JP2008224624A - シンチレータ、放射線検出器、ｘ線ｃｔ装置、および放射線検出器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、生産性が高く、かつ、シンチレータ部分における光学的なクロストークを抑制することができるシンチレータ、放射線検出器、Ｘ線ＣＴ装置、および放射線検出器の製造方法を提供する。
【解決手段】放射線を受けて蛍光を発する板状のシンチレータであって、前記シンチレータの前記放射線が入射する側の面に設けられたコリメータ板を挿入する溝と、前記溝の底部に設けられた連結部と、を備えたことを特徴とするシンチレータが提供される。また、上記のシンチレータと、接着層を介して前記シンチレータと接合された光電変換手段と、を備えたることを特徴とする放射線検出器が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、シンチレータ、放射線検出器、Ｘ線ＣＴ装置、および放射線検出器の製造方法に関する。

近年のＸ線ＣＴ（Computer Tomography）装置においては、検出点数を多くして空間分解能を上げるために、シンチレータを用いた固体検出器（以下、放射線検出器という）が用いられている。
放射線検出器は、基板上に区画されて設けられた多数の光電変換素子と、この上に積層されたシンチレータとを備えており、シンチレータは光電変換素子の各検出区画に対応して、溝により分離、区画されている。また、個々のシンチレータに入射するＸ線を制御するとともに散乱線を吸収して、散乱線によるクロストークを低減させるためにコリメータ板が配設されている。
そして、シンチレータの隣接する検出区画間における光学的なクロストークを抑制するために、シンチレータを分離している溝にコリメータ板の一端を挿入する技術が開示されている（例えば、特許文献１、２を参照）。

しかしながら、特許文献１、２に開示されている技術では、シンチレータが溝により完全に分離されているため、各シンチレータを精度よく光電変換素子と接合させる必要があり、生産性を低下させる要因となっていた。
特開２００３−３５７７７号公報 特開平１０−１０２３５号公報

本発明は、コリメータの薄厚化を達成しながらもコリメータ、検出器間の位置合わせの高精度化が可能で生産性が高く、かつ、シンチレータ部分における光学的なクロストークを抑制することができるシンチレータ、放射線検出器、Ｘ線ＣＴ装置、および放射線検出器の製造方法を提供する。

本発明の一態様によれば、放射線を受けて蛍光を発する板状のシンチレータであって、前記シンチレータの前記放射線が入射する側の面に設けられたコリメータ板を挿入する溝と、前記溝の底部に設けられた連結部と、を備えたことを特徴とするシンチレータが提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、上記のシンチレータと、接着層を介して前記シンチレータと接合された光電変換手段と、を備えたることを特徴とする放射線検出器が提供される。

また、本発明のさらに他の一態様によれば、Ｘ線源と、前記Ｘ線源から放出されたＸ線を検出する上記のＸ線検出器と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とが設置され、被検体の周りを回転する回転リングと、前記Ｘ線検出器により検出された放射線の強度に基づいて前記被検体の断層像を画像再構成する再構成装置と、を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置が提供される。

また、本発明のさらに他の一態様によれば、シンチレータと、接着層を介して前記シンチレータと接合された光電変換手段と、を有する放射線検出器の製造方法であって、前記シンチレータの放射線が入射する側の面から前記シンチレータの厚さよりも浅い溝を設けることで連結部を形成し、前記シンチレータの放射線が入射する側の面と対向する側の面に光電変換手段を接着すること、を特徴とする放射線検出器の製造方法が提供される。

また、本発明のさらに他の一態様によれば、シンチレータと、接着層を介して前記シンチレータと接合された光電変換手段と、を有する放射線検出器の製造方法であって、前記シンチレータの放射線が入射する側の面と対向する側の面に光電変換手段を接着し、前記シンチレータの放射線が入射する側の面から前記シンチレータの厚さよりも浅い溝を設けることで連結部を形成すること、を特徴とする放射線検出器の製造方法が提供される。

本発明によれば、コリメータの薄厚化を達成しながらもコリメータ、検出器間の位置合わせの高精度化が可能で生産性が高く、かつ、シンチレータ部分における光学的なクロストークを抑制することができるシンチレータ、放射線検出器、Ｘ線ＣＴ装置、および放射線検出器の製造方法が提供される。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明をする。
尚、本発明の実施の形態に係るシンチレータ、放射線検出器は、Ｘ線のほかにもγ線などの各種放射線の場合にも適用させることができるが、説明の便宜上、放射線の中の代表的なものとしてＸ線の場合を例にとり説明する。したがって、以下の実施の形態の「Ｘ線」を「放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る放射線検出器を例示するための模式断面図である。 また、図２は、本発明者が検討した比較例を例示するための模式断面図である。
まず、図２の比較例から説明をする。
図２に示すように、放射線検出器１０は、多数の光電変換素子を有する光電変換手段１２、接着層１３、シンチレータ１４、コリメータ板１５、回路基板１８などを備えている。尚、図中の矢印はＸ線の入射方向を示している。
シンチレータ１４は光電変換素子の検出区画に対応して区画され、各検出区画間には溝１６が形成されている。すなわち、各シンチレータ１４が溝１６により完全に分離された構成となっている。また、多数の光電変換素子を有する光電変換手段１２も、シンチレータ１４の区画に対応するように区画されている。そして、シンチレータ１４と光電変換手段１２とが、互いの区画を対応させるように、接着層１３を介して接着されている。接着層１３は、例えば、透明接着剤からなり、シンチレータ１４と光電変換手段１２との間の光の透過を良好にしつつ両者が接合されるようになっている。このように、各シンチレータ１４は、透明な接着層１３を介して、光電変換手段１２の図示しない光電変換素子の受光部に対向するようにして接合されている。

光電変換手段１２のシンチレータ４が接着される側の面と対向する側の面には、回路基板１８が接合されている。回路基板１８も、シンチレータ１４の区画に対応するように区画されており、各区画毎の電気信号を取り込むことができるようになっている。また、回路基板１８に図示しない増幅器やＡＤ変換器等を設けるようにすることもできる。
尚、光電変換手段１２と回路基板１８とは、必ずしも接合されている必要はなく、分離して設けるようにすることもできる。また、図示しない増幅器やＡＤ変換器等も別途設けるようにすることができる。

シンチレータ１４同士の間の溝１６には、コリメータ板１５が挿入されている。また、溝１６とコリメータ板１５との間には、隔壁層１７が設けられている。隔壁層１７は、例えば、白色の接着剤からなり、前述の各シンチレータ１４の区画間における光学的分離と反射を行わせることで、各区画間における光学的クロストークを抑制する役割を果たしている。尚、隔壁層１７は、白色の接着剤からなるものに限定されるわけではなく、例えば、白色の板状体を挿入、あるいは接着したものであってもよい。

シンチレータ１４は、Ｘ線などの放射線を受けて蛍光を発する。蛍光は、例えば、可視光線などの光である。シンチレータ１４は、その材質により、最大発光波長、減衰時間、反射係数、密度、光出力比や蛍光効率の温度依存性等が異なるので、それぞれの用途の特性に応じてその材質を選択することができる。Ｘ線ＣＴ（Computer Tomography）装置に用いるものとしては、例えば、希土類酸硫化物の焼結体からなるセラミックシンチレータを例示することができる。ただし、これに限定されるわけではなく、適宜選択することができる。

光電変換手段１２に備えられる光電変換素子としては、例えば、ｐｉｎ構造のシリコンフォトダイオードを例示することができる。そして、この光電変換素子でシンチレータ１４の区画に対応した出力光を受光して、それを電気信号に変換する。尚、光電変換手段１２は、シリコンフォトダイオードを備えたものに限定されるわけではなく、シンチレータ１４からの出力光を電気信号へ変換する手段（例えば、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)など）を適宜選択することができる。

コリメータ板１５は、各シンチレータに入射するＸ線を制御するとともに散乱線を吸収してこの散乱線によるクロストークを低減させる役割を果たす。コリメータ板は、例えば、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔａ（タンタル）、Ｐｂ（鉛）または、少なくともこれらの金属の１つを含む合金などからなるものとすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく適宜選択することができる。

図３は、コリメータ板の断面形状を例示するための模式断面図である。
図３（ａ）に示すように、コリメータ板１５は、その厚みを一定とすることができる。また、例えば、図３（ｂ）に示すように、コリメータ板１５ａの溝６に挿入される部分を細くすることもできる。ただし、その場合であっても、コリメータ板１５ａ同士が対向してＸ線を制御するとともに散乱線を吸収する部分においては、平坦面とすることが好ましい。

ここで、放射線検出器が備えられたＸ線ＣＴ装置においては、各区画毎のＸ線量を電気信号に変換し、それを演算（再構成）することにより断層画像を得ている。そのため、各区画毎の特性が均等である必要があり、特性にばらつきが存在すると、再構成されたＣＴ画像にリングアーチファクトなどが発生し、画質を劣化させることになる。

各区画毎の特性に影響を与えるものとしては、シンチレータ１４と光電変換手段１２との位置合わせ精度がある。光電変換手段１２からは、受光量に応じた電気信号が出力されるが、シンチレータ１４と光電変換手段１２との位置関係にズレが生じると、それが特性のばらつきの要因となる。

この場合、光電変換手段１２の各検出区画間に不感領域を設けるものとすれば、位置合わせの精度を緩和することができる。しかしながら、不感領域は、光を電気信号へ変換することに寄与できない領域であり、Ｘ線の利用効率を低下させるとともにＳ（信号）／Ｎ（ノイズ）比の低下を招くという問題が生じる。

また、特許文献１や２に開示されている技術のように、ブロック状のシンチレータと光電変換手段とを接着し、これに溝を加工するようにすれば、位置合わせの精度を向上させることができる。しかしながら、接着後にシンチレータを分離する溝を加工するものとすれば、光電変換素子を破損させるおそれがある。また、光電変換素子に付着した切削液や切削屑などを除去することが必要になる。

また、特許文献１や２に開示されている分離構造のシンチレータを、光電変換手段に位置合わせ精度よく１個ずつ接着するものとすれば、作業に手間と時間を要し生産性を大幅に低下させることになる。

本発明者は検討の結果、シンチレータの溝を貫通させないようにすれば、シンチレータ１４と光電変換手段１２とを短時間に位置合わせ精度よく接着することができるとの知見を得た。
図１に示すように、本実施の形態に係る放射線検出器１は、多数の光電変換素子を有する光電変換手段１２、接着層３、シンチレータ４、コリメータ板１５などを備えている。尚、図中の矢印はＸ線の入射方向を示している。また、図２で説明をしたものと同様の部分には、同じ符号を付しその説明は省略する。また、各要素の材質も図２で説明をしたものと同等とすることができるので、その説明は省略する。

シンチレータ４は、多数の検出区画毎に区画され、シンチレータ４の各検出区画間には溝６が形成されている。また、溝６はシンチレータ４を貫通することなく、底部には連結部６ａが設けられている。そのため、シンチレータ４は、溝６によって分離されることがなく連結部６ａを介して一体化されている。

本実施の形態に係るシンチレータ４においては、溝６により区画されたシンチレータ４が一体的に構成されているため、これを光電変換手段１２の区画に合わせて接着すれば、位置合わせ精度の良い接合が１度にできる。そのため、生産性を大幅に向上させることができる。

また、シンチレータ４と光電変換手段１２とを接着した後に溝６を加工する場合においても、連結部６ａを残す分、切削工具と光電変換手段１２（光電変換素子）との間に隙間を設けることができるので、光電変換素子を破損させるリスクを大幅に低減させることができる。

また、接着層３の厚さにばらつきがあると、それが特性のばらつきの要因となるが、本実施の形態に係るシンチレータ４においては、一体的に接着をすることができるので、接着層３の厚さの制御が容易となる。そのため、位置合わせ精度の高さとともに均一な厚さの接着層３を得ることができる。その結果、特性のばらつきの少ない放射線検出器１を得ることができる。

また、本実施の形態に係るシンチレータ４によれば、接着層３の厚さを薄くすることもできる。
図４は、放射線検出器の溝部分を例示するための模式断面図である。
尚、図４（ａ）は図２で説明をした比較例の場合を表し、図４（ｂ）は図１で説明をした本実施の形態に係る場合を表している。

図２で説明をしたような分離されたシンチレータ１４においては、平坦度の高い接着面を得ることが困難となる。すなわち、シンチレータ１４の接着面の加工においては、長方形断面の短辺側を基準として、これに対向する側の面（接着面となる側の面）の研磨加工を行うことになる。そのため、加工時におけるシンチレータ１４の剛性が不足することになり、平坦度の高い研磨加工を行うことが困難となる。

図４（ａ）に示すように、分離されたシンチレータ１４においては、接着面の平坦度の悪さを吸収させるために接着層１３の厚さを厚くする必要がある。接着層１３の厚さが厚くなれば、隣接する検出区画からの光の漏れが増大し、光学的クロストークが増大することにもなる。ここで、図４（ａ）の矢印は、光の漏れを表している。

これに対し、本実施の形態に係るシンチレータ４は連結部６ａを介して一体化されている。そのため、加工時における剛性が不足することはなく、接着面の平坦度を高くすることができる。
その結果、図４（ｂ）に示すように、接着層３の厚さ薄くすることができ、隣接する検出区画からの光の漏れを抑制して、光学的クロストークを減少させることができる。

ここで、連結部６ａの厚さｔ１は、後述する加工精度（平坦度）を考慮してシンチレータ４の厚さＴの１／１００以上、光学的クロストークを考慮してシンチレータ４の厚さＴの１／１０以下とすることができる。
ただし、連結部６ａの厚みｔ１に関しては、接着層３の厚みとの合計寸法ｔ２を考慮することが好ましい。合計寸法ｔ２をあまり大きくすると、光学的クロスオーバが増加するからである。また、連結部６ａの厚さｔ１を小さくしすぎると連結部６ａの強度が不足して、後述する加工精度（平坦度）が悪化するおそれがあるからである。そのため、合計寸法ｔ２は５０μｍ以上、１５０μｍ以下とすることが好ましい。

放射線検出器１とコリメータ板１５との位置関係がずれると、シンチレータ４に入射するＸ線の量が不安定となる。そのため、前述した放射線検出器１の各検出区画における特性が均等であっても、Ｘ線検出の感度および感度パターンの特性が影響を受け、画質の低下をもたらすおそれがある。

本実施の形態に係る放射線検出器１においては、シンチレータ４に設けられた溝６にコリメータ板１５の一端を挿入するようにしているため、放射線検出器１とコリメータ板１５との位置合わせの精度を高くすることができる。また、コリメータ板１５の一端を挿入することでこの部分を拘束することができるため、コリメータ板１５の剛性を上げることができる。このことは、コリメータ板１５の薄型化が図れることをも意味し、Ｘ線の利用効率を上げ、Ｓ／Ｎ比を向上させることができることにもなる。
また、放射線検出器１とコリメータ板１５との間に別途部材を設けて、放射線検出器１とコリメータ板１５との位置合わせをする必要もなくなるので、生産性を大幅に向上させることができる。また、別途部材を設ける必要がないので製造コストも抑制することができる。

次に、放射線検出器１の作用を説明する。
コリメータ板１５に沿って入射するＸ線は、コリメータ板１５同士の間に形成される空間を経てシンチレータ４に到達する。この際、コリメータ板１５が配設された方向とは異なる方向から入射してくるＸ線、すなわち散乱Ｘ線は、コリメータ板１５に吸収されるのでシンチレータ４に到達することはない。

シンチレータ４に到達したＸ線は、Ｘ線の強度に比例した強度を有する光に変換される。変換された光は、隔壁層１７の表面、シンチレータ４と隔壁層１７との界面等で反射を繰り返しながら光電変換手段１２に入射される。

光電変換手段１２に入射した光は、光電変換され、光の強度に比例した強度の電気信号として出力される。

前述したように、本実施の形態に係るシンチレータ４においては、各区画における特性の均等化、光学的クロストークの抑制を図ることができる。また、シンチレータ４に設けられた溝６にコリメータ板１５の一端を挿入することで、放射線検出器１とコリメータ板１５との位置合わせの精度を高くすることができる。また、コリメータ板１５の剛性を上げるとともに薄型化を図ることもできる。そのため、Ｘ線の利用効率を上げ、Ｓ／Ｎ比を向上させることができるので、画質を向上させることができる。

次に、放射線検出器１の製造方法を説明する。
放射線検出器１の用途に応じて、シンチレータ４の材質を選定し、外形を切削加工してブロック体２０を形成させる。例えば、Ｘ線ＣＴ装置に用いるシンチレータ４の材質としては、希土類酸硫化物の焼結体からなるセラミックスを例示することができる。
次に、表面と裏面、すなわち、Ｘ線入射面と光電変換手段１２との接着面を、研磨機により研磨加工する。この際、連結部６ａが所定の寸法となるようにする。
次に、図５に例示するように、ダイヤモンドカッター１９等を用いて溝６の加工を行う。
次に、シンチレータ４と光電変換手段１２との区画を互いに合わせるようにして、透明の接着剤を用いて接着する。この際、接着層３と連結部６ａの合計寸法が所定の範囲となるよう接着層３の厚さを制御する。接着層３の厚さの制御は、例えば、接着剤の供給量（供給体積）を調整することで制御することができる。
次に、必要に応じて、光電変換手段１２と回路基板１８とを接着し、光電変換手段１２と回路基板１８との配線を行う。
次に、シンチレータ４に設けられた溝６にコリメータ板１５の一端を挿入するとともに、白色の接着剤を用いて接着する。
尚、後述するように、放射線検出器１を２次元検出器システム１０３（図７を参照）に取り付ける際に、溝６とコリメータ板１５との接着が行われるようにすることもできる。

また、Ｘ線入射面と光電変換手段１２との接着面を研磨加工したシンチレータ４のブロック体を光電変換手段１２に接着した後、連結部６ａを残すようにして溝６を加工することもできる。この場合、連結部６ａを残す分、ダイヤモンドカッター１９の刃先と光電変換手段１２（光電変換素子）との間に隙間を設けることができるので、光電変換素子を破損させるリスクを大幅に低減させることができる。

前述したように、本実施の形態に係るシンチレータ４においては、溝６により区画されたシンチレータ４が一体的に構成されているため、位置合わせ精度の高い接着が１度にできる。また、シンチレータ４に設けられた溝６にコリメータ板１５の一端を挿入することで、位置合わせ精度の高い接合を容易にすることができる。また、溝６により区画されたシンチレータ４が一体的に構成されているため、接着層３の厚さの制御を容易とすることができる。そのため、Ｘ線の利用効率、Ｓ／Ｎ比が高く、画質の優れた放射線検出器１を効率よく生産することができる。

次に、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置について説明をする。
図６は、Ｘ線ＣＴ装置の概略構成を例示するための模式ブロック図である。
図６に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１００は、撮影手段１００ａと処理・表示手段１００ｂとを備えている。

撮影手段１００ａでは、被検体にＸ線を曝射し、被検体を透過したＸ線を検出して投影データ（又は生データ）を取得する。撮影手段には、Ｘ線管球と２次元検出器システムとが一体として被検体の周囲を回転する回転／回転(ROTATE/ROTATE) タイプ、リング状に多数の検出素子が併設され、Ｘ線管球のみが被検体の周囲を回転する固定／回転(STATIONARY/ROTATE)タイプ、電子ビームを偏向させることで電子的にＸ線源の位置をターゲット上で移動させるタイプ等様々なタイプがあるが、いずれのタイプでも本実施の形態に係る放射線検出器１を適用させることができる。尚、ここでは、説明の便宜上、回転／回転タイプのＸ線ＣＴ装置を例にとって説明をする。

図６に示すように、撮影手段１００ａは、Ｘ線管球１０１、回転リング１０２、２次元検出器システム１０３、データ収集回路（ＤＡＳ）１０４、非接触データ伝送装置１０５、架台駆動部１０７、スリップリング１０８、放射線検出器１（図６では図示しない）を備えている。

Ｘ線源であるＸ線管球１０１は、Ｘ線を発生する真空管であり、回転リング１０２に設けられている。Ｘ線管球１０１には、Ｘ線の曝射に必要な電力（管電流、管電圧）が高電圧発生装置１０９からスリップリング１０８を介して供給される。Ｘ線管球１０１は、供給された高電圧により加速させた電子をターゲットに衝突させることで、有効視野領域ＦＯＶ内にある被検体に向けてＸ線を曝射する。
尚、Ｘ線管球１０１と被検体との間には、Ｘ線管球１０１から曝射されるＸ線ビームの形状をコーン状（四角錐状）又はファンビーム状に整形する図示しないＸ線管球側コリメータが設けられている。

２次元検出器システム１０３は、被検体を透過したＸ線を検出する検出器システムであり、Ｘ線管球１０１に対向するようにして回転リング１０２に設けられている。２次元検出器システム１０３には、図示しない放射線検出器１が複数取り付けられている。尚、放射線検出器１の取り付けに関しては後述する。

Ｘ線管球１０１及び２次元検出器システム１０３は、回転リング１０２に設けられている。この回転リング１０２は、架台駆動部１０７により駆動され、被検体の回りを回転する。

データ収集回路（ＤＡＳ）１０４は、ＤＡＳチップが配列された複数のデータ収集素子列を有し、２次元検出器システム１０３で検出されたデータ（以下、生データという）が入力される。そして、入力された生データを増幅処理、Ａ／Ｄ変換処理等した後、データ伝送装置１０５を介して処理・表示手段１００ｂに備えられた前処理装置１０６に伝送する。

架台駆動部１０７は、診断用開口内に挿入された被検体の体軸方向に平行な中心軸のまわりに、Ｘ線管球１０１と２次元検出器システム１０３とを一体的に回転させる等の駆動とその制御を行う。

次に、処理・表示手段１００ｂについて説明する。処理・表示手段１００ｂは、前処理装置１０６、高電圧発生装置１０９、ホストコントローラ１１０、記憶装置１１１、再構成装置１１４、入力装置１１５、表示装置１１６、画像処理部１１８、ネットワーク通信装置１１９、データ／制御バス３００を備えている。

前処理装置１０６は、データ伝送装置１０５を介して、データ収集回路（ＤＡＳ）１０４から生データを受け取り、感度補正やＸ線強度補正を実行する。尚、前処理装置１０６によって前処理が施された生データは、「投影データ」と呼ばれる。

高電圧発生装置１０９は、スリップリング１０８を介して、Ｘ線の曝射に必要な電力をＸ線管球１０１に供給する。高電圧発生装置１０９は、高電圧変圧器、フィラメント加熱変換器、整流器、高電圧切替器等を備えている。
ホストコントローラ１１０は、撮影処理、データ処理、画像処理等の各種処理に関する統括的な制御を行う。

記憶装置１１１は、収集した生データ、投影データ、ＣＴ画像データ等の画像データを記憶する。
再構成装置１１４は、所定の再構成パラメータ（再構成領域サイズ、再構成マトリクスサイズ、関心部位を抽出するための閾値等）に基づいて、投影データを再構成処理することで所定のスライス分の再構成画像データを作成する。一般に、再構成処理には、コーンビーム再構成（Ｆｅｌｄｋａｍｐ法、ＡＳＳＲ法など）とファンビーム再構成とがあるが、いずれの方法でも実行することができる。

入力装置１１５には、キーボードや各種スイッチ、マウス等が設けられており、オペレータによりスライス厚やスライス数等の各種スキャン条件が入力できるようになっている。

画像処理部１１８は、再構成装置１１４により作成された再構成画像データに対して、ウィンドウ変換、ＲＧＢ処理等の表示のための画像処理を行い、表示装置１１６に出力する。また、画像処理部１１８は、オペレータからの指令に基づき、任意断面の断層像、任意方向からの投影像、３次元表面画像等のいわゆる疑似３次元画像の作成を行い、表示装置１１６に出力する。出力された画像データは、表示装置１１６においてＸ線ＣＴ画像として表示される。

ネットワーク通信装置１１９は、ネットワークを介して、他の装置やＲＩＳ（Ragiology Information System）等のネットワークシステムと種々のデータの送受信を行う。
データ／制御バス３００は、各装置間を接続し、各種データ、制御信号、アドレス情報等を送受信するための信号線である。

次に、２次元検出器システム１０３についてさらに説明をする。
図７は、本実施の形態に係る２次元検出器システムを例示するための模式図である。 また、図８は、本発明者が検討をした比較例に係る２次元検出器システムを例示するための模式図である。
まず、図８に示す比較例を説明する。
図８に示すように、２次元検出器システム１３０は、円弧形状の第１のサポート部材１３０ａ、第２のサポート部材１３０ｂと、サポート部材１３０ａと第２のサポート部材１３０ｂとの間に設けられる第３のサポート部材１３０ｃ、第４のサポート部材１３０ｄと、第１のサポート部材１３０ａ・第２のサポート部材１３０ｂの内周側に設けられるカバー１３０ｅ、外周側に設けられる突き当て板１３０ｆと、突き当て板１３０ｆの外側に設けられる図示しない放射線検出器と、が備えられている。

第１のサポート部材１３０ａ及び第２のサポート部材１３０ｂは、それぞれ円弧形状に形成されており、コリメータ板１５を挿入するための溝１３０ｇが設けられている。この溝１３０ｇは、挿入されたコリメータ板１５を含む平面内にＸ線焦点が存在するように、Ｘ線入射方向に沿って同ピッチで形成されている。第１のサポート部材１３０ａと第２のサポート部材１３０ｂとは、対応する溝１３０ｇが互いに対向するように、第３のサポート部材１３０ｃ、第４のサポート部材１３０ｄによって位置決め、固定されている。

突き当て板１３０ｆは、２次元検出器システム１３０の外周側形状（すなわち、第１のサポート部材１３０ａ及び第２のサポート部材１３０ｂの外周側形状）に対応するように円弧形状に形成された板状部材である。また、第１のサポート部材１３０ａ及び第２のサポート部材１３０ｂが有する溝１３０ｇと同ピッチで形成された溝１３０ｈを備えている。この突き当て板１３０ｆには、Ｘ線に対する耐性、加工性、Ｘ線透過性、機械構造的強度が良好な材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ樹脂その他のカーボンファイバー樹脂などを用いることができる。突き当て板１３０ｆは、溝１３０ｈと、第１のサポート部材１３０ａ及び第２のサポート部材１３０ｂの溝１３０ｇとが対応するように、第１のサポート部材１３０ａ及び第２のサポート部材１３０ｂの円弧形状の外側（外円弧側、すなわち放射線検出器の取り付け側）に固定されている。

カバー１３０ｅは、２次元検出器システム１３０の内周側形状（すなわち、第１のサポート部材１３０ａ及び第２のサポート部材１３０ｂの内周側形状）に対応できるように、チャンネル方向に沿って複数設けられている。また、カバー１３０ｅは、コリメータ板１５を第１のサポート部材１３０ａ及び第２のサポート部材１３０ｂの内周側から支持する。そのため、カバー１３０ｅには、コリメータ板１５の一端を挿入するための溝１３０ｉが設けられている。カバー１３０ｅには、突き当て板１３０ｆと同様に、Ｘ線に対する耐性、加工性、Ｘ線透過性、機械構造的強度が良好な材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ樹脂その他のカーボンファイバー樹脂などを用いることができる。

コリメータ板１５は、図８に示すように、溝１３０ｇ、溝１３０ｈ、溝１３０ｉに挿入され、接着剤により接着される。そのため、コリメータ板１５は、その４辺が拘束された状態で固定されることになる。
突き当て板１３０ｆの外側には、チャンネル方向に沿って図示しない放射線検出器が複数設けられている。放射線検出器には、図２で説明をした放射線検出器１０と同様のものを用いることができるので、その説明は省略する。ただし、２次元検出器システム１３０においては、突き当て板１３０ｆに設けられた溝１３０ｈにコリメータ板１５が挿入されるため、放射線検出器１０のシンチレータの溝１６にはコリメータ板１５が挿入されない。 そのため、放射線検出器とコリメータ板１５との位置関係がずれ、シンチレータに入射するＸ線の量が不安定となるおそれがある。また、放射線検出器とコリメータ板１５との位置合わせに時間がかかり、生産性が低下するおそれがある。

次に、本実施の形態に係る２次元検出器システム１０３について説明をする。
図７に示すように、２次元検出器システム１０３は、円弧形状の第１のサポート部材１０３ａ、第２のサポート部材１０３ｂと、サポート部材１０３ａと第２のサポート部材１０３ｂとの間に設けられる第３のサポート部材１０３ｃ、第４のサポート部材１０３ｄと、第１のサポート部材１０３ａ・第２のサポート部材１０３ｂの内周側に設けられるカバー１０３ｅ、第１のサポート部材１０３ａ・第２のサポート部材１０３ｂの外周側に設けられる放射線検出器１と、が備えられている。

第１のサポート部材１０３ａ及び第２のサポート部材１０３ｂは、それぞれ円弧形状に形成されており、コリメータ板１５を挿入するための溝１０３ｇが設けられている。この溝１０３ｇは、挿入されたコリメータ板１５を含む平面内にＸ線焦点が存在するように、Ｘ線入射方向に沿って同ピッチで形成されている。第１のサポート部材１０３ａと第２のサポート部材１０３ｂとは、対応する溝１０３ｇが互いに対向するように、第３のサポート部材１０３ｃ、第４のサポート部材１０３ｄによって位置決め、固定されている。

カバー１０３ｅは、２次元検出器システム１０３の内周側形状（すなわち、第１のサポート部材１０３ａ及び第２のサポート部材１０３ｂの内周側形状）に対応できるように、チャンネル方向に沿って複数設けられている。また、カバー１０３ｅは、コリメータ板１５を第１のサポート部材１０３ａ及び第２のサポート部材１０３ｂの内周側から支持する。そのため、カバー１０３ｅには、コリメータ板１５の一端を挿入するための溝１０３ｉが設けられている。カバー１０３ｅには、Ｘ線に対する耐性、加工性、Ｘ線透過性、機械構造的強度が良好な材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ樹脂その他のカーボンファイバー樹脂などを用いることができる。

放射線検出器１は、２次元検出器システム１０３の外周側形状（すなわち、第１のサポート部材１０３ａ及び第２のサポート部材１０３ｂの外周側形状）に対応できるように、チャンネル方向に沿って複数設けられている。

コリメータ板１５は、図７に示すように、溝１０３ｇ、溝１０３ｉ、及び放射線検出器１に設けられた溝６に挿入され、接着剤により接着される。そのため、コリメータ板１５は、その４辺が拘束された状態で固定されることになる。
本実施の形態に係る２次元検出器システム１０３においては、放射線検出器１に設けられた溝６にコリメータ板１５の一端を挿入するようにしているため、放射線検出器１とコリメータ板１５との位置合わせの精度を高くすることができる。また、コリメータ板１５の４辺を拘束することができるため、コリメータ板１５の剛性を上げることができる。このことは、コリメータ板１５の薄型化が図れることをも意味し、Ｘ線の利用効率を上げ、Ｓ／Ｎ比を向上させることができることにもなる。
また、放射線検出器１とコリメータ板１５との間に突き当て板１３０ｆを別途設けて、放射線検出器１とコリメータ板１５との位置合わせをする必要もなくなるので、生産性を大幅に向上させることができる。また、突き当て板１３０ｆを設ける必要がないので製造コストも抑制することができる。

次に、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の作用について説明をする。
診断用開口内に挿入された被検体を撮影して、所望の画像を得るにあたり、まず、入力装置１１５からスライス厚やスライス数等の各種スキャン条件が入力される。
Ｘ線ＣＴ装置１００の運転開始とともに回転リング１０２が回転を開始し、同時にＸ線管球１０１より被検体に向けてＸ線が曝射される。
被検体を透過したＸ線は、被検体を挟んでＸ線管球１０１と対向するように設けられた２次元検出器システム１０３の放射線検出器１に到達する。
放射線検出器１には、コリメータ板１５が設けられており、Ｘ線管球１０１の焦点方向以外から入射してくる散乱Ｘ線がカットされる。そのため、放射線検出器１の光電変換手段１２には、Ｘ線管球１０１の焦点方向からのＸ線に基づく光のみが入射されることになる。

光電変換手段１２に受光された光は、その強度に比例した電気信号に変換されてデータ収集回路（ＤＡＳ）１０４に出力される。データ収集回路（ＤＡＳ）１０４に入力された電気信号（生データ）は、増幅処理、Ａ／Ｄ変換処理等が行われた後、前処理装置１０６に伝送される。前処理装置１０６では、伝送された生データの感度補正やＸ線強度補正が行われ投影データが作成される。再構成装置１１４では、所定の再構成パラメータに基づいて、投影データから所定のスライス分の再構成画像データが作成される。画像処理部１１８では、再構成画像データのウィンドウ変換、ＲＧＢ処理等の表示のための画像処理が行われ表示装置１１６に出力される。これにより、被検体の断層像（スライス画像）が得られる。また、画像処理部１１８では、オペレータからの指令に基づき、任意断面の断層像、任意方向からの投影像、３次元表面画像等のいわゆる疑似３次元画像の作成も行われる。尚、生データ、投影データ、画像データ等は、記憶装置１１１に格納される。

以上、本発明の実施の形態について説明をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、放射線検出器１、Ｘ線ＣＴ装置１００が備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、放射線検出器１、シンチレータ４の製造や加工に関する条件や、接着剤の種類、加工装置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。 また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

本発明の実施の形態に係る放射線検出器を例示するための模式断面図である。 本発明者が検討した比較例を例示するための模式断面図である。 コリメータ板の断面形状を例示するための模式断面図である。 放射線検出器の溝部分を例示するための模式断面図である。 シンチレータの溝加工を例示するための模式図である。 Ｘ線ＣＴ装置の概略構成を例示するための模式ブロック図である。 本実施の形態に係る２次元検出器システムを例示するための模式図である。 本発明者が検討をした比較例に係る２次元検出器システムを例示するための模式図である。

符号の説明

１ 放射線検出器、３ 接着層、４ シンチレータ、６ 溝、６ａ 連結部、１０ 放射線検出器、１２ 光電変換手段、１３ 接着層、１４ シンチレータ、１５ コリメータ板、１６ 溝、１７ 隔壁層、１８ 回路基板、１００ Ｘ線ＣＴ装置、１００ａ 撮影手段、１００ｂ 処理・表示手段、１０１ Ｘ線管球、１０３ ２次元検出器システム

Claims (10)

1. 放射線を受けて蛍光を発する板状のシンチレータであって、
   前記シンチレータの前記放射線が入射する側の面に設けられたコリメータ板を挿入する溝と、
   前記溝の底部に設けられた連結部と、
   を備えたことを特徴とするシンチレータ。
2. 前記連結部の厚みは、前記シンチレータの厚みの１／１００以上、１／１０以下であることを特徴とする請求項１記載のシンチレータ。
3. 請求項１または２に記載のシンチレータと、
   接着層を介して前記シンチレータと接合された光電変換手段と、
   を備えたることを特徴とする放射線検出器。
4. 前記溝に挿入されたコリメータ板をさらに備えたることを特徴とする請求項３記載の放射線検出器。
5. 前記接着層の厚みと、前記連結部の厚みとの合計は、５０μｍ以上、１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項３または４記載の放射線検出器。
6. Ｘ線源と、
   前記Ｘ線源から放出されたＸ線を検出する請求項３〜５のいずれか１つに記載のＸ線検出器と、
   前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とが設置され、被検体の周りを回転する回転リングと、
   前記Ｘ線検出器により検出されたＸ線の強度に基づいて前記被検体の断層像を画像再構成する再構成装置と、
   を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
7. シンチレータと、接着層を介して前記シンチレータと接合された光電変換手段と、を有する放射線検出器の製造方法であって、
   前記シンチレータの放射線が入射する側の面から前記シンチレータの厚さよりも浅い溝を設けることで連結部を形成し、
   前記シンチレータの放射線が入射する側の面と対向する側の面に光電変換手段を接着すること、を特徴とする放射線検出器の製造方法。
8. シンチレータと、接着層を介して前記シンチレータと接合された光電変換手段と、を有する放射線検出器の製造方法であって、
   前記シンチレータの放射線が入射する側の面と対向する側の面に光電変換手段を接着し、
   前記シンチレータの放射線が入射する側の面から前記シンチレータの厚さよりも浅い溝を設けることで連結部を形成すること、を特徴とする放射線検出器の製造方法。
9. 前記連結部の厚みは、前記シンチレータの厚みの１／１００以上、１／１０以下であること、を特徴とする請求項７または８記載の放射線検出器の製造方法。
10. 前記接着により形成される接着層の厚みと、前記連結部の厚みとの合計が５０μｍ以上、１５０μｍ以下であること、を特徴とする請求項７または８に記載の放射線検出器の製造方法。

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