(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線エネルギーを電荷に変換する複数の放射線検出器が縦横に配置された放射線検出器アレイを有する放射線検出装置において、
放射線入射側に、２種以上の放射線吸収フィルタが、１次元周期的に配置され、且つ重なった領域を有することを特徴とする、放射線検出装置。
【請求項２】
ストライプ状の前記２種以上の放射線吸収フィルタが平行に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
蛍光体を含む層を有する放射線像変換スクリーンであって、
該蛍光体を含む層上に、２種以上の放射線吸収フィルタが、１次元周期的に配置され、且つ重なった領域を有し、放射線吸収率が異なる領域を３以上含むことを特徴とする、放射線像変換スクリーン。
【請求項４】
前記放射線吸収フィルタが、ストライプ状に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の放射線像変換スクリーン。
【請求項５】
ストライプ状の前記２種以上の放射線吸収フィルタが平行に配置されることを特徴とする、請求項３又は４に記載の放射線像変換スクリーン。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項に記載の放射線像変換スクリーンと光電変換器とを備えることを特徴とする、放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線像変換スクリーン及び放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線透過撮影による画像診断やＸ線ＣＴ（Computed  Tomography）撮影による画像診断は、被検体内部の癌や潰瘍等の病変を発見することができることから、有効な診断方法として利用されている。
【０００３】
これらの画像診断では、被検体を透過したＸ線の線量（または被検体で吸収されたＸ線の線量）が測定され、その線量の増減を画像に表すことによってＸ線画像が生成されている。生体を構成する元素は、水素、窒素、酸素、カルシウム等の比較的軽い元素であり、これらのＸ線の吸収係数は小さい。そのため、生体を被検体とした場合に鮮明なＸ線画像を生成するには、被検体に照射するＸ線の量を多くする必要があり、被検体の被曝が問題となる。
【０００４】
特に、癌組織をＸ線ＣＴ撮影する場合、癌組織のＸ線吸収量と正常組織のＸ線吸収量とが殆ど同じである為、Ｘ線の吸収量の多寡で、癌組織と正常組織とを識別することは困難である。その為、癌組織を識別する場合には、ヨウ素造影剤を人体に注入してＸ線ＣＴ撮影を行う。これは、癌組織が、正常組織に比べて血管が多いことを利用したものである。注入されたヨウ素造影剤は、血管が多い癌組織に滞留する割合が正常組織に比べて大きくなる。この為、Ｘ線の吸収量が大きい組織が、癌組織として識別されうる。
【０００５】
しかしながら、上記のＸ線の吸収量の差を大きくして識別する方法であっても、例えば、血管に付着するカルシウムとの識別が難しい場合がある。
【０００６】
これを解決する為に、通常は、Ｘ線管電圧を変えて、２回Ｘ線の照射をして、ＣＴ測定を行う。しかしながら、この方法では被検体の被曝量が問題となる。
【０００７】
これは、Ｘ線を直接電気信号に変換する放射線検出器（直接方式）、又はＸ線をシンチレータ層で光に変換し、その光を電気信号に変換する放射線検出器（間接方式）のいずれを用いた場合でも問題となる。
【０００８】
このような問題を解決する為に、例えば、特許文献１は、直接方式において、４つの要素検出器をＸ線入射方向に一列に並べ、要素検出器のＸ線入射側から２番目と３番目の間にＸ線吸収体を設置し、３番目の要素検出器の応答関数を変化させることで、エネルギー情報を取得する方法を開示している。
【０００９】
しかし、特許文献１の方法では、例えば、後方に設置される要素検出器からの電流出力が低下して雑音の影響を受けやすくなったり、後方散乱Ｘ線が前方の要素検出器に入射したりして、エネルギー情報を精度よく取得することが困難になる場合があった。
【００１０】
また、第３世代ＣＴで用いるファンビームＸ線やコーンビームＸ線に対応するためには、奥行き方向に複数の要素検出器を持つ検出器群を２次元アレイ状に並べる必要があり、困難が伴う。また、要素検出器の寸法を例えば１ｍｍ角以下にして奥行き方向に並べることは困難であり、ＣＴ用検出器として空間分解能が不十分となる。
【００１１】
このような問題を解決するため、非特許文献１は、フラットパネル検出器などの２次元検出器のＸ線入射側に２種類の吸収体を直交配置し、４種の異なるエネルギースペクトルを有するＸ線が２次元検出器に入射するようにして、Ｘ線のエネルギー情報を精度よく取得する手法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１３−５７５５４号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】研究会「放射線検出器とその応用」（第２８回）要旨論文集、高エネルギー加速器研究機構  放射線科学センター、平成２６年１月２８日、第１３−１４頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、非特許文献１に記載の手法では、２次元検出器の１つの画素（ピクセル）の寸法より、２種類の吸収体を用いて定義された領域の寸法の方が大きいことが前提となるため、２次元検出器の高い空間分解能を有効に利用することができなかった。
【００１５】
本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、Ｘ線のエネルギー情報を精度よく取得すると共に、ＣＴ画像の空間分解能を向上させることができる放射線像変換スクリーン及び放射線検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は鋭意検討を行った結果、放射線検出装置又は放射線像変換スクリーンにおいて、２種類以上の放射線吸収フィルタを放射線入射側に１次元周期的に配置することで、上記課題を解決しうることを見出して、本発明に到達した。
【００１７】
即ち、本発明の第一の要旨は、放射線エネルギーを電荷に変換する複数の放射線検出器が縦横に配置された放射線検出器アレイを有する放射線検出装置において、放射線入射側に、２種以上の放射線吸収フィルタが、１次元周期的に配置されることを特徴とする放射線検出装置に関するものである。
【００１８】
また、本発明の第二の要旨は、蛍光体を含む層を有する放射線像変換スクリーンであって、該蛍光体を含む層上に、２種以上の放射線吸収フィルタが、１次元周期的に配置されることを特徴とする放射線像変換スクリーンに関するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、Ｘ線のエネルギー情報を精度よく取得すると共に、得られるＣＴ画像の空間分解能を向上させる放射線像変換スクリーン及び放射線検出装置を提供することが可能となる。また、Ｘ線（ＣＴ）用に使用できる蛍光体は限られているので、エネルギー弁別の範囲が限定される可能性があるのに対して、フィルタを用いる方式はフィルタとして使用できる物質の選択の幅（種類、価格、厚さ、Ｋ吸収端等）が格段に広く、装置の設計の自由度やエネルギー弁別の範囲が広範囲かつ高精度となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線検査装置の概略構成図である。
【図２】Ｘ線検出装置をＸ線入射側からみた正面図である。
【図３】Ｘ線検出装置の分解斜視図である。
【図４】Ｘ線検出装置の部分拡大図である。
【図５】別の実施形態に係るＸ線検出装置をＸ線入射側からみた正面図である。
【図６】別の実施形態に係るＸ線検出装置の分解斜視図である。
【図７】さらに別の実施形態に係るＸ線検出装置をＸ線入射側からみた正面図である。
【図８】さらに別の実施形態に係るＸ線検出装置の分解斜視図である。
【図９】実験で使用したＸ線検出装置の概略図である。
【図１０】実験体系を示す図である。
【図１１】被検体横方向の信号量のプロファイル図である。
【図１２】（ａ）は実験例による吸収体を用いた場合、（ｂ）は比較例による吸収体を用いた場合の、エネルギー範囲Ｅ２のＸ線数を用いて再構成したＣＴ画像を示す図である。
【図１３】比較例による放射線吸収フィルタを示す図である。
【図１４】図１２（ａ）及び（ｂ）のエネルギー分解ＣＴ画像のＣＴ値プロファイル、及び計算で求めたＣＴ値プロファイルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施形態に係るＸ線検査装置の概略構成図であり、図２はＸ線検出装置の正面図、図３はＸ線検出装置の分解斜視図である。
【００２３】
図１に示すように、Ｘ線検査装置１は、Ｘ線を被検体Ｓに向けて照射するＸ線管２、被検体Ｓを透過したＸ線を検出するＸ線検出装置３、Ｘ線検出装置からの出力電流を測定する電流測定装置６、演算装置７、及び画像化装置８を備え、エネルギー分解ＣＴ測定を行うものである。
【００２４】
Ｘ線管２から照射されるＸ線としては、特に限定されないが、例えば１２０ｋＶｐに加速した電子をタングステンターゲットに衝突させ、放出された白色Ｘ線が好適である。Ｘ線管２から被検体Ｓに向けてＸ線が照射されると、被検体Ｓを透過したＸ線がＸ線検出装置３に入射する。
【００２５】
Ｘ線検出装置３は、入射したＸ線から付与されたエネルギーによって電荷を発生する多数の放射線検出器（Ｘ線検出器）５０が縦横に配置された放射線検出器アレイ５を備え、放射線検出器アレイ５よりも放射線入射側には、２種以上の放射線吸収フィルタが、１次元周期的に配置される。
【００２６】
例えば、放射線吸収フィルタは、図２及び図３に示すように、水平方向（図２の左右方向）に沿って配置された複数の吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂを備える。すなわち、ストライプ状の２種類の吸収体４Ａと吸収体４Ｂとが平行に配置される。吸収体４Ａと吸収体４Ｂは放射線吸収率が異なるものである。吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂの短手方向の幅は、放射線検出器５０の幅よりも大きい。吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂの長手方向の長さは、放射線検出器アレイ５の水平方向の長さよりも大きい。吸収体４Ａの長手方向の長さと吸収体４Ｂの長手方向の長さとは同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００２７】
吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂはそれぞれ間隔を空けて複数配置されている。吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂの配置間隔は、放射線検出器５０の幅より大きい。吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂは、例えば図示しない枠体に囲まれて固定される。
【００２８】
図２及び図３に示す例では、吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂの短手方向の幅Ｗが等しくなっている。また、吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂはそれぞれ鉛直方向（水平方向に対して垂直な図中上下方向）に間隔Ｗを空けて配置される。吸収体４Ａは、吸収体４ＢよりもＸ線入射側に配置される。また、吸収体４Ａと吸収体４Ｂとは、鉛直方向にＷ／２だけずらして配置される。
【００２９】
これにより、放射線吸収フィルタは、吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂのどちらも無い領域Ｒ１、吸収体４Ａのみの領域Ｒ２、吸収体４Ｂのみの領域Ｒ３、吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂが重なった領域Ｒ４を有し、これら４つの領域Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ放射線吸収率が異なったものとなる。放射線吸収フィルタは、放射線吸収率の異なる領域Ｒ１〜Ｒ４が１次元周期的に配置される。
【００３０】
吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂには、原子番号１３のＡｌから原子番号８３のＢｉまでの元素を含む材料が利用可能である。アルミニウムよりも原子番号が小さい元素からなる材料を用いることも考えられるが、その場合には吸収体の厚さが大きくなり、実際的ではない。また、原子番号４３のＴｃ、原子番号６１のＰｍ、及び原子番号８４以上の元素を含む材料からなる場合は、放射性の同位元素を有するため、本発明で用いる吸収体としては不向きである。
【００３１】
被検体Ｓ中のヨウ素造影剤を測定する場合に、吸収体４Ａ又は吸収体４Ｂの材料として、典型的には錫を用いるが、錫に限られるものではなく、アルミニウム、鉄、ヨウ素、タンタルなどを用いることもできる。例えば吸収体４Ａ又は吸収体４Ｂとして錫を用いる場合、典型的には錫箔（金属箔）を用いるのがよいが、金属箔に限らず、酸化物などの粉末をアクリル樹脂製の薄い容器に充填したもの、又はアクリル樹脂を用いて硬化したものなども使用可能である。
【００３２】
その他、例えば被検体Ｓ中のバリウム造影剤を測定する場合には、吸収体４Ａ又は吸収体４Ｂとしてアルミニウム、錫、銀などが好適である。被検体Ｓ中の金造影剤を測定する場合には、吸収体４Ａ又は吸収体４Ｂとしてアルミニウム、金、タンタル、タングステンなどが好適である。
【００３３】
図４は、Ｘ線検出装置３を放射線入射側から見た場合の部分拡大図であり、説明のため、放射線検出器５０の境界を示している。吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂを、鉛直方向の位置をずらして水平方向に平行に配置することで、図４に示すように、放射線検出器５０は、吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂのどちらも無い領域に対応する検出器α、吸収体４Ａのみの領域に対応する検出器β、吸収体４Ｂのみの領域に対応する検出器γ、吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂの重なった領域に対応する検出器δを有するものとなる。検出器α、β、γ、δは、入射Ｘ線エネルギースペクトルが四様に異なるため、応答関数が異なる４種の検出器となる。
【００３４】
放射線検出器アレイ５は、例えばＳｉ又はＣｄＴｅあるいはＣｄＺｎＴｅを母材とする直接変換方式のフラットパネル検出器（Flat  Panel  Detector）からなり、Ｘ線を直接電荷（電流）として取得する。放射線検出器５０（検出器α、β、γ、δ）はＸ線管２から等距離に配置され、それぞれ放射線吸収率の異なるフィルタを通過したＸ線が入射する。又は、放射線検出器アレイ５は、アモルファスセレン半導体などからなるＸ線変換層を有する放射線検出器（検出器α、β、γ、δ）から構成され、Ｘ線変換層に入射したＸ線が電子と正孔に変換され、正孔が蓄積キャパシタを充電する。蓄積キャパシタに溜まった検出電荷は、アモルファスシリコン等からなる薄膜トランジスタスイッチをオンすることで、画素（各検出器）に対応して読み出される。
【００３５】
電流測定装置６は、放射線検出器５０から出力された電荷を増幅して測定し、測定結果を演算装置７に出力する。演算装置７は、４種の放射線検出器５０（検出器α、β、γ、δ）で検出された電流値と応答関数とを用いて、アンフォールディング法により、検出器α、β、γ、δに対応する４画素毎のＸ線エネルギー分布を求める。各検出器の応答関数は、既知の厚さを持つ物質を被検体Ｓとして使用し、Ｘ線を照射して測定を行い、予め求めておく。また、決定論的方法を用いて計算により応答関数を求めてもよい。決定論的方法では、物質の質量減弱係数、密度、厚さにより、物質通過後のＸ線強度を以下の式（１）のように計算する。
【００３６】
【数１】
0006672621.tif 000002
【００３７】
ここで、Ｙ０（Ｅ）はＸ線管２の出口においてエネルギーＥを持つＸ線の数、Ｙ（Ｅ）は放射線検出器５０に入射するエネルギーＥを持つＸ線の数、μｉ（Ｅ）／ρｉ、ρｉ、ｔｉはそれぞれ物質ｉの質量減弱係数、密度、厚さである。
【００３８】
演算装置７は、放射線検出器アレイ５における設定エネルギー範囲毎のＸ線強度分布を求める。エネルギー範囲は、例えば表１のように設定する。また、同じ測定に対し、エネルギー範囲を設定しなおして解析することも可能である。Ｘ線管２及びＸ線検出装置３は対向して配置され、被検体Ｓに様々な方向からＸ線を照射する。演算装置７は、各方向（回転角度）における放射線検出器アレイ５のエネルギー範囲毎のＸ線強度分布を求める。画像化装置８は、演算装置７の演算結果を用いて、エネルギー範囲毎のＣＴ画像を構築（再構成）する。
【００３９】
【表１】
0006672621.tif 000003
【００４０】
このように、本実施形態によれば、Ｘ線管２から見て同じ距離にある平面上に位置するように放射線検出器５０を２次元的に配置する。そのため、放射線検出器をＸ線入射方向に一列に並べた場合のように、後方に設置される検出器からの測定電流値が雑音電流値と同程度に低下したり、また後方散乱Ｘ線が前方の検出器に入射したりするといった現象は生じず、Ｘ線のエネルギー情報を精度よく取得することができる。特に、決定論的方法で求めた応答関数を用いてＸ線のエネルギー情報を演算する際に、演算結果の精度を向上させることができる。
【００４１】
また、放射線検出器アレイ５にフラットパネル検出器を用いることで、多数の放射線検出器５０と電流読み出し回路とを一体構成することができる。また、放射線検出器アレイ５の放射線入射面側に、２種類の吸収体４Ａ、４Ｂを平行に配置することで、３種（吸収体の無い部分を含めれば４種）の異なる放射線吸収率を有する放射線吸収フィルタを容易に設けることができる。このような構成の放射線吸収フィルタは、吸収体４Ａ、４Ｂの幅や配置間隔を容易に変えることができ、吸収体４Ａ、４Ｂによる減弱を考慮して好適な幅、配置間隔にすることができる。
【００４２】
また、吸収体４Ａ、４Ｂを互いに位置をずらして平行に配置することで、ＣＴ画像の水平方向の空間分解能は、放射線検出器アレイ５が本来保有する高い空間分解能を維持することができる。
【００４３】
一方、ＣＴ画像の垂直方向の空間分解能は、放射線検出器アレイ５が本来保有する空間分解能より粗くなる。しかし、人体用ＣＴにおいては、体軸方向に移動して人体をスキャンする。この作用により、体軸方向の空間分解能は、吸収体４Ａ、４Ｂの組み合わせの長さよりも小さくすることができる。
【００４４】
さらに、人体の周囲をらせん状に回転するヘリカルスキャンに対応するため、吸収体全体にある角度を持たせて、放射線検出器５０の手前に設置することも可能である。
【００４５】
上記実施形態では、放射線検出器アレイ５にフラットパネル検出器を用いる例について説明したが、フラットパネル検出器のように設定時間ごとに電荷量を読み出す検出器に限定されず、Ｘ線照射中の付与エネルギーを蓄積する検出器を用いても実現することができる。例えば、イメージングプレート、熱ルミネッセンスプレート、ガラス線量計などが利用できる。ただし、これらの検出器は、Ｘ線照射後、レーザを照射したり、温度を上げたりして、蓄積されたエネルギー量に比例する出力を読み出す必要があるので、ＣＴ測定ではなく、２方向からの透過撮影により簡便に被検体内部の物質分布を測定する方法に使用することが好ましい。
【００４６】
図５及び図６に示すように、吸収体４Ｂの幅を吸収体４Ａの幅Ｗの２倍にしてもよい。吸収体４Ｂは、鉛直方向に間隔２Ｗを空けて配置される。吸収体４Ａは、吸収体４Ｂに重なるものと重ならないものとが交互になるように配置される。このような構成によっても、吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂのどちらも無い領域Ｒ１、吸収体４Ａのみの領域Ｒ２、吸収体４Ｂのみの領域Ｒ３、吸収体４Ａ及び吸収体４Ｂが重なった領域Ｒ４のように、放射線吸収率の異なる領域Ｒ１〜Ｒ４を１次元周期的に設けることができる。
【００４７】
図７及び図８に示すように、放射線吸収率の異なる４種の吸収体４Ａ〜４Ｄを垂直方向に並べて配置してもよい。吸収体４Ａ〜４Ｄはそれぞれ同じサイズであり、鉛直方向に順に配置される。このような構成によっても、放射線吸収率の異なる４つの領域を１次元周期的に設けることができる。
【００４８】
図７及び図８に示す構成において、吸収体４Ａ〜４Ｄのうちのいずれか１つを省略してもよい。すなわち、吸収体４Ａ〜４Ｄのいずれか１つを空気としてもよい。このような構成によっても、放射線吸収率の異なる４つの領域を１次元周期的に設けることができる。
【００４９】
＜間接変換方式＞
放射線検出器アレイ５は、直接変換方式でなく間接変換方式（シンチレータ方式）のフラットパネル検出器を用いてもよい。この場合、Ｘ線検出装置３は、薄膜トランジスタスイッチや光電変換素子が形成された基板と、基板上に形成された放射線像変換スクリーンとを備える。放射線像変換スクリーンは、蛍光体含有層（シンチレータ層）を備え、蛍光体含有層上には、２種以上の放射線吸収フィルタが、１次元周期的に配置される。放射線吸収フィルタには、図２及び図３に示すようなものを用いることができる。また、放射線吸収フィルタの役割をシンチレータに負わせることも可能であり、この場合、シンチレータの形状は、図２及び図３のようなものとなる。
【００５０】
［基板］
Ｘ線検出装置に用いられる基板は、放射線透過性を有する基板であれば特に制限はなく、公知の材料、例えば、各種のガラス、高分子材料、金属等を用いることができる。
【００５１】
例えば、石英、ホウ珪酸ガラス、化学的強化ガラスなどのガラスからなる板ガラス；サファイア、チッ化珪素、炭化珪素などのセラミックからなるセラミック基板；シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素などの半導体からなる半導体基板；セルロースアセテートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリアミドフィルム、ポリイミドフィルム、トリアセテートフィルム、ポリカーボネートフィルム、炭素繊維強化樹脂シート等の高分子フィルム（プラスチックフィルム）；アルミニウムシート、鉄シート、銅シート等の金属シート；金属酸化物の被覆層を有する金属シートやアモルファスカーボン基板などを用いることができる。
【００５２】
放射線像変換スクリーンの持ち運びの利便性の点で放射線像変換スクリーンの軽量化が進められていることから、基板の厚みは２．０ｍｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１．０ｍｍ以下である。
【００５３】
また、基板が高反射率であると、蛍光体によって発光した可視光を光電変換素子の方向に反射することによって放射線像変換スクリーンのフラットパネルディテクタの感度を高くすることができ好ましい。反射率を高くするために、上述のガラスや高分子フィルム中に顔料やセラミックス粉末を分散させた基板を用いることが可能であるし、基板と蛍光体層との間に、反射率の高いセラミックスや金属膜などの緩衝層を有していてもよい。
【００５４】
［シンチレータ層］
本発明におけるシンチレータ層は、蛍光体含有層に対応する。尚、本発明における蛍光体とは、Ｘ線等の入射された放射線のエネルギーを吸収して、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波（光）を発光する物質をいう。
【００５５】
シンチレータ層に含まれる蛍光体の種類は、本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、Ｘ線から可視光への変換効率が高く、また発光された可視光を吸収しにくいものが好ましい。
【００５６】
例えば、特開２０００−１６２３９４号公報や特開２００３−８２３４７号公報に記載の如く、酸硫化ガドリニウム蛍光体（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）に、テルビウム（Ｔｂ）、ジルプロシウム（Ｄｙ）、セリウム（Ｃｅ）などの賦活物質を含有するものを用いることができる。
【００５７】
また、特開２００６−３８８７０号公報に記載の如く、ＣｓＩや、ＣｓＩとヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）を任意のモル比で混合したものや、特開２００１−５９８９９号公報に記載の如く、ＣｓＩにインジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）、リチウム（Ｌｉ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ナトリウム（Ｎａ）などの賦活物質を含有するＣｓＩを用いてもよい。
【００５８】
上記した蛍光体は、１種を単独で用いてもよく、異なる２種以上を併用してもよい。
また、シンチレータ層に含まれる蛍光体は、柱状結晶、単結晶、焼結体、であってもよい。
【００５９】
（蛍光体の充填率）
シンチレータ層における蛍光体の充填率が、通常４０％以上、好ましくは５０％以上、更に好ましくは６０％以上、また通常１００％以下である。この範囲内であると、入射するＸ線を効率的に可視光に変換できる点で好ましい。
【００６０】
尚、充填率の測定方法は、下記の通り行う。
シンチレータ層形成前の基板の重さ（Ｗ０）と、シンチレータ層を形成した後の重さ（Ｗ１）を測定する。形成された蛍光体を含む層の膜厚及び面積と、測定した膜の重さ（Ｗ１−Ｗ０）から、単位体積当りの重さを算出する。
【００６１】
一方、蛍光体と媒質の重さの比より、層中に含有される蛍光体の単位体積当りの重さを算出する。算出された蛍光体の単位体積当りの含有量と、蛍光体の比重から、蛍光体の充填率（体積％）を算出することが可能となる。
【００６２】
[シンチレータ層の形成方法]
シンチレータの形成方法としては、真空蒸着法により層を形成する方法や湿式成膜法、焼結法などが挙げられる。以下、蛍光体含有組成物を用いる湿式成膜法の形成方法について詳説するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、以下は、湿式成膜法における場合を説明する。
【００６３】
本発明におけるシンチレータ層の形成方法は、塗布工程、乾燥工程を含む。尚、乾燥工程後に、後処理工程（洗浄及び再度乾燥などを行う工程）を任意に含んでいてもよい。
【００６４】
（塗布工程）
本発明における塗布工程では、蛍光体含有組成物を用いる。本発明における蛍光体含有組成物は、形状は粉末であってもスラリー状のものであってもよい。
【００６５】
湿式成膜法で形成する場合、前記蛍光体と必要に応じてその他の媒質、例えば、バインダー樹脂、分散剤、可塑剤、光重合性開始剤／熱重合開始剤等を含む組成物を用いる。また、必要に応じて、組成物の粘度を調整する為に、有機溶剤などを含んでいてもよい。
【００６６】
上記の蛍光体含有組成物に含有されていてもよいバインダー樹脂としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、例えば、硝化綿の外に酢酸セルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、線状ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニリデン・塩化ビニルコポリマー、塩化ビニル・酢酸ビニルコポリマー、ポリアルキル−（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、セルロースアセテートブチレート、ポリビニルアルコール、ゼラチン、デキストリン等のポリサッカライド、アラビアゴムなどが挙げられる。
【００６７】
また、分散剤としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、例えば、フタル酸、ステアリン酸などが挙げられる。更に、可塑剤としては、リン酸トリフェニル、フタル酸ジエチルなどが挙げられる。これら材料は、１種を単独で用いてもよく、異なる２種以上を併用してもよい。
【００６８】
蛍光体含有組成物に含有されていてもよい有機溶剤としては、上記蛍光体及び媒質を溶解又は分散できるものであれば特に制限はないが、例えば、エタノール、メチルエチルエーテル、酢酸ブチル、酢酸エチル、エチルエーテル、キシレンなどが挙げられる。有機溶剤は、１種を単独で用いてもよく、異なる２種以上を併用してもよい。
【００６９】
上記の様に調整した組成物（又は塗布液）を用いて塗膜を形成する。塗膜の形成方法としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限はなく公知の技術が適用可能であるが、例えば、ダイコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法、スピンコーター法などが挙げられる。
【００７０】
塗膜を形成した後、光硬化性組成物（又は塗布液）の場合は、必要に応じて加熱乾燥工程を経て、紫外線照射装置などを用いて塗膜を硬化させる方法が挙げられる。また、熱硬化性組成物（又は塗布液）の場合、ホットプレートや温風乾燥機等を使って硬化させる方法が挙げられる。
【００７１】
シンチレータ層は、異なる２種以上の膜を重畳して複数の膜で、層を形成していてもよい。異なる２種以上の層とは、例えば、蛍光体の平均粒径や粒度分布、又は含有される媒質などが異なるものが挙げられる。
【００７２】
［保護層］
上記シンチレータ層を形成後、更にシンチレータ層の上に保護層を形成していてもよい。保護層を形成する材料は、本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、例えば、（Ａ）ウレタン（メタ）アクリレート、（Ｂ）単官能（メタ）アクリレート、（Ｃ）多官能（メタ）アクリレートを含有する放射線硬化性組成物の硬化物等や、粘着層を有するＰＥＴ等のフィルムがある。前述の放射線硬化性組成物中には、必要に応じて適宜上記以外の材料が含有されていてもよい。
【実施例】
【００７３】
以下に、本発明の実施例に代わる実験例を挙げて本発明をより具体的に説明する。なお、本発明はこれらになんら制限されるものではない。
【００７４】
２種類の吸収体を平行に配置した放射線吸収フィルタを有するＸ線検出装置を用いて、エネルギー分解ＣＴ測定の実験を行った。Ｘ線検出装置は、図９に示すように、フラットパネル検出器の表面に、幅１ｍｍ、厚さ１００μｍの錫吸収体、及び幅２ｍｍ、厚さ１００μｍのジルコニウム吸収体を平行に配置した。ジルコニウム吸収体は２ｍｍ間隔で配置し、錫吸収体は１ｍｍ間隔で配置した。各領域の測定値を放射線検出器の検出器番号１ｃｈ(どちらの吸収体も無い領域に対応する検出器α)、２ｃｈ(ジルコニウム吸収体のみの領域に対応する検出器β)、３ｃｈ(錫吸収体のみの領域に対応する検出器γ)、４ｃｈ(ジルコニウム吸収体及び錫吸収体の重なった領域に対応する検出器δ)で測定したものとみなす。フラットパネル検出器は５０ｍｍ×５０ｍｍであり、ピクセルサイズは４８μｍ×４８μｍであった。
【００７５】
図１０は実験体系を示す図である。Ｘ線管には厚さ２ｍｍのアルミニウムフィルタを装着し、管電圧を１２０ｋＶ、管電流を３．０ｍＡとした。アクリルファントムは円柱形状であり、直径３０ｍｍで中心に直径５ｍｍのヨウ素領域を設けた。ヨウ素はＸ線透過距離５ｍｍ当り３０μｍの濃度とした。
【００７６】
まず、アクリル厚さを１２〜４２ｍｍで１０ｍｍ間隔、ヨウ素厚さを０μｍ、１５μｍ、３０μｍ、４５μｍ、６０μｍと変化させて、全ての組み合わせについて通過したＸ線に対するフラットパネル検出器の信号量を測定し、応答関数を求めた。
【００７７】
次に、図１０に示す配置で円柱アクリルファントムを透過したＸ線による発光量を測定した。
【００７８】
円柱アクリルファントムの直径に沿った出力プロファイルを図１１に示す。この出力プロファイルについて以下の表２のエネルギー範囲を設定して、アンフォールディングにより各エネルギー範囲にあるＸ線数を求めた。
【００７９】
【表２】
0006672621.tif 000004
【００８０】
計算を行う上で、１０度回転及びＸ線数分布の測定を１７回繰り返し、計１８回測定を行い回転測定を行うが、今回の被検体であるアクリルファントム及びヨウ素領域は、共に円柱状であるため、１０度回転しても、実質同一のデータが得られるものと仮定して、１度の測定結果を、１８個の測定データとみなして、以下解析を行った。
【００８１】
フィルタ逆投影法により、エネルギー範囲Ｅ２のＸ線数を用いて再構成したＣＴ画像を図１２（ａ）に示す。エネルギー範囲Ｅ２は、ヨウ素のＫ吸収端の上のエネルギー範囲であり、ヨウ素によるＸ線の減弱に敏感であった。
【００８２】
［比較例］
上記実験例において、放射線吸収フィルタを、図１３に示すように、幅１ｍｍ、厚さ１００μｍの錫吸収体及びジルコニウム吸収体を格子状に配置したものとした以外は、実験例と同様にしてＣＴ画像を再構成した。ＣＴ画像を図１２（ｂ）に示す。
【００８３】
この比較例では、吸収体の幅が１ｍｍであり、１つの画素の寸法が２ｍｍ角となるため、画像が荒くなった。これに対し、実験例による画像では、フラットパネル検出器の画素の空間分解能が得られるため、滑らかな画像となることが確認できた。
【００８４】
図１４に、図１２（ａ）及び（ｂ）のＣＴ画像のファントムの直径に沿ったＣＴ値プロファイルを示す。また、計算で求めたＣＴ値プロファイルもあわせて示す。ＣＴ値は医療分野で一般的なHounsfieldユニットではなく、そのもととなる線減弱係数で示した。
【００８５】
図１４のＣＴ値プロファイルでは、比較例による放射線吸収フィルタを用いた場合、ＣＴ値の凹凸がみられた。一方、本発明による実験例の放射線吸収フィルタを用いた場合、ＣＴ値の変化が滑らかであり、アクリル部分からヨウ素部分への移行の境界が明瞭であった。
【符号の説明】
【００８６】
１  Ｘ線検査装置
２  Ｘ線管
３  Ｘ線検出装置
４Ａ〜４Ｄ  吸収体
５  放射線検出器アレイ
６  電流測定装置
７  演算装置
８  画像化装置
５０  放射線検出器
【図１】
0006672621.tif 000005
【図２】
0006672621.tif 000006
【図３】
0006672621.tif 000007
【図４】
0006672621.tif 000008
【図５】
0006672621.tif 000009
【図６】
0006672621.tif 000010
【図７】
0006672621.tif 000011
【図８】
0006672621.tif 000012
【図９】
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【図１０】
0006672621.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
0006672621.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
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