JP2020003450A - Ｘ線検出器及びｘ線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率良く放熱することができるＸ線検出器及びＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供する。【解決手段】実施形態に係るＸ線検出器は、複数の遮蔽板と、支持部材と、光センサと、基板とを含む。複数の遮蔽板は、Ｘ線を遮蔽する。支持部材は、表面において前記複数の遮蔽板を支持する。光センサは、入射Ｘ線に応じた電気信号を出力する。基板には、前記光センサが熱交換可能に実装される。前記支持部材の裏面と、前記光センサのＸ線入射面とは、対向する。前記支持部材の裏面と、前記基板とは、熱交換可能に面接触している。【選択図】 図５

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線検出器及びＸ線コンピュータ断層撮影装置に関する。

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置のＸ線検出器には半導体回路等により形成されるＸ線検出素子やデータ収集回路等が含まれる。半導体回路等は、Ｘ線による劣化を低減するため、Ｘ線から遮蔽された背面側に高密度に実装されている。Ｘ線検出素子等のセンサは、動作温度により出力が変化するという特性を有する。このため、Ｘ線検出器からの排熱が不十分な状態では、安定した画像データの収集が困難である。

米国特許第９５９９４９０号明細書 米国特許出願公開第２０１８／００５９２７０号明細書 特開２０１０−１８７８１１号公報 特開２００１−３０９９１２号公報 特開２００１−２１５２８１号公報 特開２００７−２２００８７号公報 特開２０１２−３８６号公報 特開２０１３−３９３６２号公報 特開平１０−１４６３３２号公報 国際公開第２０１０／１５０７１７号 特開２０１２−１４１５００号公報 特開２００９−２５４８１６号公報

発明が解決しようとする課題は、効率良く放熱することができるＸ線検出器及びＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供することである。

実施形態に係るＸ線検出器は、複数の遮蔽板と、支持部材と、光センサと、基板とを含む。複数の遮蔽板は、Ｘ線を遮蔽する。支持部材は、表面において前記複数の遮蔽板を支持する。光センサは、入射Ｘ線に応じた電気信号を出力する。基板には、前記光センサが熱交換可能に実装される。前記支持部材の裏面と、前記光センサのＸ線入射面とは、対向する。前記支持部材の裏面と、前記基板とは、熱交換可能に面接触している。

図１は、実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成の一例を示す図である。 図２は、図１のＸ線検出器の構成の一例を示す模式図である。 図３は、図１のＸ線検出器の有するグリッドの構成の一例を示す斜視図である。 図４は、図２のＸ線検出器のＩＶ−ＩＶ断面の一例を示す断面図である。 図５は、図４のＸ線検出器のＶ−Ｖ断面の一例を示す断面図である。 図６は、第２の変形例に係るＸ線検出器の構成の一例を示す模式図である。 図７は、第３の変形例に係るＸ線検出器の構成の一例を示す模式図である。 図８は、第５の変形例に係るＸ線検出器の構成の一例を示す断面図である。 図９は、第７の変形例に係るＸ線検出器の構成の一例を示す断面図である。 図１０は、第８の変形例に係るＸ線検出器の構成の一例を示す断面図である。 図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ断面を示す断面図である。 図１２は、第９の変形例に係るＸ線検出器の構成の一例を示す断面図である。 図１３は、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面を示す断面図である。 図１４は、第１０の変形例に係るＸ線検出器の構成の一例を示す断面図である。 図１５は、図１４のＸＶ−ＸＶ断面を示す断面図である。 図１６は、第１２の変形例に係るグリッドの構成の一例を示す模式図である。 図１７は、第１２の変形例に係るＸ線検出器の構成の一例を示す断面図である。 図１８は、第１３の変形例に係る温度制御システムの構成の一例を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る放射線検出器及び放射線診断装置を説明する。なお、以下の説明において、既出の図に関して前述したものと同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表されている場合もある。

本実施形態に係る放射線検出器は、Ｘ線やガンマ線等の任意の放射線を検出する検出器に適用可能である。本実施形態に係る放射線診断装置は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置やＸ線診断装置、核医学診断装置に適用可能である。以下、本実施形態に係る放射線診断装置は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置であるとする。本実施形態に係る放射線検出器は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置により搭載されるＸ線検出器であるとする。

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（ＣＴ装置）には、第３世代ＣＴ、第４世代ＣＴ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本実施形態へ適用可能である。ここで、第３世代ＣＴは、Ｘ線管と検出器とが一体として被検体の周囲を回転するＲｏｔａｔｅ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅである。第４世代ＣＴは、リング状にアレイされた多数のＸ線検出素子が固定され、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転するＳｔａｔｉｏｎａｒｙ／Ｒｏｔａｔｅ−Ｔｙｐｅである。

図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置１の構成を示す図である。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、Ｘ線管１１から被検体Ｐに対してＸ線を照射し、照射されたＸ線をＸ線検出器１２で検出する。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、Ｘ線検出器１２からの出力に基づいて被検体Ｐに関するＣＴ画像を生成する。

図１に示すように、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１は、架台１０、寝台３０及びコンソール４０を有する。なお、図１では説明の都合上、架台１０が複数描画されている。架台１０は、被検体ＰをＸ線ＣＴ撮影するための構成を有するスキャン装置である。寝台３０は、Ｘ線ＣＴ撮影の対象となる被検体Ｐを載置し、被検体Ｐを位置決めするための搬送装置である。コンソール４０は、架台１０を制御するコンピュータである。例えば、架台１０及び寝台３０はＣＴ検査室に設置され、コンソール４０はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。架台１０、寝台３０及びコンソール４０は互いに通信可能に有線または無線で接続されている。なお、コンソール４０は、必ずしも制御室に設置されなくてもよい。例えば、コンソール４０は、架台１０及び寝台３０とともに同一の部屋に設置されてもよい。また、コンソール４０が架台１０に組み込まれてもよい。

図１に示すように、架台１０は、Ｘ線管１１、Ｘ線検出器１２、回転フレーム１３、Ｘ線高電圧装置１４、制御装置１５、ウェッジ１６、コリメータ１７及びデータ収集回路（ＤＡＳ：Data Acquisition System）１８を有する。

Ｘ線管１１は、Ｘ線を被検体Ｐに照射する。具体的には、Ｘ線管１１は、熱電子を発生する陰極と、陰極から飛翔する熱電子を受けてＸ線を発生する陽極と、陰極と陽極とを保持する真空管とを含む。Ｘ線管１１は、高圧ケーブルを介してＸ線高電圧装置１４に接続されている。陰極と陽極との間には、Ｘ線高電圧装置１４により管電圧が印加される。管電圧の印加により陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔する。陰極から陽極に向けて熱電子が飛翔することにより管電流が流れる。Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、陰極（フィラメント）から陽極（ターゲット）に向けて熱電子が飛翔し、熱電子が陽極に衝突することによりＸ線が発生される。例えば、Ｘ線管１１には、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管がある。

なお、Ｘ線を発生させるハードウェアはＸ線管１１に限られない。例えば、Ｘ線管１１に代えて、第５世代方式を用いてＸ線を発生させることにしても構わない。第５世代方式は、電子銃から発生した電子ビームを集束させるフォーカスコイルと、電磁偏向させる偏向コイルと、被検体Ｐの半周を囲い偏向した電子ビームが衝突することによってＸ線を発生させるターゲットリングとを含む。

Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管１１から照射され被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、検出されたＸ線の線量に対応した電気信号をＤＡＳ１８に出力する。Ｘ線検出器１２は、チャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列がスライス方向（列方向）に複数配列された構造を有する。Ｘ線検出器１２は、例えば、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは、入射Ｘ線量に応じた光量の光を出力する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射面側に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドは、コリメータ（１次元コリメータ又は２次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光の光量に応じた電気信号に変換する。光センサとしては、例えば、フォトダイオードが用いられる。

回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを回転軸（Ｚ軸）回りに回転可能に支持する円環状のフレームである。具体的には、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持する。回転フレーム１３は、固定フレーム（図示せず）に回転軸回りに回転可能に支持される。制御装置１５により回転フレーム１３が回転軸回りに回転することによりＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転軸回りに回転させる。回転フレーム１３は、制御装置１５の駆動機構からの動力を受けて回転軸回りに一定の角速度で回転する。回転フレーム１３の開口部１９には、画像視野（ＦＯＶ）が設定される。

なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交し床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向に直交し床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向と定義する。

Ｘ線高電圧装置１４は、高電圧発生装置及びＸ線制御装置を有する。高電圧発生装置は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧及びＸ線管１１に供給するフィラメント電流を発生する。Ｘ線制御装置は、Ｘ線管１１が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行う。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。Ｘ線高電圧装置１４は、架台１０内の回転フレーム１３に設けられてもよいし、架台１０内の固定フレーム（図示しない）に設けられても構わない。

ウェッジ１６は、被検体Ｐに照射されるＸ線の線量を調節する。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線の線量が予め定められた分布になるようにＸ線を減衰する。例えば、ウェッジ１６としては、ウェッジフィルタ（wedge filter）やボウタイフィルタ（bow-tie filter）等のアルミニウム等の金属板が用いられる。

コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を限定する。コリメータ１７は、Ｘ線を遮蔽する複数の鉛板をスライド可能に支持し、複数の鉛板により形成されるスリットの形態を調節する。なお、コリメータ１７は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。

ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２により検出されたＸ線の線量に応じた電気信号をＸ線検出器１２から読み出す。ＤＡＳ１８は、読み出した電気信号を増幅し、ビュー期間に亘り電気信号を積分することにより当該ビュー期間に亘るＸ線の線量に応じたデジタル値を有する検出データを収集する。検出データは、投影データと呼ばれる。ＤＡＳ１８は、例えば、投影データを生成可能な回路素子を搭載した特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）により実現される。投影データは、非接触データ伝送装置等を介してコンソール４０に伝送される。

なお、本実施形態では、積分型のＸ線検出器１２及び積分型のＸ線検出器１２が搭載されたＸ線コンピュータ断層撮影装置１を例として説明するが、本実施形態に係る技術は、光子計数型のＸ線検出器又は光子計数型のＸ線検出器が搭載されたＸ線コンピュータ断層撮影装置であっても適用可能である。

制御装置１５は、コンソール４０の処理回路４４のシステム制御機能４４１に従いＸ線ＣＴ撮影を実行するためにＸ線高電圧装置１４やＤＡＳ１８を制御する。制御装置１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）あるいはＭＰＵ（Micro Processing Unit）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ等のプロセッサとＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを有する。また、制御装置１５は、ＡＳＩＣやフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）により実現されてもよい。また、制御装置１５は、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）又は単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されてもよい。制御装置１５は、コンソール４０若しくは架台１０に取り付けられた、後述する入力インターフェース４３からの入力信号を受けて、架台１０及び寝台３０の動作制御を行う機能を有する。例えば、制御装置１５は、入力信号を受けて回転フレーム１３を回転させる制御や、架台１０をチルトさせる制御、及び寝台３０及び天板３３を動作させる制御を行う。なお、架台１０をチルトさせる制御は、架台１０に取り付けられた入力インターフェースによって入力される傾斜角度（チルト角度）情報により、制御装置１５がＸ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１３を回転させることによって実現される。なお、制御装置１５は架台１０に設けられてもよいし、コンソール４０に設けられても構わない。

寝台３０は、基台３１、支持フレーム３２、天板３３及び寝台駆動装置３４を備える。基台３１は、床面に設置される。基台３１は、支持フレーム３２を、床面に対して垂直方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する筐体である。支持フレーム３２は、基台３１の上部に設けられるフレームである。支持フレーム３２は、天板３３を中心軸（Ｚ軸）に沿ってスライド可能に支持する。天板３３は、被検体Ｐが載置される柔軟性を有する板である。

寝台駆動装置３４は、寝台３０の筐体内に収容される。寝台駆動装置３４は、被検体Ｐが載置された支持フレーム３２と天板３３とを移動させるための動力を発生するモータ又はアクチュエータである。寝台駆動装置３４は、コンソール４０等による制御に従い作動する。

コンソール４０は、メモリ４１、ディスプレイ４２、入力インターフェース４３及び処理回路４４を有する。メモリ４１とディスプレイ４２と入力インターフェース４３と処理回路４４との間のデータ通信は、バス（BUS）を介して行われる。なお、コンソール４０は架台１０とは別体として説明するが、架台１０にコンソール４０又はコンソール４０の各構成要素の一部が含まれてもよい。

メモリ４１は、種々の情報を記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。メモリ４１は、例えば、投影データや再構成画像データを記憶する。メモリ４１は、ＨＤＤやＳＳＤ等以外にも、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体であってもよい。メモリ４１は、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、メモリ４１の保存領域は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路４４によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、操作者からの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を出力する。ディスプレイ４２としては、種々の任意のディスプレイが、適宜、使用可能となっている。例えばディスプレイ４２として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro Luminescence Display）又はプラズマディスプレイが使用可能である。また、ディスプレイ４２は、架台１０に設けられてもよい。また、ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。

入力インターフェース４３は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、投影データを収集する際の収集条件や、ＣＴ画像を再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。入力インターフェース４３としては、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等が適宜、使用可能となっている。なお、本実施形態において、入力インターフェース４３は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等の物理的な操作部品を備えるものに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４４へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース４３の例に含まれる。また、入力インターフェース４３は、架台１０に設けられてもよい。また、入力インターフェース４３は、コンソール４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。

処理回路４４は、入力インターフェース４３から出力される入力操作の電気信号に応じてＸ線コンピュータ断層撮影装置１全体の動作を制御する。処理回路４４は、Ｘ線検出器１２から出力された電気信号に基づいて画像データを生成する。処理回路４４は、画像生成部の一例である。例えば、処理回路４４は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路４４は、メモリに展開されたプログラムを実行するプロセッサにより、システム制御機能４４１、前処理機能４４２、再構成処理機能４４３、画像処理機能４４４、表示制御機能４４５等を実行する。なお、各機能４４１〜４４５は単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能４４１〜４４５を実現するものとしても構わない。

システム制御機能４４１において処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ撮影を行うためＸ線高電圧装置１４と制御装置１５とＤＡＳ１８とを制御する。

前処理機能４４２において処理回路４４は、ＤＡＳ１８から出力された投影データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施す。

再構成処理機能４４３において処理回路４４は、前処理機能４４２による前処理後の投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行い、ＣＴ画像データを生成する。

画像処理機能４４４において処理回路４４は、再構成処理機能４４３によって生成されたＣＴ画像データを、任意断面の断面画像データや任意視点方向のレンダリング画像データに変換する。変換は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて行われる。例えば、処理回路４４は、当該ＣＴ画像データにボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画像値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理を施して、任意視点方向のレンダリング画像データを生成する。なお、任意視点方向のレンダリング画像データの生成は再構成処理機能４４３が直接行っても構わない。

表示制御機能４４５において処理回路４４は、画像処理機能４４４により生成された各種画像データに基づいて、画像をディスプレイ４２に表示させる。ディスプレイ４２に表示させる画像は、ＣＴ画像データに基づくＣＴ画像、任意断面の断面画像データに基づく断面画像、任意視点方向のレンダリング画像データに基づく任意視点方向のレンダリング画像等を含む。

なお、コンソール４０は、単一のコンソールにて複数の機能を実行するものとして説明したが、複数の機能を別々のコンソールが実行することにしても構わない。例えば、前処理機能４４２、再構成処理機能４４３等の処理回路４４の機能を分散して有しても構わない。

なお、処理回路４４は、コンソール４０に含まれる場合に限らず、複数の医用画像診断装置にて取得された検出データに対する処理を一括して行う統合サーバに含まれてもよい。

なお、後処理は、コンソール４０又は外部のワークステーションのどちらで実施することにしても構わない。また、コンソール４０とワークステーションの両方で同時に処理することにしても構わない。

なお、本実施形態に係る技術は、一管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置にも、Ｘ線管と検出器との複数のペアを回転リングに搭載した、いわゆる多管球型のＸ線コンピュータ断層撮影装置にも適用可能である。

次に、本実施形態に係るＸ線検出器１２の構成について説明する。

図２は、図１のＸ線検出器１２の構成の一例を示す模式図である。図２に示すように、Ｘ線検出器１２は、グリッド１２１及び複数のＸ線検出器モジュール１２３を有する。

グリッド１２１は、複数のＸ線検出器モジュール１２３の有する光センサへの入射Ｘ線をＸ線焦点に照準する。グリッド１２１は、複数のＸ線検出器モジュール１２３のＸ線入射面側に配置されている。図３は、図２のグリッド１２１の構成の一例を示す分解斜視図である。図３に示すように、グリッド１２１は、チャネル方向ＤＣに関して湾曲した形状を有する。グリッド１２１は、スライス方向ＤＳに関してさらに湾曲した形状を有していてもよい。グリッド１２１は、筐体１２１ａ、背面板１２１ｂ及び複数の遮蔽板１２１ｃを有する。背面板１２１ｂは、支持部材の一例である。

筐体１２１ａは、第１側板１２１ａａ、第２側板１２１ａｂ、第３側板１２１ａｃ、第４側板１２１ａｄ及び正面板１２１ａｅを有する。第１側板１２１ａａ及び第２側板１２１ａｂは、チャネル方向ＤＣに延設され、スライス方向ＤＳに並設された一対の側板である。スライス方向ＤＳは、列方向の一例である。第１側板１２１ａａ及び第２側板１２１ａｂは、それぞれ、例えばＸ線管１１を中心とした円弧の一部である。第３側板１２１ａｃ及び第４側板１２１ａｄは、第１側板１２１ａａ及び第２側板１２１ａｂのチャネル方向ＤＣの両端部に設けられた一対の側板である。正面板１２１ａｅは、第１側板１２１ａａ及び第２側板１２１ａｂの内周側に設けられた側板である。正面板１２１ａｅは、第１側板１２１ａａと第２側板１２１ａｂとを接続している。正面板１２１ａｅは、例えばＸ線管１１を中心とした円弧の一部である。正面板１２１ａｅは、Ｘ線を透過させる。

背面板１２１ｂは、第１側板１２１ａａ及び第２側板１２１ａｂの外周側に設けられた側板である。背面板１２１ｂは、第１側板１２１ａａと第２側板１２１ａｂとを接続している。背面板１２１ｂは、例えばＸ線管１１を中心とした円弧の一部である。背面板１２１ｂは、Ｘ線を透過させる。背面板１２１ｂは、Ｘ線に対して略透明であると表現されてもよい。背面板１２１ｂとして、比較的高い熱伝導率を有する部材が用いられればよい。背面板１２１ｂは、例えばピッチ系の炭素繊維強化プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Plastics：ＣＦＲＰ）によって形成されている。例えば、ピッチ系のＣＦＲＰには、常温で熱伝導率が３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）を超えるものがある。背面板１２１ｂは、熱拡散板であるとも表現できる。

なお、ピッチ系のＣＦＲＰでは、方向により熱伝導率の値が異なり得る。このようなとき、背面板１２１ｂは、例えばチャネル方向ＤＣ又はスライス方向ＤＳに高い熱伝導率を有するように形成される。

複数の遮蔽板１２１ｃの各々は、Ｘ線を吸収する。つまり、複数の遮蔽板１２１ｃの各々は、入射したＸ線を遮蔽する。複数の遮蔽板１２１ｃの各々は、モリブデン等のＸ線吸収率の高い材料から形成されている。複数の遮蔽板１２１ｃは、複数のＸ線検出器モジュール１２３の有する光センサへの散乱Ｘ線の入射を低減させる。つまり、複数の遮蔽板１２１ｃにより吸収されずにグリッド１２１を通過した入射Ｘ線は、複数のＸ線検出器モジュール１２３の有する光センサに対する直接線である。

図４は、図２のＩＶ−ＩＶ断面を示す断面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ断面を示す断面図である。なお、図４及び図５に示す例では、説明の簡単のために、背面板１２１ｂが平板の一部であるように示されている。図４及び図５に示すように、背面板１２１ｂには、複数の遮蔽板１２１ｃをそれぞれ支持するための複数の第１溝部１２１ｄがチャネル方向ＤＣに沿って形成されている。複数の第１溝部１２１ｄの各々は、スライス方向に延びている。これら複数の第１溝部１２１ｄは、Ｘ線検出器１２がＸ線コンピュータ断層撮影装置１に組込まれたとき、図３に示すように、複数の遮蔽板１２１ｃの面がスライス方向ＤＳに対し平行となるように配置されるように形成されている。また、これら複数の第１溝部１２１ｄは、Ｘ線検出器１２がＸ線コンピュータ断層撮影装置１に組込まれたとき、複数の遮蔽板１２１ｃの全ての面の延長線上にＸ線管１１の焦点が位置するように形成されている。換言すれば、背面板１２１ｂは、複数の遮蔽板１２１ｃの全ての面の延長線上にＸ線管１１の焦点が位置するように、複数の遮蔽板１２１ｃをセンサ１２３ａのＸ線入射面に対して傾けて支持する。このように、背面板１２１ｂは、表面において複数の遮蔽板１２１ｃを支持する。ここで、背面板１２１ｂの表面は、背面板１２１ｂのＸ線入射側の面である。

このように、本実施形態に係る筐体１２１ａと、背面板１２１ｂとは、複数の遮蔽板１２１ｃを囲んでいる。なお、複数の遮蔽板１２１ｃを支持するための溝部は、背面板１２１ｂに加えて、第１側板１２１ａａ、第２側板１２１ａｂ又は正面板１２１ａｅに設けられていてもよい。

図２に示すように、複数のＸ線検出器モジュール１２３は、グリッド１２１の背面側に配置されている。複数のＸ線検出器モジュール１２３は、チャネル方向ＤＣにタイリングされている。図４及び図５に示すように、複数のＸ線検出器モジュール１２３の各々は、センサ１２３ａ及び基板１２３ｂを有する。

センサ１２３ａは、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する。センサ１２３ａは、光センサの一例である。センサ１２３ａは、入射Ｘ線に応じた電気信号を出力する。センサ１２３ａは、動作に伴い発熱するため、発熱源であると表現できる。また、センサ１２３ａの動作は、温度依存性を有する。センサ１２３ａの表面と、背面板１２１ｂの裏面とは対向する。センサ１２３ａの表面は、センサ１２３ａのＸ線入射面である。

基板１２３ｂの表面は、背面板１２１ｂの裏面に対して対向する。基板１２３ｂの表面は、基板１２３ｂのＸ線入射側の面である。基板１２３ｂの表面の一部には、キャビティ１２３ｃが設けられている。基板１２３ｂの表面のうち、キャビティ１２３ｃが設けられていない他の一部は、背面板１２１ｂの裏面に対して熱交換可能に面接触している。つまり、基板１２３ｂと、背面板１２１ｂの裏面とは、熱交換可能に面接触している。キャビティ１２３ｃの底部には、センサ１２３ａが配置されている。つまり、基板１２３ｂには、センサ１２３ａが実装されている。基板１２３ｂとセンサ１２３ａとは、熱交換可能に接触している。一方で、センサ１２３ａの表面と、背面板１２１ｂの裏面とは、接触していない。すなわち、キャビティ１２３ｃの深さはセンサ１２３ａの厚みより長く設計され、センサ１２３ａのＸ線入射面と背面板１２１ｂの裏面との間には間隙が設けられる。これにより、背面板１２１ｂによるセンサ１２３ａへの直接的な接触を回避し、センサ１２３ａの損傷や信号劣化を回避又は低減することができる。

センサ１２３ａと、背面板１２１ｂとの間の伝導伝熱による熱輸送は、基板１２３ｂを介して行われる。基板１２３ｂの裏面側には、図示しないＡＳＩＣ回路等が接続されている。図示しないＡＳＩＣ回路等は、センサ１２３ａから電気信号を読み出す等、センサ１２３ａの動作を制御する。図示しないＡＳＩＣ回路等は、動作に伴い発熱するため、発熱源であると表現できる。図示しないＡＳＩＣ回路等で生じた熱は、基板１２３ｂを介して、背面板１２１ｂへ輸送される。基板１２３ｂとして、比較的熱伝導率の高い部材が用いられればよい。基板１２３ｂは、例えば炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化珪素等の比較的熱伝導率の高いセラミックで形成されている。例えば、炭化珪素、窒化アルミニウム及び窒化珪素の常温での熱伝導率は、それぞれ、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）、１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）及び２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である。背面板１２１ｂへ輸送された熱は、背面板１２１ｂの内部で伝導伝熱により拡散される。つまり、背面板１２１ｂは、熱拡散板として作用する。また、背面板１２１ｂへ輸送された熱は、対流熱伝達又はふく射伝熱により、周囲空気等へさらに輸送される。つまり、背面板１２１ｂは、放熱板としても作用する。

なお、本実施形態では、グリッド１２１と、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する複数のＸ線検出器モジュール１２３とを備える間接変換型のＸ線検出器１２を例として説明したがこれに限らない。Ｘ線検出器１２は、直接変換型の検出器であってもよい。

なお、本実施形態では、複数の遮蔽板１２１ｃがスライス方向ＤＳに延びている場合を例として説明したが、これに限らない。複数の遮蔽板１２１ｃは、さらにチャネル方向ＤＣに延びていてもよい。つまり、複数の遮蔽板１２１ｃは、Ｘ線入射側から見て格子状に配置されていてもよい。

本実施形態に係るＸ線検出器１２及びＸ線コンピュータ断層撮影装置１によれば、センサ１２３ａで発生した熱又は基板１２３ｂの背面側に配置されている回路等で発生した熱を、基板１２３ｂを介して背面板１２１ｂへ輸送することができる。このように、熱拡散板としての背面板１２１ｂは、複数のＸ線検出器モジュール１２３における内部温度の均一化に寄与する。複数のＸ線検出器モジュール１２３の内部温度の均一化は、センサ１２３ａの出力のバラつきの低減に寄与する。また、放熱板としての背面板１２１ｂは、複数のＸ線検出器モジュール１２３の内部温度の抑制に寄与する。このように、本実施形態に係る技術は、Ｘ線検出器１２で発生した熱について、Ｘ線入射側から放熱することができるため、冷却効率の向上及び安定した画像データの収集を実現することができる。

（第１の変形例）
図４及び図５に示す例では、説明の簡単のために、背面板１２１ｂが平板の一部であるように示されている。ところが、図２に示すように、本実施形態に係る背面板１２１ｂは、曲線によって形成されている。そこで、背面板１２１ｂと複数のＸ線検出器モジュール１２３の基板１２３ｂとの間には、図２に示すように、熱伝導部材１２５が配置されていてもよい。熱伝導部材１２５は、Ｘ線を透過する。熱伝導部材１２５は、ゲルであってもよいし、固体であってもよい。熱伝導部材１２５は、例えば熱伝導グリス又は熱伝導樹脂である。

このように、本変形例に係るＸ線検出器１２において、背面板１２１ｂと基板１２３ｂとは、熱伝導部材１２５を介して接触している。この構成によれば、背面板１２１ｂと基板１２３ｂとの間の接触熱抵抗を低減できる。これは、接触面における背面板１２１ｂ又は基板１２３ｂの表面粗さに起因する伝熱量の低減を抑制できるとも表現できる。つまり、本変形例に係る技術によれば、上述の実施形態で得られる効果に加えて、背面板１２１ｂと基板１２３ｂとの間の伝熱量を増大させることができるという効果がある。

（第２の変形例）
図６は、本変形例に係るＸ線検出器１２の構成の一例を示す模式図である。図６に示すように、背面板１２１ｂの裏面は、チャネル方向ＤＣに湾曲した曲面に対する複数の接平面１２１ｂａを有する。チャネル方向ＤＣに湾曲した曲面は、例えばＸ線管１１を中心とする円弧の一部により形成されている。チャネル方向ＤＣに湾曲した曲面は、例えば図２に示すグリッド１２１の背面板１２１ｂの裏面の形状である。複数の接平面１２１ｂａの各々は、複数のＸ線検出器モジュール１２３の基板１２３ｂの表面の一部である領域１２３ｂａの形状に適合した形状である。複数の接平面１２１ｂａの各々は、基板１２３ｂの表面の領域１２３ｂａと熱交換可能に面接触している。

このように、本変形例に係るＸ線検出器１２において、背面板１２１ｂの裏面と、基板１２３ｂの表面の領域１２３ｂａとは、互いに適合する形状を有している。この構成によれば、背面板１２１ｂと基板１２３ｂとの間の伝熱面積を増大させることができる。つまり、本変形例に係る技術によれば、上述の実施形態で得られる効果に加えて、背面板１２１ｂと基板１２３ｂとの間の伝熱量を増大させることができるという効果がある。なお、本変形例に係る技術は、第１の変形例に係る技術と組み合わせることができる。

（第３の変形例）
図７は、本変形例に係るＸ線検出器１２の構成の一例を示す模式図である。図７に示すように、本変形例に係る背面板１２１ｂの裏面は、チャネル方向ＤＣに湾曲した第１曲面１２１ｂｂを有する。第１曲面１２１ｂｂは、例えばＸ線管１１を中心とする円弧の一部により形成されている。第１曲面１２１ｂｂは、例えば図２に示すグリッド１２１の背面板１２１ｂの裏面の形状である。図７に示すように、本変形例に係る複数のＸ線検出器モジュール１２３の表面は、第２曲面１２３ｂｂを有する。第２曲面１２３ｂｂは、背面板１２１ｂの第１曲面１２１ｂｂの形状に適合した形状である。第２曲面１２３ｂｂは、背面板１２１ｂの第１曲面１２１ｂｂと熱交換可能に面接触している。

このように、本変形例に係るＸ線検出器１２において、背面板１２１ｂの裏面と、基板１２３ｂの表面の領域１２３ｂａとは、互いに適合する形状を有している。この構成であっても、第２の変形例と同様の効果が得られる。また、背面板１２１ｂの第１曲面１２１ｂｂの曲率が一定であれば、第２曲面１２３ｂｂを有する複数のＸ線検出器モジュール１２３は、第１曲面１２１ｂｂのいずれの位置であっても配置できる。つまり、本変形例に係る技術によれば、第２の変形例で得られる効果に加えて、Ｘ線検出器１２における各構成要素の配置の自由度を向上できるという効果がさらに得られる。なお、本変形例に係る技術は、第１の変形例に係る技術と組み合わせることができる。

（第４の変形例）
本変形例に係るＸ線検出器１２において、背面板１２１ｂの表面のうち複数の遮蔽板１２１ｃと接触していない領域と、背面板１２１ｂの裏面のうち基板１２３ｂと接触していない領域とには、粗化処理が施されている。粗化処理は、例えば微細加工により実現される。

このような構成であれば、背面板１２１ｂと周囲空気との間の温度境界層を薄くし、背面板１２１ｂと周囲空気との間の熱伝達率を向上させることができる。つまり、本変形例に係る技術によれば、上述の実施形態で得られる効果に加えて、背面板１２１ｂと基板１２３ｂとの間の伝熱量を増大させることができるという効果がある。なお、本変形例に係る技術は、上述の各々の変形例に係る技術と組み合わせることができる。

（第５の変形例）
図８は、本変形例に係るＸ線検出器１２の構成の一例を示す断面図である。図８は、図２のＩＶ−ＩＶ断面の別の一例を示す断面図であるとも表現できる。図８に示すように、本変形例に係る背面板１２１ｂ及び基板１２３ｂは、スライス方向ＤＳにおいて、センサ１２３ａ及び複数の遮蔽板１２１ｃと比べて長い。

このような構成であれば、背面板１２１ｂの裏面と基板１２３ｂとの接触面積及び背面板１２１ｂの表面と周囲空気との接触面積を十分に確保できる。つまり、本変形例に係る技術によれば、上述の実施形態で得られる効果に加えて、背面板１２１ｂと基板１２３ｂとの間の伝熱量及び背面板１２１ｂと周囲空気との間の熱伝達率をさらに増大させる効果が得られる。なお、本変形例に係る技術は、上述の各々の変形例に係る技術と組み合わせることができる。

（第６の変形例）
本変形例に係るＸ線検出器１２において、背面板１２１ｂと複数の遮蔽板１２１ｃとは、熱交換可能に接触している。このとき、複数の遮蔽板１２１ｃは、背面板１２１ｂの拡大伝熱面として作用する。ここで、複数の遮蔽板１２１ｃの各々は、例えばモリブデンで形成されている。モリブデンは、常温で１４２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の熱伝導率を有する。

このような構成であれば、複数の遮蔽板１２１ｃを背面板１２１ｂの拡大伝熱面として用いることができる。つまり、本変形例に係る技術によれば、上述の実施形態で得られる効果に加えて、Ｘ線検出器１２からＸ線入射側の周囲空気への対流熱伝達を促進させる効果が得られる。なお、本変形例に係る技術は、上述の各々の変形例に係る技術と組み合わせることができる。

（第７の変形例）
図９は、本変形例に係るＸ線検出器１２の構成の一例を示す断面図である。図９は、図２のＩＶ−ＩＶ断面の別の一例を示す断面図であるとも表現できる。図９に示すように、本変形例に係る背面板１２１ｂ、基板１２３ｂ及び複数の遮蔽板１２１ｃは、スライス方向ＤＳにおいて、センサ１２３ａと比べて長い。なお、複数の遮蔽板１２１ｃが格子状に配置されている場合には、基板１２３ｂ及び複数の遮蔽板１２１ｃは、さらにチャネル方向ＤＣにおいて、センサ１２３ａと比べて長い。

このような構成であれば、背面板１２１ｂの拡大伝熱面としての複数の遮蔽板１２１ｃの除熱に対する寄与を向上させることができる。つまり、本変形例に係る技術によれば、上述の第６の変形例で得られる効果を向上させることができる。

（第８の変形例）
図１０は、本変形例に係るＸ線検出器１２の構成の一例を示す断面図である。図１０は、図２のＩＶ−ＩＶ断面の別の一例を示す断面図であるとも表現できる。図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ断面を示す断面図である。なお、図１０及び図１１に示す例では、説明の簡単のために、隣接する複数のＸ線検出器モジュール１２３のセンサ１２３ａの表面が同一面上にあるように示されている。センサ１２３ａの表面は、センサ１２３ａのＸ線入射側の面である。

図１０及び図１１に示すように、本変形例に係るＸ線検出器１２には、背面板１２１ｂが設けられていない。このため、例えば本変形例に係る基板１２３ｂには、複数の第２溝部１２３ｄが設けられている。基板１２３ｂの複数の第２溝部１２３ｄは、上述の実施形態に係る背面板１２１ｂに設けられた複数の第１溝部１２１ｄと同様にして、複数の遮蔽板１２１ｃの各々を支持する。基板１２３ｂの複数の第２溝部１２３ｄは、基板１２３ｂの表面のうち、キャビティ１２３ｃが設けられていない領域に設けられている。本変形例に係るＸ線検出器１２において、複数の遮蔽板１２１ｃの各々は、センサ１２３ａの表面と熱交換可能に接触している。センサ１２３ａの表面は、センサ１２３ａのＸ線入射面側の面である。センサ１２３ａの表面は、例えばシンチレータアレイのＸ線入射面側の面である。

なお、複数の遮蔽板１２１ｃの各々は、基板１２３ｂと熱交換可能に接触していてもよい。この構成であれば、基板１２３ｂを介して、センサ１２３ａから複数の遮蔽板１２１ｃへ伝導伝熱により熱を輸送できる。

このように、本変形例に係るＸ線検出器１２において、センサ１２３ａから基板１２３ｂ又は複数の遮蔽板１２１ｃへ伝導伝熱により熱が輸送される。基板１２３ｂ又は複数の遮蔽板１２１ｃへ輸送された熱は、対流熱伝達又はふく射伝熱により、周囲空気等へ輸送される。つまり、本変形例に係る技術によれば、上述の実施形態で得られる効果に加えて、基板１２３ｂ又は複数の遮蔽板１２１ｃを熱拡散板及び放熱板として作用させることにより、冷却効率を向上させることができるという効果が得られる。なお、本変形例に係る基板１２３ｂは、一体に形成された実施形態に係る背面板１２１ｂ及び基板１２３ｂであるとも表現できる。つまり、本変形例に係る技術によれば、部品点数を低減できるため、低コスト化、装置の小型化、装置内部のレイアウトの自由度の向上といった効果がさらに得られる。

（第９の変形例）
図１２は、本変形例に係るＸ線検出器１２の構成の一例を示す断面図である。図１２は、図２のＩＶ−ＩＶ断面の別の一例を示す断面図であるとも表現できる。図１３は、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面を示す断面図である。なお、図１２及び図１３に示す例では、説明の簡単のために、隣接する複数のＸ線検出器モジュール１２３のセンサ１２３ａの表面が同一面上にあるように示されている。センサ１２３ａの表面は、センサ１２３ａのＸ線入射側の面である。以下の説明は、第８の変形例との相違点について主に説明する。

図１２及び図１３に示すように、本変形例に係るＸ線検出器１２は、第８の変形例に係るＸ線検出器１２に対して、センサ１２３ａに複数の第３溝部１２３ａａが設けられている点が異なる。複数の第３溝部１２３ａａは、センサ１２３ａの表面に設けられている。センサ１２３ａの複数の第３溝部１２３ａａは、上述の実施形態に係る背面板１２１ｂに設けられた複数の第１溝部１２１ｄと同様にして、複数の遮蔽板１２１ｃの各々を支持する。センサ１２３ａの複数の第３溝部１２３ａａにおいて、複数の遮蔽板１２１ｃの各々は、センサ１２３ａと熱交換可能に接触している。

なお、本変形例に係る基板１２３ｂには、複数の第２溝部１２３ｄが設けられていなくてもよい。このとき、基板１２３ｂと複数の遮蔽板１２１ｃとは、熱交換可能に接触していてもよいし、接触していなくてもよい。

このように、本変形例に係るＸ線検出器１２において、センサ１２３ａから複数の遮蔽板１２１ｃへの伝導伝熱による熱輸送は、センサ１２３ａの表面に設けられた複数の第３溝部１２３ａａを介して行われる。つまり、センサ１２３ａと複数の遮蔽板１２１ｃとの間の伝導伝熱に寄与する接触面積は、第８の変形例に係るＸ線検出器１２における接触面積より大きい。つまり、本変形例に係る技術によれば、上述の第８の変形例に係る技術と同様の効果に加えて、冷却効率をさらに向上させることができるという効果が得られる。

（第１０の変形例）
図１４は、本変形例に係るＸ線検出器１２の構成の一例を示す断面図である。図１４は、図２のＩＶ−ＩＶ断面の別の一例を示す断面図であるとも表現できる。図１５は、図１４のＸＶ−ＸＶ断面を示す断面図である。なお、図１４及び図１５に示す例では、説明の簡単のために、隣接する複数のＸ線検出器モジュール１２３のセンサ１２３ａの表面が同一面上にあるように示されている。センサ１２３ａの表面は、センサ１２３ａのＸ線入射側の面である。以下の説明は、第８の変形例との相違点について主に説明する。

図１４及び図１５に示すように、本変形例に係るＸ線検出器１２は、第８の変形例に係るＸ線検出器１２の構成に加えて、背面側放熱部１２７をさらに有する。背面側放熱部１２７は、基板１２３ｂの裏面と熱交換可能に接触している。背面側放熱部１２７は、対流熱伝達又はふく射伝熱により、Ｘ線検出器１２の外部と熱交換可能に構成されている。背面側放熱部１２７は、例えばヒートシンクである。背面側放熱部１２７は、ファン、ペルチェ素子又はヒートパイプ等をさらに備えていてもよい。また、本変形例に係るＸ線検出器１２において、複数の遮蔽板１２１ｃのうち任意の遮蔽板１２１ｃａと、背面側放熱部１２７とは、熱交換可能に接触している。任意の遮蔽板１２１ｃａは、例えばチャネル方向ＤＣにおいて、隣接する複数のＸ線検出器モジュール１２３の間に位置する。任意の遮蔽板１２１ｃａは、センサ１２３ａの表面から背面側放熱部１２７にまで延びている。なお、任意の遮蔽板１２１ｃａは、図１５に示すように、センサ１２３ａの表面から背面側放熱部１２７にまで延びている領域において、センサ１２３ａ及び基板１２３ｂとさらに熱交換可能に接触していてもよい。

このように、本変形例に係るＸ線検出器１２において、熱は、任意の遮蔽板１２１ｃａを介して、センサ１２３ａから背面側放熱部１２７へさらに伝導伝熱により輸送される。つまり、本変形例に係る技術によれば、上述の第８の変形例に係る技術と同様の効果に加えて、冷却効率をさらに向上させることができるという効果が得られる。なお、本変形例では、第８の変形例との相違点について主に説明したが、本変形例に係る技術は、上述の各々の変形例に係る技術と組み合わせることができる。

（第１１の変形例）
本変形例に係る背面板１２１ｂは、スライス方向ＤＳにおいて、筐体１２１ａより長い。背面板１２１ｂのスライス方向ＤＳの端部は、筐体１２１ａのスライス方向ＤＳの端部より外側にある。また、背面板１２１ｂのスライス方向ＤＳの端部は、基板１２３ｂのスライス方向ＤＳの端部より外側にある。このように、本変形例に係る背面板１２１ｂは、グリッド１２１の筐体１２１ａを内部から外部に向けて貫通し、筐体１２１ａから突出している。回転フレーム１３が回転軸回りに回転することにより、突出した背面板１２１ｂの端部が空冷され、突出した背面板１２１ｂの端部とＸ線検出器１２の外部との間で強制対流熱伝達による熱交換が実現する。

なお、背面板１２１ｂのスライス方向ＤＳにおける端部のうち、少なくとも一方の端部がグリッド１２１の筐体から突出していればよい。

なお、複数のＸ線検出器モジュール１２３のうち、任意のＸ線検出器モジュールに対応する位置において、背面板１２１ｂの端部がスライス方向ＤＳに突出していればよい。

なお、背面板１２１ｂに加えて、基板１２３ｂがさらにグリッド１２１の筐体から突出するように構成されていてもよい。

このように、本変形例に係る背面板１２１ｂの端部は、Ｘ線検出器１２の外部とさらに熱交換可能な放熱板である。つまり、本変形例に係る技術によれば、上述の実施形態で得られる効果に加えて、Ｘ線入射側から外部への排熱をさらに促進させる効果がある。

なお、任意のＸ線検出器モジュールは、チャネル方向ＤＣにおいて、一定の間隔で配置されていてもよいし、中央部に密となるように配置されていてもよい。Ｘ線検出器１２のチャネル方向ＤＣの中央部は、チャネル方向ＤＣの端部と比較して除熱が困難である。このような中、任意のＸ線検出器モジュールがチャネル方向ＤＣの中央部に密に配置されれば、Ｘ線検出器１２の内部温度のバラつきを低減できるという効果がさらに得られる。このとき、任意のＸ線検出器モジュールの配置は、Ｘ線検出器１２の内部の温度分布に応じて決定され得る。

なお、本変形例に係る技術は、上述の各々の変形例に係る技術と組み合わせることができる。ただし、本変形例に係る技術と、第８の変形例、第９の変形例又は第１０の変形例に係る技術とを組み合わせるときには、任意のＸ線検出器モジュールにおいて、基板１２３ｂがグリッド１２１の筐体から突出していればよい。このとき、第８の変形例、第９の変形例又は第１０の変形例に係る基板１２３ｂは、一体に形成された本変形例に係る背面板１２１ｂ及び基板１２３ｂであると表現されてもよい。

（第１２の変形例）
図１６は、本変形例に係るグリッド１２１の構成の一例を示す模式図である。図１７は、本変形例に係るＸ線検出器１２の構成の一例を示す断面図である。図１７は、図２のＩＶ−ＩＶ断面の別の一例を示す断面図であるとも表現できる。以下の説明は、第１１の変形例との相違点について主に説明する。

図１６及び図１７に示すように、本変形例に係るＸ線検出器１２は、放熱部５３をさらに有する。放熱部５３は、グリッド１２１の筐体から突出した背面板１２１ｂのスライス方向ＤＳの端部に設けられている。放熱部５３は、背面板１２１ｂのスライス方向ＤＳの端部のうち少なくとも一方の端部に設けられていればよい。放熱部５３は、背面板１２１ｂと熱交換可能に構成されている。放熱部５３は、対流熱伝達又はふく射伝熱により、Ｘ線検出器１２の外部と熱交換可能に構成されている。放熱部５３は、例えばヒートシンクである。放熱部５３は、ファン、ペルチェ素子又はヒートパイプであってもよいし、ヒートシンク、ファン、ペルチェ素子又はヒートパイプのうち少なくとも２つの組み合わせであってもよい。なお、ヒートパイプは、例えば背面板１２１ｂの内部に配置される。ヒートパイプは、背面板１２１ｂと基板１２３ｂとの接触面と、グリッド１２１から突出した背面板１２１ｂの端部との間で熱交換を行う。

このように、本変形例に係る背面板１２１ｂの端部に設けられた放熱部５３は、Ｘ線検出器１２の外部とさらに熱交換を行う。つまり、本変形例に係る技術によれば、第１１の変形例で得られる効果に加えて、Ｘ線検出器１２の外部への放熱をさらに促進する効果がある。

（第１３の変形例）
以下、第１２の変形例との相違点について主に説明する。

図１８は、本変形例に係る温度制御システムの構成の一例を示すブロック図である。図１８に示すように本変形例に係るＸ線検出器１２は、温度制御システムを有する。温度制御システムは、複数の温度センサ５１、温度制御回路５２及び複数の放熱部５３を含む。温度センサ５１は、温度計測部の一例である。温度制御回路５２は、温度計測部及び温度制御部の一例である。

複数の温度センサ５１は、複数のＸ線検出器モジュール１２３のうち、任意のＸ線検出器モジュールに設けられている。複数の温度センサ５１の各々は、例えば熱電対又はサーミスタである。温度センサ５１は、例えばセンサ１２３ａの裏面の温度を計測するように構成されている。複数の温度センサ５１は、温度制御回路５２に接続されている。複数の温度センサ５１は、計測した値を温度制御回路５２へ出力する。複数の温度センサ５１は、複数の放熱部５３と同一のＸ線検出器モジュールに設けられていてもよいし、異なるＸ線検出器モジュールに設けられていてもよい。また、複数の温度センサ５１の数は、複数の放熱部５３の数と異なっていてもよい。

本変形例に係るＸ線検出器１２において、複数の放熱部５３と、Ｘ線検出器１２の外部との間の伝熱量、すなわち複数の放熱部５３による放熱量は調節可能である。複数の放熱部５３は、例えば、少なくともファン又はペルチェ素子を有するとする。ここでは、図１６に示すように、複数の放熱部５３として、第１放熱部５３ａ、第２放熱部５３ｂ、第３放熱部５３ｃ、第４放熱部５３ｄ、第５放熱部５３ｅ及び第６放熱部５３ｆが配置されている場合を例として説明する。複数の放熱部５３は、チャネル方向ＤＣに生じ得る温度分布に従って、グリッド１２１の中央部に密となるように配置されているとする。このとき、第１放熱部５３ａ、第２放熱部５３ｂ、第３放熱部５３ｃ、第４放熱部５３ｄ、第５放熱部５３ｅ及び第６放熱部５３ｆの各々が設けられた任意のＸ線検出器モジュールには、それぞれ、第１温度センサ５１ａ、第２温度センサ５１ｂ、第３温度センサ５１ｃ、第４温度センサ（図示しない）、第５温度センサ（図示しない）及び第６温度センサ（図示しない）が設けられているとする。

温度制御回路５２は、複数の放熱部５３に接続されている。温度制御回路５２は、複数の温度センサ５１の出力に基づいて、複数の放熱部５３の動作を制御する。温度制御回路５２は、温度計測回路（図示しない）及び放熱制御回路（図示しない）を有する。温度計測回路は、温度計測部の一例である。温度計測回路は、複数の温度センサ５１の出力に基づいて、各センサ１２３ａの温度を計測する。放熱制御回路は、温度計測回路の出力に基づいて、計測された温度に応じて複数の放熱部５３へ出力する制御信号を生成する。

放熱制御回路は、生成した制御信号を、複数の放熱部５３の各々へ出力する。複数の放熱部５３の各々は、供給された制御信号に応じた放熱量で駆動する。例えば、放熱制御回路は、各温度センサ５１により計測される温度が略均一になるように、各温度センサ５１の出力に基づき各放熱部５３の放熱量を決定し、決定された放熱量に応じた制御信号を出力する。これにより、Ｘ線検出器１２内の温度を空間的に略均一にすることができる。

なお、温度制御回路５２は、例えば、ＦＰＧＡにより実現される。温度制御回路５２は、ＡＳＩＣ、他のＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されてもよい。温度制御回路５２は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリとにより実現されてもよい。また、温度制御回路５２は、制御装置１５に設けられていてもよい。温度制御回路５２は、単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立した処理回路を組み合わせて処理回路を構成してもよい。例えば、温度制御回路５２において、温度計測回路と放熱制御回路とは、それぞれ独立した処理回路であってもよいし、単一の処理回路で実現されていてもよい。

なお、複数の放熱部５３は、図１６に示すようにチャネル方向ＤＣにおいて中央部に密である場合に限らない。複数の放熱部５３は、例えば、チャネル方向ＤＣにおいて等間隔に配置されていてもよい。

なお、複数の放熱部５３又は複数の温度センサ５１は、６つに限らず、５つ以下又は６つ以上の複数であってもよい。また、温度センサ５１は、複数のＸ線検出器モジュール１２３のうち１つのＸ線検出器モジュールに設けられていてもよい。つまり、温度センサ５１は、１点の温度を計測するセンサであってもよい。この場合、例えば、測定点における温度毎のＸ線検出器１２の内部の温度分布が予めメモリ等に記録されていればよい。当該温度分布は、予め複数の放熱部５３を動作させない状態で取得されたり、予め数値解析によって算出されたりすればよい。複数の放熱部５３の各々へ出力される制御信号は、それぞれ温度センサ５１の出力及び当該温度分布に応じて決定されればよい。

なお、本変形例では、複数の放熱部５３による放熱量が調節可能である場合を例として説明したが、複数の放熱部５３による放熱量が一定であって、制御信号が複数の放熱部５３のオンオフを制御する信号であってもよい。この場合、複数の放熱部５３は、例えば、予め取得されたＸ線検出器１２の内部の温度分布に応じて配置されていてもよい。

このように、本変形例に係る温度制御システムは、Ｘ線検出器１２の内部温度を計測し、計測した温度に応じて、複数の放熱部５３を動作させる。つまり、本変形例に係る技術によれば、上述の効果に加えて、適切な温度制御が実現できるという効果がさらに得られる。適切な温度制御は、冷却に限らず、Ｘ線検出器１２の内部温度のバラつきの低減に寄与する。

なお、複数の放熱部５３の動作をオンとしたりオフとしたりする切り替えは、上述のような制御回路に限らず、所定の温度で動作する機械的なスイッチによって実現されてもよい。機械的なスイッチは、温度計測部及び温度制御部の一例である。つまり、温度センサ５１及び温度制御回路５２に代えて、機械的なスイッチが用いられてもよい。機械的なスイッチは、例えば形状記憶合金の温度変化に伴う変形により動作する。このような構成であっても、上述と同様の効果が得られる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、効率良く放熱することができる。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（Programmable Logic Device：ＰＬＤ）等の回路を意味する。ＰＬＤは、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）を含む。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、プログラムを実行するのではなく、論理回路の組合せにより当該プログラムに対応する機能を実現してもよい。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１及び図１８における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…Ｘ線コンピュータ断層撮影装置
１０…架台
１１…Ｘ線管
１２…Ｘ線検出器
１３…回転フレーム
１４…Ｘ線高電圧装置
１５…制御装置
１６…ウェッジ
１７…コリメータ
１９…開口部
３０…寝台
３１…基台
３２…支持フレーム
３３…天板
３４…寝台駆動装置
４０…コンソール
４１…メモリ
４２…ディスプレイ
４３…入力インターフェース
４４…処理回路
５１…温度センサ（温度計測部）
５２…温度制御回路（温度計測部、温度制御部）
５３…放熱部
５３ａ…第１放熱部
５３ｂ…第２放熱部
５３ｃ…第３放熱部
５３ｄ…第４放熱部
５３ｅ…第５放熱部
５３ｆ…第６放熱部
１２１…グリッド
１２１ａ…筐体
１２１ａａ…第１側板
１２１ａｂ…第２側板
１２１ａｃ…第３側板
１２１ａｄ…第４側板
１２１ａｅ…正面板
１２１ｂ…背面板（支持部材）
１２１ｂａ…接平面
１２１ｂｂ…第１曲面
１２１ｃ…複数の遮蔽板
１２１ｃａ…任意の遮蔽板
１２１ｄ…第１溝部
１２３…複数のＸ線検出器モジュール
１２３ａ…センサ（光センサ）
１２３ａａ…第３溝部
１２３ｂ…基板
１２３ｂａ…領域
１２３ｂｂ…第２曲面
１２３ｃ…キャビティ
１２３ｄ…第２溝部
１２５…熱伝導部材
１２７…背面側放熱部
４４１…システム制御機能
４４２…前処理機能
４４３…再構成処理機能
４４４…画像処理機能
４４５…表示制御機能

Claims (16)

1. Ｘ線を遮蔽するための複数の遮蔽板と、
   表面において前記複数の遮蔽板を支持する支持部材と、
   入射Ｘ線に応じた電気信号を出力する光センサと、
   前記光センサが熱交換可能に実装される基板とを具備し、
   前記支持部材の裏面と、前記光センサのＸ線入射面とは、対向し、
   前記支持部材の裏面と、前記基板とは、熱交換可能に面接触している、
   Ｘ線検出器。
2. 前記基板の表面は、前記支持部材の裏面に対向し、
   前記基板の表面の一部には、前記光センサが配置されるキャビティが設けられ、
   前記基板の表面のうち前記キャビティが設けられていない他の一部は、前記支持部材の裏面に面接触している、
   請求項１に記載のＸ線検出器。
3. 前記支持部材の裏面と、前記光センサとは、接触していない、請求項１に記載のＸ線検出器。
4. 前記支持部材は、Ｘ線を透過させる、請求項１に記載のＸ線検出器。
5. 前記支持部材は、前記複数の遮蔽板を前記光センサのＸ線入射面に対して傾けて支持する、請求項１に記載のＸ線検出器。
6. 前記複数の遮蔽板は、前記支持部材に対して熱交換可能に接触している、請求項１に記載のＸ線検出器。
7. 前記複数の遮蔽板の各々は、列方向又はチャネル方向に前記光センサより長い、請求項６に記載のＸ線検出器。
8. 前記支持部材と前記基板とは、熱伝導部材を介して接触している、請求項１に記載のＸ線検出器。
9. 前記支持部材の裏面は、チャネル方向に湾曲した曲面に対する複数の接平面を含み、
   前記複数の接平面の各々は、前記光センサが設けられた前記基板と熱交換可能に面接触している、
   請求項１に記載のＸ線検出器。
10. 前記支持部材の裏面は、チャネル方向に湾曲した第１曲面を含み、
    前記基板は、前記第１曲面の形状に適合した第２曲面を含み、
    前記第１曲面と前記第２曲面とは、熱交換可能に面接触している、
    請求項１に記載のＸ線検出器。
11. 前記支持部材とともに前記複数の遮蔽板を囲む筐体をさらに備え、
    前記支持部材の列方向の端部は、前記筐体の列方向の端部より外側にある、
    請求項１に記載のＸ線検出器。
12. 前記支持部材の列方向の端部は、前記基板の列方向の端部より外側にある、請求項１１に記載のＸ線検出器。
13. 前記支持部材の列方向の端部に設けられ、前記支持部材との間で熱交換可能に構成された放熱部をさらに備える、請求項１１又は１２に記載のＸ線検出器。
14. 前記放熱部は、ヒートシンク、ファン、ペルチェ素子のうち、少なくとも１つを含む、請求項１３に記載のＸ線検出器。
15. 前記光センサの温度を計測する温度計測部と、
    前記温度計測部の出力に基づいて前記放熱部の動作を制御する温度制御部とをさらに備え、
    前記放熱部は、ファン又はペルチェ素子のうち少なくとも一方を含む、
    請求項１３に記載のＸ線検出器。
16. Ｘ線を発生するＸ線管と、
    Ｘ線を遮蔽するための複数の遮蔽板と、
    表面において前記複数の遮蔽板を支持する支持部材と、
    前記Ｘ線管から発生され被検体を透過して入射した入射Ｘ線に応じた電気信号を出力する光センサと、
    前記光センサが熱交換可能に実装される基板とを有し、
    前記支持部材の裏面と、前記光センサのＸ線入射面とは、対向し、
    前記支持部材の裏面と、前記基板とは、熱交換可能に面接触している
    Ｘ線検出器と
    を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。