(57)【要約】【課題】Ｘ線ＣＴ用検出器のフォトダイオードからの電気信号の出力レベルを向上させる。【解決手段】Ｘ線ＣＴ用検出器１０において、シンチレータ１０ａとフォトダイオード１０ｂの間に、波長変換材１０ｅが設けられている。波長変換材１０ｅは、例えば、太陽電池の効率を目的として研究されている、光波長変換フィルム等が用いられ、シンチレータ１０ａから出射された光の発光波長をフォトダイオード１０ｂの高感度領域の波長に変換する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を吸収して発光するシンチレータ、および前記シンチレータが発光した光を電気信号に変換するフォトダイオードを有するＸ線ＣＴ用検出器において、
前記シンチレータと前記フォトダイオードとの間に、前記シンチレータが発光した光を前記フォトダイオードの高感度領域の波長の光に変換する波長変換材を設けたことを特徴とするＸ線ＣＴ用検出器。
【請求項２】
前記波長変換材は、前記シンチレータおよび前記フォトダイオードと光学接着剤で接着されていることを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ用検出器。
【請求項３】
前記波長変換材は、前記シンチレータおよび前記フォトダイオードとねじで固定されていることを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ用検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に用いられるＸ線を検出するＸ線ＣＴ用検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography：コンピュータ断層撮影）装置は、Ｘ線源、Ｘ線ＣＴ用検出器、およびこれらを回転させる回転機構などを内蔵している。Ｘ線源は、被検体に対し、様々な方向からＸ線を曝射する。Ｘ線ＣＴ用検出器は、被検体を挟んでＸ線源に対向する位置に設けられ、被検体を透過してきたＸ線を検出し、電気信号に変換する。この電気信号は、Ｘ線の強度を反映するものであり、電気信号に基づいて断層画像が再構成され、表示装置に表示される。
【０００３】
例えば、図３に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１では、Ｘ線を曝射するＸ線源２と、このＸ線源２からのＸ線を検出するＸ線ＣＴ用検出器３が、スライス方向（被検体の体軸方向）とほぼ垂直な平面内を回転運動し、データを収集する。１周期（１８０°程度あるいは３６０°程度）の回転で、回転平面内の断層画像が１枚再構成され、表示される。
【０００４】
図４は、従来例のＸ線ＣＴ用検出器３の構成例を示す図である。
【０００５】
図４に示すように、Ｘ線ＣＴ用検出器３の１つのチャンネルは、シンチレータ３ａ、およびフォトダイオード３ｂから構成されている。シンチレータ３ａの下面には、光を透過する性質を有する光学接着剤３ｃを介してフォトダイオード３ｂが接着される。フォトダイオード３ｂは、プリント配線板（Printed Circuit Board；ＰＣＢ）３ｄの上面に接合される。シンチレータ３ａは、Ｘ線源２からのＸ線を吸収して発光する。発光した光は、光学接着剤３ｃを透過してフォトダイオード３ｂに入射する。フォトダイオード３ｂは、受光した光を電気信号に変換する。この電気信号に基づいて、図示せぬ画像処理部において断層画像が再構成され、再構成された断層画像が表示装置に表示される。
【０００６】
Ｘ線ＣＴ用検出器３は、スライス方向に沿って並列された複数の検出素子列（図示せず）を有している。検出素子列のそれぞれは、スライス方向に略直交するチャンネル方向に一列に配列された複数の検出素子を有する。従来、フォトダイオード３ｂの受光感度には、チャンネル間でバラツキがあり、感度のバラツキが、結果的に、画像に現れる人体情報以外の２次元的障害陰影などの擬似画像である、いわゆるアーチファクトを発生させてしまうことになる。
【０００７】
そこで、例えば、特許文献１には、チャンネル間での感度のバラツキを抑えるようにする技術が提案されている。特許文献１に記載の技術では、シンチレータの端の部分で発生した光を全て検出するようにフォトダイオードの形成を工夫することで、感度のバラツキを抑えるようにすることができる。
【特許文献１】特開平１１−２９５４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｘ線ＣＴ用検出器は、フォトダイオードの感度のバラツキを抑えるだけでなく、Ｘ線の検出性能を向上させることも求められている。
【０００９】
図５は、Ｘ線ＣＴ用検出器３を構成するシンチレータ３ａの発光スペクトル、およびフォトダイオード３ｂの分光感度を示す分布図である。縦軸は、感度を表し、横軸は、波長（ｎｍ）を表している。曲線Ｌ１は、シンチレータ３ａの発光スペクトルの分布曲線であり、曲線Ｌ２は、フォトダイオード３ｂの分光感度の分布曲線である。
【００１０】
図５に示すように、シンチレータ３ａは、３００乃至６００ｎｍ付近で発光している。一方、フォトダイオード３ｂは、８００乃至９００ｎｍ付近が分光感度のピークである。
【００１１】
ここで、９００ｎｍ付近の波長の光を受光したときにフォトダイオード３ｂから出力される電気信号の出力レベルを１００％とすると、シンチレータ３ａの発光スペクトルのピークの波長と同じ４５０ｎｍ付近の波長の光を受光したときにフォトダイオード３ｂから出力される電気信号の出力レベルは５０％程度になる。つまり、シンチレータ３ａの発光スペクトルの波長が低いために、フォトダイオード３ｂが出力する電気信号の出力レベルも低くなり、検出性能が低くなる。
【００１２】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｘ線の検出性能が高いＸ線ＣＴ用検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の実施の形態に係る特徴は、Ｘ線を吸収して発光するシンチレータ、およびシンチレータが発光した光を電気信号に変換するフォトダイオードを有するＸ線ＣＴ用検出器において、シンチレータとフォトダイオードとの間に、シンチレータが発光した光をフォトダイオードの高感度領域の波長の光に変換する波長変換材を設けたことである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フォトダイオードからの電気信号の出力レベルを向上させることができ、Ｘ線の検出性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係るＸ線ＣＴ用検出器１０について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の外観構成は、図３に示した従来例と同じであり、従来例との相違点は、Ｘ線ＣＴ用検出器３に代えてＸ線ＣＴ用検出器１０が用いられている点である。
【００１６】
図１は、本発明を適用したＸ線ＣＴ用検出器１０の１つのチャンネルの構成例を示す概略図である。本発明の実施の形態におけるＸ線ＣＴ用検出器１０は、シンチレータ１０ａとフォトダイオード１０ｂとを有し、シンチレータ１０ａとフォトダイオード１０ｂとの間に波長変換材１０ｅが設けられている。フォトダイオード１０ｂは、プリント配線基板１０ｄの上面に接合されている。
【００１７】
シンチレータ１０ａは、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）などのハロゲン化合物や、ガドリニウム硫酸化合物（ＧＯＳ）などの酸化物系化合物である高輝度蛍光物質を用いて構成される。シンチレータ１０ａは、Ｘ線を吸収して発光する。
【００１８】
フォトダイオード１０ｂは、プリント配線板１０ｄと接する側にｎ形半導体（ＳｉやＧｅ）が形成され、そのｎ形半導体の上にｐ形半導体が形成された構造を有する。このような構造に対して逆バイアスをかけると、電子はｎ形側電極に、正孔はｐ形側電極にそれぞれ引き寄せられ、両者間に空乏層ができる。空乏層ができた状態でシンチレータ１０ａからの光が入射すると、光励起により電子と正孔の対が空乏層中に発生し、このうち電子はｎ形側電極に、正孔はｐ形側電極に向かうため、ドリフト電流となって外部に取り出せるようになっている。フォトダイオード１０ｂは、このようにして、シンチレータ１０ａが発光した光を電気信号に変換する。
【００１９】
波長変換材１０ｅは、例えば、太陽電池の効率化を目的として研究されている光波長変換フィルムが用いられ、シンチレータ１０ａが発光した光をフォトダイオード１０ｂの高感度領域の波長の光に変換する。波長変換材１０ｅは、シンチレータ１０ａとフォトダイオード１０ｂとの間に挟まれ、例えば、これらのシンチレータ１０ａとフォトダイオード１０ｂとに対して光を透過する性質を有する光学接着剤１０ｃで接着されるか、ねじ等で機械的に押えて固定される。光学接着剤１０ｃは光を透過する性質を有するため、この光学接着剤１０ｃがシンチレータ１０ａと波長変換材１０ｅとの間、および、波長変換材１０ｅとフォトダイオード１０ｂとの間に存在しても、シンチレータ１０ａからフォトダイオード１０ｂに至る光の透過が妨げらることはない。また、ねじ等を用いて機械的に押えた場合にも、シンチレータ１０ａからフォトダイオード１０ｂに至る光の透過は妨げられない。なお、ねじの取付位置は、シンチレータ１０ａの隅部分とすることが好適である。
【００２０】
波長変換材１０ｅの材料には、フィルム状の材料の他に、蛍光色素のような有機材料を接着剤に混ぜたもの、または、有機ＥＬ(Electroluminescence)などがある。有機ＥＬは、有機物でできた発光層を陽極と陰極で挟み、それぞれの電極から＋(正孔)と−(電子)を注入して発光層を励起させることにより発光層が光るものである。そして、発光した光を外部に透すために、陽極か陰極のどちらかの素材には透明な素材が使用される。
【００２１】
図２は、Ｘ線ＣＴ用検出器１０を構成するシンチレータ１０ａと波長変換材１０ｅの発光スペクトル、およびフォトダイオード１０ｂの分光感度を示す分布図である。縦軸は、感度を表し、横軸は、波長（ｎｍ）を表している。曲線Ｌ１は、シンチレータ１０ａの発光スペクトルの分布曲線であり、曲線Ｌ２は、フォトダイオード１０ｂの分光感度の分布曲線であり、曲線Ｌ３は、波長変換材１０ｅにより波長が変換された発光スペクトルの分布曲線である。
【００２２】
図２に示すように、波長変換材１０ｅは、外部からの光を６００乃至９００ｎｍ付近の波長の光に変換している。シンチレータ１０ａが発光する光は、波長変換材１０ｅに入射すると、６００乃至９００ｎｍの長波長側の光に変換される。図２に示すように、波長変換材１０ｅを透過する光のピークの波長は７５０ｎｍ付近である。９００ｎｍ付近の波長の光を受光したときにフォトダイオード１０ｂから出力される電気信号の出力レベルを１００％とすると、波長変換材１０ｅで波長変換された７５０ｎｍ付近の波長の光を受光したときにフォトダイオード１０ｂから出力される電気信号の出力レベルは７５％程度になる。
【００２３】
つまり、シンチレータ１０ａの発光スペクトルの波長は低いが、シンチレータ１０ａが発光した光がフォトダイオード１０ｂに到達するまでの間に、波長変換材１０ｅにより長波長側の光に変換されることで、フォトダイオード１０ｂから出力される電気信号の出力レベルが向上する。
【００２４】
このように、Ｘ線ＣＴ用検出器１０を構成するシンチレータ１０ａとフォトダイオード１０ｂの間に、シンチレータ１０ａが発光した光を、フォトダイオード１０ｂの高感度領域の波長の光に変換することができる波長変換材１０ｅを挟むことにより、フォトダイオード１０ｂからの電気信号の出力レベルを向上させることができる。
【００２５】
なおこの発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化したり、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を適用したＸ線ＣＴ用検出器の１つのチャンネルの構成例を示す概略図である。
【図２】シンチレータと波長変換材の発光スペクトルおよびフォトダイオードの分光感度を示す分布図である。
【図３】従来例のＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。
【図４】従来例のＸ線ＣＴ用検出器の１つのチャンネルの構成例を示す概略図である。
【図５】従来例のＸ線ＣＴ用検出器におけるシンチレータの発光スペクトルおよびフォトダイオードの分光感度を示す分布図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０    Ｘ線ＣＴ用検出器
１０ａ  シンチレータ
１０ｂ  フォトダイオード
１０ｃ  光学接着剤
１０ｅ  波長変換材
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010127900.tif 000005
【図４】
2010127900.tif 000006
【図５】
2010127900.tif 000007