JPH10153664A

JPH10153664A - ２次元アレイ型放射線検出器

Info

Publication number: JPH10153664A
Application number: JP4575697A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Tonami; 寛道戸波
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】スライス方向、チャネル方向のＸ線遮蔽を精
度の良いものにし、Ｘ線開口面積の誤差を防止し、アー
ティファクトが発生しないような２次元アレイ型放射線
検出器を提供する。【解決手段】外枠１には柱状部２が所定の間隔を隔て
縦横に短冊状に並んでおり、柱状部と柱状部の間には溝
部３が形成されている。この溝部と対向する溝部との間
にはワイヤ線４が張られており、縦横に張られたワイヤ
線４で形成された升目にはＸ線検出素子５が配置されて
いる。各Ｘ線検出素子間にはワイヤ線４によって仕切ら
れているので反りや歪みが生じず、スライス方向、チャ
ネル方向のＸ線遮蔽を精度の良いものにすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線撮像装置やＸ
線ＣＴ装置等に用いられ、複数のＸ線検出素子が２次元
状に配置される２次元アレイ型放射線検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、Ｘ線ＣＴ装置ではＸ線管を用い
て被検者にＸ線を照射し、被検者を透過してきたＸ線を
放射線検出器で検出して、断層像を構成しているが、チ
ャネル方向に一次元的に配列した検出器では断層像は１
スライスしか得られないので、一度に多くのスライスデ
ータを得るために、Ｘ線検出素子をチャネル方向だけで
なくそれに直交するスライス方向にも配列した２次元ア
レイ型放射線検出器が考えられており、コーンビームＸ
線管と併用されて微小なスライスピッチのマルチスライ
スデータを短時間のうちに収集するものと早期実用化が
期待されている。この検出器は従来、図７のように構成
されている。枠組み３１の外枠３２内には、チャンネル
方向及びそれに直交するスライス方向それぞれに所定の
ピッチで複数の枠３４がＸ線及び光を透過しないＷやＭ
ｏ等の仕切り板３３で仕切られており、コリメータ部分
を形成している。

【０００３】全ての枠３４は、少なくともＸ線検出素子
が挿入可能なサイズに設定される。複数の枠３４はチャ
ンネル方向に、チャンネル方向のＸ線検出素子と同じ数
だけ、Ｘ線検出素子のチャンネル方向のピッチと同じピ
ッチで設けられる。

【０００４】また、複数の枠３４はスライス方向に、ス
ライス方向のＸ線検出素子の数と同じ数だけ、Ｘ線検出
素子のスライス方向のピッチと同じピッチで設けられ
る。

【０００５】このような、枠３４を形成するには、図８
（ａ）、（ｂ）に示すように、チャンネル方向のＸ線検
出素子のピッチに対応したスリット３５が設けられた仕
切り板３３と、スライス方向のＸ線検出素子のピッチに
対応したスリット３５が設けられた仕切り板３３とを互
いにスリット３５で嵌合して井げた状に組み合わせてい
る。

【０００６】この枠３４の中にシンチレータブロックや
フォトダイオードからなるＸ線検出素子が嵌め込まれて
２次元アレイ型放射線検出器が構成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
ではＸ線遮蔽のための仕切り板３３は細長いものである
とともに、井げた状に組み合わせるためにスリット３５
が設けられているので、仕切り板３３の長手方向のたわ
みに対する強度が弱く、特に、仕切り板を製作したとき
に反りや歪みが発生し、放射線検出器として組み立てる
と枠３４の面積すなわちＸ線開口面積に誤差やばらつき
が生じ、画像を構成したときにアーティファクトが発生
するという問題があった。

【０００８】また、特にスライス方向を仕切っている仕
切り板はチャンネル方向に長く伸びているので歪みが起
きやすかった。

【０００９】本発明は、上記課題を解決するために創案
されたもので、スライス方向、チャンネル方向のＸ線遮
蔽を精度の良いものにし、Ｘ線開口面積の誤差を防止
し、アーティファクトが発生しないような２次元アレイ
型放射線検出器を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明の２次元アレイ型放射線検出器は、
複数のＸ線検出素子が２次元状に配置される２次元アレ
イ型放射線検出器において、Ｘ線及び光を透過しないワ
イヤ線で縦横２方向に所定のピッチで２次元状に仕切ら
れた複数の枠に対応してＸ線検出素子が配置されたこと
を特徴としている。

【００１１】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、Ｘ線検出素子に２次元的に走査できる固体スイッ
チング素子を用いることを特徴としている。

【００１２】本発明の２次元アレイ型放射線検出器は上
記のように構成されているので、Ｘ線遮蔽の仕切り部材
に反りや歪みが発生することがなく、画像を構成したと
きにアーティファクトの発生を防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を、以下、図面
に基づいて説明する。

【００１４】図１は本発明による２次元アレイ型放射線
検出器の上面図を示し、図２は本発明の２次元アレイ型
放射線検出器の製造方法を示す。

【００１５】１は外枠、２柱状部、３は溝部、４はモリ
ブテン、タングステン等のＸ線遮蔽材料からなるワイヤ
線、５はシンチレータブロックやフォトダイオードから
なるＸ線検出素子である。

【００１６】外枠１には柱状部２が所定の間隔を隔てて
縦横に短冊状に並んでおり、柱状部と柱状部の間には溝
部３が形成されている。この溝部と対向する溝部との間
にはワイヤ線４が張られており、縦横に張られたワイヤ
線４で形成された升目にはワイヤ線４よりも下側にＸ線
検出素子５が配置されている。

【００１７】Ｘ線が照射されると、Ｘ線検出素子５でＸ
線が検出され、スライス方向、チャンネル方向共にデー
タが得られるが、各Ｘ線検出素子間はワイヤ線４によっ
て仕切られているので隣接するＸ線検出素子間のクロス
トークが防止される。

【００１８】次に、図２に基づいて２次元アレイ型放射
線検出器の製造方法を説明する。

【００１９】図２（ａ）に示すように溝付外枠６を用い
る。この溝付外枠６の内側は長方形形状にくりぬかれた
貫通部７を有し、外周部には柱状部２が縦横に短冊状に
並んでおり、柱状部と柱状部の間には溝部３が形成され
ている。

【００２０】溝部３のスライス方向ピッチはＸ線検出素
子５のスライス方向のピッチと、溝部３のチャンネル方
向のピッチはＸ線検出素子５のチャンネル方向のピッチ
と一致するように、また、溝幅はワイヤ線径よりも５〜
２０μｍだけ大きくなるように形成されている。

【００２１】この溝付外枠６に対して図２（ｂ）に示す
ようにワイヤ線４を巻き付ける。図２（ｂ）は、図２
（ａ）の溝付外枠６を上面から見た図である。

【００２２】この図に示すように、例えばＳ１からスタ
ートしワイヤ線４を溝部３の上側を通して対向する溝部
３の上側へと導き、溝付外枠６に巻き付け、溝部の下側
からスタートした溝部の隣の溝部の下側へワイヤ線を通
す。このようにして、溝部の上側を通すときは、対向す
る溝部へ渡すこととし、溝部の下側を通すときは、対向
する溝部の１つ隣の溝部へ渡すようにしていく。

【００２３】ワイヤ線４を張るときには、適度な引っ張
りの力で行うようにし、弛みがでないようにする。

【００２４】チャンネル方向にすべてワイヤ線４が張ら
れると、Ｓ２の部分に示すように溝付外枠６の角の柱状
部２の下側を斜めに横切るようにワイヤ線４を巻回して
直交する溝部にシフトし、この溝部の上側から上記と同
様にスライス方向にワイヤ線４をＳ３の部分まで張って
いく。

【００２５】このようにして張られたワイヤ線４は、溝
部３の上側では真っ直ぐに張られて、縦横のワイヤ線４
によって、升目を形成し、溝部３の下側では斜め方向に
張られる。

【００２６】次に、図２（ｃ）に示すような接着剤９が
満たされた接着桶８にワイヤ線４が巻き回された溝付外
枠６を浸し、巻き回されているワイヤ線４を溝付外枠６
に接着固定する。

【００２７】この後、図２（ａ）で示される溝付外枠６
の一点鎖線部分（Ａ部）より下の部分をカットして除去
する。このようにして、溝部３の上側に張られたワイヤ
線４を残し、下側に張られたワイヤ線を除去することに
よって、升目を形成し、コリメータ部分に相当している
ワイヤ線部分のみを用いることができる。

【００２８】そして、ワイヤ線４で形成されている升目
にＸ線検出素子５の各素子を一致させて配置することに
よって、２次元アレイ型放射線検出器が完成する。

【００２９】以上のようにして形成された２次元アレイ
型放射線検出器は、検出器の長さがスライス方向やチャ
ンネル方向に長くなった場合でもコリメータ部分に相当
するワイヤ線の部分に反りや歪みが生じないので、Ｘ線
開口面積に誤差が発生せず、精度良くＸ線を測定するこ
とができる。

【００３０】次に、本発明の他の実施例を図３〜図５に
示す。

【００３１】図３（ａ）は本発明の２次元アレイ型放射
線検出器の断面図、図３（ｂ）はその平面図、図４は外
枠１１の外観図、図５は外枠１１の断面図である。

【００３２】中央が四角形状にくりぬかれた四角形状の
ベース１５の外側の各辺に位置決めピン等で固定された
外枠１１が立っている。この外枠１１は図４に示すよう
に底面よりも上面の方が大きく、精密ワイヤ放電加工等
により溝部１３が等間隔で所定の深さに形成されてお
り、この溝部１３によって分離された柱状部１２が形成
されている。

【００３３】柱状部１２の角は、ワイヤ線の断線防止の
ために、アールをとって、丸くしてある。この柱状部１
２にワイヤ線１４を図の矢印で示すように溝と溝の間に
渡し込んで柱状部１２の外側を回るようにして通し、図
５に示すように溝の切れ込みの下までもっていく。次
に、この外枠と対向して立っているもう一方の外枠の溝
と溝の間に渡し込んで柱状部の外側を回るようにし、こ
れを繰り返して次々とワイヤ線を張っていく。

【００３４】ところで、図５に示すように外枠１１の断
面形状は底辺よりも上辺が長く、台形状となっている
が、外側の辺が鉛直方向とはθの角度をなすように切り
込んであるので、最下段のワイヤ線の張力をＴとすると
Ｆ＝Ｔｓｉｎθの力がワイヤ線に働き、ワイヤ線を緩ま
ず固定させることができる。

【００３５】次に図３によりワイヤ線を巻く順序につい
て説明する。ａの地点からスタートする。溝部１３にワ
イヤ線１４を渡し、そのまま対向する外枠１１の溝部に
ワイヤ線を通し、柱状部１２の外側を巻くようにして隣
の溝部にワイヤ線を渡し、再び最初の外枠の対向する溝
部まで戻す。この作業を次々と繰り返してワイヤ線を平
行に張っていき、ｄの地点まで到達すると、隣の外枠の
溝部へ移動しｅ地点から始めることになる。ｅからｆへ
ワイヤ線を通し、上記と同様の方法でワイヤ線を張って
いき、ｇまでいくと縦横に張られたワイヤ線によって多
くの升目が完成する。

【００３６】ここで、さらに上記１回目に張られたワイ
ヤ線の上に次のワイヤ線を重ねて巻いていくことによっ
て、多層のワイヤ線で構成された升目が完成し、この升
目に対応するように、ガラス基板１８上にフォトダイオ
ード等からなる光電変換素子１７を光学接着し、さらに
その上にシンチレータ等からなる蛍光素子１６を光学接
着し、これをベース１５に固定するようにする。

【００３７】以上のように、フラットなベースにワイヤ
線を重ねて巻いていくことで、升目と升目との間の遮蔽
能力を高めることができるので、各検出素子への散乱線
を阻止する効果を高めることができ、分解能が向上す
る。

【００３８】そして、この升目１個に対応する光電変換
素子１７は例えば、図６（ａ）のようにフォトダイオー
ド１７ａと、このフォトダイオード１７ａを駆動するＦ
ＥＴ１７ｂから構成されており、ＦＥＴ１７ｂのゲート
のＯＮの信号がきたときに、フォトダイオード１７ａが
働き、そのときの受光信号を電気信号に変換して、外部
に取り出せるようになっている。

【００３９】例えば、垂直走査回路２０の制御ラインは
各光電変換素子のＯＮ、ＯＦＦ信号のライン、すなわ
ち、ＦＥＴ１７ｂのゲートラインに接続されており、図
６（ｂ）に示すように２次元状に並んだ光電変換素子１
７の各行ごとにＯＮ、ＯＦＦの制御信号が供給されるよ
うになっている。

【００４０】この垂直走査回路２０は上の１行目から次
の２行目、３行目と次々にＯＮ信号を送り出して、各行
ごとの光電変換素子を駆動し、垂直方向へ走査してゆき
すべての光電変換素子の変換信号を読み出す。水平走査
回路１９についても同様な構成である。

【００４１】したがって、水平走査回路１９、垂直走査
回路２０のいずれか一方駆動することによって、すべて
の光電変換素子からの信号を読み出せる。

【００４２】また、垂直方向と水平方向の制御を組み合
わせれば、特定の１個の光電変換素子からの信号を読み
出せるようにすることができる。

【００４３】Ｘ線撮像装置等では、従来、Ｘ線を遮蔽す
るのに、通常のグリッドを用い、Ｘ線信号を検出するの
にイメージインテンシファイア等の撮像管を用いて、動
画像を観察しているが、撮像管の表面が球面であるの
で、グリッドを完全にその表面に密着させることができ
ず、遮蔽を完全なものとすることができなかったので、
濃度分解能が悪く、また、撮像管を用いているのでダイ
ナミックレンジが制限されてしまい、十分なＳ／Ｎ比が
得られなかった。

【００４４】しかし、上記、２次元アレイ型放射線検出
器を用いれば、ワイヤ線によりＸ線を遮蔽することがで
きるとともに、一度にすべての信号を読み出すのではな
く、特定の行、または、列のＸ線検出素子、あるいは、
特定のＸ線検出素子の出力信号を得るようにしているの
で、他のＸ線検出素子への影響がなく、Ｘ線検出素子間
のクロストークを非常に小さなものとすることができ、
ダイナミックレンジが制限されることもない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
隣接するＸ線検出素子間のクロストークを防止するため
に、Ｘ線遮蔽材料からなるワイヤ線をコリメータ部分に
用いているので、検出器が大型化した場合でもコリメー
タ部に反りや歪みが生じず、スライス方向、チャネル方
向のＸ線遮蔽を精度の良いものにすることができ、画像
を構成したときにアーティファクトの発生を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２次元アレイ型放射線検出器の構成を
示す図である。

【図２】本発明の２次元アレイ型放射線検出器の製造過
程を示す図である。

【図３】本発明の２次元アレイ型放射線検出器の他の実
施例を示す図である。

【図４】図３の外枠の外観を示す図である。

【図５】図４の外枠の断面を示す図である。

【図６】垂直走査回路と光電変換素子の構成を示す図で
ある。

【図７】従来の２次元アレイ型放射線検出器の構成を示
す図である。

【図８】図７の２次元アレイ型放射線検出器の仕切り板
の構成を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のＸ線検出素子が２次元状に配置さ
れる２次元アレイ型放射線検出器において、Ｘ線及び光
を透過しないワイヤ線で縦横２方向に所定のピッチで２
次元状に仕切られた複数の枠に対応してＸ線検出素子が
配置されたことを特徴とする２次元アレイ型放射線検出
器。
【請求項２】Ｘ線検出素子に縦横２方向に所定のピッ
チで２次元的に走査できる固体スイッチング素子を用い
ることを特徴とする請求項１記載の２次元アレイ型放射
線検出器。