(57)【要約】【課題】Ｘ線利用効率を向上する。【解決手段】第１シンチレータ層４１に発光部Ｌ１が生じると、放射光Ｒ１が放射される。第１平行光化層５１は、放射光Ｒ１を平行光Ｐ１にして出射する。平行光Ｐ１は、第２シンチレータ層４２を透過し、第２平行光化層５２に入射する。第２平行光化層５２は、平行光Ｐ１を焦点に収束する収束光Ｆ１にして出射する。収束光Ｆ１は焦点に収束した後で広がるが、広がっても対応チャネルのフォトダイオード６１に大部分が受光される。【効果】反射材やスリットなどで分画されていないシンチレータ層を用いるため、Ｘ線利用効率を向上できる。シンチレータ層を薄くし且つシンチレータ層の間に平行光化層を設けているため、クロストークを抑制できる。全体のシンチレータ層は十分厚いため、従来と同等のＸ線エネルギー範囲（波長範囲）でＸ線を検出できる。【選択図】図３
2006162293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分画されていないシンチレータを２段以上備えると共に、ある段のシンチレータとその後段のシンチレータの間に、前記ある段のシンチレータで発生した放射光が入射されると平行光化して前記後段のシンチレータへ出射する平行光化手段を介設したことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線検出器において、前記平行光化手段が、複数のチャネル対応のコリメートレンズを方向を揃えて板状に一体化した構造体であることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線検出器において、前記コリメートレンズの焦点距離が、前記シンチレータの厚さの３／４より短く且つ前記シンチレータの厚さの１／４より長いことを特徴とするＸ線検出器。
【請求項４】
請求項１に記載のＸ線検出器において、前記平行光化手段が、複数の光ファイバを方向を揃えて板状に一体化した構造体であることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線検出器において、前記光ファイバの端部のコアが拡径されていることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のＸ線検出器において、前記平行光化手段の厚さが０.５ｍｍ以下であることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のＸ線検出器において、前記シンチレータの厚さが１.５ｍｍ以下であり、前記組み合わせの段数が３段以上であることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のＸ線検出器を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検出器およびＸ線ＣＴ装置に関し、さらに詳しくは、Ｘ線利用効率を向上可能なＸ線検出器およびＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線ＣＴ装置で高解像度撮影を可能にするために、コリメータで分画したセル毎に複数のフォトダイオードを設けたＸ線検出器（例えば、特許文献１参照。）や、シンチレータを多数のセルに分画する反射材を傾斜させたＸ線検出器（例えば、特許文献２参照。）などが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９３４８９号公報
【特許文献２】特開２００４−２８８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＸ線検出器では、あるフォトダイオードだけが受光すべき光を隣接するフォトダイオードまでもが受光してしまうこと（以下、クロストークという）を防止するため、反射材やスリットなどによりシンチレータが分画されていた。
しかし、反射材やスリットなどの存在は、Ｘ線利用効率を低下させる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、Ｘ線利用効率を向上可能なＸ線検出器およびＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、分画されていないシンチレータを２段以上備えると共に、ある段のシンチレータとその後段のシンチレータの間に、前記ある段のシンチレータで発生した放射光が入射されると平行光化して前記後段のシンチレータへ出射する平行光化手段を介設したことを特徴とするＸ線検出器を提供する。
上記構成において「分画されていないシンチレータ」とは、反射材やスリットなどにより個々のセルに分画されていないシンチレータをいう。
上記第１の観点によるＸ線検出器では、反射材やスリットなどで分画されていないシンチレータを用いるため、反射材やスリットなどによるＸ線利用効率の低下がなくなり、Ｘ線利用効率を向上できる。また、シンチレータ間に平行光化手段を設けているため、ある段のシンチレータで発生した放射光がその後段のシンチレータでさらに広がることを抑制できると共に、一つの段のシンチレータの厚さを薄くすることにより、ある段のシンチレータで発生した放射光が当該シンチレータ内で広がる範囲をも抑制できる。よって、クロストークを抑制できる。さらに、一つの段のシンチレータの厚さを薄くしても、全段を合わせたシンチレータの厚さを従来と同等にすることにより、従来と同等のＸ線エネルギーの範囲でＸ線を検出可能となる。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、上記第１の観点によるＸ線検出器において、前記平行光化手段が、複数のチャネル対応のコリメートレンズを方向を揃えて板状に一体化した構造体であることを特徴とするＸ線検出器を提供する。
上記第２の観点によるＸ線検出器では、チャネル対応のコリメートレンズにより、ある段のシンチレータで発生した放射光が入射されると、それを平行光化することが出来る。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、上記第２の観点によるＸ線検出器において、前記コリメートレンズの焦点距離が、前記シンチレータの厚さの３／４より短く且つ前記シンチレータの厚さの１／４より長いことを特徴とするＸ線検出器を提供する。
シンチレータを例えば３段にすると、１段目のシンチレータと２段目のシンチレータの間の平行光化手段を出射した平行光が、２段目のシンチレータと３段目のシンチレータの間の平行光化手段に入射し焦点に集光され、その後、広がってしまうことになる。
そこで、上記第３の観点によるＸ線検出器では、コリメートレンズの焦点距離をシンチレータの厚さの３／４より短く且つ１／４より長くする。これにより、シンチレータが３段のときに、２段目のシンチレータと３段目のシンチレータの間の平行光化手段の焦点に集光され、その後で広がった光の全部または大部分を、対応するチャネルの受光素子に受光することが出来る。シンチレータが４段になっても同様である。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、上記第１の観点によるＸ線検出器において、前記平行光化手段が、複数の光ファイバを方向を揃えて板状に一体化した構造体であることを特徴とするＸ線検出器を提供する。
複数の光ファイバを方向を揃えて板状に一体化した構造体を用いると、光ファイバの一端側に入射する光の入射角度にかかわらず、光ファイバの光軸に沿って光が進むので、平行光化されていると見なすことが出来る。なお、光ファイバの他端側から出射した光の広がりは、コア径の大きな光ファイバを用いることにより、抑えることが出来る。
【０００９】
第５の観点では、本発明は、上記第４の観点によるＸ線検出器において、前記光ファイバの端部のコアが拡径されていることを特徴とするＸ線検出器を提供する。
端部のコアを拡径した光ファイバを用いることにより、光ファイバの他端側から出射した光の広がりを抑えることが出来る。
【００１０】
第６の観点では、本発明は、上記第１から上記第５のいずれかの観点によるＸ線検出器において、前記平行光化手段の厚さが０.５ｍｍ以下であることを特徴とするＸ線検出器を提供する。
平行光化手段の厚さを０.５ｍｍ以下に抑えることにより、シンチレータ間に平行光化手段を挟むことによるＸ線検出器の厚さの増加を抑えることが出来る。
【００１１】
第７の観点では、本発明は、上記第１から上記第６のいずれかの観点によるＸ線検出器において、前記シンチレータの厚さが１.５ｍｍ以下であり、前記組み合わせの段数が３段以上であることを特徴とするＸ線検出器を提供する。
シンチレータの厚さが１.５ｍｍ以下に抑えることにより、一つの段のシンチレータで発生した放射光が当該シンチレータ内で広がる範囲を抑制できる。また、段数を３段以上とすることにより、全段を合わせたシンチレータの厚さが従来と同等になり、従来と同等のＸ線エネルギーの範囲でＸ線を検出可能となる。
【００１２】
第８の観点では、本発明は、上記第１から上記第７のいずれか１項の観点によるＸ線検出器を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第８の観点によるＸ線ＣＴ装置では、前記構成のＸ線検出器を用いるため、Ｘ線利用効率を向上できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のＸ線検出器およびＸ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線利用効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００を示す平面図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、テーブル装置１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
【００１６】
操作コンソール１は、操作者の入力を受け付ける入力装置２と、画像再構成処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ５と、投影データから再構成したＣＴ画像を表示する表示装置６と、プログラムやデータを記憶する記憶装置７とを具備している。
【００１７】
テーブル装置１０は、被検体を乗せて走査ガントリ２０のボア（空洞部）に入れ出しするクレードル１２を具備している。クレードル１２は、テーブル装置１０に内蔵するモータにより昇降および直線移動される。
【００１８】
走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ２２と、コリメータ２３と、Ｘ線検出器２４と、ＤＡＳ（Data Acquisition System）２５と、被検体の体軸の周りを回転するＸ線管２１などを制御する回転部コントローラ２６と、走査ガントリ２０を回転軸の前方または後方に傾斜させるときの制御を行うチルトコントローラ２７と、制御信号などを操作コンソール１やテーブル装置１０とやり取りする制御コントローラ２９と、電源，制御信号，収集したデータを転送するスリップリング３０とを具備している。
【００１９】
図２は、実施例１に係るＸ線検出器２４の要部側面図である。
Ｘ線検出器２４は、第１シンチレータ層４１，第２シンチレータ層４２および第３シンチレータ層４３と、第１シンチレータ層４１と第２シンチレータ層４２の間に介設された第１平行光化層５１と、第２シンチレータ層４２と第３シンチレータ層４３の間に介設された第２平行光化層５２と、多数のフォトダイオードをチャネル対応に配列したフォトダイオード・アレイ６０とを具備している。
【００２０】
シンチレータ層４１，４２，４３は反射材やスリットなどにより個々のセルに分画されておらず、厚さは例えば１.５ｍｍである。
【００２１】
平行光化層５１，５２は、複数のチャネル対応のコリメートレンズを方向を揃えて板状に一体化した構造体であり、例えばセルフォック（登録商標）・レンズ・アレイである。平行光化層５１，５２の厚さは、例えば０.５ｍｍである。
【００２２】
コリメートレンズの焦点距離は、例えば０.３７５ｍｍ〜１.１２５ｍｍである。
【００２３】
図３に示すように、第１シンチレータ層４１の中央に発光部Ｌ１が生じると、発光部Ｌ１から放射光Ｒ１が放射される。第１平行光化層５１は、入射した放射光Ｒ１を平行光Ｐ１にして出射する。
平行光Ｐ１は、第２シンチレータ層４２を透過し、第２平行光化層５２に入射する。第２平行光化層５２は、入射した平行光Ｐ１を焦点に収束する収束光Ｆ１にして出射する。
収束光Ｆ１は焦点に収束した後で広がるが、広がっても対応チャネルのフォトダイオード６１に大部分が受光され、隣接するフォトダイオード６２にはほとんど受光されない。よって、クロストークを抑制できる。
【００２４】
図４に示すように、第２シンチレータ層４２の中央に発光部Ｌ２が生じると、発光部Ｌ２から放射光Ｒ２が放射される。第２平行光化層５２は、入射した放射光Ｒ２を平行光Ｐ２にして出射する。
平行光Ｐ２は、第３シンチレータ層４３を透過し、対応チャネルのフォトダイオード６１に大部分が受光され、隣接するフォトダイオード６２にはほとんど受光されない。よって、クロストークを抑制できる。
【００２５】
図５に示すように、第３シンチレータ層４３の中央に発光部Ｌ３が生じると、発光部Ｌ３から放射光Ｒ３が放射される。放射光Ｒ３は、対応チャネルのフォトダイオード６１に大部分が受光され、隣接するフォトダイオード６２にはほとんど受光されない。よって、クロストークを抑制できる。
【００２６】
実施例１のＸ線検出器２４およびＸ線ＣＴ装置１００によれば、反射材やスリットなどで分画されていないシンチレータ層４１，４２，４３を用いるため、反射材やスリットなどによるＸ線利用効率の低下がなくなり、Ｘ線利用効率を向上できる。また、シンチレータ層４１，４２，４３の間に平行光化層５１，５２を設けているため、クロストークを抑制できる。さらに、シンチレータ層４１，４２，４３を合わせた厚さが４.５ｍｍとなるため、従来と同等のＸ線エネルギー範囲（波長範囲）でＸ線を検出可能となる。
【比較例】
【００２７】
図６は、実施例１のＸ線検出器２４から平行光化層５１，５２を省いた構造のＸ線検出器２４’を示している。
このＸ線検出器２４’では、放射光Ｒ１，Ｒ２が、対応チャネル６１に隣接するチャネル６２，６３に入射するため、クロストークが大きくなってしまう。
【実施例２】
【００２８】
図７は、実施例２に係るＸ線検出器２４の要部側面図である。
このＸ線検出器２４は、実施例１のＸ線検出器２４に、第３平行光化層５３と第４シンチレータ層４４とを加えて、シンチレータ層を４段にした構成である。
【００２９】
第１シンチレータ層４１の発光部Ｌ１から放射された放射光Ｒ１は、第１平行光化層５１により平行光Ｐ１にされ、第２平行光化層５２により収束光Ｆ１にされるが、第３平行光化層５３により再び平行光Ｐ１にされ、対応チャネルのフォトダイオード６１に大部分が受光され、隣接するフォトダイオード６２にはほとんど受光されない。よって、クロストークを抑制できる。
【００３０】
同様にシンチレータ層を５段以上にしてもよいし、逆にシンチレータ層を２段にしてもよい。
【実施例３】
【００３１】
図８は、実施例３に係るＸ線検出器２４の要部側面図である。
Ｘ線検出器２４は、第１シンチレータ層４１，第２シンチレータ層４２および第３シンチレータ層４３と、第１シンチレータ層４１と第２シンチレータ層４２の間に介設された第１平行光化層５１と、第２シンチレータ層４２と第３シンチレータ層４３の間に介設された第２平行光化層５２と、第３シンチレータ層４３の後に介設された第３平行光化層５３と、多数のフォトダイオードをチャネル対応に配列したフォトダイオード・アレイ６０とを具備している。
【００３２】
シンチレータ層４１，４２，４３は反射材やスリットなどにより個々のセルに分画されておらず、厚さは例えば１.５ｍｍである。
【００３３】
平行光化層５１，５２，５３は、複数の光ファイバを方向を揃えて板状に一体化した構造体であり、いわば薄型のライトガイドである。平行光化層５１，５２、５３の厚さは、例えば０.５ｍｍである。
【００３４】
平行光化層５１，５２，５３の光ファイバ５０は、図９に示すようにクラッド５０ｂに対するコア５０ａの比が通常より大きいものか、図１０に示すようにコア５０ａの端部を拡径部５０ｃに加工したものを用いるのが、出射光の広がりを抑えられるので、好ましい。
【００３５】
図１１に示すように、第１シンチレータ層４１の中央に発光部Ｌ１が生じると、発光部Ｌ１から放射光Ｒ１が放射される。第１平行光化層５１は、入射した放射光Ｒ１を平行光Ｐ１にして出射する。平行光Ｐ１は、第１平行光化層５１を出射した後やや広がるが、放射光Ｒ１ほどは広がらず、大部分が第２シンチレータ層４２を透過し、第２平行光化層５２に入射する。
第２平行光化層５２は、入射した光を平行光にして出射する。平行光は、第２平行光化層５２を出射した後やや広がるが、放射光Ｒ２ほどは広がらず、大部分が第３シンチレータ層４３を透過し、第３平行光化層５３に入射する。
第３平行光化層５３は、入射した光を平行光にし、対応チャネルのフォトダイオード６１に入射する。
【００３６】
図１２に示すように、第２シンチレータ層４２の中央に発光部Ｌ２が生じると、発光部Ｌ２から放射光Ｒ２が放射される。第２平行光化層５２は、入射した放射光Ｒ２を平行光Ｐ２にして出射する。平行光Ｐ２は、第２平行光化層５２を出射した後やや広がるが、放射光Ｒ１ほどは広がらず、大部分が第３シンチレータ層４３を透過し、第３平行光化層５３に入射する。
第３平行光化層５３は、入射した光を平行光にし、対応チャネルのフォトダイオード６１に入射する。
【００３７】
図１３に示すように、第３シンチレータ層４３の中央に発光部Ｌ３が生じると、発光部Ｌ３から放射光Ｒ３が放射される。第３平行光化層５３は、入射した放射光Ｒ３を平行光Ｐ３にして出射する。平行光Ｐ３は、対応チャネルのフォトダイオード６１に受光される。
【００３８】
実施例３のＸ線検出器２４およびこれを用いたＸ線ＣＴ装置によれば、反射材やスリットなどで分画されていないシンチレータ層４１，４２，４３を用いるため、反射材やスリットなどによるＸ線利用効率の低下がなくなり、Ｘ線利用効率を向上できる。また、シンチレータ層４１，４２，４３の間に平行光化層５１，５２を設けているため、クロストークを抑制できる。さらに、シンチレータ層４１，４２，４３を合わせた厚さが４.５ｍｍとなるため、従来と同等のＸ線エネルギー範囲（波長範囲）でＸ線を検出可能となる。
【実施例４】
【００３９】
図１４は、実施例４に係るＸ線検出器２４の要部側面図である。
このＸ線検出器２４は、実施例３のＸ線検出器２４から、第３平行光化層５３を省いた構成である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のＸ線検出器およびＸ線ＣＴ装置は、反射材やスリットなどで分画しないため、チャネル間隔を短縮でき、高解像度撮影に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施例１に係るＸ線ＣＴ装置を示す構成説明図である。
【図２】実施例１に係るＸ線検出器を示す要部側面図である。
【図３】実施例１に係るＸ線検出器の動作を示す第１説明図である。
【図４】実施例１に係るＸ線検出器の動作を示す第２説明図である。
【図５】実施例１に係るＸ線検出器の動作を示す第３説明図である。
【図６】比較例に係るＸ線検出器を示す要部側面図である。
【図７】実施例２に係るＸ線検出器を示す要部側面図である。
【図８】実施例３に係るＸ線検出器を示す要部側面図である。
【図９】実施例３に係る光ファイバの第１例を示す断面図である。
【図１０】実施例３に係る光ファイバの第２例を示す断面図である。
【図１１】実施例３に係るＸ線検出器の動作を示す第１説明図である。
【図１２】実施例３に係るＸ線検出器の動作を示す第２説明図である。
【図１３】実施例３に係るＸ線検出器の動作を示す第３説明図である。
【図１４】実施例４に係るＸ線検出器を示す要部側面図である。
【符号の説明】
【００４２】
２４                  Ｘ線検出器
４１，４２，４３      シンチレータ層
５１，５２，５３      平行光化層
６０                  フォトダイオード・アレイ
７０                  コリメータ
１００                Ｘ線ＣＴ装置
【図１】
2006162293.tif 000003
【図２】
2006162293.tif 000004
【図３】
2006162293.tif 000005
【図４】
2006162293.tif 000006
【図５】
2006162293.tif 000007
【図６】
2006162293.tif 000008
【図７】
2006162293.tif 000009
【図８】
2006162293.tif 000010
【図９】
2006162293.tif 000011
【図１０】
2006162293.tif 000012
【図１１】
2006162293.tif 000013
【図１２】
2006162293.tif 000014
【図１３】
2006162293.tif 000015
【図１４】
2006162293.tif 000016