JPH11218578A - Ct用固体検出器 - Google Patents

Ct用固体検出器

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JPH11218578A
JPH11218578A JP2066798A JP2066798A JPH11218578A JP H11218578 A JPH11218578 A JP H11218578A JP 2066798 A JP2066798 A JP 2066798A JP 2066798 A JP2066798 A JP 2066798A JP H11218578 A JPH11218578 A JP H11218578A
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JP
Japan
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ray
collimator
detector
state detector
wedge
Prior art date
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JP2066798A
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English (en)
Inventor
Hiromichi Tonami
寛道 戸波
Junichi Oi
淳一 大井
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 X線管の焦点位置がスライス方向に移動して
も、中心部で強いアーチファクトが現れないCT用固体
検出器を提供する。 【解決手段】 初期焦点位置からのX線入射方向5のX
線ビームは、楔形コリメータ14の下端で制限され、検
出器2に入射し、焦点位置からのX線入射幅7の開口で
信号を取り込む。一方焦点移動後のX線入射方向6のX
線ビームは斜めから入射するが、楔形コリメータ14の
形状によりコリメータの上端角で欠けることなく、楔形
コリメータ14の下端で制限されて検出器2に入射し、
焦点移動後のX線入射幅8の開口で信号を取り込む。こ
の楔形コリメータ14は、全チャンネルにわたりX線源
方向に収斂した設計になっており、どの検出器にもX線
ビームが欠けることなく入射するので、焦点移動による
検出器出力変化はなく、このため中心部(画像にしてφ
30〜φ50)で発生する強いアーチファクトが見られ
ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、X線CT装置に用
いられるCT用固体検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】X線CT装置は被検体を中心に円周方向
に回転しながらX線管からX線を放射し、それと対向し
た円形配置の複数個の検出器で、被検体を透過したX線
量を検知して、その信号をコンピュータ処理して画像を
構成するもので、その検出器は円弧状に複数個二次元状
に配列されている。その方向をスライス方向と呼び、そ
れと直角方向をチャンネル方向(被検体の横たわってい
る方向)と呼んでいる。X線管から放射されたX線は、
被検体を直進して透過したものと被検体で散乱したもの
があり、前者の情報のみを取り込んで、斜めから入る散
乱線を除去し、そのクロストークを防ぐために、検出器
の前にコリメータが設けられている。このコリメータは
二次元に配列された検出器の前に、スライス方向とチャ
ンネル方向にX線の透過し難い材料でX線遮蔽壁を形成
している。
【0003】そして、検出器はX線を光に変換するシン
チレータ素子と、このシンチレータ素子で変換された光
を検出し、電気信号として出力するフォトダイオードと
からなるX線検出素子を、X線管を中心として円弧状に
約500〜1000チャンネル程度配列した構成を有す
る。
【0004】図11に示すように、X線管焦点Aから放
射されるX線は、X線管の前面に設けられたコリメータ
により、扇状のX線ビーム4に絞られ被検体を透過し
て、検出器2の前面のコリメータ3で、体軸方向にスラ
イス厚みに応じてマスキングされ、検出器2に入る。コ
リメータ3は全チャンネルにわたって、遮蔽プレートの
高さは一定で、その方向はX線管焦点Aの方向に収斂し
ている。そのためその方向以外の斜めからの散乱線を除
去することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のX線CT装置用
の固体検出器は以上のように構成されているが、X線C
T装置のX線管が回転中に、図11に示すようにX線管
焦点Aの位置が移動後のX線管焦点A′の位置にスライ
ス方向(断層面方向)に焦点移動する。このようにX線
管焦点位置が移動すると、図10に示すように初期焦点
位置からのX線入射方向5から入射するX線ビームは、
コリメータ3のピッチで決まる全量(初期焦点位置から
のX線入射幅7)が検出器2に入るが、焦点移動後のX
線入射方向6から入射するX線ビームは、コリメータ3
の角(右コリメータの上端と左コリメータの下端)で制
限され、焦点移動後のX線入射幅8は前記の7より小さ
くなる。
【0006】任意の検出器2の出力に対する角度依存性
(ポーラレスポンス)として、X線管焦点位置と検出器
の出力の関係を図9に示した。図11にも示すとおり各
検出器2とコリメータ3は出力ピークの位置がθ(検出
器2の法線と、X線管焦点Aと検出器2を結ぶ直線との
角度)=0となるようにコリメート構造設計されてお
り、図11の検出器中心軸X−XからX線管焦点が移動
すれば、コリメータ3の角でX線ビームが欠けるので、
それに応じて検出器の出力が低下する。
【0007】しかし、図8に示すように、このとき第一
検出器D1では△Ia減少しているが、第二検出器D2
では△Ib増加しているような現象が生じ、このチャン
ネルが隣り合って存在すると検出器の出力変化率の差が
発生する。これが中心部(画像にしてφ30〜φ50)
で発生すると、画像上特に強いアーチファクトとして現
れるという問題があった。
【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、X線管の焦点位置がスライス方向に移
動しても、中心部で強いアーチファクトが現れないCT
用固体検出器を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のCT用固体検出器は、X線のクロストーク
を防止するためのコリメータ部分と、そのX線開口部に
二次元配列のX線検出素子を備えたCT用固体検出器に
おいて、二次元配列方向のコリメータ遮蔽プレートの断
面形状を楔形にして配置構成したことを特徴とする。
【0010】また、X線のクロストークを防止するため
のコリメータ部分と、そのX線開口部に二次元配列のX
線検出素子を備えたCT用固体検出器において、二次元
配列方向のコリメータ遮蔽プレートをX線入射方向に対
して、所定の角度だけ傾斜して配置構成したことを特徴
とする。
【0011】また、X線のクロストークを防止するため
のコリメータ部分と、そのX線開口部に二次元配列のX
線検出素子を備えたCT用固体検出器において、コリメ
ータ遮蔽プレートをX線源に近い方から検出器方向に厚
みを増した二種類以上のプレートで積み重ね、配置構成
したことを特徴とする。
【0012】本発明のCT用固体検出器は、上記のよう
に構成されており、二次元配列方向(スライス方向)の
コリメータ遮蔽プレートを、楔形の断面形状のものや、
X線源方向に対して所定の傾斜をしたものや、X線源に
近いほうから厚みが増した二種類以上のプレートを積み
重ねたものを使用することで、検出器の出力変化率の差
を無くすことができ、画像中央部に強いアーチファクト
のない良好な画像を得ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1のCT用固体検
出器の一実施例を図1により説明する。
【0014】このCT用固体検出器は、図1に示すよう
に、X線源と対向した円形配置の複数個の検出器2とセ
パレータ16と、その上部に楔形コリメータ14とを備
えたもので構成されている。この楔形コリメータ14、
はチャンネル方向の支持板で等間隔に支えられ、その方
向はX線源の方向(初期焦点位置からのX線入射方向
5)に収斂して、その材質はX線の透過し難い材料でX
線遮蔽壁を形成して、散乱線を除去し、検出器2に入射
するX線ビームが最大になるように設けられている。検
出器2はX線を光に変換するシンチレータ素子と、この
シンチレータ素子で変換された光を検出し、電気信号と
して出力するフォトダイオードとからなるX線検出素子
が、X線管を中心として円弧状にセパレータ16で隔壁
され、約500〜1000チャンネル程度配列された構
成を有している。
【0015】初期焦点位置からのX線入射方向5からの
X線ビームは検出器2に入射し、初期焦点位置からのX
線入射幅7に入る。一方焦点移動後のX線入射方向6か
らのX線ビームは、従来のコリメータでは図10に示す
ように検出器2に入射する前に、コリメータ3の角で欠
けていたが、本発明の楔形コリメータ14では欠けるこ
となく、焦点移動後のX線入射幅8となる。この7と8
は楔形コリメータ14の両下端で制限される幅で決ま
り、同一である。従ってコリメータが楔形であるため、
すべてのチャンネルで常にこの楔形コリメータ14の下
端でX線ビームが制限を受けるので、検出器出力変化は
ない。このため中心部(画像にしてφ30〜φ50)で
発生する強いアーチファクトも見られない。
【0016】図2は楔形コリメータ14が前記の楔形コ
リメータ14と向きが逆向きの配置構成されたもので、
この場合、X線ビームは焦点移動前と移動後共に楔形コ
リメータ14の上端の角で制限され、それぞれ検出器2
上に初期焦点位置からのX線入射幅7と焦点移動後のX
線入射幅8となり、検出器出力は同じである。
【0017】図3は楔形コリメータ14の向きを交互に
上下反対に変えて配置構成したもので、この場合、X線
ビームは焦点移動前と移動後共にすべてのチャンネルに
おいて、X線ビームの左端は楔形コリメータ14の上端
部で、右端は楔形コリメータ14の下端部で欠けるの
で、同様の検出器出力変化がある。そのためアーチファ
クトを発生させることはない。
【0018】本発明の請求項2のCT用固体検出器の一
実施例を図4により説明する。
【0019】このCT用固体検出器は、図4に示すよう
に、初期焦点位置からのX線入射方向5(基準軸)に対
して、所定の傾斜角度24だけ全チャンネルのコリメー
タを傾斜させた傾斜コリメータ15を配置構成したもの
である。そして検出器2は図1と同じ構造である。
【0020】この場合、X線ビームは焦点移動前と移動
後共に、すべてのチャンネルにおいて、X線ビームの左
端は傾斜コリメータ15の下端部で、右端は傾斜コリメ
ータ15の上端部で欠けるので、同様の検出器出力変化
がある。そのためアーチファクトを発生させることはな
い。
【0021】本発明の請求項3のCT用固体検出器の一
実施例を図5、図6、図7により説明する。
【0022】このCT用固体検出器は、図5に示すよう
に、コリメータを上部の厚みの薄いプレートコリメータ
22と、下部の厚いプレートコリメータ21とで構成
し、厚いプレートコリメータ21でX線ビームをコリメ
ートし、厚さの薄いプレートコリメータ22で散乱線を
除去する機能を持たせるような構造としている。このよ
うに上部プレートと下部プレートの二層構造でそれぞれ
の厚さt1、t2、高さh1、h2としたとき、t1<
t2、h1>h2となるように設定されている。そして
検出器2は図1と同じ構造である。
【0023】この場合、X線ビームは焦点移動前と移動
後共に、すべてのチャンネルにおいて、常に下部の厚い
プレートコリメータ21の下端で欠けるので、各チャン
ネルについてX線入射幅7・8は同じとなり、等量のX
線ビームが検出器2に入射することになる。また下部の
厚いプレートコリメータ21は高さが非常に低く設定さ
れているため、X線ビームが上部の角で欠けたり、下部
の角で欠けたりしても検出器2の出力変化量は極小さ
く、無視できる程度である。そのため画像上、有害なア
ーチファクトを発生させることがない。
【0024】図6はこのコリメータを用いた場合の組立
断面図であり、図7は薄いプレートコリメータ22と厚
いプレートコリメータ21を挿入している溝プレート1
9の溝部の斜視図である。一般に加工切削精度の良いセ
ラミックが用いられている。はじめに薄いプレートのた
めの狭い溝を全チャンネルダイシング加工し、その後厚
いプレートのための広い溝を全チャンネルダイシング加
工を行なう。両者の溝の位置関係は完全に一致していな
くても、各々のピッチ精度が出ていれば問題がない。
【0025】
【発明の効果】本発明のCT用固体検出器は上記のよう
に構成されており、X線管焦点がスライス方向に移動し
ても、X線ビームはコリメータ遮蔽プレートでほとんど
欠けることなく、常に検出器に入射するため、検出器の
ポーラレスポンスによる各チャンネルの出力変化率の変
動がない。したがって特別の調整をすることなしにアー
チファクトのない良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のCT用固体検出器の一実施例を示す
図である。
【図2】 本発明のCT用固体検出器の他の一実施例を
示す図である。
【図3】 本発明のCT用固体検出器の他の一実施例を
示す図である。
【図4】 本発明のCT用固体検出器の他の一実施例を
示す図である。
【図5】 本発明のCT用固体検出器の他の一実施例を
示す図である。
【図6】 本発明の2段式コリメータの組立断面図であ
る。
【図7】 本発明の2段式コリメータ用の溝プレート斜
視図である。
【図8】 従来の検出器出力変化を説明するための図で
ある。
【図9】 従来の検出器ポーラレスポンスを示す図であ
る。
【図10】 従来の検出器を説明するための図である。
【図11】 X線CT装置の幾何学的構造を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 X線管 2 検出器 3 コリメータ 4 X線ビーム 5 初期焦点位置からのX線入射方向 6 焦点移動後のX線入射方向 7 初期焦点位置からのX線入射幅 8 焦点移動後のX線入射幅 14 楔形コリメータ 15 傾斜コリメータ 16 セパレータ 18 支持プレート 19 溝プレート 20 薄いプレートのための溝 21 厚いプレートコリメータ 22 薄いプレートコリメータ 23 厚いプレートのための溝 24 シンチレータ素子 25 フォトダイオード

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】X線のクロストークを防止するためのコリ
    メータ部分と、そのX線開口部に二次元配列のX線検出
    素子を備えたCT用固体検出器において、二次元配列方
    向のコリメータ遮蔽プレートの断面形状を楔形にして配
    置構成したことを特徴とするCT用固体検出器。
  2. 【請求項2】X線のクロストークを防止するためのコリ
    メータ部分と、そのX線開口部に二次元配列のX線検出
    素子を備えたCT用固体検出器において、二次元配列方
    向のコリメータ遮蔽プレートをX線入射方向に対して、
    所定の角度だけ傾斜して配置構成したことを特徴とする
    CT用固体検出器。
  3. 【請求項3】X線のクロストークを防止するためのコリ
    メータ部分と、そのX線開口部に二次元配列のX線検出
    素子を備えたCT用固体検出器において、コリメータ遮
    蔽プレートをX線源に近い方から検出器方向に厚みを増
    した二種類以上のプレートで積み重ね、配置構成したこ
    とを特徴とするCT用固体検出器。
JP2066798A 1998-02-02 1998-02-02 Ct用固体検出器 Pending JPH11218578A (ja)

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