JPS62100679A

JPS62100679A - Ｘ線ｃｔ装置の検出器

Info

Publication number: JPS62100679A
Application number: JP60239429A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Moriya; 淳森谷
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1985-10-28
Filing date: 1985-10-28
Publication date: 1987-05-11

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

【特許請求の範囲】

（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）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）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。