JP2002202376A - 放射線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コリメータ板とシンチレータの位置が、上下
に正確に合致するように組立て製作できる放射線検出器
を提供する。 【解決手段】 スライス方向に少し長めの平坦なシンチ
レータ１ａと光反射材２ｃを接着する。チャンネル方向
に所定間隔で溝９を加工し、露出領域７を残して溝９ａ
を加工し、シンチレータ１のスライス方向の長さよりも
少し短いセパレータ３を、溝９に挿入する。シンチレー
タ１の側面に光反射材２ａ、端面に光反射材２ｂを接着
し、溝９ａに光反射材２ｂを挿入する。基板５に搭載さ
れた受光素子４上にシンチレータ１の面を正確に合せて
接着し、フレキケーブル６を端子に接続し、センサモジ
ュール８ａを作成する。露出領域７の溝９を顕微鏡で観
察しながら、コリメータ板１０とシンチレータ１ａの位
置を正確に合せて組み立てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シングルスライス
Ｘ線ＣＴ装置やマルチスライスＸ線ＣＴ装置に用いる放
射線検出器に係わり、特に、シンチレータと受光素子か
らなるセンサモジュールとその前方にコリメータを備え
た放射線検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線管から放射された
Ｘ線が放射口のコリメータによって扇状のＸ線ビームに
絞られるとともに、被検体を中心にして、Ｘ線管とこれ
に対向して配置された円弧状のコリメータと検出器が回
転して、被検体を透過したＸ線情報を検出器が捉え、そ
の信号をコンピュータで処理して被検体のＸ線断層画像
を得るものである。Ｘ線管から放射されたＸ線は、被検
体を直進して透過するものと被検体で散乱するものがあ
り、前者の情報のみを取り込んで、斜めから入る散乱線
を除去し、そのクロストークを防ぐために、検出器の前
にコリメータが設けられている。このコリメータは１次
元に配列された検出器の前で各チャンネル毎にＸ線の透
過し難い材料でＸ線遮蔽壁を形成している。そして、検
出器はＸ線を光に変換するシンチレータ素子と、このシ
ンチレータ素子で変換された光を検出し、電気信号とし
て出力するフォトダイオードとからなるＸ線検出素子
を、Ｘ線管を中心として円弧状に約５００〜１０００チ
ャンネル程度配列した構成を有する。製作する上で機械
的な配列から、シンチレータとホトダイオードを光学接
着して組合わせたものを、基板上に８〜３０個並べたも
のが１モジュールとされ、このような検出器のセンサモ
ジュールを円周上に連続して略円弧状に配置して、コリ
メータと組合わせ、ＣＴ用の放射線検出器を構成してい
る。

【０００３】そのセンサモジュールの製造方法は、図５
に示す工程で行なわれている。はじめに（ａ）素材とし
て板状のシンチレータ１と光反射材２を準備し、その両
面をフラットな面に加工する。そして、両者を接着す
る。（ｂ）次に、光反射材２を下にしてダイシング装置
またはワイヤソー装置等で、シンチレータ１側からＸ方
向（スライス方向）に光反射材２を切断しないように溝
９を切る。そして、セパレータ３をＸ方向（スライス方
向）の溝９に挿入する。セパレータ３は、シンチレータ
１の発光する横方向の光を遮蔽及び反射させるためのも
のである。（ｃ）次に、シンチレータ１の四側面に光反
射材２ａ、２ｂを接着する。これによりシンチレータ１
の上面のみが開放され、他の五面は光反射材（２、２
ａ、２ｂ）で覆われた状態になる。（ｄ）そして、シン
チレータ１側を基板５上に搭載された受光素子４（フォ
トダイオード）に、正確に位置を合せて接着する。次
に、基板５上の信号端子（図示せず）にフレキケーブル
６をＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔ
ｉｖｅ Ｆｉｌｍ）接続し、フレキケーブル６の先端に
取付けられたコネクタ（図示せず）を介して演算処理器
（図示せず）と接続する。

【０００４】図６に、コリメータの構造と、コリメータ
の下方にセンサモジュール８を取付ける前の状態を示
す。コリメータは、円弧状の主支持板１２と、その主支
持板１２の面両端部から支持棒１１が出て支えられてい
る円弧状の支持板１３と、その支持板１３と主支持板１
２との間にＸ線管１５からのＸ線ビームの入射方向に向
けて挿入固着されているチャンネル方向のコリメータ板
１０と、センサモジュール８を保持するための検出器取
付プレート１４から構成されている。コリメータの製造
方法は、コリメータの全体の外形に沿った形状のくりぬ
き空間を持ち、この空間の内法に沿ってチャンネル方向
のコリメータ板１０が嵌挿できる多数の垂直溝を有する
治具枠に、予めカットしたチャンネル方向のコリメータ
板１０を前記溝に沿って縦方向に挿入し、チャンネル方
向のコリメータ板１０の上下端面を主支持板１２、支持
板１３に一体的に接着した後、前記枠体から上下何れか
一方側へ引き抜いて製作される。または、主支持板１２
と支持板１３にチャンネル方向のコリメータ板１０の両
端が挿入できる溝が設けられ、その溝にチャンネル方向
のコリメータ板１０が嵌め込まれて固定用接着剤で固定
される。このチャンネル方向のコリメータ板１０の固定
される方向は、Ｘ線管１５の焦点方向に収斂されるよう
にそれぞれが接着固定される。溝が設けられて固定され
る場合には、溝の方向がそれぞれＸ線管１５の焦点方向
に収斂されるように加工されている。

【０００５】図７は、支持板１３、主支持板１２に固定
されたコリメータ板１０と、基板５に搭載され受光素子
４上に接着され五面を光反射材２、２ａ、２ｂで覆われ
たシンチレータ１とをスライス方向から顕微鏡で観察し
た図を示している。そして光反射材２、２ａ、２ｂで覆
われたシンチレータ１の位置とコリメータ板１０の位置
が、相対するようにして、図６に示すようにコリメータ
にセンサモジュール８が、センサモジュール８自体に加
工されたネジ穴を介して取付けネジ１６により、主支持
板１２と支持板１３に固定される。

【０００６】図８は、上記のように組み立てられたシン
グルスライスの放射線検出器のスライス方向の断面構造
を示している。コリメータは、チャンネル方向のコリメ
ータ板１０と、スライス方向の前後に設けられた円弧状
の主支持板１２と支持板１３と、センサモジュール８を
保持し支持板１３の端面に取付けられた検出器取付プレ
ート１４とからなる。そして、主支持板１２と支持板１
３間には、図６に示すようにＸ線管１５からのＸ線ビー
ムの入射方向に向けてチャンネル方向のコリメータ板１
０が挿入固着されている。シンチレータ１と受光素子
（ＰＤＡ：フォトダイオードアレイ）４を搭載しフレキ
ケーブル６を備えた基板５からなるセンサモジュール８
が、コリメータの下部に、上下の位置を合わせて組み合
わされ、主支持板１２と検出器取付プレート１４に取付
けネジ１６によって固定される。このとき、コリメータ
板１０とセンサモジュール８のシンチレータ１の位置精
度は正確に設定され、各検出器の検出感度を一様にかつ
最大になるようにしている。そして、底板１７と側板１
８が主支持板１２に取付けられ、センサモジュール８及
びコリメータ板１０を保護するための保護板１９が被せ
られる。最後にコリメータと検出器部を一体にしたもの
がＸ線ＣＴ装置の回転枠に取り付けられる。

【０００７】そして、被検体を透過した放射線が、光反
射材２ａ、２ｂを透過してシンチレータ１に入射する
と、可視光に波長変換されて発光現象が起きる。その発
光強度は入射放射線の強度に比例するので、シンチレー
タ１の発光量を、受光素子４などで計測することで、被
検体を透過した放射線についての情報を得ることができ
る。シンチレータ１の受光面が、図５に示すように、細
かく区切られているほど、より高精度な情報を得ること
ができる。セパレータ３や光反射材２ａ、２ｂは、区切
られた一画素の発光が、隣のシンチレータ１や放射線の
入射面側へ漏れることが無いようにして、受光素子４で
計測するために配置されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の放射線検出器は
以上のように構成されているが、コリメータにセンサモ
ジュール８を配置するとき、チャンネル方向の位置決め
は、図７に示すように、顕微鏡を用いて観察される構造
から、スライス方向に平行なシンチレータ１の端部に接
着された光反射材２ａの端面を確認しながら行なってい
るが、端面に接着された光反射材２ａのバリや接着不良
により、シンチレータ１の端部加工面に対して平行でな
く波打って接着されているため、正確な位置関係がわか
らず、アライメント誤差が発生するという問題がある。
そのため、コリメータ板１０の位置とシンチレータ１の
位置がずれて、全体的にセンサモジュール８ごとにその
位置のずれが異なり、不揃いの状態になって検出感度が
異なるという現象が生じている。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、コリメータ板とシンチレータの位置
が、上下に正確に合致するように組立て製作できる放射
線検出器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の放射線検出器は、放射線を受光することに
よりその強度に対応して発光するシンチレータと、その
シンチレータをチャンネル方向のみもしくはチャンネル
方向及びスライス方向に区切り光を遮蔽及び反射させる
セパレータと、前記シンチレータのチャンネル方向に設
けられた光反射材と、前記シンチレータの下部の基板上
に１次元もしくは２次元状に形成された受光素子とから
なるセンサモジュールとから構成される放射線検出器に
おいて、前記光反射材を前記シンチレータの端からスラ
イス方向に所定長の位置に配設したものである。

【００１１】本発明の放射線検出器は上記のように構成
されており、放射線に感応し光を発するシンチレータの
プレートに、チャンネル方向のみ、もしくは、チャンネ
ル方向及びスライス方向に溝を加工して区切り、その溝
に光を遮蔽及び反射するセパレータを挿入し、その側面
にシンチレータのスライス長さよりも短い光反射材を接
着し、シンチレータの端部が露出した状態に製作されて
いる。そのため、コリメータ板とシンチレータの上下の
位置関係を、顕微鏡で正確に観察することができ、コリ
メータにセンサモジュールを精度良く固定することがで
きる。それによってコリメータとシンチレータとの上下
の位置ずれが無くなり、センサモジュールごとの検出器
の感度が一様になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の放射線検出器の一実施例
を、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は本発明
の放射線検出器のスライス方向の断面を示す図である。
本放射線検出器は、Ｘ線管焦点を中心にして円弧状のフ
レームからなる主支持板１２と、その両端で支持棒１１
で保持され同じく円弧状のフレームからなる支持板１３
と、主支持板１２と支持板１３に両端を固着されＸ線散
乱線を除去するコリメータ板１０と、支持板１３に取付
けられ基板５を保持するためのブロックからなる検出器
取付プレート１４と、チャンネル方向に短冊状に溝９が
加工されその長さよりも短いセパレータ３が挿入され、
同様に側面に短い光反射材２ａと前面に光反射材２ｃが
接着され、一端部にシンチレータ１ａの溝９の加工され
た端面が観察できる露出領域７を備え、放射線を受けて
発光するシンチレータ１ａと、そのシンチレータ１ａの
下部に接着されシンチレータ１ａからの光を受けて光電
変換する受光素子４と、シンチレータ１ａと受光素子４
を搭載しその受光素子４からの信号を演算処理器（図示
せず）に送るフレキケーブル６を有する基板５と、その
基板５を検出器取付プレート１４と主支持板１２に固定
する取付けネジ１６と、上記の各部材を外部から保護す
るために設けられた底板１７、側板１８、及び保護板１
９とから構成される。そして、主支持板１２を介してＸ
線ＣＴ装置の回転枠に取り付けられる。

【００１３】コリメータの製造方法は、従来のコリメー
タの製造方法と同じ方法で製作される。コリメータの全
体の外形に沿った形状のくりぬき空間を持った専用の組
立治具を用い、垂直溝を有する治具枠に、チャンネル方
向のコリメータ板１０を、溝に沿って縦方向に挿入し、
コリメータ板１０の上下端面を主支持板１２、支持板１
３に一体的に接着した後、治具枠から上下何れか一方側
へ引き抜いて製作される。または、主支持板１２と支持
板１３にコリメータ板１０の両端が挿入できる溝が設け
られ、その溝にコリメータ板１０が嵌め込まれて固定用
接着剤で固定される。コリメータ板１０の固定される方
向は、Ｘ線管１５の焦点方向に収斂されるようにそれぞ
れが接着固定される。溝が設けられて固定される場合に
は、溝の方向がそれぞれＸ線管１５の焦点方向に収斂さ
れるように加工されている。

【００１４】基板５に搭載されたシンチレータ１ａ、受
光素子４、フレキケーブル６から構成されるセンサモジ
ュール８ａは、図２に示す製造工程で製作される。はじ
めに、（ａ）素材として、スライス方向に少し長めの寸
法の板状のシンチレータ１ａと光反射材２ｃを準備し、
その両面をフラットな面に加工する。そして両者を接着
する。（ｂ）次に、光反射材２ｃを下にして、ダイシン
グ装置又はワイヤソー装置等で、シンチレータ１ａ側か
らＸ方向（スライス方向）に光反射材２ｃを切断しない
ように所定の間隔で溝９を切り、Ｙ方向（チャンネル方
向）に同様に光反射材２ｃを切断しないように露出領域
７を残して溝９ａを切る。そして、シンチレータ１ａの
Ｘ方向（スライス方向）の長さより短い長さを有するセ
パレータ３を、Ｘ方向（スライス方向）の溝９に一端部
に寄せて挿入する。セパレータ３は、シンチレータ１の
発光する横方向の光を遮蔽および反射させるためのもの
である。（ｃ）次に、光反射材２ｂを溝９ａに挿入し、
シンチレータ１ａの側面にシンチレータ１ａのＸ方向
（スライス方向）の長さより短い長さを有する光反射材
２ａを接着し、シンチレータ１ａの他の端面に光反射材
２ｂを接着する。

【００１５】これにより、シンチレータ１ａの露出領域
７の端面は、シンチレータ１ａに加工されたＸ方向（ス
ライス方向）の溝９を横方向から観察することができ
る。この露出領域７は、入射するＸ線に関係ない領域と
して、溝９ａに挿入された光反射材２ｂによって隔離さ
れ、受光素子４の受光領域から外れているため、放射線
検出器としての機能は持たない。そして、シンチレータ
１ａの上面のみが開放され、他の五面は光反射材（２
ａ、２ｂ、２ｃ）で覆われた状態になる。 （ｄ）そして、光反射材２ｃの反対側の露出したシンチ
レータ１ａ側を、基板５上に搭載された受光素子４（フ
ォトダイオード）に、正確に位置を合せて接着する。次
に、基板５上の信号端子（図示せず）にフレキケーブル
６をＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔ
ｉｖｅ Ｆｉｌｍ）接続し、フレキケーブル６の先端に
取付けられたコネクタ（図示せず）を介して演算処理器
（図示せず）と接続する。

【００１６】受光素子４は、区切られた各シンチレータ
１ａに対応して、その真下に配置されたＰＤＡで構成さ
れ、基板５上に形成されたアクティブマトリックス駆動
回路（図示せず）に接続されている。アクティブマトリ
ックス駆動回路は、走査電極と信号電極のマトリックス
交点部の各画素毎に、ＴＦＴスイッチング素子と必要に
応じてキャパシタンス素子を付加し集積した回路を形成
し、その回路によってＸ線画像信号をフレキケーブル６
を介して演算処理器（図示せず）に送るものである。

【００１７】上記のように製作されたセンサモジュール
８ａは、図３に示すように、コリメータの下部に、コリ
メータ板１０とシンチレータ１ａの端面を顕微鏡で観察
しながら正確に位置合せして、センサモジュール８ａの
取付け穴を介して取付けネジ１６によって、検出器取付
プレート１４と主支持板１２に取付け固定される。図４
に、コリメータとセンサモジュール８ａを上下に配置し
位置合せするときの端面の顕微鏡観察像を示す。コリメ
ータの主支持板１２と支持板１３とに固着されたコリメ
ータ板１０と、基板５上に搭載され受光素子４の上部に
接着されたシンチレータ１ａの露出領域７に、精度良く
加工された端面の溝９との相対位置を、顕微鏡観察によ
って明確に観察することができる。

【００１８】上記の実施例ではシンチレータのチャンネ
ル方向のみにセパレータを挿入し、受光素子として一次
元状に形成された例を説明したが、本発明はシンチレー
タのチャンネル方向及びスライス方向にセパレータを挿
入し、二次元状に形成された受光素子を用いたマルチス
ライスＸ線ＣＴ装置用放射線検出器にも適用することが
できる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の放射線検出器は上記のように構
成されており、スライス方向に少し長めのシンチレータ
のプレートと光反射材を張り合わせ、シンチレータにチ
ャンネル方向のみ、もしくは、チャンネル方向及びスラ
イス方向に溝を加工し、その溝にシンチレータのスライ
ス方向の長さよりも短い、かつ、光を遮蔽及び反射する
セパレータを挿入して区切り、その側面にもシンチレー
タのスライス方向の長さよりも短い光反射材を接着し、
シンチレータの一端部の溝が横から観察できるような露
出領域が設けられている。そのため、コリメータ板とシ
ンチレータに加工された溝との上下の位置関係を、精度
ある溝の位置を基準にして、顕微鏡で正確に観察するこ
とができ、コリメータにセンサモジュールを精度良く固
定することができる。それによってコリメータとシンチ
レータとの上下の位置ずれが無くなり、センサモジュー
ルごとの検出器の感度を揃えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の放射線検出器の一実施例を示す図で
ある。

【図２】 本発明の放射線検出器のセンサモジュールの
一製作工程を示す図である。

【図３】 本発明の放射線検出器のコリメータとセンサ
モジュールを位置を合せて組立てる前の状態を示す図で
ある。

【図４】 本発明の放射線検出器の組立て時の位置合せ
顕微鏡観察像を示す図である。

【図５】 従来の放射線検出器のセンサモジュールの一
製作工程を示す図である。

【図６】 従来の放射線検出器のコリメータとセンサモ
ジュールとの組立を説明するための図である。

【図７】 従来の放射線検出器の組立て時の位置合せ顕
微鏡観察像を示す図である。

【図８】 従来の放射線検出器のスライス方向の断面構
造を示す図である。

【符号の説明】 １、１ａ…シンチレータ ２、２ａ、２ｂ、２ｃ…光反射材 ３…セパレータ ４…受光素子 ５…基板 ６…フレキケーブル ７…露出領域 ８、８ａ…センサモジュール ９、９ａ…溝 １０…コリメータ板 １１…支持棒 １２…主支持板 １３…支持板 １４…検出器取付プレート １５…Ｘ線管 １６…取付けネジ １７…底板 １８…側板 １９…保護板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射線を受光することによりその強度に対
   応して発光するシンチレータと、そのシンチレータをチ
   ャンネル方向のみもしくはチャンネル方向及びスライス
   方向に区切り光を遮蔽及び反射させるセパレータと、前
   記シンチレータのチャンネル方向に設けられた光反射材
   と、前記シンチレータの下部の基板上に１次元もしくは
   ２次元状に形成された受光素子とからなるセンサモジュ
   ールとから構成される放射線検出器において、前記光反
   射材を前記シンチレータの端からスライス方向に所定長
   の位置に配設したことを特徴とする放射線検出器。