JP4898008B2 - シンチレータ・パック形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全般的には、Ｘ線損傷シールド及びＸ線損傷シールドの製造方法に関する。本発明は、さらに詳細には、シンチレータ間反射体を保護するための自己アラインメント式Ｘ線損傷シールド及びこうしたシールドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング用の半導体検出器では、シンチレータを用いてＸ線をシンチレーション光に変換し、このシンチレーション光自体はフォトダイオードによって電気信号に変換される。検出器アレイは典型的には、シンチレーション光をダイオードに渡すために使用される反射材料で分離された複数のシンチレータ・ピクセルで構成されている。こうした検出器で必要となるシンチレータの厚さ及びピクセル幅は、そのシンチレーション光が、ダイオードに向けて取り出されるまでに反射材料で平均して数回にわたって反射させるようなアスペクト比（ピクセルの高さの幅に対する比）となる。この理由により、反射体として有用な材料は、シンチレータが放出するシンチレーション光の波長における反射が旺盛な材料に限定されることになる。
【０００３】
適当な反射体材料としては、エポキシなどの注型可能(castable)な低屈折率媒質内に形成されたＴｉＯ2 などの高屈折率固体材料などがある。こうしたシステムの欠点の１つは、ＣＴイメージングで通常使用されるようなＸ線の線量を受けた場合に生じる、エポキシ・マトリックスの黒ずみ(darkening) である。検出器の寿命全体にわたる典型的な線量は、１Ｍｒａｄ（メガラド）である。この黒ずみの結果、反射率が低下し、かつシンチレーション光の収集効率が低下して、これによりＸ線検出器の感度が低下することになる。
【０００４】
さらに、こうした黒ずみは検出器の入射面の全体で不均一に生じることが多い。このように黒ずみが均一でないため、検出器が適正に較正されていないと画像の劣化を起こす可能性がある。反射体材料自体の外に、反射体の下にあるダイオードもまた放射線の影響を受けるため、ダイオードもＸ線ビームから保護する必要がある。
【０００５】
現行のＣＴ検出器では、コリメータ・アセンブリを用いて反射体のエポキシ材料をＸ線による損傷から保護している。このアセンブリは、Ｘ線ファンビーム面と直角のアラインメントとした縦長のタングステン製プレートより構成される。このアセンブリは、シンチレータに到達する散乱Ｘ線を最小にするために主として使用されるが、ピクセルの間にある反射体材料をＸ線から保護するためにも使用される。マルチスライス型ＣＴでは、その検出器はファンビームと平行な方向にセグメント分けされているため、その反射体及びダイオードはワイヤを用いて保護している。これらのワイヤは、深部プレートに機械加工された溝内でこの深部プレートの間に張られている。
【０００６】
プレートやワイヤを備えているこうした２次元コリメータの製造は複雑である。保護用ワイヤ及びシンチレータ／反射体の本体を備えるコリメータは別に製作しているため、検出器を完成させる製作の間でこれらのデバイスに対する正確なアラインメントが必要となる。シンチレータ・ピクセル相互の間にある反射体材料（「シンチレータ間反射体(inter-scintillator reflector)」）はそのピクセルの最上面を覆っている反射体材料（「表面反射体(surface reflector) 」）のために不明瞭となっているため、こうしたアラインメントは光学的には実施不可能である。したがって、Ｘ線によるアラインメント、または寸法公差の厳格化のいずれかを用いて、反射体材料が確実に保護用ワイヤとアラインメントされるようにする必要がある。
【０００７】
【発明の概要】
以上のことに鑑みて、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ、シンチレータ間反射体、並びに上述の問題を回避または軽減させるためのＸ線吸収層を含むシンチレータ・パックを提供することが望ましい。
【０００８】
本発明の一態様では、シンチレータ・パックが提供される。このシンチレータ・パックは、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイと、シンチレータ・ピクセル相互の間のシンチレータ間領域内に形成されており、シンチレータ・ピクセルからのシンチレーション光を反射させるためのシンチレーション光反射層と、シンチレータ間領域の上の第１の領域内に選択的に形成されている高密度Ｘ線吸収材料を含んだＸ線吸収層と、を含んでいる。この高密度材料は自己アラインメント方式で形成することが好ましい。シンチレーション光反射層はシンチレータ・ピクセルの上面を覆うことがある。
【０００９】
本発明の別の態様では、シンチレータを形成する方法が提供される。本発明のこの態様において、本方法は、複数のシンチレータ・ピクセルからなるアレイの各シンチレータ・ピクセル相互の間にあるシンチレータ間領域内にシンチレーション光反射層を形成する工程、並びに、このシンチレータ間領域の上にＸ線吸収層を選択的に形成する工程、を含んでいる。
【００１０】
本発明のこの態様において、本方法はさらに、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ及びシンチレータ間領域の上にＸ線吸収性の前駆層を形成する工程、このＸ線吸収性前駆層を放射に対して選択的に露光させ、これによりシンチレータ間領域を覆いかつこの領域に自己アラインメントしている第１の前駆領域と、この第１の前駆領域相互の間にある第２の前駆領域とを形成する工程、並びに、第２の前駆領域を除去する工程を、含んでいる。
【００１１】
本発明のこの態様において、本方法は別法としてさらに、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ及びシンチレータ間領域の上にフォトレジスト層を形成する工程、このフォトレジスト層を放射に対して選択的に露光させ、これによりシンチレータ間領域を選択的に覆っている第１のレジスト領域と、この第１のレジスト領域相互の間にある第２のレジスト領域とを形成する工程、シンチレータ間領域を選択的に覆うように形成されている第１のレジスト領域を除去しかつ第２のレジスト領域は残留させる工程、第２のレジスト領域及びシンチレータ間領域の上にＸ線吸収材料を形成する工程、第２のレジスト領域を除去してシンチレータ間領域の上にＸ線吸収層を選択的に形成する工程、を含んでいる。
【００１２】
本発明のこの態様において、本方法は別法としてさらに、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ及びシンチレータ間領域の上にフォトレジスト層を形成する工程、このフォトレジスト層を放射に対して選択的に露光させ、これによりシンチレータ間領域を選択的に覆っている第１のレジスト領域と、この第１のレジスト領域相互の間にある第２のレジスト領域とを形成する工程、このフォトレジスト層を放射に対して選択的に露光させ、これによりシンチレータ間領域を選択的に覆っている第１のレジスト領域と、この第１のレジスト領域相互の間にある第２のレジスト領域とを形成する工程、シンチレータ間領域を選択的に覆うように形成されている第１のレジスト領域を除去しかつ第２のレジスト領域は残留させる工程、めっき、化学蒸着法、スパッタリング、及び蒸着のうちの１つによって、第２のレジスト領域及びシンチレータ間領域の上にＸ線吸収材料の第１の層を形成する工程、第２のレジスト領域を除去する工程、残留する第１のＸ線吸収材料層上にめっき及びはんだ付けのうちの１つによってＸ線吸収材料からなる第２のＸ線吸収材料層を任意選択により形成いし、これによりシンチレータ間領域の上にＸ線吸収層を選択的に形成する工程、を含んでいる。
【００１３】
本発明の別の態様では、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイと、シンチレータ・ピクセル相互の間のシンチレータ間領域内に形成されていて、シンチレータ・ピクセルからのシンチレーション光を反射させるためのシンチレーション光反射層と、シンチレータ間領域の上の第１の領域内に自己アラインメント式に選択的に形成されているアラインメント層とを備えるシンチレータ・パックが提供される。このシンチレータ・パックは、そのアラインメント層を覆いかつこの層にアラインメントさせて形成したＸ線保護シールドを含むことがある。
【００１４】
本発明の別の態様では、複数のシンチレータ・ピクセルからなるアレイの各シンチレータ・ピクセル相互の間にあるシンチレータ間領域内にシンチレーション光反射層を形成する工程、並びに、このシンチレータ間領域の上にアラインメント層を選択的に形成する工程、を含んだシンチレータ・パックを形成する方法が提供される。本発明のこの態様において、本方法はさらに、そのアラインメント層を覆いかつこの層にアラインメントさせたＸ線シールドを形成する工程を含むことがある。本発明のこの態様では、その選択的に形成する工程はさらに、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ及びシンチレータ間領域の上に放射線硬化可能層を形成する工程、この放射線硬化可能層を放射に対して選択的に露光させこれによりシンチレータ間領域を選択的に覆いかつこの領域に自己アラインメントされた第１の領域と、この第１の領域の間にある第２の領域とを形成する工程、並びに、前記第２の領域を除去する工程、を含むことがある。
【００１５】
本発明の別の態様では、Ｘ線源と、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ、シンチレータ・ピクセル相互の間のシンチレータ間領域内に形成されていて、Ｘ線源からシンチレータ・ピクセルのうちの１つのピクセル上にＸ線が入射するのに伴いシンチレータ・ピクセルからのシンチレーション光を反射させるためのシンチレーション光反射層、及びシンチレータ間領域の上の第１の領域内に自己アラインメント式に選択的に形成されている高密度Ｘ線吸収材料を含んだＸ線吸収層を含むシンチレータ・パックと、シンチレーション放射を検出するために固体シンチレータ材料に光学結合されているシンチレーション光検出器と、を備えるコンピュータ断層撮影システムが提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に従ったＸ線損傷シールドの役目を果たすＸ線吸収層２を含むシンチレータ・パック１の図である。このシンチレータ・パック１は、複数のシンチレータ・ピクセル３ａ、３ｂ、３ｃ等からなるアレイ３を含んでいる。図１では、図示を容易にするため、シンチレータ・パックの一部分のみを表しており、一般にアレイ３は、図に示すピクセルよりさらに多くのピクセルを含むことになる。シンチレータ・パック１はさらに、シンチレーション光反射層５のシンチレーション光反射材料を充填したシンチレータ間領域４ａ、４ｂ、４ｃ等を含んでいる。このシンチレーション光反射層５はシンチレータ・ピクセルの最上部を覆って延び、反射層５の表面反射体層６の部分を形成することがある。
【００１７】
図１では、アレイ３は２次元アレイである。しかし、アレイは１次元である場合もある。２次元アレイは、シンチレータ間領域４ａ、４ｂ、４ｃ等の直ぐ上にシールド線による格子パターンを有するＸ線吸収層２を備えた正方形断面または矩形断面のシンチレータ・ピクセルであることが好ましい。１次元アレイの場合も、Ｘ線吸収層２のシールド線はシンチレータ間領域の直ぐ上に位置させる。
【００１８】
図１では、Ｘ線吸収層２は、Ｘ線損傷シールドの役目を果たしており、シンチレーション光反射材料の直ぐ上に形成する。しかし、Ｘ線吸収層２とシンチレーション光反射材料の間に１つまたは複数の層を設けることが望ましい場合もある。例えば、シンチレーション光反射材料、Ｘ線吸収層材料及びＸ線吸収層材料を被着させる方法によっては、シンチレーション光反射層５とＸ線吸収層２の間に接着層または核生成層（複数層の場合もある）を設けることが望ましい場合がある。
【００１９】
シンチレータ・ピクセルのシンチレータ材料は、適当な任意のＸ線シンチレータ材料とすることができる。適当なシンチレータ・ホスト材料としては、例えば、ガドリニウム・ガリウム・ガーネット、ガドリニウム・スカンジウム・ガリウム・ガーネット、ガドリニウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット、イットリウム・ガリウム・ガーネット、酸化イットリウム・ガドリニウム、（Ｙ，Ｇｄ）2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＣｓＩ、オルト珪酸ルテチウムなどがある。
【００２０】
シンチレーション光反射材料は、そのシンチレータが放出する光の波長によって異なる。例えば、可視光のシンチレーション放射の場合には、そのシンチレーション光反射材料を、エポキシなど注型可能な低屈折率媒質内に形成させたＴｉＯ2 などの高屈折率固体とすることが可能である。銀めっきまたは金めっきした感圧性接着剤及び多重層誘電体スタックをシンチレーション光反射体として用いることも可能である。
【００２１】
Ｘ線吸収層材料は、良好なＸ線吸収特性をもつ高密度材料を含むことが好ましい。好ましい高密度材料の例としては、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、白金、金、鉛、及びこれらの金属の合金などの高密度金属がある。別の好ましい高密度材料としては、酸化ハフニウムや酸化タングステンなどの高密度化合物がある。
【００２２】
Ｘ線吸収層は、高密度Ｘ線吸収材料のみにより構成されることがある。別法として、そのＸ線吸収層を、高密度Ｘ線吸収材料及びその他の材料の双方より構成される複合材料とすることもある。いかなる場合でも、その複合材料は良好なＸ線吸収特性を有する必要がある。例えば、そのＸ線吸収層は、高密度粒子を充填したエポキシ・マトリックスを含む複合材料とすることがある。この高密度粒子は、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、白金、金、鉛、これらの金属の合金などの高密度金属粒子を含むことが好ましい。その他の適当な材料としては、酸化ハフニウムや酸化タングステンなどの高密度化合物がある。Ｘ線吸収層に複合材料を使用する場合、これらの材料の混合物を使用することにより、シールド線のＸ線阻止能を最適化すること、並びに充填されたエポキシの硬化後の厚さを制御することができる。
【００２３】
Ｘ線吸収層２の厚さは、選択したＸ線吸収材料、並びにシンチレータ・パック１を動作させるのに使用するＸ線エネルギーによって異なることになる。一般に、Ｘ線吸収材料の密度が大きい程、密度がより小さい材料の場合と比べてＸ線吸収層の厚さをそれだけ小さくすることができる。さらに、Ｘ線のエネルギーがより大きい程、エネルギーがより低いＸ線と比べてＸ線吸収層の厚さをより厚くする必要がある。Ｘ線吸収層に関する好ましい厚さの範囲は、０．０００１〜０．０８０インチである。
【００２４】
Ｘ線吸収層のシールド線の幅は、その下に位置するシンチレータ間領域のシンチレーション光反射材料をＸ線から保護するのに十分な幅とする必要がある。したがって、シールド線の幅は、一般に、下に位置するシンチレータ間領域４ａ、４ｂ、４ｃ等の幅と比べて同じであるか、またはより広くする必要がある。これらの幅は０．００２〜０．０１０インチの範囲であることが好ましい。
【００２５】
使用の際には、シンチレータ・パックの各シンチレータ・ピクセルはフォトダイオードなどの光検出器（図示せず）と光学的に結合させる。各シンチレータ・ピクセルは、単に、シンチレータ・ピクセルの底部をその対応する光検出器に隣接させて配置することによって、その対応する光検出器と結合させることがある。別法として、光ファイバを介してシンチレーション光をシンチレータ・ピクセルから対応する光検出器に渡すこともある。
【００２６】
図２Ａ〜２Ｃは、本発明の好ましい実施の一形態によるシンチレータ・パックの形成方法の工程を図示したものである。
【００２７】
図２Ａでは、複数のシンチレータ・ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ等からなるアレイ１３が設けられている。これらのピクセルのシンチレータ領域の間にはシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等がある。図１の場合と同様に図２Ａ〜２Ｃでも、図示を容易にするため全体のアレイの一部分のみを表しており、一般に、そのアレイは図２Ａ〜２Ｃに示したピクセルと比べてさらに多くのピクセルを含むことになる。ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃの間にあるシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等には、シンチレーション光反射層１５を形成する。
【００２８】
シンチレーション光反射層１５は、ＴｉＯ2 粒子などの高屈折率固体を埋め込んだ、エポキシなどの注型可能な低屈折率媒質であることが好ましく、この際、ＴｉＯ2 粒子とエポキシとは密接混合させる。シンチレーション光反射層１５はシンチレータ間領域内だけに形成するのではなく、シンチレータ・ピクセルを覆う表面反射体層部分１６も包含するように形成する。この表面反射体層部分１６によって、このシンチレータ・パックを使用した際にシンチレーション光の光検出器（図示せず）に向けた反射が助けられることになるため、シンチレーション光反射層１５によりシンチレーション・ピクセルを覆うことが好ましい。
【００２９】
シンチレーション光反射層１５を形成させた後、シンチレーション光反射層及びアレイ１３の上にＸ線吸収性前駆層１７を形成する。Ｘ線吸収性前駆層１７は、最終的に硬化した際に、このシンチレータ・パックを利用したＸ線検出で使用されるＸ線を吸収して、その下に位置する領域をＸ線から保護してくれるような材料により形成することが好ましい。本発明に関しては、「硬化した(cured) 」や「硬化可能(curable) 」という用語は、ある一定の波長の放射に対して露光させたときに硬化可能な材料の特性が変化することを意味している。Ｘ線吸収性前駆層１７はさらに、放射線により硬化可能であり、これにより放射線を使用して選択的にパターン形成できるような材料とすることが好ましい。
【００３０】
例えば、Ｘ線吸収性前駆層１７をＸ線を用いて硬化させようとする場合、この前駆層はＸ線硬化可能なエポキシまたは樹脂などの材料を含むことがある。同様に、Ｘ線吸収性前駆層１７を紫外線（ＵＶ）放射を用いて硬化させようとする場合、その前駆層はＵＶ硬化可能なエポキシなどの材料を含むことがある。もちろん、実際には、ＵＶ硬化可能な材料はＸ線硬化可能でもあることが多く、このため具体的な前駆材料は、Ｘ線硬化可能でありかつＵＶ硬化可能である場合がある。
【００３１】
前駆層１７は、硬化可能とするのに加えて、Ｘ線をよく吸収する高密度材料を含むようにすべきである。例えば、この高密度材料として、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、白金、金、鉛、及びこれらの金属の合金などの高密度金属を用いることができる。その他の適当な材料としては、酸化ハフニウムや酸化タングステンなどの高密度化合物がある。これらの高密度材料は多くの方法により前駆層１７内に導入することができる。例えば、前駆層にエポキシなどの硬化可能材料を含ませようとする場合、高密度材料（複数の材料のこともある）の粒子をエポキシと混合させることがある。この場合には、その高密度材料の粒子は粉末状とすることがある。より均一に分布させた高密度粒子を得るためには、アレイ１３及びシンチレーション光反射層１５の上にエポキシを塗布する前に、高密度粒子をエポキシと混合させることが好ましい。しかし、エポキシの塗布後にエポキシ内に粒子を導入することもできる。
【００３２】
Ｘ線、ＵＶ放射または青色放射により硬化を受ける前駆材料の場合、高純度のＹ2Ｏ3やＧｄ2Ｏ3、あるいは珪酸ルテチウムなどのＣｅドープの酸化物といったＵＶまたは青色発光のシンチレータを硬化可能材料に添加し、Ｘ線フラックスのある部分をＵＶまたは青色光に変換させることによって、硬化可能材料をより効率よく硬化させることができる。このシンチレータからのＵＶまたは青色光の局所放出は、充填させた硬化可能材料に対するＵＶ硬化または青色硬化に向けられる。この場合では、シンチレータ・パックの製作後もシンチレータが充填させたエポキシ内に残留して、使用するＸ線の減衰に寄与し、これによりシンチレータ間領域内のシンチレーション光反射層１５が保護される。
【００３３】
ＵＶまたは青色発光性の固体シンチレータ・シートを前駆材料の上部に設けて、シンチレータ間領域内の前駆体の硬化を促進させることができる。このシンチレータ・シート上に入射するＸ線によって、このシートはシンチレーション光を放出し、さらにこのシンチレーション光は前駆材料上に入射して硬化が促進される。
【００３４】
図２Ｂは、Ｘ線放射に対するＸ線吸収性前駆層１７の選択的露光を表した図である。図２Ｂでは、硬化用Ｘ線はＸ線吸収性前駆層１７の反対側からシンチレータ・パックに導く。シンチレータ・ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ等は、この露光工程の間にそれぞれの位置においてＸ線がシンチレータ・パックを通過するのを防ぐ傾向があり、このため、Ｘ線吸収性前駆層が露光用Ｘ線から遮蔽される。しかし、シンチレーション光反射層１５はＸ線を前駆層１７まで通過させる傾向がある。このため、Ｘ線吸収性前駆層１７は、シンチレーション光反射層１５を充填したシンチレータ間領域の上部に位置する第１の前駆領域１９内においてＸ線を選択的に吸収することになる。この第１の前駆領域相互の間に位置する第２の前駆領域１８は、Ｘ線に対して露光されないか、あるいは少なくとも硬化をさせる程の十分な露光は受けない。したがって、第１の前駆領域１９は、シンチレーション光反射層１５を充填したシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等と自己アラインメントするように形成される。
【００３５】
図２Ｂは、Ｘ線放射に対するＸ線吸収性前駆層１７の選択的露光を表した図である。別法として、そのピクセル材料がＵＶ吸収性であり、かつその層１５がＵＶに対して透明である（ＵＶを透過させる）場合には、ＵＶ放射を用いることもできる。Ｘ線吸収性前駆層１７に対する露光放射はシンチレータ間領域に沿った方向に十分にコリメートさせて、十分な量の放射線がシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等を通過して伝搬し、Ｘ線吸収性前駆層１７が露光されるようにすることが好ましい。
【００３６】
図２Ｂは、シンチレータ間領域に対して自己アラインメントさせる方式によりＸ線吸収性前駆層１７を露光する好ましい方法を図示したものであるが、この露光の工程は自己アラインメント以外による場合もある。例えば、Ｘ線吸収性前駆層１７はフォトマスクを通過させて上部から露光を受けることがある。フォトマスクには、そのＸ線吸収層に対する所望のパターンを含ませる。この場合には、フォトマスクはＸ線吸収層の近傍に位置させる。露光用放射はフォトマスクの透明領域を通過して導かれＸ線吸収性前駆層１７上に入射する。フォトマスクをシンチレータ間領域とアラインメントさせる必要があるため、この方法はあまり好ましくない。
【００３７】
図２Ｃは、この実施形態による方法のうちＸ線吸収性前駆層１７を硬化用放射に対して露光し終えたのちの工程を図示したものである。第１の前駆領域１９だけをＸ線吸収層２として残しつつ、第２の前駆領域１８を除去させる。第２の前駆領域１８は、例えば、硬化していない第２の前駆領域は溶解させ、放射線で硬化した第１の前駆領域は溶解させないような溶液により前駆層１７を洗浄することにより除去することができる。例えば、エポキシ・ベースの複合材を前駆材として使用する場合には、アセトンを用いて硬化していないエポキシを溶解させることができる。
【００３８】
図３Ａ〜３Ｄは、本発明の別の好ましい実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの形成方法における工程を図示したものである。この実施形態において複数のシンチレータ・ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃのアレイ１３及びシンチレーション光反射層１５を形成する工程は、図２Ａ〜２Ｃの実施形態による方法における工程と同じである。シンチレーション光反射層１５を形成させた後、アレイ１３及び光反射層材料を充填したシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等の上にＸ線感受性のフォトレジスト層２７を形成する。フォトレジスト層２７は、参照により本明細書に統合する、Ｓ．Ｗｏｌｆらによる「Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ＶＬＳＩ Ｅｒａ， Ｖｏｌｕｍｅ １： Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（Ｌａｔｔｉｃｅ Ｐｒｅｓｓ，１９８６）の第１２〜１４章に開示されている方法などの周知の方法により形成することができる。
【００３９】
フォトレジスト層２７を形成させた後、第１のレジスト領域２７ａを形成するようにこのフォトレジスト層２７をＸ線放射に対して選択的に露光させるが、第２のレジスト領域２７ｂは未露光のままとするか、あるいは少なくとも図３Ｂに図示するように若干露光させるのみとする。露光用放射は、フォトレジスト層２７と反対の側からシンチレータ・パックに導くことが好ましい。図２Ａ〜２Ｃの実施形態による方法と同様に、シンチレータ・ピクセルは、第２のレジスト領域２７ｂを露光用Ｘ線放射から遮蔽しており、一方、シンチレーション光反射層１５はＸ線を透過させてレジスト領域２７ａ上に入射させることができる。したがって、フォトレジスト層２７は、シンチレーション光反射層１５を充填したシンチレータ間領域１４の上部にある第１のレジスト領域２７ａ内でＸ線を選択的に吸収することになる。このため、第１のレジスト領域２７ａは、シンチレーション光反射層１５を充填したシンチレータ間領域とクロスリンクなしに自己アラインメントすることになる。図２Ａ〜２Ｃによる実施形態の場合と同様に、このフォトレジストに対してＵＶ発光性のシンチレータを添加しＸ線に対する感受性を高めることができる。
【００４０】
図２Ａ〜２Ｃによる実施形態の場合と同様に、Ｘ線放射の代わりにＵＶ光を用いてレジスト層を露光することもできる。一般に、ＵＶにより硬化させることができるフォトレジストのほとんどは、Ｘ線により硬化させることもできる。典型的な方法は、例えば、参照により本明細書に統合する、Ｓ．Ｗｏｌｆらによる「Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ＶＬＳＩ Ｅｒａ，Ｖｏｌｕｍｅ １： Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（Ｌａｔｔｉｃｅ Ｐｒｅｓｓ，１９８６）の第１２〜１４章に開示されている。さらに、図２Ａ〜２Ｃによる実施形態の場合と同様に、フォトレジストは、シンチレータ間領域を透過させるのではなく、フォトレジスト層２７の上に位置させたフォトマスクを透過させて露光することもできる。
【００４１】
図３Ｃに、この実施形態による工程のうち、フォトレジストを放射に対して露光させた後の工程を図示したものである。クロスリンクのない第１のレジスト領域２７ａは、溶解及び洗浄によって除去させる。放射に対してパターン形成の露光をした後にレジストを除去するための方法は周知である。
【００４２】
図３Ｃに示すように、シンチレータ間領域の上部の領域を露光して第１のレジスト領域２７ａを除去した後、第２のレジスト領域２７ｂは残留させる。第１の領域の除去に続いて、第１のレジスト領域の除去により残されたギャップ内にＸ線吸収材料２８を形成する。材料２８は多くの被着技法により形成することができる。例えば、Ｘ線吸収材料は蒸着やスパッタリングなどの物理的被着技法、あるいは、無電解めっきや化学蒸着法など別の技法により形成することができる。第１のレジスト領域２７ａの除去により残されたギャップは、シンチレータ間領域に自己アラインメントされると共にシンチレータ間領域を覆っているため、このギャップ内に形成されたＸ線吸収材料２８もこのシンチレータ間領域１４に自己アラインメントされると共にシンチレータ間領域を覆っている。
【００４３】
図３Ｃ及び３Ｄは併せて、シンチレータ間領域１４に自己アラインメントされると共にこの領域を覆うＸ線吸収材料を形成するための２段階めっき技法を図示したものである。図３Ｃに示す第１段階では、Ｘ線吸収性金属被覆の薄い核生成層を、めっきなどによってこのギャップ内に形成する。この薄い金属被覆は、ギャップ内に形成する以外に、第２のレジスト領域上にも形成することができる。薄い核生成層を形成させた後、第２のレジスト領域２７ｂを除去する。第２のレジスト領域２７ｂの下に位置する金属被覆も、この取り除き技法により除去させる。
【００４４】
図３Ｄでは、Ｘ線シールドの役目を果たす出来上がったＸ線吸収層２が適当な値となるまでＸ線吸収性金属被覆の厚さを増加させるために、第１の薄い金属被覆の上に第２の金属被覆層を形成させている。この第２の金属被覆層は、例えば、シンチレータ・パックに対する電気めっき、無電解めっき、または電子機器の流動はんだ付けで実施されるようにシンチレータ・パックを溶融しているはんだ内に浸漬させることなどにより形成することができる。こうしためっきは、核生成層２８の上に、例えば、タングステン、金、白金、銀、鉛、またはこれらの金属の合金により実施することができる。
【００４５】
別法として、Ｘ線吸収材料の最終の厚さをレジスト層２７よりさらに厚くする必要がない場合には、図３Ｄの第２段階の工程は省略することができ、そのＸ線吸収材料をレジスト領域２７ｂの間のギャップ内に単一の工程で形成することができる。さらに、この２段階処理法のうちの第１段階は、めっき以外に、蒸着、スパッタリング、または化学蒸着法により実施することもできる。
【００４６】
別法として、金属被覆は、めっき以外の選択的被着処理法（例えば、化学蒸着法）により第２のレジスト領域の間のギャップ内に形成することができる。この場合には、その金属被覆は単一の工程で形成することができる。
【００４７】
図４Ａ〜４Ｄは、本発明の別の好ましい実施形態によってシンチレータ・パックを形成する方法の工程を図示したものである。本方法は図３Ａ〜３Ｄの実施形態と少なくとも２つの方式で異なっている。その１つは、この実施形態では、そのＸ線吸収材料をフォトレジスト層を形成する前に形成することである。その２つ目は、この実施形態では、露光用放射をシンチレータ間領域を透過させて導くのではなく、フォトレジスト層を好ましくはフォトマスクを用いて露光することである。
【００４８】
この実施形態において複数のシンチレータ・ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃのアレイ１３及びシンチレーション光反射層１５を形成する工程は、図２Ａ〜２Ｃ及び３Ａ〜３Ｄの実施形態に従った形成方法における工程と同じである。シンチレーション光反射層１５を形成させた後、アレイ１３及び光反射層１５を充填したシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等の上にＸ線吸収材料３０を形成する。Ｘ線吸収材料３０に適当な材料としては、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、白金、金、鉛、及びこれらの金属の合金などの高密度金属がある。その他の適当な材料としては、酸化ハフニウムや酸化タングステンなどの高密度化合物がある。次いで、このＸ線吸収材料３０上にフォトレジスト層２７を形成する。
【００４９】
図４Ｂに示すように、フォトレジストを形成させた後、フォトレジスト層２７をシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等内のシンチレーション光反射層１５の領域を遮蔽する最終的なＸ線吸収層のパターンを有するフォトマスク３２を通して露光させることが好ましい。このフォトマスク３２は、露光用放射がフォトマスク３２を通過できない不透明領域３２ａと、この不透明領域３２ａの間にあり露光用放射が通過することができる透明領域とを含んでいる。図４Ｂのフォトマスク３２は、続いて未露光のフォトレジスト領域が除去されるネガティブ・フォトレジストを露光するのに適当である。しかし、シンチレータ間領域の間の領域の上にあるフォトレジスト領域を露光するようなポジティブ・フォトレジスト及びフォトマスクを使用することもでき、この露光を受けたフォトレジストは次いで除去される。
【００５０】
図４Ａ〜４Ｄの実施形態では、Ｘ線吸収材料３０が典型的には露光用放射を阻止してしまうため、フォトレジスト層２７をシンチレータ間領域を透過させて露光するのではなく、フォトマスク３２を透過させて露光することが好ましい。Ｘ線吸収材料が露光用放射に対して透明である場合には、他の実施形態の場合と同様に、シンチレータ間領域を透過させて露光用放射を導くことによりそのフォトレジスト層２７を露光させることができる。
【００５１】
露光用放射はフォトマスク３２を透過させてフォトレジスト２７に導き、最終的なＸ線吸収層に対するフォトレジスト層２７のパターンを露光させる。具体的には、フォトレジスト層２７の第１のレジスト領域２７ａは最終的なＸ線吸収層２のパターンを有している。第１のレジスト領域２７ａはシンチレーション光反射層１５を充填したシンチレータ間領域を覆いかつこの領域にアラインメントされる。フォトレジスト層２７のうち第１のレジスト領域２７ａ以外の領域が第２のレジスト領域２７ｂである。フォトリソグラフィ(photolithography)の技術分野でよく知られるような、ポジティブ・フォトレジストとネガティブ・フォトレジストのいずれを用いることもできる。ポジティブ・フォトレジストを使用する場合には、露光の工程の間に、第２のレジスト領域２７ｂは露光を受けるが、第１のレジスト領域２７ａは露光を受けない。ネガティブ・フォトレジストを使用する場合には、第１のレジスト領域２７ａは露光を受けるが、第２のレジスト領域２７ｂは露光を受けない。いずれの場合でも、その露光の工程の後に、第２のレジスト領域２７ｂは除去するが、第１のレジスト領域２７ａは図４Ｃに示すようにエッチング用マスクとして残留させる。第２のレジスト領域を除去するための技法は周知であり、例えば、Ｓ．Ｗｏｌｆらによる「Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ＶＬＳＩ Ｅｒａ， Ｖｏｌｕｍｅ １： Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（Ｌａｔｔｉｃｅ Ｐｒｅｓｓ，１９８６）の第１２〜１４章に検討されている。
【００５２】
次いで、第１のレジスト領域２７ａをエッチング用マスクとして用いてＸ線吸収材料３０をエッチングし、これにより図４Ｄに示すようにＸ線吸収層２をパターン形成する。エッチングに適当な技法としては、湿式化学エッチングや、プラズマ・エッチングなどの乾式化学エッチングがある。これに続き、完成したＸ線吸収層は残しながら、第１のレジスト領域を除去する。
【００５３】
図７Ａ〜７Ｄは、本発明の別の実施形態に従ったＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの形成方法の工程を図示したものである。この実施形態において複数のシンチレータ・ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃのアレイ１３及びシンチレーション光反射層１５を形成する工程は、図２Ａ〜２Ｃの実施形態に従った方法における工程と同じである。シンチレーション光反射層１５を形成させた後、アレイ１３及び光反射層材料を充填したシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等の上に放射線硬化可能層４７を形成する。放射線硬化可能層４７は、Ｘ線、ＵＶ、青色放射などの放射により硬化する任意の材料とすることができる。例えば、放射線硬化可能層４７は、フォトレジスト、放射線硬化可能エポキシ、または放射線硬化可能インクとすることができる。図７Ａ〜７Ｄに従った本発明の態様では、その放射線硬化可能層４７は最終的にはパターン形成させてＸ線保護シールドに対するアラインメント層を形成することになるため、放射線硬化可能層４７は高密度Ｘ線吸収材料を含む必要がない。しかし、所望であれば、放射線硬化可能層４７が高密度Ｘ線吸収材料を含むことができる。
【００５４】
Ｘ線、ＵＶまたは青色放射により硬化を受ける放射線硬化可能層材料の場合、高純度のＹ2Ｏ3やＧｄ2Ｏ3、あるいは珪酸ルテチウムなどのＣｅドープの酸化物といったＵＶまたは青色発光のシンチレータを硬化可能材料に添加し、図２Ａ〜２Ｃの実施形態の場合と同様にＸ線フラックスのある部分をＵＶまたは青色光に変換させることによって、硬化可能材料をより効率よく硬化させることができる。
【００５５】
放射線硬化可能層４７を形成させた後、図７Ｂに示すように、放射線硬化可能層４７をＸ線放射に対して選択的に露光させ、シンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等を覆いかつこの領域に自己アラインメントした第１の領域４８を選択的に形成する。図７Ｂには、Ｘ線放射に対する露光を受ける第１の領域４８と、Ｘ線放射に対する露光を受けない第２の領域４９とを示している。露光用放射は、放射線硬化可能層４７とは反対の側からシンチレータ・パックに導入し、シンチレータ・ピクセルにより第２の領域４９が露光用Ｘ線から遮蔽されるようにすることが好ましい。Ｘ線放射の代わりに、ＵＶまたは青色光のいずれかを適宜用いることにより、放射線硬化可能層４７を露光させることもできる。
【００５６】
図７Ｂには、シンチレータ間領域を透過させて導かれる硬化用放射を示している。別法として、硬化用放射は、図４Ａ〜４Ｄの実施形態に示したのと同様に、フォトマスクを透過させて放射線硬化可能層４７に導くこともできる。この場合には、第１の領域４８と第２の領域４９のうちのいずれかを硬化用放射に対して露光させる。例えば、放射線硬化可能層４７をポジティブ・フォトレジストで製作する場合には、第２の領域が硬化用放射により露光されるようにし、さらに図４Ａ〜４Ｄの実施形態に関して説明したように第２の領域を除去する。
【００５７】
図７Ｃは、第２の領域４９を除去する工程を図示したものである。第２の領域４９は、図２Ａ〜２Ｃ、３Ａ〜３Ｄ、及び４Ａ〜４Ｄの実施形態に関して説明した方法により除去することができる。図７Ｃは、第１の領域４８をアラインメント層５０として残しながら、第２の領域４９が除去されることを示している。別法として、第２の領域を除去する前に第１の領域４８を除去し、アラインメント層５０は、第２の領域の間に材料を形成することにより、第１の領域４８の材料以外の材料により形成することもできる。この場合、第２の領域の間に形成する材料は、これまでの実施形態に関して説明したのと同様に、例えば、スパッタリング、無電解めっき、蒸着、及び化学蒸着法などの方法により形成することができる。
【００５８】
図７Ｄはアラインメント層５０を覆いかつこの層５０とアラインメントさせたＸ線保護シールド５１を形成する工程を図示したものである。アラインメント保護シールド５１は、例えば、コリメータ・アセンブリのプレート間に張ったワイヤやプレートで構成されることがある。このアラインメント層５０により、アラインメント層５０を覆う（したがって、シンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び１４ｄを覆う）Ｘ線保護シールド５１に対する精密なアラインメントが可能となる。このアラインメント保護シールドは、例えば、タングステンにより製作される。
【００５９】
図８Ａ〜８Ｃは、本発明の別の実施形態に従ったＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックを形成する方法における工程を図示したものである。この実施の形態によれば、Ｘ線吸収性の硬化可能インク並びにスクリーニング処理を用いてシンチレータ・パックのＸ線損傷シールドを形成させている。この実施形態において複数のシンチレータ・ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃのアレイ１３及びシンチレーション光反射層１５を形成する工程は、図２Ａ〜２Ｃの実施形態に従った方法における工程と同じである。シンチレーション光反射層１５を形成させた後、Ｘ線吸収性の硬化可能インク６２をシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等の上に選択的に形成する。
【００６０】
図８Ａに示すように、スクリーニング・マスク６０はアレイ１３の近傍でアレイ１３を選択的に覆うようにアラインメントさせ、シンチレータ間領域の上部の領域がスクリーニング・マスク６０の穴６０ａを通して露光されるようにする。次いで、Ｘ線吸収性の硬化可能インク６２をスクリーニング・マスク６０の上に塗布しインク６２により穴６０ａが充たされるようにする。インク６２は、例えば、マスク全体にわたってインクをブレードで均し、穴６０ａにインクを充たすと共に過剰なインク６２をすべて除去することにより塗布する。これにより、図８Ｂに示すように、インク６２がスクリーニング・マスク６０の穴に充たされる。
【００６１】
このＸ線吸収性の硬化可能インク６２は、例えば、Ｃｒｅａｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ，Ｉｎｃ．製のパッド・プリント可能な放射線不透明性インク＃１１４〜２９とすることができる。Ｘ線吸収性の硬化可能インクは、硬化した際に良好なＸ線吸収特性を提供する任意の硬化可能インクとすることができる。この点に関しては、そのＸ線吸収性の硬化可能インクは、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、白金、金、鉛粒子などの高密度粒子と、Ｘ線吸収特性がより低い硬化可能インクとを混合することにより形成することもできる。
【００６２】
Ｘ線吸収性の硬化可能インクで表面をスクリーニング処理した後、図８Ｃに示すように、このインクを硬化させてＸ線吸収層２を形成する。硬化可能インクは、例えば、硬化可能インクを加熱したり、硬化可能インクを青色放射、ＵＶ放射またはＸ線放射で照射したりすることによって、硬化させることができる。硬化可能インクに流れ出す傾向がある場合には、スクリーン・マスク６０は硬化後に除去することが好ましい。流れ出す傾向がない場合には、スクリーン・マスク６０の除去は硬化前と硬化後のいずれでもよい。Ｘ線吸収層２の厚さは、その層のＸ線吸収特性によって異なる。一般に、その層が良好なＸ線吸収特性を有する程、Ｘ線吸収層２をより薄くすることができる。そのＸ線吸収性の硬化可能インク６２がＣｒｅａｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ，Ｉｎｃ．製のパッド・プリント可能な放射線不透明性インク＃１１４〜２９である場合、発明者により、Ｘ線吸収層の好ましい厚さは概ね０．０１０インチであることが分かっている。
【００６３】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャン・システム１００の概要図を図６に示す。このＣＴスキャン・システム１００は、その内部にスキャンを受ける患者すなわち被検体を位置決めするための円筒状のエンクロージャ１１０を備えている。ガントリ１１２は、円筒１１０を囲繞すると共に、この円筒の軸の周りを回転するように構成されている。ガントリ１１２は１全回転にわたって回転しその後復帰するように設計される場合や、連続して回転するように設計される場合がある。いずれによるかはそのガントリ上の電子機器をシステムのそれ以外の部分と接続させるのに使用する方式によって異なる。ガントリ上の電子機器には、扇形状のＸ線ビーム（Ｘ線ファンビーム）を発生させることが好ましいＸ線源１１４が含まれ、このＸ線ファンビームにより、円筒１１０の反対側でガントリ上に装着されたシンチレーション検出器システム１１６を包含させる。Ｘ線源のファン形状パターンは、Ｘ線源及びシンチレーション検出器システム１１６により規定される面内に配置させる。
【００６４】
シンチレーション検出器システム１１６は、Ｘ線ファンビーム面と直角の方向が極めて狭く（すなわち、薄く）なっている。シンチレーション検出器システムの各ピクセル１１８には、シンチレータ材料からなる１本の固体の透明バーと、このシンチレータのバーと光学的に結合されている光検出器ダイオードとが組み込まれている。図１に関して上述したように、これらのピクセルは１つのアレイの形に配列されている。このピクセル・アレイは、図１に関して上述したようにＸ線シールドをもつシンチレータ・パックの一部となっている。
【００６５】
各光検出器ダイオードからの出力は、ガントリ上に装着された演算増幅器（図示せず）に接続されている。各演算増幅器からの出力は、個別のワイヤ１２０によるか、その他の電子機器によるかのいずれかによりコンピュータ断層撮影システム１００に対する主制御システム１５０に接続されている。図示した実施形態では、Ｘ線源に対する電源及びシンチレーション検出器からの信号は、ケーブル１３０により主制御システム１５０とやり取りされる。ケーブル１３０を用いると一般に、ガントリは１回の全回転をした後に元の位置に戻るように制約される。
【００６６】
別法としては、ガントリを連続回転させるのが所望であれば、スリップリングや、光学または無線伝送を用いてガントリの電子機器を主制御システム１５０と接続させることもできる。このタイプのＣＴスキャン・システムでは、そのシンチレータ材料は、入射Ｘ線を、光検出器ダイオードによる検出を受けさらに電気信号に変換される蛍光に変換するために使用される、すなわち、入射Ｘ線を、画像抽出やその他の目的での処理が可能な電気信号に変換する手段として使用される。
【００６７】
【実施例１】
この例では、図２Ａ〜２Ｃに示す本発明の実施形態に従って、タングステン入りエポキシをＸ線吸収性前駆材料として使用した。厚さが概ね２ｍｍ（Ｘ線の方向に）、幅が１．５ｍｍ、奥行が２ｍｍのＨｉＬｉｇｈｔ（登録商標）複数のシンチレータ・ピクセルからなる線形アレイを設けた。各ピクセルは、チタニア(titania) をドープしたエポキシ製のシンチレーション光反射層により０．０１０インチだけ離隔させた。反射層をもつこのアレイは、８５重量％タングステン充填のＮｏｒｌａｎｄ−６１（登録商標）ＵＶ硬化可能エポキシからなる層によりコーティングした。このエポキシ層の厚さは概ね０．０３０インチとした。このアレイのタングステン充填のエポキシ層と反対の面を１２０ｋＶｐのＸ線に全体で５０秒間露光させ、このタングステン／エポキシ混合物に全体で概ね１５，０００ｒａｄの吸収線量を与えた。次いで、タングステン充填層をアセトンで洗浄し、シンチレーション光反射層の上部に、幅が概ね０．０１２インチで縦の長さが０．０１８インチの硬化させた線状のタングステン充填複合材を形成させた。図５の写真に、シンチレータ間反射体の上部に形成させたタングステン／エポキシ複合材の線を示す。
【００６８】
【実施例２】
この第２例に関する条件は第１例と同様である。しかし、この例では、ＨｉＬｉｇｈｔ（登録商標）シンチレータ・アレイは、ピクセル相互の間の反射体のギャップを０．００４インチ、Ｘ線の方向でのシンチレータの厚さを３ｍｍとした。この場合も全体の照射線量は概ね１５，０００ｒａｄとした。この例では、Ｘ線照射が終了してからアセトンで洗浄して未露光のエポキシを除去するまでに１時間の経過時間をおき、エポキシがより十分に硬化されるようにした。これにより幅が０．００６インチで厚さが０．００４インチである硬化した線状のタングステン／エポキシ複合材が得られた。
【００６９】
本明細書において、例示の目的で好ましい実施形態を列挙してきたが、この記述は本発明の範囲の限定であると見なすべきではない。したがって、請求した発明の概念の精神及び範囲を逸脱することなく、当業者により様々な修正、適応及び変形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの斜視図である。
【図２Ａ】本発明の実施の一形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の一形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図２Ｃ】本発明の実施の一形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図３Ａ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図３Ｂ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図３Ｃ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図３Ｄ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図４Ａ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図４Ｂ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図４Ｃ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図４Ｄ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図５】シンチレータ・アレイのシンチレータ間反射体の上に形成させた、タングステン充填エポキシからなるＸ線吸収層の写真である。
【図６】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックを含むＣＴ装置の一部分の概要斜視図である。
【図７Ａ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図７Ｂ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図７Ｃ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図７Ｄ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図８Ａ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図８Ｂ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図８Ｃ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【符号の説明】
１ シンチレータ・パック
２ Ｘ線吸収層
３ 複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ
３ａ、３ｂ、３ｃ シンチレータ・ピクセル
４ａ、４ｂ、４ｃ シンチレータ間領域
５ シンチレーション光反射層
６ 表面反射体層
１３ 複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ シンチレータ・ピクセル
１４ シンチレータ間領域
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ シンチレータ間領域
１５ シンチレーション光反射層
１６ 表面反射体層部分
１７ Ｘ線吸収性前駆層
１８ 第２の前駆領域
１９ 第１の前駆領域
２７ フォトレジスト層
２７ａ 第１のレジスト領域
２７ｂ 第２のレジスト領域
２８ Ｘ線吸収材料
３０ Ｘ線吸収材料
３２ フォトマスク
３２ａ 不透明領域
４７ 放射線硬化可能層
４８ 第１の領域
４９ 第２の領域
５０ アラインメント層
５１ Ｘ線保護シールド
６０ スクリーニング・マスク
６０ａ スクリーニング・マスクの穴
６２ Ｘ線吸収性の硬化可能インク
１００ コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャン・システム
１１０ 円筒状エンクロージャ
１１２ ガントリ
１１４ Ｘ線源
１１６ シンチレーション検出器システム
１１８ シンチレーション検出器システムのピクセル
１２０ ワイヤ
１３０ ケーブル
１５０ 主制御システム
【発明の属する技術分野】
本発明は、全般的には、Ｘ線損傷シールド及びＸ線損傷シールドの製造方法に関する。本発明は、さらに詳細には、シンチレータ間反射体を保護するための自己アラインメント式Ｘ線損傷シールド及びこうしたシールドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング用の半導体検出器では、シンチレータを用いてＸ線をシンチレーション光に変換し、このシンチレーション光自体はフォトダイオードによって電気信号に変換される。検出器アレイは典型的には、シンチレーション光をダイオードに渡すために使用される反射材料で分離された複数のシンチレータ・ピクセルで構成されている。こうした検出器で必要となるシンチレータの厚さ及びピクセル幅は、そのシンチレーション光が、ダイオードに向けて取り出されるまでに反射材料で平均して数回にわたって反射させるようなアスペクト比（ピクセルの高さの幅に対する比）となる。この理由により、反射体として有用な材料は、シンチレータが放出するシンチレーション光の波長における反射が旺盛な材料に限定されることになる。
【０００３】
適当な反射体材料としては、エポキシなどの注型可能(castable)な低屈折率媒質内に形成されたＴｉＯ2 などの高屈折率固体材料などがある。こうしたシステムの欠点の１つは、ＣＴイメージングで通常使用されるようなＸ線の線量を受けた場合に生じる、エポキシ・マトリックスの黒ずみ(darkening) である。検出器の寿命全体にわたる典型的な線量は、１Ｍｒａｄ（メガラド）である。この黒ずみの結果、反射率が低下し、かつシンチレーション光の収集効率が低下して、これによりＸ線検出器の感度が低下することになる。
【０００４】
さらに、こうした黒ずみは検出器の入射面の全体で不均一に生じることが多い。このように黒ずみが均一でないため、検出器が適正に較正されていないと画像の劣化を起こす可能性がある。反射体材料自体の外に、反射体の下にあるダイオードもまた放射線の影響を受けるため、ダイオードもＸ線ビームから保護する必要がある。
【０００５】
現行のＣＴ検出器では、コリメータ・アセンブリを用いて反射体のエポキシ材料をＸ線による損傷から保護している。このアセンブリは、Ｘ線ファンビーム面と直角のアラインメントとした縦長のタングステン製プレートより構成される。このアセンブリは、シンチレータに到達する散乱Ｘ線を最小にするために主として使用されるが、ピクセルの間にある反射体材料をＸ線から保護するためにも使用される。マルチスライス型ＣＴでは、その検出器はファンビームと平行な方向にセグメント分けされているため、その反射体及びダイオードはワイヤを用いて保護している。これらのワイヤは、深部プレートに機械加工された溝内でこの深部プレートの間に張られている。
【０００６】
プレートやワイヤを備えているこうした２次元コリメータの製造は複雑である。保護用ワイヤ及びシンチレータ／反射体の本体を備えるコリメータは別に製作しているため、検出器を完成させる製作の間でこれらのデバイスに対する正確なアラインメントが必要となる。シンチレータ・ピクセル相互の間にある反射体材料（「シンチレータ間反射体(inter-scintillator reflector)」）はそのピクセルの最上面を覆っている反射体材料（「表面反射体(surface reflector) 」）のために不明瞭となっているため、こうしたアラインメントは光学的には実施不可能である。したがって、Ｘ線によるアラインメント、または寸法公差の厳格化のいずれかを用いて、反射体材料が確実に保護用ワイヤとアラインメントされるようにする必要がある。
【０００７】
【発明の概要】
以上のことに鑑みて、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ、シンチレータ間反射体、並びに上述の問題を回避または軽減させるためのＸ線吸収層を含むシンチレータ・パックを提供することが望ましい。
【０００８】
本発明の一態様では、シンチレータ・パックが提供される。このシンチレータ・パックは、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイと、シンチレータ・ピクセル相互の間のシンチレータ間領域内に形成されており、シンチレータ・ピクセルからのシンチレーション光を反射させるためのシンチレーション光反射層と、シンチレータ間領域の上の第１の領域内に選択的に形成されている高密度Ｘ線吸収材料を含んだＸ線吸収層と、を含んでいる。この高密度材料は自己アラインメント方式で形成することが好ましい。シンチレーション光反射層はシンチレータ・ピクセルの上面を覆うことがある。
【０００９】
本発明の別の態様では、シンチレータを形成する方法が提供される。本発明のこの態様において、本方法は、複数のシンチレータ・ピクセルからなるアレイの各シンチレータ・ピクセル相互の間にあるシンチレータ間領域内にシンチレーション光反射層を形成する工程、並びに、このシンチレータ間領域の上にＸ線吸収層を選択的に形成する工程、を含んでいる。
【００１０】
本発明のこの態様において、本方法はさらに、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ及びシンチレータ間領域の上にＸ線吸収性の前駆層を形成する工程、このＸ線吸収性前駆層を放射に対して選択的に露光させ、これによりシンチレータ間領域を覆いかつこの領域に自己アラインメントしている第１の前駆領域と、この第１の前駆領域相互の間にある第２の前駆領域とを形成する工程、並びに、第２の前駆領域を除去する工程を、含んでいる。
【００１１】
本発明のこの態様において、本方法は別法としてさらに、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ及びシンチレータ間領域の上にフォトレジスト層を形成する工程、このフォトレジスト層を放射に対して選択的に露光させ、これによりシンチレータ間領域を選択的に覆っている第１のレジスト領域と、この第１のレジスト領域相互の間にある第２のレジスト領域とを形成する工程、シンチレータ間領域を選択的に覆うように形成されている第１のレジスト領域を除去しかつ第２のレジスト領域は残留させる工程、第２のレジスト領域及びシンチレータ間領域の上にＸ線吸収材料を形成する工程、第２のレジスト領域を除去してシンチレータ間領域の上にＸ線吸収層を選択的に形成する工程、を含んでいる。
【００１２】
本発明のこの態様において、本方法は別法としてさらに、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ及びシンチレータ間領域の上にフォトレジスト層を形成する工程、このフォトレジスト層を放射に対して選択的に露光させ、これによりシンチレータ間領域を選択的に覆っている第１のレジスト領域と、この第１のレジスト領域相互の間にある第２のレジスト領域とを形成する工程、このフォトレジスト層を放射に対して選択的に露光させ、これによりシンチレータ間領域を選択的に覆っている第１のレジスト領域と、この第１のレジスト領域相互の間にある第２のレジスト領域とを形成する工程、シンチレータ間領域を選択的に覆うように形成されている第１のレジスト領域を除去しかつ第２のレジスト領域は残留させる工程、めっき、化学蒸着法、スパッタリング、及び蒸着のうちの１つによって、第２のレジスト領域及びシンチレータ間領域の上にＸ線吸収材料の第１の層を形成する工程、第２のレジスト領域を除去する工程、残留する第１のＸ線吸収材料層上にめっき及びはんだ付けのうちの１つによってＸ線吸収材料からなる第２のＸ線吸収材料層を任意選択により形成いし、これによりシンチレータ間領域の上にＸ線吸収層を選択的に形成する工程、を含んでいる。
【００１３】
本発明の別の態様では、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイと、シンチレータ・ピクセル相互の間のシンチレータ間領域内に形成されていて、シンチレータ・ピクセルからのシンチレーション光を反射させるためのシンチレーション光反射層と、シンチレータ間領域の上の第１の領域内に自己アラインメント式に選択的に形成されているアラインメント層とを備えるシンチレータ・パックが提供される。このシンチレータ・パックは、そのアラインメント層を覆いかつこの層にアラインメントさせて形成したＸ線保護シールドを含むことがある。
【００１４】
本発明の別の態様では、複数のシンチレータ・ピクセルからなるアレイの各シンチレータ・ピクセル相互の間にあるシンチレータ間領域内にシンチレーション光反射層を形成する工程、並びに、このシンチレータ間領域の上にアラインメント層を選択的に形成する工程、を含んだシンチレータ・パックを形成する方法が提供される。本発明のこの態様において、本方法はさらに、そのアラインメント層を覆いかつこの層にアラインメントさせたＸ線シールドを形成する工程を含むことがある。本発明のこの態様では、その選択的に形成する工程はさらに、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ及びシンチレータ間領域の上に放射線硬化可能層を形成する工程、この放射線硬化可能層を放射に対して選択的に露光させこれによりシンチレータ間領域を選択的に覆いかつこの領域に自己アラインメントされた第１の領域と、この第１の領域の間にある第２の領域とを形成する工程、並びに、前記第２の領域を除去する工程、を含むことがある。
【００１５】
本発明の別の態様では、Ｘ線源と、複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ、シンチレータ・ピクセル相互の間のシンチレータ間領域内に形成されていて、Ｘ線源からシンチレータ・ピクセルのうちの１つのピクセル上にＸ線が入射するのに伴いシンチレータ・ピクセルからのシンチレーション光を反射させるためのシンチレーション光反射層、及びシンチレータ間領域の上の第１の領域内に自己アラインメント式に選択的に形成されている高密度Ｘ線吸収材料を含んだＸ線吸収層を含むシンチレータ・パックと、シンチレーション放射を検出するために固体シンチレータ材料に光学結合されているシンチレーション光検出器と、を備えるコンピュータ断層撮影システムが提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に従ったＸ線損傷シールドの役目を果たすＸ線吸収層２を含むシンチレータ・パック１の図である。このシンチレータ・パック１は、複数のシンチレータ・ピクセル３ａ、３ｂ、３ｃ等からなるアレイ３を含んでいる。図１では、図示を容易にするため、シンチレータ・パックの一部分のみを表しており、一般にアレイ３は、図に示すピクセルよりさらに多くのピクセルを含むことになる。シンチレータ・パック１はさらに、シンチレーション光反射層５のシンチレーション光反射材料を充填したシンチレータ間領域４ａ、４ｂ、４ｃ等を含んでいる。このシンチレーション光反射層５はシンチレータ・ピクセルの最上部を覆って延び、反射層５の表面反射体層６の部分を形成することがある。
【００１７】
図１では、アレイ３は２次元アレイである。しかし、アレイは１次元である場合もある。２次元アレイは、シンチレータ間領域４ａ、４ｂ、４ｃ等の直ぐ上にシールド線による格子パターンを有するＸ線吸収層２を備えた正方形断面または矩形断面のシンチレータ・ピクセルであることが好ましい。１次元アレイの場合も、Ｘ線吸収層２のシールド線はシンチレータ間領域の直ぐ上に位置させる。
【００１８】
図１では、Ｘ線吸収層２は、Ｘ線損傷シールドの役目を果たしており、シンチレーション光反射材料の直ぐ上に形成する。しかし、Ｘ線吸収層２とシンチレーション光反射材料の間に１つまたは複数の層を設けることが望ましい場合もある。例えば、シンチレーション光反射材料、Ｘ線吸収層材料及びＸ線吸収層材料を被着させる方法によっては、シンチレーション光反射層５とＸ線吸収層２の間に接着層または核生成層（複数層の場合もある）を設けることが望ましい場合がある。
【００１９】
シンチレータ・ピクセルのシンチレータ材料は、適当な任意のＸ線シンチレータ材料とすることができる。適当なシンチレータ・ホスト材料としては、例えば、ガドリニウム・ガリウム・ガーネット、ガドリニウム・スカンジウム・ガリウム・ガーネット、ガドリニウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット、イットリウム・ガリウム・ガーネット、酸化イットリウム・ガドリニウム、（Ｙ，Ｇｄ）2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＣｓＩ、オルト珪酸ルテチウムなどがある。
【００２０】
シンチレーション光反射材料は、そのシンチレータが放出する光の波長によって異なる。例えば、可視光のシンチレーション放射の場合には、そのシンチレーション光反射材料を、エポキシなど注型可能な低屈折率媒質内に形成させたＴｉＯ2 などの高屈折率固体とすることが可能である。銀めっきまたは金めっきした感圧性接着剤及び多重層誘電体スタックをシンチレーション光反射体として用いることも可能である。
【００２１】
Ｘ線吸収層材料は、良好なＸ線吸収特性をもつ高密度材料を含むことが好ましい。好ましい高密度材料の例としては、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、白金、金、鉛、及びこれらの金属の合金などの高密度金属がある。別の好ましい高密度材料としては、酸化ハフニウムや酸化タングステンなどの高密度化合物がある。
【００２２】
Ｘ線吸収層は、高密度Ｘ線吸収材料のみにより構成されることがある。別法として、そのＸ線吸収層を、高密度Ｘ線吸収材料及びその他の材料の双方より構成される複合材料とすることもある。いかなる場合でも、その複合材料は良好なＸ線吸収特性を有する必要がある。例えば、そのＸ線吸収層は、高密度粒子を充填したエポキシ・マトリックスを含む複合材料とすることがある。この高密度粒子は、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、白金、金、鉛、これらの金属の合金などの高密度金属粒子を含むことが好ましい。その他の適当な材料としては、酸化ハフニウムや酸化タングステンなどの高密度化合物がある。Ｘ線吸収層に複合材料を使用する場合、これらの材料の混合物を使用することにより、シールド線のＸ線阻止能を最適化すること、並びに充填されたエポキシの硬化後の厚さを制御することができる。
【００２３】
Ｘ線吸収層２の厚さは、選択したＸ線吸収材料、並びにシンチレータ・パック１を動作させるのに使用するＸ線エネルギーによって異なることになる。一般に、Ｘ線吸収材料の密度が大きい程、密度がより小さい材料の場合と比べてＸ線吸収層の厚さをそれだけ小さくすることができる。さらに、Ｘ線のエネルギーがより大きい程、エネルギーがより低いＸ線と比べてＸ線吸収層の厚さをより厚くする必要がある。Ｘ線吸収層に関する好ましい厚さの範囲は、０．０００１〜０．０８０インチである。
【００２４】
Ｘ線吸収層のシールド線の幅は、その下に位置するシンチレータ間領域のシンチレーション光反射材料をＸ線から保護するのに十分な幅とする必要がある。したがって、シールド線の幅は、一般に、下に位置するシンチレータ間領域４ａ、４ｂ、４ｃ等の幅と比べて同じであるか、またはより広くする必要がある。これらの幅は０．００２〜０．０１０インチの範囲であることが好ましい。
【００２５】
使用の際には、シンチレータ・パックの各シンチレータ・ピクセルはフォトダイオードなどの光検出器（図示せず）と光学的に結合させる。各シンチレータ・ピクセルは、単に、シンチレータ・ピクセルの底部をその対応する光検出器に隣接させて配置することによって、その対応する光検出器と結合させることがある。別法として、光ファイバを介してシンチレーション光をシンチレータ・ピクセルから対応する光検出器に渡すこともある。
【００２６】
図２Ａ〜２Ｃは、本発明の好ましい実施の一形態によるシンチレータ・パックの形成方法の工程を図示したものである。
【００２７】
図２Ａでは、複数のシンチレータ・ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ等からなるアレイ１３が設けられている。これらのピクセルのシンチレータ領域の間にはシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等がある。図１の場合と同様に図２Ａ〜２Ｃでも、図示を容易にするため全体のアレイの一部分のみを表しており、一般に、そのアレイは図２Ａ〜２Ｃに示したピクセルと比べてさらに多くのピクセルを含むことになる。ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃの間にあるシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等には、シンチレーション光反射層１５を形成する。
【００２８】
シンチレーション光反射層１５は、ＴｉＯ2 粒子などの高屈折率固体を埋め込んだ、エポキシなどの注型可能な低屈折率媒質であることが好ましく、この際、ＴｉＯ2 粒子とエポキシとは密接混合させる。シンチレーション光反射層１５はシンチレータ間領域内だけに形成するのではなく、シンチレータ・ピクセルを覆う表面反射体層部分１６も包含するように形成する。この表面反射体層部分１６によって、このシンチレータ・パックを使用した際にシンチレーション光の光検出器（図示せず）に向けた反射が助けられることになるため、シンチレーション光反射層１５によりシンチレーション・ピクセルを覆うことが好ましい。
【００２９】
シンチレーション光反射層１５を形成させた後、シンチレーション光反射層及びアレイ１３の上にＸ線吸収性前駆層１７を形成する。Ｘ線吸収性前駆層１７は、最終的に硬化した際に、このシンチレータ・パックを利用したＸ線検出で使用されるＸ線を吸収して、その下に位置する領域をＸ線から保護してくれるような材料により形成することが好ましい。本発明に関しては、「硬化した(cured) 」や「硬化可能(curable) 」という用語は、ある一定の波長の放射に対して露光させたときに硬化可能な材料の特性が変化することを意味している。Ｘ線吸収性前駆層１７はさらに、放射線により硬化可能であり、これにより放射線を使用して選択的にパターン形成できるような材料とすることが好ましい。
【００３０】
例えば、Ｘ線吸収性前駆層１７をＸ線を用いて硬化させようとする場合、この前駆層はＸ線硬化可能なエポキシまたは樹脂などの材料を含むことがある。同様に、Ｘ線吸収性前駆層１７を紫外線（ＵＶ）放射を用いて硬化させようとする場合、その前駆層はＵＶ硬化可能なエポキシなどの材料を含むことがある。もちろん、実際には、ＵＶ硬化可能な材料はＸ線硬化可能でもあることが多く、このため具体的な前駆材料は、Ｘ線硬化可能でありかつＵＶ硬化可能である場合がある。
【００３１】
前駆層１７は、硬化可能とするのに加えて、Ｘ線をよく吸収する高密度材料を含むようにすべきである。例えば、この高密度材料として、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、白金、金、鉛、及びこれらの金属の合金などの高密度金属を用いることができる。その他の適当な材料としては、酸化ハフニウムや酸化タングステンなどの高密度化合物がある。これらの高密度材料は多くの方法により前駆層１７内に導入することができる。例えば、前駆層にエポキシなどの硬化可能材料を含ませようとする場合、高密度材料（複数の材料のこともある）の粒子をエポキシと混合させることがある。この場合には、その高密度材料の粒子は粉末状とすることがある。より均一に分布させた高密度粒子を得るためには、アレイ１３及びシンチレーション光反射層１５の上にエポキシを塗布する前に、高密度粒子をエポキシと混合させることが好ましい。しかし、エポキシの塗布後にエポキシ内に粒子を導入することもできる。
【００３２】
Ｘ線、ＵＶ放射または青色放射により硬化を受ける前駆材料の場合、高純度のＹ2Ｏ3やＧｄ2Ｏ3、あるいは珪酸ルテチウムなどのＣｅドープの酸化物といったＵＶまたは青色発光のシンチレータを硬化可能材料に添加し、Ｘ線フラックスのある部分をＵＶまたは青色光に変換させることによって、硬化可能材料をより効率よく硬化させることができる。このシンチレータからのＵＶまたは青色光の局所放出は、充填させた硬化可能材料に対するＵＶ硬化または青色硬化に向けられる。この場合では、シンチレータ・パックの製作後もシンチレータが充填させたエポキシ内に残留して、使用するＸ線の減衰に寄与し、これによりシンチレータ間領域内のシンチレーション光反射層１５が保護される。
【００３３】
ＵＶまたは青色発光性の固体シンチレータ・シートを前駆材料の上部に設けて、シンチレータ間領域内の前駆体の硬化を促進させることができる。このシンチレータ・シート上に入射するＸ線によって、このシートはシンチレーション光を放出し、さらにこのシンチレーション光は前駆材料上に入射して硬化が促進される。
【００３４】
図２Ｂは、Ｘ線放射に対するＸ線吸収性前駆層１７の選択的露光を表した図である。図２Ｂでは、硬化用Ｘ線はＸ線吸収性前駆層１７の反対側からシンチレータ・パックに導く。シンチレータ・ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ等は、この露光工程の間にそれぞれの位置においてＸ線がシンチレータ・パックを通過するのを防ぐ傾向があり、このため、Ｘ線吸収性前駆層が露光用Ｘ線から遮蔽される。しかし、シンチレーション光反射層１５はＸ線を前駆層１７まで通過させる傾向がある。このため、Ｘ線吸収性前駆層１７は、シンチレーション光反射層１５を充填したシンチレータ間領域の上部に位置する第１の前駆領域１９内においてＸ線を選択的に吸収することになる。この第１の前駆領域相互の間に位置する第２の前駆領域１８は、Ｘ線に対して露光されないか、あるいは少なくとも硬化をさせる程の十分な露光は受けない。したがって、第１の前駆領域１９は、シンチレーション光反射層１５を充填したシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等と自己アラインメントするように形成される。
【００３５】
図２Ｂは、Ｘ線放射に対するＸ線吸収性前駆層１７の選択的露光を表した図である。別法として、そのピクセル材料がＵＶ吸収性であり、かつその層１５がＵＶに対して透明である（ＵＶを透過させる）場合には、ＵＶ放射を用いることもできる。Ｘ線吸収性前駆層１７に対する露光放射はシンチレータ間領域に沿った方向に十分にコリメートさせて、十分な量の放射線がシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等を通過して伝搬し、Ｘ線吸収性前駆層１７が露光されるようにすることが好ましい。
【００３６】
図２Ｂは、シンチレータ間領域に対して自己アラインメントさせる方式によりＸ線吸収性前駆層１７を露光する好ましい方法を図示したものであるが、この露光の工程は自己アラインメント以外による場合もある。例えば、Ｘ線吸収性前駆層１７はフォトマスクを通過させて上部から露光を受けることがある。フォトマスクには、そのＸ線吸収層に対する所望のパターンを含ませる。この場合には、フォトマスクはＸ線吸収層の近傍に位置させる。露光用放射はフォトマスクの透明領域を通過して導かれＸ線吸収性前駆層１７上に入射する。フォトマスクをシンチレータ間領域とアラインメントさせる必要があるため、この方法はあまり好ましくない。
【００３７】
図２Ｃは、この実施形態による方法のうちＸ線吸収性前駆層１７を硬化用放射に対して露光し終えたのちの工程を図示したものである。第１の前駆領域１９だけをＸ線吸収層２として残しつつ、第２の前駆領域１８を除去させる。第２の前駆領域１８は、例えば、硬化していない第２の前駆領域は溶解させ、放射線で硬化した第１の前駆領域は溶解させないような溶液により前駆層１７を洗浄することにより除去することができる。例えば、エポキシ・ベースの複合材を前駆材として使用する場合には、アセトンを用いて硬化していないエポキシを溶解させることができる。
【００３８】
図３Ａ〜３Ｄは、本発明の別の好ましい実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの形成方法における工程を図示したものである。この実施形態において複数のシンチレータ・ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃのアレイ１３及びシンチレーション光反射層１５を形成する工程は、図２Ａ〜２Ｃの実施形態による方法における工程と同じである。シンチレーション光反射層１５を形成させた後、アレイ１３及び光反射層材料を充填したシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等の上にＸ線感受性のフォトレジスト層２７を形成する。フォトレジスト層２７は、参照により本明細書に統合する、Ｓ．Ｗｏｌｆらによる「Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ＶＬＳＩ Ｅｒａ， Ｖｏｌｕｍｅ １： Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（Ｌａｔｔｉｃｅ Ｐｒｅｓｓ，１９８６）の第１２〜１４章に開示されている方法などの周知の方法により形成することができる。
【００３９】
フォトレジスト層２７を形成させた後、第１のレジスト領域２７ａを形成するようにこのフォトレジスト層２７をＸ線放射に対して選択的に露光させるが、第２のレジスト領域２７ｂは未露光のままとするか、あるいは少なくとも図３Ｂに図示するように若干露光させるのみとする。露光用放射は、フォトレジスト層２７と反対の側からシンチレータ・パックに導くことが好ましい。図２Ａ〜２Ｃの実施形態による方法と同様に、シンチレータ・ピクセルは、第２のレジスト領域２７ｂを露光用Ｘ線放射から遮蔽しており、一方、シンチレーション光反射層１５はＸ線を透過させてレジスト領域２７ａ上に入射させることができる。したがって、フォトレジスト層２７は、シンチレーション光反射層１５を充填したシンチレータ間領域１４の上部にある第１のレジスト領域２７ａ内でＸ線を選択的に吸収することになる。このため、第１のレジスト領域２７ａは、シンチレーション光反射層１５を充填したシンチレータ間領域とクロスリンクなしに自己アラインメントすることになる。図２Ａ〜２Ｃによる実施形態の場合と同様に、このフォトレジストに対してＵＶ発光性のシンチレータを添加しＸ線に対する感受性を高めることができる。
【００４０】
図２Ａ〜２Ｃによる実施形態の場合と同様に、Ｘ線放射の代わりにＵＶ光を用いてレジスト層を露光することもできる。一般に、ＵＶにより硬化させることができるフォトレジストのほとんどは、Ｘ線により硬化させることもできる。典型的な方法は、例えば、参照により本明細書に統合する、Ｓ．Ｗｏｌｆらによる「Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ＶＬＳＩ Ｅｒａ，Ｖｏｌｕｍｅ １： Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（Ｌａｔｔｉｃｅ Ｐｒｅｓｓ，１９８６）の第１２〜１４章に開示されている。さらに、図２Ａ〜２Ｃによる実施形態の場合と同様に、フォトレジストは、シンチレータ間領域を透過させるのではなく、フォトレジスト層２７の上に位置させたフォトマスクを透過させて露光することもできる。
【００４１】
図３Ｃに、この実施形態による工程のうち、フォトレジストを放射に対して露光させた後の工程を図示したものである。クロスリンクのない第１のレジスト領域２７ａは、溶解及び洗浄によって除去させる。放射に対してパターン形成の露光をした後にレジストを除去するための方法は周知である。
【００４２】
図３Ｃに示すように、シンチレータ間領域の上部の領域を露光して第１のレジスト領域２７ａを除去した後、第２のレジスト領域２７ｂは残留させる。第１の領域の除去に続いて、第１のレジスト領域の除去により残されたギャップ内にＸ線吸収材料２８を形成する。材料２８は多くの被着技法により形成することができる。例えば、Ｘ線吸収材料は蒸着やスパッタリングなどの物理的被着技法、あるいは、無電解めっきや化学蒸着法など別の技法により形成することができる。第１のレジスト領域２７ａの除去により残されたギャップは、シンチレータ間領域に自己アラインメントされると共にシンチレータ間領域を覆っているため、このギャップ内に形成されたＸ線吸収材料２８もこのシンチレータ間領域１４に自己アラインメントされると共にシンチレータ間領域を覆っている。
【００４３】
図３Ｃ及び３Ｄは併せて、シンチレータ間領域１４に自己アラインメントされると共にこの領域を覆うＸ線吸収材料を形成するための２段階めっき技法を図示したものである。図３Ｃに示す第１段階では、Ｘ線吸収性金属被覆の薄い核生成層を、めっきなどによってこのギャップ内に形成する。この薄い金属被覆は、ギャップ内に形成する以外に、第２のレジスト領域上にも形成することができる。薄い核生成層を形成させた後、第２のレジスト領域２７ｂを除去する。第２のレジスト領域２７ｂの下に位置する金属被覆も、この取り除き技法により除去させる。
【００４４】
図３Ｄでは、Ｘ線シールドの役目を果たす出来上がったＸ線吸収層２が適当な値となるまでＸ線吸収性金属被覆の厚さを増加させるために、第１の薄い金属被覆の上に第２の金属被覆層を形成させている。この第２の金属被覆層は、例えば、シンチレータ・パックに対する電気めっき、無電解めっき、または電子機器の流動はんだ付けで実施されるようにシンチレータ・パックを溶融しているはんだ内に浸漬させることなどにより形成することができる。こうしためっきは、核生成層２８の上に、例えば、タングステン、金、白金、銀、鉛、またはこれらの金属の合金により実施することができる。
【００４５】
別法として、Ｘ線吸収材料の最終の厚さをレジスト層２７よりさらに厚くする必要がない場合には、図３Ｄの第２段階の工程は省略することができ、そのＸ線吸収材料をレジスト領域２７ｂの間のギャップ内に単一の工程で形成することができる。さらに、この２段階処理法のうちの第１段階は、めっき以外に、蒸着、スパッタリング、または化学蒸着法により実施することもできる。
【００４６】
別法として、金属被覆は、めっき以外の選択的被着処理法（例えば、化学蒸着法）により第２のレジスト領域の間のギャップ内に形成することができる。この場合には、その金属被覆は単一の工程で形成することができる。
【００４７】
図４Ａ〜４Ｄは、本発明の別の好ましい実施形態によってシンチレータ・パックを形成する方法の工程を図示したものである。本方法は図３Ａ〜３Ｄの実施形態と少なくとも２つの方式で異なっている。その１つは、この実施形態では、そのＸ線吸収材料をフォトレジスト層を形成する前に形成することである。その２つ目は、この実施形態では、露光用放射をシンチレータ間領域を透過させて導くのではなく、フォトレジスト層を好ましくはフォトマスクを用いて露光することである。
【００４８】
この実施形態において複数のシンチレータ・ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃのアレイ１３及びシンチレーション光反射層１５を形成する工程は、図２Ａ〜２Ｃ及び３Ａ〜３Ｄの実施形態に従った形成方法における工程と同じである。シンチレーション光反射層１５を形成させた後、アレイ１３及び光反射層１５を充填したシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等の上にＸ線吸収材料３０を形成する。Ｘ線吸収材料３０に適当な材料としては、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、白金、金、鉛、及びこれらの金属の合金などの高密度金属がある。その他の適当な材料としては、酸化ハフニウムや酸化タングステンなどの高密度化合物がある。次いで、このＸ線吸収材料３０上にフォトレジスト層２７を形成する。
【００４９】
図４Ｂに示すように、フォトレジストを形成させた後、フォトレジスト層２７をシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等内のシンチレーション光反射層１５の領域を遮蔽する最終的なＸ線吸収層のパターンを有するフォトマスク３２を通して露光させることが好ましい。このフォトマスク３２は、露光用放射がフォトマスク３２を通過できない不透明領域３２ａと、この不透明領域３２ａの間にあり露光用放射が通過することができる透明領域とを含んでいる。図４Ｂのフォトマスク３２は、続いて未露光のフォトレジスト領域が除去されるネガティブ・フォトレジストを露光するのに適当である。しかし、シンチレータ間領域の間の領域の上にあるフォトレジスト領域を露光するようなポジティブ・フォトレジスト及びフォトマスクを使用することもでき、この露光を受けたフォトレジストは次いで除去される。
【００５０】
図４Ａ〜４Ｄの実施形態では、Ｘ線吸収材料３０が典型的には露光用放射を阻止してしまうため、フォトレジスト層２７をシンチレータ間領域を透過させて露光するのではなく、フォトマスク３２を透過させて露光することが好ましい。Ｘ線吸収材料が露光用放射に対して透明である場合には、他の実施形態の場合と同様に、シンチレータ間領域を透過させて露光用放射を導くことによりそのフォトレジスト層２７を露光させることができる。
【００５１】
露光用放射はフォトマスク３２を透過させてフォトレジスト２７に導き、最終的なＸ線吸収層に対するフォトレジスト層２７のパターンを露光させる。具体的には、フォトレジスト層２７の第１のレジスト領域２７ａは最終的なＸ線吸収層２のパターンを有している。第１のレジスト領域２７ａはシンチレーション光反射層１５を充填したシンチレータ間領域を覆いかつこの領域にアラインメントされる。フォトレジスト層２７のうち第１のレジスト領域２７ａ以外の領域が第２のレジスト領域２７ｂである。フォトリソグラフィ(photolithography)の技術分野でよく知られるような、ポジティブ・フォトレジストとネガティブ・フォトレジストのいずれを用いることもできる。ポジティブ・フォトレジストを使用する場合には、露光の工程の間に、第２のレジスト領域２７ｂは露光を受けるが、第１のレジスト領域２７ａは露光を受けない。ネガティブ・フォトレジストを使用する場合には、第１のレジスト領域２７ａは露光を受けるが、第２のレジスト領域２７ｂは露光を受けない。いずれの場合でも、その露光の工程の後に、第２のレジスト領域２７ｂは除去するが、第１のレジスト領域２７ａは図４Ｃに示すようにエッチング用マスクとして残留させる。第２のレジスト領域を除去するための技法は周知であり、例えば、Ｓ．Ｗｏｌｆらによる「Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ＶＬＳＩ Ｅｒａ， Ｖｏｌｕｍｅ １： Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（Ｌａｔｔｉｃｅ Ｐｒｅｓｓ，１９８６）の第１２〜１４章に検討されている。
【００５２】
次いで、第１のレジスト領域２７ａをエッチング用マスクとして用いてＸ線吸収材料３０をエッチングし、これにより図４Ｄに示すようにＸ線吸収層２をパターン形成する。エッチングに適当な技法としては、湿式化学エッチングや、プラズマ・エッチングなどの乾式化学エッチングがある。これに続き、完成したＸ線吸収層は残しながら、第１のレジスト領域を除去する。
【００５３】
図７Ａ〜７Ｄは、本発明の別の実施形態に従ったＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの形成方法の工程を図示したものである。この実施形態において複数のシンチレータ・ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃのアレイ１３及びシンチレーション光反射層１５を形成する工程は、図２Ａ〜２Ｃの実施形態に従った方法における工程と同じである。シンチレーション光反射層１５を形成させた後、アレイ１３及び光反射層材料を充填したシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等の上に放射線硬化可能層４７を形成する。放射線硬化可能層４７は、Ｘ線、ＵＶ、青色放射などの放射により硬化する任意の材料とすることができる。例えば、放射線硬化可能層４７は、フォトレジスト、放射線硬化可能エポキシ、または放射線硬化可能インクとすることができる。図７Ａ〜７Ｄに従った本発明の態様では、その放射線硬化可能層４７は最終的にはパターン形成させてＸ線保護シールドに対するアラインメント層を形成することになるため、放射線硬化可能層４７は高密度Ｘ線吸収材料を含む必要がない。しかし、所望であれば、放射線硬化可能層４７が高密度Ｘ線吸収材料を含むことができる。
【００５４】
Ｘ線、ＵＶまたは青色放射により硬化を受ける放射線硬化可能層材料の場合、高純度のＹ2Ｏ3やＧｄ2Ｏ3、あるいは珪酸ルテチウムなどのＣｅドープの酸化物といったＵＶまたは青色発光のシンチレータを硬化可能材料に添加し、図２Ａ〜２Ｃの実施形態の場合と同様にＸ線フラックスのある部分をＵＶまたは青色光に変換させることによって、硬化可能材料をより効率よく硬化させることができる。
【００５５】
放射線硬化可能層４７を形成させた後、図７Ｂに示すように、放射線硬化可能層４７をＸ線放射に対して選択的に露光させ、シンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等を覆いかつこの領域に自己アラインメントした第１の領域４８を選択的に形成する。図７Ｂには、Ｘ線放射に対する露光を受ける第１の領域４８と、Ｘ線放射に対する露光を受けない第２の領域４９とを示している。露光用放射は、放射線硬化可能層４７とは反対の側からシンチレータ・パックに導入し、シンチレータ・ピクセルにより第２の領域４９が露光用Ｘ線から遮蔽されるようにすることが好ましい。Ｘ線放射の代わりに、ＵＶまたは青色光のいずれかを適宜用いることにより、放射線硬化可能層４７を露光させることもできる。
【００５６】
図７Ｂには、シンチレータ間領域を透過させて導かれる硬化用放射を示している。別法として、硬化用放射は、図４Ａ〜４Ｄの実施形態に示したのと同様に、フォトマスクを透過させて放射線硬化可能層４７に導くこともできる。この場合には、第１の領域４８と第２の領域４９のうちのいずれかを硬化用放射に対して露光させる。例えば、放射線硬化可能層４７をポジティブ・フォトレジストで製作する場合には、第２の領域が硬化用放射により露光されるようにし、さらに図４Ａ〜４Ｄの実施形態に関して説明したように第２の領域を除去する。
【００５７】
図７Ｃは、第２の領域４９を除去する工程を図示したものである。第２の領域４９は、図２Ａ〜２Ｃ、３Ａ〜３Ｄ、及び４Ａ〜４Ｄの実施形態に関して説明した方法により除去することができる。図７Ｃは、第１の領域４８をアラインメント層５０として残しながら、第２の領域４９が除去されることを示している。別法として、第２の領域を除去する前に第１の領域４８を除去し、アラインメント層５０は、第２の領域の間に材料を形成することにより、第１の領域４８の材料以外の材料により形成することもできる。この場合、第２の領域の間に形成する材料は、これまでの実施形態に関して説明したのと同様に、例えば、スパッタリング、無電解めっき、蒸着、及び化学蒸着法などの方法により形成することができる。
【００５８】
図７Ｄはアラインメント層５０を覆いかつこの層５０とアラインメントさせたＸ線保護シールド５１を形成する工程を図示したものである。アラインメント保護シールド５１は、例えば、コリメータ・アセンブリのプレート間に張ったワイヤやプレートで構成されることがある。このアラインメント層５０により、アラインメント層５０を覆う（したがって、シンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び１４ｄを覆う）Ｘ線保護シールド５１に対する精密なアラインメントが可能となる。このアラインメント保護シールドは、例えば、タングステンにより製作される。
【００５９】
図８Ａ〜８Ｃは、本発明の別の実施形態に従ったＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックを形成する方法における工程を図示したものである。この実施の形態によれば、Ｘ線吸収性の硬化可能インク並びにスクリーニング処理を用いてシンチレータ・パックのＸ線損傷シールドを形成させている。この実施形態において複数のシンチレータ・ピクセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃのアレイ１３及びシンチレーション光反射層１５を形成する工程は、図２Ａ〜２Ｃの実施形態に従った方法における工程と同じである。シンチレーション光反射層１５を形成させた後、Ｘ線吸収性の硬化可能インク６２をシンチレータ間領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等の上に選択的に形成する。
【００６０】
図８Ａに示すように、スクリーニング・マスク６０はアレイ１３の近傍でアレイ１３を選択的に覆うようにアラインメントさせ、シンチレータ間領域の上部の領域がスクリーニング・マスク６０の穴６０ａを通して露光されるようにする。次いで、Ｘ線吸収性の硬化可能インク６２をスクリーニング・マスク６０の上に塗布しインク６２により穴６０ａが充たされるようにする。インク６２は、例えば、マスク全体にわたってインクをブレードで均し、穴６０ａにインクを充たすと共に過剰なインク６２をすべて除去することにより塗布する。これにより、図８Ｂに示すように、インク６２がスクリーニング・マスク６０の穴に充たされる。
【００６１】
このＸ線吸収性の硬化可能インク６２は、例えば、Ｃｒｅａｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ，Ｉｎｃ．製のパッド・プリント可能な放射線不透明性インク＃１１４〜２９とすることができる。Ｘ線吸収性の硬化可能インクは、硬化した際に良好なＸ線吸収特性を提供する任意の硬化可能インクとすることができる。この点に関しては、そのＸ線吸収性の硬化可能インクは、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、白金、金、鉛粒子などの高密度粒子と、Ｘ線吸収特性がより低い硬化可能インクとを混合することにより形成することもできる。
【００６２】
Ｘ線吸収性の硬化可能インクで表面をスクリーニング処理した後、図８Ｃに示すように、このインクを硬化させてＸ線吸収層２を形成する。硬化可能インクは、例えば、硬化可能インクを加熱したり、硬化可能インクを青色放射、ＵＶ放射またはＸ線放射で照射したりすることによって、硬化させることができる。硬化可能インクに流れ出す傾向がある場合には、スクリーン・マスク６０は硬化後に除去することが好ましい。流れ出す傾向がない場合には、スクリーン・マスク６０の除去は硬化前と硬化後のいずれでもよい。Ｘ線吸収層２の厚さは、その層のＸ線吸収特性によって異なる。一般に、その層が良好なＸ線吸収特性を有する程、Ｘ線吸収層２をより薄くすることができる。そのＸ線吸収性の硬化可能インク６２がＣｒｅａｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ，Ｉｎｃ．製のパッド・プリント可能な放射線不透明性インク＃１１４〜２９である場合、発明者により、Ｘ線吸収層の好ましい厚さは概ね０．０１０インチであることが分かっている。
【００６３】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャン・システム１００の概要図を図６に示す。このＣＴスキャン・システム１００は、その内部にスキャンを受ける患者すなわち被検体を位置決めするための円筒状のエンクロージャ１１０を備えている。ガントリ１１２は、円筒１１０を囲繞すると共に、この円筒の軸の周りを回転するように構成されている。ガントリ１１２は１全回転にわたって回転しその後復帰するように設計される場合や、連続して回転するように設計される場合がある。いずれによるかはそのガントリ上の電子機器をシステムのそれ以外の部分と接続させるのに使用する方式によって異なる。ガントリ上の電子機器には、扇形状のＸ線ビーム（Ｘ線ファンビーム）を発生させることが好ましいＸ線源１１４が含まれ、このＸ線ファンビームにより、円筒１１０の反対側でガントリ上に装着されたシンチレーション検出器システム１１６を包含させる。Ｘ線源のファン形状パターンは、Ｘ線源及びシンチレーション検出器システム１１６により規定される面内に配置させる。
【００６４】
シンチレーション検出器システム１１６は、Ｘ線ファンビーム面と直角の方向が極めて狭く（すなわち、薄く）なっている。シンチレーション検出器システムの各ピクセル１１８には、シンチレータ材料からなる１本の固体の透明バーと、このシンチレータのバーと光学的に結合されている光検出器ダイオードとが組み込まれている。図１に関して上述したように、これらのピクセルは１つのアレイの形に配列されている。このピクセル・アレイは、図１に関して上述したようにＸ線シールドをもつシンチレータ・パックの一部となっている。
【００６５】
各光検出器ダイオードからの出力は、ガントリ上に装着された演算増幅器（図示せず）に接続されている。各演算増幅器からの出力は、個別のワイヤ１２０によるか、その他の電子機器によるかのいずれかによりコンピュータ断層撮影システム１００に対する主制御システム１５０に接続されている。図示した実施形態では、Ｘ線源に対する電源及びシンチレーション検出器からの信号は、ケーブル１３０により主制御システム１５０とやり取りされる。ケーブル１３０を用いると一般に、ガントリは１回の全回転をした後に元の位置に戻るように制約される。
【００６６】
別法としては、ガントリを連続回転させるのが所望であれば、スリップリングや、光学または無線伝送を用いてガントリの電子機器を主制御システム１５０と接続させることもできる。このタイプのＣＴスキャン・システムでは、そのシンチレータ材料は、入射Ｘ線を、光検出器ダイオードによる検出を受けさらに電気信号に変換される蛍光に変換するために使用される、すなわち、入射Ｘ線を、画像抽出やその他の目的での処理が可能な電気信号に変換する手段として使用される。
【００６７】
【実施例１】
この例では、図２Ａ〜２Ｃに示す本発明の実施形態に従って、タングステン入りエポキシをＸ線吸収性前駆材料として使用した。厚さが概ね２ｍｍ（Ｘ線の方向に）、幅が１．５ｍｍ、奥行が２ｍｍのＨｉＬｉｇｈｔ（登録商標）複数のシンチレータ・ピクセルからなる線形アレイを設けた。各ピクセルは、チタニア(titania) をドープしたエポキシ製のシンチレーション光反射層により０．０１０インチだけ離隔させた。反射層をもつこのアレイは、８５重量％タングステン充填のＮｏｒｌａｎｄ−６１（登録商標）ＵＶ硬化可能エポキシからなる層によりコーティングした。このエポキシ層の厚さは概ね０．０３０インチとした。このアレイのタングステン充填のエポキシ層と反対の面を１２０ｋＶｐのＸ線に全体で５０秒間露光させ、このタングステン／エポキシ混合物に全体で概ね１５，０００ｒａｄの吸収線量を与えた。次いで、タングステン充填層をアセトンで洗浄し、シンチレーション光反射層の上部に、幅が概ね０．０１２インチで縦の長さが０．０１８インチの硬化させた線状のタングステン充填複合材を形成させた。図５の写真に、シンチレータ間反射体の上部に形成させたタングステン／エポキシ複合材の線を示す。
【００６８】
【実施例２】
この第２例に関する条件は第１例と同様である。しかし、この例では、ＨｉＬｉｇｈｔ（登録商標）シンチレータ・アレイは、ピクセル相互の間の反射体のギャップを０．００４インチ、Ｘ線の方向でのシンチレータの厚さを３ｍｍとした。この場合も全体の照射線量は概ね１５，０００ｒａｄとした。この例では、Ｘ線照射が終了してからアセトンで洗浄して未露光のエポキシを除去するまでに１時間の経過時間をおき、エポキシがより十分に硬化されるようにした。これにより幅が０．００６インチで厚さが０．００４インチである硬化した線状のタングステン／エポキシ複合材が得られた。
【００６９】
本明細書において、例示の目的で好ましい実施形態を列挙してきたが、この記述は本発明の範囲の限定であると見なすべきではない。したがって、請求した発明の概念の精神及び範囲を逸脱することなく、当業者により様々な修正、適応及び変形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの斜視図である。
【図２Ａ】本発明の実施の一形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の一形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図２Ｃ】本発明の実施の一形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図３Ａ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図３Ｂ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図３Ｃ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図３Ｄ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図４Ａ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図４Ｂ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図４Ｃ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図４Ｄ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図５】シンチレータ・アレイのシンチレータ間反射体の上に形成させた、タングステン充填エポキシからなるＸ線吸収層の写真である。
【図６】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックを含むＣＴ装置の一部分の概要斜視図である。
【図７Ａ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図７Ｂ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図７Ｃ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図７Ｄ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図８Ａ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図８Ｂ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【図８Ｃ】本発明の別の実施形態によるＸ線損傷シールドを含むシンチレータ・パックの製作方法を表した略図である。
【符号の説明】
１ シンチレータ・パック
２ Ｘ線吸収層
３ 複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ
３ａ、３ｂ、３ｃ シンチレータ・ピクセル
４ａ、４ｂ、４ｃ シンチレータ間領域
５ シンチレーション光反射層
６ 表面反射体層
１３ 複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ シンチレータ・ピクセル
１４ シンチレータ間領域
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ シンチレータ間領域
１５ シンチレーション光反射層
１６ 表面反射体層部分
１７ Ｘ線吸収性前駆層
１８ 第２の前駆領域
１９ 第１の前駆領域
２７ フォトレジスト層
２７ａ 第１のレジスト領域
２７ｂ 第２のレジスト領域
２８ Ｘ線吸収材料
３０ Ｘ線吸収材料
３２ フォトマスク
３２ａ 不透明領域
４７ 放射線硬化可能層
４８ 第１の領域
４９ 第２の領域
５０ アラインメント層
５１ Ｘ線保護シールド
６０ スクリーニング・マスク
６０ａ スクリーニング・マスクの穴
６２ Ｘ線吸収性の硬化可能インク
１００ コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャン・システム
１１０ 円筒状エンクロージャ
１１２ ガントリ
１１４ Ｘ線源
１１６ シンチレーション検出器システム
１１８ シンチレーション検出器システムのピクセル
１２０ ワイヤ
１３０ ケーブル
１５０ 主制御システム
Claims (12)
- 複数のシンチレータ・ピクセル（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）のアレイ（１３）のシンチレータ・ピクセル相互の間にあるシンチレータ間領域（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）内にシンチレーション光反射層（１５）を形成する工程と、
前記シンチレータ間領域の上にＸ線吸収層（２）を選択的に形成する工程と、
を含み、
前記選択的に形成する工程がさらに、
複数のシンチレータ・ピクセルのアレイ（１３）及びシンチレータ間領域の上に放射線吸収性前駆層（１７）を形成する工程と、
前記放射線吸収性前駆層（１７）を前記シンチレーション光反射層（１５）を通過した放射線に対して露光させ、これによりシンチレータ間領域（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）を覆う第１の前駆領域（１９）と前記第１の前駆領域相互の間にある第２の前駆領域（１８）とを形成する工程と、
前記第２の前駆領域（１８）を除去する工程と、
を含むシンチレータ・パック（１）の形成方法。 - 前記放射線吸収性前駆層（１７）が、Ｘ線吸収粒子を含有する放射線硬化可能エポキシである、請求項１に記載のシンチレータ・パック形成方法。
- 前記露光における前記放射が、Ｘ線放射及び紫外線（ＵＶ）放射のうちの１つである、請求項２に記載のシンチレータ・パック形成方法。
- 前記Ｘ線吸収粒子が、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、白金、金、鉛、これらの合金、酸化ハフニウム、酸化タングステン、及び酸化鉛から構成される群より選択される材料を含む、請求項２または３に記載のシンチレータ・パック形成方法。
- 前記放射線吸収性前駆層（１７）が紫外線（ＵＶ）または青色発光性のＸ線シンチレータ材料を含む、請求項１に記載のシンチレータ・パック形成方法。
- 前記ＵＶ発光性Ｘ線シンチレータ材料が、セリウム・ドープの酸化物、Ｙ2Ｏ3、及びＧｄ2Ｏ3のうちの１つである、請求項５に記載のシンチレータ・パック形成方法。
- 複数のシンチレータ・ピクセル（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）のアレイ（１３）のシンチレータ・ピクセル相互の間にあるシンチレータ間領域（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）内にシンチレーション光反射層（１５）を形成する工程と、
前記シンチレータ間領域の上に放射線吸収層（２）を選択的に形成する工程と、
を含み、
前記選択的に形成する工程がさらに、前記シンチレータ・ピクセル（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）のアレイ（１３）及びシンチレータ間領域（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）の上にフォトレジスト層（２７）を形成する工程と、
前記フォトレジスト層（２７）を前記シンチレーション光反射層（１５）を通過した放射線に対して露光させ、これにより前記シンチレータ間領域を覆う第１のレジスト領域（２７ａ）と、
前記第１のレジスト領域の間にある第２のレジスト領域（２７ｂ）とを形成する工程と、を含んでいる、シンチレータ・パック形成方法。 - 前記選択的に形成する工程がさらに、シンチレータ間領域を覆って形成した前記第１のレジスト領域（２７ａ）は除去し、前記第２のレジスト領域（２７ｂ）は残留させる工程と、前記第２のレジスト領域（２７ｂ）と前記シンチレータ間領域の上に放射線吸収材料（２８）を形成する工程と、前記第２のレジスト領域（２７ｂ）を除去してシンチレータ間領域（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）の上に放射線吸収層（２）を選択的に形成する工程と、を含んでいる、請求項７に記載のシンチレータ・パック形成方法。
- 前記放射線吸収材料（２８）が、蒸着、スパッタリング、無電解めっき、及び化学蒸着法のうちの１つによって、第２のレジスト領域（２７ｂ）及びシンチレータ間領域（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）の上に形成されている、請求項７または８に記載のシンチレータ・パック形成方法。
- 前記第２のレジスト領域（２７ｂ）を除去することにより、第２のレジスト領域の上の放射線吸収材料（２８）も除去している、請求項８に記載のシンチレータ・パック形成方法。
- 複数のシンチレータ・ピクセル（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）のアレイ（１３）のシンチレータ・ピクセル相互の間にあるシンチレータ間領域（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）内にシンチレーション光反射層（１５）を形成する工程と、
前記シンチレータ間領域の上に放射線吸収層（２）を選択的に形成する工程と、
を含み、
前記選択的に形成する工程がさらに、シンチレータ間領域（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）にアラインメントさせた穴（６０ａ）をもつスクリーニング・マスク（６０）を設ける工程と、シンチレータ間領域とアラインメントさせた前記穴（６０ａ）内にＸ線吸収性の硬化可能インク（６２）を塗布する工程と、前記Ｘ線吸収性の硬化可能インク（６２）を前記シンチレーション光反射層（１５）を通過した放射線に対して露光させて、硬化させる工程と、を含んでいる、シンチレータ・パック形成方法。 - 前記放射線吸収層（２）を選択的に形成する工程の前に、シンチレーション光反射層（１５）により前記シンチレーション・ピクセルを覆う工程を含んでいる、請求項１乃至１１のいずれかに記載のシンチレータ・パック形成方法。
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