JP4817524B2 - Ｘ線固体検出器の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線固体検出器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置に用いられているＸ線固体検出器のひとつに、光電子増倍管にシンチレータとしてＢｉ４Ｇｅ３Ｏ１２結晶（以下「ＢＧＯ結晶」という）を光学的に接合したものがある。ＢＧＯ結晶の表面には反射材としてＢａＳＯ４粉末が塗布されている。シンチレーション光を光電子増倍管に効率よく伝達するためである。
【０００３】
ＢＧＯ結晶は、断層像の分解能を向上するために次第に小型化されている。
【０００４】
Ｘ線固体検出器の製造方法は、一例をあげれば、特開平５−１９０６０号公報に記載されているように、図１９にＸ線固体検出器の一部断面斜視図を示すように、ブロック状に切り出したＢＧＯ結晶３２は、シンチレータセグメント３８を一定間隔の切込み溝３４、３５を縦横に切り込んで形成し、その切込み溝３４、３５に反射材を充填して、２次元配列の複数のＢＧＯ結晶チップに区画されたシンチレータブロック３０を製作し、これをフォトダイオードアレイ（不図示）にマウントして製造されている。切込み溝３４、３５により区画化された各シンチレータセグメント３８は、溝加工による切込み溝３４、３５の加工精度が十分に補償されていれば、ピッチずれや位置ずれなどが生じないため、非常に高精度なシンチレータブロック３０を製造することができる。
【０００５】
ただし各シンチレータセグメント間に注入される反射材３７は、反射と遮光の機能が要求されている。そのため、反射材料や遮光材料を粉末状または液体状にして切込み溝３４、３５に注入した場合に未充填になり易く、また、切込み溝３４、３５の内部での分散が均一でなければ、各シンチレータセグメント３８で発生したシンチレーション光が隣のシンチレータセグメント３８に入り込むことにより生じるクロストークが発生する。
【０００６】
このクロストークそのものは、溝内のＸ線入射面側は反射材または遮光材によって完全には仕切られていないため、完全に防止することは困難であるが、低減することは可能である。
【０００７】
例えばその手段として、シート状の反射・遮光板をあらかじめ格子状に形成した一方方向の溝に挿入し、この挿入したシートに直交する方向に、高精度に製作した櫛歯状の反射・遮光板を組み合わせて形成することが考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、シート状の反射板および遮光板をあらかじめ格子状に形成した一方方向の溝に挿入し、その挿入したシートに対して直交する方向に、後から挿入する櫛歯状の反射板および遮光板は、極めて高精度に製作する必要があり製作工数を要し高価になる。
【０００９】
また、比較的大きな２次元面積を有するシンチレータブロックを形成するためには、シンチレータ材料もシンチレータブロックの大きさと略同等の面積が必要になる。しかしながら、一般に大面積で、かつ感度の均一なシンチレータ材料を入手することはコスト的に困難である。
【００１０】
また、溝加工した状態のまま使用されるため、残肉部を介してのクロストークを防止することも困難である。
【００１１】
本発明はこれらの事情にもとづいてなされたもので、シンチレータセグメント間のクロストークを防止したＸ線固体検出器とその製造方法およびそれらを用いたＸ線ＣＴ装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による手段によれば、シンチレータ部材からなるシンチレータピースと、前記シンチレータピースからのシンチレータ光に対して反射と遮光の機能を備えたプラスチックのリフレクタとを相互に積層接着して形成したストライプブロックの前記積層接着された方向と垂直の面に反射層を接合する第１工程と、前記ストライプブロックの前記積層接着された方向に対して略垂直方向に所定間隔をおいて、前記反射層に対して垂直方向に前記反射層の途中まで溝を形成する第２工程と、前記溝に、前記シンチレータピースからのシンチレータ光に対して反射と遮光の機能を備えたプラスチックのリフレクタを挿入接着する第３工程と、前記第３工程でリフレクタが固定された前記ストライプブロックの前記反射層の反対面を研磨してシンチレータブロックを形成する第４工程と、前記シンチレータブロックの前記反射層の反対面をフォトダイオードアレイに接するようにマウントし、前記フォトダイオードアレイと略垂直の側面端部に端リフレクタを接着する第５工程とを有することを特徴とするＸ線固体検出器の製造方法である。
【００１３】
また請求項２の発明による手段によれば、前記ストライプブロックのスライス方向の中心に位置する前記溝はその他の溝より切込み量を大きくして中心に位置する前記リフレクタが前記反射層側から観察できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線固体検出器の製造方法である。
【００１４】
また請求項３の発明による手段によれば、前記ストライプブロックに形成された前記溝に、前記シンチレータ部材からのシンチレータ光に対して反射と遮光の機能を備えたプラスチックのリフレクタを挿入する際に、円弧状の治具の外周面に前記ストライプブロックを固定し、溝を広げて挿入しやすくしたことを特徴とするＸ線固体検出器の製造方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明のＸ線固体検出器の外観斜視図である。
【００１９】
Ｘ線源から放射されるＸ線ファンビーム（Ｘ線ビーム）が、人体等の被検体を透過したことによるＸ線減衰測定値である投影データを検出するのに用いられているＸ線固体検出器１は、シンチレータブロック２がフォトダイオードアレイ３にマウントされて形成されている。シンチレータブロック２は、白色プラスチック等によるリフレクタ４により区画分離され、Ｘ線を受けて蛍光を発する各シンチレータセグメント５ａ、５ｂ…５ｎによりシンチレータアレイ６を形成している。シンチレータアレイ６のＸ線ビームの入射面には、厚さが４００μｍ程度の白色の反射層７が形成されている。また、シンチレータアレイ６の端面は、端リフレクタ８ａ、８ｂが接着されている。一方、フォトダイオードアレイ３はシンチレータアレイ６のシンチレータセグメント５ａ、５ｂ…５ｎに対応して配置されている各フォトダイオード（不図示）から構成されている。シンチレータアレイ６がＸ線を受けて発したシンチレーション光である蛍光は、フォトダイオードアレイ３によって電荷量（電流）に変換している。
【００２０】
次に、本発明のＸ線固体検出器１の製造方法について説明する。
【００２１】
図２は、本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態を示すフローチャートである。まず、図３に示すように、無機結晶で、Ｎａｌ（Ｔｌ）、Ｃｓｌ（Ｔｌ）、ＢＧＯ（Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１４）、ＣｄＷＯ４等の直方体状のシンチレータ部材で形成されたシンチレータピース９と、このシンチレータピース９と断面が等しいＰＥＴ等による、シンチレーション光に対して反射と遮光の機能を備えた白色プラスチック板で形成したリフレクタ４とを、交互に積層状態に接着固定して、縞状のストライプブロック１１を形成する。（Ｓ１）
次に、図４に示すように、ストライプブロック１１の縞と直角方向に、スライサ（切断装置）により、幅０．０８〜０．１ｍｍのブレード（砥石）を用いて切り込んで所定ピッチにより溝加工を施して溝１２を形成する。なお、溝加工の際のストライプブロック１１の残肉部１３を０．１〜０．３ｍｍに設定した。この場合のストライプブロック１１の高さは２．３ｍｍである。（Ｓ２）
次に、図５に示すように、形成した溝１２の内部に接着剤を注入した後に、幅０．０８ｍｍ程度の白色プラスチックからなるリフレクタ４を挿入し接着固定する。なお、溝１２にリフレクタ４を挿入する際は、図６に示すように円弧状の治具１４の外周に、溝加工したストライプブロック１１を固定することにより、溝１２の開口部を広げると、リフレクタ４が挿入し易くなる。（Ｓ３）
次に、図７に示すように、リフレクタ４が挿入されたストライプブロック１１の溝１２の形成面とその裏面、すなわち、Ｘ線入射面とフォトダイオードアレイ３への接着面の両面を同時に研磨加工する。この研磨加工により、ストライプブロック１１に残っていた残肉部１３を除去し、シンチレータセグメント５が２次元配列されたシンチレータアレイ６(シンチレータブロック２)が形成される。（Ｓ４）
次に、図８に示すように、シンチレータブロック２をフォトダイオードアレイ３に位置合せして、フォトダイオードアレイ３にマウントする。また、端リフレクタ８ａ、８ｂをシンチレータブロック２の端部に接着する。なお、フォトダイオードにシンチレータブロック２をマウントする際は、シンチレータブロック２のシンチレータアレイ６が形成するパターンを観察しながらマウントすると、容易に位置合せのアライメントをおこなうことができる（Ｓ５）
次に、図９に示すように、シンチレータブロック２のＸ線入射面側を白色ぺイントで塗布して反射層７を形成する。なお、白色ペイントは、例えば、アクリル系樹脂の白色ペイントにＢａＳＯ４粉末を水およびポリビニールアルコールを分散させた分散液を混合した溶液をスプレーガンで厚さ４００μｍ程度に塗布してＸ線固体検出器１を完成する。（Ｓ６）
次に、本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態について説明する。図１０は、本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態を示すフローチャートである。この製造方法では第１の実施の形態で行われていた白色ペイントの塗布工程を省いた製造方法である。
【００２２】
まず、図１１に示すように、無機結晶で、Ｎａｌ（Ｔｌ）、Ｃｓｌ（Ｔｌ）、ＢＧＯ、ＣｄＷＯ４等の直方体状のシンチレータ部材で形成されたシンチレータピース９と、このシンチレータピース９と断面が等しいＰＥＴ等による、シンチレーション光に対して反射と遮光の機能を備えた白色プラスチック板で形成したリフレクタ４とを、交互に積層状態に接着固定して、縦縞状のストライプブロック１１を形成する。このストライプブロック１１の片面に、幅がストライプブロック１１と同じ寸法で厚さが０．５ｍｍ程度のガラス板１６と幅が同じで厚さ０．０５〜０．５ｍｍのシート状のＰＥＴからなるリフレクタ材１７、又は、幅がストライプブロック１１と同じ寸法で厚さが０．５ｍｍ程度のＰＥＴ等の白色プラスチック板１８を接着する。（Ｓ１１）
次に、図１２に示すように、ストライプブロック１１の縞と直角方向に、スライサ（不図示）により、幅０．０８〜０．１ｍｍのブレード（砥石）を用いて切り込み、所定ピッチの溝加工を施して溝１２ａを形成する。この場合、ブレードの切り込みは図１３に示すように、ストライプブロック１１を切断してガラス板１６又は白色プラスチック板１８まで切り込む。（Ｓ１２）
次に、図１４に示すように、形成した溝１２の内部に接着剤（不図示）を注入した後に、幅０．０８ｍｍ程度の白色プラスチックからなるリフレクタ４を挿入し接着固定する。なお、溝１２にリフレクタ４を挿入する際は、図６に示したように円弧状の治具１４に溝加工したストライプブロック１１を固定することにより、溝１２の開口部を広げると、リフレクタ４が挿入し易くなる。（Ｓ１３）
次に、図１５に示すように、ストライプブロック１１の反射層７の形成されていないフォトダイオードアレイ３への接着面を研磨加工する。この研磨加工により、シンチレータセグメント５が２次元配列の、反射層７を備えたシンチレータアレイ６（シンチレータブロック２）が形成される。（Ｓ１４）
次に、図１６に示すように、シンチレータブロック２をフォトダイオードアレイ３に位置合せして、フォトダイオードアレイ３にマウントする。また、端リフレクタ８ａ、８ｂをシンチレータブロック２の端部に接着してＸ線固体検出器１ａを完成する。
【００２３】
なお、フォトダイオードアレイ３にシンチレータブロック２をマウントする際は、シンチレータブロック２のシンチレータアレイ６が形成するパターンを観察しながらマウントできると、容易にアライメントできが、この場合は、白色プラスチック板１８等が接着されたシンチレータブロック２であるので、白色プラスチック板１８側からはシンチレータブロック２のパターンが見えない。そのため、シンチレータブロック２のスライス方向およびチャンネル方向の端部の端リフレクタ８ａ、８ｂを基準にアライメントすればよい。さらに、より高精度なアライメントが必要な場合は、図１７(ａ)に断面図を、(ｂ)に外観斜視図を示すように、ストライプブロック１１に溝加工をおこなうとき、ストライプブロック１１の中心となる溝１２ｂはその他の溝１２ａより切込み量を大きくして完全に切断し、接着したときに白色プラスチック板１８の側から中心に位置するリフレクタ４が観察できるようにして相互の位置合せを行う。（Ｓ１５）
なお、上述の各実施の形態では、ストライプブロック１１を形成する際に、あらかじめチャンネル方向の両端の端リフレクタ８ａ、８ｂを接着しておくと、溝加工中に端リフレクタ８ａ、８ｂにバリが発生し易い。もし、バリが発生すると、バリが溝１２、１２ａ、１２ｂ内に入り込みリフレクタ４の挿入を阻害したり、接着剤の未充填を引き起こしたり、ビッチ誤差を大きくする可能性がある。それらを防止するために、ストライプブロック１１への端リフレクタ８ａ、８ｂの接着は、研磨加工後に接着するようにする。
【００２４】
上述の各実施の形態で示した製造方法によるＸ線固体検出器１、１ａは、反射材としての機能と遮光材としての機能を合せ持ったリフレクタ４としてのシート材が溝１２、１２ａ、１２ｂに挿入されていることにより、各シンチレータセグメント５が確実に区画化がされているため、各シンチレータセグメント５でリフレクタ４を透してクロストークが発生することを防止することができる。
【００２５】
次に、本発明の製造方法によるＸ線固体検出器を搭載したＸ線ＣＴ装置について説明する。図１８は、Ｘ線ＣＴ装置の検出部の斜視図である。
【００２６】
医用のＸ線ＣＴ装置は、放射線であるＸ線源と被検体の体軸方向およびＸ線入射方向に対して垂直な方向（チャンネル方向）にコリメータ２１と共に支持材２２に支持されて１列に並ぶ複数のＸ線検出器１、１ａを、架台（不図示）と共に被検体の回りで回転移動させることにより、Ｘ線ビームが被検体と交差する角度を定常的に変化させながらスキャンしてデータを得ている。
【００２７】
Ｘ線検出器１、１ａは、チャンネル方向に１列に並んで複数列、すなわち、８列以上で例えば１０列が設けられ、Ｘ線源から放射されるＸ線ファンビーム（Ｘ線ビーム）のＸ線減衰測定値である投影データを検出している。
【００２８】
つまり、Ｘ線検出器１、１ａは、被検体を透過したＸ線線量を忠実に電荷量に変換するもので、それに用いられている各シンチレータセグメント（不図示）を構成している各シンチレータ部材がＸ線を受けて蛍光を発し、フォトダイオードから構成されたフォトダイオードアレイ３によって電荷量（電流）に変換している。この変換された検出データの信号出力は、フォトダイオードアレイ３に接続されたスイッチ素子で素子選択され、不図示の集積回路からなるデータ収集素子であるＤＡＳ（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）により収集処理されている。なお、ＤＡＳは、Ｘ線がＸ線検出器で検出された後の信号の処理順序にしたがって、Ｘ線検出器から順次アンプ、サンプルホールド、マルチプレクサ、Ａ−Ｄ変換機、インターフェース及びコンピュータが接続されている。
【００２９】
このＸ線ＣＴ装置には、本発明のＸ線固体検出器が搭載されているので、各シンチレータセグメントでのクロストークが防止されて精密なデータを得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、クロストークを防止したＸ線固体検出器が可能となった。また、それを用いることにより、高精度のＸ線ＣＴ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線固体検出器の外観斜視図。
【図２】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態を示すフローチャート。
【図３】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図４】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図５】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図６】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図７】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図８】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図９】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１０】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態を示すフローチャート。
【図１１】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１２】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１３】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１４】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１５】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１６】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１７】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１８】Ｘ線ＣＴ装置の検出部の斜視図。
【図１９】従来のＸ線固体検出器の一部断面斜視図。
【符号の説明】
１、１ａ…Ｘ線固体検出器、２…シンチレータブロック、３…フォトダイオードアレイ、４…リフレクタ、５…シンチレータセグメント、６…シンチレータアレイ、７…反射層、８…端リフレクタ、９…シンチレータピース、１１…ストライプブロック、１２、１２ａ、１２ｂ…溝、１８…白色プラスチック板
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線固体検出器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置に用いられているＸ線固体検出器のひとつに、光電子増倍管にシンチレータとしてＢｉ４Ｇｅ３Ｏ１２結晶（以下「ＢＧＯ結晶」という）を光学的に接合したものがある。ＢＧＯ結晶の表面には反射材としてＢａＳＯ４粉末が塗布されている。シンチレーション光を光電子増倍管に効率よく伝達するためである。
【０００３】
ＢＧＯ結晶は、断層像の分解能を向上するために次第に小型化されている。
【０００４】
Ｘ線固体検出器の製造方法は、一例をあげれば、特開平５−１９０６０号公報に記載されているように、図１９にＸ線固体検出器の一部断面斜視図を示すように、ブロック状に切り出したＢＧＯ結晶３２は、シンチレータセグメント３８を一定間隔の切込み溝３４、３５を縦横に切り込んで形成し、その切込み溝３４、３５に反射材を充填して、２次元配列の複数のＢＧＯ結晶チップに区画されたシンチレータブロック３０を製作し、これをフォトダイオードアレイ（不図示）にマウントして製造されている。切込み溝３４、３５により区画化された各シンチレータセグメント３８は、溝加工による切込み溝３４、３５の加工精度が十分に補償されていれば、ピッチずれや位置ずれなどが生じないため、非常に高精度なシンチレータブロック３０を製造することができる。
【０００５】
ただし各シンチレータセグメント間に注入される反射材３７は、反射と遮光の機能が要求されている。そのため、反射材料や遮光材料を粉末状または液体状にして切込み溝３４、３５に注入した場合に未充填になり易く、また、切込み溝３４、３５の内部での分散が均一でなければ、各シンチレータセグメント３８で発生したシンチレーション光が隣のシンチレータセグメント３８に入り込むことにより生じるクロストークが発生する。
【０００６】
このクロストークそのものは、溝内のＸ線入射面側は反射材または遮光材によって完全には仕切られていないため、完全に防止することは困難であるが、低減することは可能である。
【０００７】
例えばその手段として、シート状の反射・遮光板をあらかじめ格子状に形成した一方方向の溝に挿入し、この挿入したシートに直交する方向に、高精度に製作した櫛歯状の反射・遮光板を組み合わせて形成することが考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、シート状の反射板および遮光板をあらかじめ格子状に形成した一方方向の溝に挿入し、その挿入したシートに対して直交する方向に、後から挿入する櫛歯状の反射板および遮光板は、極めて高精度に製作する必要があり製作工数を要し高価になる。
【０００９】
また、比較的大きな２次元面積を有するシンチレータブロックを形成するためには、シンチレータ材料もシンチレータブロックの大きさと略同等の面積が必要になる。しかしながら、一般に大面積で、かつ感度の均一なシンチレータ材料を入手することはコスト的に困難である。
【００１０】
また、溝加工した状態のまま使用されるため、残肉部を介してのクロストークを防止することも困難である。
【００１１】
本発明はこれらの事情にもとづいてなされたもので、シンチレータセグメント間のクロストークを防止したＸ線固体検出器とその製造方法およびそれらを用いたＸ線ＣＴ装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による手段によれば、シンチレータ部材からなるシンチレータピースと、前記シンチレータピースからのシンチレータ光に対して反射と遮光の機能を備えたプラスチックのリフレクタとを相互に積層接着して形成したストライプブロックの前記積層接着された方向と垂直の面に反射層を接合する第１工程と、前記ストライプブロックの前記積層接着された方向に対して略垂直方向に所定間隔をおいて、前記反射層に対して垂直方向に前記反射層の途中まで溝を形成する第２工程と、前記溝に、前記シンチレータピースからのシンチレータ光に対して反射と遮光の機能を備えたプラスチックのリフレクタを挿入接着する第３工程と、前記第３工程でリフレクタが固定された前記ストライプブロックの前記反射層の反対面を研磨してシンチレータブロックを形成する第４工程と、前記シンチレータブロックの前記反射層の反対面をフォトダイオードアレイに接するようにマウントし、前記フォトダイオードアレイと略垂直の側面端部に端リフレクタを接着する第５工程とを有することを特徴とするＸ線固体検出器の製造方法である。
【００１３】
また請求項２の発明による手段によれば、前記ストライプブロックのスライス方向の中心に位置する前記溝はその他の溝より切込み量を大きくして中心に位置する前記リフレクタが前記反射層側から観察できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線固体検出器の製造方法である。
【００１４】
また請求項３の発明による手段によれば、前記ストライプブロックに形成された前記溝に、前記シンチレータ部材からのシンチレータ光に対して反射と遮光の機能を備えたプラスチックのリフレクタを挿入する際に、円弧状の治具の外周面に前記ストライプブロックを固定し、溝を広げて挿入しやすくしたことを特徴とするＸ線固体検出器の製造方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明のＸ線固体検出器の外観斜視図である。
【００１９】
Ｘ線源から放射されるＸ線ファンビーム（Ｘ線ビーム）が、人体等の被検体を透過したことによるＸ線減衰測定値である投影データを検出するのに用いられているＸ線固体検出器１は、シンチレータブロック２がフォトダイオードアレイ３にマウントされて形成されている。シンチレータブロック２は、白色プラスチック等によるリフレクタ４により区画分離され、Ｘ線を受けて蛍光を発する各シンチレータセグメント５ａ、５ｂ…５ｎによりシンチレータアレイ６を形成している。シンチレータアレイ６のＸ線ビームの入射面には、厚さが４００μｍ程度の白色の反射層７が形成されている。また、シンチレータアレイ６の端面は、端リフレクタ８ａ、８ｂが接着されている。一方、フォトダイオードアレイ３はシンチレータアレイ６のシンチレータセグメント５ａ、５ｂ…５ｎに対応して配置されている各フォトダイオード（不図示）から構成されている。シンチレータアレイ６がＸ線を受けて発したシンチレーション光である蛍光は、フォトダイオードアレイ３によって電荷量（電流）に変換している。
【００２０】
次に、本発明のＸ線固体検出器１の製造方法について説明する。
【００２１】
図２は、本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態を示すフローチャートである。まず、図３に示すように、無機結晶で、Ｎａｌ（Ｔｌ）、Ｃｓｌ（Ｔｌ）、ＢＧＯ（Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１４）、ＣｄＷＯ４等の直方体状のシンチレータ部材で形成されたシンチレータピース９と、このシンチレータピース９と断面が等しいＰＥＴ等による、シンチレーション光に対して反射と遮光の機能を備えた白色プラスチック板で形成したリフレクタ４とを、交互に積層状態に接着固定して、縞状のストライプブロック１１を形成する。（Ｓ１）
次に、図４に示すように、ストライプブロック１１の縞と直角方向に、スライサ（切断装置）により、幅０．０８〜０．１ｍｍのブレード（砥石）を用いて切り込んで所定ピッチにより溝加工を施して溝１２を形成する。なお、溝加工の際のストライプブロック１１の残肉部１３を０．１〜０．３ｍｍに設定した。この場合のストライプブロック１１の高さは２．３ｍｍである。（Ｓ２）
次に、図５に示すように、形成した溝１２の内部に接着剤を注入した後に、幅０．０８ｍｍ程度の白色プラスチックからなるリフレクタ４を挿入し接着固定する。なお、溝１２にリフレクタ４を挿入する際は、図６に示すように円弧状の治具１４の外周に、溝加工したストライプブロック１１を固定することにより、溝１２の開口部を広げると、リフレクタ４が挿入し易くなる。（Ｓ３）
次に、図７に示すように、リフレクタ４が挿入されたストライプブロック１１の溝１２の形成面とその裏面、すなわち、Ｘ線入射面とフォトダイオードアレイ３への接着面の両面を同時に研磨加工する。この研磨加工により、ストライプブロック１１に残っていた残肉部１３を除去し、シンチレータセグメント５が２次元配列されたシンチレータアレイ６(シンチレータブロック２)が形成される。（Ｓ４）
次に、図８に示すように、シンチレータブロック２をフォトダイオードアレイ３に位置合せして、フォトダイオードアレイ３にマウントする。また、端リフレクタ８ａ、８ｂをシンチレータブロック２の端部に接着する。なお、フォトダイオードにシンチレータブロック２をマウントする際は、シンチレータブロック２のシンチレータアレイ６が形成するパターンを観察しながらマウントすると、容易に位置合せのアライメントをおこなうことができる（Ｓ５）
次に、図９に示すように、シンチレータブロック２のＸ線入射面側を白色ぺイントで塗布して反射層７を形成する。なお、白色ペイントは、例えば、アクリル系樹脂の白色ペイントにＢａＳＯ４粉末を水およびポリビニールアルコールを分散させた分散液を混合した溶液をスプレーガンで厚さ４００μｍ程度に塗布してＸ線固体検出器１を完成する。（Ｓ６）
次に、本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態について説明する。図１０は、本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態を示すフローチャートである。この製造方法では第１の実施の形態で行われていた白色ペイントの塗布工程を省いた製造方法である。
【００２２】
まず、図１１に示すように、無機結晶で、Ｎａｌ（Ｔｌ）、Ｃｓｌ（Ｔｌ）、ＢＧＯ、ＣｄＷＯ４等の直方体状のシンチレータ部材で形成されたシンチレータピース９と、このシンチレータピース９と断面が等しいＰＥＴ等による、シンチレーション光に対して反射と遮光の機能を備えた白色プラスチック板で形成したリフレクタ４とを、交互に積層状態に接着固定して、縦縞状のストライプブロック１１を形成する。このストライプブロック１１の片面に、幅がストライプブロック１１と同じ寸法で厚さが０．５ｍｍ程度のガラス板１６と幅が同じで厚さ０．０５〜０．５ｍｍのシート状のＰＥＴからなるリフレクタ材１７、又は、幅がストライプブロック１１と同じ寸法で厚さが０．５ｍｍ程度のＰＥＴ等の白色プラスチック板１８を接着する。（Ｓ１１）
次に、図１２に示すように、ストライプブロック１１の縞と直角方向に、スライサ（不図示）により、幅０．０８〜０．１ｍｍのブレード（砥石）を用いて切り込み、所定ピッチの溝加工を施して溝１２ａを形成する。この場合、ブレードの切り込みは図１３に示すように、ストライプブロック１１を切断してガラス板１６又は白色プラスチック板１８まで切り込む。（Ｓ１２）
次に、図１４に示すように、形成した溝１２の内部に接着剤（不図示）を注入した後に、幅０．０８ｍｍ程度の白色プラスチックからなるリフレクタ４を挿入し接着固定する。なお、溝１２にリフレクタ４を挿入する際は、図６に示したように円弧状の治具１４に溝加工したストライプブロック１１を固定することにより、溝１２の開口部を広げると、リフレクタ４が挿入し易くなる。（Ｓ１３）
次に、図１５に示すように、ストライプブロック１１の反射層７の形成されていないフォトダイオードアレイ３への接着面を研磨加工する。この研磨加工により、シンチレータセグメント５が２次元配列の、反射層７を備えたシンチレータアレイ６（シンチレータブロック２）が形成される。（Ｓ１４）
次に、図１６に示すように、シンチレータブロック２をフォトダイオードアレイ３に位置合せして、フォトダイオードアレイ３にマウントする。また、端リフレクタ８ａ、８ｂをシンチレータブロック２の端部に接着してＸ線固体検出器１ａを完成する。
【００２３】
なお、フォトダイオードアレイ３にシンチレータブロック２をマウントする際は、シンチレータブロック２のシンチレータアレイ６が形成するパターンを観察しながらマウントできると、容易にアライメントできが、この場合は、白色プラスチック板１８等が接着されたシンチレータブロック２であるので、白色プラスチック板１８側からはシンチレータブロック２のパターンが見えない。そのため、シンチレータブロック２のスライス方向およびチャンネル方向の端部の端リフレクタ８ａ、８ｂを基準にアライメントすればよい。さらに、より高精度なアライメントが必要な場合は、図１７(ａ)に断面図を、(ｂ)に外観斜視図を示すように、ストライプブロック１１に溝加工をおこなうとき、ストライプブロック１１の中心となる溝１２ｂはその他の溝１２ａより切込み量を大きくして完全に切断し、接着したときに白色プラスチック板１８の側から中心に位置するリフレクタ４が観察できるようにして相互の位置合せを行う。（Ｓ１５）
なお、上述の各実施の形態では、ストライプブロック１１を形成する際に、あらかじめチャンネル方向の両端の端リフレクタ８ａ、８ｂを接着しておくと、溝加工中に端リフレクタ８ａ、８ｂにバリが発生し易い。もし、バリが発生すると、バリが溝１２、１２ａ、１２ｂ内に入り込みリフレクタ４の挿入を阻害したり、接着剤の未充填を引き起こしたり、ビッチ誤差を大きくする可能性がある。それらを防止するために、ストライプブロック１１への端リフレクタ８ａ、８ｂの接着は、研磨加工後に接着するようにする。
【００２４】
上述の各実施の形態で示した製造方法によるＸ線固体検出器１、１ａは、反射材としての機能と遮光材としての機能を合せ持ったリフレクタ４としてのシート材が溝１２、１２ａ、１２ｂに挿入されていることにより、各シンチレータセグメント５が確実に区画化がされているため、各シンチレータセグメント５でリフレクタ４を透してクロストークが発生することを防止することができる。
【００２５】
次に、本発明の製造方法によるＸ線固体検出器を搭載したＸ線ＣＴ装置について説明する。図１８は、Ｘ線ＣＴ装置の検出部の斜視図である。
【００２６】
医用のＸ線ＣＴ装置は、放射線であるＸ線源と被検体の体軸方向およびＸ線入射方向に対して垂直な方向（チャンネル方向）にコリメータ２１と共に支持材２２に支持されて１列に並ぶ複数のＸ線検出器１、１ａを、架台（不図示）と共に被検体の回りで回転移動させることにより、Ｘ線ビームが被検体と交差する角度を定常的に変化させながらスキャンしてデータを得ている。
【００２７】
Ｘ線検出器１、１ａは、チャンネル方向に１列に並んで複数列、すなわち、８列以上で例えば１０列が設けられ、Ｘ線源から放射されるＸ線ファンビーム（Ｘ線ビーム）のＸ線減衰測定値である投影データを検出している。
【００２８】
つまり、Ｘ線検出器１、１ａは、被検体を透過したＸ線線量を忠実に電荷量に変換するもので、それに用いられている各シンチレータセグメント（不図示）を構成している各シンチレータ部材がＸ線を受けて蛍光を発し、フォトダイオードから構成されたフォトダイオードアレイ３によって電荷量（電流）に変換している。この変換された検出データの信号出力は、フォトダイオードアレイ３に接続されたスイッチ素子で素子選択され、不図示の集積回路からなるデータ収集素子であるＤＡＳ（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）により収集処理されている。なお、ＤＡＳは、Ｘ線がＸ線検出器で検出された後の信号の処理順序にしたがって、Ｘ線検出器から順次アンプ、サンプルホールド、マルチプレクサ、Ａ−Ｄ変換機、インターフェース及びコンピュータが接続されている。
【００２９】
このＸ線ＣＴ装置には、本発明のＸ線固体検出器が搭載されているので、各シンチレータセグメントでのクロストークが防止されて精密なデータを得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、クロストークを防止したＸ線固体検出器が可能となった。また、それを用いることにより、高精度のＸ線ＣＴ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線固体検出器の外観斜視図。
【図２】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態を示すフローチャート。
【図３】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図４】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図５】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図６】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図７】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図８】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図９】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第１の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１０】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態を示すフローチャート。
【図１１】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１２】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１３】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１４】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１５】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１６】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１７】本発明のＸ線固体検出器の製造方法の第２の実施の形態の製造工程を示す模式説明図。
【図１８】Ｘ線ＣＴ装置の検出部の斜視図。
【図１９】従来のＸ線固体検出器の一部断面斜視図。
【符号の説明】
１、１ａ…Ｘ線固体検出器、２…シンチレータブロック、３…フォトダイオードアレイ、４…リフレクタ、５…シンチレータセグメント、６…シンチレータアレイ、７…反射層、８…端リフレクタ、９…シンチレータピース、１１…ストライプブロック、１２、１２ａ、１２ｂ…溝、１８…白色プラスチック板
Claims (3)
- シンチレータ部材からなるシンチレータピースと、前記シンチレータピースからのシンチレータ光に対して反射と遮光の機能を備えたプラスチックのリフレクタとを相互に積層接着して形成したストライプブロックの前記積層接着された方向と垂直の面に反射層を接合する第１工程と、
前記ストライプブロックの前記積層接着された方向に対して略垂直方向に所定間隔をおいて、前記反射層に対して垂直方向に前記反射層の途中まで溝を形成する第２工程と、
前記溝に、前記シンチレータピースからのシンチレータ光に対して反射と遮光の機能を備えたプラスチックのリフレクタを挿入接着する第３工程と、
前記第３工程でリフレクタが固定された前記ストライプブロックの前記反射層の反対面を研磨してシンチレータブロックを形成する第４工程と、
前記シンチレータブロックの前記反射層の反対面をフォトダイオードアレイに接するようにマウントし、前記フォトダイオードアレイと略垂直の側面端部に端リフレクタを接着する第５工程とを有することを特徴とするＸ線固体検出器の製造方法。 - 前記ストライプブロックのスライス方向の中心に位置する前記溝はその他の溝より切込み量を大きくして中心に位置する前記リフレクタが前記反射層側から観察できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線固体検出器の製造方法。
- 前記ストライプブロックに形成された前記溝に、前記シンチレータ部材からのシンチレータ光に対して反射と遮光の機能を備えたプラスチックのリフレクタを挿入する際に、円弧状の治具の外周面に前記ストライプブロックを固定し、溝を広げて挿入しやすくしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線固体検出器の製造方法。
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