JP6077787B2 - 放射線撮像装置及び放射線撮像システム - Google Patents

Description

本発明は、放射線撮像装置及び放射線撮像システムに関する。

大規模画面用の放射線撮像装置の１つとして、各々がセンサアレイを有する複数のセンサユニットを配列し、その上にシンチレータを形成した構造のものがある。各センサユニットの境界部においては、熱等による応力が生じることによってシンチレータが剥離しやすい。

特許文献１には、複数のセンサユニットの上において、その全面にわたって形成された透明膜の上にシンチレータを形成した構造が開示されている。特許文献１に記載の構造によると、シンチレータの形成を容易にし、シンチレータの剥離を防止する。

特開２００２−０４８８７２号公報

放射線撮像装置の大規模化に伴ってシンチレータの剥離等の製造歩留まりが低下する傾向にあり、放射線撮像装置の信頼性をより向上させる技術が求められる。

本発明の目的は、放射線撮像装置の信頼性を向上するのに有利な技術を提供することにある。

本発明の一つの側面は放射線撮像装置にかかり、前記放射線撮像装置は、基板と、各々が複数の光電変換部を含み、前記基板の上に配列された複数のセンサユニットと、前記複数のセンサユニットにおける隣接センサユニット間の隙間および前記複数のセンサユニットの上に配されたシンチレータと、を備え、前記シンチレータは、放射線を光に変換する蛍光体粒子と、前記蛍光体粒子同士を接着するためのバインダーとを含み、前記シンチレータは、前記複数のセンサユニットの上面および前記隙間を形成する前記隣接センサユニットの側面に前記バインダーによって固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、放射線撮像装置の信頼性を向上することができる。

放射線撮像装置の構成例を説明する図。 第１実施形態の断面構造例を説明する図。 他の実施形態の断面構造例を説明する図。 他の実施形態の断面構造例を説明する図。 撮像システムの構成例を説明する図。

図１及び図２を参照しながら、本実施形態の放射線撮像装置Ｉを説明する。図１は、放射線撮像装置Ｉの構成を模式的に示している。放射線撮像装置Ｉは、各々が複数の光電変換部（不図示）を含む複数のセンサユニット３０と、複数のセンサユニット３０を支持するための基板１０と、シンチレータ２０とを備える。シンチレータ２０は、センサユニット３０が配列された基板１０の上に設けられる。

シンチレータ２０に入射した放射線１００は、例えば、被検者（不図示）の体内の情報を有する。この放射線１００は、シンチレータ２０において光に変換され、変換された光はセンサユニット３０に入射する。センサユニット３０に含まれる複数の光電変換部は、例えば、２次元状に配されている。光電変換部には、例えば、非晶質シリコンに形成されたＰＩＮ型センサやＭＩＳ型センサを用いてもよいし、シリコン基板に形成されたＣＭＯＳセンサを用いてもよい。センサユニット３０は光電変換を行い、入射した光の量に応じた電気信号を生成する。この電気信号は、例えば、ＩＯインターフェースを介して信号処理部（不図示）に読み出され、信号処理が為される。このようにして、例えば、被検者の体内についての放射線画像が生成される。また、上述の一連の動作を繰り返し行うことによって、例えば、動画像を取得することも可能である。

図２は、放射線撮像装置Ｉの断面構造を模式的に示している。複数のセンサユニット３０は、例えば、ガラスで構成された基台１０の上において、接着層４０を介して２次元状に配されうる。また、シンチレータ２０の上には、シンチレータ２０で生じた光をシンチレータ２０の側に反射するための反射層５０が配されうる。反射層５０は、例えば、アルミニウムや白色樹脂シートで構成され、シンチレータ２０の上に、粘着材や接着材を介して配されうる。

シンチレータ２０は、センサユニット３０が配列された基板１０の上に、液状で塗布され、その後、加熱により硬化される。シンチレータ２０は、放射線を光に変換する蛍光体粒子２１と、蛍光体粒子２１同士を接着するためのバインダー２２とを含む。蛍光体粒子２１には、例えば、粒径が数十［μｍ］のＧｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂの粉体が用いられうる。バインダー２２は、透過性および接着性を有する材料で構成される。バインダー２２は、例えば、有機系樹脂（エチルセルロースやＰＶＣ等）に蛍光体粒子２１を分散・混合し、蛍光体粒子２１同士をつなぎ合わせる。これにより、シンチレータ２０はシート状に維持される。また、バインダー２２は、センサユニット３０と接することにより、シンチレータ２０と複数のセンサユニット３０とを固定し得る。シンチレータ２０の塗布を行うまで、バインダー２２が所望の粘性を有するように、ターピオネールやブチルカルビトールアセテート等の沸点の高い溶剤が用いられうる。この溶剤は樹脂を溶解しうるため、前述の接着層４０には、当該溶剤に溶解しない接着部材、例えば、シリカ、アルミナゾル等、無機系のものを用いるとよい。

ここで、複数のセンサユニット３０は、例えば、基台１０の上面に接着層４０を貼り合せ、又は、基台１０の上面に接着層４０を塗布し、その上に配列される。配列された複数のセンサユニット３０は撮像領域を形成する。センサユニット３０の配列に際して、センサユニット３０同士が接触することによって破損すること等を避けるため、これらの間には数十ないし数百［μｍ］の間隙が設けられうる。シンチレータ２０は、この撮像領域を覆うように、スクリーン印刷やコーターによる塗布・硬化によって形成されうる。シンチレータ２０は、このセンサユニット３０同士の間隙にも配されている。即ち、シンチレータ２０は、第１部分Ｐ_１（複数のセンサユニット３０の其々と、それと隣接するセンサユニット３０との間に配された部分）と第２部分Ｐ_２（複数のセンサユニット３０及び基板１０の上に配された部分）とを含む。この構造によると、シンチレータ２０とセンサユニット３０とが、バインダー２２によってセンサユニット３０の上面及び側面において強固に固定され、放射線撮像装置Ｉは、熱等による応力耐性が向上する。

以上、本実施形態によると、シンチレータ２０とセンサユニット３０とが、センサユニット３０の上面及び側面において強固に固定され、放射線撮像装置Ｉの応力耐性が向上し、信頼性が向上する。その他、シンチレータ２０と各センサユニット３０とを、センサユニット３０の上面において直接接触させ、この接触面における光の散乱の低減を図ることも可能であり、放射線画像の品質が向上する効果も期待できる。

また、放射線撮像装置Ｉは、図３に例示されるように、接着層４０が各センサユニット３０と基板１０とを接着し、シンチレータ２０と基板１０とは第１部分Ｐ_１において接触する構成にしてもよい。これにより、シンチレータ２０は、バインダー２２によって、センサユニット３０の上面及び側面の他、基板１０との接触面においても固定され、よって、放射線撮像装置Ｉに生じた応力は、基板１０に分散され、緩和されうる。

また、シンチレータ２０は、単一の層ではなく、図４に例示されるように、複数の層で形成されてもよい。この場合、第１部分Ｐ_１におけるシンチレータ２０の蛍光体粒子２６は、第２部分Ｐ_２の少なくとも一部におけるシンチレータ２０の蛍光体粒子２１よりも、径を小さくするとよい。例えば、蛍光体粒子２１の粒径が数十［μｍ］程度であるのに対し、蛍光体粒子２６の粒径は数［μｍ］程度とすればよい。これにより、シンチレータ２０と、各センサユニット１０ないし基板１０との接着性を効果的に向上させうる。

以上、実施形態を述べたが、本発明はこれらに限られるものではなく、目的、状態、用途及び機能その他の仕様に応じて、適宜、変更が可能であり、他の実施形態によっても為されうる。

（放射線撮像システムへの適用例）
上述の実施形態は、図５に例示されるように、撮像システムに適用されうる。放射線は、Ｘ線、α線、β線、γ線等の電磁波を含み、ここでは、代表例としてＸ線を用いる場合を述べる。Ｘ線チューブ６１０（放射線源）で発生したＸ線６１１は、患者等の被検者６２０の胸部６２１を透過し、放射線検出装置６３０に入射する。入射したＸ線には患者６２０の体の内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータが発光し、光電変換により電気的情報を得る。この情報はディジタル信号に変換され、イメージプロセッサ６４０（信号処理手段）により画像処理され、例えば、コントロールルームのディスプレイ６５０（表示手段）で観察できる。

また、この情報を、例えば、電話回線６６０（伝送処理手段）により遠隔地へ転送することができ、別の場所、例えば、ドクタールームに設置されたディスプレイ６５１（表示手段）に表示することもできる。また、この情報を、光ディスク等の記録手段に保存することもできる。このようにして、遠隔の地の医師が、上記被検者を診断することも可能である。また、例えば、フィルムプロセッサ６７０（記録手段）によってフィルム６７１（記録媒体）に記録することもできる。

Claims (5)

1. 基板と、
   各々が複数の光電変換部を含み、前記基板の上に配列された複数のセンサユニットと、
   前記複数のセンサユニットにおける隣接センサユニット間の隙間および前記複数のセンサユニットの上に配されたシンチレータと、を備え、
   前記シンチレータは、放射線を光に変換する蛍光体粒子と、前記蛍光体粒子同士を接着するためのバインダーとを含み、
   前記シンチレータは、前記複数のセンサユニットの上面および前記隙間を形成する前記隣接センサユニットの側面に前記バインダーによって固定されている
   ことを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記複数のセンサユニットの其々と前記基板との間に設けられた接着性を有する部材をさらに備え、
   前記部材は前記複数のセンサユニットの其々と前記基板とを接着し、
   前記シンチレータと前記基板とは前記隙間において接触している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記シンチレータにおいて、前記隙間に配された前記蛍光体粒子の径は、前記複数のセンサユニットの前記上面より上に配された前記蛍光体粒子の径よりも小さい、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線撮像装置。
4. 前記シンチレータの上に配され、前記シンチレータにおいて生じた光を前記シンチレータの側に向かって反射する反射層をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
   放射線を発生させるための放射線源と、
   を具備することを特徴とする放射線撮像システム。