特許 6012242 複合材料によるＸ線コリメータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6012242

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】複合材料によるＸ線コリメータ

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20161011BHJP

   G21K 1/02 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 320K

   G21K1/02 M

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-99344(P2012-99344)

(22)【出願日】2012年4月25日

(65)【公開番号】特開2012-228515(P2012-228515A)

(43)【公開日】2012年11月22日

【審査請求日】2015年4月15日

(31)【優先権主張番号】13/093,936

(32)【優先日】2011年4月26日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】ニコラス・デミイアノヴィッチ，セカンド

【審査官】 湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０９３３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３０８６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０１７８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３２９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０００−５０４９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１０６７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００６９０８８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／０３

Ｇ２１Ｋ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

計算機式断層写真法（ＣＴ）システムにおいてＸ線ビームを成形する患者前置コリメータ（５０）であって、該患者前置コリメータ（５０）のアセンブリは、
第一の材料密度を有する第一の材料で構成された基材（５２）と、
該基材（５２）に機械的に結合されて、前記第一の材料密度よりも大きく高周波電磁エネルギを遮断するのに十分な第二の材料密度を有する成形可能な材料を含む第二の材料で構成された挿入材（５４）と
を備えており、
前記基材（５２）は、前記挿入材（５４）を当該基材（５２）に固着させて成形するための複数の構造的特徴（５６、５８、６０）を含んでおり、前記挿入材（５４）の前記成形可能な材料は前記複数の構造的特徴（５６、５８、６０）との接続を形成して、前記基材（５２）と当該挿入材（５４）とを機械的に結合し、
前記基材（５２）の前記複数の構造的特徴（５６、５８、６０）は、
前記基材（５２）に形成された複数のアンダーカット（５６）と、
前記基材（５２）を通して形成されており、座ぐり穴（６０）を形成されて有する複数の孔（５８）と
を含んでいる、患者前置コリメータ（５０）。

【請求項2】

前記挿入材（５４）は、
前記基材（５２）に形成された前記アンダーカット（５６）と嵌合するように構成されている突起（６８）を各対向辺に有する面（６６）と、
該面（６６）から外向きに延在し、前記基材（５２）を通して形成された前記孔（５８）を通って延在するように構成されている複数のアンカ（７０）と
を含んでいる、請求項１に記載の患者前置コリメータ（５０）。

【請求項3】

前記複数のアンカ（７０）の各々が、前記面（６６）に対して末梢側の当該アンカ（７０）の端部に配置された円形フランジ（７４）をさらに含んでおり、各々の円形フランジ（７４）が前記基材（５２）のそれぞれの座ぐり穴（６０）に嵌合するように構成されている、請求項２に記載の患者前置コリメータ（５０）。

【請求項4】

計算機式断層写真法（ＣＴ）システムにおいてＸ線ビームを成形する患者前置コリメータ（５０）であって、該患者前置コリメータ（５０）のアセンブリは、
第一の材料密度を有する第一の材料で構成された基材（５２）と、
該基材（５２）に機械的に結合されて、前記第一の材料密度よりも大きく高周波電磁エネルギを遮断するのに十分な第二の材料密度を有する成形可能な材料を含む第二の材料で構成された挿入材（５４）と
を備えており、
前記基材（５２）は、前記挿入材（５４）を当該基材（５２）に固着させて成形するための複数の構造的特徴（５６、５８、６０）を含んでおり、前記挿入材（５４）の前記成形可能な材料は前記複数の構造的特徴（５６、５８、６０）との接続を形成して、前記基材（５２）と当該挿入材（５４）とを機械的に結合し、
前記基材（５２）及び前記挿入材（５４）は一つのコリメータ・ブレード（５１）を形成し、当該患者前置コリメータ（５０）は、開口（５３）を介設させて有する一対のコリメータ・ブレード（５１）を含んでいる、患者前置コリメータ（５０）。

【請求項5】

前記コリメータ・ブレード（５１）の少なくとも一方の位置が調節自在であるため、前記開口（５３）の寸法及び形状が、高周波電磁エネルギ・ビームが通過するのに伴って該高周波電磁エネルギ・ビームを成形するように可変となる、請求項４に記載の患者前置コリメータ（５０）。

【請求項6】

前記第一の材料はアルミニウム及び／又は鋼の一方を含んでいる、請求項１に記載の患者前置コリメータ（５０）。

【請求項7】

前記第二の材料はタングステンを含浸させたプラスチックを含んでいる、請求項１に記載の患者前置コリメータ（５０）。

【請求項8】

計算機式断層写真法（ＣＴ）システムにおいてＸ線ビームを成形する患者前置コリメータ（５０）であって、該患者前置コリメータ（５０）のアセンブリは、
第一の材料密度を有する第一の材料で構成された基材（５２）と、
該基材（５２）に機械的に結合されて、前記第一の材料密度よりも大きく高周波電磁エネルギを遮断するのに十分な第二の材料密度を有する成形可能な材料を含む第二の材料で構成された挿入材（５４）と
を備えており、
前記基材（５２）は、前記挿入材（５４）を当該基材（５２）に固着させて成形するための複数の構造的特徴（５６、５８、６０）を含んでおり、前記挿入材（５４）の前記成形可能な材料は前記複数の構造的特徴（５６、５８、６０）との接続を形成して、前記基材（５２）と当該挿入材（５４）とを機械的に結合し、
前記挿入材（５４）を前記基材（５２）に機械的に結合するための接着剤又は締結具を含まない、患者前置コリメータ（５０）。

【請求項9】

前記挿入材（５４）は、被覆成形された挿入材及び射出成形された挿入材の一方を含んでいる、請求項１に記載の患者前置コリメータ（５０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の各実施形態は一般的には、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージングに関し、さらに具体的には、ＣＴイメージング・システムの一部として用いられる複合材料による患者前置Ｘ線コリメータ（プリ・ペイシェント・コリメータ）及び複合材料による患者前置Ｘ線コリメータを製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

典型的には、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システムでは、Ｘ線源が患者又は手荷物のような被検体又は物体へ向けてファン（扇形）形状のビームを放出する。以下では、「被検体」及び「対象」「物体」等の用語は、撮像されることが可能な任意の物体を含むものとする。ビームは被検体によって減弱された後に放射線検出器のアレイに入射する。検出器アレイにおいて受光される減弱後のビーム放射線の強度は典型的には、被検体によるＸ線ビームの減弱量に依存する。検出器アレイ内の各々の検出器素子が、各々の検出器素子によって受光される減弱後のビームを示す別個の電気信号を発生する。電気信号はデータ処理システムへ伝送されて解析され、ここから最終的に画像を形成する。

【0003】

動作時には、Ｘ線源及び検出器アレイは、撮像平面内で被検体を中心としてガントリの周りで回転する。Ｘ線源は典型的には、焦点においてＸ線を放出するＸ線管の形態にあり、Ｘ線は発散型の線形経路に沿ってＸ線ビームとして放出される。Ｘ線ビームの断面を成形し、成形ビームを患者を通して検出器アレイへ向けて照射するために、患者前置コリメータが用いられる。検出器アレイは典型的には、Ｘ線ビームをコリメートするコリメータと、コリメータに隣接して設けられてＸ線を光エネルギへ変換するシンチレータと、隣接するシンチレータから光エネルギを受け取ってここから電気信号を発生するフォトダイオードとを含んでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第６５５６６５７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＣＴイメージング・システムでは、Ｘ線ビームを成形するのに用いられる患者前置コリメータは従来、モノリシックなタングステン片を機械加工することにより構築されている。タングステンから患者前置コリメータを形成することは、材料の放射線遮断能力及び構造特性のため適当であった。しかしながら、タングステンは高価な材料であり機械加工が困難であることが認められている。加えて、患者撮影範囲の拡大、回転速度の高速化、及びボア寸法の大径化を具現化した新式のＣＴイメージング・システムでは、タングステンから形成される患者前置コリメータは望ましいとは言えなくなっている。すなわち、かかる新式のＣＴイメージング・システムでは、回転中心からの半径が増大し、ガントリの構成要素の回転速度が高速化し、また撮影範囲の広いシステムではビームを遮断するのに必要な患者前置コリメータの寸法が大きくなるため、患者前置コリメータに加わる求心加速度（すなわちＧ負荷）が著しく増大する。患者前置コリメータに加わる重量及び力は、ＣＴイメージング・システムの動的均衡、及びコリメータの移動し易さに影響するため、問題となる。

【0006】

また、鉛も、材料密度と関連して理想的な放射線遮断能力を呈するので患者前置コリメータを構築する材料候補として認められている。残念ながら、タングステン患者前置コリメータの利用と同様に、鉛が高密度であるということは、鉛で構築された患者前置コリメータが新式のＣＴイメージング・システムではＧ負荷に影響されることを意味する。加えて、鉛は、過度に軟質であるためモノリシック材料として有用でなく、また「有害物質の使用制限指令」（ＲｏＨＳ）に適合しないことが認められている。

【0007】

従って、高密度材料の遮断力を低密度基材材料の構造支持性と組み合わせ、従って、堅牢性、放射線遮断能力、及びＲｏＨＳ適合性を保存しつつコリメータの重量及び費用を節減した患者前置コリメータを設計することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、ＣＴイメージング・システムの一部として用いられる複合材料による患者前置Ｘ線コリメータを提供する方法及び装置に関するものである。

【0009】

本発明の一つの観点によれば、計算機式断層写真法（ＣＴ）システムにおいてＸ線ビームを成形する患者前置コリメータが、第一の材料密度を有する第一の材料で構成された基材と、この基材に機械的に結合されて、第一の材料密度よりも大きく高周波電磁エネルギを遮断するのに十分な第二の材料密度を有する成形可能な材料を含む第二の材料で構成された挿入材とを含んでいる。基材は、挿入材を基材に固着させて成形するための複数の構造的特徴を含んでおり、挿入材の成形可能な材料はこれら複数の構造的特徴との接続を形成して、基材と挿入材とを機械的に結合する。

【0010】

本発明のもう一つの観点によれば、計算機式断層写真法（ＣＴ）システムに用いられる患者前置コリメータを製造する方法が、複数の幾何学的特徴を有するように、第一の材料から基材を形成するステップと、第一の材料の材料密度よりも大きく高周波電磁エネルギを遮断するのに十分な材料密度を有する材料を含む第二の材料を、挿入材を形成するように基材に固着させて成形するステップとを含んでいる。第二の材料は基材に固着させて射出成形されて、当該第二の材料が複数の幾何学的特徴との機械的結着を形成して、基材に挿入材を固定するようにする。

【0011】

本発明のさらにもう一つの観点によれば、計算機式断層写真法（ＣＴ）システムが、走査対象を収容する開口を有する回転式ガントリと、対象へ向けて高周波電磁エネルギ・ビームを投射するように構成されている高周波電磁エネルギ投射線源と、高周波電磁エネルギ投射線源と対象との間に配置されて、高周波電磁エネルギ・ビームを形成するように構成されたコリメータであって、一対のブレードを含むコリメータとを含んでいる。ＣＴシステムはまた、対象を通過した高周波電磁エネルギを検出して、検出された高周波数電磁エネルギに応答して検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、検出器アレイに接続されて、検出器出力を受け取るように構成されているデータ取得システム（ＤＡＳ）と、ＤＡＳに接続されて、ＤＡＳによって受け取られた検出器出力から対象の画像を再構成するように構成されている画像再構成器とを含んでいる。コリメータに関して述べると、コリメータの各々のブレードはさらに、第一の材料で形成されて、複数の幾何学的特徴を形成されて含んでいる金属基材と、基材に機械的に結合されて、第一の材料の材料密度よりも大きい材料密度を有する放射線遮断材料で形成された挿入材とを含んでおり、挿入材は複数の幾何学的特徴を介して金属基材に機械的に結合されて、ブレードが金属基材及び挿入材を結合するための接着剤及び締結具を含まないようにする。

【0012】

他の様々な特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

図面は、本発明を実施するために現状で思量される好適な実施形態を示す。

【図1】ＣＴイメージング・システムの見取り図である。

【図2】図１に示すシステムのブロック概略図である。

【図3】本発明の一実施形態による図１及び図２のＣＴイメージング・システムに用いられる患者前置コリメータ・アセンブリの遠近展開図である。

【図4】本発明の一実施形態による図３の患者前置コリメータ・アセンブリの基材の遠近図である。

【図5】本発明の一実施形態による図３の患者前置コリメータ・アセンブリの挿入材の遠近図である。

【図6】非侵襲型小包検査システムと共に用いられる患者前置コリメータ・アセンブリを組み入れたＣＴシステムの見取り図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の動作環境を６４スライス型計算機式断層写真法（ＣＴ）システムに関連して説明する。但し、当業者には、本発明が他のマルチ・スライス型構成での利用にも同等に適用可能であることが認められよう。また、本発明をＸ線の検出及び変換に関連して説明する。但し、当業者はさらに、本発明が他の高周波電磁エネルギの検出及び変換にも同等に適用可能であることを認められよう。本発明を「第三世代」ＣＴスキャナに関連して説明するが、本発明は他のＣＴシステムでも同等に適用可能である。

【0015】

図１には、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム１０が、「第三世代」ＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含むものとして示されている。ガントリ１２はＸ線源１４を有し、Ｘ線源１４は、ガントリ１２の反対側に位置する検出器アセンブリ又はコリメータ１８へ向けてＸ線のビームを投射する。図２を参照すると、検出器アセンブリ１８は、複数の検出器２０及びデータ取得システム（ＤＡＳ）３２によって形成されている。複数の検出器２０は、患者２２を透過する投射Ｘ線１６を感知し、ＤＡＳ３２は後続の処理のためにデータをディジタル信号へ変換する。各々の検出器２０が、入射Ｘ線ビームの強度を表わし従って患者２２を透過した減弱後のビームを表わすアナログ電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得するための１回の走査の間に、ガントリ１２及びガントリ１２に装着されている構成部品は回転中心２４の周りを回転する。

【0016】

ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって制御される。制御機構２６は、Ｘ線制御器２８とガントリ・モータ制御器３０とを含んでおり、Ｘ線制御器２８はＸ線源１４に電力信号及びタイミング信号を供給し、ガントリ・モータ制御器３０はガントリ１２の回転速度及び位置を制御する。画像再構成器３４が、標本化されてディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取って高速再構成を実行する。再構成された画像はコンピュータ３６への入力として印加され、コンピュータ３６は大容量記憶装置３８に画像を記憶させる。

【0017】

コンピュータ３６はまた、キーボード、マウス、音声作動式コントローラ、又は他の任意の適当な入力装置のような何らかの形態の操作者インタフェイスを有するコンソール４０を介して、操作者から命令及び走査用パラメータを受け取る。付設されている表示器４２によって、操作者は、再構成された画像及びコンピュータ３６からの他データを観察することができる。操作者が供給した命令及びパラメータはコンピュータ３６によって用いられて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御器２８及びガントリ・モータ制御器３０に制御信号及び情報を供給する。加えて、コンピュータ３６は、電動テーブル４６を制御するテーブル・モータ制御器４４を動作させて、患者２２及びガントリ１２を位置決めする。具体的には、テーブル４６は患者２２を図１のガントリ開口４８を通して全体として又は部分的に移動させる。

【0018】

図２に示すように、ＣＴシステム１０はまた、ガントリ１２に装着されてＸ線源１４の近傍に配置された患者前置コリメータ５０を含んでいる。コリメータ５０は、Ｘ線ビーム１６の断面を成形して、例えば矩形のような検出器アレイ１８の形状に一致する形状にするように構築されている。このようにして、コリメータ５０は、走査されている患者が不必要なＸ線量を被曝しない事を保証する。

【0019】

図３には、本発明の一実施形態によるコリメータ５０の展開図が掲げられている。図３に示すように、コリメータ５０は、Ｘ線ビーム１６（図２）を通過させるために間に形成されている開口５３の寸法を変化させるように互いに対して調節自在である一対のブレード５１で形成されている。このようにして、開口５３の寸法／形状を変化させるとＸ線ビーム１６の断面が決まり、検出器アレイ１８の形状に一致させる等のような所望の寸法／形状へのビームの制御及び修正を可能にする。

【0020】

図３に示すように、各々のブレード５１はさらに、基材５２と、該基材５２に取り付けられた挿入材５４とで形成されている。本発明の各実施形態によれば、基材５２及び挿入材５４が相異なる材料で構築されるので、コリメータ５０の各々のブレード５１が複合型の構成要素として形成される。さらに明確に述べると、基材５２及び挿入材５４は、相異なる密度を有する材料で形成される。各々のブレード５１が低密度構造材料及び高密度放射線遮断材料から形成されて、得られる複合型の部材がコリメータ５０の全体の重量及び費用を最小化しつつ放射線を選択的に遮断するように作用することを達成している。

【0021】

コリメータ５０の各々のブレード５１の基材５２は、コリメータ５０の全体重量及び費用を低減するように設計されつつ、コリメータ５０に対する構造支持を提供してＣＴシステム１０（図１）のガントリ１２への固定を考慮して構築される。このようなものとして、基材５２は、コリメータ５０に無駄な重量及び費用を加えずにコリメータ５０の堅牢性を保存する能力に基づいて選択される低密度構造材料で構成される。本書で用いられる「低密度構造材料」との用語は、高周波電磁エネルギ（例えばＸ線放射線）が通過するのを遮断するのに十分でない密度を有する材料を指す。従って、本発明の各実施形態によれば、基材５２は、アルミニウム、鋼、又は所望の構造特性を有するように機械加工され得る他の同様に許容可能な材料で形成され得る。このことについては後にあらためて詳述する。

【0022】

コリメータ５０の挿入材５４は、コリメータ５０の内部で放射線遮断を提供するように構築される。このようなものとして、挿入材５４は高密度放射線遮断材料で構成される。本書で用いられる「高密度放射線遮断材料」との用語は、高周波電磁エネルギ（例えばＸ線放射線）が通過するのを遮断するのに十分な密度を有する材料を指す。従って、本発明の各実施形態によれば、挿入材５４は部分的には、タングステン、又は例えばＸ線源１４（図１）から放出されるＸ線のビーム１６を遮断して成形するように作用する他の同様に許容可能な材料で形成され得る。実施形態の一例によれば、挿入材５４は、タングステンを含浸させたプラスチックのような成形可能な高密度放射線遮断材料で形成されて、挿入材５４が機械的結着を介して基材５２に固定され得るようにする。このことについては後にあらためて詳述する。

【0023】

本発明の各実施形態によれば、コリメータ５０の複合材料ブレード５１は、基材５２が接着剤又は機械的締結具（例えばボルト及びねじ等）を用いずに挿入材５４に機械的に結着されるように構築される。実施形態の一例によれば、挿入材５４は、機械的な被覆成形（over-molding）又は射出成形等を介して基材５２に固着させて成形される成形可能な材料（例えばタングステンを含浸させたプラスチック）で形成され、分離不能のブレード５１をコリメータ５０に形成する。基材５２と挿入材５４との機械的結着を容易にするために、基材５２は、挿入材５４の固着成形時に基材５２に挿入材５４を「ロック」する複数の幾何学的特徴又は構造的特徴を設けて含むように構築される。

【0024】

図４には、本発明の実施形態の一例による基材５２の詳細図が示されている。図４に示すように、基材５２は、挿入材５４が機械的な被覆成形又は射出成形の工程を介して施工／形成されるときに挿入材５４の嵌合を提供する複数の幾何学的／構造的特徴５６、５８、６０を設けて含んでいる。基材５２は、挿入材５４を受け入れる一連のアンダーカット５６を含んでおり、アンダーカット５６は例えば挿入材配置域６２の各対向辺に形成されている。基材５２はまた、挿入材配置域６２に隔設された一連の孔５８を含んでおり、孔５８は、挿入材５４が配置される面の裏側の基材５２の出口表面６４に座ぐり穴６０を有している。実施形態の一例では、アンダーカット５６、及び座ぐり穴６０付き孔５８は、アルミニウム／鋼材料の標準的な機械加工手順等による機械加工操作を介して基材５２に形成される。もう一つの実施形態によれば、成形工程において挿入材の高密度放射線遮断材料を導入するためのゲートとなる切り欠き６５が、基材の背面に切り込まれる。

【0025】

図５には、本発明の実施形態の一例による挿入材５４の詳細図が示されている。図５に示すように、挿入材５４は、基材５２の挿入材配置域６２に全体的に形成された主面６６を含んでいる。実施形態の一例によれば、面６６は曲面として形成されて、非対称のＸ線ビームを受け入れて、面の曲率半径に基づいてＸ線源１４（図１）からの配置を最適化し、十分なＸ線ビーム遮断を提供する。代替的には、面６６はまた、本発明のもう一つの実施形態に従って平坦な（すなわち彎曲していない）面として形成されてもよいことが認められる。挿入材５４には、面６６の両端に形成されたリップ又は突起６８が含まれており、リップ／突起６８は、基材５２（図４）に形成されたアンダーカット５６と嵌合するように形成されている。また、挿入材５４には、面６６の背面７２から外へ、基材５２に形成された孔５８を通って下降して延在する一連のアンカ７０が含まれている。面６６に対して末梢側のアンカ７０の端部には、アンカ７０を基材５２にロックするように孔５８の座ぐり穴６０に嵌合する円形フランジ７４が形成されている。上に示したように、挿入材５４は、機械的な被覆成形又は射出成形の工程を介して形成されているため、面６６のリップ／突起６８及びアンカ７０が、基材５２の幾何学的特徴５６、５８、６０すなわち基材５２の表面／内部に形成されたアンダーカット５６及び座ぐり穴６０付き孔５８とのロック型の機械的結着を形成する。

【0026】

このように、本発明の一実施形態によれば、コリメータ５０の各々のブレード５１は、例えばアルミニウム片又は鋼片から基材５２を先ず形成することにより製造されることができ、アルミニウム／鋼は、複数の幾何学的特徴を形成して有する基材を形成するように機械加工される。上述のように、幾何学的特徴は、内部に形成された一連のアンダーカット５６及び座ぐり穴６０付き孔５８の形態にあってよい。基材５２の機械加工時に、挿入材５４は被覆成形又は射出成形の工程を介して基材に固着させて成形される。基材５２への挿入材５４の固着成形時に、挿入材に基材のアンダーカット５６と嵌合する多数の突起６８が形成される。加えて、挿入材５４に基材５２の孔５８及び座ぐり穴６０と嵌合する多数のアンカ７０が形成される。挿入材５４の基材５２への固着成形によって、接着剤及び／又は締結具を一切必要とせずに基材に挿入材を固定する機械的結着が間に形成される。

【0027】

図６には、本発明の一実施形態による小包／手荷物検査システム１００が示されており、小包／手荷物検査システム１００は、図３に示すような患者前置コリメータ５０を組み入れている。図６に示すように、小包／手荷物検査システム１００は、小包又は手荷物を通過させ得る開口１０４を内部に有する回転式ガントリ１０２を含んでいる。回転式ガントリ１０２は、高周波電磁エネルギ源１０６と、図６又は図７に示すものと同様のシンチレータ・セルで構成されたシンチレータ・アレイを有する検出器アセンブリ１０８とを収容している。また、コンベヤ・システム１１０が設けられており、コンベヤ・システム１１０は、構造１１４によって支持されて走査のために小包又は手荷物１１６を自動的に且つ連続的に開口１０４に通すコンベヤ・ベルト１１２を含んでいる。物体１１６をコンベヤ・ベルト１１２によって開口１０４に送り込み、次いで撮像データを取得し、コンベヤ・ベルト１１２によって開口１０４から小包１１６を除去することを、制御された連続的な態様で行なう。結果として、郵便物検査官、手荷物積み降ろし員及び他の警備人員が、爆発物、刃物、銃及び密輸品等について小包１１６の内容を非侵襲的に検査することができる。

【0028】

有利なこととして、複合材料による患者前置コリメータ５０は、放射線遮断能力、剛性、及び重量について最適化され得る。コリメータの重量を減少させると、コリメータが軽量化するためＣＴシステムのモータ及び軸受けに対する要求が小さくなる。加えて、複合材料による患者前置コリメータ・ブレードの構造、及びこれにより提供される機械的結着／ロックのため、別個の締結具又は接着剤を用いる必要が一切なくなり、これにより、かかる締結具の利用によって生成され得るあらゆる漏洩点も解消する。加えて、遮断材料挿入材の基材への固着成形は幾何学的構成及び応用の融通性を考慮しており、成形後の挿入材の形状に近い正味形状を提供することにより廃棄物及び費用を低減するので、得られる挿入材が、例えば接着剤を用いるものよりも環境配慮型となる。さらに、複合材料による患者前置コリメータの構造は、純タングステンのコリメータ・アセンブリを機械加工するよりも容易で安価なアセンブリの機械加工を可能にする。

【0029】

従って、本発明の一実施形態によれば、計算機式断層写真法（ＣＴ）システムにおいてＸ線ビームを成形する患者前置コリメータが、第一の材料密度を有する第一の材料で構成された基材と、この基材に機械的に結合されて、第一の材料密度よりも大きく高周波電磁エネルギを遮断するのに十分な第二の材料密度を有する成形可能な材料を含む第二の材料で構成された挿入材とを含んでいる。基材は、挿入材を基材に固着させて成形するための複数の構造的特徴を含んでおり、挿入材の成形可能な材料はこれら複数の構造的特徴との接続を形成して、基材と挿入材とを機械的に結合する。

【0030】

本発明のもう一つの実施形態によれば、計算機式断層写真法（ＣＴ）システムに用いられる患者前置コリメータを製造する方法が、複数の幾何学的特徴を有するように、第一の材料から基材を形成するステップと、第一の材料の材料密度よりも大きく高周波電磁エネルギを遮断するのに十分な材料密度を有する材料を含む第二の材料を、挿入材を形成するように基材に固着させて成形するステップとを含んでいる。第二の材料は基材に固着させて射出成形されて、当該第二の材料が複数の幾何学的特徴との機械的結着を形成して、基材に挿入材を固定するようにする。

【0031】

本発明のさらにもう一つの実施形態によれば、計算機式断層写真法（ＣＴ）システムが、走査対象を収容する開口を有する回転式ガントリと、対象へ向けて高周波電磁エネルギ・ビームを投射するように構成されている高周波電磁エネルギ投射線源と、高周波電磁エネルギ投射線源と対象との間に配置されて、高周波電磁エネルギ・ビームを形成するように構成されたコリメータであって、一対のブレードを含むコリメータとを含んでいる。ＣＴシステムはまた、対象を通過した高周波電磁エネルギを検出して、検出された高周波数電磁エネルギに応答して検出器出力を発生するように構成されている検出器アレイと、検出器アレイに接続されて、検出器出力を受け取るように構成されているデータ取得システム（ＤＡＳ）と、ＤＡＳに接続されて、ＤＡＳによって受け取られた検出器出力から対象の画像を再構成するように構成されている画像再構成器とを含んでいる。コリメータに関して述べると、コリメータの各々のブレードはさらに、第一の材料で形成されて、複数の幾何学的特徴を形成されて含んでいる金属基材と、基材に機械的に結合されて、第一の材料の材料密度よりも大きい材料密度を有する放射線遮断材料で形成された挿入材とを含んでおり、挿入材は複数の幾何学的特徴を介して金属基材に機械的に結合されて、ブレードが金属基材及び挿入材を結合するための接着剤及び締結具を含まないようにする。

【0032】

この書面の記載は、最適な態様を含めて発明を開示し、また任意の装置又はシステムを製造して利用すること及び任意の組み込まれた方法を実行することを含めてあらゆる当業者が本発明を実施することを可能にするように実例を用いている。特許付与可能な発明の範囲は特許請求の範囲によって画定されており、当業者に想到される他の実例を含み得る。かかる他の実例は、特許請求の範囲の書字言語に相違しない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲の書字言語と非実質的な相違を有する等価な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。

【符号の説明】

【0033】

１０：計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム
１２：ガントリ
１４：Ｘ線源
１６：Ｘ線ビーム
１８：検出器アセンブリ又はコリメータ
２０：検出器
２２：患者
２４：回転中心
２６：制御機構
２８：Ｘ線制御器
３０：ガントリ・モータ制御器
３２：データ取得システム（ＤＡＳ）
３４：画像再構成器
３６：コンピュータ
３８：大容量記憶装置
４０：コンソール
４２：表示器
４４：テーブル・モータ制御器
４６：電動テーブル
４８：ガントリ開口
５０：患者前置コリメータ
５１：ブレード
５２：基材
５３：開口
５４：挿入材
５６：アンダーカット
５８：孔
６０：座ぐり穴
６２：挿入材配置域
６４：出口表面
６５：切り欠き
６６：主面
６８：リップ又は突起
７０：アンカ
７２：背面
７４：円形フランジ
１００：小包／手荷物検査システム
１０２：回転式ガントリ
１０４：開口
１０６：高周波電磁エネルギ源
１０８：検出器アセンブリ
１１０：コンベヤ・システム
１１２：コンベヤ・ベルト
１１４：構造
１１６：小包又は手荷物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】