JP7242444B2

JP7242444B2 - 放射線撮像装置

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Publication number: JP7242444B2
Application number: JP2019120659A
Authority: JP
Inventors: 雅文小野内; 崇章石津; 史人渡辺
Original assignee: 富士フイルムヘルスケア株式会社
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2023-03-20
Anticipated expiration: 2039-06-28
Also published as: JP2021006768A; US20200408939A1; CN112137640B; US11029423B2; CN112137640A

Description

本発明は光子計数型検出器を搭載した放射線撮像装置に係り、散乱線除去のためのコリメータを支持する構造に関する。

近年、フォトンカウンティング方式を採用する検出器（光子計数型検出器）を搭載したフォトンカウンティングＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置の開発が、様々な機関において進められている。光子計数型検出器は、従来のＣＴ装置で採用されている電荷積分型の検出器と異なり、検出素子である半導体層に入射した放射線の光子を個々に計数可能であるので、各光子のエネルギーを計測できる。そのため、フォトンカウンティングＣＴ装置では従来のＣＴ装置に比べてより多くの情報を得ることができる。

ＣＴ装置に代表される放射線撮像装置では、被写体等で発生した散乱線の検出器への入射を抑制するために、タングステンやモリブデン、タンタル等の重金属のプレートで形成されるスリットまたはグリッドであるコリメータが被写体と検出器の間に配置される。ただし、コリメータと検出器の検出素子との位置合せの精度が不十分な場合、ＣＴ装置が生成する断層画像にアーチファクトと呼ばれる偽像が発生する。

特許文献１では、複数のコリメータプレートの全てを支持する一組のコリメータレールに複数の検出器モジュールを装着するとともに、一方のコリメータレールに固定される高電圧ストリップから各検出器モジュールへ高電圧線等を介して高電圧を供給している。

特開２００７－１４４１８４号公報

しかしながら特許文献１では、コリメータを含む検出器モジュールを小型化することが困難な場合がある。すなわち検出器モジュールを小型化するために、複数のコリメータプレートの全てを支持するコリメータレール間の距離を短くすると、高電圧ストリップと検出器モジュールとの距離も短くなり、耐圧を保てなくなる場合がある。

そこで、本発明は、放射線の光子を検出する半導体層と散乱線の入射を抑制するコリメータとを備える光子計数型放射線検出器を小型化するとともに耐圧を確保可能な放射線撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、放射線を放射する放射線源と、前記放射線の光子を検出する放射線検出器と、前記放射線源と前記放射線検出器とを対向させて支持する支持部を備える放射線撮像装置であって、前記放射線検出器は、複数の検出素子モジュールが円弧状に配列されて構成され、前記検出素子モジュールは、前記支持部に固定されるベースと、前記光子を受けて電荷を出力する半導体層と、前記半導体層に高電圧を供給する高電圧配線と、前記半導体層へ入射する散乱線を抑制するコリメータと、前記コリメータを支持し前記ベースに固定される一組の支柱と、を有し、前記支柱は、前記半導体層から所定の距離の中に配置されるとともに、前記高電圧配線が挿入される切り欠き部を有することを特徴とする。

本発明によれば、放射線の光子を検出する半導体層と散乱線の入射を抑制するコリメータとを備える光子計数型放射線検出器を小型化するとともに耐圧を確保可能な放射線撮像装置を提供することができる。

本発明が適用されるＸ線ＣＴ装置の全体構成を示す図である。第一実施形態に係る検出素子モジュールの側面と上面を示す図である。第一実施形態に係る検出素子モジュールを構成する各部の斜視図である。第一実施形態に係る検出素子モジュールのＡ－Ａ断面図である。第一実施形態に係る検出素子モジュールのＢ－Ｂ断面図である。第一実施形態に係る検出素子モジュールのＣ－Ｃ断面図である。第一実施形態に係る検出素子モジュールの組立治具の一例を示す図である。第二実施形態に係る検出素子モジュールとその組立治具の一例を示す図である。第三実施形態に係る検出素子モジュールを示す図である。第三実施形態に係る検出素子モジュールの組立治具の一例を示す図である。第三実施形態の変形例に係る検出素子モジュールとその組立治具の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお本発明の放射線撮像装置は、放射線源と、放射線の光子を検出する放射線検出器と、を備える装置に適用される。以降の説明では、放射線がＸ線、放射線検出器が光子計数型のＸ線検出器であり、放射線撮像装置がＸ線ＣＴ装置である例について述べる。

＜第一実施形態＞
本実施形態のＸ線ＣＴ装置は、図１に示すように、Ｘ線を照射するＸ線源１と、Ｘ線を検出する複数の検出素子を二次元配列したＸ線検出器２と、信号処理部３と、画像生成部４とを備える。信号処理部３は、検出素子による検出信号に対し補正等の処理を行うとともに、Ｘ線ＣＴ装置の各部を制御する。画像生成部４は、信号処理部３で補正等の処理がなされた信号を用いて被写体７の画像を生成する。Ｘ線源１とＸ線検出器２は対向した位置で回転板５に支持され、寝台６に横たわる被写体７の周りを、被写体７に対して相対的に回転するように構成される。なおＸ線源１、Ｘ線検出器２及び回転板５を含めスキャナともいう。

Ｘ線検出器２は、複数の検出素子モジュール２００がＸ線源１を中心とする円弧状に配列されて構成される。検出素子モジュール２００は光子計数型検出器であり、コリメータ２１０と、高電圧配線２２０と、半導体層２３０と、光子計数回路２４０を有する。半導体層２３０は、例えばテルル化亜鉛カドミウム（ＣＺＴ）やテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ)等で構成され、入射するＸ線の光子に相当する電荷を生成する。光子計数回路２４０は、半導体層２３０が生成する電荷を計数し、計数した結果を計数信号として出力する。コリメータ２１０は、モリブデンやタンタルのような重金属のスリットまたはグリッドとして構成され、半導体層２３０に入射する散乱線を抑制する。高電圧配線２２０は、半導体層２３０が生成する電荷を光子計数回路２４０へ移動させるために、半導体層２３０に高電圧を供給する。検出素子モジュール２００の詳細な構造は図２乃至図６を用いて後述される。

対向配置されたＸ線源１とＸ線検出器２が被写体７の周りを回転する間に、Ｘ線源１からのＸ線の照射と、被写体７を透過したＸ線のＸ線検出器２での検出とが繰り返される。Ｘ線検出器２の光子計数回路２４０が出力する計数信号は、信号処理部３において補正等の処理を施された後、画像生成部４に送信され、画像生成部４によって被写体７の断層画像（ＣＴ像）が生成される。

図２乃至図６を用いて検出素子モジュール２００の詳細な構造について説明する。なお図２（ａ）は検出素子モジュール２００の側面を示す図であり、図２（ｂ）は検出素子モジュール２００の上面を示す図である。また図３は検出素子モジュール２００を構成する各部の斜視図であり、図４、図５、図６はそれぞれ図２（ｂ）中のＡ－Ａ断面、Ｂ－Ｂ断面、Ｃ－Ｃ断面を示す図である。各図において、Ｘ軸はＸ線検出器２の回転方向、Ｙ軸はＸ線入射方向、Ｚ軸はＸ線検出器２の回転軸の方向である。検出素子モジュール２００は、コリメータ２１０、高電圧配線２２０、半導体層２３０、光子計数回路２４０とともに、支柱２５０とベース２６０を有する。

ベース２６０は、Ｘ線源１を支持する支持部である回転板５に固定され、検出素子モジュール２００の位置の基準となる。ベース２６０は、例えばアルミニウムで構成され、配線穴２６１と取付け穴２６２を有する。ベース２６０のＺ方向の中央部には光子計数回路２４０と半導体層２３０がＹ方向に積層される。またＺ方向において半導体層２３０から所定の距離の中に一対の支柱２５０がベース２６０の上に配置される。半導体層２３０から支柱２５０までの距離は、検出素子モジュール２００のＺ方向の大きさに応じて設定される。

高電圧配線２２０は、半導体層２３０に高電圧を供給するために、半導体層２３０のＸ線入射面、すなわちＸ線源１側の面に配置され、例えばフレキシブルケーブルで構成される。高電圧配線２２０と半導体層２３０との間には、両者を電気的に接続するためのシート状導体２２２が設けられる。また高電圧配線２２０のＺ方向の両端部には接続導体２２１が設けられ、接続導体２２１を介して、高電圧配線２２０に数ｍＡ程度の電流が供給される。高電圧配線２２０に供給される電流の流れを阻害しないように、高電圧配線２２０の形状は、図３に示すような接続導体２２１からシート状導体２２２へ向かうに従って、Ｘ方向の幅が広がることが望ましい。

支柱２５０は、例えば銅、鉄、真鍮、タングステン等のＸ線遮蔽効果の高い金属で構成され、コリメータ２１０を支持し、配線穴２５１と取付け穴２５２と切り欠き部２５３を有する。支柱２５０に金属を用いる場合、支柱２５０と高電圧配線２２０の間の電気的な絶縁は、高電圧配線２２０の被覆材等によって確保される。コリメータ２１０の固定には、コリメータ２１０のＺ方向の両端部に設けられる取付け穴２１１、取付け穴２１２とともに、支柱２５０の取付け穴２５２とベース２６０の取付け穴２６２が用いられる。取付け穴２１１を丸穴、取付け穴２１２を長穴として、Ｚ方向におけるコリメータ２１０の固定位置の調整シロを設けても良い。また重金属で構成されるコリメータ２１０の固定位置にずれを生じさせないように、取付け穴２１１と取付け穴２１２は、それぞれ複数設けられることが好ましい。さらにコリメータ２１０の固定強度をより高めるために、取付け穴２１１と取付け穴２１２との間の距離はより短いことが好ましい。

切り欠き部２５３は、支柱２５０のＸ方向の中央部で取付け穴２１１や取付け穴２１２と重ならない位置に設けられ、高電圧配線２２０が挿入される。切り欠き部２５３の形状は、高電圧配線２２０のＺ方向の両端部と整合するものが好ましい。切り欠き部２５３には、支柱２５０の配線穴２５１とベース２６０の配線穴２６１が通じており、配線穴２５１と配線穴２６１の中には高電圧供給部２７０が図４や図６に示すように設けられる。高電圧供給部２７０は接続導体２２１を介して高電圧配線２２０に高電圧を供給する。なお図６に示す半導体層２３０と高電圧供給部２７０との距離Ｌ１、Ｌ２は、半導体層２３０の光子計数回路２４０側の電極と高電圧供給部２７０との間で放電が発生しないように設定される。

また高電圧配線２２０による半導体層２３０への張力を軽減するために、高電圧配線２２０は実質的に水平に保たれることが望ましい。そこで、ベース２６０から切り欠き部２５３の底面までの高さと、ベース２６０から半導体層２３０のＸ線入射面までの高さとは、図２（ａ）や図６に示すように、等しいことが最も望ましい。なお、高電圧配線２２０による半導体層２３０への張力は、半導体層２３０が破損しない程度に軽減されれば良いので、高電圧配線２２０は必ずしも水平に配線されなくても良い。すなわち、半導体層２３０や光子計数回路２４０の大きさや半導体層２３０が破損する強度、高電圧配線２２０による張力に基づいて、半導体層２３０が破損しないように、切り欠き部２５３の底面の高さが設定されれば良い。

またコリメータ２１０と高電圧配線２２０との間に図５に示すような空隙５００が確保されるように、支柱２５０の高さが設定される。空隙５００が確保されることにより、重金属で構成されるコリメータ２１０と高電圧配線２２０とを接触させずに済むので、半導体層２３０の破損を回避できる。

図２乃至図６を用いて説明した本実施形態によれば、検出素子モジュール２００を小型化するために、コリメータ２１０を支持する支柱２５０が半導体層２３０から所定の距離の中に配置される。また半導体層２３０に接続される高電圧配線２２０に高電圧を供給する高電圧供給部２７０が、半導体層２３０との間で放電が発生しない距離に配置される。よって、放射線の光子を検出する半導体層と散乱線の入射を抑制するコリメータとを備える光子計数型放射線検出器を小型化するとともに耐圧を確保可能になる。

なお、コリメータと半導体層との位置合わせの精度が不十分である場合、放射線撮像装置が生成する画像にアーチファクトと呼ばれる偽像が発生する。そこで本実施形態の検出素子モジュール２００において、コリメータ２１０と半導体層２３０との位置合わせの精度を確保することについて以降で説明する。

図７を用いて、本実施例の検出素子モジュール２００を組み立てるときに、コリメータ２１０の位置調整に用いられる組立治具７００について説明する。図７（ａ）に組立治具７００の上面図を示し、図７（ｂ）に組立治具７００の側面図とともに検出素子モジュール２００の側面図を示す。

組立治具７００は、突起部７０１とピン７０２と開口部７０５を有する。ピン７０２は、ベース２６０を回転板５に固定するときに用いられる固定用穴７０３に接続される。固定用穴７０３にピン７０２が接続されることにより、検出素子モジュール２００のベース２６０が回転板５に固定されるときの位置精度が、回転板５と組立治具７００との間にも再現される。

開口部７０５は、ＸＺ面において、コリメータ２１０よりも大きい矩形の開口であり、開口部７０５の内周面のうちの短辺の一方には一つの突起部７０１が、長辺の一方には２つの突起部７０１が設けられる。３つの突起部７０１の各先端とピン７０２との相対位置は、固定用穴７０３にピン７０２が接続された状態で、３つの突起部７０１にコリメータ２１０が突き当てられたときに、ベース２６０とコリメータ２１０との位置精度が担保されるように調整される。

なお開口部７０５の短辺に設けられる突起部７０１は、Ｘ方向における開口部７０５の中心に設けられることが望ましい。また開口部７０５の長辺に設けられる突起部７０１は、支柱２５０に隣接する範囲である支柱隣接範囲７０４に設けられることが望ましい。突起部７０１が支柱隣接範囲７０４に設けられることにより、コリメータ２１０の組み立て中に、組立治具７００が半導体層２３０や光子計数回路２４０と接触することを回避できる。なお、固定用穴７０３にピン７０２が接続された組立治具７００の突起部７０１には、コリメータ２１０のみが突き当てられても良いし、コリメータ２１０とともに支柱２５０が突き当てられても良い。

図７を用いて説明した本実施形態の組立治具７００によれば、コリメータ２１０と半導体層２３０との位置合わせの精度を確保しながら検出素子モジュール２００を組み立てられる。

＜第二実施形態＞
第一実施形態では、コリメータ２１０の位置調整に用いられる治具として、コリメータ２１０よりも大きい開口部７０５の内周面に３つの突起部７０１を有する組立治具７００について説明した。本実施例では、図７に例示される組立治具７００よりも簡易な治具等について説明する。なお本実施形態には、第一実施形態で説明した構成や機能の一部を適用できるので、同様の構成、機能については同じ符号を用いて説明を省略する。

図８を用いて本実施形態の検出素子モジュール８００と組立治具８１０について説明する。図８（ａ）に検出素子モジュール８００と組立治具８１０の上面図を示し、図８（ｂ）に組立治具８１０と検出素子モジュール８００の側面図を示す。各図において、Ｘ軸はＸ線検出器２の回転方向、Ｙ軸はＸ線入射方向、Ｚ軸はＸ線検出器２の回転軸の方向である。

組立治具８１０は、図８（ａ）に示すように、断面がＬ字形状であるとともに、突き当て部８１１を有する。また組立治具８１０を用いてコリメータ２１０が位置調整される検出素子モジュール８００のベース８６０は、突き当て部８１１が突き当てられる端面である突き当て端面８０１を有する。なお組立治具８１０の突き当て部８１１には、ベース８６０の突き当て部８１１とともに、コリメータ２１０の端部が突き当てられる。

本実施形態の組立治具８１０によれば、突き当て部８１１にベース８６０の突き当て部８１１とともに、コリメータ２１０の端部が突き当てられ、ベース８６０とコリメータ２１０との位置精度が担保される。また本実施形態の組立治具８１０は、第一実施形態の組立治具７００に比べて、簡易な形状となる。

なお図８（ａ）では、紙面下側から組立治具８１０が突き当てられるようにベース８６０に突き当て端面８０１が形成されているが、紙面上側から組立治具８１０が突き当てられるようにベース８６０に突き当て面が形成されても良い。また組立治具８１０の突き当て部８１１に、ベース８６０とともに、コリメータ２１０のみが突き当てられても良いし、コリメータ２１０に加えて支柱２５０が突き当てられても良い。

＜第三実施形態＞
第一実施形態では、高電圧配線２２０に高電圧を供給する高電圧供給部２７０が支柱２５０の中に設けられることについて説明した。高電圧配線２２０に供給される電圧の値によっては、支柱２５０の中の高電圧供給部２７０では、半導体層２３０の光子計数回路２４０側の電極との間の放電を防止できない場合がある。そこで本実施形態では、Ｚ方向においてコリメータ２１０を支持する支柱よりも半導体層２３０から離れた位置に高電圧供給部を設ける場合について説明する。本実施形態には、第一実施形態で説明した構成や機能の一部を適用できるので、同様の構成、機能については同じ符号を用いて説明を省略する。なお以降に示す各図において、Ｘ軸はＸ線検出器２の回転方向、Ｙ軸はＸ線入射方向、Ｚ軸はＸ線検出器２の回転軸の方向である。

図９を用いて、本実施形態の検出素子モジュール９００について説明する。なお図９（ａ）は検出素子モジュール９００の側面を示す図であり、図９（ｂ）は検出素子モジュール２００の上面を示す図、図９（ｃ）は図９（ｂ）中のＤ－Ｄ断面を示す図である。検出素子モジュール９００は、コリメータ２１０、高電圧配線９２０、半導体層２３０、光子計数回路２４０、支柱９５０、配線接続部９５５、ベース９６０を有する。

ベース９６０は、Ｘ線源１を支持する支持部である回転板５に固定され、検出素子モジュール９００の位置の基準となる。ベース９６０は、例えばアルミニウムで構成される。ベース９６０のＺ方向の中央部には光子計数回路２４０と半導体層２３０がＹ方向に積層される。またＺ方向において半導体層２３０から所定の距離の中に一対の支柱９５０がベース９６０の上に固定される。半導体層２３０から支柱９５０までの距離は、検出素子モジュール９００のＺ方向の大きさに応じて設定される。さらにＺ方向において支柱９５０よりも半導体層２３０から離れた位置に配線接続部９５５が設けられる。

高電圧配線９２０は、半導体層２３０に高電圧を供給するために、半導体層２３０のＸ線入射面、すなわちＸ線源１側の面に配置され、例えばフレキシブルケーブルで構成される。高電圧配線９２０と半導体層２３０との間には、両者を電気的に接続するためのシート状導体９２２が設けられる。また高電圧配線９２０のＺ方向の両端部には接続導体９２１が設けられ、接続導体９２１を介して、高電圧配線９２０に数ｍＡ程度の電流が供給される。高電圧配線９２０に供給される電流の流れを阻害しないように、高電圧配線９２０の形状は、図９（ｂ）に示すような接続導体９２１からシート状導体９２２へ向かうに従って、Ｘ方向の幅が広がることが望ましい。

支柱９５０は、例えば銅、鉄、真鍮、タングステン等のＸ線遮蔽効果の高い金属で構成され、コリメータ２１０を支持する。支柱９５０に金属を用いる場合、支柱９５０と高電圧配線９２０の間の電気的な絶縁は、高電圧配線９２０の被覆材等によって確保される。コリメータ２１０の支柱９５０への固定には、コリメータ２１０のＺ方向の両端部に設けられる取付け穴２１１、取付け穴２１２が用いられる。また支柱９５０には、第一実施形態と同様に切り欠き部が設けられ、高電圧配線９２０が切り欠き部を通過して配線接続部９５５まで配線される。

配線接続部９５５は、例えばセラミックス等の絶縁物で構成され、内部に高電圧供給部９７０を有する。高電圧供給部９７０は高電圧配線９２０の接続導体９２１に接続され、高電圧配線９２０に高電圧を供給する。なお図９（ｃ）に示す半導体層２３０と配線接続部９５５の中の高電圧供給部９７０との距離Ｌ３、Ｌ４は、半導体層２３０の光子計数回路２４０側の電極と高電圧供給部９７０との間で放電が発生しないように設定される。

また高電圧配線９２０による半導体層２３０への張力を軽減するために、高電圧配線９２０は実質的に水平に保たれることが望ましい。そこで、半導体層２３０のＸ線入射面と、支柱９５０の切り欠き部の底面と、配線接続部９５５の高電圧供給部９７０の各々の高さは、図９（ｃ）に示すように、等しいことが望ましい。なお、高電圧配線９２０による半導体層２３０への張力は、半導体層２３０が破損しない程度に軽減されれば良いので、半導体層２３０や光子計数回路２４０の大きさや半導体層２３０が破損する強度、高電圧配線９２０による張力に基づいて設定されても良い。すなわち、高電圧配線９２０は必ずしも水平に配線されなくても良く、半導体層２３０が破損しないように、支柱９５０の切り欠き部の底面と配線接続部９５５の高電圧供給部９７０との高さが設定されれば良い。

本実施形態によれば、検出素子モジュール９００を小型化するために、コリメータ２１０を支持する支柱９５０が半導体層２３０から所定の距離の中に配置される。また半導体層２３０に接続される高電圧配線９２０に高電圧を供給する高電圧供給部９７０が、半導体層２３０との間で放電が発生しない距離に配置される。よって、放射線の光子を検出する半導体層と散乱線の入射を抑制するコリメータとを備える光子計数型放射線検出器を小型化するとともに耐圧を確保可能になる。特に高電圧配線２２０に供給される電圧の値が高い場合であっても、Ｚ方向においてコリメータ２１０をコンパクトにしながら、耐圧を確保できる。

図１０を用いて、本実施例の検出素子モジュール９００を組み立てるときに、コリメータ２１０の位置調整に用いられる組立治具１０００について説明する。図１０（ａ）に組立治具１０００の上面図を示し、図１０（ｂ）に組立治具１０００の側面図とともに検出素子モジュール９００の側面図と拡大図を示す。

組立治具１０００は、突起部１００１とピン１００２と開口部１００５を有する。ピン１００２は、ベース９６０を回転板５に固定するときに用いられる固定用穴１００３に接続される。固定用穴１００３にピン１００２が接続されることにより、検出素子モジュール９００のベース９６０が回転板５に固定されるときの位置精度が、回転板５と組立治具１０００との間にも再現される。

開口部１００５は、ＸＺ面において、コリメータ２１０よりも大きい矩形の開口であり、開口部１００５の内周面のうちの短辺の一方には一つの突起部１００１が、長辺の一方には２つの突起部１００１が設けられる。３つの突起部１００１の各先端とピン１００２との相対位置は、固定用穴１００３にピン１００２が接続された状態で、３つの突起部１００１にコリメータ２１０が突き当てられたときに、ベース９６０とコリメータ２１０との位置精度が担保されるように調整される。

なお開口部１００５の短辺に設けられる突起部１００１は、Ｘ方向における開口部１００５の中心に設けられることが望ましい。また開口部１００５の長辺に設けられる突起部１００１は、支柱９５０に隣接する範囲である支柱隣接範囲１００４に設けられることが望ましい。突起部１００１が支柱隣接範囲１００４に設けられることにより、コリメータ２１０の組み立て中に、組立治具１０００が半導体層２３０や光子計数回路２４０と接触することを回避できる。なお、固定用穴１００３にピン１００２が接続された組立治具１０００の突起部１００１には、コリメータ２１０のみが突き当てられても良いし、コリメータ２１０とともに支柱９５０が突き当てられても良い。また組立治具１０００の突起部１００１がコリメータ２１０に突き当てられるように、配線接続部９５５のＹ方向の大きさは設定され、例えば図９（ｂ）の拡大図のように、支柱９５０のＹ方向の大きさと同一とされる。

図１０を用いて説明した本実施形態の組立治具１０００によれば、コリメータ２１０と半導体層２３０との位置合わせの精度を確保しながら検出素子モジュール９００を組み立てられる。

図１１を用いて、本実施形態の変形例について説明する。図１１（ａ）に組立治具１１００の上面図を示し、図１１（ｂ）に組立治具１１００と検出素子モジュールの側面図、図１１（ｃ）に検出素子モジュールの上面図を示す。

本変形例の検出素子モジュールは、図９と異なり、コリメータ２１０の取付け穴２１１と、検出素子モジュールのベース９６０を回転板５に固定するときに用いられる固定用穴１１０３とが長穴であり、Ｚ方向に位置の自由度を有する。なおベース９６０を回転板５に固定するときの位置合わせの基準には、Ｘ方向では固定用穴１１０３が用いられ、Ｚ方向ではベース９６０の突き当て面１１０７が用いられる。位置合わせの基準が分散させられることにより、ベース９６０の加工が簡便になる。

組立治具１１００は、突起部１１０１とピン１１０２と開口部１１０５とともに突き当て部１１０６を有する。ピン１１０２は固定用穴１１０３に接続される。固定用穴１１０３にピン１１０２が接続されることにより、検出素子モジュールのベース９６０が回転板５に固定されるときのＸ方向の位置精度が、回転板５と組立治具１１００との間にも再現される。また組立治具１１００の突き当て部１１０６は、ベース９６０のＺ方向における位置合わせの基準である突き当て面１１０７に突き当てられる。突き当て部１１０６が突き当て面１１０７に突き当てられることにより、ベース９６０が回転板５に固定されるときのＺ方向の位置精度が、回転板５と組立治具１１００との間にも再現される。

開口部１１０５は、ＸＺ面において、コリメータ２１０よりも大きい矩形の開口であり、開口部１１０５の内周面のうちの短辺の一方には一つの突起部１１０１が、長辺の一方には２つの突起部１１０１が設けられる。３つの突起部１１０１の各先端とピン１１０２との相対位置は、固定用穴１１０３にピン１１０２が接続された状態で、３つの突起部１１０１にコリメータ２１０が突き当てられたときに、ベース９６０とコリメータ２１０との位置精度が担保されるように調整される。

なお開口部１１０５の短辺に設けられる突起部１１０１は、Ｘ方向における開口部１１０５の中心に設けられることが望ましい。また開口部１１０５の長辺に設けられる突起部１１０１は、支柱９５０に隣接する範囲である支柱隣接範囲１１０４に設けられることが望ましい。突起部１１０１が支柱隣接範囲１１０４に設けられることにより、コリメータ２１０の組み立て中に、組立治具１１００が半導体層２３０や光子計数回路２４０と接触することを回避できる。なお、固定用穴１１０３にピン１１０２が接続された組立治具１１００の突起部１１０１には、コリメータ２１０のみが突き当てられても良いし、コリメータ２１０とともに支柱９５０が突き当てられても良い。また組立治具１１００の突起部１００１がコリメータ２１０に突き当てられるように、配線接続部９５５のＹ方向の大きさは設定され、例えば図１１（ｂ）のように支柱９５０のＹ方向の大きさと同一とされる。

図１１を用いて説明した本変形例の組立治具１１００によれば、コリメータ２１０と半導体層２３０との位置合わせの精度を確保しながら本変形例の検出素子モジュールを組み立てられる。

以上、本発明の放射線撮像装置について複数の実施形態を説明した。本発明の放射線撮像装置は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、上記実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。

１：Ｘ線源、２：Ｘ線検出器、３：信号処理部、４：画像生成部、５：回転板、６：寝台、７：被写体、２００：検出素子モジュール、２１０：コリメータ、２１１：取付け穴、２１２：取付け穴、２２０：高電圧配線、２２１：接続導体、２２２：シート状導体、２３０：半導体層、２４０：光子計数回路、２５０：支柱、２５１：配線穴、２５２：取付け穴、２５３：切り欠き部、２６０：ベース、２６１：配線穴、２６２：取付け穴、２７０：高電圧供給部、５００：空隙、７００：組立治具、７０１：突起部、７０２：ピン、７０３：固定用穴、７０４：支柱隣接範囲、７０５：開口部、８００：検出素子モジュール、８０１：突き当て端面、８１０：組立治具、８１１：突き当て部、８６０：ベース、９００：検出素子モジュール、９２０：高電圧配線、９２１：接続導体、９２２：シート状導体、９５０：支柱、９５５：配線接続部、９６０：ベース、９７０：高電圧供給部、１０００：組立治具、１００１：突起部、１００２：ピン、１００３：固定用穴、１００４：支柱隣接範囲、１００５：開口部、１１００：組立治具、１１０１：突起部、１１０２：ピン、１１０３：固定用穴、１１０４：支柱隣接範囲、１１０５：開口部、１１０６：突き当て部、１１０７：突き当て面

Claims

放射線を放射する放射線源と、前記放射線の光子を検出する放射線検出器と、前記放射線源と前記放射線検出器とを対向させて支持する支持部を備える放射線撮像装置であって、
前記放射線検出器は、複数の検出素子モジュールが円弧状に配列されて構成され、
前記検出素子モジュールは、前記支持部に固定されるベースと、前記光子を受けて電荷を出力する半導体層と、前記半導体層に高電圧を供給する高電圧配線と、前記半導体層へ入射する散乱線を抑制するコリメータと、前記コリメータを支持し前記ベースに固定される一組の支柱と、を有し、
前記支柱は、前記半導体層から所定の距離の中に配置されるとともに、前記高電圧配線が挿入される切り欠き部を有することを特徴とする放射線撮像装置。
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、
前記半導体層の前記放射線源の側には前記高電圧配線と接続される電極面が設けられ、
前記切り欠き部の底面と前記電極面とは、前記ベースからの高さの差異が所定の範囲内に設定されることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項２に記載の放射線撮像装置であって、
前記高さの差異は、前記高電圧配線が水平に保たれるように設定されることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、
前記半導体層の前記放射線源の側には前記高電圧配線と接続される電極面が設けられ、
前記高電圧配線は、両端部から前記電極面へ向かうに従って、前記検出素子モジュールが配列される方向の幅が広くなることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、
前記切り欠き部には、前記高電圧配線に高電圧を供給する高電圧供給部が設けられることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、
前記半導体層から前記支柱よりも離れた位置に、前記高電圧配線に高電圧を供給する高電圧供給部が設けられることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項６に記載の放射線撮像装置であって、
前記半導体層の前記放射線源の側には前記高電圧配線と接続される電極面が設けられ、
前記電極面と前記切り欠き部と前記高電圧供給部とは、前記高電圧配線が水平に保たれるように、前記ベースからの高さが設定されることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項１に記載の放射線撮像装置であって、
前記コリメータは、前記ベースに取り付けられる組立治具を用いて、位置調整されることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項８に記載の放射線撮像装置であって、
前記ベースには、前記支持部への固定に用いられる穴が設けられ、
前記組立治具は、前記穴に嵌め込まれるピンと、前記コリメータの２つの側面に突き当てられる突起部を有することを特徴とする放射線撮像装置。
請求項９に記載の放射線撮像装置であって、
前記半導体層から前記支柱よりも離れた位置に、前記高電圧配線に高電圧を供給する高電圧供給部が設けられ、
前記ベースから前記高電圧供給部の上面までの高さは、前記コリメータの側面に前記突起部が突き当てられるように設定されることを特徴とする放射線撮像装置。
請求項８に記載の放射線撮像装置であって、
前記組立治具は、断面がＬ字形状を有しており、
前記ベースは前記Ｌ字形状に突き当てられる端面である突き当て端面を有することを特徴とする放射線撮像装置。