JPH0469351B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は例えばＸ線CTスキヤナに用いる高密
度配列の放射線検出器に関するものである。

［発明の技術的背景］ 現在のＸ線CTスキヤナおよびデイジタル撮影
システムには数百から数千のＸ線検出器が用いら
れている。各Ｘ線検出器にはＸ線を光に変換する
シンチレータとその光を電気信号に変換するホト
セルを含んでいる。デイジタル撮影システムと同
様、CTスキヤナでは各検出器は同一ピツチで、
しかも、その検出器間の中心距離が等しいことが
大切である。また検出器が最大密度で配列されて
いることも重要である。すなわち、各検出器は互
に出来る限り近接した位置に置かれることが必要
である。それによつて高検出効率をもち患者に対
して最小量のＸ線爆射で充分な影像が得られる検
出器ができる。

今日では、CTスキヤナなどは、通常、デスク
リートＸ線検出器または配列Ｘ線検出器を使用し
ている。

第１図に多数のデスクリートＸ線検出器を図示
してある。これらのＸ線検出器は１個のホトセル
１０を含んでいる。このホトセル１０は各基板１
２上に取付けられている。１個のシンチレータ２
０が各ホトセル１０用に設けられＸ線放射をホト
セル１０が応答する光に変換している。

従来より知られているように、個々のホトセル
１０は基板１２の各端１６，１８から少くとも距
離１４だけ離して取付けなければならない。それ
はホトセル１０に損傷を与えることなく各端１
６，１８のところで基板１２を切断するため十分
な切削余裕をもたせるためである。ホトセル１０
を基板１２の端部１６，１８から距離１４より近
く取付けた場合、ホトセル１０に損傷を与えるこ
となしに端部１６，１８を形成するために基板１
２を切断したり、切削したり、あるいはその他の
方法で切断することは不可能であろう。

各ホトセルは第１図に示されているとおり相等
しい幅W1である。各ホトセル１０は相隣るホト
セル１０と距離１４の２倍の長さに等しい距離
L1だけ離されている。図１の配列のとおり、各
ホトセル１０の他のホトセルの中心とピツチP1
だけ離されている。P1＝W1＋L1である。

従つて図１に示すような個別検出器と使用する
場合、すべて検出器に対して等しいピツチを得る
ことは非常に容易である。ただし、図１に示すよ
うなデスクリート検出器を使用する場合には、距
離L1という重要な量を個別ホトセル１０間にと
る必要がある。なお、デスクリート検出を使用す
るデスクリートシンチレータ２０を使用する必要
がある。これらシンチレータは相互に一定距離だ
け離しておかれる。これにより２つの問題に到達
する。まず、かような配列は使用信号を減少する
からＳ／Ｎ比を悪くする。なお、このような配列
ではシンチレータ間にある死区域に多量のＸ線が
到達するが、このようなＸ線は検知されない。こ
の結果、収集すべきある情報量に対して患者に必
要な線量の増加を生ずることとなる。

ホトセル間の分離L1は第２図に示すような配
列検出器を使用することによつて減少できる。第
１図のデスクリート検出器の場合には各ホトセル
２２は対応する１個のシンチレータ２６を備えて
いる。しかし、第２図では多数のホトセル２２が
１つの基板２４の上に置かれている。従つてホト
セル２２は相互に距離L2だけ離して位置決めで
きる。この距離L2はホトセル２２の製造に利用
されるマスキングと製造技術のみの制限を受け
る。従つてL2は第１図のL1より実質的に小さく
できる。それによつて使用信号の強さを増し、信
号対雑音比が減少し、Ｘ線の到達可能な死区域の
大きさも減少する。なお、かような配置では相等
しいピツチはW2となる。（W2＝W1＋L2） ホトセル２２の密度は何千もの検出器配列の全
部を１個の基板上に作ることによつて最大にでき
る。しかし、ホトセル２２中の１個が機能不良と
なつた場合、全配列が無価値となる。それはL2
が小さいからホトセル２２の隣りどうしの間の基
板２４を切ることも、あるいは他の方法で切断す
ることもできないからである。また、現在では、
使用できる半導体ウエハの大きさの制限上長さ４
〜５インチより大きい配列に構成することは不可
能である。

［背景技術の問題点］ １個の基板上のホトセル２２の数を制限するこ
とによつて１個の基板上の検出器群内にただ１個
の不良ホトセルをもつという減殺効果を最小にす
ることは不可能であろう。けれども基板２４の端
２８に隣接して置く各ホトセルはその端から距離
L1だけ離して置く必要である。その結果隣接す
るホトセル２２間の標準ピツチP2と対比して隣
接するホトセル２２ａ間はピツチP1となる。な
お、幅の等しいシンチレータ２６を使用した場合
ホトセル２２と関連しているシンチレータ２４ａ
間はギヤツプＧとなる。このギヤツプＧは新たな
死区域を導くため、収集すべきある情報量に対し
て必要な患者の線量は増加する。

［発明の目的］ 本発明は検出器間が一様のピツチで、しかも、
万一その群内の１個の検出器のいずれかのホトセ
ルが故障と判明した場合、限られた検出器群を選
択的に除去できる高密度配列検出器を提供するこ
とを目的とする。

［発明の概要］ この目的を達成するために本発明は、基板と、
この基板上に間隙Ｌで配列された複数の第１光電
変換素子から成る素子配列と、素子配列の継ぎ目
に間隙Ｌよりも大きい間隙で隣接して配置され、
第１光電変換素子よりは幅の狭い２個の第２光電
変換素子と、第１及び第２光電変換素子の上にそ
れぞれ等間隔で配置され、かつ同一幅を有するシ
ンチレータとを具備したことを要旨とするもので
ある。

［発明の実施例］ 以下、本発明による一実施例を図面を用いて詳
細に説明する。

第３図は本実施例の斜視図である。同図に示す
ように基板３０の上に複数個のホトセル３２（幅
W1）が取付けられている。ホトセル３２は基板
３０上に並べて置かれ相互に距離L2で分離され
ている。L2は上述のようにホトセル３２の密度
を最大にする値である。しかし、距離L2はホト
セル３２に損傷を与えることなく相隣るホトセル
３２間の基板３０を切断できる値としては不十分
である。

従つて、並べられているホトセル３４の１対が
設けられているその各々の幅はW1より小さいW2
にしてある。その区別を容易にするためにホトセ
ル３４として次に述べる。並べられたホトセル３
４の各対はホトセル３２の群の間に置かれ、各ホ
トセルは隣接するホトセルと距離L2だけ分離さ
れている。ただし、ホトセル３４の対の対向側に
あるホトセル３２の中心間は距離ｄだけ分離され
ている。ｄはホトセル３２のピツチの３倍に等し
い、すなわちＬ＋W1の３倍に等しい。

ホトセル３４は順次距離L3だけ相互に分離さ
れている。L3はL2より十分大きくとつてあり、
ホトセル３２あるいは３４に損傷を与えることな
く点線３６ａ〜ｃに沿つてホトセル３４間の基板
３０を選択的に切断することができる。

従つて、万一ホトセル３２ａのようなホトセル
３２が故障と判明した場合にはホトセル３２ａと
関連しているホトセル３２の１群全体を点線３６
ａ，３６ｂのところで基板３０を切断することに
よつて配列の残りの部分から分離することができ
る。ホトセル３２ａを含むユニツトはその際取り
除いて２個のホトセル３４（各々幅W1より小さ
い幅W2のもの）をもつ同一のユニツトと取換え
ることができる。ホトセル３４の１つはその群内
のホトセル３２の各端部に置かれる。上述のよう
に各ホトセル３４は隣接するホトセル３２と最小
分離距離L2だけ分離され、ホトセル３４と隣接
する各検出器３２の中心は基板３０のそれぞれの
位置の端３６ａ〜ｃからL2＋W1の1.5倍に等しい
距離だけ分離されている。なお、ホトセル３４は
いずれもその位置の端３６ａ〜ｃから１／2L3の
距離だけ分離されている。１／2L3は１／2L2よ
り十分大きいので、ホトセル３４に損傷を与える
ことなく点線３６ａ〜ｃのところで基板３０を切
断することができる。

更に第３図に示すように、複数個の同一幅のシ
ンチレータ素子３８の各々はホトセル３２および
３４のそれぞれの１個と同心になつている。従つ
てシンチレータ素子３８間にギヤツプＧが存在せ
ず、その故Ｘ線は到達するが検出はできない死区
域は存在しない。

Ｘ線を検出し、ホトセル３２あるいは３４によ
つて順次検出される小量の光を生じるのはシンチ
レータである。シンチレータ配列は一様のピツチ
をもつているから、Ｘ線検出部は一様のピツチを
保つている。ホトセル３４のサイズは小さいか
ら、小量の光がそれに相当するチヤネルで失われ
る。このことのために、これら小数のチヤネルで
信号振幅は僅かに減少される。しかし、増幅器の
僅かに高い電子的ゲインによつて、あるいはソフ
トウエアの正常化によつてこのことは容易に修正
できる。全てのＸ線がシンチレータ内で検出され
るから、これら小数の小さなホトセル・チヤネル
においてさえ、線量効率は保存されて患者への線
量の増加は必要なくなる。

従つて本発明を用いることにより多数のホトセ
ルの１個の配列は、多数のホトセルを含めて、１
個の基板上に設けられる。このホトセル配列は２
個の異なるサイズのホトセルから成り、これはホ
トセルおよび光電変換器として説明を容易にする
ため上記のように述べた。

配列内のほとんどのホトセルの寸法は、最良の
信号対雑音比と最良の線量利用効率をもち一致し
ている。しかし周期的に僅かに小さいホトセルの
１対が配列の中で置き代えられ、これらのホトセ
ル間により大きなスペースを残している。

典型的な24チヤネル・ホトセル配列には２個の
小形ホトセルと６個の普通の大きさのホトセルの
８個のホトセルをユニツトとしたものを複数個含
ませることができる。ユニツト内のホトセル間の
スペースは最小値にとられる。このユニツト間の
スペースは不良ホトセルがどのユニツト内で見つ
かつても切断ができるだけの十分の大きさになつ
ている。本発明を用いれば、１個の不良ホトセル
が完成された配列の中に発見された場合、この不
良セルを含むユニツトはダイスされ取去られ、全
ての作動ホトセルを含む別のユニツトと交換され
る。これによつてホトセルの収量は大いに改善さ
れる。

［発明の効果］ 以上、本発明によれば最良の線量利用効率をも
つ同一大きさのシンチレータの配列が上記ホトセ
ル配列に結合される。シンチレータはＸ線を検出
するものであるから等ピツチで高検出効率で、低
ノイズの検出配列ができる。比較的小数の小形ホ
トセルにおいて、検出出力は幾分小さくなり、
Ｓ／Ｎ比はこれら小数のホトセルにおいてのみ幾
分悪くなる。しかし、それらの縮少面積のホトセ
ルにおいてもＸ線は検出されるので線量効率は悪
くならない。

更に付加わる利益や改造は技術に熟練している
人々には容易に起こるであろう。それ故更に広い
方面での発明は上記に示し、また説明した特殊な
詳細事項や図解例に限るものではない。従つて、
出願人の一般発明の概念の精神や範囲から逸脱し
ない範囲で種々の変形例が導けることは言うまで
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の放射線検出器の斜視
図、第３図は本発明の一実施例の斜視図である。 ３０……基板、３２，３４……ホトセル、３８
……シンチレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基板と、この基板上に間隙Ｌで配列された複
   数の第１光電変換素子から成る素子配列と、素子
   配列の継ぎ目に間隙Ｌよりも大きい間隙で隣接し
   て配置され、第１光電変換素子よりは幅の狭い２
   個の第２光電変換素子と、第１及び第２光電変換
   素子の上にそれぞれ等間隙で配置され、かつ同一
   幅を有するシンチレータとを具備したことを特徴
   とする放射線検出器。