(57)【要約】  計算断層撮像法スキャナ(12)用放射線検出器(30)は、複数の放射線検出器モジュール(32)を備える。各検出器モジュール(32)は、散乱線除去モジュールと、少なくとも１つの放射線吸収マスク(120)と、検出器サブアセンブリ・モジュール（100）とを備える。散乱線除去モジュール(32)は、放射線吸収散乱線除去板(80)を備える。検出器サブアセンブリ・モジュール(100)は、基板(102)と、検出器エレメントのアレイ（104）とを備える。放射線吸収マスク(120)は、放射線吸収性材料から形成されるフォトエッチングされたグリッドであり、散乱線除去モジュール(78)と、アレイ(104)の検出器エレメントとの間に配置される。散乱線除去板(80)に平行である、グリッドの細片は、散乱線除去板(90)各々よりも幅が広い。検出器モジュール(32)は、放射線吸収マスク(120)のアラインメント開口部(128)と検出器サブアセンブリ・モジュール(100)のアラインメント開口部(162)とにアラインメント・ピン(160)を挿入することによって空間的な焦点(74)とアラインされる。
2006528017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線スキャナ用2次元放射線検出器であって、
散乱線除去モジュールを空間的な焦点とアラインさせる第１のアラインメント手段と、
前記散乱線除去モジュールを、
検出器サブアセンブリ・モジュールとアラインさせ、かつ、
放射線吸収マスクとアラインさせる第２のアラインメント手段を備え、
各検出器サブアセンブリ・モジュールは、基板と、放射線を検出するよう前記基板上に配置される検出器エレメント・アレイとを備え、
前記放射線吸収マスクは、グリッドとして形成され、前記検出器エレメント・アレイと前記散乱線除去モジュールとの間に配置されることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
請求項1記載の放射線検出器であって、
前記第２のアラインメント手段は、
前記基板上に配置されるアラインメント開口部と、
前記放射線吸収マスク上に配置されるアラインメント開口部とを備え、
前記散乱線除去モジュール上に配置されるアラインメント・ピンを、前記放射線吸収マスクのアラインメント開口部と前記基板のアラインメント開口部とに前記ピンを挿入することによって、前記検出器エレメント・アレイが、前記放射線吸収マスク及び前記散乱線除去モジュールとアラインされるように更に備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項３】
請求項2記載の放射線検出器であって、
前記放射線吸収マスクが放射線吸収性材料で形成されることを特徴とする放射線検出器。
【請求項４】
請求項2記載の放射線検出器であって、
前記アラインメント・ピン上に積み重ねられる更なる放射線吸収マスクの1つ又は複数を更に備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項５】
請求項４記載の放射線検出器であって、
前記放射線吸収マスクが、隣接する放射線吸収マスクの、段を付けたエッジとインタリーブする、段を付けたエッジを有することを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
請求項1記載の放射線検出器であって、前記散乱線除去モジュールが、
前記放射線スキャナによって生成される放射線に対する実質的な吸収性を有する材料で形成される複数の散乱線除去ベーンを備えることを特徴とする放射線検出器。
【請求項７】
請求項4記載の放射線検出器であって、前記放射線吸収マスクが、
散乱線除去ベーンに平行である第１の細片を備え、
該第１の細片は、前記散乱線除去ベーンの厚さよりも広く、前記検出器アレイのエレメント間のギャップ以上であることを特徴とする放射線検出器。
【請求項８】
請求項1記載の放射線検出器であって、前記放射線吸収マスクが、
散乱線除去ベーンに垂直である第２の細片を備え、
該第２の細片は、検出器エレメント間のギャップと実質的に同じ寸法のものであることを特徴とする放射線検出器。
【請求項９】
請求項6記載の放射線検出器であって、前記放射線吸収マスクが、
隣接する放射線吸収マスクの、段を付けたエッジとインタリーブする、段を付けたエッジを有することを特徴とする放射線検出器。
【請求項１０】
請求項1記載の放射線検出器であって、前記放射線吸収マスクが、
前記検出器アレイのエレメントとアラインし、該エレメントの分解能を設定する精密な開口部の範囲を定めることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１１】
請求項10記載の放射線検出器であって、前記開口部は、
光化学エッチングによって精密に範囲が定められることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１２】
請求項1記載の放射線検出器であって、前記検出器エレメント・アレイは、
前記放射線スキャナによって生成される放射線に応じてシンチレーション・イベントを生成するシンチレーション・アレイと、
光検出器エレメント・アレイとを備え、
該アレイの光検出器エレメントの各々は、前記シンチレーション・アレイのシンチレーション・エレメントのうちの１つをとらえて前記シンチレーション・イベントを電気信号に変換するよう形成されることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１３】
請求項11記載の放射線検出器であって、
シンチレーション・エレメント・アレイは、隣接するシンチレーション・エレメント間の矩形界面アレイを備えている2次元矩形アレイにおいて配置され、前記放射線吸収マスクが、
前記グリッドの範囲を定める、放射線吸収性材料の矩形細片のアレイを備え、
該細片が、隣接するシンチレーション・エレメント間の界面に重なることを特徴とする放射線検出器。
【請求項１４】
計算断層撮像法スキャナであって、
検査領域を中心として回転するよう搭載されるX線源を備え、
該X線源が、放射線焦点からであり、前記検査領域を横断する円錐状のX線ビームを発し、
更に、前記検査領域を横断した前記円錐状の放射線ビームを受ける2次元放射線検出器を備え、該放射線検出器が複数の検出器モジュールを備え、各検出器モジュールが、
散乱線除去モジュールと、
該散乱線除去モジュールとアラインした検出器サブアセンブリ・モジュールとを備え、
各検出器サブアセンブリ・モジュールが、基板と、放射線を検出するよう前記基板上に配置される検出器エレメント・アレイとを備え、
各検出器モジュールが更に、グリッドとして形成される放射線吸収マスクを備え、
該マスクは、前記検出器エレメント・アレイと前記散乱線モジュールとの間に配置され、前記検出器エレメント・アレイ及び前記散乱線除去モジュールとアラインされ、
更に、前記検出器エレメント・アレイからの信号をボリューム画像に再構成する再構成プロセッサを更に備えることを特徴とする計算断層撮像法スキャナ。
【請求項１５】
計算断層撮像法スキャナ用放射線検出器を製造する方法であって、
散乱線除去モジュールを、
基板と、放射線を検出するよう前記基板上に配置される検出器エレメント・アレイとを備える検出器サブアセンブリ・モジュールと、かつ、
前記散乱線除去モジュールと前記アレイの検出器エレメントとの間に配置される放射線吸収マスクと、アラインさせる工程を備えることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項15記載の方法であって、
放射線に対して不透明な材料をフォトエッチングしてグリッドの範囲を定めることによって放射線吸収マスクを形成する工程を更に備えることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項15記載の方法であって、前記散乱線除去モジュールが伸張アラインメント・ピンを備え、前記アラインさせる工程が、
前記マスクにおけるアラインメント開口部と、前記検出器サブアセンブリ・モジュールにおけるアラインメント開口部とを通して前記アラインメント・ピンを挿入することを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項17記載の方法であって、前記スキャナは、検査領域を通過し、前記放射線検出器に当たる円錐状のX線を生成する、回転ガントリ上のX線源を備え、
更に、前記計算断層撮像法スキャナ上に前記散乱線除去モジュールを搭載する工程を更に備え、
前記マスク及び前記検出器サブアセンブリ・モジュールのアラインメント開口部に前記ピンを挿入する前に前記X線源の焦点と、前記散乱線除去モジュールの空間的な焦点がアラインされることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項17記載の方法であって、前記ピンが前記放射線吸収マスクの前記アラインメント開口部に挿入されるにつれ、隣接する放射線吸収マスクのエッジがインタリーブされることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項15記載の方法であって、
前記放射線吸収マスクにおける一様な開口部の範囲を定めて、前記アレイの各検出器エレメントが受ける放射線量を厳密に固定することを特徴とする方法。
【請求項２１】
放射線スキャナの放射線検出器用アラインメント装置であって、
前記放射線検出器が複数の検出器モジュールを備え、各検出器モジュールが、
複数のベーンを備える散乱線除去モジュールと、
矩形グリッドとを備え、
該矩形グリッドは、
お互いに平行に配置される複数の、幅が広い細片を備え、幅が広い細片各々が各ベーンの幅よりも幅が広く、
該矩形グリッドは更に、複数の、幅が狭い細片を備え、該複数の、幅が狭い細片を前記幅が広い細片に対して垂直に配置して一様な開口部を形成し、
幅が広い細片各々が、相当するベーンとアラインされることを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項21記載の装置であって、更に、
多次元矩形アレイを形成するよう配置される複数の検出器エレメントを備える検出器アレイを備え、
該アレイの２つの隣接する検出器エレメント各々が、界面によって隔てられ、
前記ベーンと、前記アレイの前記検出器エレメントとの間に前記グリッド開口部を配置して前記放射線スキャナの分解能を定めるよう、前記界面を前記矩形グリッドとアラインさせることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像診断技術に関し、特に、2次元検出器アレイを備えている計算断層撮像法スキャナに関し、それを特に参照して説明することとする。しかし、本発明は、X線、施される放射性薬剤からの放射、光放射や他のタイプの放射を用いる種々の撮像アプリケーション及び非撮像アプリケーション用の他の2次元放射線検出器にも応用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
計算断層撮像法（CT）撮像は通常、検査領域を横断する扇型、楔型又は円錐型のX線ビームを発生させるＸ線源を用いる。検査領域内に配置される対象は、横断X線の一部分と相互作用し、横断X線の一部分を吸収する。検出器エレメント・アレイを備える１次元又は2次元の放射線検出器は、透過X線の強度の検出及び測定を行うようＸ線源の反対側に配置される。
【０００３】
通常、X線源及び放射線検出器は、対象の投影ビューの角度範囲を得るようガントリを回転させるように回転ガントリの反対側に搭載される。投影ビューは、対象やその選択部分の3次元画像表現を生成するようフィルタ逆投影手法や他の再構成手法を用いて再構成される。通常、再構成は、放射線がＸ線源から検出器までの直接の線形経路を横断したということを前提とする。検出器に達する散乱放射線があれば、結果として生じる画像は劣化する。
【０００４】
放射線検出器は通常、X線に応じてシンチレーション・イベントと呼ぶ光バーストを各々の結晶が生成するシンチレータ結晶アレイを備える。
【０００５】
モノリシック・シリコン・フォトダイオード・アレイなどの光検出器アレイが、シンチレータ結晶アレイをとらえるよう配置され、シンチレーション・イベントの空間的な位置と強度とを示すアナログ電気信号を生成する。
【０００６】
通常、検出器は、X線ビームの焦点と一致する焦点を規定する検出曲面の範囲を複数のシンチレータ結晶アレイが定める、焦点を中心とした構造である。散乱線除去板アレイなどの散乱線除去エレメントを、シンチレータ・アレイの前面に取り付け、非散乱X線を受け入れ、阻止しないと雑音として測定に寄与することになる散乱X線を阻止するよう正確にアラインさせる。本願の散乱線除去エレメントでは、1センチメートル以上４センチメートル以下の高さの板が一般的である。散乱線除去板間の間隔は、妨げられずに直接散乱X線又は非散乱X線が通過するスリットの範囲を定める。しかし、散乱X線は、散乱による角外れを受け、散乱線除去板に当たり、散乱線除去板は、散乱X線がシンチレータ結晶アレイに達する前に散乱X線を吸収する。
【０００７】
従来の検出器ボードは、固定するようセラミックサポート基板に搭載されるモノリシック・フォトダイオード・アレイから始めて組み立てられる。シンチレータ結晶アレイはモノリシック・フォトダイオード・アレイに結合される。散乱線除去エレメントは次に、検出器の隣接シンチレーション結晶の界面上に搭載され、この界面とアラインされる。結合された散乱線除去エレメントを備えている検出器ボードを、機械的な基板上すなわち土台上に搭載し、X線ビームの焦点と手動でアラインする。通常、検査投影画像を作成し、検査して、アラインしていない散乱線除去グリッドを判定する。検出器ボードを薄型化させるか、散乱線除去エレメントを検出器アレイともう一度アラインさせる。満足な検査画像が得られるまで検査画像及び調節のルーチンが繰り返される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そうした検出器アレイにおける一般的な課題として、累積アラインメント・エラー、すなわち蓄積されたエラーがある。通常、散乱線除去板の長さは数センチメートルである。この板の厚さはシンチレーション結晶間のギャップ間間隔に匹敵し、間隔は、例えば、約0.5-3.0mmの、結晶サイズに匹敵する。散乱線除去板が大きいと、散乱線除去エレメントを空間的な焦点と正確にアラインさせる必要がある。検出器アレイが、大きくなるにつれ、例えば、32行の検出器、64行の検出器等になるにつれ、その長さ全体にわたってシンチレーション結晶間に全ての散乱線除去板を正確に配置することを維持するのは徐々に難しくなってきている。わずかなミスアラインメント、板の長手方向に沿った偏向や、振動又は回転による板のウォブルによって、板が隣接シンチレーション結晶をシャドーイングしてしまいかねない。シャドーイングによって同様に、X線強度が低下することになり、それは、X線経路に沿った材料の密度がもっと高くなることを表す。このことによって、画像アーチファクトが生じ、これは通常、画像再構成においてリングとして現れる。空間的に一様でないシャドーイングによって、検出されるX線特性及び非線形検出器アレイ特性におけるスペクトル差異にもつながる。
【０００９】
更に、欠陥検出器エレクトロニクスを交換することは、散乱線除去グリッドを備える検出器モジュール全体を除去することを必要とする。新たな部品が設置される場合、アラインメント処理が繰り返され、それによって、欠陥検出器のフィールド交換は費用も時間もかかるものになっている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前述の制約や他の制約を解決する改良された装置及び方法を想定している。
【００１１】
本発明の一特徴によれば、放射線スキャナ用２次元放射線検出器を開示している。第１のアラインメント手段は、支持枠上に配置される散乱線除去モジュールを空間的な焦点とアラインさせる。第２のアラインメント手段は、散乱線除去モジュールを、検出器サブアセンブリ・モジュール及び放射線吸収マスクとアラインさせる。各放射線アセンブリ・モジュールは、基板と、放射線を検出するよう基板上に配置される検出器エレメント・アレイとを備える。放射線吸収マスクは、グリッドとして形成され、検出器エレメント・アレイと散乱線除去モジュールとの間に配置される。
【００１２】
本発明の別の特徴によれば、計算断層撮像法スキャナを開示する。X線源は、検査領域を中心として回転するよう搭載される。X線源は、放射線焦点から、検査領域を横断する円錐状のX線ビームを発する。2次元放射線検出器は、検査領域を横断した円錐型の放射線ビームを受ける。放射線検出器は、複数の検出器モジュールを備える。各検出器モジュールは、お互いにアラインされている散乱線除去モジュールと、検出器サブアセンブリ・モジュールと、放射線吸収マスクとを備える。各検出器サブアセンブリ・モジュールは、基板と、放射線を検出するよう基板上に配置された検出器エレメント・アレイとを備える。放射線吸収マスクは、散乱線除去モジュールと検出器エレメントとの間に配置される。再構成プロセッサは、検出器エレメントからの信号をボリューム画像に再構成する。
【００１３】
本発明の更に別の特徴によれば、計算断層撮像法スキャナ用放射線検出器を製造する方法を備える。散乱線除去モジュールは、検出器サブアセンブリ・モジュール及び放射線吸収マスクとアラインメントされる。散乱線除去モジュールは支持枠上に配置される。検出器サブアセンブリ・モジュールは、基板と、放射線を検出するよう基板上に配置される検出器エレメント・アレイとを備える。放射線吸収マスクは、散乱線除去モジュールと、検出器エレメント・アレイとの間に配置される。
【００１４】
本発明の1つの効果は、個々のシンチレーション結晶の間でのX線感度における一様性の向上にある。シンチレーション結晶は一般的に、放射線吸収マスクにおける開口部よりも大きく、よって、検出器の空間的な分解能が、放射線吸収マスクによって定められる。
【００１５】
本発明の別の効果は、計算断層撮像法撮像用検出器モジュールを組み立てるプロセスの単純化にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の数多くの更なる効果や便益は、以下の、好ましい実施例の詳細な説明を検討することによって当業者に明らかになるものである。
【００１７】
本発明は、種々の、構成部分と構成部分の配置とにおける形態をとり得るものであり、種々の、工程と工程の配置とにおける形態をとり得る。添付図面は、好ましい実施例を示す目的のためのものに過ぎず、本発明を限定するものとして解されないこととする。
【実施例】
【００１８】
図1を参照すれば、計算断層撮像法（CT）撮像装置すなわちCTスキャナ10は、固定ガントリ12を備える。X線源14と線源コリメータ16は連携して、対象支持部20上に配置される患者などの対象（図示せず）を備える検査領域18内に向けられる扇状、円錐状、楔状や他の形状のX線ビームを生成する。対象支持部20は、Z方向に直動可能である一方、回転ガントリ22上のＸ線源14はZ軸を中心に回転する。
【００１９】
例示的なヘリカル撮像モードでは、回転ガントリ22は、対象支持部20の線形的な前進と同時に回転して、検査領域18を中心としたＸ線源14及びコリメータ16の略ヘリカル軌跡を生成する。しかし、対象支持部20が固定状態に留まっている間にガントリ22が回転して、平行に並ぶ横スライス画像が獲得される、X線源14の略円形軌跡を生成するマルチスライス撮像モードなどの他の撮像モードも用いることができる。平行に並ぶスライス画像が獲得された後、対象支持部20は任意的にZ方向における所定の距離を進み、画像獲得が、Z方向に沿った離散ステップ単位で、より大きなボリューム・データ群を獲得するよう繰り返される。
【００２０】
放射線検出器アセンブリ30は、ガントリ22上に、X線源14とは反対側に配置される。例示的なCTスキャナ12では、放射線検出器アセンブリ30は、X線ビームのファン角と好ましくは一致する選択角度範囲に及ぶ。放射線検出器アセンブリ30は、各投影ビューにおいてZ方向の一部分に沿った撮像データを獲得する複数のモジュール32を備える。放射線検出器アセンブリ30は、回転ガントリ22上にＸ線源14の反対側に配置され、それとともに回転するので、ガントリ22が回転するとともに検査領域18を横断するX線を放射線検出器アセンブリ30が受ける。
【００２１】
引き続き図１を参照すれば、回転ガントリ22及び対象支持部20は連携して、対象に対してX線源14のヘリカル軌跡や他の軌跡に沿った対象の選択投影ビューを取得する。X線源14の経路は好ましくは、アンダサンプリングがないようにするよう関心の撮像部位のボクセル毎に十分な角度カバレッジを備える。放射線検出器アセンブリ30によって収集される投影データは、記憶するよう、ディジタル・データ・メモリ・バッファ40に伝達される。
【００２２】
再構成プロセッサ42は、ボリューム画像メモリ44に記憶される対象またはその選択部分の3次元画像表現を生成するよう、フィルタ逆投影手法、n-PI再構成手法や他の再構成手法を用いて獲得投影データを再構成する。画像表現をビデオ・プロセッサ46によってレンダリングするか他の方法によって操作して、操作者が視るよう、グラフィカル・ユーザ・インタフェース48上や別の表示装置上、印刷装置上などに表示される人間が視ることが可能な画像を生成する。
【００２３】
好ましくは、グラフィカル・ユーザ・インタフェース48は、CTスキャナ１２によって人間の操作者とインタフェースして、CT撮像セッションを操作者が初期化し、実行し、制御することを可能にするようプログラムされる。グラフィカル・ユーザ・インタフェース48は、画像再構成が医療関係者に伝達され、患者情報データベースがアクセスされるなどの病院又は診療所の情報ネットワークなどの通信ネットワークと任意的にインタフェースする。
【００２４】
図１を引き続き参照し、図２及び図5をさらに参照すれば、放射線検出器アセンブリは、支持枠62を中心として配置されるアラインメント板60対を備える。アラインメント開口部70対が、検出器モジュール32を搭載し、アラインさせるアラインメント板60上に配置される。図2に示すように、アラインメント開口部70は、X線源14の焦点と一致する空間的な焦点74に収束する放射状の線72に沿って対で配置される。図2では、いくつかの例示的な放射状の線72を示して、アラインメント開口部70対の、空間的な焦点74とのアラインメントを示す。アラインメント板60における他のアラインメント開口部76が更に、CTスキャナ10内に板60を搭載するのに備えられている。
【００２５】
図3乃至図5を参照すれば、各検出器モジュール32は、レイ又は平面72と略整合関係で配置される複数の散乱線除去板すなわち散乱線除去ベーン80を各々が備える散乱線除去モジュール78を有する。スペーサプレート82は、先細になって、散乱線除去板80間の選択される間隔及び収束角度の範囲を限定する。非散乱放射線は、散乱線除去板80に平行に向けられ、それらのうちの何れか2つの間を通過する一方、散乱放射線は、散乱線除去板80との平行線との間で角外れを受け、通常、散乱線除去板80によって吸収される。
【００２６】
散乱線除去板すなわち散乱線除去ベーン80はお互いに略平行であるが、厳密に平行である板の、空間的な焦点74とのアラインメントがぴったりでないということを当業者は認識するものである。すなわち、厳密に平行である板は、共通の点を何ら有するものでなく、よって、空間的な焦点74を共通に有することは可能でない。好ましくは、略平行の散乱線除去板すなわち散乱線除去ベーン80は各々、空間的な焦点74に交差する平面72とアラインされる。そうした平面は、散乱線除去板80の長さLにわたって、厳密に平行ではないが、平行に近い状態にあるが、それは、散乱線除去モジュール78と空間的な焦点74との間の距離と比較してLが短いからである。
【００２７】
散乱線除去板すなわち散乱線除去ベーン80は好ましくは、タンタル、タングステン、鉛等などの、X線源14によって生成される放射線に対する吸収性が高い、原始番号が大きな材料で形成される。スペーサプレート82は、X線源14によって生成される放射線に対して実質的に半透明の材料で形成されるものであり、プラスチック材料で形成されることが好都合である。好ましい実施例では、スペーサプレート82は、スペーサプレート82における放射線の吸収を更に削減するよう、フルモールドのプラスチック・スラブではなく、実質的に中空のモールドのプラスチック・フレームである。
【００２８】
散乱線除去板80とスペーサプレート82との略平行配置は、２つのエンドキャップ84によって側部でしっかり留められる。エンドキャップ84は各々、図6によって最もよくわかるように、板を放射状の線又は放射上の平面72とアラインさせるよう開口部70内で受けるアラインメント・ピンや他のアラインメント突起部86を備える。
【００２９】
図7を参照すれば、各検出器サブアセンブリ・モジュール100は、検出器アレイ104や関連したエレクトロニクス106が搭載される、回路ボードなどの基板102を備える。好ましい実施例では、検出器アレイ104は、光検出器アレイ114の光検出器112に各々が光結合される個々のシンチレーション結晶110を備えるシンチレータ結晶アレイ108を備える。シンチレータ結晶アレイ108は、光検出器アレイ114によって検出可能な光にX線を変換する。光検出器アレイ114は好ましくは、シリコン・フォトダイオード、アモルファス・シリコン、電荷結合素子（CCD）や他の半導体光検出器のモノリシック・アレイである。X線を電気信号に直接変換するCZT検出器などの他の検出器アレイも想定される。
【００３０】
引き続き図7を参照し、図8、図９及び図10Aを更に参照すれば、X線放射吸収マスク120が、各散乱線除去モジュール78の基部とシンチレータ結晶アレイ108との間に配置される。放射線吸収マスク120は、グリッドの形態を有し、シンチレーション結晶110の各々の、放射線を受ける面の周囲を取り囲む。散乱線除去板80に平行して搭載される放射線吸収マスク120のZ方向のグリッド細片122の幅は、1枚の散乱線除去板80の幅よりも広く、検出器エレメント間のエレメント内ギャップの幅以上である。放射線吸収マスク120のZ方向細片122は、散乱線除去板80のディスタル・エンドの投影よりも広い。Z方向細片122は、アレイ108の結晶110上にシャドーイングしてしまいかねない、散乱線除去板80の誤配置につながる何れかの、許容誤差、振動運動や累積アラインメントの蓄積されたエラーを補正するようたっぷり広いことが好ましい。好ましくは、放射線吸収マスク120のZ方向細片122は、その上に入射するX線の90%以上を吸収するのに十分である。
【００３１】
好ましくは、放射線吸収マスク120は、高密度吸収器であり、エッチングされるか別の正確な方法で製造され得るタングステンや何れかの他の、X線源14によって生成される放射線に対する吸収性が高い、原始番号が大きな材料から構成される。マスクは、0.5~2mmの厚さを備えて放射線減衰を増加させるよう積み重ね得る。通常、タングステン・シートは、0.125mmの厚さのシートとして入手可能である。よって、X線ビームを減衰させるには、3枚又は4枚の0.125mmの厚さの放射線吸収マスク120が好ましい。更に厚いマスクは、積み重ねなくてよく、他の適切な手法によって作製することができる。
【００３２】
引き続き図10Aを参照すれば、放射線吸収マスク120における開口部126が、光化学的にエッチングされ、正確にかつ繰り返し制御される。通常、スキャナの空間的分解能は、アレイ108の結晶110の幅によって選ばれ、開口部のサイズ又は、放射線検出器アセンブリ30によって測定することができる放射線検出立体角によって制御される。空間的分解能は、空間的分解能を決定付ける正確な開口部126を備えるまさにその部分である放射線吸収マスク120によって制御される。更に、大型アレイにおけるシンチレーション結晶110は、カッティング誤差やエッチング誤差、反射コーティング層が一様でないこと等によって、X線放射に被爆される表面積において厳密に一様でない傾向にある。開口部126の範囲を定めるグリッドを用いることによって、シンチレーション結晶110各々が受ける放散線ビーム断面を厳密に固定し、各々がちょうど同じサンプリング・ウィンドウを有することになる。あるいは、サンプリング・ウィンドウ及び開口部は、検出器モジュールにわたって種々の分解能を備えるよう、厳密に制御される、一様でないサイズを有し得る。同様に、開口部サイズは、検出アセンブリにわたって一様でない分解能を備えるよう検出器モジュール毎に変わってもよい。
【００３３】
開口部126は、同じグリッドにおけるアラインメント開口部128に精密に参照され、光化学エッチング処理や他の精密な製造手法によってもたらされるように高い耐性になるように製造される。
【００３４】
引き続き図10Aを参照すれば、放射線吸収マスク120は好ましくは、自由開口部の長さを削減することによって機械的な安定性を備える薄い橋渡し部すなわち周囲の細片130を備えるよう構成される。好ましくは、細片130は、円周方向に延びる検出器エレメント間のエレメント内ギャップ132の幅に匹敵する。
【００３５】
引き続き図10Aを参照し、図10Bを更に参照すれば、放射線吸収マスク120は、何れかの２つの個々のマスク間のギャップを放射線が通過しないようにするようインタリーブ・エッジの幾何学的形状を有するよう構成される。放射線吸収マスク120のその幅に沿った各エッジは、おおよそ中間点でエッチングされるか切断され、段の付いたエッジ134が形成される。マスクの反対側にある段を、モジュール間ギャップ無しで放射線検出器アセンブリ30の長手方向にわたる放射線吸収マスク120の交互の積み重ねを可能にするようマスクの反対の表面上に備える。あるいは、製造を単純化するよう、段の付いたエッジを同じ表面にエッチングするか切断してもよい。マスクは、隣接するマスクと噛み合わさせるよう、交互に上下反対にする。
【００３６】
図7、図9及び図10Aをもう一度参照すれば、散乱線除去モジュール78の各々のアラインメント・ピン160は、放射線吸収マスク120の精密な開口部128と、相当する検出器サブアセンブリ・モジュール100の精密なアラインメント開口部162と丁度嵌め合って、マスク120と、散乱線除去モジュール78のベーン80との、シンチレータ結晶アレイ108のアラインメントを備える。アラインメント開口部162もピン160も精密に規定されるので、当該部品は挿入すると正確にアラインされる。アラインメントにおける調節は何ら必要でない。図7において最もよく分かるように、いくつかの放射線吸収マスク120を、精度の低下が何らなしでピン160上に積み重ねることができる。
【００３７】
シンチレータ結晶アレイ108を散乱線除去モジュール78にアラインさせることによって、図8及び図11において最もよく分かるように散乱線除去板80間のギャップ内にシンチレーション結晶110を形成する。放射線吸収マスク120は、散乱線除去板80とシンチレーション結晶110との間に形成される。シンチレーション結晶110は、非散乱放射線との間での角外れがない放射線が検出器アレイ104の個々のエレメントに達するように、グリッド開口部126を通して、かつ散乱線除去板80間でX線源をとらえる。
【００３８】
図12を参照すれば、放射線吸収マスクを製造する代替的な手法のうちの１つによって製造される放射線吸収マスク120を表す。スロット又はグループ164が、X線放射に対して比較的透過的なBeAl合金、プラスチック、エポキシ樹脂や何れかの他の材料などの低放射線吸収性材料のマトリクス166において備えられる。タングステン粉材料や何れかの他の、原子番号が大きな元素の粉の材料が更に、備えられるスロット又はグルーブに注型又は射出成形によって析出される。なお、放射線吸収マスクは、ポリワン社から入手可能なプラスチック・マトリクスにおいてエコマス（商標）の、原子番号が大きな元素の粉の材料を用いることによって作製し得る。この材料は、押し出し成形などの標準的な製造手法によって種々の形状で形成することができる。放射線吸収マスクは、非常に精密な型押し
を用いることによって製造し得る。
【００３９】
引き続き図１乃至図12を参照し、図13を更に参照しながら、放射線検出器アセンブリ30を組み立てるうえで好ましい方法170を説明する。
【００４０】
工程172では、散乱線除去モジュール78は、アラインメント板60のアラインメント開口部70とアラインメント・ピン86を結合することによってアラインメント開口部70とアラインされる。工程174では、放射線吸収マスク120は、散乱線除去モジュール78のピン160上に積み重ねられる。工程176では、各検出器サブアセンブリ・モジュール100は、嵌め合うアラインメント・ピン160及び開口部162を用いて相当する固定散乱線除去モジュール78各々に搭載される。
【００４１】
放射線検出器アセンブリ30は、計算断層撮像法撮像スキャナを参照しながら説明したが、他の撮像システムにおいて用いるよう容易に修正される。例えば、核医学撮像用ガンマカメラは通常、施される放射性薬剤によって生成される放射を、検出器アレイによって検出可能な光に変換するうえで適切なシンチレータを備える光検出器アレイ104と実質的に同様な検出器アレイを備える。同様に、この手法は、従来のX線、ディジタルX線、蛍光法等に適用することができる。
【００４２】
本発明は、好ましい実施例を参照しながら説明した。他者が、先行する詳細説明を検討し、理解することによって、修正や改変が分かるものである。本特許請求の範囲記載の請求項やその均等物の範囲内に収まる限りそうした修正や改変の全てを本発明が備えるものとして解されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施例によって構成される、放射線検出器アセンブリを用いた例示的な計算断層撮像法撮像装置を示す図である。
【図２】アラインメント開口部対と放射線検出器の空間的な焦点との間のアラインメント関係を放射状の線が示す、本発明の実施例による例示的なアラインメント板を示す側面図である。
【図３】図1の放射線検出器の散乱線除去エレメント又は散乱線除去モジュールの第１の実施例を示す端面図である。
【図４】図5Aの散乱線除去エレメント又は散乱線除去モジュールを示す正面図である。
【図５】図1の放射線検出器アレイに搭載される、図3A乃至図3Bに示すタイプの３つの散乱線除去モジュールを示す図である。
【図６】散乱線除去モジュールのアラインメント突起部を放射線検出器の空間的な焦点と放射状の線が接続する、図3乃至図5に示すタイプのいくつかの散乱線除去エレメントを示す略図である。
【図７】検出器モジュールを示す拡大側断面図である。
【図８】アセンブリを示す詳細側断面図である。
【図９】アセンブリを示す側面図である。
【図１０Ａ】放射線吸収マスクを詳細に示す図である。
【図１０Ｂ】隣接マスクのインタリーブを示す図である。
【図１１】散乱線除去モジュールの散乱線除去板間の、図7の検出器モジュールの検出器エレメントのアラインメントを示す略図である。
【図１２】放射線吸収マスクを示す図である。
【図１３】図１に示す放射線検出器を組み立て、搭載するうえで好ましい方法を示す図である。
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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