(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出器モジュール（５０）であって、
基材（７４）と、
前記基材上に装着したフォトセンサ・アレイ（５２）と、
前記フォトセンサ・アレイと光学的に結合させると共に、ギャップ（１０４）の分だけ前記フォトセンサ・アレイから離間させているシンチレータ・アレイ（５４）であって、  前記ギャップがエラストマ材料または有機ゲルからなる透明薄膜（８６）により満たされ、該透明薄膜（８６）が前記シンチレータ・アレイ（５４）または前記フォトセンサ・アレイ（５２）の一方から、前記シンチレータ・アレイ（５４）が放出する光の波長の１／２未満の距離だけ離間されている、前記シンチレータ・アレイ（５４）と、
前記シンチレータ・アレイ（５４）を前記フォトセンサ・アレイ（５２）の上側で整列させて適所にクランプしているクランプ機構（９２）と、
前記フォトセンサ・アレイと電気的に結合させた可撓性のある電気ケーブル（６８）と、を備える検出器モジュール（５０）。
【請求項２】
前記透明薄膜（８６）が接着剤薄膜である、請求項１に記載の検出器モジュール（５０）。
【請求項３】
前記透明薄膜（８６）が、シリコーン、ポリエステル、アクリル樹脂材料からなる群より選択された材料である、請求項１に記載の検出器モジュール（５０）。
【請求項４】
前記クランプ機構（９２）が前記基材（７４）と比べてより小さい熱膨張率を有している、請求項１乃至３のいずれかに記載の検出器モジュール（５０）。
【請求項５】
前記クランプ機構（９２）は酸化チタンを含む石英ガラスを含んでおり、前記シンチレータ・アレイ（５４）は酸化イットリウム・ガドリニウム及びエポキシ反射体材料を含んでおり、かつ前記基材（７４）はセラミックを含んでいる、請求項１乃至４のいずれかに記載の検出器モジュール（５０）。
【請求項６】
前記フォトセンサ・アレイ（５２）及び前記シンチレータ・アレイ（５４）が対向する表面（１１０、１１２）を有しており、かつ前記対向する表面の少なくとも一方が反射防止薄膜（１１４）で被覆されており、前記シンチレータ・アレイ（５４）の前記表面（１１０）が反射防止薄膜（１１４）で被覆されている、請求項１乃至５のいずれかに記載の検出器モジュール（５０）。
【請求項７】
前記フォトセンサ・アレイ（５２）の前記表面（１１２）が反射防止薄膜（１１４）で被覆されている、請求項６に記載の検出器モジュール（５０）。
【請求項８】
前記対向する表面（１１０、１１２）の両方が研磨されている、請求項７に記載の検出器モジュール（５０）。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の検出器モジュール（５０）と、Ｘ線源を備え、前記検出器モジュール（５０）と、前記Ｘ線源を回転中心を中心に回転させるガントリと、
前記検出器モジュール（５０）が発生した電気信号を収集し、ディジタル信号に変換するデータ収集システム（３２）と、
前記ディジタル信号に基づいて画像再構成処理を行う画像再構成装置（３４）と、
再構成された画像を表示するディスプレイ（４２）と、
を含むコンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システム（１０）。
【請求項１０】
シンチレータのアレイ（５４）と光学的に結合させたフォトセンサ・アレイ（５２）を含んでいる検出器モジュール（５０）を製作する方法であって、
フォトセンサ・アレイを基材（７４）に接着により結合（８８）させるステップと、
前記フォトセンサ・アレイに可撓性ケーブル（６８）を電気的に結合させるステップと、
フォトセンサ・アレイとシンチレータ・アレイの間に位置させてフォトセンサ・アレイをシンチレータ・アレイと光学的に結合させるように構成したサイズ及び形状になるようにエラストマ材料または有機ゲルからなる透明薄膜（８６）を予備形成するステップと、
前記フォトセンサ・アレイの最上面に前記予備形成した薄膜を配置するステップと、
前記予備形成した薄膜の最上面にシンチレータ・アレイを配置するステップであって、前記透明薄膜（８６）と前記シンチレータ・アレイが、前記シンチレータ・アレイが放出する光の波長の１／２未満の距離だけ離間されている、前記シンチレータ・アレイを配置するステップと、
前記シンチレータ・アレイ（５４）にクランプ機構（９２）を接着により結合させてシンチレータ／クランプ機構のアセンブリを形成させるステップを含むと共に、
予備形成した薄膜（８６）の最上面にシンチレータ・アレイを配置する前記ステップが、前記シンチレータ／クランプ機構アセンブリのクランプ機構を基材（７４）に接着により結合させるステップを含む方法。
【請求項１１】
前記クランプ機構（９２）が前記基材（７４）と比べてより小さい熱膨張率を有している、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記クランプ機構（９２）は酸化チタンを含む石英ガラスを含んでおり、前記シンチレータ・アレイ（５４）は酸化イットリウム・ガドリニウム及びエポキシ反射体材料を含んでおり、かつ前記基材（７４）はセラミックを含んでいる、請求項１０または１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明は、全般的にはシンチレーション・タイプの放射線検出器に関し、さらに詳細には、シンチレータをフォトセンサと結合させるための方法及び装置に関する。
【０００２】
少なくとも１つの周知のコンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システムの構成では、Ｘ線源は、デカルト座標系のＸＹ平面（一般に「画像作成面」と呼ばれる）内に位置するようにコリメートされた扇形状のビームを放出する。このＸ線ビームは患者などの被検体を透過する。ビームは被検体により減衰を受けた後、放射線検出器のアレイ上に入射する。検出器アレイで受け取った減衰したビーム状放射線の強度は、被検体によるＸ線ビームの減衰に依存する。このアレイの各検出器素子は、それぞれの検出器位置でのビーム減衰の計測値に相当する電気信号を別々に発生させる。すべての検出器からの減衰量計測値を別々に収集し、透過プロフィールが作成される。
【０００３】
周知の第３世代ＣＴシステムでは、Ｘ線源及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが被検体を切る角度が一定に変化するようにして、画像作成面内でこの被検体の周りをガントリと共に回転する。あるガントリ角度で検出器アレイより得られる一群のＸ線減衰量計測値（すなわち投影データ）のことを「ビュー（ｖｉｅｗ）」という。また、被検体の「スキャン・データ（ｓｃａｎ）」は、Ｘ線源と検出器が１回転する間に、様々なガントリ角度またはビュー角度で得られるビューの集合からなる。アキシャル・スキャンでは、この投影データを処理し、被検体を透過させて得た２次元スライスに対応する画像を構成する。投影データの組から画像を再構成するための一方法に、当技術分野においてフィルタ補正逆投影法（ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｂａｃｋ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）と呼ぶものがある。この処理方法では、スキャンにより得た減衰量計測値を「ＣＴ値」、別名「ハウンスフィールド値」という整数に変換し、これらの整数値を用いて陰極線管ディスプレイ上の対応する画素の輝度を制御する。
【０００４】
ＣＴイメージング・システムの周知の検出器の少なくとも１つは、その各々が半導体フォトダイオード・アレイと光学的に結合した１つのシンチレータ・アレイを有している複数の検出器モジュールを備えており、この半導体フォトダイオード・アレイによりシンチレータ・アレイが出した光を検出している。こうした周知の検出器モジュール・アセンブリでは、組み上げのため接着結合する操作が必要となる。フォトダイオード・アレイ及びシンチレータは、フォトダイオードとシンチレータ・アレイの間に一定のギャップを設定するようにプラスチック製シムを用いているような整列システムにより正確に整列させる必要がある。整列させた後、接着剤でアセンブリの四隅を「留め（ｔａｃｋ）」合わせ、この整列を保持させる。この留めは硬化させ、さらにこのアセンブリを光学的エポキシ接着剤中に浸浸することにより、フォトダイオードとシンチレータ・アレイの間の狭いギャップの全体に吸い上げて（ｗｉｃｋ）このギャップを満たしている。このエポキシは硬化され、したがって、シンチレータはダイオード・アレイに「エポキシ接着（ｅｐｏｘｉｅｄ）」される。したがって、「仕上処理済（ｆｉｎｉｓｈｅｄ）」の検出器モジュールでは、フォトダイオード・アレイとシンチレータ・アレイは、中実で、柔軟性がない、非可撓性の材料により分離されている（そのエポキシがまだ硬化を受けている途中であるような検出器モジュールは「仕上処理済（ｆｉｎｉｓｈｅｄ）」の検出器モジュールとは見なさない）。
【０００５】
この標準的なシンチレータ・アセンブリ及び組み上げ工程は、多くの欠点をもつ。先ず、その熱膨張率が半導体フォトダイオード・アレイとシンチレータ・アレイとで幾らか異なっている。イメージング・システムの動作時に周囲温度が変化するに従って、熱的寸法応力（ｔｈｅｒｍａｌ  ａｎｄ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｓｔｒｅｓｓ）が生ずる。この熱的寸法応力を生じさせる可能性がある別の要因としては、運搬及び／または保管中の温度変化、若干の空調及び湿度の変化、動作状態の変化がある。こうした応力の結果、ダイオードとエポキシの間、エポキシ自体の内部、あるいはエポキシとシンチレータの間の境界面で破損（ｂｒｅａｋａｇｅ）が生じる可能性がある。さらに、破損はシンチレータ・アレイや半導体ダイオード・アレイ自体の内部に生じる可能性もある。こうした破損は、光伝達効率に影響を及ぼすような微視的である場合や、あるいは検出器モジュールを破壊に至らせるような壊損的（ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ）である場合がある。微視的であるか壊損的であるかによらず、破損の頻度を低下させて、シンチレータ・アセンブリ及びシンチレータ・アセンブリを使用する機器の信頼度を上昇させることが望ましい。さらに、フォトセンサ・アレイとシンチレータ・アレイは容易に分離させることができない。このため、廃棄したアセンブリから検出器モジュールの部品を回収することができない。したがって、廃棄品の回収手順により適した検出器モジュールを提供することが望ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明の実施の一形態では、コンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システムでの使用に適した仕上処理済検出器モジュール・アセンブリを提供する。本検出器モジュール・アセンブリは、基材と、この基材上に装着したフォトセンサ・アレイと、このフォトセンサ・アレイと光学的に結合させると共に空気または柔軟な透明薄膜で満たしたギャップの分だけフォトセンサ・アレイから離間させたシンチレータよりなるアレイと、フォトセンサ・アレイと電気的に結合させた可撓性のある電気ケーブルと、を含む。
【０００７】
利点の中でもとりわけ、上述した検出器モジュールの実施形態のシンチレータ・アレイとフォトセンサ・アレイは容易に分離することができ、このため廃棄したアセンブリの部品を回収することが可能である。
【０００８】
さらに、本発明のこの実施形態や別の実施形態は、結合工程の改良、工程数を少なくしたより簡易な製造方法によるコストの低減、大きな光出力、クロストークの低下、利得の均一性、信頼度及び耐用年数の改良を含む追加的な利点を様々に組み合わせて提供できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照すると、「第３世代」のＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含むものとして、コンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システム１０を示している。ガントリ１２は、このガントリ１２の対向面上に位置する検出器アレイ１８に向けてＸ線ビーム１６を放出するＸ線源１４を有する。検出器アレイ１８は、投射され被検体２２（例えば、患者）を透過したＸ線を一体となって検知する検出器素子２０により形成される。各検出器素子２０は、入射したＸ線ビームの強度、すなわち、Ｘ線ビームが患者２２を透過して受ける減衰、を表す電気信号を発生させる。Ｘ線投影データを収集するためのスキャンの間に、ガントリ１２及びガントリ上に装着されたコンポーネントは回転中心２４の周りを回転する。検出器アレイ１８は、単一スライス構成で製作される場合とマルチ・スライス構成で製作される場合がある。マルチスライス構成では、検出器アレイ１８は検出器素子２０からなる複数の横列（そのうちの１つを図２に示す）を有している。
【００１０】
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により制御される。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力及びタイミング信号を供給するＸ線制御装置２８と、ガントリ１２の回転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御装置３０とを含む。制御機構２６内にはデータ収集システム（ＤＡＳ）３２があり、これによって検出器素子２０からのアナログ・データをサンプリングし、このデータを後続の処理のためにディジタル信号に変換する。画像再構成装置３４は、サンプリングされディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取り、高速で画像再構成を行う。再構成された画像はコンピュータ３６に入力として与えられ、コンピュータにより大容量記憶装置３８内に格納される。
【００１１】
コンピュータ３６はまた、キーボードを有するコンソール４０を介して、オペレータからのコマンド及びスキャン・パラメータを受け取る。付属の陰極線管ディスプレイ４２により、オペレータはコンピュータ３６からの再構成画像やその他のデータを観察することができる。コンピュータ３６は、オペレータの発したコマンド及びパラメータを用いて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及びガントリ・モータ制御装置３０に対して制御信号や制御情報を提供する。さらにコンピュータ３６は、モータ式テーブル４６を制御してガントリ１２内での患者２２の位置決めをするためのテーブル・モータ制御装置４４を操作する。詳細には、テーブル４６により患者２２の各部分はガントリ開口４８を通過できる。
【００１２】
図３及び４で示すように、検出器アレイ１８は、その各々が検出器素子２０のアレイを備えている複数の検出器モジュール・アセンブリ５０（検出器モジュールともいう）を含んでいる。検出器モジュール５０の各々は、高密度のフォトセンサ５２と、このフォトセンサ・アレイ５２の上方に隣接して配置させた多次元シンチレータ・アレイ５４とを含んでいる。詳細には、シンチレータ・アレイ５４は複数のシンチレータ５６を含み、一方フォトセンサ・アレイ５２は、フォトダイオード５８と、スイッチ装置６０と、デコーダ６２とを含む。シンチレータ素子間の小さなスペースには、二酸化チタンを満たしたエポキシなどの材料を充填する。フォトダイオード５８は個別のフォトダイオードである。別の実施形態では、フォトダイオード５８は多次元ダイオード・アレイである。いずれの実施形態でも、フォトダイオード５８は基材上に堆積させる、すなわち基材上に形成させる。シンチレータ・アレイ５４は、当技術分野で周知のように、フォトダイオード５８の上、またはフォトダイオード５８に隣接して配置させている。フォトダイオード５８はシンチレータ・アレイ５４と光学的に結合されており、シンチレータ・アレイ５４が出した光を表す信号を伝達するための電気的出力線を有している。フォトダイオード５８の各々は、シンチレータ・アレイ５４の特定の１つのシンチレータに対するビーム減衰量計測値にあたる低レベルのアナログ出力信号を別々に発生させる。フォトダイオード出力線（図３及び４では図示せず）は、例えば、モジュール２０の１つの側面上、あるいはモジュール２０の複数の側面上に物理的に配置することができる。図４に示す実施形態では、フォトダイオード出力は、フォトダイオード・アレイの相対する側に配置されている。
【００１３】
図３に示す実施の一形態では、検出器アレイ１８は、５７個の検出器モジュール５０を含んでいる。各検出器モジュール５０は、フォトセンサ・アレイ５２及びシンチレータ・アレイ５４を含んでおり、それぞれ検出器素子２０の１６×１６のアレイ・サイズを有する。このため、アレイ１８は、横列１６列と縦列９１２列（１６×５７個のモジュール）に区画されており、これにより、ガントリ１２の１回転あたり最大でＮ＝１６スライス分のデータを、ガントリの回転軸であるｚ軸に沿って同時に収集することが可能である。
【００１４】
スイッチ装置６０は、多次元の半導体スイッチ・アレイである。スイッチ装置６０はフォトセンサ・アレイ５２とＤＡＳ３２との間に結合されている。スイッチ装置６０は、実施の一形態では、２つの半導体スイッチ・アレイ６４及び６６を含んでいる。スイッチ・アレイ６４及び６６の各々は、多次元アレイとして配列させた複数の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）（図示せず）を含んでいる。ＦＥＴの各々は、それぞれのフォトダイオードの出力線の１つと電気的に接続されている入力と、出力と、制御（図示せず）とを含んでいる。ＦＥＴの出力及び制御は、可撓性のある電気ケーブル６８を介してＤＡＳ３２と電気的に接続された線に接続させている。詳細には、フォトダイオードの出力線のうち約半数はスイッチ６４の各々のＦＥＴ入力線と電気的に接続されており、またフォトダイオードの出力線のうち残りの半数はスイッチ６６のＦＥＴ入力線と電気的に接続されている。したがって、可撓性のある電気ケーブル６８はフォトセンサ・アレイ５２と電気的に結合されており、例えば、ワイヤ結合により取り付けられている。
【００１５】
デコーダ６２はスイッチ装置６０の動作を制御し、各々のスライスに対する所望のスライス数及びスライス分解能に応じて、フォトダイオード５８の出力を有効（ｅｎａｂｌｅ）にしたり、無効（ｄｉｓａｂｌｅ）にしたり、あるいは合成（ｃｏｍｂｉｎｅ）させたりする。デコーダ６２は、実施の一形態では、当技術分野で周知のＦＥＴコントローラである。デコーダ６２は、スイッチ装置６０及びＤＡＳ３２に結合された複数の出力線及び制御線を含んでいる。詳細には、デコーダの出力はスイッチ装置の制御線と電気的に結合され、スイッチ装置６０を有効にしてスイッチ装置入力からスイッチ装置出力まで適正にデータが送信されるようにしている。デコーダ６２を利用して、スイッチ装置６０内の特定のＦＥＴを選択的に有効にし、無効にし、あるいはその出力を合成させて、ＣＴシステムのＤＡＳ３２にフォトダイオード５８の特定の出力が電気的に接続されるようにする。デコーダ６２によりスイッチ装置６０を有効にし、フォトセンサ・アレイ５２の選択した数の横列をＤＡＳ３２と結合させ、これにより選択したスライスの数のデータをＤＡＳ３２と電気的に接続して処理させる。
【００１６】
図３及び４に示すように、検出器モジュール５０は検出器アレイ１８内に組み込み、レール７０及び７２によって適所に固定させる。図３では、レール７２はすでに適所に固定されており、一方レール７０を電気ケーブル６８の上、モジュール５０の基材７４、可撓性ケーブル６８及び装着用ブラケット７６の上に固定しようとしている様子を示している。次いで留めねじ（図３及び４では図示せず）を穴７８及び８０に通し、さらにレール７０のねじ切りした穴８２に入れモジュール５０を適所に固定する。装着用ブラケット７６のフランジ８４は、レール７０及び７２に対する押しつけ（または実施の一形態では、結合）により適所に保持させ、これにより検出器モジュール５０が「動揺（ｒｏｃｋｉｎｇ）」しないようにする。さらに、装着用ブラケット７６により可撓性ケーブル６８を基材７４に押しつけてクランプさせるか、または実施の一形態では、可撓性ケーブル６８も基材７４と接着により結合させる。
【００１７】
実施の一形態では図５に示すように、検出器モジュール５０は、フォトセンサ・アレイ５２とシンチレータ・アレイ５４の間に柔軟な透明な（すなわち、透き通った）薄膜８６を含んでいる。柔軟な薄膜に適する材料としては、シリコーン、ポリエステル、アクリル樹脂材料などのエラストマ材料が含まれるが、これに限定するものではない。シリケートや有機ゲルなど、柔軟で可撓性のあるゲルも適当である。図５に示す実施形態では、柔軟な透明薄膜８６は接着剤であるが、別の実施形態では、薄膜８６は接着剤ではなく、クランプ配置を使用してシンチレータ・アレイ５４を適所に保持している。柔軟な透明薄膜８６によれば、フォトセンサ・アレイ５２とシンチレータ・アレイ５４の表面上のギャップ及び間隙を都合よく充填することができる。接着剤層８８により半導体層５２をセラミック基板７４上の適所に保持することができる。この実施形態では、装着用ブラケット７６はシンチレータ・アレイ５４と接触しておらず、またブラケット７６は金属その他の適当な材料で製作することができる。この実施形態は製作が比較的安価であると共に、この実施形態ではシンチレータ・アレイ５４をフォトセンサ・アレイ５２から容易に分離させて修理や回収が可能となる。さらに、柔軟な透明薄膜８６によりシンチレータ５６とフォトセンサ・アレイ５２内の対応するダイオードとの間の光学的結合の効率が比較的良くなる。
【００１８】
この実施形態は、フォトセンサ・アレイ５２を基材７４と接着により結合させるステップを含んだ方法により製作することができる。可撓性ケーブル６８はさらに、フォトセンサ・アレイ５２に対して、例えば配線結合によって、電気的かつ機械的に結合させている。矩形状の薄膜８６は、フォトセンサ・アレイ５２とシンチレータ・アレイ５４の間に配置させてこれらの光学的結合をさせるように構成したサイズ及び形状を有するように、型押し操作（ｓｔａｍｐｉｎｇ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）により予備形成させている。実施の一形態では、薄膜８６はエポキシ・ベースの接着剤薄膜であり、シンチレータ・アレイ５４のすべての素子をフォトセンサ・アレイ５２と光学的に結合させるだけの十分な大きさとしている。予備形成した薄膜矩形８６は、フォトセンサ・アレイ５２の最上面に配置させ、またシンチレータ・アレイ５４は薄膜矩形８６の最上面の適所に位置させる。
【００１９】
別の実施形態で図６、７、及び８を参照すると、検出器モジュール９０は、シンチレータ・アレイ５４をフォトセンサ・アレイ５４の上側の適所にクランプさせるためのクランプ機構としてブラケット９２を使用しているが、他の点では図３、４及び５の検出器モジュール５０と同様である。したがって、柔軟な透明薄膜８６はシンチレータ・アレイ５４とフォトセンサ・アレイ５２の間で適所に押しつけられる。この実施形態では、柔軟な透明薄膜８６は接着特性を有しているが、必ずしも必要ではない。検出器モジュール５０のブラケット７６と置き換えたブラケット９２はさらに、レール７０（または７２）を支持すると共にブラケット９２の反対側まで延びて可撓性ケーブル９６が通過して延びるためのブリッジを提供するフランジ９４を有している。（可撓性ケーブル９６は、フランジ９４同士の間で適所に保持されるようにより幅狭である点以外は可撓性ケーブル６８と同様である。）したがって、ブラケット９２はさらに、可撓性ケーブル９６を基材７４にクランプしている（あるいは、実施の一形態では、可撓性ケーブル９６を基材７４と接着により結合させている）。フォトセンサ・アレイ５２の各側には領域９８を設けて、ケーブル９６を配線結合させるための空間を提供している。実施の一形態では、可撓性ケーブル９６の導体は、スイッチ装置６０やデコーダ６２を含めフォトセンサ・アレイ５２上の回路と直接配線結合させている。ブラケット９２は、境界面１００の位置でシンチレータ・アレイ５４と、また境界面１０２の位置で基材７４と接着により取り付けられている。留めねじ（図示せず）を穴７８及び８０にはめ込むが、シンチレータ・アレイ５４の適所へのクランプを期待するものではない。
【００２０】
ブラケット９２により提供されるクランプ機構はシンチレータ・アレイ５４を適所に保持すると共にシンチレータ・アレイ５４をフォトセンサ・アレイ５２から分離させており、この際、この両者を離間させて保持するために必ずしもエラストマ薄膜８６の弾性力に依存する必要がない。したがって、エラストマ薄膜８６により満たされたギャップは、検出器アレイ１８の製造中や耐用期間の全体にわたって移動（ｄｒｉｆｔ）することがなく、またフォトセンサ・アレイ５２とシンチレータ・アレイ５４はいずれも本製品の耐用期間の全体にわたって位置がずれることがない。効率のよい光伝送のためには、エラストマ薄膜８６と、シンチレータ・アレイ５４またはフォトセンサ・アレイ５２の一方との間のエア・ギャップは、シンチレータ・アレイ５４が放出する光の波長の１／２未満に保つべきである。実施の一形態では、エラストマ薄膜８６はシンチレータ・アレイ５４及びフォトセンサ・アレイ５２の表面上の微小間隙に流し込んだ透明薄膜である。
【００２１】
実施の一形態では、ブラケット９２はこのアセンブリの熱応力を低下させるように選択した材料により製作する。詳細には、ブラケット９２によってシンチレータ・アレイ５４とフォトセンサ・アレイ５２／基材７４のアセンブリとの間の熱不整合を補償している。シンチレータ・アレイ５４はシンチレータ材料及びシンチレータ素子５６間のギャップ１０４を満たしている反射体材料の両者の関数であるようなｚ方向の合成熱膨張率を有している。フォトセンサ・アレイ５２／セラミック基板７４のアセンブリもまた、ｚ方向の熱膨張率を有している。一般に、これらの膨張係数は異なっている。ブラケット９２によりシンチレータ・アレイ５４は、組み上げた当初並びに時間がたっても、フォトセンサ・アレイ５２／セラミック基板７４と整列させて近傍に保持されており、一方、これらの間では熱係数の不整合が補償されている。実施の一形態では、その整列は、ブラケット９２をジョイント１００及び１０２の位置で適所に糊付けすることにより達成される。熱係数の整合はブラケット９２の材料の選択により達成される。実施の一形態では、シンチレータ・アレイ５４とブラケット９２のｚ方向での合成膨張率は、ジョイント１０２の位置でのフォトセンサ・アレイ５２／セラミック基板７４のアセンブリのｚ方向膨張率に等しい。
【００２２】
例えば、実施の一形態では、フォトセンサ・アレイ５２は、３×１０-6／℃の熱膨張率を有するシリコンである。シンチレータ・アレイ５４は、２１×１０-6／℃の熱膨張率を有する酸化イットリウム・ガドリニウムとエポキシ反射体材料との合成物である。透明な柔軟薄膜８６として使用することができるような光学結合用のエポキシは、５０×１０-6／℃の熱膨張率を有している。セラミック基板７４は、高密度の酸化アルミニウムであり、８×１０-6／℃の熱膨張率を有している。この場合では、ブラケット９２は、７．５パーセントの酸化チタンを含んだ石英ガラスにより製作する。ブラケット９２のこの組成は、ほぼゼロに等しい熱膨張係数を有しており、この組成によりこの用途において満足の行くサービスを提供できる。他の実施形態ではブラケット９２の別の組成も使用される。しかし、どの場合でも、ブラケット９２の熱膨張率はセラミック基板７４の熱膨張率未満であり、シンチレータ・アレイ５４と組み合わせた際に、ブラケット９２の熱膨張率はセラミック７４の膨張率と効率良く整合し、ジョイント１０２の位置の応力を小さくするか、なくすことができる。
【００２３】
検出器モジュール９０のこの実施形態は、フォトセンサ・アレイ５２を基材７４と接着により結合させることにより製作することができる。可撓性ケーブル９６もまた、例えば配線結合により、フォトセンサ・アレイ５２と電気的に（さらに、実施の一形態では、機械的に）結合されている。矩形状の薄膜８６は、フォトセンサ・アレイ５２とシンチレータ・アレイ５４の間に配置されるように構成したサイズを有するように、型押し操作により予備形成させている。予備形成した薄膜矩形８６はフォトセンサ・アレイ５２の最上面上に配置させる。シンチレータ・アレイ５２はブラケット９２と接着により結合させてシンチレータ／クランプ機構のアセンブリを形成させ、そのクランプ・アセンブリがブラケット９２を含むようにする。次いで、このシンチレータ・アレイ５２／ブラケット９２のアセンブリはジョイント１０２の位置で基材７４と接着により結合させる。ジョイント１０２の位置での結合は、実施の一形態では、可撓性ケーブル９６を基材７４にクランプさせる役割も果たし、フォトセンサ・アレイ５２を薄膜矩形８６に押しつけている。
【００２４】
別の実施形態では、その検出器モジュールは、フォトセンサ・アレイ５２とシンチレータ・アレイ５４の間にエラストマその他の柔軟な透明薄膜８６を含んでいない。その代わりに、ブラケット９２のクランプ機構によって、シンチレータ・アレイ５４とフォトセンサ・アレイ５２の相対する面がエア・ギャップを介して向かい合うようにしてシンチレータ・アレイ５４をフォトセンサ・アレイ５２の上に保持している。検出器モジュールはこの方法で、予備形成した矩形状薄膜８６の型押しと、フォトセンサ・アレイ５２の最上面上への予備形成薄膜８６の配置とを省略することにより製作することができる。この構成では、シンチレータ・アレイ５４からの光出力のある部分が失われる。しかし、失われる光の量はほとんどの用途において受容できるものである。さらに、フォトセンサ・アレイ５２とシンチレータ・アレイ５４が分離でき、廃棄したアセンブリ内の部品の回収が可能であるので有利である。
【００２５】
例えば、図９を参照すると、検出器モジュール１０６は、フォトセンサ・アレイ５２とシンチレータ・アレイ５４の間にエア・ギャップ１０８を含んでいる。シンチレータ・アレイ５４とフォトセンサ・アレイ５２のそれぞれの向かい合った表面１１０及び１１２のうちの一方または両方に反射防止コーティング１１４を塗布するか、あるいは両方共に塗布しないかのいずれかとする。コーティング１１４は、例えば薄くて透明な誘電体層のスパッタリングや蒸着により塗布している。実施の一形態では、コーティングした表面１１０及び／または１１２を研磨している。反射防止フィルタを使用することによりゲインが増加すると共にゲインの均一性が向上し、さらに反射防止フィルタのないエア・ギャップを有する実施形態と比較してクロストークが低下する。さらに、この実施形態は分離可能で回収可能なフォトセンサ・アレイ５２及びシンチレータ・アレイ５４を備えるという利点も維持している。
【００２６】
（図９では、シンチレータ・アレイ、フォトセンサ・アレイ、及び誘電コーティングのみを示している。ＦＥＴ、スイッチ用素子、デコーダ、並びに検出器モジュール１０６のその他の部分は図９では図示していない。図９において格子を表示しているのは、単に、フォトセンサ・アレイとシンチレータ・アレイの個別の検出器セルへの可能な操作上の分割の１つを示唆しているに過ぎない。）
したがって、本発明の実施形態により仕上処理済検出器モジュールにおいてシンチレータ・アレイと半導体アレイの間の結合が改善されることが分かる。さらに、内部のクラックや構造上の欠陥による結合不良が減少する。本発明の実施形態は、周知の技法と比べてより低コストで製作することができる上に、特に、反射防止コーティング及び／またはエラストマ製の薄膜またはゲルを有する実施形態では、周知の検出器アレイと比べてより大きな光出力とより高いゲインの均一性を生成できる。さらに、応力及び破損が減少するため検出器の信頼度及び耐用年数が改善されると共に、そのアレイの主要な構成要素を分離させて回収することができる。このため、廃棄したアセンブリ内の部品の回復が可能となり、組み立て分野での手直しのコストが低下する。
【００２７】
本発明を、様々な具体的な実施形態に関して記載してきたが、当業者であれば本発明は本特許請求の範囲の精神及び範囲内にある修正を伴って実施できることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＴイメージング・システムの外観図である。
【図２】図１に示すシステムのブロック概略図である。
【図３】本発明のＣＴシステムの検出器アレイの実施の一形態の斜視図である。
【図４】図３に示す検出器アレイの検出器モジュール・アセンブリのうちの１つの斜視図である。
【図５】図４の検出器モジュール・アセンブリの実施形態を切断ラベル５−５に沿って見た切断概要図である。
【図６】本発明のＣＴシステムの検出器アレイの別の実施形態の斜視図である。
【図７】図６に示す検出器アレイの検出器モジュール・アセンブリのうちの１つの斜視図である。
【図８】図７の検出器モジュール・アセンブリの実施形態を切断ラベル８−８に沿って見た切断概要図である。
【図９】図７の実施形態と同様であるがシンチレータ・アレイとフォトセンサ・アレイの間にエア・ギャップを備えるような検出器モジュール・アセンブリの斜視図である。
【符号の説明】
１０  コンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１６  Ｘ線ビーム
１８  検出器アレイ
２０  検出器素子
２２  被検体、患者
２４  回転中心
２６  制御機構
２８  Ｘ線制御装置
３０  ガントリ・モータ制御装置
３２  データ収集システム（ＤＡＳ）
３４  画像再構成装置
３６  コンピュータ
３８  大容量記憶装置
４０  コンソール
４２  陰極線管ディスプレイ
４４  テーブル・モータ制御装置
４６  モータ式テーブル
４８  ガントリ開口
５０  検出器モジュール、検出器モジュール・アセンブリ
５２  フォトセンサ・アレイ
５４  シンチレータ・アレイ
５６  シンチレータ
５８  フォトダイオード
６０  スイッチ装置
６２  デコーダ
６４  スイッチ・アレイ
６６  スイッチ・アレイ
６８  可撓性のある電気ケーブル
７０  レール
７２  レール
７４  基材
７６  装着用ブラケット
７８  穴
８０  穴
８２  穴
８４  フランジ
８６  柔軟な透明薄膜
８８  接着剤層
９０  検出器モジュール
９２  ブラケット
９４  フランジ
９６  可撓性ケーブル
９８  配線結合させるための空間
１００  ジョイント、境界面
１０２  ジョイント、境界面
１０４  ギャップ
１０６  検出器モジュール
１０８  エア・ギャップ
１１０  シンチレータ・アレイの対向面
１１２  フォトセンサ・アレイの対向面
１１４  コーティング
【図１】
0004259795.tif 000002
【図２】
0004259795.tif 000003
【図３】
0004259795.tif 000004
【図４】
0004259795.tif 000005
【図５】
0004259795.tif 000006
【図６】
0004259795.tif 000007
【図７】
0004259795.tif 000008
【図８】
0004259795.tif 000009
【図９】
0004259795.tif 000010