JP2001215281A - Ｘ線ｃｔ用二次元検出器 - Google Patents
Ｘ線ｃｔ用二次元検出器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単位時間に高精細かつ広範囲に画像撮影を行
う事の可能なＸ線ＣＴ用二次元検出器を提供する。 【解決手段】 入射したＸ線に基づいて光信号を生成し
アレイ状に配置されるシンチレータ４０７と、アレイ状
に配置されたシンチレータ４０７に各々接続し光信号を
電気信号に変換するフォトダイオード群４０６と、フォ
トダイオード群４０６が第１主面上に形成される基板４
０１と、基板４０１上のフォトダイオード群４０６の側
部に設けられ電気信号を束ねるスイッチング素子４０４
と、基板４０１の第２主面上に配置されスイッチング素
子４０４と接続されるデータ収集素子４０５とを具備す
る事を特徴とするＸ線ＣＴ用二次元検出器。
う事の可能なＸ線ＣＴ用二次元検出器を提供する。 【解決手段】 入射したＸ線に基づいて光信号を生成し
アレイ状に配置されるシンチレータ４０７と、アレイ状
に配置されたシンチレータ４０７に各々接続し光信号を
電気信号に変換するフォトダイオード群４０６と、フォ
トダイオード群４０６が第１主面上に形成される基板４
０１と、基板４０１上のフォトダイオード群４０６の側
部に設けられ電気信号を束ねるスイッチング素子４０４
と、基板４０１の第２主面上に配置されスイッチング素
子４０４と接続されるデータ収集素子４０５とを具備す
る事を特徴とするＸ線ＣＴ用二次元検出器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線ＣＴ用二次元
検出器に関する。
検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＸ線ＣＴスキャナについて説明す
る。
る。
【０００３】Ｘ線ＣＴスキャナは、被検体を挟んで対向
配置されたＸ線源及び検出器を有しており、被検体を人
間とすると、人間の中心線を通る体軸方向に直交する方
向（チャンネル方向）に沿って検出器が、扇状に例えば
約１０００チャンネル並べられている。
配置されたＸ線源及び検出器を有しており、被検体を人
間とすると、人間の中心線を通る体軸方向に直交する方
向（チャンネル方向）に沿って検出器が、扇状に例えば
約１０００チャンネル並べられている。
【０００４】検出器には種々のタイプが使用可能である
が、小型化が可能なシンチレーション検出器が良く用い
られている。このシンチレーション検出器は検出素子と
してシンチレータと、フォトダイオード等の光センサを
有し、被検体を透過したＸ線をシンチレータにより吸収
し、その吸収により当該シンチレータで発生した蛍光を
光センサによって電気信号に変換して検出素子毎に出力
するようになっている。
が、小型化が可能なシンチレーション検出器が良く用い
られている。このシンチレーション検出器は検出素子と
してシンチレータと、フォトダイオード等の光センサを
有し、被検体を透過したＸ線をシンチレータにより吸収
し、その吸収により当該シンチレータで発生した蛍光を
光センサによって電気信号に変換して検出素子毎に出力
するようになっている。
【０００５】すなわち、上述したＸ線ＣＴスキャナによ
れば、Ｘ線源から被検体のある断面（以下スライス面と
称す）に対して扇状にＸ線ビームを照射し、被検体のあ
るスライス面を透過したＸ線ビームを検出器の各検出素
子毎に電気信号に変換してＸ線透過データを収集する。
れば、Ｘ線源から被検体のある断面（以下スライス面と
称す）に対して扇状にＸ線ビームを照射し、被検体のあ
るスライス面を透過したＸ線ビームを検出器の各検出素
子毎に電気信号に変換してＸ線透過データを収集する。
【０００６】マルチスライスＸ線ＣＴスキャナは、シン
グルＸ線ＣＴスキャナにおける検出器の検出素子を被検
体の体軸方向に沿って複数列（複数（Ｎ）セグメント）
有しており、当該検出器は、全体でＭチャンネル×Ｎセ
グメントの検出素子を有するＸ線ＣＴ用二次元検出器と
して構成されている。
グルＸ線ＣＴスキャナにおける検出器の検出素子を被検
体の体軸方向に沿って複数列（複数（Ｎ）セグメント）
有しており、当該検出器は、全体でＭチャンネル×Ｎセ
グメントの検出素子を有するＸ線ＣＴ用二次元検出器と
して構成されている。
【０００７】図５に示すように、検出素子５０１はＸ線
をコリメートするコリメータブロック５０２とシンチレ
ータブロック５０３、フォトダイオードブロック５０４
が一体になっている。これらよりなる検出素子５０１か
らの信号は、任意の撮影スライス厚に束ねる為の切換え
用のスイッチング素子５０５を通り、撮影スライス厚に
応じた信号に束ねられてから、フレキシブルＰＣ板５０
６（以下フレキと称する）を介し、データ収集素子５０
７（以下ＤＡＳと称する）に送られる。その際、信号は
アナログ信号のまま取り出されている。
をコリメートするコリメータブロック５０２とシンチレ
ータブロック５０３、フォトダイオードブロック５０４
が一体になっている。これらよりなる検出素子５０１か
らの信号は、任意の撮影スライス厚に束ねる為の切換え
用のスイッチング素子５０５を通り、撮影スライス厚に
応じた信号に束ねられてから、フレキシブルＰＣ板５０
６（以下フレキと称する）を介し、データ収集素子５０
７（以下ＤＡＳと称する）に送られる。その際、信号は
アナログ信号のまま取り出されている。
【０００８】ところで、これまでのＸ線ＣＴ用二次元検
出器では、上述したように、Ｘ線をコリメートするコリ
メータブロック５０２とシンチレータブロック５０３、
フォトダイオードブロック５０４が、検出素子５０１と
して一体になっており、温度を一定に保つ事、また光を
遮蔽する事を目的としたケース５０８の中に入ってい
る。検出器は例えば約４０℃±１℃の範囲でヒータ５０
９により暖められ、温度コントロールがされている。
出器では、上述したように、Ｘ線をコリメートするコリ
メータブロック５０２とシンチレータブロック５０３、
フォトダイオードブロック５０４が、検出素子５０１と
して一体になっており、温度を一定に保つ事、また光を
遮蔽する事を目的としたケース５０８の中に入ってい
る。検出器は例えば約４０℃±１℃の範囲でヒータ５０
９により暖められ、温度コントロールがされている。
【０００９】しかしながら、マルチスライスＣＴスキャ
ナにおいては、被検体を挟んで対向配置されたＸ線源及
び検出器が、動作時に回転する。検出素子５０１とＤＡ
Ｓ５０７は、フレキ５０６を介して接続されている為
に、回転時にこれらを接続するコネクタ（図示せず）が
フレキ５０６に引っ張られて取れたり、また、フレキ５
０６を通る際の信号がアナログ信号であることから、回
転時の振動でノイズを受ける事も多かった。
ナにおいては、被検体を挟んで対向配置されたＸ線源及
び検出器が、動作時に回転する。検出素子５０１とＤＡ
Ｓ５０７は、フレキ５０６を介して接続されている為
に、回転時にこれらを接続するコネクタ（図示せず）が
フレキ５０６に引っ張られて取れたり、また、フレキ５
０６を通る際の信号がアナログ信号であることから、回
転時の振動でノイズを受ける事も多かった。
【００１０】一方、ＤＡＳ５０７は、発熱により基板温
度が約６０℃〜約９０℃となっており、誤動作を防ぐ為
に、ファン５１０をＤＡＳ基板にとりつけており、温度
が過剰に上昇しないような機構を設けている。
度が約６０℃〜約９０℃となっており、誤動作を防ぐ為
に、ファン５１０をＤＡＳ基板にとりつけており、温度
が過剰に上昇しないような機構を設けている。
【００１１】従って、上述したように、検出器素子を室
温より高い一定温度に保つ為に、約１００Ｗ〜約１５０
Ｗのヒータ５０９を取り付けていたにもかかわらず、一
方ＤＡＳユニットではＤＡＳ５０７が発熱し、冷却する
為にファン５１０を取り付けていた。
温より高い一定温度に保つ為に、約１００Ｗ〜約１５０
Ｗのヒータ５０９を取り付けていたにもかかわらず、一
方ＤＡＳユニットではＤＡＳ５０７が発熱し、冷却する
為にファン５１０を取り付けていた。
【００１２】また、かねてより医師からは、単位時間に
より高精細かつ広範囲に画像を撮影したいという強い要
望が出されていた。
より高精細かつ広範囲に画像を撮影したいという強い要
望が出されていた。
【００１３】しかしながら、従来のマルチスライスＣＴ
では、検出素子からフレキやコネクタを介してデータを
ＤＡＳに取り出しており、検出素子から取り出す配線の
密度、つまりフレキの本数には上限があった。その為、
ヘリカルスキャンを用いずに同時収集できるデータは８
スライスまでであった。その為、一度に撮影出来る範囲
は狭く、高精細画像を撮影する際は、例えば０．５ｍｍ
スライスを８スライス同時撮影する事により、約４ｍｍ
の体軸方向範囲のみしか撮影できなかった。また、広範
囲な画像を得る為に、一度に約３２ｍｍの体軸方向の範
囲を撮影すると、解像度は約４ｍｍとなり良くない。し
たがって、高精細かつ広範囲を両立した画像撮影は行な
えなかった。
では、検出素子からフレキやコネクタを介してデータを
ＤＡＳに取り出しており、検出素子から取り出す配線の
密度、つまりフレキの本数には上限があった。その為、
ヘリカルスキャンを用いずに同時収集できるデータは８
スライスまでであった。その為、一度に撮影出来る範囲
は狭く、高精細画像を撮影する際は、例えば０．５ｍｍ
スライスを８スライス同時撮影する事により、約４ｍｍ
の体軸方向範囲のみしか撮影できなかった。また、広範
囲な画像を得る為に、一度に約３２ｍｍの体軸方向の範
囲を撮影すると、解像度は約４ｍｍとなり良くない。し
たがって、高精細かつ広範囲を両立した画像撮影は行な
えなかった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、これ
までのマルチスライスＣＴの二次元検出器には、いくつ
か問題がある。
までのマルチスライスＣＴの二次元検出器には、いくつ
か問題がある。
【００１５】まず、検出素子とＤＡＳは、フレキを介し
て接続されている為に、回転時にこれらを接続するコネ
クタがフレキに引っ張られて取れたり、また、フレキを
通る際の信号はアナログ信号であることから、回転時の
振動でノイズを受ける事も多かった。
て接続されている為に、回転時にこれらを接続するコネ
クタがフレキに引っ張られて取れたり、また、フレキを
通る際の信号はアナログ信号であることから、回転時の
振動でノイズを受ける事も多かった。
【００１６】また、検出器素子を室温より高い一定温度
に保つ為に、約１００Ｗ〜約１５０Ｗのヒータを取り付
けていたにもかかわらず、一方ＤＡＳユニットではＤＡ
Ｓが発熱し、冷却する為にファンを取り付けていた。従
って、検出器中で、一部を熱し、一部を冷却する為に、
電力の無駄が生じていた。
に保つ為に、約１００Ｗ〜約１５０Ｗのヒータを取り付
けていたにもかかわらず、一方ＤＡＳユニットではＤＡ
Ｓが発熱し、冷却する為にファンを取り付けていた。従
って、検出器中で、一部を熱し、一部を冷却する為に、
電力の無駄が生じていた。
【００１７】さらに、高精細かつ広範囲の画像を撮影す
る事は困難であった。
る事は困難であった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】そこで本発明の第１は、
入射したＸ線に基づいて光信号を生成しアレイ状に配置
されるシンチレータと、アレイ状に配置された前記シン
チレータに各々接続し前記光信号を電気信号に変換する
フォトダイオード群と、前記フォトダイオード群が第１
主面上に形成される基板と、前記基板上の前記フォトダ
イオード群の側部に設けられ前記電気信号を束ねるスイ
ッチング素子と、前記基板の第２主面上に配置され前記
スイッチング素子と接続されるデータ収集素子とを具備
する事を特徴とするＸ線ＣＴ用二次元検出器を提供す
る。
入射したＸ線に基づいて光信号を生成しアレイ状に配置
されるシンチレータと、アレイ状に配置された前記シン
チレータに各々接続し前記光信号を電気信号に変換する
フォトダイオード群と、前記フォトダイオード群が第１
主面上に形成される基板と、前記基板上の前記フォトダ
イオード群の側部に設けられ前記電気信号を束ねるスイ
ッチング素子と、前記基板の第２主面上に配置され前記
スイッチング素子と接続されるデータ収集素子とを具備
する事を特徴とするＸ線ＣＴ用二次元検出器を提供す
る。
【００１９】本発明の第１は、前記データ収集素子に隣
接し、前記データ収集素子を冷却する冷却手段を具備し
ても良い。
接し、前記データ収集素子を冷却する冷却手段を具備し
ても良い。
【００２０】また本発明の第１においては、１または複
数のセグメント内の前記シンチレータを１スライスとし
て束ね、９スライス以上同時にデータ収集しても良い。
数のセグメント内の前記シンチレータを１スライスとし
て束ね、９スライス以上同時にデータ収集しても良い。
【００２１】本発明の第２は、基板上にデータ収集素子
をリフロー接続するデータ収集素子接続工程と、前記デ
ータ収集素子接続工程の後、前記データ収集素子をリフ
ロー接続する温度より低い温度で、前記基板の前記デー
タ収集素子の形成されない面にアレイ状にフォトダイオ
ードを形成する工程とを具備する事を特徴とするＸ線Ｃ
Ｔ用二次元検出器の製造方法を提供する。
をリフロー接続するデータ収集素子接続工程と、前記デ
ータ収集素子接続工程の後、前記データ収集素子をリフ
ロー接続する温度より低い温度で、前記基板の前記デー
タ収集素子の形成されない面にアレイ状にフォトダイオ
ードを形成する工程とを具備する事を特徴とするＸ線Ｃ
Ｔ用二次元検出器の製造方法を提供する。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を詳細に
説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるもので
はない。
説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるもので
はない。
【００２３】図１は、本実施形態のＸ線ＣＴスキャナ１
の概略構成を示すブロック図である。
の概略構成を示すブロック図である。
【００２４】図１によれば、Ｘ線ＣＴスキャナ１は、ガ
ントリー３とシステム部４を備えている。ガントリー３
は、被検体Ｐ（患者）載置用の寝台２と、被検体Ｐを挿
入して診断を行なうための診断用開口部（図示せず）を
有し、被検体Ｐの投影データの収集を行なう。また、シ
ステム部４は、スキャナ全体の制御を行なうとともに、
収集された投影データに基づいて画像再構成処理や再構
成画像表示等を行なう。
ントリー３とシステム部４を備えている。ガントリー３
は、被検体Ｐ（患者）載置用の寝台２と、被検体Ｐを挿
入して診断を行なうための診断用開口部（図示せず）を
有し、被検体Ｐの投影データの収集を行なう。また、シ
ステム部４は、スキャナ全体の制御を行なうとともに、
収集された投影データに基づいて画像再構成処理や再構
成画像表示等を行なう。
【００２５】寝台２は、図示しない寝台駆動部の駆動に
より被検体Ｐの体軸方向に沿ってスライド可能になって
いる。
より被検体Ｐの体軸方向に沿ってスライド可能になって
いる。
【００２６】ガントリー３は、その診断用開口部に挿入
された被検体Ｐを挟んで対向配置されたＸ線管球１０及
び主検出器１１と、ガントリー駆動部１２とを備える。
Ｘ線管球１０及び主検出器１１は、ガントリー駆動部１
２の駆動により、ガントリー３の診断用開口内に挿入さ
れた被検体Ｐの体軸方向の中心軸の廻りに一体で回転可
能になっている。ガントリー３内のＸ線管球１０と被検
体Ｐとの間には、Ｘ線管球１０のＸ線焦点から曝射され
たコーン状のＸ線ビームを整形し、所要の大きさのＸ線
ビームを形成するためのスリット１３が設けられてい
る。
された被検体Ｐを挟んで対向配置されたＸ線管球１０及
び主検出器１１と、ガントリー駆動部１２とを備える。
Ｘ線管球１０及び主検出器１１は、ガントリー駆動部１
２の駆動により、ガントリー３の診断用開口内に挿入さ
れた被検体Ｐの体軸方向の中心軸の廻りに一体で回転可
能になっている。ガントリー３内のＸ線管球１０と被検
体Ｐとの間には、Ｘ線管球１０のＸ線焦点から曝射され
たコーン状のＸ線ビームを整形し、所要の大きさのＸ線
ビームを形成するためのスリット１３が設けられてい
る。
【００２７】さらに、Ｘ線ＣＴスキャナ１は、Ｘ線管球
１０に高電圧を供給する高電圧発生装置１５を備えてい
る。この高電圧発生装置１５によるＸ線管球１０への高
電圧供給は、例えば接触式のスリップリング機構により
行なわれる。
１０に高電圧を供給する高電圧発生装置１５を備えてい
る。この高電圧発生装置１５によるＸ線管球１０への高
電圧供給は、例えば接触式のスリップリング機構により
行なわれる。
【００２８】主検出器１１には、シンチレータ及びフォ
トダイオード等の光センサを有するシンチレーション検
出器が用いられている。すなわち、Ｘ線管球１０から曝
射され被検体を透過したＸ線をシンチレータにより吸収
し、その吸収により発生した蛍光を光センサによって電
気信号に変換して出力するようになっている。
トダイオード等の光センサを有するシンチレーション検
出器が用いられている。すなわち、Ｘ線管球１０から曝
射され被検体を透過したＸ線をシンチレータにより吸収
し、その吸収により発生した蛍光を光センサによって電
気信号に変換して出力するようになっている。
【００２９】図２に、このシンチレーション型主検出器
１１の検出素子列の構成を示す。図２では、１チャンネ
ルあたり複数セグメント（本実施形態では４８ｓｅｇ）
が体軸方向に沿って並べられた検出素子列をチャンネル
方向に沿って複数チャンネル（本実施形態では２４ｃ
ｈ）アレイ状に配列した二次元検出器（図２では、２４
ｃｈ×４８ｓｅｇの二次元検出器を示している）として
構成されている。
１１の検出素子列の構成を示す。図２では、１チャンネ
ルあたり複数セグメント（本実施形態では４８ｓｅｇ）
が体軸方向に沿って並べられた検出素子列をチャンネル
方向に沿って複数チャンネル（本実施形態では２４ｃ
ｈ）アレイ状に配列した二次元検出器（図２では、２４
ｃｈ×４８ｓｅｇの二次元検出器を示している）として
構成されている。
【００３０】なお、シンチレータブロックのシンチレー
タ素子は、フォトダイオード素子と光学的に接続されて
いる。また、シンチレータ素子の各セグメント間及び各
チャンネル間には、例えば金属等の反射板からなるセパ
レータ（図示せず）が設けられ、隣接するチャンネル間
及びセグメント間のクロストークをなくすように構成さ
れている。そして、主検出器は、中心付近では１セグメ
ントが０．５ｍｍであり、これが２４チャンネル並ぶ
０．５ｍｍスライスで形成されており、周辺では１セグ
メントが１ｍｍであり、これが２４チャンネル並ぶ１ｍ
ｍスライスで形成されている。本実施形態では、０．５
ｍｍスライス素子が３２個、１ｍｍスライス素子がその
両側に８個ずつ配置されている。なお、ここに示した寸
法は、ガントリーの回転軸中心での値であり、主検出器
における実寸法ではない。
タ素子は、フォトダイオード素子と光学的に接続されて
いる。また、シンチレータ素子の各セグメント間及び各
チャンネル間には、例えば金属等の反射板からなるセパ
レータ（図示せず）が設けられ、隣接するチャンネル間
及びセグメント間のクロストークをなくすように構成さ
れている。そして、主検出器は、中心付近では１セグメ
ントが０．５ｍｍであり、これが２４チャンネル並ぶ
０．５ｍｍスライスで形成されており、周辺では１セグ
メントが１ｍｍであり、これが２４チャンネル並ぶ１ｍ
ｍスライスで形成されている。本実施形態では、０．５
ｍｍスライス素子が３２個、１ｍｍスライス素子がその
両側に８個ずつ配置されている。なお、ここに示した寸
法は、ガントリーの回転軸中心での値であり、主検出器
における実寸法ではない。
【００３１】図３に検出器の１チャンネルの半分の断面
模式図を示す。図３に示すように、各シンチレータ素子
は箱型であり、そのＸ線入射面、チャンネル方向端面及
び体軸方向端面には図示しない光反射材が層状に設けら
れている。そして、シンチレータ素子の蛍光出力面側に
は、例えば接着剤等の接合部材を介して光センサ（例え
ばフォトダイオード）が当該蛍光を受光可能に接合され
ている。各フォトダイオード素子は、図示しないアクテ
ィブエリア（ｐｎ接合部分であり、受光可能領域）を有
し、シンチレータ素子から発生した蛍光を当該アクティ
ブエリアで受光して電気信号に変換し、その電気信号を
それぞれ出力するようになっている。
模式図を示す。図３に示すように、各シンチレータ素子
は箱型であり、そのＸ線入射面、チャンネル方向端面及
び体軸方向端面には図示しない光反射材が層状に設けら
れている。そして、シンチレータ素子の蛍光出力面側に
は、例えば接着剤等の接合部材を介して光センサ（例え
ばフォトダイオード）が当該蛍光を受光可能に接合され
ている。各フォトダイオード素子は、図示しないアクテ
ィブエリア（ｐｎ接合部分であり、受光可能領域）を有
し、シンチレータ素子から発生した蛍光を当該アクティ
ブエリアで受光して電気信号に変換し、その電気信号を
それぞれ出力するようになっている。
【００３２】図３に示した構成において、各基本セグメ
ント（０．５ｍｍスライスセグメント、１ｍｍスライス
セグメント）は、１個のフォトダイオード素子及びそれ
に対応する１個のシンチレータ素子で構成されている。
ント（０．５ｍｍスライスセグメント、１ｍｍスライス
セグメント）は、１個のフォトダイオード素子及びそれ
に対応する１個のシンチレータ素子で構成されている。
【００３３】そして、上述した構造の主検出器（二次元
検出器）１１の各フォトダイオード素子は、それぞれ配
線を介してスイッチング素子２０に接続され、スイッチ
ング素子２０は、ＤＡＳ（データ収集素子）２１に接続
されている。シンチレータ素子、フォトダイオード素子
からなる検出素子により検出されたＸ線透過データは、
このスイッチング素子２０を介して、例えば３２スライ
ス分のデータがＤＡＳ２１に送られる。
検出器）１１の各フォトダイオード素子は、それぞれ配
線を介してスイッチング素子２０に接続され、スイッチ
ング素子２０は、ＤＡＳ（データ収集素子）２１に接続
されている。シンチレータ素子、フォトダイオード素子
からなる検出素子により検出されたＸ線透過データは、
このスイッチング素子２０を介して、例えば３２スライ
ス分のデータがＤＡＳ２１に送られる。
【００３４】ＤＡＳ２１は、送られたＸ線透過データに
対して増幅処理やＡ／Ｄ変換処理等を施して当該被検体
Ｐの３２スライス分の投影データを収集するようになっ
ている。
対して増幅処理やＡ／Ｄ変換処理等を施して当該被検体
Ｐの３２スライス分の投影データを収集するようになっ
ている。
【００３５】一方、図１に示すように、Ｘ線ＣＴスキャ
ナ１のシステム部４は、例えばＣＰＵ等を有するコンピ
ュータ回路を搭載したデータ処理装置２６を有してい
る。このデータ処理装置２６は、ＤＡＳ２１の各データ
収集素子により収集された３２スライス分の投影データ
を保持し、上述したガントリー３の回転による多方向か
ら得られた同一スライスの全ての投影データを加算する
処理や、その加算処理により得られた多方向投影データ
に対して必要に応じて補間処理、補正処理等を施すよう
になっている。
ナ１のシステム部４は、例えばＣＰＵ等を有するコンピ
ュータ回路を搭載したデータ処理装置２６を有してい
る。このデータ処理装置２６は、ＤＡＳ２１の各データ
収集素子により収集された３２スライス分の投影データ
を保持し、上述したガントリー３の回転による多方向か
ら得られた同一スライスの全ての投影データを加算する
処理や、その加算処理により得られた多方向投影データ
に対して必要に応じて補間処理、補正処理等を施すよう
になっている。
【００３６】また、システム部４は、データ処理装置２
６におけるデータ処理に必要なデータ等を記憶する記憶
装置２７と、データ処理装置２６によりデータ処理され
て得られた投影データを再構成処理して、３２スライス
分の再構成画像データを生成する再構成装置２８と、こ
の再構成装置２８により生成された再構成画像データを
表示する表示装置２９と、キーボードや各種スイッチ、
マウス等を備え、オペレータを介してスライス厚やスラ
イス数等の各種スキャン条件を入力可能な入力装置３０
と、再構成装置２８により生成された再構成画像データ
を記憶可能な大容量の記憶領域を有する補助記憶装置３
１とを備えている。
６におけるデータ処理に必要なデータ等を記憶する記憶
装置２７と、データ処理装置２６によりデータ処理され
て得られた投影データを再構成処理して、３２スライス
分の再構成画像データを生成する再構成装置２８と、こ
の再構成装置２８により生成された再構成画像データを
表示する表示装置２９と、キーボードや各種スイッチ、
マウス等を備え、オペレータを介してスライス厚やスラ
イス数等の各種スキャン条件を入力可能な入力装置３０
と、再構成装置２８により生成された再構成画像データ
を記憶可能な大容量の記憶領域を有する補助記憶装置３
１とを備えている。
【００３７】そして、Ｘ線ＣＴスキャナ１のシステム部
４は、ＣＰＵを有するコンピュータ回路を搭載したホス
トコントローラ２５を有している。このホストコントロ
ーラ２５は、高電圧発生装置１５に接続されるととも
に、バスを介してガントリー３内の図示しない寝台駆動
部、ガントリー駆動部１２、スイッチング素子２０、及
びＤＡＳ２１にそれぞれ接続されている。
４は、ＣＰＵを有するコンピュータ回路を搭載したホス
トコントローラ２５を有している。このホストコントロ
ーラ２５は、高電圧発生装置１５に接続されるととも
に、バスを介してガントリー３内の図示しない寝台駆動
部、ガントリー駆動部１２、スイッチング素子２０、及
びＤＡＳ２１にそれぞれ接続されている。
【００３８】また、ホストコントローラ２５、データ処
理装置２６、記憶装置２７、再構成装置２８、表示装置
２９、入力装置３０、及び補助記憶装置３１は、それぞ
れバスを介して相互接続され、当該バスを通じて互いに
高速に画像データや制御データ等の受け渡しを行なうこ
とができるように構成されている。
理装置２６、記憶装置２７、再構成装置２８、表示装置
２９、入力装置３０、及び補助記憶装置３１は、それぞ
れバスを介して相互接続され、当該バスを通じて互いに
高速に画像データや制御データ等の受け渡しを行なうこ
とができるように構成されている。
【００３９】すなわち、ホストコントローラ２５は、オ
ペレータから入力装置３０を介して入力されたスライス
厚等のスキャン条件を内部メモリに記憶し、この記憶さ
れたスキャン条件（あるいは、マニュアルモードにおい
てオペレータから直接設定されたスキャン条件）に基づ
いて高電圧発生装置１５、図示しない寝台駆動部及びガ
ントリー駆動部１２を介して寝台２の体軸方向への送り
量、送り速度、ガントリー３の回転速度、回転ピッチ、
及びＸ線の曝射タイミング等を制御しながら当該高電圧
発生装置１５、寝台駆動部、及びガントリー駆動部１２
を駆動させることにより、被検体Ｐの所望の撮影領域に
対して多方向からコーン状のＸ線ビームが照射される。
そして、被検体Ｐの撮影領域を透過した透過Ｘ線は、主
検出器１１の各検出素子を介してＸ線透過データとして
検出される。
ペレータから入力装置３０を介して入力されたスライス
厚等のスキャン条件を内部メモリに記憶し、この記憶さ
れたスキャン条件（あるいは、マニュアルモードにおい
てオペレータから直接設定されたスキャン条件）に基づ
いて高電圧発生装置１５、図示しない寝台駆動部及びガ
ントリー駆動部１２を介して寝台２の体軸方向への送り
量、送り速度、ガントリー３の回転速度、回転ピッチ、
及びＸ線の曝射タイミング等を制御しながら当該高電圧
発生装置１５、寝台駆動部、及びガントリー駆動部１２
を駆動させることにより、被検体Ｐの所望の撮影領域に
対して多方向からコーン状のＸ線ビームが照射される。
そして、被検体Ｐの撮影領域を透過した透過Ｘ線は、主
検出器１１の各検出素子を介してＸ線透過データとして
検出される。
【００４０】同時に、ホストコントローラ２５は、内部
メモリに記憶されたスキャン条件（あるいは、マニュア
ルモードのスキャン条件）に基づいてスイッチング素子
２０の各スイッチの切り換え制御を行なって主検出器１
１の各検出素子とＤＡＳ２１との接続状態を切り換える
ことにより、当該各検出素子で検出されたＸ線透過デー
タを束ねて、スキャン条件に対応した複数スライスのＸ
線透過データとしてＤＡＳ２１に送ることができるよう
に構成されている。
メモリに記憶されたスキャン条件（あるいは、マニュア
ルモードのスキャン条件）に基づいてスイッチング素子
２０の各スイッチの切り換え制御を行なって主検出器１
１の各検出素子とＤＡＳ２１との接続状態を切り換える
ことにより、当該各検出素子で検出されたＸ線透過デー
タを束ねて、スキャン条件に対応した複数スライスのＸ
線透過データとしてＤＡＳ２１に送ることができるよう
に構成されている。
【００４１】次に、本実施形態において、３２スライス
分を同時にデータ収集する検出器部分の実装例につい
て、図４を用いて説明する。
分を同時にデータ収集する検出器部分の実装例につい
て、図４を用いて説明する。
【００４２】図４の主検出器１１の断面図に示すよう
に、セラミック基板４０１上には、検出素子４０２が、
検出素子４０２の両側には、検出素子４０２とＴＡＢ４
０３で接続されたスイッチング素子４０４が形成されて
いる。なお、検出素子４０２とスイッチング素子４０４
の接続は、ＴＡＢ接続だけでなく、ワイヤボンディング
により接続しても良い。
に、セラミック基板４０１上には、検出素子４０２が、
検出素子４０２の両側には、検出素子４０２とＴＡＢ４
０３で接続されたスイッチング素子４０４が形成されて
いる。なお、検出素子４０２とスイッチング素子４０４
の接続は、ＴＡＢ接続だけでなく、ワイヤボンディング
により接続しても良い。
【００４３】セラミック基板４０１の検出素子４０２が
設けられない側の面にはＤＡＳ４０５が形成され、スイ
ッチング素子４０４とＤＡＳ４０５は、セラミック基板
４０１内で多層配線により、相互に接続されている。こ
の配線は、多層配線に限定されず、スイッチング素子４
０４とＤＡＳ４０５の接続は、基板にスルーホールを設
け、このスルーホールを用いて両面の素子を接続しても
良い。この場合、各素子はＴＡＢ接続を用いて配線され
る。
設けられない側の面にはＤＡＳ４０５が形成され、スイ
ッチング素子４０４とＤＡＳ４０５は、セラミック基板
４０１内で多層配線により、相互に接続されている。こ
の配線は、多層配線に限定されず、スイッチング素子４
０４とＤＡＳ４０５の接続は、基板にスルーホールを設
け、このスルーホールを用いて両面の素子を接続しても
良い。この場合、各素子はＴＡＢ接続を用いて配線され
る。
【００４４】検出素子４０２は、フォトダイオード４０
６とその上のシンチレータ４０７、シンチレータ４０７
上のコリメータ４０８、検出素子４０２の温度をモニタ
ーする為の熱電対４０９から成る。
６とその上のシンチレータ４０７、シンチレータ４０７
上のコリメータ４０８、検出素子４０２の温度をモニタ
ーする為の熱電対４０９から成る。
【００４５】これらを実装する際には、まず、ＤＡＳ４
０５をセラミック基板４０１に約２５０℃ではんだリフ
ロー等のはんだ工程により取り付ける。次に、セラミッ
ク基板４０１上の、ＤＡＳ４０５を形成した側と逆の面
に、フォトダイオードブロック４０６を約１２０℃で、
はんだリフロー等のはんだ工程により取り付ける。その
後、シンチレータブロック４０７をフォトダイオードブ
ロック４０６上に接着し、コリメータブロック４０８を
接続する。スイッチング素子４０４とフォトダイオード
ブロック４０６の接続はＴＡＢ４０３により行われ、Ｄ
ＡＳ４０５をつける前後のどちらで行なっても良い。ま
た、スイッチング素子４０４とフォトダイオードブロッ
ク４０６は、ワイヤボンディングにより接続しても良
い。
０５をセラミック基板４０１に約２５０℃ではんだリフ
ロー等のはんだ工程により取り付ける。次に、セラミッ
ク基板４０１上の、ＤＡＳ４０５を形成した側と逆の面
に、フォトダイオードブロック４０６を約１２０℃で、
はんだリフロー等のはんだ工程により取り付ける。その
後、シンチレータブロック４０７をフォトダイオードブ
ロック４０６上に接着し、コリメータブロック４０８を
接続する。スイッチング素子４０４とフォトダイオード
ブロック４０６の接続はＴＡＢ４０３により行われ、Ｄ
ＡＳ４０５をつける前後のどちらで行なっても良い。ま
た、スイッチング素子４０４とフォトダイオードブロッ
ク４０６は、ワイヤボンディングにより接続しても良
い。
【００４６】検出素子４０２の温度を、例えば約４０℃
±１℃に保つ為には、ＤＡＳ４０５を動作させる電源電
圧にはｈｉｇｈとｌｏｗの２種類がある事から、熱電対
４０９からの出力を元に、この電源電圧をコントロール
しても良い。
±１℃に保つ為には、ＤＡＳ４０５を動作させる電源電
圧にはｈｉｇｈとｌｏｗの２種類がある事から、熱電対
４０９からの出力を元に、この電源電圧をコントロール
しても良い。
【００４７】また、検出素子４０２を冷却する為のファ
ン４１０を、ＤＡＳ４０５に隣接して設けても良い。従
来は、ＤＡＳと検出素子がフレキを介して接続していた
為、検出素子を約４０℃±１℃とする為に暖め、またＤ
ＡＳは誤動作を防ぐ事を目的とし、約６０℃〜約８０℃
となるように冷却していた。しかし本実施形態では、検
出素子４０２とＤＡＳ４０５が同一基板に形成されてい
る為にこれらの温度制御を同時に行なう事が出来る。そ
して、ＤＡＳ４０５は検出素子４０２と同程度の温度、
つまり約４０℃±１℃とする為に、強力に冷却する必要
があり、図４のようにＤＡＳ４０５に隣接してファン４
１０などの冷却手段を設ける事が好ましい。
ン４１０を、ＤＡＳ４０５に隣接して設けても良い。従
来は、ＤＡＳと検出素子がフレキを介して接続していた
為、検出素子を約４０℃±１℃とする為に暖め、またＤ
ＡＳは誤動作を防ぐ事を目的とし、約６０℃〜約８０℃
となるように冷却していた。しかし本実施形態では、検
出素子４０２とＤＡＳ４０５が同一基板に形成されてい
る為にこれらの温度制御を同時に行なう事が出来る。そ
して、ＤＡＳ４０５は検出素子４０２と同程度の温度、
つまり約４０℃±１℃とする為に、強力に冷却する必要
があり、図４のようにＤＡＳ４０５に隣接してファン４
１０などの冷却手段を設ける事が好ましい。
【００４８】従って、本実施形態によれば、ヒーター等
を必要とせずに、ＤＡＳ４０５の発熱のみで、検出器全
体の温度制御を行なう事が可能となる。
を必要とせずに、ＤＡＳ４０５の発熱のみで、検出器全
体の温度制御を行なう事が可能となる。
【００４９】さらに、強力に冷却を行なうには、ペルチ
エ素子をＤＡＳ４０５上にのせ、ペルチエ素子の動作に
より冷却しても良く、その際は、ＤＡＳ４０５にペルチ
エ素子を隣接して設ける事が好ましい。また、熱交換器
を用いて冷却を行なっても良い。
エ素子をＤＡＳ４０５上にのせ、ペルチエ素子の動作に
より冷却しても良く、その際は、ＤＡＳ４０５にペルチ
エ素子を隣接して設ける事が好ましい。また、熱交換器
を用いて冷却を行なっても良い。
【００５０】本実施形態では、ＤＡＳ４０５はフレキを
介さずに、直接フォトダイオードブロック４０６を形成
するセラミック基板４０１に形成する。この事により、
信号がＤＡＳ４０５に到達するまでの配線距離が短い。
ＤＡＳ４０５以降では信号はデジタルとなる為に、信号
がアナログのまま伝達する配線距離が短い事になる。つ
まり、アナログ信号はノイズを受け易いが、本実施形態
ではアナログ信号として伝達する距離が短い為に、ノイ
ズを受ける可能性が低下する。また、フレキを有さない
為に、回転時に振動によりノイズを受ける事もない。
介さずに、直接フォトダイオードブロック４０６を形成
するセラミック基板４０１に形成する。この事により、
信号がＤＡＳ４０５に到達するまでの配線距離が短い。
ＤＡＳ４０５以降では信号はデジタルとなる為に、信号
がアナログのまま伝達する配線距離が短い事になる。つ
まり、アナログ信号はノイズを受け易いが、本実施形態
ではアナログ信号として伝達する距離が短い為に、ノイ
ズを受ける可能性が低下する。また、フレキを有さない
為に、回転時に振動によりノイズを受ける事もない。
【００５１】その際、ＤＡＳ４０５と、フォトダイオー
ドブロック４０６を形成する順番としては、まず、ＤＡ
Ｓ４０５をはんだリフローによって形成してからフォト
ダイオードブロック４０６を形成する。これは、シンチ
レータブロック４０７とフォトダイオードブロック４０
６は、素子が均一でないと、被検体を通ったＸ線に対す
る感度にばらつきが出て、アーチファクトを生じてしま
う事から、フォトダイオードブロック４０６に不純物を
含ませず、均一な素子を形成する為である。
ドブロック４０６を形成する順番としては、まず、ＤＡ
Ｓ４０５をはんだリフローによって形成してからフォト
ダイオードブロック４０６を形成する。これは、シンチ
レータブロック４０７とフォトダイオードブロック４０
６は、素子が均一でないと、被検体を通ったＸ線に対す
る感度にばらつきが出て、アーチファクトを生じてしま
う事から、フォトダイオードブロック４０６に不純物を
含ませず、均一な素子を形成する為である。
【００５２】ＤＡＳ４０５を接続してからフォトダイオ
ードブロック４０６を接続する事により、フォトダイオ
ードブロック４０６を酸化雰囲気や、不純物雰囲気にさ
らさず、さらに機械的に傷をつける可能性も低下でき
る。また、ＤＡＳ４０５の接続温度よりもフォトダイオ
ードブロック４０６の接続温度を低く設定する事によ
り、ＤＡＳ４０５とフォトダイオードブロック４０６の
双方を精度良く接続可能となる。
ードブロック４０６を接続する事により、フォトダイオ
ードブロック４０６を酸化雰囲気や、不純物雰囲気にさ
らさず、さらに機械的に傷をつける可能性も低下でき
る。また、ＤＡＳ４０５の接続温度よりもフォトダイオ
ードブロック４０６の接続温度を低く設定する事によ
り、ＤＡＳ４０５とフォトダイオードブロック４０６の
双方を精度良く接続可能となる。
【００５３】また、従来は、検出素子からフレキやコネ
クタを介してデータを取り出しており、検出素子から取
り出すフレキの本数の上限から、データの同時収集を８
スライスより多く行う事が出来なかった。しかしなが
ら、本実施形態では上述したように、ＤＡＳ４０５が、
フォトダイオードブロック４０６の形成されるセラミッ
ク基板４０１上に配置されている事から、スイッチング
素子４０４とＤＡＳ４０５の配線を、セラミック基板４
０１中の多層配線等により行う事が出来る。従って、本
実施形態では、撮影スライス厚を０．５ｍｍスライスと
した時のデータの同時収集を８スライスより多くし、か
つ、撮影スライス厚を１ｍｍスライスとした時のデータ
の同時収集を８スライスより多くすることが可能とな
る。
クタを介してデータを取り出しており、検出素子から取
り出すフレキの本数の上限から、データの同時収集を８
スライスより多く行う事が出来なかった。しかしなが
ら、本実施形態では上述したように、ＤＡＳ４０５が、
フォトダイオードブロック４０６の形成されるセラミッ
ク基板４０１上に配置されている事から、スイッチング
素子４０４とＤＡＳ４０５の配線を、セラミック基板４
０１中の多層配線等により行う事が出来る。従って、本
実施形態では、撮影スライス厚を０．５ｍｍスライスと
した時のデータの同時収集を８スライスより多くし、か
つ、撮影スライス厚を１ｍｍスライスとした時のデータ
の同時収集を８スライスより多くすることが可能とな
る。
【００５４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ＤＡＳが検出素子と同一基板に形成される為に、ノイズ
が少なく、単位時間に高精細かつ広範囲に画像撮影を行
う事の可能なＸ線二次元検出器を提供する事が出来る。
ＤＡＳが検出素子と同一基板に形成される為に、ノイズ
が少なく、単位時間に高精細かつ広範囲に画像撮影を行
う事の可能なＸ線二次元検出器を提供する事が出来る。
【図１】 本発明の実施形態におけるＸ線ＣＴスキャナ
の概略構成を示すブロック図。
の概略構成を示すブロック図。
【図２】 最小スライス厚０．５ｍｍ、全体のセグメン
ト数が４８個の場合の検出器列の構成を示す図。
ト数が４８個の場合の検出器列の構成を示す図。
【図３】 主検出器の第１ｃｈの素子列の内部構造を示
す図。
す図。
【図４】 本発明の実施形態におけるＸ線ＣＴ用二次元
検出器の構成を示す断面図。
検出器の構成を示す断面図。
【図５】 従来例におけるＸ線ＣＴ用二次元検出器の構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
１…Ｘ線ＣＴスキャナ ２…寝台 ３…ガントリー ４…システム部 １０…Ｘ線管球 １１…主検出器 １２…ガントリー駆動部 １３…スリット １５…高電圧発生装置 ２０…スイッチング素子 ２１…データ収集装置（ＤＡＳ） ２５…ホストコントローラ ２６…データ処理装置 ２７…記憶装置 ２８…再構成装置 ２９…表示装置 ３０…入力装置 ３１…補助記憶装置 ４０１…セラミック基板 ４０２，５０１…検出素子 ４０３…ＴＡＢ ４０４，５０５…スイッチング素子 ４０５，５０７…データ収集素子（ＤＡＳ） ４０６，５０４…フォトダイオードブロック ４０７，５０３…シンチレータブロック ４０８，５０２…コリメータブロック ４０９…熱電対 ４１０，５１０…ファン ５０６…フレキシブルＰＣ板（フレキ） ５０８…ケース ５０９…ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｋ (72)発明者 小野 真知子 栃木県大田原市下石上1385番地 株式会社 東芝那須工場内 Ｆターム(参考） 2G088 EE02 FF02 GG19 GG20 JJ05 JJ09 JJ33 JJ37 4C093 AA22 BA03 BA08 CA02 CA18 EB12 EB17 4M118 AB10 BA03 CA02 DB20 GA10 GD20
Claims (4)
- 【請求項１】 入射したＸ線に基づいて光信号を生成し
アレイ状に配置されるシンチレータと、アレイ状に配置
された前記シンチレータに各々接続し前記光信号を電気
信号に変換するフォトダイオード群と、前記フォトダイ
オード群が第１主面上に形成される基板と、前記基板上
の前記フォトダイオード群の側部に設けられ前記電気信
号を束ねるスイッチング素子と、前記基板の第２主面上
に配置され前記スイッチング素子と接続されるデータ収
集素子とを具備する事を特徴とするＸ線ＣＴ用二次元検
出器。 - 【請求項２】 前記データ収集素子に隣接し、前記デー
タ収集素子を冷却する冷却手段を具備する事を特徴とす
る請求項１記載のＸ線ＣＴ用二次元検出器。 - 【請求項３】 １または複数のセグメント内の前記シン
チレータを１スライスとして束ね、９スライス以上同時
にデータ収集する事を特徴とする請求項１記載のＸ線Ｃ
Ｔ用二次元検出器。 - 【請求項４】 基板上にデータ収集素子をリフロー接続
するデータ収集素子接続工程と、前記データ収集素子接
続工程の後、前記データ収集素子をリフロー接続する温
度より低い温度で、前記基板の前記データ収集素子の形
成されない面にアレイ状にフォトダイオードを形成する
工程とを具備する事を特徴とするＸ線ＣＴ用二次元検出
器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000024579A JP4481410B2 (ja) | 2000-02-02 | 2000-02-02 | Ｘ線ｃｔ用二次元検出器、ｘ線ｃｔ用二次元検出器の製造方法及びｘ線ｃｔスキャナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000024579A JP4481410B2 (ja) | 2000-02-02 | 2000-02-02 | Ｘ線ｃｔ用二次元検出器、ｘ線ｃｔ用二次元検出器の製造方法及びｘ線ｃｔスキャナ |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001215281A true JP2001215281A (ja) | 2001-08-10 |
| JP2001215281A5 JP2001215281A5 (ja) | 2007-03-22 |
| JP4481410B2 JP4481410B2 (ja) | 2010-06-16 |
Family
ID=18550539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000024579A Expired - Lifetime JP4481410B2 (ja) | 2000-02-02 | 2000-02-02 | Ｘ線ｃｔ用二次元検出器、ｘ線ｃｔ用二次元検出器の製造方法及びｘ線ｃｔスキャナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4481410B2 (ja) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003098261A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Hitachi Medical Corp | Ｘ線ｃｔ装置 |
| JP2004057834A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 熱電制御されたｘ線検知器アレイ |
| JP2004219318A (ja) * | 2003-01-16 | 2004-08-05 | Hamamatsu Photonics Kk | 放射線検出器 |
| JP2005034313A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Toshiba Corp | コンピュータ断層撮影装置のｘ線検出器システム |
| JP2006026401A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-02-02 | General Electric Co <Ge> | 放射線イメージングシステムの検出器 |
| US7208741B2 (en) | 2004-11-26 | 2007-04-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray computed tomography scanner and x-ray detecting system |
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