュール１００１、．．．、１００Ｍの各モジュールの断面を、当該断面が略台形であるものとして示している。図示のように、Ｍを２以上の整数とした場合に、Ｍ個の弓形モジュールが球殻部を構成している。
【００５３】
[0080]本発明の集束グリッドの種々の部分を図１２〜図１８に異なる形態で描くことにより、本発明の１つの実施形態についての説明を分かり易くしている。本出願において使用されるこれらの図面は、必ずしも寸法通りには描かれていないが、これらの図面は、本発明の種々の特徴及び態様を明瞭に描くために提示される。
【００５４】
[0081]本発明の集束グリッドの球殻部の斜視図を図１４〜図１４Ｄに示す。図１４Ａ及び図１４Ｂは、個々の弓形モジュール１００を示しており、これらの弓形モジュールを組み付けて、例えば図１３に示すような球殻部を形成する。球殻部１００Ａは、参照番号１０６及び１０８でそれぞれ一括指示される主内径面及び主外径面を有し、これらの主内径面及び主外径面は、嵌合弓形モジュール１００１〜１００Ｍにより形成される。弓形モジュール１００１〜１００Ｍの各弓形モジュールは、該当する第１端部１１２１〜１１２Ｍ、該当する第２端部１１４１〜１１４Ｍ、及び該当する側面１２２１〜１２２Ｍ、及び１２０１〜１２０Ｍを有する。球殻部は、外側側面１２２１及び１２０Ｍ（部分的に示している）を有する。球殻部１００は、Ｍ個の略同一の弓形モジュールを備え、これらの弓形モジュールを組み付けて、隣接配置されるモジュール群がそれぞれ、これらのモジュールの側面に沿って嵌合する、又は係合するようにする。好適な例では、これらの側面は、皺のような異なる形状を有する波形側面である。切断線Ｃ−Ｃに沿って切断したときの本発明の球殻部を図１１に示すが、これらの弓形モジュールの各モジュールの断面は、略台形の形状である。
【００５５】
[0082]次に、図１３を参照すると、図１２の部分分解図が示されており、これにより、弓形モジュール１００１、１００２、１００３〜１００Ｍの各弓形モジュールは、隣接配置される別の弓形モジュールと、当該各モジュールの波形側面に沿って嵌合する。これらのモジュールの各モジュールに対応するこれらの波形（この波形は、図示のように、Ｖ字形溝とすることができる）は、弓形モジュール群の組付体（すなわち、図２の球殻部１００）が、図示のように、位置合わせされる第１及び第２端部を有するように形成される。図示のように、１つの波形の頂部は、別の波形の溝に丁度収まる。これらの弓形モジュールの寸法に対するこれらの波形の寸法は、必ずしも寸法通りには描かれていないことに留意されたい。これらの弓形モジュールは、該当する第１端部１１２１、１１２２、１１２３、〜１１２Ｍ、第２端部１１４１、１１４２、１１４３、〜１１４Ｍ、上面１０６１、１０６２、１０６３、〜１０６Ｍ、両側の側面１２２１、．．．、１２２Ｍ、及び側面１２０１、．．．、１２０Ｍ、及び下面１０８１、．．．、１０８Ｍを有する。モジュール群のこれらの組み付け上面が主内径面１０６を形成し、これらの組み付け下面が主外径面１０８を形成していることに注目されたい。
【００５６】
[0083]次に、図１４〜図１４Ｄを参照すると、本発明のグリッドの異なる弓形モジュール１００２の斜視図が示されている。図１２〜図１４を参照して説明される本発明の実施形態では、任意の１つのグリッドに含まれる弓形モジュール１００１、．．．、１００Ｍは、互いに略同一であることが容易に理解できるであろう。従って、弓形モジュール１００２に属する、又は弓形モジュール１００２について説明される幾何学的、物理的、及び／又は化学的特徴群のすべては、残りの弓形モジュール群（すなわち、弓形モジュール１００１、１００３、．．．、１００Ｍ）についても当てはまる。弓形モジュール１００２は、上面１０６２と、凹状ではなく凸状であることを除き上面１０６２と形状が同様である下面１０８２（図示せず）と、を有する。最も好ましくは、上面及び下面は同心円状である。各弓形モジュール、例えば弓形モジュール１００２は、前面１１２２Ａ、側面１１２２Ｂ及び１１２２Ｃ、上面１１２２Ｅ及び下面１１２２Ｄを有する第１端部１１２２と、前面１１４２Ａ、両側の側面１１４２Ｂ及び１１４２Ｃ、上面１１４２Ｅ及び下面１１４２Ｄを有する第２端部１１４２と、を有する。側面１２２２は、波形面を有する側面１２０２（図示せず）と同様に構成され、これらの波形面は、図示のように、Ｖ字形溝とするか、又はより円滑な他の曲線を有する波形面とすることができる。本発明の集束グリッドの深さは、モジュール１００２に対応して「Ｌ」で図示される同一弓形モジュール群の各弓形モジュールの深さに一致する。図１４では、これらの溝面又は波形面の傾斜側面部は、各弓形モジュールの表面を形成し、これらの溝部は、図示の寸法「ｓ」を有し、これらの溝部は、互いに９０度の角度をなしている。
【００５７】
[0084]図１４を参照し続けると、幅「ｗ」は、図示のように、１つの溝の頂部から反対側に位置する別の溝の谷部までを測定することにより得られる。測定値「ｗ」は、グリッドの集束経路群の各集束経路の幅であると言える。モジュール１００２の側面１２２２は、Ｘ線のような放射線を吸収することができる重金属（上に説明したような）によって被覆することができる。１つの側面１２０２は、被覆されないままの状態とすることができる。従って、他の弓形モジュール群の該当する側面（１２２１、１２２３、．．．、１２２Ｍ）は同様に、金属層によって被覆され、他の弓形モジュール群の反対側の該当する側面（１２０１、１２０３、．．．、１２０Ｍ）は同様に、被覆されないままの状態とされる。
【００５８】
[0085]図１２及び図１３に戻ってこれらの図を参照すると、弓形モジュール１００２は、弓形モジュール１００１の側面に嵌合する、又は係合する様子が示され、図１２及び図１３に示すように、弓形モジュール１００３の側面にも係合する。次に、図１２、図１３、及び図１４を参照すると、弓形モジュール１００２の側面１２０２が被覆されないのに対し、弓形モジュール１００２の側面１２０２が嵌合する方の隣接モジュール１００３の側面１２２３（図示せず）は被覆されるので、１つの経路は、金属層が弓形モジュール１００２（すなわち、放射線透過材料）の側面１２２２（すなわち、当該経路の第１境界）を被覆し、かつ金属層が隣接弓形モジュール１００３の対向側面（すなわち、当該経路の第２境界）を被覆するように形成される。これらの集束経路の各集束経路は従って、１つの弓形モジュールが、当該経路の側面群のうちの金属層で被覆される方の側面によって区切られ、かつ隣接配置される弓形モジュールを被覆する金属層によって区切られるように形成される。
【００５９】
[0086]図１４〜図１４Ｄに戻ってこれらの図を参照すると、弓形モジュール１００２を、すべてが同じ側面凹凸を持つ必要がある残りの（Ｍ−１）個の弓形モジュールに組み付けて、図１２に示す球殻部１００が得られ、前記球殻部１００が、Ｒを球殻部の半径としたときに、放射線源点３００から距離Ｒ（図１４に参照番号１１８で指示される）だけ離れて配置され、球殻部のこれらの経路は放射線源点３００に集束する。既に説明したように、距離１１８は、Ｒに等しくする必要はないが、本発明の集束グリッドが、本明細書に記載の通りに動作するか、又は機能するような、すなわち散乱Ｘ線を除去することができるような任意の適切な距離とすることができることを容易に理解できるであろう。
【００６０】
[0087]集束軸の例は、通路１１６が、放射線源点３００を起点として延在して上面１０６２に到達し、弓形モジュール１００２（Ｘ線透過材料により形成される）を通過して、外側表面１０８２に到達するものとして図示されており、この場合、前記通路は、金属層境界、すなわち弓形モジュール１００２の側面１２２２、及び弓形モジュール１００２の側面１２０２と嵌合する隣接配置弓形モジュール１００３の側面１２２３（図示せず）と交差する、又は衝突することが全くない。従って、弓形モジュール１００２が、本明細書において画成される通りの集束経路を形成し、この場合、このような経路は、Ｌの経路深さ、及びｗの経路幅を有する。当該集束経路は、モジュール１００２に接合されるＸ線吸収層１２２２、及びモジュール１００３に接合される層１２２３によって区切られる。
【００６１】
[0088]次に、図１５を参照すると、図１２の一部の分解上面図が示され、互いに隣接配置される弓形モジュール１００２及び１００３を示している。弓形モジュール１００３は、第１端部１１２３と、第２端部１１４３と、上面１０６３と、側面１２２３及び１２０３と、を有する。弓形モジュール１００２は、第１端部１１２２と、第２端部１１４２と、上面１０６２と、側面１２２２及び１２０２と、を有する。側面１２２３に設けられる金属被覆層１２１３は、特定の厚さｔを有し、図示及び説明を分かり易くするために、層１２１３の厚さは、弓形モジュール１００３の幅ｗ（図１５には図示せず、図１４を参照）に対して寸法通りに描いた場合の厚さよりも厚く描かれている。同様に、弓形モジュール１００２の場合、側面１２２２に設けられる金属被覆層１２１２は、特定の厚さｔを有し、この場合も同じように、図示及び説明を分かり易くするために、層１２１２の厚さは、弓形モジュール１００２の幅ｗ（図１５には図示せず、図１４を参照）に対して寸法通りには描かれていない。
【００６２】
[0089]図１５を参照し続けると、１つの経路は、金属層１２１２と、弓形モジュール１００２と、金属層１２１３と、を含む。概括すると、特定の実施形態について説明する場合、本発明のグリッドのこれらの経路の各経路は、２つの金属層の間に配置されるＸ線透過材料を含み、これらの金属層のうちの一方の金属層は、Ｘ線透過材料の一方の側面に設けられる層であり、他方の金属層は、隣接配置される嵌合弓形モジュールに設けられる層である。球殻部１００の対応する弓形モジュール群のすべては、これらの弓形モジュールの側面１２２１、１２２２、１２２３、．．．、１２３Ｍのうちの１つの側面に固着する被覆金属層１２１１、．．．、１２１Ｍをそれぞれ有する。
【００６３】
[0090]それぞれの側面１２０１、１２０２、１２０３、．．．、１２０Ｍ−１の各側面は、被覆されないままの状態とすることができる、又は必要に応じて被覆されるようにしてもよい。図１２に戻ってこの図を参照すると、弓形モジュール１００Ｍは、他の１つの弓形モジュール、すなわち弓形モジュール１００Ｍ−１とのみ係合し、従って１つの弓形モジュールを集束経路として機能させるために、外側側面１２０Ｍが更に金属層で被覆されることは明らかに分かるであろう。
【００６４】
[0091]弓形モジュール１００１も他の１つの弓形モジュール（すなわち、モジュール１００２）とのみ係合するのであるが、当該弓形モジュール１００１は、当該弓形モジュール１００１が側面１２２１及び１２２２（反対側の側面−−図示されず）上の金属層によって区切られるので、集束経路として機能することに注目されたい。
【００６５】
[0092]次に、図１６を参照すると、内側周縁スロット６０２、６０４、６０６、及び６０８をそれぞれ有する辺部６１０、６１２、６１４、及び６１６を備えるフレーム６００が図示されている。スロット６０２のみが図６に明確に図示され、対向配置されるスロット６０６は、スロット６０２と同様に構成される。図６及び図２を一時的に参照すると、対向配置されるスロット６０２及び６０６は、球殻部１００の外側表面１２０Ｍ及び１２２１をそれぞれ収容するように構成される。Ｍ個の弓形モジュールの各弓形モジュールの端部１１４及び１１２はそれぞれ、フレーム６００のスロット６０４及び６０８にそれぞれ嵌め込まれる。すなわち、スロット６０８（図示せず）は、Ｍ個の弓形モジュールのそれぞれの端部１１２１、．．．、１１２Ｍを摩擦力で挿入するように構成される。同様に、かつ図７に弓形モジュール１００１について図示されるように、スロット６０４は、球殻部１００のＭ個の弓形モジュールの第２端部１１４１、．．．、１１４Ｍを摩擦力で挿入するように構成される。フレームの形状はこの場合も、正方形を、半径Ｒを有する球の表面に投影することにより得られる。
【００６６】
[0093]説明を分かり易くするために、図１２及び図１３に示す球殻部１００、ならびに図１４及び図１５に示す球殻部の一部は、第１端部１１２１、．．．、１１２Ｍが同じ方向に向いているのと同じようにして向いている。図１１（フレーム６００を取り外している）に示す本発明の集束グリッドは、Ｍ個の弓形モジュールの前面１１２１Ａ、．．．、１１２ＭＡを示している。
【００６７】
[0094]図１８は、フレーム６００を含む本明細書に記載される本発明のグリッドの斜視図を示している。本発明の集束グリッドの種々の実施形態のうちの１つの実施形態を製造する１つの例は、以下の工程を含む。弓形モジュール群の各弓形モジュールは、図１９及び図２０に示す互いに対向する溝面を有する一対のプレート７００及び８００からなる型枠を用いる射出成形法を利用して製造される。これらの対向プレートは、弓形モジュール群の半径を持つように湾曲させ、前記対向プレート群は、図示のように、Ｖ字形溝を、これらのプレートの対向面に有する。これらの溝は、長さ「ｓ」の溝部を含み、前記溝部は、互いに対して９０°の角度をなす。結果として得られる弓形モジュールは、これらの対向プレートの半径に等しい半径Ｒを有することになる。
【００６８】
[0095]殆どの医療Ｘ線撮影用途では、これらの対向プレートを湾曲させて、０．５メートル〜２．０メートルの半径を持つようにすることができる。これらの型枠の深さ、従って結果として得られる弓形モジュールの深さ（図１４のＬで示される）は、変えることにより、所望の性能が得られる。これらのプレートは、射出成形金型を作製するために広く使用されるアルミニウム又はスチール合金から機械加工によって作製される。これらの溝の機械加工では、コンピュータ制御ワイヤー放電加工（ワイヤーＥＤＭ）法又は他の高分解能／高精度加工技術を用いる。９０°の角度をなすこれらの溝は、湾曲プレート群の表面となるように機械加工により形成されて、これらの溝の頂部及び通路に沿った直線群が放射線源点に、このような点が、球殻部１００の内径面から距離Ｒだけ離れて位置する場合に集束するようにする。
【００６９】
[0096]第１工程では、図１９及び図２０に示すように、これらの対向プレートを互いに対して、一方のプレートの溝が、別のプレートの頂部に一致するように位置合わせし、隙間を、位置合わせしたプレート群の間に残して型枠を形成する。これらのプレートの間に残る隙間９００を図２０に示す。
【００７０】
[0097]別の構成として、これらの対向プレートは、一方のプレートの表面にある頂部を、別のプレートの表面の頂部に位置合わせして、波形の隙間ではなく、菱形の隙間（図示せず）を形成することができる。第２工程では、放射線透過材料（例えば、ポリマ材料のようなＸ線透過材料）を型枠に、すなわち対向プレート群の間の隙間に流し込むことにより、図１４に示すような弓形嵌合モジュールを射出成形法により製造する。前に説明したように、型枠に流し込む材料は、Ｘ線透過性であり、このようなＸ線透過性は、発泡剤又は微小泡を材料（例えば、ポリマ調製物）に成形プロセス中に混入させることにより高めることができる。
【００７１】
[0098]適切な剛性ポリマの例として、ＡＢＳポリマ、ポリアセタール、ポリアクリレート、ポリアミド（ナイロン）、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、剛性ビニルポリマだけでなく、メラミン、ポリエステル、エポキシ、及びＡＢＳ／ポリカーボネート、ＡＢＳ／ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＶＣ／アクリルポリマのような混合ポリマ、及びスチレン／ブタジエンコポリマのようなコポリマを挙げることができる。
【００７２】
[0099]第３工程では、本明細書において説明される種々の金属及び／又は合金のうちの任意の１つの材料により形成される金属コーティングのような放射線吸収材料を、モジュールの一方の嵌合側面（例えば、溝面）に塗布し、当該側面に固着させ、金属被覆層は、厚さｔを有する。当該層を形成する幾つかの方法のうちの任意の１つの方法を用いることができる。例えば、当該層は、金属をモジュールに電着させる方法を用いて形成することができる。また、低融点重金属合金を鋳込み成形又は射出成形により形成して、当該層を形成することができる。当該層を形成する別の方法では、薄い延展性金属層を型枠に載置して、又は放射線透過材料に直接載せて、打ち抜き成形する、真空成形する、又は加圧成形するプロセスである。用いることができる更に別の層形成方法は溶射プロセスである。
【００７３】
[0100]溶射プロセスの１つの例がプラズマ溶射プロセスであり、このプラズマ溶射プロセスでは、プラズマガスを、２つの電極から発生するアーク放電によって加熱する。プラズマガスがアーク放電によって加熱されると、当該ガスが膨張し、形状ノズルを通って加速されて、非常に高い速度の熱プラズマが生成される。金属材料（又は、金属材料及び粉末状又は溶融状の１種類以上のポリマの混合物）を高速プラズマに注入する。当該材料を高速に加熱し、非常に高い速度に加速して、被覆対象表面に衝突させ、急速に冷却してコーティングを形成する。
【００７４】
[0101]第４工程では、一方の側面が金属層で被覆される複数（すなわち、Ｍを２に等しい、又は２よりも大きい整数とした場合のＭ個）のモジュールを組み付ける。接着剤を使用して、隣接配置される弓形嵌合モジュール群を互いに固着させて（例えば、図１２参照）組付体とし、このような組付体をフレームに、これらのモジュールの両端部を当該フレームの収容スロットに摺接挿入して当該フレームに摩擦力で取り付けることにより取り付けることができ、このようにして取り付けた各モジュールを隣接配置されるモジュール群に当接させる。当該組付体は、外側表面を有する外側モジュール群を有する。モジュール群の組付体（例えば、図２に示すような球殻部）の外側モジュール群の外側側面も、フレームの収容スロット群に摩擦力で圧入することができる。
【００７５】
[0102]接着剤を用いて、組み付けモジュール群の外側表面（すなわち、外側モジュール群−−−外側側面１２２１を有する第１モジュール１００１、及び最後のモジュール−−−外側側面１２０Ｍを有するモジュール１００Ｍの外側側面）をフレーム６００に取り付けることができる。これらの外側側面は、フレームに接着剤で取り付けることもでき、必ずしも、スロットに摩擦力で圧入する必要はない。適切な接着剤は、グリッドモジュール群及びフレームを構成する材料によって異なる。２パーツ構成及び１パーツ構成のエポキシ接着剤は、シアノアクリレート接着剤及びポリウレタン接着剤のように、非常に多岐に亘る種類のポリマに対して有用である。
【００７６】
[0103]結果として得られるグリッドは、図１８に示すように、図２の球殻部１００が図１６のフレーム６００に取り付けられるものとして図示される。
【００７７】
[0104]現在入手可能なグリッド群は通常、グリッド比として指定される、すなわち経路の直径又は幅に対する経路の深さの比として指定される。同じ手法を、グリッド比が（Ｌ／Ｗ）（すなわち、経路の幅Ｗに対する経路の深さＬの比）である本発明の集束グリッドに対して用いることができる。グリッド−−特に、Ｘ線撮影目的に広く使用されるグリッド−−に関する所望の一連の寸法は、経路の幅、すなわちＷが約１ｍｍである。従って、グリッド比の所望の範囲が８：１〜１６：１である場合、経路の深さは、８〜１６ｍｍの範囲に収まることになる。
【００７８】
[0105]グリッドに固有の重要な性能は、一次Ｘ線透過率Ｐと表記され、一次Ｘ線透過率Ｐは、以下の数式により定義される：
【数３】
2013545082.tif 000005
式中、ｔは、図５に示す金属層厚さであり、Ｗ＝ｓ√２であると仮定する。方程式の第２項、すなわち（ｅ−μ（Ｅ）Ｌ）は、Ｘ線が本発明の集束グリッドを通過するときのＸ線の減衰率を表わす表現項であり、Ｌは、集束グリッドの深さであり、μＥは、弓形モジュール群の原材料であるＸ線透過材料内におけるエネルギＥを持つＸ線光子の線形減衰係数である。
【００７９】
[0106]一次Ｘ線透過率Ｐは、材料が特定の幅Ｗ、及び深さＬを有し、かつ金属層厚さがｔである場合のＸ線透過材料を通過する透過Ｘ線の割合を表わす。経路の幅Ｗが１．４１４ｍｍである場合、金属層厚さは、一次Ｘ線透過率Ｐの範囲がＸ線透過材料無しで、９５％〜８０％となるのに対応して、それぞれ０．０５２５〜０．２５ｍｍとなる。経路がポリマ材料により形成される場合、減衰係数μＥは、Ｘ線エネルギとともに変化し、１．２ｇ／ｃｍ３未満とすることが望ましいポリマ密度とともに変化する。ポリマ材料の形状及び減衰率について考察すると、５０ｋｅＶにおける合計一次Ｘ線透過率は、金属厚さｔ及びポリマ材料の密度によって異なるが、６１％〜７２％の範囲となる。
【００８０】
[0107]図１２〜図１８に戻って、これらの図を参照すると、本発明が請求する集束グリッドに従って設計され、製造される１つの特定のグリッドは、Ｒ＝９８５ｍｍの半径を有し、Ｌ＝１３ｍｍ、Ｗ＝１．４ｍｍ、ｔ＝０．１ｍｍである本発明の弓形モジュール群により構成されるグリッドであり、溝群は９０°の角度をなし、溝部に関して、ｓ＝１．０ｍｍの関係があり、弓形モジュール群は、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  Ｂｕｔｉｄｉｅｎｅ  Ｓｔｙｒｅｎｅ：アクリロニトリルブタジエンスチレン）ポリマ（詳細には、５０ｋｅＶにおいてμＥ＝０．２０８ｃｍ−１の関係を有し、かつビスマス金属層でプラズマ被覆したＴＰＩ  Ｐｏｒｅｎｅ（登録商標）Ｇｒａｄｅ  ＡＢＳ−ＳＰ−１００−ＢＫのような超高衝撃性ＡＢＳプラスチック）を成形して作製される。最終的に得られるグリッドを、４５０ｍｍ×４５０ｍｍの寸法を有し、かつ互いに接着接続される４３０個の個々のモジュールを収容するフレームに取り付ける。接着剤の使用を回避し、これらのモジュールを単に機械的に押圧してフレーム内で合体させることができることを理解されたい。
【００８１】
[0108]これまでのこの説明全体を通じて、変数Ｒ、Ｌ、Ｗ、ｔ、及びｓの値は、ゼロよりも大きい実数である。
【００８２】
[0109]本発明の集束グリッドの全体形状は、Ｎ辺多角形を、少なくとも１つ以上の焦点を持つ幾何学形状面に投影することにより得られることを容易に理解できるであろう。上に説明した球の場合、１つの焦点が球の中心にある。矩形、三角形、又は任意の公知のＮ辺多角形（Ｎは、３に等しいか、又は３よりも大きい整数）を球の表面に、又は他の任意の３次元表面（例えば、回転楕円体又は楕円体の表面）に投影して、集束グリッドの形状が得られることに留意されたい。従って、本発明が請求する集束グリッドの形状は、球殻部に限定されないことを容易に理解できるであろう。
【００８３】
[0110]本発明の装置及び方法の種々の態様、特徴、及び構造について、本明細書において記載される実施形態に関連して説明してきた。本明細書において開示される実施形態は、決して本発明の範囲を限定しないことを容易に理解できるであろう。本発明が属するこの分野の当業者であれば、本開示を一読した後に、本発明の装置及び方法を、本明細書において開示される実施形態とは異なり、かつ以下の請求項により規定される通りに特許請求する発明の範囲に十分含まれる他の実施形態を用いて容易に実施することができる。
【図１】
2013545082.tif 000006
【図２−２Ａ】
2013545082.tif 000007
【図３Ａ】
2013545082.tif 000008
【図３Ｂ−３Ｃ】
2013545082.tif 000009
【図４】
2013545082.tif 000010
【図４Ａ】
2013545082.tif 000011
【図５】
2013545082.tif 000012
【図６】
2013545082.tif 000013
【図７】
2013545082.tif 000014
【図８】
2013545082.tif 000015
【図９−９Ａ】
2013545082.tif 000016
【図１０】
2013545082.tif 000017
【図１１】
2013545082.tif 000018
【図１２】
2013545082.tif 000019
【図１３】
2013545082.tif 000020
【図１４】
2013545082.tif 000021
【図１４Ａ】
2013545082.tif 000022
【図１４Ｂ】
2013545082.tif 000023
【図１４Ｃ】
2013545082.tif 000024
【図１５】
2013545082.tif 000025
【図１６】
2013545082.tif 000026
【図１７】
2013545082.tif 000027
【図１８】
2013545082.tif 000028
【図１９】
2013545082.tif 000029
【図２０】
2013545082.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月8日(2012.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモジュールであって、各モジュールが放射線透過材料及び放射線吸収材料を交互に含み、隣接配置されるモジュールが当該モジュール群を組み付けて互いに並置されて集束経路群を形成するようにする、複数のモジュールと、
前記複数のモジュールの取り付け先となり、かつ当該複数のモジュールを所望の並置状態で固定する際の固定先となるフレームと、
を備える、集束グリッド。
【請求項２】
請求項１記載の集束グリッドにおいて、
前記モジュール群は、互いに略同一であり、かつ薄い重金属リボン群を含み、
前記フレームは、前記複数の薄い重金属リボンを支持し、これらのリボンを分離し、かつ並置して、当該リボン群により画成され、かつ当該リボン群の間に画成される空気層を通過する経路群を画成するようにし、
前記経路群は、当該経路群を通過する放射線を必ず１本の集束線に沿って集束させ、
前記集束線は、Ｘ線源の中心を含み、
前記経路群は、主として空気のみを含む、集束グリッド。
【請求項３】
請求項２記載の散乱防止集束グリッドにおいて、
前記フレームは、少なくとも２つの対向ブラケットを備え、
前記対向ブラケット群はそれぞれ、複数のホルダーを備えることにより、前記重金属リボン群を、当該ブラケット群の長軸に直交する平面内で支持し、
前記対向ブラケット群はそれぞれ、互いに対して傾斜して、Ｘ線源の中心を含む前記フレームの表面に平行な平面内の１本の集束線に集束する、集束グリッド。
【請求項４】
請求項３記載の散乱防止集束グリッドにおいて、
前記ブラケット群の各ブラケットは、前記リボン群を互いに対して傾斜する角度で保持するスリットを画成し、
前記リボン群の前記平面群は、隣接するスリットを二等分する平面群を基準にして前記集束線から一定の角度を表わすように配列され、隣接する当該リボン群が当該隣接するスリット内に保持される、集束グリッド。
【請求項５】
請求項４記載の散乱防止集束グリッドにおいて、
前記リボン群の間隔に対する当該リボン群の深さの比は、３：１〜２０：１の範囲である、集束グリッド。
【請求項６】
請求項３記載の散乱防止集束グリッドにおいて、
前記薄い重金属リボン群は、鉛、ビスマス、タングステン、タンタル、又はこれらの金属の合金からなる群から選択される重金属により形成され、
前記薄い重金属リボン群は、１０ミクロン〜１０００ミクロンの厚さを有する、集束グリッド。
【請求項７】
請求項６記載の散乱防止集束グリッドにおいて、
グリッド集合の前記リボン群は、等しい長さであり、前記フレームによって引張力で保持されて、前記焦点に至るこれらのリボンの直線性、及び前記焦点へのこれらのリボンの配向性を保持する、集束グリッド。
【請求項８】
請求項７記載の集束グリッドにおいて、
フレームを備え、
前記フレームに、２つの交差配列リボン集合を取り付けて、交差直線形集束グリッドを形成し、
両方のリボン集合は、同一平面にある集束線群を有して、これらの集束線がＸ線源の位置に集束するように配列される、集束グリッド。
【請求項９】
請求項２記載の集束グリッドにおいて、
前記リボン群の間の前記間隔は、０．２ｍｍ〜１ｃｍである、集束グリッド。
【請求項１０】
請求項１記載の集束グリッドにおいて、
前記モジュール群は、少なくとも１つの側面に沿って重金属層で被覆される弓形成形ポリマ材料により形成され、
前記モジュール群はそれぞれ、互いに略同一であるので、複数のモジュールが嵌合して合体すると、当該嵌合モジュール群が球殻部を形成し、
Ｘ放射線が通過する集束経路群が、前記ポリマ材料を通るように、隣接配置されるモジュール群の前記重金属層群の間に形成される、集束グリッド。
【請求項１１】
請求項１０記載の集束グリッドにおいて、
前記モジュール群の各モジュールは、一対の側面を有し、
少なくとも一方の側面は、別のこのようなモジュールの側面と嵌合するように適合させた凹凸を有する、集束グリッド。
【請求項１２】
請求項１１記載の集束グリッドにおいて、
前記少なくとも一方の嵌合面は、Ｖ字形又は波形の溝により形成される波形面を備える、集束グリッド。
【請求項１３】
請求項１１記載の集束グリッドにおいて、
前記重金属は、鉛、ビスマス、タングステン、及びタンタル、及びこれらの金属の合金からなる群から選択される、集束グリッド。
【請求項１４】
請求項１３記載の集束グリッドにおいて、
前記重金属合金は、ビスマス及び鉛、ストロンチウム、カドミウム及びインジウムを混ぜ合わせた低融点合金である、集束グリッド。
【請求項１５】
請求項１１記載の集束グリッドにおいて、
前記ポリマ材料は、非常に高い剛性を有するポリマであり、当該ポリマは、放射線を殆ど透過するように、低原子番号の元素である水素、炭素、酸素、又は窒素によって主として構成され、かつ１．２グラム／立方センチメートル未満の密度を有する、集束グリッド。
【請求項１６】
請求項１５記載の集束グリッドにおいて、
前記剛性ポリマは、ＡＢＳ、ウレタン、アクリル、又はポリカーボネートから選択される、集束グリッド。
【請求項１７】
請求項１記載の集束グリッドを製造する方法であって、該方法は、
複数のモジュールを形成する工程であって、放射線透過材料が放射線吸収材料帯状体群に隣接する状態で各モジュールが当該放射線吸収材料帯状体を含む、形成する工程と、
前記モジュール群をフレームに、隣接配置されるモジュール群が互いに並置されて集束経路群を形成するように組み付けることにより、放射線透過材料層群及び放射線吸収材料帯状体群が交互に並ぶグリッドを形成して、隣接配置されるモジュール群が互いに並置されて集束経路群を形成するようにする工程と、を含み、
前記複数のモジュールを前記フレームに、前記放射線吸収帯状体群の間の所望の傾斜度を維持するように取り付け、固定する、方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の集束グリッドを製造する方法において、
前記放射線吸収材料帯状体群は、弓形に形成され、
前記方法は更に、
複数の略同一の弓形ポリマモジュールを形成する工程であって、これらの弓形ポリマモジュールが少なくとも１つの側面に沿って放射線吸収重金属材料帯状体で被覆される、形成する工程と、
複数の重金属層被覆モジュールを互いに結合させることにより、複数のモジュールを嵌合して合体させると、当該嵌合モジュール群が球殻部を形成し、各弓形成形ポリマモジュールが、当該弓形成形ポリマモジュールに隣接するポリマモジュールから、放射線吸収材料帯状体を挟んで分離されて、集束重金属層群によって画成される放射線透過経路群を形成するようにする工程と、を含む、方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の集束グリッドを製造する方法において、
前記重金属帯状体で前記ポリマモジュールを被覆する、方法。
【請求項２０】
請求項１７記載の集束グリッドを製造する方法において、
前記帯状体群の間の前記放射線透過材料は、主として空気であり、
前記放射線吸収材料帯状体群は、フレーム内に引張力で保持される重金属リボン群である、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は概して、Ｘ線撮影を含む放射線撮影に使用されるグリッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]医療Ｘ線撮影分野及び工業用Ｘ線撮影分野では、電磁放射線ビームを被検体（又は、人体の一部）に誘導して、放射線が被検体を通過することにより、電磁放射線ビームを用いない場合には接近することが困難な又は人体又は他の被検体を、切除することなく直接観察することが困難な当該被検体の内部の画像を取得する方法を用いる。普通、撮影目的に使用される電磁放射線はＸ線であり、当該Ｘ線は、Ｘ線が撮影対象の被検体内を伝搬するときに散乱され易い。
【０００３】
[0003]散乱Ｘ線は、被検体の画像の劣化に、更に具体的には、画像コントラストの低下に影響する。被検体内を伝搬し、かつ散乱されないＸ線は、一次透過Ｘ線（ｐｒｉｍａｒｙ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ）と表記され、画像にとって最も有用な情報に影響するのがこれらの透過Ｘ線である。被検体内を通過する種々の非散乱Ｘ線は、被検体内の物質の量及び組成が異なることにより、異なる大きさで減衰する。被検体内を通過する直線経路に沿ったＸ線減衰量の差によって、受像器によって記録される画像情報を構成する強度パターンが生成される。
【０００４】
[0004]受像器は、Ｘ線感光材料層又はＸ線電子写真感光媒体層を有するスクリーンとすることができる。受像器により結果的に得られる画像は、受像器によって検出される一次透過Ｘ線の強度の差に基づいて生成される。画像品質を向上させるために、一次透過Ｘ線、及び体内を伝搬した後に受像器に到達するすべての散乱Ｘ線がまず、これらのＸ線が受像器に到達することができる前に、グリッドを通過するようにする。
【０００５】
[0005]定量的に表現すると、ＳＦを、体内を透過する全放射線のうちの散乱部分とした場合に、散乱Ｘ線によって画像コントラストが、（１−ＳＦ）に略等しい倍数だけ小さくなることを理解されたい。散乱部分ＳＦは次式の通りに定義される：
【数１】
2013545082.tif 000031
式中、Ｓ及びＰはそれぞれ、受像器に入射する散乱放射線の強度、及び一次放射線の強度である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]本発明は、医療分野、獣医学分野、又は工業分野において生成されるＸ線画像の画像コントラストを向上させる散乱防止集束グリッドに関する装置、及び散乱防止集束グリッドの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]使用状態では、グリッドは、散乱Ｘ線を出来る限り吸収し、一次Ｘ線を出来る限り透過させることにより、画像コントラストの低下を抑制するように構成される。この点に関するグリッドの性能は、コントラスト改善度（Ｃｏｎｔｒａｓｔ  Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  Ｆａｃｔｏｒ：ＣＩＦ）により与えられる：
【数２】
2013545082.tif 000032
式中、Ｃｇ及びＣ０は、グリッド有りの場合、及びグリッド無しの場合の画像コントラストであり、Ｔｓ及びＴｐは、それぞれグリッドによる散乱放射線の透過率、及び一次放射線の透過率である。設計検討によれば、コントラストの改善は、Ｔｐを大きくし、そしてＴｓを小さくすることにより達成することができる。本発明の設計では、Ｔｓを小さくしようとし、多くの場合、Ｔｐを更に大きくする。
【０００８】
[0008]本発明によれば、グリッドは、Ｘ線及びそれよりも大きいエネルギを持つ放射線を殆ど透過させる複数の経路と、このような大きいエネルギを持つ放射線を吸収することができる材料により形成される一連の壁と、を備え、これらの壁は、これらの経路を画成して、これらの経路を通過する放射線が必ず、離れた１つの直線又は１点に集束するように配置され、かつ位置合わせされる。これらの壁は、グリッドに放射線集束点を通って入射し、かつ集束放射線と交差する方向に伝搬するすべての散乱放射線を吸収する。これらの放射線吸収壁は、輪郭が略矩形のフレームによって支持されることが好ましい。１つの好適な実施形態では、当該フレーム及び当該フレームに収容される当該グリッドは、球の一部を形成する、すなわち球面の一部を形成する。当該グリッドのうちのＸ線源、及び撮影対象の被検体と対向する方の表面は、Ｒの半径を有することになり、反対側の表面は、Ｒ＋Ｌの半径、すなわち（Ｒ＋これらの壁の高さ）の半径を有することになる。受像器に到達する放射線の量Ｔを多くするために、当該グリッドを、これらの壁を波形にすることにより効果的に長くすることができる。
【０００９】
[0009]本発明の集束グリッドの別の好適な実施形態は、縁取りフレームを備え、当該縁取りフレームは、少なくとも一対の対向辺部材を備え、各辺部材は、グリッド壁を構成する材料からなるリボンを支持し、かつ位置決めする。例えば、各辺部材には、複数のスロット又は他の開口部を設け、これらのスロット又は開口部は、これらの経路を画成する壁群を構成する材料を各端部に正しく位置合わせして好適に保持するように離間させ、配置される。これらのスロットをこのように互いに対して配置して、これらのスロットに保持される壁材料が、グリッドの一方の面で交わる放射線が必ず、グリッドの反対側の表面を超えた位置で焦点に集束する、又は１つの直線に集束するような構成となるようにする。
【００１０】
[0010]好適には、グリッドは、一連の相互接続及び嵌合モジュールにより形成され、各モジュールは、他のモジュール群と略同一である。１つのこのような実施形態では、各モジュールは基本的に、放射線吸収重金属材料からなるリボン又はプレートであり、当該リボン又はプレートは、フレームに保持されて、互いに対して、かつ放射線源及び撮影装置に対してこれらのモジュールが並置される状態を維持するようにする。別のこのような実施形態では、放射線吸収重金属材料からなるリボン又はプレートは、放射線透過材料により形成される適切な形状の支持体の１つの側面に固く固定され、当該放射線透過材料は、これもまた適切なフレームに上記のように保持されることが好ましい。
【００１１】
[0011]各好適な実施形態では、放射線を殆ど透過する材料が、放射線吸収壁群の間に延び、かつ放射線吸収壁群により画成され、当該放射線透過性材料は、最も好ましくは、空気、Ｘ線を最も透過する材料のみとする、又は主として空気、Ｘ線を最も透過する材料とする。別の構成として、更に別の構造支持体を提供し、剛性を放射線吸収壁に付与する手段として、直ぐ傍の隣接する少なくとも一対の画成壁の間を延在し、かつ少なくとも一対の画成壁に取り付けられるのが固体支持体材料であり、この固体支持体材料も、炭化水素ポリマ又はカルボキシル化炭化水素ポリマのように、Ｘ線を殆ど透過し、ポリマがこれらの壁の間の経路を完全に充填するために十分厚い場合、ポリマを発泡させて、放射線透過率を更に高くすることが更に好ましい。グリッド構造は、主として空気をこれらの経路内に収容して、グリッドを通過する一次放射線（Ｔｐ）の透過率が最大となって、患者に許容される放射線線量が、従来のアルミニウム支持グリッド又はスチール支持グリッドよりも低くなるようにすることが最も好ましい。
【００１２】
[0012]これらの経路を画成するＸ線吸収重金属壁の厚さ、及びこれらの経路の深さ（及び、従ってこれらの壁の長さＬ）を変化させて、一次Ｘ線透過率を最適化し、所定の放射エネルギを持つ散乱放射線の透過率を低くする、又はゼロにすることができる。
【００１３】
[0013]本発明の１つの好適な方法は、好適なグリッドフレームを、例えばアルミニウム又はスチール、或いは高強度ポリマを鋳込み固化させる、又は成形することによりフレーム辺部を成形することにより形成する工程を含む。フレームの１つの好適な実施形態を形成する方法では、アルミニウムフレーム辺部又はスチールフレーム辺部、或いは剛性ポリマフレーム辺部を精密機械加工し、一連の位置合わせスリットをフレームの対向辺部に形成する。対向フレーム辺部に沿った複数対の対向スリット群の中心線を含む平面群は、図１に示すように、Ｘ線管焦点の水平面に達する１つの直線に集束するように位置合わせされ、かつ並置される。
【００１４】
[0014]フレームの対向辺部にあるこれらのスリットは、正確に位置合わせされて、対向辺部にあるこれらのスリットが、これらのスロットが形成されるフレームのこれらの辺部と直角な同一平面にあるようにする。これらの壁は、対向スリット群により引張力でフレームを横切って密着保持される薄い重金属箔リボン群により形成することができる。１つの実施形態は、基本的には従来の直線グリッドであり、この場合、これらの金属箔リボンが、フレームの１つの辺から他方の辺に延びる平面群を形成する。この実施形態では、すべてのリボンが形成する平面群が、１つの直線にＸ線焦点を通過するように集束する。第２の関連実施形態は、第２の類似フレームが第１のフレームの上に配置され、かつスリット群及びリボン群が第１層のスリット群及びリボン群と直交する構成を除いて、第１の実施形態に基づいている。この構造によって、交差直線グリッドなるものが効果的に得られ、これによって、撮像面に衝突する散乱放射線を一層減少させ、画像を更に改善することができる。
グリッド比は、直径に対する経路深さの比であり、３：１〜２０：１であり得、５：１〜１６：１である。
【００１５】
[0015]本発明の別の実施形態は、散乱防止集束グリッドを改善することができ、この散乱防止集束グリッドは、複数の略同一の弓形嵌合モジュールを備え、これらの弓形嵌合モジュールは好ましくは、放射線透過性固体支持材料層及び放射線吸収材料層を交互に含む。好適には、各モジュールは、炭化水素ポリマのような、放射線を殆ど透過する固体材料により作製され、比較的薄い放射線吸収材料層により形成される少なくとも１つの嵌合面を有する。これらのモジュールを組み付けて、グリッドを、好適には複数の集束経路を形成し、各集束経路は、放射線吸収材料によって区切られ、このような経路群のすべては、組み付けモジュール群から特定の距離に位置するように設定される空間中の同じ点に集束する。組み付けモジュール群は、適切な形状のフレームに取り付けられて、本発明の集束グリッドを形成することが好ましい。１つの好適な実施形態では、これらのモジュールは、皺を発生させて波形とし、これらの皺は、集束放射線の方向と直交する平面内で発生させ、グリッドの実効長を、比較的小型のフレーム内で伸ばすように作用することにより、より多量の一次放射線を通過させて受像器に到達させることができる。
【００１６】
[0016]第３の実施形態では、本発明の集束グリッドは、複数の略同一の弓形嵌合モジュールを備え、これらの弓形嵌合モジュールは好ましくは、放射線透過性固体支持材料層及び放射線吸収材料層を交互に含む。好適には、各モジュールは、球の一部の形状に作製され、更に、幅方向に皺を発生させて、連続波形又はノコギリ波形とすることができる。これらのモジュールを組み付けて、Ｘ線を殆ど透過する複数の集束経路を有するグリッドを形成し、各集束経路は、当該放射線吸収材料層によって区切られ、このような経路群のすべては、既に述べたように集束する。組み付けモジュール群は、適切な形状のフレームに取り付けられて、本発明のこの実施形態の集束グリッドを形成することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】撮影対象の被検体と受像器との間に配置される本発明の集束グリッドの概略側面図を示している[0017]。
【図２】Ｘ線源に対する本発明の集束グリッド、及び当該グリッドの並置状態の好適な例の側面図を示している[0018]。
【図２Ａ】図２に示す本発明の集束グリッドのフレームの一部の分解図を示している[0019]。
【図３Ａ】図２及び図２Ａのグリッドの壁を形成する重金属箔リボンの側面図を示している[0020]。
【図３Ｂ】図３Ａの重金属箔リボンの側面図を示しており、箔の両端部を折り返してループにしている[0021]。
【図３Ｃ】図３Ｂの重金属箔リボンの上面図（Ｘ線源の方向から見た）を示している[0022]。
【図４】図３Ｂの複数の重金属箔リボンを保持する図２に示すフレームの一部の上面図（Ｘ線源の方向から見た）を示しており、これらのリボンは、図２Ａに示すスリット群内に保持される[0023]。
【図４Ａ】図３Ｂの重金属箔リボンを保持する図４に示すフレームの側面図を示しており、リボンは、図２Ａに示すスリット群内に保持される[0024]。
【図５】図３Ｂの複数の重金属箔リボンを保持する図４に示す調整可能フレームの一部の上面図（Ｘ線源の方向から見た）を示しており、これらのリボンは、図２Ａに示すスリット群内に保持される[0025]。
【図６】図５に示す完成調整可能フレームの上面図（Ｘ線源の方向から見た）を示している[0026]。
【図７】図６に示す一対の完成調整可能フレームの上面図（Ｘ線源の方向から見た）を示しており、これらのフレームは互いに直交するように近接配置されて、正方形グリッドを形成している[0027]。
【図８】グリッドの側壁群を形成するリボンを更に改善した実施形態を形成するシステムの側面図であり、重金属リボンを強化テープで包み込んでいる[0028]。
【図９】図８のテープで包み込んだリボンの側面図を示している[0029]。
【図９Ａ】図９の重金属箔リボンの上面図（Ｘ線源の方向から見た）を示しており、両端部はフレームスリット群に、圧着金属ループでリボンの両端部を保持することにより保持される[0030]。
【図１０】リボン群に作用する引張力を調整する１つの引張ばねシステムを示している[0031]。
【図１１】撮影対象の被検体と受像器との間に配置される本発明の集束グリッドの概略図を示している[0032]。
【図１２】本発明の集束グリッドの球殻部の好適な別の例の斜視図を示している[0033]。
【図１３】図１２の分解図を示している[0034]。
【図１４】図１２及び図１３に示す球殻部の好適な例のモジュール群のうちの１つのモジュールの斜視図を示している[0035]。
【図１４Ａ】図１２及び図１３に示す球殻部の好適な例のモジュール群のうちの１つのモジュールの別の実施形態の斜視図を示している[0036]。
【図１４Ｂ】図１２及び図１３に示す球殻部の好適な例のモジュール群のうちの１つのモジュールの別の実施形態の斜視図を示している[0037]。
【図１４Ｃ】図１４Ａの実施形態の端面図を示している[0038]。
【図１５】図１２の球殻部のモジュール群のうちの２つのモジュールの上面図を示している[0039]。
【図１６】図１２の球殻部を取り付けることができる取り付け先のフレームを示している[0040]。
【図１７】図１２の球殻部のモジュールを図１６のフレームに接続する様子を表わす拡大図を示している[0041]。
【図１８】本発明の集束グリッドの１つの完成形の好適な実施形態を示しており、図１２の好適な球殻部が図１６のフレームに取り付けられる[0042]。
【図１９】射出成形法により好適な弓形モジュール群を形成するプロセスにおいて使用することができる２つの型枠の例を示している[0043]。
【図２０】図１９の正面図である[0044]。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
[0045]本発明の好適な実施形態は、経路の散乱放射線吸収壁が単層の重金属箔層として形成され、この重金属箔層がフレームに、支持フレームの対向周縁に密着保持される構成の集束グリッドであって、空気を中間物質とする集束グリッドを提供する。リボン壁群をフレームで保持して、散乱防止グリッドの平面に平行なＸ線源の平面内の直線に集束するように位置合わせする。好適な実施形態では、当該フレームの剛性は非常に高く、当該フレームは、複数のテープ又は箔リボンを正しく位置合わせしてスリット群内に保持することができ、これらのスリットは、箔テープ又はリボンを支持するように位置合わせされ、そして並置される。
【００１９】
[0046]上に説明した本発明の集束グリッドは、散乱防止グリッドとして使用することにより、例えば医療Ｘ線撮影分野及び／又は工業用Ｘ線撮影分野において有用なＸ線撮影を行なうことができる。図１を参照すると、Ｘ線は線源（１０）から誘導されて、被検体１２内を通過して下方の受像器１４に到達する。被検体内又は患者内を通過する際、Ｘ線の或る部分は散乱２０されることにより、記録画像のコントラストが低下する。本発明のグリッド（１６）を被検体又は患者（１２）と受像器（１４）との間に配置する。グリッドは、一次撮影Ｘ線の通過を許容しながら、出来る限り多くの量の散乱放射線を吸収するように設計される。
【００２０】
[0047]Ｘ線撮影のために使用されるＸ線は普通、１０ｋｅＶ〜１ＭｅＶの範囲の光子エネルギを持つ電磁放射線を含む。説明を分かり易くするために、放射線ビームは以後、記載される範囲のＸ線ビームとして記載される。しかしながら、本発明の請求された集束グリッドのこれらの実施形態のすべては、上に説明した範囲から外れる光子エネルギを持つ電磁放射線を利用して記載の通りに動作させることができ、又は機能することができ、この場合、経路群の境界又は壁は、発生する可能性のあるこのような散乱電磁放射線を吸収することができる材料から作製される。
【００２１】
[0048]図１についての説明を続けると、均一なＸ線ビーム１８は、被検体１２の体表に向かって誘導され、被検体１２内を伝搬して、被検体１２の反対側表面から現われる。被検体１２内を通る直線経路に沿ったＸ線減衰量の差によって、Ｘ線強度パターンが生成され、このＸ線強度パターンは、受像器１４により記録される画像情報を構成する。受像器１４は、写真用フィルム又は任意のＸ線感光材料層又はＸ線電子写真感光媒体層に接続される増感スクリーンのような装置とすることができ、当該装置は、１つ以上の工程を経て、Ｘ線強度パターンを可視画像又は可視形式に変換する。
【００２２】
[0049]Ｘ線１８が被検体１２内を通過すると、これらのＸ線は、散乱及び吸収が起こることにより減衰する。被検体１２内を通過してきたＸ線は、「集束Ｘ線（ｆｏｃｕｓｅｄ  ｘ−ｒａｙｓ：これらの集束Ｘ線もグリッド１６を、本明細書において説明される集束経路に従って通過することを意味する）」であり、「一次Ｘ線（ｐｒｉｍａｒｙ  ｘ−ｒａｙｓ）」とも表記され、一次Ｘ線は、画像の形成に寄与する。すなわち、非散乱集束ビーム−−−被検体１２内を真っ直ぐに通過してきている−−−は殆どが、本発明の集束グリッド１６の経路を通過することになる。放射Ｘ線を含み、かつ集束経路に沿って伝搬しないで撮影対象の被検体から出て行く放射線は、「散乱される（ｓｃａｔｔｅｒｅｄ）」と表記され、散乱放射線２０は、経路境界を画成する金属層群（又は、放射線吸収層群）のうちの１つの金属層と交差することになり、これらの経路境界は、散乱放射線を、境界の組成及び厚さ、及び放射線のエネルギによって異なる度合いで吸収するように設計される。これらの箔の平面に入射する幾つかの集束Ｘ線は、これらの箔により吸収されて、これらの箔の影像が、結果として得られる画像に生じ易いことに注目する必要がある。グリッドシステムに、グリッドをＸ線照射中に移動させる機構を設けて、これらの箔の画像を、無くならないまでも、動きによるピンボケによって、一次画像の解像度を大幅に低下させることなくぼやけさせる。
【００２３】
[0050]放射線吸収経路境界は、構成元素群、すなわち当該境界の構成元素群の異なる原子番号を変えることにより、又は吸収層の厚さ、又は密度を変えることにより、所望の状態、又は好適な状態となって、特定範囲の光子エネルギを持つＸ線の吸収度に更に良好に適合するように設計することができる。例えば、マンモグラフィにおけるような低エネルギＸ線を用いる用途では、吸収層は、数十ミクロンに過ぎない厚さとすることができ、２９という低い原子番号の元素群を含むことができる。一般的な医療Ｘ線撮影のような更に大きいエネルギを必要とする用途では、より厚い吸収層を用いることができ、当該吸収層は、鉛、ビスマス、タングステン、又はタンタルのような６５超の原子番号の重金属元素により形成されることが好ましい。
【００２４】
[0051]Ｘ線透過材料（空気、又は炭化水素ポリマ、もしくは窒素原子又は酸素原子を含むこともできる他の低分子量ポリマのような）とは、材料内に進入する直前のビームの測定可能な強度が、材料から出て行った直後のビームの測定可能な強度に略等しくなるように、Ｘ線ビームが材料内を伝搬する場合の当該材料である。それとは異なり、Ｘ線吸収材料は、このような材料から出て行くＸ線の量が、このような材料に入射したＸ線の強度と比較して、大幅に少なくなるように作用する。撮影対象の被検体内を通過し、そして散乱される、すなわち集束グリッドの経路を通る集束経路に沿って伝搬しないＸ線は交差し、かつ集束経路のＸ線吸収壁境界に衝突するので、これらの壁に吸収される。
【００２５】
[0052]金属製リボン群は、必ずしも単一元素金属である必要はないが、結合剤（例えば、ポリマ）と混合して粉末材料とすることにより、微粉末の形態の比較的高濃度の重金属を結合させる、又は２８よりも大きい原子番号の元素を主として含有する化合物として結合させる、又は合金として結合させることができる。散乱防止グリッドが使用される用途によって異なるが、比較的高濃度の重金属は、４０重量％〜９８重量％の範囲とすることができる。これらの経路境界は、或る程度の引張力を受ける箔により形成されるので、鉛又はビスマス、或いはこれらの金属の合金のような幾つかの種類の所望の高い放射線吸収度を有する重金属は、例えば繊維又はコーティング（例えば、マイラー）を追加することによる補強を行なって、十分な引張強度を金属製リボンに付与する必要がある。この処理では、ガラス繊維強化鉛箔を使用するか、又は編み織りした薄い高引張強度ガラス繊維材料、ナイロン繊維材料、ポリエステル繊維材料、又は他の繊維材料で覆われた鉛箔を使用することができる。別の構成として、薄テープを重金属リボンに固着させることができ、薄テープは、例えばマイラー又はカプトン、すなわち酸素又は窒素をそれぞれ含有する２種類の市販のポリマ材料により形成される。図１を参照して既に説明したように、本発明の集束グリッド１６は複数の集束経路を有し、これらの集束経路によって、被検体１２内を通過してきた非散乱一次Ｘ線ビームを受像器１４に到達させることができるので、鮮明な集束画像を形成することができる。
【００２６】
[0053]本発明の集束グリッドのリボンの実施形態の種々の部分を図２〜図１０に、異なる図として描くことにより、本発明のリボンの実施形態の説明を分かり易くしている。本出願において使用されるこれらの図面は必ずしも寸法通りではないが、これらの図面は、本発明の種々の特徴及び態様を明瞭に描くために提示される。次に、図２を参照すると、金属箔群を支持し、保持し、そして位置合わせするためのスリット群を備えるフレームの基本コンセプトが示されている。図２では、スリット群２８は、開放フレームの２つの対向辺２４の周縁に沿って形成され、Ｘ線源２２に至る直線経路２６群に沿って位置合わせされる平面群にあり、フレーム２４の各辺の側面の全長に亘って延設される。重金属箔リボン３０は、フレーム２４の対向辺の一対の狭幅スリット群２８の間で延伸して、これらのスリットの間を延在する位置合わせ平面内に位置するようになる。
【００２７】
[0054]次に、図３Ａ〜図３Ｃを参照すると、箔リボン群の詳細が図示されている。これらの箔は、適正な引張強度を有し、かつタングステン、タンタル、又はこれらの金属の合金のような高原子番号を有する適切な材料により形成され、所望の厚さの箔群に形成され、切断されて高さ「ｄ」及び十分な長さ３２のリボン群とすることにより、図３Ａの対向スリット群を含む開放フレームの対向辺の間の距離を延在するようになる。十分なリボンの長さ部分を切り出して、両端部を折り返すことにより、図３Ｂの側面図、及び図３Ｃの端面図に示す三角形断面３４を有するループとすることができる。折り返し部３４を箔リボン群３０の両端部に設ける目的は、リボンが、ブラケットスリット群２８が引張力を受けることにより引っ張られる現象を防止するためである。リボン群３０の両端部の折り返し部の形状は、リボンが引張力を受けたままの状態のときに、箔がブラケットスリットの中心線に、従ってＸ線管に正確に位置合わせされる状態を維持するように設計される。
【００２８】
[0055]次に、図４及び図４Ａを参照すると、両端部３４を折り返した状態の箔リボン３０は、フレーム２４の対向辺に取り付けられるブラケット群４４の対応する対向スリット群に挿入される。図から分かるように、両端部の折り返しループ群は大き過ぎて、スリット群２８に嵌め込むことができないので、フレームが、引張力がこれらのリボンに加わるようなサイズに形成されている場合に、リボンがブラケットから抜けてしまう現象を防止する。図５の好適な実施形態を参照すると、箔リボン群は、第２可動ブラケット群５６を外側に向かって調整することによりリボン群を、フレームを横切る方向に引っ張ることができる状態で、固定ブラケット４４と周辺フレーム２４との間に保持されて、これらのリボンが確実に、所望の集束平面に位置合わせされる。
【００２９】
[0056]１つの実施形態では、これらのスリットを、グリッドフレーム（図６）の２つの辺にのみ設けて、従来の直線グリッドにおけるような狭幅の集束経路群を形成する。
この実施形態では、箔リボン群３０は、固定ブラケット６２と、フレームの対向辺にある調整可能な可動ブラケット５６との間で引っ張られる。図４に戻って参照するに、この構造の重要な点は、リボン群３０の両端部におけるこれらの折り返し部３４の形状によって確実に、引張力を受けると、各箔３０がブラケットスリットの中心線に、従ってＸ線源焦点に正確に位置合わせされることである。
【００３０】
[0057]この実施形態では、散乱線除去能は、本発明に従って、主として空気が金属リボン群の間の経路に満たされることによって確実に、一次放射線の伝搬が殆ど阻止されることがなく、従って極めて良好に行なわれることを除き、同じグリッド比、経路壁の同じ金属厚さ、及び組成を持つように従来方法で形成される直線グリッドと同様である。
【００３１】
[0058]図７に示す第２の実施形態では、２組の対向固定ブラケット２４及び調整可能ブラケット５６、５８を設け、一方の組が他方の組の上方に２層になって配置されて、事実上、クロスハッチパターンが形成される。この実施形態では、両方の組のブラケットの取り付け先の単層の周辺フレームを用いることにより、２組のブラケットは、直角に位置合わせされた状態で、Ｘ線焦点の位置に対してロックされる。この実施形態の利点は、散乱線除去能が、従来の直線グリッド、又は第１の実施形態の利点と比較して大幅に向上するが、その理由は、第１層のグリッドリボン群に平行な平面に斜めに放射される散乱が、第２層の直交する方向に延設されるリボン群によって除去されるからである。
【００３２】
[0059]両方の実施形態では、結果として得られるグリッドは好ましくは、上面及び下面の両方が、薄いマイラーポリエステルシートで被覆されて、影像を生じさせる虞のある埃のような異物が開放経路空間に侵入するのを防止する。マイラーフィルムは、Ｘ線を殆ど透過する。
【００３３】
[0060]コストを下げることができる可能性のある別の実施形態では、箔リボン群は、鉛箔又はビスマス箔により形成され、場合によっては、錫、アンチモン、インジウム、又はアンチモンカドミウムを更に含有するように混合して得られる合金の箔により形成される。これらの事例のうちの少なくとも幾つかの事例では、結果として得られる箔は、引張力が加わっている状態でフレーム２４に保持されるために十分な引張強度を持たず、例えば、箔の一方の表面、又は両方の表面に設けられるような、マイラーテープ薄層又はカプトンテープ薄層で補強する必要がある。このようなテープに使用されるマイラーフィルム又はカプトンフィルムは普通、約１ミルの厚さである。別の構成として、同じ厚さの単層のスチール補強リボン（ｓｔｅｅｌ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ  ｒｉｂｂｏｎ）を使用することができる。
【００３４】
[0061]この補強箔を組み付ける好適なプロセスを図８に示し、この場合、２本のロールに巻いたマイラーテープ又はカプトンテープ７０を、鉛箔又は他の重金属箔、或いは合金箔７２の両側主面に固着させ、次に圧縮／計測ローラ７４に送り込み、次に巻き取りリール７６で巻き取る。同様のプロセスは、適切な重金属からなるポリマ担持金属粉末により構成されるテープに適用することができる。
【００３５】
[0062]補強された鉛箔又は合金箔を用いる実施形態では、リボン群の両端を折り返して同様のストップを形成することによりリボンを所定の位置に固定し、当該リボンをブラケットスリットの中心線に位置合わせすることはできない。次に、図９を参照すると、補強された箔リボン群８０は、フレームを横切るために必要なだけの正確な長さに切り出され、かつスチールクリップ、真ちゅうクリップ、又は他の適切な金属クリップを三角形の断面８２に成形し、補強されたリボンの両端に覆い被さるように圧着する。このようにして、圧着金属クリップ８２は、補強された箔リボン群に同様の終端を形成して、ブラケットスリット群の位置を固定し、箔をスリット周縁に一致させる。
【００３６】
[0063]この実施形態の１つの例では、グリッドを作製して、最大４３ｃｍ×４３ｃｍのサイズを有する受像器に向かう散乱放射線を低減し、この場合、受像器１４に放射するＸ線源１０の焦点は、１００ｃｍの距離に位置する。グリッドリボン群は、１０ｍｍの高さ（「Ｌ」）、及び１００ミクロンの厚さのタングステン箔により作製され、切り出されて４４ｃｍの長さとなる。各端部における４ｍｍの長さ部分を折り返して三角形のストップ３４を形成する。ブラケット群４４は、スリット群２８をワイヤー放電加工（ワイヤーＥＤＭ）又はレーザカットによって切断形成して、これらのスリットが１５０ミクロンのスリット幅となるように作製される。スリット群２８をブラケット群に沿って、Ｘ線焦点を通る中心平面群のなす角度が０．０５７３度となるように離間させ、１０．５ｍｍの深さとする。ブラケット群は、厚さが３ｍｍのＬ字形断面、及び１１ｍｍのウェブ径を有する傾斜スチール梁により作製することができる。グリッドフレームは、内側開口面積が４５ｃｍ×４５ｃｍ、厚さが３ｍｍ、深さが１５ｍｍである軟鋼合金により作製される。重金属リボン群は好適には、約１ｍｍの距離だけ離間するように配置する必要がある。
【００３７】
[0064]可動フレームブラケット５６を調整する引張機構の１つの実施形態は、図１０に示すように、可動ブラケット５６の両方の端部に設けられるのが好ましい。当該引張機構は、調整可能なリボンブラケット５６の各端部に位置するＭ６ボルト９６、コイルばね１００を用いて作製される。グリッドフレームの上面及び下面を、引張力で保持される２５ミクロンのマイラーシートで被覆することにより、画像アーチファクトを生じる虞のある異物がリボン群の間の空間に侵入するのを防止する。
【００３８】
[0065]この実施形態の別の好適な例では、第１例の外周グリッドフレームの深さを深くして、第２層を収容するようにし、第２層は、スリット間角度がＸ線管焦点に対して０．０５７９度に増えることを除いて、第１層における組のブラケット群及びリボン群と略同様の第２組のブラケット群及びリボン群を含む。
【００３９】
[0066]本発明の更に別の実施形態では、改良型散乱防止集束グリッドを製造する装置及び方法が提供される。本発明の集束グリッドのこの実施形態は、複数の略同一の弓形波形嵌合モジュールを備え、これらの嵌合モジュールは好適には、放射線を殆ど透過する透過性固体支持材料層、及び放射線を殆ど吸収する材料層を交互に重ねた状態で含む。好適には、各モジュールは、相対的に薄い放射線吸収材料層で被覆される放射線透過性支持材料により作製される。これらのモジュールを組み付けて、支持材料及び吸収材料を交互に重ねることにより、複数のこのような集束経路を有するグリッドを形成し、各集束経路は、放射線吸収材料により区切られ、このような経路群のすべては、組み付けモジュール群から特定の距離に位置するように設定される空間中の同じ点に集束する。組み付けモジュール群は、適切な形状に形成されるフレームに取り付けられて、本発明の弓形集束グリッドを形成することが好ましい。
【００４０】
[0067]本発明の別の方法は、例えば射出成形により、又は他の熱成形法により、放射線を殆ど透過する材料により形成される複数の略同一の嵌合モジュールを成形する工程と、放射線吸収材料層を、嵌合モジュール群の各嵌合モジュールに塗布する工程と、を含む。次に、これらのモジュールを、嵌め合わせて複数のモジュールの組付体とすることにより、集束経路群を形成し、集束経路群の組付体をフレームに取り付けて、本発明の集束グリッドを形成する。
【００４１】
[0068]本発明の１つの好適な実施形態では、複数の嵌合モジュールを備える集束グリッドが提供され、各モジュールは、放射線吸収材料層で被覆される少なくとも１つの嵌合側面を有し、各モジュールは、放射線透過材料により作製される。これらのモジュールを組み付けて、Ｘ線を通過させる複数の集束経路を有するグリッドを形成し、このような各経路は、放射線透過材料を収容し、かつ放射線吸収材料により区切られ、このような各経路は、空間中の同じ点に集束し、前記点は、組み付けモジュール群から特定の距離に位置する。これらの組み付けモジュールを適切な形状に形成されるフレームに取り付けて、本発明の集束グリッドを形成する。
【００４２】
[0069]１つの好適な実施形態では、集束グリッドの形状は、正方形を特定の半径Ｒを有する球の表面に投影することにより得られる。結果として得られる構造は、半径Ｒを有する主内径面（ｍａｉｎ  ｉｎｎｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅ）と、半径Ｒ’を有する主外径面（ｍａｉｎ  ｏｕｔｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅ）と、第１端部及び第２端部と、を備える球殻部（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  ｓｅｇｍｅｎｔ：すなわち、球面の一部）である。球殻部は更に、外側側面群を有する。
【００４３】
[0070]球殻部は、放射線透過材料により作製される複数の略同一の弓形モジュールにより形成されるのが好ましく、各モジュールは外径Ｒ’を有する。各モジュールは、溝（又は、波形表面）のような嵌合構造を有する嵌合対向側面と、弓形上面と、弓形下面と、第１端部及び第２端部と、を備える。更に、好適には、各弓形モジュールに対応して、これらの嵌合側面（例えば、溝側面又は波形側面）のうちの少なくとも１つの嵌合側面は、当該嵌合側面に固着する重金属フィルム又は重金属コーティングのような放射線吸収材料層を有する。
【００４４】
[0071]弓形モジュール群の組付体は、隣接配置される弓形モジュール群を有し、これらの弓形モジュールは互いに、これらの弓形モジュールの嵌合側面を介して嵌合することにより、経路群を放射線吸収金属被覆側面群の間に形成するので、例えば放射Ｘ線を誘導する通路を設けることができる。隣接配置される弓形モジュール群は更に、互いに固着させることができる。このような各経路は、放射線透過材料を並べることにより画成される構造（すなわち、弓形モジュール）を有し、当該放射線透過材料では、当該放射線透過材料の溝側面群のうちの一方の溝側面を放射線吸収層（例えば、金属層）で被覆し、かつ当該放射線透過材料の反対側の溝側面を、隣接配置される弓形モジュールの被覆（金属層のような放射線吸収材料で被覆される）溝側面と嵌合させる、又は係合させることにより、当該放射線透過材料が放射線吸収材料（すなわち、金属側面群）によって区切られるようにする。
【００４５】
[0072]これらの経路の各経路は、少なくとも１つの集束軸を有し、この場合、各集束軸は、グリッドの内径面から特定の距離にある空間中の１点を始点として、球殻部の内径面上の１点にまで延び、放射線透過材料（例えば、弓形モジュール）を通過して球殻部の外径面上の１点にまで、経路境界群を画成する放射線吸収材料層で被覆される表面群のいずれの表面とも交差することなく延びる通路（好適には、直線通路）によって画成され、このような通路は「集束通路（ｆｏｃｕｓｅｄ  ｐａｔｈ）」又は「集束経路（ｆｏｃｕｓｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ）」と表記される。球殻部の主内径面から特定距離に位置し、かつ当該点から放射線が放出される空間中のこの点は本明細書では、「放射線源点（ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｓｏｕｒｃｅ  ｐｏｉｎｔ）」として定義される。好適には、当該放射線源点は、球殻部の主内径面からＲに等しい距離に位置する。Ｒは、ゼロよりも大きい任意の実数とすることができる。当該放射線源点を球殻部の主内径面からＲ以外の距離に位置させてもよいことは容易に理解できるであろう。
【００４６】
[0073]モジュール群の組付体は、適切な形状に形成されるフレームに取り付けられ、当該フレームは１つの構造を有し、この構造が、球殻部の第１及び第２端部、及び当該球殻部の外側側面に接続される、又は係合することにより、本発明の集束グリッドが得られる。当該フレームの形状は、正方形を球の表面に投影することによっても得られる。
【００４７】
[0074]弓形モジュール群の組み付け上面群は、球殻部の主内径面を形成し、弓形モジュール群の組み付け下面群は、球殻部の主外径面を形成する。組み付け弓形モジュール群の第１及び第２端部は、球殻部の第１及び第２端部をそれぞれ形成する。組み付け弓形モジュール群の外側弓形モジュール群の外側側面群は、球殻部の側面群を形成する。球殻部の外側側面群は、皺が寄っていないことが好ましいのに対し、嵌合面群は、或る程度の深さの皺を有することができ、かつ有することが好ましいことに留意されたい。各弓形モジュールの中心は、球殻部の中心であり、この球殻部の中心は、球殻部が形成されるときの基準となる球体の中心でもあり、前記中心は、球殻部の主内径面上の任意の点、及びすべての点から距離Ｒだけ離間して位置する空間中の点であり、Ｒは従って、弓形モジュール群の各弓形モジュールの半径、及び球殻部の半径である。
【００４８】
[0075]図１１を参照すると、本発明の固体モジュール形態の集束グリッド１００は、当該グリッドの両端部のうちの一方の端部から見たときの様子であり、弓形モジュール群の端部の略台形の形状を示している。これらのモジュールの両端部のうちの一方の端部から見たときのモジュール群の断面の各断面も略台形の形状であり、グリッドフレームを図１に含めずに、説明及び図示を分かり易くしていることにも留意されたい。グリッド１００は、図示のように、撮影対象の被検体２００（例えば、人体の一部）及び受像器３００の直ぐ傍に配置される様子が示されている。放射線源管４００は、放射線ビーム５００が、図示のように、放射線源点３００から出射して集束グリッド１００に向かうように配置される。
【００４９】
[0076]図１についての説明を続けると、Ｘ線の均一ビーム５００は、被検体２００の体表に向けて誘導され、被検体２００内を通過して被検体２００の反対側の体表から出射する。被検体２００内を通過する直線通路に沿ったＸ線減衰量の差によって、受像器３００により記録される画像情報を構成するＸ線強度パターンが生成される。受像器３００は、写真フィルム、又は任意のＸ線感光材料層、或いはＸ線電子写真感光媒体層に接続される増感スクリーンのような装置とすることができ、当該装置は、１つ以上の工程を経て、Ｘ線強度パターンを可視画像又は可視形式に変換する。
【００５０】
[0077]Ｘ線を殆ど透過し、且つ、この実施形態の弓形モジュール群の本体を形成する固体材料は、射出成形法−−以下に説明される−−射出成形法では、成形材料は、比較的低い原子番号の元素（例えば、水素及び炭素、ならびに場合によっては酸素及び窒素）から主として構成される剛性ポリマであり、好ましくは、１．２ｇ／ｃｍ３未満の物理密度を有することにより、Ｘ線を殆ど透過する。これらの材料のＸ線透過率は、発泡剤又は微小泡をポリマ調製物に、成形プロセス中に混入させることにより一層高くして、密度を更に低くすることにより、最終材料の透過率を高めることができる。
【００５１】
[0078]散乱されない集束ビームは、検査対象の被検体内を通過するときに減衰してしまう、又は減衰されない可能性がある。検査対象の被検体内を通過するときに散乱されたＸ線は、集束グリッドの経路群を通過する集束通路に沿って進まないので、これらの集束経路のＸ線吸収境界と交差し、衝突することにより、これらの層によって吸収される。これらの吸収層は、鉛、ビスマス、タングステン、又はタンタルのような重金属により形成されることが好ましい。これらの金属層は、鉛、ストロンチウム、カドミウム、及びインジウムを種々組み合わせたビスマス合金であるＬｏｗ１１７、Ｌｏｗ２５１、及びＬｏｗ２８１のような低融点合金により形成することもできる。これらの金属層は必ずしも単一元素金属とする必要はなく、かつ結合剤（例えば、ポリマ）を含有することにより、微粉末の形態の比較的高濃度の重金属を結合させる、又は４０よりも高い原子番号の元素を主として含有する化合物として結合させる必要がある。散乱防止グリッドが使用されている用途によって異なるが、比較的高濃度の重金属は、４０重量％〜９８重量％、又は４０体積％〜９８体積％の範囲の濃度を吸収層中に占めることができる。
【００５２】
[0079]図１１を参照して既に説明したように、本発明の集束グリッドは、１つ以上の集束経路を有し、これらの集束経路によって、被検体２００内を通過してきた非散乱一次Ｘ線ビームを受像器３００に到達させることができる。集束グリッド１００の端面図を描いて、弓形モジュール１００１、．．．、１００Ｍの各モジュールの断面を、当該断面が略台形であるものとして示している。図示のように、Ｍを２以上の整数とした場合に、Ｍ個の弓形モジュールが球殻部を構成している。
【００５３】
[0080]本発明の集束グリッドの種々の部分を図１２〜図１８に異なる形態で描くことにより、本発明の１つの実施形態についての説明を分かり易くしている。本出願において使用されるこれらの図面は、必ずしも寸法通りには描かれていないが、これらの図面は、本発明の種々の特徴及び態様を明瞭に描くために提示される。
【００５４】
[0081]本発明の集束グリッドの球殻部の斜視図を図１４〜図１４Ｃに示す。図１４Ａ及び図１４Ｂは、個々の弓形モジュール２００を示しており、これらの弓形モジュールを組み付けて、例えば図１３に示すような球殻部を形成する。球殻部１００Ａは、参照番号１０６及び１０８でそれぞれ一括指示される主内径面及び主外径面を有し、これらの主内径面及び主外径面は、嵌合弓形モジュール１００１〜１００Ｍにより形成される。弓形モジュール１００１〜１００Ｍの各弓形モジュールは、該当する第１端部１１２１〜１１２Ｍ、該当する第２端部１１４１〜１１４Ｍ、及び該当する側面１２２１〜１２２Ｍ、及び１２０１〜１２０Ｍを有する。球殻部は、外側側面１２２１及び１２０Ｍ（部分的に示している）を有する。球殻部１００は、Ｍ個の略同一の弓形モジュールを備え、これらの弓形モジュールを組み付けて、隣接配置されるモジュール群がそれぞれ、これらのモジュールの側面に沿って嵌合する、又は係合するようにする。好適な例では、これらの側面は、皺のような異なる形状を有する波形側面である。切断線Ｃ−Ｃに沿って切断したときの本発明の球殻部を図１１に示すが、これらの弓形モジュールの各モジュールの断面は、略台形の形状である。
【００５５】
[0082]次に、図１３を参照すると、図１２の部分分解図が示されており、これにより、弓形モジュール１００１、１００２、１００３〜１００Ｍの各弓形モジュールは、隣接配置される別の弓形モジュールと、当該各モジュールの波形側面に沿って嵌合する。これらのモジュールの各モジュールに対応するこれらの波形（この波形は、図示のように、Ｖ字形溝とすることができる）は、弓形モジュール群の組付体（すなわち、図２の球殻部１００）が、図示のように、位置合わせされる第１及び第２端部を有するように形成される。図示のように、１つの波形の頂部は、別の波形の溝に丁度収まる。これらの弓形モジュールの寸法に対するこれらの波形の寸法は、必ずしも寸法通りには描かれていないことに留意されたい。これらの弓形モジュールは、該当する第１端部１１２１、１１２２、１１２３、〜１１２Ｍ、第２端部１１４１、１１４２、１１４３、〜１１４Ｍ、上面１０６１、１０６２、１０６３、〜１０６Ｍ、両側の側面１２２１、．．．、１２２Ｍ、及び側面１２０１、．．．、１２０Ｍ、及び下面１０８１、．．．、１０８Ｍを有する。モジュール群のこれらの組み付け上面が主内径面１０６を形成し、これらの組み付け下面が主外径面１０８を形成していることに注目されたい。
【００５６】
[0083]次に、図１４〜図１４Ｃを参照すると、本発明のグリッドの異なる弓形モジュール１００２の斜視図が示されている。図１２〜図１４を参照して説明される本発明の実施形態では、任意の１つのグリッドに含まれる弓形モジュール１００１、．．．、１００Ｍは、互いに略同一であることが容易に理解できるであろう。従って、弓形モジュール１００２に属する、又は弓形モジュール１００２について説明される幾何学的、物理的、及び／又は化学的特徴群のすべては、残りの弓形モジュール群（すなわち、弓形モジュール１００１、１００３、．．．、１００Ｍ）についても当てはまる。弓形モジュール１００２は、上面１０６２と、凹状ではなく凸状であることを除き上面１０６２と形状が同様である下面１０８２（図示せず）と、を有する。最も好ましくは、上面及び下面は同心円状である。各弓形モジュール、例えば弓形モジュール１００２は、前面１１２２Ａ、側面１１２２Ｂ及び１１２２Ｃ、上面１１２２Ｅ及び下面１１２２Ｄを有する第１端部１１２２と、前面１１４２Ａ、両側の側面１１４２Ｂ及び１１４２Ｃ、上面１１４２Ｅ及び下面１１４２Ｄを有する第２端部１１４２と、を有する。側面１２２２は、波形面を有する側面１２０２（図示せず）と同様に構成され、これらの波形面は、図示のように、Ｖ字形溝とするか、又はより円滑な他の曲線を有する波形面とすることができる。本発明の集束グリッドの深さは、モジュール１００２に対応して「Ｌ」で図示される同一弓形モジュール群の各弓形モジュールの深さに一致する。図１４では、これらの溝面又は波形面の傾斜側面部は、各弓形モジュールの表面を形成し、これらの溝部は、図示の寸法「ｓ」を有し、これらの溝部は、互いに９０度の角度をなしている。
【００５７】
[0084]図１４を参照し続けると、幅「ｗ」は、図示のように、１つの溝の頂部から反対側に位置する別の溝の谷部までを測定することにより得られる。測定値「ｗ」は、グリッドの集束経路群の各集束経路の幅であると言える。モジュール１００２の側面１２２２は、Ｘ線のような放射線を吸収することができる重金属（上に説明したような）によって被覆することができる。１つの側面１２０２は、被覆されないままの状態とすることができる。従って、他の弓形モジュール群の該当する側面（１２２１、１２２３、．．．、１２２Ｍ）は同様に、金属層によって被覆され、他の弓形モジュール群の反対側の該当する側面（１２０１、１２０３、．．．、１２０Ｍ）は同様に、被覆されないままの状態とされる。
【００５８】
[0085]図１２及び図１３に戻ってこれらの図を参照すると、弓形モジュール１００２は、弓形モジュール１００１の側面に嵌合する、又は係合する様子が示され、図１２及び図１３に示すように、弓形モジュール１００３の側面にも係合する。次に、図１２、図１３、及び図１４を参照すると、弓形モジュール１００２の側面１２０２が被覆されないのに対し、弓形モジュール１００２の側面１２０２が嵌合する方の隣接モジュール１００３の側面１２２３（図示せず）は被覆されるので、１つの経路は、金属層が弓形モジュール１００２（すなわち、放射線透過材料）の側面１２２２（すなわち、当該経路の第１境界）を被覆し、かつ金属層が隣接弓形モジュール１００３の対向側面（すなわち、当該経路の第２境界）を被覆するように形成される。これらの集束経路の各集束経路は従って、１つの弓形モジュールが、当該経路の側面群のうちの金属層で被覆される方の側面によって区切られ、かつ隣接配置される弓形モジュールを被覆する金属層によって区切られるように形成される。
【００５９】
[0086]図１４〜図１４Ｃに戻ってこれらの図を参照すると、弓形モジュール１００２を、すべてが同じ側面凹凸を持つ必要がある残りの（Ｍ−１）個の弓形モジュールに組み付けて、図１２に示す球殻部１００が得られ、前記球殻部１００が、Ｒを球殻部の半径としたときに、放射線源点３００から距離Ｒ（図１４に参照番号１１８で指示される）だけ離れて配置され、球殻部のこれらの経路は放射線源点３００に集束する。既に説明したように、距離１１８は、Ｒに等しくする必要はないが、本発明の集束グリッドが、本明細書に記載の通りに動作するか、又は機能するような、すなわち散乱Ｘ線を除去することができるような任意の適切な距離とすることができることを容易に理解できるであろう。
【００６０】
[0087]集束軸の例は、通路１１６が、放射線源点３００を起点として延在して上面１０６２に到達し、弓形モジュール１００２（Ｘ線透過材料により形成される）を通過して、外側表面１０８２に到達するものとして図示されており、この場合、前記通路は、金属層境界、すなわち弓形モジュール１００２の側面１２２２、及び弓形モジュール１００２の側面１２０２と嵌合する隣接配置弓形モジュール１００３の側面１２２３（図示せず）と交差する、又は衝突することが全くない。従って、弓形モジュール１００２が、本明細書において画成される通りの集束経路を形成し、この場合、このような経路は、Ｌの経路深さ、及びｗの経路幅を有する。当該集束経路は、モジュール１００２に接合されるＸ線吸収層１２２２、及びモジュール１００３に接合される層１２２３によって区切られる。
【００６１】
[0088]次に、図１５を参照すると、図１２の一部の分解上面図が示され、互いに隣接配置される弓形モジュール１００２及び１００３を示している。弓形モジュール１００３は、第１端部１１２３と、第２端部１１４３と、上面１０６３と、側面１２２３及び１２０３と、を有する。弓形モジュール１００２は、第１端部１１２２と、第２端部１１４２と、上面１０６２と、側面１２２２及び１２０２と、を有する。側面１２２３に設けられる金属被覆層１２１３は、特定の厚さｔを有し、図示及び説明を分かり易くするために、層１２１３の厚さは、弓形モジュール１００３の幅ｗ（図１５には図示せず、図１４を参照）に対して寸法通りに描いた場合の厚さよりも厚く描かれている。同様に、弓形モジュール１００２の場合、側面１２２２に設けられる金属被覆層１２１２は、特定の厚さｔを有し、この場合も同じように、図示及び説明を分かり易くするために、層１２１２の厚さは、弓形モジュール１００２の幅ｗ（図１５には図示せず、図１４を参照）に対して寸法通りには描かれていない。
【００６２】
[0089]図１５を参照し続けると、１つの経路は、金属層１２１２と、弓形モジュール１００２と、金属層１２１３と、を含む。概括すると、特定の実施形態について説明する場合、本発明のグリッドのこれらの経路の各経路は、２つの金属層の間に配置されるＸ線透過材料を含み、これらの金属層のうちの一方の金属層は、Ｘ線透過材料の一方の側面に設けられる層であり、他方の金属層は、隣接配置される嵌合弓形モジュールに設けられる層である。球殻部１００の対応する弓形モジュール群のすべては、これらの弓形モジュールの側面１２２１、１２２２、１２２３、．．．、１２３Ｍのうちの１つの側面に固着する被覆金属層１２１１、．．．、１２１Ｍをそれぞれ有する。
【００６３】
[0090]それぞれの側面１２０１、１２０２、１２０３、．．．、１２０Ｍ−１の各側面は、被覆されないままの状態とすることができる、又は必要に応じて被覆されるようにしてもよい。図１２に戻ってこの図を参照すると、弓形モジュール１００Ｍは、他の１つの弓形モジュール、すなわち弓形モジュール１００Ｍ−１とのみ係合し、従って１つの弓形モジュールを集束経路として機能させるために、外側側面１２０Ｍが更に金属層で被覆されることは明らかに分かるであろう。
【００６４】
[0091]弓形モジュール１００１も他の１つの弓形モジュール（すなわち、モジュール１００２）とのみ係合するのであるが、当該弓形モジュール１００１は、当該弓形モジュール１００１が側面１２２１及び１２２２（反対側の側面−−図示されず）上の金属層によって区切られるので、集束経路として機能することに注目されたい。
【００６５】
[0092]次に、図１６を参照すると、内側周縁スロット６０２、６０４、６０６、及び６０８をそれぞれ有する辺部６１０、６１２、６１４、及び６１６を備えるフレーム６００が図示されている。スロット６０２のみが図６に明確に図示され、対向配置されるスロット６０６は、スロット６０２と同様に構成される。図６及び図２を一時的に参照すると、対向配置されるスロット６０２及び６０６は、球殻部１００の外側表面１２０Ｍ及び１２２１をそれぞれ収容するように構成される。Ｍ個の弓形モジュールの各弓形モジュールの端部１１４及び１１２はそれぞれ、フレーム６００のスロット６０４及び６０８にそれぞれ嵌め込まれる。すなわち、スロット６０８（図示せず）は、Ｍ個の弓形モジュールのそれぞれの端部１１２１、．．．、１１２Ｍを摩擦力で挿入するように構成される。同様に、かつ図７に弓形モジュール１００１について図示されるように、スロット６０４は、球殻部１００のＭ個の弓形モジュールの第２端部１１４１、．．．、１１４Ｍを摩擦力で挿入するように構成される。フレームの形状はこの場合も、正方形を、半径Ｒを有する球の表面に投影することにより得られる。
【００６６】
[0093]説明を分かり易くするために、図１２及び図１３に示す球殻部１００、ならびに図１４及び図１５に示す球殻部の一部は、第１端部１１２１、．．．、１１２Ｍが同じ方向に向いているのと同じようにして向いている。図１１（フレーム６００を取り外している）に示す本発明の集束グリッドは、Ｍ個の弓形モジュールの前面１１２１Ａ、．．．、１１２ＭＡを示している。
【００６７】
[0094]図１８は、フレーム６００を含む本明細書に記載される本発明のグリッドの斜視図を示している。本発明の集束グリッドの種々の実施形態のうちの１つの実施形態を製造する１つの例は、以下の工程を含む。弓形モジュール群の各弓形モジュールは、図１９及び図２０に示す互いに対向する溝面を有する一対のプレート７００及び８００からなる型枠を用いる射出成形法を利用して製造される。これらの対向プレートは、弓形モジュール群の半径を持つように湾曲させ、前記対向プレート群は、図示のように、Ｖ字形溝を、これらのプレートの対向面に有する。これらの溝は、長さ「ｓ」の溝部を含み、前記溝部は、互いに対して９０°の角度をなす。結果として得られる弓形モジュールは、これらの対向プレートの半径に等しい半径Ｒを有することになる。
【００６８】
[0095]殆どの医療Ｘ線撮影用途では、これらの対向プレートを湾曲させて、０．５メートル〜２．０メートルの半径を持つようにすることができる。これらの型枠の深さ、従って結果として得られる弓形モジュールの深さ（図１４のＬで示される）は、変えることにより、所望の性能が得られる。これらのプレートは、射出成形金型を作製するために広く使用されるアルミニウム又はスチール合金から機械加工によって作製される。これらの溝の機械加工では、コンピュータ制御ワイヤー放電加工（ワイヤーＥＤＭ）法又は他の高分解能／高精度加工技術を用いる。９０°の角度をなすこれらの溝は、湾曲プレート群の表面となるように機械加工により形成されて、これらの溝の頂部及び通路に沿った直線群が放射線源点に、このような点が、球殻部１００の内径面から距離Ｒだけ離れて位置する場合に集束するようにする。
【００６９】
[0096]第１工程では、図１９及び図２０に示すように、これらの対向プレートを互いに対して、一方のプレートの溝が、別のプレートの頂部に一致するように位置合わせし、隙間を、位置合わせしたプレート群の間に残して型枠を形成する。これらのプレートの間に残る隙間９００を図２０に示す。
【００７０】
[0097]別の構成として、これらの対向プレートは、一方のプレートの表面にある頂部を、別のプレートの表面の頂部に位置合わせして、波形の隙間ではなく、菱形の隙間（図示せず）を形成することができる。第２工程では、放射線透過材料（例えば、ポリマ材料のようなＸ線透過材料）を型枠に、すなわち対向プレート群の間の隙間に流し込むことにより、図１４に示すような弓形嵌合モジュールを射出成形法により製造する。前に説明したように、型枠に流し込む材料は、Ｘ線透過性であり、このようなＸ線透過性は、発泡剤又は微小泡を材料（例えば、ポリマ調製物）に成形プロセス中に混入させることにより高めることができる。
【００７１】
[0098]適切な剛性ポリマの例として、ＡＢＳポリマ、ポリアセタール、ポリアクリレート、ポリアミド（ナイロン）、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、剛性ビニルポリマだけでなく、メラミン、ポリエステル、エポキシ、及びＡＢＳ／ポリカーボネート、ＡＢＳ／ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＶＣ／アクリルポリマのような混合ポリマ、及びスチレン／ブタジエンコポリマのようなコポリマを挙げることができる。これらのポリマは、主に、炭素及び水素原子、酸素又は窒素のような他の幾つかの元素である。
【００７２】
[0099]第３工程では、本明細書において説明される種々の金属及び／又は合金のうちの任意の１つの材料により形成される金属コーティングのような放射線吸収材料を、モジュールの一方の嵌合側面（例えば、溝面）に塗布し、当該側面に固着させ、金属被覆層は、厚さｔを有する。当該層を形成する幾つかの方法のうちの任意の１つの方法を用いることができる。例えば、当該層は、金属をモジュールに電着させる方法を用いて形成することができる。また、低融点重金属合金を鋳込み成形又は射出成形により形成して、当該層を形成することができる。当該層を形成する別の方法では、薄い延展性金属層を型枠に載置して、又は放射線透過材料に直接載せて、打ち抜き成形する、真空成形する、又は加圧成形するプロセスである。用いることができる更に別の層形成方法は溶射プロセスである。
【００７３】
[0100]溶射プロセスの１つの例がプラズマ溶射プロセスであり、このプラズマ溶射プロセスでは、プラズマガスを、２つの電極から発生するアーク放電によって加熱する。プラズマガスがアーク放電によって加熱されると、当該ガスが膨張し、形状ノズルを通って加速されて、非常に高い速度の熱プラズマが生成される。金属材料（又は、金属材料及び粉末状又は溶融状の１種類以上のポリマの混合物）を高速プラズマに注入する。当該材料を高速に加熱し、非常に高い速度に加速して、被覆対象表面に衝突させ、急速に冷却してコーティングを形成する。
【００７４】
[0101]第４工程では、一方の側面が金属層で被覆される複数（すなわち、Ｍを２に等しい、又は２よりも大きい整数とした場合のＭ個）のモジュールを組み付ける。接着剤を使用して、隣接配置される弓形嵌合モジュール群を互いに固着させて（例えば、図１２参照）組付体とし、このような組付体をフレームに、これらのモジュールの両端部を当該フレームの収容スロットに摺接挿入して当該フレームに摩擦力で取り付けることにより取り付けることができ、このようにして取り付けた各モジュールを隣接配置されるモジュール群に当接させる。当該組付体は、外側表面を有する外側モジュール群を有する。モジュール群の組付体（例えば、図２に示すような球殻部）の外側モジュール群の外側側面も、フレームの収容スロット群に摩擦力で圧入することができる。
【００７５】
[0102]接着剤を用いて、組み付けモジュール群の外側表面（すなわち、外側モジュール群−−−外側側面１２２１を有する第１モジュール１００１、及び最後のモジュール−−−外側側面１２０Ｍを有するモジュール１００Ｍの外側側面）をフレーム６００に取り付けることができる。これらの外側側面は、フレームに接着剤で取り付けることもでき、必ずしも、スロットに摩擦力で圧入する必要はない。適切な接着剤は、グリッドモジュール群及びフレームを構成する材料によって異なる。２パーツ構成及び１パーツ構成のエポキシ接着剤は、シアノアクリレート接着剤及びポリウレタン接着剤のように、非常に多岐に亘る種類のポリマに対して有用である。
【００７６】
[0103]結果として得られるグリッドは、図１８に示すように、図２の球殻部１００が図１６のフレーム６００に取り付けられるものとして図示される。
【００７７】
[0104]現在入手可能なグリッド群は通常、グリッド比として指定される、すなわち経路の直径又は幅に対する経路の深さの比として指定される。同じ手法を、グリッド比が（Ｌ／Ｗ）（すなわち、経路の幅Ｗに対する経路の深さＬの比）である本発明の集束グリッドに対して用いることができる。グリッド−−特に、Ｘ線撮影目的に広く使用されるグリッド−−に関する特に好適な一連の寸法は、経路の幅、すなわちＷが約１ｍｍである。従って、グリッド比の所望の範囲が８：１〜１６：１である場合、経路の深さは、８〜１６ｍｍの範囲に収まることになる。
【００７８】
[0105]グリッドに固有の重要な性能は、一次Ｘ線透過率Ｐと表記され、一次Ｘ線透過率Ｐは、以下の数式により定義される：
【数３】
2013545082.tif 000033
式中、ｔは、図５に示す金属層厚さであり、Ｗ＝ｓ√２であると仮定する。方程式の第２項、すなわち（ｅ−μ（Ｅ）Ｌ）は、Ｘ線が本発明の集束グリッドを通過するときのＸ線の減衰率を表わす表現項であり、Ｌは、集束グリッドの深さであり、μＥは、弓形モジュール群の原材料であるＸ線透過材料内におけるエネルギＥを持つＸ線光子の線形減衰係数である。
【００７９】
[0106]一次Ｘ線透過率Ｐは、材料が特定の幅Ｗ、及び深さＬを有し、かつ金属層厚さがｔである場合のＸ線透過材料を通過する透過Ｘ線の割合を表わす。経路の幅Ｗが１．４１４ｍｍである場合、金属層厚さは、一次Ｘ線透過率Ｐの範囲がＸ線透過材料無しで、９５％〜８０％となるのに対応して、それぞれ０．０５２５〜０．２５ｍｍとなる。経路がポリマ材料により形成される場合、減衰係数μＥは、Ｘ線エネルギとともに変化し、１．２ｇ／ｃｍ３未満とすることが望ましいポリマ密度とともに変化する。ポリマ材料の形状及び減衰率について考察すると、５０ｋｅＶにおける合計一次Ｘ線透過率は、金属厚さｔ及びポリマ材料の密度によって異なるが、６１％〜７２％の範囲となる。
【００８０】
[0107]図１２〜図１８に戻って、これらの図を参照すると、本発明が請求する集束グリッドに従って設計され、製造される１つの特定のグリッドは、Ｒ＝９８５ｍｍの半径を有し、Ｌ＝１３ｍｍ、Ｗ＝１．４ｍｍ、ｔ＝０．１ｍｍである本発明の弓形モジュール群により構成されるグリッドであり、溝群は９０°の角度をなし、溝部に関して、ｓ＝１．０ｍｍの関係があり、弓形モジュール群は、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  Ｂｕｔｉｄｉｅｎｅ  Ｓｔｙｒｅｎｅ：アクリロニトリルブタジエンスチレン）ポリマ（詳細には、５０ｋｅＶにおいてμＥ＝０．２０８ｃｍ−１の関係を有し、かつビスマス金属層でプラズマ被覆したＴＰＩ  Ｐｏｒｅｎｅ（登録商標）Ｇｒａｄｅ  ＡＢＳ−ＳＰ−１００−ＢＫのような超高衝撃性ＡＢＳプラスチック）を成形して作製される。最終的に得られるグリッドを、４５０ｍｍ×４５０ｍｍの寸法を有し、かつ互いに接着接続される４３０個の個々のモジュールを収容するフレームに取り付ける。接着剤の使用を回避し、これらのモジュールを単に機械的に押圧してフレーム内で合体させることができることを理解されたい。
【００８１】
[0108]これまでのこの説明全体を通じて、変数Ｒ、Ｌ、Ｗ、ｔ、及びｓの値は、ゼロよりも大きい実数である。
【００８２】
[0109]本発明の集束グリッドの全体形状は、Ｎ辺多角形を、少なくとも１つ以上の焦点を持つ幾何学形状面に投影することにより得られることを容易に理解できるであろう。上に説明した球の場合、１つの焦点が球の中心にある。矩形、三角形、又は任意の公知のＮ辺多角形（Ｎは、３に等しいか、又は３よりも大きい整数）を球の表面に、又は他の任意の３次元表面（例えば、回転楕円体又は楕円体の表面）に投影して、集束グリッドの形状が得られることに留意されたい。従って、本発明が請求する集束グリッドの形状は、球殻部に限定されないことを容易に理解できるであろう。
【００８３】
[0110]本発明の装置及び方法の種々の態様、特徴、及び構造について、本明細書において記載される実施形態に関連して説明してきた。本明細書において開示される実施形態は、決して本発明の範囲を限定しないことを容易に理解できるであろう。本発明が属するこの分野の当業者であれば、本開示を一読した後に、本発明の装置及び方法を、本明細書において開示される実施形態とは異なり、かつ以下の請求項により規定される通りに特許請求する発明の範囲に十分含まれる他の実施形態を用いて容易に実施することができる。
【国際調査報告】
2013545082.tif 000034