JPH06308247A - X線コンピュータトモグラフィ装置の検出器 - Google Patents

X線コンピュータトモグラフィ装置の検出器

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Publication number
JPH06308247A
JPH06308247A JP5093110A JP9311093A JPH06308247A JP H06308247 A JPH06308247 A JP H06308247A JP 5093110 A JP5093110 A JP 5093110A JP 9311093 A JP9311093 A JP 9311093A JP H06308247 A JPH06308247 A JP H06308247A
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JP
Japan
Prior art keywords
ray
detector
detection element
sensitivity
rays
Prior art date
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Pending
Application number
JP5093110A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Sugihara
直樹 杉原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5093110A priority Critical patent/JPH06308247A/ja
Publication of JPH06308247A publication Critical patent/JPH06308247A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/1018Coating or impregnating with organic materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は焦点移動に伴う検出素子の全体感度の
変化を抑えることのできるX線コンピュータトモグラフ
ィ装置の検出器を提供することを目的とする。 【構成】本発明は、焦点からX線を扇状に放射するX線
管3に対し被検体を挟んで対向して配置され、上記X線
の拡がり方向に沿って複数の検出素子5を並設してなる
X線コンピュータトモグラフィ装置の検出器4であっ
て、上記検出素子5はそのX線入射面の各位置で上記焦
点からのX線を複数の異なる角度で受光するように形成
されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、焦点からX線を扇状に
放射するX線源に対し被検体を挟んで対向して配置さ
れ、X線の拡がり方向に沿って複数の検出素子を並設し
てなるX線コンピュータトモグラフィ装置の検出器に関
する。
【0002】
【従来の技術】X線コンピュータトモグラフィ装置(以
下「X線CT」と略す)は、被検体の目的面に関する多
方向のプロジェクションデータを逐次距離近似法やフー
リエ計算法などの再構成処理を適用し、各点のCT値を
算出し、このCT値に適当な階調度を与えて断層像を得
るという極めて臨床上有用な装置であり、X線管と検出
器とが共に被検体の周囲を回転するいわゆる第3世代で
あれば、次のように構成されている。
【0003】すなわち、X線管はX線を扇状に放射す
る。多チャネル型の検出器は、被検体を挟んでX線管に
対向して配置され、多数の検出素子をそのX線の拡がり
方向に沿って一次元に並設してなる。検出素子は、固体
検出器であれば図5(a)にその断面を示すように、X
線を光に変換する複数の平板状のシンチレータ51がコ
リメータ板52にチャンネル毎に分離されていて、各シ
ンチレータの背面には図示しないがその可視光を電気信
号に変換するフォトダイオードが装着されている。な
お、以下、多数の検出素子の配列方向をチャンネル方向
という。多方向の投影データは、これらX線管と検出器
とが開口部内に設置された被検体の周囲を回転しながら
微小角度毎にX線曝射および透過X線の検出動作を繰り
返すことで収集される。
【0004】ところで、電気エネルギーに対するX線エ
ネルギーの変換効率は非常に低く、その大部分は熱に変
換されてしまう。したがって、X線管の内部温度はX線
曝射の時間経過に伴って上昇し、内部構造物が熱膨脹を
する。この熱膨脹に伴ってX線の焦点は、予測不可能な
方向に移動する。この焦点移動のうち考慮すべきは、検
出素子の全体感度を低下させる焦点移動のチャンネル方
向成分である。以下に、焦点移動のうちチャンネル方向
成分が検出素子の全体感度を低下させる理由を図6
(a),(b)を参照して説明する。なお、図6(b)
はある一つの検出素子のX線入射面の各位置のその中心
Cからの距離に応じた感度変化を示したグラフであり、
実線は定常時、破線は高温時の感度変化を示している。
【0005】ある時点、この時点を仮に定常時とする
と、定常時に焦点からのX線が検出素子のX線入射面に
一様に垂直に入射するように、検出器がX線管に対して
配置されているものとする。一方、定常時とはX線管の
内部温度が相違する他の時点、この時点を仮に高温時と
すると、高温時には焦点の位置が定常時の位置からずれ
るので、焦点からのX線が検出素子のX線入射面に斜め
に入射する。この定常時と高温時の入射角の差角θに応
じて、高温時の検出素子の全体感度は定常時のそれより
低下する。ここで、Tを常温時の全体感度とすると、高
温時には検出素子の全体感度は差角θに応じてT cosθ
に低下する。この焦点移動に伴う全体感度の低下は、再
構成して得られる断層像にリング状のアーチファクトと
して顕在化し、画像品質を著しく劣化する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に対処すべくなされたもので、その目的は、焦点移動
に伴う検出素子の全体感度の変化を抑えることのできる
X線コンピュータトモグラフィ装置の検出器を提供する
ことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、焦点からX線
を扇状に放射するX線源に対し被検体を挟んで対向して
配置され、上記X線の拡がり方向に沿って複数の検出素
子を並設してなるX線コンピュータトモグラフィ装置の
検出器であって、上記検出素子はそのX線入射面の各位
置で上記焦点からのX線を複数の異なる角度で受光する
ように形成されてなることを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明によれば、検出素子はそのX線入射面の
各位置でX線源の焦点からのX線を複数の異なる角度で
受光するように形成されているので、検出面の一部分は
焦点移動に伴ってX線の受光角度が最良感度が得られる
90°から小さくなるように変化して感度が低下する
が、検出面の他の部分では逆にX線の受光角度が最も感
度の良好な90°に接近して感度が増加するので、感度
の低下分が感度の増加分に補われて、結果的に検出素子
の全体感度は焦点が移動したとしてもあまり低下するこ
とはない。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して本発明によるX線コン
ピュータトモグラフィ装置の検出器の一実施例を説明す
る。なお、X線コンピュータトモグラフィ装置は単にX
線CTと略して以下説明する。また、以下で使用する受
光角度と入射角度とは適宜使い分けているが、実質的に
は同一であることを理解されたい。
【0010】図1はX線コンピュータトモグラフィ装置
の主要な構造体であるところのガントリの透視図であ
る。1はガントリであり、このガントリ1の略中央部に
は、被検体を収容するための貫通穴2が形成されてい
る。この貫通穴2を挟んでX線管3と検出器4が一体と
して貫通穴2の周囲を回転自在に装備される。X線管3
は図示しない高圧発生器から高電圧の供給を受けてX線
Xrを曝射する。X線管3の放射線窓には図示しない絞
り装置が装着されていて、放射線窓から放射されるX線
Xrを扇状に形成する。検出器4は、多チャンネルタイ
プであれば、複数の検出素子5がX線管3からのX線X
rの拡がり方向に沿って一元に並設されて成る。多方向
の投影データは、これらX線管3と検出器4とが被検体
の周囲を回転しながら微小角度毎にX線曝射および透過
X線の検出動作を繰り返すことで収集される。なお、複
数の検出素子5の配列方向Aを以下「チャンネル方向」
と称し、このチャンネル方向Aに直交する方向であって
X線Xrの扇面の垂線方向Bを「スライス方向」と称す
るものとして以下説明する。
【0011】検出素子5は、固体検出器であれば、フォ
トダイオードとシンチレータが基板上に順に積層されて
成り、被検体を通過したX線Xrをシンチレータで可視
光に変換した後、この可視光をフォトダイオードで電気
信号に変換して出力する。検出素子5は、そのX線入射
面の各位置がX線管3の焦点から放射されるX線Xrを
異なる角度で受光するように形成されてなり、その一例
が図2(a)に、また他の例が図2(b)に示されてい
る。図2(a),(b)は共にX線Xrの扇面に平行な
面に沿う検出器4の断面図である。図2(a)に示した
検出素子5は、そのX線入射面がチャンネル方向Aに一
定または各位置で変化する曲率で円弧状に、且つその断
面がX線管3に向かって凸形状に形成される。また、図
2(b)に示した検出素子5は、そのX線入射面が多面
形状に、且つその断面がX線管3に向かって凸形状に形
成される。なお、各検出素子5間にはコリメータ板6が
装備されていて、チャンネル間のX線混合を防止するよ
うになっている。
【0012】次に本実施例の動作について説明する。ま
ず、前提として、X線管3と検出器4は、定常時に焦点
からのX線が検出素子5のX線入射面の中央Cに垂直に
入射し、この位置で最高感度が得られるように相対的に
設定されているものとして以下説明する。このときの中
央Cでの受光角度(入射角度)は90°である。
【0013】図3(a)は定常時に検出素子5が受光す
るX線Xrの受光状態を示し、図3(b)は高温時に検
出素子5が受光するX線Xrの受光状態を示す。図4
は、図2(a)に示したある一つの検出素子5のX線入
射面の各位置の中心Cからの距離に応じた感度変化を示
すグラフであり、実線は定常時の感度変化、破線は高温
時の感度変化を示している。
【0014】定常時には、上記前提の通り、検出素子5
は、そのX線入射面の中央Cで、焦点からのX線Xrを
受光角度90°で垂直に受光する。一方、検出素子5の
X線入射面の中央C以外の部分では、焦点からのX線X
rを90°より小さい様々な受光角度で受光する。この
とき検出素子5の各位置の感度は、図4に実線で示した
ように、X線入射面の中心Cの感度を最高値として、中
心Cからの距離に応じて、換言すると受光角度が小さく
なるに応じて低下する。なお、このときの各位置の感度
の合計値、つまり検出素子5の全体感度はTであるとす
る。
【0015】高温時には、X線管3の陽極部品等の内部
構造が熱膨脹するので、X線管3の焦点は定常時の位置
から、チャンネル方向、スライス方向及び垂直方向に複
合的にずれる。このとき、検出素子5は、焦点移動のチ
ャンネル方向成分により、検出面の中央Cとは別の位置
C´でX線Xrを受光角度90°で垂直に受光する。一
方、検出素子5のX線入射面の中央C´以外の部分で
は、焦点からのX線Xrを90°より小さい様々な受光
角度で受光する。ただし、常温時と高温時の受光角度の
変化が、中央C´の両側で異なる。つまり、中央C´の
一側では、常温時から高温時にかけて受光角度が0°に
接近するように変化し、中央C´の他側では、逆に常温
時から高温時にかけて受光角度が90°に接近するよう
に変化する。これにより、図4に破線で示したように、
中央C´の一側では、焦点移動に伴って感度が低下する
が、中央C´の他側では、逆に焦点移動に伴って感度が
上昇する。したがって、感度の低下分が増価分に補わ
れ、検出素子5の全体感度Tは、従来のようにT cosθ
(θは定常時と高温時の入射角の差)まで低下すること
はなく、ほぼ一定値に安定する。もし、検出素子5のX
線入射面が以下の式(1)に示す一定の曲率CRで形成
されているなら、焦点移動に伴う感度の上昇分と低下分
とが一致して、検出素子5の全体感度が焦点が移動する
のにかかわらず変動しない最良の状態を得ることができ
る。
【0016】 CR=2π+2θMAX …(1) ただし、θMAX は、定常時と最高温時の入射角の最大差
角である。上述したように検出素子5の全体感度は焦点
の移動にあまり影響を受けずにほぼ一定値に安定するの
で、焦点が移動しようとも画像品質を著しく劣化する断
層像上のリング状のアーチファクトの発生程度は著しく
軽減される。
【0017】なお、上述の説明では検出素子のX線入射
面をチャンネル方向Aにのみ一定又は各位置で変化する
曲率で円弧状に形成したが、この形成に加えて図7に示
すようにスライス方向Bにも同様に一定又は各位置で変
化する曲率で円弧状に検出素子7を形成してもよい。こ
の場合、検出素子の全体感度は、焦点移動のチャンネル
方向Aの成分の影響も受けなくなることに加えて、スラ
イス方向Bの移動成分の影響も受けなくなるという効果
が生じる。また、図5に示したような検出素子7は、X
線をコーンビーム(円錐)状に形成して出力するX線管
に対応する検出素子をマトリクス状に配置した2次元ア
レイ型の検出器に適用してもよい。
【0018】本発明は上述した実施例に限定されること
なく、種々変形して実施可能である。例えば、上述の実
施例では、X線管と検出器が共に回転するいわゆる第3
世代のX線CTに用いられる検出器であったが、X線管
に対向する円周軌道上に多数の検出素子を固定してなる
いわゆる第4世代のX線CTに適用してもよいし、放射
線計数器等の他の放射線機器に適用してもかまわない。
【0019】
【発明の効果】本発明は、検出素子がそのX線入射面の
各位置でX線源の焦点からのX線を複数の異なる角度で
受光するように形成されているので、検出面の一部分は
焦点移動に伴ってX線の受光角度が最良感度が得られる
90°から小さくなるように変化して感度が低下する
が、検出面の他の部分では逆にX線の受光角度が最も感
度の良好な90°に接近して感度が増加するので、感度
の低下分が感度の増加分に補われて、結果的に検出素子
の全体感度は焦点が移動したとしてもあまり低下するこ
とはないX線コンピュータトモグラフィ装置の検出器を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】X線コンピュータトモグラフィ装置の主要な構
造体であるところのガントリの透視図。
【図2】図1に示した検出素子の断面図。
【図3】定常時及び高温時に検出素子が受光するX線の
受光状態を示す図。
【図4】ある一つの検出素子5のX線入射面の各位置の
中心からの距離に応じた感度変化を示すグラフ。
【図5】チャンネル方向Aに加えてスライス方向Bにも
一定又は各位置で変化する曲率で円弧状に形成したシン
チレータの斜視図。
【図6】従来の検出素子の断面図およびこの検出素子の
X線入射面の各位置の中心からの距離に応じた感度変化
を示すグラフ。
【符号の説明】
1…ガントリ、2…貫通孔、3…X線管、4…検出器、
5…検出素子、6…コリメータ板。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焦点からX線を扇状に放射するX線源に
    対し被検体を挟んで対向して配置され、前記X線の拡が
    り方向に沿って複数の検出素子を並設してなるX線コン
    ピュータトモグラフィ装置の検出器において、 前記検出素子はそのX線入射面の各位置で前記焦点から
    のX線を異なる角度で受光するように形成されてなるこ
    とを特徴とするX線コンピュータトモグラフィ装置の検
    出器。
  2. 【請求項2】 前記検出素子はその断面が凸形状に形成
    されてなることを特徴とする請求項1記載のX線コンピ
    ュータトモグラフィ装置の検出器。
JP5093110A 1993-04-20 1993-04-20 X線コンピュータトモグラフィ装置の検出器 Pending JPH06308247A (ja)

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JP5093110A JPH06308247A (ja) 1993-04-20 1993-04-20 X線コンピュータトモグラフィ装置の検出器

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ID=14073392

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JP5093110A Pending JPH06308247A (ja) 1993-04-20 1993-04-20 X線コンピュータトモグラフィ装置の検出器

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JP (1) JPH06308247A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0760352A1 (de) * 1995-08-31 1997-03-05 Rigips GmbH Trockener Gips-/Gipskalkputzmörtel auf der Basis von hydrophobiertem Gasbetongranulat
CN113749676A (zh) * 2020-10-20 2021-12-07 宽腾(北京)医疗器械有限公司 一种实现ct精确校直的方法

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EP0760352A1 (de) * 1995-08-31 1997-03-05 Rigips GmbH Trockener Gips-/Gipskalkputzmörtel auf der Basis von hydrophobiertem Gasbetongranulat
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