JP2002257935A - 放射線検出装置及びそれを用いた放射線撮像システム - Google Patents

放射線検出装置及びそれを用いた放射線撮像システム

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JP2002257935A
JP2002257935A JP2001062053A JP2001062053A JP2002257935A JP 2002257935 A JP2002257935 A JP 2002257935A JP 2001062053 A JP2001062053 A JP 2001062053A JP 2001062053 A JP2001062053 A JP 2001062053A JP 2002257935 A JP2002257935 A JP 2002257935A
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metal layer
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Katsuro Takenaka
克郎 竹中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多層電磁波シールドを用いて、シールド材料
の放射線吸収による感度の低下を抑えながら、電磁波シ
ールド効果を高めた放射線検出装置を提供する。 【解決手段】 多層電磁波シールド120は、蛍光体基
台a−C115の両面に金属反射層アルミニウム114
及び金属層アルミニウム116を形成する。蛍光体基台
a−C115の片面に20μm厚で形成した場合に比
べ、両面に10μmずつ形成すれば、X線の吸収を変え
ず(増やさず)に、内部反射損失が2倍になり、電磁波
シールド効果を高めることができる。光センサー貼り合
わせ面側に蛍光体CsI113を形成し、さらに蛍光体
保護層ポリエチレン112を形成する。金属層アルミニ
ウム116の上部にも絶縁層ポリエチレン117を形成
する。ポリエチレンはC(炭素)とH(水素)の組み合
わせのため、十分にX線の吸収は低い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射線を検出して
画像の等倍読み取りを行う放射線検出装置に関し、特に
電磁波シールド効果を高めた放射線検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の間接型X線エリアセンサ
ーの概略断面図である。101は基台ガラス、102は
光センサー、103は光センサー保護膜、104は蛍光
体、105は金属反射層、106は反射層保護膜であ
る。反射層保護膜106側から入射してきたX線は、蛍
光体104で光に変換され、その光が光センサー102
で電気信号に変換され、外部に出力される。この間接型
X線エリアセンサーで、金属反射層105の役割は2つ
ある。
【0003】第1に蛍光体104でX線から変換された
光を上部へ漏らすことなく、光センサー102に検出さ
せることである。第2に光センサー102は外来電磁波
ノイズに非常に弱いため、金属反射層105が電磁波シ
ールドの役目を担っていることである。
【0004】図5は、従来の直接型X線エリアセンサー
の概略断面図である。101は基台ガラス、107はX
線センサー、108はX線センサー保護膜、109は金
属層、110は保護層である。直接型X線エリアセンサ
ーは、保護層110側から入射してきたX線を直接X線
センサー107で電気信号に変換し、外部に出力する。
【0005】直接型X線エリアセンサーは、間接型X線
エリアセンサーと違い、X線を光に変換しないので、金
属層109は、光の反射層としての役割はないが、X線
センサー107も外来電磁波ノイズに非常に影響される
ため、電磁波シールド効果が要求される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
おける光センサー102及び図5におけるX線センサー
107のどちらも外来電磁波ノイズに非常に影響される
ため、より効果の高い電磁波シールドを行う必要があ
る。
【0007】また、効果の高い電磁波シールドを行うた
め、シールド材を厚くし、電磁波シールド効果を高めよ
うとすると、そこでX線の吸収が大きくなり、センサー
の感度が低下してしまう。このため、X線の吸収が少な
い電磁波シールドを行う必要がある。
【0008】さらに、間接型X線エリアセンサーの場
合、光の反射層を設ける必要があり、そのため光の反射
率が高い材料を蛍光体上部(X線入射側)に積層しなけ
ればならない。
【0009】ここで、図6を参照して、単層の電磁波シ
ールド効果を説明する。一般に電磁波シールド効果は、
吸収損失A、反射損失R、内部損失Bの3つの和で表さ
れる。 全シールド効果:SE=A+R+B これらのうち、吸収損失Aは、材料の透磁率、導電率及
び厚さt1によって決まり、材料が厚いほど吸収損失A
は大きくなる。このため、電磁波シールド効果を高めよ
うと、シールド材料を厚くすれば、吸収損失が増え高い
シールド効果を得ることができるが、X線の吸収も増え
てしまい、X線センサーとしての感度が低下してしま
う。
【0010】一般にX線の吸収は、材料の厚さをt、減
衰係数をμとして、図7(a)に示すようにシールド材
料が無いときのX線の強度をI0、(b)に示すように
シールド材がある時の透過したX線の強度をIとする
と、 I=I0-μt となり、シールド材料の厚さtに対し、指数関数的にX
線は材料に吸収されてしまう。
【0011】そこで本発明は、放射線検出装置に多層電
磁波シールドを適用することによって、シールド材料の
放射線吸収による感度の低下を抑えながら、電磁波シー
ルド効果を高めた放射線検出装置を提供することを課題
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、図8に示すように、シールド材料を多層に積層し、
各層の界面で起こる反射損失を増やすことによって、電
磁波シールド効果を高めることができる。その際、重要
なことは、積層した際の全層厚を単層の場合と同等以下
にすることである。 t1(単層シールドの層厚)≧t2(多層シールドの全
層厚) 多層にしても全層厚t2が厚くなれば、X線の吸収が増
えてしまうからである。
【0013】図6に示す単層の場合のシールド効果を、 SE1=A+R+B とすれば、図8に示す多層の場合のシールド効果は、吸
収損失A、反射損失R、内部反射損失B1,B2,B3
の和で表され、 SE2=A+R+B1+B2+B3 となり、内部反射損失B2及びB3の分だけシールド効
果を高められる。このようにシールド材料の層厚を変え
ずに、多層に積層することで、電磁波シールド効果を高
め、かつX線の吸収を抑えることができる。
【0014】その際、シールド材料として用いる金属層
の条件としては、 1.X線吸収を抑えるため、各層を少しでも薄く、80
μm以下とする。 2.X線の吸収が少ない原子番号40以下の材料を用い
る。 3.電磁波シールド効果の高い材料、すなわちシート抵
抗が2Ω/□以下のものを用いる。 4.間接型X線エリアセンサーの場合は、蛍光体に一番
近い金属層は、光の反射層としても用いるため、光の反
射率が60%以上の材料を用いなければならない。
【0015】金属層が以上の条件を満足したシールド材
料を多層にして用いることによって、放射線検出装置の
より高い電磁波シールドを行うことができる。
【0016】また金属層間に挟む保護層は、X線の吸収
が少ない高分子材料で、例えば、PET(poly ethylene
terephthalate)、PMMA(poly methyl methacrylat
e)、PP(polypropylene)、PE(polyethylene)、PV
C(poly vinyl chloride)、PS(polystyrene)、PI(p
olyimide)等がある。
【0017】以上のことから本発明は、入射した放射線
を光に変換するシンチレータと、この光を光電変換して
転送する光センサーとを有する放射線検出装置におい
て、前記シンチレータ形成面上に、金属層と保護層とを
積層した組み合わせを、2回以上繰り返し積層したこと
を特徴とする。
【0018】また、入射した放射線を電荷に変換する放
射線センサーを有し、この変換された電荷を蓄積し転送
する放射線検出装置において、前記放射線センサー形成
面上に、金属層と保護層とを積層した組み合わせを、2
回以上繰り返し積層したことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0020】(第1の実施の形態)図1は、多層電磁波
シールドを用いた間接型X線エリアセンサーの概略断面
図である。
【0021】多層電磁波シールド120は、まず蛍光体
基台a−C(アモルファス・カーボン)115の両面に
金属反射層アルミニウム114及び金属層アルミニウム
116を形成する。アルミニウムの原子番号は13、光
の反射率は80〜90%、シート抵抗は厚さが10μm
のとき2.5×10-3Ω/□である。蛍光体基台a−C
115の片面に20μm厚で形成した場合に比べ、両面
に10μmずつ形成すれば、X線の吸収を変えず(増や
さず)に、内部反射損失が2倍になり、電磁波シールド
効果を高めることができる。
【0022】次に光センサー貼り合わせ面側に蛍光体
(シンチレータ)CsI(ヨウ化セシウム)113を形
成し、さらに蛍光体保護層ポリエチレン112を形成す
る。また、金属層アルミニウム116の上部にも絶縁層
ポリエチレン117を形成する。ポリエチレンはC(炭
素)とH(水素)の組み合わせのため、十分にX線の吸
収は低い。
【0023】これら多層電磁波シールド120を接着材
111を介して、ガラス基台101/光センサー102
/光センサー保護膜103に貼り合わせ、間接型X線エ
リアセンサーとする。
【0024】絶縁層ポリエチレン117側から入射した
X線は、蛍光体CsI113で光に変換され、下方に発
した光は直接、上方に発した光は金属反射層アルミニウ
ム114で反射されて、光センサー102で光電変換さ
れて転送出力される。
【0025】(第2の実施の形態)図2は、多層電磁波
シールドを用いた直接型X線エリアセンサーの概略断面
図である。
【0026】多層電磁波シールド121の構成は、保護
層ポリスチレン119/金属層クロム118の組み合わ
せを3層繰り返し、最後に保護層ポリスチレン119を
形成している。金属クロムの原子番号は24、厚さ10
μmでのシート抵抗は、1.27×10-2Ω/□であ
る。
【0027】金属層クロム118を単に30μm厚で形
成した場合に比べ、間に5μm保護層ポリスチレン11
9をはさみ、金属層クロム118を10μmずつ3回に
分けて積層した方が内部反射損失が3倍になり、電磁波
シールド効果を高められる。
【0028】しかし、全層厚が保護層ポリスチレン分5
μm×3=15μmだけ増えてしまい、X線は吸収によ
って減少してしまう。しかし、ポリスチレン119は、
CとHの化合物であるため、X線の吸収は十分に低いの
で、センサー感度の低下は僅かである。
【0029】これら多層電磁波シールド121を接着材
111を介して、ガラス基台101/X線センサー10
7/X線センサー保護膜108に貼り合わせ、直接型X
線エリアセンサーとする。
【0030】保護層ポリスチレン119側から入射した
X線は、X線センサー107で電荷に変換され、この変
換された電荷が蓄積され転送出力される。
【0031】図3は、本発明による放射線検出装置のX
線診断システムへの適用例を示したものである。
【0032】X線チューブ6050で発生したX線60
60は患者あるいは被験者6061の胸部6062を透
過し、放射線検出装置(イメージセンサ)6040に入
射する。この入射したX線には被験者6061の体内部
の情報が含まれている。X線の入射に対応して蛍光体
(シンチレータ)によって可視光に変換し、これを光電
変換して、電気信号を得る。この電気信号はデジタル変
換されイメージプロセッサ6070により画像処理され
制御室のディスプレイ6080で観察できる。
【0033】また、この画像情報は電話回線6090等
の伝送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタ
ールームなどディスプレイ6081に表示もしくは光デ
ィスク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医
師が診断することも可能である。またフィルムプロセッ
サ6100によりフィルム6110に記録することもで
きる。
【0034】以上の実施形態では、X線撮像システムを
例に説明したが、放射線を光に変換し、この光を光電変
換する装置構成としても、同様である。なお、放射線と
はX線以外のα,β,γ線等を含む。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、放射線
検出装置に多層電磁波シールドを適用することによっ
て、シールド材料の放射線吸収による感度の低下を抑え
ながら、電磁波シールド効果を高めることができる。
【0036】また、適切なシールド材料及び保護層材料
を選択することにより、直接型及び間接型両方の放射線
検出装置の特性に適合した多層電磁波シールドを適用す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】多層電磁波シールドを用いた間接型X線エリア
センサーの概略断面図である。
【図2】多層電磁波シールドを用いた直接型X線エリア
センサーの概略断面図である。
【図3】本発明による放射線検出装置のX線診断システ
ムへの適用例を示す図である。
【図4】従来の間接型X線エリアセンサーの概略断面図
である。
【図5】従来の直接型X線エリアセンサーの概略断面図
である。
【図6】単層電磁波シールド効果の説明図である。
【図7】(a)はシールド材料が無いときのX線吸収を
示し、(b)はシールド材がある時のX線吸収を示す。
【図8】多層電磁波シールド効果の説明図である。
【符号の説明】
101 基台ガラス 102 光センサー 103 光センサー保護膜 104 蛍光体 105 金属反射層 106 反射層保護膜 107 X線センサー 108 X線センサー保護膜 109 金属層 110 保護層 111 接着材 112 蛍光体保護層ポリエチレン 113 蛍光体CsI 114 金属反射層アルミニウム 115 蛍光体基台a−C(アモルファス・カーボン) 116 金属層アルミニウム 117 絶縁層ポリエチレン 118 金属層クロム 119 保護層ポリスチレン 120 多層電磁波シールド 121 多層電磁波シールド
───────────────────────────────────────────────────── 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 H04N 5/32 31/09 H05K 9/00 M H04N 5/32 H01L 27/14 K H05K 9/00 31/00 A Fターム(参考) 2G088 EE01 FF02 GG16 GG19 GG20 GG21 JJ05 JJ08 JJ10 JJ37 LL11 LL12 4M118 AA01 AA06 AB01 CB11 GA10 5C024 AX16 CY47 CY50 GX07 HX60 5E321 AA50 BB25 CC16 GG11 5F088 BB03 BB07 EA04 HA09 HA15 HA20 JA17 LA08

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射した放射線を光に変換するシンチレ
    ータと、この光を光電変換して転送する光センサーとを
    有する放射線検出装置において、 前記シンチレータ形成面上に、金属層と保護層とを積層
    した組み合わせを、2回以上繰り返し積層したことを特
    徴とする放射線検出装置。
  2. 【請求項2】 入射した放射線を電荷に変換する放射線
    センサーを有し、この変換された電荷を蓄積し転送する
    放射線検出装置において、 前記放射線センサー形成面上に、金属層と保護層とを積
    層した組み合わせを、2回以上繰り返し積層したことを
    特徴とする放射線検出装置。
  3. 【請求項3】 前記金属層は、厚さが80μm以下で、
    シート抵抗が2Ω/□以下であり、かつ原子番号40以
    下の金属または金属化合物であることを特徴とする請求
    項1または2記載の放射線検出装置。
  4. 【請求項4】 前記シンチレータ形成面に一番近い前記
    金属層は、光の反射率が60%以上の金属または金属化
    合物であることを特徴とする請求項1記載の放射線検出
    装置。
  5. 【請求項5】 被験者または被験物に放射線を照射する
    ための放射線源と、 この放射線を検出する請求項1ないし4のいずれかに記
    載の放射線検出装置と、 この検出された信号をデジタル変換して画像処理する画
    像処理手段と、 この処理された画像を表示する表示手段とを備えること
    を特徴とする放射線撮像システム。
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