JPH01165983A - 放射線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子計算器を利用したＸ線断層像撮影装置（
以下、Ｘ＠ＣＴ装置という）等に用いるＸ線検出器に係
り、特に、複数のシンチレータ素子と複数の光電変換素
子よりなるＸ線検出器において、各素子毎の特性を一定
とすることが可能な技術に関するものである。

〔従来技術〕　・ 従来のＸ＠ＣＴ装置は、第１０図に示すように、扇形ビ
ームＸ線を放射するＸ線源３０と、多素子Ｘ線検出器（
以下、単に検出器という）３１を所定の距離をとって対
向させて設置し、Ｘ線源３０と検出器３１の間の扇形ヒ
ームＸ線内に被写体３２を置き、被写体３２を中心とし
てＸ線源３０と検出器３１を回転させて多方向から被写
体３２にＸ線を照射して透過Ｘ線の強度分布を計測し、
その計測信号を電子計算機で演算処理することによって
被写体３２の断層像を得るようになっている。

また、Ｘ線源３０と検出器３１は固定しておき、被写体
３２を回転させても同一の断層像を撮影することかでき
、医用以外の撮影にも用いられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この方式のＸ１ＣＴ装置においては、検
出器３１の各素子間に感度ばらつきがあると、再生画像
に同心円状の偽像（リンクアーチファクト）が発生する
という問題があった。

そこで、複数のシンチレータと複数の光電変換素子より
なる検出器３１において、ある検出素子に感度ばらつき
の生ずる原因について検討する。

Ｘ線源３０から放射されたｘ４ｇか被写体３２を透過し
た後のＸ線強度分布を検出器３１により測定するか、検
出器３１の入射面上ではＸ線ビームのスライス幅りは、
拡大率αたけ拡かったαＤとなる。この検出器３１のス
ライス幅αＤ内の場所による感度は、均一ではなくそれ
ぞれ異なる感度分布をもっている。この感度分布の形状
は中央部の感度か大きく、両端部分が低下する山形とな
るのか一般的である。このようにスライス幅方向に感度
分布があり、さらに各素子毎に分布の状態が異なる検出
器３１を用いて被写体３２を計測する場合、第１】則（
側面図）の（Ａ）に示すごとく円筒状型体ではスライス
方向の感度分布は平均化されるため素子毎の出力値はほ
ぼ一定となる（第］２図Ａ）が、第１１図（側面図）の
（Ｂ）のごとく円錐台状の物体ではスライス方向にＸ線
の強度分布（第１２図Ｂ）があるために、検出器３１の
スライス方向感度分布の影響か現われ、出力値は各素子
毎にばらつき、単純な補正処理では除去できない誤差か
残り、誤差の値か一定値以」二ある素子に対応する位置
にリンク状アーチファクトが発生し、断層画像の画質を
劣化させることがわかった。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある。

本発明の目的は、スライス幅方向の感度分布を平担化し
、かつ各素子毎の感度分布のばらつきを低減させ、いか
なる形状の被写体に対しても各素子間の感度差を低減す
ることができる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれは、下記のとおりである。

すなわち、放射線により発光する複数のシンチレータと
シンチレータの発光を受光する複数の光電変換素子より
なる多素子放射線検出器において、前記光電変換素子か
長方形でありかつ有感部の幅が中央部より両端部の方が
広い形状に構成し、中央部より両端部の方が感度が高い
特性を有する光電変換素子を備えたことを主な特徴とす
るものである。

〔作用〕

前述の手段によれば、放射線シンチレータからの光出力
の強度分布の状態に対応して、光電変換素子の感度分布
を変化させ、電気出力としては−様な特性となるように
したことにより、スライス幅方向の感度分布を平担化し
、かつ各素子毎の感度分布のばらつきを低減させ、いか
なる形状の被写体に対しても各素子間の感度差を無くす
ることができるので、再生画像に同心円状の偽像（リン
クアーチファクト）が発生するのを低減することができ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的に説明する
。

なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。

第１図は、本発明の一実施例の複数素子検出器のフォト
タイオートアレイの概略構成を示す平面図、第２図は、
第１図に示す１素子のフォトダイオードの概略構成を示
す平面図である。

第１図及び第２図において、フォトダイオードアレイ８
は、配線基板６の上に複数のフォトダイオード８Ａがア
レイ状に配列されている。フォトタイオードアレイ８の
１素子のフォトタイオード８Ａは、配線基板６の上に固
定され、その出力は配線３及びボンデインクワイヤ４Ａ
を介して端子４から取り出される。フォトダイオード８
Ａは、第２図に示すように、光を検出する有感部１の周
辺に額ぶち状に不感帯部２が設けられ、その上に不感帯
光遮蔽膜か設けられている。不感帯光遮蔽膜の形成方法
は、フォトタイオード８Ａのチップ」二に光が不透過な
樹脂を印刷する等の手段がある。

不感帯部２の形状はフォトダイオード８Ａの有感部１の
スライス幅方向の端部の幅が中央部より広くなるように
作られる。

これにより、フォ１〜ダイオード８Ａの出力のスライス
幅方向感度分布は、第３図に示すフォｌ−ダイオード感
度分布曲線５のように両端部が大きい特性となる。

第４図は、第１図に示すフォトダイオードアレイ８の一
例であるＰＩＮ型シリコンフォトダイオードアレイの概
略構造を示す断面図である。

第４図において、フォトタイオード８Ａの配列ピッチを
］、　ｍ　ｍとすると、チャンネル分離帯の幅は０．２
ｍｍが必要であり、分離のためＮ層２１が置かれ、受光
面拡散層の２層２０は隣り素子と完全に分離されている
。分離帯すなわち不感帯部２にはさらに光遮蔽膜２３を
付けて外部からの光が不感帯部２に入らないようにする
。光遮蔽膜は表面保護膜（パッシベーション）２４の上
に付けるために、その幅Ｗは接続する放射線シンチレー
タの光出力状態に応じて変化させることができる。

光遮蔽膜は光不透過な樹脂材料を印刷して形成するかあ
るいは金属を蒸着させることによって形成する。

次に、本実施例のフォトダイオードアレイ８の作用につ
いて説明する。

第５図に示す放射線シンチレータ９において、入射放射
線１０によるシンチレータ光１１がフォトダイオード８
Ａの有感部１に入射する強度分布は、両端部からの放出
光１２のために第６図（光出力特性図）に示す放射線シ
ンチレータ光出力分布曲線１３のようにスライス幅αＤ
方向に両端部が低下する。放射線シンチレーション９の
光出力特性を測定し、それに対応して光遮蔽膜の幅Ｗを
スライス幅αＤの方向で変化させる。すなわち、中央部
を狭くし両端部の幅を広くすることにより、放射線シン
チレータ９とフォトダイオード８Ａを組合せた信号出力
のスライス幅αＤ方向の信号出力分布は、第８図（第７
図に示す検出器の１素子の出力特性曲線図）に示す検出
器の出力特性曲線１５のごとく平担な特性とすることか
できる。第７図（斜視図）は検出器の１素子の例を示し
、第９図（斜視図）は３素子を並列にした多素子検出器
を示している。

本実施例によれば、放射線シンチレータ９からの光出力
の強度分布の状態に対応して、フォ１〜ダイオード８Ａ
の感度分布を変化させ、電気出力とじては−様な特性と
なるようにしたことにより、スライス幅方向の感度分布
を一定にすることができ、かつ各素子毎の感度分布のば
らつきを低減させ、いかなる形状の被写体に対しても各
素子間の感度差を低減することができるので、再生画像
にリンクアーチファク１へか発生するのを低減すること
かできる。これにより、良好な画質の画像を得ることか
できる。さらにＸ線ヒームのスライス幅方向の位置すれ
変化が生した場合にも影響を受けることはなく、時間的
変動が無く較正のための計１１１１１操作の手間を省く
ことができる。

以上、本発明を実施例にもとすき具体的に説明したか、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれは、放射線シンチレ
ータからの光出力の強度分布の状態に対応して、フォト
タイオードの感度分布を変化させ、電気出力としては−
様な特性となるようにしたことにより、スライス幅方向
の感度分布を一定にすることかでき、かつ各素子毎の感
度分布のばらつきを低減させ、いかなる形状の被写体に
対しても各素子間の感度差を低減することができるので
、再生画像にリンクアーチファク１−が発生するのを低
減することができる。これにより、良質な断層画像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の複数素子のフォ１−ダイ
オードアレイの概略構成を示す平面図、第２図は、第１
図に示す１素子のフォトタイオードの概略構成を示す平
面図、 第３図は、第２図に示すフォトダイオードの出力特性を
示す特性曲線図、 第４図は、第１図に示すようにフォ１−タイオー１（ア
レイの一例の概略構成を示す断面図、第５図は、本発明
の一実施例の１素子の放射線シンチレータを示す斜視図
、 第６図は、第５図に示す放射線シンテータの光出力特性
を示す特性曲線図、 第７図は、本実施例の検出器の光電変換素子と放射線シ
ンチレータを組合せたｌ素子の概略構成を示す斜視図、 第８図は、第７図に示す検出器の１素子の出力特性を示
す特性曲線図、 第９図は、第７図に示す素子を複数個組立た状態を示す
斜視図１、 第［０図は１、本発明に係る従来のＸ線ＣＴ装置の原理
を説明するための説明図、 第１１図は、被写体として用いたス１へレートファント
ムとテーパファントムの側面図、　−第１２図は、第１
１図示すファントムのＸ線強度を示す特性曲線図である
。 図中、■　・有感部、２・・・不感帯部、５・・・フォ
トダイオード感度分布曲線、８・・フォトダイオードア
レイ、８Ａ・・・フォトタイオート、９　放射線シンチ
レータ、１３・・・放射線シンチレータ光出力分布曲線
、１５・・・検出器の出力特性曲線である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射線により発光する複数のシンチレータとシン
   チレータの発光を受光する複数の光電変換素子よりなる
   多素子放射線検出器において、前記光電変換素子が長方
   形でありかつ有感部の幅が中央部より両端部の方が広い
   形状に構成し、中央部より両端部の方が感度が高い特性
   を有する光電変換素子を備えたことを特徴とする放射線
   検出器。