WO2020250978A1 - 放射線検出装置及び放射線撮影システム - Google Patents

放射線検出装置及び放射線撮影システム Download PDF

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WO2020250978A1
WO2020250978A1 PCT/JP2020/023029 JP2020023029W WO2020250978A1 WO 2020250978 A1 WO2020250978 A1 WO 2020250978A1 JP 2020023029 W JP2020023029 W JP 2020023029W WO 2020250978 A1 WO2020250978 A1 WO 2020250978A1
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WO
WIPO (PCT)
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radiation
scintillator
detection device
photoelectric conversion
radiation detection
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/023029
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English (en)
French (fr)
Inventor
長野 和美
尚志郎 猿田
知昭 市村
Original Assignee
キヤノン株式会社
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Publication date
Application filed by キヤノン株式会社 filed Critical キヤノン株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/202Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal

Definitions

  • the present invention relates to a radiation detection device that detects incident radiation and a radiography system including the radiation detection device.
  • radiography is performed by moving a patient to a radiation room equipped with a radiography device (radiation imaging system) including a radiation detection device, or portable radiation for patients who cannot be carried to the radiation room.
  • a radiography device radiography imaging system
  • Many photographs have been proposed, such as photographs using an imaging device.
  • the radiography apparatus is composed of a radiation generator (radiation tube), a high-voltage generator, a battery, etc. in addition to the radiation detection apparatus, and a plurality of radiographic apparatus together with an imaging plate using a film cassette or a brilliant fluorescent plate. It can be carried and used in the hospital room.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a device provided with two radiation panels as a radiation detection device for energy subtraction imaging by a one-shot method (single exposure method).
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a radiation detection device including two radiation panels.
  • a filter, a mounting substrate electrically connected to the two radiation panels, and the like may be laminated.
  • the radiation detection apparatus described in Patent Document 1 and Patent Document 2 has a problem that the apparatus becomes thick because it is simply a configuration in which two radiation panels are laminated.
  • the radiation detection apparatus described in Patent Document 1 and Patent Document 2 is configured to simply stack two radiation panels, there is a wide gap around the scintillator included in the radiation panel, and this wide gap There is also a problem that the device is vulnerable to a load and lacks robustness depending on the part.
  • One embodiment of the present invention has been made in view of such a problem, and in a radiation detection device provided with two radiation panels, a mechanism for suppressing thickening and improving robustness is provided.
  • the purpose is to provide.
  • the radiation detection device includes a first scintillator that converts incident radiation into light and a first photoelectric conversion unit that converts the light from the first scintillator into an electric signal.
  • a first radiation panel including a first sensor substrate, a second scintillator that converts the radiation incident through the first radiation panel into light, and the light from the second scintillator.
  • the first sensor substrate comprises a second sensor substrate including a second photoelectric conversion unit for converting light into an electric signal, and a second radiation panel including the first photoelectric conversion unit.
  • the substrate has recesses where t1 ⁇ t2, and the second scintillator is a substrate. At least a part of the region is housed in the recess.
  • another embodiment of the present invention includes a radiography system including the above-mentioned radiation detection device.
  • FIG. 5 is a schematic view of the radiation detection device according to the first embodiment of the present invention as viewed from the side where radiation is incident. It is a figure which shows an example of the internal structure in the II cross section of FIG. 1 in the radiation detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of the internal structure in the II cross section of FIG. 1 in the radiation detection apparatus which concerns on a comparative example. It is a figure which shows an example of the internal structure in the II cross section of FIG. 1 in the radiation detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of the internal structure in the II cross section of FIG. 1 in the radiation detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. It is a figure which shows the 4th Embodiment of this invention, and shows an example of the schematic structure of the radiography system including the radiation detection apparatus 100 which concerns on any one of 1st to 3rd Embodiment.
  • the radiation is typically X-rays, but the present invention is not limited to these X-rays, for example, ⁇ rays and ⁇ rays. It may be a line, a ⁇ -ray, or the like.
  • FIG. 1 is a schematic view of the radiation detection device 100 according to the first embodiment of the present invention as viewed from the side where radiation is incident.
  • a first sensor substrate 111 and a first protective layer 113 included in the first radiation panel are arranged on the side where the radiation of the radiation detection device 100 is incident.
  • FIG. 1 shows a first connection wiring portion 130 that is electrically connected to the first sensor substrate 111.
  • the incident direction of radiation is the Z-axis direction
  • the first surface 1110a which is a biaxial direction orthogonal to the Z-axis direction and is the radiation incident surface of the first sensor substrate 111, is orthogonal to each other.
  • the XYZ coordinate system is shown in which the two axial directions are the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of an internal configuration in the II cross section of FIG. 1 in the radiation detection device 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the XYZ coordinate system corresponding to the XYZ coordinate system shown in FIG. 1 is illustrated, and the incident direction of the radiation R is shown by a white arrow.
  • the same reference numerals are given to the configurations similar to those shown in FIG.
  • the radiation detection device 100 according to the first embodiment shown in FIG. 2 will be referred to as “radiation detection device 100-1”.
  • the radiation detection device 100-1 includes a first radiation panel 110, a second radiation panel 120, a first connection wiring portion 130, and a first mounting substrate 140. , A second connection wiring portion 150, and a second mounting board 160 are included. As shown in FIG. 2, the radiation detection device 100-1 is configured by laminating a first radiation panel 110 and a second radiation panel 120.
  • the first radiation panel 110 includes a first sensor substrate 111, a first scintillator 112, and a first protective layer 113.
  • the first sensor substrate 111 includes a first photoelectric conversion unit 1111 arranged on a first surface 1110a, which is a radiation incident surface on which radiation R is incident, and a first connection pad unit 1112.
  • FIG. 2 illustrates an embodiment in which the first photoelectric conversion unit 1111 is arranged inside the first sensor substrate 111, but the present embodiment is not limited to this embodiment, and the first The embodiment arranged on the upper part of the sensor substrate 111 of the above is also applicable to the present embodiment.
  • the first photoelectric conversion unit 1111 is a component unit that converts the light from the first scintillator 112 into a radiographic image signal which is an electric signal.
  • the first photoelectric conversion unit 1111 is formed, for example, by arranging a plurality of pixels two-dimensionally in the X-axis direction and the Y-axis direction. Further, each pixel of the first photoelectric conversion unit 1111 may include a photoelectric conversion element that converts light into an electric charge and a switching element for outputting an electric signal corresponding to the electric charge generated by the photoelectric conversion element.
  • a first connection wiring portion 130 such as a flexible cable for connecting the first sensor board 111 to the first mounting board 140 is connected to the first connection pad portion 1112. Since the first connection pad portion 1112 is arranged by, for example, crimping the first connection wiring portion 130 by heating and pressurizing, specifically, the substrate peripheral region 1114 including the first connection pad portion 1112. Is preferably at least 0.30 mm or more.
  • the first sensor substrate 111 includes a first photoelectric conversion unit 1111 on a second surface 1110b opposite to the first surface 1110a (specifically, the first photoelectric conversion unit 1111 and its structure).
  • a first photoelectric conversion unit 1111 on a second surface 1110b opposite to the first surface 1110a (specifically, the first photoelectric conversion unit 1111 and its structure).
  • the thickness t1 of the substrate central region 1113 of the first sensor substrate 111 corresponds to the length in the Z-axis direction of the substrate central region 1113 of the first sensor substrate 111.
  • the thickness t2 of the substrate peripheral region 1114 of the first sensor substrate 111 corresponds to the length in the Z-axis direction of the substrate peripheral region 1114 of the first sensor substrate 111. That is, due to the difference between the thickness t2 of the substrate peripheral region 1114 of the first sensor substrate 111 and the thickness t1 of the substrate central region 1113 of the first sensor substrate 111, the recess 1110c in the substrate central region 1113 of the first sensor substrate 111 Is formed.
  • the first scintillator 112 is a component that converts the radiation R incident through the first protective layer 113 into light.
  • the light converted by the first scintillator 112 is incident on the first photoelectric conversion unit 1111.
  • the first scintillator 112 is arranged on the side where the radiation R is incident in the first photoelectric conversion unit 1111.
  • the first protective layer 113 can function as an electromagnetic shield or a reflective layer in addition to the function of protecting the first scintillator 112.
  • the light converted by the first scintillator 112 can be reflected by the first protective layer 113.
  • the first scintillator 112 and the first protective layer 113 may form a first wavelength conversion unit.
  • the second radiation panel 120 includes a second sensor substrate 121, a second scintillator 122, and a second protective layer 123.
  • the second sensor substrate 121 includes a second photoelectric conversion unit 1211 arranged on the first surface 1210a, which is a radiation incident surface on which the radiation R is incident, and a second connection pad unit 1212.
  • FIG. 2 illustrates an embodiment in which the second photoelectric conversion unit 1211 is arranged inside the second sensor substrate 121, but the present embodiment is not limited to this embodiment, and the second is not limited to this embodiment.
  • the embodiment arranged on the upper part of the sensor substrate 121 of the above is also applicable to the present embodiment.
  • the second photoelectric conversion unit 1211 is a component unit that converts the light from the second scintillator 122 into a radiographic image signal which is an electric signal.
  • the second photoelectric conversion unit 1211 is formed, for example, by arranging a plurality of pixels in a two-dimensional manner in the X-axis direction and the Y-axis direction. Further, each pixel of the second photoelectric conversion unit 1211 may include a photoelectric conversion element that converts light into an electric charge and a switching element for outputting an electric signal corresponding to the electric charge generated by the photoelectric conversion element.
  • a second connection wiring section 150 such as a flexible cable for connecting the second sensor board 121 to the second mounting board 160 is connected to the second connection pad section 1212. Further, in FIG. 2, in the second sensor substrate 121, the surface opposite to the first surface 1210a is shown as the second surface 1210b.
  • the second scintillator 122 is a component that converts the radiation R incident through the first radiation panel 110 into light.
  • the light converted by the second scintillator 122 is incident on the second photoelectric conversion unit 1211.
  • the second scintillator 122 is arranged on the side where the radiation R is incident in the second photoelectric conversion unit 1211.
  • the second protective layer 123 can function as an electromagnetic shield or a reflective layer in addition to the function of protecting the second scintillator 122.
  • the light converted by the second scintillator 122 can be reflected by the second protective layer 123.
  • the second scintillator 122 and the second protective layer 123 can form a second wavelength conversion unit.
  • the first connection wiring unit 130 is a connection wiring unit such as a flexible cable for electrically connecting the first sensor board 111 and the first mounting board 140.
  • the first mounting board 140 is, for example, a mounting board that transmits and receives various signals to and from the first sensor board 111 via the first connection wiring unit 130.
  • the second connection wiring unit 150 is a connection wiring unit such as a flexible cable for electrically connecting the second sensor board 121 and the second mounting board 160.
  • the second mounting board 160 is, for example, a mounting board that transmits and receives various signals to and from the second sensor board 121 via the second connection wiring unit 150.
  • the material of the first sensor substrate 111 and the second sensor substrate 121 may be a transparent insulating substrate such as a glass substrate.
  • the first radiation panel 110 and the second radiation panel 120 have a sensor protection layer (not shown) that protects the first photoelectric conversion unit 1111 and the second photoelectric conversion unit 1211, respectively. ) Can be further included.
  • the sensor protection layer is arranged so as to cover the first photoelectric conversion unit 1111 and the second photoelectric conversion unit 1211, respectively.
  • the sensor protection layer may be composed of, for example, SiN, TiO 2 , LiF, Al 2 O 3 or MgO.
  • the sensor protective layer may be, for example, a polyphenylene sulfide resin, a fluororesin, a polyether ether ketone resin, a liquid crystal polymer, a polyether nitrile resin, a polysulfone resin, a polyether sulfone resin, a polyarylate resin, a polyamideimide resin, or a polyetherimide. It may be composed of a resin, a polyimide resin, an epoxy resin or a silicone resin.
  • the sensor protection layer is made of a material having a high transmittance for the wavelength of the light converted by the first scintillator 112 so that the light converted by the first scintillator 112 can pass through.
  • the first scintillator 112 and the second scintillator 122 are arranged corresponding to the regions of the first photoelectric conversion unit 1111 and the second photoelectric conversion unit 1211, respectively, and for example, a phosphor having columnar crystals and particles.
  • a phosphor having a crystalline crystal is used.
  • a scintillator made of a phosphor having a columnar crystal light generated by the phosphor propagates in the columnar crystal, so that light scattering is small and a high-resolution radiographic image can be obtained.
  • a material for a scintillator composed of a phosphor having columnar crystals a material containing an alkali halide as a main component is preferably used.
  • CsI: Tl CsI: Na, CsBr: Tl, NaI: Tl, LiI: Eu. , KI: Tl and the like are used.
  • the production method can be formed by simultaneously depositing CsI (cesium iodide) and TlI.
  • a scintillator made of a phosphor having particulate crystals contains a plurality of scintillator particles that convert radiation into light and a binder that fixes the plurality of scintillator particles to each other, and can be easily formed by coating or the like. An inexpensive phosphor layer can be obtained.
  • the scintillator particles have metallic acid sulfurization represented by the general formula Me 2 O 2 S: Re from the viewpoints of moisture resistance, luminous efficiency, thermal process resistance, and afterglow. It is preferably composed of objects.
  • Me is any one of La, Y, and Gd
  • Re is at least one of Tb, Sm, Eu, Ce, Pr, and Tm.
  • the binder is composed of, for example, a resin.
  • the binder is preferably one that dissolves in an organic solvent and has thixotropic properties.
  • it is preferably composed of a cellulosic resin such as ethyl cellulose or nitrocellulose, an acrylic resin such as polymethyl methacrylate, or a polyvinyl acetal resin such as polyvinyl butyral solvent grade.
  • the binder may be composed of a combination of two or more kinds of these resins. Then, the scintillator particles and the binder are added to the organic solvent that dissolves the binder. This forms a paste.
  • the scintillator made of a phosphor having particulate crystals may be formed by directly applying the paste to the sensor substrate, or may be formed into a sheet shape in another step and then formed into a sheet shape via an adhesive. It may be formed by laminating with.
  • the first protective layer 113 protects the first scintillator 112 and can also function as an electromagnetic shield or a reflective layer.
  • the light converted by the first scintillator 112 can be reflected by the first protective layer 113.
  • the first protective layer 113 may be composed of, for example, a metal foil or a metal thin film.
  • the thickness of the first protective layer 113 is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. This is because if the thickness of the first protective layer 113 is thinner than 1 m, pinhole defects are likely to occur when the first protective layer 113 is formed, and the light-shielding property is inferior.
  • the thickness of the first protective layer 113 exceeds 100 ⁇ m, the amount of radiation R absorbed becomes too large, and the step formed by the first protective layer 113 becomes too large.
  • the material of the first protective layer 113 include metal materials such as aluminum, gold, silver, copper, and aluminum alloys.
  • a desired resin layer such as PET can be arranged on the outermost layer in order to improve scratch resistance on the metal material layer.
  • a resin layer such as a sheet having adhesiveness can be arranged on the forming side of the first scintillator 112. This resin layer is used as an adhesive material or a hot melt material for bonding the first scintillator 112, the first sensor substrate 111, and the first protective layer 113.
  • the second radiation panel 120 can use the same material as the first radiation panel 110. Further, FIG. 2 shows an example in which the first sensor substrate 111 in which the recess 1110c is formed and the second sensor substrate 121 in which the recess is not formed are used, but both are the sensor substrate 111 in which the recess is formed. And 121 may be used.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the internal configuration in the II cross section of FIG. 1 in the radiation detection device 200 according to the comparative example.
  • the XYZ coordinate system corresponding to the XYZ coordinate system shown in FIG. 1 is illustrated, and the incident direction of the radiation R is shown by a white arrow.
  • the radiation detection device 200 has a first radiation panel 210, a second radiation panel 220, a first connection wiring portion 230, a first mounting board 240, and a second connection. It is configured to have a wiring portion 250 and a second mounting board 260. As shown in FIG. 3, the radiation detection device 200 is configured by laminating a first radiation panel 210 and a second radiation panel 220.
  • the first radiation panel 210 includes a first sensor substrate 211, a first scintillator 212, and a first protective layer 213.
  • the first sensor substrate 211 includes a first photoelectric conversion unit 2111 formed on a first surface 2110a, which is a radiation incident surface on which radiation R is incident, and a first connection pad unit 2112. .
  • the first photoelectric conversion unit 2111 is a configuration unit that converts the light from the first scintillator 212 into a radiographic image signal which is an electric signal.
  • a first connection wiring section 230 for connecting the first sensor board 211 to the first mounting board 240 is connected to the first connection pad section 2112.
  • the first sensor substrate 211 is not provided with a recess on the second surface 2110b on the side opposite to the first surface 2110a. It is different from the radiation detection device 100-1 according to the embodiment of.
  • the first scintillator 212 and the first protective layer 213 shown in FIG. 3 have a configuration corresponding to the first scintillator 112 and the first protective layer 113 shown in FIG. 2, respectively.
  • the second radiation panel 220 includes a second sensor substrate 221, a second scintillator 222, and a second protective layer 223.
  • the second radiation panel 220 shown in FIG. 3 has a configuration corresponding to the second radiation panel 120 shown in FIG.
  • first connection wiring section 230 and the first mounting board 240 shown in FIG. 3 have a configuration corresponding to the first connection wiring section 130 and the first mounting board 140 shown in FIG. 2, respectively.
  • second connection wiring section 250 and the second mounting board 260 shown in FIG. 3 have a configuration corresponding to the second connection wiring section 150 and the second mounting board 160 shown in FIG. 2, respectively.
  • the radiation detection device 100-1 according to the first embodiment shown in FIG. 2 and the radiation detection device 200 according to the comparative example shown in FIG. 3 are compared.
  • the second surface 2110b of the first sensor substrate 211 is not provided with a recess
  • the recess 1110c is provided on the second surface 1110b of the first sensor substrate 111. Since the radiation detection device 100-1 according to the first embodiment shown in FIG. 2 is provided with the recess 1110c, the second scintillator 122 of the second radiation panel 120 is provided in the recess 1110c at least.
  • the second scintillator 122 of the second radiation panel 120 is arranged in the recess 1110c so as to accommodate a part of the region in the thickness direction of the first sensor substrate 111. More specifically, in the radiation detection device 100-1 according to the first embodiment shown in FIG. 2, in the laminated structure of the first radiation panel 110 and the second radiation panel 120, the second scintillator 122 is formed in the recess 1110c. A second wavelength conversion unit including the second protective layer 123 and the second protective layer 123 are arranged and configured to be fitted. According to the configuration of the first embodiment shown in FIG.
  • the radiation detection device is arranged so that at least a part of the region of the second scintillator 122 is accommodated in the recess 1110c of the first sensor substrate 111.
  • the thickness of 100-1 (length in the Z-axis direction) can be reduced.
  • the gap portion around the second scintillator 122 can be made smaller, and as a result, the load bearing capacity of the radiation detection device 100-1 is enhanced. Can be done. That is, according to the radiation detection device 100-1 according to the first embodiment shown in FIG. 2, it is possible to suppress the thickening and improve the robustness.
  • the bottom surface of the recess 1110c in the substrate central region 1113 of the first sensor substrate 111 is second. It can be bonded to the radiation panel 120 of No. 1 with a resin or the like. Further, in the present embodiment, the bottom surface of the recess 1110c in the first radiation panel 110 is not only bonded to the second radiation panel 120, but is also formed between the recess 1110c to be fitted and the second radiation panel 120. The gaps can be filled with resin. With these configurations, the rigidity and robustness of the radiation detection device 100-1 can be further improved.
  • a first photoelectric conversion unit 1111 that receives light from the first scintillator 112 and a first connection pad unit 1112 are formed.
  • the first sensor substrate 111 was manufactured. At this time, the thickness of the first sensor substrate 111 was set to 0.5 mm.
  • a slightly adhesive resin film was transferred to the region of the first sensor substrate 111 where the first photoelectric conversion unit 1111 was formed for the purpose of protection from etching. Further, in order to form the bottom surface of the recess 1110c on the second surface 1110b of the first sensor substrate 111, a slightly adhesive resin is similarly formed on the region other than the recess forming region on the second surface 1110b of the first sensor substrate 111. The film was transferred.
  • the first sensor substrate 111 was immersed in a 10% hydrofluoric acid solution.
  • the immersion time at this time is determined by, for example, a pre-calculated etching rate, and etching is performed to a desired thickness.
  • etching of 400 ⁇ m was performed to obtain about 100 ⁇ m as the thickness t1 of the substrate central region 1113 in which the recess 1110c of the first sensor substrate 111 was formed.
  • the first sensor substrate 111 is sufficiently rinsed with pure water. Subsequently, the resin films attached to both sides of the first sensor substrate 111 were peeled off to obtain a first sensor substrate 111 having recesses 1110c. Further, a protective layer material made of polyimide was applied to the first photoelectric conversion unit 1111 and cured at 200 degrees for 2 hours to form a sensor protective layer (not shown).
  • the first protective layer 113 in which the sheet adhesive layer was arranged on the film-like sheet in which the moisture-proof protective layer made of Al was laminated on the layer made of PET was bonded so as to cover the entire first scintillator 112. ..
  • a vacuum laminator was used, a laminated sheet was placed and held at 0.4 Pa, 90 ° C. for 5 minutes, the entire first scintillator 112 was covered with the first protective layer 113, and , The peripheral end of the first protective layer 113 was adhered to the first sensor substrate 111 so as to be in full peripheral contact with the adhesive sheet.
  • the first connection wiring portion 130 was thermocompression bonded to the first connection pad portion 1112 provided on the first sensor substrate 111.
  • a first radiation panel 110 electrically connected to the first mounting board 140 via the first connection wiring unit 130 was obtained.
  • the second sensor substrate 121 was manufactured in the same manner as the first sensor substrate 111, except that the recess was not formed in the second sensor substrate 121.
  • the second scintillator 122 and the second protective layer 123 are formed on the first surface 1210a of the second sensor substrate 121 by the same steps as the first scintillator 112 and the first protective layer 113 described above. did.
  • the second connection wiring portion 150 was thermocompression bonded to the second connection pad portion 1212 provided on the second sensor substrate 121.
  • a second radiation panel 120 electrically connected to the second mounting board 160 via the second connection wiring unit 150 was obtained.
  • the first radiation panel 110 and the second radiation panel 120 were bonded together. Specifically, epoxy resin is applied to the recess 1110c and the flat surface of the second surface 1110b of the first sensor substrate 111, and the second scintillator 122 and the second protective layer 123 of the second radiation panel 120 are recessed. Both panels were overlapped and laminated so as to fit into 1110c.
  • the radiation detection device 100-1 according to the first embodiment was obtained in which the gap between the recess 1110c of the first sensor substrate 111 and the second radiation panel 120 was filled with epoxy resin. ..
  • the radiation detection device 200 according to the comparative example shown in FIG. 3 was also manufactured.
  • the radiation detection device 100-1 according to the first embodiment manufactured through the above steps It was produced by the same process as the second radiation panel 120. After that, the produced first radiation panel 210 and the second radiation panel 220 were superposed on each other to produce a radiation detection device 200 according to a comparative example.
  • the radiation detection device 100-1 according to the first embodiment produced in the above-described embodiment has a thinner thickness (length in the Z-axis direction) than the radiation detection device 200 according to the comparative example, and also relates to the comparative example.
  • the load bearing capacity on the device panel surface was better than that of the radiation detection device 200. That is, according to the embodiment of the first embodiment, it was found that the radiation detection device 100-1 according to the first embodiment can suppress the thickening and improve the robustness.
  • the schematic view of the radiation detection device according to the second embodiment seen from the side where the radiation is incident is the schematic view seen from the side where the radiation is incident in the radiation detection device 100 according to the first embodiment shown in FIG. The same is true.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of an internal configuration in the I-I cross section of FIG. 1 in the radiation detection device 100 according to the second embodiment of the present invention.
  • the XYZ coordinate system corresponding to the XYZ coordinate system shown in FIG. 1 is illustrated, and the incident direction of the radiation R is shown by a white arrow.
  • the same reference numerals are given to the configurations similar to those shown in FIGS. 1 and 2, and detailed description thereof will be omitted.
  • the radiation detection device 100 according to the second embodiment shown in FIG. 4 will be referred to as “radiation detection device 100-2”.
  • the radiation detection device 100-2 has a first radiation panel 110, a second radiation panel 120, a first connection wiring portion 130, and a first mounting substrate 140. , A second connection wiring unit 150, and a second mounting board 160. As shown in FIG. 4, the radiation detection device 100-2 is configured by laminating a first radiation panel 110 and a second radiation panel 120.
  • the first sensor substrate 111 includes the first photoelectric conversion unit 1111 on the second surface 1110b (specifically, the first photoelectric conversion unit 1111 and one of its outer periphery).
  • the thickness of the substrate central region 1113 (including the portion) is t1
  • the thickness of the substrate peripheral region 1114 not including the first photoelectric conversion portion 1111 (including the first connection pad portion 1112) is t2
  • the thickness of the second scintillator 122 When the thickness is t3, the following equation (2) t2-t1> t3 ... (2) A recess 1110c that satisfies the condition is provided.
  • the bottom surface of the recess 1110c in the substrate central region 1113 of the first sensor substrate 111 is second. It can be bonded to the radiation panel 120 of No. 1 with a resin or the like. Since the radiation detection device 100-2 according to the second embodiment shown in FIG. 4 is provided with the recess 1110c satisfying the equation (2), the second scintillator 122 of the second radiation panel 120 has the recess. The 1110c is arranged so that the entire region is accommodated in the thickness direction of the first sensor substrate 111. As shown in FIG.
  • the first sensor substrate 111 is provided with moisture-proof protection of the second scintillator 122. It can also serve as rigidity protection.
  • the second connection pad portion 1212 and the second connection wiring portion of the second radiation panel 120 are formed on the bonding surface between the first sensor board 111 and the second sensor board 121. Moisture resistance can be further improved by arranging so as not to contain 150. Further, in the present embodiment, after the recess 1110c of the first sensor substrate 111 and the second radiation panel 120 are fitted, the gap remaining in the recess 1110c can be filled with an appropriate resin or the like.
  • a metal reflective layer is provided in the recess 1110c of the first sensor substrate 111, or the recess is provided.
  • a resin in which reflective particles such as titanium oxide are contained in the resin to be filled in 1110c can be used.
  • the first radiation panel 110 is subjected to the same steps as the above-described embodiment of the radiation detection device 100-1 according to the first embodiment.
  • a second scintillator 122 was formed on the second sensor substrate 121 with a thickness of 300 ⁇ m to obtain a second radiation panel 120.
  • the first radiation panel 110 and the second radiation panel 120 were bonded together. Specifically, both radiation panels are arranged so that the second scintillator 122 is fitted in the recess 1110c of the first sensor board 111, and the flat surface portion and the second surface 1110b of the second surface 1110b of the first sensor board 111 are arranged. The portion of the sensor substrate 121 in contact with the first surface 1210a of No. 2 was bonded with an epoxy resin. The second scintillator 122 is arranged so as to be surrounded by the recess 1110c of the first sensor substrate 111, so that the moisture resistance and rigidity are improved.
  • the radiation detection device 100-2 according to the second embodiment was obtained.
  • the radiation detection device 100-2 according to the second embodiment produced in the above-described embodiment has a thinner thickness (length in the Z-axis direction) than the radiation detection device 200 according to the comparative example, and also relates to the comparative example.
  • the load bearing capacity on the device panel surface was better than that of the radiation detection device 200. That is, according to the embodiment of the second embodiment, it was found that the radiation detection device 100-2 according to the second embodiment can suppress the thickening and improve the robustness.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the internal configuration in the II cross section of FIG. 1 in the radiation detection device 100 according to the third embodiment of the present invention.
  • the XYZ coordinate system corresponding to the XYZ coordinate system shown in FIG. 1 is illustrated, and the incident direction of the radiation R is shown by a white arrow.
  • the same components as those shown in FIGS. 1, 2 and 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the radiation detection device 100 according to the third embodiment shown in FIG. 5 will be referred to as “radiation detection device 100-3”.
  • the radiation detection device 100-3 has a first radiation panel 110, a second radiation panel 120, a first connection wiring portion 130, and a first mounting substrate 140. , A second connection wiring unit 150, a second mounting board 160, and a scattered radiation prevention member 170. As shown in FIG. 5, the radiation detection device 100-3 is configured by laminating a first radiation panel 110 and a second radiation panel 120, and a second radiation panel 120 and a scattering ray prevention member 170. ing.
  • the second sensor substrate 121 of the second radiation panel 120 A recess 1210c is also formed on the second surface 1210b in the above.
  • the second sensor substrate 121 includes the second photoelectric conversion unit 1211 on the second surface 1210b (specifically, the second photoelectric conversion unit 1211 and a part of the outer periphery thereof.
  • a recess 1210c that satisfies the condition is provided. Further, in the radiation detection device 100-3 according to the third embodiment, as shown in FIG. 5, scattered radiation based on the radiation R is generated in the recess 1210c in the second sensor substrate 121 of the second radiation panel 120. A scattered radiation prevention member 170 is arranged to prevent the radiation.
  • the recesses 1110c and 1210c are formed with reference to the regions of the photoelectric conversion units 1111 and 1211. Therefore, by superimposing the recesses 1110c and 1210c of both the two sensor substrates 111 and 121, the radiographic images can be superposed more accurately.
  • the scattering ray prevention member 170 is arranged in the recess 1210c of the second sensor substrate 121 as shown in FIG. As a result, it is possible to acquire a radiographic image with improved S / N while suppressing the thickening of the apparatus.
  • the scattering ray prevention member 170 is arranged in the recess 1210c of the second sensor substrate 121 as shown in FIG.
  • the recess 1210c when radiation R is incident from the sensor substrate surface, by arranging a grid or a filter in the recess 1210c, it is possible to acquire a radiation image with improved S / N while suppressing
  • the first radiation panel 110 and the second radiation panel 120 were bonded together by the same step as in the example of the radiation detection device 100-1 according to the first embodiment described above.
  • a convex radiation R scattering ray prevention member 170 is formed so as to fill the recess 1210c in the second sensor substrate 121 of the second radiation panel 120, and the radiation detection device according to the third embodiment is formed. I got 100-3.
  • the radiation detection device 100-3 according to the third embodiment produced in the above-described embodiment has a thinner thickness (length in the Z-axis direction) than the radiation detection device 200 according to the comparative example, and also relates to the comparative example.
  • the load bearing capacity on the device panel surface was better than that of the radiation detection device 200. That is, according to the embodiment of the third embodiment, it was found that the radiation detection device 100-3 according to the third embodiment can suppress the thickening and improve the robustness. Further, in the radiation detection device 100-3 according to the third embodiment, since the scattered radiation prevention member 170 is provided, the influence of the scattered radiation of the radiation R can be reduced, so that a radiation image having a good S / N can be obtained. I was able to do it. Further, as shown in FIG. 5, by using the sensor substrates 111 and 121 in which the same recesses 1110c and 1210c are formed, the alignment of the layers is facilitated.
  • the fourth embodiment is a form in which the radiation detection device 100 according to the first to third embodiments described above is applied to a part of a radiography system.
  • FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention and shows an example of a schematic configuration of a radiography system including a radiation detection device 100 according to any one of the first to third embodiments. Is.
  • the radiation detection device 100 shown in FIG. 6 is the radiation detection device 100 according to any one of the first to third embodiments described above.
  • a radiation room for example, an X-ray room
  • a control room are configured with, for example, a radiation detection device 100, a radiation generator 6050, an image generation device 6070, and a display 6080.
  • the radiation generator 6050 is a device that generates radiation R (for example, X-rays).
  • the image generation device 6070 includes a radiation image signal which is an electric signal obtained by the first photoelectric conversion unit 1111 of the radiation detection device 100 and a radiation image signal which is an electric signal obtained by the second photoelectric conversion unit 1211. It is a device that generates an image related to radiation R by using and.
  • the image generator 6070 is configured to include a signal processing unit including an image processor and the like.
  • the radiation R (for example, X-ray) generated by the radiation generator 6050 passes through the chest 6061 of the subject 6060 such as a patient and is incident on the radiation detection device 100.
  • the incident radiation R (for example, X-ray) contains information on the inside of the body of the subject 6060.
  • the radiation detection device 100 obtains a radiation image signal which is electrical information corresponding to the incident radiation R.
  • the energy distribution of the radiation R incident on the radiation detection device 100 will be roughly classified into two energy components, a low energy component and a high energy component, for description.
  • the transmittance becomes higher as the radiation R has a higher energy component. Therefore, first, the low energy component of the radiation R is absorbed by the first scintillator 112, which becomes light. Will be converted. Then, the light generated by the first scintillator 112 is converted into a radiographic image signal which is an electric signal by the first photoelectric conversion unit 1111. That is, the first photoelectric conversion unit 1111 mainly acquires a radiation image signal related to the radiation R having a low energy component.
  • the high-energy component radiation R that has passed through the first scintillator 112 without being absorbed by the first scintillator 112 has passed through the first radiation panel 110 and is incident on the second scintillator 122.
  • the incident high-energy component radiation R is absorbed and converted into light.
  • the light generated by the second scintillator 122 is converted into a radiographic image signal which is an electric signal by the second photoelectric conversion unit 1211. That is, the second photoelectric conversion unit 1211 mainly acquires a radiation image signal related to the radiation R having a high energy component.
  • the radiation image signal related to the low-energy component radiation R acquired by the first photoelectric conversion unit 1111 and the radiation image signal related to the high-energy component radiation R acquired by the second photoelectric conversion unit 1211 are After being converted into a digital signal in the image generator 6070, various signal processes are performed.
  • the image generator 6070 obtains the radiation image signal related to the radiation R of the low energy component acquired by the first photoelectric conversion unit 1111 and the second photoelectric conversion unit 1211 as one of the signal processing.
  • Energy subtraction processing is performed using the radiation image signal related to the radiation R of the high energy component, and an energy subtraction image is generated.
  • the image related to the radiation R generated by the image generation device 6070 (for example, the energy subtraction image described above) can be displayed as an inspection result on the display 6080 (display unit) of the control room (control room). Further, the image related to the radiation R generated by the image generator 6070 can be transferred to a remote location by a network 6090 (transmission processing means) such as a telephone, a LAN, or the Internet. As a result, the image related to the radiation R generated by the image generator 6070 can be displayed as an inspection result on the display 6081 at another place such as a doctor's room, and a doctor at a remote place can make a diagnosis. Further, the image and the inspection result related to the radiation R can be stored on, for example, an optical disk or the like, or can be recorded on a recording medium such as a film 6110 by the film processor 6100.
  • a recording medium such as a film 6110 by the film processor 6100.
  • X-rays are used as the radiation R, and a 20 mm Al filter for removing soft X-rays is set between the radiation detection device 100 and the radiation generator 6050.
  • the distance between the radiation detection device 100 and the radiation generator 6050 was adjusted to 130 cm, and the radiation detection device 100 was connected to the electric drive system.
  • the radiation generator 6050 bombarded the X-ray pulse three times as radiation R at a tube voltage of 80 kV, a tube current of 250 mA, and 50 ms, and the radiation detection device 100 acquired a radiation image signal.
  • the first photoelectric conversion unit 1111 and the second photoelectric conversion unit 1211 of the radiation detection device 100 have acquired two radiation image signals having different energy components. Then, the image generator 6070 generated an energy subtraction image by using two radiation image signals having different energy components.

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Abstract

入射した放射線Rを光に変換する第1のシンチレータ112と、第1の光電変換部1111を備える第1のセンサ基板111と、を含む第1の放射線パネル110と、第1の放射線パネル120を介して入射した放射線Rを光に変換する第2のシンチレータ122と、第2の光電変換部1211を備える第2のセンサ基板121と、を含む第2の放射線パネル120とを備えており、第1のセンサ基板111は、基板中央領域1113の厚みをt1とし、基板周辺領域1114の厚みをt2とするとき、t1<t2となる凹部1110cを有する基板であり、第2のシンチレータ122は、この凹部1110cに、少なくとも一部の領域が収容されている。

Description

放射線検出装置及び放射線撮影システム
本発明は、入射した放射線を検出する放射線検出装置、及び、当該放射線検出装置を備える放射線撮影システムに関するものである。
現在、放射線検出装置は、放射線撮影による医療画像診断や非破壊検査等に広く利用されている。現在、放射線撮影は、患者が、放射線検出装置を含む放射線撮影装置(放射線撮影システム)の設置された放射線ルームへ移動して行われる撮影や、放射線ルームに運べない患者のための可搬型の放射線撮影装置を用いた撮影等の、数多くの撮影が提案されている。この際、放射線撮影装置は、放射線検出装置に加えて放射線発生装置(放射線管球)、高圧発生器及びバッテリ等から構成されており、フィルムカセッテ或いは輝尽性蛍光板を用いたイメージングプレートとともに、複数の病室等に持ち運びして使用されうる。
現在、上述の放射線検出装置を用いて、例えば、被写体に対してエネルギー成分が異なる放射線の放射線画像を複数取得し、取得した放射線画像の差分から、特定の被写体部分を分離または強調したエネルギーサブトラクション画像を取得する方法が知られている。例えば、特許文献1や特許文献2には、ワンショット法(1回曝射法)によるエネルギーサブトラクション撮影に関する放射線検出装置として、2つの放射線パネルを備えた装置が記載されている。
特開2016-156719号公報 特許第5376897号公報
上述したように、特許文献1や特許文献2には、2つの放射線パネルを備えた放射線検出装置が記載されている。このような放射線検出装置では、一般的に、2つの放射線パネルに加えて、フィルターや2つの放射線パネルと電気的に接続される実装基板等が積層されて構成されうる。この点、特許文献1や特許文献2に記載の放射線検出装置では、単に2つの放射線パネルを積層する構成であるため、装置が厚型化してしまうという問題があった。さらに、特許文献1や特許文献2に記載の放射線検出装置では、単に2つの放射線パネルを積層する構成であるため、放射線パネルに含まれるシンチレータの周辺に広範囲の空隙部があり、この広範囲の空隙部によって装置が荷重に弱く堅牢性が足りないという問題もあった。
本発明の一実施態様は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、2つの放射線パネルを備えた放射線検出装置において、厚型化を抑制するとともに堅牢性の向上を実現する仕組みを提供することを目的とする。
本発明の少なくとも一実施態様に係る放射線検出装置は、入射した放射線を光に変換する第1のシンチレータと、前記第1のシンチレータからの前記光を電気信号に変換する第1の光電変換部を備える第1のセンサ基板と、を含む第1の放射線パネルと、前記第1の放射線パネルを介して入射した前記放射線を光に変換する第2のシンチレータと、前記第2のシンチレータからの前記光を電気信号に変換する第2の光電変換部を備える第2のセンサ基板と、を含む第2の放射線パネルと、を有し、前記第1のセンサ基板は、前記第1の光電変換部を含む基板中央領域の厚みをt1とし、前記第1の光電変換部を含まない基板周辺領域の厚みをt2とするとき、t1<t2となる凹部を有する基板であり、前記第2のシンチレータは、前記凹部に、少なくとも一部の領域が収容されている。
また、本発明の他の実施態様は、上述した放射線検出装置を備える放射線撮影システムを含む。
本発明のさらなる特徴が、添付の図面を参照して以下の例示的な実施形態の説明から明らかになる。
本発明の第1の実施形態に係る放射線検出装置において、放射線の入射する側から見た概略図である。 本発明の第1の実施形態に係る放射線検出装置において、図1のI-I断面における内部構成の一例を示す図である。 比較例に係る放射線検出装置において、図1のI-I断面における内部構成の一例を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る放射線検出装置において、図1のI-I断面における内部構成の一例を示す図である。 本発明の第3の実施形態に係る放射線検出装置において、図1のI-I断面における内部構成の一例を示す図である。 本発明の第4の実施形態を示し、第1乃至第3の実施形態のうちのいずれかの実施形態に係る放射線検出装置100を含む放射線撮影システムの概略構成の一例を示す図である。
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態(実施形態)について説明する。なお、以下に記載する本発明の各実施形態において、放射線は、典型的には、X線であるが、本発明においては、このX線に限定されるものではなく、例えば、α線、β線またはγ線等であってもよい。
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る放射線検出装置100において、放射線の入射する側から見た概略図である。図1に示すように、放射線検出装置100の放射線が入射する側には、第1の放射線パネルに含まれる第1のセンサ基板111及び第1の保護層113が配置されている。また、図1には、第1のセンサ基板111と電気的に接続される第1の接続配線部130が示されている。また、図1では、放射線の入射方向をZ軸方向とし、このZ軸方向と直交する2軸方向であって第1のセンサ基板111の放射線入射面である第1面1110aを定める相互に直交する2軸方向をX軸方向及びY軸方向とした、XYZ座標系を図示している。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る放射線検出装置100において、図1のI-I断面における内部構成の一例を示す図である。この図2では、図1に示したXYZ座標系に対応させたXYZ座標系を図示するとともに、放射線Rの入射方向を白抜き矢印で図示している。また、図2において、図1に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。また、以降の説明においては、図2に示す第1の実施形態に係る放射線検出装置100を「放射線検出装置100-1」と記載する。
第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1は、図2に示すように、第1の放射線パネル110、第2の放射線パネル120、第1の接続配線部130、第1の実装基板140、第2の接続配線部150、及び、第2の実装基板160を有して構成されている。放射線検出装置100-1は、図2に示すように、第1の放射線パネル110と第2の放射線パネル120を積層して構成されている。
第1の放射線パネル110は、図2に示すように、第1のセンサ基板111、第1のシンチレータ112、及び、第1の保護層113を有して構成されている。
第1のセンサ基板111は、放射線Rが入射する放射線入射面である第1面1110aに配置された第1の光電変換部1111、及び、第1の接続パッド部1112を備える。なお、図2では、第1の光電変換部1111は、第1のセンサ基板111の内部に配置されている態様を例示しているが、本実施形態においてはこの態様に限定されず、第1のセンサ基板111の上部に配置されている態様も、本実施形態に適用可能である。第1の光電変換部1111は、第1のシンチレータ112からの光を電気信号である放射線画像信号に変換する構成部である。第1の光電変換部1111は、例えば、X軸方向及びY軸方向の2次元状に複数の画素が配設されて形成されている。また、第1の光電変換部1111の各画素は、光を電荷に変換する光電変換素子と、光電変換素子で発生した電荷に応じた電気信号を出力するためのスイッチング素子とを含みうる。第1の接続パッド部1112には、第1のセンサ基板111を第1の実装基板140と接続するためのフレキシブルケーブルなどの第1の接続配線部130が接続される。この第1の接続パッド部1112は、例えば第1の接続配線部130を加熱加圧により圧着することによって配置されるので、具体的には、第1の接続パッド部1112を含む基板周辺領域1114は、少なくとも0.30mm以上あることが望ましい。
また、第1のセンサ基板111には、第1面1110aとは反対側の第2面1110bに、第1の光電変換部1111を含む(具体的には、第1の光電変換部1111及びその外周辺の一部を含む)基板中央領域1113の厚みをt1とし、第1の光電変換部1111を含まない(第1の接続パッド部1112を含む)基板周辺領域1114の厚みをt2とするとき、以下の(1)式
t1<t2   ・・・(1)
を満たす凹部1110cが設けられている。具体的に、第1のセンサ基板111の基板中央領域1113の厚みt1は、第1のセンサ基板111の基板中央領域1113におけるZ軸方向の長さに相当する。また、第1のセンサ基板111の基板周辺領域1114の厚みt2は、第1のセンサ基板111の基板周辺領域1114におけるZ軸方向の長さに相当する。即ち、第1のセンサ基板111の基板周辺領域1114の厚みt2と第1のセンサ基板111の基板中央領域1113の厚みt1との差によって、第1のセンサ基板111の基板中央領域1113に凹部1110cが形成される。
第1のシンチレータ112は、第1の保護層113を介して入射した放射線Rを光に変換する構成部である。この第1のシンチレータ112によって変換された光は、第1の光電変換部1111に入射する。図2では、第1のシンチレータ112は、第1の光電変換部1111において放射線Rが入射する側に配置されている。第1の保護層113は、第1のシンチレータ112を保護する機能の他、電磁シールドまたは反射層として機能しうる。第1のシンチレータ112で変換された光は、第1の保護層113で反射されうる。本実施形態においては、第1のシンチレータ112及び第1の保護層113は、第1の波長変換部を構成しうる。
第2の放射線パネル120は、図2に示すように、第2のセンサ基板121、第2のシンチレータ122、及び、第2の保護層123を有して構成されている。
第2のセンサ基板121は、放射線Rが入射する放射線入射面である第1面1210aに配置された第2の光電変換部1211、及び、第2の接続パッド部1212を備える。なお、図2では、第2の光電変換部1211は、第2のセンサ基板121の内部に配置されている態様を例示しているが、本実施形態においてはこの態様に限定されず、第2のセンサ基板121の上部に配置されている態様も、本実施形態に適用可能である。第2の光電変換部1211は、第2のシンチレータ122からの光を電気信号である放射線画像信号に変換する構成部である。第2の光電変換部1211は、例えば、X軸方向及びY軸方向の2次元状に複数の画素が配設されて形成されている。また、第2の光電変換部1211の各画素は、光を電荷に変換する光電変換素子と、光電変換素子で発生した電荷に応じた電気信号を出力するためのスイッチング素子とを含みうる。第2の接続パッド部1212には、第2のセンサ基板121を第2の実装基板160と接続するためのフレキシブルケーブルなどの第2の接続配線部150が接続される。また、図2には、第2のセンサ基板121において、第1面1210aとは反対側の面を第2面1210bとして示している。
第2のシンチレータ122は、第1の放射線パネル110を介して入射した放射線Rを光に変換する構成部である。この第2のシンチレータ122によって変換された光は、第2の光電変換部1211に入射する。図2では、第2のシンチレータ122は、第2の光電変換部1211において放射線Rが入射する側に配置されている。第2の保護層123は、第2のシンチレータ122を保護する機能の他、電磁シールドまたは反射層として機能しうる。第2のシンチレータ122で変換された光は、第2の保護層123で反射されうる。本実施形態においては、第2のシンチレータ122及び第2の保護層123は、第2の波長変換部を構成しうる。
第1の接続配線部130は、第1のセンサ基板111と第1の実装基板140とを電気的に接続するためのフレキシブルケーブルなどの接続配線部である。第1の実装基板140は、例えば、第1の接続配線部130を介して第1のセンサ基板111と各種の信号を送受信する通信を行う実装基板である。
第2の接続配線部150は、第2のセンサ基板121と第2の実装基板160とを電気的に接続するためのフレキシブルケーブルなどの接続配線部である。第2の実装基板160は、例えば、第2の接続配線部150を介して第2のセンサ基板121と各種の信号を送受信する通信を行う実装基板である。
以下、図2に示す各構成部について、更に具体的に説明する。第1のセンサ基板111及び第2のセンサ基板121の材料は、例えば、ガラス基板などの透明な絶縁性基板でありうる。
また、本実施形態においては、第1の放射線パネル110及び第2の放射線パネル120には、それぞれ、第1の光電変換部1111及び第2の光電変換部1211を保護するセンサ保護層(不図示)を更に含みうる。この際、センサ保護層は、それぞれ、第1の光電変換部1111及び第2の光電変換部1211を覆うように配置される。また、センサ保護層は、例えば、SiN、TiO、LiF、AlまたはMgOで構成されうる。或いは、センサ保護層は、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂で構成されてもよい。ただし、センサ保護層は、第1のシンチレータ112によって変換された光を通過することができるように、第1のシンチレータ112で変換された光の波長について高い透過率を有する材料で構成される。
第1のシンチレータ112及び第2のシンチレータ122は、それぞれ、第1の光電変換部1111及び第2の光電変換部1211の領域に対応して配置され、例えば、柱状結晶を有する蛍光体や、粒子状結晶を有する蛍光体が用いられる。例えば、柱状結晶を有する蛍光体からなるシンチレータは、蛍光体で発生した光が柱状結晶内を伝搬するので光散乱が少なく高い解像度の放射線画像を得ることができる。柱状結晶を有する蛍光体からなるシンチレータの材料としては、ハロゲン化アルカリを主成分とする材料が好適に用いられ、例えば、CsI:Tl、CsI:Na、CsBr:Tl、NaI:Tl、LiI:Eu、KI:Tl等が用いられる。その作製方法は、例えばCsI:Tlでは、CsI(ヨウ化セシウム)とTlIを同時に蒸着することで形成できる。一方、粒子状結晶を有する蛍光体からなるシンチレータは、放射線を光に変換する複数のシンチレータ粒子と、複数のシンチレータ粒子を互いに固定するバインダーとを含み、塗布などで容易に形成することができるために安価な蛍光体層を得ることができる。例えば、粒子状結晶を有する蛍光体からなるシンチレータの材料としては、微量のテルビウム(Tb)が添加された硫酸化ガドリニウム(GOS:Tb)等が用いられる。また、粒子状結晶を有する蛍光体からなるシンチレータにおいて、シンチレータ粒子は、耐湿性、発光効率、熱プロセス耐性、残光性の観点で、一般式MeS:Reで示される金属酸硫化物で構成されることが好ましい。ここで、例えば、Meは、La、Y、Gdのいずれか1つであり、Reは、Tb、Sm、Eu、Ce、Pr、Tmの少なくとも1つである。また、粒子状結晶を有する蛍光体からなるシンチレータにおいて、バインダーは、例えば樹脂で構成される。この際、バインダーは、有機溶剤に溶解するものであり、かつチクソトロピックな特性を有するものが好ましい。具体的には、エチルセルロース、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタアクリレート等のアクリル系、ポリビニルブチラール溶剤系グレードなどのポリビニルアセタール系樹脂で構成されることが好ましい。また、バインダーは、これらの樹脂の2種類以上の組み合わせで構成されてもよい。そして、シンチレータ粒子及びバインダーは、バインダーを溶解する有機溶剤に添加される。これによってペーストが形成される。なお、粒子状結晶を有する蛍光体からなるシンチレータは、ペーストをセンサ基板に直接塗布して形成されてもよいし、または、別の工程でシート状に形成してから接着材を介してセンサ基板に貼り合わせ形成されてもよい。
第1の保護層113は、第1のシンチレータ112を保護する他、電磁シールドまたは反射層として機能しうる。第1のシンチレータ112で変換された光は、第1の保護層113で反射されうる。第1の保護層113は、例えば、金属箔または金属薄膜で構成されうる。ここで、第1の保護層113の厚みは、1μm以上かつ100μm以下であることが好ましい。これは、第1の保護層113の厚みが1mより薄いと、第1の保護層113の形成時にピンホール欠陥が発生しやすく、また遮光性に劣るからである。他方、第1の保護層113の厚みが100μmを超えると、放射線Rの吸収量が大きくなり過ぎ、また、第1の保護層113によって形成される段差が大きくなり過ぎるからである。第1の保護層113の材料としては、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、アルミ合金などの金属材料を挙げることができる。また、第1の保護層113は、金属材料層に耐擦傷性を向上させるためにPETなど所望の樹脂層を最外層に配置することができる。また、第1の保護層113は、第1のシンチレータ112の形成側に接着性を有するシートなどの樹脂層を配置することができる。この樹脂層は、粘着材料やホットメルト材料で第1のシンチレータ112及び第1のセンサ基板111と第1の保護層113とを貼り合わせるために使用される。
第2の放射線パネル120は、第1の放射線パネル110と同様の材料を使用することができる。また、図2では、凹部1110cが形成された第1のセンサ基板111と凹部が形成されていない第2のセンサ基板121を用いる例を図示しているが、ともに凹部が形成されたセンサ基板111及び121を使用してもよい。
次に、比較例に係る放射線検出装置について説明する。図3は、比較例に係る放射線検出装置200において、図1のI-I断面における内部構成の一例を示す図である。この図3では、図1に示したXYZ座標系に対応させたXYZ座標系を図示するとともに、放射線Rの入射方向を白抜き矢印で図示している。
比較例に係る放射線検出装置200は、図3に示すように、第1の放射線パネル210、第2の放射線パネル220、第1の接続配線部230、第1の実装基板240、第2の接続配線部250、及び、第2の実装基板260を有して構成されている。放射線検出装置200は、図3に示すように、第1の放射線パネル210と第2の放射線パネル220を積層して構成されている。
第1の放射線パネル210は、図3に示すように、第1のセンサ基板211、第1のシンチレータ212、及び、第1の保護層213を有して構成されている。
第1のセンサ基板211は、放射線Rが入射する放射線入射面である第1面2110aに形成された第1の光電変換部2111、及び、第1の接続パッド部2112を備えて構成されている。第1の光電変換部2111は、第1のシンチレータ212からの光を電気信号である放射線画像信号に変換する構成部である。第1の接続パッド部2112には、第1のセンサ基板211を第1の実装基板240と接続するための第1の接続配線部230が接続される。図3に示す比較例に係る放射線検出装置200では、第1のセンサ基板211において第1面2110aとは反対側の第2面2110bに凹部が設けられていない点で、図2に示す第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1とは異なる。また、図3に示す第1のシンチレータ212及び第1の保護層213は、それぞれ、図2に示す第1のシンチレータ112及び第1の保護層113に相当する構成である。
第2の放射線パネル220は、図3に示すように、第2のセンサ基板221、第2のシンチレータ222、及び、第2の保護層223を有して構成されている。この図3に示す第2の放射線パネル220は、図2に示す第2の放射線パネル120に相当する構成である。
また、図3に示す第1の接続配線部230及び第1の実装基板240は、それぞれ、図2に示す第1の接続配線部130及び第1の実装基板140に相当する構成である。また、図3に示す第2の接続配線部250及び第2の実装基板260は、それぞれ、図2に示す第2の接続配線部150及び第2の実装基板160に相当する構成である。
ここで、図2に示す第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1と、図3に示す比較例に係る放射線検出装置200との比較を行う。図3に示す比較例に係る放射線検出装置200では、第1のセンサ基板211の第2面2110bに凹部が設けられていないのに対して、図2に示す第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1では、第1のセンサ基板111の第2面1110bに凹部1110cが設けられている。そして、図2に示す第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1では、凹部1110cが設けられているため、第2の放射線パネル120の第2のシンチレータ122は、この凹部1110cに、少なくとも一部の領域が収容されるように配置されている。図2に示す例では、第2の放射線パネル120の第2のシンチレータ122は、凹部1110cに、第1のセンサ基板111の厚み方向において一部の領域が収容されるように配置されている。より詳細に、図2に示す第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1では、第1の放射線パネル110及び第2の放射線パネル120の積層構造において、凹部1110cに、第2のシンチレータ122及び第2の保護層123を含む第2の波長変換部が嵌合するように配置されて構成されている。かかる図2に示す第1の実施形態の構成によれば、第1のセンサ基板111の凹部1110cに、第2のシンチレータ122の少なくとも一部の領域が収容されるように配置したため、放射線検出装置100-1の厚み(Z軸方向の長さ)を薄くすることができる。さらに、図2に示す第1の実施形態の構成によれば、第2のシンチレータ122の周辺の空隙部を小さくすることができ、その結果、放射線検出装置100-1の耐荷重性を高めることができる。即ち、図2に示す第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1によれば、厚型化を抑制するとともに堅牢性の向上を実現することができる。
また、本実施形態では、図2に示す第1の放射線パネル110と第2の放射線パネル120との積層構造においては、第1のセンサ基板111の基板中央領域1113における凹部1110cの底面を第2の放射線パネル120と樹脂等で貼り合わせることができる。さらに、本実施形態では、第1の放射線パネル110における凹部1110cの底面を第2の放射線パネル120と貼り合わせるだけでなく、嵌合する凹部1110cと第2の放射線パネル120との間に形成される隙間を樹脂で充填することもできる。これらの構成により、放射線検出装置100-1の剛性、堅牢性を更に向上させることができる。
[実施例]
次に、図2に示す第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1の実施例について説明する。
第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1の実施例では、まず、第1のシンチレータ112からの光を受光する第1の光電変換部1111と、第1の接続パッド部1112とが形成された第1のセンサ基板111を作製した。この際、第1のセンサ基板111の厚みを0.5mmとした。
続いて、第1のセンサ基板111における第1の光電変換部1111が形成された領域に、エッチングからの保護を目的として微粘着の樹脂フィルムを転写した。さらに、第1のセンサ基板111の第2面1110bに凹部1110cの底面を形成するために、第1のセンサ基板111の第2面1110bにおける凹部形成領域以外の領域に、同様に微粘着の樹脂フィルムを転写した。
その後、第1のセンサ基板111を10%のフッ酸溶液に浸漬させた。この際の浸漬時間は、例えば予め算出したエッチングレートよって決定し、所望の厚みまでエッチングを行う。本実施例では、例えば400μmのエッチングを行い、第1のセンサ基板111の凹部1110cが形成された基板中央領域1113の厚みt1として、100μm程度を得た。
このエッチング後、第1のセンサ基板111を純水を用いて十分にリンスする。続いて、第1のセンサ基板111の両面に各々貼り付けた樹脂フィルムを剥離し、凹部1110cを有する第1のセンサ基板111を得た。さらに、第1の光電変換部1111に対してポリイミドからなる保護層材料を塗布し、これを200度で2時間硬化させることによってセンサ保護層(不図示)を形成した。
続いて、PETからなる層にAlからなる防湿保護層が積層されたフィルム状シートにシート接着層を配置した第1の保護層113を、第1のシンチレータ112の全体を覆うように貼り合わせた。この貼り合わせには、真空ラミネーターを使用し、積層シートを配置して、0.4Pa、90℃で5分保持し、第1のシンチレータ112の全体が第1の保護層113によって被覆され、また、第1の保護層113の周端が第1のセンサ基板111に接着シートを介して全周接するように接着した。
続いて、第1のセンサ基板111に設けられた第1の接続パッド部1112に第1の接続配線部130を熱圧着した。これにより、第1の接続配線部130を介して第1の実装基板140と電気的に接続された第1の放射線パネル110を得た。
次に、第2のセンサ基板121に凹部を形成しない以外の他の工程は、第1のセンサ基板111と同様にして、第2のセンサ基板121を作製した。その後、上述した第1のシンチレータ112及び第1の保護層113と同様の工程によって、第2のセンサ基板121の第1面1210a上に、第2のシンチレータ122及び第2の保護層123を形成した。続いて、第2のセンサ基板121に設けられた第2の接続パッド部1212に第2の接続配線部150を熱圧着した。これにより、第2の接続配線部150を介して第2の実装基板160と電気的に接続された第2の放射線パネル120を得た。
その後、第1の放射線パネル110と第2の放射線パネル120との貼り合わせを行った。具体的には、第1のセンサ基板111の第2面1110bの凹部1110c及び平面部にエポキシ樹脂を塗布し、第2の放射線パネル120の第2のシンチレータ122及び第2の保護層123が凹部1110cに嵌合するように両パネルを重ねて貼り合わせた。この貼り合わせにより、第1のセンサ基板111の凹部1110cと第2の放射線パネル120との間の隙間がエポキシ樹脂で充填された、第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1を得た。
上述した工程を経て作製した第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1を評価等するため、図3に示す比較例に係る放射線検出装置200の作製も行った。図3に示す比較例に係る放射線検出装置200の第1の放射線パネル210及び第2の放射線パネル220としては、上述した工程を経て作製した第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1の第2の放射線パネル120と同様の工程によって、作製した。その後、作製した第1の放射線パネル210と第2の放射線パネル220とを重ね合わせて、比較例に係る放射線検出装置200を作製した。
上述した実施例において作製した第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1は、比較例に係る放射線検出装置200よりも厚み(Z軸方向の長さ)が薄く、また、比較例に係る放射線検出装置200よりも装置盤面への耐荷重性が良好であった。即ち、第1の実施形態の実施例によれば、第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1では、厚型化を抑制できるとともに堅牢性の向上を実現できることが分かった。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第2の実施形態の説明では、上述した第1の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第1の実施形態と異なる事項について説明を行う。
第2の実施形態に係る放射線検出装置において放射線の入射する側から見た概略図は、図1に示す第1の実施形態に係る放射線検出装置100において放射線の入射する側から見た概略図と同様である。
図4は、本発明の第2の実施形態に係る放射線検出装置100において、図1のI-I断面における内部構成の一例を示す図である。この図4では、図1に示したXYZ座標系に対応させたXYZ座標系を図示するとともに、放射線Rの入射方向を白抜き矢印で図示している。また、図4において、図1及び図2に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。また、以降の説明においては、図4に示す第2の実施形態に係る放射線検出装置100を「放射線検出装置100-2」と記載する。
第2の実施形態に係る放射線検出装置100-2は、図4に示すように、第1の放射線パネル110、第2の放射線パネル120、第1の接続配線部130、第1の実装基板140、第2の接続配線部150、及び、第2の実装基板160を有する。放射線検出装置100-2は、図4に示すように、第1の放射線パネル110と第2の放射線パネル120を積層して構成されている。
第2の実施形態では、第1のセンサ基板111には、第2面1110bに、第1の光電変換部1111を含む(具体的には、第1の光電変換部1111及びその外周辺の一部を含む)基板中央領域1113の厚みをt1とし、第1の光電変換部1111を含まない(第1の接続パッド部1112を含む)基板周辺領域1114の厚みをt2、第2のシンチレータ122の厚みをt3とするとき、以下の(2)式
t2-t1>t3   ・・・(2)
を満たす凹部1110cが設けられている。
また、本実施形態では、図4に示す第1の放射線パネル110と第2の放射線パネル120との積層構造においては、第1のセンサ基板111の基板中央領域1113における凹部1110cの底面を第2の放射線パネル120と樹脂等で貼り合わせることができる。図4に示す第2の実施形態に係る放射線検出装置100-2では、(2)式を満たす凹部1110cが設けられているため、第2の放射線パネル120の第2のシンチレータ122は、この凹部1110cに、第1のセンサ基板111の厚み方向において全部の領域が収容されるように配置されている。図4に示すように、第2のシンチレータ122を第1のセンサ基板111の凹部1110cに嵌合するように配置することにより、第1のセンサ基板111は、第2のシンチレータ122の防湿保護及び剛性保護を兼ねることができる。また、図4に示すように、第1のセンサ基板111と第2のセンサ基板121との貼り合わせ面に、第2の放射線パネル120の第2の接続パッド部1212及び第2の接続配線部150を含まないように配置することにより、防湿性をより向上させることができる。また、本実施形態では、第1のセンサ基板111の凹部1110cと第2の放射線パネル120を嵌合させた後、この凹部1110cに残る隙間を適切な樹脂等によって充填しうる。また、本実施形態では、第2のシンチレータ122で発光した光を第2の光電変換部1211で効率よく得るために、第1のセンサ基板111の凹部1110cに金属反射層を設ける、または、凹部1110cに充填する樹脂に反射性を有する粒子、例えば酸化チタンなどを含有させた樹脂を用いることができる。
[実施例]
次に、図4に示す第2の実施形態に係る放射線検出装置100-2の実施例について説明する。
第2の実施形態に係る放射線検出装置100-2の実施例では、まず、上述した第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1の実施例と同様の工程によって、第1の放射線パネル110を得た。
続いて、第2のセンサ基板121上に、第2のシンチレータ122を300μmの厚みで形成して、第2の放射線パネル120を得た。
その後、第1の放射線パネル110と第2の放射線パネル120との貼り合わせを行った。具体的には、第1のセンサ基板111の凹部1110cに第2のシンチレータ122が嵌合するように両方の放射線パネルを配置し、第1のセンサ基板111の第2面1110bの平面部と第2のセンサ基板121の第1面1210aとの接する部分をエポキシ樹脂により貼り合わせた。第2のシンチレータ122は、第1のセンサ基板111の凹部1110cに囲まれて配置されることよって防湿性・剛性が向上する。以上の工程により、第2の実施形態に係る放射線検出装置100-2を得た。
上述した実施例において作製した第2の実施形態に係る放射線検出装置100-2は、比較例に係る放射線検出装置200よりも厚み(Z軸方向の長さ)が薄く、また、比較例に係る放射線検出装置200よりも装置盤面への耐荷重性が良好であった。即ち、第2の実施形態の実施例によれば、第2の実施形態に係る放射線検出装置100-2では、厚型化を抑制できるとともに堅牢性の向上を実現できることが分かった。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第3の実施形態の説明では、上述した第1及び第2の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第1及び第2の実施形態と異なる事項について説明を行う。
第3の実施形態に係る放射線検出装置において放射線の入射する側から見た概略図は、図1に示す第1の実施形態に係る放射線検出装置100において放射線の入射する側から見た概略図と同様である。図5は、本発明の第3の実施形態に係る放射線検出装置100において、図1のI-I断面における内部構成の一例を示す図である。この図5では、図1に示したXYZ座標系に対応させたXYZ座標系を図示するとともに、放射線Rの入射方向を白抜き矢印で図示している。また、図5において、図1、図2及び図4に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。また、以降の説明においては、図5に示す第3の実施形態に係る放射線検出装置100を「放射線検出装置100-3」と記載する。
第3の実施形態に係る放射線検出装置100-3は、図5に示すように、第1の放射線パネル110、第2の放射線パネル120、第1の接続配線部130、第1の実装基板140、第2の接続配線部150、第2の実装基板160、及び、散乱線防止部材170を有する。放射線検出装置100-3は、図5に示すように、第1の放射線パネル110と第2の放射線パネル120、及び、第2の放射線パネル120と散乱線防止部材170とを積層して構成されている。
第3の実施形態に係る放射線検出装置100-3では、第1の放射線パネル110の第1のセンサ基板111における第2面1110bに加えて、第2の放射線パネル120の第2のセンサ基板121における第2面1210bにも凹部1210cが形成されている。図5に示すように、第2のセンサ基板121は、第2面1210bに、第2の光電変換部1211を含む(具体的には、第2の光電変換部1211及びその外周辺の一部を含む)基板中央領域1213の厚みをt4とし、第2の光電変換部1211を含まない(第2の接続パッド部1212を含む)基板周辺領域1214の厚みをt5とするとき、以下の(3)式
t4<t5   ・・・(3)
を満たす凹部1210cが設けられている。さらに、第3の実施形態に係る放射線検出装置100-3では、第2の放射線パネル120の第2のセンサ基板121における凹部1210cに、図5に示すように、放射線Rに基づく散乱線の発生を防止する散乱線防止部材170が配置されている。
第3の実施形態に係る放射線検出装置100-3では、図5に示すように、凹部1110c及び1210cは、光電変換部1111及び1211の領域を基準に形成されている。このため、2つのセンサ基板111及び121の両方の凹部1110c及び1210cを重ね合わせることで、より正確に放射線画像の重ね合わせを行うことができる。また、このような放射線検出装置100-3において、例えばシンチレータ面から放射線Rを入射する場合には、図5に示すように第2のセンサ基板121の凹部1210cに散乱線防止部材170を配置することにより、装置の厚型化を抑制しつつ、S/Nの向上した放射線画像を取得することができる。また、センサ基板面から放射線Rを入射する場合には、凹部1210cにグリッドやフィルターを配置することにより、装置の厚型化を抑制しつつ、S/Nの向上した放射線画像を取得することができる。
[実施例]
次に、図5に示す第3の実施形態に係る放射線検出装置100-3の実施例について説明する。
第3の実施形態に係る放射線検出装置100-3の実施例では、まず、上述した第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1の実施例の第1の放射線パネル110と同様の作製工程によって、第1の放射線パネル110及び第2の放射線パネル120を得た。
その後、上述した第1の実施形態に係る放射線検出装置100-1の実施例と同様の工程によって、第1の放射線パネル110と第2の放射線パネル120との貼り合わせを行った。
続いて、第2の放射線パネル120の第2のセンサ基板121における凹部1210cが埋まるように、凸状の放射線Rの散乱線防止部材170を形成して、第3の実施形態に係る放射線検出装置100-3を得た。
上述した実施例において作製した第3の実施形態に係る放射線検出装置100-3は、比較例に係る放射線検出装置200よりも厚み(Z軸方向の長さ)が薄く、また、比較例に係る放射線検出装置200よりも装置盤面への耐荷重性が良好であった。即ち、第3の実施形態の実施例によれば、第3の実施形態に係る放射線検出装置100-3では、厚型化を抑制できるとともに堅牢性の向上を実現できることが分かった。さらに、第3の実施形態に係る放射線検出装置100-3では、散乱線防止部材170を設けたので、放射線Rの散乱線による影響を軽減できるため、S/Nが良好な放射線画像を得ることができた。また、図5に示すように、同じような凹部1110c及び1210cが形成されたセンサ基板111及び121を使用することにより、積層の位置合わせが容易となった。
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第4の実施形態の説明では、上述した第1乃至第3の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第1乃至第3の実施形態と異なる事項について説明を行う。
第4の実施形態は、上述した第1乃至第3の実施形態に係る放射線検出装置100を、放射線撮影システムの一部に適用した形態である。
図6は、本発明の第4の実施形態を示し、第1乃至第3の実施形態のうちのいずれかの実施形態に係る放射線検出装置100を含む放射線撮影システムの概略構成の一例を示す図である。
図6に示す放射線検出装置100は、上述した第1乃至第3の実施形態のうちのいずれかの実施形態に係る放射線検出装置100である。図6に示す放射線撮影システムにおいて、放射線ルーム(例えばX線ルーム)及びコントロールルームには、例えば、放射線検出装置100、放射線発生装置6050、画像生成装置6070、及び、ディスプレイ6080が構成されている。ここで、放射線発生装置6050は、放射線R(例えばX線)を発生させる装置である。また、画像生成装置6070は、放射線検出装置100の第1の光電変換部1111で得られた電気信号である放射線画像信号と第2の光電変換部1211で得られた電気信号である放射線画像信号とを用いて、放射線Rに係る画像を生成する装置である。この画像生成装置6070は、イメージプロセッサ等を含む信号処理部を備えて構成されている。
具体的に、例えば、放射線発生装置6050で発生した放射線R(例えばX線)は、患者等の被検者6060の胸部6061を透過し、放射線検出装置100に入射する。入射した放射線R(例えばX線)には、被検者6060の体内部の情報が含まれている。そして、放射線検出装置100では、入射した放射線Rに応じた電気的情報である放射線画像信号が得られる。
ここで、本実施形態では、放射線検出装置100に入射する放射線Rのエネルギー分布を、低エネルギー成分と高エネルギー成分との2つのエネルギー成分に大まかに分類して説明を行う。第1のシンチレータ112に放射線Rが入射すると、高エネルギー成分の放射線Rになるほど透過率が高くなることから、まず、第1のシンチレータ112では、放射線Rの低エネルギー成分が吸収され、これが光に変換される。そして、この第1のシンチレータ112で発生した光が第1の光電変換部1111で電気信号である放射線画像信号に変換される。即ち、第1の光電変換部1111では、主として低エネルギー成分の放射線Rに係る放射線画像信号が取得される。また、第1のシンチレータ112で吸収されずに第1のシンチレータ112を透過した高エネルギー成分の放射線Rは、第1の放射線パネル110を透過して第2のシンチレータ122に入射することになる。第2のシンチレータ122では、この入射した高エネルギー成分の放射線Rが吸収され、これが光に変換される。そして、この第2のシンチレータ122で発生した光が第2の光電変換部1211で電気信号である放射線画像信号に変換される。即ち、第2の光電変換部1211では、主として高エネルギー成分の放射線Rに係る放射線画像信号が取得される。その後、第1の光電変換部1111で取得された低エネルギー成分の放射線Rに係る放射線画像信号と、第2の光電変換部1211で取得された高エネルギー成分の放射線Rに係る放射線画像信号は、画像生成装置6070において、デジタル信号に変換された後、各種の信号処理がなされる。例えば、画像生成装置6070は、信号処理の1つとして、上述した第1の光電変換部1111で取得された低エネルギー成分の放射線Rに係る放射線画像信号と、第2の光電変換部1211で取得された高エネルギー成分の放射線Rに係る放射線画像信号とを用いてエネルギーサブトラクション処理を行い、エネルギーサブトラクション画像を生成する。
そして、画像生成装置6070で生成された放射線Rに係る画像(例えば、上述したエネルギーサブトラクション画像)は、コントロールルーム(制御室)のディスプレイ6080(表示部)により検査結果として表示されうる。また、この画像生成装置6070で生成された放射線Rに係る画像は、電話、LAN、インターネット等のネットワーク6090(伝送処理手段)により遠隔地へ転送されうる。これにより、画像生成装置6070で生成された放射線Rに係る画像を、ドクタールーム等の別の場所におけるディスプレイ6081に検査結果として表示し、遠隔地の医師が診断することが可能である。また、この放射線Rに係る画像及び検査結果を、例えば、光ディスク等に保存することもできるし、フィルムプロセッサ6100によってフィルム6110等の記録媒体に記録することもできる。
[実施例]
次に、図6に示す第4の実施形態に係る放射線撮影システムの実施例について説明する。
第4の実施形態に係る放射線撮影システムの実施例では、放射線RとしてX線を用いて、放射線検出装置100と放射線発生装置6050との間に、軟X線除去用の20mmAlフィルターをセットした。次いで、放射線検出装置100と放射線発生装置6050との距離を130cmに調整し、放射線検出装置100を電気駆動系に接続した。この状態で、放射線発生装置6050において、管電圧80kV、管電流250mA、50msで、放射線RとしてX線パルスを3回爆射し、放射線検出装置100において放射線画像信号を取得した。本実施例では、上述したように、放射線検出装置100の第1の光電変換部1111及び第2の光電変換部1211において、異なるエネルギー成分の2つの放射線画像信号を取得した。そして、画像生成装置6070では、この異なるエネルギー成分の2つの放射線画像信号を用いて、エネルギーサブトラクション画像を生成した。
上述した本発明の第1乃至第4の実施形態によれば、2つの放射線パネルを備えた放射線検出装置において、厚型化を抑制するとともに堅牢性の向上を実現することができる。
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
本願は、2019年6月14日提出の日本国特許出願特願2019-111274を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。
100:放射線検出装置、110:第1の放射線パネル、111:第1のセンサ基板、1110a:第1のセンサ基板の第1面、1110b:第1のセンサ基板の第2面、1110c:凹部、1111:第1の光電変換部、1112:第1の接続パッド部、1113:基板中央領域、1114:基板周辺領域、112:第1のシンチレータ、113:第1の保護層、120:第2の放射線パネル、121:第2のセンサ基板、1210a:第2のセンサ基板の第1面、1210b:第2のセンサ基板の第2面、1211:第2の光電変換部、1212:第2の接続パッド部、122:第2のシンチレータ、123:第2の保護層、130:第1の接続配線部、140:第1の実装基板、150:第2の接続配線部、160:第2の実装基板、R:放射線

Claims (10)

  1.  入射した放射線を光に変換する第1のシンチレータと、前記第1のシンチレータからの前記光を電気信号に変換する第1の光電変換部を備える第1のセンサ基板と、を含む第1の放射線パネルと、
     前記第1の放射線パネルを介して入射した前記放射線を光に変換する第2のシンチレータと、前記第2のシンチレータからの前記光を電気信号に変換する第2の光電変換部を備える第2のセンサ基板と、を含む第2の放射線パネルと、
    を有し、
     前記第1のセンサ基板は、前記第1の光電変換部を含む基板中央領域の厚みをt1とし、前記第1の光電変換部を含まない基板周辺領域の厚みをt2とするとき、t1<t2となる凹部を有する基板であり、
     前記第2のシンチレータは、前記凹部に、少なくとも一部の領域が収容されていることを特徴とする放射線検出装置。
  2.  前記第2のシンチレータの厚みをt3とするとき、t2-t1>t3であることを特徴とする請求項1に記載の放射線検出装置。
  3.  前記第2のシンチレータは、前記凹部に、前記第1のセンサ基板の厚み方向において一部の領域が収容されていることを特徴とする請求項1または2に記載の放射線検出装置。
  4.  前記第2のシンチレータは、前記凹部に、前記第1のセンサ基板の厚み方向において全部の領域が収容されていることを特徴とする請求項1または2に記載の放射線検出装置。
  5.  前記凹部は、前記第2のシンチレータとの間の隙間が樹脂で充填されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の放射線検出装置。
  6.  前記第2のセンサ基板は、前記第2の光電変換部を含む基板中央領域の厚みをt4とし、前記第2の光電変換部を含まない基板周辺領域の厚みをt5とするとき、t4<t5となる凹部を有する基板であり、
     前記第2のセンサ基板の当該凹部に、前記放射線に基づく散乱線の発生を防止する散乱線防止部材を更に有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の放射線検出装置。
  7.  前記第1のシンチレータは、前記第1の光電変換部において前記放射線が入射する側に配置されており、
     前記第2のシンチレータは、前記第2の光電変換部において前記放射線が入射する側に配置されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の放射線検出装置。
  8.  前記第1のシンチレータ及び前記第2のシンチレータは、柱状結晶を有する蛍光体であってヨウ化セシウムを含む蛍光体であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の放射線検出装置。
  9.  請求項1乃至8のいずれか1項に記載の放射線検出装置と、
     前記放射線を発生させる放射線発生装置と、
     前記第1の光電変換部で得られた電気信号と前記第2の光電変換部で得られた電気信号とを用いて、前記放射線に係る画像を生成する画像生成装置と、
    を有することを特徴とする放射線撮影システム。
  10.  前記画像は、エネルギーサブトラクション画像であること特徴とする請求項9に記載の放射線撮影システム。
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