JPS6040985A - 放射線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は例えばＸ　Ｆｒ　ＣＴスキト力に用いる高密度
配列の放射線検出器に関するものである。

［発明の技術的背景］ 現在のＸ線ＣＴスキャナおよびディジタル九影システム
には数百から数千のＸ線検出器が用いられている６各Ｘ
線検出器にはＸ線を光に変換づ゛るシンブレークとその
光を電気信号に変換するボ１〜セルを含んでいる。ディ
ジタル顕彰システムと同様、ＣＴスキャナでは各検出器
（Ｊ同一ピッチで、しかも、その検出器間の中心距離が
等しいことが大切である。また検出器が最大化１立て配
列されていることも重要である。ずなわら、各検出器は
互に出来る限り近接した位置に置かれることが必要であ
る。それによって高検出効率をｂち患名に対して最小量
のＸ線爆射で充分な影像か得られる検出器ができる。

今日では、ＣＴスキャナなどは、通常、デスクリ−１〜
Ｘ線検出器または配列Ｘ線検出器を使用している。

第１図に多数のデスクリ−１−Ｘ桟（検出器を図示しで
ある。これらのＸ線検出器（，１１個のボ１−セル１０
を含んでいる。この小トセル１０は各基板１２上に取付
【プられている。、１個のシンチレータ２０が各ホトセ
ル１０用に設けられＸ線数θ４をホトセル１０が応答す
る光に変換している。

従来より知られているように、個ノイのホ１〜セル１０
は基板１２の各端１６．１８から少くども距１ｉｉ１ｔ
１４だけ離して取付（づなりればならない。（れはホト
セル１０に損傷を与えることなく各端１Ｇ、１８のとこ
ろで基板１２を切断覆−るため−１分な切削余裕をもた
ｌるためである。ホ１−レル１０を基板１２の端部１Ｇ
、１８力日ら距離１７′ｌＪ、：り近く取付りた場合、
ホトセル１０に損傷をりえること４ｆしに端部１６．１
８を形／ｉ１２づ゛るために基板１２を切断したり、切
削したり、あるいはその他の方法で切断することは不可
能であろう。

各ホｌ−セルは第１図に示されているとＪ５り相等しい
幅Ｗ１である。各ホ１〜セル１０は相Ｆ＾るホ１〜セル
１０と距１１４の２倍の長さに宿しい１”ｌｉ　ＩＮＩ
ＩＬｌだり離されている。図１の配列のとおり、各ホト
セル１０の他のホトセルの中心とピッチ１）またけ離さ
れている。Ｐｌ　＝Ｗ１　＋ｌ　１　（ある。

従って図１に示すような個別検出器と使用１−る場合、
づべて検出器に対して等しいピッチを得ることは非常に
容易である。ただし、図１に示ずＪ、うなデスクリート
検出器を使用づる場合には、距離ＩＬ１という重要な量
を個別ボ１〜セル１０間にとる必要がある。なお、デス
クリート検出を使用するデスクリ−１へシンチレータ２
０を使用でる必要がある。これらシンチレータは相互に
一定距離だｆＪ　Ｑｉｌ　してｄ３かれる。これにより
２つの問題に到）ヱづる。まず、かような配列は使用信
号を減少づる力臼ろＳ　／　Ｎ比を悪くづる。なお、こ
のような配列ではシンチレータ間にある死区域に多量の
Ｘ線が到達するか、このようなＸ線は検知されない。こ
の結果、収集でべきある情報量に対して患者に必要な線
量の増加を生ずることとなる。

ボｌ−セル間の分前Ｌ１は第２図に示づ−ような配列検
出器を使用づることによつ−Ｃ減少てさる。第１図のデ
スクリ−１へ検出器の場合に（Ｊ各ボトセル２２は対応
する１個のシンチレータ２６を備えている。しかし、第
２図では多数のボ１−セル２２が１つの基板２４の上に
置かれている。従って小トセル２２は相互に距離Ｌ２だ
け離して位置決めできる。この距１ｍ　Ｌ　２はホトセ
ル２２の製造に利用されるマスキングと製造技術のみの
制限を受（プる。

従って［２は第１図のＬｌより実質的に小さくできる。

それによって使用信号の強さを増し、信号対雑音比が減
少し、Ｘ線の到ｊ？可能な化１ス域の大きさも減少する
。なお、かような配置では相等しいピッチはＷ２となる
。（Ｗ２−Ｗｌ　十１２　）ホトセル２２の密度は何千
もの検出器配列の全部を１個の基板上に作ることによっ
て最大にでさる。しかし、ホトセル２２中の１個が（幾
能不良どなった場合、全配列が無価値となる。−これは
ｌ−２が小さいからホトセル２２の隣りどうしの間のＪ
ｅｔ板２板金４ることも、あるいしよ他の方法て切ｆｌ
ｌｉ　！Ｊることもできないからである。また、現在ｃ
（ｊ、使用できる半導体ウェハの大きざの制限上長さ４
〜５インチより大きい配列に構成すること（よ不可能で
ある。

［背景技術の問題点］ １個の基板上のホ１〜セル２２の数を制限することによ
って１個の基板上の検出器群内にただ１個の不良ホトセ
ルをもつという減殺効果を最小にすることは可能であろ
う。けれども基板２４の端２８に隣接して置く各ホ１〜
セルはその端から距離１−１だ（ブ離して置く必要であ
る。その結果隣接するボトセル２２間の標準ピッチＰ２
と対比して隣接づるホトセル２２ａ間はピッチＰ１とな
る。なお、幅の等しいシンチレータ２６を使用した場合
；ｊ；　１〜セル２２と関連しているシンチレータ２４
ａ間はキャップＧとなる。このギャップＧは新たな死区
域を導くため、収集すべきある情報量に対して必要な患
者の線用は増加する。

［発明の目的］ 本発明は検出器間が−（Ｙのピッブーで、しかも、万一
その群内の１個の検出器のいずれかのホトセルが故障と
判明した場合、限られた検出器群を選択的に除去てぎる
高密度配列検出器を提供づることを目的とする。

［発明の概要］ この目的を達成プるために本発明は、基板ど、この基板
上に間隙して配列された複数の第１光電変換素子から成
る素子配列と、素子配列の継さ目に間隙りよりも大きい
間隙で隣接して配置され、第１光電変換素子よりは幅の
狭い２個の第２光゛市変換素子と、第１及び第２充電変
換累子の［−にそれぞれ等間隔で配置され、かつ同一幅
を石Ｊるシンチレータとを具備したことを要旨とづるら
のＣ・ある。

［発明の実施例］ 以下、本発明による一実施例を図面を用い’Ｃｉ＋Ｙ細
に説明する。

第３図は本実施例の斜視図である。同図に示７Ｊように
基板３０の上に複数個の１１ζ１〜Ｌ！ル３２く幅Ｗ１
）が取付けられている。ホ［・レルζ３２（よＪ、ｔ　
））ｉ３０上に並べて首かれ相互に距１４Ｌ２で分前さ
れている。［２は上）ホのように小１〜セル３２の留庶
を最大にする値である。しかし、距ｔｒｉｌｌ　１．２
　ｊＪｌｌ・１−セル３２に損傷を与えることなく相隣
る小１〜セル３２間の基ｔｆ２３０を切ｆ！Ｊｉでさる
値としては不−１分である。

従って、並べられているホトセル３４の１対が股（）ら
れているその各々の幅はＷｌより小さいＷ２にしである
。その区別を容易にηるためにホトレル３４として次に
述べる。並へられた小１〜セル３４の８対は小１〜セル
３２の群の間に胃かれ、各ホトセルは隣接するボ］・セ
ルと距離Ｌ２だ【プ分離されＣいる。ただし、小１〜セ
ル３′３４の対の対向側にある小１〜セル３２の中心間
は距１ｄｌ　ｄだけ分前されている。ｄは小１〜セル３
２のピッチの３１８に竹しい、寸なわらＬ　−１−Ｗ　
１の３１８に等しい。

小１〜セル３４　ｉ、に順次距離「３だり相！フに分ト
１１されている。Ｌ３はＬ２より十分大さくとってあり
、ホ（−セル３２あるいは３４に損傷をｔ）えることな
く点線３６ａ−ｃに治ってボ１〜しル３／１間の基板３
０を選択的に切断づることがてさる。

従って、万一ホトセル３２ａのような小１〜セル３２が
故障と判明した場合にはホトセル３２ａと関連している
小１〜セル３２の１群全体を点線３６ａ、３６ｂのとこ
ろで基板３０を切断することによって配列の残りの部分
から分離することができる。ホトセル３２ａを含むユニ
ツ］・はイの際取り除いて２個のホトセル３４（各々幅
ＷＩにり小さい幅Ｗ２のもの）をもつ同一のユニツ！〜
と取換えることができる。ホ１へセル３４０１つ（よそ
のｔｉＹ内のホトセル３２の各端部に置かれる。上述の
ように各ホトセル３４は隣接するホトセル３２と最小分
離距１！ｌＬまたけ分離され、ホトセル３４と隣接する
各検出器３２の中心は基板３０のそれぞれの位置の端３
６ａ〜Ｃ力日ろＬ２＋Ｗ１の１．５１８に等しい距離だ
け分離されている。なお、ホトセル３４はいずれもそれ
ぞれの位置の端３６　ａ−Ｃから１　、／　２　Ｌ　３
の距離だけ分離されている。１／２Ｌ３は１　／２　Ｌ
２より十分大きいので、ホ１−ｔ？ル３４に損傷を与え
ることなく点線３６ａ〜Ｃのところで基板３０を切断す
ることかできる。

更に第３図に示すように、複数個の同一幅のシンチレー
タ素子３８の各々はホトセル３２および３４のそれぞれ
の１個と同心になっている。従ってシンチレータ素子３
８間にギャップＧが存在ゼず、その故Ｘ線は到達するが
検出はできない死区域は存在しない。

Ｘ線を検出し、ホトセル３２あるいは３４によって順次
検出される小伝の光を生じるのはシンブレークである。

シンチレータ配］」は一様のビッヂをもっているから、
Ｘ線検出部は一様のビッヂを保っている。小１〜セル３
４のリーイズ（よ小さいから、小量の光がそれに相当す
るチャネルで失われる。

このことのために、これら小数のチャネルで信号振幅は
僅かに減少される。しかし、増幅器の僅かに高い電子的
ゲインによって、あるいはソフトウェアの正帛化によっ
てこのことは容易に修正できる。全てのＸ線がシンチレ
ータ内で検出されるから、これら小数の小さなホトセル
・チャネルにｄ５いてさえ、線聞効率は保存されて患者
への１２ｍの増加は必要なくなる。

従って本発明を用いることにより多数のホ１へセルの１
個の配列（ユ、多数の小１〜セルを含めて、１個の基板
上にに２りられる。この小１−レル配列は２個の異なる
サイズのホ１−セルから成り、これはホトセルおよび光
電変換器として説明を容易にづるため上８社のように述
べた。

配列内゛のほとんどのホトセルの司法は、最良の信号対
雑音比と最良の線量利用効率をしら一致している。しか
し周期的に僅かに小さいホトセルの１対が配列の中で置
き代えられ、これらのホトレル間により大きなスペース
を残している。

典型的な２４チヤネル・単１へセル配列に（よ２個の小
形ホトセルと６個の普通の大きざのホ１−セルの８個の
ホトセルをユニツ！〜としたものを複数ｉ！ＩＩ含ませ
ることができる。ユニット内のホ１〜セル間のスペース
は最小値にとられる。この」ニラ［・間のスペースは不
良ホトセルがとのユニツ１〜内（−児つかつても切断が
できるだけの十分の人ささになっている。本発明を用い
れば、１個の不良ホｌ−ｔルが完成された配列の中に発
見された１含、この不良セルを含むユニツ１−はダイス
され取去られ、全ての作動〕１−ト°セルを含む別の」
−ニラ１−と交換される。これによってホトセルの収出
は大いに改善される。

［発明の効果コ 以上、本発明によれば最良の線量利用効率をもつ同一大
きさのシンチレータの配列が上記ホトセル配列に結合さ
れる。シンチレータはＸ線を検出するものであるから等
ピッチで高検出効率で、低ノイズの検出配列ができる。

比較的小数の小形＋１・１へセルにおいて、検出出力は
幾分小さくなり、Ｓ、／Ｎ比はこれら小数の単１へセル
においてのみ幾分悲くなる。しかし、それらの縮少面積
の単１へセルにおいてもＸ線は検出されるので線量効率
は悪くならない。

更に付加わる利益や改造は技術に熟練している人々には
容易に起こるであろう。それ故更に広い方面での発明は
上記に示し、また説明した特殊な詳細事項や図解例に限
るものではない。従って、出願人の一般発明の概念の精
神や範囲から逸脱しない範囲で種々の変形例が導けるこ
とは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の放射線検出器のｒＩ視図、第
３図は本発明の一実施例の斜視図である。 ３ｏ・・・基板、３２．３４・・・ホトしル、３８・・
・シンチレータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板と、この基板上に間隙して配列された少数の第１光
   電変換素子から成る素子配列と、免ｒ配列の継ぎ目に間
   隙１−よりも大きい間隙でｒＷ　Ｉ）；　Ｌ／　゛ｃ配
   装され、第１光電変換素子よりは幅の狭い２　＋＋ＩＪ
   の第２光電変換素子と、第１及び第２光電変［φ水子の
   上にそれぞれ等間隔で配置され、かつ１１１１−幅を有
   するシンブレークとを具備したことを’Ｂ＋　’ｄりと
   覆る放射線検出器。