(57)【要約】【課題】鋳造式コリメータ並びにその製作方法を提供する。【解決手段】コリメータは、適当な任意の高密度で高原子番号の材料から製作することができ、必要とする確度に合わせたコリメータの高精度の鋳造を可能にする特殊設計のチャンネル（２１１、２１３）及びベーン（２１０、２１２）が提供される。チャンネル及びベーンは、テーパ付きとすることが好ましく、コリメータ及びフィルタ／コリメータ・アセンブリは、散乱放射生成メカニズムを最小限にすること、患者が受けることになる散乱放射の多くをコリメータ除去することによって、患者に対するＸ線線量を最小限にする。コリメータは、単一片構造、あるいは互いに動作可能に接続させることができる多重片のいずれかとして鋳造することができる。【選択図】      図１
2004195235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＴイメージング・システム（１０）用のコリメータ（２００）であって、
所定の形状のチャンネル（２１１、２１３）を所定の厚さのチャンネル壁（２１０、２１２）間に延びるようにして備えている鋳造プロセスを介して製作した２次元ハニカム構造であって、所定の精度要件を満足することができる２次元ハニカム構造、
を備えるコリメータ。
【請求項２】
プリペイシェント・コリメータとして利用されると共に、これと動作可能に結合させたフィルタをさらに備える請求項１に記載のコリメータ。
【請求項３】
前記フィルタが前記２次元ハニカム構造のチャンネル内に動作可能に位置決めした３次元インサートを含む、請求項２に記載のコリメータ。
【請求項４】
前記フィルタが適当な高密度で高原子番号の材料を含む、請求項３に記載のコリメータ。
【請求項５】
前記適当な高密度高原子番号材料が、鉛、鉛合金、タンタル、タングステン、エポキシ・マトリックス内に懸濁させたタングステン、及びスラリー内に懸濁させたタングステンのうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載のコリメータ。
【請求項６】
ポストペイシェント・コリメータとして利用される請求項１に記載のコリメータ。
【請求項７】
前記チャンネルの所定の形状が、矩形、円形、長円形、台形、六角形及び正方形のうちの少なくとも１つを含む、請求項６に記載のコリメータ。
【請求項８】
コリメータのＸ線入射表面（２１６）近傍の第１のアパーチャがコリメータのＸ線射出表面（２１５）近傍の第２のアパーチャと比べてより大きく作成されるように前記チャンネルにテーパを付けている、請求項６に記載のコリメータ。
【請求項９】
ＣＴイメージング・システムのプリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリで使用するためのフィルタであって、Ｘ線放射を吸収することができる適当な高密度で高原子番号の材料を含むフィルタ。
【請求項１０】
前記適当な高密度高原子番号材料が、鉛、鉛合金、タンタル、タングステン、エポキシ・マトリックス内に懸濁させたタングステン、及びスラリー内に懸濁させたタングステンのうちの少なくとも１つを含む、請求項９に記載のフィルタ。
【請求項１１】
ＣＴイメージング・システムで使用するためのプリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリであって、
フィルタ・コンポーネントと
コリメータ・コンポーネント（２００）と、を備えると共に、
前記フィルタ・コンポーネントが前記コリメータ・コンポーネントと動作可能に結合されており、かつ前記コリメータ・コンポーネントが、所定の形状のチャンネル（２１１、２１３）を所定の厚さのチャンネル壁（２１０、２１２）間に延びるようにして備えた２次元ハニカム構造を備えている、プリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリ。
【請求項１２】
ＣＴイメージング・システムで使用するためのポストペイシェント・コリメータであって、
所定の形状のチャンネル（２１１、２１３）を所定の厚さのチャンネル壁（２１０、２１２）間に延びるようにして備えている２次元ハニカム構造であって、所定の精度要件を満足することができる２次元ハニカム構造、
を備えるポストペイシェント・コリメータ。
【請求項１３】
鋳造プロセスを介して製作されている請求項１２に記載のポストペイシェント・コリメータ。
【請求項１４】
コリメータのＸ線入射表面（２１６）近傍の第１のアパーチャがコリメータのＸ線射出表面（２１５）近傍の第２のアパーチャと比べてより大きく作成されるように前記チャンネルにテーパを付けている、請求項１２に記載のポストペイシェント・コリメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的にはコンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システムで使用するためのコリメータに関する。より具体的には、本発明は、ＣＴイメージング・システムで使用するための鋳造コリメータ及びその製作方法に関する。本発明はさらに、こうしたコリメータと一緒に使用するフィルタ、並びにこうしたフィルタ及び／またはコリメータを製作するための材料（複数のこともある）の選択に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴイメージング・システムでは、プリペイシェントのフィルタ及びコリメータを使用してＸ線ビームを整形し、患者を通過させる前で扇形状のＸ線ビームがＸ−Ｙ平面（すなわち、撮像面）内に来るようにしている。これらのプリペイシェント・フィルタは一般に、Ｘ線ビームの強度をＸ方向で整形するために使用されており、Ｚ方向でのＸ線ビーム幅を決定しているハウジング（すなわち、コリメータ）内に封入するのが普通である。フィルタを通しかつコリメートしたＸ線ビームは撮像対象（すなわち、ＣＴスキャンの実行対象となる患者）によって減衰を受け、次いでこのＸ線はさらに、放射線検出器のアレイにより検出される。多くの場合、このＸ線は、放射線検出器のアレイによって検出を受ける前にポストペイシェント・コリメータを通過する。これらのポストペイシェント・コリメータは一般に、正確に整列させかつ組み上げるのが極めて困難となる可能性があるような多数の様々な部品を備えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
プリペイシェント・コリメータは、ＣＴイメージング・プロセスにおいて患者に有用でないＸ線線量をもたらすような多量の散乱放射を発生させることが多い。こうした散乱は、ＣＴ製造者がＺ方向でのスライス数を増やしかつカバー範囲を広げた検出器に対応するように扇形状Ｘ線ビームをＺ方向でさらに広げようとするに連れて増加している問題であり、このためプリペイシェント及びポストペイシェントのコリメータに対するより適正な設計の必要性が増している。ＣＴシステムは益々線量に敏感になっているため、プリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリであって、この内部で生成されてここから出てくる散乱放射を最小限にして患者が曝露を受けるＸ線線量を少なくさせるようなプリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリを製作するためのシステム及び方法があることが望ましい。
【０００４】
ポストペイシェント・コリメータは、コーム（ｃｏｍｂ）、レール、プレート及びワイヤを含むような複雑な構造であるのが一般的である。目下のところ、各コームはレールに取り付けねばならず、各プレートはこのコーム内の適当なスロットに個々に挿入してこれに取り付けねばならず、またさらにワイヤは個々に通して各プレート上の適当なスロットに取り付けねばならない。この作業は極めて時間がかかる労働集約的なプロセスであり、各コンポーネントの整列が適正でないと手直しを要することが多い。したがって、目下のところ可能な方式と比べてより簡単で、より効率がよく、かつより経済的な方式でポストペイシェント・コリメータを製作するためのシステム及び方法があることが望ましい。
【０００５】
こうしたコリメータと一緒にフィルタを使用すれば、患者が曝露を受けるＸ線線量をさらに低下させるのに役立たせるために、これらの内部で生成されかつこれらから出る散乱放射を最小限にするようなより適正な設計が可能となる。
【０００６】
プリペイシェントとポストペイシェントの両方のコリメータについて、これらの内部で生成される散乱放射やこれらから出る散乱放射を最小限にすることによって患者が曝露を受けるＸ線線量を低下させるようにして両方のコリメータを有することが望ましい。目下のところ可能なものと比べてより簡単より正確かつより効率よく製作できるようなコリメータを有することがさらに望ましい。さらに、患者が曝露を受けるＸ線線量をさらに低下させるのに役立たせるため、こうしたコリメータと組み合わせて使用するためのフィルタを、その内部で生成されかつそこから出る散乱放射が最小限となるようにして有することが望ましい。またさらに、こうしたフィルタ及び／またはコリメータは、適当な高密度で高原子番号の材料による１つまたは複数の鋳造片から製作させることが望ましい。最後に、こうしたコリメータによって改良したＸ線線量効率を可能にすることが望ましい。本発明は他の多くの要求も満足させており、これについては、以下の開示の後続部分全体を通じてさらに明らかとなろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、既存のシステム及び方法に関して上で特定した欠点は、プリペイシェントとポストペイシェントの両コリメータであって、これらの内部で生成される散乱放射やこれらから出る散乱放射を最小限にすることによって患者が曝露を受けるＸ線線量を低下させている両コリメータに関する本発明の実施形態によって克服される。これらのコリメータに関する多くの実施形態は、目下のところ可能なものと比べてより簡単より正確かつより効率よく製作することができる。本発明の実施形態はさらに、患者が曝露を受けるＸ線線量をさらに低下させるのに役立たせるため、こうしたコリメータと組み合わせて使用するためのフィルタであって、その内部で生成されかつそこから出る散乱放射を最小限にしているフィルタを含む。こうしたフィルタ及び／またはコリメータは、適当な高密度で高原子番号の材料による１つまたは複数の鋳造片から製作することが好ましい。これらのコリメータは、改良したＸ線線量効率を達成させることができる。
【０００８】
本発明の実施形態は、ＣＴイメージング・システムで使用するためのコリメータを含む。これらのコリメータは、所定の形状のチャンネルを所定の厚さのチャンネル壁間に延びるようにして備えた２次元ハニカム構造を備えることがある。この２次元ハニカム構造は、鋳造プロセスを介して製作され、また所定の精度要件を満足できることが好ましい。プリペイシェント・コリメータとして使用する場合、これと動作可能に結合させたフィルタを設けることがあり、このフィルタは鉛、鉛合金、タンタル、タングステン、エポキシ・マトリックス内に懸濁させたタングステン、スラリー内に懸濁させたタングステン、その他など任意の高密度で高原子番号の材料から製作することが好ましい。このフィルタは、コリメータの前に位置決めすることがあり、また２次元ハニカム構造のチャンネル内に動作可能に位置決めした３次元インサートを備えることがある。ポストペイシェント・コリメータとして使用する場合、２次元ハニカム構造を通って延びるチャンネルを設けることがある。これらのチャンネルは矩形、円形、長円形、台形、六角形、正方形その他など任意の形状とすることができる。コリメータのＸ線入射表面近傍の第１のアパーチャがコリメータのＸ線射出表面近傍の第２のアパーチャと比べてより大きく作成されるように、これらのチャンネルにはテーパを付けることが好ましい。さらにこのコリメータ自体も、鉛、鉛合金、タンタル、タングステン、エポキシ・マトリックス内に懸濁させたタングステン、スラリー内に懸濁させたタングステン、その他など任意の高密度高原子番号材料から製作することがある。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、ＣＴイメージング・システムのプリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリで使用するため、または所望によりポストペイシェント・コリメータと組み合わせて使用するためのフィルタを含む。これらのフィルタは、鉛、鉛合金、タンタル、タングステン、エポキシ・マトリックス内に懸濁させたタングステン、スラリー内に懸濁させたタングステン、その他などＸ線放射を吸収できる適当な任意の高密度で高原子番号の材料を含むことが好ましい。
【００１０】
本発明のまた別の実施形態は、ＣＴイメージング・システムで使用するためのプリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリを含む。これらのアセンブリは、フィルタ・コンポーネント及びコリメータ・コンポーネントであって、このフィルタ・コンポーネントがコリメータ・コンポーネントと動作可能に結合されており、かつこのコリメータ・コンポーネントが所定の形状のチャンネルを所定の厚さのチャンネル壁間に延びるようにして備えた２次元ハニカム構造を備えているようなフィルタ・コンポーネント及びコリメータ・コンポーネントを含むことがある。このフィルタ及び／またはコリメータは、鉛、鉛合金、タンタル、タングステン、エポキシ・マトリックス内に懸濁させたタングステン、スラリー内に懸濁させたタングステン、その他など適当な任意の高密度で高原子番号の材料から製作することがある。このフィルタは、コリメータに対して適当な近さにあるようなコリメータの前やその他の任意の位置に位置決めすることがあり、また２次元ハニカム構造のチャンネル内に動作可能に位置決めした３次元インサートを備えることがある。
【００１１】
本発明のさらに別の実施形態は、ＣＴイメージング・システムで使用するためのポストペイシェント・コリメータを含む。これらのコリメータは、所定の形状のチャンネルを所定の厚さのチャンネル壁間に延びるようにして備える２次元ハニカム構造であって、所定の精度要件を満足できるような２次元ハニカム構造を備えることが好ましい。理想的には、これらのコリメータを鋳造プロセスを介して製作する。これらのコリメータ内のチャンネルは、矩形、円形、長円形、台形、六角形及び／または正方形など適当な任意の形状を含むことができる。コリメータのＸ線入射表面近傍の第１のアパーチャがコリメータのＸ線射出表面近傍の第２のアパーチャと比べてより大きく作成されるように、これらのチャンネルにはテーパを付けることが好ましい。２次元ハニカム構造は、例えば鉛、鉛合金、タンタル、タングステン、エポキシ・マトリックス内に懸濁させたタングステン、スラリー内に懸濁させたタングステン、その他など適当な任意の高密度高原子番号材料を含むことがある。
【００１２】
本発明のその他の特徴、態様及び利点については、当業者であれば、本発明の好ましい形態の幾つかを図示すると共に図面全体を通じて同じ参照符号が同じ部分を意味している添付の図面を参照しながら以下の説明を行う過程でより容易に理解されよう。
【００１３】
本発明のシステム及び方法について、ここで様々な図面を参照しながら説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の理解を深める目的により、ここで図１〜４に図示する本発明の好ましい実施形態の幾つか、並びにこれらを記述している具体的な文面を参照することにする。本明細書で使用する用語法は説明を目的としたものであって、限定を目的としていない。本明細書で開示している構造上及び機能上の具体的な詳細は限定と解釈すべきではなく、ただ単に特許請求の範囲のための基本（ｂａｓｉｓ）であり、当業者が本発明を様々に利用できるように教示するための代表的な基本であると解釈すべきである。図示した支持構造やこれを製作する方法に関する、当業者であれば通常行うであろうような任意の修正や変更、並びに本明細書で例示した本発明の原理の別の応用は、本発明の精神の範囲内にあるものと考える。
【００１５】
図１は例示的なＣＴイメージング・システム１０を表している。こうしたシステムは一般に、ガントリ１２と、ガントリ開口４８と、患者２２を横たえさせることができるテーブル４６と、を備えている。ガントリ１２は、アレイ状の検出器素子１８に向けてＸ線ビーム１６を投射するＸ線源１４を備えている。一般に、検出器素子のアレイ１８は、複数の個々の検出器素子を、基本的にＸ線源１４に対して中心を合わせた弓形の形態で互いに隣合わせて配列させて備えている。マルチスライス型イメージング・システムでは、検出器素子アレイ１８からなる並列の横列を、検出器の各横列を用いてＸ−Ｙ平面で患者２２を切った単一の薄層スライス画像が作成できるようにして配列させることができる。検出器素子アレイ１８内の各検出器素子は、患者２２などの被検体を通過したＸ線１６を検知し検出する。本図ではＸ線源１４と検出器素子アレイ１８をｘ軸方向に整列させて示しているが、ＣＴイメージング・システムの幾つかではＸ線源１４と検出器素子アレイ１８を、これとは別にＸ−Ｙ平面内のｙ軸方向やその他の任意の方向など、別の方向に整列させることもある。
【００１６】
多くのＣＴイメージング・システムでは、Ｘ線源１４と患者２２の間にプリペイシェントのフィルタ及びコリメータを利用し、Ｘ線源１４から出てくるＸ線ビーム１６を患者２２の通過前に整形している。これらのアセンブリ内のフィルタは、患者２２を横切るＸ方向でＸ線ビームの強度を整形する傾向があり、またこのフィルタはＺ方向でのＸ線ビーム幅を決定するハウジング内に封入するのが普通である。一般に、Ｚ方向でのハウジング・コリメーションは、Ｚ方向で曝露させる全エリアを調整するための調節可能なコリメータ・ブレードまたはジョー（ｊａｗ）を使用することによって実現している。しかし、現行のプリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリの大きな欠点の１つは、こうしたアセンブリがＣＴイメージング・プロセスにおいて患者に有用でないＸ線線量をもたらすような多量の散乱放射を発生させることが多いことである。上で述べたように、こうした散乱は、ＣＴ製造者がＺ方向でのスライス数を増やしかつカバー範囲を広げた検出器に対応するように扇形状Ｘ線ビームをＺ方向でさらに広げてようとするに連れて増加している問題であり、このためプリペイシェント及びポストペイシェントのコリメータに対するより適正な設計の必要性が増している。こうした散乱の増加は、Ｚ方向のビーム幅の拡大と線形関係にあるように見られる。ＣＴイメージング・システムは益々線量に敏感になっているため、患者２２が曝露を受けるＸ線線量を少なくするために、プリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリであって、その内部で生成される散乱放射やそれから出る散乱放射を最小限にしたプリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリを有することが望ましい。本発明は、プリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリ内の散乱Ｘ線放射の生成メカニズムを弱めると共に、これらの内部で生成される散乱放射に関するコリメーション及びこれに続く最小化を提供することができる。
【００１７】
これらのプリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリのフィルタ向けに特定の材料を利用することによって、プリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリ内に発生する散乱放射の最小化に役立たせることができる。典型的には、これらのフィルタは、全断面積に対するコンプトン散乱の比率が大きい（すなわち、その主たる減衰メカニズムが光電吸収を介するのではなく散乱を介しているような）プラスチック、Ｔｅｆｌｏｎ（商標）、Ｆｌｅｘａｎ（商標）及び／またはその他低密度で低原子番号の材料から製作する。フィルタに関して全断面積に対して光電吸収の比が大きいような材料を選択すると、散乱放射生成メカニズムを弱めたり排除することによってフィルタ内で散乱を受ける放射を最小限にするのに役立つことがある。こうした材料は、例えば、鉛、鉛合金、タンタル、タングステン、エポキシ・マトリックス内に懸濁させたタングステン、スラリー内に懸濁させたタングステン、あるいはＸ線吸収を最適化できるような高密度で高原子番号の別の任意の材料など、Ｘ線散乱を最小限にするようにＸ線を吸収するのに好適な高原子番号で高密度の任意の材料を含むことがある。これらのコリメータはさらに、フィルタと同じ高密度で高原子番号の材料から製作することにより恩恵を受けることもできる。これらのフィルタ及びコリメータは、単一の材料、各材料の積み重ね、または複合材料を含むことがある。
【００１８】
ハニカム形状のコリメータ２００をフィルタの近傍に位置決めし、散乱放射のうちのさらに多くの放射（特に、患者の方向に向いている前進性の散乱放射）を、フィルタ除去することによって、プリペイシェントの散乱放射をさらに低下させることができる。目下のところ利用可能なプリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリでは、アスペクト比があまり大きくないため、前進性の散乱放射のかなりの量が免れて患者に与えられかねないため、こうした構造は極めて望ましいものとなりうる。好ましい実施形態では、このプリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリは、Ｚスライス幅コリメータ内においてその内部に小さい穴を有するような３次元インサートを利用し、プリペイシェント・コリメータの前に位置決めしたフィルタ内で発生することがある散乱放射を吸収するような事実上高アスペクト比のコリメータとして動作させることがある。こうしたアセンブリは、極めて薄い壁またはベーンを有するようにハニカム構造を製作できるような鋳造プロセスによって製作することが好ましい。こうしたハニカム構造を、散乱放射を最小限にするのにさらに役立たせて、患者に対するＸ線線量を低減させるように製作するためには、高密度で高原子番号の材料を使用することができる。
【００１９】
実施形態において、これらのフィルタ材料は、蜂の巣内の蜂蜜と同様に、ハニカム構造自体の内部に位置決めすることが可能である。また別の実施形態では、これらのプリペイシェント・コリメータを鋳造するのではなく、エッチングしたフォイルを重ね合わせて使用することや、プレート−プレート・エッグクレート・アセンブリを使用することも可能である。
【００２０】
好ましい実施の一形態では、プリペイシェント・フィルタ／コリメータ・アセンブリは、そのフィルタ向け、並びにその内部に小さいチャンネルを有するようなこのフィルタと動作可能に結合させた高アスペクト比コリメータ向けに、特別に選択した高原子番号で高密度の材料を含んでいる。このコリメータ２００は、コリメータ２００の奥行き２２０全体にわたって延びた小さい矩形状のチャンネル２１１を備えるような、図２に示す構造などの鋳造２次元ハニカム構造を備えることがある。こうした構造の鋳造は、これによって極めて薄い壁間に小さいアパーチャを作成できるため好ましい。こうした構造を製作するには、エッチングしたフォイルを積み重ねること、プレート−プレート・エッグクレート・アセンブリを使用すること、その他によるなど、多くの別の適当な方法が存在すると共に、こうした変形形態はすべて本発明の範囲に属すると見なせることは、当業者には明らかであろう。これらの鋳造構造には、単一鋳造片や、互いに結合させることができる多重鋳造片を含むことがある。当業者にはよく知られているように、プリペイシェントやポストペイシェントのコリメータはすべて、Ｘ線管焦点位置に集束する放射状アセンブリを含む。
【００２１】
多くのＣＴイメージング・システムではさらに、患者２２を透過して減衰したＸ線１６が検出器素子アレイ１８内の様々な検出器素子上に集束するように、患者２２と検出器素子アレイ１８の間にポストペイシェント・コリメータを利用している。現行のポストペイシェント・コリメータは、手作業で一度に１つの部品の割で精度よく位置決めして組み上げなければならないような、高精度または準高精度の加工部品または製作部品を多数備えている。現行のポストペイシェント・コリメータの幾つかは、２本ものレールと、１本のレールにそれぞれを取り付けねばならないような２つのコームと、このコーム内の適当なスロットに個々に挿入してこれに取り付けねばならないような９４４枚のプレートと、個々に通して各プレート上の適当なスロットに取り付けねばならないような１７本のタングステン・ワイヤと、を備えるということから分かるように、この作業は極めて労働集約的で時間がかかるプロセスとなる。したがって、目下のところ可能な方式と比べてより簡単で、より効率がよく、かつより経済的な方式によりこうしたコリメータを製作するためのシステム及び方法があることが望ましい。
【００２２】
本発明のポストペイシェント・コリメータは薄肉のテーパ付きベーンを作成できるような鋳造を経て製作し、これにより既存のポストペイシェント・コリメータにおいてコリメータ・ベーンの整列不良によって通常起こるような非線形性や画像アーチファクトを低減させることが好ましい。既存のポストペイシェント・コリメータにおける非線形性は、Ｘ線発生源内の回転陽極が発生させる熱によることが一般的であるような、Ｘ線源が動作時に若干動く場合に生じることがあり、こうなると、コリメータ内のチャンネルに対するＸ線ビームの整列が平行でなくなり、結果的にコリメータのＸ線射出表面２１５の位置で影を生じさせることになる。既存のポストペイシェント・コリメータでは、ベーンを斜めにしてコリメータ内のプレートの整列を若干ずらすことによってこうした非線形性を修正することが多く、こうすると、Ｘ線ビームの動作時の焦点移動によって誘導されるチャンネル対チャンネルの非線形性が大幅に低下する。これらのポストペイシェント・コリメータを鋳造によることは、コリメータ内でより薄肉のテーパ付きベーンの使用を可能とし、これによりベーンを斜めにする必要がなくなるため、Ｘ線線量稼働率及び効率の改善に役立てることができる。鋳造以外のいずれの方式によっても、テーパ付きベーンの作成はほとんど想定しがたい。
【００２３】
鋳造コリメータ・アセンブリは目下のところ核医学及び／またはガンマカメラ・システムで利用されているが、こうしたコリメータはＣＴコリメータで必要となるコリメータほど正確ではなく、また薄肉壁とした構造にもなっていない。しかし、鋳造テクノロジーの最近の進歩によって、鋳造法は低コストで高精度のＣＴコリメータの製作にとってより魅力的となっている。鋳造プロセスはそれ自体が、プリペイシェントとポストペイシェントの両コリメータに関してＣＴコリメータの製作に利用した場合に幾つかの新規の利点につながる。鋳造法によれば、その間に極めて小さいチャンネルまたはアパーチャを備えて極めて薄肉の壁を有するようなコリメータの形成が可能となる。鋳造法によればさらに、こうしたコリメータ内にテーパ付きベーンを作成することが可能となる。例えば、プリペイシェント・コリメータ内の上述したハニカム構造では、そのチャンネルは撮像面内で単に矩形状チャンネル２１１としていた。しかし、鋳造テクノロジーを利用することによって、テーパ付けが望ましい場合にプリペイシェント及びポストペイシェントの両コリメータに関して様々な形状をしたテーパ付きチャンネルを形成することが可能となる。
【００２４】
これらの鋳造チャンネルは、希望に応じて１次元または２次元的にテーパ付けすることができる。例えば、これらのチャンネルはＸ方向だけまたはＹ方向だけ（すなわち、１Ｄテーパ）でテーパ付けすることがあり、あるいはＸ方向とＹ方向の両方（すなわち、２Ｄテーパ）でこれらにテーパ付けすることも可能である。多くの実施形態では矩形状のベーン及びチャンネルを利用しているが、鋳造法によれば、これ以外に様々な形状をしたベーンや、例えば円形チャンネルや六角形チャンネルなどのチャンネルをその内部に形成することができ、またこれらの両者は希望に応じて１次元または２次元的にテーパ付けすることも可能である。本発明の実施形態により鋳造されるテーパ無しの矩形状ベーン２１０及び矩形状チャンネル２１１の幾つかを表した側面断面像の一部分は、図３で見ることができる。本発明の別の実施形態により鋳造されるテーパ付きの台形状ベーン２１２及び台形状チャンネル２１３の幾つかを表した側面断面像の一部分は図４に表している。当業者には、これらのコリメータ内にこれ以外の多くの形状をしたチャンネルを作成することが可能であること、並びにこうした変形形態はすべて本発明の範囲に属するものと見なせること、は明らかであろう。
【００２５】
これらのポストペイシェント・コリメータのベーンにテーパを付けると、こうしたコリメータに要求される厳格な精度は、コリメータの一方の表面（例えば、Ｘ線入射表面２１６上でなくＸ線射出表面２１５上）に対して要求するだけとすることができる。こうしたコリメータ内のベーンをテーパ付きとする場合、こうしたコリメータの非精度表面（すなわち、Ｘ線入射表面２１６）は精度表面（すなわち、Ｘ線射出表面２１５）に隠れる、すなわち精度表面の影内に入ることがあり、これによって、非精度表面が生成させる影は精度表面が生成させる影の内部にある限り動きうる範囲はわずかであるため、両表面上での精度の正確さに対する要求を軽減させることができる。一方の表面上のみで高精度寸法を作成させることは、複数の表面上で高精度寸法を作成する場合と比べてさらに容易であるため、これによってＣＴコリメータの製作に対してさらに費用対効果が高い鋳造テクノロジーを適用できる確率を大幅に向上させることができる。ベーンにテーパを付けることによりさらに、既存のポストペイシェント・コリメータにおいてコリメータ・ベーンの整列不良に起因することが一般的であるような様々な隠蔽効果を除去することもできる。ベーンにテーパを付けることによりさらに、Ｘ線線量効率を向上させるために既存のポストペイシェント・コリメータにおいて実施されることが一般的であるような、ベーンを斜めにさせることは必要がなくなる。
【００２６】
これらのベーン及びチャンネルに対するテーパ付けは多くの利点を提供できるが、これらのプリペイシェントやポストペイシェントのコリメータにおけるベーン及びチャンネルは、必ずしもテーパ付きとする必要はない。さらに、これらのコリメータのハニカム構造は２次元中隔、１次元中隔、あるいはこうしたコリメータで使用される現行のプレートやワイヤの同等品を用いて製作することができる。当業者には明らかなように、これらのコリメータに関しては多くの鋳造設計が可能である。これらのコリメータは、単一片構造として鋳造することや、互いに動作可能に結合することができるような多重片として鋳造することができる。
【００２７】
上述したように、本発明のシステム及び方法によって、プリペイシェントとポストペイシェントの両コリメータを鋳造プロセスを介して製作することが可能となり、極めて正確なコリメータを、目下のところ可能なものと比べてさらに簡単かつ経済的に製作することが可能となる。これらのコリメータはさらに、散乱したＸ線放射を最小限にするのに役立ち、これにより患者が曝露を受けるＸ線線量を低下できるので有利である。こうしたコリメータの製作で選択される材料は、こうしたコリメータ・アセンブリ内部で生成されたり、これらから散乱される散乱放射を最小限にするのに役立てることができ、またこのハニカム構造は患者が受ける散乱放射をさらに減少させるために役立てることができる。このことは、ＣＴイメージング・システムがさらに線量に敏感になりつつあり、またちょうど必要なだけの放射線を患者に曝露させることが望ましいため、特に有利である。
【００２８】
本発明が満足させる様々なニーズの充足に関して、本発明の様々な実施形態を記載してきた。これらの実施形態は単に、本発明の様々な実施形態の原理を例証するものであることを理解されたい。当業者であれば、本発明の精神及び範囲を逸脱しないようなこれらに関する多くの修正形態や適応形態が明らかであろう。例えば、テーパ付きベーンについて鋳造式ポストペイシェント・コリメータに関連して記載してきたが、所望であればこれらを鋳造式プリペイシェント・コリメータで使用することも可能である。したがって、本発明によって、添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲に属するような適当なすべての修正形態及び変形形態を包含させることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】例示的なＣＴイメージング・システムの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態で利用される高アスペクト比のプリペイシェント・コリメータの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態で鋳造されるような、テーパ無しで矩形状のベーン及びチャンネルの幾つかを表した側面断面像の一部分の図である。
【図４】本発明の別の実施形態で鋳造されるような、２次元テーパ付きで台形状のベーン及びチャンネルの幾つかを表した側面断面像の一部分の図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ＣＴイメージング・システム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１６  Ｘ線ビーム
１８  検出器素子アレイ
２２  患者
４６  テーブル
４８  ガントリ開口
２００  ハニカム形状コリメータ
２１１  矩形状チャンネル
２１２  テーパ付き台形状ベーン
２１３  台形状チャンネル
２１５  Ｘ線射出表面
２１６  Ｘ線入射表面
２２０  奥行き
【図１】
2004195235.tif 000003
【図２】
2004195235.tif 000004
【図３】
2004195235.tif 000005
【図４】
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