JPH07148148A - Ｘ線ｃｔ装置用の２次元アレイ型放射線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、２次元状に配置されるＸ線検
出素子のアライメント誤差を軽減し、チャンネル間のク
ロストークを防止できるＸ線ＣＴ装置用の２次元アレイ
型放射線検出器を提供することである。 【構成】本発明によるＸ線ＣＴ装置用の２次元アレイ型
放射線検出器は、Ｘ線管からのＸ線に沿って設けられた
Ｘ線及び光を透過しない仕切板３で直交２方向に所定の
ピッチで２次元状に仕切られた複数の枠４各々にＸ線検
出素子が挿入されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のＸ線検出素子が
２次元状に配置されるＸ線コンピュータトモグラフィ装
置（以下「Ｘ線ＣＴ装置」と略す）に用いられる２次元
アレイ型放射線検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線検出素子をチャンネル方向だけでな
くそれに直交するスライス方向にも配列した２次元アレ
イ型放射線検出器はコーンビームＸ線管と併用されて微
小なスライスピッチのマルチスライスデータを短時間の
うちに収集するものと早期実用化が期待されている。

【０００３】しかし、２次元アレイ型放射線検出器には
従来から一般的な１次元放射線検出器にはない製造上の
課題がある。それはＸ線検出素子、特に微小なシンチレ
ータブロックを２次元状に配列するためそのアライメン
トに誤差が生じやすいことであり、２次元状に配列した
シンチレータとコリメータとの位置整合誤差が生じやす
いことであり、チャンネル間のクロストークに対して１
次元放射線検出器の場合のチャンネル方向だけでなくそ
れに直交するスライス方向にも対策を講じなければなら
ないことである。また、これは１次元放射線検出器にも
言えることであるが、シンチレータ内での光拡散によっ
てシンチレータ閃光の大部分がフォトダイオードに到達
しないために、Ｘ線検出素子のＸ線に対する実効的な感
度が低くなることである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、２次
元状に配置されるＸ線検出素子のアライメント誤差を軽
減し、チャンネル間のクロストークを防止できるＸ線Ｃ
Ｔ装置用の２次元アレイ型放射線検出器を提供すること
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるＸ線ＣＴ装
置用の２次元アレイ型放射線検出器は、Ｘ線管からのＸ
線に沿って設けられたＸ線及び光を透過しない仕切板で
直交２方向に所定のピッチで２次元状に仕切られた複数
の枠各々にＸ線検出素子が挿入されてなることを特徴と
する。

【０００６】

【作用】本発明によれば、Ｘ線検出素子を予め仕切板で
直交２方向に所定のピッチで仕切られている複数の枠各
々に挿入することによりＸ線検出素子を２次元状に配置
することができるので、Ｘ線検出素子のアライメント誤
差が軽減され、また仕切板はＸ線及び光を透過しないの
でチャンネル間のクロストークが防止される。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。主に第３世代のＸ線ＣＴ装置に用いられるべき２次
元アレイ型放射線検出器は複数のＸ線検出素子を理想的
にはＸ線管から全て等距離であって、チャンネル方向及
びそれに直交するスライス方向に所定のピッチで配列し
たものであり、コーンビームＸ線管と併用され、１回の
Ｘ線曝射で多チャンネル方向の信号（投影データ）をマ
ルチスライスで収集するものである。

【０００８】本実施例に係る２次元アレイ型放射線検出
器の構成をその製造工程に沿って説明する。図１は本実
施例に係る２次元アレイ型放射線検出器の枠組の外観図
である。枠組１の外枠２内には、チャンネル方向及びそ
れに直交するスライス方向それぞれに所定のピッチで複
数の枠４が、Ｘ線及び光を透過しないＷやＭｏ等の金属
製の仕切板３で仕切られている。全ての仕切板３は図示
しないＸ線管からのＸ線の照射方向を想定して、それぞ
れ照射されるＸ線に沿って異なる角度で設けられる。ま
た全ての仕切板３の高さは、Ｘ線検出素子の側面高より
高く設定される。

【０００９】全ての枠４は、少なくともＸ線検出素子が
挿入可能なサイズに設定される。複数の枠４はチャンネ
ル方向に、チャンネル方向のＸ線検出素子数と同じ数だ
け、複数のＸ線検出素子のチャンネル方向のピッチと同
じピッチで設けられる。また複数の枠４はスライス方向
に、スライス方向のＸ線検出素子数と同じ数だけ、複数
のＸ線検出素子のスライス方向のピッチと同じピッチで
設けられる。

【００１０】このような枠組１を注型やエッチングによ
り一体成型してもよいし、図２（ａ），（ｂ）に示す仕
切板３を井げた状に組み合わせ、その状態で図２（ｃ）
の外枠２の開口部６内に設置するようにして形成しても
よい。仕切板３を井げた状に組み合わせる場合、図２
（ａ）のチャンネル方向に沿って配置されるべき仕切板
３に、複数のＸ線検出素子のチャンネル方向のピッチと
同じピッチでスリット５を設け、図２（ｂ）のスライス
方向に沿って配置されるべき仕切板３に複数のＸ線検出
素子のスライス方向のピッチと同じピッチでスリット５
を設け、両方向の仕切板３を互いにスリット５で嵌合し
て井げた状に組み合わせることが製造効率や製造精度の
点から好ましい。全ての仕切板３の側面には、一体成型
後、または井げた状に組み合わせる前後問わず、光反射
樹脂が塗布され又は光反射フィルムが装着されて光反射
層が形成される。

【００１１】図３に示すように枠組１の各枠４には、サ
イコロ状のシンチレータブロック７が嵌込まれる。シン
チレータブロック７は、Ｘ線を光に変換するものであ
り、このシンチレータブロック１から出力される光を電
気信号に変換して断層像を再構成するコンピュータ系に
出力するフォトダイオードと共にＸ線検出素子を構成す
る。なお、液状のシンチレータを各枠４に流し込んで、
シンチレータブロック７を構成するようにしてもよい。

【００１２】このようにして完成した２次元アレイ型放
射線検出器をＸ線管側から見た外観図を図４に示し、図
５に図４のＡ−Ａ´断面図を示す。８は上述した光反射
層であり、９は上述したフォトダイオードである。上述
したように全ての仕切板３の高さはＸ線検出素子、ここ
ではシンチレータブロック７の側面高より高く設定され
ていて、全てのシンチレータブロック７は、その表面よ
り仕切板３がＸ線管側に突出するように枠４に挿入され
嵌合される。この仕切板３はＸ線を透過しない材料で形
成されているので、従来のコリメータ板としての機能を
実効する。これは従来のコリメータ板とＸ線検出素子配
列とを別体で製造し両者を位置整合して合体させる場合
に少なからず生じていた位置整合の誤差が発生する機会
を皆無にする。

【００１３】コーンビームＸ線管から曝射されたコーン
ビームＸ線は被検体を透過して全てのシンチレータ７に
略垂直に到達する。略垂直以外の角度でシンチレータブ
ロック７に向かって照射されるＸ線は仕切板３で吸収さ
れ、シンチレータブロック７には到達しない。各シンチ
レータブロック７で変換された光は全方向に放射され
る。従来はこの光の中のフォトダイオード９に直接向か
う一部の光だけを検出するようにしていたので、検出効
率が悪く低感度であった。本発明では、フォトダイオー
ド９に直接向かう一部の光に加えて、仕切板３の光反射
層８で反射した反射光も検出する。したがって従来に比
べ検出効率が向上し、これに伴って感度も向上すること
になる。これに関連して次のような理由により検出効率
及び感度の向上が望める。つまり、従来、フォトダイオ
ード９でより多くの光を検出しようとシンチレータブロ
ック７を薄くしてフォトダイオード９を光源に接近させ
るよう手立てされていたが、シンチレータブロック７を
薄くするとシンチレータブロック７をＸ線が通過してし
まう、つまり光に変換されずにそのまま通過するＸ線量
が増加して、結果的に検出効率が悪く低感度になってい
た。本発明ではＸ線が通過することのない又は従来より
少なくとも通過Ｘ線量を軽減する程度にシンチレータブ
ロック７を厚くしてフォトダイオード９が光源から遠く
なっても、光反射層８での反射によりフォトダイオード
９で検出される光量は、シンチレータブロック７内での
光透過率を無視して考えれば理論的には減少することは
ない。したがってこの観点からも従来に比べ検出効率及
び感度の向上を望める。

【００１４】また、シンチレータブロック７をＸ線を透
過しない仕切板３で少なくとも底面まで分離しているの
で、光に変換されないＸ線が隣のシンチレータブロック
７に突き抜けることによるチャンネル間のクロストーク
は少なくとも解消される。同様に、シンチレータブロッ
ク７を光を透過しない仕切板３で少なくとも底面まで分
離しているので、閃光が隣のシンチレータブロック７を
介して隣のフォトダイオード９に到達しそこで検出され
ることによるチャンネル間のクロストークは少なくとも
解消される。

【００１５】さらに、全てのシンチレータブロック７は
予め形成された枠４それぞれ１つづつ挿入されてアライ
メントされるので、アライメント誤差が発生する可能性
が、従来のように１次元アレイ放射線検出器を多数列接
合するよりも格段に少なく、且つ製造効率も向上する。
本発明はその要旨を逸脱しない限りにおいて種々変形し
て実施可能であるのは勿論である。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、予め仕切板で直交２方向に所
定のピッチで仕切られている複数の枠各々にＸ線検出素
子を挿入するようにしてＸ線検出素子のアライメント誤
差を軽減し、またこの仕切板をＸ線及び光を透過しない
材料で形成してチャンネル間のクロストークを防止し得
るＸ線ＣＴ装置用の２次元アレイ型放射線検出器を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る２次元アレイ型放射線
検出器の枠組の外観図。

【図２】図１の枠組の一構成例を説明する図。

【図３】図１の枠組にシンチレータブロックを嵌込む工
程を説明する図。

【図４】完成した本発明の一実施例に係る２次元アレイ
型放射線検出器の外観図。

【図５】図４のＡ−Ａ´断面図。

【符号の説明】

１…枠組、２…外枠、３…仕切板、４…枠、５…スリッ
ト、６…開口部、７…シンチレータブロック、８…光反
射層、９…フォトダイオード。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線管からのＸ線に沿って設けられたＸ
   線及び光を透過しない仕切板で直交２方向に所定のピッ
   チで２次元状に仕切られた複数の枠各々にＸ線検出素子
   が挿入されてなることを特徴とするＸ線ＣＴ装置用の２
   次元アレイ型放射線検出器。
2. 【請求項２】 前記仕切板の両側面には光反射層が形成
   されることを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置用
   の２次元アレイ型放射線検出器。
3. 【請求項３】 前記仕切板は前記Ｘ線検出素子の表面か
   ら前記Ｘ線管側に突出して形成され前記Ｘ線検出素子に
   対するコリメータ板としての機能を奏することを特徴と
   する請求項１記載のＸ線ＣＴ装置用の２次元アレイ型放
   射線検出器。
4. 【請求項４】 前記Ｘ線検出素子は前記Ｘ線を光に変換
   するシンチレータと前記光を電気信号に変換するフォト
   ダイオードとが積層されてなることを特徴とする請求項
   １記載のＸ線ＣＴ装置用の２次元アレイ型放射線検出
   器。
5. 【請求項５】 前記シンチレータは固体シンチレータで
   あって前記枠に嵌込まれてなることを特徴とする請求項
   ４記載のＸ線ＣＴ装置用の２次元アレイ型放射線検出
   器。
6. 【請求項６】 前記シンチレータは液体シンチレータで
   あって前記枠に流し込まれてなることを特徴とする請求
   項４記載のＸ線ＣＴ装置用の２次元アレイ型放射線検出
   器。