(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャンされるべき物体（２２、１６６）を受けるための開口（４８、１５４）を有する回転式ガントリ（１２、１５２）と、
前記回転式ガントリ（１２、１５２）上に配置され、Ｘ線（１６）ビームを前記物体（２２、１６６）に向けて投影するＸ線投影源（１４）と、
前記回転式ガントリ（１２、１５２）上に配置され、前記物体（２２、１６６）により減衰したＸ線（１６）を受けるように構成された複数の検出器モジュール（２０）であって、前記複数の検出器モジュール（２０）のそれぞれが、
上面（５４）及び側面（５５）を有するモジュールフレーム（５２）と、
前記物体（２２、１６６）により減衰した前記Ｘ線（１６）を受けるように前記モジュールフレーム（５２）の前記上面（５４）に配置されたタイリング可能な複数の検出器センサ（５６）とを備える、複数の検出器モジュール（２０）とを備え、
タイリング可能な前記複数の検出器センサ（５６）のそれぞれが、
第１の表面と該第１の表面とは反対の第２の表面とを有する基材層と、
前記物体（２２、１６６）を通って減衰したＸ線（１６）を受けて前記Ｘ線（１６）を電気信号に変換するように構成された検出器要素（６０）のアレイであって前記基材層の前記第１の表面に配置される検出器要素（６０）のアレイと、
前記検出器要素（６０）のアレイに直接的又は間接的に結合され、前記モジュールフレーム（５２）への前記検出器センサ（５６）の装着及び位置決めをもたらすように構成された装着用構造（８４、１１４）と
を備え、
前記装着用構造（８４、１１４）は、
前記検出器要素（６０）のアレイの反対側の前記基材層の前記第２の表面の前記検出器センサ（５６）上に配置された位置決めプレート（８６、１１６）であって、前記モジュールフレーム（５２）上に前記検出器センサ（５６）を位置決めするための基準構造を形成する位置決めピン（８８、１２２）と、前記検出器センサ（５６）を前記モジュールフレーム（５２）に固定する締結具（１０８、１４０）を受け入れるように構成された１つ又は複数のねじボス（９０、１２４）とを含む位置決めプレート（８６、１１６）と、
前記位置決めプレート（８６、１１６）と前記モジュールフレーム（５２）の前記上面（５４）及び前記側面（５５）との間に配置され、前記検出器センサ（５６）が固定されるべき、熱ギャップパッド（９２、１２６）とを更に備え、
前記熱ギャップパッド（９２、１２６）が、前記位置決めプレート（８６、１１６）内に形成された窪み（９４、１２８）内に配置され、前記検出器センサ（５６）と前記モジュールフレーム（５２）の間に低い熱抵抗で変動の少ない一定の熱伝導をもたらす、熱伝導材料（ＴＩＭ）を備え、
前記装着用構造の位置決めプレート（８６、１１６）は、前記基材層と前記熱ギャップパッド（９２、１２６）との間に配置され、
前記モジュールフレーム（５２）が、前記検出器センサ（５６）が前記モジュールフレーム（５２）上に装着されると、前記モジュールフレーム（５２）上に前記検出器センサ（５６）を位置決めするようにそれぞれの検出器センサ（５６）の前記位置決めピン（８８、１２２）を受け入れる、内部に形成された適合機構（１０２、１０４、１３４、１３６）を含む、ＣＴシステム（１０、１５０）。
【請求項２】
前記基材層は電気絶縁用特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）パッケージ基材層からなり、
前記複数の検出器モジュール（２０）のそれぞれが、
アナログ電気信号を受けて前記アナログ電気信号をデジタル信号に変換するように前記検出器要素（６０）のアレイに電気的及び機械的に結合されたＡＳＩＣ電子機器パッケージ（６８）と、
前記検出器要素（６０）のアレイとは反対側の前記ＡＳＩＣ電子機器パッケージ（６８）の後面に配置された前記電気絶縁用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）パッケージ基材層（７４）とを更に備え、
前記装着用構造（８４、１１４）の前記位置決めプレート（８６、１１６）が、前記電気絶縁用ＡＳＩＣパッケージ基材層（７４）に直接取り付けられる、請求項１に記載のＣＴシステム（１０、１５０）。
【請求項３】
前記モジュールフレーム（５２）の前記適合機構（１０２、１０４、１３４、１３６）が前記モジュールフレーム（５２）の前記上面（５４）に形成され、前記モジュールフレーム（５２）が、前記モジュールフレーム（５２）を通って形成され、前記モジュールフレーム（５２）の前記上面（５４）まで延びる、ねじ開口（１０６、１３８）を更に備え、前記ねじ開口（１０６、１３８）が、前記検出器センサ（５６）を前記モジュールフレーム（５２）に固定する締結具（１０８、１４０）を受けるように構成される、請求項１に記載のＣＴシステム（１０、１５０）。
【請求項４】
各検出器センサ（５６）のために、前記装着用構造（８４、１１４）が、前記検出器要素（６０）のアレイと平行に配向される概ね平面状の構成を前記位置決めプレート（８６）が有する垂直装着用構造（８４）を備え、これによって、前記モジュールフレーム（５２）上に前記検出器センサ（５６）を位置決め及び固定するように、前記位置決めプレート（８６）の前記位置決めピン（８８）が、前記モジュールフレーム（５２）の前記上面（５４）に形成されたそれぞれの適合機構（１０２、１０４）に受け入れられるようになっており、前記１つ又は複数のねじボス（９０）が、前記モジュールフレーム（５２）内のそれぞれのねじ開口（１０６）を通って配置された締結具（１０８）を受けるようになっている、請求項３に記載のＣＴシステム（１０、１５０）。
【請求項５】
前記モジュールフレーム（５２）の前記適合機構（１０２、１０４、１３４、１３６）が、前記モジュールフレーム（５２）の前記側面（５５）のうちの１つに形成され、前記モジュールフレーム（５２）が、前記モジュールフレーム（５２）内に形成され、前記モジュールフレーム（５２）の一側面まで延びる、ねじ開口（１０６、１３８）を更に備え、前記ねじ開口（１０６、１３８）が、前記検出器センサ（５６）を前記モジュールフレーム（５２）に固定する締結具（１０８、１４０）を受けるように構成される、請求項１に記載のＣＴシステム（１０、１５０）。
【請求項６】
タイリング可能な前記複数の検出器センサ（５６）のそれぞれが、前記検出器センサ（５６）が配置されているＺ軸方向に沿う前記検出器モジュール（２０）の適用範囲の大きさを変化させるように前記モジュールフレーム（５２）に選択的に追加可能であり、それぞれの検出器センサ（５６）の前記装着用構造（８４、１１４）が、各検出器センサ（５６）のためのプラグアンドプレイの可能性をもたらすように前記モジュールフレーム（５２）上に前記検出器センサ（５６）を位置決めする、請求項１に記載のＣＴシステム（１０、１５０）。
【請求項７】
前記モジュールフレーム（５２）が、前記モジュールフレーム（５２）を前記回転式ガントリ（１２、１５２）上に取り付けられたレール構造（１７）に対して位置決め及び係合するように構成された位置決め機構（１１２）を備える、請求項１に記載のＣＴシステム（１０、１５０）。
【請求項８】
前記位置決めプレート（８６、１１６）の前記位置決めピン（８８、１２２）と前記１つ又は複数のねじボス（９０、１２４）は、前記基材層の前記第２の表面と反対側の前記位置決めプレートの表面であって、前記検出器要素（６０）のアレイの外周内に配置される、請求項１に記載のＣＴシステム（１０、１５０）。
【請求項９】
ＣＴスキャン処置中に物体（２２、１６６）により減衰したＸ線（１６）を受けるための検出器モジュール（２０）であって、
上面（５４）及び側面（５５）を備えるモジュールフレーム（５２）と、
前記物体（２２、１６６）により減衰した前記Ｘ線（１６）を受けるように前記モジュールフレーム（５２）上に配置されたタイリング可能な複数の検出器センサ（５６）であって、前記複数の検出器センサ（５６）のそれぞれが、
第１の表面と該第１の表面とは反対の第２の表面とを有する基材層と、
前記物体（２２、１６６）を通って減衰したＸ線（１６）を受けて前記Ｘ線（１６）を電気信号に変換するように構成された検出器画素（６０）のアレイであって前記基材層の前記第１の表面に配置される検出器画素（６０）のアレイと、
前記検出器画素（６０）のアレイに直接的又は間接的に結合され、前記検出器画素のアレイと反対側の前記基材層の前記第２の表面に配置された位置決めプレート（８６、１１６）であって、前記モジュールフレーム（５２）上に前記検出器センサ（５６）を位置決めするための基準構造を形成する位置決めピン（８８、１２２）と、締結具（１０８、１４０）を受け入れるように構成され、前記検出器センサ（５６）を前記モジュールフレーム（５２）に固定する、１つ又は複数のねじボス（９０、１２４）とを備える位置決めプレート（８６、１１６）と、
前記位置決めプレート（８６、１１６）内に形成された窪み（９４、１２８）内に配置された熱ギャップパッド（９２、１２６）であって、前記検出器センサ（５６）が前記モジュールフレーム（５２）に固定されると、前記熱ギャップパッド（９２、１２６）が前記位置決めプレート（８６、１１６）と前記モジュールフレーム（５２）の間で圧縮されるようになっており、前記熱ギャップパッド（９２、１２６）が、前記検出器センサ（５６）と前記モジュールフレーム（５２）の間に低い熱抵抗で変動の少ない一定の熱伝導をもたらす熱伝導材料（ＴＩＭ）を備える熱ギャップパッド（９２、１２６）と、
を備える複数の検出器センサ（５６）とを備え、
前記位置決めプレート（８６、１１６）は、前記基材層と前記熱ギャップパッド（９２、１２６）との間に配置され、
前記モジュールフレーム（５２）が、前記検出器センサ（５６）が前記モジュールフレーム（５２）上に装着されると、前記モジュールフレーム（５２）上に前記検出器センサ（５６）を位置決めするようにそれぞれの検出器センサ（５６）の前記位置決めピン（８８、１２２）を受け入れる、内部に形成された基準穴（１０２、１０４、１３４、１３６）を含む、検出器モジュール（２０）。
【請求項１０】
前記位置決めプレート（８６、１１６）が、前記検出器画素（６０）のアレイと平行に配向され、前記検出器画素（６０）のアレイに直接的又は間接的に結合される、概ね平面状の位置決めプレート（８６）を備え、前記位置決めピン（８８）及び単一のねじボス（９０）が、前記概ね平面状の位置決めプレート（８６）上に形成され、
前記モジュールフレーム（５２）上に前記検出器センサ（５６）を位置決め及び固定するように、前記概ね平面状の位置決めプレート（８６）の前記位置決めピン（８８）が、前記モジュールフレーム（５２）の前記上面（５４）に形成されたそれぞれの基準穴（１０２、１０４）に受け入れられ、前記概ね平面状の位置決めプレート（８６）の前記単一のねじボス（９０）が、前記モジュールフレーム（５２）内に形成され前記モジュールフレーム（５２）の上面（５４）まで延びる、それぞれのねじ開口（１０６）を通って配置された締結具（１０８）を受ける、請求項９に記載の検出器モジュール（２０）。
【請求項１１】
タイリング可能な前記複数の検出器センサ（５６）のそれぞれが、
アナログ電気信号を受けて前記アナログ電気信号をデジタル信号に変換するように前記検出器画素（６０）のアレイに電気的及び機械的に結合された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）電子機器パッケージ（６８）と、
前記デジタル信号を前記ＡＳＩＣ電子機器パッケージ（６８）から受け前記デジタル信号を前記検出器モジュール（２０）の電子機器基板に移送するように前記特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）電子機器パッケージ（６８）に接続されたデジタルフレックス回路（７６）と、
前記検出器センサ（５６）に対する支持をもたらすように前記検出器画素（６０）のアレイとは反対側の前記ＡＳＩＣ電子機器パッケージ（６８）の後面に配置された基材層（７４）であって、前記位置決めプレート（８６、１１６）が前記基材層（７４）に直接結合される、基材層（７４）とを更に備える、請求項９に記載の検出器モジュール（２０）。
【請求項１２】
前記位置決めプレート（８６、１１６）の前記位置決めピン（８８、１２２）と前記１つ又は複数のねじボス（９０、１２４）は、物体を通って減衰するＸ線を受ける前記検出器画素のアレイによって画される前記検出器センサ（５６）のＸ線収集領域内に配置され、前記位置決めピン（８８、１２２）は、前記検出器に隠されるようにＸ線が受けられる側とは反対側の前記検出器センサ（５６）に配置される、請求項９に記載の検出器モジュール（２０）。
【請求項１３】
ＣＴスキャン処置中に物体（２２、１６６）により減衰したＸ線（１６）を受けるための検出器モジュール（２０）であって、
上面（５４）を備えるモジュールフレーム（５２）と、
前記物体（２２、１６６）により減衰した前記Ｘ線（１６）を受けるように前記モジュールフレーム（５２）の前記上面（５４）に配置された選択的に追加可能な複数の検出器センサ（５６）とを備え、
前記複数の検出器センサ（５６）のそれぞれが、
第１の表面と該第１の表面とは反対の第２の表面とを有する基材層と、
前記物体（２２、１６６）を通って減衰したＸ線（１６）を受けて前記Ｘ線（１６）を電気信号に変換するように構成された検出器要素（６０）のアレイであって前記基材層の前記第１の表面に配置される検出器要素（６０）のアレイと、
前記検出器センサ（５６）上に前記検出器要素（６０）のアレイとは反対側の前記基材層の前記第２の表面に配置された位置決めプレート（８６、１１６）であって、前記モジュールフレーム（５２）上に前記検出器センサ（５６）を位置決めするための基準構造を形成する位置決めピン（８８、１２２）を含む位置決めプレート（８６、１１６）と、
前記位置決めプレート（８６、１１６）内に形成された窪み（９４、１２８）内に配置された熱ギャップパッド（９２、１２６）であって、前記検出器センサ（５６）が前記モジュールフレーム（５２）に固定されると、前記熱ギャップパッド（９２、１２６）が前記位置決めプレート（８６、１１６）と前記モジュールフレーム（５２）の間で圧縮されるようになっており、前記熱ギャップパッド（９２、１２６）が、前記検出器センサ（５６）と前記モジュールフレーム（５２）の間に低い熱抵抗で変動の少ない一定の熱伝導をもたらす熱伝導材料（ＴＩＭ）を備える熱ギャップパッド（９２、１２６）と、を備え、
前記位置決めプレート（８６、１１６）は、前記基材層と前記熱ギャップパッド（９２、１２６）との間に配置され、
前記モジュールフレーム（５２）が、前記検出器センサ（５６）が前記モジュールフレーム（５２）上に装着されると、前記モジュールフレーム（５２）上に前記検出器センサ（５６）を位置決めするようにそれぞれの検出器センサ（５６）の前記位置決めピン（８８、１２２）を受け入れる、内部に形成された基準穴（１０２、１０４、１３４、１３６）を含む、検出器モジュール（２０）。
【請求項１４】
前記位置決めプレート（８６、１１６）が、前記検出器要素（６０）のアレイと平行に配向され、前記検出器要素（６０）のアレイに直接的又は間接的に結合される、概ね平面状の位置決めプレート（８６）を備え、前記位置決めピン（８８）及び単一のねじボス（９０）が、前記概ね平面状の位置決めプレート（８６）上に形成され、
前記モジュールフレーム（５２）上に前記検出器センサ（５６）を位置決め及び固定するように、前記概ね平面状の位置決めプレート（８６）の前記位置決めピン（８８）が、前記モジュールフレーム（５２）の前記上面（５４）に形成されたそれぞれの基準穴（１０２、１０４）に受け入れられ、前記概ね平面状の位置決めプレート（８６）の前記単一のねじボス（９０）が、前記モジュールフレーム（５２）内に形成され前記モジュールフレーム（５２）の上面（５４）まで延びる、それぞれのねじ開口（１０６）を通って配置された締結具（１０８）を受ける、請求項１３に記載の検出器モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、概して、診断撮像用の放射線検出器に関し、特に、自動位置決め用機構が形成されたタイリング可能な（ｔｉｌｅａｂｌｅ）複数の検出器センサを有するコンピュータ断層撮影（ＣＴ）検出器モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的に、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムにおいて、Ｘ線源は、扇状ビームを患者又は荷物などの被写体又は物体に向けて放出する。以下では、用語「被写体」及び「物体」は、撮像される可能性のある如何なるものも含むものとする。ビームは、被写体により減衰した後、放射線検出器アレイに当たる。検出器アレイにて受けられる減衰した放射線ビームの強度は、被写体によるＸ線ビームの減衰に典型的に依存する。検出器アレイの各検出器要素は、各検出器要素により受けられた減衰ビームを示す個別の電気信号を生成する。電気信号は、アナログ−デジタル変換器に送られ、次いでデジタル画像への処理に送られる。
【０００３】
マルチスライス撮像システムにおいて、検出器モジュールの平行行は、複数の検出器パック又はセンサからそれぞれ成り、各単一のアレイ行に対応するデータを用いて患者を通る単一の薄いスライス画像を生成できるように配置される。検出器モジュールは、本質的にＸ線源を中心とする弧を形成するように概ね共に並べて配置される。ＣＴ撮像システムのガントリへの検出器モジュールの配置及び取付けにおいて、検出器モジュールのそのような配置及び取付けは、かなりの精度で行われる必要があり、ＣＴ撮像システムの製造を非常に困難にし、許容可能な品質のＣＴ撮像システムを顧客に輸送できるようになる前に拡張試験、手戻り及び検出器モジュールの再位置決めをしばしば要求することが認識される。
【０００４】
加えて、ＣＴ撮像システムが現場において使用されるようになると、検出器モジュールの交換は困難となり時間を要する。つまり、検出器モジュール内の欠陥放射線検出器を交換するためには、放射線検出器を置き換えるためにモジュール全体を取り除き、高度に訓練された技術者が交換を行うオフラインの特殊な定着具に持って来ることが要求される。現場において、このような位置決め定着具の使用は、定着具を損傷なしに現地に輸送する必要があり、更に、現地の現場技術者が定着具の正しい使用方法を知り、設置後の放射線検出器の位置決めを検証できる必要があるので、非実用的であり望ましくない。あるいは、モジュール全体は、複数の検出器センサから成ることがあり、欠陥センサのみではなくユニットとして交換される必要がある。検出器の適用範囲が広がると、この問題は、検出器の製造者が現場において複数センサモジュール全体を交換することを、より高価にする。
【０００５】
したがって、特殊な位置決め定着具又は高度に訓練された設置技術者の技能を必要としない自動位置決めをもたらすＣＴ検出器を設計することが望ましい。このようなＣＴ検出器が、容易な設置、スケーラビリティ、早期試験の可能性、及びサービス可能性を可能にするタイリング可能な構成を有し、複数センサモジュール全体の取替えよりも単一センサの取替え／交換が可能となることも望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／１８３１１９号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一態様によると、ＣＴシステムは、スキャンされるべき物体を受けるための開口を有する回転式ガントリと、回転式ガントリ上に配置され、Ｘ線ビームを物体に向けて投影するＸ線投影源と、回転式ガントリ上に配置され、物体により減衰したＸ線を受けるように構成された複数の検出器モジュールとを含む。複数の検出器モジュールのそれぞれは、上面及び側面を有するモジュールフレームと、物体により減衰したＸ線を受けるようにモジュールフレームの上面に配置されたタイリング可能な複数の検出器センサとを更に備え、タイリング可能な複数の検出器センサのそれぞれは、物体を通って減衰したＸ線を受けてＸ線を電気信号に変換するように構成された検出器要素のアレイと、検出器要素のアレイに直接的又は間接的に結合され、モジュールフレームへの検出器センサの装着及び位置決めをもたらすように構成された装着用構造（ｍｏｕｎｔｉｎｇ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）であって、検出器センサ上に検出器要素のアレイの概ね反対側の面で配置された位置決めプレート（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｐｌａｔｅ）を備える装着用構造とを含む。位置決めプレートは、モジュールフレーム上に検出器センサを位置決めするための基準構造を形成する位置決めピン（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｐｉｎ）と、検出器センサをモジュールフレームに固定する締結具を受け入れるように構成された１つ又は複数のねじボス（ｔｈｒｅａｄｅｄ  ｂｏｓｓ）とを含む。モジュールフレームは、検出器センサがモジュールフレーム上に装着されると、モジュールフレーム上に検出器センサを位置決めするようにそれぞれの検出器センサの位置決めピンを受け入れる、内部に形成された適合機構（ｋｅｙｅｄ  ｆｅａｔｕｒｅｓ）を含む。
【０００８】
本発明の別の態様によると、ＣＴスキャン処置中に物体により減衰したＸ線を受けるための検出器モジュールは、上面及び側面を備えるモジュールフレームと、物体により減衰したＸ線を受けるようにモジュールフレーム上に配置されたタイリング可能な複数の検出器センサとを含む。複数の検出器センサのそれぞれは、物体を通って減衰したＸ線を受けてＸ線を電気信号に変換するように構成された検出器画素のアレイと、検出器要素のアレイにＸ線を受けるのとは反対側の側部で直接的又は間接的に結合された位置決めプレートであって、モジュールフレーム上に検出器センサを位置決めするための基準構造を形成する位置決めピンと、締結具を受け入れるように構成され、検出器センサをモジュールフレームに固定する１つ又は複数のねじボスとを備える位置決めプレートとを更に含む。モジュールフレームは、検出器センサがモジュールフレーム上に装着されると、モジュールフレーム上に検出器センサを位置決めするようにそれぞれの検出器センサの位置決めピンを受け入れる、内部に形成された基準穴を含む。
【０００９】
本発明の更に別の態様によると、ＣＴスキャン処置中に物体により減衰したＸ線を受けるための検出器モジュールは、モジュールフレームと、物体により減衰したＸ線を受けるようにモジュールフレームの上面に配置された選択的に追加可能な複数の検出器センサとを含む。複数の検出器センサのそれぞれは、物体を通って減衰したＸ線を受けてＸ線を電気信号に変換するように構成された検出器要素のアレイと、検出器センサ上に検出器要素のアレイとは概ね反対側の面で配置された位置決めプレートであって、モジュールフレーム上に検出器センサを位置決めするための基準構造を形成する位置決めピンを含む位置決めプレートとを更に含む。モジュールフレームは、検出器センサがモジュールフレーム上に装着されると、モジュールフレーム上に検出器センサを位置決めするようにそれぞれの検出器センサの位置決めピンを受け入れる、内部に形成された基準穴を含む。
【００１０】
各種の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかになるであろう。
【００１１】
図面は、本発明を実施するために現在考えられる好適な実施形態を例示する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＣＴ撮像システムの絵図である。
【図２】図１に例示されたシステムのブロック概略図である。
【図３】ＣＴシステムの検出器アレイの一実施形態の斜視図である。
【図４】本発明のある実施形態による検出器モジュールの斜視図である。
【図５】本発明のある実施形態による図４の検出器モジュールで用いるための検出器センサの図である。
【図６】本発明のある実施形態による図４の検出器モジュールで用いるための検出器センサの図である。
【図７】本発明のある実施形態による自動位置決め用機構を伴う垂直装着用構造を組み込む、図５及び図６の検出器センサの斜視図である。
【図８Ａ】本発明のある実施形態による垂直装着用構造を用いてモジュールフレームに装着された、図７の検出器センサの図である。
【図８Ｂ】本発明のある実施形態による垂直装着用構造を用いてモジュールフレームに装着された、図７の検出器センサの図である。
【図９Ａ】本発明のある実施形態による自動位置決め用機構を伴う水平装着用構造を組み込む、図５及び図６の検出器センサの斜視図である。
【図９Ｂ】本発明のある実施形態による自動位置決め用機構を伴う水平装着用構造を組み込む、図５及び図６の検出器センサの斜視図である。
【図１０Ａ】本発明のある実施形態による水平装着用構造を用いてモジュールフレームに装着された、図９Ａ及び図９Ｂの検出器センサの図である。
【図１０Ｂ】本発明のある実施形態による水平装着用構造を用いてモジュールフレームに装着された、図９Ａ及び図９Ｂの検出器センサの図である。
【図１１】非侵入性パッケージ検査システムで用いるためのＣＴシステムの絵図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の動作環境は、２５６スライスのコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムに関して記述される。しかし、以下で詳細に説明されるように、本発明は、他の単一スライス構成及びマルチスライス構成（すなわち、所望のサイズを有するように組み立てることができる任意のモジュールベース検出器）と共に用いるために等しく適用可能である。また、本発明は、Ｘ線の検出及び変換に関して記述される。しかし、当業者は、他の高周波電磁エネルギーの検出及び変換のために本発明が等しく適用可能であることを更に理解するであろう。本発明は、「第三世代」ＣＴスキャナに関して記述されるが、他のＣＴシステムに等しく適用可能である。
【００１４】
図１及び図２を参照すると、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム１０は、「第三世代」ＣＴスキャナを表すガントリ１２を含むように示される。ガントリ１２は、Ｘ線源１４の焦点位置１５からガントリ１２の反対側の検出器アセンブリ１８に向けてＸ線ビームを投影するＸ線源１４を有する。つぎに図２を参照すると、検出器アセンブリ１８は、複数の検出器モジュール２０、及び制御処理基板３２（すなわち電子機器基板）により形成される。複数の検出器モジュール２０は、医療患者２２を通過する投影されたＸ線１６を検知し、電子機器基板３２は、取得したデータに関する後続処理を行う。各検出器モジュール２０は、当たるＸ線ビーム及び患者２２を通過するときに減衰したビームの強度を表す出力を生成する。Ｘ線投影データを取得するためのスキャン中、ガントリ１２及びガントリに装着された部品は、回転中心２４を中心として回転する。
【００１５】
ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６により統御される。制御機構２６は、電力及びタイミング信号をＸ線源１４に提供するＸ線コントローラ２８と、ガントリ１２の回転の速度及び位置を制御するガントリモータコントローラ３０とを含む。画像再構成器３４は、サンプリングされデジタル化されたＸ線データを電子機器基板３２から受けて高速再構成を行う。再構成された画像は、画像を大容量記憶デバイス３８に記憶するコンピュータ３６への入力として用いられる。
【００１６】
コンピュータ３６は、キーボード、マウス、音声作動コントローラ、又は任意の他の適当な入力装置など、何らかの形態のオペレータインターフェイスを有するコンソール４０を介して、コマンド及びスキャン用パラメータをオペレータから受ける。関連付けられたディスプレイ４２は、オペレータが再構成された画像及びコンピュータ３６からの他のデータを観察することを可能にする。オペレータにより供給されたコマンド及びパラメータは、制御信号及び情報を電子機器基板３２、Ｘ線コントローラ２８及びガントリモータコントローラ３０に提供するためにコンピュータ３６により用いられる。加えて、コンピュータ３６は、患者２２及びガントリ１２を配置するようにモータ駆動テーブル４６を制御するテーブルモータコントローラ４４を動作させる。特に、テーブル４６は、図１のガントリ開口４８を通じて患者２２を全体的又は部分的に移動させる。
【００１７】
図３に示されるように、検出器アセンブリ１８は、コリメート用ブレード又はプレート１９が間に配置されたレール１７を含む。プレート１９は、Ｘ線をコリメートし、散乱Ｘ線１６を、そのようなビームが、例えば、検出器アセンブリ１８上に配置された、図４の検出器モジュール２０に当たる前に、除去するように配置される。本発明のある実施形態によると、検出器アセンブリ１８は、２５６×１６の画素要素のアレイサイズを各々に有する５７個の検出器モジュール２０を含む。結果として、検出器アセンブリ１８は、２５６行及び９１２列（１６×５７個の検出器）を有し、このことは２５６個の同時データスライスをガントリ１２の回転毎に収集することを可能にする。しかし、例示的な検出器モジュール２０が２５６×１６の画素要素のアレイサイズを有するように表されるが、本発明の実施形態による検出器モジュール２０の構造に基づいて検出器アセンブリ１８内の行及び列の数を選択的に制御でき、これによって、同時に収集されるスライスの数を最大５１２個のデータスライスなどに増減できるようになっていることが認識される。
【００１８】
図４を参照すると、本発明のある例示的な実施形態による検出器モジュール２０の構成が示される。検出器モジュール２０は、上面５４及び側面５５を有するモジュールフレーム５２を含む。本発明の実施形態によると、上面５４は、平坦面、Ｘ線ビームの弧に沿う若しくは沿わない円弧に凡そ形成された湾曲部、又は傾斜させた複数の小面を伴う階段状構成として構成されることができる。図４に示されるように、複数の検出器サブモジュール又は「センサ」５６は、モジュールフレーム５２の上面に配置され、患者又は物体を通って減衰するＸ線を受けて処理するようにＺ軸に沿って位置決めされる。本発明の実施形態によると、モジュールフレーム５２の上面５４に配置された検出器センサ５６の数をＣＴシステム１０（図１）内の検出器モジュール２０の動作要件に基づいて製造プロセス中に調整することができる。つまり、検出器モジュール２０の検出器センサ５６は、所望に応じて検出器センサ５６をモジュールフレーム５２に選択的に追加できる、タイリング可能な検出器センサとして構成され、これによって、検出器モジュール２０内に含まれる検出器センサ５６の数を、Ｚ軸に沿う適用範囲の大きさを変化させる（すなわち、取得されるスライスの数を変化させる／制御する）ように調整できるようになっている。よって、例えば、本発明の一実施形態によると、６個の検出器センサ５６が検出器モジュール２０内に含まれ得る。しかし、検出器モジュール２０の他の実施形態は、例えば、図４に示された仮想線により示されるように、４個、８個、又は１２個の検出器センサ５６を含むことができる。各実施形態において、検出器センサ５６は、検出器モジュールの中心線５８を中心として対称にＺ軸に沿って上面５４に配置される。よって、モジュールフレーム５２上の検出器センサ５６の増減に基づいて、Ｚ軸に沿う調整可能な長さ／適用範囲を有する検出器モジュール２０を構築できることが認識される。
【００１９】
本発明のある実施形態による検出器センサ５６の詳細図が図５及び図６に示される。検出器センサ５６は、物体を通って減衰したＸ線を受けてＸ線をアナログ電気信号に変換するように構成される、検出器要素又は画素６０のアレイを含む。一実施形態によると、検出器要素／画素６０は、シンチレータ−フォトダイオード対から形成される。シンチレータ−フォトダイオード対の形成において、多数のシンチレータ検出器要素又は画素６２は、シンチレート用パックアレイ６４を形成するように配置される。例えば、シンチレート用パックアレイ６４は、各シンチレート用パックアレイ６４が３２個のスライスを含むように、３２×１６のシンチレータ検出器要素６２のアレイで構成され得る。シンチレート用パックアレイ６４は、複数のダイオード要素又は画素（不図示）で形成されたフォトダイオードアレイ６６上に配置され、ダイオードアレイ６６は、例えば、シンチレータ検出器要素６２の数に対応する、３２×１６のダイオードアレイで形成される。
【００２０】
図５及び図６に示されるように、シンチレータ検出器要素６２は、ダイオードアレイ６６に光学的に結合され、ダイオードアレイ６６は、１つ又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）電子機器パッケージ６８に電気的に結合される。ＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８（すなわちアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器）は、上部（すなわち、ＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８の前後面）に形成された入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターコネクト７０を用いてダイオードアレイ６６に電気的及び機械的に結合される。Ｉ／Ｏインターコネクト７０は、例えば、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）型のインターコネクトとして、又は、ＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８をダイオードアレイ６６に電気的及び機械的に結合する別の類似の接合用デバイスとして形成され得る。本発明の実施形態によると、各ＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８は、パッケージ６８を集合的に形成する４つのＡＳＩＣダイ７２など、１つ又は複数の個々のＡＳＩＣダイ７２を含む。
【００２１】
フォトダイオードアレイ６６上に配置されたシンチレータアレイ６４を検出器センサ５６が含むように上述されたが、本発明の実施形態が直接変換型センサも包含することが認識される。つまり、検出器センサ５６がシンチレータアレイ６４及びフォトダイオードアレイ６６を含むように図５及び図６に示されるが、検出器センサ５６内のそのような要素／材料を、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）又はテルル化亜鉛カドミウム（ＣＺＴ）など、Ｘ線を電気信号に直接変換する直接変換型材料と交換できることが認識される。図５及び図６に示されるものとは異なるセンサ設計も本発明の範囲であると考慮されることが更に認識される。
【００２２】
本発明の実施形態によると、ＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８は、フォトダイオードアレイ６６から受けた信号のアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換を行うように部分的に構成される。つまり、ＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８は、フォトダイオードアレイ６６から受けたアナログ電気信号を、ダイオードアレイから受けた信号のレベルに基づくデジタル数値に変換するように機能する。よって、一実施形態の動作において、Ｘ線は、シンチレータ検出器要素６２の内部に当たって、パックアレイ６４を横断しダイオードアレイ６６内のフォトダイオード画素／要素上で検出されるフォトンを発生させ、それに応じてダイオードアレイ６６により生成されたアナログ信号は、デジタル信号／数値への変換のためにＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８により受けられる。
【００２３】
図５及び図６に更に示されるように、基材層７４（すなわちＡＳＩＣパッケージ基材）は、ＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８の下方、シンチレート用パックアレイ６４とは反対側に配置される。基材層７４は、多層セラミック（ＭＬＣ）などの電気絶縁材料で形成され、検出器センサ５６に支持／剛性をもたらすように構成される。基材層７４とＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８の間に配置されるのは、ＡＳＩＣ電子機器パッケージからの信号を検出器モジュール２０（図４）の制御処理基板３２に導き、制御処理基板３２から／に制御及び電力を移送もする、ＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８に取り付けられたフレックス回路７６である。フレックス回路７６は、ＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８からのデジタル信号／数値を伝達するように機能する「デジタルフレックス回路」の形態を成す。フレックス回路７６は、ＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８とインターフェイス接続する（すなわち、Ｉ／Ｏインターコネクト７０とインターフェイス接続する）ように構成されたコネクタ／電気的に接合可能なエリア７８と、検出器モジュール２０（図４）の制御処理基板３２とインターフェイス接続するように構成されたコネクタ８０とを含む。一実施形態によると、フレックス回路７６のコネクタ／電気的に接合可能なエリア７８は、基材層７４を（ペデスタルを介して）ＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８に熱的に接合するようにＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８内のＡＳＩＣダイと対応する、内部に形成された穴（不図示）を含む。また、ある実施形態によると、ＡＳＩＣ電子機器パッケージ６８とフレックス回路７６の間には、部品を一緒に接合するとともに検出器センサ５６に別個の熱伝導をもたらすための熱接着剤７９も設けられる。
【００２４】
検出器センサの調整可能かつ可変の性質に基づく検出器センサ５６の構造及び検出器モジュール内への導入によって、検出器センサのタイリング可能性とサイズ決定との両方に関して更なる利益がもたらされる。つまり、本発明の実施形態によると、性能及びスケーラビリティを最適化するために検出器センサ５６の構成を変化させることができる。つまり、検出器センサ５６が３２×１６（すなわち、３２個のスライス及び１６個のチャンネル）の検出器画素／要素アレイを有するように上述されたが、検出器センサ５６は、多数のＮ×Ｍ（例えば、Ｎ＝１６、３２、若しくは６４、Ｍ＝１６、２４、若しくは３２、例えば）の画素／要素アレイのうちのいずれか１つを有するように形成され得、アレイサイズは、コスト、性能、歩留まり、試験時間スケーラビリティ、信頼性などに基づいて最適化されることが認識される。対応して、検出器センサ５６の寸法が変化し、検出器センサ５６は、検出器モジュール２０の正確な構成に応じて、長さ１０ｍｍから最大長さ４０ｍｍの長さ（すなわち、Ｚ軸沿いの寸法）を有し得る。
【００２５】
本発明の実施形態によると、検出器センサ５６のそれぞれは、組合せ用適合機構を有するフレーム（例えばフレーム５２、図４）へのセンサの差込みを可能にする自動位置決め用機構を伴って更に構成される。自動位置決め用機構は、定着又は調節が要求されない精度でのセンサの配置を可能にする、検出器センサ用の位置決め基準面を作り出す。工場及び現場での個々の検出器センサの取替えを自動位置決め用機構を用いて特殊な定着具又は工具を用いずに精密な位置決めで行うことができ、これによって、真のプラグアンドプレイ（ｐｌｕｇ−ａｎｄ−ｐｌａｙ）検出器センサの可能性がもたらされるようになっている。
【００２６】
つぎに図７並びに図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、本発明のある実施形態による、自動位置決め用機構を含む検出器センサ５６の図と、検出器モジュール２０を集合的に形成するための対応するモジュールフレーム５２に対するそのような検出器センサの係合の図とが示される。まず図７を参照すると、フレーム上への検出器センサの精密な配置を可能にする位置決め基準機構を上部に設ける、上部に形成されたここでは概ね「垂直」装着用構造８４と呼ばれるものを含む検出器センサ５６が示される。垂直装着用構造８４は、検出器センサ５６にシンチレート用パックアレイ６４とは反対側（すなわち、Ｘ線を受ける側部とは反対側）にある検出器構造の側部で恒久的に取り付けられる位置決めプレート８６を含み、位置決めプレート８６は、シンチレート用パックアレイ６４に対して精密に位置決めされる。一実施形態によると、位置決めプレートは、例えば接着剤又は他の適当な材料を用いるなどして検出器センサ５６の後部で基材層７４に取り付けられる。位置決めプレート８６は、検出器センサ５６の主要部品（すなわち、シンチレート用パックアレイ６４、フォトダイオードアレイ６６）と平行に配向される概ね平面状の構造として形成される。
【００２７】
位置決めプレート８６は、プレートから外側に延びて対応するモジュールフレーム５２（図４）上への検出器センサ５６の自動位置決めをもたらす、上部に形成された位置決めピン８８を含む。つまり、位置決めピン８８は、以下でより詳細に説明されるように、モジュールフレーム５２内に形成され位置決めピン８８を受けて位置決めされたアセンブリを作り出す組合せ用適合機構と係合するように構成されるので、対応するモジュールフレーム５２上への検出器センサ５６の自動位置決めをもたらす基準構造として働く。２つの位置決めピン８８が位置決めプレート８６の概ね両側端に形成されるように示されるが、より多数の位置決めピン８８を基準構造として働くように上部に形成できることが認識される。
【００２８】
位置決めプレート８６は、モジュールフレーム５２上への垂直装着用構造８４（及び検出器センサ５６）の取付けをもたらすように構成される、上部に形成された係合用機構９０も含む。ある例示的な実施形態によると、係合用機構９０は、位置決めプレート８６の中心領域に形成されたねじボスとして形成され、ねじボス９０は、それぞれのねじがねじボス９０により受けられると、モジュールフレーム５２への検出器センサ５６の確実な取付けをもたらす。
【００２９】
ある例示的な実施形態によると、垂直装着用構造８４は、位置決めプレート８６とモジュールフレーム５２の間にあるように位置決めプレート８６上に配置され、検出器センサ５６が装着されるべき、熱ギャップパッド（ｔｈｅｒｍａｌ  ｇａｐ  ｐａｄ）９２も含む。熱ギャップパッド９２は、位置決めプレート内に形成され、熱ギャップパッド９２の追加を可能にする、窪み９４内に配置される。窪み９４は、検出器センサ５６がモジュールフレーム５２に固定されると、低い熱抵抗で変動の少ない一定の熱伝導（ギャップパッドの一定レベルの圧縮による）が熱ギャップパッド９２を介して形成されるように精密機械加工される。一定の低い熱抵抗は、検出器センサ５６の精密な温度制御を可能にするために要求され、熱ギャップパッド９２の導入は、センサ５６とフレーム５２の間の熱接触抵抗に対処し熱接触抵抗を制御するための可能性をもたらす。本発明の実施形態によると、熱ギャップパッド９２は、多数の適当な熱伝導材料（ＴＩＭ）のいずれかで形成され得る。適当なＴＩＭの例は、非限定的に、接着剤、グリース、ゲル、パッド、フィルム、液体金属、圧縮性金属、及び相変化材料を含む。圧縮性金属は、例えば、隣接面同士を密着させるために十分に柔らかく、例えばインジウムを含み得る。図７に示されるように、一実施形態によると、熱ギャップパッド９２は、位置決めプレート８６のねじボス９０及び位置決めピン８８をそれぞれに収納する、ギャップパッド内に／ギャップパッドを通って形成された、開口９６及び一対の刻み目９８を含む。
【００３０】
図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、複数の検出器センサ５６は、モジュールフレーム５２上に配置され、各検出器センサ５６は、モジュールフレーム５２に対して位置決めされ、各検出器モジュール５６上に設けられた垂直装着用構造８４を用いてそこに固定される。前に上記されたように、モジュールフレーム５２は、垂直装着用構造８４上に形成された基準位置決めピン８８に組み合わさり、検出器センサ５６がモジュールフレーム５２上に配置されると位置決めピン８８を受ける、内部に形成された適合機構を含む。図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、基準穴１０２及び基準スロット１０４は、モジュールフレーム５２上に装着されるべきそれぞれの検出器センサ５６に対してモジュールフレーム５２内に形成され、位置決めピン８８は、モジュールフレーム５２上に配置される検出器センサ５６の自動位置決めを可能にするように穴１０２及びスロット１０４に受け入れられる。検出器センサ５６がモジュールフレーム５２に差し込まれると、その位置はよって設定され調節不能となる。
【００３１】
モジュールフレーム５２へのそれぞれの検出器センサ５６の固定をもたらすために、ねじ開口（ｔｈｒｅａｄｅｄ  ｏｐｅｎｉｎｇｓ）１０６は、それぞれの基準穴−基準スロット対１０２、１０４の間にモジュールフレーム５２を通って形成され、ねじ開口１０６は、モジュールフレーム５２の上面５４まで延びる。図８Ａに示されるように、ねじ開口１０６は、検出器センサ５６に取り付けられた垂直装着用構造８４の係合用機構（すなわちねじボス）９０に受け入れられるようにモジュールフレーム５２を通って延びる締結具１０８（例えばねじ）を受け入れる。締結具１０８を締め付けて検出器センサ５６をモジュールフレーム５２に固定することができ、締結具１０８の締付けは、垂直装着用構造８４の熱ギャップパッド９２の一定の圧縮ももたらし、これによって、検出器センサ５６とモジュールフレーム５２の間の全体的な接触抵抗（及び抵抗の変動）が制御され、低い熱抵抗で変動の少ない一定の熱伝導が熱ギャップパッド９２を介して形成されるようになっている。
【００３２】
図８Ａ及び図８Ｂに更に示されるように、モジュールフレーム５２は、フレームを検出器アセンブリ１８（図３）のレール１７と位置決め及び係合するための機構を上部に含む。モジュールフレーム５２は、検出器モジュール２０のフレームがレール１７と自動位置決めされるように、レール１７上の対応する機構と係合するレール基準位置穴１１０を含む。フレームをレール１７に固定するためにモジュールフレーム５２上に係合用機構１１２も設けられる。
【００３３】
つぎに図９Ａ及び図９Ｂ並びに図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、本発明の別の実施形態による、自動位置決め用機構を含む検出器センサ５６の図と、対応するモジュールフレーム５２へのそのような検出器センサ５６の係合の図とが示される。まず図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、フレーム上への検出器センサ５６の精密な配置を可能にする位置決め基準機構を上部に設ける、上部に形成されたここでは概ね「水平」装着用構造１１４と呼ばれるものを含む検出器センサ５６が示される。水平装着用構造１１４は、検出器センサ５６の主要部品（すなわち、シンチレート用パックアレイ６４、フォトダイオードアレイ６６）と平行に配向された下部部材１１８と、下部部材１１８から垂直に外側に延びる縦方向部材（ｌｅｎｇｔｈｗｉｓｅ  ｍｅｍｂｅｒ）１２０とを有するＬ字状位置決めプレート１１６を含む。Ｌ字状位置決めプレート１１６は、検出器センサ５６にシンチレート用パックアレイ６４とは反対側の検出器構造の側部で恒久的に取り付けられ、Ｌ字状位置決めプレート１１６の底部部材１１８は、シンチレート用パックアレイ６４に対して精密に位置決めされる。一実施形態によると、底部部材１１８は、例えば、接着剤又は他の適当な材料を用いるなどして、検出器センサ５６の後部で基材層７４に取り付けられる。加えて、一実施形態によると、底部部材１１８は、検出器センサ５６の後方側部まで延びるＳＭＴデジタルコネクタ１２４を収納することによって、検出器センサ５６への水平装着用構造１１４の取付けをもたらす、上部に形成された切欠き１２２を含む。しかし、Ｌ字状位置決めプレート１１６が、検出器センサ５６が図５及び図６に示されるような直接フレックス取付け部７６を含むときなど、内部に形成された切欠き１２２を有しない底部部材１１８を含むことができることが認識される。
【００３４】
図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、Ｌ字状位置決めプレート１１６の縦方向部材１２０は、縦方向部材１２０から外側に（モジュールフレーム５２に係合されるべき側部に）延びて対応するモジュールフレーム上への検出器センサ５６の自動位置決めをもたらす、上部に形成された位置決めピン１２２を含む。つまり、位置決めピン１２２は、モジュールフレーム５２内に形成され位置決めピン１２２を受けて位置決めされたアセンブリを作り出す組合せ用適合機構と係合するように構成されるので、対応する検出器モジュールフレーム５２上への検出器センサ５６の自動位置決めをもたらす基準構造として働く。２つの位置決めピン１２２がＬ字状位置決めプレート１１６の縦方向部材１２０の概ね両側端に形成されるように示されるが、より多数の位置決めピン１２２を基準構造として働くように上部に形成できることが認識される。
【００３５】
Ｌ字状位置決めプレート１１６は、モジュールフレーム５２上への水平装着用構造１１４（及び検出器センサ５６）の取付けをもたらすように構成される、上部に形成された係合用機構１２４も含む。ある例示的な実施形態によると、係合用機構１２４は、Ｌ字状位置決めプレート１１６の縦方向部材１２０内にねじボスとして形成され、ねじボス１２４は、それぞれの締結具又はねじがねじボス１２４により受けられると、モジュールフレーム５２への検出器センサ５６の確実な取付けをもたらす。
【００３６】
ある例示的な実施形態によると、水平装着用構造１１４は、位置決めプレート１１６とモジュールフレーム５２の間にあるようにＬ字状位置決めプレート１１６の縦方向部材１２０上に配置され、検出器センサ５６が装着されるべき、熱ギャップパッド１２６も含む。熱ギャップパッド１２６は、熱ギャップパッド１２６の追加を可能にする、縦方向部材１２０内に形成された窪み１２８内に配置される。窪み１２８は、検出器センサ５６がモジュールフレーム５２に固定されると、低い熱抵抗で変動の少ない一定の熱伝導（ギャップパッドの一定レベルの圧縮による）が熱ギャップパッド１２６を介して形成されるように、精密機械加工される。一定の低い熱抵抗は、検出器センサ５６の精密な温度制御を可能にするために要求され、熱ギャップパッド１２６の導入は、センサ５６とフレーム５２の間の熱接触抵抗に対処し熱接触抵抗を制御する可能性をもたらす。本発明の実施形態によると、熱ギャップパッド１２６は、多数の適当な熱伝導材料（ＴＩＭ）のうちのいずれかで形成され得る。適当なＴＩＭの例は、非限定的に、接着剤、グリース、ゲル、パッド、フィルム、液体金属、圧縮性金属、及び相変化材料を含む。圧縮性金属は、例えば、隣接面同士を密着させるために十分に柔らかく、例えばインジウムを含み得る。図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、一実施形態によると、熱ギャップパッド１２６は、熱ギャップパッド内に／熱ギャップパッドを通って形成された、Ｌ字状位置決めプレート１１６の縦方向部材１２０のねじボス１２４と位置決めされる一対の開口１３０と、位置決めピン１２２を収納する一対の穴１３２とを含む。
【００３７】
本発明のある実施形態による水平装着用構造１１４を用いたモジュールフレーム５２への検出器モジュール５６の係合が図１０Ａ及び図１０Ｂに示される。前に上記されたように、モジュールフレーム５２は、水平装着用構造１１４上に形成された基準位置決めピン１２２に組み合わさり、検出器センサ５６がモジュールフレーム５２上に配置されると位置決めピン１２２を受ける、内部に形成された適合機構（すなわち基準開口）を含む。図１０に示されるように、基準穴１３４及び基準スロット１３６は、モジュールフレーム５２上に装着されるべきそれぞれの検出器センサ５６に対する側面５５でモジュールフレーム５２内に形成され、位置決めピン１２２は、モジュールフレーム５２上に配置される検出器センサ５６の自動位置決めを可能にするように穴１３４及びスロット１３６に受け入れられる。検出器センサ５６がモジュールフレーム５２に差し込まれると、その位置はよって設定され調節不能となる。
【００３８】
モジュールフレーム５２へのそれぞれの検出器センサ５６の固定をもたらすために、ねじ開口１３８は、それぞれの基準穴−基準スロット対１３４、１３６の間でモジュールフレーム５２の側面５５に形成される。図１０Ｂに示されるように、ねじ開口１３８は、モジュールフレーム５２内に形成されたねじ開口１３８に受け入れられるように位置決めプレート１１６の係合用機構（すなわちねじボス）１２４を通って延びる締結具１４０（例えばねじ）を受け入れる。締結具１４０を締め付けて検出器センサ５６をモジュールフレーム５２に固定することができ、締結具１４０の締付けは、水平装着用構造１１４の熱ギャップパッド１２６の一定の圧縮ももたらし、これによって、検出器センサ５６とモジュールフレーム５２の間の全体的な接触抵抗（及び抵抗の変動）が制御され、低い熱抵抗で変動の少ない一定の熱伝導が熱ギャップパッド１２６を介して形成されるようになっている。別の実施形態によると、検出器センサ５６をモジュールフレーム５２に固定するために位置決めプレート１１６のスタッド（不図示）をナット（不図示）と共に用いることができる。
【００３９】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示されないが、モジュールフレーム５２が、フレーム５２を検出器アセンブリ１８のレール１７（図３）と位置決め及び係合するための機構を上部に含むことが認識される。つまり、図８に示され上述されたように、モジュールフレーム５２は、検出器モジュール２０のフレームがレール１７と自動位置決めされるように、レール１７上の対応する機構と係合するレール基準位置穴１１０を含む。フレームをレール１７に固定するためにモジュールフレーム５２上に係合用機構１１２も設けられる。
【００４０】
有利なことに、検出器センサ５６上の垂直又は水平の装着用構造８４、１１４の導入、具体的には、位置決めプレート８６、１１６及びそれらの上部の基準位置決めピン８８、１２２、並びに、位置決めピンを受けるための組合せ用適合機構／基準穴１０２、１０４を伴うモジュールフレーム５２は、検出器モジュール２０用の自動位置決め用検出器センサ５６をもたらす。検出器センサ５６の取除き及び交換が精密定着具又は高技能の技術者の助けなしに可能となり、これによって、自動位置決め用検出器センサ５６を試験庫、ガントリ試験スイート、又は現場において特殊な工具なしに容易に取り除き、設置できるようになっている。加えて、装着用構造８４、１１４及びモジュールフレーム５２の設計によって、単一の検出器センサ５６の取替え及び試験（複数検出器センサモジュールの完全な取替えの代わりに）が、単一の検出器センサの精密な位置決めをもたらす一方で真のプラグアンドプレイの可能性並びに現在の時間及びコストの節約を可能にするように可能となる。
【００４１】
つぎに図１１を参照すると、本発明の別の実施形態による検出器モジュール２０の構成が示される。検出器モジュール２０は、階段状構成を有するように構成された上面１４４を有するモジュールフレーム１４２を含み、よって複数の小面１４６を上部に含む。小面１４６は、Ｚ軸に沿うモジュールフレーム１４２に沿って縦方向に位置決めされ、各小面１４６は、患者又は物体を通って減衰するＸ線を受けて処理する検出器センサ５６を収納するようにサイズ決定及び構成される。本発明の一実施形態によると、８つの小面１４６は、モジュールフレーム１４２の上面１４４に形成され、検出器センサ５６は、各検出器センサ５６内の３２×１６の各検出器要素アレイの合計が検出器モジュール２０用の検出器要素の２５６×１６のアレイサイズをもたらすように各小面１４６に配置される。結果として、検出器モジュール２０は、ガントリ１２（図１）の回転毎に収集されるべき２５６個の同時データスライスをもたらす。
【００４２】
つぎに図１１を参照すると、パッケージ又は荷物が通過し得る開口１５４を内部に有する回転式ガントリ１５２を含むパッケージ／荷物検査システム１５０が示される。回転式ガントリ１５２は、高周波電磁エネルギー源１０６と、図４から図１０に示されるものと類似する検出器モジュール２０を有する検出器アセンブリ１５８とを収容する。コンベヤシステム１６０も設けられ、コンベヤシステムは、パッケージ又は荷物１６６を開口１５４を通って自動的及び連続的に通過させてスキャンさせるように構造１６４により支持されたコンベヤベルト１６２を含む。物体１６６は、コンベヤベルト１６２により開口１５４を通って供給され、次いで撮像データが取得され、コンベヤベルト１６２は、制御され連続した態様でパッケージ１６６を開口１５４から取り除く。結果として、郵便物検査官、荷物取扱者、及び他のセキュリティ対策員は、爆発物、刃物、銃、密輸品などについてパッケージ１６６の中身を非侵入的に検査し得る。
【００４３】
本発明のある実施形態によると、パッケージ／荷物検査システム１５０への検出器モジュール２０（図４〜図１０）の組込みは、パッケージ１６６のスキャン時間の低減をもたらす。つまり、検出器モジュール２０（図４〜図１０）は、２５６個のスライスを検出器モジュール２０により取得できるので、システム１５０がより多くの量のパッケージをガントリ１５２の単一の回転でスキャンすることを可能にする。パッケージ／荷物検査システム１５０によるパッケージ１６６のより効率的なスキャンは、よってシステム１５０内に組み込まれる検出器モジュール２０（図４〜図１０）を用いて達成される。
【００４４】
したがって、本発明の一実施形態によると、ＣＴシステムは、スキャンされるべき物体を受けるための開口を有する回転式ガントリと、回転式ガントリ上に配置され、Ｘ線ビームを物体に向けて投影するＸ線投影源と、回転式ガントリ上に配置され、物体により減衰したＸ線を受けるように構成された複数の検出器モジュールとを含む。複数の検出器モジュールのそれぞれは、上面及び側面を有するモジュールフレームと、物体により減衰したＸ線を受けるようにモジュールフレームの上面に配置されたタイリング可能な複数の検出器センサとを更に備え、タイリング可能な複数の検出器センサのそれぞれは、物体を通って減衰したＸ線を受けてＸ線を電気信号に変換するように構成された検出器要素のアレイと、検出器要素のアレイに直接的又は間接的に結合され、モジュールフレームへの検出器センサの装着及び位置決めをもたらすように構成された装着用構造（ｍｏｕｎｔｉｎｇ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）であって、検出器センサ上に検出器要素のアレイの概ね反対側の面で配置された位置決めプレート（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｐｌａｔｅ）を備える装着用構造とを含む。位置決めプレートは、モジュールフレーム上に検出器センサを位置決めするための基準構造を形成する位置決めピン（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｐｉｎ）と、検出器センサをモジュールフレームに固定する締結具を受け入れるように構成された１つ又は複数のねじボス（ｔｈｒｅａｄｅｄ  ｂｏｓｓ）とを含む。モジュールフレームは、検出器センサがモジュールフレーム上に装着されると、モジュールフレーム上に検出器センサを位置決めするようにそれぞれの検出器センサの位置決めピンを受け入れる、内部に形成された適合機構（ｋｅｙｅｄ  ｆｅａｔｕｒｅｓ）を含む。
【００４５】
本発明の別の実施形態によると、ＣＴスキャン処置中に物体により減衰したＸ線を受けるための検出器モジュールは、上面及び側面を備えるモジュールフレームと、物体により減衰したＸ線を受けるようにモジュールフレーム上に配置されたタイリング可能な複数の検出器センサとを含む。複数の検出器センサのそれぞれは、物体を通って減衰したＸ線を受けてＸ線を電気信号に変換するように構成された検出器画素のアレイと、検出器要素のアレイにＸ線を受けるのとは反対側の側部で直接的又は間接的に結合された位置決めプレートであって、モジュールフレーム上に検出器センサを位置決めするための基準構造を形成する位置決めピンと、締結具を受け入れるように構成され、検出器センサをモジュールフレームに固定する１つ又は複数のねじボスとを備える位置決めプレートとを更に含む。モジュールフレームは、検出器センサがモジュールフレーム上に装着されると、モジュールフレーム上に検出器センサを位置決めするようにそれぞれの検出器センサの位置決めピンを受け入れる、内部に形成された基準穴を含む。
【００４６】
本発明の更に別の実施形態によると、ＣＴスキャン処置中に物体により減衰したＸ線を受けるための検出器モジュールは、モジュールフレームと、物体により減衰したＸ線を受けるようにモジュールフレームの上面に配置された選択的に追加可能な複数の検出器センサとを含む。複数の検出器センサのそれぞれは、物体を通って減衰したＸ線を受けてＸ線を電気信号に変換するように構成された検出器要素のアレイと、検出器センサ上に検出器要素のアレイとは概ね反対側の面で配置された位置決めプレートであって、モジュールフレーム上に検出器センサを位置決めするための基準構造を形成する位置決めピンを含む位置決めプレートとを更に含む。モジュールフレームは、検出器センサがモジュールフレーム上に装着されると、モジュールフレーム上に検出器センサを位置決めするようにそれぞれの検出器センサの位置決めピンを受け入れる、内部に形成された基準穴を含む。
【００４７】
この明細書は、ベストモードを含めて本発明を開示するために、並びに、任意の装置若しくはシステムの製作及び使用、組み込まれた任意の方法の実施を含めて当業者が本発明を実践することも可能にするために例示を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲により規定されており、当業者が思い付く他の例を含み得る。そのような他の例は、特許請求の範囲の文言とは相違しない構成要素を有する場合、又は、特許請求の範囲の文言から実質的に相違しない均等な構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることが意図される。
【符号の説明】
【００４８】
１０  コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム、ＣＴシステム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１５  焦点位置
１６  Ｘ線
１７  レール
１８  検出器アセンブリ
１９  コリメート用ブレード又はプレート
２０  検出器モジュール
２２  患者、医療患者
２４  回転中心
２６  制御機構
２８  Ｘ線コントローラ
３０  ガントリモータコントローラ
３２  制御処理基板、電子機器基板、
３４  画像再構成器
３６  コンピュータ
３８  大容量記憶デバイス
４０  コンソール
４２  ディスプレイ
４４  テーブルモータコントローラ
４６  モータ駆動テーブル
４８  ガントリ開口
５２  モジュールフレーム
５４  上面
５５  側面
５６  検出器モジュール、検出器センサ
５８  中心線
６０  検出器要素、画素
６２  シンチレータ検出器要素、画素
６４  シンチレート用パックアレイ、シンチレータアレイ
６６  ダイオードアレイ、フォトダイオードアレイ
６８  特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）電子機器パッケージ
７０  入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターコネクト
７２  ＡＳＩＣダイ
７４  基材層（ＡＳＩＣパッケージ基材）
７６  フレックス回路、フレックス取付け部
７８  電気的に接合可能なエリア
７９  熱接着剤
８０  コネクタ
８４  垂直装着用構造
８６  位置決めプレート
８８  位置決めピン、基準位置決めピン
９０  係合用機構、ねじボス
９２  熱ギャップパッド
９４  窪み
９６  開口
９８  刻み目
１０２  基準穴
１０４  基準スロット
１０６  ねじ開口、高周波電磁エネルギー源
１０８  締結具
１１０  レール基準位置穴
１１２  係合用機構
１１４  水平装着用構造
１１６  Ｌ字状位置決めプレート
１１８  下部部材、底部部材
１２０  縦方向部材
１２２  切欠き、位置決めピン
１２４  ＳＭＴデジタルコネクタ、係合用機構（ねじボス）
１２６  熱ギャップパッド
１２８  窪み
１３０  開口
１３２  穴
１３４  基準穴
１３６  基準スロット
１３８  ねじ開口
１４０  締結具
１５０  パッケージ／荷物検査システム
１５２  回転式ガントリ
１５４  開口
１５８  検出器アセンブリ
１６０  コンベヤシステム
１６２  コンベヤベルト
１６４  構造
１６６  パッケージ、荷物
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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