JP2005087366A

JP2005087366A - マルチスライスｘ線ｃｔ装置用ｘ線検出器およびマルチスライスｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP2005087366A
Application number: JP2003322793A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yoshida; 稔吉田
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】光学的クロストークの少ないマルチスライスＸ線ＣＴ装置用Ｘ線検出器を提供する。
【解決手段】チャンネル方向とスライス方向にマトリックス状に配列された複数のシンチレータ素子（１）から成るマルチスライスＸ線ＣＴ装置用X線検出器において、前記マトリックス状に配列された複数のシンチレータ各素子１つずつを完全に囲うことにより、各シンチレータ間に発生する光学的クロストークを遮断する遮光手段（２ｂ，２ｂ'）を備えたことを特徴とするマルチスライスＸ線ＣＴ装置用X線検出器。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数のスライスのX線透過データを同時に検出するマルチスライスX線CT装置用X線検出器に関し、特に、光学的クロストークの少ないマルチスライスX線CT装置用X線検出器に関する。

X線CT装置は、被検体を中心にして対向して配置されたX線源とX線検出器を円周上に回転させながら、X線源からX線を被検体に向かって照射し、前記X線源と対向して円弧状に複数の検出素子を配置されたX線検出器によって、被検体を透過して減弱したX線のX線量を検出し、その検出した減弱データより画像再構成演算を行って、被検体の体軸と垂直な断面の断層像を得るものである。

近年では、装置のスループット向上のために検査時間の短縮化が望まれており、これまでチャンネル方向に一次元的に多数のX線検出素子が配列されていたX線検出器を、スライス方向にも複数列配置することにより、1回のスキャンの間に複数のスライス分のX線量データを計測することができるマルチスライス型X線検出器を備えたX線CT装置が実用化されており、このようなX線CT装置は、マルチスライスX線CT装置と呼ばれている（例えば、特許文献1。）。
特開2000−316841号公報

マルチスライスX線CT装置用のX線検出器において、マトリックス状に配列された複数個のシンチレータ素子の素子間に、第1の配列方向には各素子ごとに分離して配置され、第1の配列方向と直交する第2の配列方向には各素子ごとに連続して配置され、前記シンチレータ素子から発生された光を反射する反射手段を備えたものがある（例えば、特許文献2。）。
特許第2948264号公報

上記特許文献2記載のマルチスライスX線CT装置用X線検出器では、先ずシンチレータの第1の方向にマルチワイヤソー等で溝を加工し、その溝に反射手段（第1の方向のコリメータ）を挿入する。次に、第1の方向に垂直な第2の方向にマルチワイヤソー等で溝を加工し、その溝に反射手段（第2の方向のコリメータ）を挿入するといった製造方法が可能なため、製造が容易であるといった利点がある。

しかしながら、本発明者は上記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見出した。すなわち、上記特許文献2記載の従来技術では、第1の方向のコリメータの第2の方向のコリメータの接触部が接合されないため、接触部を介して光が漏れ出し、隣接する素子に漏れ込むという問題がある。この現象は光学的クロストークとも呼ばれるが、これによって再構成画像の空間分解能の劣化や高S/N領域においてクロストーク偽画像（直線のアーチファクト）が発生するという問題が生じる。

本発明の目的は、光学的クロストークの少ないマルチスライスX線CT装置用X線検出器を提供することである。

本発明の第一の特徴によれば、チャンネル方向とスライス方向にマトリックス状に配列された複数のシンチレータ素子から成るマルチスライスX線CT装置用X線検出器において、前記マトリックス状に配列された複数のシンチレータ各素子1つずつを完全に囲うことにより、各シンチレータ間に発生する光学的クロストークを遮断する遮光手段を備えたことを特徴とするマルチスライスX線CT装置用X線検出器が提供される。

本発明の第二の特徴によれば、X線源と、チャンネル方向とスライス方向にマトリックス状に複数のシンチレータ素子が配列されたX線検出器とを対向して配置し、前記X線源と前記X線検出器とを同一回転中心の円軌道面上で回転移動させながら、回転中心軸上に配置された被検体のX線源弱データを前記X線検出器で検出し、更に該撮影したX線源弱データを基に画像再構成演算を行うことにより、前記X線源と前記X線検出器の前記被検体のまわりの1回転により前記被検体の複数のスライス画像を得ることができるマルチスライスX線CT装置において、前記X線検出器は本発明の第一の特徴を持つマルチスライスX線CT装置用X線検出器であることを特徴とするマルチスライスX線CT装置が提供される。

また本発明の第三の特徴によれば、前記シンチレータ各素子と前記遮蔽手段とが接する面のいずれか1つに、前記シンチレータから発せられた光を反射する手段を備えたことを特徴とするマルチスライスX線CT装置用X線検出器が提供される。

また本発明の第四の特徴によれば、前記シンチレータ各素子と前記遮蔽手段とが接する面のすべての面に、前記シンチレータから発せられた光を反射する手段を備えたことを特徴とするマルチスライスX線CT装置用X線検出器が提供される。

また本発明の第五の特徴によれば、前記反射手段はポリゴン状であることを特徴とするマルチスライスX線CT装置用X線検出器が提供される。

また本発明の第六の特徴によれば、前記マトリックス状に配列された複数のシンチレータ各素子1つずつを完全に囲うことにより、各シンチレータ間に発生する光学的クロストークを遮断する遮光手段を備えた、第1の方向と第2の方向にマトリックス状に配列された複数のシンチレータ素子から成るマルチスライスX線CT装置用X線検出器の製造方法は、前記第1の方向のシンチレータ素子の厚さに、前記シンチレータ素材を板形状に切断するステップ1と、前記板形状に切断したシンチレータの板の少なくとも1つの切断面に前記遮蔽手段を薄膜層として形成させるステップ2と、前記薄膜層を形成させた板形状のシンチレータ素材を複数層重ねるステップ3と、前記複数層重ねたシンチレータ素材をステップ3で重ねた積層面と垂直な方向に、前記ステップ3で重ねた複数個のシンチレータ素材を複数個同じ厚さで切断するステップ4と、前記ステップ4で切断した複数個の板の少なくとも1つの切断面に前記遮蔽手段を薄膜層として形成させるステップ5と、前記ステップ5で薄膜層を形成した複数枚の板を、複数枚重ねるステップ6と、前記ステップ6で重ねた複数枚を、ステップ1で切断した方向ともステップ4で切断した方向とも直交する方向に切断するステップ7により提供される。

また本発明の第七の特徴によれば、前記反射手段は樹脂に白色顔料を充填したものであることを特徴とするマルチスライスX線CT装置用X線検出器が提供される。

また本発明の第八の特徴によれば、前記樹脂に白色顔料を充填した反射手段を前記シンチレータ上に形成させる際に、メタルマスクあるいはシルクメッシュマスクを用いてスクリーン印刷する方法が提供される。

また本発明の第九の特徴によれば、前記樹脂はエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂等であることを特徴とするマルチスライスX線CT装置用X線検出器が提供される。

また本発明の第十の特徴によれば、前記白色顔料はルチン型二酸化チタン、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムであることを特徴とするマルチスライスX線CT装置用X線検出器が提供される。

また本発明の第十一の特徴によれば、前記白色顔料に親水性無水微粉末シリカ、疎水性無水微粉末シリカ若しくはこれらの混合物を添加したことを特徴とするマルチスライスX線CT装置用X線検出器が提供される。

また本発明の第十二の特徴によれば、前記樹脂にシランカップリング剤を添加したことを特徴とするマルチスライスX線CT装置用X線検出器が提供される。

また本発明の第十三の特徴によれば、前記光学的クロストークを遮断する手段は、前記反射手段の前記シンチレータに対して外側から真空鍍金法や無電界金属鍍金法で形成した金属から成る遮光用の薄膜層を備えたことを特徴とするマルチスライスX線CT装置用X線検出器が提供される。

本発明によれば、光学的クロストークの少ないマルチスライスX線CT装置用X線検出器が提供できる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に沿って具体的に説明する。
図1に、本発明に係るマルチスライスX線CT装置の全体構成を示す。マルチスライスX線CT装置は、スキャナ45、操作卓46、画像処理装置（画像処理ユニットともいう。）47の3つのユニットから構成されている。スキャナ45には中心部にスキャナ回転板35が回転自在に支持されている。スキャナ回転板35には、中央に設けられた開口部41を挟んで、X線管36とX線検出器38が対向して搭載されている。操作卓46にはキーボード54、スキャン条件設定回路55、画像表示装置53等が含まれ、スキャナ45の制御や被検体（図示せず）のスライス画像の表示等を行う。操作卓46のキーボード54から入力されたスキャナ45のスキャン条件は、スキャン条件設定回路55に入力される。本発明の実施の形態では、スキャン条件の中のスライス厚さに関する情報に基づいて、スライス構成信号（スライス厚さ×スライス数を示す情報）65がスキャナ45に送られる。

スライス構成信号65は、スキャナ45のスキャナ制御回路48で受信され、ここでスライス構成信号65に基づきコリメータ開口制御信号67と検出器スイッチ切替制御信号68が生成される。それぞれの信号67，68はX線ビームコリメータ49とX線検出器38に送られ、スキャン条件に従って、X線ビームのスライス厚さとX線検出器38内でのスライス方向のX線検出素子の出力信号を切り替えるスイッチ回路の切替条件が設定される。X線検出器38からの出力は増幅回路40で増幅後、アナログ‐デジタル変換されて、複数スライス分の計測データ69として画像処理装置47に送られる。

画像処理装置47には、画像再構成回路50、画像加算回路51、磁気ディスク装置52等が含まれる。この画像処理装置47では、スキャナ45から送られた計測データ69を画像再構成回路50によりX線検出器38のX線検出素子のスライス方向の配列に対応した複数のスライス位置のスライス画像を作成し、さらにこの複数のスライス画像は、画像表示装置53に送られるとともに、磁気ディスク装置52等の記憶装置に格納される。

図1に示した構成のマルチスライスX線CT装置用のX線検出器38において、チャンネル方向は、スキャナ回転板35の回転方向であり、スライス方向はスキャナ回転板35の回転軸方向（図1の紙面に対して垂直な方向）である。一般に、マルチスライスX線CT装置では、チャンネル方向に数百チャンネル、スライス方向には4，8，16，32チャンネルのものが実現されているが、チャンネル方向の数百チャンネルを一体で作るのは技術的に難しいので、通常16〜24チャンネルのブロックを数十個敷き並べられる。

次に図2に、上記マルチスライスX線CT装置におけるX線検出器38の1ブロックの斜視図を示す。図2において、11は入射するX線、1は入射するX線11を光に変換するためのシンチレータ、2はシンチレータ1のチャンネル方向への光のクロストークを防ぐための隔離壁、2’はシンチレータ1のスライス方向への光のクロストークを防ぐための隔離壁、3はシンチレータ1で発せられた光を受光し、これを電気に変換するためのシリコンフォトダイオードアレイ、6はシンチレータ1に入射する外光を遮るための上面反射板、7は回路基板である。図2記載の2次元のX線検出器ブロックはチャンネル方向に12チャンネル、スライス方向に4スライスの構成であるので、1回のスキャンで4スライスの断層画像が得られる。

このような2次元のX線検出器ブロックにおいて、各シンチレータ素子間のクロストークを特許文献2記載の従来技術の場合より低減するために、本実施の形態ではX線検出器ブロックの構成を図3の拡大図のように構成した。ただし図3は、1ブロックが6チャンネル×4スライスの例であり、X線検出器ブロック内部の構造が見やすくなるように、縦、横の寸法を実際と違えて図示している。図3において、横方向はチャンネル方向、縦方向はスライス方向、2aは隣接するチャンネル方向のシンチレータ間を光学的に分離隔離し、かつシンチレータから発する光を反射する白色隔離壁、2a’は隣接するスライス方向のシンチレータ間を光学的に分離隔離し、かつシンチレータから発する光を反射する白色隔離壁、2bは白色隔離壁2aを透過する僅かな光が隣接するシンチレータへ漏れこむのを遮蔽するための遮光用の薄膜層、2b’は白色隔離壁2a’を透過する僅かな光が隣接するシンチレータへ漏れこむのを遮蔽するための遮光用の薄膜層、4は隣接するシンチレータ間を機械的に結合固定するための接着剤、5は隣接するシンチレータ間を所定の寸法に保つためのスペーサである。

次に、本構造の2次元のX線検出器ブロックを製作する際の手順を図4に示す。
以下、（工程ア）から（工程サ）まで順に説明する。
（工程ア）
シンチレータの平板加工をする。この平板加工において、板の縦，横の寸法は加工機の仕様、加工能力によって決定するもので特に重要ではないが、板厚は重要で、高い精度が要求される。即ち、板厚はシンチレータアレイのチャンネル方向のピッチを決める上での重要な寸法であり、図2に示した2次元シリコンフォトダイオードアレイ3のチャンネル方向の受光域の寸法およびピッチと整合性を採るために、高い寸法精度が要求される。

（工程イ）
白色隔離層2aを形成する。（工程ア）で得られた平板シンチレータ1の表裏両面に白色隔離壁2aを形成する。白色隔離壁2aを形成する方法としては、樹脂に白色顔料を充填したペースト状の白色隔離壁材をメタルマスクあるいはシルクメッシュマスクを用いてスクリーン印刷する方法が可能である。白色隔離壁2a層の厚さは検出器の空間利用効率を決める重要なファクターである。シンチレータ1の大きさをなるべく大きくして空間利用効率の向上を図るためには、層の厚さは極力薄くすることが望まれるが、層を薄くしすぎると層の光の反射率が低下して光の利用効率が低下し、その結果、検出器のS/Nが低下することになる。そのため、この白色隔離壁2aの素材には光反射率が高く、より薄膜化が可能な素材が望まれる。

樹脂としては液体状で透明度が高く、耐放射線性が比較的高いエポキシ樹脂（EP）を使用することが望ましい。他に、不飽和ポリエステル樹脂（UP）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（PMMA）等の液状樹脂も使用可能である。エポキシ樹脂では主剤として一般に液状ビスフェノールA型樹脂、低粘度タイプのビスフェノールF型樹脂、ビスフェノールAD型樹脂等を用いるが、上述の白色顔料を多量に充填するためには、より低粘度のものが求められる。このため上述の樹脂に対して低粘度化を目的に反応性稀釈剤を添加混合する。反応性稀釈剤の一例として第三級脂肪酸モノグリシジルエステルが挙げられるが、他にエポキシ基をもったモノエポキシ化合物、例えばブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、エピクロルヒドリン、スチレンオキシドやジエポキシ化合物としてジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンのグリシジルエーテル、脂環エポキシド系のもの等もある。

白色顔料としては、シンチレータの発光波長を含む可視域における光の屈折率がn＝2.2〜2.7程度と比較的高く、樹脂（屈折率n＝1.48〜1.61）に充填した場合には樹脂との屈折率nの差が大きく、光の反射率が高くなり、さらには化学的にも安定なルチル型二酸化チタン（TiO₂）を使用することが望ましい。尚、二酸化チタンは純粋な単体二酸化チタンもあるが、市販で分散性や耐候性を改善するために表面を微細なAl₂O₃，SiO₂で覆った二酸化チタン白色顔料も使用可能である。他に白色顔料としては若干反射率は低下するが、Al₂O₃，BaSO₄，CaCO₃，MgO等の使用も可能である。但し、市販の白色顔料には蛍光増白剤を添加したものがあるが、蛍光増白剤には残光（X線照射OFF後に発光が直ちに停止せず、暫らく持続して発せられている光）の多いものもあるので、本実施の形態で使用する場合には蛍光増白剤を含まないものを用いる必要がある。

樹脂と白色顔料を混合してペースト状とする際に白色顔料の分散性を高め、白色顔料が沈降するのを防止し、増粘するとともに、スクリーン印刷の際のペーストのべたつきや、糸引きを防止し、さらにマスクとの版離れを改善する目的で無水シリカ微粉末（平均粒径：12nm）を添加する。尚、シリカの表面をジメチルシリコーンオイルで処理し、疎水化したものを用いると、より効果的である。

他に、シンチレータ、白色顔料、樹脂の密着強度を向上させる目的でシランカップリング剤γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランを添加する。シランカップリング剤には他に、β-(3，4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β（アミノエチル）γ-アミノプロピルトリメトキシシラン等も適用可能である。

さらに消泡剤、レベリング剤としてシリコーンオイル（ジメチルシリコーンオイル等）を添加する。更に、エポキシ樹脂用の硬化剤には塗布作業の関係上、使用可能時間を長くする目的から脂肪族ポリアミンの、特にポットライフの長いジエチルアミノプロピルアミン（DEAPA）若しくは、これの変性物を用いるのが良い。ポットライフの長い「DEAPA」以外の硬化剤として、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（Me-THPA）の異性体の混合物で低粘度液状化したものや、「Me-THPA」の水素添加反応によって得られるメチルヘキサヒドロ無水フタル酸（Me-HHPA）等の酸無水物系硬化剤も使用可能である。

（工程ウ）
白色隔離壁2aの表面（片面のみ）に遮光用の薄膜層を形成する。上述の白色隔離壁2aにおいて、遮光が十分でなかった場合、若干の透過光が発生してしまう。この透過光は隣接する検出素子間のクロストークとなり、画質劣化の要因となる。したがって、透過光は何らかの方法で除去して隣接する検出素子に進入するのを阻止しなければならない。そのため、白色隔離壁2a表面に遮光用の薄膜層2bを形成する。

遮光用の薄膜層2bの形成方法として、真空鍍金法や無電界金属鍍金法が考えられる。真空鍍金法の具体的例として、アルミニウム，銀，クロム，金，ニッケル等の金属を用いた真空蒸着膜形成法（PVD法，CVD法，イオンプレーティング法，スパッタリング法等）が有効である。ただし、樹脂材を用いた白色隔離壁層に対する熱的なストレスを考慮すると、低温での成膜が可能で比較的反射率の高い薄膜層が得られるPVD法，スパッタリング法によるアルミニウム薄膜が望ましい。

また、樹脂に対する金属無電解鍍金法(化学鍍金法)の例としては、Cahill,A.E.とMcConnell,V.P.やSaubestre,E.B.による硫酸銅，炭酸ソーダ，ロッセル塩を用いて樹脂に対して直接銅を鍍金する方法、あるいは樹脂に真空蒸着膜形成法で予め極めて薄い金属薄膜を形成し、その表面にニッケルやクロム、銅等を成長させる無電解金属鍍金法（化学鍍金法）等の応用が可能である。（参考文献：Cahill,A.E. and McConnell,V.P.;米国特許2874072号公報、Saubestre,E.B;Proc.Amer.Electropl.Soc.,46,264(1959))

（工程エ）
2次元のX線検出器ブロックのチャンネル方向にシンチレータ素子列を形成する。白色隔離壁層2aおよび遮光用の薄膜層2bが形成されたシンチレータ1を所定のピッチで機械的に高精度で固定するために積層接着する。シンチレータ1の積層段数は製作する2次元のX線検出器ブロックのチャンネル方向のチャンネル数に一致する。ここでは6チャンネルであるため、積層段数は6段となる。

より具体的な積層方法は、次のようである。（工程ウ）の完了した白色隔離壁層2aおよび遮光用の薄膜層2bが形成されたシンチレータ1の両端部の白色隔離壁2a層の形成されていない部分に、スペーサ5を設置し、遮光用の薄膜層2bの表面に適量の接着剤4を塗布し、2段目のシンチレータ1を重ね、スペーサ4に接触するまで加重する（はみ出した接着剤は順次硬化しないうちに拭き取る）。このようにスペーサ5を用いることによって、各シンチレータ間の間隔を精度良くすることができる。

スペーサ5を用いて接着層を高精度で形成する方法として、［００３９］で示した他に、隔離壁層等のスペース総厚寸法から上記（工程ウ）で形成した白色隔離壁2aの厚さを差し引いた寸法の真球スペーサ（市販のシリカまたはプラスチックの真球スペーサ等）を低粘度接着剤に混入して用い、接着剤の厚さが真球スペーサの直径寸法となるまで加圧して、接着層の厚さを高精度で所定の寸法に形成する方法も可能である。

この作業を6段まで繰り返し積層し、加重をかけた状態で5〜6時間室温硬化後、同じく加重をかけた状態で60℃〜70℃で2〜3時間加熱硬化させて接着工程を完了する。

本工程で接着剤として、低粘度（主剤と硬化剤を混合後の粘度25℃：1300〜1500mPa.s）のエポキシ樹脂接着剤を用いれば良い。例えば主剤として、上述のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂に反応性稀釈剤（第三級脂肪酸モノグリシジルエステル）を加え低粘度化し（粘度25℃：300〜500mPa.s）、接着性向上で目的でシランカップリング剤（γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）を加え、消泡剤としてジメチルシリコーンオイルを添加したものを用い、硬化剤として可撓性をもたせたポリアミノアミド系硬化剤、例えば3，9-ビス（3−アミノプロピル）-2，4，8，10-テトラピロ［5，5］ウンデカン：（ATU）（粘度25℃：4400〜4800mPa.s）を用いれば良い。

また、スペーサとしては熱膨張係数の小さな素材、例えば、セラミックス，硝子（石英硝子，硬質硝子，テンパックス硝子、等）、金属（パーマロイ，コバール，Fe-Ni合金、等）を所定の寸法に加工して用いるか、または市販のグラスファイバー，プラスチックファイバー、金属またはプラスチックのワイヤー、シリカまたはプラスチックの真球スペーサ等の中から所定の寸法に合致するものを用いれば良い。

（工程オ）
2次元のX線検出器ブロックのスライス方向のシンチレータ素子列を形成するためにスライス加工する。（工程エ）で積層されたシンチレータブロックを2次元の検出器ブロックのスライス方向の所定のシンチレータ幅に合わせて切断する。切断手段として、マルチワイヤーソー、マルチバンドソー、内周スライサー、ダイシングソー等を使用する。より高い寸法精度を求める場合には、スライス加工後に研磨工程を行い、精度向上を図れば良い。

（工程カ，キ）
2次元のX線検出器ブロックのスライス方向のシンチレータ素子列間の表と裏に、白色隔離壁2a’を形成する。白色隔離壁2a’の形成方法としては、上述の（工程イ）と同様に、樹脂に白色顔料を充填したペースト状の白色隔離壁材をメタルマスクあるいはシルクメッシュマスクを用いてスクリーン印刷する方法が適用できる。

但し、上述の(工程イ）では板状のシンチレータ1の両端部のスペーサ5を挿入する領域を除く、同一平面全体に白色隔離壁層を形成したが、本工程では短冊状に加工されたシンチレータ1と白色隔離壁層2aが交互に存在するため、白色隔離壁層2a部分を除く、短冊状のシンチレータ1の表面部分のみに、スリット状のマスクを用いてスクリーン印刷法で隔離壁の光反射層を表裏両面に形成する。本工程により単素子シンチレータのチャンネル方向の2面、スライス方向の2面が白色隔離壁層で囲まれる。

（工程ク）
（工程ウ）と同様に白色隔離壁2a’の表面に遮光用の薄膜層2b’を形成する。本工程では、図に示す通り、上述のカ）〜キ）工程で形成した白色隔離壁層2a’表面と、上述のイ）〜ウ）工程で形成したチャンネル方向の隔離壁等の端の両方に同時に遮光用の薄膜層2b’を形成する。遮光用の薄膜層2b’の種類、形成方法、膜の厚さは、上述の（工程ウ）と全く同様にすれば良い。

（工程ケ）
上述の（工程ク）までの工程を完了したチャンネル方向のシンチレータ素子列（6チャンネル）を上述の（工程エ）と同様に、積層接着する。本工程では、チャンネル方向のシンチレータ素子列ブロックをスライス方向に4段積層接着して6チャンネル×4スライスの二次元マトリックス状のシンチレータ素子列が形成される。また、本工程で用いる接着剤および積層接着の方法は上述の（工程エ）と同様である。

（工程コ）
上述の（工程ケ）までの工程を完了した、6チャンネル×4スライスの二次元マトリックス状のシンチレータ素子列ブロックを上述の（工程オ）と同様にスライス切断する。スライス切断する寸法（厚さ）は使用するシンチレータのX線阻止能即ち、X線吸収係数と光の透過率により決定される値で、検出器（シンチレータ）に入射するX線を十分に捕らえられ（理想的には100％）、更にX線より変換される光を、受光素子であるシリコンフォトダイオードの受光面により多く（理想的には100％）受光させることのできる厚さとする。使用するシンチレータの種類によって差異はあるが、およそ1mm〜5mmである。

（工程サ）は、上述の（工程ア）〜（工程コ）を経て完成した6チャンネル×4スライスの二次元マトリックス状のシンチレータ素子ブロックを示す。

以上の図4に示す工程により製作された2次元のX線検出器ブロックには、図2に示すようにX線の入射面に、検出器に入射する外光を遮り、シンチレータ1からの発光を効率的に反射させてシリコンフォトダイオードアレイ3に導く目的で上面反射板6を設ける。ここで、光の漏れこみをより少なくするには、光反射率が高い金属箔等を用いることが望ましい。

但し、入射するX線の吸収を少なくするためにはX線の吸収係数の小さな金属（例えば：ベリリウム，アルミニウム，マグネシウム合金，チタン等）の箔やプラスチック（例えば：ポリエステル，ポリエチレン，ポリ塩化ビニル，ポリカーボネート等）等の薄板の素材を用い、光反射率を高くする目的で、これらの表面に増反射膜（例えば：アルミニウム，銀や金等を蒸着，あるいはこれら金属蒸着膜の表面にさらにSiO₂膜やTiO₂とMgF₂の多層膜を蒸着）を施して用いれば良い。

以上のように完成した2次元のX線検出器ブロックは、図2に示すように、同様の2次元のシリコンフォトダイオードアレイに搭載、2次元マトリックスのシンチレータ素子と2次元のシリコンフォトダイオードアレイの受光部とが互いに高精度で対向するように接着剤で固定して構成される。すなわち、2次元マトリックスのシンチレータ素子と2次元のシリコンフォトダイオードアレイの受光部のチャンネル数、スライス数および各寸法はそれぞれ一致させる。ここで用いる接着剤は、光の吸収を少なくするため透明度が高く、波長の選択性の無いものが望まれる。また、シリコンフォトダイオードアレイの受光部の反射防止膜SiNの屈折率は1.9〜2.5と大きいため、シンチレータからの光をより多くシリコンフォトダイオードアレイの受光部に入射させるには、受光部表面の臨界角を大きくするために、接着剤の屈折率も大きなものが望まれる。

さらに、接着層での光のクロストークを抑止するには、接着層の厚さをより薄く（＜10μm）する必要があり、そのために低粘度の接着剤を用いることが望ましい。これらの要求を満たす接着剤としては、上述の図3、エ）および、ケ）の工程で使用する接着剤の利用が可能である。
以上の図3，図4に示す2次元のX線検出器ブロックの構造は、特許文献2記載の従来技術の構造に比べて、以下の点で利点がある。

本発明の実施形態によれば、白色隔離壁は完全に個々のシンチレータ1（素子）毎に分断され、独立している。二次元マトリックス状に細分分離された個々の直方体のシンチレータ1はチャンネル方向の両側の2面は分離独立した白色隔離壁2aに、スライス方向の両側の2面も同じく分離独立した白色隔離壁2a'にそれぞれ覆われている。したがって、白色隔離壁を通して隣接するシンチレータ間に光が漏れ込むことは無い。もし仮に、白色隔離壁の厚さが不十分で光が漏れ込む可能性がある場合には、白色隔離壁のシンチレータ1に接する側と反対側（背面）に遮光用の薄膜層（2b，2b'）が配置されているため、シンチレータ間に漏れ込む光を完全に遮断することができる。

つまり、シンチレータ1より発せられた光は、シンチレータ内を透過して直接フォトダイオードアレイの受光部へ直接入射するか、もしくは周囲を覆う上面反射板6、白色隔離壁2aまたは2a' 、遮光用の薄膜層2bまたは2b’による反射、吸収等が繰り返されても最終的にフォトダイオードアレイの受光部へ入射する。したがって、隣接する互いの素子へのクロストークは抑止され、空間分解能の向上を図る事ができる。

上記本発明のマルチスライス型X線CT装置用X線検出器は、チャンネル方向およびスライス方向の各X線検出素子の光学的クロストークを低減して各X線検出素子間のX線検出特性を均一にすることができるので、このX線検出素子を組み合わせて構成したマルチスライス型X線検出器で検出したデータを用いて画像再構成を行うことにより、診断能の高い複数のスライス断層像を一度に得られるマルチスライス型X線CT装置を提供することができる。

本発明に係るマルチスライスX線CT装置の全体構成。本発明の実施の形態におけるマルチスライスX線CT装置におけるX線検出器38の1ブロックの斜視図。本発明の実施の形態におけるX線検出器ブロックの拡大図。 2次元のX線検出器ブロックを製作する際の手順。

符号の説明

１…シンチレ−タ
２ａ，２ａ’…白色隔離板
２ｂ，２ｂ’…遮光用の薄膜層
４…接着剤
５…スペーサー
６…上面反射板

Claims

チャンネル方向とスライス方向にマトリックス状に配列された複数のシンチレータ素子から成るマルチスライスＸ線ＣＴ装置用Ｘ線検出器において、前記マトリックス状に配列された複数のシンチレータ各素子１つずつを完全に囲うことにより、各シンチレータ間に発生する光学的クロストークを遮断する遮光手段を備えたことを特徴とするマルチスライスＸ線ＣＴ装置用X線検出器。
Ｘ線源と、チャンネル方向とスライス方向にマトリックス状に複数のシンチレータ素子が配列されたＸ線検出器とを対向して配置し、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを同一回転中心の円軌道面上で回転移動させながら、回転中心軸上に配置された被検体のＸ線源弱データを前記Ｘ線検出器で検出し、更に該撮影したＸ線源弱データを基に画像再構成演算を行うことにより、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器の前記被検体のまわりの１回転により前記被検体の複数のスライス画像を得ることができるマルチスライスＸ線ＣＴ装置において、前記Ｘ線検出器は請求項１記載のマルチスライスＸ線ＣＴ装置用Ｘ線検出器であることを特徴とするマルチスライスＸ線ＣＴ装置。