Ｘ線ＣＴ装置、Ｘ線検出器及びＸ線検出器製造方法

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【発明の名称】	Ｘ線ＣＴ装置、Ｘ線検出器及びＸ線検出器製造方法
【発明者】	【氏名】佐久田茂【氏名】山崎正彦
【要約】	【課題】ＳＮ比向上のためにコリメータ板を薄くした場合であっても十分な剛性を確保することで振動を防止し、断層撮影画像の高画質化を可能とすること。【構成】チャンネル方向Ｃに沿って配置された複数のシンチレータセグメント４１及びフォトダイオード４２と、その面をＸ線Ｒの入射方向に平行にし、かつ、チャンネル方向Ｃに沿って配置された複数のコリメータ板２０と、相隣接するコリメータ板２０の間に設けられるとともに、相互のコリメータ板３０を支持する支持部材とを備えている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と、複数の検出素子とを有するＸ線ＣＴ装置において、
上記検出素子の並ぶ方向に沿って配置されたＸ線遮蔽材からなる複数のコリメータ板と、
これら複数のコリメータ板のうち相隣接するコリメータ板の間に設けられるとともに、相互のコリメータ板を支持する支持部材とを備えていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
上記支持部材はＸ線が透過する材質で板状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
上記支持部材は棒状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
Ｘ線源から照射されたＸ線の強度を検出するＸ線検出器において、
所定の方向に沿って配置された複数の検出素子と、
上記所定の方向に沿って配置された複数のコリメータ板と、
これら複数のコリメータ板のうち相隣接するコリメータ板の間に設けられるとともに、相互のコリメータ板を支持する支持部材とを備えていることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項５】
上記検出素子は、上記Ｘ線の照射面に沿って配置されたシンチレータを具備し、
上記シンチレータは上記Ｘ線側に凹部を有し、上記コリメータ板の一端部が上記凹部に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のＸ線検出器。
【請求項６】
上記凹部と上記コリメータ板との間には固定材が充填されていることを特徴とする請求項５に記載のＸ線検出器。
【請求項７】
上記支持部材と上記固定材とは一体形成されてることを特徴とする請求項６に記載のＸ線検出器。
【請求項８】
上記固定材は可視光を反射する材質で形成されていることを特徴とする請求項６に記載のＸ線検出器。
【請求項９】
コリメータ板をシンチレータセグメントの反射用溝へ固定し、かつ、複数のコリメータ板間に設けられ、相互のコリメータ板を支持する支持部材を形成するＸ線検出器製造方法において、
上記コリメータ板をシンチレータセグメントの側面に設けられた反射用溝に位置決めする工程と、
上記コリメータ板をコリメータ板案内溝及び支持部材案内溝を有する治具のコリメータ板案内溝に挿入する工程と、
上記コリメータ板案内溝、上記支持部材案内溝、上記反射用溝にそれぞれ硬化前の接着剤を充填する工程と、
上記接着剤にＵＶ照射を行い、接着剤を仮硬化させる工程と、
上記治具を除去し、接着剤全体にＵＶ照射を行い本硬化させる工程とを備えていることを特徴とするＸ線検出器製造方法。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用等に用いられるＸ線ＣＴ装置、Ｘ線検出器及びＸ線検出器製造方法に関し、特にコリメータ板の薄板化に伴う画像劣化の防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体の断層像を生成するためのＸ線ＣＴ装置が知られている。このようなＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源と、このＸ線源に対し被検体を挟んでＸ線検出器とを備えている。図１０はＸ線ＣＴ装置１００の一例を模式的に示す斜視図、図１１はＸ線検出器１１０の要部を拡大して示す斜視図である。
【０００３】
図１０に示すようにＸ線ＣＴ装置１００は、Ｘ線源１０１で発生させたＸ線Ｒを目標のスライス幅（断面幅）にスライス幅調整装置１０２により設定する。この目標のスライス幅に調整されたＸ線Ｒを、患者等の被検体１０３に透過させる。図１０中１０３ａはＸ線Ｒが通過した断面１０３ａである。
【０００４】
被検体１０３を透過したＸ線Ｒは、Ｘ線検出器１１０で電気信号Ｅに変換される。Ｘ線ＣＴ装置１００では、被検体１０３を中心にＸ線源１０１及びＸ線検出器１１０を回転させ、予め決められたサンプリングピッチ毎に多方向からの透過データを得る。これらの透過データを基に画像を再構成し、表示装置上に断層像を表示する。
【０００５】
Ｘ線検出器１１０は、図１１に示すように、Ｘ線の照射方向に沿ってコリメータ板１１１、シンチレータセグメント１１２、フォトダイオード１１３を組み合せて構成されている。すなわち、Ｘ線検出器１１０に入射したＸ線Ｒは、コリメータ板１１１で散乱線が遮断された後、Ｘ線Ｒがシンチレータセグメント１１２に入射する。これにより、シンチレータセグメント１１２が発光し、この光Ｆをフォトダイオード１１３により電気信号Ｅに変換する。この電気信号Ｅをコンピュータで演算し、表示装置で例えば断面１０３ａの横断面像を表示する。
【０００６】
なお、シンチレータセグメント１１２からの発光Ｆが隣接するシンチレータセグメント１１２へ透過しないように反射材１１４が設けられている。
【０００７】
上記したＸ線検出器１１０以外にも、短冊状に形成されたブロックを組み合せたＸ線検出器コリメータ装置も知られている（例えば、引用文献１参照）。
【０００８】
近年、Ｘ線ＣＴ装置の高性能化の要求に伴って、検出する信号強度を増大させ、ＳＮ比を向上させる必要が生じている。このため、Ｘ線検出器へのＸ線の入射量を増やす必要が生じ、コリメータ板は次第に薄くなる傾向（例えば０．２ｍｍだったものを０．１ｍｍ程度へ）にある。
【特許文献１】特開平５－３０９０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したＸ線検出器では、次のような問題があった。すなわち、コリメータ板を薄くすると、コリメータ板の剛性が低下し、回転させたときにコリメータ板が振動することがあった。このため、断層像にアーチファクトが生じ、画質が劣化する虞がある。
【００１０】
そこで本発明は、ＳＮ比向上のためにコリメータ板を薄くした場合であっても十分な剛性を確保することで振動を防止し、断層撮影画像の高画質化が可能なＸ線ＣＴ装置、Ｘ線検出器及びＸ線検出器製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のＸ線ＣＴ装置、Ｘ線検出器及びＸ線検出器製造方法は次のように構成されている。
【００１２】
（１）Ｘ線源から照射され、複数の検出素子を有するＸ線検出器に入射するＸ線をコリメートするＸ線検出器コリメータ装置において、その面を上記Ｘ線の入射方向に平行に、かつ、上記検出素子の並ぶ方向に沿って配置されたＸ線遮蔽材からなる複数のコリメータ板と、これら複数のコリメータ板のうち相隣接するコリメータ板の間に設けられるとともに、相互のコリメータ板を支持する支持部材とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
（２）Ｘ線源から照射されたＸ線の強度を検出するＸ線検出器において、所定の方向に沿って配置された複数の検出素子と、その面を上記Ｘ線の入射方向に平行にし、かつ、上記所定の方向に沿って配置された複数のコリメータ板と、これら複数のコリメータ板のうち相隣接するコリメータ板の間に設けられるとともに、相互のコリメータ板を支持する支持部材とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
（３）コリメータ板をシンチレータセグメントの反射用溝へ固定し、かつ、複数のコリメータ板間に設けられ、相互のコリメータ板を支持する支持部材を形成するＸ線検出器製造方法において、上記コリメータ板をシンチレータセグメントの側面に設けられた反射用溝に位置決めする工程と、上記コリメータ板をコリメータ板案内溝及び支持部材案内溝を有する治具のコリメータ板案内溝に挿入する工程と、上記コリメータ板案内溝、上記支持部材案内溝、上記反射用溝にそれぞれ硬化前の接着剤を充填する工程と、上記接着剤にＵＶ照射を行い、接着剤を仮硬化させる工程と、上記治具を除去し、接着剤全体にＵＶ照射を行い本硬化させる工程とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＳＮ比向上のためにコリメータ板を薄くした場合であっても十分な剛性を確保することで振動を防止し、断層撮影画像の高画質化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明の第１の実施の形態に係るＸ線検出器１の構成を示す分解斜視図、図２はＸ線検出器１の要部（コリメータ板２０、支持部材３０、検出器ユニット４０）の構成を示す斜視図である。なお、図１中Ｓはスライス方向、Ｃはチャンネル方向、Ｆは可視光、ＲはＸ線、Ｅは電気信号を示している。
【００１７】
図１及び図２に示すように、Ｘ線検出器１は、サポート機構１０と、このサポート機構１０に保持された複数枚のコリメータ板２０と、このコリメータ板２０を支持する支持部材３０と、コリメータ板２０間を通過し支持部材３０を透過したＸ線Ｒを検出する検出器ユニット４０とを備えている。なお、コリメータ板２０及び支持部材３０によりＸ線検出器コリメータ装置が構成されている。
【００１８】
サポート機構１０は、チャンネル方向Ｃに延設されるとともに、スライス方向Ｓに並設された扇型の一対のコリメータサポート１１、１２と、このコリメータサポート１１、１２の両端部に設けられた一対の側板１３、１４と、コリメータサポート１１、１２の外周側に設けられた後側サポート板１５と、コリメータサポート１１、１２の内周側であり、Ｘ線Ｒ入射側に設けられた前側サポート板１６とを備えている。
【００１９】
コリメータサポート１１、１２、後側サポート板１５及び前側サポート板１６には、コリメータ板２０を挿入するための溝部１７がチャンネル方向Ｃに沿って複数個形成されている。これら溝部１７はＸ線検出器１がＸ線ＣＴ装置に組み込まれたとき、コリメータ板２０の面がスライス方向Ｓに対して平行となるように配置され、かつ、すべてのコリメータ板２０の面が、このコリメータ板２０の面の延長線上にＸ線源が位置するように形成されている。なお、コリメータ板２０は、モリブデン等のＸ線吸収率の高い材料から形成され、散乱したＸ線を遮蔽する機能を有している。
【００２０】
支持部材３０は、相隣接するコリメータ板２０間に互いに支持するようにして配置されている。なお、支持部材３０は、Ｘ線の吸収率の低い材料で形成するとともに、薄板状とし、Ｘ線Ｒの照射方向に沿って複数設けられている。
【００２１】
検出器ユニット４０は、Ｘ線の照射により発光する複数のシンチレータセグメント４１と、このシンチレータセグメント４１と対になりシンチレータセグメント４１からの可視光Ｆを検出するフォトダイオード４２とを備えている。シンチレータセグメント４１とフォトダイオード４２により検出素子が形成され、検出素子がチャンネル方向Ｃに沿って並設されている。シンチレータセグメント４１は発光したときに、隣り合うシンチレータセグメント４１に可視光Ｆが透過してＳＮ比が低下しないように反射部材４３を備えている。フォトダイオード４２は、電気信号Ｅとして外部へ情報を送る。
【００２２】
このように構成されたＸ線検出器１では、Ｘ線源から放射されたＸ線Ｒが、被検体を通過し、Ｘ線検出器１へ入射される。Ｘ線検出器１へ入射されたＸ線Ｒは、コリメータ板２０とコリメータ板２０との間を通過するときコリメートされ、シンチレータセグメント４１にＸ線が衝突するとシンチレーションが発生し発光する。発生した可視光Ｆをフォトダイオード４２で認識し、可視光Ｆの強弱によりそれぞれに対応した起電力を発生させ、発生した電気信号Ｅを外部へと伝達する。
【００２３】
コリメータ板２０相互間には支持部材３０が設けられ、相互に支持しているため、これに剛性が向上し、コリメータ板２０の厚さを薄くしても振動の発生を防止することができる。
【００２４】
上述したように、本実施の形態に係るＸ線検出器１によれば、ＳＮ比向上のためにコリメータ板２０を薄くした場合であっても支持部材３０により十分な剛性を確保することで振動を防止し、断層撮影画像の高画質化が可能となる。
【００２５】
図３はＸ線検出器１の変形例の要部（コリメータ板２０、支持部材３１、検出器ユニット４０）の構成を示す斜視図である。なお、図３において図１及び図２と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
図３に示すように、支持部材３１を棒状に形成し、Ｘ線照射方向及びスライス方向Ｓに沿って複数配置する構成となっている。このように構成された場合であっても、ＳＮ比向上のためにコリメータ板２０を薄くした場合であっても支持部材３１により十分な剛性を確保することで振動を防止し、断層撮影画像の高画質化が可能となる。
【００２７】
図４は本発明の第２の実施の形態に係るＸ線検出器１Ａの要部（コリメータ板２０、支持部材３０，３０Ａ、検出器ユニット４０）の構成を示す斜視図である。なお、図４において図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２８】
図４に示すように、第２の実施の形態に係るＸ線検出器１Ａのシンチレータセグメント４４には、シンチレータセグメント４４のＸ線Ｒの入射側の側面に反射用溝（凹部）４５が設けられている。この反射用溝４５には、コリメータ板２０の一端側が挿入されるとともに固定材３２が充填されている。固定材３２は、可視光Ｆを反射させる性質を有するＵＶ硬化剤からなる接着剤等であり、固定材３２は支持部材３０のうち最も検出器ユニット４０側の支持部材３０Ａと一体に形成されている。なお、支持部材３０も同様の材料を用いても良い。
【００２９】
次に、コリメータ板２０の反射用溝４５への固定及び支持部材３０の製造工程を説明する。図５はコリメータ板２０の反射用溝４５への固定工程及び支持部材３０の製造工程における第１工程を示す斜視図、図６は同製造工程における第２工程を示す斜視図、図７は同製造工程における第３工程を示す斜視図、図８は同製造工程における第４工程を示す斜視図を示している。図８中５３はＵＶマスク５３を示している。図中Ｂは接着剤の充填を、Ｖは真空引きを、ＵはＵＶ照射を示している。
【００３０】
第１工程では、図５に示すように、例えば透明材等で形成された櫛状治具５０を用いる。櫛状治具５０は、コリメータ板案内溝５１と支持部材案内溝５２とを有する。まず、コリメータ板２０をシンチレータセグメント４４の側面に設けられた反射用溝４５に、仮の位置決めを行う。
【００３１】
第２工程では、図６に示すように、コリメータ板２０を櫛状治具５０のコリメータ板案内溝５１に挿入する。このとき、第１工程で仮位置決めされたコリメータ板２０をさらに櫛状治具５０を用いて、コリメータ板２０のＸ線入射側に対する本位置決めを行う。
【００３２】
第３工程では、図７に示すように、コリメータ板案内溝５１、支持部材案内溝５２、反射用溝４５にそれぞれ硬化前の接着剤Ｂを充填する。接着剤Ｂは硬化することで、支持部材３０，３０Ａ及び固定材３２となる材料である。このとき、気泡や未充填箇所が発生しないように真空引きＶを行う。
【００３３】
第４工程では、図８に示すように、櫛状治具５０に硬化前の接着剤Ｂを充填させた状態で、ＵＶマスク５３を介してＵＶ照射（矢印Ｕ）を、例えばスライス方向の両端から行い、接着剤Ｂを仮硬化させる。ＵＶマスク５３は、ＵＶマスク５３をＵＶ照射時に用いることで、照射範囲にのみＵＶ照射を行えるように形成されており、ＵＶ照射の照射範囲を限定することが可能となる。仮硬化後、櫛状治具５０を除去する。この後、ＵＶマスク５３を取り除き、例えば接着剤Ｂ全体にＵＶ照射を行い本硬化させる。
【００３４】
ここで、櫛状時具５０を透明材等で形成したものではなく、例えばワックス等で形成し、仮硬化後に加熱することで溶かして取り除いてもよい。
【００３５】
このように構成されたＸ線検出器１Ａでは、ＳＮ比向上のためにコリメータ板２０を薄くした場合であっても支持部材３０により十分な剛性を確保することで振動を防止し、断層撮影画像の高画質化が可能となる。さらに、反射部材４３と同様な機能を有する固定材３２を用いてコリメータ板２０を反射用溝４５に固定させることで、構成を単純化することができるとともに、コリメータ板２０の支持を強固にすることが可能となる。
【００３６】
可視光Ｆを反射させる性質の接着剤Ｂを用いることで、コリメータ板２０を反射用溝４５に固定させることにより、反射部材４３を用いずに、可視光Ｆが隣り合うシンチレータセグメント４４へ透過することを避けることができる。
【００３７】
また、シンチレータセグメント４４の反射用溝４５にコリメータ板２０を直接固定するため、シンチレータセグメント４４とコリメータ板２０の位置精度を高めることができる。さらに、シンチレータセグメント４４の反射用溝４５にコリメータ板２０を直接固定すると、一対のコリメータサポート１１、１２や前側サポート板１６等に溝部１７を加工し、コリメータ板２０を挿入する必要がなくなる。このため、溝部１７の製造工程等の低減が可能となり、製造コストを低減することができる。さらにコリメータ・シンチレータ間の位置合わせも無くすことができる。
【００３８】
なお、図９に示すように、コリメータ板２０の代わりにコリメータ板２１を用いてもよい。コリメータ板２１には、反射用溝４５に挿入される一端側に凸部２２が形成されている。
【００３９】
なお、上述した例では、支持部材３０，３１をＸ線照射方向に沿って複数設置したが、十分な剛性が得られれば単体でもよい。また、第２の実施に係るＸ線ＣＴ検知器コリメータ１Ａについての製造工程を説明したが、第１の実施に係るＸ線ＣＴ検知器コリメータ１でも同じ製造方法で必要な製造工程を用いるようにしてもよい。この他にも、光造形手法を用い、可視光を反射する性質のある接着剤にて支持部材を形成させ、コリメータ板のシンチレータ溝への固定を行うようにしてもよい。
【００４０】
さらに、上述した例では反射用溝４５に充填する固定材３２を形成するための接着剤と、支持部材３０，３１を形成するための接着剤とを同一としたが、反射用溝４５には可視光を反射する性質の接着剤を、支持部材３０，３１にはＸ線透過率の高い材料の接着剤を用いるようにしてもよい。このように、性質の違う接着剤を用いることで、隣り合うシンチレータセグメントに可視光を透過させず、Ｘ線の透過率が良いＸ線検出器コリメータ装置とすることができる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＸ線検出器を示す分解斜視図。
【図２】同Ｘ線検出器の要部を示す斜視図。
【図３】同Ｘ線検出器の変形例を示す斜視図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るＸ線検出器の要部を示す斜視図。
【図５】同Ｘ線検出器の製造工程（第１工程）を示す斜視図。
【図６】同Ｘ線検出器の製造工程（第２工程）を示す斜視図。
【図７】同Ｘ線検出器の製造工程（第３工程）を示す斜視図。
【図８】同Ｘ線検出器の製造工程（第４工程）を示す斜視図。
【図９】同Ｘ線検出器の変形例を示す斜視図。
【図１０】従来のＸ線ＣＴ装置の一例を示す構成図。
【図１１】従来のＸ線検出器コリメータ装置の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４３】
１，１Ａ…Ｘ線検出器、１０…サポート機構、２０…コリメータ板、３０，３０Ａ，３１…支持部材、３２…固定材、４０…検出器ユニット、４１…シンチレータセグメント、４２…フォトダイオード、４３…反射部材、Ｓ…スライス方向、Ｃ…チャンネル方向、Ｒ…Ｘ線、Ｆ…可視光、Ｅ…電気信号、Ｂ…接着剤。

【出願人】	【識別番号】０００００３０７８【氏名又は名称】株式会社東芝【識別番号】５９４１６４５３１【氏名又は名称】東芝医用システムエンジニアリング株式会社【識別番号】５９４１６４５４２【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社
【出願日】	平成１８年９月１２日（２００６．９．１２）
【代理人】	【識別番号】１０００５８４７９【弁理士】【氏名又は名称】鈴江武彦【識別番号】１０００９１３５１【弁理士】【氏名又は名称】河野哲【識別番号】１０００８８６８３【弁理士】【氏名又は名称】中村誠【識別番号】１００１０８８５５【弁理士】【氏名又は名称】蔵田昌俊【識別番号】１０００７５６７２【弁理士】【氏名又は名称】峰隆司【識別番号】１００１０９８３０【弁理士】【氏名又は名称】福原淑弘【識別番号】１０００８４６１８【弁理士】【氏名又は名称】村松貞男【識別番号】１０００９２１９６【弁理士】【氏名又は名称】橋本良郎
【公開番号】	特開２００８－６７７７５（Ｐ２００８－６７７７５Ａ）
【公開日】	平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願番号】	特願２００６－２４７０８７（Ｐ２００６－２４７０８７）