(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像システムであって：
撮像スキャンを実行するために当該撮像システムの中心z軸のまわりに回転する放射源と；
曲がった支持体上に配置されているいくつかの離散的な光検出器を含む無機光検出器アレイとを有しており、無機光検出器の各行は前記曲がった支持体の曲がりに沿って整列されており、無機光検出器の各列は当該撮像システムの中心z軸に平行に整列されており、
伝導体経路が、前記支持体の前記無機光検出器が配置される表面とは実質的に反対側の前記曲がった支持体の遠方側表面上に配置され、
前記支持体が、前記伝導体経路を前記無機光検出器に電気的に接続する伝導体材料で満たされた孔を有し、
前記伝導体経路を介して、前記無機光検出器が、前記曲がった支持体上に配置された一つまたは複数の能動的な電子コンポーネントに動作上接続可能であり、
前記曲がった支持体が、最上層および一つまたは複数の下層を含む二つ以上の層から構成され、前記無機光検出器は前記最上層上に配置され、各下層は前記最上層に近い上表面をもち、前記上表面の上に伝導体経路の少なくとも一つが配置される、
撮像システム。
【請求項２】
前記無機光検出器がCIGS、AuInGaSe2およびAuInThSe2のうちの少なくとも一つを含む、請求項１記載の撮像システム。
【請求項３】
前記曲がった支持体が屈曲可能なシートである、請求項１または２記載の撮像システム。
【請求項４】
前記放射源と前記無機光検出器の間に配置される一つまたは複数のシンチレータをさらに有する、請求項１ないし３のうちいずれか一項記載の撮像システム。
【請求項５】
撮像システムにおいて使うための、屈曲可能な無機光検出器アレイ組立体であって、屈曲可能な支持体と、前記支持体上に配置されたいくつかの離散的な無機光検出器と、前記支持体上に配置された一つまたは複数の能動的電子コンポーネントと、前記無機光検出器のそれぞれを前記能動的電子コンポーネントの少なくとも一つに動作上接続する伝導体経路とを有しており、
前記伝導体経路が、前記支持体の前記無機光検出器が配置される表面とは実質的に反対側の前記支持体の遠方側表面上に配置され、
前記支持体が、前記伝導体経路を前記無機光検出器に電気的に接続する伝導体材料で満たされた孔を有しており、
前記支持体が、最上層および一つまたは複数の下層を含む二つ以上の層から構成され、前記無機光検出器は前記最上層上に配置され、各下層は前記最上層に近い上表面をもち、前記上表面の上に伝導体経路の少なくとも一つが配置される、
屈曲可能なアレイ組立体。
【請求項６】
請求項５記載の屈曲可能なアレイ組立体であって、前記無機光検出器は前記屈曲可能な支持体上に行および列に配置されており、無機光検出器の各行は撮像システムによって実行される撮像スキャンの際の単一の撮像スライスに対応し、前記列は前記撮像システムの中心z軸に平行に整列されている、
屈曲可能なアレイ組立体。
【請求項７】
当該組立体が、撮像システム内のクレードル上に取り付けられて撮像データ測定システムを形成する、請求項５または６記載の屈曲可能なアレイ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は概括的には撮像技術に、詳細にはCTその他の撮像モダリティのために有用なデータ測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
これらの撮像モダリティは、医療撮像、荷物検査などのためのセキュリティ撮像その他、多くのコンテキストで有用である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来知られているCT撮像システムの一つの課題は、機械的かつ電気的に、X線検出器をシステムの残りの部分に接続することである。実際、既知のCTデータ測定システムのコストのかなりの部分が、各検出器アレイが、空間的かつ電気的に高い精度をもって、データ測定システムに接続され、該データ測定システム上に機械的に取り付けられるようにするコネクタから生じる。CT撮像における良好な画質は通例、各アレイ内のディクセル（dixel）（検出器ピクセル（detector  pixel））が、X線管焦点スポットおよびクレードル（cradle）に、互いとの関連で正確に取り付けられることを要求する。さらに、従来知られているCT撮像システムは、シンチレータ組立体を形成する多数の精密コンポーネントを含むが、これも、製作し、全体的なシステムに組み立てるのが高価である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、大面積のX線光検出器アレイを使うことによって、低コストで必要な精度を達成する。第一の実施形態では、X線光検出器は、材料の単一の厚い層に形成された無機直接光電変換材料を有する。第二の実施形態では、X線光検出器は、無機光電変換材料のいくつかの薄層の積層体を有し、その組み合わされた厚さが、高い検出器量子効率をもって入射X線を吸収するのに十分大きい。第三の実施形態では、X線光検出器は、無機または有機フォトダイオードのいくつかの層の積層体を有し、各層は複合シンチレータ・コーティングを有し、該コーティングは、シンチレータ粉と前記複合体を形成するために該シンチレータ粉が分散されている樹脂との間の屈折率の潜在的に大きな差にもかかわらず、該コーティングの自己吸収および散乱が該シンチレータ・コーティングの光出力を実質的に低下させないよう十分薄い。
【０００５】
これらの設計は、全体的なデータ測定システムのコストおよび複雑さを実質的に軽減する。提案されるシステムはまた、二層分光CTシステムのような多層分光CTデータ測定システムを形成するための層の重複にも資する。よって、CTまたは他の撮像装置におけるデータ測定システムをなす大面積光検出器アレイは非常に有益である。本発明はさらに、CTスキャナまたは他の撮像スキャナ・データ測定システムにおいて、大面積光検出器アレイを使用するためのさまざまな構造および幾何構成に関する。
【０００６】
本発明のある側面によれば、撮像スキャンを実行するために撮像システムの中心z軸のまわりに回転する放射源と、曲がった支持体〔サポート〕上に行および列をなして印刷されているいくつかの離散的な光検出器を含む印刷された無機X線光検出器アレイとを含む撮像システムが提供される。光検出器の各行は前記曲がった支持体の曲がりに沿って整列されており、光検出器の各列は撮像システムの中心z軸に平行に整列されている。無機X線光検出器はたとえばCIGS、AuInGaSe2またはAuInThSe2を有していてもよい。各光検出器は、検出器アレイのディクセルの一つをなす。検出器アレイは、分光CT撮像システムとして使うために、それぞれが印刷された無機X線光検出器アレイを有する二つ以上の層を含んでいてもよい。
【０００７】
本発明のもう一つの側面によれば、撮像システムにおいて使うための、屈曲可能な印刷された無機X線光検出器アレイ組立体であって、屈曲可能な支持体を有するものが提供される。屈曲可能な支持体はたとえば、PETシート、ポリイミド・シート、PEETシートまたはナイロン・シートであってもよい。アレイ組立体は、各光検出器がディクセルをなすよう、撮像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る。検出器アレイは、分光CT撮像システムとして使うために二つ以上の層を含んでいてもよい。そのようなアレイを作成する関係した方法も提供される。
【０００８】
第三の実施形態では、X線光検出器は、無機または有機光ダイオードのいくつかの層の積層体を有する。ここで、各層は、複合シンチレータ・コーティングを有し、該コーティングは、シンチレータ粉と前記複合体を形成するために該シンチレータ粉が分散されている樹脂との間の屈折率の潜在的に大きな差にもかかわらず、該コーティングの自己吸収および散乱が該シンチレータ・コーティングの光出力を実質的に低下させないよう十分薄い。
【０００９】
好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読めば、当業者には数多くの利点および恩恵が明白となるであろう。本発明は、さまざまなコンポーネントおよびコンポーネントの配置ならびにさまざまなプロセス動作およびプロセス動作の配置の形を取ることができる。図面は単に好ましい実施形態の例示の目的のためであり、本発明を限定するものと解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】CT撮像装置１００を示す図である。
【図２】無機光検出器の検出器アレイ２００の正面図である。
【図３】無機光検出器の検出器アレイ２００の側面図である。
【図４】無機光検出器の検出器アレイ２００の前側表面の拡大図である。
【図５】CT撮像装置１００内に配置された無機光検出器の検出器アレイ２００の概略的な軸横断面図である。
【図６】無機光検出器の検出器アレイ２００を製造および組み立てするプロセス６００を示す図である。
【図７】無機光検出器の検出器アレイ７００の部分的な正面図である。
【図７Ａ】積層型の光検出器を示す図である。
【図８】図９の線８‐８に沿った無機光検出器の検出器アレイ７００の断面図である。
【図９】無機光検出器の検出器アレイ７００の遠方側表面の拡大図である。
【図１０】無機光検出器の検出器アレイ７００を製造および組み立てするプロセス１０００を示す図である。
【図１１】二つ以上の層をもつ無機光検出器の検出器アレイ１１００の断面図である。
【図１２】分光CT撮像システムの概略的な軸横断面図である。
【図１３】第四世代CT撮像装置１３００の概略的な正面図である。
【図１４】第四世代CT撮像装置１３００の概略的な側面図である。
【図１５】さまざまなサイズのディクセルをもつ光検出器アレイ１５０を概略的に示す図である。
【図１６】複合シンチレータを使って無機光検出器の検出器アレイを製造および組み立てするプロセス１６００を示す図である。
【図１７】複合シンチレータとともに積層された光検出器アレイを有する検出器測定システムを組み込むCT撮像システムの概略的な軸横断面図である。
【図１８】複合シンチレータとともに無機光検出器アレイを使う扇形の撮像素子１８０１の概略的な軸横断面図である。
【図１９】いくつかの扇形の素子１８０１を組み込む無機検出器アレイ１９００の概略的な断面側面図である。
【図２０】分光CT装置に適切な無機光検出器アレイを使う扇形の撮像素子２０００の概略的な軸横断面図である。
【図２１】X線ビームに対してある角度で傾けられる使用に好適な光検出器のアレイ２１００を示す図である。
【図２２】X線ビームに対してある角度で傾けられる使用に好適な光検出器のアレイ２１００を示す図である。
【図２３】X線ビームに対してある角度で傾けられる使用に好適な光検出器のアレイ２１００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〈CT撮像装置〉
図１は、撮像スキャンを実行するCT撮像装置１００の一例を示している。CT撮像収集システム１０２は、ガントリー１０４およびz軸に沿って動くテーブル１０６を含む。患者または撮像すべき他のオブジェクト（図示せず）はテーブル１０６上に載り、ガントリー１０４内において開口１０８内に配置されるよう動かされる。ひとたび患者またはオブジェクトが位置につくと、X線源１１０がX線１１２の投射を放出し、それがガントリー１０４内部のX線データ測定システム１１４によって集められる。（図１ではガントリー１０４の一部１１６が切り取られて、ガントリー１０４内部に収容されているX線源１１０およびX線データ測定システム１１４を見せている。）データ測定システム１１４は、クレードル１１８上に配置されたいくつかの光検出器（図示せず）を含む。X線源１１０およびデータ測定システム１１４は、さまざまな位置からのCT撮像データを記録するよう、開口１０８のまわりを一緒になって回転する。この回転にはしばしば、テーブル１０６の直線移動が伴う。この回転は、X線源１１０とクレードル１１８がそれぞれガントリー１０４内部の共通の回転子（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。
【００１２】
CT撮像収集システム１０２は次いでCT撮像データをCT撮像処理および表示システム１２０に、通信リンク１０１を通じて渡す。ここでは例解の目的のためシステム１０２および１２０が別個のシステムとして図示および記載されているが、これらは他の実施形態では単一システムの一部であってもよい。CT撮像データは画像プロセッサ１２２に渡り、該画像プロセッサ１２２は該データをメモリ１２４に記憶する。画像プロセッサ１２２は電子的にCT撮像データを処理して、撮像された患者または他のオブジェクトの画像を生成する。画像プロセッサ１２２は、結果として得られる画像を付随するディスプレイ１２６上に示すことができる。ユーザーがプロセッサ１２２を制御するために、キーボードおよび／またはマウス・デバイスのようなユーザー入力１２８が設けられてもよい。
【００１３】
〈CTデータ測定システム（四つのスライス）〉
図２および図３に示されるように、本稿に記載される一つのデータ測定システムは、印刷された無機光検出器アレイであってもよい、無機光検出器の検出器アレイ（inorganic  photodectector  detector  array）２００を含む。アレイ２００は、支持体２０４の前側表面２０３に印刷された、いくつかの、好ましくは無機の光検出器２０２から構成され、各光検出器がアレイ２００の撮像ディクセル２１５をなす。図２に示されるような無機光検出器２０２は長方形の形だが、いかなる形を使ってもよく、光検出器のサイズは好ましくは約0.5ないし5mmかける0.5ないし5mmのオーダーであり、最も好ましくは約1mmかける1mmである。無機光検出器２０２は、光検出器２０２の諸グループ２０６に配置されてもよい。たとえば、各グループ２０６に16個の光検出器２０２である。後述する曲がった配位における光検出器２０２の適正な整列を容易にするために、光検出器２０２の隣り合う各グループ２０６の間にはギャップ２０７があってもよい。図２および図３には示されていないが、所与のグループ２０６内の任意の二つの隣り合う光検出器２０２の間にギャップがあってもよい。その結果、各方向のピッチが約1.2mmとなる。グループ２０６はたとえば4つの行２０８および42の列２１０に配置されるが、図２には3つの列２１０しか示されていない。アレイ２００内には合計2,688個の光検出器２０２がある。こうして、無機光検出器の検出器アレイ２００は典型的には約75ないし100cmの長さLをもち、約15cmの幅Wをもち、約100μmの厚さtをもつ。そのようなアレイ２００は、4つの行２０８のそれぞれが撮像スライスを表す4スライスCT撮像システムのために有用である。こうして、アレイ２００は、z軸が図２に示されるように配向されるようにして、CT撮像装置１００内に配置される。アレイ２００内の無機光検出器２０２のこの配置は、単に代表例であり、個別的な用途の必要性に適合するために他の任意の配置を使ってもよい。
【００１４】
無機光検出器アレイ２００の支持体２０４は好ましくは安定だが屈曲可能なプラスチック・シートである。支持体２０４はたとえば、ポリエチレンテレフタラート（PET）シート、ポリイミド・シート、ポリアリールエーテルエーテルケトン（PEEK）シートまたはナイロン・シートであってもよい。いくつかの基準点用（fiducial）開口２１１が支持体２０４の各側部に沿って配置される。
【００１５】
無機光検出器２０２は、たとえば印刷プロセスによって支持体２０４上に堆積されてもよい。実施例として、ロビンソンらへの米国特許出願公開第2007/0163639号は11族（かつてのIB族）、13族（かつてのIIIA族）および／または16族（かつてのVIA族）の化合物に基づく無機半導体膜を組み込む光起電性セルを製造するための方法および装置を開示しており、その開示についてここに参照によって組み込まれる。概略的には、ロビンソンの'639の方法は、11族、13族および／または16族からの少なくとも一つの元素を含む分散材料をもって始まる。いくつかの利点のなかでも、16族またはカルコゲン化合物の使用は、低い融点につながり、これはより伝統的なシリコン・ベースの分散材料に対する利点となる。しかしながら、本発明との関連では、分散材料は11族、13族および／または16族からの任意の元素を使用してよい。ある好ましい実施形態では、CIGS（二セレン化銅インジウムガリウム（copper  indium  gallium  di-selenide））が分散材料を形成するために使われる。もう一つの好ましい実施形態では、たとえばAuInGaSe2またはAuInThSe2のような金ベースの半導体を使うこともできる。
【００１６】
ロビンソンの'639の方法によれば、分散材料は、たとえば高スループットのロールツーロール（roll-to-roll）印刷プロセスによって、基板上にコーティングされて、前駆層を形成する。結果として得られる前駆層は、硬化させられて（cured）、薄いが密な半導体フィルムを形成する。硬化ステップは、前駆層を、該前駆層のアニール温度より高いが基板の融点よりは低い温度に加熱することによって加速されてもよい。PEEKのような非常に高い融点の基板を使うことで、より高温の硬化が可能になる。硬化させられたフィルムは次いで、光検出器デバイスのための半導体吸収体を形成するために使われる。ここで考えられている直接X線検出のためには、半導体光検出器の幾何構成および材料組成は、最小の時間遅延での収集のために、半導体ダイオードの周辺表面にある電極による電荷収集効率を最適化して、入射X線の変換によって発達する電荷の収集を最大化するよう選ばれるべきである。
【００１７】
ロビンソンの'639印刷方法は、適切な印刷方法のほんの一例であり、他の好適な印刷プロセスを使ってもよい。アレイ２００のような4スライス・アレイについては、そのようなプロセスは、支持体２０４上への低解像度での無機光検出器２０２の、他の種類のロールツーロール印刷、シルクスクリーン印刷およびスピン・コーティング印刷を含む。より小さなディクセルなどのためにより高い精細度が必要とされる場合には、無機光検出器２０２を支持体２０４上に堆積させるためにインクジェット印刷プロセスを用いてもよい。
【００１８】
例示的なアレイ２００の無機光検出器２０２は直接検出器である。すなわち、これらの検出器は、入射X線を直接捕らえて、入射X線を示す電気信号を生成する。代替的な諸実施形態では、光検出器は間接検出器でもよい。そうした実施形態では、入射X線を別の形の光に変換するために光検出器の上にシンチレータ要素が配置され、その第二の形の光が光検出器によって捕らえられて、間接的に入射X線を示す電気信号を生成する。
【００１９】
図４に示されるように、支持体２０４の前側表面２０３上の電気伝導体２１２が各無機光検出器２０２からアレイ２００の側部に導く。図２は、図における明瞭さのために伝導体２１２は示していない。二つの内側の行２０８における無機光検出器２０２のための伝導体２１２は、二つの外側の行２０９における二つの隣り合う光検出器２０２の間を通ってもよい。伝導体２１２は、無機光検出器２０２を、出力コネクタとともに、アレイ２００の各側部に取り付けられた、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）などのような「能動的な」電子コンポーネント２１４に接続する。能動的な電子コンポーネント２１４は、各側部に沿った約5cmの幅の余白に形成されてもよい。このようにして、伝導体２１２は、各無機光検出器２０２に電力を運ぶとともに、各無機光検出器２０２から出力信号を運ぶこともできる。さらに、各無機光検出器２０２の一つの電極は、光検出器２０２の上方に配置された透明伝導層を通じるなどして、グラウンドに接続されてもよい。グラウンドは共通グラウンドであってもよい。
【００２０】
ある代替的な実施形態によれば、光検出器２０２はいくつかの積層された層によって形成されてもよい。そのような実施形態では、光検出器２０２の各層はまず、支持体上に少なくとも約100μmの厚さである無機材料を配置し、次いで硬化させて半導体層を形成することによって、別個に形成される。これらの半導体層は次いで重ねられ、貼り合わされて、X線放射を効率的に吸収するのに十分な厚さの半導体を形成する。CIGS層は好ましくは約3.5mmの合計厚さに積み重ねられる。この厚い半導体は次いでベース支持体上に配置される。ここで、ベース支持体は、厚い積み重ねられた半導体からの信号を処理するための電子伝導体２１２および「能動的」電子コンポーネント２１４を含む。
【００２１】
図５に示されるように、ひとたび無機光検出器アレイ２００が組み立てられてディクセル２１５を形成すると、上記の装置１００のようなCT撮像装置においてデータ測定システム１１４として使うために、クレードル１１８中に挿入されてもよい。このように、図５は、X線投影１１２を生成するためのX線源１１０と、テーブル１０６上に載っている撮像されるべき患者またはオブジェクト５０２と、無機光検出器アレイ２００との間の相互関係を概略的に示している。クレードル１１８は、基準点用ピン５０４を含んでいてもよい。これらのピンは、アレイ２００をクレードル１１８内において、よって装置１００全体内において適正に整列させるために、アレイ２００の支持体２０４内の基準点用開口２１１を通って延在する。ピン５０４はさらに、アレイ２００の上方の一つまたは複数の散乱防止グリッド（anti-scatter  grids）（図示せず）を適正に整列させるために使用されてもよい。アレイ２００は、追加的にまたはそれだけで、好適な接着剤を用いてクレードル１１８上で所定の位置に保持されてもよい。アレイ２００およびクレードル１１８は一緒になって、データ測定システム１１４をなす。装置内の他のコンポーネントのサイズとの関係でのディクセル２１５のサイズは、例解のため、図５では大幅に誇張されている。先述したように、実際のデータ測定システム１１４においては、図に示した15個のグループ２０６ではなく、データ測定システム１１４の弧長にわたるディクセル２１５の約42個のグループ２０６があってもよい。TiO2を添加したポリテトラフルオロエチレンのようなプラスチックの層５０６が、アレイ２００の個の内側表面上に置かれてもよい。この層５０６はアレイ２００に強度を加える。
【００２２】
無機光検出器の検出器アレイ２００は、図６に示されるプロセス６００に従って、製造され、データ測定システム内に組み立てられてもよい。図６に示したプロセス６００のステップの順序は、個別的な用途の必要性に適合するために変えてもよく、ここで図示および説明する例示的なプロセス６００に対して、いくつかのステップが追加されたり、除去されたりしてもよい。
【００２３】
まず、光検出器２０２アレイ２００内の支持体２０４の前側表面２０３上に無機前駆材料が堆積させられる（６０２）。この堆積（deposition）は、たとえば、先述したように光検出器２０２をなす無機材料が支持体２０４上に印刷される印刷プロセスによって達成されてもよい。光検出器アレイ２００のサイズおよび用途に依存して、好適な印刷プロセスは、ロールツーロール印刷、シルクスクリーン印刷、スピン・コーティング印刷およびインクジェット印刷を含みうる。無機材料は、溶液から堆積させられ、写真エッチングされてパターンを形成してもよい。
【００２４】
次いで、アレイ２００は加熱され、硬化させられて（６０４）、薄いが密な半導体フィルムを形成する。
【００２５】
支持体２０４に、基準点用開口２１１が形成される（６０６）。
【００２６】
支持体２０４の前側表面２０３上に電気伝導体２１２が堆積させられる（６０８）。各無機光検出器２０２から一つの伝導体２１２がアレイ２００の側部につながる。伝導体２１２は、光検出器２０２自身と同様に、光検出器２０２が位置する支持体２０４の前側表面２０３に適用される印刷プロセスを用いて加えられてもよい。同様に、各無機光検出器２０２の一つの電極は、光検出器２０２の上方に配置された透明伝導層を通じるなどして、共通にグラウンドに接続される。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）などのような付随する「能動的」電子コンポーネント２１４が、出力コネクタとともに、アレイ２００の各側に加えられる（６１０）。
無機光検出器アレイ２００は、X線源１１０を中心とする剛性のクレードル１１８の半径に合うよう、弧状に曲げられる（６１２）。曲げられたアレイ２００は、クレードルに取り付けられる（６１２）。これは、基準点用ピン５０４および／または接着剤または光検出器２０２が適正にX線源１１０を焦点とするために必要とされる精密な位置決めを達成する他の任意の手段を用いるなどして行う。
【００２７】
電子的接続が完了され（６１４）、データ測定システムの組み立てを完了するために必要とされるさらなる電子コンポーネントがあれば追加される。ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）のような白色プラスチックの層５０６が、アレイ２００の弧の内側表面上に追加されてもよい（６１６）。この層５０６はアレイ２００に強度を加える。
【００２８】
〈CTデータ測定システム（4スライスより多数のスライス）〉
上で論じた無機光検出器アレイ２００は、4スライスCT撮像装置に好適である。16ないし64スライスまたは128スライスのようなより大きなCT撮像システムのためにそのようなアレイ２００を作ることは、難しいことがある。光検出器２０２および伝導体２１２の両方のためにアレイ支持体２０４の前側表面２０３上に、光検出器２０２のアクティブな領域を過度に減らしてその感度を低下させることなく、十分な余地が見出される必要がある。そのような困難を克服するため、4つより多くのスライスをもつ撮像システムにより好適な、代替的な無機光検出器の検出器アレイ７００が図７および図８に示されている。より具体的には、中心線７１０の一方の側にあるそのようなアレイ７００の半分がこれらの図に示されている。図示したほうおよび図示しないほうの、アレイ７００の二つの半分は、中心線７０１に対して対称的である。
【００２９】
こうして、アレイ７００は、支持体７０４の前側表面７０３上に配置されるいくつかの無機光検出器７０２から構成され、そのそれぞれがアレイ７００の撮像ディクセル７１５をなす。図７に示される無機光検出器７０２は長方形の形だが、六角形のような他のいかなる形も有利に使用でき、光検出器のサイズは好ましくは約0.5ないし5mmかける0.5ないし5mmのオーダーであり、最も好ましくは約1mmかける1mmである。無機光検出器７０２は、光検出器７０２の諸グループ７０６に配置されてもよい。たとえば、各グループ７０６に16個の光検出器７０２である。後述する曲がった配位における光検出器７０２の適正な整列を容易にするために、光検出器７０２の隣り合う各グループ７０６の間にはギャップ７０７があってもよい。グループ７０６はたとえば16の行７０８および42の列７１０に配置されるが、図７には3つの列７１０しか示されていない。こうして、無機光検出器の検出器アレイ７００は典型的には約75ないし100cmの長さLをもち、約20ないし30cmの幅Wをもち、約100μmの厚さtをもつ。そのようなアレイ７００は、16の行７０８のそれぞれが撮像スライスを表す16スライスCT撮像システムのために有用である。こうして、アレイ７００は、z軸が図７に示されるように配向されるようにして、CT撮像装置１００内に配置される。アレイ７００内の無機光検出器７０２のこの配置は、単に代表例であり、個別的な用途の必要性に適合するために他の任意の配置を使ってもよい。
【００３０】
アレイ２００の光検出器２０２との関連ですでに上で論じたように、各光検出器７０２は、無機材料で構成される。無機光検出器７０２は、たとえば印刷プロセスによって支持体７０４上に堆積されてもよい。好適な印刷プロセスは、支持体７０４上への低解像度での無機光検出器７０２のロールツーロール印刷、シルクスクリーン印刷およびスピン・コーティング印刷を含む。無機光検出器７０２を支持体７０４上に堆積させるためにインクジェット印刷プロセスを用いてもよい。無機材料は、溶液から堆積させられ、写真エッチングされてパターンを形成してもよい。
【００３１】
アレイ２００と同様、無機光検出器アレイ７００の支持体７０４は好ましくは安定だが屈曲可能なプラスチック・シートである。支持体７０４はたとえば、ポリエチレンテレフタラート（PET）シート、ポリイミド・シート、ポリアリールエーテルエーテルケトン（PEEK）シートまたはナイロン・シートであってもよい。同様に基準点用開口７１１をもつ。しかしながら、アレイ２００と異なり、アレイ７００の伝導体７１２は、支持体７０４の前側表面７０３上に位置されるのではない。
【００３２】
むしろ、図８および図９に概略的に図示されるように、伝導体７１２は、前側表面７０３と反対側の、支持体７０４の遠方側表面７０５上に位置され、支持体７０４の孔７２０を通じてそれぞれの光検出器７０２に接続される。この構成は、支持体上に位置される光検出器７０２の数から帰結する支持体７０４の前側表面７０３上のスペースの制限のため、有利である。支持体７０４の遠方側表面７０５には光検出器７０２が全くないので、前側表面７０３より、伝導体７１２を配置するためのずっと多くのスペースが利用可能である。
【００３３】
孔７２０は、10.6μm二酸化炭素（CO2）レーザーまたは1.06μm  Nd-YAGレーザーのような連続波（continuous  wave）またはパルス波（pulsed）レーザーの合焦されたビームを使って支持体７０４にあけられてもよい。CWレーザーが使われる場合、窒素ブランケット（nitrogen  blanketing）を使うことが好ましい。支持体７０４の遠方側表面７０５の関連する領域をコーティングする伝導体７１２は、好ましくは、明るい金属または他のレーザー・ビームの良好な反射体であり、そのさらなる進入を阻止する。孔７２０が形成されたのち、それらの孔は、遠方側表面７０５上の伝導体７１２への接続を完成させるために、前側表面７０３から伝導性接着剤７２２の微小滴で充填されることができる。好ましくは、損傷なしにのちの段階が曲げることを許容するために、柔軟な樹脂が用いられる。
【００３４】
伝導体７１２は、通常のインクジェット印刷技術を使って（非吸収性の光沢のあるプラスチックであってもよい）支持体７０４の遠方側表面７０５上に形成されてもよい。そのような技術の代表的な例は、米国特許第5,933,168号に開示されており、この文献は、インクジェット印刷技術の開示についてここに参照によって組み込まれる。この文献は、5ないし7ナノグラムの液滴が生成されたと述べている。その特許または他の従来のインクジェット印刷技術の教示を適応させるため、使用されるインク流体の流体パラメータにマッチする光検出器７０２材料および／または伝導体７１２および７２２材料のための材料を選ぶことが望ましい。理想的には、これらのパラメータは、密度と体積圧縮率の比、動粘性率、接触角および表面張力を含む。印刷される材料（materials  being  printed）に対して耐性のあるゴム膜を選択することが有用であることがある。インクジェット印刷は、隣り合う平行伝導体７１２の間の約16μmもの狭さのスペースを達成できる。これは32μmのピッチおよび１ミリメートル当たり30本を超える伝導体の密度に対応する。
【００３５】
このようにして、図８および図９に示唆されるように、各無機光検出器７０２から、密な間隔の別個の電気伝導体７１２がアレイ７００の側部に導く。このように、伝導体７１２は無機光検出器７０２を、出力コネクタとともに、アレイ７００の各側部に取り付けられた、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）などのような「能動的」電子コンポーネント７１４に接続する。電子コンポーネント７１４は、側部に沿った約5cmの幅の余白に形成されてもよく、支持体７０４の前側表面７０３または遠方側表面７０５のいずれに現れてもよい。このようにして、伝導体７１２は、各無機光伝導体７０２に電力を運ぶとともに、各無機光伝導体７０２からの出力信号も運ぶことができる。また、各無機光検出器７０２の一つの電極が、光検出器７０２の上方に配置された透明伝導層を通じるなどして、共通のグラウンドに接続される。
【００３６】
例示的なアレイ７００の無機光検出器７０２は直接検出器である。すなわち、これらの検出器は、入射X線を直接捕らえ、入射X線を示す電気信号を生成する。代替的な諸実施形態では、光検出器は間接検出器でもよい。そうした実施形態では、入射X線を別の形の光に変換するために光検出器の上にシンチレータ要素が配置され、その第二の形の光が光検出器によって捕らえられて、間接的に入射X線を示す電気信号を生成する。
【００３７】
図７Ａに示される代替的な実施形態では、光検出器７０２は、図７Ａに示される五つの層７０２ａないし７０２ｅのような、いくつかの重ねられた層によって形成されてもよい。そのような実施形態では、積層された光検出器７０２′の各層はまず、支持体上に好ましくは少なくとも約100μmの厚さである無機材料を配置し、次いで硬化させて半導体層を形成することによって、別個に形成される。これらの半導体層７０２ａないし７０２ｅは次いで重ねられ、貼り合わされて厚い半導体検出器アレイ７０２′を形成する。この貼り合わされた積層体７０２′において、直接変換光検出器層７０２ａないし７０２ｅは、介在する要素なしに、互いに対して正確に載っている。
【００３８】
厚い半導体アレイ７０２′は、次に、支持体７０４のようなベース支持体上に配置される。各直接変換光検出器層７０２ａないし７０２ｅは、共通の接着ボンド７２２によって、その下にある対応する層に並列に接続されている。このようにして、伝導性接着剤７２２は、重ねられた光検出器アレイ７０２′をリンクして単一のディクセルを形成する。各ディクセルは電気伝導体７２１によって、厚い積み重ねられた半導体７０２′からの信号を処理するための「能動的」電子コンポーネント７１４に接続される。
【００３９】
ひとたび無機光検出器アレイ７００が組み立てられると、上記の装置１００のようなCT撮像装置においてデータ測定システム１１４として使うために、クレードル１１８中に挿入されてもよい。このプロセスは、基準点用ピン５０４の使用も含め、無機光検出器の検出器アレイ２００との関連で図示し、上述したものと実質的に同様である。
【００４０】
無機光検出器の検出器アレイ７００は、図１０に示されるプロセス１０００に従って、製造され、データ測定システム内に組み立てられてもよい。図１０に示したプロセス１０００のステップの順序は、個別的な用途の必要性に適合するために変えてもよく、ここで図示および説明する例示的なプロセス１０００に対して、いくつかのステップが追加されたり、除去されたりしてもよい。
【００４１】
まず、光検出器７０２アレイ７００内の支持体７０４の前側表面７０３上に無機前駆材料が堆積させられる（１００２）。この堆積（deposition）は、たとえば、先述したように光検出器７０２をなす無機材料が支持体７０４上に印刷される印刷プロセスによって達成されてもよい。光検出器アレイ７００のサイズおよび用途に依存して、好適な印刷プロセスは、ロールツーロール印刷、シルクスクリーン印刷、スピン・コーティング印刷およびインクジェット印刷を含みうる。無機材料は、溶液から堆積させられ、写真エッチングされてパターンを形成してもよい。
【００４２】
次いで、アレイ７００は加熱され、硬化させられて（１００４）、薄いが密な半導体フィルムを形成する。
【００４３】
支持体７０４に、基準点用開口２１１が形成される（１００６）。
【００４４】
支持体７０４の遠方側表面７０５上に電気伝導体７１２が堆積させられる（１００８）。各無機光検出器７０２から一つの伝導体７１２がアレイ７００の側部につながる。伝導体７１２は、光検出器７０２自身と同様に、印刷プロセスを用いて加えられてもよい。支持体７０４に孔７２０が形成され（１０１０）、各無機光検出器７０２を対応する伝導体７１２に接続するために柔軟な伝導性エポキシ樹脂７２２のような伝導体が充填される（１０１２）。各無機光検出器７０２の一つの電極は、光検出器７０２の上方に配置された伝導層を通じるなどして、共通にグラウンドに接続される。この層は透明である必要はなく、それを通る他の電極の伝導体を短絡させるのを防ぐための穿孔（perforations）をもって、型形成（cast）または印刷されてもよい。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）などのような付随する「能動的」電子コンポーネント７１４が、出力コネクタとともに、無機光検出器の検出器アレイ７００の各側部に加えられる（１０１４）。
【００４５】
無機光検出器アレイ７００は、X線源１１０を中心とする剛性のクレードル１１８の半径に合うよう、弧に曲げられる（１０１６）。曲げられたアレイ７００は、クレードルに取り付けられる（１０１６）。これは、基準点用ピン５０４および／または接着剤または光検出器７０２が適正にX線源１１０を焦点とするために必要とされる精密な位置決めを達成する他の任意の手段を用いるなどして行う。
【００４６】
電子的接続が完了され（１０１８）、データ測定システムの組み立てを完了するために必要とされるさらなる電子コンポーネントがあれば追加される。TiO2を添加されたポリテトラフルオロエチレン（PTFE）のような白色プラスチックの層５０６が、アレイ７００によって形成される弧の内側表面上に追加されてもよい（１０２０）。この層５０６はアレイ７００に強度を加え、湿気に対する密封〔シール〕をなす。
【００４７】
この例では、無機光検出器アレイ７００は16スライスのアレイであり、アレイ７００の中心線７０１のそれぞれの側に8つのスライスまたは行７０８が現れる。今の印刷技術はミリメートル当たり32本の伝導体のピッチ上限をもつと考えられる。その上限を適用し、1mmの光検出器７０２ディクセル・ピッチを想定すると、アレイ７００の設計は、中心線７０１のそれぞれの側に32のスライスがある合計64スライスのアレイを作成するために直接適用されうる。もちろん、より高ピッチの印刷方法が発見されるか知られるかすれば、利用可能なスライスの数は対応して増大する。あるいはまた、撮像プロセスのより低い空間解像度が受け容れ可能であれば、光検出器７０２ディクセル・ピッチは下げられてもよい。それにより、伝導体７１２を配置するより多くの余地が与えられ、スライスの数が増す。
【００４８】
図１１に示されるさらにもう一つの実施形態では、光検出器アレイ１１００を用いて作られる撮像スライスの数を増大させる方法が提供される。この実施形態では、支持体１１０４は複数の層をもつ。図１１には代表例として四つの層１１４１、１１４２、１１４３および１１４４が示されている。層１１４１、１１４２、１１４３および１１４４のそれぞれは好ましくは、ポリエチレンテレフタラート（PET）シート、ポリイミド・シート、ポリアリールエーテルエーテルケトン（PEEK）シートまたはナイロン・シートのような、安定だが屈曲可能なプラスチック・シートである。個々の層の厚さtは約10μmないし100μmであってもよい。無機光検出器１１０２は最上層１１４１の前側表面１１５１上に配置される。
【００４９】
多層マクロ無機光検出器アレイ１１００を組み立てるためには、各層１１４１、１１４２、１１４３および１１４４は、そのそれぞれの前側表面１１５１、１１５２、１１５３または１１５４上に適切な伝導体１１１２のネットワークを印刷される。層１１４１、１１４２、１１４３および１１４４は、柔軟な接着剤を用いて貼り合わされ、支持体１１０４を形成する。支持体１１０４に孔１１２０が形成され、各伝導体１１１２と最上表面１１５１上の対応する無機光検出器１１０２との間の連絡経路を提供する。孔１１２０は、10.6μm二酸化炭素（CO2）レーザーまたは1.06μmNd-YAGレーザーのような連続波（continuous  wave）またはパルス波（pulsed）レーザーの合焦されたビームを使って支持体１１０４に作られてもよい。CWレーザーが使われる場合、窒素ブランケット（nitrogen  blanketing）を使うことが好ましい。支持体１１０４中のより深い層を孔１１２０の形成の際のレーザー・ビームによる損傷から保護するのを助けるために、伝導体１１１２は、好ましくは、明るい金属または他のレーザー・ビームの良好な反射体である。このように、伝導体１１１２は各孔１１２０の基部を形成する。レーザー・ビームの強度および露出時間を制御することにより、レーザー・ビームが多層支持体１１０４に進入するのが反射性の金属層１１１２までのみであり、それ以上は進入しないことを保証できる。孔１１２０が形成されたのち、それらの孔は、各伝導体１１１２への接続を完成させるために、光検出器表面１１５１から孔１１２０の底まで延在する伝導性接着剤（図示せず）で充填されることができる。
【００５０】
このように、経路の複数の層を設けることにより、伝導体１１１２のためにアレイ１１００において利用可能なスペースが大幅に増大する。これは、アレイを使って得られる画像の品質を犠牲にすることなく、より多くの撮像スライスがアレイ中に形成されることを許容する。この方法は、上述したような積層された光検出器との関連で使用してもよい。
【００５１】
〈分光CTスキャナ〉
上で論じた概念は分光CT装置にすぐ適用できる。分光CTについては、データ測定システム１１４は二つの別個の無機光検出器の検出器アレイを組み合わせる。該二つの検出器アレイは、図１２に下部無機光検出器の検出器アレイ１２０２および上部無機光検出器の検出器アレイ１２０４として示されている。上部アレイ１２０４は好ましくは低エネルギー（より軟らかい）入射X線に応答してこれをフィルタ除去し、高エネルギー（硬）X線のみを残す。その高エネルギーX線に対して下部アレイ１２０２が好ましくは感度をもつ。これは光子エネルギー分光測定における統計を改善する。
【００５２】
下部無機光検出器の検出器アレイ１２０２は無機光検出器の検出器アレイ２００（4スライスまでの分光CTスキャナについて）、無機光検出器の検出器アレイ７００（64スライスまでの分光CTスキャナについて）または無機光検出器の検出器アレイ１１００（64スライスを超える分光CTスキャナについて）と同一であってもよい。しかしながら、下部無機光検出器の検出器アレイ１２０２は好ましくはたとえば比較的密な無機半導体材料であるAuInGaSe2またはAuInThSe2を組み込んでもよい。基準点用ピン５０４のための標準的な基準点用孔間隔があってもよい。
【００５３】
上部無機光検出器の検出器アレイ１２０４は、分光CT撮像機能を提供するために加えられる。上部アレイ１２０４と下部アレイ１２０２の設計には二つの主要な違いがある。第一に、上部アレイ１２０４はより低エネルギー用のアレイであり、より軟らかいX線に優先的に応答し、よってたとえば無機半導体材料としてCIGSを含む。第二に、下部無機光検出器の検出器アレイ１２０２と比べ、上部無機光検出器の検出器アレイ１２０４の光検出器は、やや小さめの大きさで、やや小さめの離間をもって、基準点用孔間隔もやや狭まって印刷される。これは、上部検出器アレイ１２０４がクレードル１１８内の下部検出器アレイ１２０２上に取り付けられ、それでいて対応するやや小さな半径でX線源１１０を焦点とすることを許容する。これはまた、上部検出器アレイ１２０４が、精密な位置決めのために下部検出器アレイ１２０２と同じ基準点用ピン５０４を使ってデータ測定システム１１４内に取り付けられることをも許容する。各検出器アレイ１２０２および１２０４とともに別個の最上層５０６が使用されてもよい。
【００５４】
〈第四世代CTスキャナ〉
本稿に記載される技術は、図１３および図１４に示される装置１３００のような第四世代CTスキャナとの関連で使用されてもよい。第四世代CT撮像装置では、データ測定システムは、撮像されるべき関心領域を取り囲む、X線検出器の完全なリングを有する。オフセットされた回転X線源がX線を放出し、それが静止したままの検出器によって受光される。
【００５５】
このように、図１３および図１４を参照するに、第四世代CT撮像装置１３００は、テーブル１３０６を受け入れる開口１３０４をもつ固定ガントリー１３０２を有する。テーブル１３０６はz軸に沿って直線移動して開口１３０４に出入りする。第四世代CT装置１３００によって撮像されるべき患者または他のオブジェクトは、テーブル１３０６の上に配置される。オフセットされたX線源１３０８が関心領域のまわりを円形経路１３１０に沿って回転する。少なくともガントリー１３０２内に配置された第一のリングは、上で論じたような無機光検出器の検出器アレイ１３１２を有する。より詳細には、上記の各実施形態の支持要素２０４、７０４および１１０４は、ガントリー１３０２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をもつことができる。そのようにして、アレイ２００、７００または１１０がリング・クレードルの内側の周上に、接着剤および／または基準点用開口‐ピン構成を使って取り付けられる。換言すれば、第四世代CT装置１３００では、固定されたリング・クレードルが、上記のアレイ２００、７００および１１００の回転するクレードル１１８の代わりとなる。リング・クレードルは完全なリングの形であってもよいし、完全なリングのセグメントだけであってもよい。
【００５６】
図１３および図１４には示されていないが、第四世代CT装置１３００は、第三世代CT撮像装置１００との関連ですでに論じたシステム１２０と類似の処理および表示システムを組み込む。
【００５７】
第一のリング形状の無機光検出器の検出器アレイ１３１２の内側に第二のリング形状の無機光検出器の検出器アレイ１３１４を加えることによって、分光CT機能が第四世代CT装置１３００に加えられてもよい。このように、この分光CT実施形態では、第一の無機光検出器の検出器アレイ１３１２はAuInGaSe2またはAuInThSe2のような比較的高密度の半導体を組み込み、一方、第二の無機光検出器の検出器アレイ１３１４はCIGSのような比較的低密度の半導体を組み込む。また、第一の無機光検出器の検出器アレイ１３１２のコンポーネントと比べ、第二の無機光検出器の検出器アレイ１３１４の光検出器は、やや小さめの大きさで、やや小さめの離間をもち、基準点用孔間隔もやや狭まっている。これは、第二の無機光検出器の検出器アレイ１３１４がリング形状の支持体上の第一の無機光検出器の検出器アレイ１３１２の周内に取り付けられることを許容する。これはまた、第二の無機光検出器の検出器アレイ１３１４が、精密な位置決めのために第一の無機光検出器の検出器アレイ１３１２と同じ基準点用ピンを使って取り付けられることをも許容する。より多くのアレイ層が追加的に使用されてもよい。
【００５８】
本稿に記載される無機光検出器の検出器アレイは特に第四世代CT撮像装置１３００に好適である。本無機光検出器の検出器アレイは製造および設置のコストが、今日のCT撮像装置において使用されるセラミック・シンチレータおよびシリコン光検出器に比べてずっと低い。電子的な接続コストも実質的に削減される。このように、関心領域を完全に取り囲むよう十分な検出器を製造することにおいて実現されるコスト節減は実質的なものとなりうる。さらに、データ測定システムにおける一様性および時間的安定性についての要求が第四世代CTではずっと低くなる。各検出器の感度、暗雑音および線形性がすべて各撮像露出の直前に較正できるからである。さらに、第四世代CT装置１３００では回転する必要があるのはX線源１３０８だけなので、必要とされる機械的精度が低くなり、ガントリーの機械的コストが削減できる。
【００５９】
〈可変サイズの光検出器ディクセル幾何構成〉
例示的な無機光検出器の検出器アレイ２００のディクセル２１５、例示的な無機光検出器の検出器アレイ７００のディクセル７１５および例示的な無機光検出器の検出器アレイ１１００のディクセルはみな、図に示されるような同じ長方形の形を有するものとして示され、記載されている。しかしながら、少なくとも一つの代替的な実施形態では、ディクセルのサイズは有利には、図１５に示されるように、アレイ２００、７００または１１００の全体において変化してもよい。
【００６０】
図１５は、z軸を横切る第一の中心線１５０１およびz軸に平行な第二の中心線１５０５をもつ無機光検出器アレイ１５００を示している。光検出器アレイ１５００は、支持体１５０４上に配置されたさまざまなサイズのいくつかの光検出器ディクセル１５１５を有する。ディクセル１５１５は行および列に配置される。図１５は、中心線１５０１と１５０５が交差するアレイの中心に最も近い6つの行１５０８ａないし１５０８ｆおよび5つの列１５１０ａないし１５１０ｅしか示していない。見て取れるように、ディクセル１５１５がアレイ１５００の中心線１５０１または１５０５の一方に近くなるにつれて、そのサイズは小さくなる。この幾何構成は、検出器アレイ１５００の空間解像度を、たとえばアレイ２００に関して図５において示されるようにオブジェクトが典型的に撮像されるその中心において高くするコスト効率のよい方法を提起する。
【００６１】
X線検出器の技術分野の当業者は、X線ビームの中心部の光線に線量を集中させ、その領域において最大の解像度をもつ検出器を用いることによって、患者線量効率が大幅に改善できることを理解するであろう。こうして、図１５の実施形態は、ディクセル１５１５幾何構成がX線源の具体的な特性に合わせて調整されれば、必要とされるX線照射の削減にもつながりうる。特に、ボウタイX線フィルタ（bow  tie  x-ray  filter）（図１５には示さず）は検出器１５１５の端においてずっと薄くすることができ、アレイ１５００の端でより大きい。
【００６２】
〈複合シンチレータ（composite  scintillator）〉
上記の実施形態は、入射X線を電子信号に直接変換するための無機光検出器アレイを組み込んでいる。しかしながら、直接的なシンチレータと連携したフォトダイオードが光検出器を形成するなど、間接的な光電変換のための無機光検出器アレイが使われてもよい。そのような間接的変換の一つの代替として、米国特許出願第61/087,195号（2008年8月8日出願）およびPCT特許出願第PCT/IB2008/055276号（2008年12月12日出願、2007年12月21日出願の米国特許出願第61/087,195号に基づく優先権主張）に記載されるような複合シンチレータを使うことができる。これらの出願は、複合シンチレータの開示について、ここに参照によって明示的に組み込まれる。
【００６３】
そのような複合シンチレータはコスト節減および改善された熱応力性能を達成できる。特に、直接変換のための必要とされる純度、品質、スピード、線形性および一様性をもつ無機半導体を作るための商業的に有望な印刷プロセスの開発は困難を伴うことがありうる。よって、一つの代替として、X線検出性能を改善するために、大面積フォトダイオード・アレイ（有機または無機）を、複合シンチレータの層でコーティングしてもよい。
【００６４】
このように、図１６は、複合シンチレータをもつ無機または有機のフォトダイオード・アレイを含むデータ測定システムの製造および組み立てのプロセス１６００を示している。図１６に示されるようなプロセス１６００のステップの順序は、個別的な用途の必要性に適合するために変えてもよく、ここで図示および説明する例示的なプロセス１６００に対して、いくつかのステップが追加されたり、除去されたりしてもよい。
【００６５】
フォトダイオードは、上記のように、支持体の前面に堆積される（１６０２）。この堆積（deposition）は、たとえば、フォトダイオードをなすCIGS、AuInGaSe2またはAuInThSe2のような材料が支持体上に印刷される印刷プロセスによって達成されてもよい。フォトダイオード・アレイのサイズおよび用途に依存して、好適な印刷プロセスは、真空蒸着によるまたは好ましくは大気圧でのロールツーロール印刷、シルクスクリーン印刷、スピン・コーティング印刷およびインクジェット印刷を含みうる。フォトダイオード材料は、溶液から堆積させられ、写真エッチングされてパターンを形成してもよい。支持体に基準点用開口が形成され（１６０４）、支持体に伝導体孔も形成される（１６０６）。支持体の遠方側（distal）表面上に電気伝導体が堆積させられる（１６０８）。各フォトダイオードから一つの伝導体がアレイの側部につながる。伝導体は、フォトダイオード自身と同様に、支持体に適用される印刷プロセスを用いて加えられてもよい。各フォトダイオードの一つの電極は、フォトダイオードの上方に近位的に（proximally）配置された透明伝導層を通じるなどして、共通グラウンドに接続される。
【００６６】
次いで、支持体の前面上に薄い複合シンチレータ・ブロックが型形成〔キャスト〕される（１６１０）。これはたとえば、好適な樹脂またはプラスチック中にシンチレータ粉を分散させ、硬化させることによる（１６１２）。GOS、ガーネット（GGAGなど）、ZnSe、ZnSおよびZnO粉のような幅広いシンチレータ材料が使用できる。これらのシンチレータ材料は、結晶化や焼結の必要なしに、湿式の〔ウェット〕化学的方法によって安価に用意できる。湿気の存在または形成を最小化するよう注意を払えば、典型的により高い光出力を与えるLuI3、YI3またはSrI2のようなハロゲン化希土類が使用されうる。
【００６７】
複合シンチレータが薄ければ、シンチレータ層における散乱や自己吸収によって失われる光はほとんどなく、幾何学的な光学効率は非常に高くなる。よって、複合シンチレータ・コーティングの厚さは好ましくは約100μmから250μmの間である。代替的または追加的に、複合シンチレータの粉成分はナノ粒子状または比較的低密度であることができる。これは、複合シンチレータ・コーティング層における自己吸収が許容できる程度になることと、複合体中の粉と樹脂の屈折率のかなりの不一致（δn＝0.2）にもかかわらず光出力が散乱によってあまり深刻に低下させられないことを保証する。樹脂の屈折率とよりよく一致するLuPO4またはBaF2のような低屈折率のシンチレータであれば、より厚い層が可能になる。
【００６８】
複合シンチレータ・コーティングをフォトダイオード・アレイ上に堆積させる方法はいくつもある。第一の方法では、複合シンチレータ材料の連続フィルムが、その発光波長において光を吸収する光吸収体または染料を堆積させられる。複合シンチレータ内での横クロストーク（lateral  cross-talk）を低下させるためである。
【００６９】
第二の方法では、複合シンチレータ・コーティングは、ディクセルを形成するために、機械的にまたはレーザーを用いるなどにより、刻みを付けられ（scribed）てもよい。各ディクセルはアレイの対応するフォトダイオード素子上に隣接しており、クロストークを禁止するために空気ギャップまたはペイントにより離間される。こうして、シンチレータ・ブロックの下にある隣り合うフォトダイオードの間の境界に対応して、シンチレータ・ブロックにおいて一連の平行スロットが刻まれる（１６１４）。このようにして、シンチレータ・ブロックにおいて細長いスライスが形成される。シンチレータ・ブロックのスライス間のスロット内および端面上に白色反射体がコーティングされ、硬化させられる（１６１６）。シンチレータ・ブロックに対して別の一連の切り込みがなされ（１６１８）、先の切り込み１６１４と垂直なスロットを形成する。それにより、組み合わされたスロット・パターンが、シンチレータ・ブロックの下にあるフォトダイオードと組み合わさってディクセルを形成する。シンチレータ・ブロックの新しいスロット内および端面上に白色反射体がコーティングされ、硬化させられる（１６２０）。望むなら、アレイがより容易に曲がった配位に曲げられるよう、一部のスロットの幅を広くして（１６２２）、いくつかのモジュールを形成してもよい。
【００７０】
フォトダイオード・アレイ上にシンチレータ・コーティングを堆積させて光検出器を形成する第三の方法では、個々の複合シンチレータ要素が好適な印刷プロセスによって各フォトダイオード上に直接印刷される。複合シンチレータ素子間のクロストークを防止するために、複合シンチレータ素子間の隙間に黒い吸収インクが加えられる。
【００７１】
フォトダイオード・アレイ上にシンチレータ・コーティングを堆積させて光検出器を形成する第四の方法では、市販のX線イメージ増倍スクリーンが用いられる。これは光学セメント（optical  cement）を使ってフォトダイオード・アレイの前面にあてがわれる。増倍スクリーンにおいて一連の平行なスロットが切り込まれ（１６１４）、型形成された複合シンチレータ・ブロックの場合と同様に、細長いスライスを形成する。
【００７２】
支持体の前側表面上の無機フォトダイオードを支持体の遠方側表面上の伝導体と電気的に接続するために、支持体の伝導体孔内に伝導性接着剤が入れられる（１６２４）。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）などのような対応する「能動的な」電子コンポーネントが出力コネクタとともにアレイの各側に取り付けられる（１６２６）。散乱防止グリッドがアレイに加えられてもよい（１６２６）。次いで、正しくX線源を焦点とするよう、データ測定システムは弧状に曲げられて、支持体の基準点用開口をクレードルの基準点用ピンの上に位置決めすることによって、クレードル内に設置される。適切な幾何構成を使うことによって、このプロセスは第三または第四世代のデータ測定システムのために使用されてもよい。
【００７３】
これらの組み合わされた複合シンチレータ／無機フォトダイオード・アレイが十分なX線阻止能を達成するのは、いくつかの方法のいずれによってでもよい。第一の実施形態では、複合シンチレータ／無機フォトダイオードのいくつかの層が貼り合わされて、図１７に示されるような厚い検出器積層体を形成することができる。図１７には、基準点用ピン５０４によって保持され、整列させられている複合シンチレータ／無機フォトダイオード・アレイの三層の積層体１７００が示されている。そのような多層積層体では、積層構造における複合シンチレータを形成するために市販のX線増倍スクリーンが使用されてもよい。同様に、組み合わされた複合シンチレータ／フォトダイオード・アレイ層の多層積層体は第四世代CT撮像装置に組み込まれてもよい。この場合、各層は完全なリングの形である。そのような積層体はまた、統合モード（integrating  mode）においてそれらのフォトダイオード・アレイを別個に読み出すことによって、分光CT装置においても好適に使用できる。
【００７４】
第二の実施形態では、いくつかのセクター形の要素１８０１を積み重ねられた関係において一緒に組み合わせることによって検出器アレイ１８００が作られる。ここで、各要素１８０１がアレイ１８００の単一の撮像スライスに対応する。図１８に示されるように、各スライス・アレイ要素１８０１は、支持体１８０４の第一の側１８０５上に、可能性としてはいくつかのグループ１８０６をなして堆積させられて光検出器を形成するいくつかの有機または無機フォトダイオード１８０２および対応する複合シンチレータ１８０３を含む。図解の簡単のため、図１８では、個々のフォトダイオード１８０２およびシンチレータ１８０３は一つのグループ１８０６についてのみ示されている。図に示すようなフォトダイオード１８０２および複合シンチレータ１８０３はセクター形であるが、いかなる形を使ってもよい。入射放射線Rにさらされる複合シンチレータ１８０３の上部の断面サイズは、好ましくは、約0.5ないし5mmのオーダーである。複合シンチレータは、すべての放射Rを吸収するために、好ましくは約0.5ないし6mmの高さのオーダーである。よって、アレイ１８００は、図１９に示されるようにz軸が配向されるよう、CT撮像装置１００内に配置される。z軸に沿った各フォトダイオード・スライス１８０１の厚さtは好ましくは約100μm以下であり、よって、放出される光学放射Rはほとんどシンチレータ１８０３に吸収されず、幾何学的量子効率（DQDE〔ディーキューディーイー〕）は高い。基部は好ましくは、先端よりやや厚い。実際のスライス素子１８０１では、各グループに約16個の光検出器１８０２として、約42個のグループ１８０６（すなわち合計672個の光検出器１８０２）が支持体１８０４の弧の長さにまたがることができる。ただし、図には13個のグループ１８０６しか示されていない。
【００７５】
各フォトダイオード１８０２は、本稿の他の実施形態との関連ですでに上で論じたような無機材料から構成されても、有機材料から構成されてもよい。フォトダイオード１８０２はたとえば印刷プロセスによって、支持体１８０２上に堆積させられてもよい。好適な印刷プロセスは、支持体１８０４上での低解像度での、真空蒸着によるまたは好ましくは大気圧でのロールツーロール印刷、シルクスクリーン印刷、スピン・コーティング印刷を含みうる。より高い空間解像度のためには、光検出器１８０２を支持体１８０４上に堆積させるためにインクジェット印刷プロセスを用いてもよい。材料は、溶液から堆積させられ、写真エッチングされてパターンを形成してもよい。
【００７６】
システム１８００の支持体１８０４は好ましくは安定で、薄く、剛性のプラスチック・シートである。支持体１８０４はたとえば、ポリエチレンテレフタラート（PET）シート、ポリイミド・シート、ポリアリールエーテルエーテルケトン（PEEK）シートまたはナイロン・シートであってもよい。シートはたとえば約9μmから30μmの間の厚さであってもよい。さらなる強度および剛性を与えるために、追加的な薄い金属支持体（図示せず）が加えられてもよい。支持体１８０４は同様に、他の実施形態と同様の基準点用開口１８１１を有する。
【００７７】
各フォトダイオード１８０２から電気伝導体（図示せず）が、支持体１８０４上に取り付けられた「能動的」電子コンポーネント１８１４につながる。そのようなコンポーネントはたとえば、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）などを、出力コネクタとともに、含みうる。これらの伝導体は、通常のインクジェット印刷技術またはロールツーロール印刷を使って形成されてもよい。伝導体は、光検出器１８０２をももつ第一の表面１８０５上に位置されてもよい。伝導体はまた、10.6μm二酸化炭素（CO2）レーザーまたは1.06μm  Nd-YAGレーザーのような連続波（continuous  wave）またはパルス波（pulsed）レーザーの合焦されたビームを使って支持体１８０４を貫通する孔を配するなどして、支持体１８０４の反対側の表面上に位置されてもよい。あるいは、図１１の実施形態と同様に、すべての伝導体を収めるために十分な余地を作るために、支持体材料１８０４のいくつかの層が使用されてもよい。光検出器１８０２の上方に配置された透明伝導層を通じるなどして、各光検出器１８０２の一つの電極が共通のグラウンドに接続される。
【００７８】
図示しない代替的な構成として、各光検出器は、組み合わされた複合シンチレータおよびフォトダイオード材料のいくつかの積み重ねられた層によって形成されてもよい。そのような実施形態では、貼り合わされた光検出器の各層はまず、支持体上に好ましくは少なくとも約100μmの厚さである無機材料を配置し、次いで硬化させて半導体層を形成することによって、別個に形成される。次いで複合シンチレータが加えられて、間接光検出器を作り出す。複合シンチレータは100μmのオーダーの厚さをもち、フォトダイオードは約10μmのオーダーの厚さをもち、一つの層の組み合わされた厚さは約110μmとなる。約10の層を積層体に積み重ねると、約1mmのオーダーの厚さとなる。これらの層は、並列に、一組の電子回路への入力となる。
【００７９】
ひとたびいくつかのスライス要素１８０１が作成されたら、対応するアレイ１８００は、いくつかのスライス要素１８０１を積み重ねることによって組み立てられる。これは、4スライス撮像装置１００に対応する四つの要素１８０１を使って、図１９に示されている。理想的には、スライス１８０１はややテーパーを付けられており、先端よりも基部〔ベース〕において厚くなっている。X線源１１０を「焦点」とするためである。各要素１８０１をアレイ１８００内で適正に位置決めするために、各スライス要素１８０１内の基準点用孔１８１１（図１８）を整列させることを通じて、基準点用ピンが延びていてもよい。
【００８０】
図２０は、分光CT撮像装置に好適なスライス要素２００１を示している。よって、要素２００１は単一の撮像スライスに対応する。該単一の撮像スライスは、図１８および図１９の実施形態との関連で述べたようにして他の同様の要素２００１と積み重ねられると、撮像用のシステム２０００（図示せず）を形成する。スライス要素２００１は、支持体２００４の第一の側２００５上に、可能性としてはいくつかのグループ２００６をなして堆積させられたいくつかの光検出器２００２および対応する複合シンチレータ２００３を含む。図解の簡単のため、図２０では、個々の光検出器２００２および複合シンチレータ２００３は一つのグループ２００６についてしか示していない。図に示すような光検出器２００２および複合シンチレータ２００３はセクター形であるが、いかなる形を使ってもよい。入射放射Rの観点（standpoint）からのシンチレータ２００３の断面サイズは好ましくは約0.5ないし5mmかける0.5ないし5mmのオーダーであり、最も好ましくは約1mmかける1mmである。スライス要素２００１内の他のコンポーネントのサイズとの関係での光検出器２００２のサイズは、例解のため、図２０では大幅に誇張されている。実際のスライス要素２００１においては、図に示した13個のグループではなく、支持体２００４の弧長にわたる約42個のグループ２００６があることになる。
【００８１】
光検出器２０１２の第一の（遠い）アレイ２０１２内の各グループ２００６はより高エネルギーの複合シンチレータを組み込んでおり、一方、第二の（より近い）アレイ２０１４はより低エネルギーの複合シンチレータを組み込んでいる。また、第一のアレイ２０１２のコンポーネントと比較して、第二のアレイ２０１４のシンチレータおよび光検出器はやや小さなサイズであり、やや小さな離間をもつ。これは、第二のアレイ２０１４が第一のアレイ２０１２上に取り付けられ、それでいて入射する放射Rの源を適切に焦点とすることを許容する。
【００８２】
さらなる実施形態では、一つまたは複数の組み合わされた複合シンチレータ／無機フォトダイオード層は、その有効厚さを増し、よってX線を吸収するために必要な積層数を減らすために、X線ビーム１１２に対してある角度で傾けてもよい。代表的なアレイ２１００が図２１ないし図２３に示されている。図２１に示されるように、支持体２１０１には、上述したようにフォトダイオード２１０２が印刷されている。そこで、複合シンチレータまたはX線増倍スクリーンの層２１５０が光検出器２１０２の上に載せられる。複合シンチレータまたはイメージ増倍スクリーン２１５０は、たとえば光学接着剤を使うことなどにより、フォトダイオード２１０２に光学的に結合されてもよい。次いで、複合シンチレータまたはスクリーン２１５０は、図２２に示されるようにギャップ２１７０を形成するために刻みを付けられる。次いでアレイは扇のように（fanwise）畳まれ（２１７０）、図２３に示すようなアコーディオン（concertina）形にされ、データ測定システム中に組み込まれる。（図２１および図２２に示されるスケールは、図２３のスケールに対して大幅に拡大されている。）
本発明について、好ましい実施形態を参照して記載してきた。明らかに、以上の詳細な説明を読み、理解すれば、他の者にも修正や改変が思いつくであろう。本発明は、付属の請求項またはその等価物の範囲内にはいる限り、そのようなすべての修正および改変を含むものと解釈されることが意図されている。本発明は、さまざまなコンポーネントおよびコンポーネントの配置ならびにさまざまなステップおよびステップの配置の形を取ることができる。図面は単に好ましい実施形態を例解するためのものであり、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様１〕
撮像システムであって：
撮像スキャンを実行するために当該撮像システムの中心z軸のまわりに回転する放射源と；
曲がった支持体上に配置されているいくつかの離散的な光検出器を含む無機光検出器アレイとを有しており、無機光検出器の各行は前記曲がった支持体の曲がりに沿って整列されており、無機光検出器の各列は当該撮像システムの中心z軸に平行に整列されている、
撮像システム。
〔態様２〕
前記無機光検出器がCIGS、AuInGaSe2およびAuInThSe2のうちの少なくとも一つを含む、態様１記載の撮像システム。
〔態様３〕
前記曲がった支持体が屈曲可能なシートである、態様１または２記載の撮像システム。
〔態様４〕
前記屈曲可能なシートがPETシート、ポリイミド・シート、PEETシートまたはナイロン・シートである、態様３記載の撮像システム。
〔態様５〕
無機光検出器の各行が、当該撮像システムによって実行される撮像スキャンの際の単一の撮像スライスに対応する、態様１ないし４のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様６〕
前記放射源と前記無機光検出器の間に配置される一つまたは複数のシンチレータをさらに有する、態様１ないし５のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様７〕
前記シンチレータが複合シンチレータ材料から形成される、態様６記載の撮像システム。
〔態様８〕
前記無機光検出器が、印刷プロセスによって前記曲がった支持体上に配置される、態様１ないし７のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様９〕
前記無機光検出器のそれぞれを、前記曲がった支持体上に配置された一つまたは複数の能動的な電子コンポーネントに動作上接続する伝導体経路をさらに有する、態様１ないし８のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様１０〕
前記伝導体経路が、前記支持体の前記無機光検出器が配置される表面とは実質的に反対側の前記曲がった支持体の遠方側表面上に配置される態様９記載の撮像システムであって、前記伝導体経路を前記無機光検出器に電気的に接続する伝導体材料で満たされた前記支持体中の孔をさらに有する、撮像システム。
〔態様１１〕
前記曲がった支持体が、最上層および一つまたは複数の下層を含む二つ以上の層から構成され、前記無機光検出器は前記最上層上に配置され、各下層は前記最上層に近い上表面をもち、前記上表面の上に前記伝導体経路の少なくとも一つが配置される、態様９記載の撮像システム。
〔態様１２〕
前記曲がった支持体が当該撮像システムの前記中心z軸の完全な周囲をめぐって延在する、態様１ないし１１のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様１３〕
前記無機光検出器アレイが無機光検出器の層を二つ含み、第一の層は一つまたは複数の高エネルギー無機光電材料に関連し、第二の層は一つまたは複数の低エネルギー無機光電材料に関連する、態様１ないし１２のうちいずれか一項記載の撮像システム。
〔態様１４〕
撮像システムであって：
撮像スキャンを実行するために当該撮像システムの中心z軸のまわりに回転する放射源と；
少なくとも二つのセクター形の要素を、互いに積み重ねられた関係で有する無機光検出器アレイとを有しており、前記セクター形の要素上にいくつかの離散的な無機光検出器が配置されている、
撮像システム。
〔態様１５〕
撮像システムにおいて使うための、屈曲可能な無機光検出器アレイ組立体であって、屈曲可能な支持体と、前記支持体上に配置されたいくつかの離散的な無機光検出器と、前記支持体上に配置された一つまたは複数の能動的電子コンポーネントと、前記無機光検出器のそれぞれを前記能動的電子コンポーネントの少なくとも一つに動作上接続する伝導体経路とを有する、屈曲可能なアレイ組立体。
〔態様１６〕
態様１５記載の屈曲可能なアレイ組立体であって、前記無機光検出器は前記屈曲可能な支持体上に行および列に配置されており、無機光検出器の各行は撮像システムによって実行される撮像スキャンの際の単一の撮像スライスに対応し、前記列は前記撮像システムの中心z軸に平行に整列されている、
屈曲可能なアレイ組立体。
〔態様１７〕
前記無機光検出器がCIGS、AuInGaSe2およびAuInThSe2のうちの少なくとも一つを含む、態様１５または１６記載の屈曲可能なアレイ組立体。
〔態様１８〕
前記屈曲可能な支持体がPETシート、ポリイミド・シート、PEETシートまたはナイロン・シートである、態様１５ないし１７のうちいずれか一項記載の屈曲可能なアレイ組立体。
〔態様１９〕
前記無機光検出器の上に配置される複合シンチレータをさらに有する、態様１５ないし１８のうちいずれか一項記載の屈曲可能なアレイ組立体。
〔態様２０〕
当該組立体が、撮像システム内のクレードル上に取り付けられて撮像データ測定システムを形成する、態様１５ないし１９のうちいずれか一項記載の屈曲可能なアレイ組立体。
〔態様２１〕
前記無機光検出器が、印刷プロセスによって前記支持体上に配置される、態様１５ないし２０のうちいずれか一項記載の屈曲可能なアレイ組立体。
〔態様２２〕
前記屈曲可能な支持体の前記無機光検出器との共通表面上に伝導体経路が配置されている、態様１５ないし２１のうちいずれか一項記載の屈曲可能なアレイ組立体。
〔態様２３〕
前記伝導体経路が、前記無機光検出器が配置される表面とは実質的に反対側の前記支持体の遠方側表面上に配置される態様１５ないし２２のうちいずれか一項記載の屈曲可能なアレイ組立体であって、前記支持体が、前記伝導体経路を前記無機光検出器に電気的に接続する伝導体材料で満たされた孔を有する、屈曲可能なアレイ組立体。
〔態様２４〕
前記支持体が、最上層および一つまたは複数の下層を含む二つ以上の層から構成され、前記無機光検出器は前記最上層上に配置され、各下層は前記最上層に近い上表面をもち、前記上表面の上に前記伝導体経路の少なくとも一つが配置される、態様２３記載の屈曲可能なアレイ組立体。
〔態様２５〕
前記屈曲可能な支持体が第四世代撮像システムにおいて使うための、前記撮像システムの前記中心z軸を取り囲む周全体にほぼ等しい長さを有する、態様１５記載の屈曲可能なアレイ組立体。
〔態様２６〕
前記無機光検出器アレイが無機光検出器の層を二つ含み、第一の層は一つまたは複数の高エネルギー無機光電材料に関連し、第二の層は一つまたは複数の低エネルギー無機光電材料に関連する、態様１５記載の屈曲可能なアレイ組立体。
〔態様２７〕
前記屈曲可能な支持体中に配置された一つまたは複数の基準点用開口をさらに有する、態様１５記載の屈曲可能なアレイ組立体。
〔態様２８〕
撮像システムにおいて使うための屈曲可能な無機光検出器アレイを作成する方法であって、当該方法は、屈曲可能な支持体の前面にいくつかの離散的な無機光検出器を配置する段階と、前記支持体上に一つまたは複数の能動的電子コンポーネントを配置する段階と、前記無機光検出器のそれぞれを前記能動的電子コンポーネントの少なくとも一つに動作上接続する伝導体経路を形成する段階とを含む、方法。
〔態様２９〕
一つまたは複数の複合シンチレータを、前記支持体の上の前記無機光検出器の上方のシンチレータ・アレイに形成する段階をさらに含む、態様２８記載の方法。
〔態様３０〕
前記無機光検出器上に複合シンチレータ・ブロックをキャストし、前記複合シンチレータ・ブロックを硬化させる段階をさらに含む、態様２９記載の方法。
【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７Ａ】
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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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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