JP2003107163A - 加熱装置を備えて提供されるｘ線検出器 - Google Patents

加熱装置を備えて提供されるｘ線検出器

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JP2003107163A
JP2003107163A JP2002228408A JP2002228408A JP2003107163A JP 2003107163 A JP2003107163 A JP 2003107163A JP 2002228408 A JP2002228408 A JP 2002228408A JP 2002228408 A JP2002228408 A JP 2002228408A JP 2003107163 A JP2003107163 A JP 2003107163A
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JP
Japan
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ray detector
arrangement
heating device
converter
scintillator
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JP2002228408A
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Hans-Aloys Wischmann
ヴィッシュマン ハンス‐アロイス
Herfried Karl Wieczorek
カルル ヴィーチョレク ヘーアフリート
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Koninklijke Philips NV
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Koninklijke Philips Electronics NV
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    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2006—Measuring radiation intensity with scintillation detectors using a combination of a scintillator and photodetector which measures the means radiation intensity

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、ブライトバーン作用が削減
される配置及び装置を提供することである。 【解決手段】 本発明は、特にＸ線である、電磁気放射
を電荷キャリアーに変換するＸ線検出器に関する。本発
明はまた、Ｘ線検出器の操作方法及び製造に関する。さ
らに、本発明はまた、Ｘ線検出器を備えて提供されるＸ
線検査装置に関する。ブライトバーン作用により引き起
こされる画像アーティファクトを削減するために、コン
バーター配置の手段により、特にＸ線である電磁気放射
を電荷キャリアーに変換するＸ線検出器（１）に加熱装
置（７）を加えることが提案され、本発明と一致する加
熱装置はＸ線検出器（１）の操作中にコンバーター配置
（２）に熱を適用するように配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にＸ線である、
電磁気放射を電荷キャリアーに変換するＸ線検出器に関
する。本発明はまた、Ｘ線検出器の操作方法及び製造に
関する。さらに、本発明はまた、Ｘ線検出器を備えて提
供されるＸ線検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線検出器は特に医学分野で使用され、
すなわち、特にＸ線検査において、通常の医学検査若し
くは治療で検査される対象物（通常は患者）のＸ線画像
を形成するために役立つ。Ｘ線検出器を備えて提供され
る画像獲得システムは、Ｘ線により通過されて検査され
る対象物の画像を形成するために使用され、その画像
は、例えば、モニターなどを介して出力される。Ｘ線検
出器に入射するＸ線は、コンバーター配置で電荷キャリ
アーに変換される。コンバーター配置で産出される電荷
キャリアーは、下流の電子読出し回路配置で読み出され
るように、関連するキャパシタンスに収集される。
【０００３】一般的に、Ｘ線検出器は、電磁気Ｘ線がコ
ンバーター配置に入射するような方法で構築される。Ｘ
線検出器の特定の構築に依存して、コンバーター配置で
の直接変換するコンバーター層はＸ線を結果として読み
取られる電荷キャリアーに変換するか、若しくは二つの
コンバーター層から構成されるコンバーター配置は最初
にＸ線をシンチレーター配置で可視光線に変換し、可視
光線が特にフォトセンサー配置である第二コンバーター
層の電荷キャリアーに変換後、結果として電荷キャリア
ーは読み取られている。
【０００４】日本国特許出願番号５１８０９４５はシン
チレーター層の製造構成中に赤外線ランプが熱を適用す
る配置を記載している。このランプはＸ線検出器に含ま
れておらず、配置全体から離れて設置されている。シン
チレーター層に提供されて赤外線放射を吸収する層は照
射上の熱を産出し、その結果としてシンチレーターは加
熱される。熱の適用はシンチレーターの不規則性を除去
するために若しくはドーピングを均質化するために意図
されている。シンチレーター物質は基板に蒸気沈着され
た後に加熱される。
【０００５】一般的に、フラットダイナミックＸ線検出
器は、強いＸ線に露出された場合にＸ線の上昇した感度
を表すドープされたセシウムヨウ化物（ＣｓＩ）のシン
チレーター配置を含んでいる。相対的な増加は総計して
５〜１０％までであり、数日の期間で衰える。この効力
はブライトバーン（ｂｒｉｇｈｔ ｂｕｒｎ）と呼ば
れ、空間的に非均質で、Ｘ線検出器の直接照射されたエ
リアのその最大値に達する。光子の異なる数がそのよう
な増加した感度が発生するエリア、すなわち、感度の増
加が発生しないエリアと比較して、同数のＸ線量から産
出されるので、このブライトバーン作用は非常に不利益
である。これは、Ｘ線の画像における所望でない増幅及
び／若しくは減衰を生じさせる。
【０００６】さらに、画像アーティファクトは、酸化鉛
若しくはセレンの層によって入射Ｘ線が直接電荷キャリ
アーに変換されるＸ線検出器で直接変換する際に発生し
がちである。
【０００７】ブライトバーン作用は画像後処理によって
修正できない。感度修正画像、すなわちいわゆる増進画
像、の形成における一層の露出のみでそれを修正するこ
とができる。
【０００８】典型的な状況では、感度のそのような増加
が臨床の画像において顕著ではないかもしれない。しか
しながら、異常露出若しくは露出の連続若しくは正しく
ない操作によって引き起こされるブライトバーン作用
は、慎重でも促進された手法のどちらでも取り消すこと
ができない。
【０００９】さらに、感度修正のために使用された測定
画像は、規則的な時間の周期で更新されるに違いない。
それらの状況では、数日間画像を形成することができな
いので、おそらく現在のブライトバーンがこれらの測定
画像のために衰えるのを待つことは決して可能ではな
い。
【００１０】増進画像は適応性のある測定及び遠隔の補
修サービスの内容のシンチレーターの変化をモニターす
るためにさらに使用することができる。そのような変化
の大きさは、数ミリメートルから検出器のサイズまでの
範囲であるかもしれない。測定及びモニタリングは妨害
されるか、若しくは数パーセントで、空間的に非均質の
相対的な増加の場合のブライトバーン作用によってさら
に不可能になる。
【００１１】ディープトラップ（ｄｅｅｐ ｔｒａｐ）
状態は、ブライトバーン作用の長い崩壊時間で考えられ
る原因である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ブラ
イトバーン作用が削減される配置及び装置を提供するこ
とである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】かかる目的は、特にＸ線
である電磁気放射を電荷キャリアーに変換するＸ線検出
器の手段によって達成され、このＸ線検出器はコンバー
ター配置及びＸ線検出器の操作中にコンバーター配置に
熱を適用するように配置される加熱装置を含んでいる。
【００１４】Ｘ線検出器は、直接的に変換するＸ線検出
器の場合における、例えばＰｂＯ若しくはＳｅの層など
の直接変換するコンバーター層、又は第二実施態様のシ
ンチレーター配置及びフォトセンサー配置の何れかによ
って形成されるコンバーター配置を含んでいる。入射Ｘ
線は、直接的に変換するＸ線検出器の場合に、電荷キャ
リアーに直接変換される。
【００１５】第二実施態様の場合において、Ｘ線源から
照射されるＸ線は、電子読み取り回路配置に適用するよ
うにフォトセンサー配置によって検出される、Ｘ線が光
の放射に変換されるシンチレーター配置に入射される。
【００１６】ブライトバーン作用を削除するために、本
発明と一致するＸ線検出器は、必要な場合に、Ｘ線検出
器の操作中にコンバーター配置に熱を適用する加熱装置
を含んでいる。
【００１７】シンチレーターを加熱すること若しくはコ
ンバーター層を８０乃至３００℃までの温度範囲で直接
変換することはディープトラップに記憶された変化を放
出する。Ｘ線検出器の感度は、このようにして全体の検
出器の表面を越えて均質化される。
【００１８】本発明の有用な実施態様の加熱装置はコン
バーター配置上に配置されている。加熱装置がコンバー
ター配置上に配置されているガラスプレートに収容され
る場合に有用であることが分かっている。結果として、
第二実施態様のシンチレーター配置は、シンチレーター
配置に既に接続されているフォトセンサー配置なしでガ
ラスプレートに提供できる。
【００１９】本発明のさらなる実施態様と一致して、加
熱装置は、入射Ｘ線の方向に上向きのコンバーター配置
を密封するガラスプレート上に配置され、このようにコ
ンバーター配置に熱を適用する。製造上の観点からする
と、コンバーター層がガラスプレートに沈着できる（基
板として作用する）、すなわち加熱装置及びフォトセン
サー配列と独立して沈着できるために、この実施は簡素
である。次いで、加熱装置は、製造の後半段階でガラス
プレートに提供できる。この配置において、加熱装置は
透明であるべきであり、Ｘ線に抵抗性である。
【００２０】産出された熱は、コンバーター配置に顕著
に上から適用されるために、コンバーター配置上に加熱
装置を配置することが有用であることが分かっている。
フォトセンサー配置は高温に感受性であり、加熱中にそ
の機能性の破壊若しくは機能性に及ぼす影響を回避する
ように、可能な限り冷却すべきである。例えば、シンチ
レーター配置上の加熱装置の配置は、第一に、シンチレ
ーター配置への熱の供給を可能にする。シンチレーター
配置の真下に配置された層、例えば、パッシベーション
層を備えた薄膜の電子回路類は一般的に２００℃までの
温度では損傷を受けない。
【００２１】実施態様のさらなるグループの加熱装置
は、コンバーター配置の真下に配置されている。これ
は、特にシンチレーター配置であるコンバーター配置が
フォトセンサー配置に直接的に蒸気沈着する場合におい
て、特に有用である。
【００２２】一方では、加熱装置は、薄膜技術手段によ
ってフォトセンサー配置が提供される、ガラスプレート
に統合できる。
【００２３】さらなる可能性によると、加熱装置は第二
実施態様の場合のフォトセンサー配置における薄膜電子
回路類を備えるガラスプレートの真下、若しくは直接変
換するＸ線検出器の場合の読み取りキャパシタンスの真
下に提供される。
【００２４】加熱装置の構成はその位置とは関係なく、
例えば、ガラスプレートの内部若しくはガラスプレート
表面に存在する抵抗ワイヤーからなる。そのようなワイ
ヤーは、既知の製造方法の手段によってガラスプレート
の内部若しくはガラスプレート表面に提供できる。
【００２５】本発明のさらなる実施態様の加熱装置は電
磁気放射に対して透明な抵抗層により形成される。これ
は加熱装置をシンチレーター配置上のガラスプレートに
配置されること若しくは直接的に変換するコンバーター
層を可能にし、その結果、入射Ｘ線は妨害なしで加熱装
置を通過する。
【００２６】加熱装置はＸ線検出器の操作中に局地的な
高感度を削減する。さらに不均質で分配される局地的な
高感度は加熱により再度より一層削減されて、その結
果、ブライトバーン作用により引き起こされる画像アー
ティファクトは排除されるか、若しくは少なくとも削減
される。
【００２７】Ｘ線検出器に対する加熱装置の追加は、延
長された期間にＸ線検出器の使用することを不可能にせ
ずに、若しくはシンチレーター層若しくは直接変換する
コンバーター層を置き換えるようにＸ線検出器を除去す
ることを必要とせずに、ブライトバーン作用の削減若し
くは排除を可能にする。
【００２８】この目的はさらに、Ｘ線検出器の操作中
に、必要であれば加熱装置が熱をコンバーター配置に適
用する、コンバーター配置を備えて提供されるＸ線検出
器の操作方法の手段によって達成される。
【００２９】例えば、選択可能な限界線量が直接放射範
囲で到達した後、コンバーター配置の加熱は等間隔に起
こる。この限界線量は実験値に基づいて定義されるか、
若しくは均質な露出の存在における画質の試験測定に基
づいて定義される。加熱周期の持続時間は数分間（一般
的には１０分間）から数時間までの範囲であり、加熱温
度に依存する。そのような予防的な加熱に加えて、ブラ
イトバーンはさらに、例えば、測定の直前で慎重に消去
される。さらに、使用者によりそのように要求される場
合は、加熱によるブライトバーンの瞬時の消去は、使用
者がアーティファクトに気づいた場合にさらに可能であ
る。
【００３０】本発明のさらなる目的は、コンバーター配
置の製造中にコンバーター物質の均一構造を達成するこ
と、及びＸ線検出器全体にとって到達できるＭＴＦ（モ
ジュレーショントランスファーファンクション）を増大
することである。
【００３１】蒸気沈着されたシンチレーター物質の急激
な冷却の場合、所望でない針構造を有する層は基板上に
形成される。加熱装置を用いて、熱はシンチレーター配
置が蒸気沈着される、すなわち、蒸気沈着処理に先だっ
て、例えばガラスである基板に適用される。基板に沈着
される第一のシンチレータークリスタルがあまりにも急
激すぎて冷却されないで、その結果、均一な針構造が蒸
気沈着されるシンチレーター物質において達成され、こ
のように達成される。
【００３２】本発明と一致して、基板のガラスプレート
は、例えば、自動車の前後窓の加熱システムで使用され
るような非常に微細の集積された加熱ワイヤーを介する
か、若しくは、例えば、プレート上に沈着される透明な
ＩＴＯの抵抗層を介して制御された手法で電気的に加熱
される。
【００３３】間接的な場合では、シンチレーター物質が
分離しているガラスプレートに蒸気沈着している状態
で、加熱装置は基板を事前に加熱するために直接的に使
用でき、その結果、記載された問題は解決される。沈着
に先立つ基板の加熱はさらに、直接的に変換するＸ線変
換器の場合にコンバーター物質の均質化に帰着する。
【００３４】直接的な蒸気沈着の場合において、薄膜電
子回路類が配置されるガラスプレートは電気的加熱設備
を備えて提供される。次いで、基板ホルダーはまた、蒸
気沈着に先だって基板の加熱を可能にするように、電気
的な供給の導き若しくは接触を含むべきである。
【００３５】この目的はまた、記載される種類のＸ線検
出器を含むＸ線検査装置の手段によって達成される。
【００３６】本発明の複数の実施態様は、図を参照して
これより後に詳細に記載されるだろう。
【００３７】
【発明の実施の形態】図１はＸ線検出器１を示してい
る。加熱装置７が提供されているガラスプレート６は、
シンチレーター配置２上に配置されている。シンチレー
ター配置２は、粘着層５の手段により、パッシベーショ
ン層４により被膜されるフォトセンサー配置が提供され
る薄膜ガラスプレート３に接合される。パッシベーショ
ン層４は、例えば、窒化ケイ素若しくは酸化ケイ素から
なる。
【００３８】加熱装置７は、ガラスプレート６に提供さ
れる、例えば、アルミニウムの小さいワイヤーから形成
される。アルミニウムワイヤーの断面が、例えば１４０
μｍより小さいフォトセンサー配置のピクセルよりも著
しく小さい場合は、最終的なＸ線画像で加熱ワイヤーの
構造を認識することは可能ではない。
【００３９】図２は、抵抗層７がガラスプレート６上に
提供されているＸ線検出器を示し、その抵抗層はそこに
適用された電流の影響を受けて熱を産出している。検出
器１の残りの構成は図１に示される。
【００４０】図３は、加熱抵抗ワイヤー７が、フォトセ
ンサー配置のＴＦＴトランジスターが薄膜技術で提供さ
れるガラスプレート３に存在する、Ｘ線検出器を示して
いる。図３の配置の残りは図１と同様である。
【００４１】図４は、加熱装置７がフォトセンサーを伴
う薄膜ガラスプレート３の真下に提供されるＸ線検出器
１を示している。図４の配置の残りは図３と同様であ
る。
【００４２】図５は、シンチレーター配置２がフォトセ
ンサー配置を備える薄膜ガラスプレート３上のパッシベ
ーション層４上に直接的に提供されるＸ線検出器１を示
している。フォトセンサー配置を備える薄膜ガラスプレ
ート３の真下に、Ｘ線検出器配置に適用される加熱を産
出する抵抗層７が提供される。
【００４３】不動態化された薄膜電子回路類に直接的に
蒸気沈着されたＣｓＩ層の場合、密封のために使用され
る上部のガラスプレート６を図１で示される加熱装置７
を備えるガラスプレート６で置き換えることが可能であ
る。
【００４４】図６は、シンチレーター配置２がフォトセ
ンサー配置を備える薄膜ガラスプレート３上のパッシベ
ーション層４上に再度蒸気沈着されているＸ線検出器１
を示している。加熱ワイヤー７は、薄膜電子回路類をサ
ポートするガラスプレート３に埋め込まれている。その
加熱ワイヤーは、熱がシンチレーターで局地的に上昇し
た感度をリセットする、電流の適切な適用に対応して熱
を生成する。
【００４５】Ｘ線検出器はシンチレーター配置上に配置
される反射層を備えて提供され、それにより、入射Ｘ線
の方向で上方に反射される光の光線がフォトセンサーの
方向で再度反射されて、したがってより高い光効率を達
成する。例えば、そのような反射層はガラスプレート６
の下側に提供され、さらに抵抗層として使用できる金属
反射器（示されていない）として実現する。
【００４６】可視できる妨害するブライトバーンを排除
する目的の感度測定の実行に先立つだけでなく、また予
防的に、ＣｓＩ層の規則的な加熱は感度上昇の慎重な取
り消しのために実行することができる。
【００４７】本発明のさらなる実施態様では、加熱処理
中にフォトセンサー配置が冷却される場合に配置され
る。図１及び２で示されている配置において、ガラスプ
レート３の真下に提供される、例えば、ペルチエ素子の
形体の冷却システムで達成される。加えて、加熱処理中
に水冷は検出器の背後に適用できる。
【００４８】さらに前側からの検出器ハウジングの追加
的な冷却が可能であり、このような冷却システムは、ブ
ライトバーン作用を排除する目的で、例えば、ただ一時
的にＸ線検出器に設置される。
【図面の簡単な説明】
【図１】シンチレーター上の加熱を伴うＸ線検出器を示
す。
【図２】ガラスプレート上の加熱に対する抵抗を備える
Ｘ線検出器を示す。
【図３】薄膜電子回路類及び抵抗ワイヤーを備えるガラ
スプレートを伴うＸ線検出器を示す。
【図４】薄膜ガラスプレートの真下の加熱に対する抵抗
を備えるＸ線検出器を示す。
【図５】直接的に蒸気沈着されたシンチレーターを備え
るＸ線検出器を示す。
【図６】直接的に蒸気沈着されたシンチレーター及び薄
膜電子回路類を備えるガラスプレートの加熱ワイヤーを
伴うＸ線検出器を示す。
【符号の説明】
１ Ｘ線検出器 ２ シンチレーター配置 ３ ガラスプレート ４ パッシベーション層 ５ 粘着層 ６ ガラスプレート ７ 加熱装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス‐アロイス ヴィッシュマン ドイツ連邦共和国，52076 アーヘン，ツ ァイズィヒヴェーク 52 (72)発明者 ヘーアフリート カルル ヴィーチョレク ドイツ連邦共和国，52076 アーヘン，ミ ュンスターシュトラーセ 207 Ｆターム(参考） 2G088 EE01 FF02 GG19 GG21 JJ09 LL15 LL21 5F088 BA10 BB03 BB07 JA17 JA20 LA08

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特にＸ線である、電磁気放射を電荷キャ
    リアーに変換するためのＸ線検出器であって、Ｘ線を電
    荷キャリアーに変換するためのコンバーター配置及び前
    記Ｘ線検出器の操作中にシンチレーター配置に熱を適用
    するように配置される加熱装置を含むことを特徴とする
    Ｘ線検出器。
  2. 【請求項２】 前記コンバーター配置はシンチレーター
    配置及びフォトセンサー配置を含み、前記シンチレータ
    ー配置は前記フォトセンサー配置上に配置していること
    を特徴とする請求項１に記載のＸ線検出器。
  3. 【請求項３】 前記コンバーター配置は直接的に変換す
    るコンバーター層を含み、それによって前記Ｘ線が直接
    的に電荷キャリアーに変換されることを特徴とする請求
    項１に記載のＸ線検出器。
  4. 【請求項４】 前記加熱装置が前記コンバーター配置上
    に配置されることを特徴とする請求項１乃至３の一に記
    載のＸ線検出器。
  5. 【請求項５】 前記加熱装置が前記コンバーター配置の
    真下に配置されることを特徴とする請求項１乃至３の一
    に記載のＸ線検出器。
  6. 【請求項６】 前記加熱装置は前記フォトセンサー配置
    を備えて提供されるガラスプレートに統合されることを
    特徴とする請求項２及び５に記載のＸ線検出器。
  7. 【請求項７】 ガラスプレートの内部若しくは表面に存
    在する抵抗ワイヤーが前記加熱装置を構成することを特
    徴とする請求項１に記載のＸ線検出器。
  8. 【請求項８】 前記加熱装置が電磁気放射に対して透明
    な抵抗層により形成されることを特徴とする請求項１に
    記載のＸ線検出器。
  9. 【請求項９】 前記Ｘ線検出器の操作中に加熱装置から
    熱を受取るコンバーター配置を備えて提供されるＸ線検
    出器の操作方法。
  10. 【請求項１０】 基板へのコンバーター物質の沈着に先
    立ち、加熱装置が熱を前記基板に適用する、Ｘ線検出器
    の製造方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１乃至９に記載のＸ線検出器を
    含むＸ線検査装置。
JP2002228408A 2001-08-09 2002-08-06 加熱装置を備えて提供されるｘ線検出器 Pending JP2003107163A (ja)

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