JP2002277555A - 放射線イメージャカバー - Google Patents

放射線イメージャカバー

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JP2002277555A
JP2002277555A JP2001337407A JP2001337407A JP2002277555A JP 2002277555 A JP2002277555 A JP 2002277555A JP 2001337407 A JP2001337407 A JP 2001337407A JP 2001337407 A JP2001337407 A JP 2001337407A JP 2002277555 A JP2002277555 A JP 2002277555A
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    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射線撮影に適切なＭＴＦをもつ放射線イメ
ージャを提供する 【解決手段】 放射線イメージャ（１００）は、基板
（１２０）上に配置された光センサアレイ（１１０）を
含む。光センサアレイ（１１０）はシンチレータ（１３
０）に光学的に接続される。カバープレート（１４０）
は、光センサアレイ（１１０）上に配置され、カバープ
レート（１４０）は、シンチレータ（１３０）とカバー
プレート（１４０）間に挿入された光吸収層（１６０）
を完全に備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般にデジタル撮
像、特に、X線検出器に基づく撮像に関する。
【０００２】
【発明の背景】一般的に、放射線イメージャ、例えば、
デジタルX線イメージャは、光センサアレイに接続され
たシンチレータを備える。検出される放射線、例えばX
線は、シンチレータ材によって吸収される。このとき、
電子が放出されて、その電子はシンチレータ内部で光学
的フォトンに変換される。そして、入射するフォトンに
対応する電荷を蓄積する光ダイオードによって、その光
学的フォトンが検出される。駆動エレクトロニクスによ
って電荷を読み出すことによって、放射線画像に対応す
る電気信号を提供することができる。一般的に、イメー
ジャは、シンチレータ上に配置された反射層を備え、シ
ンチレータ下のその上面からシンチレータ下に配置され
るダイオード検出器に向かって光学的フォトンを反射さ
せる。一般的に、反射層はデジタルX線イメージャ内に
組み込まれ、光学的フォトンの捕捉を最適化することが
できるので、変換係数（ＣＦ）が増加する。ＣＦはX線
を電子に変換する検出器の能力を示す尺度である。従っ
て、光ダイオードアレイに多くのフォトンが入射される
ため、ＣＦは増加する。
【０００３】反射層の望ましくない副作用の一つは、パ
ネルの変調伝達関数（ＭＴＦ）を減少させることであ
る。ＭＴＦは、規定の分解能（線対／ｍｍ）で０から１
のスケール上での相対的なX線変調量を示す尺度であ
る。反射層は光の一部を近傍画素に散乱させることによ
って検出器のＭＴＦが減少するので、パネルの分解能が
下がる。ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）シンチレータ上に反
射層が存在することによって、反射層を持たないシンチ
レータと比較して、例えば、ＭＴＦが１０から２０パー
セント下がる。さらに、出荷時に起こることであるが、
（例えば、約７５℃から約８５℃の範囲で）加熱される
と、時間の経過に伴って反射層から放出される水分や薬
品がシンチレータの性能に悪影響を及ぼし、その結果、
加熱されていないパネルに比べて１０から２０パーセン
トＭＴＦが下がる。
【０００４】心臓を撮像する場合、鼓動する心臓がリア
ルタイムでX線で調べられるので、多くの画像が表示さ
れる。その結果、病院のスタッフや患者の被曝量が増加
する。このため、画像の品質を維持しながらX線照射量
を削減するための高反射率層が望まれる。高反射率層に
よって、照射X線毎に捕捉されるフォトン数が増加する
ので、当然ＣＦも増加する。特定の種類の撮影、例え
ば、放射線（ｒａｄ）（胸部）と乳房X線撮影では、反
射層によって与えられる高ＣＦに対するニーズは心臓の
撮像ほど重要ではない。その撮像では、画素間の光学的
クロストークを低減することによってＭＴＦを上げたイ
メージャを備えることが望ましい。従って、本分野で
は、X線撮影に適切なＭＴＦをもつ改良された放射線イ
メージャが必要である。
【０００５】
【発明の簡潔な概要】放射線イメージャには、基板上に
配置された光センサアレイが含まれる。光センサアレイ
は、シンチレータに光学的に接続される。カバープレー
トは光センサアレイ上に配置され、当該カバープレート
はシンチレータとカバープレートの間に挿入された光吸
収層をさらに備える。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、放射線イメージャ１００
の一部の断面図である。一例としてであって、これに限
定されることはないが、一般的に放射線イメージャ１０
０は、基板１２０上に配置された光センサアレイ１１０
を備える。シンチレータ１３０は光センサアレイ１１０
に光学的に接続される。保護カバープレート１４０をシ
ンチレータ１３０上に配置することによって、シンチレ
ータ１３０が周囲条件、例えば、大気中の水分に晒され
ることを防ぐ。一般的に、カバープレート１４０は、基
板１２０上に配置されるエポキシ等のシール１５０によ
ってイメージャ１００に固定される。尚、そのシール
は、基板１２０端に沿って光センサアレイ１１０を囲む
ビーズ状接着剤である。光吸収層１６０は、カバープレ
ート１４０の表面に配置される。
【０００７】撮像対象を通過した放射線、例えばX線
（不図示）がシンチレータ１３０に入射するように、放
射線イメージャ１００は配置される。一般的に、照射さ
れる放射線は、シンチレータ材によってシンチレータ１
３０内に吸収され、その結果、光学的フォトンが生成さ
れる。光センサアレイ１１０は、照射される放射線がシ
ンチレータ材によって吸収されたときに放出される光学
的フォトンを検出する。この検出のおかげで、照射され
る放射線パターンに対応する電気的信号を生成すること
が可能になる。
【０００８】光センサアレイ１１０は、光センサアレイ
１１０上に配置されるシンチレータ１３０に光学的に接
続される。ここで用いられる「光学的に接続される」と
は、シンチレータ１３０からの光学的フォトンをシンチ
レータ１３０から光センサアレイ１１０に敏速に送るた
めのシンチレータ１３０と光センサアレイ１１０の構成
に言及するものである。本願で用いられる「上（ove
r）」や「上(above)」や「下」等は、図示されているよ
うに、放射線イメージャ１００の要素の相対的位置につ
いて言及しているが、放射線イメージャ１００の方向や
動作に関する態様に限定されることはない。光センサア
レイ１１０は光学的フォトンを検出し、対応する電気的
信号を生成する。適切なシンチレータは、放射線イメー
ジャ１００を用いて検出することが望ましい種類の放射
線の吸収率が高い断面を持つものとして選択されたシン
チレータ材を備える。例えば、X線を検出する場合は、
シンチレータ１３０には、一般的に、熱蒸着によって蒸
着されたタリウムがドープされるか、さもなくば、ナト
リウムがドープされたＣｓＩを備える。一般的に、ナト
リウムもしくはタリウムの模範的なドーピングレベル
は、重量の約０．１パーセントから約１０パーセントの
範囲内である。別の方法では、シンチレータ１３０は、
光ファイバシンチレータ材、もしくは、その他の様々な
材料、例えば、活性テルビウムケイ酸塩蛍光ガラスを備
える。一般的に、シンチレータ１３０は、約０．１ｍｍ
から約１．０ｍｍ程度の模範的な厚さをもつ。シンチレ
ータの構成要素を周囲の条件、例えば大気中の水分に晒
されると、放射線イメージャ１００の使用可能な寿命が
縮まり、シンチレータとしてのＣｓＩの機能がすぐに低
下する。
【０００９】一般的に、シール１５０の模範的な厚さ
（図中、基板１２０とカバープレート１４０の間に
「ｔ」として表記される）は約０．５ｍｍであって、そ
の幅（図中、基板１２０の面とカバープレート１４０と
の接触面の軸に沿って「ｗ」として表記される）は約
０．３ｍｍである。基板１２０は、シール１５０によっ
てカバープレート１４０に接合され、光センサアレイ１
１０とシンチレータ１３０の周囲に密閉された保湿室が
提供される。
【００１０】一般的に、カバープレート１４０は、放射
線イメージャ１００用の保護カバー／ラミネート構造を
備え、この構造は、互いに接合されて一つの部品を形成
する少なくとも２つの多重層を含む。カバープレート１
４０は、物理的に接触する必要はないが、シンチレータ
１３０の全面に隣接して（図１に示されるように）配置
される。
【００１１】図１に示されるように、少なくとも一つの
光吸収層１６０がカバープレート１４０の第１面１７０
上に配置される。カバープレート１４０上に配置された
光吸収層１６０によって近傍画素への光学的フォトンの
散乱が減り、また、ノイズも減ってアレイのＭＴＦが改
善されるので、高性能の放射線イメージャ１００を提供
することができる。本願で用いられる「高性能」とは、
光吸収層１６０がカバープレート１４０の表面に追加さ
れているイメージャ１００では、光吸収層１６０のない
最初のイメージャ１００に比べて約７５パーセントから
約１００パーセントのクロストーク（シンチレータ１３
０で反射して、シンチレータ１３０でフォトンを放出す
る部分の真下にある画素以外の光センサアレイ１１０の
画素に入射する光学的フォトン量）が低下するという特
性をもつアレイについて言及するものである。一般的
に、光吸収層１６０の厚さ（図中、「X」と表記され
る）は、約２．５μｍから約２５０μｍである。一実施
形態の光吸収層１６０は、一般的に、厚さが約５μｍか
ら約５０μｍの陽極酸化アルミを備える。別の一実施形
態の光吸収層１６０は、一般的に、厚さが２５μｍから
２５０μｍの塗料を備える。
【００１２】図１に示される実施形態の光吸収層１６０
は、カバープレート１４０の第１面１７０のほぼ全体に
広がる。本実施形態では、カバープレート１４０の第１
面１７０の約９０パーセント以上が光吸収層１６０で覆
われているが、一般的に、カバープレート１４０の周辺
部分には覆われていないところもある。光吸収層１６０
をカバープレート１４０の表面に配置することによっ
て、反射する光学的フォトンの量が減少する。
【００１３】一般的に、光吸収層１６０は少なくとも１
層の光吸収材を備える。一般的に、光吸収層１６０は、
例えば、インク色素や陽極酸化アルミや塗料やポリマー
材を備え、結合層（不図示）によってカバープレート１
４０の表面に接着することができる。一実施形態の光吸
収層１６０は、例えば、黒色マーカ（例えば、Ｐａｐｅ
ｒ Ｍａｔｅ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な黒色のＰ
ａｐｅｒ Ｍａｔｅ（商標）ｗ１０マーカ）から供給さ
れるインク色素を備える。また、ポリマー材は、例え
ば、光吸収層１６０で必要とされる吸収レベルにするた
めにカーボンブラック等の光吸収添加剤を含む。
【００１４】別の実施形態の光吸収層１６０は、光スペ
クトルの一部、例えば、例えば、赤外線から紫外線の波
長（１０ｎｍから１０，０００ｎｍ）の光を支配的に
（もしくは優先的に）吸収することが望ましい。そのス
ペクトルから選択された1つ以上の放射線帯域で主にフ
ォトンが吸収されるときに、「優先的吸収」が発生す
る。例えば、もしシンチレータ１３０が約５００ｎｍか
ら約５１０ｎｍの波長を支配的にもつ光学的フォトンを
放出するならば、一般的に、この帯域の全波長を吸収す
るような光吸収層１６０が選ばれる。一般的に、優先的
吸収によって、光吸収層１６０は光センサアレイ１１０
によって検出される光を約１０パーセントから約５パー
セント減少させる。
【００１５】図２は、カバープレート１４０の第１面１
７０全体よりも狭い領域上でパターン化された光吸収層
１６０を備える放射線イメージャ１００の断面図であ
る。ここで用いられる「パターン化」とは、選択された
領域だけを覆うように光吸収層１６０をカバープレート
１４０上に配置することを意味する。例えば、本実施形
態の光吸収層１６０は、シール１５０領域に隣接してい
るが、それを越えて広がらない。図２に示されるよう
に、光吸収層１６０は、シール１５０とカバープレート
１４０の間に光吸収層１６０が存在しないようにパター
ン化されている。本実施形態では、シール１５０とカバ
ープレート１４０の一部の間に光吸収層１６０が配置さ
れていないため、シール１５０とカバープレート１４０
の面間をより良く接着可能である。
【００１６】図３は、カバープレートの第１面１７０全
体よりも狭い領域上でパターン化され、また、カバープ
レートの第２面１８０上の中心に位置する光吸収層１６
０を備える放射線イメージャ１００の断面図である。本
実施形態の光吸収層１６０は、カバープレートの第１面
１７０とカバープレートの第２面１８０に平行して配置
される。光吸収層１６０は、シール１５０領域に隣接し
ているが、それを越えて広がらない。ここで用いられる
「平行」とは、カバープレートの第１面１７０に配置さ
れた光吸収層１６０とカバープレートの第２面１８０に
配置された別の光吸収層１６０について言及するもので
ある。例えば、カバープレート１４０の第１面１７０と
第２面１８０の両方に光吸収層１６０を配置することに
よって、熱的な変動の際にカバープレート１４０と光吸
収層１６０の熱膨張率の差によって引き起こされる歪み
の発生を防止することができる。
【００１７】図４は、カバープレートの第１面１７０と
カバープレートの第２面１８０上におおよそ配置された
光吸収層１６０を備える放射線イメージャ１００の断面
図である。本実施形態の光吸収層１６０は、例えば、カ
バープレート１４０の表面の少なくとも約９０パーセン
トの領域に配置される。図３の第３の実施形態で議論さ
れたように、カバープレート１４０の両面に光吸収層１
６０を適用することによって、カバープレート１４０と
光吸収層１６０の熱膨張を補正でき、例えば、製造時の
冷却段階でのカバープレート１４０の変形を防ぐことが
できる。
【００１８】特許法に基づいて本発明を図示し説明して
きたが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、開
示された実施形態を修正したり変更したりできることは
当業者とって明らかなことである。従って、添付の請求
項は、本発明の真の精神内にある全ての修正や変更を含
むものであることを理解していただきたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の放射線イメージ
ャの一部の断面図である。
【図２】図２は、本発明の別の実施形態の放射線イメー
ジャの断面図である。
【図３】図３は、本発明の別の実施形態の放射線イメー
ジャの断面図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施形態の放射線イメー
ジャの断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スタンレー・ジョセフ・ルボウスキー アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スコウ シャ、スプリング・ロード、132番 Ｆターム(参考） 2G088 FF02 GG19 JJ09

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 面を有する基板（１２０）と、 前記基板（１２０）の面上に配置された光センサアレイ
    （１１０）と、 第１面と第２面を有するシンチレータ（１３０）であっ
    て、前記第１面は前記光センサアレイ（１１０）に隣接
    し、前記シンチレータの第２面は前記第１面の反対側に
    ある、当該シンチレータと、 第１面と第２面を有するカバープレート（１４０）であ
    って、前記カバープレートの第１面（１７０）は前記シ
    ンチレータ（１３０）に隣接する、当該カバープレート
    と、 少なくとも前記カバープレートの第１面（１７０）上に
    配置され、少なくとも前記カバープレート（１４０）と
    前記シンチレータの第２面の間に挿入された光吸収層
    （１６０）を備える放射線イメージャ（１００）。
  2. 【請求項２】 前記光吸収層（１６０）は、インク色素
    と陽極酸化アルミと塗料とポリマー材から成るグループ
    から選択される、請求項１の放射線イメージャ。
  3. 【請求項３】 前記ポリマー材は、少なくとも一つの光
    吸収添加剤を備える、請求項２の放射線イメージャ。
  4. 【請求項４】 前記光吸収添加剤はカーボンブラックを
    備える、請求項３の放射線イメージャ。
  5. 【請求項５】 前記光吸収層（１６０）の厚さは、約
    ０．１μｍから約５μｍの範囲である、請求項１の放射
    線イメージャ（１００）。
  6. 【請求項６】 前記光吸収層（１６０）は、前記シンチ
    レータ（１３０）で生成される光学的フォトンの波長を
    優先的に吸収するように選択される、請求項１の放射線
    イメージャ（１００）。
  7. 【請求項７】 前記波長は、約１０ｎｍから約１０，０
    ００ｎｍの範囲内にある、請求項６の放射線イメージャ
    （１００）。
  8. 【請求項８】 前記波長は、約５００ｎｍから約５１０
    ｎｍの範囲内にある、請求項６の放射線イメージャ（１
    ００）。
  9. 【請求項９】 前記光吸収層（１６０）は、前記カバー
    プレートの第１面（１７０）全体に広がるようにパター
    ン化される、請求項１の放射線イメージャ（１００）。
  10. 【請求項１０】 前記光吸収層（１６０）は、前記カバ
    ープレートの第１面（１７０）全体よりも狭い領域上に
    パターン化される、請求項１の放射線イメージャ（１０
    ０）。
  11. 【請求項１１】 前記光吸収層（１６０）は、前記カバ
    ープレートの第１面（１７０）と第２面（１８０）の両
    面上に平行に広がるようにパターン化される、請求項１
    の放射線イメージャ（１００）。
  12. 【請求項１２】 前記光吸収層（１６０）は、前記カバ
    ープレートの第１面（１７０）と前記カバープレートの
    第２面（１８０）上にだいたい配置される、請求項１の
    放射線イメージャ（１００）。
  13. 【請求項１３】 前記光吸収層（１６０）は、前記カバ
    ープレートの第１面（１７０）全体にほぼ配置される、
    請求項１の放射線イメージャ（１００）。
  14. 【請求項１４】 面を有する基板（１２０）と、 前記基板の面上に配置された光センサアレイ（１１０）
    と、 第１面と第２面を有するシンチレータ（１３０）であっ
    て、前記第１面は前記光センサアレイ（１１０）と隣接
    するように配置され、前記シンチレータの第２面は前記
    第１面の反対側に配置される、当該シンチレータと、 第１面と第２面を有するカバープレート（１４０）であ
    って、前記カバープレートの第１面（１７０）は前記シ
    ンチレータ（１３０）に隣接して配置される、当該カバ
    ープレートと、 少なくとも前記カバープレートの第１面（１７０）上に
    配置され、少なくとも前記カバープレート（１４０）と
    前記シンチレータの第２面の間に挿入された光吸収層
    （１６０）と、 前記カバープレートの周辺端に配置され、前記カバープ
    レート（１４０）と前記基板（１２０）間を気密封止す
    るシール（１５０）を備える、高性能放射線イメージャ
    （１００）。
  15. 【請求項１５】 前記光吸収層（１６０）は、前記シー
    ル（１５０）と前記カバープレート（１４０）に隣接し
    ているが、それらの間に広がらない、請求項１４の高性
    能放射線イメージャ（１００）。
  16. 【請求項１６】 前記シール（１５０）は、前記カバー
    プレート（１４０）と前記基板（１２０）の間に配置さ
    れる、請求項１４の高性能放射線イメージャ（１０
    ０）。
  17. 【請求項１７】 前記光吸収層（１６０）は、前記カバ
    ープレート（１４０）と前記シール（１５０）の間に配
    置される、請求項１４の高性能放射線イメージャ（１０
    ０）。
  18. 【請求項１８】 前記光吸収層（１６０）は、インク色
    素と陽極酸化アルミと塗料とポリマー材から成るグルー
    プから選択される、請求項１４の高性能放射線イメージ
    ャ（１００）。
  19. 【請求項１９】 前記光吸収層（１６０）は、前記シン
    チレータ（１３０）によって生成される光学的フォトン
    の波長を優先的に吸収するように選択される、請求項１
    ４の高性能放射線イメージャ（１００）。
  20. 【請求項２０】 前記波長は、約１０ｎｍから約１０，
    ０００ｎｍの範囲内にある、請求項１４の高性能放射線
    イメージャ（１００）。
  21. 【請求項２１】 前記波長は、約５００ｎｍから約５１
    ０ｎｍの範囲内にある、請求項１４の高性能放射線イメ
    ージャ（１００）。
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