JP2012145563A - 放射線検出器及びその製造方法と、それを備える放射線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アーチファクトが発生することを抑制する放射線検出器及びそれを用いた放射線画像撮影装置を提供する。
【解決手段】放射線画像撮影装置である電子カセッテは、放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を電荷に変換するフォトダイオードが設けられた光検出基板とを有し、シンチレータの放射線に対する感度の温度変化率をＡ［％／Ｋ］、フォトダイオードの可視光に対する感度の温度変化率をＢ［％／Ｋ］とするとき、シンチレータ及びフォトダイオードとしては、Ａ、Ｂが下記の式（１）を満足する組み合わせが選定され、−０．３５［％／Ｋ］＜Ａ＋Ｂ＜０．３５［％／Ｋ］…（１）感度の温度依存性を相殺し、アーチファクト発生を抑制することが可能となる。
【選択図】図７

Description

本発明は、放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を電気信号に変換するフォトダイオードとを有する放射線検出器及びその製造方法と、それを備える放射線画像撮影装置に関する。

医療分野において、放射線照射源から被写体に放射線を照射し、該被写体を透過した前記放射線を放射線画像撮影装置で検出することにより、前記被写体の放射線画像を取得することが広汎に行われている。この場合、放射線画像撮影装置は、前記被写体を透過した前記放射線を可視光に変換するシンチレータと、該可視光を電荷に変換するフォトダイオードが設けられた光検出基板とを有する放射線検出器を備え、前記フォトダイオードによって得られた電荷に基づいて、放射線画像が作成される。

ところで、この種の放射線画像には、例えば、温度が上昇した場合、いわゆるアーチファクト（偽像）が出現することがある。この理由は、特許文献１に記載されるように、放射線検出器に含まれる画素や信号処理回路を構成する半導体の特性が、温度上昇によって変動するためであると考えられている。なお、本出願人の鋭意検討によれば、温度上昇が起こった場合であっても、放射線検出器の撮影領域内の温度分布の偏り（すなわち、各場所における温度差）が小さいときにはさほどの不具合はないが、温度分布の偏りが大きくなると、アーチファクトが比較的出現し易くなる。特に、半導体が、温度によって感度が変動するものであるときには顕著である。

仮に、実際には健康な箇所にアーチファクトが出現した場合には、当該箇所が患部であるとの誤認識を生む一因となる可能性がある。すなわち、診断精度を低下させることが懸念される。

このような観点から、アーチファクトが出現することを抑制することが種々試みられている。例えば、前記特許文献１記載の放射線画像撮像装置では、放射線検出器に発生した熱を外部に放出するための放熱部を設け、これにより、温度上昇を抑制するようにしている。

また、特許文献２には、シンチレータの温度変化によるゲイン変動を考慮し、放射線検出器が得た放射線データを、検出時の温度に基づいて補正する技術が提案されている。

特開２００７−２２２６０４号公報 特開昭６３−２４３７８２号公報

特許文献１記載の従来技術では、放熱部を設けることが必要であるために部品点数が増加し、このために装置構成が複雑となるとともに重量化を招く。また、コスト上昇の一因ともなる。

さらに、放熱部を設ける場合、放射線画像撮像装置の内部の最高温度を低くすることは可能であると考えられるものの、例えば、放熱部から離間し、このために放熱が困難である部位と、放熱部に近接して放熱が容易である部位とで温度差が生じてしまう。この温度差、換言すれば、放射線画像撮像装置の内部に生じた温度分布の偏りに起因して、アーチファクトが発生する懸念がある。未だ高温である部位と、低温となった部位とでは、半導体の特性に差異があるからである。

一方、特許文献２記載の従来技術のように補正を行う場合、補正プログラムを作成するという繁雑な作業を行わなければならない。その上、補正プラグラムを実行する制御回路が必要となるので、装置構成が複雑となる。

加えて、アーチファクトは、上記したように温度分布の偏りに起因して発生するが、温度分布の偏りには時間依存性があるので、必ずしも補正ができるとは限らない。しかも、温度分布の偏りによる感度の変動は、放射線を照射したときにはじめて分かる（換言すれば、温度分布の偏りによる感度の変動は、放射線を照射するまで把握することができない場合がある）ので、オフセット画像から必ずしも補正できるとも限らない。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、部品点数が増加することが回避され、このため、装置構成が簡素であり、しかも、補正プログラムを不要としながらも、アーチファクトが発生することを有効に抑制することが可能な放射線検出器及びその製造方法と、それを備える放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。

前記の目的は、以下の［１］〜［４］の構成により達成される。

［１］放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を電荷に変換するフォトダイオードとを有する放射線検出器であって、
前記シンチレータの放射線に対する感度の温度変化率をＡ［％／Ｋ］、前記フォトダイオードの可視光に対する感度の温度変化率をＢ［％／Ｋ］とするとき、下記の式（１）を満足することを特徴とする放射線検出器。
−０．３５［％／Ｋ］＜Ａ＋Ｂ＜０．３５［％／Ｋ］ …（１）

［２］放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を電荷に変換するフォトダイオード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に対する感度の温度変化率を測定する工程と、
前記シンチレータの放射線に対する感度の温度変化率がＡ［％／Ｋ］であるとき、前記フォトダイオードとして、可視光に対する感度の温度変化率Ｂ［％／Ｋ］が下記の式（１）を満足するものを選定する工程と、
を有することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
−０．３５［％／Ｋ］＜Ａ＋Ｂ＜０．３５［％／Ｋ］ …（１）

［３］放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を電荷に変換するフォトダイオードとを有する放射線検出器の製造方法であって、
前記フォトダイオードの可視光に対する感度の温度変化率を測定する工程と、
前記フォトダイオードの可視光に対する感度の温度変化率がＢ［％／Ｋ］であるとき、前記シンチレータとして、可視光に対する感度の温度変化率Ａ［％／Ｋ］が下記の式（１）を満足するものを選定する工程と、
を有することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
−０．３５［％／Ｋ］＜Ａ＋Ｂ＜０．３５［％／Ｋ］ …（１）

［４］放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を電荷に変換するフォトダイオードとを有する放射線検出器を筐体内に収容して構成される放射線画像撮影装置であって、
前記筐体は、放射線照射源に臨む照射面を備え、
前記放射線検出器は、前記シンチレータの放射線に対する感度の温度変化率をＡ［％／Ｋ］、前記フォトダイオードの可視光に対する感度の温度変化率をＢ［％／Ｋ］とするとき、下記の式（１）を満足するものであり、且つ前記筐体の前記照射面に設けられることを特徴とする放射線画像撮影装置。
−０．３５［％／Ｋ］＜Ａ＋Ｂ＜０．３５［％／Ｋ］ …（１）

すなわち、本発明においては、シンチレータとフォトダイオードとして、互いの感度の温度変化率の和が所定の数値範囲内であるものが選定される。このような構成とすることにより、互いの感度の温度依存性が相殺される。従って、放射線の透過量に応じた量の電荷がフォトダイオードにて生成されるので、アーチファクトが出現することを有効に抑制することができる。

なお、感度の温度変化率Ａ、Ｂは、シンチレータとフォトダイオードを組み合わせる前に予め測定すればよい。そして、例えば、所定の感度の温度変化率Ａを示すものをシンチレータとして選定した場合、上記式（１）を満足する温度変化率Ｂを示すフォトダイオードを選定するようにすればよい。

勿論、その逆に、所定の感度の温度変化率Ｂを示すものをフォトダイオードとして選定した場合、上記式（１）を満足する温度変化率Ａを示すシンチレータを選定するようにしてもよい。

シンチレータ及びフォトダイオードの組み合わせの好適な一例としては、各々がＣｓＩ、アモルファスシリコンからなるものを挙げることができる。勿論、これらＣｓＩ、アモルファスシリコンは、感度の温度変化率Ａ、Ｂが上記式（１）を満足するものである。

本発明によれば、シンチレータとフォトダイオードとして、互いの感度の温度変化率の和が所定の数値範囲内であるものを選定するようにしている。この構成において温度が上昇した場合、互いの感度の温度依存性が相殺されるので、フォトダイオードでは、放射線の透過量に応じた量の電荷が生成される。このため、アーチファクトが出現することを有効に抑制することができる。従って、診断精度が低下する懸念が払拭される。

また、互いの感度の温度依存性を相殺するようにしているので、たとえ放射線検出器に温度分布の偏りが生じたとしても、そのことに起因してアーチファクトが出現することが回避される。従って、放熱部を設ける必要は特にない。さらに、アーチファクトを低減するための補正プログラムも特に必要ないので、装置構成を簡素化することも可能である。

放射線画像撮影システムの概略構成図である。 図１の放射線画像撮影システムを構成する電子カセッテの概略全体斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。 図３に示す放射線検出器の要部拡大縦断面図である。 図３とは別位置に回路基板等が配置された電子カセッテの断面図である。 温度上昇に伴う感度低下が小さいシンチレータと、温度上昇に伴う感度上昇が大きいフォトダイオードの感度の温度変化率を示すグラフである。 温度上昇に伴う感度低下が大きいシンチレータと、温度上昇に伴う感度上昇が大きいフォトダイオードの感度の温度変化率を示すグラフである。 別の実施の形態に係る電子カセッテ（放射線画像撮影装置）の概略縦断面図である。 実施例１〜４及び比較例１、２の各電子カセッテを構成する放射線検出器の感度の温度変化率Ａ、Ｂと、放射線画像の評価とを示す図表である。

以下、本発明に係る放射線検出器及びその製造方法につき、該放射線検出器を備える放射線画像撮影装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、放射線画像撮影システム１０の概略構成図である。この放射線画像撮影システム１０は、ベッド等の撮影台１２に横臥した患者等の被写体１４に対して放射線１６を照射する放射線出力装置１８と、被写体１４を透過した放射線１６を検出して放射線画像に変換する本実施の形態に係る電子カセッテ２０（放射線画像撮影装置）と、放射線画像撮影システム１０全体を制御するとともに、入力操作を受け付けるコンソール２２と、撮影した放射線画像等を表示する表示装置２４とを備える。

この中、放射線出力装置１８は、放射線１６を照射する放射線源２６と、放射線源２６を制御する放射線制御装置２８と、放射線スイッチ３０とを備える。放射線源２６は、被写体１４、ひいては電子カセッテ２０に対して放射線１６を照射する。なお、放射線源２６が照射する放射線１６は、例えば、Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線等である。

放射線スイッチ３０は、いわゆる半押と全押の２段階のストロークを持つように構成される。すなわち、放射線制御装置２８は、放射線スイッチ３０が医師ないし放射線技師によって半押されたときに放射線１６を照射する準備を行い、その後、全押されたときに放射線源２６から放射線１６を照射する。

コンソール２２には、病院内の放射線科において取り扱われる放射線画像や、その他の情報を統括的に管理する放射線科情報システム（ＲＩＳ）３２が接続される。さらに、ＲＩＳ３２には、病院内の医事情報を統括的に管理する医事情報システム（ＨＩＳ）３４が接続される。

以上の構成において、放射線出力装置１８、電子カセッテ２０、コンソール２２及び表示装置２４間では、例えば、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）、ＩＥＥＥ８０２．１１．ａ／ｂ／ｇ／ｎ等の無線ＬＡＮ、又は、ミリ波等を用いた無線通信により信号の送受信が行われる。

信号の送受信は、放射線スイッチ３０が半押状態又は全押状態となったときに行われることがある。例えば、放射線スイッチ３０が半押状態となったときには、照射準備を示す信号が放射線出力装置１８からコンソール２２等に送信され、また、放射線スイッチ３０が全押状態となったときには、放射線１６の照射開始を示す信号が放射線出力装置１８からコンソール２２等に送信される。

前記電子カセッテ２０は、図２に示すように、電子カセッテ２０全体の制御を行う制御部４０と、被写体１４が載置されるパネル部４２とを備える。なお、パネル部４２の厚みは、制御部４０の厚みに比して小さく設定されている。

制御部４０は、放射線１６に対して非透過性の材料からなる略矩形状の筐体４４を有する。該筐体４４は、パネル部４２の照射面４６の一端に沿って延在しており、照射面４６における撮影可能領域４８の外に制御部４０が配設される。この場合、筐体４４の上面には、撮影された放射線画像等を表示可能である一方で、医師又は放射線技師が種々の情報を入力可能なタッチパネル方式の表示操作部５０と、医師又は放射線技師に対する各種の通知を音として出力するスピーカ５２とが配設されている。

また、筐体４４の側面には、外部から充電を行うためのＡＣアダプタの入力端子５４と、外部機器（例えば、コンソール２２等）との間で情報を送受信可能なインターフェース手段としてのＵＳＢ端子５６とが設けられている。

一方、パネル部４２は、放射線１６（図１参照）に対して透過可能な材料からなる略矩形状の筐体５８を有し、パネル部４２の表面（上面）である照射面４６に放射線１６が照射される。照射面４６の略中央部には、被写体１４の撮影領域及び撮影位置を示すガイド線６０が形成されている。ガイド線６０の外枠が、放射線１６の照射野を示す撮影可能領域４８になる。また、ガイド線６０の中心位置（ガイド線６０が十字状に交差する交点）は、撮影可能領域４８の中心位置である。

制御部４０側の側面には、医師又は放射線技師等が把持可能な取手６２が配設されている。医師は、取手６２を把持することにより電子カセッテ２０を所望の場所（例えば、撮影台１２）に搬送することが可能となる。すなわち、電子カセッテ２０は、可搬型の放射線画像撮影装置である。

図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である図３に示すように、筐体５８は、下半部となる第１ケーシング６４と、前記照射面４６を含む上半部としての第２ケーシング６６とを有する。この中、第２ケーシング６６における照射面４６の裏面（以下、内部天井面という）６８には、放射線１６を放射線画像に変換する放射線検出器７０が設けられている。

図４に詳細を示すように、放射線検出器７０は、内部天井面６８から離間する下方から、シンチレータ支持基板７２、シンチレータ７４、フォトダイオード７６を備えた光検出基板７８をこの順序で有し、シンチレータ７４と光検出基板７８は第１接着層８０を介して接合されている。また、放射線検出器７０自体は、第２接着層８２を介して内部天井面６８に接合される。なお、図４中の参照符号８４は、シンチレータ７４の柱状結晶構造を示す。

図３に示すように、筐体５８内には、放射線検出器７０の他、回路基板支持板１００が収容される。この回路基板支持板１００は、例えば、放射線検出器７０に接合される。

回路基板支持板１００には、バッテリ１０２、回路基板１０４、チャージアンプＩＣ１０６等が設けられる。この中の回路基板１０４には、無線（又は有線）にて通信を行うための通信部１０８が設けられ、また、チャージアンプＩＣ１０６は、フレキシブル回路１１０を介してフォトダイオード７６に電気的に接続されている。

なお、図５に示すように、回路基板支持板１００を設けることなく、放射線検出器７０から離間した位置にバッテリ１０２、回路基板１０４（通信部１０８）、チャージアンプＩＣ１０６を配設するようにしてもよい。

周知の通り、シンチレータ７４は、被写体１４を透過した放射線１６を可視光領域に含まれる蛍光（すなわち、可視光）に変換する。また、フォトダイオード７６は、可視光としての前記蛍光を電荷に変換する機能を営む。このことから諒解されるように、放射線１６が被写体１４を透過すると、その透過量に対応してシンチレータ７４から蛍光が生じ、さらに、蛍光の発光量に応じて電荷が生じる。この電荷を電気信号として検出することにより、放射線画像が得られる。

ここで、シンチレータ７４がＣｓＩ：Ｔｌ（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）からなる場合、このシンチレータ７４の感度は、温度が上昇するに従って低下する。すなわち、放射線１６の透過量が増加した場合に、その増加量に対応する量の蛍光が生じ難くなる。一方、フォトダイオード７６は、一般的に温度が上昇するに従って感度が上昇する。すなわち、蛍光が増加した場合に、その増加量に対応する量を上回る量の電荷が生じ易くなる。

このため、図６に示すように、例えば、温度上昇に伴う感度低下が小さいシンチレータ７４と、温度上昇に伴う感度上昇が大きいフォトダイオード７６とを選定した場合には、放射線検出器７０が高温となったとき、シンチレータ７４での蛍光発光量が若干低下するのに対して、フォトダイオード７６での電荷生成量が大きく増加する。このような蛍光発光量と電荷生成量との不均衡が、アーチファクトが発生する一因となる。

以上のように、アーチファクトは、放射線検出器７０の面内方向での温度分布が生じる場合に発生する。温度分布を生じる要因としては、外部から伝達される熱や、放射線検出器７０を含む筐体５８の内部で発生する熱の影響を受けることが挙げられる。なお、外部から伝達される熱の熱源としては、電子カセッテ２０に接触する患者や、電子カセッテ２０に近接又は接触して発熱する他の装置が例示され、筐体５８の内部で発生する熱の熱源としては、前記バッテリ１０２、回路基板１０４、チャージアンプＩＣ１０６、及び無線（又は有線）通信用の通信部１０８等が例示される。

図５に示す形態では、熱源（バッテリ１０２やチャージアンプＩＣ１０６等）が放射線検出器７０から離間しているものの、旧来のフイルム／スクリーン撮影用、又はイメージングプレートを用いた撮影用のカセッテ用スタンド等に挿入可能なカセッテ型ＤＲパネルにおいては、筐体５８の厚み方向寸法が小さく設定される。換言すれば、厚み方向寸法が制約を受ける。このため、筐体５８内での放射線検出器７０と熱源との離間距離は小さく、従って、この場合においても、放射線検出器７０が熱分布の影響を受け易い。放射線検出器７０と熱源との間に熱拡散部材等を設置することも可能ではあるが、熱分布を完全に均一化することは困難である。

そこで、本実施の形態では、シンチレータ７４及びフォトダイオード７６として、互いの感度の温度依存性を相殺し得るものが選定される。すなわち、シンチレータ７４の放射線１６に対する感度の温度変化率をＡ［％／Ｋ］、前記フォトダイオード７６の可視光に対する感度の温度変化率をＢ［％／Ｋ］としたとき、図７に示すように、Ａ＋Ｂの和が０に近いもの同士であることが好ましい。

具体的には、Ａ＋Ｂは、下記の式（１）を満足する。
−０．３５［％／Ｋ］＜Ａ＋Ｂ＜０．３５［％／Ｋ］ …（１）

なお、例えば、Ａ＝−０．１［％／Ｋ］は、温度が１Ｋ変化したときに感度が０．１％低下することを意味する。Ｂについても同様に、Ｂ＝０．１［％／Ｋ］は、温度が１Ｋ変化したときに感度が０．１％上昇することを表す。

この場合、放射線検出器７０が高温となったとき、シンチレータ７４での蛍光発光量が低下した分が、フォトダイオード７６での電荷生成量が増加することで補われる。このため、放射線１６の透過量に見合った量の電荷が生成し、その結果、アーチファクトが発生することが抑制される。

上記したように、一般的なシンチレータ７４では、温度上昇に伴って感度が低下する。一方、一般的なフォトダイオード７６では、温度上昇に伴って感度が上昇する。従って、Ａ＜０、Ｂ＞０である。

また、シンチレータ７４の感度の温度変化率Ａは、該シンチレータ７４を成膜する際の温度等に依存して変化する。例えば、ＣｓＩ：Ｔｌからなるシンチレータ７４の成膜温度が７００℃、８００℃、９００℃であるとき、感度の温度変化率Ａは、それぞれ、−０．１２［％／Ｋ］、−０．２２［％／Ｋ］、−０．３４［％／Ｋ］となる。

従って、例えば、Ａ＝−０．１２［％／Ｋ］、Ｂ＝０．５１［％／Ｋ］であるときにはＡ＋Ｂは０．３９であり、式（１）を満足しない。一方、Ａ＝−０．２２［％／Ｋ］、又は−０．３４［％／Ｋ］であり、Ｂ＝０．５１［％／Ｋ］であるとき、Ａ＋Ｂの値は、それぞれ、０．２９、０．１７であり、式（１）を満足する。

このようにＡ＋Ｂの値を算出した結果、式（１）を満足しないシンチレータ７４とフォトダイオード７６の組み合わせが除外される。換言すれば、本実施の形態に係る放射線検出器７０においては、式（１）を満足するシンチレータ７４とフォトダイオード７６の組み合わせのみが採用される。

シンチレータ７４がＣｓＩ：Ｔｌ以外の物質からなる場合であっても、感度に温度依存性がある場合には、上記のようにしてＡ＋Ｂの値を算出し、式（１）を満足するシンチレータ７４とフォトダイオード７６の組み合わせを採用すればよい。

勿論、シンチレータ７４に代替し、フォトダイオード７６の感度の温度依存性を変化させるようにしてもよい。

本実施の形態に係る電子カセッテ２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果について説明する。

放射線画像を取得するためには、はじめに、撮影台１２上に被写体１４を横臥させる（図１参照）。その後、医師又は放射線技師が放射線スイッチ３０を半押すると、放射線制御装置２８は、放射線１６の照射準備を行うとともに、照射準備を通知する通知信号をコンソール２２に無線により送信する。

この信号を受けたコンソール２２は、放射線源２６からの放射線１６の照射と同期させるための同期制御信号を無線により電子カセッテ２０に送信する。電子カセッテ２０の制御部４０は、前記同期制御信号を受信すると、照射準備に入ったことを示す情報を表示操作部５０（図２参照）に表示させるとともに、スピーカ５２を介して外部に音として通知する。

その後、医師又は放射線技師が放射線スイッチ３０を全押すると、放射線制御装置２８は、予め設定された所定時間だけ、放射線源２６から放射線１６を被写体１４の撮影部位に照射する。この場合、放射線制御装置２８は、放射線１６の照射開始と同時に、照射開始を通知する通知信号を無線によりコンソール２２に送信してもよい。コンソール２２は、受信した前記通知信号を電子カセッテ２０に転送し、該電子カセッテ２０の制御部４０は、前記通知信号を受信すると、照射中であることの情報を表示操作部５０に表示させるとともに、スピーカ５２を介して外部に音として通知してもよい。

放射線１６は、被写体１４の撮影部位を透過して電子カセッテ２０の照射面４６及び内部天井面６８を通過し、放射線検出器７０に到達する。放射線１６は、さらに、光検出基板７８を通過してシンチレータ７４の柱状結晶構造８４に至る。

柱状結晶構造８４は、放射線１６の透過量に応じた量の蛍光（可視光）を発光する。この蛍光は、シンチレータ７４から光検出基板７８に入射する。

光検出基板７８に設けられたフォトダイオード７６では、光検出基板７８に入射した蛍光の量（発光量）に応じた量の電荷が生成・蓄積される。次いで、この電荷に関する情報が制御部４０から読み出されることにより、被写体１４の撮影部位の放射線画像が得られる。

以上の操作が繰り返されることに伴い、放射線検出器７０の温度が上昇し、シンチレータ７４の感度が低下する一方、フォトダイオード７６の感度が上昇する。しかしながら、本実施の形態においては、シンチレータ７４及びフォトダイオード７６として、各々の感度の温度変化率Ａ、Ｂが上記式（１）を満足するものを選定している。このため、シンチレータ７４の感度低下と、フォトダイオード７６の感度上昇とが互いに相殺され、その結果、放射線１６の透過量に応じた量の電荷が生成される。

これにより、放射線画像にアーチファクトが出現することを回避することができる。従って、診断精度が低下する懸念を払拭することもできる。

以上のように、本実施の形態によれば、シンチレータ７４及びフォトダイオード７６の感度の温度変化率Ａ、Ｂを適切に設定することにより、アーチファクトが出現することが回避されて視認性が良好な放射線画像を得ることが可能となり、その結果、診断精度が低下する懸念が払拭される。

しかも、シンチレータ７４の感度低下と、フォトダイオード７６の感度上昇とを互いに相殺するので、電子カセッテ２０の照射面４６に被写体１４が触れること等によって放射線検出器７０に温度分布の偏りが生じたとしても、この温度分布の偏りに起因してアーチファクトが出現することが回避される。従って、放熱部を設ける必要は特にない。また、アーチファクトを低減するための補正プログラムを作成する必要もない。以上のような理由から、装置構成が簡素となるという利点が得られる。

以上の動作は、シンチレータ７４及びフォトダイオード７６の温度が略同等であることを前提としているが、放射線画像撮影システム１０は、シンチレータ７４とフォトダイオード７６の温度差が所定の閾値を上回った場合、警告が発せられるように構成されている。なお、シンチレータ７４及びフォトダイオード７６の温度は、各々に設けられた図示しない温度センサによって測定することが可能である。また、閾値は、感度の温度依存性の傾き（感度の温度変化率）に基づいて設定される。

この放射線検出器７０は、次のようにして製造することができる。

はじめに、シンチレータ支持基板７２にシンチレータ７４を成膜する。この際には、蒸着や化学的気相成長（ＣＶＤ）法等、公知の成膜手法を採用すればよい。

成膜時の温度が過度に低いと、成膜速度が遅くなる。一方、過度に高温であると、突沸が起こり、その結果として、シンチレータ７４に突起が形成されることがある。このような事態が生じると、前記突起に起因して、補正することが困難な画像欠陥となる。以上の不都合を回避するべく、シンチレータ７４の成膜温度は、７５０〜９００℃に設定することが好ましい。

シンチレータ７４の感度の温度変化率Ａは、成膜手法や成膜温度によって異なる。この理由は、不純物準位数等が相違するようになるためであると推察される。従って、例えば、この時点で、感度の温度変化率Ａを測定することが好ましい。

そして、この温度変化率Ａに基づき、上記の式（１）を満足する感度の温度変化率Ｂを有するフォトダイオード７６を選定する。例えば、感度の温度変化率Ａが−０．２２［％／Ｋ］であるシンチレータ７４が成膜によって形成された場合、感度の温度変化率Ｂが０．５７［％／Ｋ］未満であり且つ−０．１３［％／Ｋ］よりも大きいフォトダイオード７６を成膜すればよい。なお、感度の温度変化率Ａが−０．１２［％／Ｋ］であるシンチレータ７４であっても、感度の温度変化率Ｂが０．４７［％／Ｋ］未満であり且つ−０．２３［％／Ｋ］よりも大きいフォトダイオード７６を成膜することにより、上記式（１）を満足し得る組み合わせとなる。

また、酸硫化ガドリニウム（ＧＯＳ）からなるシンチレータ７４は、感度の温度変化率Ａがほとんどゼロであることがある。このような場合には、感度の温度変化率Ｂが０．３５［％／Ｋ］未満であり且つ−０．３５［％／Ｋ］よりも大きいフォトダイオード７６を成膜すればよい。

換言すれば、この製造方法では、シンチレータ７４の感度の温度変化率Ａを基準として、上記式（１）を満足する感度の温度変化率Ｂを示すフォトダイオード７６を光検出基板７８に成膜する。これにより、互いの感度の温度変化率を相殺し得るシンチレータ７４とフォトダイオード７６の組み合わせが得られる。

そして、次に、シンチレータ７４と光検出基板７８とを第１接着層８０によって互いに接合する。これにより、本実施の形態に係る放射線検出器７０が得られる。

さらに、この放射線検出器７０を、第２接着層８２を介して第２ケーシング６６の内部天井面６８に接合する。このようにして放射線検出器７０が設けられた第２ケーシング６６と、第１ケーシング６４とを組み合わせることにより、パネル部４２が作製される。このパネル部４２を制御部４０と組み合わせ、電子カセッテ２０が得られるに至る。

なお、上記とは逆に、光検出基板７８にフォトダイオード７６を先ず成膜し、このフォトダイオード７６の感度の温度変化率Ｂを基準として、上記の式（１）を満足する感度の温度変化率Ａを有するシンチレータ７４を選定するようにしてもよい。すなわち、例えば、感度の温度変化率Ｂが０．５１［％／Ｋ］であるフォトダイオード７６が成膜によって得られた場合、感度の温度変化率Ａが−０．８６［％／Ｋ］よりも大きく且つ−０．１６［％／Ｋ］よりも小さい値のシンチレータ７４を成膜すればよい。

以降は上記と同様にして、シンチレータ７４と光検出基板７８とを第１接着層８０によって互いに接合する。これにより、本実施の形態に係る放射線検出器７０が得られる。

さらに、この放射線検出器７０を、第２接着層８２を介して第２ケーシング６６の内部天井面６８に接合する。このようにして放射線検出器７０が設けられた第２ケーシング６６と、第１ケーシング６４とを組み合わせることにより、パネル部４２が作製される。このパネル部４２を制御部４０と組み合わせ、電子カセッテ２０が得られるに至る。

なお、本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、上記した実施の形態では、無線通信を行うようにしているが、これに代替し、ケーブルを用いた有線通信により信号の送受信を行うようにしてもよいことは勿論である。

また、シンチレータ７４及びフォトダイオード７６は、各々の感度の温度変化率Ａ、Ｂが上記式（１）を満足する組み合わせであればよく、ＣｓＩ：Ｔｌ、ａ−Ｓｉからなるもの同士の組み合わせに限定されるものではない。

さらに、図８に示すように、内部天井面６８から離間する下方から、フォトダイオード７６を備えた光検出基板７８、第１接着層８０、シンチレータ７４、シンチレータ支持基板７２をこの順序で有する放射線検出器９０を内部天井面６８に接合し、これにより電子カセッテ９２を構成するようにしてもよい。ここで、図８では、回路基板支持板１００（図３参照）や、該回路基板支持板１００に設けられる各種回路等の図示を省略している。

ＣｓＩ：Ｔｌからなるシンチレータ７４を７５０℃にて蒸着でシンチレータ支持基板７２に形成する一方、ａ−Ｓｉからなるフォトダイオード７６を蒸着で光検出基板７８に形成した。シンチレータ７４及びフォトダイオード７６の感度の温度変化率Ａ、Ｂは、それぞれ、−０．１９［％／Ｋ］、０．５１［％／Ｋ］であった。すなわち、Ａ＋Ｂは０．３２であった。

そして、これらのシンチレータ７４及びフォトダイオード７６を含む放射線検出器７０を構成し、さらに、該放射線検出器７０を内部天井面６８に接合して電子カセッテを得た。これを実施例１とする。

ＣｓＩ：Ｔｌからなるシンチレータ７４を８００℃にて蒸着して得た以外は実施例１に準拠して放射線検出器７０を構成し、電子カセッテを得た。これを実施例２とする。なお、シンチレータ７４及びフォトダイオード７６の感度の温度変化率Ａ、Ｂは、それぞれ、−０．２２［％／Ｋ］、０．５１［％／Ｋ］であり、Ａ＋Ｂは０．２９であった。

ＣｓＩ：Ｔｌからなるシンチレータ７４を９００℃にて蒸着して得た以外は実施例１、２に準拠して放射線検出器７０を構成し、電子カセッテを得た。これを実施例３とする。なお、シンチレータ７４及びフォトダイオード７６の感度の温度変化率Ａ、Ｂは、それぞれ、−０．３４［％／Ｋ］、０．５１［％／Ｋ］であり、Ａ＋Ｂは０．１７であった。

ＣｓＩ：Ｔｌからなるシンチレータを９５０℃にて蒸着して得た以外は実施例１〜３に準拠して放射線検出器を構成し、電子カセッテを得た。これを実施例４とする。なお、シンチレータ及びフォトダイオードの感度の温度変化率Ａ、Ｂは、それぞれ、−０．３７［％／Ｋ］、０．５１［％／Ｋ］であり、Ａ＋Ｂは０．１４であった。

比較例１

ＣｓＩ：Ｔｌからなるシンチレータを７００℃にて蒸着して得た以外は実施例１〜４に準拠して放射線検出器を構成し、電子カセッテを得た。これを比較例１とする。なお、シンチレータ及びフォトダイオードの感度の温度変化率Ａ、Ｂは、それぞれ、−０．１２［％／Ｋ］、０．５１［％／Ｋ］であり、Ａ＋Ｂは０．３９であった。

比較例２

ＧＯＳからなるシンチレータを形成したことを除いては実施例１〜４に準拠して放射線検出器を構成し、電子カセッテを得た。これを比較例２とする。なお、シンチレータ及びフォトダイオードの感度の温度変化率Ａ、Ｂは、それぞれ、−０．０３［％／Ｋ］、０．５１［％／Ｋ］であり、Ａ＋Ｂは０．４８であった。

以上の実施例１〜４の各電子カセッテ２０、及び比較例１、２の各電子カセッテを用い、図１に示す放射線画像撮影システム１０において、２５℃、３５℃にて同一の被写体１４に放射線１６を照射することで放射線画像を得た。これらの視認性を評価した結果を、感度の温度変化率Ａ、Ｂ等とともに一括して図９に示す。なお、図９中の「○」は、濃度差が鮮明で視認性が良好であったことを示し、「△」は、濃度差が若干不鮮明で視認性が普通であったことを示す。

併せて、ＣｓＩ：Ｔｌ成膜時の突沸等に起因して突起が形成された場合、該突起が画像欠陥として画質に及ぼす影響を評価した。画像欠陥のサイズ及び密集具合によって画像欠陥を十分に補正し得ず、ムラとして視認される可能性があるものを「△」、画像欠陥がない、又は画像欠陥が補正後に視認されないものを「○」とした。

この図９から、実施例１〜３の電子カセッテ２０において、視認性が良好であり、且つ画像欠陥がないか、又は画像欠陥が生じても補正し得る程度に高画質な放射線画像が得られていることが明らかである。

なお、実施例４における画像欠陥は、ムラとして視認される可能性がある程度であり、実使用に差し支えは認められなかった。

１０…放射線画像撮影システム １４…被写体
１６…放射線 １８…放射線出力装置
２０、９２…電子カセッテ ２６…放射線源
４０…制御部 ４２…パネル部
４６…照射面 ５８…筐体
６４、６６…ケーシング ７０、９０…放射線検出器
７２…シンチレータ支持基板 ７４…シンチレータ
７６…フォトダイオード ７８…光検出基板
８０、８２…接着層 ８４…柱状結晶構造

Claims (18)

1. 放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を電荷に変換するフォトダイオードとを有する放射線検出器であって、
   前記シンチレータの放射線に対する感度の温度変化率をＡ［％／Ｋ］、前記フォトダイオードの可視光に対する感度の温度変化率をＢ［％／Ｋ］とするとき、下記の式（１）を満足することを特徴とする放射線検出器。
   −０．３５［％／Ｋ］＜Ａ＋Ｂ＜０．３５［％／Ｋ］ …（１）
2. 請求項１記載の検出器において、Ａ＜０、Ｂ＞０であることを特徴とする放射線検出器。
3. 請求項２記載の検出器において、Ａ＜−０．２であることを特徴とする放射線検出器。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の検出器において、前記シンチレータがＣｓＩからなり、且つ前記フォトダイオードがアモルファスシリコンからなることを特徴とする放射線検出器。
5. 放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を電荷に変換するフォトダイオード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に対する感度の温度変化率を測定する工程と、
   前記シンチレータの放射線に対する感度の温度変化率がＡ［％／Ｋ］であるとき、前記フォトダイオードとして、可視光に対する感度の温度変化率Ｂ［％／Ｋ］が下記の式（１）を満足するものを選定する工程と、
   を有することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
   −０．３５［％／Ｋ］＜Ａ＋Ｂ＜０．３５［％／Ｋ］ …（１）
6. 請求項５記載の製造方法において、Ａ＜０であるとき、Ｂ＞０であるフォトダイオードを選定することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
7. 請求項６記載の製造方法において、Ａ＜−０．２であるシンチレータを選定することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
8. 請求項５〜７のいずれか１項に記載の製造方法において、前記シンチレータとしてＣｓＩを選定し、且つ前記フォトダイオードとしてアモルファスシリコンを選定することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
9. 請求項５〜８のいずれか１項に記載の製造方法において、前記シンチレータを７５０〜９００℃の温度範囲で成膜することによって得ることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
10. 放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を電荷に変換するフォトダイオードとを有する放射線検出器の製造方法であって、
    前記フォトダイオードの可視光に対する感度の温度変化率を測定する工程と、
    前記フォトダイオードの可視光に対する感度の温度変化率がＢ［％／Ｋ］であるとき、前記シンチレータとして、可視光に対する感度の温度変化率Ａ［％／Ｋ］が下記の式（１）を満足するものを選定する工程と、
    を有することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
    −０．３５［％／Ｋ］＜Ａ＋Ｂ＜０．３５［％／Ｋ］ …（１）
11. 請求項１０記載の製造方法において、Ｂ＞０であるとき、Ａ＜０であるシンチレータを選定することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
12. 請求項１１記載の製造方法において、Ａ＜−０．２であるシンチレータを選定することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
13. 請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の製造方法において、前記シンチレータとしてＣｓＩを選定し、且つ前記フォトダイオードとしてアモルファスシリコンを選定することを特徴とする放射線検出器の製造方法。
14. 請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の製造方法において、前記シンチレータを７５０〜９００℃の温度範囲で成膜することによって得ることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
15. 放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を電荷に変換するフォトダイオードとを有する放射線検出器を筐体内に収容して構成される放射線画像撮影装置であって、
    前記筐体は、放射線照射源に臨む照射面を備え、
    前記放射線検出器は、前記シンチレータの放射線に対する感度の温度変化率をＡ［％／Ｋ］、前記フォトダイオードの可視光に対する感度の温度変化率をＢ［％／Ｋ］とするとき、下記の式（１）を満足するものであり、且つ前記筐体の前記照射面に設けられることを特徴とする放射線画像撮影装置。
    −０．３５［％／Ｋ］＜Ａ＋Ｂ＜０．３５［％／Ｋ］ …（１）
16. 請求項１５記載の撮影装置において、前記放射線検出器として、Ａ＜０、Ｂ＞０であるものを備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
17. 請求項１６記載の撮影装置において、前記放射線検出器として、Ａ＜−０．２であるものを備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
18. 請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の撮影装置において、前記放射線検出器として、前記シンチレータがＣｓＩからなり、且つ前記フォトダイオードがアモルファスシリコンからなるものを備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。

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