JP5466513B2 - 放射線検出システム及びｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線、γ線等の放射線を検出する放射線検出器及びＤＡＳ基板の配置及び接続構造に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体の周囲からＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線の強度に関するデータをＸ線検出器にて収集し、収集したデータに基づいて被検体内部のＸ線吸収係数の分布情報を画像化する装置である。
上述のＸ線検出器としては、セラミックシンチレータ等の蛍光体素子（以下、シンチレータ素子という）とフォトダイオード素子とを組み合わせた間接変換型検出器が主流となっている。また、Ｘ線検出器は、複数のシンチレータ素子とフォトダイオード素子とをアレイ状に備えた検出器モジュールを複数、Ｘ線管焦点を中心とした円弧状に並べた構造が多く採用されている。

また近年では、ＣＴ断層像の面内に沿ったチャネル方向と、これに直交し、被検体の体軸方向に沿ったスライス方向とに、上述のシンチレータ素子及びフォトダイオード素子を配列したマルチスライス検出器が開発されている。マルチスライス検出器のスライス方向の素子数は、１６、３２、６４、・・・のように増加してきており、その結果、病院や検査施設等には様々なスライス数のＸ線ＣＴ装置が混在するようになってきている。

ところで、上述の検出器モジュールは、入射したＸ線の強度に応じてＸ線計測信号を発生する。このアナログ信号であるＸ線計測信号は、データ収集システム（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；以下、ＤＡＳという）にて収集され、ディジタル信号に変換され、画像処理される。
近年、Ｘ線ＣＴ装置におけるＤＡＳは、複数のフォトダイオード素子に対応した数の積分器、電流電圧変換器、及びＡ／Ｄ変換器等を１個のＡＳＩＣチップ（以下、ＤＡＳチップ）としたものが開発されており、このＤＡＳチップと、制御用の信号を入力するための回路及び電源回路等とを備えることによりＤＡＳ基板が構成される。ＤＡＳ基板は小型化が図られ、これにより上述の検出器モジュールと、ＤＡＳ基板とを連結した一体構造をとることが可能となり、これをチャネル方向に複数配列することにより、放射線検出システムが構成されている。このような一体構造の放射線検出システムについては、特許文献１に記載されている。

特開２００３−６６１４９号公報

しかしながら、上述したような、スライス数に応じた各々専用の検出器モジュールと、そのスライス数に対応した専用のＤＡＳ基板とを一体的に構成した放射線検出システムでは、スライス数の異なる機種で、それぞれ専用の検出器モジュールとＤＡＳ基板とを開発していた。そのため、相応の開発期間や開発費用が必要であった。また、個々の検出器モジュールとＤＡＳ基板には専用の生産ラインが必要であった。更に、各検出器モジュール１つに対してＤＡＳ基板が１つ必要であるため、システム全体としては多数の部品が必要となり、製造原価増大の要因となっていた。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、１つのＤＡＳ基板に対して異なるスライス数の検出器モジュールを共通に用いることを可能とし、これにより開発及び製造コストを抑えることが可能な放射線検出システム及びＸ線ＣＴ装置を提供することを目的としている。

前述した目的を達成するために第１の発明は、放射線を検出し、放射線強度に応じた電気信号を出力する検出素子を、スライス方向及びチャネル方向にそれぞれ複数配列した検出器モジュールと、前記検出器モジュールの各検出素子から出力される電気信号を伝送するフレキシブルケーブルと、前記フレキシブルケーブルによって伝送された電気信号をディジタル信号に変換するＤＡＳ基板と、を備えた放射線検出システムであって、前記ＤＡＳ基板は、１つまたは複数の前記検出器モジュールから引き出される前記フレキシブルケーブルを接続するためのコネクタを複数有し、１つの検出器モジュール、または複数並設された検出器モジュールのチャネル方向中央部であって、前記検出素子の配設された面の裏面側に、前記ＤＡＳ基板を立設し、前記ＤＡＳ基板のコネクタを、前記ＤＡＳ基板の表面及び裏面に、前記ＤＡＳ基板を対称面として前記チャネル方向に対称となるように、それぞれ同数設け、前記ＤＡＳ基板の片面に並設する複数のコネクタを、前記複数のコネクタ同士の中心間を結ぶ直線に垂直な直線を対称軸に線対称となるように配置し、異なるスライス数の前記検出器モジュールに対して１つの前記ＤＡＳ基板を共通に用いることが可能であることを特徴とする放射線検出システムである。
第２の発明は、放射線を検出し、放射線強度に応じた電気信号を出力する検出素子を、スライス方向及びチャネル方向にそれぞれ複数配列した検出器モジュールと、前記検出器モジュールの各検出素子から出力される電気信号を伝送するフレキシブルケーブルと、前記フレキシブルケーブルによって伝送された電気信号をディジタル信号に変換するＤＡＳ基板と、を備えた放射線検出システムであって、前記ＤＡＳ基板は、１つまたは複数の前記検出器モジュールから引き出される前記フレキシブルケーブルを接続するためのコネクタを複数有し、１つの検出器モジュール、または複数並設された検出器モジュールのチャネル方向中央部であって、前記検出素子の配設された面の裏面側に、前記ＤＡＳ基板を立設し、前記ＤＡＳ基板の表面及び裏面に設けられたコネクタが、スライス方向を対称軸として１８０°回転しても回転前と同じ配置になるように配置され、前記ＤＡＳ基板の片面に並設する複数のコネクタを、前記複数のコネクタ同士の中心間を結ぶ直線に垂直な直線を対称軸に線対称となるように配置し、異なるスライス数の前記検出器モジュールに対して１つの前記ＤＡＳ基板を共通に用いることが可能であることを特徴とする放射線検出システムである。
第３の発明は、放射線を検出し、放射線強度に応じた電気信号を出力する検出素子を、スライス方向及びチャネル方向にそれぞれ複数配列した検出器モジュールと、前記検出器モジュールの各検出素子から出力される電気信号を伝送するフレキシブルケーブルと、前記フレキシブルケーブルによって伝送された電気信号をディジタル信号に変換するＤＡＳ基板と、を備えた放射線検出システムであって、前記ＤＡＳ基板は、複数の前記検出器モジュールから引き出される前記フレキシブルケーブルを接続するためのコネクタを複数有し、チャネル方向に複数並設された検出器モジュールのチャネル方向中央部であって、前記検出素子の配設された面の裏面側に、前記ＤＡＳ基板を立設し、異なるスライス数の前記検出器モジュールに対して１つの前記ＤＡＳ基板を共通に用いることが可能であることを特徴とする放射線検出システムである。

第４の発明は、Ｘ線源と、前記Ｘ線源に対して対向配置されたＸ線検出システムと、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出システムとを保持し被検体周囲に回転駆動される回転板と、前記Ｘ線検出システムにて検出されたＸ線の強度に基づき、前記被検体の断層像を再構成する画像再構成手段と、を備えたＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出システムは、第１の発明乃至第３の発明のいずれかの放射線検出システムであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。

本発明により、１つのＤＡＳ基板に対して異なるスライス数の検出器モジュールを共通に用いることができ、これにより開発及び製造コストを抑えることが可能な放射線検出システム及びＸ線ＣＴ装置を提供できる。

６４スライス検出器モジュール１１０ＡとＤＡＳ基板１２０との配置及び接続構造を示す図であって、（ａ）チャネル方向を正面とした図（ｂ）スライス方向を正面とした図 ３２スライス検出器モジュール１１０ＢとＤＡＳ基板１２０との配置及び接続構造を示す図であって、（ａ）チャネル方向を正面とした図（ｂ）スライス方向を正面とした図 １６スライス検出器モジュール１１０Ｃ，１１０ＤとＤＡＳ基板１２０との配置及び接続構造を示す図であって、（ａ）チャネル方向を正面とした図（ｂ）スライス方向を正面とした図 本発明のＤＡＳ基板１２０の一例であって、（ａ）側面を正面とした図（ｂ）表面（または裏面）を正面とした図 ６４スライス検出器モジュール１１０Ａのフレキシブルケーブル１１４の折り畳み例 ３２スライス検出器モジュール１１０Ｂのフレキシブルケーブル１１４の折り畳み例 １６スライス検出器モジュール１１０Ｃ，１１０Ｄのフレキシブルケーブル１１４の折り畳み例 Ｘ線ＣＴ装置１０全体のハードウエアブロック図

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
まず、図１〜図７を参照して、本発明に係る放射線検出システムについて説明する。

本発明の放射線検出システムは、例えば、図１の放射線検出システム１、図２の放射線検出システム２、図３の放射線検出システム３の配置・接続形態を含む。

図１は、６４スライス検出器モジュール１１０ＡをＤＡＳ基板１２０に接続した放射線検出システム１、図２は、３２スライス検出器モジュール１１０Ｂを１つのＤＡＳ基板１２０に対して２つ接続した放射線検出システム２、図３は、１６スライス検出器モジュール１１０Ｃ，１１０Ｄを１つのＤＡＳ基板１２０に対してそれぞれ２つずつ、計４つ接続した放射線検出システム３を示している。
図１〜図３において、（ａ）はチャネル方向を正面とした図であり、（ｂ）はスライス方向を正面とした図である。
以下の説明において、検出器モジュール１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄについて、スライス数毎に分けて表現する必要がない場合は、検出器モジュール１１０として表すこととする。

図１〜図３に示すように、放射線検出システム１，２，３は、検出器モジュール１１０、ＤＡＳ基板１２０、検出器モジュール１１０とＤＡＳ基板１２０とを電気的に接続するためのフレキシブルケーブル１１４、検出器モジュール１１０とＤＡＳ基板１２０とを連結するための基板保持部材１１５と、必要に応じモジュール連結部材１１６と、を備えて構成される。

各検出器モジュール１１０は、図１〜図３に示すように、フォトダイオード保持基板１１１と、フォトダイオード保持基板１１１上に設置され、フォトダイオード素子がチャネル方向及びスライス方向の２次元に配列されたフォトダイオード素子アレイ１１２と、フォトダイオード素子アレイ１１２上に設置され、シンチレータ素子がチャネル方向及びスライス方向の２次元に配列されたシンチレータ素子アレイ１１３とを備える。以下の説明では、シンチレータ素子アレイ１１３側を検出器モジュール１１０の表面または上面とし、その反対面となるフォトダイオード保持基板１１１の裏側の面を、検出器モジュール１１０の裏面または下面と呼ぶ。

本発明の放射線検出システム１，２，３は、図１〜図３に示すように、同一のＤＡＳ基板１２０に対して、スライス数の異なる検出器モジュール１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ（１１０Ｄ）を共通に使用する。このため、ＤＡＳ基板１２０には、検出器モジュール１１０から引き出されたフレキシブルケーブル１１４を接続するためのコネクタ１２２が複数備えられる。

ＤＡＳ基板１２０と、検出器モジュール１１０との好適な配置例及び接続例を説明する。

図１〜図３の例では、いずれも、１つの検出器モジュール１１０Ａ、または複数並設された検出器モジュール１１０Ｂ（１１０Ｃ，１１０Ｄ）のチャネル方向中央部であって、検出器モジュール１１０の裏面側に、ＤＡＳ基板１２０が立設されている。
また、ＤＡＳ基板１２０の表面及び裏面にそれぞれ同数設けられた複数のコネクタ１２２に対して、フレキシブルケーブル１１４が接続されている。

なお、図１〜図３では、各検出器モジュール１１０はチャネル方向に直線状に並べられているが、これらの放射線検出システム１，２，３をＸ線ＣＴ装置１０の回転板等に搭載する場合には、各検出器モジュール１１０は円弧状に並べられることとなる。

図１の放射線検出システム１では、図１（ａ）に示すように、検出器モジュール１１０のチャネル方向を正面にみると、チャネル方向をＤＡＳ基板１２０の表裏の方向として、各検出器モジュール１１０Ａのチャネル中央位置に、ＤＡＳ基板１２０が基板保持部材１１５によって立設されている。基板保持部材１１５は、ＤＡＳ基板１１５の一端面に着脱可能に取り付けられている例を示しているが、この例に限定されない。また、検出器モジュール１１０Ａは、ＤＡＳ基板１２０を軸としてチャネル方向に対称となるように配置される。図中、一点鎖線は対称軸を示している。

フレキシブルケーブル１１４は、後述するように、検出器モジュール１１０Ａの下面に設けられ、チャネル方向両端から引き出され、ＤＡＳ基板１２０の表裏に設けられたコネクタ１２２にそれぞれ接続される。
フレキシブルケーブル１１４の先端部にも、コネクタ１２２に対応した数のコネクタが設けられる。図１の例では、ＤＡＳ基板１２０の片面２個のコネクタ１２２に、一方のフレキシブルケーブル１１４が接続されるため、各フレキシブルケーブル１１４の先端に２つずつ、計４つのコネクタが設けられることとなる。

また、図１（ｂ）に示すように、スライス方向を正面としてみると、検出器モジュール１１０Ａのスライス方向の中央位置で対称となるように、ＤＡＳ基板１２０が配置されている。
コネクタ１２２の形状は、スライス方向で対称であることが好適である。コネクタ１２２のスライス方向の配置箇所は、ＤＡＳ基板１２０上のどの位置であってもよい。ただし、上述したように、チャネル方向（すなわち、ここではＤＡＳ基板１２０の表裏方向）にはコネクタ１２２が対称に配置されていることが望ましい。また、後述するが、上下方向でもコネクタ１２２が対称に配置されていることが好ましい。
なお、図１（ｂ）では、フレキシブルケーブル１１４は省略されている。

ここで、各検出器モジュール１１０Ａのチャネル数を２４チャネルとすると、素子数は、６４スライス×２４チャネル＝１５３６個である。従って、フレキシブルケーブル１１４には計１５３６本の信号線と、例えば６４本のグランド線とが通っている。これをチャネル方向に等分し、フレキシブルケーブル１１４によって伝送し、ＤＡＳ基板１２０の４個の４００ピンコネクタ１２２に接続する。

また、図２の放射線検出システム２では、図２（ａ）に示すように、２つの検出器モジュール１１０Ｂ，１１０Ｂが、モジュール連結部材１１６によってチャネル方向に連結して並べられ、これらの検出器モジュール１１０Ｂの中央位置にＤＡＳ基板１２０が基板保持部材１１５によって支持されている。図１と同様に、基板保持部材１１５は、ＤＡＳ基板１２０の一端面に着脱可能に取り付けられるが、この例に限定されない。ＤＡＳ基板１２０は、その表裏の方向がチャネル方向となるように配置される。また２つの検出器モジュール１１０Ｂ，１１０Ｂは、ＤＡＳ基板１２０を軸としてチャネル方向に対称となるように配置される。

図２において、フレキシブルケーブル１１４は、各検出器モジュール１１０Ｂの下面に設けられ、チャネル方向両端から引き出され、ＤＡＳ基板１２０の表裏のコネクタ１２２にそれぞれ接続される。なお、後述するが、フレキシブルケーブル１１４が、各検出器モジュール１１０Ｂの左右端からそれぞれ引き出されていてもよい。
フレキシブルケーブル１１４の先端部にも、コネクタ１２２に対応した数のコネクタが設けられる。図２の例では、ＤＡＳ基板１２０の片面２個のコネクタ１２２に、１つの検出器モジュール１１０Ｂから引き出された２本のフレキシブルケーブル１１４が接続されるため、各フレキシブルケーブル１１４の先端には１つずつコネクタが設けられることとなる。

また、図２（ｂ）に示すようにスライス方向を正面としてみると、図１（ｂ）と同様に、検出器モジュール１１０Ｂのスライス方向の中央位置で対称となるようにＤＡＳ基板１２０が配置されている。コネクタ１２２の形状は、スライス方向で対称とすることが好適である。コネクタ１２２のスライス方向の配置箇所は、基板上のどの位置であってもよい。ただし、チャネル方向にはコネクタ１２２が対称に配置されていることが望ましく、上下方向でもコネクタ１２２が対称に配置されていることが望ましい。
なお、図２（ｂ）において、フレキシブルケーブル１１４は省略されている。

ここで、各検出器モジュール１１０Ｂのチャネル数を２４チャネルとすると、素子数は、１つのモジュールで、３２スライス×２４チャネル＝７６８個である。従って、フレキシブルケーブル１１４には７６８本の信号線と、例えば３２本のグランド線とが通っている。これをチャネル方向両端側から等分に伝送し、ＤＡＳ基板１２０の片面の２個の４００ピンコネクタ１２２に接続する。
一方、ＤＡＳ基板１２０は、図１と同一のものであり、１５３６本のアナログ信号入力ラインを有している。このため、図２（ａ）に示すように、１つのＤＡＳ基板１２０に対して、２つの３２スライス検出器モジュール１１０Ｂを接続できる。

また、図３の放射線検出システム３では、図３（ａ）に示すように、４つの検出器モジュール１１０Ｃ，１１０Ｃ，１１０Ｄ，１１０Ｄが、モジュール連結部材１１６によってチャネル方向に連結して並べられ、その中央位置にＤＡＳ基板１２０が基板保持部材１１５によって支持されている。基板保持部材１１５は、ＤＡＳ基板１２０の一端面に取り付けられている例を示しているが、これに限定されない。

ＤＡＳ基板１２０は、その表裏の方向がチャネル方向となるように配置される。また４つの検出器モジュール１１０Ｃ，１１０Ｄは、ＤＡＳ基板１２０を軸としてチャネル方向に対称に配置される。すなわち、ＤＡＳ基板１２０の表面（または裏面）側に検出器モジュール１１０Ｃが２つ、ＤＡＳ基板１２０の裏面（または表面）側に検出器モジュール１１０Ｄが２つ並べられる。

フレキシブルケーブル１１４は、後述するように、各検出器モジュール１１０Ｃ，１１０Ｄの下面に設けられ、検出器モジュール１１０Ｃのフレキシブルケーブル１１４については、チャネル方向右端からＤＡＳ基板１２０の表面（または裏面）のコネクタ１２２に接続され、検出器モジュール１１０Ｄのフレキシブルケーブル１１４については、チャネル方向左端から引き出されＤＡＳ基板１２０の裏面（または裏面）のコネクタ１２２に接続される。
各フレキシブルケーブル１１４の先端部にも、コネクタ１２２に対応した数のコネクタが設けられる。図３の例では、ＤＡＳ基板１２０の片面２個のコネクタ１２２に、２つの検出器モジュール１１０Ｃ，１１０Ｃ（または１１０Ｄ，１１０Ｄ）から引き出された２本のフレキシブルケーブル１１４が接続されるため、各フレキシブルケーブル１１４の先端には１つずつコネクタが設けられることとなる。

また、図３（ｂ）に示すようにスライス方向を正面としてみると、検出器モジュール１１０Ｃ（または１１０Ｄ）のスライス方向の中央位置で対称となるように、ＤＡＳ基板１２０が配置されている。コネクタ１２２の形状は、スライス方向で対称とすることが好適である。また、コネクタ１２２のスライス方向の配置箇所は、基板上のどの位置であってもよい。ただし、チャネル方向にはコネクタ１２２が対称に配置されていることが望ましく、また、上下方向でもコネクタ１２２が対称に配置されていることが望ましい。
なお、図３（ｂ）では、フレキシブルケーブル１１４は省略されている。

ここで、各検出器モジュール１１０Ｃ，１１０Ｄのチャネル数を２４チャネルとすると、素子数は１つのモジュールで、１６スライス×２４チャネル＝３８４個である。従って、フレキシブルケーブル１１４には３８４本の信号線と、例えば１６本のグランド線とが通っている。これをチャネル方向一端側から伝送し、ＤＡＳ基板１２０の片面の１個の４００ピンコネクタ１２２に接続する。
一方、ＤＡＳ基板１２０は、図１と同一のものであり、１５３６本のアナログ信号入力ラインを有している。このため、図３（ａ）に示すように、１つのＤＡＳ基板１２０に対して、４つの１６スライス検出器モジュール１１０Ｃ，１１０Ｄを接続可能となる。

図４（ａ）はＤＡＳ基板１２０の側面を正面とした図、図４（ｂ）はＤＡＳ基板１２０の表面（または裏面）を正面とした図である。
図４に示すように、ＤＡＳ基板１２０は、リジット基板１２１と、リジット基板１２１上に設けられた複数のコネクタ１２２とから構成される。リジット基板１２１には、積分器、電流電圧変換器、及びＡ／Ｄ変換器等を備えたＤＡＳチップと、制御用信号を入力するための回路と、電源回路等とが設けられる。

ＤＡＳ基板１２０に複数のコネクタ１２２を設けることにより、１つのＤＡＳ基板１２０に対して１つまたは複数の検出器モジュール１１０が電気的に接続可能となるとともに、これらの検出器モジュール１１０を自在に着脱できるようになる。

また、図４に示す例では、コネクタ１２２はＤＡＳ基板１２０の表面と裏面とに２つずつ、計４つ配置される。これは、本実施の形態では放射線検出システム１，２，３が、１つのＤＡＳ基板１２０に対して最大４つの検出器モジュール１１０を接続するように構成したからである。よって、本発明において、コネクタの数は４つに限定されず、ＤＡＳ基板１２０に対する検出器モジュール１１０の接続数、または検出器モジュール１１０から引き出されるフレキシブルケーブル１１４の合計数に応じて変更してもよい。コネクタ１２２の合計数を変更した場合であっても、コネクタ１２２は、ＤＡＳ基板１２０の表面及び裏面にそれぞれ同数、より好ましくは偶数個ずつ設けられることが好ましい。

ただし、ＤＡＳ基板１２０は小型化されることが好ましく、広い面積を占有することとなるコネクタ１２２の数は必要最小限の数とすることが望ましい。
例えば、ＤＡＳ基板１２０に設けられるコネクタの合計数を、このＤＡＳ基板１２０への交換対象とする検出器モジュール１１０の最大スライス数から最小スライス数を除した数とすれば、最適なコネクタ数を得ることができる。

本実施の形態のように、現状では入力数が６４チャネル程度の１５３６本のアナログ信号入力ラインを有するＤＡＳ基板１２０に対して、４００ピンコネクタを表裏面にそれぞれ２つずつ、計４つ程度配置することが好適である。

また、各コネクタ１２２の配置は、あるコネクタ１２２に並設された他のコネクタ１２２に対して、並設した方向で対称とすることが好ましい。例えば、図４（ｂ）に示すように、ＤＡＳ基板１２０の片面に上下にコネクタ１２２を並設する場合は、上下方向で対称となるように配置することが好ましい。ここでいう対称とは線対称であり、その対称軸は、並設された各コネクタの中心間を結ぶ直線に垂直な直線とする。
また、コネクタ１２２の形状もスライス方向に対称性を有することが望ましい。ここでいう対称とは線対称であり、その対称軸は、コネクタの中心を通る直線とする。

対称な形状のコネクタ１２２を、対称に配置することにより、ＤＡＳ基板１２０に対して対称に配置された検出器モジュール１１０との接続が容易となる。
検出器モジュール１１０をＤＡＳ基板１２０に対して対称に配置するのは、検出器モジュール１１０から出力される信号の伝送損失を考慮し、フレキシブルケーブル１１４の長さをそれぞれ同じ長さとすることが好ましいからである。フレキシブルケーブル１１４の長さを同一とすることにより、検出器モジュール１１０についても同一スライス数であれば共通化できる。

フレキシブルケーブル１１４は、検出器モジュール１１０のフォトダイオード保持基板１１１の下面に設けられた面状のケーブルである。上述のように、引き出されたケーブルの長さは同一スライス数の検出器モジュール１１０では同一とすることが望ましい。

図５〜図７では、それぞれフレキシブルケーブル１１４の引き出し方と、ＤＡＳ基板１２０との接続形態に応じた各種折り畳み方が例示されている。

第１のパターン（第１検出器モジュール）は、図５の検出器モジュール１１０Ａ及び図６（ａ），（ｂ）の検出器モジュール１１０Ｂに示すように、検出器モジュール１１０の下面（検出素子を配設した面の裏面）に設けられたフレキシブルケーブル１１４を、検出器モジュール１１０の両端側からそれぞれ引き出したものである。

第２のパターン（第２検出器モジュール）は、図６（ｄ）の検出器モジュール１１０Ｂ３、及び図７（ａ）、（ｃ）の検出器モジュール１１０Ｃのように、検出器モジュール１１０の下面（検出素子を配設した面の裏面）に設けられたフレキシブルケーブル１１４を、検出器モジュール１１０の一端側（図中右側）から引き出したものである。

第３のパターン（第３検出器モジュール）は、図６（ｃ）の検出器モジュール１１０Ｂ２、図７（ｂ）、（ｄ）の検出器モジュール１１０Ｄのように、検出器モジュール１１０の下面（検出素子を配設した面の裏面）に設けられた面状のフレキシブルケーブル１１４を、検出器モジュール１１０の逆の一端側（他端側；（図中左側））から引き出したものである。

フレキシブルケーブル１１４は、ＤＡＳ基板１２０の面を軸として対称な形状となるように折り畳まれる。図５の６４スライス検出器モジュール１１０Ａの場合は、ＤＡＳ基板１２０が６４スライス検出器モジュール１１０Ａのチャネル方向中央部に立設されるので（図１参照）、検出器モジュール１１０Ａの両端から引き出された各フレキシブルケーブル１１４がチャネル方向に左右対称となるように折り畳まれる。

また、図６の３２スライス検出器モジュール１１０Ｂの場合は、２つの並設された３２スライス検出器モジュール１１０Ｂの連結位置がチャネル方向中央部となり、その位置にＤＡＳ基板１２０が立設されるので（図２参照）、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、各検出器モジュール１１０Ｂのフレキシブルケーブル１１４は、それぞれチャネル方向に左右対称に折り畳まれる。
また、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、フレキシブルケーブル１１４が左右で異なる一端から引き出された検出器モジュール１１０Ｂ２、１１０Ｂ３を使用する場合も、これらのフレキシブルケーブル１１４はチャネル方向に左右対称に折り畳まれる。

また、図７の１６スライス検出器モジュール１１０Ｃ，１１０Ｄの場合は、左側から１１０Ｃ、１１０Ｃ、１１０Ｄ，１１０Ｄの順に４つの検出器モジュールが並設され、各検出器モジュールの連結位置のうち、中央の連結位置がチャネル方向中央部となり、その位置にＤＡＳ基板１２０が立設される（図３参照）。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、中央よりの各検出器モジュール１１０Ｃ，１１０Ｄのフレキシブルケーブル１１４は、それぞれチャネル方向に左右対称に折り畳まれ、また、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、両端側の各検出器モジュール１１０Ｃ，１１０Ｄのフレキシブルケーブル１１４についても、それぞれチャネル方向に左右対称に折り畳まれる。

検出器モジュール１１０の端部からフレキシブルケーブル１１４を引き出すことにより、検出器モジュール下面を凹凸のない安定した状態に保つことができ、検出器モジュール１１０の取り扱いが容易となる。
また、フレキシブルケーブル１１４の長さを同一とすることにより、ケーブル長にしたがったアナログ電気信号の伝送損失を同程度とすることができる。

以上のように構成される放射線検出器システム１，２，３の動作について説明する。
図１〜図３の上方（シンチレータ素子アレイ１１３側）から入射したＸ線（放射線）は、シンチレータ素子アレイ１１３に吸収され、可視光に変換される。この可視光の発光により、フォトダイオード素子アレイ１１２は発光強度に応じたアナログ電気信号を発生する。フォトダイオード素子アレイ１１２が発生したアナログ電気信号はフォトダイオード保持基板１１１、フレキシブルケーブル１１４を介してＤＡＳ基板１２０へ伝送される。ＤＡＳ基板１２０へ伝送されたアナログ電気信号はコネクタ１２２を介してリジット基板１２１で読み込まれ、ディジタル信号に変換される。このディジタル信号は、例えば、Ｘ線ＣＴ装置の画像再構成装置へ出力され、ディジタル信号に基づいてＣＴ画像を再構成する。

以上説明したように、第１の実施の形態の放射線検出システム１，２，３は、放射線を検出し、放射線強度に応じた電気信号を出力するシンチレータ素子１１３及びフォトダイオード素子１１２とを組み合わせた検出素子を、スライス方向及びチャネル方向にそれぞれ複数配列した検出器モジュール１１０と、検出器モジュール１１０の各検出素子から出力される電気信号を伝送するフレキシブルケーブル１１４と、フレキシブルケーブル１１４によって伝送された電気信号をディジタル信号に変換するＤＡＳ基板１２０と、を備えている。そして、ＤＡＳ基板１２０に複数のコネクタ１２２が設けられている。このコネクタ１２２に対して、１つまたは複数の検出器モジュール１１０を、フレキシブルケーブル１１４を介して接続することによりＤＡＳ基板１２０と１つまたは複数の検出器モジュール１１０とを電気的に接続する。

従って、ＤＡＳ基板１２０と検出器モジュール１１０との着脱が可能となり、また、共通のＤＡＳ基板１２０で、スライス数の異なる検出器モジュールを使用できるようになる。そのため、スライス数毎に専用にＤＡＳ基板を開発する必要がなくなり、放射線検出システムの開発及び製造コストを抑えることが可能となる。

また、ＤＡＳ基板１２０は、１つの検出器モジュールまたは複数並設された検出器モジュールのチャネル方向中央部であって、前記検出素子の配設された面の裏面側に立設させ、ＤＡＳ基板１２０のコネクタ１２２を、ＤＡＳ基板１２０の表面及び裏面にそれぞれ同数設けることが望ましい。
また、ＤＡＳ基板１２０の各コネクタ１２２は、並設されたコネクタ１２２に対して、その並設した方向で対称となるように配置されることが望ましい。

これにより、ＤＡＳ基板１２０に対して検出器モジュール１１０を対称に配置させ、フレキシブルケーブル１１４の長さを同一とすることが可能となるので、検出器モジュール１１０から出力される信号の伝送損失が各フレキシブルケーブル１１０で同程度となる。

また、ＤＡＳ基板１２０に設けられるコネクタ１２２の合計数は、交換対象とする検出器モジュール１１０の最大スライス数から最小スライス数を除した数とすれば、必要最小限のコネクタ数とすることができ、ＤＡＳ基板１２０の小型化に寄与できるとともに、コストを抑えることが可能となる。

また、検出器モジュール１１０のフレキシブルケーブル１１４を、検出器モジュール１１０の両端側からそれぞれ引き出すことにより、両端でフレキシブルケーブル１１４の長さを同一としつつ、検出器モジュール下面を凹凸のない安定した状態に保つことができ、検出器モジュール１１０の取り扱いが容易となる。
同様に、フレキシブルケーブル１１４が一端側から引き出された検出器モジュール１１０と、他端側から引き出された検出器モジュール１１０とを組み合わせて並設してもよく、この場合も両端でフレキシブルケーブル１１４の長さを同一としつつ、検出器モジュール下面を凹凸のない安定した状態に保つことができ、検出器モジュール１１０の取り扱いが容易となる。

なお、第１の実施の形態において、ＤＡＳ基板１２０のコネクタ１２２は、ＤＡＳ基板１２０の表面及び裏面の同位置に設けられる例について説明したが、ＤＡＳ基板１２０と検出器モジュール１１０との配置に応じて、コネクタの配置箇所を変更してもよい。
例えば、ＤＡＳ基板面と検出器モジュール面とを平行に配置した場合には、コネクタ１２２をＤＡＳ基板１２０の検出器モジュール１１０と対向する面に複数設ける。そして各コネクタ１２２を、並設されたコネクタ１２２とその並設方向で対称となるように配置させる。これにより、上述の実施の形態の効果と同様の効果を得ることが可能となる。

また、上述の実施の形態では、ＤＡＳ基板１２０に対して接続する検出器モジュールを、６４スライスの場合は１対１、３２スライスの場合は１対２、１６スライスの場合は１対４としたが、これに限定されるものではなく、例えば、検出器モジュールの最大スライス数を、１２８スライスまたは２５６スライスのように、増大させてもよい。

［第２の実施の形態］
次に、図８を参照して、本発明の第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１０の構成について説明する。

図８に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１０は、スキャナ１２、寝台１３、及び操作卓１４を備えて構成され、スキャナ１２のＸ線検出器２０５及びＤＡＳ２０６として、第１の実施の形態の放射線検出システム１乃至３を適用する。

スキャナ１２は、Ｘ線管２０１、Ｘ線制御装置２０２、コリメータ２０３、コリメータ制御装置２０４、Ｘ線検出器２０５、ＤＡＳ２０６、回転板２０７、回転板駆動装置２０８、駆動伝達系２１０、駆動制御装置２０９等を備える。

Ｘ線制御装置２０２は、Ｘ線管２０１を制御し、回転板２０７の開口部内に搬送された被検体６に対してＸ線を照射させる。コリメータ２０３はＸ線管２０１から照射されるＸ線を、扇状のファンビームまたは角錐状のコーンビームに成形するものであり、コリメータ制御装置２０４により制御される。被検体６を透過したＸ線はＸ線検出器２０５に入射する。

Ｘ線検出器２０５及びＤＡＳ２０６は、第１の実施の形態の放射線検出システムの検出器モジュール１１０及びＤＡＳ基板１２０であり、シンチレータ素子アレイ１１３側が、被検体６を介してＸ線管２０１と対向するように配置される。
Ｘ線検出器２０５はＸ線管２０１から放射されて被検体を透過したＸ線を検出し、検出した信号（アナログ信号）をＤＡＳ２０６に出力する。
Ｘ線検出器２０５及びＤＡＳ２０６の構成及び動作は、第１の実施の形態と同様である。ＤＡＳ２０６により、収集され、Ａ／Ｄ変換されたＸ線計測データは、操作卓１４の画像処理装置４０２へ入力される。

回転板２０７には、Ｘ線管２０１、コリメータ２０３、Ｘ線検出器２０５、ＤＡＳ２０６等が搭載される。回転板２０７は、回転板駆動装置２０８から駆動伝達系２１０を通じて伝達される駆動力によって回転される。

寝台１３は、天板１５、寝台制御装置３０１、上下動装置３０２、及び天板駆動装置３０３を備えて構成される。寝台制御装置３０１は、上下動装置３０２を駆動することにより、寝台１３を高さ方向に上下動させるとともに、天板駆動装置３０３を駆動することにより天板１５を体軸方向及び体幅方向に移動させる。これにより被検体６をＸ線照射範囲内の適切な位置に搬送する。

操作卓１４は、システム制御装置４０１、画像再構成装置４０２、記憶装置４０４、表示装置４０５、及び操作装置４０６から構成される。操作卓１４はデータ伝送路を介してスキャナ１２に接続される。

表示装置４０５は、液晶パネル、ＣＲＴモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、システム制御装置４０１に接続される。表示装置４０５は画像再構成装置４０２から出力される画像、並びにシステム制御装置４０１が取り扱う種々の情報を表示する。操作装置４０６は、例えば、キーボード、マウス、テンキー等の入力装置、及び各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報をシステム制御装置４０１に出力する。操作者は、表示装置４０５及び操作装置４０６を使用して対話的にＸ線ＣＴ装置１０を操作する。

システム制御装置４０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成される。システム制御装置４０１は、スキャナ１２内のＸ線制御装置２０２、コリメータ制御装置２０４、駆動制御装置２０９に対して所定の制御信号を送信することにより、Ｘ線管２０１、コリメータ２０３、及び回転板２０７を制御する。

画像再構成装置４０２は、スキャナ１２から送信されたＸ線計測データに基づいて、被検体６の断層像を生成する。
記憶装置４０４は、ハードディスク等により構成されるものであり、システム制御装置４０１に接続される。記憶装置４０４には、画像再構成装置４０２が生成する断層像やＸ線ＣＴ装置１０の機能を実現するためのプログラム、データ等を記憶する。

以上のように構成されるＸ線ＣＴ装置１０において、システム制御装置４０１は、Ｘ線制御装置２０２を制御して、被検体６の周囲の複数角度方向からＸ線を照射し、被検体６を透過したＸ線の強度に関するデータをＸ線検出器２０５にて収集し、ＤＡＳ２０６によってディジタル信号に変換し、計測データとして操作卓１４の画像再構成装置４０２へ送出する。画像再構成装置４０２は、収集した計測データに基づいて被検体内部のＸ線吸収係数の分布情報を画像化する。

以上説明したように、第２の実施の形態のＸ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線検出器２０５及びＤＡＳ２０６に、第１の実施の形態の放射線検出システムを用いている。このため、Ｘ線検出器２０５の検出器モジュール１１０を取り替えるだけでスライス数の異なるＸ線ＣＴ装置１０を提供できるようになり、様々なスライス数でシリーズ展開しやすくなる。そのため、スライス数毎に個別にＸ線ＣＴ装置を開発する必要がなくなり、コストを抑えることが可能となり、安価に提供できるようになる。

以上、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
第２の実施の形態では、Ｘ線管が１つの場合について説明したが、本発明は多線源型のＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。また、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体全体をカバーするワイドファンビームを照射しつつＸ線管とＸ線検出器とが一体となり回転する回転−回転方式（Ｒｏｔａｔｅ−Ｒｏｔａｔｅ方式）、電子ビームを電気的に偏向させながらターゲット電極に当てる電子ビーム走査方式（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ方式）、その他の方式のものがあるが、本発明はいずれの方式のＸ線ＣＴ装置にも適用可能である。また、上述の実施の形態では、ガントリータイプのＸ線ＣＴ装置について説明したがＣアーム型のＸ線ＣＴ装置でもよい。また、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１・・・・・６４スライス放射線検出システム
２・・・・・３２スライス放射線検出システム
３・・・・・１６スライス放射線検出システム
１２０・・・・・ＤＡＳ基板
１２１・・・・・リジット基板
１２２・・・・・コネクタ
１１０Ａ・・・・６４スライス検出器モジュール
１１０Ｂ・・・・３２スライス検出器モジュール
１１０Ｃ・・・・１６スライス検出器モジュール
１１０Ｄ・・・・１６スライス検出器モジュール
１１１・・・・・フォトダイオード保持基板
１１２・・・・・フォトダイオード素子アレイ
１１３・・・・・シンチレータ素子アレイ
１１４・・・・・フレキシブルケーブル
１１５・・・・・基板保持部材
１１６・・・・・モジュール連結部材
１０・・・・・Ｘ線ＣＴ装置
１２・・・・・スキャナ
１３・・・・・寝台
１４・・・・・操作卓
６・・・・・被検体
２０１・・・Ｘ線管（Ｘ線源）
２０５・・・Ｘ線検出器
２０６・・・ＤＡＳ
４０１・・・システム制御装置
４０２・・・画像再構成装置
４０４・・・記憶装置
４０５・・・表示装置
４０６・・・操作装置

Claims (7)

1. 放射線を検出し、放射線強度に応じた電気信号を出力する検出素子を、スライス方向及びチャネル方向にそれぞれ複数配列した検出器モジュールと、
   前記検出器モジュールの各検出素子から出力される電気信号を伝送するフレキシブルケーブルと、
   前記フレキシブルケーブルによって伝送された電気信号をディジタル信号に変換するＤＡＳ基板と、を備えた放射線検出システムであって、
   前記ＤＡＳ基板は、１つまたは複数の前記検出器モジュールから引き出される前記フレキシブルケーブルを接続するためのコネクタを複数有し、
   １つの検出器モジュール、または複数並設された検出器モジュールのチャネル方向中央部であって、前記検出素子の配設された面の裏面側に、前記ＤＡＳ基板を立設し、
   前記ＤＡＳ基板のコネクタを、前記ＤＡＳ基板の表面及び裏面に、前記ＤＡＳ基板を対称面として前記チャネル方向に対称となるように、それぞれ同数設け、
   前記ＤＡＳ基板の片面に並設する複数のコネクタを、前記複数のコネクタ同士の中心間を結ぶ直線に垂直な直線を対称軸に線対称となるように配置し、
   異なるスライス数の前記検出器モジュールに対して１つの前記ＤＡＳ基板を共通に用いることが可能であることを特徴とする放射線検出システム。
2. 前記ＤＡＳ基板に設けられるコネクタの合計数は、交換対象とする互いにスライス方向の検出素子数が異なる複数の前記検出器モジュールのうち、スライス方向の検出素子数の最大値を、スライス方向の検出素子数の最小値で除した数とすることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
3. 放射線を検出し、放射線強度に応じた電気信号を出力する検出素子を、スライス方向及びチャネル方向にそれぞれ複数配列した検出器モジュールと、
   前記検出器モジュールの各検出素子から出力される電気信号を伝送するフレキシブルケーブルと、
   前記フレキシブルケーブルによって伝送された電気信号をディジタル信号に変換するＤＡＳ基板と、を備えた放射線検出システムであって、
   前記ＤＡＳ基板は、１つまたは複数の前記検出器モジュールから引き出される前記フレキシブルケーブルを接続するためのコネクタを複数有し、
   １つの検出器モジュール、または複数並設された検出器モジュールのチャネル方向中央部であって、前記検出素子の配設された面の裏面側に、前記ＤＡＳ基板を立設し、
   前記ＤＡＳ基板の表面及び裏面に設けられたコネクタが、スライス方向を対称軸として１８０°回転しても回転前と同じ配置になるように配置され、
   前記ＤＡＳ基板の片面に並設する複数のコネクタを、前記複数のコネクタ同士の中心間を結ぶ直線に垂直な直線を対称軸に線対称となるように配置し、
   異なるスライス数の前記検出器モジュールに対して１つの前記ＤＡＳ基板を共通に用いることが可能であることを特徴とする放射線検出システム。
4. 放射線を検出し、放射線強度に応じた電気信号を出力する検出素子を、スライス方向及びチャネル方向にそれぞれ複数配列した検出器モジュールと、
   前記検出器モジュールの各検出素子から出力される電気信号を伝送するフレキシブルケーブルと、
   前記フレキシブルケーブルによって伝送された電気信号をディジタル信号に変換するＤＡＳ基板と、を備えた放射線検出システムであって、
   前記ＤＡＳ基板は、複数の前記検出器モジュールから引き出される前記フレキシブルケーブルを接続するためのコネクタを複数有し、
   チャネル方向に複数並設された検出器モジュールのチャネル方向中央部であって、前記検出素子の配設された面の裏面側に、前記ＤＡＳ基板を立設し、
   異なるスライス数の前記検出器モジュールに対して１つの前記ＤＡＳ基板を共通に用いることが可能であることを特徴とする放射線検出システム。
5. 前記検出器モジュールは、前記フレキシブルケーブルが前記検出器モジュールのチャネル方向両端側からそれぞれ引き出された第１検出器モジュールであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一項に記載の放射線検出システム。
6. 前記検出器モジュールは、
   前記フレキシブルケーブルが前記検出器モジュールのチャネル方向の一端側から引き出された第２検出器モジュールと、
   前記フレキシブルケーブルが前記検出器モジュールのチャネル方向の他端側から引き出される第３検出器モジュールとであり、
   前記第２及び第３の検出器モジュールを１つの前記ＤＡＳ基板に、前記ＤＡＳ基板を対称面とした鏡面対称に並設したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一項に記載の放射線検出システム。
7. Ｘ線源と、前記Ｘ線源に対して対向配置されたＸ線検出システムと、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出システムとを保持し被検体周囲に回転駆動される回転板と、前記Ｘ線検出システムにて検出されたＸ線の強度に基づき、前記被検体の断層像を再構成する画像再構成手段と、を備えたＸ線ＣＴ装置において、
   前記Ｘ線検出システムは、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の放射線検出システムであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
   

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