JPS62100679A - X線ct装置の検出器 - Google Patents

X線ct装置の検出器

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JPS62100679A
JPS62100679A JP60239429A JP23942985A JPS62100679A JP S62100679 A JPS62100679 A JP S62100679A JP 60239429 A JP60239429 A JP 60239429A JP 23942985 A JP23942985 A JP 23942985A JP S62100679 A JPS62100679 A JP S62100679A
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JP
Japan
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photodiode
matrix
detector
substrate
ray
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JP60239429A
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English (en)
Inventor
Atsushi Moriya
淳 森谷
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Publication of JPS62100679A publication Critical patent/JPS62100679A/ja
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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】 産業上の利用分野 本発明は、被検体の検査部位について断層像を撮影する
X線CT装置の検出器に関し、特に複数スライス面の断
層像が連続性良く得られるxgcT装置の検出器に関す
る。
従来の技術 いわゆる第三世代のX線CT装置と呼ばれるものは、第
5図に示すように、被検体領域1の周りに一つのX線源
2と、複数の検出セルを円弧状に並べた検出器列3とを
対向して配置し、X線源2を矢印六方向に回転すると共
に、検出器列3を矢印B方向に回転し、上記X線源2か
ら被検体領域1に向けて扇状にX線ビーム4を放射して
、一つのスライス面を検出するようになっていた。ここ
で、上記検出器列3の検出セルとしては、一般に電離箱
が用いられその金属電極板の保持材が両側部に位置し、
第6図に示すように、検出器列3の両側面に上記保持材
5の厚みdが必要となる。このような検出器列3を使用
して複数スライス面の断層像を得るためには、第7図に
示すように1例えば二つの検出器列3a、3bを横に上
列に並べればよい。しかしこの場合は、二つの検出器列
3a、3bが隣接する側面においてそれぞれの検出器列
3a及び3bの保持材5の厚みdが重なり、検出面の間
に距離2dのデッドスペースができるものであった。従
って、上記のような電離箱を用いた検出器列3a、3b
を複数列並べて複数スライス面としても、上記デッドス
ペース2dのために、得られた複数スライス面の断層像
は非連続のものとなるものであった。
これに対処して、第8図に示すように、X線源2からの
X線を入射して発光するシンチレータ結晶6と、このシ
ンチレータ結晶6の光を電気信号に変換するフォトダイ
オード7とを組み合わせた検出素子8をマトリクス状に
上列に配置した2スライス面の検出器9が提案さ九てい
る(特開昭58−223083号公報)、ここで、上記
シンチレータ結晶6とフォトダイオード7とは光学的に
結合されているが、各フォトダイオード7.7゜・・・
から図示外のデータ収集回路への信号伝達は、電気配線
を用いている。その配線は、第9図に示すように、各列
のフォトダイオード7a、7bのカソード電極10,1
0からは出力信号端子11a、llbを引き出し、各列
のフォ1−ダイオード7a、7bのアノード電極12を
共通電極として共通端子13を引き出している。このよ
うに2スライス面の場合は、第−列目及び第二列目のフ
ォトダイオード7a、7bの間にわずかな共通@極12
が存在するだけで、各列の検出面の間のデッドスペース
はほとんど無くすことができる。
発明が解決しようとする問題点 しかし、上記シンチレータ結晶6とフォトダイオード7
とを組み合わせた検出素子8をマトリクス状に配置した
ものであっても、第10図に示すように、二列に並べて
3スライス面の検出器9′とした場合は問題が生じる。
すなわち、各フォトダイオード7.7.・・・から図示
外のデータ収集回路への信号伝達の配線は、第11図に
示すように、第二列目のフォトダイオード7bと第三列
目のフォトダイオード7cとの間に、第二列目のフォト
ダイオード7bのカソード電極10から引き出された複
数の出力信号端子11bが成る幅で位置すると共に、第
三列目のフォトダイオード7cのアノード電極12′を
共通電極として引き出された共通端子13′が位置し、
上記複数の出力信号端子11b及び共通端子13′の位
置する領域が第二列目と第三列目の検出面の間でデッド
スペースSdを形成するものであった。従って、スライ
ス面が3以上となると、上記デッドスペースSdが必ず
生じ、このデッドスペースSdのために、得られた複数
スライス面の断層像は非連続のものとなり、良い診断情
報は得られないものであった。
そこで、本発明は、複数スライス面の断層像が連続性良
く得られるX線CT装置の検出器を提供することを目的
とする。
問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決する本発明の手段は、X線源からの
X線を入射して発光するシンチレータ結晶と、このシン
チレータ結晶の光を電気信号に変換するフォトダイオー
ドとを組み合わせてマトリクス状に配置し、複数スライ
ス面の検出を可能とするX線CT装置の検出器において
、上記フォトダイオードは、一枚のサブストレート上に
アイソレーション領域で分離された複数の検出素子をマ
トリクス状に配置し、上記サブストレートとそれぞれの
検出素子とで71−リクス状配置の単位フォトダイオー
ドを形成し、これらのm位フォトダイオードの各検出素
子には信号取出電極を設けると共に信号取出線を接続し
、かつ上記サブストレートには共通電極を設けてなるも
のである。
実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。
第1図は本発明によるX線CT装置の検出器15の実施
例を示す斜視図である。この検出器15は、被検体の検
査部位について断層像を撮影するX線CT装置において
、第5図に示すと同様にX線源2から放射されて被検体
領域1にある被検体を透過してきたX線ビーム4を検出
するもので、シンチレータ結晶16,16.・・・と、
フォトダイオード17とを組み合わせて成る。上記シン
チレータ結晶ユ6は、X線源2(第5図参照)から放射
されて被検体を透過してきたX線ビーム4を入射して発
光するもので、扇状のX線ビーム4の角度範囲に応じて
複数のシンチレータ結晶】6,16、・・・を列状に並
べると共に、例えば口利に配置して第1図に示すように
全体としてマトリクス状に並べられている。
上記マトリクス状に配置されたシンチレータ結晶16,
16.・・・の下面側には、フォトダイオード17が位
置される。このフォトダイオード17は、上記マトリク
ス状のシンチレータ結晶16゜16、・・の発光の光信
号をそれぞれ電気信号に変換するものである。その具体
的な構造は、第2図及び第3図に示すようになっている
。すなわち、第2図において、例えばP形シリコン基板
からなる一枚のサブストレート】−8を有し、第3図に
示すように、上記サブストーレー1−18 、、J二に
【)+形のアイソレーション領域]、9で隣接部が分離
された複数の検出素子20,20.・・・がn形の活性
領域としてマトリクス状に配置されている。」−2すブ
ス1−レート18はP影領域でありアノードとなり、各
検出素子20はn影領域でありカソードとなる。
そして、p影領域としてのサブストレー1−18を最低
電位にすることにより、逆電圧のかかったアイソレーシ
ョン領域19で相互の絶縁を行い、n影領域としての各
検出素子20をマトリクス状配置のブロックごとに分離
している。これにより、上記一枚のサブストレート18
と、マトリクス状に配置された個々の検出素子20とで
、多数の単位フォトダイオードが形成される。すなわち
、第2図に示すフォトダイオード17の全体で光電変換
手段としての一つのパッケージとなり、このパッケージ
の中に個々の検出素子20を検出面とする単位フォトダ
イオードがマトリクス状に多数配置されている。ここで
、上記検出素子20,20゜・・のマトリクス状の配置
は、第1図に示すマトリクス状のシンチレータ結晶16
,16.・・・の配置と一致している。
上記単位フォトダイオードの各検出素子20゜20、・
・・には、信号取出型i21,21.・・・がそれぞれ
設けられている。この信号取出電極21は、n影領域の
検出素子20がカソードとなっていることからカソード
電極であり、第2図に示すように、各検出素子2oの一
側端部にそれぞれ設けられている。そして、これらの信
号取出電極21゜21、・・・には、それぞれ信号取出
線22,22゜・・・が接続されている。この信号取出
線22は、上記検出素子20から出力される電気信号を
アイソレーション領域19の上面両側辺部に設けられた
ポンディングパッド23,23.・・・へ導くもので、
アルミニュウムまたは多結晶シリコン等を用いて第2図
に示すように検出素子20と20との間でその検出素子
20の一側外部に配置されている。
なお、上記ポンディングパッド23は、外部回路との接
続部である。
また、」二足パッケージとしてのフォトダイオード17
のサブストレート18には、共通電極24が設けられて
いる。この共通電極24は、P影領域のサブストーレー
1−18がアノードとなっていることからアノード電極
であり、第2図及び第3図に示すように、アイソレーシ
ョン領域19の上面一端部に設けられている。すなわち
、上記マトリクス状に配置された検出素子20120 
+  ・・の存在によっていかに多数の単位フォトダイ
オードがパッケージとしてのフォトダイオード17の中
に形成されたとしても、そのアノード側は一枚のサブス
トーレート18だけであり、アノード電極は共通電極2
4の一箇所で足りる。なお、第3図において、符号25
はS i 02の酸化膜を示す。
このように構成されたパッケージとしてのフォトダイオ
ード17の上面には、第1−図に示すように、シンチレ
ータ結晶16,16.・・・がマトリクス状に並べられ
、該シンチレータ結晶16と単位フォトダイオードの個
々の検出素子20とが光学的に結合される。ここで、第
2図に示す単位フォトダイオードの各検出素子20,2
0.・・・が並んでいる列が断層像のスライス面となり
、第2図では4スライス面の状態を示している。そして
、第5図に示すと同様にX線源2から放射されたX線ビ
ーム4が被検体領域1の被検体を透過して、第1図に示
す検出器15に到達し、個々のシンチレータ結晶16に
X線が入射して発光する。すると、それぞれのシンチレ
ータ結晶16,16.・・・の光が第2図に示す単位フ
ォトダイオードの各検出索子20,20.・・・で検出
され、その光信号が各単位フォトダイオードごとに電気
信号に変換される。
そして、この電気信号は、共通電極24と、それぞれの
検出素子20,20.・・・の信号取出電極21及び信
号取出線22を介して取り出される。なお、このとき、
上記信号取出線22は、アイソレーション領域19のh
而にて検出素子20と二20との間でその検出素子20
の一側外部に配置されているので、隣接する検出素子2
0.20間の遮光作用をなし、当該検出素子20.20
間のクロストークを減少させることができる。
第4図はフォトダイオード17の他の実施例を示す平面
図である。この実施例は、単位フォトダイオードの各検
出素子20,20.・・・に設けた信号取出電極21,
21.・・・の位置を少しずつずらしである。すなわち
、第一列目の検出素子20aについてはその検出面の例
えば右端部に信号取出電極21aを設け、第二列目の検
出索子20bについてはその検出面の中心よりやや右寄
り部に信号取出電極21. bを設け、第三列目の検出
素子20eについてはその検出面の中心よりやや左寄り
部に信号取出電極21cを設け、第四列目の検出素子2
0dについてはその検出面の左端部に信号取出電極21
dを設けている。そして、上記各信号取出電極21. 
a〜21. dにそれぞれ信号取出線22a、22b、
22c、22dを接続すると共に、上記検出素子20a
〜20dの検出面に対する個々のシンチレータ結晶16
からの光の投影面積が等しくなるように、上記信号取出
線22a〜22dを各検出素子20a〜20dの表面上
に直線状に配置しである。この場合は、上記信号取出線
22a〜22dがアイソレーション領域19の上面にて
列方向に隣接する検出素子20.20の間に位置するこ
とをなくし、上記列方向の検出素子20.20の隣接間
隔を狭くすることができる。
従って、各列方向の検出素子20を高密度で配置でき、
断層像の分解能を向上することができる。
なお、第2図及び第3図では、サブストレート18とし
てP形シリコン基板を用い、共通電極24をアノード電
極とし、信号取出電極21をカソード電極として説明し
たが、本発明はこれに限らず、サブストレート18をn
形シリコン基板としてもよい。この場合は、共通電極2
4がカソード電極となり、信号取出電極21がアノード
電極となる。
発明の効果 本発明は以上説明したように、フォトダイオード17を
、一枚のサブストレート18」二にアイソレーション領
域19で分離された複数の検出素子20.20.・・・
をマトリクス状に配置し、上記サブストレート18とそ
れぞれの検出索子20とで単位フォトダイオードを形成
し、これらの単位フォトダイオードの各検出素子20に
は信号取出電極21を設けると共に信号取出線22を接
続し、かつ上記サブストレート18には共通電極24を
設けて構成したので、上記フォトダイオード17の全体
で光電変換手段としての一つのパッケージとなり、この
パッケージの中に個々の検出素子20を検出面とする単
位フォトダイオードをマトリクス状に多数配置すること
ができる。そして、上記マトリクス状に配置された単位
フォトダイオードの隣接する検出素子20.20の間は
アイソレージコン領域19で分離されるだけなので、そ
のマトリクス状配置の間隔は極めて小さく (例えば1
0〜20ミクロン程度)できる。また、共通電極24は
、J二足パッケージとしてのフォ1−ダイオ−+: 1
7の適宜の一端部に設ければよく、従来のように共通電
極を各列の検出面の間に介在させることによるデッドス
ペースは生じない。従って、断層像のスライス面を薄く
できると共に、各スライス面間の間隔を小さくでき、複
数スライス面の断層像を連続性良く得ることができる。
このことから、良い診断情報が得られる。また、−回の
撮影により多スライス面の連続性の良い断層像が得られ
るので、検査部位の一定領域の撮影における患者の放射
線被曝を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるX線CT装置の検出器の実施例を
示す斜視図、第2図はそのフォトダイオードの構造を示
す斜視図、第3図は上記フォトダイオードの内部構造を
示す中央縦断面図、第4図はフォトダイオードの他の実
施例を示す平面図、第5図はX&ICT装置のX線源と
検出器列の配置を示す説明図、第6図は従来の電離箱を
利用した検出器列を示す斜視図、第7図は第6図に示す
検出器列を三列に並べて2スライス面とした場合を示す
斜視図、第8図は従来のシンチレータ結晶とフォトダイ
オードとを組み合わせた検出素子をマトリクス状に三列
に配置した検出器を示す斜視図。 第9図は上記三列のフォトダイオードからの信号伝達の
電気配線を示す説明図、第1−0図は第8図に示す検出
素子をマトリクス状に三列に配置した検出器を示す斜視
図、第11−図は上記三列のフォトダイオードからの信
号伝達の電気配線を示す説明図である。 2・・・X線源 4・・・X線ビーム 15・・・検出器 16・・・シンチレータ結晶 17・・・フォトダイオード 18・・・サブストレート 19・・・アイソレーション領域 20・・・検出素子 21・・・信号取出電極 22・・・信号取出線 23・・・ポンディングパッド 24・・・共通電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)X線源からのX線を入射して発光するシンチレー
    タ結晶と、このシンチレータ結晶の光を電気信号に変換
    するフォトダイオードとを組み合わせてマトリクス状に
    配置し、複数スライス面の検出を可能とするX線CT装
    置の検出器において、上記フォトダイオードは、一枚の
    サブストレート上にアイソレーシヨン領域で分離された
    複数の検出素子をマトリクス状に配置し、上記サブスト
    レートとそれぞれの検出素子とでマトリクス状配置の単
    位フォトダイオードを形成し、これらの単位フォトダイ
    オードの各検出素子には信号取出電極を設けると共に信
    号取出線を接続し、かつ上記サブストレートには共通電
    極を設けてなることを特徴とするX線CT装置の検出器
  2. (2)上記信号取出線は、各単位フォトダイオードの検
    出素子の一側外部に配置したことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載のX線CT装置の検出器。
  3. (3)上記信号取出線は、各単位フォトダイオードの検
    出素子の表面上にて各検出素子に対するシンチレータ結
    晶からの光の投影面積が等しくなるように配置したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のX線CT装置
    の検出器。
JP60239429A 1985-10-28 1985-10-28 X線ct装置の検出器 Pending JPS62100679A (ja)

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