JP6759056B2 - 放射線検出装置及び放射線撮像システム - Google Patents
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Description
本発明は、放射線検出装置及び放射線撮像システムに関する。
医療画像診断や非破壊検査に放射線検出装置が広く利用されている。この放射線検出装置を用いて、被写体に対してエネルギ成分が異なる放射線の放射線画像を複数取得し、取得した放射線画像の差分から、特定の被写体部分を分離又は強調したエネルギサブトラクション画像を取得する方法が知られている。特許文献１〜３には、エネルギサブトラクション画像を取得するために、２つの放射線撮像パネルを用いて、被写体に対して１回の放射線照射（ワンショット法）で２つの異なるエネルギ成分の放射線の放射線画像を記録する放射線検出装置が提案されている。特許文献１には、２組の放射線撮像パネルの間に放射線の低エネルギ成分を吸収するための部材として銅板を配することが示されている。また、特許文献２、３には、当該部材としてＡｌ，Ｔｉ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｌａ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔｂ，ＣｅまたはＳｍを主成分とし、且つ、５０μｍ〜４５０μｍの厚みを有する金属板を用いることが示されている。
特許文献１に示される銅板では、放射線の高エネルギ成分と低エネルギ成分との分離が不十分な可能性があり、得られるエネルギサブトラクション画像の画質が低下する可能性がある。また、特許文献２、３で示されている金属板を５０〜４５０μｍの厚みの範囲で用いた場合も特許文献１と同様の問題がある。更に、特にＡｇ、Ｌａ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｓｍの金属板は現実的に得られるものではないか、または非常に高価であるため、放射線検出装置の製造コストが増加する可能性がある。
本発明は、放射線検出装置において、２つの放射線撮像パネルを用い、１回の放射線の照射でエネルギサブトラクション画像を取得するために有利な技術を提供することを目的とする。
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る放射線検出装置は、筐体と、筐体の中に重ねて配された第１の放射線撮像パネル及び第２の放射線撮像パネルと、第１の放射線撮像パネルと第２の放射線撮像パネルとの間に配された放射線吸収部と、を含む放射線検出装置であって、放射線吸収部は、Ｋ吸収端のエネルギが３８ｋｅＶ以上かつ６０ｋｅＶ以下に存在する元素を含む第１部材と、第２部材と、を含み、前記第１部材が、ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、及び、ツリウムのうち少なくとも１つの元素を含む粒子が添加された樹脂を含み、前記第２部材が、銅、銀、亜鉛、スズのうち少なくとも１つを含む金属板を含むことを特徴とする。また、本発明の実施形態に係る放射線検出装置は、筐体と、前記筐体の中に重ねて配された第１の放射線撮像パネル及び第２の放射線撮像パネルと、前記第１の放射線撮像パネルと前記第２の放射線撮像パネルとの間に配された放射線吸収部と、を含む放射線検出装置であって、前記放射線吸収部は、Ｋ吸収端のエネルギが３８ｋｅＶ以上かつ６０ｋｅＶ以下に存在する元素を含む第１部材と、前記元素以外の元素を含む第２部材と、を含み、前記第１部材が、ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、及び、ツリウムのうちから選ばれたうち少なくとも１つのランタノイドを含む化合物粒子が添加された樹脂を含み、前記第２部材が、銅、銀、亜鉛、スズのうち少なくとも１つを含む金属板を含むことを特徴とする。また、本発明の実施形態に係る放射線検出装置は、筐体と、前記筐体の中に重ねて配された第１の放射線撮像パネル及び第２の放射線撮像パネルと、前記第１の放射線撮像パネルと前記第２の放射線撮像パネルとの間に配された放射線吸収部と、を含む放射線検出装置であって、前記放射線吸収部は、ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、及び、ツリウムのうち少なくとも１つの元素を含む粒子と、樹脂と、を含む第１部材と、銅、銀、亜鉛、スズのうち少なくとも１つを含む金属板を含む第２部材と、を含むことを特徴とする。
上記手段によって、放射線検出装置において、２つの放射線撮像パネルを用い、１回の放射線の照射でエネルギサブトラクション画像を取得するために有利な技術が提供される。
以下、本発明に係る放射線検出装置の具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。なお、本発明における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。
＜実施形態＞
図１〜５を参照して、本発明の実施形態による放射線検出装置の構造について説明する。図１は、本発明の実施形態における放射線検出装置１００の構成例を示す断面図である。図１（ａ）に示される放射線検出装置１００は、１つの筐体１０４の中に放射線を検出するための放射線撮像パネル１０１及び放射線撮像パネル１０２と、放射線撮像パネル１０１と放射線撮像パネル１０２との間に配された放射線吸収部１０３とを含む。放射線検出装置１００は、２つの放射線撮像パネル１０１、１０２を備えることによって、被写体に対して１回の放射線の照射（ワンショット法）でエネルギサブトラクション画像の取得が可能な構成を有する。このため、筐体１０４の放射線１０５を照射するための入射面１０６に対する正射影において、放射線撮像パネル１０１、１０２は互いに重なるように配される。また、本実施形態の各図に示す構成において、２つの放射線撮像パネル１０１、１０２のうち、放射線撮像パネル１０１の方が、放射線撮像パネル１０２よりも入射面１０６に近い放射線の入射する側に配される。
図１〜５を参照して、本発明の実施形態による放射線検出装置の構造について説明する。図１は、本発明の実施形態における放射線検出装置１００の構成例を示す断面図である。図１（ａ）に示される放射線検出装置１００は、１つの筐体１０４の中に放射線を検出するための放射線撮像パネル１０１及び放射線撮像パネル１０２と、放射線撮像パネル１０１と放射線撮像パネル１０２との間に配された放射線吸収部１０３とを含む。放射線検出装置１００は、２つの放射線撮像パネル１０１、１０２を備えることによって、被写体に対して１回の放射線の照射（ワンショット法）でエネルギサブトラクション画像の取得が可能な構成を有する。このため、筐体１０４の放射線１０５を照射するための入射面１０６に対する正射影において、放射線撮像パネル１０１、１０２は互いに重なるように配される。また、本実施形態の各図に示す構成において、２つの放射線撮像パネル１０１、１０２のうち、放射線撮像パネル１０１の方が、放射線撮像パネル１０２よりも入射面１０６に近い放射線の入射する側に配される。
放射線撮像パネル１０１、１０２は、互いに同じ構成を有する撮像パネルを用いてもよい。特許文献２、３には、放射線の吸収特性の互いに異なる材料を用いた撮像パネルを用いる構成が示されている。この場合、放射線検出装置に用いる材料や、部品の種類が増え、製造コストが増加する可能性がある。互いに同じ構成を有する放射線撮像パネル１０１、１０２を用いることによって、製造コストを抑制できる可能性がある。
放射線撮像パネル１０１、１０２が、図１（ａ）に示すように、入射した放射線を直接、電気信号に変換する変換素子を用いた直接型の撮像パネルであってもよい。この場合、変換素子にはアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）などの材料が用いられうる。
また、放射線撮像パネル１０１、１０２が、図１（ｂ）に示すように、放射線を光に変換するシンチレータ１１１、１１２と、シンチレータ１１１、１１２で変換された光を検出する検出部１２１、１２２とを含む間接型の撮像パネルであってもよい。図１（ｂ）に示す構成では、放射線撮像パネル１０１において、シンチレータ１１１によって放射線から変換された光を検出部１２１が検出する。同様に、放射線撮像パネル１０２において、シンチレータ１１２によって放射線から変換された光を検出部１２２が検出する。
放射線撮像パネル１０１、１０２が間接型の撮像パネルの場合、シンチレータ１１１で変換された光が検出部１２２で検出されないように、また、シンチレータ１１２で検出された光が検出部１２１で検出されないようにする部材が配されてもよい。例えば、放射線撮像パネル１０１、１０２が、シンチレータ１１１、１１２で変換された光を遮光するアルミニウムなどの金属や黒色の樹脂などで構成された部材によって覆われていてもよい。また例えば、放射線吸収部１０３が、シンチレータ１１１及びシンチレータ１１２で変換された光が検出部１２２及び検出部１２１で検出されることを抑制してもよい。シンチレータ１１１及びシンチレータ１１２で変換された光が検出部１２２及び検出部１２１され難くなることで、検出部１２１、１２２で得られる画質の劣化が抑制されうる。
検出部１２１、１２２は、シンチレータ１１１、１１２によって放射線１０５から変換された光に感度を有する銀塩感光フィルムであってもよい。また、検出部１２１、１２２は、基板にシンチレータ１１１、１１２で変換された光を電気信号に変換するための光電変換素子を含む複数の画素がアレイ状に配された画素アレイを備えるセンサパネルであってもよい。センサパネルには、例えば、ガラスやプラスチックなどの基板上に、シリコンなどの半導体を用いて形成された、ｐｎ、ｐｉｎ、ＭＩＳ型などの光電変換素子と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチ素子とを含む複数の画素が配される。また例えば、半導体基板に画素アレイが形成されたセンサパネルを検出部１２１、１２２に用いてもよい。センサパネルを検出部１２１、１２２として用いる場合、基板上に形成された画素アレイの上にシンチレータ１１１、１１２が配されうる。
放射線撮像パネル１０１、１０２が間接型の撮像パネルの場合、シンチレータ１１１、１１２と検出部１２１、１２２との構成は、図１（ｂ）に示すように、シンチレータ１１１、１１２が互いに放射線吸収部１０３を介して互いに向かい合うだけに限られない。例えば、図１（ｃ）のように、放射線撮像パネル１０１、１０２ともに、入射面１０６の側からシンチレータ１１１、１１２と検出部１２１、１２２との順に並んでいてもよい。この場合、例えば、検出部１２１及び検出部１２２ともにセンサパネルであってもよいし、検出部１２１がセンサパネル、検出部１２２が銀塩感光フィルムであってもよい。
また例えば、図１（ｄ）に示すように、それぞれの放射線撮像パネル１０１、１０２に含まれる検出部１２１、１２２が、互いに放射線吸収部１０３を介して互いに隣接し、向かい合うように配されてもよい。この場合、検出部１２１、１２２ともに、センサパネルが用いられてもよい。放射線撮像パネル１０１、放射線吸収部１０３を透過した放射線１０５は、放射線撮像パネル１０２のシンチレータ１１２で光に変換される。図１（ｄ）に示す構成では、シンチレータ１１２での放射線１０５から光への変換が、シンチレータ１１２のうち検出部１２２に近い範囲で行われうる。このため、シンチレータで放射線から変換され検出部１２２によって検出される光が、シンチレータ１１２内での散乱の影響を受け難くなり、得られる画像の空間分解能を向上させうる。
次に、放射線吸収部１０３について説明する。放射線吸収部１０３は、放射線撮像パネル１０１と放射線撮像パネル１０２とで異なるエネルギ成分の放射線画像を取得するために、入射し放射線撮像パネル１０１を通過した放射線１０５の低エネルギ成分を吸収するための吸収部材を含む。このため、放射線撮像パネル１０２には、放射線検出装置１００に入射した放射線１０５のうち高エネルギの成分が入射しやすくなる。結果として、エネルギ成分が異なる複数の放射線画像の差分から得られるエネルギサブトラクション画像の、特定の被写体部分を分離又は強調する能力が向上しうる。
本実施形態において、放射線吸収部１０３の吸収部材に、Ｋ吸収端のエネルギが３８ｋｅＶ以上かつ６０ｋｅＶ以下に存在する部材を用いる。図２にランタノイドの各元素のＫ吸収端のエネルギを示す。ランタノイドの各元素は、３８．９２ｅＶから６３．３１ｋｅＶの間にＫ吸収端のエネルギを有する。このランタノイドの中から、吸収部材は、Ｋ吸収端のエネルギが３８ｋｅＶ以上かつ６０ｋｅＶ以下に存在するランタノイドを適宜選択して用いてもよい。具体的には、吸収部材は、ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、及び、ツリウムのうち少なくとも１つを含んでいてもよい。ランタノイドの化合物粒子とは、例えばランタノイドの酸化物や窒化物、酸窒化物などであってもよい。また例えば、吸収部材は、ランタノイドの化合物粒子が添加された樹脂であってもよい。吸収部材は、ランタノイドの化合物粒子の充填率が５０％以上の部材であってよい。充填率とは、部材中でランタノイドの化合物粒子が占める割合をいう。また吸収部材は、ランタノイド（好ましくはランタノイドの化合物粒子が添加された樹脂）を含む第１部材と、ランタノイドの元素以外の元素を含む第２部材と、を有する複合層であることが好ましい。この複合層を形成するランタノイドの化合物粒子以外の第２部材は、Ｃｕ（銅）、Ａｇ（銀）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｓｎｓ（スズ）のうち少なくとも１つを含む金属板であることが好ましい。
放射線吸収部１０３の吸収部材は、放射線を吸収する目的を十分に達成するために、入射面１０６と交差する方向に、１００μｍ以上の膜厚があるとよい。しかしながら、放射線の画像を取得するための高エネルギ成分の放射線を放射線撮像パネル１０２に透過し、また放射線撮像パネル１０２で得る画像の空間分解能を確保するために、１０００μｍ以下の膜厚であるとよい。また、より放射線を放射線撮像パネル１０２に透過するために、３００μｍ以下であってもよい。
吸収部材は、１００ミクロン以上と比較的、厚い膜厚を必要とするため、真空蒸着法やスパッタ法を用いて吸収部材を形成することは難しい。そこで、上述の通りランタノイドの化合物粒子を樹脂などに混ぜ込んだペーストを調合し、このペーストを基台上にスクリーン印刷法などを用いて厚膜形成した樹脂のシートを吸収部材として用いることが好ましい。この場合、基台と吸収部材とで放射線吸収部１０３を構成してもよい。基台は、複合層を形成するランタノイドの化合物粒子以外の吸収部材としての金属板を用いることが好ましく、この場合、金属板の厚みは０．２ｍｍ以下であることが好ましい。なお、この金属板は、グランド電位等の固定電位が供給されて電磁シールドとして用いてもよい。また、図１（ｃ）、（ｄ）に示す構成では、放射線吸収部１０３は独立した部分として示されているが、例えば図１（ｃ）に示す構成において、検出部１２１に用いられるセンサパネルの基板が、ランタノイドの化合物粒子を含んでいてもよい。また、図１（ｄ）に示す構成において、検出部１２１、１２２に用いられるセンサパネルの基板が、ランタノイドの化合物粒子を含んでいてもよい。検出部１２１、１２２として用いられるセンサパネルの基板が、ランタノイドの化合物粒子を含むことによって、放射線吸収部１０３として機能してもよい。
次いで、放射線吸収部１０３の吸収部材にランタノイドの化合物粒子を用いる本実施形態の効果について説明する。放射線を電荷に変換する光電変換素子とＴＦＴなどのスイッチ素子とを含む画素が配されたセンサパネルを評価する方法としてＩＥＣ６２２２０−１がある。この評価方法では、一般撮影領域での放射線であるＸ線の線質として、ＩＥＣ６１２６７で規定されたＲＱＡ３、５、７、９を使用することが提唱されている。ＲＱＡ３、５、７、９のエネルギスペクトルを図３（ａ）に、平均エネルギを図３（ｂ）にそれぞれ示す。図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、ＲＱＡ３、５、７、９の平均エネルギは３８ｋｅＶから７５ｋｅＶ程度である。このことから、３８ｋｅＶから６０ｋｅＶ程度にＫ吸収端を有するランタノイドを含む吸収部材を放射線吸収部１０３に用いた場合、一般撮影領域において、きわめて有効に放射線のエネルギを分離できることが可能となる。これによって、放射線の低エネルギ成分と高エネルギ成分とを分離し、取得されるエネルギサブトラクション画像の画質を向上することが可能となる。
ここで、放射線吸収部１０３に用いる吸収部材は、放射線撮像パネル１０１、１０２に対して、放射線撮像パネル１０１、１０２が感度を有する光を発しないとよい。例えば、吸収部材が可視光を発しないとよい。また例えば、吸収部材が、シンチレータ１１１、１１２のように放射線を可視光に変換しないとよい。換言すると、吸収部材は、シンチレータ１１１、１１２に用いられる部材とは異なる組成の部材が用いられうる。また、吸収部材が放射線を吸収する際にラジオルミネッセンスを呈し可視光を発する場合、図４に示すように、放射線吸収部１０３が、吸収部材から放射線撮像パネル１０１、１０２への可視光を遮光するための遮光部材４０１を含んでいてもよい。遮光部材４０１は、例えば検出部１２１、１２２と吸収部材との間のうち少なくとも一方に配されうる。また例えば、遮光部材４０１は、検出部１２１、１２２と吸収部材との間にそれぞれ配されてもよい。また例えば、遮光部材４０１は、吸収部材の全体を覆うように配されていてもよい。遮光部材４０１には、例えばアルミニウムなどの金属膜が用いられてもよいし、黒色の樹脂が用いられてもよい。また例えば、センサパネルを用いた検出部１２１、１２２の基板が、遮光部材４０１の機能を有していてもよい。
次に、放射線撮像パネル１０１、１０２に含まれるシンチレータ１１１、１１２について説明する。エネルギサブトラクション画像を取得する際、上述のように、適切なエネルギを吸収する放射線吸収部１０３を用いて、入射する放射線１０５の低エネルギ成分と高エネルギ成分とを分離することが必要である。更に、図１（ｂ）〜（ｄ）に示す、放射線撮像パネル１０１、１０２において、シンチレータ１１１、１１２を用いる場合、シンチレータ１１１、１１２での放射線の吸収量についても考慮する必要がある。具体的には、シンチレータ１１１で可能な限り低エネルギ成分を吸収し、シンチレータ１１１で吸収できなかった低エネルギ成分を放射線吸収部１０３で吸収する。更に、シンチレータ１１２で、可能な限り高エネルギ成分を吸収し光に変換して検出部１２２で検出することが必要となる。シンチレータ１１１において、必要以上に放射線１０５を吸収した場合、シンチレータ１１２に到達する放射線１０５の線量が減少してしまい、信号ノイズ比（ＳＮＲ）が悪化する可能性がある。
このため、シンチレータ１１１の放射線の吸収率が、シンチレータ１１２の放射線の吸収率以下であるとよい。シンチレータ１１１、１１２は、互いに異なる材料を用いてもよいし、同じ材料を用いてもよい。例えば、同じ材料を用いてシンチレータ１１１、１１２を形成した場合、シンチレータ１１１の膜厚×充填率とシンチレータ１１２の膜厚×充填率とが同じ、又は、シンチレータ１１２の膜厚×充填率の方が大きくなるとよい。異なる材料を用いてシンチレータ１１１、１１２を形成した場合、シンチレータ１１１の膜厚×充填率×密度とシンチレータ１１２の膜厚×充填率×密度とが同じ、またはシンチレータ１１２の膜厚×充填率×密度の方が大きくなると良い。シンチレータ１１１、１１２の膜厚とは、シンチレータ１１１、１１２の入射面１０６と交差する方向の厚さのことを言う。また、シンチレータ１１１、１１２の充填率とは、例えばテルビウム活性化酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）のように粒子状の材料が樹脂に添加されているシンチレータの場合、樹脂に対するシンチレータ粒子の占める割合をいう。また、タリウム活性化ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）のように検出部１２１、１２２とシンチレータ１１１、１１２との界面から界面と交差する方向に成長する柱状結晶構造のシンチレータの場合の充填率は、次のように定義する。この場合、充填率は、検出部１２１、１２２とシンチレータ１１１、１１２との界面に対する正射影において、シンチレータ１１１、１１２の柱状結晶と柱状結晶同士の間の空隙との合計の面積に対する柱状結晶の占める面積の割合をいう。また、シンチレータ１１１、１１２の密度とは、材料の物性値を示しており、単位体積当たりの重量をいう。
図１（ｄ）に示す構成を有する放射線検出装置１００において、シンチレータ１１１、１１２の膜厚を変化させた場合、それぞれの放射線撮像パネル１０１、１０２に入射する放射線１０５の平均エネルギ差を図５（ａ）に、線量比を図５（ｂ）にそれぞれ示す。ここで、シンチレータ１１１、１１２には、同じ充填率及び密度を有するＣｓＩ：Ｔｌを用い、それぞれ膜厚を１００μｍから６００μｍまで変化させた場合の結果を示す。
図５（ａ）から、シンチレータ１１１及びシンチレータ１１２の両方の膜厚が厚い場合、平均エネルギ差が大きくなることが分かる。一方で、図５（ｂ）に示されるように、シンチレータ１１１の膜厚が厚くなるに従い、放射線撮像パネル１０２のシンチレータ１１２に入射する放射線１０５の線量が低下してしまうことが分かる。このことから、シンチレータ１１１、１１２に同じ材料を用いた場合、シンチレータ１１１の膜厚×充填率≦シンチレータ１１２の膜厚×充填率となるとよい。結果として、シンチレータ１１１の放射線の吸収率が、シンチレータ１１２の放射線の吸収率以下となればよい。
シンチレータ１１１、１１２として、柱状結晶構造のＣｓＩ：Ｔｌを用いた場合、１００μｍの膜厚で、８０％程度の充填率のＣｓＩ：Ｔｌが形成できれば、得られる画像の空間分解能が確保されうる。そこで、放射線１０５の入射する側の放射線撮像パネル１０１に配されるシンチレータ１１１は、ＣｓＩ：Ｔｌを用いた場合、
膜厚［μｍ］×充填率［％］≦８０００［μｍ・％］
の式を満たしていてもよい。また、このとき、シンチレータ１１２は、ＣｓＩ：Ｔｌを用いた場合、
膜厚［μｍ］×充填率［％］≧８０００［μｍ・％］
の式を満たしていてもよい。
膜厚［μｍ］×充填率［％］≦８０００［μｍ・％］
の式を満たしていてもよい。また、このとき、シンチレータ１１２は、ＣｓＩ：Ｔｌを用いた場合、
膜厚［μｍ］×充填率［％］≧８０００［μｍ・％］
の式を満たしていてもよい。
＜実施例＞
図６〜９を用いて、本実施形態の実施例を説明する。まず、上述の本実施形態に対する比較構造として第１比較例と第２比較例との２つの比較例を説明する。
図６〜９を用いて、本実施形態の実施例を説明する。まず、上述の本実施形態に対する比較構造として第１比較例と第２比較例との２つの比較例を説明する。
第１比較例
第１比較例として、図６（ｂ）に示す放射線検出装置６００ａを作製した。まず、検出部１２１、１２２として用いるセンサパネルを形成するために、５５０ｍｍ×４４５ｍｍ×ｔ０．７ｍｍの無アルカリガラスの基板の上に、アモルファスシリコンを用いた半導体層を形成した。次いで、半導体層に光を電気信号に変換するための光電変換素子とＴＦＴとで構成される画素などを含む画素アレイを、真空成膜やフォトエッチングプロセスなどを繰り返すことによって形成した。画素アレイは、２８１６×３４１６の画素から構成されている。画素アレイに配された画素のうち、外周部に配された各８画素は検出部１２１、１２２の作成時、ドライエッチングなどのプロセスマージンを確保するために形成される所謂ダミー画素である。これらダミー画素は、有効画素領域の外周部に約１．２ｍｍの幅で形成した。その後、画素アレイを保護する目的で、窒化シリコン層及びポリイミド樹脂層を形成し、検出部１２１、１２２を得た。
第１比較例として、図６（ｂ）に示す放射線検出装置６００ａを作製した。まず、検出部１２１、１２２として用いるセンサパネルを形成するために、５５０ｍｍ×４４５ｍｍ×ｔ０．７ｍｍの無アルカリガラスの基板の上に、アモルファスシリコンを用いた半導体層を形成した。次いで、半導体層に光を電気信号に変換するための光電変換素子とＴＦＴとで構成される画素などを含む画素アレイを、真空成膜やフォトエッチングプロセスなどを繰り返すことによって形成した。画素アレイは、２８１６×３４１６の画素から構成されている。画素アレイに配された画素のうち、外周部に配された各８画素は検出部１２１、１２２の作成時、ドライエッチングなどのプロセスマージンを確保するために形成される所謂ダミー画素である。これらダミー画素は、有効画素領域の外周部に約１．２ｍｍの幅で形成した。その後、画素アレイを保護する目的で、窒化シリコン層及びポリイミド樹脂層を形成し、検出部１２１、１２２を得た。
次いで、検出部１２１、１２２に形成された配線部などを保護するためのマスキング処理を実施した後、蒸着チャンバ中に検出部１２１、１２２を設置した。チャンバ内を１０−５Ｐａまで減圧後、検出部１２１、１２２を回転させながら、検出部１２１、１２２の表面が１８０℃となるようにランプ加熱を行い、シンチレータ１１１、１１２を形成するためにＣｓＩの蒸着を行った。この際、発光中心となるＴｌも同時に蒸着した。このようにして、検出部１２１、１２２の上に、膜厚４００μｍ、Ｔｌ濃度１ｍｏｌ％のシンチレータ１１１、１１２を形成した。
シンチレータ１１１、１１２の形成後、シンチレータ１１１、１１２の形成された検出部１２１、１２２を蒸着チャンバから取り出した。次いで、シンチレータ１１１、１１２の防湿保護と反射率確保のために、シンチレータ１１１、１１２を覆うようにロールラミネーターにて５０μｍのＡｌシート６０１を接着した。Ａｌシート６０１には、接着目的で、２５μｍ厚のポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）系粘着剤がコーティングされている。更に、周辺からの湿気混入を防ぐために、Ａｌシート６０１の周辺部を入念に加圧接着した。その後、気泡を抜くための加圧脱泡処理を行い、しかるべき電気実装と緩衝材の接着、および電気回路の接続、機構部分への実装などを行い、放射線撮像パネル１０１、１０２を得た。
次いで、放射線撮像パネル１０２のＡｌシート６０１の形成された側に、１０μｍ厚のＰＭＭＡ粘着シート６０２を転写し、離形フィルムを剥離した後、外形基準で位置出しを行い、放射線撮像パネル１０１の検出部１２１の側に貼り付けを行った。以上の工程を用いて、２つの放射線撮像パネル１０１、１０２を積層し、１ショットでエネルギサブトラクションが可能な放射線検出装置６００ａを得た。
この放射線検出装置６００ａに、管電圧１４０ｋＶ、管電流８０ｍＡ、固定ろ過１．９ｍｍ厚Ａｌ、付加フィルター無しの条件で、ＳＩＤ（Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｍａｇｅ ｒｅｃｅｐｔｏｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）１７５ｃｍの位置から放射線を爆射した。放射線の曝射によって、放射線撮像パネル１０１、１０２のそれぞれで放射線画像を取得した。
放射線撮像パネル１０１のＡｌシート６０１上にＭＴＦチャートを載せ、空間周波数２ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの測定を行ったところ、放射線撮像パネル１０１のＭＴＦは０．３５０、放射線撮像パネル１０２のＭＴＦは０．３２０であった。
また、放射線撮像パネル１０１のＡｌシート６０１上に、２０ｍｍ厚のＰＭＭＡ板、２ｍｍ厚のＡｌ板、６ｍｍ厚のＡｌ板を載せ、放射線を照射し、放射線撮像パネル１０１、放射線撮像パネル１０２からそれぞれ画像を取得した。得られた画像から、下記の原理に従い、計算を行うことにより、２０ｍｍ厚のＰＭＭＡ板、２ｍｍ厚のＡｌ板、６ｍｍ厚のＡｌ板のそれぞれの厚さを算出した。
ここで、入射放射線強度をＩ０、ｉ成分からなる物質を透過した際の透過放射線強度をＩ、ｉ成分からなる物質の厚みをｔｉ［ｃｍ］、ｉ成分からなる物質の線減弱係数をμｉとすれば、
で表される。式（１）において、ｉ＝２、即ち２成分の場合、二元連立方程式となるため、成分ｉの厚みｔｉを計算することができる。例として、２成分である場合、−ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ０）＝μ１ｔ１＋μ２ｔ２で表される。更に、放射線撮像パネル１０１から得られる画像をＬ、放射線撮像パネル１０２から得られる画像をＨとすると、放射線撮像パネル１０１に対しては、−ｌｏｇ（ＩＬ／Ｉ０Ｌ）＝μ１Ｌｔ１＋μ２Ｌｔ２で表される。一方、放射線撮像パネル１０２に対しては、−ｌｏｇ（ＩＨ／Ｉ０Ｈ）＝μ１Ｈｔ１＋μ２Ｈｔ２で表される。上記連立方程式を解くことにより、各成分の厚みを計算することができる。
本比較例では、２０ｍｍ厚のＰＭＭＡ板に対して計算された厚みは１１．５ｍｍ、６ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは３．７ｍｍ、２ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは１．１ｍｍであった。
また、放射線スペクトルをＥＭＦジャパン株式会社製ＥＭＦ１２３−０で測定した。このスペクトルと構成材料の質量減率係数から、放射線撮像パネル１０１に入射する放射線と、放射線撮像パネル１０２に入射する放射線の平均エネルギ差ΔＥ、及び、線量比を計算した。本比較例の平均エネルギ差ΔＥは９．６ｋｅＶ、線量比は２３．８％であった。
第２比較例
第２比較例として、図６（ｃ）に示す放射線検出装置６００ｂを作製した。まず、第１比較例と同様の方法で、放射線撮像パネル１０１、１０２を得た。次いで、放射線撮像パネル１０２の検出部１２２の側に、１０μｍのＰＭＭＡ粘着シート６０２を転写し、離形フィルムを剥離したのち外形基準で位置出しを行い、放射線撮像パネル１０１の検出部１２１の側に貼り付けを行った。以上の工程を用いて、２つの放射線撮像パネル１０１、１０２を積層し、１ショットでエネルギサブトラクションが可能な放射線検出装置６００ｂを得た。
第２比較例として、図６（ｃ）に示す放射線検出装置６００ｂを作製した。まず、第１比較例と同様の方法で、放射線撮像パネル１０１、１０２を得た。次いで、放射線撮像パネル１０２の検出部１２２の側に、１０μｍのＰＭＭＡ粘着シート６０２を転写し、離形フィルムを剥離したのち外形基準で位置出しを行い、放射線撮像パネル１０１の検出部１２１の側に貼り付けを行った。以上の工程を用いて、２つの放射線撮像パネル１０１、１０２を積層し、１ショットでエネルギサブトラクションが可能な放射線検出装置６００ｂを得た。
作製した放射線検出装置６００ｂに対して、第１比較例と同様の条件にて放射線の曝射を行い、放射線撮像パネル１０１、１０２のそれぞれで放射線画像を取得した。
放射線撮像パネル１０１のＡｌシート６０１上にＭＴＦチャートを載せ、空間周波数２ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの測定を行ったところ、放射線撮像パネル１０１のＭＴＦは０．３５０、放射線撮像パネル１０２のＭＴＦは０．３４０であった。
また、第１比較例と同様の方法で各部材の厚みを計算した。本比較例では、２０ｍｍ厚のＰＭＭＡ板に対して計算された厚みは１３．０ｍｍ、６ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは３．９ｍｍ、２ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは１．２ｍｍであった。
また、本比較例の放射線検出装置６００ｂにおいて、放射線撮像パネル１０１に対する放射線撮像パネル１０２の平均エネルギ差ΔＥは１０．４ｋｅＶ、線量比は２３％であった。
放射線撮像パネル１０２のＭＴＦが向上したのは、第１比較例と比較して、シンチレータ１１２に放射線が入射する前に、放射線が検出部１２１だけでなく検出部１２２を透過する。このため、放射線がシンチレータ１１１に入射した際に発生する低エネルギの２次放射線が、検出部１２１だけでなく検出部１２１、１２２両方の基板に吸収されるためと考えられる。また、材料識別能が向上したのも、同様に低エネルギ成分の２次放射線の影響が抑制されたためと考えられる。
次いで本実施形態の実施例として第１実施例〜第３実施例の３つの実施例を説明する。
第１実施例
第１実施例として、図６（ａ）に示す放射線検出装置１００を作製した。まず、上述の第１比較例、第２比較例と同様の方法で、放射線撮像パネル１０１、１０２を得た。また、ランタノイドを用いた吸収部材を含む放射線吸収部１０３を形成した。本実施形態において、吸収部材に、ランタノイドのうちセリウムの化合物である酸化セリウムの粒子が添加された樹脂を用いた。
第１実施例として、図６（ａ）に示す放射線検出装置１００を作製した。まず、上述の第１比較例、第２比較例と同様の方法で、放射線撮像パネル１０１、１０２を得た。また、ランタノイドを用いた吸収部材を含む放射線吸収部１０３を形成した。本実施形態において、吸収部材に、ランタノイドのうちセリウムの化合物である酸化セリウムの粒子が添加された樹脂を用いた。
放射線吸収部１０３の形成において、まず、酸化セリウムの塗工ペーストを準備した。具体的には、酸化セリウム粉末２ｋｇを、ターピネオール１ｋｇに添加し、分散、撹拌した。次いで、酸化セリウムの添加された分散液を１５０℃に加熱しつつ、酸化セリウムの粒子に対する体積比が２．５％となるよう溶剤系ポリビニルブチラール粉末を添加して溶解させ、完全な溶解を確認した後に室温まで自然冷却した。冷却後、２５℃、０．３ｒｐｍにおける回転粘度が５０Ｐａ・ｓとなるようにブチルカルビトールを添加し、スリットコータ用の酸化セリウムの塗工ペーストを得た。得られた塗工用ペーストを用いて、１８８μｍ厚のＰＥＴフィルムを基台としてスリットコータ上にセットし、スリットコートによる塗工を行った。塗工後の基板を、ＩＲ乾燥機に投入し１１０℃、４５分間乾燥させ、室温まで冷却させた後、乾燥機から取り出し、ＰＥＴフィルムの基台上に酸化セリウムを用いた吸収部材を含む放射線吸収部１０３を得た。
この酸化セリウムを用いた放射線吸収部１０３の吸収部材の膜厚を、株式会社キーエンス製ＬＴ−９０３０レーザー変位計を用いて測定したところ、吸収部材の膜厚は５００μｍ、吸収部材中に含まれる酸化セリウムの膜充填率は５０．０％であった。図７に酸化セリウムを用いた吸収部材を含む放射線吸収部１０３の放射線透過率を示す。図７から、酸化セリウムを用いた吸収部材を含む放射線吸収部１０３を用いることによって、入射した放射線のうち４０ＫｅＶ近傍にあるセリウムのＫ吸収端以下の低エネルギ成分を、有効に除去できることがわかる。
放射線吸収部１０３の形成後、放射線吸収部１０３の両面に１０μｍのＰＭＭＡ粘着シート６０２を転写し、表面の離形フィルムを剥離し、放射線撮像パネル１０１の検出部１２１の側に貼り付けた。更に、裏面の離形フィルムを剥離し、放射線撮像パネル１０２の検出部１２２の側に貼り付けた。以上の工程を用いて、２つの放射線撮像パネル１０１、１０２を積層し、２つの放射線撮像パネル１０１、１０２の間に放射線吸収部１０３を備えた、１ショットでエネルギサブトラクションが可能な放射線検出装置１００を得た。
作製した放射線検出装置１００に対して、第１比較例、第２比較例と同様の条件にて放射線の曝射を行い、放射線撮像パネル１０１、１０２のそれぞれで放射線画像を取得した。
放射線撮像パネル１０１のＡｌシート６０１上にＭＴＦチャートを載せ、空間周波数２ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの測定を行ったところ、放射線撮像パネル１０１のＭＴＦは０．３５０、放射線撮像パネル１０２のＭＴＦは０．３３０であった。
また、本実施例の放射線検出装置１００において、第１比較例と同様の方法で各部材の厚みを計算した。本実施例では、２０ｍｍ厚のＰＭＭＡ板に対して計算された厚みは１９．４ｍｍ、６ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは６．０ｍｍ、２ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは２．０ｍｍであった。
図８（ａ）に本実施例で作成した放射線検出装置１００の放射線撮像パネル１０１で撮像した透過画像、図８（ｂ）に放射線撮像パネル１０１、１０２で撮像した画像から得た線減弱係数比（μ１／μ２）の画像をそれぞれ示す。通常の透過画像と同様の図８（ａ）では、２０ｍｍ厚ＰＭＭＡ板８０３と６ｍｍ厚Ａｌ板８０２とのコントラストが近い。一方、２ｍｍ厚Ａｌ板８０１と６ｍｍ厚Ａｌ板８０２とで、コントラストに明らかに差があることがわかる。すなわち、結果として通常の透過画像からは物質の識別は不可能であることがわかる。これに対し、図８（ｂ）に示す線減弱係数比（μ１／μ２）の画像では、２０ｍｍ厚ＰＭＭＡ板８０３と６ｍｍ厚Ａｌ板８０２とで、コントラストが大きく異なっており、また、２ｍｍ厚Ａｌ板８０１と６ｍｍ厚Ａｌ板８０２とで、コントラストが近いことがわかる。この画像から、放射線検出装置１００によって取得された線減弱係数比（μ１／μ２）の画像において、厚みによらず材料の識別ができることを示している。
また、本実施例の放射線検出装置１００において、放射線撮像パネル１０１に対する放射線撮像パネル１０２の平均エネルギ差ΔＥは２２．６ｋｅＶ、線量比は９．０％であった。
本実施例において、放射線撮像パネル１０１、１０２との間にランタノイドの化合物粒子を含む吸収部材を用いた放射線吸収部１０３を配することによって、第１比較例、第２比較例と比較して、材料識別能が大きく向上することが分かった。また、放射線吸収部１０３を配することによってＭＴＦが劣化することもなかった。平均エネルギ差ΔＥは、放射線吸収部１０３が存在するため第１比較例、第２比較例よりも大きくなる。また、本実施例において、第１比較例、第２比較例と同様に、ともに４００μｍの膜厚のシンチレータ１１１、１１２を用いた。このため、シンチレータ１１１に対するシンチレータ１１２の線量比が第１比較例、第２比較例よりも低下している。
第２実施例
第２実施例として、シンチレータ１１１の膜厚が２００μｍ、シンチレータ１１２の膜厚が６００μｍであることを除き、第１実施例と同様の構成を有する放射線検出装置１００を作製した。
第２実施例として、シンチレータ１１１の膜厚が２００μｍ、シンチレータ１１２の膜厚が６００μｍであることを除き、第１実施例と同様の構成を有する放射線検出装置１００を作製した。
作製した放射線検出装置１００に対して、上述の各比較例及び実施例と同様の条件にて放射線の曝射を行い、放射線撮像パネル１０１、１０２のそれぞれで放射線画像を取得した。
放射線撮像パネル１０１のＡｌシート６０１上にＭＴＦチャートを載せ、空間周波数２ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの測定を行ったところ、放射線撮像パネル１０１のＭＴＦは０．３８０、放射線撮像パネル１０２のＭＴＦは０．３５０であった。
また、本実施例の放射線検出装置１００において、第１比較例と同様の方法で各部材の厚みを計算した。本実施例では、２０ｍｍ厚のＰＭＭＡ板に対して計算された厚みは１９．０ｍｍ、６ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは５．８ｍｍ、２ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは１．９ｍｍであった。
また、本実施例の放射線検出装置１００において、放射線撮像パネル１０１に対する放射線撮像パネル１０２の平均エネルギ差ΔＥは１８．７ｋｅＶ、線量比は１７．３％であった。
本実施例において、放射線の入射する側にある放射線撮像パネル１０１のシンチレータ１１１の膜厚を薄くすることによって、放射線撮像パネル１０２に到達する線量が増加した。また、放射線撮像パネル１０１を透過した放射線を検出する放射線撮像パネル１０２のシンチレータ１１２の膜厚を厚くすることによって、検出される線量が増加し、信号ノイズ比の悪化が抑制される。これによって、第１実施例と比較して、平均エネルギ差ΔＥと材料識別能は同等である。また、シンチレータ１１１の膜厚を薄くすることによって、シンチレータ１１１中での光の拡散が抑制され、第１実施例よりも放射線撮像パネル１０１のＭＴＦが向上した。また、シンチレータ１１１の膜厚が薄いため、第１実施例よりも平均エネルギ差が小さくなり、線量比が向上した。
第３実施例
第３実施例として、シンチレータ１１１の膜厚が１００μｍ、シンチレータ１１２の膜厚が６００μｍであることを除き、第１実施例、第２実施例と同様の構成を有する放射線検出装置１００を作製した。
第３実施例として、シンチレータ１１１の膜厚が１００μｍ、シンチレータ１１２の膜厚が６００μｍであることを除き、第１実施例、第２実施例と同様の構成を有する放射線検出装置１００を作製した。
作製した放射線検出装置１００に対して、上述の各比較例及び実施例と同様の条件にて放射線の曝射を行い、放射線撮像パネル１０１、１０２のそれぞれで放射線画像を取得した。
放射線撮像パネル１０１のＡｌシート６０１上にＭＴＦチャートを載せ、空間周波数２ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの測定を行ったところ、放射線撮像パネル１０１のＭＴＦは０．３９０放射線撮像パネル１０２のＭＴＦは０．３７０であった。
また、本実施例の放射線検出装置１００において、第１比較例と同様の方法で各部材の厚みを計算した。本実施例では、２０ｍｍ厚のＰＭＭＡ板に対して計算された厚みは１７．０ｍｍ、６ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは５．４ｍｍ、２ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは１．６ｍｍであった。
また、本実施例の放射線検出装置１００において、放射線撮像パネル１０１に対する放射線撮像パネル１０２の平均エネルギ差ΔＥは１３．４ｋｅＶ、線量比は２２．１％であった。
本実施例において、放射線の入射する側にある放射線撮像パネル１０１のシンチレータ１１１の膜厚を、第２実施例よりも更に薄くすることによって放射線撮像パネル１０２に到達する線量が増加し信号ノイズ比が第１実施例に比較し大幅に向上した。一方で材料識別能は第１実施例に比べて若干低下した。また、シンチレータ１１１の膜厚を薄くすることによって、シンチレータ１１１中での光の拡散が抑制され、第１実施例及び第２実施例よりも放射線撮像パネル１０１のＭＴＦが向上した。また、シンチレータ１１１の膜厚が薄いため、第１実施例及び第２実施例よりも平均エネルギ差が小さくなり、線量比が向上した。
第４実施例
第４実施例では、放射線吸収部１０３が、第３実施例で使用した放射線吸収部１０３の基台のみが異なる放射線検出装置１００を作製した。
第４実施例では、放射線吸収部１０３が、第３実施例で使用した放射線吸収部１０３の基台のみが異なる放射線検出装置１００を作製した。
第４実施例では放射線吸収部の基台として１００μｍのＣｕ板を使用し、この上に第１実施例と同様の方法で膜厚５００μｍ、充填率５０．０％の酸化セリウム粒子とバインダ樹脂からなる膜を形成している。
作製した放射線検出装置１００に対して、上述の各比較例及び実施例と同様の条件にて放射線の曝射を行い、放射線撮像パネル１０１、１０２のそれぞれで放射線画像を取得した。
放射線撮像パネル１０１のＡｌシート６０１上にＭＴＦチャートを載せ、空間周波数２ｌｐ／ｍｍのＭＴＦの測定を行ったところ、放射線撮像パネル１０１のＭＴＦは０．３９０、放射線撮像パネル１０２のＭＴＦは０．３７０であった。
また、本実施例の放射線検出装置１００において、第１比較例と同様の方法で各部材の厚みを計算した。本実施例では、２０ｍｍ厚のＰＭＭＡ板に対して計算された厚みは１８．５ｍｍ、６ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは５．８ｍｍ、２ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは１．８ｍｍであった。
また、本実施例の放射線検出装置１００において、第１比較例と同様の方法で各部材の厚みを計算した。本実施例では、２０ｍｍ厚のＰＭＭＡ板に対して計算された厚みは１８．５ｍｍ、６ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは５．８ｍｍ、２ｍｍ厚のＡｌ板に対して計算された厚みは１．８ｍｍであった。
また、第４実施例の平均エネルギ差ΔＥは１７．０ｋｅＶ、線量比は２２．１％であった。
図９に第１〜第３実施例で使用した放射線吸収部１０３（破線）と第４実施例で使用した放射線吸収部１０３（実線）の透過率を示す。第４実施例では、放射線吸収部１０３の基板を１００μｍのＣｕに変更したため、４０ｋｅＶ以下の透過率が４０ｋｅＶ以上の透過率に対し、有意に減少し、更にエネルギの分離能が向上していることがわかる。
また、図１０に、第１、２比較例と第１〜第４実施例での平均エネルギ差ΔＥに対する輝度比をプロットした結果を示す。図１０によると、第１、第２比較例と比較し、第１〜第３実施例がよりこのましい方向、即ちΔＥに対して大きい輝度比が得られることがわかり、放射線吸収部１０３の効果が確認できる。また、第４実施例では、第１〜第３実施例に比べ更に好ましい方向にあり、ランタノイドの化合物粒子を含む層と金属板の複合構成である放射線吸収部１０３がより優れた特性を示していることがわかる。
１回の放射線の照射でエネルギサブトラクション画像を取得するための放射線検出装置１００において、２つの撮像パネルの間にランタノイドの化合物粒子を含む第１部材を含む放射線吸収部１０３を配する。それによって、放射線の高エネルギ成分と低エネルギ成分とを分離する。また、放射線吸収部１０３が、ランタノイドの化合物粒子以外の元素を含む第２部材としての金属板を更に含むことにより、放射線の高エネルギ成分と低エネルギ成分とを更に大きく分離することが可能となる。これによって、得られるエネルギサブトラクション画像の材料識別能が向上することが分かった。また、放射線を吸収し、光に変換するシンチレータの厚さを適宜選択することによって、更に材料識別能が向上することが分かった。図１１に、各実施例及び各比較例の評価結果を示す。
以上、本発明に係る実施形態、実施例を示したが、本発明はこれらの実施形態、実施例に限定されないことはいうまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態、実施例は適宜変更、組み合わせが可能である。
＜放射線撮像システム＞
以下、図１２を参照しながら本発明の放射線検出装置１００が組み込まれた放射線撮像システム１０００を例示的に説明する。放射線撮像システム１０００は、例えば、放射線検出装置１００と、イメージプロセッサなどを含む信号処理部１００３と、ディプレイなどを含む表示部１００４と、放射線を発生させるための放射線源１００１とを含む。放射線源１００１から発せられた放射線（例えばＸ線）は、被験者１００２を透過し、被験者１００２の体内の情報を含む放射線が、本実施形態の放射線検出装置１００によって検出される。これによって得られた放射線画像を用いて、例えば、信号処理部１００３は、所定の信号処理を行い、画像データを生成する。この画像データは、表示部１００４に表示される。
以下、図１２を参照しながら本発明の放射線検出装置１００が組み込まれた放射線撮像システム１０００を例示的に説明する。放射線撮像システム１０００は、例えば、放射線検出装置１００と、イメージプロセッサなどを含む信号処理部１００３と、ディプレイなどを含む表示部１００４と、放射線を発生させるための放射線源１００１とを含む。放射線源１００１から発せられた放射線（例えばＸ線）は、被験者１００２を透過し、被験者１００２の体内の情報を含む放射線が、本実施形態の放射線検出装置１００によって検出される。これによって得られた放射線画像を用いて、例えば、信号処理部１００３は、所定の信号処理を行い、画像データを生成する。この画像データは、表示部１００４に表示される。
１００ 放射線検出装置
１０１、１０２ 撮像パネル
１０３ 放射線吸収部
１０４ 筐体
１０１、１０２ 撮像パネル
１０３ 放射線吸収部
１０４ 筐体
Claims (14)
- 筐体と、
前記筐体の中に重ねて配された第１の放射線撮像パネル及び第２の放射線撮像パネルと、
前記第１の放射線撮像パネルと前記第２の放射線撮像パネルとの間に配された放射線吸収部と、
を含む放射線検出装置であって、
前記放射線吸収部は、Ｋ吸収端のエネルギが３８ｋｅＶ以上かつ６０ｋｅＶ以下に存在する元素を含む第１部材と、第２部材と、を含み、
前記第１部材が、ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、及び、ツリウムのうち少なくとも１つの元素を含む粒子が添加された樹脂を含み、
前記第２部材が、銅、銀、亜鉛、スズのうち少なくとも１つを含む金属板を含むことを特徴とする放射線検出装置。 - 筐体と、
前記筐体の中に重ねて配された第１の放射線撮像パネル及び第２の放射線撮像パネルと、
前記第１の放射線撮像パネルと前記第２の放射線撮像パネルとの間に配された放射線吸収部と、を含む放射線検出装置であって、
前記放射線吸収部は、Ｋ吸収端のエネルギが３８ｋｅＶ以上かつ６０ｋｅＶ以下に存在する元素を含む第１部材と、前記元素以外の元素を含む第２部材と、を含み、
前記第１部材が、ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、及び、ツリウムのうちから選ばれたうち少なくとも１つのランタノイドを含む化合物粒子が添加された樹脂を含み、
前記第２部材が、銅、銀、亜鉛、スズのうち少なくとも１つを含む金属板を含むことを特徴とする放射線検出装置。 - 筐体と、
前記筐体の中に重ねて配された第１の放射線撮像パネル及び第２の放射線撮像パネルと、
前記第１の放射線撮像パネルと前記第２の放射線撮像パネルとの間に配された放射線吸収部と、
を含む放射線検出装置であって、
前記放射線吸収部は、
ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、及び、ツリウムのうち少なくとも１つの元素を含む粒子と、樹脂と、を含む第１部材と、
銅、銀、亜鉛、スズのうち少なくとも１つを含む金属板を含む第２部材と、
を含むことを特徴とする放射線検出装置。 - 前記第１部材が、前記第１の放射線撮像パネル及び前記第２の放射線撮像パネルに対して、前記第１の放射線撮像パネル及び前記第２の放射線撮像パネルが感知可能な光を発しないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
- 前記第２部材が、ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、及び、ツリウムを含まないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
- 前記第１部材が、放射線を可視光に変換しないことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の放射線検出装置。
- 前記第１部材が、１００μｍ以上かつ１０００μｍ以下の膜厚を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の放射線検出装置。
- 前記第１の放射線撮像パネル及び前記第２の放射線撮像パネルが、シンチレータと、前記シンチレータで放射線から変換された光を検出するための検出部と、を含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線検出装置。
- 前記第１の放射線撮像パネル及び前記第２の放射線撮像パネルの少なくとも一方が、前記シンチレータの反射率確保のための部材を更に含み、
前記第２部材は前記反射率確保のための部材とは別に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の放射線検出装置。 - 前記第１の放射線撮像パネル及び前記第２の放射線撮像パネルに含まれる前記検出部が、前記放射線吸収部を介して互いに隣接して配されることを特徴とする請求項９に記載の放射線検出装置。
- 前記放射線検出装置は、前記第１の放射線撮像パネルが前記第２の放射線撮像パネルよりも放射線の入射する側に配され、
前記第１の放射線撮像パネルは、前記シンチレータのうち第１のシンチレータを有し、
前記第２の放射線撮像パネルは、前記シンチレータのうち第２のシンチレータを有し、
前記第１のシンチレータの放射線の吸収率が、前記第２のシンチレータの放射線の吸収率以下であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の放射線検出装置。 - 前記第１のシンチレータは、
タリウム活性化ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）を含み、
前記第１の放射線撮像パネルに配された前記検出部と前記第１のシンチレータとの界面から、前記界面と交差する方向に成長した柱状結晶構造を有し、
前記界面に対する正射影において、前記第１のシンチレータの柱状結晶と柱状結晶同士の間の空隙との面積に対する前記柱状結晶の占める面積の割合を充填率としたとき、
前記第１のシンチレータの膜厚［μｍ］×前記充填率［％］≦８０００［μｍ・％］
であることを特徴とする請求項１１に記載の放射線検出装置。 - 前記放射線吸収部が、可視光を遮光する遮光部材を更に含み、
前記遮光部材が、前記第１の放射線撮像パネルと前記放射線吸収部との間と、前記第２の放射線撮像パネルと前記放射線吸収部との間と、の少なくとも何れかに配されることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の放射線検出装置。 - 請求項１乃至１３の何れか１項に記載の放射線検出装置と、
前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理部と、を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
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