JPH10268056A - Radiation solid detector and x-ray ct device using the same - Google Patents
Radiation solid detector and x-ray ct device using the sameInfo
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Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線ＣＴ装置など
に使用される放射線検出器に係り、特にシンチレータを
用いた放射線固体検出器の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation detector used for an X-ray CT apparatus or the like, and more particularly to an improvement in a solid-state radiation detector using a scintillator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、Ｘ線ＣＴ装置に使用される放射線
検出器としてキセノンガスによる電離箱方式のものが用
いられていたが、最近では検出精度向上を図るためシン
チレータを用いた固体検出器が広く用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, an ionization chamber system using xenon gas has been used as a radiation detector used in an X-ray CT apparatus. Recently, however, a solid state detector using a scintillator has been used to improve detection accuracy. Widely used.
【０００３】このＸ線ＣＴ装置用放射線固体検出器は、
入射放射線を光に変換するシンチレータと、このシンチ
レータで変換された光を検出し電気信号に変換して出力
するシリコンフォトダイオードなどの光検出器とからな
る放射線検出素子を、放射線源を中心として円弧状に多
数チャンネル配列して構成されている。[0003] This radiation solid state detector for X-ray CT apparatus is
A radiation detection element consisting of a scintillator that converts incident radiation into light, and a photodetector such as a silicon photodiode that detects the light converted by this scintillator, converts the light into an electric signal, and outputs the electric signal. A large number of channels are arranged in an arc shape.
【０００４】各放射線検出素子において、シンチレータ
の表面には、光検出器に相対する面を除いて、光反射層
が設けられており、シンチレータ内で発生した光をシン
チレータ内に戻すように反射させている。この光反射層
が存在することで、シンチレータで発生した光は殆ど減
衰することなく効率良く光検出器に伝達されている。In each of the radiation detecting elements, a light reflecting layer is provided on the surface of the scintillator except for the surface facing the photodetector, and reflects light generated in the scintillator so as to return to the inside of the scintillator. ing. Due to the presence of the light reflecting layer, light generated by the scintillator is efficiently transmitted to the photodetector with almost no attenuation.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成の放射線固体検出器の各放射線検出素子の電
気信号の出力値は、それぞれの素子に一定強度の放射線
が入射した場合であっても、各素子のシンチレータの表
面状態や光反射層の差異により、Ｘ線の検出位置（円弧
状に配置された放射線検出素子の円弧上での位置およ
び、スライス方向位置）によって大きくばらつくことが
ある。このように、各放射線検出素子の出力特性にばら
つきがあって、大きな相違がある場合には、Ｘ線ＣＴ装
置で得られる断層画像上にリングアーチファクトが発生
する原因となる。However, the output value of the electric signal of each radiation detecting element of the solid-state radiation detector having the above-mentioned configuration is determined even when radiation of a constant intensity is incident on each element. Depending on the surface condition of the scintillator of each element and the difference in the light reflection layer, there may be a large variation depending on the X-ray detection position (the position of the radiation detecting element arranged in an arc on the arc and the position in the slice direction). As described above, when the output characteristics of the respective radiation detection elements vary and there is a great difference, a ring artifact is generated on a tomographic image obtained by the X-ray CT apparatus.
【０００６】そこで、本発明では各放射線検出素子の出
力特性間のばらつきを低減し、更にＸ線検出感度を向上
させた放射線固体検出器を提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a solid-state radiation detector in which the variation between the output characteristics of each radiation detection element is reduced and the X-ray detection sensitivity is further improved.
【０００７】[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シンチレータが検知し
た放射線の線量に対応する電気信号を出力する光検出器
とを有する放射線検出素子を複数個具備する放射線固体
検出器において、前記シンチレータの表面のうち、前記
光検出器と接合する第１の表面の大部分がシンチレータ
の発光波長以下の表面粗さを有し、それ以外の第２の表
面の大部分がシンチレータの発光波長以上の表面粗さを
有している（請求項１）。In order to achieve the above object, a solid-state radiation detector according to the present invention comprises a scintillator which emits light by detecting incident radiation, and a scintillator which detects light by receiving light emitted from the scintillator. And a photodetector that outputs an electrical signal corresponding to the dose of the radiation. A solid-state radiation detector including a plurality of radiation detection elements, the first surface of the scintillator surfaces being joined to the photodetector. Most of the second surface has a surface roughness equal to or greater than the emission wavelength of the scintillator (claim 1).
【０００８】この構成では、光検出器と接合する第１の
表面の表面粗さをシンチレータの発光波長以下にしたこ
とにより、シンチレータから光検出器への光の伝達率が
向上し、また、それ以外の第２の表面の表面粗さをシン
チレータの発光波長以上にしたことにより、シンチレー
タの第２の表面から空気層に漏れる光の量の比率がほぼ
一定となり、表面粗さの値に殆ど依存しなくなる。その
結果、放射線検出感度の向上と、放射線検出素子の出力
特性間のばらつき低減に寄与する。In this configuration, the surface roughness of the first surface joined to the photodetector is set to be equal to or less than the emission wavelength of the scintillator, so that the light transmission rate from the scintillator to the photodetector is improved. By setting the surface roughness of the second surface other than the above to the emission wavelength of the scintillator or more, the ratio of the amount of light leaking from the second surface of the scintillator to the air layer becomes almost constant, and almost depends on the value of the surface roughness. No longer. As a result, it contributes to improvement of radiation detection sensitivity and reduction of variation between output characteristics of radiation detection elements.
【０００９】本発明の放射線固体検出器では更に、前記
シンチレータの第１の表面は透明な光学的結合層を介し
て前記光検出器に接合され、前記シンチレータの第２の
表面は光を反射する反射層と対向している（請求項
２）。In the solid-state radiation detector of the present invention, the first surface of the scintillator is further joined to the light detector via a transparent optical coupling layer, and the second surface of the scintillator reflects light. It faces the reflective layer (claim 2).
【００１０】この構成では、上記第２の表面で空気層に
漏れた光は、第２の表面に対向する反射層により反射さ
れて、若干減衰して第２の表面を透過してシンチレータ
に戻されることになる。反射層の反射率はほぼ一様であ
るので、第２の表面での光の減衰は、放射線検出素子間
でばらつきが少なく、その結果、放射線検出素子の出力
特性に関し、各素子間のばらつきが小さくなる。また、
上記第１の表面からは光学的結合層を介して、シンチレ
ータで発生した光が効率良く光検出器に伝達される。In this configuration, the light leaked to the air layer at the second surface is reflected by the reflection layer facing the second surface, is slightly attenuated, passes through the second surface, and returns to the scintillator. Will be. Since the reflectance of the reflective layer is almost uniform, the attenuation of light on the second surface has little variation among the radiation detecting elements. Become smaller. Also,
Light generated by the scintillator is efficiently transmitted from the first surface to the photodetector via the optical coupling layer.
【００１１】本発明の放射線固体検出器では更に、前記
光学的結合層の屈折率を前記シンチレータの屈折率にほ
ぼ等しくしたものである（請求項３）。この構成では、
シンチレータと光学的結合層との接合面である第１の表
面において、シンチレータから入射する光が殆ど全反射
されることなく光学的結合層に伝達されるので、光の伝
達率が向上し、放射線検出素子の放射線検出感度の向上
に寄与する。In the solid-state radiation detector according to the present invention, the refractive index of the optical coupling layer is made substantially equal to the refractive index of the scintillator. In this configuration,
On the first surface, which is the bonding surface between the scintillator and the optical coupling layer, the light incident from the scintillator is transmitted to the optical coupling layer with almost no total reflection. This contributes to an improvement in the radiation detection sensitivity of the detection element.
【００１２】また、本発明では、上記構成の放射線固体
検出器をＸ線ＣＴ装置の放射線検出器として適用してい
る（請求項４）。この構成では、放射線固体検出器の放
射線検出素子の出力特性が各々の素子間でばらつきが小
さくなり、Ｘ線の検出位置による差がなくなるために、
断層画像上でのリングアーチファクトの発生を抑制す
る。In the present invention, the solid-state radiation detector having the above configuration is applied as a radiation detector of an X-ray CT apparatus. In this configuration, the output characteristics of the radiation detection elements of the solid-state radiation detector have small variations among the elements, and there is no difference due to the X-ray detection position.
The generation of ring artifacts on tomographic images is suppressed.
【００１３】[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２は、本発明の放射線固体検出
器を搭載したＸ線ＣＴ装置の構成を示す斜視図である。
図２において、人体組織を撮影するＸ線ＣＴ装置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）などから構成されている。ガントリー１
１には開口部１６を有するスキャナ１２が回転可能に支
持されている。スキャナ１２には開口部１６を挾んで一
方の側にＸ線源１４が、もう一方の側に１個以上の放射
線固体検出器１５が対向して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に載置さ
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及び放射
線固体検出器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の周りを回転しながら、
被検体１７へのＸ線曝射と被検体１７を透過したＸ線量
の減衰値の測定を行い、複数の異なる角度での被検体１
７によるＸ線量の減衰値の分布データを収集する。収集
したＸ線量の減衰値の分布データに基づいて被検体１７
のＸ線断層画像が作成され、この画像は画像表示装置
（図示せず）に表示される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an X-ray CT apparatus equipped with the solid-state radiation detector of the present invention.
In FIG. 2, an X-ray CT apparatus 10 for photographing human body tissue
Is composed of a gantry 11, a subject table 13, a control device (not shown), and the like. Gantry 1
1, a scanner 12 having an opening 16 is rotatably supported. An X-ray source 14 is mounted on one side of the scanner 12 with an opening 16 therebetween, and one or more solid-state radiation detectors 15 are mounted on the other side of the scanner. The subject 17 placed on the subject table 13 is inserted into the opening 16 of the scanner 12. The subject table 13
A motor drive system is used to position the subject 17 at different positions in the opening 16. The X-ray source 14 and the solid-state radiation detector 15 rotate around the subject 17 inserted into the opening 16 with the rotation of the scanner 12.
X-ray exposure to the subject 17 and measurement of the attenuation value of the X-ray dose transmitted through the subject 17 are performed, and the subject 1 at a plurality of different angles is measured.
7 collects the distribution data of the attenuation value of the X-ray dose. Based on the distribution data of the attenuation values of the collected X-ray dose, the subject 17
Is generated, and this image is displayed on an image display device (not shown).
【００１４】図１には本発明の放射線固体検出器の一実
施例の部分断面図を示す。放射線固体検出器１４では複
数の同じ構造の放射線検出素子がＸ線源１４を中心にし
て円弧状に配列される構成をとっている。図１は、本発
明の放射線固体検出器の１個の放射線検出素子の断面図
である。図１において、放射線検出素子２０は、Ｘ線源
１４から入射するＸ線を検知することにより光を発生す
るシンチレータ２１と、シンチレータ２１の発光を受光
することによりシンチレータ２１が検知したＸ線の線量
に対応する電気信号を発生し出力する光検出器２２と、
シンチレータ２１の表面から空気層に漏れた光をシンチ
レータ２１内に戻すように反射する側面反射層２６と上
面反射層２７とから成る。シンチレータ２１と光検出器
２２とは透明な光学的結合層２５を介して接合されてい
る。FIG. 1 is a partial sectional view of an embodiment of the solid-state radiation detector according to the present invention. The solid-state radiation detector 14 has a configuration in which a plurality of radiation detection elements having the same structure are arranged in an arc around the X-ray source 14. FIG. 1 is a sectional view of one radiation detecting element of the radiation solid state detector of the present invention. In FIG. 1, a radiation detection element 20 includes a scintillator 21 that generates light by detecting X-rays incident from an X-ray source 14, and an X-ray dose detected by the scintillator 21 by receiving light emitted from the scintillator 21. A photodetector 22 that generates and outputs an electrical signal corresponding to
It comprises a side surface reflection layer 26 and an upper surface reflection layer 27 that reflect light leaked from the surface of the scintillator 21 into the air layer so as to return to the inside of the scintillator 21. The scintillator 21 and the photodetector 22 are joined via a transparent optical coupling layer 25.
【００１５】Ｘ線源１４からのＸ線は、図示の上方から
上面反射層２７を通してシンチレータ２１に入射する。
このため、上面反射層２７はＸ線透過性の良い材料で作
られている。本実施例では、上面反射層２７の材料とし
て、アルミニウムや酸化チタンなどが使用されている。
側面反射層２６は、シンチレータ２１に入射したＸ線が
隣接する放射線検出素子に漏れないようにＸ線透過性の
悪い材料、例えばモリブデンやタングステンなどの重金
属が用いられる。また、各反射層のシンチレータ２１に
対向する面は光を反射するための処理が一様に施されて
いる。側面反射層２６については、０．１ｍｍ厚のモリ
ブデン板の表面にアルミニウム蒸着層が設けられ、上面
反射層２７については、表面が滑らかに研磨されてい
る。これらの反射層の光の反射率は約０．８５程度であ
る。X-rays from the X-ray source 14 enter the scintillator 21 through the upper reflecting layer 27 from above in the figure.
For this reason, the upper reflective layer 27 is made of a material having good X-ray transparency. In the present embodiment, aluminum, titanium oxide, or the like is used as the material of the upper reflective layer 27.
The side reflection layer 26 is made of a material having poor X-ray transparency, for example, a heavy metal such as molybdenum or tungsten so that the X-rays incident on the scintillator 21 do not leak to the adjacent radiation detecting element. The surface of each reflection layer facing the scintillator 21 is uniformly treated to reflect light. The side reflection layer 26 is provided with an aluminum vapor deposition layer on the surface of a molybdenum plate having a thickness of 0.1 mm, and the surface of the top reflection layer 27 is polished smoothly. The light reflectance of these reflective layers is about 0.85.
【００１６】本実施例のシンチレータ２１の材料として
は、例えばＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｐｒ，Ｆ，Ｃｅが用いられてい
る。このシンチレータ２１はＸ線曝射により５１０ｎｍ
にピークのある４３０〜８３０ｎｍの範囲の波長をもつ
光を発光する。光検出器２２としては、例えばシリコン
フォトダイオードが使用されている。このシリコンフォ
トダイオードは可視光から赤外線領域にかけて高感度を
有している。シンチレータ２１と光検出器２２を接合す
る光学的結合層２５には、例えば透明なエポキシ樹脂な
どが使用されている。As a material of the scintillator 21 of this embodiment, for example, Gd 2 O 2 S: Pr, F, Ce is used. This scintillator 21 is 510 nm by X-ray irradiation.
And emits light having a wavelength in the range of 430 to 830 nm with a peak. As the photodetector 22, for example, a silicon photodiode is used. This silicon photodiode has high sensitivity from the visible light to the infrared region. The optical coupling layer 25 that joins the scintillator 21 and the photodetector 22 is made of, for example, a transparent epoxy resin.
【００１７】シンチレータ２１の表面については、対向
する面の相違により表面粗さを変化させている。先ず、
光検出器２２との接合面２４の表面粗さはシンチレータ
２１の発光波長以下とする。本実施例では、４００ｎｍ
以下にしている。側面反射層２６及び上面反射層２７の
反射層に対向する表面２３の表面粗さはシンチレータ２
１の発光波長以上とする。本実施例では１μｍ以上にし
ている。各表面における指定表面粗さをもつ領域の占め
る範囲は必ずしも全体がその指定表面粗さをもっている
必要はなく大部分がその指定表面粗さをもっていればよ
い。The surface roughness of the surface of the scintillator 21 is changed by the difference between the opposing surfaces. First,
The surface roughness of the joint surface 24 with the photodetector 22 is equal to or less than the emission wavelength of the scintillator 21. In this embodiment, 400 nm
It is as follows. The surface roughness of the surface 23 of the side reflection layer 26 and the top reflection layer 27 facing the reflection layer is determined by the scintillator 2.
1 or more. In this embodiment, the thickness is 1 μm or more. The area occupied by the region having the designated surface roughness on each surface does not necessarily have to have the designated surface roughness as a whole, and it is sufficient if most of the surface has the designated surface roughness.
【００１８】シンチレータ２１の各表面を上記の如き表
面粗さにすることにより、各放射線検出素子について、
Ｘ線の検出位置による出力特性のばらつきを低減するこ
とができる。以下、その機構について述べる。By making each surface of the scintillator 21 have the above-mentioned surface roughness, each radiation detecting element
Variations in output characteristics due to X-ray detection positions can be reduced. Hereinafter, the mechanism will be described.
【００１９】図３はシンチレータ２１からその表面を通
して他の部分に光が向かうときの光の反射率と光の入射
角との関係について発明者達が計算により求めたものの
一例を示したものである。他の部分としては、グラフＡ
１とＢでは空気（屈折率は約１．０）、グラフＡ２では
空気より屈折率の高い物質（ここでは、光学的結合層，
屈折率は約１．５）である。また、グラフＡ１とＡ２で
は表面粗さが光の波長以下の場合、グラフＢでは表面粗
さが光の波長以上の場合である。図３の縦軸はシンチレ
ータの表面での光の反射率を、横軸は表面への光の入射
角を示す。反射率と入射角の関係は、グラフＡ１とＢを
比較して判るように、表面粗さにより大きく変化してい
る。表面粗さが光の波長以下であるＡ１の場合、入射角
が小さい範囲（表面すなわち境界面に対する光の入射が
垂直入射に近い範囲）では反射率も約０．１６と小さい
が、入射角が臨界角（約２７度）以上になると反射率は
１．０となる。これに対し、表面粗さが光の波長以上の
Ｂの場合、反射率は入射角に殆ど依存せず、約０．３２
でほぼ一定となる。また、グラフＡ１とＡ２を比較して
判るように、他の部分の屈折率の差によっても、反射率
と入射角の関係は変化する。本実施例のシンチレータ２
１の屈折率は約２．２であるので、空気（グラフＡ１）
に対する臨界角は約２７度、光学的結合層（グラフＡ
２）に対する臨界角は約４３度になる。この他の部分の
屈折率が大きくなるにつれて、低反射率の範囲が広が
り、この他の部分の屈折率がシンチレータの屈折率２．
２に近づくと臨界角も９０度に近づき、全領域で反射率
は０に近づく。FIG. 3 shows an example of the relationship between the reflectance of light and the angle of incidence of light when the light travels from the scintillator 21 to another portion through the surface of the scintillator 21 by calculation by the inventors. . The other part is graph A
1 and B are air (refractive index is about 1.0), and graph A2 is a substance having a higher refractive index than air (here, the optical coupling layer,
The refractive index is about 1.5). In graphs A1 and A2, the surface roughness is equal to or less than the wavelength of light, and in graph B, the surface roughness is equal to or greater than the wavelength of light. The vertical axis in FIG. 3 represents the reflectance of light on the surface of the scintillator, and the horizontal axis represents the angle of incidence of light on the surface. As can be seen by comparing graphs A1 and B, the relationship between the reflectance and the incident angle greatly changes depending on the surface roughness. In the case of A1 in which the surface roughness is equal to or less than the wavelength of light, the reflectance is as small as about 0.16 in a range where the incident angle is small (a range where the incidence of light on the surface, that is, the boundary surface is close to normal incidence), but the incident angle is When the angle exceeds the critical angle (about 27 degrees), the reflectance becomes 1.0. On the other hand, when the surface roughness is B equal to or more than the wavelength of light, the reflectivity hardly depends on the incident angle, and is about 0.32.
Becomes almost constant. Further, as can be seen by comparing the graphs A1 and A2, the relationship between the reflectance and the incident angle also changes depending on the difference in the refractive index of other portions. Scintillator 2 of this embodiment
1 has a refractive index of about 2.2, so that air (graph A1)
Is about 27 degrees for the optical coupling layer (graph A
The critical angle for 2) is about 43 degrees. As the refractive index of the other part increases, the range of the low reflectance increases, and the refractive index of the other part becomes the refractive index of the scintillator.
As the distance approaches 2, the critical angle also approaches 90 degrees, and the reflectance approaches 0 in all regions.
【００２０】一方、シンチレータ２１内で発生した光の
うちの殆どの光は、シンチレータ２１の表面に垂直に入
射するため、表面での反射率が図３に従うとすると、表
面粗さが光の波長以下であれば０．８４の光が透過し、
表面粗さが光の波長以上であれば０．６８の光が透過す
る。On the other hand, most of the light generated in the scintillator 21 is perpendicularly incident on the surface of the scintillator 21, so that if the reflectance on the surface is in accordance with FIG. If less than 0.84 light is transmitted,
If the surface roughness is not less than the wavelength of light, 0.68 light is transmitted.
【００２１】シンチレータ２１と他の部分との境界面が
光検出器２２との接合面２４以外の表面２３の場合に
は、表面２３を透過した光は側面反射層２６及び上面反
射層２７に反射されてシンチレータ２１内に戻される
が、これらの反射層の反射率は約０．８５程度で、１よ
り小さいために反射される光の量は減衰する。すなわ
ち、シンチレータ２１の外へ漏れ出した光は、漏れ出さ
なかった光に比べ減衰し、Ｘ線検出感度を低下させる。When the boundary surface between the scintillator 21 and other parts is the surface 23 other than the joint surface 24 with the photodetector 22, the light transmitted through the surface 23 is reflected by the side reflection layer 26 and the top reflection layer 27. Then, the light is returned into the scintillator 21. However, the reflectance of these reflective layers is about 0.85, and the amount of reflected light is attenuated because it is smaller than 1. That is, the light leaked out of the scintillator 21 is attenuated as compared with the light not leaked, and the X-ray detection sensitivity is reduced.
【００２２】また、側面反射層２６及び上面反射層２７
の反射率がＸ線の検出位置に対して不均一である場合、
シンチレータ２１の外へ漏れ出した光が反射層の影響を
受け、出力特性にＸ線の検出位置によるばらつきが生じ
る。これに対し、シンチレータ２１の光検出器２２との
接合面２４以外の表面２３を発光波長以上の表面粗さに
した場合には、反射率が反射層の影響をあまり受けなく
なるので、上記出力特性のばらつきを低減させる。Further, the side reflection layer 26 and the top reflection layer 27
Is not uniform with respect to the X-ray detection position,
The light leaked out of the scintillator 21 is affected by the reflection layer, and the output characteristics vary depending on the X-ray detection position. On the other hand, if the surface 23 of the scintillator 21 other than the joint surface 24 with the photodetector 22 is made to have a surface roughness equal to or greater than the emission wavelength, the reflectance is not greatly affected by the reflective layer, and thus the output characteristics are not affected. To reduce the variation of
【００２３】図４には、本発明の放射線固体検出器のＸ
線検出感度とシンチレータの側面における発光波長以上
の表面粗さの占有率との関係を示す。図４は計算結果の
一例である。図４において、縦軸はＸ線検出感度を任意
の単位で表わしたものであり、横軸は側面全体のうちの
発光波長以上の表面粗さの部分が占める比率を占有率と
して表わしたものである。図４では、発光波長以上の表
面粗さの占有率が増加するに従い、Ｘ線検出感度が向上
しており、さらにＸ線検出感度の変化の割合は小さくな
っている。FIG. 4 shows the X-ray of the solid-state radiation detector of the present invention.
4 shows the relationship between the line detection sensitivity and the occupancy of the surface roughness equal to or greater than the emission wavelength on the side surface of the scintillator. FIG. 4 is an example of a calculation result. In FIG. 4, the vertical axis represents the X-ray detection sensitivity in an arbitrary unit, and the horizontal axis represents the ratio occupied by a portion of the entire side surface having a surface roughness equal to or larger than the emission wavelength, as an occupancy. is there. In FIG. 4, as the occupation ratio of the surface roughness equal to or more than the emission wavelength increases, the X-ray detection sensitivity increases, and the rate of change in the X-ray detection sensitivity decreases.
【００２４】実際にシンチレータの表面を加工する場
合、その表面を一様な表面粗さの面、または、発光波長
以上の表面粗さの占有率が均一である面を作ることは困
難であり、前記の占有率は一つの値ではなくある範囲を
もつことになる。図４に示す如くＸ線検出感度は発光波
長以上の表面粗さの占有率の変化に従い変化するため、
この占有率が範囲をもつ場合にはＸ線検出感度にばらつ
きが生じる。このばらつきはＸ線検出感度の変化の割合
が小さいほど小さくなる。図４において、発光波長以上
の表面粗さの占有率が大きいほどＸ線検出感度の変化の
割合が小さいことから、シンチレータ２１の表面２３に
ついて発光波長以上の表面粗さの占有率を大きくするこ
とによりＸ線検出感度を向上させることができると共
に、Ｘ線検出感度のばらつきを低減させることができ
る。従って、シンチレータ２１の表面２３を発光波長以
上の表面粗さに加工する場合、全表面をその表面粗さに
しなくても、大部分の表面をその表面粗さに加工すれ
ば、Ｘ線検出感度のばらつきを低減させることができ
る。When actually processing the surface of the scintillator, it is difficult to form a surface having a uniform surface roughness or a surface having a uniform occupancy of the surface roughness equal to or more than the emission wavelength. The occupancy will have a range rather than a single value. As shown in FIG. 4, since the X-ray detection sensitivity changes according to the change in the occupancy of the surface roughness equal to or more than the emission wavelength,
If the occupancy has a range, the X-ray detection sensitivity varies. This variation decreases as the rate of change in the X-ray detection sensitivity decreases. In FIG. 4, since the rate of change in the X-ray detection sensitivity decreases as the occupation ratio of the surface roughness greater than the emission wavelength increases, the occupancy of the surface roughness equal to or greater than the emission wavelength on the surface 23 of the scintillator 21 must be increased. Thereby, the X-ray detection sensitivity can be improved, and the variation in the X-ray detection sensitivity can be reduced. Accordingly, when the surface 23 of the scintillator 21 is processed to have a surface roughness equal to or greater than the emission wavelength, the X-ray detection sensitivity can be obtained by processing most of the surfaces to the surface roughness without making the entire surface have the surface roughness. Can be reduced.
【００２５】次に、本発明の放射線固体検出器に用いる
シンチレータの表面の加工方法の一例について述べる。Next, an example of a method for processing the surface of the scintillator used in the solid-state radiation detector of the present invention will be described.
【００２６】シンチレータの表面について発光波長以下
の表面粗さを得るためには、先ずシンチレータを所望の
大きさに切り出した後、対象とする表面に研磨を施す。
研磨では、最初粗目の砥粒を用いて粗研磨を行い、順
次、砥粒を細かくして行く。仕上研磨にはシンチレータ
の発光波長と同等の大きさ、例えば５００ｎｍの砥粒を
用いる。シンチレータの大きさによっては、表面研磨を
行った後に、所望の大きさに切り出し加工することもあ
る。In order to obtain a surface roughness equal to or less than the emission wavelength on the surface of the scintillator, first, the scintillator is cut into a desired size, and the target surface is polished.
In polishing, coarse polishing is first performed using coarse abrasive grains, and the abrasive grains are sequentially refined. For finish polishing, abrasive grains having a size equivalent to the emission wavelength of the scintillator, for example, 500 nm are used. Depending on the size of the scintillator, after the surface is polished, it may be cut out to a desired size.
【００２７】シンチレータの表面について発光波長以上
の表面粗さを得るためには、先ずシンチレータを所望の
大きさに切り出した後、対象とする表面を発光波長以下
の表面粗さまで研磨し、その後粗目の砥粒で粗研磨す
る。このような処理を施すことにより、対象とする表面
を発光波長以上の表面粗さにすることができ、さらに表
面粗さの均一度も良くすることができる。In order to obtain the surface roughness of the scintillator surface equal to or more than the emission wavelength, first, the scintillator is cut into a desired size, and the target surface is polished to the surface roughness equal to or less than the emission wavelength. Rough polishing with abrasive grains. By performing such a treatment, the target surface can be made to have a surface roughness equal to or more than the emission wavelength, and the uniformity of the surface roughness can be improved.
【００２８】シンチレータを所望の大きさに切り出した
後の研磨作業が困難な場合には、シンチレータを切り出
す際に、カッターとして粗目の砥粒のブレードを用いる
ことにより、切り出した後の研磨作業を行うことなし
に、切り出した面のままで、発光波長以上の表面粗さを
得ることができる。If it is difficult to perform the polishing operation after cutting the scintillator into a desired size, the cutting operation is performed by using a coarse abrasive blade as a cutter when cutting the scintillator. Without this, it is possible to obtain a surface roughness equal to or greater than the emission wavelength, with the cut surface as it is.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、各
放射線検出素子の出力特性のＸ線の検出位置によるばら
つきを低減しＸ線検出感度を向上させた放射線固体検出
器を提供することができるので、Ｘ線ＣＴ装置の断層画
像上に発生するリングアーチファクトを取り除くことが
できる。As described above, according to the present invention, there is provided a solid-state radiation detector in which the variation in the output characteristics of each radiation detection element due to the X-ray detection position is reduced and the X-ray detection sensitivity is improved. Therefore, a ring artifact generated on a tomographic image of the X-ray CT apparatus can be removed.
【図１】本発明の放射線固体検出器の一実施例の部分断
面図。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an embodiment of a solid-state radiation detector according to the present invention.
【図２】本発明の放射線固体検出器を搭載したＸ線ＣＴ
装置の構成を示す斜視図。FIG. 2 is an X-ray CT equipped with the solid-state radiation detector of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the device.
【図３】シンチレータからその表面を通して他の部分に
光が向かうときの光の反射率と光の入射角との関係。FIG. 3 shows the relationship between the light reflectance and the incident angle of light when the light travels from the scintillator to another portion through the surface thereof.
【図４】本発明の放射線固体検出器のＸ線検出感度とシ
ンチレータの側面における発光波長以上の表面粗さの占
有率との関係。FIG. 4 shows the relationship between the X-ray detection sensitivity of the solid-state radiation detector of the present invention and the occupancy of the surface roughness equal to or greater than the emission wavelength on the side surface of the scintillator.
１０ Ｘ線ＣＴ装置 １１ ガントリー １２ スキャナ １３ 被検体テーブル １４ Ｘ線源 １５ 放射線固体検出器 １６ 開口部 １７ 被検体 ２０ 放射線検出素子 ２１ シンチレータ ２２ 光検出器 ２３ 反射層に対向する表面 ２４ 接合面 ２５ 光学的結合層 ２６ 側面反射層 ２７ 上面反射層 REFERENCE SIGNS LIST 10 X-ray CT apparatus 11 Gantry 12 Scanner 13 Subject table 14 X-ray source 15 Solid-state radiation detector 16 Opening 17 Subject 20 Radiation detection element 21 Scintillator 22 Photodetector 23 Surface facing reflection layer 24 Joint surface 25 Optical Coupling layer 26 Side reflection layer 27 Top reflection layer
Claims (4)
光するシンチレータと、該シンチレータの発光を受光す
ることによりシンチレータが検知した放射線の線量に対
応する電気信号を出力する光検出器とを有する放射線検
出素子を複数個具備する放射線固体検出器において、前
記シンチレータの表面のうち、前記光検出器と接合する
第１の表面の大部分がシンチレータの発光波長以下の表
面粗さを有し、それ以外の第２の表面の大部分がシンチ
レータの発光波長以上の表面粗さを有していることを特
徴とする放射線固体検出器。1. A radiation detector comprising: a scintillator that emits light by detecting incident radiation; and a photodetector that receives an emission of the scintillator and outputs an electric signal corresponding to a dose of the radiation detected by the scintillator. In the solid-state radiation detector including a plurality of elements, most of the surface of the scintillator, the first surface bonded to the photodetector has a surface roughness equal to or less than the emission wavelength of the scintillator, and A radiation solid state detector characterized in that most of the second surface has a surface roughness equal to or greater than the emission wavelength of the scintillator.
て、前記シンチレータの第１の表面は透明な光学的結合
層を介して前記光検出器に接合され、前記シンチレータ
の第２の表面は光を反射する反射層と対向していること
を特徴とする放射線固体検出器。2. The radiation solid-state detector according to claim 1, wherein a first surface of the scintillator is bonded to the light detector via a transparent optical coupling layer, and a second surface of the scintillator is light. A radiation solid-state detector, which is opposed to a reflection layer that reflects light.
て、前記光学的結合層の屈折率を前記シンチレータの屈
折率にほぼ等しくしたことを特徴とする放射線固体検出
器。3. The solid-state radiation detector according to claim 2, wherein a refractive index of said optical coupling layer is substantially equal to a refractive index of said scintillator.
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。4. An X-ray CT apparatus comprising the radiation solid state detector according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9091355A JPH10268056A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Radiation solid detector and x-ray ct device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9091355A JPH10268056A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Radiation solid detector and x-ray ct device using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10268056A true JPH10268056A (en) | 1998-10-09 |
Family
ID=14024089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9091355A Pending JPH10268056A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Radiation solid detector and x-ray ct device using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10268056A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010197236A (en) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Toshiba Corp | Rod-like radiation detector and method for manufacturing the same |
| JP2014013230A (en) * | 2012-06-04 | 2014-01-23 | Canon Inc | Radiation detection system and imaging system |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP9091355A patent/JPH10268056A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010197236A (en) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Toshiba Corp | Rod-like radiation detector and method for manufacturing the same |
| JP2014013230A (en) * | 2012-06-04 | 2014-01-23 | Canon Inc | Radiation detection system and imaging system |
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