JP2010099361A

JP2010099361A - 放射線検出装置及びこれを用いたｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP2010099361A
Application number: JP2008275005A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sato; 佐藤　　誠
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: JP5238452B2

Abstract

【課題】スライス数が異なっても部品を共通化して経済的な放射線検出装置及びこれを用いたマルチスライス型X線CT装置を提供する。
【解決手段】 32列×24行のマトリクス状のシンチレータアレイ13と、同じく32列×24行のフォトダイオードアレイ14とを各々2枚ずつ、隙間Gを設けてフォトダイオードアレイ保持基板15の上にスライス方向Aに沿って並べて配列し、前記フォトダイオードアレイの出力端子17を前記フォトダイオードアレイ保持基板15の電極パッド18に接続して64列×24行の放射線検出器モジュールを構成する。前記出力端子17は、前記電極パッド18の位置と同じ位置に配置され、該位置間の間隔は等間隔で、かつフォトダイオード素子の配列間隔以
上とする。前記電極パッド18と前記放射線検出器モジュールの出力を収集してディジタル信号に変換するデータ収集チップ42とを接続線43で接続して、64列のマルチスライス型放射線検出装置を構成する。
【選択図】図3

Description

本発明は、X線、γ線などの放射線を検出する放射線検出装置に係り、特に放射線を電気信号として検出する複数の放射線検出素子がマトリクス状に配列された放射線検出装置及びこれを用いたX線CT装置に関する。

現在、X線CT装置において、スライス方向に複数列の放射線検出素子アレイを配列(すなわち、2次元配列)し、1回の放射線曝射によって2次元の放射線データを収集し、複数のCT画像が得られる2次元放射線検出器を備えたマルチスライス型X線CT装置が実用化されている。

このマルチスライス型X線CT装置の放射線検出器には、セラミックシンチレータなどの蛍光体素子とフォトダイオードとを組み合わせた間接変換型検出器と、X線照射により半導体内に電子正孔対を生成させ、これを電気信号として取り出す直接変換型検出器とがあり、前記放射線検出器は、複数個の放射線検出素子がX線管の焦点を中心とした円弧状に配列されて構成される。

このような構成の放射線検出器を備えたマルチスライス型X線CT装置において、スライス方向の検出素子数(スライス数)が32スライス、64スライスまでが実用に供されており、さらに128スライス、256スライスへとスライス数が増加する傾向にある。

このような状況下において、例えば間接変換型検出方式を採用した場合、スライス方向とチャンネル方向に複数個のマトリクスを形成したシンチレータアレイと、このシンチレータアレイと同じマトリクスを有するフォトダイオードアレイとを配線基板上に積層する方法では、フォトダイオードアレイの面積が大きくなるために、1枚のフォトダイオードアレイの中に不良のフォトダイオードセルが含まれる確率が高くなる。すなわち、通常、1枚のシリコンウェハは複数のフォトダイオードセルで構成され、この複数のフォトダイオードセルを所定のセル数毎に切断して複数のフォトダイオードアレイを製造する。

しかし、前記シリコンウェハ内には、ある程度の割合で不良のフォトダイオードセルが含まれており、フォトダイオードアレイの面積が大きくなるほど、不良セルを含む確率が高くなる。

このため、大面積のフォトダイオードアレイを製造する場合、歩留りが低下してコストアップの要因となる。

また、スライス数が多くなると、検出した信号を取り出すための配線数も非常に多くなるので、該配線数の点から前記スライス数は制限される。

すなわち、フォトダイオードアレイは、シンチレーション光を受光する受光セルが複数マトリクス状に配置されており、該フォトダイオードアレイの各セル間は不感帯領域によって区画されている。

前記各セルからの出力信号は、チャンネル方向セル間の不感帯領域に配線された信号線を通って、フォトダイオードアレイのスライス方向端部まで取り出されるが、スライス数が多くなるにしたがって前記信号線の数も増加するために、該信号線を前記不感帯領域に配線することが困難になる。

このような問題点は、上記直接変換型検出器においても同様であり、該問題点を解決する方法として、放射線検出素子を特定の形状のマトリクス状に分割するタイリング方式が特許文献1に開示されている。

これは、あるMスライス×Nチャンネルの放射線検出素子アレイモジュール(例えば、64列×24行アレイ)を製造する際、複数のM×Nより小さいm×nサイズのフォトダイオードアレイ(例えば、32列×24行アレイ)を配線基板上に並べて搭載し、これらのフォトダイオードアレイの上にシンチレータアレイを載せて、該フォトダイオードアレイとシンチレータアレイとを透明接着剤で固着して前記M×Nの放射線検出素子アレイモジュールを構成する方式である。

この方式により、1枚のフォトダイオードアレイサイズを小さくできるため、製造歩留りを向上させることができると共に、スライス数の増加による信号線の増大も抑えることができる。

しかし、この方法では、1枚目のシンチレータアレイを接着した後には、該アレイの周りに接着剤のはみ出しが生じる。その後、2枚目のシンチレータアレイを接着しようとすると、1枚目のシンチレータアレイを接着したときにはみ出した接着剤が邪魔になって、アレイ同士を密着することが困難になり、該アレイを配線基板に位置精度良く搭載することができなくなる。すなわち、配列するマウンタや冶具の精度、接着作業の作業性などを考慮すると、フォトダイオードアレイ間に隙間を設ける必要がある。

特開2004-8406号公報

上記のように、近年のマルチスライス型X線CT装置においては、64スライス以上の128スライス、256スライスのように非常に大きな数の多スライス化の傾向にある。この場合、前記各種のスライス型X線CT装置の放射線検出装置の部品は、できるだけ共通化して経済性に有利なシステムを構築することが望ましい。

また、上記X線CT用の放射線検出装置は、間接変換型を例にとると、2次元に配列されたシンチレータアレイが、同様に2次元に配列されたフオトダイオードアレイ上に重ねられてこれらが透明接着剤で接着され、シンチレータアレイを構成する個々のシンチレータ素子と、前記フォトダイオードアレイを構成するフォトダイオード素子との対で放射線検出器素子が構成される。この放射線検出素子が2次元に配列されて放射線検出器素子アレイが構成される。

さらに、1つ又は複数の放射線検出器素子アレイが前記フォトダイオードアレィ保持基板に搭載され配列されて放射線検出器モジュールが構成される。

前記放射線検出器モジュールは、放射線検出器素子アレイに入射した放射線の強度に応じた放射線を検出する。これらの放射線検出信号はアナログ信号であるので、このアナログ信号をデータ収集システムDAS(Data Acquisition System)でディジタル信号に変換し、このディジタル信号を画像処理してCT画像を生成する。

前記DASは、複数の放射線検出器素子分の積分器や電流/電圧変換器、アナログ/ディタル変換器などを1個のASIC(Application Specific Integrated Circuit)チップ(以下、DASチップと呼ぶ)とし、このDASチップと、制御用の信号を入力するための回路や、電源回路などにより構成される。

前記DASチップは、例えば、前記放射線検出信号のチャンネル数が32チャンネル用や64チャンネル用としてDAS回路の小型化が図られている。

そして、前記放射線検出器モジュールが複数個チャンネル方向に配列され、該複数個の放射線検出器モジュールの出力が前記DASに入力されてX線CT装置用の放射線検出装置が構成される。

このような構成の放射線検出装置において、例えば、32スライス型用の放射線検出装置の放射線検出器モジュールとDASチップとを複数個用いて64スライス用、128スライス用、256スライス用に拡張する場合、DASチップは共用化できるが、放射線検出器モジュールに上記特許文献1のタイリング方式を用いてフォトダイオードアレイ間に隙間を設けた場合は、各種のマルチスライス型で特有のものとなる。

すなわち、DASチップは、32スライス用のものを64スライス型の場合は2個、128スライス型の場合は4個、256スライス型の場合は8個とすることにより、スライス数に応じて同一の32スライス用チップを複数用いることができる。

しかし、放射線検出器モジュールに関しては、上記のようにタイリング方式を用いてフォトダイオードアレイ間に隙間を設けると、放射線検出器のスライス方向の面上を等間隔に区切るX線管から放射されるコーンビームX線の列方向の広がり角度(コーン角度)ピッチと、前記放射線検出器のスライス方向(列方向)の放射線検出器素子ピッチとが一致しなくなる。

この不一致による検出誤差の補正は、アレイ間の放射線検出素子ピッチの位置情報を補正することによって可能である。しかし、フォトダイオート素子の出力端子を前記フォトダイオードアレイが保持されるフォトダイオードアレイ保持基板に電気的に接続するための電極パッドを前記フォトダイオード素子の真下に設けると、前記フォトダイオード保持基板上のフォトダイオードアレイ間には上記の隙間があるために、前記電極パッド間のピッチは該電極パッドの全点に亘って均一にすることができない。

すなわち、例えば、64列×24行の放射線検出器素子アレイを有する放射線検出器モジュールを、32列×24行の放射線検出素子アレイを2枚用いて構成する場合には、32列目と33列目との電極パッドの間隔は、32列×24行の放射線検出素子アレイ内に対応する電極パッドの間隔よりも広くなる。したがって、上記のようなフォトダイオードアレイ保持基板を用いると、64列×24行の放射線検出器素子アレイのみしか構成することができず、64列専用の放射線検出器となってしまい、32列、124列、256列にも対応することができなくなり、拡張性がないものになる。

同様のことは、DASチップを保持するDASチップ保持基板についても言える。

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであって、スライス数が異なっても部品を共用して経済的な放射線検出装置及びこれを用いたマルチスライス型X線CT装置を提供することにある。

上記目的は、以下の手段によって達成される。
入射された放射線を電気信号に変換する複数の放射線検出素子を備えた放射線検出素子アレイと、この放射線検出素子アレイを複数備え、該放射線検出素子アレイ間に隙間を有し、前記複数の放射線検出素子アレイを搭載して保持する放射線検出素子アレイ保持基板とから成る放射線検出器モジュールと、この放射線検出器モジュールが2次元に配列されて構成された放射線検出器と、この放射線検出器で検出された放射線検出信号を収集し、この収集したアナログ信号をディジタル信号に変換するデータ収集システムと、を備えた放射線検出装置において、前記放射線検出素子の出力を取り出す出力端子の位置と該出力端子を前記放射線検出素子アレイ保持基板に電気的に接続するための該放射線検出素子アレイ保持基板に設けられた電極パッドの位置は同じであって、かつ前記位置間の間隔は前記放射線検出素子の配列間隔以上とする。

上記の放射線検出装置を用いて以下のマルチスライス型X線CTを構成する。
放射線源と、この放射線源に対向して配置された放射線検出装置と、前記放射線源及び放射線検出装置を保持して被検体の周りで回転駆動される回転円板と、前記放射線検出装置で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再構成する画像再構成手段とを備え、前記放射線検出装置に、複数の放射線検出素子を備えた複数の放射線検出素子アレイと、該放射線検出素子アレイ間に隙間を有し、該複数の放射線検出素子アレイを搭載して保持する放射線検出素子アレイ保持基板とから成る放射線検出器モジュールと、この放射線検出器モジュールが2次元に配列されて構成された放射線検出器と、この放射線検出器で検出された放射線検出信号を収集し、この収集したアナログ信号をディジタル信号に変換するデータ収集システムと、を備えた放射線検出装置を用いたX線CT装置であって、前記放射線検出素子の出力を取り出す出力端子の位置と該出力端子を前記放射線検出素子アレイ保持基板に電気的に接続するための該放射線検出素子アレイ保持基板に設けられた電極パッドの位置は同じであって、かつ前記位置間の間隔は前記放射線検出素子の配列間隔以上とする。

本発明によれば、スライス数が異なっても、放射線検出素子アレイ、放射線検出素子アレイ保持基板、データ収集チップ及びデータ収集チップ保持基板を共用することができる。これらの部品の共通化によって、放射線検出装置及びこれを用いたマルチスライス型X線CT装置を安価に供給することが可能となる。

以下、添付図面に従って本発明の放射線検出装置及びこれを用いたX線CT装置の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
なお、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符合を付け、その繰り返しの説明は省略する。
また、本発明は、間接変換型放射線検出素子、直接変換型放射線検出素子のいずれの放射線検出素子を用いた放射線検出装置及びこれを用いたX線CT装置にも用いることができるが、ここでは間接変換型放射線検出素子を用いた実施形態器について説明する。

《第1の実施形態》
図1は、本発明による放射線検出装置の放射線検出器モジュールの断面を示す図である。この放射線検出器モジュールは、例えば、スライス方向に32列、チャンネル方向に24行のマトリクス状のシンチレータアレイ13と、同じく32列×24行のマトリクス状のフォトダイオードアレイ14とを各々2枚ずつ、隙間Gを設けて前記2枚のフォトダイオードアレイ14を保持するフォトダイオードアレイ保持基板15の上にスライス方向Aに沿って並べて配列したものである。

前記シンチレータアレイ13は、複数のシンチレータ素子11を備えている。各々のシンチレータアレイ13の側面及びX線入射面には、光反射材による反射層12が設けられている。反射層12により、シンチレータ素子11で発した光は、シンチレータ素子11外へ効率よく取り出される。

前記シンチレータアレイ13は、該シンチレータアレイ13の並びと同じ並びの複数の受光セル(フォトダイオード素子16)を備えたフォトダイオードアレイ14と透明接着剤で接着されており、該フォトダイオードアレイ14はフォトダイオードアレイ保持基板15に接続されて搭載されている。

また、前記シンチレータアレイ13との接着面と反対の面上に設けられた前記フォトダイオード素子の出力を取り出すための出力端子17と、前記フォトダイオードアレイ保持基板15に設けられた電極パッド18とが電気的に接続されて、フォトダイオードアレイ保持基板15上に搭載されている。

前記出力端子17と前記電極パッド18の位置は同じで、これらの位置間の間隔は等間隔であって、前記出力端子17及び電極パッド18は、放射線検出器のスライス方向Aの面上を等間隔に区切る放射線源から放射されるコーンビーム放射線の列方向の広がり角度(コーン角度)ピッチに一致する位置に配列され、かつ前記位置間の間隔を前記放射線検出素子の配列間隔以上とする。

例えば、出力端子17と電極パッド18のピッチをチャンネル方向、スライス方向共に1.0mmとした場合、シンチレータ素子11及びフォトダイオード素子16のピッチは、チャンネル方向に関しては、シンチレータアレイ及びフォトダイオードアレイが1枚のみであるために、該シンチレータアレイ及びフォトダイオードアレイ間に隙間を設ける必要がないので1.0mmピッチで良い。しかし、スライス方向に関しては、シンチレータアレイ及びフォトダイオードアレイ間に隙間を設ける必要があるので、シンチレータ素子11及びフォトダイオード素子16のピッチを例えば0.997mmにして、出力端子17と電極パッド18の位置を前記コーンビーム放射線の列方向の広がり角度(コーン角度)ピッチに一致させる。

これによって、0.096mm(=32列×0.003mm)の隙間Gをフォトダイオードアレイ14間に設けることができ、放射線検出器の組み立てが容易になると共に出力端子17間の間隔及び電極パッド18間の間隔は、フォトダイオードアレイ保持基板上の全点に亘って均一であるために、フォトダイオードアレイを任意の位置に搭載することが可能となる。

したがって、図2に示すように、同一のフォトダイオードアレイ保持基板でありながら、32列分の放射線検出器素子アレイを1枚だけ搭載した32スライス用の放射線検出器を構成することも、図1のように、32列分の放射線検出器素子アレイを2枚搭載した64スライス用の放射線検出器を構成することも可能となる。すなわち、シンチレータアレイとフォトダイオードアレイとで構成される放射線検出素子アレイ、及びこの放射線検出素子アレイを搭載する放射線検出素子アレイ保持基板を32スライス用と64スライス用とで共用するこができる。

本発明による第1の実施形態の放射線検出器は、上記のように構成された複数の放射線検出器モジュールが放射線源の焦点を中心とした円弧状に配列されて構成される。

なお、上記第1の実施形態において、フォトダイオートアレイには、シンチレータアレイとの接着面側に受光面があり、反対面に出力端子を設けた貫通電極型を用いた例を挙げたが、本発明は、これに限定するものではなく、シンチレータアレイとの接着面と反対面に受光面がある背面照射型等、その他の方式のフォトダイオードアレイを用いた場合にも適用することができる。

また、図1及び図2において、隙間Gを設けるために電極パッドの位置、すなわち放射線検出器のスライス方向の面上を等間隔に区切る放射線源から放射されるコーンビーム放射線の列方向の広がり等間隔角度位置と放射線検出素子位置とはずれているが、このずれによる検出誤差の補正は、放射線検出素子アレイ間の放射線検出素子ピッチの位置情報を補正することによって可能である。

前記ずれによる位置情報の補正は、ずれ量が最大となる放射線検出素子アレイ端部の放射線検出素子において、前記等間隔角度ピッチの20%以内とすることにより可能であることを実験で確認した。したがって、上記第1の実施形態の場合には、放射線検出素子アレイ端部の放射線検出素子において0.2mm以下のずれとなり、放射線検出素子ピッチは0.9875mm以上となる。

次に、図1に示す放射線検出器モジュールを用いた放射線検出器の動作について説明する。図1の矢印の方向から入射した放射線は、シンチレータ素子11に吸収され、可視光に変換される。この可視光は、反射材12で反射されながら、フォトダイオード素子16へ導かれ、発光強度に応じた電気信号を発生する。この発生した電気信号は、出力端子17を介して、フォトダイオードアレイ保持基板15の電極パッド18に導かれる。

このように動作する放射線検出器モジュールは、放射線源(例えば、X線管)の焦点を中心とした円弧状に配列され、複数のフォトダイオードアレイ保持基板15の電極パッド18のアナログの電気信号は、図示省略のデータ収集システムDASへ伝送され、ディシダル信号に変換される。

上記第1の実施形態によれば、前記出力端子17と前記電極パッド18の位置は同じとし、かつ前記位置間の間隔を前記放射線検出素子の配列間隔以上としたので、前記放射線検出素子アレイ及びフォトダイオードアレイ保持基板を各種のマルチスライス用放射線検出器に用いることができる。
また、放射線検出器のスライス方向の面上を等間隔に区切る放射線源から放射されるコーンビーム放射線の列方向の広がり等間隔角度位置と放射線検出素子位置とのずれは、該ずれ量が最大となる放射線検出素子アレイ端部の放射線検出素子において、前記等間隔角度ピッチの20%以内とすることにより、前記ずれによる放射線検出誤差を補正することができ、これによって余裕を持って放射線検出器を組み立てることが可能になる。

さらに、フォトダイオードアレイの出力端子及び電極パッドは、フォトダイオードアレイ保持基板上の全点に亘って均一であるために、フォトダイオードアレィを任意の位置に搭載することが可能となる。

これによって、フォトダイオードアレイ保持基板上に設けられたフォトダイオードアレイの枚数を可変とすることができ、各種のスライス数のマルチスライス型放射線検出器に対応可能となる。

《第2の実施形態》
マルチスライス型X線CT装置において、上記第1の実施形態の放射線検出器で検出された複数の放射線検出素子の出力であるアナログのX線検出信号がデータ収集システムDAS(Data Acquisition System)に取り込まれてディジタル信号に変換される。

前記DASは、複数の放射線検出器素子分の積分器や電流/電圧変換器、アナログ/ディタル変換器などを1個に集積したDASチップ等から構成されるAD変換回路と、制御用の信号を入力するための回路や、電源回路などからなる制御回路によって構成されている。

図3は、図1に示す64列×24行の放射線検出器モジュール45と、そこからの出力を収集してディジタル信号に変換する42a〜42xまでの24個の64チャンネル入力DASチップ42とを備えたAD変換回路46、及び制御回路(図示省略)とを組み合わせ、64列のマルチスライス型放射線検出装置を構成した例である。

この64列のマルチスライス型放射線検出装置は、フォトダイオードアレイ保持基板15の電極パッド18と、DASチップ保持基板41に搭載された前記24個のDASチップ42とが接続線43で接続され、DASチップ保持基板41に設けた出力端子(図示省略)からディジタルの放射線検出信号が制御回路(図示省略)へ出力される。制御回路は、複数のAD変換回路からのディジタル信号を、一つの出力信号としてまとめて出力する。

このように構成された放射線検出装置において、32列のマルチスライス型放射線検出装置とする場合には、放射線検出器モジュールとして、図2に示す32列×24行の放射線検出器モジュールを用い、このモジュールの出力を42a〜42lの12個のDASチップに入力する。

すなわち、32列×24行の放射線検出器モジュールをフォトダイオードアレイ保持基板15の中央に搭載して42a〜42lの12個のDASチップを使用し、残りの42m〜42xのDASチップは使用しない。

この64列用と32列用のDASチップの切り替えは、44のDASチップ切り替え手段からの切り替え信号によって行われる。

このように構成することによって、DASチップ及びDASチップ保持基板も64列用と32列用とで共用することが可能となる。

なお、32列のマルチスライス型の場合は、不使用となるDASチップ(42m〜42x)は、取り外しても良い。この場合には、DASチップ保持基板を共通部品とすることに加え、DASチップ数を削減することによる原価低減も図ることができる。

上記第2の実施形態によれば、DASチップ切り替え手段からの切り替え信号を用いて、スライス数に応じてDASチップ数を可変できるので、DASチップ及びDASチップ保持基板を共用することが可能となり、これらを各種のマルチスライス用放射線検出装置に用いることができる。

《第３の実施形態》
図4は、本発明による放射線検出装置が適用されるX線CT装置の全体構成を示す図である。なお、X線CT装置では放射線としてX線が用いられるので、以下の説明では、前記放射線検出装置をX線検出装置と記す。

図4に示すX線CT装置は、被検体にX線を照射して前記被検体の透過X線データを収集し、この収集したX線データを再構成演算して断層像を得るもので、被検体にX線を照射して前記被検体を透過したX線データを収集するスキャナガントリィ310と、前記被検体を載置する移動可能な図示省略の天板を備えた寝台と、各種動作設定を行うと共に収集したX線データを用いて再構成演算処理してCT画像再構成を行う画像再構成装置(画像再構成手段)320と、この画像再構成装置320で再構成されたCT画像等の表示及びX線CT装置を操作する操作部を備えた表示装置330と、前記操作部からの操作信号によりシステム全体を制御するシステムコントローラ340とを備えて構成される。

前記スキャナガントリ部310は、被検体が搬入される開口部314が設けられた回転円板311と、この回転円板311に搭載されたX線管(放射線源)312と、該X線管312からのX線束の放射方向を制御するコリメータ313と、前記X線管312と対向して回転円板311に搭載されたX線検出器315と、該X線検出器315で検出されたX線データを収集するデータ収集システム316と、前記回転円板311の回転及びX線束の幅等を制御するスキャン制御装置317と、前記X線管312から放射されるX線量を制御する図示省略のX線高電圧装置(X線制御部及び高電圧発生部とで構成)とを備えて構成される。

前記X線管312は、チャンネル方向(回転円板311の回転軸に垂直な方向)とスライス方向(回転円板311の回転軸に平行な方向(紙面に垂直な方向))との2方向に広がる、いわゆるコーンビームX線を発生する。

前記データ収集システム316は、前記第2の実施形態のデータ収集システムであって、前記X線検出器315により検出された信号を増幅し、ディジタル値に変換して前記画像再構成部320に送信する。

前記画像再構成部320は、前記データ収集システム316で収集した計測データS1を演算処理してCT画像再構成を行う再構成演算部321と、該再構成演算部321で再構成されたCT画像データに前記表示装置330の操作部から入力された被検者氏名、検査日時、検査条件などの情報を付加する画像情報付加部322と、該画像情報が付加されたCT画像データを前記表示装置330に表示するための表示信号S2を生成する表示制御部323とを備えて構成される。

前記X線検出器315は、前記第1の実施形態の放射線検出器モジュールを用いたチャンネル方向とスライス方向の2次元のX線データを検出できる2次元X線検出器である。この2次元X線検出器は、シンチレータとフォトダイオードによる複数の放射線検出素子を用いて放射線検出素子アレイを構成し、この放射線検出素子アレイを複数個用いて該放射線検出素子アレイ間に隙間を設けた放射線検出器モジュールを前記X線管312と対向した前記回転円板311の位置に円弧状に配列して成る。

このように構成された本発明によるX線CT装置は、操作部からの操作指令をシステムコントローラ340に入力し、該システムコントローラ340の制御の基にスキャンが実行される。すなわち、スキャナガントリ部310の開口部314に、図示省略の被検体を載置した天板を搬入して前記X線管312から前記被検体に向けてX線が放射される。この放射されたX線は、前記コリメータ313により前記被検体の撮影領域に絞られて該被検体に照射され、前記回転円板311を被検体の周りに回転させてX線を照射する方向を変えながら被検体を透過したX線を前記2次元X線検出器で検出する。

前記2次元X線検出器で検出されたX線データは、データ収集システム316で収集され、ディジタル信号S1に変換されて画像再構成装置320の再構成演算部321に入力される。そして、この再構成演算部321でCT画像データに再構成され、この再構成されたCT画像データに被検者氏名、検査日時、検査条件などの情報を画像情報付加部322で付加し、該画像情報が付加されたCT画像データに表示制御部323で表示制御を施して表示装置330に表示するための表示信号S2を生成し、画像情報が付加されたCT画像を表示装置330に表示する。

上記のように構成されたマルチスライス型X線CT装置において、例えば64列のマルチスライス型X線CT装置の場合は、図1に示す2組の32列×24行の放射線検出素子アレイを搭載した放射線検出器モジュールを用い、これらのモジュールの出力を図3に示すDASチップ保持基板41に搭載された42a〜42xまでの24個のDASチップから取り出す。これに対して、32列のマルチスライス型X線CT装置の場合は、図2に示すように、1組の32列×24行の放射線検出素子アレイを搭載した放射線検出器モジュールを用い、図3に示すDASチップ保持基板41に42a〜42lの12個のDASチップを搭載して、これらのDASチップから前記複数の放射線検出器モジュールの出力を取り出す。

このように構成することにより、64列のマルチスライス型X線CT装置の放射線検出装置(X線検出器315とデータ収集システム316とで構成)と32列のマルチスライス型X線CT装置の放射線検出装置において、放射線検出素子アレイ、フォトダイオードアレイ保持基板、データ収集チップ及びデータ収集チップ保持基板を共用することができる。

なお、64列以上の128列のマルチスライス型X線CT装置、256列のマルチスライス型X線CT装置においても、上記32列、64列のマルチスライス型X線CT装置と同様に、放射線検出装置の部品を共用することができる。

以上のように、放射線検出装置を構成する部品を共通化することによって、放射線検出装置及びこれを用いたマルチスライス型X線CT装置を安価に供給することが可能となる。

なお、本発明はX線を用いた放射線検出装置に限定するものではなく、γ線等の放射線検出装置及びこれを用いた医用画像診断装置や治療装置等にも適用可能である。

本発明による放射線検出装置の64スライス用放射線検出器モジュールの断面を示す図。 32列分の放射線検出器素子アレイを1枚だけ搭載した32スライス用の放射線検出器モジュールの断面を示す図。 64スライス用の放射線検出器モジュールとデータ収集システムとから成る放射線検出装置の構成例。本発明による放射線検出装置が適用されるマルチスライス型X線CT装置の全体構成を示す図。

符号の説明

11 シンチレータ素子、12 反射層、13 シンチレータアレイ、14 フォトダイオードアレイ、15 フォトダイオードアレイ保持基板、16 フォトダイオード素子、17 フォトダイオード素子の出力端子、18 フォトダイオードアレイ保持基板の電極パッド、41 データ収集チップ保持基板、42 データ収集チップ、43 接続線、44 データ収集チップ切り替え手段、45 放射線検出器モジュール、46 AD変換回路、310 スキャナガントリィ、311 回転円板、312 X線管(放射線源)、315 X線検出器、316 データ収集システム、320 画像再構成装置、330 表示装置、340 システムコントローラ、A スライス方向

Claims

入射された放射線を電気信号に変換する複数の放射線検出素子を備えた放射線検出素子アレイと、この放射線検出素子アレイを複数備え、該放射線検出素子アレイ間に隙間を有し、前記複数の放射線検出素子アレイを搭載して保持する放射線検出素子アレイ保持基板とから成る放射線検出器モジュールと、この放射線検出器モジュールが２次元又は１次元に配列されて構成された放射線検出器と、この放射線検出器で検出された放射線検出信号を収集し、この収集したアナログ信号をディジタル信号に変換するデータ収集システムと、を備えた放射線検出装置において、前記放射線検出素子の出力を取り出す出力端子の位置と該出力端子を前記放射線検出素子アレイ保持基板に電気的に接続するための該放射線検出素子アレイ保持基板に設けられた電極パッドの位置は同じであって、かつ前記位置間の間隔は前記放射線検出素子の配列間隔以上であることを特徴とする放射線検出装置。
前記隙間の隣り合う放射線検出素子アレイ端部の前記放射線検出素子の位置と、この放射線検出素子に対応する前記電極パッドの位置とがずれる距離は、前記電極パッド間の距離の２０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
前記データ収集システムは、前記複数の放射線検出素子で検出した放射線検出信号を収集し、この収集したアナログ信号をディジタル信号に変換する複数のデータ収集チップと、この複数のデータ収集チップを搭載して保持するデータ収集チップ保持基板とから成り、さらに前記データ収集チップの動作数を任意に可変するデータ収集チップ可変手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線検出装置。
前記データ収集チップ可変手段は、複数のデータ収集チップの動作と不動作とを切り替えるデータ収集チップ動作切り替え信号を発することを特徴とする請求項３に記載の放射線検出装置。
放射線源と、この放射線源に対向して配置された放射線検出装置と、前記放射線源及び放射線検出装置を保持して被検体の周りで回転駆動される回転円板と、前記放射線検出装置で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再構成する画像再構成手段とを備え、前記放射線検出装置に、複数の放射線検出素子を備えた複数の放射線検出素子アレイと、該放射線検出素子アレイ間に隙間を有し、該複数の放射線検出素子アレイを搭載して保持する放射線検出素子アレイ保持基板とから成る放射線検出器モジュールと、この放射線検出器モジュールが２次元又は１次元に配列されて構成された放射線検出器と、この放射線検出器で検出された放射線検出信号を収集し、この収集したアナログ信号をディジタル信号に変換するデータ収集システムと、を備えた放射線検出装置を用いたＸ線ＣＴ装置であって、前記放射線検出素子の出力を取り出す出力端子の位置と該出力端子を前記放射線検出素子アレイ保持基板に電気的に接続するための該放射線検出素子アレイ保持基板に設けられた電極パッドの位置は同じであって、かつ前記位置間の間隔は前記放射線検出素子の配列間隔以上であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
前記隙間の隣り合う放射線検出素子アレイ端部の前記放射線検出素子の位置と、この放射線検出素子に対応する前記電極パッドの位置とがずれる距離は、前記電極パッド間の距離の２０％以下であることを特徴とする請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記データ収集システムは、前記複数の放射線検出素子で検出した放射線検出信号を収集し、この収集したアナログ信号をディジタル信号に変換する複数のデータ収集チップと、この複数のデータ収集チップを搭載して保持するデータ収集チップ保持基板とから成り、さらに前記データ収集チップの動作数を任意に可変するデータ収集チップ可変手段を設けたことを特徴とする請求５または６に記載のＸ線ＣＴ装置。
前記データ収集チップ可変手段は、複数のデータ収集チップの動作と不動作とを切り替えるデータ収集チップ動作切り替え信号を発することを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。