JPH08243098A

JPH08243098A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JPH08243098A
Application number: JP7051196A
Authority: JP
Inventors: Tomotsune Yoshioka; 智恒吉岡; Shinichi Uda; 晋一右田
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1996-09-24
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JP3549169B2

Abstract

(57)【要約】【目的】固体検出器のチャンネル方向コリメータと検
出素子アレイを高精度かつ簡単に配置して安価で良好な
断層画像のＸ線ＣＴ装置を得る。【構成】Ｘ線管１０からのＸ線を検出器容器３０の入
射面側に円弧状に設けたスライス方向のコリメータ３１
によりその幅を制限して固体検出器に導いて被検体２０
断層画像を得るＸ線ＣＴ装置は、複数のグリッド板Ｇを
等角度で配列したチャンネル方向コリメータ３１を、複
数のブロックに分離して構成し、これらを円弧状のスラ
イス方向コリメータの下端部に形成した段差部３３を基
準として組み込み、そして、光変換素子４２とシンチレ
ータ４１を積層したＸ線検出素子を隔壁板４６により等
間隔に分離して基板上に形成した検出素子アレイ４７
を、検出器容器３０内に、複数、Ｘ線管の焦点を中心と
する円弧に沿ってポリゴン状に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＸ線により人体などの被
検体の断層映像を得るＸ線ＣＴ装置に関し、特に、Ｘ線
ＣＴ装置のＸ線検出器の構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線により患者など人体の断層映像を得
るＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線の発生源から放射されて被検
体を通過したＸ線を入射部のＸ線検出素子で検出する。
すなわち、かかる装置のＸ線検出素子は、Ｘ線発生源で
あるＸ線管の焦点と検出素子の中心とを結んだ線上（計
測パス）に存在する被検体部分によるＸ線の減弱を計測
することとなるが、しかしながら、被検体の他の部分か
らの散乱Ｘ線が入射されると、この計測に誤差を生じる
ことになる。すなわち、散乱Ｘ線が入射することによ
り、その検出素子の出力は実際の値よりも大きくなり、
計測パス上の被検体の減弱がみかけ上小さくなるように
測定されてしまい、計測に誤差が生じることとなる。

【０００３】このような誤差が増えると、これらの計測
データを使って再構成されるＣＴ画像（断面画像）で
は、分解能の低下が起こってくる。特に、濃度分解能と
呼ばれる低コントラスト分解能の低下が問題となってく
る。その他にも、このような誤差の発生を原因としたも
のとして、臨床的にはリブアーチファクトと呼ばれる肋
骨の内側のＣＴ値が沈み込み、これによって画像上に黒
い領域が現われたり、あるいは、肝臓の中のＣＴ値が場
所によってばらつくといったことが生じてしまう。

【０００４】従来、かかる散乱Ｘ線による悪影響を取り
除くため、電離箱検出器では、添付の図９に示すよう
に、Ｘ線管焦点と入射部とを結ぶ線と平行に、多数の高
圧電極板を配置した構造のものが提案されている。かか
る構造の検出器では、高圧電極板がある程度のグリッド
の効果を持ち、そのため、Ｘ線管焦点の方向から入射す
るＸ線に対する感度に比較すると、斜めから入射する散
乱Ｘ線に対する感度はかなり低くすることが可能にな
る。

【０００５】それに対し、添付図１０に例示するよう
な、いわゆる、隔壁板により仕切られたシンチレータと
フォトダイオードからなる光電変換素子とを組み合わせ
た固体検出器では、上述のようなグリッドの効果が無い
ため、散乱Ｘ線による悪影響を取り除くことが出来な
い。これは、図からも明らかなように、散乱Ｘ線が斜め
方向から入射してきた場合、検出器を斜め方向から見込
んだ時のほうが、正面から見た場合よりも、チャンネル
幅が狭くなるという多少の効果はあるものの、しかしな
がら、Ｘ線管焦点の方向から入射するＸ線に対する感度
と、斜めから入射する散乱Ｘ線に対する感度との差はあ
まりない。そのため、電離箱検出器では画像アーチファ
クトとしてあまり問題とならなかったレベルの散乱Ｘ線
についても、かかる固体検出器では、画質の低下を生じ
ることが多い。

【０００６】従来、かかる固体検出器における上記のよ
うな問題点は、固体検出器の入射部分に上記グリッドの
効果を持つチャンネル方向のコリメータを配置すること
によって解決することが出来ることが、例えば、米国特
許第４，３３８，５２１号などにより既に知られてい
る。すなわち、この米国特許により知られる検出器は、
シンチレータ、フォトダイオード（あるいはフォトマ
ル）、印刷配線板、信号取り出し用コネクタ、及び、チ
ャンネル方向コリメータなどを一体に組み合わせた検出
素子モジュールを用意し、この検出素子モジュールを複
数、検出器容器の内部に並べる構造のものである。かか
る構造の検出素子では、固体検出素子（すなわち、シン
チレータとフォトダイオード）とチャンネル方向コリメ
ータとの間の位置合わせが正確に行えること、さらに
は、不良チャンネルが発生したときにはモジュール単位
での交換が簡単に可能であるなどの利点が上げられる。

【０００７】しかしながら、この従来技術では、チャン
ネル方向コリメータも素子モジュール単位で分割される
ため、部品点数が増えてしまい、そのためコストが上昇
し、また、モジュール単位で検出器容器内に配置される
構造であるため、検出器の制作時においては、モジュー
ルの数だけ位置合わせをする必要がある。そのため、検
出器容器の側（壁）面のモジュール保持部には、モジュ
ールを位置合わせして固定するための、いわゆる位置決
め用ピンや穴を、多数、高精度に形成しておく必要があ
り、かつ、これら多数のモジュールを、個別に、Ｘ線管
焦点やスライス方向のコリメータに対して高い精度の位
置合わせを行いながら配置して固定するという作業を必
要とするという問題点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述の従
来技術によれば、特に、散乱Ｘ線による悪影響を取り除
くため、固体検出器におけるグリッドの効果を持つチャ
ンネル方向のコリメータを配置することは既に提案され
ているものの、しかしながら、かかるグリッド効果を有
するチャンネル方向のコリメータを固体検出器と共に、
高精度でかつ簡単に配置して固定するための具体的な構
造は、未だ、提案されていなかった。

【０００９】ところで、一般に、固体検出器のＸ線検出
素子は、入射してきたＸ線によるシンチレータでの発光
や散乱が隣接チャンネルに入り込んでクロストークを生
じることを防ぐために、各検出素子の間は隔壁板によっ
て仕切られた構造を備えている。この隔壁板によって仕
切られた検出素子の境界部は、構造的に、入射Ｘ線に対
しての感度を持たない。一方、チャンネル方向のコリメ
ータを固体検出素子と組み合わせた場合、入射してきた
Ｘ線は、このチャンネル方向コリメータ板によって吸収
され、後方へは達しない。そのため、入射Ｘ線の利用効
率を考慮すると、このチャンネル方向コリメータ板は、
検出素子の感度がない検出素子境界部分に配置するのが
望ましく、また、このチャンネル方向コリメータは、Ｘ
線検出素子のピッチと同じものを、全チャンネルにわた
り精度よく位置合わせを行う必要がある。

【００１０】一方、かかるチャンネル方向コリメータ板
を、全チャンネルにわたって一体物のチャンネル方向コ
リメータとして製造することにより、全チャンネルでの
位置精度が高い物を作成することができるが、しかしな
がら、その組立の途中に一部でも不具合があり、精度不
良のチャンネルが生じると、それにより、コリメータ全
体が不良となってしまうという問題点がある。

【００１１】また、本発明の適用される円弧状のスライ
ス方向コリメータを有する構造のＣＴ装置用Ｘ線検出器
においては、上記のチャンネル方向コリメータ板を固定
するためには、溝などをスライス方向コリメータの円弧
状の内周面に加工しなければならないが、上述のよう
に、全チャンネルを一体物として作成する場合には、加
工するワークの寸法、及び、加工時の回転角度も大きく
なり、その加工精度を確保することが困難となってしま
うという不都合がある。

【００１２】あるいは、チャンネル方向コリメータを一
体物ではなく、これを幾つかに分割して複数のブロック
によって構成する方法では、既述のように、コリメータ
部品の加工は比較的簡単でかつ精度よく行えるが、各コ
リメータブロックは正確にＸ線管焦点を中心とした円弧
上に配置する必要があり、隣接するコリメータブロック
との相対位置、角度、及び、Ｘ線検出素子との位置合わ
せを、これらブロックの数量分だけ行わなければなら
ず、加えて、この位置合わせの精度によって検出器の特
性が左右されるため、高精度の合わせ込みを行なわなけ
ればならない。そのため、従来では、この高精度の合わ
せ込みを行なうために、例えばチャンネル方向コリメー
タの外形に合わせ、各コリメータブロックを所定の位置
に配置するための位置合わせ治具などを使用していた
が、この治具のセッティングなどにも工数がかかってい
た。

【００１３】また、固体検出器では、シンチレータと光
電変換素子を組み合わせた検出素子が、基板上に複数配
列されて多チャンネルのＸ線検出素子アレイが形成さ
れ、これら基板上の検出素子アレイは、Ｘ線管焦点を中
心としてポリゴン（多角形）状に配置される。そのた
め、このポリゴン状に配置される検出素子の配置にまっ
たく一致するように上記チャンネル方向コリメータを構
成する多数のグリッド板を配置しようとすると、その構
造は複雑なものとならざるを得ない。

【００１４】これに対し、チャンネル方向コリメータの
グリッド板を等角度ピッチに配置することにより、チャ
ンネル方向コリメータの構造を簡単にすることも出来る
が、しかしながら、Ｘ線検出素子アレイは、検出素子間
の特性のばらつきを少なくするためにも各検出素子ピッ
チは等間隔になっているので、このまま等角度ピッチで
配列されるグリッド板と組み合わせると、検出素子とグ
リッド板との間で、すなわちチャンネル位置がわずかで
はあるがずれてしまう。このように、グリッド板と検出
素子の位置がずれてしまうことは、検出器における検出
特性のずれを生じさせ、特に、このずれは検出素子アレ
イごとの周期的な特性のずれとなるため、最終的には、
得られる断層画像上にリング状のアーチファクトを発生
させる原因となる。

【００１５】そこで、本発明では、上記のような従来技
術における問題点に鑑み、すなわち、固体検出器におい
て複数のグリッド板を有するチャンネル方向のコリメー
タを、固体検出器を構成するＸ線検出素子と共に高精度
でかつ簡単な構造で配置して固定するための構造を提供
し、もって、装置全体として安価に組み立てることが可
能なＣＴ装置用Ｘ線検出器を提供することを目的とする
ものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】かかる上記の目的を達成
するため、まず、本発明により提案されるＸ線ＣＴ装置
は、Ｘ線を放射するＸ線発生源と、内部にＸ線検出手段
を前記Ｘ線発生源を中心として円弧状に配置した円弧状
の検出器容器とを備え、前記Ｘ線発生源から放射される
Ｘ線を前記円弧状検出器容器の入射面側に円弧状に設け
られたスライス方向のコリメータを介してその幅を制限
して前記Ｘ線検出手段に導き、もって、被検体の断層画
像を得るＸ線ＣＴ装置であって、前記検出器容器の前記
円弧状のスライス方向コリメータと前記円弧状に配置し
たＸ線検出手段との間に、複数のグリッド板を、前記Ｘ
線発生源に対して等角度で配列してなるチャンネル方向
のコリメータを配置したものにおいて、前記チャンネル
方向コリメータをチャンネル方向に複数に分離してブロ
ックを形成し、当該複数のチャンネル方向コリメータの
ブロックを、前記円弧状のスライス方向コリメータの前
記Ｘ線検出手段側の端部に形成した基準線を基準として
組み込んだものである。

【００１７】さらに、本発明によれば、上記のＸ線ＣＴ
装置において、前記Ｘ線検出手段を、光変換素子とシン
チレータとを積層配置してなるＸ線検出素子を隔壁板に
より等間隔に分離し、これら検出素子を基板上に、複
数、等間隔に配置して構成したＸ線検出素子アレイを、
前記検出器容器内に、複数、前記Ｘ線発生源を中心とす
る円弧に沿ってポリゴン状に配置して構成したもの、さ
らには、前記チャンネル方向コリメータを構成するグリ
ッド板の板厚を、少なくとも前記基板上に形成したＸ線
検出素子アレイの各検出素子間に配置された前記隔壁板
の板厚よりも大きくしたものが提案されている。

【００１８】すなわち、本発明により提案される以下に
説明する実施例からも明らかとなるように、スライス方
向コリメータに関しては、そのＸ線検出素子のＸ線入射
部分に検出素子アレイより幅の広いチャンネル方向コリ
メータプロックをグリッドブロック保持板（この保持板
はスライス方向コリメータを兼ねている）に固定した複
数のブロックを形成し、これらを円弧状のスライス方向
コリメータの前記Ｘ線検出手段側に円弧状に形成した段
差部を基準として組み込み、さらに、Ｘ線検出素子アレ
イに関しては、こを検出器容器内にポリゴン状に配置
し、これにより、全チャンネル分を一体構造としたチャ
ンネル方向コリメータ組立品として検出器容器に組み込
んで、チャンネル方向コリメータ付構造の検出器として
まとめたものである。

【００１９】

【作用】Ｘ線検出素子の入射部には、スライス方向に対
して斜めに入射してくる散乱線をある程度さえぎり、ま
た中央部分に比較してチャンネル間の感度ばらつきの大
きいＸ線検出素子の端部に入射するＸ線を制阻するため
のスライス方向コリメータが設けられている。そこで、
このＸ線検出素子の入射部に設けてあるスライス方向コ
リメータにチャンネル方向コリメータブロックを組み込
み一体化する構造にすることにより、チャンネル方向コ
リメータの相互位置・角度を簡便に精度よく合わせるこ
とが可能となる。

【００２０】すなわち、スライス方向コリメータの所定
基準線位置を基準に複数のチャンネル方向コリメータブ
ロックを配置する方法で検出器の組立を行うことによ
り、大型で精度のよい加工機を使用することなく、チャ
ンネル方向コリメータの構成部品を高精度で製作可能で
あり、また、チャンネル方向コリメータブロック間の相
対位置関係も簡単にかつ正確に合わせることが出来る。
これにより、Ｘ線検出素子に入射してくる大部分の散乱
Ｘ線を除去し、かつ、チャンネル間特性のそろった、良
好なＸ線検出器を作成でき、アーチファクトの無い診断
能の高い良好なＣＴ画像を得ることが可能になる。

【００２１】また、Ｘ線検出素子アレイを前記Ｘ線発生
源を中心にした円弧に沿って配列することにより、前記
チャンネル方向コリメータのの構造を複雑にすることな
く、基板平面上に光変換素子やシンチレータを複数、隔
壁板によって等間隔に分離して形成したＸ線検出素子ア
レイを、比較的簡単に位置決めすることが可能になり、
さらに、前記グリッド板の板厚を厚くすることにより、
グリッド板を等角度で配置して構成する、比較的簡単に
制作できるチャンネル方向コリメータに対しても、グリ
ッド板の板厚を考慮することにより、周期的な特性ずれ
を起こさず、等角度ピッチの比較的簡単な構造のグリッ
ドを使用して斜入する散乱線を除去し、アーチファクト
の発生を抑制することが出来る。

【００２２】すなわち、上記の検出素子アレイをポリゴ
ン状に配置する構成によれば、検出素子アレイの端チャ
ンネルはＸ線管焦点から見るとやや斜めに見込むことに
なり、チャンネルの開き角は中央チャンネルに比較する
とやや小さくなり、検出素子アレイの端チャンネルへい
くほど素子角度ピッチも小さくなる。特に、等角度ピッ
チのコリメータと組み合わせると、検出素子とグリッド
のチャンネルのずれは、検出素子アレイの端チャンネル
で最も大きくなる。そこで、このグリッド板の板厚を、
この最大ずれ分を考慮して、検出素子アレイに使ってい
る隔壁板の厚さ以上に厚くすることにより、グリッドと
検出素子とのチャンネル位置ずれによる特性ずれをなく
すことができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照しながら説明を行うこととする。図２には、本発
明の実施例であるＸ線ＣＴ装置の原理的な構造が示され
ており、すなわち、図に符号１０で示されるＸ線の発生
源、すなわち、Ｘ線管から放射されたＸ線は、例えば患
者など、被検体２０を通過した後、Ｘ線検出器を内蔵し
た検出器容器３０において検出される。そして、これに
よって計測されたデータを使い、図示されない電子計算
機などにより所定の画像処理演算を行い、もって、被検
体の断面画像であるＣＴ画像を再構成することとなる。
この図からも明らかなように、この検出器容器３０は、
上記Ｘ線管１０の焦点位置を中心にして円弧状に湾曲し
て形成されており、この容器内には検出素子全体が納め
られ、具体的には、後に詳述するシンチレータ及びフォ
トダイオードやそれらを支持しているプリント配線基板
さらにはスライス方向コリメータなどは、この容器３０
内に配置されて固定されている。なお、この図の紙面
上、横方向（矢印Ｃで示す）は、Ｘ線検出器が多数並べ
られていおり、チャンネル方向と呼ばれ、紙面の表裏方
向（印Ｓで示す）は、撮影される被検体の断面の幅であ
る、いわゆるスライス方向を示している。

【００２４】次に、図１には、上記検出器容器３０の断
面構造が示されている。この図からも明らかなように、
被検体を透過して図面の上から下に向かってきたＸ線
は、検出器容器３０の内周面（図の上側面）上に形成さ
れたスライス方向に幅Ｗの検出器入射部Ｅを通り、検出
素子を構成するシンチレータ４１に入射する。このシン
チレータ４１は、その入射Ｘ線の強度に応じて発光し、
その光をシンチレータ４１の下側に層状に接触して配置
されているフォトダイオード４２で受け、ここで電気信
号（電流）に変換される。この変換された信号電流は、
プリント配線基板４３、コネクタ４４、さらには、信号
ケーブル４５を通り、後段に接統されている図示しない
増幅回路などへ送られる。

【００２５】なお、上記幅Ｗの検出器入射部Ｅは、検出
器容器３０の内周面上に対向して配置された一対のスラ
イス方向コリメータ３１、３１によって形成される。図
３には、その一方のスライス方向コリメータ３１の外形
が示されており、略「Ｌ」字状の断面を有し、かつ、上
記検出器容器３０の内周面に沿って、やはり、円弧状に
湾曲して形成されている。これらのスライス方向コリメ
ータ３１、３１は、Ｘ線遮蔽効率を考慮すると、タング
ステンやモリプデンなどのＸ線吸収係数の高い材質を使
用して形成されるのが効果的である。

【００２６】また、上記のシンチレータ４１のＸ線入射
側には、上記のスライス方向コリメータ３１、３１に続
いて、チャンネル方向コリメータ３２が設置されてお
り、これにより、被検体２０内において散乱されて検出
素子に斜め方向から入射してくる散乱Ｘ線を遮蔽する構
造となっている。なお、このチャンネル方向コリメータ
３２は複数のブロックからなり、これら複数のブロック
は、上記一対のスライス方向コリメータ３１、３１の検
出素子側に設けられた切り欠き部による段差部３３、３
３にはめ込むようにして位置決めされて組み込まれ、そ
の後、ネジ３４、３４などで固定される構造となってい
る。また、図中の符号３５、３５は、上記チャンネル方
向コリメータ３２を所定の位置に配置して固定するため
の保持材を示している。

【００２７】このチャンネル方向コリメータ３２の一つ
のブロックＢの構造が、添付の図４に示されている。図
において、検出器入射部３１のスライス方向に幅Ｗだけ
離れて互いに対向して配置された一対の保持材３５、３
５は、金属あるいはセラミック材のように精密加工に適
した材料により形成され、かつ、それぞの内側面には複
数の溝３６、３６…が等間隔に並んで形成されている。
これらの溝３６、３６…により、上記検出器入射部３１
のスライス方向の幅Ｗよりも広い幅Ｗ’（Ｗ’＝Ｗ＋α
＞Ｗ）の溝が形成され、これら溝３６、３６…には、板
状のチャンネル方向のコリメータ板（グリッド板）Ｇが
挿入され、かつ、保持材３５、３５の溝３６、３６…の
側壁に接着剤などにより接着固定されている。

【００２８】すなわち、チャンネル方向コリメータ３２
は、検出器１台について、複数のブロックに分割される
ことによって構成されている。そして、チャンネル方向
コリメータ３２を構成するそれぞれのブロックは、上記
スライス方向コリメータ３１、３１に形成した切り欠き
部による段差部３３、３３に、面Ａ及び面Ｂを合わせる
ようにして固定することにより、全ブロックの位置合わ
せを精度よく行うことが可能となる。すなわち、チャン
ネル方向コリメータ３２の位置合わせは、スライス方向
コリメータ３１、３１の切り欠き部による段差部３３、
３３の側面を基準とすることにより、各ブロック間の上
下及び円弧の中心方向の位置合わせを正確に行うことが
可能となる。

【００２９】図５は、このようにして、チャンネル方向
コリメータ３２の複数のブロックを配列した様子を示し
たものである。スライス方向コリメータ３１、３１は、
全チャンネルの長さにわたり一体の構造であるため、切
り欠き部による段差部３３の円弧は、高精度での加工が
可能となる。また、複数構成のチャンネル方向コリメー
タ３２のブロックは、このスライス方向コリメータの切
り欠き部による段差部３３を基準とするので、やはり高
精度での配置あるいは位置決めが可能となる。なお、ス
ライス方向コリメータ３１、３１は、検出器容器３０に
固定されており、また、Ｘ線検出素子もこの検出器容器
３０に固定されているので、スライス方向コリメータ３
１、３１とＸ線検出素子との相対位置も高精度に合わせ
ることが出来る。

【００３０】なお、チャンネル方向コリメータ３２の各
ブロックを構成する一対の保持材３５、３５は、予め、
上記スライス方向コリメータ３１の切り欠き部による段
差部３３の湾曲面に合わせて形成されており、また、そ
れらの対向する内側面に形成される複数の溝３６、３６
…についても、Ｘ線管焦点位置に向かうような等角度ピ
ッチで形成されている。このような構成によれば、得ら
れるチャンネル方向コリメータ３２のブロックは、それ
ぞれ湾曲面の一部を構成するブロックとなり、これらブ
ロックは、スライス方向コリメータ３１、３１の切り欠
き部による段差部３３、３３に配列されることにより、
簡単に、Ｘ線管焦点位置に向かうような等角度ピッチで
配置されることから、かかる構成を採用することによ
り、取り付け精度の高いチャンネル方向コリメータ３２
を得ることが可能になることは明らかであろう。

【００３１】すなわち、Ｘ線管焦点を中心とする円弧状
のスライス方向コリメータはＸ線検出素子の入射部にほ
ば接するように設けられている。このスライス方向コリ
メータの内側にやはりＸ線管焦点を中心とする円弧状の
段差を設け、この段差位置にチャンネル方向コリメータ
ブロックのＸ線入射側の面を突き当てて、隣接するチャ
ンネル方向コリメータとの間隔だけを管理してやれば、
チャンネル方向コリメータブロックは自動的にＸ線管焦
点を中心とする円弧位置に配置されることになる。この
ようにして、正碓に位置合わせの完了したチャンネル方
向コリメータをスライス方向コリメータに組み込むこと
ができ、最終的にはこのチャンネル方向コリメータを組
み込んだスライス方向コリメータをＸ線検出素子と正し
い位置関係になるように調整し固定することにより、チ
ャンネル方向コリメータとＸ線検出索子を全チャンネル
にわたり正碓な位置合わせを行うことが出来る。

【００３２】続いて、添付の図６には、上記検出器容器
３０内に配置されるＸ線検出素子の構造が示されてい
る。この図からも明らかなように、プリント配線基板４
３の上には、フォトダイオード４２上にシンチレータ４
１を積層した構造のＸ線検出素子が、複数、分離されて
形成されている。すなわち、これらシンチレータ４１と
フォトダイオード４２を組み合わせたＸ線検出素子は、
基板４３上に、隣接チャンネルとは隔壁板４６、４６…
を介して等間隔に分離して配置され、これにより複数の
検出素子からなる検出素子アレイ４７を形成している。
また、上記プリント配線基板４３上の検出素子が形成さ
れたとは反対側の面上には、信号ケーブル４５を接続す
るためのコネクタ４４が取り付けられている。

【００３３】このようなＸ線検出素子における検出素子
アレイ４７の構造において、上記隣接する複数の検出素
子を分ける隔壁板４６、４６…には、検出素子を形成す
るシンチレータ４１に入射したＸ線による発光やＸ線の
散乱が隣接チャンネルに漏れ込むクロストークを防ぐた
めに、例えばタングステンやモリブデンなど、Ｘ線吸収
係数の高い材質の薄板が使用されている。また、シンチ
レータ４１での発光がフォトダイオード４２の受光部へ
効率良く導かれるように、その表面にアルミ蒸着などを
施して光反射率を高めた物を使用することがさらに望ま
しい。

【００３４】次に、上述のように、Ｘ線検出素子を複数
並べてなる検出素子アレイ４７の上記検出器容器３０内
での配置構造について、以下に詳細に説明する。これら
Ｘ線検出素子アレイ４７、４７…は、添付の図７あるい
は上記の図１にも示すように、検出器容器３０の中に多
角形状（ポリゴン状）に配置される。なお、これらの図
においても、上記のチャンネル方向コリメータ３２を構
成するグリッド板が符号Ｇで示されている。

【００３５】すなわち、Ｘ線検出素子アレイ４７のＸ線
入射面側には、斜め方向から入射してくるＸ線を遮蔽す
るためのチャンネル方向コリメータ３２を構成するグリ
ッド板Ｇが配置されている。また、既述のように、これ
らのグリッド板Ｇは、所定の間隔で配置されるように、
その両端部分が保持部材３５、３５により固定されてい
る。具体的には、保持部材３５の側面にはＸ線管１０の
焦点位置が中心となるような等角度ピッチの溝３６、３
６…が形成され、この溝３６、３６…の側壁をガイドと
し、かつ、そこに接着剤を介してグリッド板Ｇを固定す
ることにより、グリッド板Ｇの相互位置は精度よく配置
されている。

【００３６】これらのグリッド板Ｇは、Ｘ線検出素子の
入射Ｘ線に対する感度を最も大きくするためには、隔壁
板４５の位置に合うように設置する必要がある。ところ
で、各Ｘ線検出素子アレイ４７を構成する複数のＸ線検
出素子は、既述のように、各検出素子アレイ４７内にお
いては、一つの平面上に等間隔に配置されている。従っ
て、一つのＸ線検出素子アレイ４７内での隔壁板４６の
位置をｘとすると、このｘは以下の式で表される。ｘ＝ｎ×ｐここで、ｎはチャンネル番号を、ｐはチャンネルピッチ
を表す。

【００３７】また、コリメータを構成するグリッド板Ｇ
は、等角度ピッチに配置されているので、このコリメー
タのグリッド板の位置ｘ’は、以下の式で表される。ｘ’＝ｒ×ｓｉｎ（ｎ×θ）ここで、ｒはＸ線焦点とコリメータのグリッド板との間
の距離を、ｎはチャンネル番号を、そして、θはコリメ
ータ角度ピッチを表している。

【００３８】ここで、例えば、上記のＸ線検出素子アレ
イ４７の中央で、チャンネル方向コリメータ３２のグリ
ッド板Ｇと隔壁板４６とが一致するように設定した場
合、図８（ａ）に示すように、端のチャンネルに行くに
従ってコリメータを構成するグリッド板Ｇと検出素子の
隔壁板４６とのずれ量が大きくなる。図８の（ｂ）は、
その関係を示したものであり、例えばＸ線管焦点と検出
素子間の距離を１０００mm、検出素子のチャンネルピッ
チを１mm、そして、１つのＸ線検出素子アレイ４７が２
４チャンネルで構成されている場合について計算した例
である。この計算により得られるずれ量は、最大でおよ
そ０．０１mmとなる。

【００３９】また、コリメータのグリッド板Ｇの板厚と
隔壁板４６の板厚が同じである場合には、Ｘ線管焦点の
方向から見込んだときのチャンネル（Ｘ線検出素子）の
有感部面の面積が、上記のずれ量だけ変わってくる。こ
の面積の違いは、検出素子の感度や特性の違いとなって
現れ、本計算例では感度差は１％程度であり、この程度
の値では大きな問題とはならない範囲であるが、しかし
ながら、特性差としては、この１％の違いは大きく、こ
れは画像上にアーチファクトを発生させうる大きさであ
る。

【００４０】そこで、本実施例では、コリメータのグリ
ッド板Ｇの板の厚さ（ｄ）を、上記隔壁板４５の厚さ
（ｄ₀）より大きく（ｄ＞ｄ₀）、具体的には、上記グリ
ッド板Ｇと隔壁板４６との最大ずれ量との和（隔壁板の
厚さｄ十最大ずれ量）以上に設定されている。これによ
り、Ｘ線管焦点の方向から見込んだときのチャンネルの
有感部面の面積は、検出素子アレイ４７上の全チャンネ
ルにおいて同じとなり、前記のグリッド板Ｇと隔壁板４
６とのずれによる検出素子の感度・特性に与える影響を
解消するすることが出来ることとなる。このコリメータ
のグリッド板Ｇの板厚が厚いほど、チャンネル位置ずれ
に対してのマージンが大きくなるが、このコリメータ板
厚さは、同時に、検出素子の出力にも影響を与える。そ
こで、出力低下による画像劣化を防ぐためには、このコ
リメータのグリッド板の厚さは、０．２mm程度が上限で
ある。

【００４１】上記実施例では、基準線として段差部を設
けて説明したが、コリメータと検出器を性格に配置する
ために施すものであれば何なるマーキングであってもよ
い。

【００４２】以上に述べてきた実施例によるＸ線ＣＴ装
置の改良されたＸ線検出器の構造の利点として、高精度
のチャンネル方向コリメータを簡単な構造で構成するこ
とが出来、チャンネル方向コリメータの部分の部品点数
を低減でき、チャンネル方向コリメータ相互の位置合わ
せは必要であるがその個数が少ないため調整にかかる時
間が短時間で済み、また、位置合わせのための高精度に
位置決めしたピンや穴を必要としないなどの点から、精
度のよいチャンネル方向コリメータと固体検出素子を組
み合わせて、安価な検出器を構成することが出来ること
が挙げられる。

【００４３】

【発明の効果】以上の詳細な説明からも明らかなよう
に、本発明によれば、特に、固体検出器を利用したＸ線
ＣＴ装置において、チャンネル方向コリメータと共に固
体検出器を構成するＸ線検出素子を含めて、これらを、
高精度でかつ簡単な構造で配置して固定することを可能
とし、さらには、かかる構造によるＸ線検出素子の特性
のばらつきにより生じるアーチファクトなどの発生を抑
制し、装置全体として安価に組み立てることが可能で、
かつ、良好な断層画像が得られ、診断能を向上すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるＸ線ＣＴ装置の検出器容
器の断面構造の詳細を示す断面図である。

【図２】上記実施例であるＸ線ＣＴ装置の概略構成を示
す図である。

【図３】上記検出器容器を構成するスライス方向コリメ
ータの構造を示す一部断面を含む斜視図である。

【図４】上記検出器容器のチャンネル方向コリメータを
構成するブロックの構造を示す斜視図である。

【図５】上記チャンネル方向コリメータの断面と複数の
ブロックを配列した構造を示す正面図である。

【図６】上記検出器容器のプリント配線基板上に形成さ
れた検出素子アレイを示す斜視図である。

【図７】上記チャンネル方向コリメータのグリッドと検
出素子アレイとの配列関係を示す一部拡大断面図であ
る。

【図８】上記チャンネル方向コリメータのグリッドと検
出素子アレイとの配列関係における位置ずれを説明する
図である。

【図９】従来の電離箱検出素子の構造と散乱Ｘ線との関
係を説明した図である。

【図１０】従来の固体検出素子の構造と散乱Ｘ線との関
係を説明した図である。

【符号の説明】

１０Ｘ線発生源（Ｘ線管）２０被検体３０検出器容器３１スライス方向コリメータ３２チャンネル方向コリメータ３３段差部３４ネジ３５保持材３６溝４１シンチレータ４２フォトダイオード４３プリント配線基板（基板）４４コネクタ４５信号ケーブル４６隔壁板４７検出素子アレイＥ検出器入射部Ｇグリッド板（コリメータ板）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線を放射するＸ線発生源と、内部にＸ
線検出手段を前記Ｘ線発生源を中心として円弧状に配置
した円弧状の検出器容器とを備え、前記Ｘ線発生源から
放射されるＸ線を前記円弧状検出器容器の入射面側に円
弧状に設けられたスライス方向のコリメータを介してそ
の幅を制限して前記Ｘ線検出手段に導き、もって、被検
体の断層画像を得るＸ線ＣＴ装置であって、前記検出器
容器の前記円弧状のスライス方向コリメータと前記円弧
状に配置したＸ線検出手段との間に、複数のグリッド板
を、前記Ｘ線発生源に対して等角度で配列してなるチャ
ンネル方向のコリメータを配置したものにおいて、前記
チャンネル方向コリメータをチャンネル方向に複数に分
離してブロックを形成し、当該複数のチャンネル方向コ
リメータのブロックを、前記円弧状のスライス方向コリ
メータの前記Ｘ線検出手段側の端部の所定の基準線を基
準として組み込んだことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】前記請求項１に記載されたＸ線ＣＴ装置
において、前記Ｘ線検出手段は、光変換素子とシンチレ
ータとを積層配置してなるＸ線検出素子を隔壁板により
等間隔に分離し、これら検出素子を基板上に、複数、等
間隔に配置して構成したＸ線検出素子アレイを、前記検
出器容器内に、複数、前記Ｘ線発生源を中心とする円弧
に沿ってポリゴン状に配置して構成していることを特徴
とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】前記請求項２に記載されたＸ線ＣＴ装置
において、前記チャンネル方向コリメータを構成するグ
リッド板の板厚を、少なくとも前記基板上に形成したＸ
線検出素子アレイの各検出素子間に配置された前記隔壁
板の板厚よりも大きくしたことを特徴とするＸ線ＣＴ装
置。