(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシンチレータを結合して堆積物を形成する工程と、
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と、
前記第１の棒材堆積物を個々の第１の棒材に分離する工程、
前記第１の棒材間にギャップを設けながら前記第１の棒材を取付具上に配置する工程、
前記ギャップ中に反射材を注型し、前記第１の棒材の隣接する表面上で硬化させて棒材アレイを形成する工程、
複数の棒材アレイを結合して第２の堆積物を形成する工程、
前記第２の堆積物を切断して第２の棒材を得る工程、
前記第２の棒材間にギャップを設けながら前記第２の棒材を取付具上に配置する工程、
前記第２の棒材間の前記ギャップ中に反射材を注型する工程を含むことを特徴とするコンピュータ断層撮影装置用シンチレータの製造方法。
【請求項２】
前記反射材が２０〜７０重量％のＴｉＯ2を含有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記反射材が０．５〜６ミルの範囲内の厚さを有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１の棒材堆積物の前記複数のシンチレータは接着剤により結合されており、前記第１の棒材に分離する工程は、前記接着剤による結合を破壊する工程を含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記反射材が、ＴｉＯ2、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、及び注型可能な重合体を含む、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記注型可能な重合体がエポキシ樹脂である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の棒材の外周上に反射材を注型する工程を更に含む請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記外周上に注型された前記反射材中の酸化クロムが、前記第１及び第２の棒材間の前記ギャップ中に注型された前記反射材中の酸化クロムより少ない請求項７に記載の方法。
【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線ビーム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、互いに隣接する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、それらの製造は困難である。また、使用に際しては、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、漏話や分解能の低下のごとき不都合を生じることもある。更にまた、かかる小さなシンチレータ素子の場合、発生する光学的信号の強度も小さいことがあり、かつ生じる損失が信号の品質を顕著に低下させることもある。
【０００６】
このようなわけで、素子から失われる光の量を低減させることによってホトダイオードに供給される光学的信号の強度を増大させるようなシンチレータ素子を提供することは望ましいものである。また、空間分解能の増大したシンチレータ素子を提供することも望ましいものである。更にまた、互いに隣接する素子間において移行する光の量を低減させるために光吸収剤を含んだシンチレータ素子を提供することも望ましいものである。
【０００７】
【発明の概要】
上記及びその他の目的は、互いに隣接する素子間にギャップを有するアレイを成して配列された複数のシンチレータ素子を含むシンチレータによって達成することができる。上記のギャップは、反射材、光吸収剤及び注型可能な重合体から成る組成物で充填される。実施の一態様に従えば、上記のギャップは白色の高度拡散反射材である二酸化チタンと注型可能なエポキシ樹脂とから成る組成物で充填される。かかる組成物は素子の外部に反射される光の量を低減させ、そしてシンチレータ素子に隣接して配置されたホトダイオードに伝達される信号の強度を増大させる。
【０００８】
実施の一態様に従ってシンチレータを製造するためには、複数のシンチレータから成る堆積物が一時的に結合され、次いでかかる前記堆積物を切断することによって第１の棒材堆積物が得られる。第１の棒材堆積物を個々の棒材に分離した後、棒材間にギャップを設けながら取付具上に棒材が配置される。かかるギャップを反射材で充填することによって二次元アレイが形成される。反射材を硬化させた後、複数のアレイを堆積して切断することによって複数の第２の棒材堆積物が得られる。第２の棒材堆積物が個々の第２の棒材に分離され、そして第２の棒材間にギャップを設けながら取付具上に配置される。かかるギャップを反射材で充填することにより、実施の一態様に従えば２５６個のシンチレータ素子を含む三次元シンチレータアレイが形成される。
【０００９】
上記のシンチレータは、シンチレータ素子から失われる光の量を低減させることによってホトダイオードにより高い強度の信号を供給する。更にまた、上記のシンチレータは、互いに隣接するシンチレータ素子間において移行する光の量を低減させるために光吸収剤をも含む。
【００１０】
【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、たとえば、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形成される。空間分解能を高めると共に、各々のシンチレータ素子２４に隣接して配置されたホトダイオードに供給される信号の強度を高めるため、ギャップ２８及び３２は反射材３６で充填されている。ギャップ２８及び３２の幅は約０．５〜６ミルの範囲内にある。シンチレータ素子２４の互いに隣接した表面上に反射材３６が注型されている結果、シンチレータ素子２４によって生じた光信号の不適正な反射は減少する。実施の一態様に従えば、光に対して高い反射率及び低い吸収率を有する反射体を得るため、反射材３６は銀、アルミニウム及び金の中から選ばれる。別の実施の態様に従えば、反射材３６はたとえば二酸化チタン（ＴｉＯ2 ）と注型可能な重合体とから成る組成物をはじめとする白色の高度拡散反射材である。反射材３６を構成する組成物は、約２０〜７０重量％のＴｉＯ2 と注型可能なエポキシ樹脂とから成る。更に別の実施の態様に従えば、シンチレータ素子２４間の漏話を低減させるため、たとえば酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ）のごとき光吸収剤を組成物に添加することもできる。
【００１１】
感光性シンチレータ２０を製造するためには、図２及び３について述べれば、所定の厚さＴ（たとえば３ｍｍ）に達するまで薄いシンチレータ・ウェーハ１００に研削又はラップ仕上が施される。次いで、低融点の接着剤又はその他の一時接着剤を用いてウェーハ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）のこ又はワイヤソー（図示せず）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。実施の一態様に従えば、第１の棒材堆積物１０８は内径のこ（図示せず）を用いて切出される。内径のこは内周切刃を持ったのこ刃を具備するものであって、幅約１ｍｍの第１の棒材堆積物１０８を正確に切出すために使用される。第１の棒材堆積物１０８を切出した後、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が個々の棒材１１２に分離される。
【００１２】
次に図４及び５について述べれば、個々の棒材１１２が取付具（図示せず）上に配置され、そしてアレイ１１４を成すようにして固定される。その際には、棒材１１２を互いに離隔させることによってギャップ２８が設けられる。実施の一態様に従えば、幅約４ミルのギャップ２８を有するようにして１６本の棒材が取付具上に配置される。ギャップ２８を反射材３６で充填し、そして棒材１１２の互いに隣接する表面上で反射材３６を硬化させた後、アレイ１１４が取付具から除去される。次いで、複数（たとえば１０個）の結合されたアレイ１１４を堆積することによって第２の堆積物１１６が形成される。第１の棒材堆積物１０８と同様にして、しかし棒材１１２の長手方向に対して垂直な方向に第２の堆積物１１６を切断することにより、第２の棒材堆積物１２０が得られる。実施の一態様に従えば、第２の棒材堆積物１２０は２ｍｍの幅を有する。第２の棒材堆積物１２０を個々の第２の棒材１２２に分離した後、第２の棒材１２２が取付具（図示せず）上に配置される。その際には、第２の棒材１２２を互いに離隔させることによってギャップ３２が設けられる。図６に示されるような実施の一態様に従えば、ギャップ２８と同じ幅のギャップ３２を有するようにして１６本の第２の棒材が取付具上に配置される。アレイを成すように固定した後、ギャップ２８と同様にしてギャップ３２が注型反射材３６で充填される。反射材３６を硬化させ、かつ外周にも反射材３６を注型した後、シンチレータ素子２４を含む完成したシンチレータ２０が取付具から除去される。
【００１３】
実施の一態様に従えば、ウェーハ１００は５０ｍｍ平方の大きさ及び少なくとも３ｍｍの厚さを有し、そして完成後のシンチレータ素子２４は３ｍｍの高さ、２ｍｍの長さ、及び１ｍｍの幅を有する。勿論、様々な実施の態様が可能である。たとえば、厚さ１ｍｍのウェーハ１００から幅３ｍｍの棒材１１２を切出し、次いで第２の切断工程によって幅２ｍｍの第２の棒材１２２を得ることもできる。こうして得られたシンチレータ素子２４も上記と同じ寸法を有するはずである。
【００１４】
図７に示された別の実施の態様に従えば、シンチレータ１５０に含まれるシンチレータ素子のうち、周囲に８個の隣接素子を有するシンチレータ素子は内部素子１５４と呼ばれ、またそれ以外の全てのシンチレータ素子は縁端素子１５８と呼ばれる。縁端素子１５８の外周に隣接して第２の反射材２００が注型される点を除けば、シンチレータ１５０はシンチレータ２０と全く同様にして製造される。第２の反射材２００の組成は、反射材３６よりも少ない量の光吸収剤（たとえば、酸化クロム）を含有するものである。第２の反射材２００中における光吸収剤の含量が少ない結果、縁端素子１５８は内部素子１５４よりも高い強度の信号を生じる。かかる高い強度の信号は、シンチレータ１５０の縁端において失われる光を補償することによって一様性を向上させる。
【００１５】
上記のごとき装置及び方法に従えば、ホトダイオードに向かって反射される光の量を増加させることにより、外周においてホトダイオードに供給される信号を増大させるようなシンチレータが製造される。また、互いに隣接したシンチレータ素子間において移行する光の量を低減させるため、本発明のシンチレータは光吸収剤を含有する。更にまた、本発明のシンチレータは外側の素子の利得変動を補償し、それによってシンチレータからの光出力の一様性を向上させる。
【００１６】
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の棒材堆積物を第１の棒材に分離してからギャップを反射材で充填することによって得られた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から切出された第２の棒材堆積物の斜視図である。
【図６】第２の注型工程後におけるアレイの斜視図である。
【図７】図１に示されたシンチレータの別の具体例を示す斜視図であって、外側の反射材が異なる組成を有する場合を示している。
【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
３６  反射材
１００  シンチレータ・ウェーハ
１０４  堆積物
１０８  第１の棒材堆積物
１１２  棒材
１１４  アレイ
１１６  第２の堆積物
１２０  第２の棒材堆積物
１２２  第２の棒材
１５０  シンチレータ
１５４  シンチレータ素子
１５８  縁端素子
２００  第２の反射材
【図１】
0004215318.tif 000002
【図２】
0004215318.tif 000003
【図３】
0004215318.tif 000004
【図４】
0004215318.tif 000005
【図５】
0004215318.tif 000006
【図６】
0004215318.tif 000007
【図７】
0004215318.tif 000008