(57)【要約】【課題】クロストークを低減され機械的安定性の高い低経費のコリメータ及びシンチレータのモジュールを提供する。【解決手段】ＣＴコリメータが、内部に形成された複数の開口（１１６）を有する第一の放射線吸収性単層（１１２）を含む。第一の放射線吸収性単層（１１２）の内部に形成された各々の開口（１１６）は、対応する画素型素子（１０６）とＸ線照射源（１０２）との間に形成されるそれぞれの軸（１３７）に位置揃えされる。コリメータは、内部に形成された複数の開口（１１８）を有する第二の放射線吸収性単層（１１４）を含み、第二の放射線吸収性単層（１１４）の内部に形成された各々の開口（１１８）は、対応する画素型素子（１０６）とＸ線照射源（１０２）との間に形成されるそれぞれの軸（１３７）に位置揃えされる。スペーサ（１２６）が、第一及び第二の放射線吸収性単層（１１２、１１４）の間に配置される。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計算機式断層写真法（ＣＴ）検出器（１００）に近接して配置されている計算機式断層写真法コリメータであって、
内部に形成された複数の開口（１１６）を有する第一の放射線吸収性単層（１１２）であって、当該第一の放射線吸収性単層（１１２）の内部に形成された各々の開口（１１６）は、対応する画素型素子（１０６）とＸ線照射源（１０２）との間に形成されるそれぞれの軸（１３７）に位置揃えされている、第一の放射線吸収性単層（１１２）と、
内部に形成された複数の開口（１１８）を有する第二の放射線吸収性単層（１１４）であって、当該第二の放射線吸収性単層（１１４）の内部に形成された各々の開口（１１８）は、対応する画素型素子（１０６）と前記Ｘ線照射源（１０２）との間に形成される前記それぞれの軸（１３７）に位置揃えされている、第二の放射線吸収性単層（１１４）と、
前記第一及び第二の放射線吸収性単層（１１２、１１４）の間に配置されているスペーサ（１２６）と
を備えた計算機式断層写真法コリメータ。
【請求項２】
前記計算機式断層写真法検出器（１００）は、シンチレータ及び直接変換物質の一方を含んでいる、請求項１に記載の計算機式断層写真法コリメータ。
【請求項３】
前記スペーサ（１２６）は、発泡材、グラファイト・シート、エポキシ（１４１）、繊維及び管（１５０）の一つを含んでいる、請求項１に記載の計算機式断層写真法コリメータ。
【請求項４】
前記エポキシ（１４１）は、当該エポキシよりも低い平均密度を有する充填材料を内部に分散させて有している、請求項３に記載の計算機式断層写真法コリメータ。
【請求項５】
前記発泡材は「その場」で硬化される、請求項３に記載の計算機式断層写真法コリメータ。
【請求項６】
内部に形成された複数の開口（１２９）を有し、前記第一及び第二の放射線吸収性単層（１１２、１１４）の一方に付着された第三の放射線吸収性単層（１３６）をさらに含んでおり、
該第三の放射線吸収性単層（１３６）の各々の開口（１２９）は、対応する開放部のそれぞれの軸（１３７）に位置揃えされている、請求項１に記載の計算機式断層写真法コリメータ。
【請求項７】
前記第一及び第二の放射線吸収性材料（１１２、１１４）は高Ｚ材料を含んでいる、請求項１に記載の計算機式断層写真法コリメータ。
【請求項８】
前記高Ｚ材料はタングステンである、請求項７に記載の計算機式断層写真法コリメータ。
【請求項９】
前記スペーサ（１２６）は、内部に形成された複数の開口を有する材料のシートである、請求項１に記載の計算機式断層写真法コリメータ。
【請求項１０】
互いに対して実質的に位置揃えされている切込み（１１３）又は突起タブの一方を有する前記第一及び第二の放射線吸収性単層（１１２、１１４）をさらに含んでいる請求項１に記載の計算機式断層写真法コリメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には、診断撮像に関し、さらに具体的には、積層型のＣＴ検出器コリメータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的には、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システムでは、Ｘ線源が患者又は手荷物のような被検体又は対象に向かってファン（扇形）形状のビームを放出する。以下では、「被検体」及び「対象」との用語は、撮像されることが可能な任意の物体を含むものとする。ビームは、被検体によって減弱された後に放射線検出器のアレイに入射する。検出器アレイで受光される減弱されたビーム放射の強度は典型的には、被検体によるＸ線ビームの減弱量に依存している。検出器アレイ内の各々の検出器素子が、各々の検出器素子によって受光される減弱されたビームを示す別個の電気信号を発生する。電気信号はデータ処理システムへ伝送されて解析され、解析から最終的に画像が形成される。
【０００３】
一般的には、Ｘ線源及び検出器アレイは、撮像平面内で被検体を中心としてガントリの周りを回転する。Ｘ線源は典型的には、焦点においてＸ線ビームを放出するＸ線管を含んでいる。Ｘ線検出器は典型的には、検出器で受光されるＸ線ビームをコリメートする複数のコリメータ・プレートを有するコリメータと、コリメータに隣接して設けられておりＸ線を光エネルギへ変換するシンチレータと、隣接するシンチレータから光エネルギを受け取ってここから電気信号を発生するフォトダイオードとを含んでいる。
【０００４】
Ｘ線検出器は、シンチレート性の装置を用いる代わりに、Ｘ線計数が可能であって検出された各々のＸ線のエネルギ・レベルの測定値を与えることが可能な直接変換物質を有するエネルギ識別型検出器を含み得る。本書に記載する積層型コリメータは、エネルギ識別型装置での利用又は画素型素子を用いる他の検出器での利用に同等に適用可能である。
【０００５】
典型的には、シンチレータ・アレイの各々のシンチレータがＸ線を光エネルギへ変換する。各々のシンチレータが、シンチレータに隣接するフォトダイオードに光エネルギを放出する。各々のフォトダイオードが光エネルギを検出して対応する電気信号を発生する。次いで、フォトダイオードの出力はデータ処理システムへ伝送されて画像再構成を施される。
【特許文献１】米国特許第６０７５８４０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
画質は、検出器の構成要素同士の間の位置揃え（アラインメント）の程度に直接関連し得る。ＣＴ検出器の検出器セル同士の間の「クロストーク」は一般に起こりがちであるが、ある程度までは検出器構成要素の位置揃えに影響され、すなわち位置揃えの欠落に影響される。この観点で、クロストークは典型的には、ＣＴ検出器の構成要素が不正位置揃えである場合にさらに高まる。
【０００７】
クロストークは一般的には、ＣＴ検出器の隣り合ったセルの間のデータの伝達として定義される。一般的には、クロストークは最終的な再構成ＣＴ画像にアーティファクトの出現を招いて空間分解能を劣化させるので、クロストークの低減が図られる。単一のＣＴ検出器内で様々な形式のクロストークが生じ得る。クロストークは、１個のセルからの光がフォトダイオード層とシンチレータとの間の接触層を通してもう１個のセルに伝わるときに生じ得る。電気的クロストークは、フォトダイオード同士の間の望ましくない伝達から生じ得る。光学的クロストークは、シンチレータを包囲する反射体を介した光の透過によって生じ得る。Ｘ線クロストークは、シンチレータ・セル同士の間のＸ線の散乱によって生じ得る。
【０００８】
クロストークを低減させるための取り組みとして、コリメータのプレート又は層をシンチレータ・アレイのセルに位置揃えすることができる。シンチレータ・アレイのセルとコリメータのプレートとの位置揃えは、長時間を要し労働集約的な工程である場合がある。コリメータは典型的には、一組のレールの間に挿入された約１０００枚のコリメート用プレートを用いて製造される。レールには典型的には、櫛形部品が取り付けられており、各々の櫛形部品がコリメート用プレートを把持するように構築された複数の歯を有している。典型的にはレールは、櫛形部品の歯がコリメート用プレートを収容して、コリメート用プレートが歯に挿入されたときに画素型素子に対してコリメート効果を与えるように、極めて厳しい許容誤差で位置揃えされている。さらに、シンチレータ・アレイに対するコリメータの物理的な配置又は位置揃えは、不正位置揃えの積み重ねを特に起こし易い。すなわち、シンチレータとコリメータとのアセンブリの一つが位置揃えされていなければ、隣接するアセンブリの位置揃えに悪影響を及ぼし得る。単純に、一つのコリメータとシンチレータ・アレイとの組み合わせが不正位置揃えであると、補正対策を講じなければ後続に配置される全てのコリメータとシンチレータ・アレイとの組み合わせが不正位置揃えとなる。さらに、かかるアセンブリは、検出器の１個のみが不正位置揃えであるときにも何個もの検出器を調節することを必要とする。この全体工程は高経費で時間浪費的となり得る。
【０００９】
また、高速のガントリ速度でのガントリの回転によって惹起されるＧ荷重のため、プレートの機械的撓みが発生する場合がある。ＣＴシステムが例えば一つの速度に較正され、画像データが例えば第二の速度で取得される場合に、コリメータ・プレートの機械的撓みはこれら２種のガントリ速度について異なる場合がある。かかる機械的撓みは、得られる画像に画像アーティファクトを惹起し得る。加えて、近年患者のＺ軸撮影範囲が拡大しており、拡大されたＺ軸撮影範囲は同様に、比例して長いコリメータ・プレートを必要とする。従って、コリメータ・プレートは機械的撓みを益々生じ易く、このことに起因する画質の問題を起こし易くなる。
【００１０】
従って、低経費のコリメータ及びシンチレータのモジュールの製造のための方法及び装置を設計し、これによりクロストークを低減して機械的安定性を高めることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の欠点を克服する装置に関するものである。ＣＴ検出器が、複数の画素型素子及び積層型コリメータを含んでいる。コリメータの内部の各単層（lamination）はスペーサ物質によって離隔されており、それぞれの画素型素子とＸ線源との間に位置揃えされた開口を有している。
【００１２】
本発明の一観点によれば、ＣＴコリメータが、内部に形成された複数の開口を有する第一の放射線吸収性単層を含んでいる。第一の放射線吸収性単層の内部に形成された各々の開口は、対応する画素型素子とＸ線照射源との間に形成されるそれぞれの軸に位置揃えされている。コリメータは、内部に形成された複数の開口を有する第二の放射線吸収性単層を含んでおり、第二の放射線吸収性単層の内部に形成された各々の開口は、対応する画素型素子とＸ線照射源との間に形成されるそれぞれの軸に位置揃えされている。スペーサが、第一及び第二の放射線吸収性単層の間に配置されている。
【００１３】
本発明のもう一つの観点によれば、ＣＴ検出器を製造する方法が、複数の画素型素子を有する検出器を設けるステップと、多積層コリメータを検出器に結合するステップとを含んでいる。多積層コリメータは、実質的に放射線不透過性である物質の少なくとも２枚の層を含んでいる。方法は、これら少なくとも２枚の層の間に挿入物を配置するステップと、コリメータの内部の複数のＸ線通路が複数の画素型素子とＸ線照射源との間で１対１の対応を成して位置揃えされるようにコリメータを位置揃えするステップとを含んでいる。
【００１４】
本発明のもう一つの観点によれば、ＣＴシステムが、走査対象を収容する中孔を有する回転ガントリと、高周波電磁エネルギ・ビームを対象に向けて投射するように構成されている高周波電磁エネルギ投射源と、各々が対象を透過する高周波電磁エネルギを検出するように構成されている複数の画素型セルを有する検出器アレイとを含んでいる。放射線フィルタが、隣り合った画素型素子の間の空間に向けられた高周波電磁エネルギを吸収するように構成されており、スペーサ物質によって少なくとも離隔された１対の穿孔スクリーンを含んでいる。フォトダイオード・アレイがシンチレータ・アレイに光学的に結合されて、対応するシンチレータ・セルからの光出力を検出するように構成された複数のフォトダイオードを含んでいる。データ取得システム（ＤＡＳ）がフォトダイオード・アレイに接続されて、フォトダイオード出力を受け取るように構成されている。画像再構成器がＤＡＳに接続されて、ＤＡＳによって受け取られたフォトダイオード出力から対象の画像を再構成するように構成されている。
【００１５】
本発明の様々な他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図面は、本発明を実施するために現状で想到される好ましい一実施形態を示す。
【００１７】
本発明の動作環境を６４スライス型計算機式断層写真法（ＣＴ）システムに関連して説明する。但し、当業者は、本発明が他のマルチ・スライス型構成での利用にも同等に適用可能であることを認められよう。さらに、本発明をＸ線の検出及び変換に関して説明する。しかしながら、当業者には、本発明が他の高周波電磁エネルギの検出及び変換にも同等に適用可能であることがさらに認められよう。本発明を「第三世代」ＣＴスキャナに関して説明するが、本発明は他のＣＴシステムにおいても同等に適用可能である。
【００１８】
図１及び図２には、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム１０が、「第三世代」ＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含むものとして示されている。ガントリ１２はＸ線源１４を有しており、Ｘ線源１４は、ガントリ１２の反対側に設けられている検出器アセンブリ又はコリメータ１８に向かってＸ線のビーム１６を投射する。検出器アセンブリ１８は、複数の検出器２０及びデータ取得システム（ＤＡＳ）３２によって形成されている。複数の検出器２０が患者２２を透過した投射Ｘ線を感知し、ＤＡＳ３２は後続の処理のためにデータをディジタル信号へ変換する。各々の検出器２０は、入射Ｘ線ビームの強度を表わし従って患者２２を透過するときに減弱したビームを表わすアナログ電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得するための１回の走査の間に、ガントリ１２及びガントリ１２に装着されている構成部品は回転中心２４の周りを回転する。
【００１９】
ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって制御される。制御機構２６は、Ｘ線制御器２８とガントリ・モータ制御器３０とを含んでおり、Ｘ線制御器２８はＸ線源１４に電力信号及びタイミング信号を供給し、ガントリ・モータ制御器３０はガントリ１２の回転速度及び位置を制御する。画像再構成器３４が、サンプリングされてディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取って高速画像再構成を実行する。再構成された画像はコンピュータ３６への入力として印加され、コンピュータ３６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。
【００２０】
コンピュータ３６はまた、キーボードを有するコンソール４０を介して操作者から指令及び走査用パラメータを受け取る。付設されている陰極線管表示器４２によって、操作者は、再構成された画像及びコンピュータ３６からのその他のデータを観察することができる。操作者が供給した指令及びパラメータはコンピュータ３６によって用いられて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御器２８及びガントリ・モータ制御器３０に制御信号及び情報を供給する。加えて、コンピュータ３６は、モータ式テーブル４６を制御するテーブル・モータ制御器４４を動作させて、患者２２及びガントリ１２を配置する。具体的には、テーブル４６は患者２２の各部分をガントリ中孔４８を通して移動させる。
【００２１】
図３及び図４に示すように、検出器アセンブリ１８は複数の検出器２０及びＤＡＳ３２を含んでおり、各々の検出器２０が、パック５１に配列されている一定数の検出器素子５０を含んでいる。検出器アセンブリ１８のコリメータのレール１７が、コリメート用ブレード又はプレート１９をレール１７の間に配置して有している。検出器アセンブリ１８は、Ｘ線ビームが検出器２０に入射する前にＸ線１６をコリメートするように配置されている。図３に示す一実施形態では、検出器アセンブリ１８は５７個の検出器２０を含んでおり、各々の検出器２０が６４×１６個のピクセル要素５０から成るアレイ寸法を有している。結果として、検出器アセンブリ１８は６４列の横列及び９１２列の縦列（１６×５７個の検出器）を有し、ガントリ１２の各回の回転で６４枚の同時スライスのデータを収集することを可能にしている。
【００２２】
検出器２０は、パック５１の内部で検出器素子５０に対して配置されているピン５２を含んでいる。パック５１は、複数のダイオード５９を有するダイオード・アレイ５３の上に配置されている。次に、ダイオード・アレイ５３は多層基材５４の上に配置されている。スペーサ５５が多層基材５４の上に配置されている。検出器素子５０はダイオード・アレイ５３に光学的に結合され、次にダイオード・アレイ５３は多層基材５４に電気的に結合されている。可撓性回路５６が多層基材５４の表面５７及びＤＡＳ３２に取り付けられている。検出器２０はピン５２の利用によって検出器アセンブリ１８の内部に配置されている。
【００２３】
動作時には、検出器素子５０の内部に入射したＸ線がフォトンを生成し、フォトンがパック５１を横断することによりアナログ信号を発生して、この信号がダイオード・アレイ５３の内部のダイオード５８において検出される。発生されたアナログ信号は、多層基材５４を通り、可撓性回路５６の一つを通ってＤＡＳ３２に伝わり、ここでディジタル信号へ変換される。
【００２４】
図５及び図８は、本発明の一実施形態によるＣＴ検出器１００の部分を示している。説明の目的で、図５及び図８の積層材１１２、１１４及び１３６の厚みは、これら積層材を通るＸ線１６の通路を分かり易く示すために拡大されている。但し、図９及び図１０に示す積層材１１２、１１４及び１３６の厚みは、全体としてのＣＴ検出器１００に関する積層材の比率を最も正しく示している。
【００２５】
図５は、本発明の一実施形態によるＣＴ検出器の部分である。ＣＴ検出器１００はシンチレータ・パック１０４及びコリメータ１１０を含んでいる。ＣＴ検出器１００は回転ガントリ座標系のＸ−Ｚ平面内に配向されており、図１のＸ線管１４のようなＸ線管のＸ線焦点スポット１０２から放出されるＸ線１６がシンチレータ・パック１０４に向かうように配置されている。シンチレータ・パック１０４は、反射体１０８によって離隔されているピクセルすなわちシンチレータ素子１０６を含んでいる。図５のＣＴ検出器１００の部分は、５個のピクセル１０６を対応するコリメータ１１０の部分と共に示しているが、当業者は、ＣＴ検出器１００のピクセル１０６の数が、図示の５個のピクセル１０６よりも多くを含み得ることを認められよう。
【００２６】
コリメータ１１０の第一の積層材又はスクリーン１１２が、シンチレータ・パック１０４に近接して配置されている。積層材１１２は穿孔されており、積層材に形成された各々の穿孔又は開口１１６は、Ｘ線１６をこれらの穿孔に通して対応するピクセル１０６の上面１２０に入射させるように、寸法を決められて配置されている。この態様で、各々の穿孔１１６は、対応するピクセル１０６と焦点スポット１０２との間に形成される軸１３７に沿って実質的に位置揃えされる。積層材１１２の穿孔１１６はさらに、積層材１１２の構造材料１２２が、焦点スポット１０２から反射体１０８に向かって放出されるＸ線１６を遮断すべく配置されるように、寸法を決められて配置されている。
【００２７】
コリメータ１１０の第二の積層材又はスクリーン１１４が、積層材１１２に近接して配置されて穿孔されており、積層材１１４に形成された各々の穿孔又は開口１１８は、Ｘ線１６をこれらの穿孔に通して対応するピクセル１０６の上面１２０に入射させるように、寸法を決められて配置されている。この態様で、各々の穿孔１１８は、対応するピクセル１０６と焦点スポット１０２との間に形成される軸に沿って実質的に位置揃えされ、かかる軸の１本が軸１３７として図示されている。従って、各々のピクセル１０６に対応する穿孔１１６及び穿孔１１８の各々の対が、コリメータ１１０に孔又は開放部１２９を形成し、この孔又は開放部１２９が、対応するピクセル１０６と焦点スポット１０２との間に形成されるそれぞれの軸１３７に実質的に位置揃えされる。積層材１１４の穿孔１１８はさらに、積層材１１４の構造材料１２４が、焦点スポット１０２から反射体１０８に向かって放出されるＸ線１６を遮断すべく配置されるように、寸法を決められて配置されている。
【００２８】
１本の軸１３９の１個のピクセル１０６と焦点スポット１０２との間に散開角度１２８が形成され、もう１本の軸１３７のもう１個のピクセル１０６と焦点スポット１０２との間にもう一つの散開角度１３０が形成される。第一の積層材１１２の穿孔１１６のパターンは、第二の積層材１１４の穿孔１１８のパターンと別個であってよい。従って、一実施形態では、穿孔１１６の方が大きい開放部を有し、それぞれの穿孔１１８よりも共に近接して配置される。もう一つの実施形態では、穿孔１１６はそれぞれの穿孔１１８よりもさらに離隔して配置されるが、それぞれの穿孔１１８の開放部と実質的に同様の開放部を有する。但し、それぞれの穿孔１１６、１１８のパターンは実質的に同様であり、例えば散開角度１２８及び１３０によって画定されるような散開に従って寸法が決められて配置されるものと思量される。加えて、散開角度１２８に応じて、積層材１１２の穿孔１１６が互いに関して異なる寸法及び間隔を有していてもよい。同様に、散開角度１３０に応じて、積層材１１８の穿孔１１８が互いに関して異なる寸法及び間隔を有していてもよい。
【００２９】
積層材１１２、１１４は、タングステン等のような高密度材料を含んでいる。従って、積層材１１２、１１４は、他の場合ならばシンチレータ・パック１０４の反射体１０８の領域に入射したであろうＸ線１６に対して実質的に不透過性となり、このＸ線１６を実質的に減弱する。積層材の穿孔１１６、１１８は、エッチング、ドリル穿孔又は成形等によって製造されるものと思量される。
【００３０】
図５の説明を続けると、積層材１１２、１１４の間にスペーサ又は積層材１２６が配置されている。一実施形態では、スペーサ１２６は、Rohacell（商標）及びグラファイト・シート等のような予備硬化させた独立気泡型構造発泡材で製造されており、スペーサ１２６がＸ線１６に対して実質的に透過性となるようにしている。Rohacell（商標）は、独国デュッセルドルフのDegussa AG社から入手可能である。図８に関して後述するもう一つの実施形態では、スペーサ１２６は封入材料であり、「その場（in situ）」で硬化される。スペーサ１２６は、積層材１１２、１１４を構造的に支持して、ガントリ回転時のコリメータ１１０のＧ加重耐性を高める。ＣＴ検出器１００の各々の層１０４、１１２、１１４、１２６の間の表面１３２に挿入された接着剤１４１が、層１０４、１１２、１１４、１２６を共に接着して、ＣＴ検出器１００の構造的健全性に寄与する。
【００３１】
動作時には、コリメータ１１０は、焦点スポット１０２から放出されて反射体１０８に入射するＸ線１６を実質的に減弱させる。コリメータ１１０はまた、例えば図１及び図２の患者２２の体内の二次放出点１３３から放出されて経路１３５に沿って進むＸ線をコリメートする。従って、コリメータ１１０は、焦点スポット１０２から放出されるＸ線がピクセル１０６に入射するのを実質的に可能とし、二次放出から生ずるＸ線１３３は実質的に減弱される。
【００３２】
図５の説明をさらに続けると、積層材１１２、スペーサ１２６及び積層材１１４を有するコリメータ１１０が示されている。一実施形態では、開口１１６、１１８によって形成される開放部と、コリメータ１１０の積層体の全高との間の所望のアスペクト比に依存して、図示しない追加の積層材を加えて例えば７ｍｍ〜８ｍｍ以上のコリメータ深さを達成することができる。当業者は、例えば散開角度１２８、１３０を収容するように積層材の間の幾何学的間隔を考慮する限りにおいて、積層材を互いに直接積み重ねて積層材の間にスペーサを有しない多層減弱材料を形成してもよいし、積層材の間にスペーサを配置する前に何枚かの積層材を積層してもよいことを認められよう。例えば、代替的な実施形態では、積層材１３６を積層材１１４に直接接触させて付着させて配置する。かかる方法は、例えば極めて精密な特徴が望まれ、より厚みのある積層材を用いていたのではかかる精度を得るのはさらに困難である又は高経費であるときに、遥かに薄い積層材料の利用を可能にするのに有利であり得る。
【００３３】
さらに、ＣＴ検出器１００は図５にＹ−Ｚ平面内の二次元レイアウトで示されているが、当業者は、散開角度１２８、１３０によって示されるような散開角度のパターンをＸ−Ｙ平面内でも同様に散開させることができ、従って積層材の散開角度を両方の次元に投射させた三次元コリメータを形成することを認められよう。図６は、積層材の間に配置されたスペーサ１２６を有する積層材１１２、１１４の積層体を示している。図６は、三次元散開効果を発揮するためにＸ−Ｙ平面及びＹ−Ｚ平面の両方で達成され得るコリメータ１１０の三次元散開の要件及び対応する散開角度を示している。
【００３４】
再び図６を参照して述べると、積層材１１２、１１４は、内部に配置された切込み１１３、１１５を各々有し得る。各々の積層材１１２、１１４に配置された切込み１１３、１１５は、例えばピン１１７を押圧しながらユニットとして組み立てると切込み１１３、１１５が垂直に揃うように配置される。かかる位置揃えによって、コリメータ１１０の簡単な構築が可能となり、組み立てられたユニットの迅速な目視検査を可能にして積層材１１２、１１４の互いに関する適正な位置揃えを確認することができる。当業者は、切込み１１３、１１５はコリメータ１１０の構築のための突起位置揃えタブを代替的に含んでいてもよいことを認められよう。
【００３５】
図７を参照して述べると、Rohacell（商標）等のような構造発泡材２００が、インコネルのような高温の０．０１４インチ太さのワイヤ２０２を２本のセラミック円筒２０４、２０６の間に緩みなく張り渡して平らな表面２０８から所望の高さ２１０に配置したものを用いて薄いシートに切断され得る。構造発泡材２００のシートを平らな表面２０８に載置して保持した状態で、ワイヤ２０２まで横断させて供給し、これによりスペーサ１２６に用いられる発泡材の薄片２１２をスライスする。構造発泡材２００を供給材料２１１側に載置してワイヤ２０２を横断させて構造発泡材２００の薄いシートをスライスしてもよい。
【００３６】
図８を参照して述べると、前述のように本発明の一実施形態では、スペーサ１２６は、コリメータ１１０の内部に配置された封入材料１３８であってよい。従って、積層材１１２、１１４は、間隙１４０が内部に形成されるように配置される。エポキシ又は構造発泡材のような封入材料１３８は、間隙１４０の内部に配置され、「その場」で硬化される。封入材料１３８は、Ｘ線の通過に対して実質的に透過性である材料から選択される。封入材料１３８は例えば、未硬化の発泡材又はエポキシであってよく、間隙１４０内に射出するか又は他の方法で流入させて硬化させる。さらに、封入材料１３８の密度を低下させるために、中空のガラス製マイクロビーズのような低密度充填材料を混合してもよく、この低密度充填材料は好ましくは、封入材料１３８よりも低い平均密度を有するものとする。
【００３７】
図９は、本発明の一実施形態によるコリメータ１１０を示す。積層材１１２、１１４がスペーサ１２６の間に配置されており、全体としてのコリメータ１１０の比率を最も正しく示している。
【００３８】
図１０は、本発明のもう一つの実施形態によるＣＴ検出器１００のスペーサ１２６を示す。複数の細い管１５０を実質的に積層材１１２と１１４との間に配置して、開放部１１６、１１８を通過するＸ線が無作為に遮断されてこれにより画像アーティファクトを発生し得る遮断のパターンを回避するようにすることができる。細い管１５０は、円形１５２の断面、又は例えば長方形若しくは六角形等のような他の形状断面を有していてよく、また積層材１１２及び１１４の間に無作為に配向されていてよい。
【００３９】
図１１は、非侵襲型小荷物検査システムと共に用いられるＣＴシステムの見取り図である。小荷物／手荷物検査システム５１０は、内部に中孔５１４を有する回転ガントリ５１２を含んでおり、この中孔５１４を通して小荷物又は手荷物が通過することができる。回転ガントリ５１２は、本発明の一実施形態による高周波電磁エネルギ源５１６と、シンチレータ・セルで構成されたシンチレータ・アレイを有する検出器アセンブリ５１８とを収容している。また、コンベヤ・システム５２０が設けられており、コンベヤ・システム５２０は、構造５２４によって支持されており走査のために小荷物又は手荷物５２６を自動的に且つ連続的に中孔５１４を通過させるコンベヤ・ベルト５２２を含んでいる。対象５２６をコンベヤ・ベルト５２２によって中孔５１４に送り込み、次いで撮像データを取得し、コンベヤ・ベルト５２２によって中孔５１４から小荷物５２６を除去することを、制御された連続的な態様で行なう。結果として、郵便物検査官、手荷物積み降ろし員及び他の保安人員が、爆発物、刃物、銃及び密輸品等について小荷物５２６の内容を非侵襲的に検査することができる。加えて、かかるシステムを、部品及びアセンブリの非破壊評価のために産業応用に用いることもできる。
【００４０】
従って、本発明の一実施形態によれば、ＣＴコリメータが、内部に形成された複数の開口を有する第一の放射線吸収性単層を含んでいる。第一の放射線吸収性単層の内部に形成された各々の開口は、対応する画素型素子とＸ線照射源との間に形成されるそれぞれの軸に位置揃えされている。コリメータは、内部に形成された複数の開口を有する第二の放射線吸収性単層を含んでおり、第二の放射線吸収性単層の内部に形成された各々の開口は、対応する画素型素子とＸ線照射源との間に形成されるそれぞれの軸に位置揃えされている。スペーサが、第一及び第二の放射線吸収性単層の間に配置されている。
【００４１】
本発明のもう一つの実施形態によれば、ＣＴ検出器を製造する方法が、複数の画素型素子を有する検出器を設けるステップと、多積層コリメータを検出器に結合するステップとを含んでいる。多積層コリメータは、実質的に放射線不透過性である物質の少なくとも２枚の層を含んでいる。方法は、これら少なくとも２枚の層の間に挿入物を配置するステップと、コリメータの内部の複数のＸ線通路が複数の画素型素子とＸ線照射源との間で１対１の対応を成して位置揃えされるようにコリメータを位置揃えするステップとを含んでいる。
【００４２】
本発明のもう一つの実施形態によれば、ＣＴシステムが、走査対象を収容する中孔を有する回転ガントリと、高周波電磁エネルギ・ビームを対象に向けて投射するように構成されている高周波電磁エネルギ投射源と、各々が対象を透過する高周波電磁エネルギを検出するように構成されている複数の画素型セルを有する検出器アレイとを含んでいる。放射線フィルタが、隣り合った画素型素子の間の空間に向けられた高周波電磁エネルギを吸収するように構成されており、スペーサ物質によって少なくとも離隔された１対の穿孔スクリーンを含んでいる。フォトダイオード・アレイがシンチレータ・アレイに光学的に結合されて、対応するシンチレータ・セルからの光出力を検出するように構成された複数のフォトダイオードを含んでいる。データ取得システム（ＤＡＳ）がフォトダイオード・アレイに接続されて、フォトダイオード出力を受け取るように構成されている。画像再構成器がＤＡＳに接続されて、ＤＡＳによって受け取られたフォトダイオード出力から対象の画像を再構成するように構成されている。
【００４３】
本発明は好適実施形態について説明されており、明示的に述べた以外の均等構成、代替構成及び改変が可能であり、特許請求の範囲に属することが認められよう。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明によるＣＴイメージング・システムの見取り図である。
【図２】図１に示すシステムのブロック模式図である。
【図３】ＣＴシステム検出器アレイの一実施形態の遠近図である。
【図４】図３に示す検出器アレイの検出器の一実施形態の遠近図である。
【図５】本発明の一実施形態によるシンチレータ・パック及びスペーサを有する積層型コリメータの部分の断面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるアセンブリ・ピンの間に配置された積層材を有するコリメータの遠近図である。
【図７】本発明の一実施形態による構造発泡材をスライスする装置の見取り図である。
【図８】本発明の一実施形態によるシンチレータ・パック及び封入材料製スペーサを有する積層型コリメータの部分の断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による構造発泡材スペーサを有する積層型コリメータの部分の断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による複数のスペーサを有する積層型コリメータの部分の断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態による非侵襲型小荷物検査システムと共に用いられるＣＴシステムの見取り図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１６  Ｘ線のビーム
１７  レール
１８  検出器アセンブリ又はコリメータ
１９  コリメート用ブレード又はプレート
２０  複数の検出器
２２  患者
２４  回転中心
２６  制御機構
２８  Ｘ線制御器
３０  ガントリ・モータ制御器
３２  データ取得システム（ＤＡＳ）
３４  画像再構成器
３６  コンピュータ
３８  大容量記憶装置
４０  コンソールを介した操作者
４２  キーボード。付設されている陰極線管表示器
４４  テーブル・モータ制御器
４６  モータ式テーブル
４８  ガントリ中孔
５０  一定数の検出器素子
５１  パックに配列された一定数の検出器素子５０
５２  ピン
５３  ダイオード・アレイ
５４  多層基材
５５  スペーサ
５６  フレックス回路
５７  表面
５８  ダイオード
５９  複数のダイオード
１００  ＣＴ検出器
１０２  Ｘ線焦点スポット
１０４  シンチレータ・パック
１０６  シンチレータ素子
１０８  反射体
１１０  コリメータ
１１２、１１４  積層材
１１３、１１５  切込み
１１６、１１８  開口
１１７  ピン
１２０  上面
１２２、１２４  構造材料
１２６  スペーサ又は積層材
１２８、１３０  散開角度
１２９  孔又は開放部
１３２  表面
１３３  二次放出点
１３５  経路
１３６  積層材
１３７、１３９  軸
１３８  封入材料
１４０  間隙
１４１  接着剤
１５０  複数の細い管
１５２  円形
２００  構造発泡材
２０２  ワイヤ
２０４、２０６  セラミック円筒
２０８  平らな表面
２１０  高さ
２１１  供給材料
２１２  発泡材の薄片
５１０  小荷物／手荷物検査システム
５１２  回転ガントリ
５１４  中孔
５１６  高周波電磁エネルギ源
５１８  検出器アセンブリ
５２０  コンベヤ・システム
５２２  コンベヤ・ベルト
５２４  構造
５２６  小荷物又は手荷物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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