JP2012088301A - 正面照射検出器、ａ／ｄ変換器の載置方法及びｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 検出器の構成に対して変更を最小とするに、Ａ／Ｄ変換器を正面照射検出器内に載置することができる、正面照射検出器、Ａ／Ｄ変換器を正面照射検出器内に載置する方法、及びＣＴ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 正面照射検出器は、コリメータ、Ｘ線から可視光への変換器、可視光からアナログ信号への変換器、基板、及び前記アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備える。Ａ／Ｄ変換器を検出器内に載置する方法は、Ａ／Ｄ変換器を基板のＸ線が照射されない位置に載置するステップを含む。ＣＴ装置は前記正面照射検出器を含んでいる。従来の検出器の構成に対して変更を最小とする上に、Ａ／Ｄ変換器を正面照射検出器の中に載置し、Ａ／Ｄ変換器がＸ線に照射されず、Ａ／Ｄ変換器が良好に保護されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＣＴ装置による撮像技術に関し、特に正面照射検出器、Ａ／Ｄ変換器の載置方法、及びＣＴ装置に関する。

検出器はＣＴ装置において最も重要な部品の１つである。この検出器はＸ線管からのＸ線を電気信号に変換する。そして、Ａ／Ｄ変換部品がアナログ信号をディジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部品は、サイズが大きいので、検出器内に実装することは困難である。そのため、アナログ信号を検出器の外部に引き出し、検出器の外部に位置したＡ／Ｄ変換部品によりアナログ信号をディジタル信号に変換することによる処理が必要である。

通常、１つの検出器において、数百、数千のアナログ電気信号を出力し、これらのアナログ電気信号を検出器の外部に出力することは、巨大な電気ケーブルだけでなく、信号の完璧性に対する要求も高い。

ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit、特定用途集積回路）設計技術の発展に従って、Ａ／Ｄ変換器のサイズ及びパワーは小さくなってきており、サイズ的にはＡ／Ｄ変換器を検出器内に載置することができるようになっている。

しかし、Ｘ線によりＡＳＩＣチップが壊れる可能性があるので、Ａ／Ｄ変換器を検出器内に載置しながらＸ線の照射を避けることが研究のポイントとなっている。
特許文献１では「Module assembly for multiple die back-illuminated diode」の背面照射検出器に関する技術が開示されている。

米国特許７，４３９，５１６号

この背面照射検出器はＡ／Ｄ変換器をダイオードと基板との間に載置し、主に高級なＣＴ装置に用いられる。この技術はコストが高く、背面照射検出器の構成に対して大幅な変更がされている。

本発明は、検出器の構成に対して変更を最小とする上に、Ａ／Ｄ変換器を正面照射検出器内に載置することができる、正面照射検出器、Ａ／Ｄ変換器を正面照射検出器内に載置する方法、及びＣＴ装置を提供することを目的とする。

上述の問題を解決するために、第１観点は、コリメータ、Ｘ線から可視光への変換器、可視光からアナログ信号への変換器、基板、及びアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備える正面照射検出器である。そして、前記コリメータを通過したＸ線は、前記Ｘ線から可視光への変換器へ照射されて前記Ｘ線から可視光への変換器により可視光に変換され、前記基板に載置された前記可視光からアナログ信号への変換器により前記可視光がアナログ信号に変換される。

Ａ／Ｄ変換器は、幅を広げたことで形成された拡張部を有する前記基板の該拡張部の上面または下面に設けられている。
Ａ／Ｄ変換器は基板の下面に設けられ、且つ基板と可視光からアナログ信号への変換器との間には遮蔽片が設けられている。
Ａ／Ｄ変換器は基板の下面に設けられ、且つ基板の上端には遮蔽片が嵌め込まれている。

Ａ／Ｄ変換器の基板と離れる側にヒートシンクがさらに設けられている。
遮蔽片には、高密度材料が用いられる。
遮蔽片には、熱膨張係数が可視光からアナログ信号への変換器の熱膨張係数に近いものが用いられる。

第２観点は、Ａ／Ｄ変換器を正面照射検出器に載置する方法である。正面照射検出器はコリメータ、Ｘ線から可視光への変換器、可視光からアナログ信号への変換器及び基板を備え、前記コリメータを通過したＸ線が、前記Ｘ線から可視光への変換器へ照射されて前記Ｘ線から可視光への変換器により可視光に変換され、前記基板に載置された前記可視光からアナログ信号への変換器により前記可視光がアナログ信号に変換されるものであり、Ａ／Ｄ変換器を、前記基板のＸ線が照射できない位置に設けるステップを有する。

Ａ／Ｄ変換器を基板のＸ線が照射できない位置に設けるステップは、幅を広げたことにより形成された拡張部を有する基板を用意し、Ａ／Ｄ変換器を基板の拡張部の上面または下面に設ける。

Ａ／Ｄ変換器を基板のＸ線が照射できない位置に設けるステップは、Ａ／Ｄ変換器を基板の下面に設け、基板と可視光からアナログ信号への変換器との間に遮蔽片を設ける。

Ａ／Ｄ変換器を基板のＸ線が照射できない位置に設けるステップは、Ａ／Ｄ変換器を基板の下面に設け、Ａ／Ｄ変換器の上端に遮蔽片を嵌め込む。

第２観点のＡ／Ｄ変換器を正面照射検出器に載置する方法はＡ／Ｄ変換器の基板と離れる側にヒートシンクがさらに設けられている。
遮蔽片には高密度材料が用いられる。
遮蔽片には、熱膨張係数が可視光からアナログ信号への変換器の熱膨張係数に近いものが用いられる。

第３観点は正面照射検出器を含むＣＴ装置であって、該正面照射検出器は、コリメータ、Ｘ線から可視光への変換器、可視光からアナログ信号への変換器、基板、及びアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備え、前記コリメータを通過したＸ線が、前記Ｘ線から可視光への変換器へ照射されて前記Ｘ線から可視光への変換器により可視光に変換され、前記基板に載置された前記可視光からアナログ信号への変換器により前記可視光がアナログ信号に変換されるものである。

Ａ／Ｄ変換器は幅を広げたことで形成された拡張部を有する前記基板の該拡張部の上面または下面に設けられている。
Ａ／Ｄ変換器は基板の下面に設けられ、且つ基板と可視光からアナログ信号への変換器との間には遮蔽片が設けられている。

Ａ／Ｄ変換器は基板の下面に設けられ、且つ基板の上端には遮蔽片が嵌め込まれている。
Ａ／Ｄ変換器の基板と離れる側にヒートシンクがさらに設けられている。
遮蔽片には、高密度材料が用いられる。

従来技術と比べれば、本発明の正面照射検出器、Ａ／Ｄ変換器を正面照射検出器内に載置する方法、及びＣＴ装置は以下の有益な効果がある。

本発明は従来の検出器の構成に対して変更を最小とする上に、Ａ／Ｄ変換器をその中に載置し、Ａ／Ｄ変換器がＸ線に照射されず、Ａ／Ｄ変換器が良好に保護されている。
また、本発明は検出器の構成がよりモジュール化され、検出器の設計の融通性及び信頼性が高くなり、検出器のメンテナンスに優れ、検出器のメンテナンスコストを下げることができる。

以下、本開示内容をより容易に理解するために、図面を参照しながら説明する。
本発明の正面照射検出器の１つの実施例を示した図である。 本発明の正面照射検出器の別の実施例を示した図である。 本発明の正面照射検出器のさらに別の実施例を示した図である。

以下本発明の実施形態について詳しく説明するが、本発明はこの実施形態に限られない。
図１〜図３に示されたように、本発明の正面照射検出器は、コリメータ１、Ｘ線から可視光への変換器２、可視光からアナログ信号への変換器３、及び基板４を備える。なお、前記コリメータ１を通過したＸ線は、前記Ｘ線から可視光への変換器２へ照射されて前記Ｘ線から可視光への変換器２により可視光に変換され、前記可視光からアナログ信号への変換器３により前記可視光がアナログ信号に変換される。また、可視光からアナログ信号への変換器３は基板４に載置されている。アナログ信号は線結合により基板に接続されている。そして、本発明の正面照射検出器はアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６をさらに備えている。

ここで、コリメータ１は散乱したＸ線ビームの整形に用いられ、隣接した画素でのＸ線の妨害を減らすことができる。Ｘ線から可視光への変換器２はScintillator pack（シンチレータ、特別な材料で焼成）が用いられる。可視光からアナログ信号への変換器３はダイオードが用いられる。基板４はガラス繊維またはセラミックを絶縁材料とした多層電気回路板が用いられる。

本発明の正面照射検出器の１つの実施例において、図１に示されたように、Ａ／Ｄ変換器６が幅を広げたことで形成された拡張部を有する前記基板４の該拡張部の上面または下面に設けられている。Ａ／Ｄ変換器６の位置はＸ線ビーム内ではないので、Ｘ線による損傷がない。

本発明の正面照射検出器の別の実施例において、図２に示されたように、Ａ／Ｄ変換器６は基板４の下面に設けられ、且つ基板４と可視光からアナログ信号への変換器３との間には遮蔽片５が設けられている。遮蔽片５の長さはＡ／Ｄ変換器６の全体を覆うように形成されている。

本発明の正面照射検出器のさらに別の実施例において、図３に示されたように、Ａ／Ｄ変換器６は基板４の下面に設けられ、且つ基板４の上端には遮蔽片５が嵌め込まれている。

遮蔽片５は高密度材料、例えばタングステンが用いられる。これにより、Ａ／Ｄ変換器６がＸ線照射範囲内に位置しても、タングステンなどの遮蔽片５がＡ／Ｄ変換器６に照射されないようにＸ線を遮断する。したがって、Ａ／Ｄ変換器６がＸ線に照射されないように保つことができ、Ｘ線照射によりＡ／Ｄ変換器６が壊れることがない。

また、遮蔽片５の熱膨張係数は可視光からアナログ信号への変換器３の熱膨張係数に近づいたほうがよい。これにより、異なる熱膨張係数で可視光からアナログ信号への変換器が変形することを防止することができる。

図１から図３に示されたように、本発明の正面照射検出器はＡ／Ｄ変換器６の基板４と離れる側にヒートシンク７がさらに設けられている。ヒートシンク７は素早くＡ／Ｄ変換器６からの熱を放散させることができ、温度による可視光からアナログ信号への変換器３の性能の影響を減らすことができる。

ここでは、ヒートシンク７によりＡ／Ｄ変換器６からの熱を放散しているが、当業者が周知である別の放熱方法を使用してもよい。

Ａ／Ｄ変換器６には小さい電流、複数チャンネル機能のＡ／Ｄ変換器、例えばＧＥから開発されたｖｙｐｅｒ系、ＡＤ会社のＡＤＡＳ系などが用いられ、基板４は層数及び平坦性の要求に基づいてセラミックまたはガラス繊維の多層電気回路板が用いられる。回流ロウ付けによりチャンネル数に対応するＡ／Ｄを基板４にロウ付けし、ｖｙｐｅｒ系のチップを一例として３２列の検出器の基板に８個のＡ／Ｄチップをロウ付けする必要がある。

図３において、遮蔽片５が基板４の上部に嵌め込まれているので、基板４が該遮蔽片５を介して可視光からアナログ信号への変換器３に接続されるようになっている。このときの基板４は混合電気回路板と称する。

本発明はＡ／Ｄ変換器を正面照射検出器内に載置した方法を開示しているが、本発明の別の観点として、正面照射検出器は、コリメータ１、Ｘ線から可視光への変換器２、可視光からアナログ信号への変換器３及び基板４を備える。なお、可視光からアナログ信号への変換器３は基板４に載置されている。

該方法は、Ａ／Ｄ変換器６を、基板４の、Ｘ線が照射できない位置に設ける。
以下、ステップを実現する３つの方法について紹介する。ここでは３つの方法について紹介するが、本発明はこの３つの方法に限られなく、当業者が周知している任意の方法で実現することができる。

１つの方法は：
基板４を長くする、
Ａ／Ｄ変換器６を、基板を広げたことにより形成された拡張部の上面または下面に設ける、
基板４を広げたことにより形成された拡張部にはＸ線が照射できないので、Ａ／Ｄ変換器６を基板の拡張部に設けると、Ａ／Ｄ変換器６がＸ線に照射されて壊れることを避けることができる。

別の方法は：
Ａ／Ｄ変換器６を基板４の下面に設ける、
基板４と可視光からアナログ信号への変換器３との間に遮蔽片５を設ける。

この方法は、基板４いないが、Ａ／Ｄ変換器６がＸ線に放射されることを防止するために、基板４と可視光からアナログ信号への変換器３との間に遮蔽片５を設け、遮蔽片５がＸ線を遮断することができ、Ａ／Ｄ変換器６を有効的に保護することができる。

さらに別の方法は：
Ａ／Ｄ変換器６を基板４の下面に設ける、
Ａ／Ｄ変換器６の上端に遮蔽片５を嵌め込む。

この方法は、遮蔽片５を基板４の上端、すなわち基板４と可視光からアナログ信号への変換器３とが接触する表面に嵌め込んで、上述の方法と同じ効果が得られる。

また、Ａ／Ｄ変換器の動きによる熱を防止するために、本発明のＡ／Ｄ変換器を正面照射検出器内に載置する方法はＡ／Ｄ変換器６の基板４と離れる側にヒートシンク７がさらに設けられている。

遮蔽片５には高密度材料が用いられている。その熱膨張係数は可視光からアナログ信号への変換器３の熱膨張係数に近いほうがよい。

本発明の別の方面として、本発明はＣＴ装置を開示している。そのＣＴ装置は正面照射検出器を含んでいる。該正面照射検出器は、コリメータ１、Ｘ線から可視光への変換器２、可視光からアナログ信号への変換器３、及び基板４を備える。なお、前記コリメータ１を通過したＸ線は、前記Ｘ線から可視光への変換器２へ照射されて前記Ｘ線から可視光への変換器２により可視光に変換され、前記可視光からアナログ信号への変換器３により前記可視光がアナログ信号に変換される。また、可視光からアナログ信号への変換器３は基板４に載置されている。そして、該正面照射検出器はアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６をさらに備えている。

Ａ／Ｄ変換器６は、幅を広げたことで形成された拡張部を有する基板４の該拡張部の上面または下面に設けられている。

Ａ／Ｄ変換器６は基板４の下面に設けられ、且つ基板４と可視光からアナログ信号への変換器３との間には遮蔽片５が設けられている。

Ａ／Ｄ変換器６は基板４の下面に設けられ、且つ基板４の上端には遮蔽片５が嵌め込まれている。

また、本発明のＣＴ装置はＡ／Ｄ変換器６の基板４と離れる側に設けられたヒートシンク７をさらに含んでいる。

遮蔽片５には、高密度材料が用いられる。
遮蔽片５には、熱膨張係数が可視光からアナログ信号への変換器３の熱膨張係数に近いものが用いられる。

本発明のＣＴ装置に含まれる正面照射検出器は本発明の正面照射検出器と似ているので、ここで説明を省略する。

上述のように本発明の具体的な実施例について図面を参照しながら説明したが、当業者は本発明の主旨及び範囲を逸脱しない範囲で、本発明に対して様々な変形、修正及び改良を加えて実施することができる。これらの変形、修正及び改良は本発明の請求の範囲が限定する主旨及び範囲内である。

Claims (9)

1. コリメータ、Ｘ線から可視光への変換器、可視光からアナログ信号への変換器、及び基板を備える正面照射検出器であって、
   前記正面照射検出器は、前記コリメータを通過したＸ線が、前記Ｘ線から可視光への変換器へ照射されて前記Ｘ線から可視光への変換器により可視光に変換され、前記基板に載置された前記可視光からアナログ信号への変換器により前記可視光がアナログ信号に変換されるものであり、
   前記アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器をさらに備えている正面照射検出器。
2. 前記Ａ／Ｄ変換器は、幅を広げたことで形成された拡張部を有する前記基板の該拡張部の上面または下面に設けられている請求項１に記載の正面照射検出器。
3. 前記Ａ／Ｄ変換器は前記基板の下面に設けられ、且つ前記基板と前記可視光からアナログ信号への変換器との間には遮蔽片が設けられている請求項１に記載の正面照射検出器。
4. 前記Ａ／Ｄ変換器は前記基板の下面に設けられ、且つ前記基板の上端には遮蔽片が嵌め込まれている請求項１に記載の正面照射検出器。
5. 前記Ａ／Ｄ変換器の前記基板と離れる側にヒートシンクがさらに設けられている請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の正面照射検出器。
6. 前記遮蔽片には高密度材料が用いられる請求項３または請求項４に記載の正面照射検出器。
7. 前記遮蔽片の熱膨張係数は前記可視光からアナログ信号への変換器の熱膨張係数に近い請求項６に記載の正面照射検出器。
8. Ａ／Ｄ変換器を正面照射検出器に載置する方法であって、
   前記正面照射検出器は、コリメータ、Ｘ線から可視光への変換器、可視光からアナログ信号への変換器、及び基板を備え、前記コリメータを通過したＸ線が、前記Ｘ線から可視光への変換器へ照射されて前記Ｘ線から可視光への変換器により可視光に変換され、前記基板に載置された前記可視光からアナログ信号への変換器により前記可視光がアナログ信号に変換されるものであり、
   前記Ａ／Ｄ変換器を基板のＸ線が照射できない位置に設けるステップを含む方法。
   
9. 請求項１から請求項７の何れか一項に記載の正面照射検出器を含むＣＴ装置。