JPH10186044A

JPH10186044A - ２次元放射線固体検出器

Info

Publication number: JPH10186044A
Application number: JP35638696A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Miura; 一朗三浦; Mototatsu Doi; 元達土肥
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】各チャンネルにおけるシンチレータおよび遮
蔽板の高さ方向の精度を向上した２次元放射線固体検出
器を提供する。【解決手段】シンチレータブロック体２０をフォトダ
イオード基板２４上に成膜されたフォトダイオード２３
に接着した後に、シンチレータブロック体２０を縦およ
び横方向に溝切り加工をして各チャンネルに切り分け、
その溝にチャンネル幅間隔の切り込み２６を入れた長方
形の金属板２５を、溝と切り込み２６が一致するように
挿入する。金属板２５としては、縦方向に挿入するもの
２５ｂは上向きの切り込み２６ｂをもち、横方向に挿入
するもの２５ａは下向きの切り込み２６ａをもち、前者
を先に、後者を後に溝に挿入することにより、両方向の
切り込み２６ａ、２６ｂが重なり、シンチレータ２１の
各チャンネルが遮蔽板により分離される。

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線コンピュータ
断層（以下、Ｘ線ＣＴという）撮影システムに使用され
る放射線検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に、Ｘ線ＣＴ撮影システムの一例を
示す。人体の組織断面を撮影するＸ線ＣＴ撮影システム
１０は、ガントリー１１と被検体テーブル１３と制御装
置（図示せず）などから構成される。ガントリー１１の
スキャナ１２は開口部１６を有し、その開口部１６を挾
んでその一方の側にはＸ線源１４が、もう一方の側には
１個以上のＸ線検出器１５が取り付けられている。スキ
ャナ１２の開口部１６には被検体テーブル１３に載せら
れた被検体１７が挿入される。被検体テーブル１３は、
被検体１７を開口部１６内の異なる位置に位置決めする
ためにモータ駆動式となっている。Ｘ線源１４とＸ線検
出器１５はスキャナ１２の回転に伴い開口部１６に挿入
された被検体１７の周りを回転し、被検体１７を透過し
たＸ線量の減衰測定値を複数の異なる角度で収集する。

【０００３】図３には、Ｘ線源１４とＸ線検出器１５の
拡大図を示す。Ｘ線源１４は図示の如く円錐（コーン）
状のＸ線ビーム１８を発生する。このコーン状Ｘ線ビー
ム１８は、被検体１７を透過した後、複数チャンネルの
検出器素子が２次元的に並んだＸ線検出器１５に到達す
る。Ｘ線検出器１５の各チャンネルからは、被検体１７
の別々の位置のＸ線量の減衰信号が出力され、記憶装置
の別々の位置に記憶され、スキャナ１２の１つの回転角
度における減衰信号分布が形成される。スキャナ１２は
回転を停止したり、またはデータ測定中回転し続けるこ
とができる。Ｘ線源１４およびＸ線検出器１５は次の回
転角度におけるＸ線量の減衰信号分布を得るために、次
の回転角度の方へ連続して回転する。このような操作を
繰り返すことにより、被検体１７の組織の横断面画像お
よび３次元画像を再構成するのに必要データを取得す
る。

【０００４】Ｘ線量の減衰測定値分布を得るのに必要な
Ｘ線検出器１５の例を図４に示す。図４において、Ｘ線
検出器１５は、Ｘ線を吸収することにより発光するシン
チレータ２１と、シンチレータ２１の発光を受光するこ
とにより電流を発生するシリコンフォトダイオードのよ
うな光検出器２３と、Ｘ線およびシンチレータ２１の発
光が隣接するチャンネルのシンチレータ２１に漏洩しな
いようにするモリブデン製の薄板（以下、遮蔽板とい
う）２２から構成される。シンチレータ２１は吸収した
Ｘ線量が多ければ高い輝度で、少なければ低い輝度で発
光する。光検出器２３は、シンチレータ２１から放出さ
れた光の輝度に応じて電流を発生する。このように構成
することにより、被検体１７を透過して減衰したＸ線量
の減衰信号分布が電気信号に変換される。

【０００５】Ｘ線検出器１５の各チャンネルの大きさは
約１ｍｍ程度であるため、シンチレータ２１およびシリ
コンフォトダイオード２３の各チャンネルの大きさも約
１ｍｍ角程度になる。シリコンフォトダイオード２３は
真空蒸着などの方法により基板２４上に形成され、マス
キング治具を使用して各チャンネルの大きさを約１ｍｍ
角程度にすることができる。シンチレータ２１は通常数
１０ｍｍ角（例えば、３０ｍｍ角）のシンチレータブロ
ック体２０から１ｍｍ角程度の大きさに切断される。シ
ンチレータ２１を１ｍｍ角のチャンネルに切断した後
に、図５に示すようにシンチレータ２１の各チャンネル
間に幅約１ｍｍ程度の遮蔽板２２が挿入される。シンチ
レータ２１の各チャンネルは四方を遮蔽板２２によって
囲まれることになる。全チャンネルのシンチレータ２１
の間に遮蔽板２２が挿入された後にシンチレータ２１と
シリコンフォトダイオード２３とが、チャンネル毎に一
致するように、接合され、２次元放射線固体検出器とな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き方法で製作
した２次元放射線固体検出器では、部品加工から組立て
までの間に遮蔽板２２の反りが生じたり、接合作業時に
遮蔽板２２とシンチレータ２１などの接合の仕方が各チ
ャンネル毎に違っているなどの理由により、シンチレー
タ２１および遮蔽板２２の高さ方向の寸法精度が出しに
くい。高さ方向の精度がでない場合、シンチレータ２１
からシリコンフォトダイオード２３に伝達される光の輝
度に差が生じるため、シンチレータ２１が同じＸ線量を
吸収してもチャンネルにより出力電流が大きく異なるこ
とがある。この現象は、再構成画像の解像度を劣化させ
る。そのため、本発明では、各チャンネルにおけるシン
チレータ２１および遮蔽板２２の高さ方向の精度を向上
した２次元放射線固体検出器を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の２次元放射線固体検出器は、入射する放射
線を検知することにより、発光する複数個のシンチレー
タと該シンチレータの発光を受光することにより該シン
チレータが検知した放射線の線量に対応する出力信号を
発生する複数個の光検出器と、前記入射した放射線およ
びシンチレータの発光が隣接するシンチレータへ漏洩し
ないように前記シンチレータの周囲を囲う遮蔽板とを有
し、前記複数個のシンチレータと光検出器との組（以
下、検出器チャンネルという）が２次元的に配列されて
いる２次元放射線固体検出器において、前記遮蔽板は複
数枚の金属板の一部であり、該金属板は複数個の検出器
チャンネルにわたって連らなっているものである（請求
項１）。更に、前記金属板はそれぞれ交差する２つの方
向に平行に配列されているものである（請求項２）。

【０００８】この構成では、各検出器チャンネルの遮蔽
板を、各検出器チャンネル毎に形成するのではなく、複
数検出器チャンネルにわたる金属板で形成することにな
るので、検出器の特性の検出器チャンネル毎のばらつき
を抑えることができるとともに、遮蔽板の加工工数の低
減も図ることができる。

【０００９】本発明の２次元放射線固体検出器では更
に、前記金属板には前記検出器チャンネルの幅に等しい
ピッチで前記金属板を挿入できる幅の切り込みが入れて
あり、前記交差する２つの方向で切り込みの入れる向き
が反対になっている（請求項３）。

【００１０】この構成では、各シンチレータの境界と金
属板の切り込みの位置とが一致するように、各金属板が
シンチレータ間に配列され、一方の切り込みの向きと他
の方向の切り込みの向きを逆向きにして金属板の切り込
みを組み合わせることができ、その結果各シンチレータ
の周囲を金属板で囲うことができる。また、この切り込
みを基準にして、遮蔽板の組立てを行うことができるの
で、組立てが容易になり、組立て寸法精度も向上する。

【００１１】本発明の２次元放射線固体検出器では更
に、前記金属板の切り込みの深さは一つの方向の切り込
み深さと他の方向の切り込みの深さとの和が金属板の幅
寸法に等しいか、それより大くなっている（請求項
４）。この構成では、金属板同士を切り込みを基準にし
て組み合わせた場合、遮蔽板の高さが金属板の幅寸法と
同等にすることができ、ほぼ均一な高さとすることがで
きる。この高さの均一性は再構成画像の解像度向上に寄
与する。

【００１２】本発明の２次元放射線固体検出器では更
に、前記金属板は重金属板の表面に光反射膜を形成した
ものである（請求項５）。この構成では、遮蔽板の材料
が重金属であることからＸ線吸収率が高いので、Ｘ線漏
洩防止効果が大きく、遮蔽板の表面に光反射膜が形成さ
れていることにより、シンチレータ内の発光が有効に光
検出器に伝達される。この結果、光検出器から入射Ｘ線
量に比例した電気信号を出力することができるので、請
求項４の場合と同様、再構成画像の解像度向上に寄与す
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。図１に、本発明の２次元放射線固
体検出器の実施例を示す。本発明の２次元放射線固体検
出器の外観は図４とほぼ同じであるので、次下の説明で
は図４も利用する。図１は、本発明の要部である２次元
放射線固体検出器の遮蔽板２２の構造と検出器の組立手
順を説明するための図である。２次元放射線固体検出器
としては、図４に示す如く、シンチレータブロック体２
０を溝切り加工して各検出器チャンネルに切り分けられ
たシンチレータ２１と、シンチレータ２１間に挿入され
た遮蔽板２２と、シンチレータ２１に接合されたフォト
ダイオード（例えばシリコンフォトダイオード）２３、
フォトダイオード基板２４とから構成されている。

【００１４】図１において、シンチレータ２１を切り分
ける前のシンチレータブロック体２０は、フォトダイオ
ード基板２４上に成膜されたフォトダイオードマトリッ
クス（複数個のフォトダイオード２３を含む）に、耐Ｘ
線性、光透過性を有する接着剤を用いて接着してある。
フォトダイオード２３はフォトダイオードマトリックス
の成膜時に各検出器チャンネル分として必要な大きさに
形成されている。シンチレータ２１は各検出器チャンネ
ルのフォトダイオード２３の大きさに合わせてシンチレ
ータブロック体２０から溝切り加工される。シンチレー
タブロック体２０およびシンチレータ２１は不透明であ
るため、接着後は各検出器チャンネルのフォトダイオー
ド２３を目視することができない。そこで、フォトダイ
オード基板２４の側面およびシンチレータブロック体２
０が接着されていない上面に、各検出器チャンネルのフ
ォトダイオード２３の不感帯部分の位置が分かるように
マークしておく。フォトダイオード２３の不感帯部分と
は、光が入射しても検出しない部分で、各検出器チャン
ネルのフォトダイオード２３の境界部分であり、シンチ
レータブロック体２０の溝切り加工時に一緒に切削され
る。この不感帯部分の幅はシンチレータブロック体２０
の溝切り加工幅よりも広い。

【００１５】シンチレータブロック体２０の溝切り加工
において、溝の深さはフォトダイオード２３の内部まで
切り込み、溝の幅はこの後挿入する遮蔽板２２の厚さよ
りも若干大きい値をとるようにする。溝の深さをフォト
ダイオード２３の内部にまで切り込むのは、挿入する遮
蔽板２２により隣接検出器チャンネルの光をフォトダイ
オード２３が検知しないようにするためである。

【００１６】シンチレータブロック体２０の溝に挿入す
る遮蔽板２２としては、金属板、例えば安価で重金属で
あるモリブデンに、アルミニウムを成膜したものを用い
る。遮蔽板２２は、Ｘ線を遮蔽し、光を反射するための
ものであるので、その材料はモリブデンなどの重金属が
よい。他に、タングステンなども用いられる。アルミニ
ウム膜は光を反射するためにモリブデンの表面に蒸着な
どにより成膜されるものであるが、アルミニウムは可視
光の波長の全領域において８５％程度の高い反射率を持
つ。この光反射膜としては、アルミニウム以外の光反射
材料を用いてもよい。

【００１７】本実施例では、１枚の金属板２５が複数個
の遮蔽板２２を含むように構成されている。その金属板
２５は細長い長方形をしており、シンチレータブロック
体２０内の一方向のシンチレータ２１全体をカバーす
る。その長辺の一方側に検出器のチャンネル幅ピッチで
切り込み２６を入れておく。この金属板２５の２つの切
り込み２６の間の部分が１個の遮蔽板２２に相当する。
切り込み２６の深さは長方形の短辺の長さ（遮蔽板２２
の高さに相当）の半分より若干大きな値をとるようにす
る。切り込み２６の幅はシンチレータブロック体２０の
溝の幅と同程度とする。切り込み２６を入れる作業はア
ルミニウム成膜前に行い、切り込み２６部分に生ずるバ
リは取り除いておく。

【００１８】シンチレータブロック体２０は、縦方向お
よび横方向の２方向について溝切り加工される。これら
の溝は平行に複数本加工される。縦方向および横方向の
溝は通常直交するように加工されるが、別の角度で交差
してもよい。また、溝の間隔は方向ごとに一定であり、
通常縦方向と横方向は同じ間隔であるが、必要な場合に
は縦方向と横方向とで異なる間隔にしてもよい。以上の
如く溝切り加工することにより、シンチレータ２１とフ
ォトダイオード２３とからなる検出器チャンネルが形成
される。これらの検出器チャンネルは溝に沿って複数個
ずつ形成されることになる。検出器チャンネルの形状
は、四角形であるが、交差角度、溝間隔の差により、正
方形、菱形、長方形、平行四辺形などになる。通常正方
形のものが用いられる。

【００１９】各々の溝には、金属板２５が挿入される。
図１に示す実施例では横方向の溝に挿入される金属板２
５ａには切り込み２６ａが下向きに設けられており、縦
方向の溝に挿入される金属板２５ｂには切り込み２６ｂ
が上向きに設けられている。各金属板２５ａおよび２５
ｂの切り込み２６ａおよび２６ｂの間隔は、シンチレー
タブロック体２０の溝間隔（方向によって異なる場合が
ある。）に合わせて加工されている。金属板２５ａおよ
び２５ｂの溝への挿入にあたっては、上向きの切り込み
２６ｂをもつ金属板２５ｂを先に、切り込み２５ｂの位
置が横方向の溝の位置に合うように配列し、次に下向き
の切り込み２６ａをもつ金属板２５ａを両者の切り込み
２６ａ、２６ｂが組み合わせるように挿入する。このと
き、切り込み２６ａ、２６ｂの深さは金属板２５ａ、２
５ｂの短辺の長さの半分以上にしてあるので、両者の切
り込み２６ａ、２６ｂを組み合わせたとき両者の組合せ
長は、金属板２５の短辺の長さとほぼ等しくなる。ま
た、この切り込み２６の深さについては、上向きの切り
込み２６ｂと下向きの切り込み２６ａとが組み合うもの
であるので、例えば前者の深さを浅くし、後者の深さを
深くすることにし、両者の深さの和を金属板２５の短辺
の長さに対し同等以上にすれば、両者の組合せ長を金属
板２５の短辺の長さとほぼ等しくすることができる。こ
れは両金属板２５ａ、２５ｂにおいて、切り込み２６
ａ、２６ｂの深さのとり方を逆にしても同様である。

【００２０】金属板２５ａ、２５ｂをシンチレータブロ
ック体２０の溝に挿入することにより、検出器チャンネ
ルの周囲が金属板２５ａ、２５ｂの一部である遮蔽板２
２によって囲まれることになる。ここで、遮蔽板２２の
高さ寸法は、金属板２５ａと２５ｂを組み合わせたとき
の短辺の長さ寸法に相当し、この寸法は上記の如く、金
属板２５ａ、２５ｂ単体の短辺の長さ寸法と同等にする
ことができる。従って、遮蔽板２２の高さ寸法について
は、組立作業による寸法ばらつきは殆ど入らなくなる。

【００２１】本実施例によれば、シンチレータ２１の高
さ方向の精度はシンチレータの素材から１ブロック分の
シンチレータブロック体２０を切り出したときの平坦度
によって決まり、遮蔽板２２の高さ方向の精度はシンチ
レータブロック体２０の溝切り加工の深さ寸法の精度と
遮蔽板２２の加工精度（金属板２５の短辺の長さと切り
込み２６の加工精度）による。従って、従来技術で生じ
た接合作業時の精度誤差は入る余地がなくなるので、シ
ンチレータ２１および遮蔽板２２の高さ方向の精度を向
上することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、２次
元放射線固体検出器において、各検出器チャンネルにお
けるシンチレータおよび遮蔽板の高さ方向の精度が確保
されるので、Ｘ線ＣＴ撮影システムでの画像再構成時の
解像度劣化をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２次元放射線固体検出器の実施例を示
す図。

【図２】Ｘ線ＣＴ撮影システムの一例。

【図３】Ｘ線源とＸ線検出器の拡大図。

【図４】従来の２次元放射線固体検出器の構成図。

【図５】従来の２次元放射線固体検出器の組立法の概略
図。

【符号の説明】

１０Ｘ線ＣＴ撮影システム１１ガントリー１２スキャナ１３被検体テーブル１４Ｘ線源１５Ｘ線検出器１６開口部１７被検体１８Ｘ線ビーム２０シンチレータブロック体２１シンチレータ２２遮蔽板２３フォトダイオード（光検出器）２４フォトダイオード基板２５，２５ａ，２５ｂ金属板２６，２６ａ，２６ｂ切り込み

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射する放射線を検知することにより発
光する複数個のシンチレータと、該シンチレータの発光
を受光することにより該シンチレータが検知した放射線
の線量に対応する出力信号を発生する複数個の光検出器
と、前記入射した放射線およびシンチレータの発光が隣
接するシンチレータへ漏洩しないように前記シンチレー
タの周囲を囲う遮蔽板とを有し、前記複数個のシンチレ
ータと光検出器の組（以下、検出器チャンネルという）
が２次元的に配列されている２次元放射線固体検出器に
おいて、前記遮蔽板は複数枚の金属板の一部であり、該
金属板は複数個の検出器チャンネルにわたって連らなっ
ていることを特徴とする２次元放射線固体検出器。
【請求項２】請求項１記載の２次元放射線固体検出器
において、前記金属板がそれぞれ交差する２つの方向に
平行に配列されていることを特徴とする２次元放射線固
体検出器。
【請求項３】請求項２記載の２次元放射線固体検出器
において、前記金属板には前記検出器チャンネルの幅に
等しいピッチで前記金属板を挿入できる幅の切り込みが
入れてあり、前記交差する２つの方向で切り込みの入れ
る向きが反対になっていることを特徴とする２次元放射
線固体検出器。
【請求項４】請求項１乃至３記載の２次元放射線固体
検出器において、前記金属板の切り込みの深さは一つの
方向の切り込み深さと他の方向の切り込みの深さとの和
が金属板の幅寸法に等しいか、それより大きいことを特
徴とする２次元放射線固体検出器。
【請求項５】請求項１乃至４記載の２次元放射線固体
検出器において、前記金属板は重金属板の表面に光反射
膜を形成したものであることを特徴とする２次元放射線
固体検出器。