(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周切刃を有するのこ刃を具備した内径のこを用いてコンピュータ断層撮影装置用のシンチレータを製造する方法において、
複数のシンチレータを一時的に接着結合して堆積物を形成する工程、
前記内径のこの切刃を用いて前記堆積物を切断して複数の第１の棒材堆積物を得る工程、
前記切断の後に、一時的な前記接着結合を破壊し、前記第１の棒材堆積物を第１の棒材に分離する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記シンチレータが多結晶質セラミック・シンチレータである請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記シンチレータが単結晶シンチレータである請求項１記載の方法。
【請求項４】
更に、前記第１の棒材堆積物を第１の棒材に分離する工程、ギャップにより離隔させた状態で前記第１の棒材を取付具上に配置する工程、前記第１の棒材同士を結合して第１の棒材アレイを得る工程、並びに前記第１の棒材の表面上及び前記ギャップ中に反射材を注型する工程を含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第１の棒材を切断して所望寸法のアレイを得るため、前記内径のこの切刃を用いて前記第１の棒材アレイを切断して複数の第２の棒材を得る工程、第２のギャップにより離隔させた状態で前記第２の棒材を取付具上に配置する工程、並びに前記第２の棒材の表面上及び前記第２のギャップ中に反射材を注型する工程を含んでいる請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記第１の棒材を切断して所望寸法のアレイを得るため、複数の前記第１の棒材アレイを配列して第２の堆積物とする工程、前記内径のこの切刃を用いて前記第２の堆積物を切断して複数の第２の棒材堆積物を得る工程、前記第２の棒材堆積物を複数の第２の棒材に分離する工程、第２のギャップにより離隔させた状態で前記第２の棒材を取付具上に配置する工程、並びに前記第２の棒材の表面上及び前記第２のギャップ中に反射材を注型する工程を含んでいる請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記所望寸法のアレイがＸ×Ｙ×Ｚの寸法を持ったシンチレータ素子を含む場合において、Ｘが１ｍｍ、Ｙが３ｍｍ、かつＺが２ｍｍである請求項５記載の方法。
【請求項８】
更に、前記第１の棒材堆積物を取付具上に配置する工程、前記第１の棒材堆積物を互いに離隔させてアレイを得る工程、及び前記第１の棒材堆積物の表面上に反射材を注型する工程を含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記第１の棒材堆積物を互いに離隔させてアレイを得る工程によって複数のギャップが生じる請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記ギャップが０．５〜６ミルの範囲内の幅を有する請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータ断層撮影（ＣＴ）技術に関するものであって、更に詳しく言えば、ＣＴ装置に関連して使用される検出器に関する。
【０００２】
【発明の背景】
少なくとも一部のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置構成においては、Ｘ線源から投射された扇形ビームは（一般に「撮影平面」と呼ばれる）直交座標系のＸ−Ｙ平面内に位置するように平行化される。このＸ線ビームは撮影すべき対象物（たとえば患者）を通過する。対象物によって減衰させられた後、Ｘ線ビームは放射線検出器アレイに入射する。検出器アレイによって受光されるＸ線ビームの強度は、対象物によるＸ線の減衰度に依存する。アレイ中の各々の検出器素子は独立の電気信号を生じるが、この電気信号はその検出器位置におけるＸ線ビーム減衰度の測定値である。全ての検出器素子からの減衰度測定値を独立に収集することによって透過率分布が求められる。
【０００３】
公知の第三世代ＣＴ装置においては、Ｘ線源及び検出器アレイは撮影平面内かつ撮影すべき対象物の周囲でガントリーと共に回転する。その結果、Ｘ線ビームが対象物を横切る角度は絶えず変化する。通例、Ｘ線源はＸ線管を含んでいて、それは焦点からＸ線ビームを放射する。また、Ｘ線検出器は受光されたＸ線ビームを平行化するためのコリメータ、コリメータに隣接したシンチレータ、及びシンチレータに隣接したホトダイオードを通例含んでいる。
【０００４】
１回の走査に際してより多数の断面に関するデータを得るためにはマルチスライスＣＴ装置が使用される。公知のマルチスライスＣＴ装置は、通例、一般に三次元（３Ｄ）検出器として知られる検出器を含んでいる。かかる三次元検出器においては、多数の検出器セルが複数の行及び列を成して配列された独立のチャネルを形成している。
【０００５】
三次元検出器用のシンチレータは、約１×２×３ｍｍの寸法を持ったシンチレータ素子を含むことがある。その場合、素子間のギャップは僅か数ミル（たとえば、約０．００４インチ）という小さい値を有する。かかる素子が小さい寸法を有すると共に互いに近接している結果、様々な問題が生じる。たとえば、１個のシンチレータ素子に入射する信号が上方に反射したり、あるいは隣接する素子に入射したりする結果、分解能の不都合な低下を生じることがある。
【０００６】
通例、シンチレータは精密ダイシング・ソー、エッチング又はレーザ切断法によって切断される。かかる切断は所望の寸法を得るために必要とされる。シンチレータを切断するための最も普通の方法は、ダイヤモンドのこ（ダイヤモンド・ソー）の外径（ＯＤ）のこ刃を使用するものである。セラミックのごとき材料を切断するため、外径のこはのこ刃の外周上にダイヤモンド被膜を有している。のこ刃の剛性を維持して正確な切断を行うためには、たとえば１００００〜３００００ｒｐｍという極めて早い回転速度が使用される。しかしながら、ギャップのアスペクト比が１０を越える場合、セラミック・シンチレータにおいてたとえば４ミルという切断ギャップを達成するのは困難なことがある。詳しく述べれば、１０を越えるアスペクト比を有するシンチレータの場合、外径のこは不正確な切断をもたらすことが多い。その上、一度に１個のシンチレータのみを切断する場合には、各々の三次元アレイについて多数の取扱い操作が必要とされる。このような方法は時間及び費用を浪費するものである。
【０００７】
このようなわけで、三次元シンチレータ用シンチレータの切断精度を高めるための方法を提供することは望ましいものである。また、かかるシンチレータを製造するために必要な取扱い操作の数を最小限に減少させる方法を提供することも望ましいものである。
【０００８】
【発明の概要】
上記及びその他の目的は、多数のセラミック・シンチレータを一度で正確に切断する工程を含んだシンチレータ製造方法によって達成することができる。本発明の方法を使用すれば、シンチレータが数インチの厚さ及び１０を越えるアスペクト比を有する場合であっても、セラミック・シンチレータをかなり早い速度で切断することができる。実施の一態様に従って一層詳しく述べれば、内径（ＩＤ）のこを用いてシンチレータ素子が切断される。内径のこは、ダイヤモンドで被覆された内周切刃を有するのこ刃を具備している。かかるのこ刃の外側表面は高応力状態に緊張させることができるため、内径のこ刃は外径のこ刃よりも遥かに大きい剛性を有する。このような緊張状態は、非常に深い切込みを行う場合であっても正確な切断を可能にする。
【０００９】
実施の一態様に従えば、ダイヤモンドで被覆された内径のこを用いてシンチレータ・ウェーハの堆積物を第１の方向に切断することにより、第１の棒材堆積物が得られる。第１の棒材堆積物を第１の棒材に分離した後、内径のこの内周切刃を用いて第１の切断方向に対し９０゜の方向に注型済みの第１の棒材を切断することにより、第２の棒材堆積物が得られる。第２の棒材堆積物を第２の棒材に分離した後、第２の棒材間にギャップを生じるようにして第２の棒材が取付具上に配置され、ギャップが注型反射材で充填され、次いで第２の棒材を最終の寸法を有するように研削することによって完成したシンチレータ・アレイが得られる。
【００１０】
上記の方法はより高い精度でシンチレータを製造することを容易にする。更にまた、若干数の大きいシンチレータ部材について切断及び注型を行うことは小さな画素又は小さなアレイの取扱いを最小限にまで減少させ、従って時間の節約をもたらす。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、第１のギャップ２８及び第２のギャップ３２を有するアレイを成すように配列された複数のシンチレータ素子２４を含むシンチレータ２０の斜視図である。シンチレータ素子２４は、多結晶質セラミック・シンチレータ材料又は単結晶シンチレータ材料から加工されたものである。Ｘ線ビームが衝突した場合、シンチレータ素子２４は光出力信号を生じる。その光出力はホトダイオード・アレイと光学的に結合される。かかるアレイ中の各々のホトダイオードは独立の減衰度信号を生じ、そして全てのホトダイオードからの信号を独立に収集することによって透過率分布が求められる。
【００１２】
シンチレータ２０を製造するためには、図２及び３について述べれば、低融点の接着剤、溶解可能な接着剤又はその他の一時接着剤（図示せず）を用いてシンチレータ・ウェーハ１００同士を一時的に結合することによって堆積物１０４が形成される。内径（ＩＤ）のこの内周切刃を用いてかかる堆積物１０４を切断することにより、第１の棒材堆積物１０８が得られる。内径のこは当業界において公知である。とは言え、今日まで、かかる内径のこがシンチレータの製造において使用されたことはなかった。内径のこ刃は外径のこ刃よりも正確に堆積物１０４を切断することができる。なぜなら、内径のこ刃は外径側が高応力状態に緊張しており、従って遥かに大きい剛性を有するからである。切断後、一時接着剤による結合を破壊することにより、第１の棒材堆積物１０８が第１の棒材１１０に分離される。
【００１３】
次に図４及び５について述べれば、第１の棒材１１０がアレイ１１２を成すように配列され、そして取付具（図示せず）上に配置される。その際には、第１の棒材１１０を互いに離隔させることによって第１のギャップ２８が設けられる。通常、ギャップ２８の幅は０．５〜６ミルの範囲内にある。実施の一態様に従えば、ギャップ２８の幅は約４ミルであり、またそれの高さ／幅比は最大３０である。次に、たとえば二酸化チタン（ＴｉＯ2 ）及び注型可能な重合体から成る注型反射材１１４でギャップ２８が充填される。硬化後、複数のアレイ１１２が堆積され、そして内径のこの内周切刃を用いて第１の切断方向と垂直な方向に切断することによって第２の棒材堆積物１１６が得られる。次いで、第２の棒材堆積物１１６が第２の棒材１１８に分離される。かかる第２の棒材１１８がアレイを成すように配列され、そして取付具（図示せず）上に配置される。その際には、第２の棒材１１８を互いに離隔させることによって第２のギャップ３２が設けられる。実施の一態様に従えば、ギャップ３２の幅はギャップ２８の幅に等しい。
【００１４】
次に図６について述べれば、ギャップ２８を充填するために使用された材料と同様な注型反射材１１４でギャップ３２が充填される。硬化後、アレイが取付具から分離され、そしてアレイの周囲に反射材１１４が注型される。最終の研削仕上後、約１×２×３ｍｍの寸法を有するシンチレータ素子２４を含む完成したシンチレータ２０が得られる。なお、シンチレータ素子の寸法は実施の態様に応じて上記のものと異なることがある。
【００１５】
別の実施の態様に従えば、シンチレータ２０と同様なシンチレータ（図示せず）が製造されるが、この場合には第１の棒材堆積物が第１の棒材１１０に分離されない。すなわち、第１の棒材堆積物がアレイを成すように配列され、そして取付具上に配置される。その際には、第１の棒材堆積物を互いに離隔させることによって第１のギャップが設けられる。かかる第１のギャップはギャップ２８と同様なものであり、そして材料１１４と同様な注型反射材で充填される。硬化後、内径のこの内周切刃を用いて第１の切断方向と垂直な方向に第１の棒材堆積物を切断することによって第２の棒材堆積物が得られる。次いで、第２の棒材堆積物がアレイを成すように配列され、そして取付具（図示せず）上に配置される。その際には、第２の棒材堆積物を互いに離隔させることにより、第２のギャップ３２と同様な第２のギャップが設けられる。
【００１６】
次に、第１のギャップを充填するために使用された材料と同様な注型反射材で第２のギャップが充填される。反射材を硬化させた後、アレイが取付具から分離され、そしてアレイの周囲に反射材１１４と同様な反射材が注型される。次いで、内径のこの切刃を用いて各ウェーハの厚さ方向にシンチレータ・アレイを切断することにより、シンチレータ・アレイから複数のシンチレータが切り出される。最終の研削仕上後、約１×２×３ｍｍの寸法を有するシンチレータ素子を含む完成したシンチレータ２０が得られる。なお、シンチレータ素子の寸法は実施の態様に応じて上記のものと異なることがある。
【００１７】
上記の方法は三次元シンチレータの製造を容易にする。更にまた、上記の方法は三次元シンチレータを切断する際の位置精度を高め、それによって時間の節約及び屑材の低減をもたらす。
本発明の若干の実施の態様に関する上記の説明によれば、本発明の目的が達成されることは明らかである。上記に本発明が詳しく記載されているとは言え、その説明は本発明の例示を目的としたものに過ぎないのであって、本発明の範囲を制限するものと解すべきでない。従って、本発明の範囲はもっぱら前記特許請求の範囲によって制限されることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数のシンチレータ素子を含むシンチレータの斜視図である。
【図２】シンチレータ・ウェーハの堆積物の斜視図である。
【図３】図２に示された堆積物から切出された第１の棒材堆積物の斜視図である。
【図４】図３に示された第１の棒材堆積物から分離された第１の棒材のアレイの斜視図である。
【図５】図４に示されたアレイの堆積物の斜視図である。
【図６】最終の注型工程前におけるアレイの斜視図である。
【符号の説明】
２０  シンチレータ
２４  シンチレータ素子
２８  第１のギャップ
３２  第２のギャップ
１００  シンチレータ・ウェーハ
１０４  堆積物
１０８  第１の棒材堆積物
１１０  第１の棒材
１１２  アレイ
１１４  注型反射材
１１６  第２の棒材堆積物
１１８  第２の棒材
【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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