(57)【要約】【課題】二つの部材による接合構造でも散乱Ｘ線の高レベルな抑制を可能とするＸ線検出器用コリメータの提供。【解決手段】Ｘ線検出器用コリメータは、第１の部材２１と第２の部材２２を接合させて形成され、その内部に、前記部材の奥行方向へ延びるスリット１２がＸ線検出器における複数のＸ線センサのライン状配列に対応するライン状配列で複数設けられてなり、Ｘ線検出器の前面に配置されることで、Ｘ線センサへの散乱Ｘ線の入射を抑えるのに用いられる。このようなコリメータについて、第１の部材と第２の部材との接合面２８に段差部２９を設け、この段差部により散乱Ｘ線のＸ線センサへの入射を抑制できるようにしている。【選択図】        図４
2004271306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ所定の奥行サイズと幅サイズを有する板状とされた第１の部材と第２の部材を接合させて形成されるとともに、その内部に、前記奥行方向へ延びるスリットがＸ線検出器における複数のＸ線センサのライン状配列に対応するライン状配列で複数設けられてなり、前記Ｘ線検出器の前面に配置されることで、前記各Ｘ線センサへの散乱Ｘ線の入射を抑えるのに用いられるＸ線検出器用のコリメータにおいて、
前記第１の部材と第２の部材との接合面に、前記スリットと交差する方向で当該接合面を横切る状態の段差部が設けられていることを特徴とするコリメータ。
【請求項２】
Ｘ線検出器とコリメータを含んでなるＸ線検出部を備えたＸ線ＣＴ装置において、
前記コリメータとして、請求項１に記載のコリメータが用いられていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【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装置に関し、特にそのＸ線検出部に用いられるコリメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置には大別して医療用と産業用がある。その産業用を例にとると、産業用Ｘ線ＣＴ装置は、一般的に、扇状に広がるＸ線ビームつまりＸ線ファンビームを被検体に照射するＸ線照射部、被検体に対してＸ線ファンビームの走査的な照射をなすために被検体に回転動や上下動などを行なわせる被検体走査部、被検体を透過してきたＸ線を検出するＸ線検出部、これらＸ線照射部、被検体走査部、Ｘ線検出部の制御などをなす制御部を備えている（例えば特許文献１、２）。そして、そのＸ線検出部は、複数のＸ線センサをライン状に配列してなるＸ線検出器と、このＸ線検出器の各Ｘ線センサに対応したスリットを複数有するコリメータからなるのが通常である（例えば特許文献３）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１―３４４４５３号公報（図１）
【特許文献２】
特開２００２―３３３４０８公報（図１）
【特許文献３】
特開平８―１８７２３９公報（図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
Ｘ線ＣＴ装置では、Ｘ線照射部における点状のＸ線ビーム源（Ｘ線ターゲットなどとも呼ばれる）からＸ線検出器のＸ線センサに向けてＸ線ビームが照射され、このＸ線ビームが被検体を通過することでその被検体の内部構造に応じた減衰を受けてＸ線センサに入射する。この場合に、Ｘ線ビーム源とＸ線検出器の各Ｘ線センサを結ぶ直線上以外の方向からのＸ線が散乱Ｘ線として発生する。そしてこの散乱Ｘ線がＸ線センサに入射すると、いわゆるクロストークを生じ、Ｘ線像の鮮明度が低下する。そこでこの散乱Ｘ線のＸ線センサへの入射をできるだけ抑制する必要がある。
【０００５】
その機能を果たすのがコリメータである。すなわちコリメータは、例えば幅が０．２〜１ｍｍ程度、高さが０．５〜１ｍｍ程度、奥行が２００〜３００ｍｍ程度といったサイズの細長い貫通孔として形成されるスリットをＸ線検出器におけるＸ線センサのライン状配列に対応したライン状配列でＸ線センサの数だけ有しており、Ｘ線センサへ入射できるＸ線の方向をこのスリットで規制することにより散乱Ｘ線のＸ線センサへの入射を抑制している。このようなコリメータの材料には、例えば産業用Ｘ線ＣＴ装置の場合、使用されるＸ線のエネルギーの大きいために、タングステンを用いるのが通常である。
【０００６】
タングステンは加工性に乏しい材料である。そのため上記のようなサイズのスリットを貫通孔として直接加工することは困難である。そこで、二つの部材を接合させた構造でコリメータを形成することが一般的に行なわれている。具体的には、それぞれ上記スリットの奥行サイズに対応する奥行サイズと上記スリットのライン状配列の長さに準じた幅方向サイズを有する板状とされた第１の部材と第２の部材を接合させてコリメータを形成するものとし、その両方の部材あるいは一方の部材に溝を加工し、両部材を接合させた際にこの溝が貫通孔状のスリットとなるようにしている。
【０００７】
このような二つの部材の接合構造によるコリメータには、その接合面が散乱Ｘ線のＸ線センサへの入射経路になるという問題がある。すなわちタングステンが加工性に劣るなどのことから、二つの部材の接合面には僅かながらも隙間を生じることが避けられず、その隙間を通して散乱Ｘ線がＸ線サンサに入射するのを許容してしまうことになる。その量はそれほど多いものではない。しかし、より高精細なＸ線像を追求する場合には無視できない障害となり、その改善が望まれている。
【０００８】
したがって本発明の目的は、二つの部材による接合構造でも散乱Ｘ線の高レベルな抑制を可能とするコリメータの提供にあり、併せてそのようなコリメータをＸ線検出部に備えたＸ線ＣＴ装置の提供も目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記一つの目的を達成するために本発明では、それぞれ所定の奥行サイズと幅サイズを有する板状とされた第１の部材と第２の部材を接合させて形成されるとともに、その内部に、前記奥行方向へ延びるスリットがＸ線検出器における複数のＸ線センサのライン状配列に対応するライン状配列で複数設けられてなり、前記Ｘ線検出器の前面に配置されることで、前記各Ｘ線センサへの散乱Ｘ線の入射を抑えるのに用いられるＸ線検出器用のコリメータにおいて、前記第１の部材と第２の部材との接合面に、前記スリットと交差する方向で当該接合面を横切る状態の段差部が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
また本発明では上記他の目的を達成するために、Ｘ線検出器とコリメータを含んでなるＸ線検出部を備えたＸ線ＣＴ装置において、前記コリメータとして、上記段落「０００９」に規定するようなコリメータが用いられていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１に本発明によるコリメータを適用した産業用Ｘ線ＣＴ装置の構成を模式化して示す。この産業用Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線照射部１、被検体走査部２、Ｘ線検出部３、制御部４および表示部５を備えている。なお、図中における矢印付きの一点鎖線は信号の伝達関係を示している。
【００１２】
Ｘ線照射部１からは水平方向に扇状に広がるＸ線ファンビームが照射される。被検体走査部２は、例えば回転動とともに上下動も可能とされたターンテーブルの形態で形成される。この被検体走査部２には被検体Ｍが載置され、この被検体Ｍが被検体走査部２の動作に応じて回転や上下動による走査動作をなしつつＸ線照射部１からのＸ線ファンビームの照射を受ける。被検体Ｍを透過したＸ線はＸ線検出部３に入射して検出される。Ｘ線検出部３は、Ｘ線検出器６とコリメータ７からなる。そしてこのコリメータ７に後述するような本発明によるコリメータが用いられている。Ｘ線検出器６からは、そこにおける後述のＸ線センサへのＸ線の入射量に応じた信号が出力され、その信号は増幅されるとともにデジタル信号に変換されて制御部４に送られる。制御部４は、産業用Ｘ線ＣＴ装置全般の制御機能を負っているとともに、信号処理・画像再構機能も負っている。信号処理・画像再構成は、ＣＴ画像の再構成のことであり、被検体走査部２の回転と上下動の組合せにより決定される被検体ＭとＸ線ファンビームとの相対的な３次元位置情報、それに各位置におけるＸ線の減衰量から被検体Ｍの２次元あるいは３次元の密度分布を割り出し、ＣＴ像として可視化する処理である。なお、制御部４はコンピュータシステムで形成されており、例えばキーボードやマウスなどの入力手段８が接続されている。
【００１３】
図２に、図１の産業用Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線検出部３の構造をＸ線照射部１と被検体走査部２に対する関係とともに模式化して示す。Ｘ線検出部３は、上述のように、Ｘ線検出器６とコリメータ７で構成されている。Ｘ線検出器６は、複数のＸ線センサ１１がライン状に配列されてなっている。またＸ線検出器６の各Ｘ線センサ１１は、Ｘ線照射部１からのＸ線ビームの扇形照射に対応した方向を向く指向的な配列にされている。このようなＸ線検出器６は、そのＸ線センサ１１の数が多いほど高精細なＸ線像を得られる。一方、コリメータ７は、Ｘ線検出器６におけるＸ線センサ１１のライン状配列と指向配列に対応したライン状配列と指向配列でＸ線センサ１１の数に応じた数のスリット１２を有している。このコリメータ７がそのスリット１２により散乱Ｘ線のＸ線センサ１１への入射の抑制に機能していることは上述の通りである。またスリット１２のサイズは、従来と同様に、幅が０．２〜１ｍｍ程度、高さが０．５〜１ｍｍ程度、奥行が２００〜３００ｍｍ程度とされるのが通常である。なお図２中ではスリット１２がコリメータ７の外面に現れているように示してあるが、これは分り易くした模式的表現であり、実際には後述するようにコリメータ７の中を貫通する状態になっている。
【００１４】
図３に、コリメータ７の立体構造を分解して模式的に示す。コリメータ７は、第１の部材である上側部材２１と第２の部材である下側部材２２を接合させて形成される。これら両部材２１、２２は全体的な形状として対称的になっており、それぞれ図２におけるスリット１２の奥行サイズ同じ奥行サイズＤ、それに図２におけるスリット１２の配列幅程度の幅サイズＷを有する板状に形成される。そしてこれら両部材２１、２２には、図２におけるスリット１２用の溝２３が形成される。また両部材２１、２２には、それぞれの接合面２４、２５に段差部２６、２７が設けられている。この段差部２６、２７は、溝２３と交差する、つまり図２におけるスリット１２と交差する方向で接合面２４、２５を横切る状態に形成される。より具体的には、両部材２１、２２はそれぞれ、相対的に厚みの厚い厚部分２１ａ、２２ａと相対的に厚みの薄い薄部分２１ｂ、２２ｂを有し、この厚部分２１ａ、２２ａと薄部分２１ｂ、２２ｂで奥行方向を二分するように形成され、その境目が段差部２６、２７となるようにされている。なお、図３では複数の溝２３を平行配列して描いてあるが、実際には図２におけるスリット１２に対応した指向配列となる。
【００１５】
したがって両部材２１、２２を接合させると、図４に示すようになる。図に見られるように、両部材２１、２２を接合させることで図３における溝２３が塞がれてスリット１２となる。また図３における接合面２４、２５が合わさって接合面２８が形成され、同じく図３における段差部２６、２７合わさって段差部２９が形成される。そして接合面２８は段差部２９により分断されている。このため、図５にその部分を誇張して示しように、接合面２８に隙間Ｐがあり、この隙間Ｐを通って散乱Ｘ線Ｓｒが入射してきても、段差部２９により後方散乱するとともに、入射方向において部材２１により減衰する。したがって散乱Ｘ線が図２のＸ線センサ１１に入射するのを従来の場合よりも高いレベルで抑制することが可能となる。
【００１６】
なお、図の例では両部材２１、２２におけるスリット用の溝２３を厚部分２１ａ、２２ａにだけ形成するようにしているが、必ずしもそうである必要はなく、薄部分２１ｂ、２２ｂに延長するように形成する構造としてもよい。
【００１７】
図６に、他の形態によるコリメータ３０の立体構造を分解して模式的に示す。この例のコリメータ３０も、基本的には図３のコリメータ７と同様で、上側部材３１と下側部材３２を接合させて形成される。ただ、本形態では、下側部材３２にだけ図２におけるスリット１２用の溝３３を形成するようにしている。この場合には、その必要上から、下側部材３２の厚部分３２ａだけでなく薄部分３２ｂにも溝３３を形成することになる。一方、両部材３１、３２それぞれの接合面３４、３５に段差部３６、３７が設けられることは図３のコリメータ７と同様である。そして、図７に示すように、接合面３４、３５が合わさって形成される接合面３８を段差部３６、３７が合わさって形成される段差部３９により分断させ、これにより散乱Ｘ線の入射を抑制できることもコリメータ７の場合と同様である。
【００１８】
このようにコリメータを形成する二つの部材の一方だけにスリット用の溝を加工する形態では、加工する溝の数が少なくて済むが、その一方で必要以上に溝の深さを深くする必要がある。すなわち、溝３３がスリットとして実効的に働くのは、薄部分３２ｂにおける溝３３の深さ分だけであり、厚部分３２ａにおける溝３３の上側部分は上側部材３１の厚部分３１ａで遮断されてスリットとしは機能しなくなるということである。これに対して、二つの部材の両方にスリット用の溝を加工する形態では、加工する溝の数が多くなるものの、溝の深さは必要最小限で済ませることができる。
【００１９】
以上では産業用Ｘ線ＣＴ装置の場合について説明したが、本発明はこれに限られず医療用Ｘ線ＣＴ装置にも適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、コリメータを形成する第１の部材と第２の部材との接合面に段差部を設け、たとえ接合面に散乱Ｘ線の入射を許すような隙間があっても、段差部で遮って散乱Ｘ線がそれ以上に進むのを効果的に防止できるようにしている。したがって本発明によれば、散乱Ｘ線がＸ線センサに入射するのを従来の場合よりも高いレベルで抑制することができるようになり、Ｘ線ＣＴ装置によるＣＴ像をより高精細なものとすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコリメータをＸ線検出部に用いた産業用Ｘ線ＣＴ装置の構成を模式化して示す図である。
【図２】図１の産業用Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線検出部の構造をＸ線照射部など対する関係とともに模式化して示す図である。
【図３】一つの形態によるコリメータの立体構造を分解して模式的に示す図である。
【図４】図３のコリメータを奥行方向に切断した断面構造を模式的に示す図である。
【図５】図４の断面構造を部分的に誇張して示す図である。
【図６】他の形態によるコリメータの立体構造を分解して模式的に示す図である。
【図７】図６のコリメータを奥行方向に切断した断面構造を模式的に示す図である。
【符号の説明】
３  Ｘ線検出部
６  Ｘ線検出器
７  コリメータ
１１  Ｘ線センサ
１２  スリット
２１  上側部材（第１の部材）
２２  下側部材（第２の部材）
２８  接合面
２９  段差部
Ｄ  奥行サイズ
Ｗ  幅サイズ
【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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