(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージングシステムであって：
イメージングスキャンを実行するために当該イメージングシステムの中心Ｚ軸の回りを回転する放射線源；
前記放射線源を中心として弧状に湾曲したサポートに行及び列の形で配置される複数の個別の有機フォトダイオードを含み、該有機フォトダイオードの行のそれぞれが、該湾曲したサポートの湾曲に沿って並べられ、且つ、該有機フォトダイオードの列のそれぞれが、当該イメージングシステムの前記中心Ｚ軸に平行に並べられる、有機フォトダイオードアレイ；及び
前記湾曲したサポートに配置される一又は複数のアクティブな電子的構成要素に前記有機フォトダイオードのそれぞれを動作可能に接続する導体経路；を有し、
前記湾曲したサポートは、上層と１又は複数の下層とを含む２以上の層で構成され、前記有機フォトダイオードは、前記上層に配置され、且つ、前記下層のそれぞれは、前記上層に近く且つ前記導体経路の少なくとも１つが配置される上面を含む、
イメージングシステム。
【請求項２】
前記有機フォトダイオードは、ＰＣＢＭベースのポリマー材料を含む、
請求項１のイメージングシステム。
【請求項３】
前記湾曲したサポートは、曲げられるフィルムを含む、
請求項１又は２のイメージングシステム。
【請求項４】
前記曲げられるフィルムは、ＰＥＴフィルム、ポリイミドフィルム、ＰＥＥＴフィルム、又はナイロンフィルムを含む、
請求項３のイメージングシステム。
【請求項５】
前記有機フォトダイオードの行のそれぞれは、当該イメージングシステムによって実行されるイメージングスキャン中の単一のイメージングスライスに対応する、
請求項１乃至４の何れかのイメージングシステム。
【請求項６】
前記放射線源と前記有機フォトダイオードとの間に配置される一又は複数のシンチレータを更に有する、
請求項１乃至５の何れかのイメージングシステム。
【請求項７】
前記シンチレータは、複合シンチレータ材料から形成される、
請求項６のイメージングシステム。
【請求項８】
前記有機フォトダイオードは、前記湾曲したサポートに配置されるプリント有機フォトダイオードである、
請求項１乃至７の何れかのイメージングシステム。
【請求項９】
前記湾曲したサポートは、当該イメージングシステムの前記中心Ｚ軸の周囲全体の周りに延びる、
請求項１乃至８の何れかのイメージングシステム。
【請求項１０】
前記有機フォトダイオードアレイは、２層の有機フォトダイオードを含み、
第一層は、１又は複数の高エネルギシンチレータに関連付けられ、
第二層は、１又は複数の低エネルギシンチレータに関連付けられる、
請求項１乃至９の何れかのイメージングシステム。
【請求項１１】
イメージングシステムであって：
イメージングスキャンを実行するために当該イメージングシステムの中心Ｚ軸の回りを回転する放射線源；
互いに積み重ねられた関係の少なくとも２つの扇形要素であり、それぞれがサポートと該サポートに配置される複数の個別の有機フォトダイオードとを含む少なくとも２つの扇形要素を含む有機フォトダイオードアレイ；及び
前記サポートに配置される一又は複数のアクティブな電子的構成要素に前記有機フォトダイオードのそれぞれを動作可能に接続する導体経路；を有し、
前記サポートは、上層と１又は複数の下層とを含む２以上の層で構成され、前記有機フォトダイオードは、前記上層に配置され、且つ、前記下層のそれぞれは、前記上層に近く且つ前記導体経路の少なくとも１つが配置される上面を含む、
イメージングシステム。
【請求項１２】
イメージングシステムで使用される曲げられる有機フォトダイオードアレイアセンブリであって：
前記イメージングシステムの放射線源を中心として弧状に曲げられるサポート；
前記サポートに配置される複数の個別の有機フォトダイオード；
前記サポートにおける前記有機フォトダイオードの上に配置される１又は複数のシンチレータ；
前記サポートに配置される１又は複数のアクティブな電子的構成要素；及び
前記アクティブな電子的構成要素の少なくとも１つに前記有機フォトダイオードのそれぞれを動作可能に接続する導体経路；を有し、
前記サポートは、上層と１又は複数の下層とを含む２以上の層で構成され、前記有機フォトダイオードは、前記上層に配置され、且つ、前記下層のそれぞれは、前記上層に近く且つ前記導体経路の少なくとも１つが配置される上面を含む、
曲げられる有機フォトダイオードアレイアセンブリ。
【請求項１３】
前記有機フォトダイオードは、前記曲げられるサポートに行及び列の形で配置され、
前記有機フォトダイオードの行のそれぞれは、前記イメージングシステムによって実行されるイメージングスキャン中の単一のイメージングスライスに対応し、且つ、
前記列は、前記イメージングシステムの中心Ｚ軸に平行に並べられる、
請求項１２の曲げられる有機フォトダイオードアレイアセンブリ。
【請求項１４】
前記有機フォトダイオードは、ＰＣＢＭベースのポリマー材料を含む、
請求項１２又は１３の曲げられる有機フォトダイオードアレイアセンブリ。
【請求項１５】
前記曲げられるサポートは、ＰＥＴフィルム、ポリイミドフィルム、ＰＥＥＴフィルム、又はナイロンフィルムを含む、
請求項１２、１３、又は１４の曲げられる有機フォトダイオードアレイアセンブリ。
【請求項１６】
前記シンチレータは、複合シンチレータ材料から形成される、
請求項１２、１３、１４、又は１５の曲げられる有機フォトダイオードアレイアセンブリ。
【請求項１７】
当該有機フォトダイオードアレイアセンブリは、イメージングデータ測定システムを形成するために、前記イメージングシステム内のクレードルに取り付けられる、
請求項１２、１３、１４、１５、又は１６の曲げられる有機フォトダイオードアレイアセンブリ。
【請求項１８】
前記有機フォトダイオードは、前記サポートに配置されるプリント有機フォトダイオードである、
請求項１２、１３、１４、１５、１６、又は１７の曲げられる有機フォトダイオードアレイアセンブリ。
【請求項１９】
前記曲げられるサポートは、第４世代イメージングシステムでの使用のために、前記イメージングシステムの中心Ｚ軸を囲む周囲全体にほぼ等しい長さを有する、
請求項１２の曲げられる有機フォトダイオードアレイアセンブリ。
【請求項２０】
当該有機フォトダイオードアレイアセンブリは、２層の有機フォトダイオードを含み、
第一層は、１又は複数の高エネルギシンチレータに関連付けられ、
第二層は、１又は複数の低エネルギシンチレータに関連付けられる、
請求項１２の曲げられる有機フォトダイオードアレイアセンブリ。
【請求項２１】
前記シンチレータは、前記曲げられるサポートにグループで配置され、
前記シンチレータの間の干渉なく当該有機フォトダイオードアレイアセンブリを曲げることを容易にするのに十分に広い隙間を、任意の２つの隣接するグループの間に備える、
請求項１２の曲げられる有機フォトダイオードアレイアセンブリ。
【請求項２２】
前記曲げられるサポートに配置される１又は複数の基準開口を更に有する、
請求項１２の曲げられる有機フォトダイオードアレイアセンブリ。
【請求項２３】
イメージングシステムで使用される曲げられる有機フォトダイオードアレイアセンブリを作る方法であって：
前記イメージングシステムの放射線源を中心として弧状に曲げられるサポートに複数の個別の有機フォトダイオードを配置するステップ；
前記サポートにおける前記有機フォトダイオードの上に１又は複数のシンチレータを置くステップ；
前記サポートに１又は複数のアクティブな電子的構成要素を置くステップ；及び
前記アクティブな電子的構成要素の少なくとも１つに前記有機フォトダイオードのそれぞれを動作可能に接続する導体経路を形成するステップ；を有し、
前記サポートは、上層と１又は複数の下層とを含む２以上の層で構成され、前記有機フォトダイオードは、前記上層に配置され、且つ、前記下層のそれぞれは、前記上層に近く且つ前記導体経路の少なくとも１つが配置される上面を含む、
方法。
【請求項２４】
前記１又は複数のシンチレータでシンチレータアレイを形成し、該シンチレータアレイを前記サポートにおける前記有機フォトダイオードの上に置くステップを更に有する、
請求項２３の方法。
【請求項２５】
前記有機フォトダイオードの上に複合シンチレータブロックを位置付け、該複合シンチレータブロックを硬化し、前記１又は複数のシンチレータを含むシンチレータアレイを形成するために該複合シンチレータブロックにスロットをカットし、該シンチレータをリフレクタ材料でコーティングし、該リフレクタ材料を硬化するステップを更に有する、
請求項２３の方法。
【請求項２６】
前記スロットのいくつかは、前記シンチレータの間の干渉なく前記有機フォトダイオードアレイアセンブリを曲げることを容易にするのに十分な幅でカットされる、
請求項２５の方法。
【請求項２７】
前記曲げられるサポートに前記有機フォトダイオードを配置するステップは、プリント工程を含む、
請求項２３、２４、２５、又は２６の方法。
【請求項２８】
第４世代イメージングシステムでの使用のために、前記曲げられるサポートは、前記イメージングシステムの中心Ｚ軸を囲む周囲全体にほぼ等しい長さを有する、
請求項２３の方法。
【請求項２９】
前記有機フォトダイオードアレイアセンブリを２層で形成するステップを更に有し、
第一層が１又は複数の高エネルギシンチレータに関連付けられ、
第二層が１又は複数の低エネルギシンチレータに関連付けられる、
請求項２３の方法。
【請求項３０】
前記曲げられるサポートに少なくとも１つの基準開口を形成するステップを更に有する、
請求項２３の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、全般的にイメージング技術に関し、特に、ＣＴ及び他の画像診断技術に有用なデータ測定システムに関する。これらの画像診断技術は、医用画像、例えば荷物スキャニングのためのセキュリティ画像、及び他のコンテキストを含む多くのコンテキストで有用である。
【背景技術】
【０００２】
既に知られているＣＴイメージングシステムにおける課題の１つは、Ｘ線検出器をそのシステムの他の部分に、機械的且つ電気的に接続する点にある。実際、既知のＣＴデータ測定システムのコストの主要部は、検出器アレイのそれぞれがデータ測定システムにつながれ且つ空間的及び電気的に高い精度でデータ測定システムに機械的に搭載されるようにするコネクタから生じている。ＣＴ画像の良好な画質を得るには、大抵、各アレイにおけるディクセル（検出器のピクセル（画素））を、互いに対し、また、Ｘ線管の焦点に対し、そして、そのクレードルに対して正確に取り付けることが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５９３３１６８号明細書
【特許文献２】米国特許出願第６１／０８７１９５号明細書
【特許文献３】国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５５２７６号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ramuzら、“High  Sensitivity  Organic  Photodiodes  with  Low  Dark  Currents  and  Increased  Lifetimes”,  Organic  Electronics,  Vol.9,  no.3,  pp.369-376  (2008)
【非特許文献２】Keivanidisら、“X-ray  Stability  and  Response  of  Polymeric  Photodiodes  for  Imaging  Applications”,  Applied  Physics  Letters,  vol.92,  no.2,  (3頁)(2008)
【非特許文献３】Ludvig  Edmanら、”A  New  Way  Could  Lead  to  Cheap  and  Flexible  Electronics”,  Printed  Electronics  World、２００９年４月１３日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、一連のサブアセンブリによって必須の精度を実現する。そのため、シンチレータは、許容誤差の過度の増大を防止するための極めて高い精度で検出器アレイを形成するために、プリントフォトダイオードアレイに関して位置付けられる。この設計は、データ測定システム全体のコスト及び複雑さを大幅に低減させる。また、この提案されたシステムは、２層スペクトルＣＴシステム等の多層スペクトルＣＴデータ測定システムを形成するための層の複製にも役立つ。このように、ＣＴ又は他のイメージング装置におけるデータ測定システムを形成するための、プリント有機フォトダイオードアレイの使用は、極めて有益である。本発明は、ＣＴスキャナ又は他のイメージングスキャナのデータ測定システムにおけるプリント有機フォトダイオードを用いるための様々な構造及び配置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によると、画像スキャンを実行するためにイメージングシステムの中心Ｚ軸の回りを回転する放射線源と、サポートの上に行と列の形でプリントされた複数の個別のフォトダイオードを含むプリント有機フォトダイオードアレイとを含むイメージングシステムが提供される。そのサポートは湾曲しており、フォトダイオードの行のそれぞれがその湾曲したサポートの湾曲に沿って整列し、且つ、フォトダイオードの列のそれぞれがイメージングシステムの中心Ｚ軸に平行に整列する。有機フォトダイオードは、ＰＣＢＭベースのポリマー材料で構成されてもよい。フォトダイオードのそれぞれは、検出器アレイのディクセルの１つを形成するために、シンチレータに関連付けられる。シンチレータは、複合シンチレータであってもよい。検出器アレイは、２以上の層を含んでいてもよい。２以上の層のそれぞれは、スペクトルＣＴイメージングシステムとして使用されるよう、プリント有機フォトダイオードアレイと、シンチレータアレイの関連層とを含む。
【０００７】
本発明の別の態様によると、イメージングシステムで用いられる曲げることができるプリント有機フォトダイオードアレイアセンブリが提供される。そのプリント有機フォトダイオードアレイアセンブリは、曲げることができるサポートを含む。その曲げることができるサポートは、例えば、ＰＥＴフィルム、ポリイミドフィルム、ＰＥＥＴフィルム、又はナイロンフィルムであってもよい。そのアレイアセンブリは、イメージング装置における画像データ測定システムとして、クレードル内に取り付け可能であり、各フォトダイオードがディクセルを形成すべくシンチレータに関連付けられるようにする。検出器アレイは、スペクトルＣＴイメージングシステムとしての使用のために、２以上の層を含んでいてもよい。また、そのようなアレイを作るための関連の方法も提供される。
【０００８】
好適な実施例に関する以下の詳細な説明を読むことによって、多数の有利点及び利益が、当業者にとって明らかなものとなる。本発明は、様々な構成要素、及び構成要素の配置を具体化し、また、様々なプロセス操作、及びプロセス操作の順序を具体化し得る。図面は、好適な実施例を例示することのみを目的とするものであり、本発明を限定するものとして解釈されることはない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＣＴイメージング装置１００を示す。
【図２】有機フォトダイオードアレイ２００の正面図である。
【図３】有機フォトダイオードアレイ２００の側面図である。
【図４】有機フォトダイオードアレイ２００の前面の拡大図である。
【図５】マクロ検出器アレイ２５０を形成するためにシンチレータ５０２が追加された、有機フォトダイオードアレイ２００の正面図である。
【図６】マクロ検出器アレイ２５０を形成するためにシンチレータ５０２が追加された、有機フォトダイオードアレイ２００の側面図である。
【図７】マクロ検出器アレイ２５０を形成するためにシンチレータ５０２が追加された、ＣＴイメージング装置１００内に配置されるマクロ有機フォトダイオードアレイ２００の概略軸横断図である。
【図８】マクロ有機フォトダイオードアレイ２００の製造、組み立て、及び、マクロ検出器アレイを形成するためのシンチレータ５０２の追加のプロセス８００を示す。
【図９】マクロ有機フォトダイオードアレイ９００の部分正面図である。
【図１０】図１１の線１０−１０に沿った、マクロ有機フォトダイオードアレイ９００の側断面図である。
【図１１】マクロ有機フォトダイオードアレイ９００の遠位面の拡大図である。
【図１２】フォトダイオードアレイ９００及びシンチレータを包含するマクロ検出器アレイ９５０の製造及び組み立てのプロセス１２００を示す。
【図１３】２以上の層を有するマクロ有機フォトダイオードアレイ１３００の断面図である。
【図１４】スペクトルＣＴイメージングシステムの概略軸横断図である。
【図１５】第４世代ＣＴイメージング装置１５００の概略正面図である。
【図１６】第４世代ＣＴイメージング装置１５００の概略断面図である。
【図１７】マクロ検出器アレイの製造及び組み立て、並びに、複合シンチレータの使用のプロセス１７００を示す。
【図１８】マクロ有機フォトダイオードアレイを用いた扇形のイメージング要素１８０１の概略軸横断図である。
【図１９】複数の扇形の要素１８０１を包含するマクロ検出器アレイ１８５０の概略側断面図である。
【図２０】スペクトルＣＴ装置に適したマクロ有機フォトダイオードアレイを用いる扇形のイメージング要素の概略軸横断図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［ＣＴイメージング装置］
図１は、イメージングスキャンを実行するＣＴイメージング装置１００の一例を示す。ＣＴイメージング取得システム１０２は、ガントリ１０４と、Ｚ軸に沿って移動するテーブル１０６とを含む。患者又は他の撮像対象の物体（図示せず。）は、テーブル１０６上に横たわり、ガントリ１０４の開口１０８内に配置されるように移動させられる。ひとたびその患者又は物体が適切な位置に置かれると、Ｘ線源１１０が、ガントリ１０４内のＸ線データ測定システム１１４によって収集されるＸ線１１２を発する（図１では、ガントリ１０４内に収容されるＸ線源１１０及びＸ線データ測定システム１１４を見せるために、ガントリ１０４の一部１１６が切り取られている。）。データ測定システム１１４は、複数のフォトダイオードを含む。複数のフォトダイオードのそれぞれは、クレードル１１８に配置される関連のＸ線シンチレータ（図示せず。）を有する。Ｘ線源１１０及びデータ測定システム１１４は、様々な位置からのＣＴイメージングデータを記録するために、しばしばテーブル１０６の直線移動と連動して、開口１０８の回りを一緒に回転する。この回転は、Ｘ線源１１０及びクレードル１１８のそれぞれが、ガントリ１０４内の共通のロータ（図示せず。）に取り付けられているために、可能となっている。
【００１１】
その後、ＣＴイメージング取得システム１０２は、通信リンク１０１を通じて、ＣＴイメージングデータをＣＴ撮像・処理・表示システム１２０に渡す。本書では説明目的のためにシステム１０２及び１２０が別々のシステムとして示され且つ説明されているが、他の実施例では、それらは、単一システムの一部であってもよい。ＣＴイメージングデータは、メモリ１２４にデータを保存するイメージプロセッサ１２２に移動する。イメージプロセッサ１２２は、撮像された患者又は他の物体の画像を生成するために、ＣＴイメージングデータを電子的に処理する。イメージプロセッサ１２２は、関連するディスプレイ１２６上に結果として得られる画像を表示し得る。キーボード及び／又はマウス装置等のユーザ入力１２８は、ユーザがプロセッサ１２２を制御できるように提供される。
【００１２】
［ＣＴデータ測定システム（４スライス）］
図２及び図３で示すように、本書で説明されるデータ測定システムは、例えばプリント有機フォトダイオードアレイである、有機フォトダイオードアレイ２００を含む。アレイ２００は、サポート２０４の前面２０３上にプリントされた、複数の、望ましくは有機フォトダイオード２０２で構成される。図２で示す有機フォトダイオード２０２は、矩形形状であるが、任意の形状が用いられてもよく、それらフォトダイオードのサイズは、望ましくは、約０．５〜５ｍｍ×約０．５〜５ｍｍである。有機フォトダイオード２０２は、フォトダイオード２０２のグループ２０６として配置される。例えば、グループ２０６のそれぞれは、１６個のフォトダイオード２０２を含む。図２及び図３では示されていないが、通常、所与のグループ２０６における隣接する任意の２つのフォトダイオード２０２の間には隙間が存在し、各方向に約１．２ｍｍのピッチをもたらす。複数のグループ２０６は、例えば、４つの行２０８と４２個の列２１０とで配置され、図２では３つの列２１０しか示されていないが、全部で２６８８個のフォトダイオード２０２がアレイ２００にある。それ故に、有機フォトダイオードアレイ２００は、通常、約７５〜１００ｃｍの長さＬと、約１５ｃｍの幅Ｗと、約１００μｍの厚さｔを有する。このようなアレイ２００は、４つの行２０８のそれぞれがイメージングスライスを表す４スライスＣＴイメージングシステムにとって有用である。それ故に、アレイ２００は、Ｚ軸が図２で示すように配置されるように、ＣＴイメージング装置１００内に配置される。アレイ２００における有機フォトダイオード２０２のこの配置は、単なる代表例であり、特定の用途のニーズに合うように他の任意の配置が用いられてもよい。
【００１３】
フォトダイオード２０２のそれぞれは、プリント材料、望ましくは、有機材料で構成される。好適な実施例では、ＰＣＢＭベースのポリマー材料が、プリント有機フォトダイオード材料として使用される。例えば、Ramuzらの“High  Sensitivity  Organic  Photodiodes  with  Low  Dark  Currents  and  Increased  Lifetimes”,  Organic  Electronics,  Vol.9,  no.3,  pp.369-376  (2008)は、ＰＣＢＭ／Ｐ３ＨＴ及び他のポリマーブレンドを包含する有機フォトダイオードを報告している。また、Keivanidisらの“X-ray  Stability  and  Response  of  Polymeric  Photodiodes  for  Imaging  Applications”,  Applied  Physics  Letters,  vol.92,  no.2,  (3頁)(2008)は、ＰＣＢＭ／Ｐ３ＨＴベースのポリマー系を含む、Ｘ線に対して透過性のある（X  ray  hard）有機フォトダイオードを報告している。１６０ｃｍに及ぶダイオードアレイに対応可能なNanoident社によって開発された種類のプリント技術を用いることによって、マクロ有機フォトダイオードアレイは、シンチレータアレイを搭載しながら、クレードルの弧の長さ全体に及ぶ。
【００１４】
ウィスコンシン州ミルウォーキーのSigma-Aldrich  Companyは、表１に示すような、適当な有機フォトダイオードを作るために使用され得る複数のＰＣＢＭ材料を提供する。
【００１５】
【表１】
0005847075.tif 000002
【００１６】
有機フォトダイオードアレイ２００のサポート２０４は、望ましくは、安定的だが曲げることのできるプラスチックフィルムである。サポート２０４は、例えば、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリイミドフィルム、ポリアリールエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）フィルム、又は、ナイロンフィルムである。複数の基準開口２１１は、サポート２０４の側部のそれぞれに沿って配置される。
【００１７】
有機フォトダイオード２０２は、例えばプリント工程によって、サポート２０４上に被着されてもよい。アレイ２００のようなスライスアレイにとって、適当なプリント工程は、低解像度でのサポート２０４への有機フォトダイオード２０２のスピンコーティングプリント、ロールトゥロールプリント、及びシルクスクリーンプリントを含む。また、有機フォトダイオード２０２をサポート２０４に被着するために、インクジェットプリント工程が採用されてもよい。更に別の可能性として、Ludvig  Edmanらの”A  New  Way  Could  Lead  to  Cheap  and  Flexible  Electronics”,  Printed  Electronics  World  (２００９年４月１３日)は、レーザ光に露光されたフィルムの一部が適当な位置に残り、その後、露光されなかったフィルムの部分を洗い流すために溶液でリンスすることによって現像されることで、有機材料の薄いフィルムが、選択された表面上にプリントされ得ることを報告している。
【００１８】
図４で示すように、サポート２０４の前面２０３上の導体２１２は、有機フォトダイオード２０２のそれぞれからアレイ２００の側部に通じる。図２は、図の明瞭化のため、導体２１２を示していない。内側の２つの行２０８の有機フォトダイオード２０２のための導体２１２は、外側の２つの行２０８の隣接する２つのフォトダイオード２０２の間を通過してもよい。導体２１２は、例えば、増幅器、アナログ・デジタル変換器、マルチプレクサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の、アレイ２００の側部のそれぞれに取り付けられる“アクティブな”電子的構成要素２１４に、有機フォトダイオード２０２を、出力コネクタと一緒に接続する。アクティブな電子的構成要素２１４は、それら側部に沿った約５ｃｍ幅のマージンに形成され得る。このようにして、導体２１２は、有機フォトダイオード２０２のそれぞれに電力を運び、また、有機フォトダイオード２０２のそれぞれからの出力信号を運ぶ。また、有機フォトダイオード２０２のそれぞれにおける電極の１つは、例えば、フォトダイオード２０２の上に配置される透明の導電層を通じて、共通グラウンドに接続される。
【００１９】
図５及び図６に示すように、シンチレータ５０２は、アレイ２００の有機フォトダイオード２０２のそれぞれの上に配置される。シンチレータ５０２とフォトダイオード２０２の組み合わせのそれぞれが、Ｘ線検出器ディクセル５０３を形成する。このようにして、有機フォトダイオードアレイ２００は、マクロ検出器アレイ２５０に組み込まれる。シンチレータ５０２は、入ってくるＸ線を可視光に変換するよう動作し、その後、可視光は、有機フォトダイオード２０２によって測定される。典型的な発光物質は、酸硫化ガドリニウム（ＧＯＳ）及びガドリニウムガリウムアルミニウムガーネット（ＧＧＡＧ）を含む。約１．０ｍｍ×１．０ｍｍのサイズの有機フォトダイオード２０２に対して、シンチレータ５０２のそれぞれは、約１．１ｍｍ×１．１ｍｍの面積であり、シンチレータ５０２は、その下にあるフォトダイオード２０２よりも僅かに大きな表面積を覆うことができる。シンチレータ５０２の高さは、所要のＸ線阻止能によって決まる。ＧＯＳの場合、適当な高さは、約１．５ｍｍであり、ＧＧＡＧの場合、適当な高さは約２．５ｍｍである。シンチレータ５０２は、ディクセル５０３を形成するために、２つの要素の間で光結合をもたらす接着剤を用いて、都合良く、下層の有機フォトダイオード２０２に接着され得る。検出器アレイ２５０の全体が、以下で説明されるような湾曲構造を取ることができるように、フォトダイオード２０２の隣接するグループ２０６のそれぞれ間には隙間５０４が存在する。
【００２０】
シンチレータ５０２は、シンチレータアレイ５０５（図示せず。）として、都合良く予め組み立てられていてもよい。シンチレータアレイのそれぞれは、例えば、マクロ検出器アレイ２５０における特定の列２１０に対応する。それ故に、シンチレータアレイ５０５のそれぞれは、例えば各行が１６個又は３２個のシンチレータを有する、例えば４行のシンチレータを含む。これらのアレイ５０５のシンチレータ間のスペースは、白いリフレクタで満たされ得る。その後、シンチレータアレイ５０５は、フォトダイオード２０２の上に配置され、例えば毛細管アンダーフィル技術を用いて、適当な位置に接着され得る。組み立て工程を補助するために、シンチレータアレイ５０５は、フォトダイオードアレイ２００の基準開口２１１にぴったりと合う基準開口を追加的に含んでいてもよい。このようにして、アレイ２００及び５０５の双方は、それらアレイを一緒に接着するために接着剤が塗布され且つ固まる前に、アセンブリ全体を適切に調整することによって、基準開口の両セットを通って延びる基準ピンを有する平面ジグ上に搭載され得る。
【００２１】
図７に示すように、ディクセル５０３を形成するためのシンチレータ５０２を含むマクロ検出器アレイ２５０がひとたび組み立てられると、それは、上述の装置１００のようなＣＴイメージング装置におけるデータ測定システム１１４として用いるために、クレードル１１８内に挿入され得る。それ故に、図７は、Ｘ線投影１１２をもたらすＸ線源１１０と、テーブル１０６に横たわる撮像対象の患者又は物体７０２と、マクロ検出器アレイ２５０との間の相互関係を概略的に示す。クレードル１１８は、アレイ２５０をクレードル１１８内で、すなわち装置１００全体の中で適切に配列するために、アレイ２５０のサポート２０４における基準開口２１１を通って延びる基準ピン７０４を含んでいてもよい。ピン７０４は、さらに、アレイ２５０の上に１又は複数の散乱線除去グリッド（図示せず。）を適切に配列するために用いられてもよい。アレイ２５０は、追加的に或いは単独で適切な接着剤を用いて、クレードル１１８上の適当な位置に保持されてもよい。アレイ２５０及びクレードル１１８は一緒になってデータ測定システム１１４を構成する。図７では、説明のために、ディクセル５０３のサイズが、その装置における他の構成要素のサイズに対し、かなり誇張されている。既に述べたように、実際のデータ測定システム１１４では、図７で示す１５個のグループ２０６の代わりに、データ測定システム１１４の弧の長さに及ぶディクセル５０３の約４２個のグループ２０６が存在し得る。ＴｉＯ２が含まれるポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の白いプラスチックの層７０６が、アレイ２５０の弧の内面上に配置されてもよい。この層７０６は、アレイ２５０を補強し、且つ、アレイ２５０におけるディクセル５０３の全てのための上部リフレクタを形成する。
【００２２】
ディクセル５０３を形成するためのシンチレータ５０２を含むマクロ検出器アレイ２５０は、図８に示すプロセス８００に従って、製造され、且つ、データ測定システム内に取り付けられ得る。図８に示すプロセス８００のステップの順序は、特定の用途のニーズに合うように変更されてもよく、また、本書で示され且つ説明される典型的なプロセス８００にいくつかのステップが加えられ或いはそのプロセス８００からいくつかのステップが取り除かれてもよい。
【００２３】
ステップ８０２において、有機フォトダイオード２０２が、サポート２０４の前面２０３上に被着される。この被着は、例えばプリント工程によって実現され、それによって、ＰＣＢＭベースのポリマー材料等の、フォトダイオード２０２を構成する有機材料がサポート２０４上にプリントされる。フォトダイオードアレイ２００のサイズ及び用途に応じて、適当なプリント工程は、ロールトゥロールプリント、シルクスクリーンプリント、スピンコーティングプリント、及びインクジェットプリントを含み得る。また、その有機材料は、溶液から析出され、且つ、パターンを形成するためにフォトエッチングされてもよい。
【００２４】
ステップ８０４において、基準開口２１１がサポート２０４に形成される。
【００２５】
ステップ８０６において、導体２１２が、サポート２０４の前面２０３上に被着される。導体２１２は、有機フォトダイオード２０２のそれぞれからアレイ２００の側部に通じる。導体２１２は、フォトダイオード２０２自身と同様に、フォトダイオード２０２が配置されるところであるサポート２０４の前面２０３に適用されるプリント工程を用いて付加されてもよい。同様に、有機フォトダイオード２０２のそれぞれにおける電極の１つは、例えば、フォトダイオード２０２の上に配置される透明の導電層を通じて、共通のグラウンドに接続される。ステップ８０８において、例えば、増幅器、アナログ・デジタル変換器、マルチプレクサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の、関連する“アクティブな”電子的構成要素２１４が、出力コネクタと一緒に、アレイ２００の側部のそれぞれに追加される。
【００２６】
ステップ８１０において、シンチレータ５０２のアレイ５０５が準備され、それらアレイ５０５におけるシンチレータ５０２の間のスペースが、白いリフレクタで埋められる。しかしながら、シンチレータアレイ５０５の上部は、最初のうちは、覆われずにそのままとされてもよい。ステップ８１２において、ピックアンドプレース技術を用いて、シンチレータアレイ５０５は、マクロ検出器アレイ２５０を形成するために、アレイ２００における有機フォトダイオード２０２の上に取り付けられる。シンチレータアレイ５０５は、シンチレータ５０２とフォトダイオード２０２との間に直接的に配置される光結合接着剤を含む適当な接着剤を用いて適当な位置に保持され得る。アレイ２５０の全体が湾曲構造をとることができるように、隙間５０４が、ディクセルの隣接するグループ２０６のそれぞれの間に残される。
【００２７】
ステップ８１４において、ディクセル５０３を形成するためのシンチレータ５０２を含むマクロ検出器アレイ２５０は、Ｘ線源１１０に中心がある、硬いクレードル１１８の半径に適合するように、弧状に曲げられる。ステップ８１４において、曲げられたアレイ２５０は、例えば、基準ピン７０４、及び／若しくは、接着剤、又は、フォトダイオード２０２の焦点をＸ線源１１０に適切に合わせるのに必要な正確な位置決めを実現する他の任意の手段を用いて、そのクレードルに取り付けられる。
【００２８】
ステップ８１６において、電子的接続が完成し、また、データ測定システムの組み立てを完成させるのに必要な他の任意の電子的構成要素が付加される。ステップ８１８において、ＴｉＯ２を含むポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の白いプラスチックの層７０６は、アレイ２５０の弧の内面上に付加され得る。この層７０６は、アレイ２５０を補強し、且つ、ディクセル５０３におけるシンチレータ５０２のための均一な上部リフレクタを形成する。
【００２９】
［（４スライス超の）ＣＴデータ測定システム］
上述のマクロ検出器アレイ２５０は、４スライスＣＴイメージング装置に適している。１６スライス〜６４スライス等のより大きなＣＴイメージングシステムのためにそのようなアレイ２５０を作るのは困難となり得る。フォトダイオード２０２のアクティブ領域及びそれらの感度を過度に低減させることなく、フォトダイオード２０２及び導体２１２の双方のための十分なスペースがアレイサポート２０４の前面２０３上に見出されなければならない。そのような困難を克服するために、代替のマクロ有機フォトダイオードアレイ９００が図９及び図１０に示され、それは、４スライスより多いスライスを持つイメージングシステムにより適したものである。より具体的には、そのようなアレイ９００の中心線９０１の一方の側にある半分が図に示されている。アレイ９００のそれら２つの半分は、そのうちの一方が図示され、他方が図示されておらず、中心線９０１に関して対称である。
【００３０】
このように、アレイ９００は、サポート９０４の前面９０３上に配置される複数の有機フォトダイオード９０２で構成される。図９で示す有機フォトダイオード９０２は、矩形形状であるが、任意の形状が用いられてもよく、それらフォトダイオードのサイズは、望ましくは、約０．５〜５ｍｍ×約０．５〜５ｍｍである。有機フォトダイオード９０２は、フォトダイオード９０２のグループ９０６として配置される。例えば、グループ９０６のそれぞれは、１６個のフォトダイオード９０２を含む。複数のグループ９０６は、例えば、１６個の行９０８と４２個の列９１０とで配置されるが、図９では３つの列９１０しか示されていない。それ故に、マクロ有機フォトダイオードアレイ９００は、通常、約７５〜１００ｃｍの長さＬと、約２０〜３０ｃｍの幅Ｗと、約１００μｍの厚さｔを有する。このようなアレイ９００は、１６個の行９０８のそれぞれがイメージングスライスを表す１６スライスＣＴイメージングシステムにとって有用である。それ故に、アレイ９００は、Ｚ軸が図９で示すように配置されるように、ＣＴイメージング装置１００内に配置される。アレイ９００における有機フォトダイオード９０２のこの配置は、単なる代表例であり、特定の用途のニーズに合うように他の任意の配置が用いられてもよい。
【００３１】
フォトダイオード９０２のそれぞれは、アレイ２００のフォトダイオード２０２に関連して既に説明されたように、有機材料で構成される。有機フォトダイオード９０２は、例えばプリント工程によって、サポート９０４上に被着されてもよい。適当なプリント工程は、低解像度でのサポート９０４への有機フォトダイオード９０２のスピンコーティングプリント、ロールトゥロールプリント、及びシルクスクリーンプリントを含む。また、有機フォトダイオード９０２をサポート９０４に被着するために、インクジェットプリント工程が採用されてもよい。また、その有機材料は、溶液から析出され、且つ、パターンを形成するためにフォトエッチングされてもよい。
【００３２】
また、アレイ２００のように、マクロ有機フォトダイオードアレイ９００のサポート９０４は、望ましくは、安定的だが曲げることのできるプラスチックフィルムである。サポート９０４は、例えば、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリイミドフィルム、ポリアリールエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）フィルム、又は、ナイロンフィルムである。同様に、サポート９０４は、基準開口９１１を有する。しかしながら、アレイ２００とは異なり、アレイ９００の導体９１２は、サポート９０４の前面９０３上には配置されない。
【００３３】
むしろ、図１０及び図１１で概略的に示すように、導体９１２は、前面９０３の反対側にある、サポート９０４の遠位面９０５上に配置され、サポート９０４における孔９２０を通じてフォトダイオード９０２のそれぞれに接続される。この構成は、サポート９０４の前面９０３上に配置されるフォトダイオード９０２の数によるサポート９０４の前面９０３上のスペースの制約上、有利である。サポート９０４の遠位面９０５にはフォトダイオード９０２がなく、前面９０３上よりも、導体９１２を配置するために利用可能なより多くのスペースが存在するためである。
【００３４】
孔９２０は、１０．６μｍの炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ又は１．０６μｍのＮｄ−ＹＡＧレーザ等の連続波又はパルス状レーザの集束ビームを用いて、サポート９０４に形成され得る。連続波レーザが用いられる場合、窒素雰囲気が用いられることが望ましい。サポート９０４の遠位面９０５における関連する領域をコーティングする導体９１２は、望ましくは、光輝金属、又は、そのレーザビームの他の良好なリフレクタであり、また、レーザビームの更なる侵入を阻む。孔９２０が形成された後、それらは、遠位面９０５上の導体９１２への接続を完成させるために、前面９０３からの導電接着剤９２２の微小な液滴によって満たされ得る。望ましくは、後の工程で破壊されることなく曲げられるように、可撓性樹脂が採用される。
【００３５】
導体９１２は、従来のインクジェットプリント技術を用いて、（例えば非吸収性の光沢のあるプラスチックである）サポート９０４の遠位面９０５上に形成され得る。そのような技術の代表的な例は、米国特許第５９３３１６８号明細書に開示されており、５〜７ナノグラムの液滴が作られたことを説明する、そのインクジェットプリント技術の開示を参照により本書で援用する。その特許の教示又は他の従来のインクジェットプリント技術を適応させるために、使用されるインク流体の流体パラメータに適合する材料を、フォトダイオード９０２の材料、並びに／又は、導体９１２及び９２２の材料として選択することが望ましい。理想的には、それらは、動粘性率、接触角、表面張力、及び体積圧縮率に対する密度の比率を含む。プリントされる材料に耐性を示すゴム製隔膜を選択することが有用となり得る。インクジェットプリントは、平行な隣接する導体９１２の間のスペースを約１６μｍまで小さくすることができると考えられ、それは、３２μｍのピッチ、及び、１ミリメートル当たり３０個の導体よりも高い密度に相当する。
【００３６】
このようにして、図１０及び図１１で示唆されるように、個別に且つ密に配置される電導体９１２が、有機フォトダイオード９０２からアレイ９００の側部に通じる。それ故に、導体９１２は、例えば、増幅器、アナログ・デジタル変換器、マルチプレクサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の、アレイ９００の側部のそれぞれに取り付けられる“アクティブな”電子的構成要素９１４に、有機フォトダイオード９０２を、出力コネクタと一緒に接続する。電子的構成要素９１４は、側部に沿った約５ｃｍ幅のマージンに形成され、サポート９０４の前面９０３又は遠位面９０５の何れかに載る。このようにして、導体９１２は、有機フォトダイオード９０２のそれぞれに電力を運び、また、有機フォトダイオード９０２のそれぞれからの出力信号を運ぶ。また、有機フォトダイオード９０２のそれぞれにおける電極の１つは、例えば、フォトダイオード９０２の上に配置される透明の導電層を通じて、共通グラウンドに接続される。
【００３７】
マクロ検出器アレイ２５０のように、マクロ検出器アレイ９５０（図示せず。）は、ディクセル５０３を形成するために有機フォトダイオード９０２のそれぞれの上にシンチレータ５０２を配置することによって形成される。シンチレータ５０２は、矩形のシンチレータアレイ５０５として、都合良く予め組み立てられていてもよい。シンチレータアレイのそれぞれは、マクロ検出器アレイ２５０に関して既に説明されたように、マクロ検出器アレイ９５０における特定の列９１０に対応する。
【００３８】
マクロ検出器アレイ９５０がひとたび組み立てられると、それは、上述の装置１００のようなＣＴイメージング装置におけるデータ測定システム１１４として用いるために、クレードル１１８内に挿入され得る。このプロセスは、基準ピン７０４の使用を含め、マクロ検出器アレイ２５０に関して図示され且つ説明されたものと実質的に同じである。
【００３９】
マクロ有機フォトダイオードアレイ９００、及び、関連するマクロ検出器アレイ９５０は、図１２に示すプロセス１２００に従って、製造され、且つ、データ測定システム内に取り付けられ得る。図１２に示すプロセス１２００のステップの順序は、特定の用途のニーズに合うように変更されてもよく、また、本書で示され且つ説明される典型的なプロセス１２００にいくつかのステップが加えられ或いはそのプロセス１２００からいくつかのステップが取り除かれてもよい。
【００４０】
ステップ１２０２において、有機フォトダイオード９０２が、サポート９０４の前面９０３上に被着される。この被着は、例えばプリント工程によって実現され、それによって、ＰＣＢＭベースのポリマー材料等の、フォトダイオード９０２を構成する有機材料がサポート９０４上にプリントされる。マクロ検出器アレイ９５０のサイズ及び用途に応じて、適当なプリント工程は、ロールトゥロールプリント、シルクスクリーンプリント、スピンコーティングプリント、及びインクジェットプリントを含み得る。また、その有機材料は、溶液から析出され、且つ、パターンを形成するためにフォトエッチングされてもよい。
【００４１】
ステップ１２０４において、基準開口９１１がサポート９０４に形成される。
【００４２】
ステップ１２０６において、電導体９１２が、サポート９０４の遠位面９０５上に被着される。導体９１２は、有機フォトダイオード９０２のそれぞれからマクロ検出器アレイ９５０の側部に通じる。導体９１２は、フォトダイオード９０２自身と同様に、プリント工程を用いて付加されてもよい。ステップ１２０８において、孔９２０がサポート９０４に形成され、ステップ１２１０において、孔９２０は、有機フォトダイオード９０２のそれぞれを、関連する導体９１２に接続するために、可撓性のエポキシ樹脂９２２等の導体で満たされる。有機フォトダイオード９０２のそれぞれにおける電極の１つは、例えば、フォトダイオード９０２の上に配置される透明の導電層を通じて、共通のグラウンドに接続される。ステップ１２１２において、例えば、増幅器、アナログ・デジタル変換器、マルチプレクサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の、関連する“アクティブな”電子的構成要素９１４が、出力コネクタと一緒に、マクロ検出器アレイ９５０の側部のそれぞれに追加される。
【００４３】
ステップ１２１４において、シンチレータ５０２（図示せず。）のアレイ５０５が準備され、それらアレイ５０５におけるシンチレータ５０２の間のスペースが、白いリフレクタで埋められる。しかしながら、シンチレータアレイ５０５の上部は、最初のうちは、覆われずにそのままとされてもよい。ステップ１２１６において、ピックアンドプレース技術を用いて、シンチレータアレイ５０５は、マクロ検出器アレイ９５０におけるディクセル５０３を形成するために、有機フォトダイオード９０２の上に取り付けられる。シンチレータアレイ５０５は、シンチレータ５０２とフォトダイオード９０２との間に直接的に配置される光結合接着剤を含む適当な接着剤を用いて適当な位置に保持され得る。アレイ９５０の全体が湾曲構造をとることができるように、隙間５０４が、ディクセル５０３の隣接するグループ９０６の間に残される。
【００４４】
マクロ検出器アレイ９５０は、Ｘ線源１１０に中心がある、硬いクレードル１１８の半径に適合するように、弧状に曲げられる。ステップ１２１８において、曲げられたアレイ９５０は、例えば、基準ピン７０４、及び／若しくは、接着剤、又は、フォトダイオード９０２の焦点をＸ線源１１０に適切に合わせるのに必要な正確な位置決めを実現する他の任意の手段を用いて、そのクレードルに取り付けられる。
【００４５】
ステップ１２２０において、電子的接続が完成し、また、データ測定システムの組み立てを完成させるのに必要な他の任意の電子的構成要素が付加される。ステップ１２２２において、ＴｉＯ２を含むポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の白いプラスチックの層７０６は、アレイ９５０におけるシンチレータ５０２の弧の内面上に付加され得る。この層７０６は、アレイ９５０を補強し、且つ、ディクセル５０３のための上部リフレクタを形成する。
【００４６】
この例では、マクロ検出器アレイ９５０は、１６スライスのアレイであり、アレイ９５０の中心線９０１の両側のそれぞれに、８スライス、すなわち８つの行９０８が載る。現在のプリント技術は、１ミリメートル当たり３２個の導体をピッチの上限とするものと考えられる。その上限を適用し、且つ、フォトダイオード９０２のディクセルピッチが１ｍｍであることを前提として、アレイ９５０のその設計は、全部で６４個のスライスのために、中心線９０１の両側のそれぞれで３２スライスを持つアレイを作るべく、直接的に適用され得る。当然ながら、より精細なピッチのプリント方法が見出され或いは知らされた場合には、利用可能なスライスの数は、それに応じて増大する。或いは、より低い空間分解能のイメージングプロセスが容認可能な場合には、フォトダイオード９０２のディクセルピッチが低減され、その結果、導体９１２を配置するためのより多くのスペースがもたらされ、それによって、スライスの数を増大させ得る。
【００４７】
図１３に示すさらに別の実施例では、マクロ有機フォトダイオードアレイ１３００及びマクロ検出器アレイ１３５０によって作られるイメージングスライスの数を増加させる方法が提供される。この実施例では、サポート１３０４は、複数の層を有する。図１３では４つの層１３４１、１３４２、１３４３、及び１３４４が、代表的な例として示される。４つの層１３４１、１３４２、１３４３、及び１３４４のそれぞれは、望ましくは、例えば、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリイミドフィルム、ポリアリールエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）フィルム、又は、ナイロンフィルム等の、安定的だが曲げることのできるプラスチックフィルムである。個々の層の厚みｔは、約１０μｍ〜１００μｍである。有機フォトダイオード１３０２は、最上層１３４１の前面１３５１に配置される。
【００４８】
複数層のマクロ有機フォトダイオードアレイ１３００を組み立てるために、４つの層１３４１、１３４２、１３４３、及び１３４４のそれぞれは、それぞれの前面１３５１、１３５２、１３５３、及び１３５４上に、適切なネットワークの導体１３１２がプリントされる。４つの層１３４１、１３４２、１３４３、及び１３４４は、サポート１３０４を形成するために、可撓性接着剤により一緒に接着される。孔１３２０がサポート１３０４に形成され、導体１３１２のそれぞれと、前面１３５１上にある対応する有機フォトダイオード１３０２との間に通信路を提供する。孔１３２０は、１０．６μｍの炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ又は１．０６μｍのＮｄ−ＹＡＧレーザ等の連続波又はパルス状レーザの集束ビームを用いて、サポート１３０４に形成され得る。連続波レーザが用いられる場合、窒素雰囲気が用いられることが望ましい。導体１３１２は、孔１３２０を形成する際にレーザビームによる損傷からサポート１３０４におけるより深い層を保護するのに役立つよう、望ましくは、光輝金属、又は、そのレーザビームの他の良好なリフレクタである。それ故に、導体１３１２は、孔１３２０のそれぞれの底部を形成する。レーザビームの強度及び露光時間のコントロールは、そのレーザビームがその複数層サポート１３０４の反射金属層１３１２までのみ侵入しそれ以上は侵入しないことを確保し得る。孔１３２０が形成された後、それらは、導体１３１２のそれぞれとの接続を完成させるために、フォトダイオード面１３５１から孔１３２０の底まで延びる導電接着剤（図示せず。）によって満たされ得る。
【００４９】
このように、複数層の経路を提供することによって、導体１３１２を保持するためのアレイ１３００における利用可能なスペースが大幅に増大される。これは、そのアレイを用いて得られる画像の品質を犠牲にすることなく、より多くのイメージングスライスがそのアレイに形成されるのを可能にする。
【００５０】
［スペクトルＣＴスキャナ］
上述のコンセプトは、スペクトルＣＴ装置に容易に適用され得る。スペクトルＣＴのために、データ測定システム１１４は、２つの別々のマクロ検出器アレイを、例えば図１４に示すように、底部マクロ検出器アレイ１４０２及び上部マクロ検出器アレイ１４０４として、２つの有機フォトダイオードアレイに一緒に組み合わせる。その上部アレイは、除去対象の低エネルギの（より柔らかい）入射Ｘ線に優先的に応答し、その底部アレイが優先的に反応する高エネルギの（硬い）Ｘ線のみをそのままにしておく。
【００５１】
底部マクロ検出器アレイ１４０２は、（４スライススペクトルＣＴスキャナまでは）マクロ検出器アレイ２５０と同じであってもよく、（６４スライススペクトルＣＴスキャナまでは）マクロ検出器アレイ９５０と同じであってもよく、或いは、（６４スライスよりも多いスライスのスペクトルＣＴスキャナに対しては）マクロ検出器アレイ１３５０と同じであってもよい。それ故に、底部マクロ検出器アレイ１４０２は、標準的なサイズの、ＧＯＳ：Ｐｒ、Ｃｅ、又は、ＧＧＡＧ：Ｃｅ、又は、同様の高Ｚシンチレータ５０２と、基準ピン７０４のためのスペースをもたらす標準的な基準孔とを含む。
【００５２】
上部マクロ検出器アレイ１４０４は、スペクトルＣＴイメージング機能をもたらすために追加される。底部アレイ１４０２に対する上部アレイ１４０４の設計における２つの主な違いが存在する。第１に、上部アレイ１４０４は、より柔らかいＸ線に優先的に反応するより低いエネルギのアレイであり、それ故に、底部マクロ検出器アレイ１４０２におけるＧＯＳ：Ｐｒ、Ｃｅ又はＧＧＡＧ：Ｃｅシンチレータの代わりに、例えばＺｎＳｅ：Ｔｌシンチレータを含む。第２に、底部マクロ検出器アレイ１４０２の構成要素と比較して、上部マクロ検出器アレイ１４０４のシンチレータ及びフォトダイオードは、サイズが僅かに小さく、僅かに小さい間隔を有し、また、基準孔の間隔が僅かに低減されている。このことは、クレードル１１８にある底部マクロ検出器アレイ１４０２の上に上部マクロ検出器アレイ１４０４が取り付けられるのを可能にし、さらに、それに応じて僅かに小さい半径でＸ線源１１０に焦点が合わせられるのを可能にする。また、このことは、正確な位置決めのために、底部マクロ検出器アレイ１４０２と同じ基準ピン７０４を用いて、上部マクロ検出器アレイ１４０４がデータ測定システム１１４内に取り付けられるのを可能にする。マクロ検出器アレイ１４０２及び１４０４のそれぞれに、別々の上部層７０６が用いられてもよい。
【００５３】
［第４世代ＣＴスキャナ］
本書に記載される技術は、図１５及び図１６に示す装置１５００等の第４世代ＣＴスキャナに関連して使用されてもよい。第４世代ＣＴイメージング装置において、データ測定システムは、撮像される関心領域を取り囲むＸ線検出器の完全なリングを含む。オフセット回転式Ｘ線源は、静止したままのそれらの検出器が受けるＸ線を発する。
【００５４】
それ故に、図１５及び図１６を参照すると、第４世代ＣＴイメージング装置１５００は、Ｚ軸に沿って直線的に移動するテーブル１５０６を受け入れるための開口１５０４を備えた固定ガントリ１５０２を有する。テーブル１５０６は、開口１５０４に出入りする。第４世代ＣＴ装置１５００の撮像対象である患者又は他の物体は、テーブル１５０６の上に配置される。オフセットＸ線源１５０８は、円形経路１５１０に沿って、関心領域の回りを回転する。少なくともガントリ１５０２内に配置される第１リングは、上述のようなマクロ検出器アレイ１５１２を含む。より具体的には、上述の実施例のそれぞれにおけるサポート要素２０４、９０４、及び１３０４は、ガントリ１５０２内のリング形状のクレードル（図示せず。）の内周に等しい長さＬを有し得る。このように、フォトダイオード及び関連シンチレータを含むアレイ２５０、９５０、又は１３５０は、接着剤及び／又は基準開口・基準ピン構成を用いて、リングクレードルの内周に取り付けられ得る。言い換えれば、第４世代ＣＴ装置１５００において、固定リングクレードルは、上述のアレイ２５０、９５０、及び１３５０における回転クレードル１１８に取って代わるものである。リングクレードルは、完全なリングの形を取ってもよく、或いは、完全なリングのうちの円弧のみの形を取ってもよい。
【００５５】
また、第１のリング形状のマクロ検出器アレイ１５１２の内側に第２のリング形状のマクロ検出器アレイ１５１４を追加することによって、スペクトルＣＴ機能が第４世代ＣＴ装置１５００に追加されてもよい。それ故に、このスペクトルＣＴの実施例では、第１マクロ検出器アレイ１５１２は、ＧＯＳ：Ｐｒ、Ｃｅ又はＧＧＡＧ：Ｃｅ等の高エネルギシンチレータ５０２を包含し、一方で、第二マクロ検出器アレイ１５１４は、例えばＺｎＳｅ：Ｔｌシンチレータを含む低エネルギアレイである。また、第一マクロ検出器アレイ１５１２の構成要素と比較して、第二マクロ検出器アレイ１５１４のシンチレータ及びフォトダイオードは、サイズが僅かに小さく、僅かに小さい間隔を有し、また、基準孔の間隔が僅かに低減されている。このことは、リング形状のサポート上の第一マクロ検出器アレイ１５１２の円周内に第二マクロ検出器アレイ１５１４が取り付けられるのを可能にする。また、このことは、正確な位置決めのために、第一マクロ検出器アレイ１５１２と同じ基準ピンを用いて、第二マクロ検出器アレイ１５１４が取り付けられるのを可能にする。より多くのアレイ層が追加的に用いられてもよい。
【００５６】
本書で記載されるようにマクロ有機フォトダイオードアレイ及び関連するマクロ検出器アレイは、特に、第４世代ＣＴイメージング装置１５００に適している。そのマクロ検出器アレイは、現行のＣＴイメージング装置で使用されるセラミックシンチレータ及びシリコンフォトダイオードよりも、生産及び設置が大幅に安価である。電子的な接続性に関するコストも顕著に低減される。それ故に、関心領域を完全に取り囲むのに十分な検出器を生産する際に実現されるコスト削減は、相当なものとなり得る。さらに、データ測定システムにおける均一性及び時間的安定性に関する要件は、第４世代ＣＴにおいて大幅に緩和される。感度、ダークノイズ、及び各検出器の線形性の全てが、撮像のための各被曝の直前に調整され得るからである。そして、第４世代ＣＴ装置１５００ではＸ線源１５０８のみを回転させればよく、低い機械的精度が要求されるだけであるため、ガントリに関する機械的コストが低減され得る。
【００５７】
［複合シンチレータ］
上述の実施例は、ＧＯＳ及びＧＧＡＧ等の無機シンチレータ包含する。代替例の１つとして、２００８年８月８日に出願された米国特許出願第６１／０８７１９５号、２００７年１２月２１日に出願された米国特許出願第６１／０８７１９５号に基づく優先権を主張する２００８年１２月１２日に出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５５２７６号に記載されるような複合シンチレータが使用され得る。それらの出願は、これにより、明示的に、複合シンチレータの開示に関して、参照により本書に援用される。それら複合シンチレータは、コスト削減を実現可能であり、また、熱応力性能を改善できる。
【００５８】
図１７は、複合シンチレータを備えたマクロ有機フォトダイオードアレイを含むデータ測定システムの製造及び組み立てのプロセス１７００を示す。図１７に示すプロセス１７００のステップの順序は、特定の用途のニーズに合うように変更されてもよく、また、本書で示され且つ説明される典型的なプロセス１７００にいくつかのステップが加えられ或いはそのプロセス１７００からいくつかのステップが取り除かれてもよい。
【００５９】
ステップ１７０２において、有機フォトダイオードが、上述のように、サポートの前面上に被着される。この被着は、例えばプリント工程によって実現され、それによって、ＰＣＢＭベースのポリマー材料等の、フォトダイオードを構成する有機材料がそのサポート上にプリントされる。フォトダイオードアレイのサイズ及び用途に応じて、適当なプリント工程は、ロールトゥロールプリント、シルクスクリーンプリント、スピンコーティングプリント、及びインクジェットプリントを含み得る。また、その有機材料は、溶液から析出され、且つ、パターンを形成するためにフォトエッチングされてもよい。ステップ１７０４において、基準開口がサポートに形成され、また、ステップ１７０６において、導体孔がサポートに形成される。ステップ１７０８において、電導体がサポートの遠位面に被着される。導体は、有機フォトダイオードのそれぞれからアレイの側部に通じる。導体は、フォトダイオード自身と同様に、サポートに適用されるプリント工程を用いて付加されてもよい。有機フォトダイオードのそれぞれにおける電極の１つは、例えば、フォトダイオードの上に配置される透明の導電層を通じて、共通のグラウンドに接続される。
【００６０】
その後、ステップ１７１０において、複合シンチレータブロックがサポートの前面上に成形され、ステップ１７１２において硬化される。ステップ１７１４において、そのシンチレータブロックの下の隣接する有機フォトダイオードの間の境界に対応する一連の平行スロットがそのシンチレータブロックにおいてカットされる。このようにして、細長いスライスがシンチレータブロックに形成される。白いリフレクタは、シンチレータブロックにおけるそれらスライスの間のスロット内、及び、端面上にコーティングされ、且つ、ステップ１７１６において硬化される。
【００６１】
ステップ１７１８において、ステップ１７１４でカットされた上述のスロットに垂直なスロットを形成するために、シンチレータブロックに対して別の一連のカットが行われる。そして、組み合わされたスロットパターンが、シンチレータブロックの下のフォトダイオードと一緒になってディクセルを形成する。ステップ１７２０において、白いリフレクタは、シンチレータブロックにおける、新しいスロット内、及び、その端面上にコーティングされ、且つ、硬化される。ステップ１７２２において、モジュールを形成するためにそれらのスロットのうちのいくつかが必要に応じて拡げられてもよい。そのアレイが湾曲構造となるべく容易に曲げられるようにするためである。
【００６２】
ステップ１７２４において、サポートの前面上にある有機フォトダイオードを、サポートの遠位面上にある導体に電気的に接続するために、導電接着剤がサポートの導体孔内に配置される。ステップ１７２６では、例えば、増幅器、アナログ・デジタル変換器、マルチプレクサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の、関連する“アクティブな”電子的構成要素が、出力コネクタと一緒に、アレイの側部のそれぞれに取り付けられる。ステップ１７２６では、散乱線除去グリッドもまたそのアレイに付加される。その後、データ測定システムは、弧状に曲げられ、そして、Ｘ線源に正確に焦点を合わせるようにサポートの基準孔をクレードルにおける基準ピンの上に位置付けることによって、クレードル内に配置される。適切な配置を用いることで、このプロセスは、第３又は第４世代のデータ測定システムに対して使用され得る。
【００６３】
［プリントされたイメージングスライス要素］
さらに別の代替のデータ測定システム１８００の構成を図１８及び図１９に示す。そのシステム１８００は、積み重ねられた関係にある複数の扇形要素１８０１を一緒に組み合わせることによって作られる。要素１８０１のそれぞれは、アレイ１８００の単一のイメージングスライスに対応する。図１８に示すように、スライスアレイ要素１８０１のそれぞれは、サポート１８０４の第一の側１８０５に、望ましくはグループ１８０６として被着される、複数の有機フォトダイオード１８０２と、対応するシンチレータ１８０３とを含む。図を簡単にするため、図１８では、１つのグループ１８０６においてのみ個々のフォトダイオード１８０２とシンチレータ１８０３とが示されている。図に示すフォトダイオード１８０２及びシンチレータ１８０３は、扇形であるが、任意の形状が用いられてもよい。入射放射線Ｒに曝される上部のシンチレータ１８０３の断面のサイズは、望ましくは、約０．５〜５ｍｍであり、望ましくは、先端での断面よりも基部での断面のほうが僅かに大きい。それらシンチレータは、放射線Ｒの全てを吸収するために、望ましくは、約０．５〜６ｍｍである。それ故に、図１９に示すようにＺ軸が配置されるように、アレイ１８００は、ＣＴイメージング装置１００内に配置される。そのＺ軸に沿った有機フォトダイオードスライス１８０１のそれぞれの厚みｔは、Ｘ線放射線Ｒのほとんどがシンチレータ１８０３に吸収されるように、約１００μｍ以下であり、且つ、幾何的量子効率（ＤＱＤＥ）が高い。実際のスライス要素１８０１では、例えば、約１６個のフォトダイオード１８０２をそれぞれ有する約４２個のグループ１８０６（すなわち合計で６７２個のフォトダイオード１８０２）が、図示される１３個のグループ１８０６の代わりに、サポート１８０４の弧の長さにわたって広がる。
【００６４】
フォトダイオード１８０２のそれぞれは、本書における他の実施例に関して既に説明したように、有機材料で構成される。有機フォトダイオード１８０２は、例えばプリント工程によって、サポート１８０４上に被着されてもよい。適当なプリント工程は、低解像度でのサポート１８０４への有機フォトダイオード１８０２のスピンコーティングプリント、ロールトゥロールプリント、及びシルクスクリーンプリントを含む。また、有機フォトダイオード１８０２をサポート１８０４に被着するために、インクジェットプリント工程が採用されてもよい。また、その有機材料は、溶液から析出され、且つ、パターンを形成するためにフォトエッチングされてもよい。
【００６５】
システム１８００のサポート１８０４は、望ましくは、安定的な硬いプラスチックフィルムである。サポート１８０４は、例えば、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリイミドフィルム、ポリアリールエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）フィルム、又は、ナイロンフィルムである。強度及び剛性をもたらすために、追加的な薄い金属サポート（図示せず。）が付加されてもよい。さらに、サポート１８０４は、他の実施例と同様に、基準開口１８１１を有する。
【００６６】
電導体（図示せず。）は、フォトダイオード１８０２のそれぞれから、サポート１８０４上に取り付けられた“アクティブな”電子的構成要素１８１４に通じる。それら構成要素は、例えば、増幅器、アナログ・デジタル変換器、マルチプレクサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等を、出力コネクタと共に含み得る。それら導体は、従来のインクジェットプリント技術を用いて形成され得る。それら導体は、フォトダイオード１８０２をも有する第一面１８０５上に配置され得る。或いは、それらは、例えば、１０．６μｍの炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ又は１．０６μｍのＮｄ−ＹＡＧレーザ等の連続波又はパルス状レーザの集束ビームを用いてサポート１８０４を通る孔を配置することによって、サポート１８０４の反対側の面に配置されてもよい。或いは、図１３の実施例と同様に、全ての導体を入れるのに十分なスペースを作るために、サポート材料１８０４の複数の層が用いられてもよい。フォトダイオード１８０２のそれぞれにおける電極の１つは、例えば、フォトダイオード１８０２の上に配置される透明の導電層を通じて、共通グラウンドに接続される。
【００６７】
ひとたび複数のスライス要素１８０１が作られると、対応するアレイ１８００は、複数のスライス要素１８０１を一緒に積み重ねることによって組み立てられ得る。これは、４スライスイメージング装置１００に対応する４つの要素１８０１を用いることによって、図１９に図示されている。理想的には、スライス１８０１は、僅かに先細になり、それらの“焦点”をＸ線源１１０に合わせるために、先端部よりも基部のところでより厚くなっている。基準ピンは、スライス要素１８０１のそれぞれをアレイ１８００内に適切に位置付けるために、スライス要素１８０１のそれぞれにおける位置合わせ用基準孔１８１１を通って延びる。
【００６８】
図２０は、スペクトルＣＴイメージング装置に適したスライス要素２００１を示す。したがって、要素２００１は、図１８及び図１９の実施例に関して説明された方法で他の同様の要素２００１と積み重ねられたときに、撮像用システム２０００（図示せず。）を形成する単一イメージングスライスに対応する。スライス要素２００１は、複数の有機フォトダイオード２００２と、サポート２００４の第一の側２００５に被着される対応するシンチレータ２００３とを、望ましくはグループ２００６として含む。説明を容易にするために、図２０では、複数のグループ２００６のうちの１つのみで、個々のフォトダイオード２００２及びシンチレータ２００３が示されている。有機フォトダイオード２００２及びシンチレータ２００３は、図示されるように、扇形であるが、任意の形状が用いられてもよい。入射放射線Ｒの観点から見たシンチレータ２００３の断面のサイズは、望ましくは、約０．５〜５ｍｍ×０．５〜５ｍｍである。図２０において、フォトダイオード２００２のサイズは、説明のために、スライス要素２００１における他の構成要素のサイズに比べて、大幅に誇張されている。実際のスライス要素２００１では、例えば約４２個のグループ２００６が、図示される１３個のグループ２００６の代わりに、サポート２００４の弧の長さにわたって広がり得る。
【００６９】
フォトダイオード２００２の第一（遠位）アレイ２０１２におけるグループ２００６のそれぞれは、ＧＯＳ：Ｐｒ、Ｃｅ又はＧＧＡＧ：Ｃｅ等の高エネルギシンチレータ２００３を包含し、一方で、第二（近位）アレイ２０１４は、例えばＺｎＳｅ：Ｔｌシンチレータ２００３を含む低エネルギアレイである。また、第一アレイ２０１２における構成要素と比較して、第二アレイ２０１４におけるシンチレータ及びフォトダイオードは、サイズが僅かに小さく、また、僅かに小さい間隔を有する。このことは、第一アレイ２０１２の上に第二アレイ２０１４が取り付けられるのを可能にし、さらに、入射放射線Ｒの放射線源に適切に焦点が合わせられるのを可能にする。
【００７０】
図示されていないが、要素２００１においてイメージングディクセルを形成する一対のフォトダイオード２００２／シンチレータの組み合わせが、そのディクセルとそれらスライスとの間に配置される薄い重金属（４０μ〜８０μのモリブデン）のサポートシート上に取り付けられてもよい。また、これらのシートは、散乱放射線Ｒが検出器のピクセルに達して画像を曇らせてしまうのを防止するための散乱線除去用コリメータのフィンとしての機能を果たし得る。
【００７１】
適切な配置を用いることにより、このプロセスは、第３又は第４世代データ測定システムに使用され得る。
【００７２】
本発明は好適な実施例に関して説明された。上述の詳細な説明を読んで理解することで、変更及び修正が生じ得るのは明らかである。本発明は、添付の請求項又はその均等物の範囲内に含まれる限り、そのような変更及び修正の全てを含むものとして解釈されることを意図する。本発明は、様々な構成要素、及び、構成要素の配置、並びに、様々なステップ、及びステップの順序の形を取り得る。図面は、好適な実施例の説明のみを目的とするものであり、本発明を限定するものとして解釈されることはない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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