JP2003066147A - 放射線検出装置、システム及びそれらに備えられるシンチレータパネル - Google Patents
放射線検出装置、システム及びそれらに備えられるシンチレータパネルInfo
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Abstract
なる蛍光体層104で発生した放射線に基づく光を光電
変換素子部112で電荷に変換し、当該電荷に基づいて
放射線を検出する放射線検出装置において、蛍光体層1
04の中心から周辺に向けて蛍光体の柱径を太くする。
また、蛍光体層104の中心から周辺に向けて蛍光体の
丈を短くする。
Description
システム及びそれらに備えられるシンチレータパネルに
関し、特に、医療用診断装置、非破損検査装置などに用
いられる放射線検出装置、システム及びそれらに備えら
れるシンチレータパネルに関する。
に、X線、α線、β線、γ線などの電磁波も含むものと
して説明する。
ており、レントゲン撮影の方式もコンベンショナルなフ
ィルムスクリーン方式からX線デジタルラジオグラフィ
ー方式へのパラダイムシフトが進んでいる。
トゲン撮影用のX線検出装置には、アモルファスシリコ
ンなどを用いたフォトセンサー及びTFTを有する光電
変換素子部を備えたセンサパネルと、柱状の蛍光体より
なる蛍光体層及び蛍光体層で発光した可視光をセンサパ
ネル側へ反射させる金属薄膜などの反射膜を備えたシン
チレータとを、透明な接着剤よりなる接着層によって接
着したものがある。
の素子構成やシンチレータの蛍光体材料の制約を受ける
ことなく、さまざまなものを用途に応じて組み合わせる
ことが可能である。
ネルとを、接着層によって接着するには、いくつかの手
法があるが、その1つに、シンチレータパネルとセンサ
パネルとの間に接着剤を塗布し、これらを対向させた状
態でシンチレータパネル上に押し当てたローラを回転さ
せることによって接着することがある。
は、ローラを押し当てることによって、蛍光体に荷重が
かかり、この一部が破損する場合があった。特に、ロー
ラ荷重が同じであっても、シンチレータパネルの周辺部
では、荷重の分散が端面で途切れるため、蛍光体の端面
近傍は必然的に中心部よりも大きな圧力がかかる。
し、撮像した画像がボケるので、これを防止することが
必要である。
損しないようにすることを課題とする。
め、本発明は、柱状の蛍光体の側面が互いに接続されて
なる蛍光体層で放射線に基づく光を発生し、当該光を光
電変換素子部で電荷に変換し、当該電荷に基づいて放射
線を検出する放射線検出装置において、前記蛍光体層の
中心から周辺に向けて蛍光体の柱径を太くすることを特
徴とする。
ンチレータパネルと、光電変換素子部を備えるセンサパ
ネルとを、ローラを用いて貼り合わせる際に、蛍光体層
の周辺部の蛍光体に強度をもたせて破損しないようにし
ている。
が落ちる傾向にあるので、解像力が要求される分野に用
いる際には、周辺部の蛍光体の丈を短くすればよい。
射線検出装置を備えることを特徴とする。
放射線検出装置に用いられる蛍光体層を備えることを特
徴とする。
図面を用いて説明する。
1の放射線検出装置の模式的な断面図である。図1にお
いて、130はシンチレータで、CsIからなる柱状結
晶化した蛍光体の側面が互いに接続されており放射線に
基づく光を発生するアルカリハライド蛍光体層104
と、アルカリハライド蛍光体層104を支持するための
アモルファスカーボン等よりなる基材101と、アルカ
リハライド蛍光体層104で変換された光を後述するセ
ンサパネル100側へ反射するアルミニウム薄膜よりな
る反射層103と、基材101と反射層103との間に
形成されたポリイミドなどからなる絶縁保護層102
と、アルカリハライド蛍光体層104等を外気から保護
する有機樹脂よりなる保護層105とを備えている。
ルであり、ガラス基板111と、アモルファスシリコン
を用いたフォトセンサー及びTFTからなる光電変換素
子部112と、光電変換素子部112で変換された電気
信号を伝送する配線部113と、配線部113を伝送さ
れた電気信号を外部に取り出す電極取り出し部114
と、窒化シリコン等よりなる第一の保護層115と、ポ
リイミド等よりなる第二の保護層116とを備えてい
る。
とは、接着剤121により貼り合わされ、その周囲を封
止材122によって封止されている。
ハライド蛍光体層104からの可視光を検知できるもの
であればよく、センサーとしてはアモルファスシリコン
などからなるMIS型のものやPIN型のもの、スイッ
チとしては、TFTやPIN型ダイオードスイッチのも
のでもよい。更にはCMOSセンサーやCCD撮像素子
を用いてもかまわない。この場合、ガラス基板111に
代えてクリスタルシリコンを用いることになる。
応じて複数枚タイリングしてもよい。さらに、シンチレ
ータパネル130は、図1の上から、基材101、絶縁
層102、反射層103、アルカリハライド蛍光体層1
04の順になるように積層している場合を例に図示して
いるが、反射層103、絶縁層102、基材101、ア
ルカリハライド蛍光体層104の順になるように積層し
てもよい。図2は、図1のシンチレータ130をセンサ
パネル110に貼り合わせている時の断面図である。図
2には、シンチレータパネル130とセンサパネル11
0との間に接着剤121を塗布し、これらを対向させた
状態でシンチレータパネル130上に押し当てたローラ
131を回転させることによって接着する様子を示して
いる。
すように、柱状結晶化したアルカリハライド蛍光体層1
04の蛍光体は、中心から周辺に向けて太く結晶化して
いる。
ーラ131を回転させたときに、アルカリハライド蛍光
体層104では、中心よりも周辺で大きな圧力がかかる
ので、この圧力によってアルカリハライド蛍光体層10
4の周辺の蛍光体が破損されるのを防止するためであ
る。
は、中心から周辺に向けて蛍光体の丈を短くし、上面が
例えばドーム状になるようにしている。このことについ
て以下説明する。
transfer function:CTF)との関係を示す図であ
る。図5では、横軸に柱径、縦軸に解像力を示してい
る。図5に示す通り、蛍光体の柱径が太くなるほど解像
力は低下する。
鏡の表面形状測定モードでの測定によって得られた蛍光
体層104の上面からの画像に仮想的な直線を描いて、
その直線と各蛍光体の側面との交点を出し、隣あう交点
の距離の平均としている。
体の丈が長いほど解像力が向上する。
図である。図6では、横軸に柱の丈、縦軸に輝度を示し
ている。図6に示す通り、蛍光体の丈が長くなるほど輝
度は高まる。
の柱径が太いほど輝度が向上する。
mで飽和するので、それ以上の高さでは逆に輝度は減少
していくと考えられる。
柱径が3μm〜15μm、丈が300μm〜600μm
で、光電変換素子部の大きさや基材101の大きさ等に
応じて決定するとよい。
ルカリハライド蛍光体蒸着後レーザー顕微鏡(キーエン
ス製VK−8500)で表面上に生じた段差を測定し、
柱の境界形状を確認する方法で行った。丈の測定は段差
部を設け、レーザー顕微鏡(キーエンス製)で測定する
ことで行った。
を形成する手法について説明する。
を形成するための蒸着装置の模式的な断面図である。図
7において、401は真空チャンバー、402は基材1
01を加熱するためのヒーターで、複数が束になってい
る。更にこのヒーター402の束は、外側ほど密になっ
ている。403は熱反射板で、ヒーター402からの熱
を基材101側に反射させるためのものである。404
は基材101を支えるためのホルダー、405は回転
軸、406はモーターで基材101等を回転させるもの
である。
料、408はアルカリハライド蛍光体原料407を加熱
蒸発させるための加熱ボートで上下横方向にシフトが可
能になっている。409は排気管で図示しないポンプに
つながっており、真空チャンバー401の内部全体を真
空にしているものである。
ボート408内のアルカリハライド蛍光体原料407は
溶けて蒸発を始め、基材101に蒸着されていく。
ハロゲン化した材料を図示しない別の加熱ボートに入れ
て、独立で蒸発をさせればよい。アルカリハライド蛍光
体、特にCsIは、基材101の温度が高くなるほど柱
径が大きくなる傾向にある。また、材料は蒸発源、つま
り加熱ボート408から空間に3次元的に蒸発していく
ため、蒸発源から近いほど厚くなる。
ており、基材101は外側ほど熱くなる傾向にあるた
め、蒸着を行えば、外側に向かって柱径が太くなる。
に分けて独立制御すれば柱径の微妙なコントロールも可
能となる。加熱ボート408は基本的に基材101の中
心部にセットされるため、蒸着すれば基材101の中心
に蒸着されるアルカリハライド蛍光体は厚くなる。
101の中心部から外側にシフトさせれば、基材101
を回転させたときに、膜厚分布を微妙にコントロールす
ることも可能となる。
Tl、NaをドープしたCsI、NaI、CsBrなど
をいう。
イド蛍光体層104の上面の形状に沿って湾曲するよう
になるが、基材101の大きさを、□450としたとき
に、アルカリハライド蛍光体層104の柱径は中心でほ
ぼ6μm、端部でほぼ9μm、アルカリハライド蛍光体
層104の中心の丈をほぼ550μm、端部の丈を50
0μmとなるようにドーム状にすれば、輝度の分布はほ
ぼフラット、解像力は1.5lpで10%以内に抑える
ことができる。
2の放射線検出装置の模式的な断面図である。なお、図
3において、図1で示した部分と同様の部分には同一符
号を付している。
101の下面形状をアルカリハライド蛍光体層104の
上面形状に合わせて、ローラ131の回転面である基材
101の上面が、フラットになるようにしている。な
お、基材101にはアルミニウムを用いている。
ットであれば、アルカリハライド蛍光体層104の柱径
や高さは、実施形態1で説明したような数値に限定され
ず、ローラ131の回転の際にシンチレータパネル13
0側にかかる応力等に応じたものとすることができる。
3の放射線検出装置の構成図である。図4において、1
06は反射層103を水分から保護するための保護用の
フィルム、123は保護用フィルム106を反射層10
3と接着する接着層である。なお、図4において、図1
で示した部分と同様の部分には同一符号を付している。
層104を、直接センサパネル110に蒸着しており、
センサパネル110との光学カップリングの際のストレ
スをかけないようにしている。
図2のように、ローラ131を用いて反射層103に接
着している。この場合にも、アルカリハライド蛍光体層
104を、図1等に示すようにすることで、破損防止を
している。
4の放射線検出システムの模式的な構成図である。X線
チューブ6050で発生したX線6060は患者あるい
は被験者6061の胸部6062を透過し、実施形態1
〜3のいずれかで説明した放射線検出装置6040に入
射する。
部の情報が含まれている。X線の入射に対応して蛍光体
は発光し、これを光電変換して電気的情報を得る。この
情報は、ディジタルに変換されイメージプロセッサ60
70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。
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6
100によりフィルム6110に記録することもでき
る。
蛍光体に強度をもたせたので、製造段階で蛍光体が破損
しないようになり、ボケのない画像を得ることができ
る。
な断面図である。
0に貼り合わせている時の断面図である。
な断面図である。
である
nction:CTF)との関係を示す図である。
めの蒸着装置の模式的な断面図である。
式的な構成図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 柱状の蛍光体の側面が互いに接続されて
なる蛍光体層で放射線に基づく光を発生し、当該光を光
電変換素子部で電荷に変換し、当該電荷に基づいて放射
線を検出する放射線検出装置において、 前記蛍光体層の中心から周辺に向けて蛍光体の柱径を太
くすることを特徴とする放射線検出装置。 - 【請求項2】 さらに、前記蛍光体層の中心から周辺に
向けて蛍光体の丈を短くすることを特徴とする請求項1
記載の放射線検出装置。 - 【請求項3】 前記蛍光体層と前記光電変換素子部と
は、これらの間に接着剤を塗布し、いずれか一方の側に
押し当てたローラを回転させることによって加圧接着さ
れていることを特徴とする請求項1又は2記載の放射線
検出装置。 - 【請求項4】 前記蛍光体層の放射線入射面側には、当
該蛍光体層を支持する基材が備えられており、この基材
の放射線入射面が平坦になるように蛍光体層側の面を前
記蛍光体の丈に応じた形状にすることを特徴とする請求
項2又は3記載の放射線検出装置。 - 【請求項5】 前記蛍光体は、アルカリハライド蛍光体
であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項
記載の放射線検出装置。 - 【請求項6】 請求項1から5のいずれか1項記載の放
射線検出装置を備えることを特徴とする放射線検出シス
テム。 - 【請求項7】 請求項1から5のいずれか1項記載の放
射線検出装置に用いられる蛍光体層を備えることを特徴
とするシンチレータパネル。
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