複合樹脂におけるシンチレータを備えた放射線感受性検出器
放射線感応性検出器は、フォトセンサ素子１２２とフォトセンサ素子１２２に光結合したシンチレータ１１６とを含む。シンチレータ１１６は、粉末シンチレータと、この粉末シンチレータと混ぜ合わされる樹脂とを含む。粉末シンチレータと樹脂との屈折率不整合は、７％を下回る。１つの非限定の例において、複合シンチレータ材料は、慣例的な又はスペクトルのＣＴにおいて高解像度検出器として配される光ファイバリーフを形成するために用いることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広く、放射線感受性検出器に関する。これは、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムに向けた特定の用途とともに説明されるが、他の医療用イメージング用途及び医療用以外のイメージング用途にも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムは、電離放射線のソースであって検査領域を横断する放射線について回転しこの放射線を放出するソースと、当該検査領域を横断する放射線を検出する放射線感受性検出器とを含む。このような検出器アレイは、ディクセル（dixel）［検出器要素］の複数の行及び列を備えた２次元放射線検知検出器アレイを含みうる。各ディクセルは、シンチレータ要素を含み、この要素は、ｘ線の吸収により刺激された光を生成し、フォトセンサアレイの対応の要素に光学的に結合される。シンチレータ要素は、電離放射線を受け、これを示す光を生成し、フォトセンサは、当該光を受信し、これを示す電気信号を生成する。これら信号は、当該検査領域を示すボリューム画像データを発生するように復元される。このボリューム画像データは、当該検査領域を示す１つ又は複数の画像を発生するように処理されることができる。
【０００３】
慣例的に、シンチレータは、シンチレータ粉末を焼結することによって、又は高い温度及び圧力での結晶化によって形成することができる。残念なことに、これらの処理は、繊細で高価であり、放射線感受性検出器のためにシンチレータ画素のアレイを形成するために冗長な構造化を必要とする脆いシンチレータを生成する。
【０００４】
焼結及び結晶化を含まない技術を用いることもできる。例を挙げると、Pham Gia氏ら（２００５年１１月２２日に出願された米国特許第７，２６５，３５７Ｂ２号）は、粉末ガドリニウム酸硫化物（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ又はＧＯＳ）とパラフィンろうとの混合物を含むシンチレータを開示している。残念なことに、ＧＯＳは、約２．２の屈折率（ｎ）を有し、パラフィンろうは、約１．４ないし１．６の屈折率を有する。したがって、これら２つの材料の屈折率不整合は、２７％よりも大きく、粒子境界において比較的大なる散乱となり、もって光効率を低下させることになる。
【０００５】
Pham Gia氏らは、ポリマが１．７より大きい屈折率を有する場合が好ましいものとなると開示している。このため、Pham Gia氏らは、ナノ粒子の二酸化チタン（ＴｉＯ２）を、０．５％から２．０％の間、パラフィンろうと混ぜ合わせ、ポリマの屈折率を上昇させるようにしている。パラフィンろうに２．０％のＴｉＯ２を加えることは、ポリマの屈折率を増加させることができ、ＧＯＳとポリマとの屈折率不整合を減らしてその不整合を２５％以下となるようにすることができる。しかしながら、このような不整合は、粒子境界において比較的大量の散乱を依然としてもたらす可能生があり、光効率を減少させることになる。付加的なＴｉＯ２を加えることにより、散乱及びかすみを増加させる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願の各態様は、上述した問題などに取り組むものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によれば、放射線感受性検出器は、フォトセンサ素子と、このフォトセンサ素子に光学的に結合したシンチレータとを含む。シンチレータは、粉末シンチレータと、当該粉末シンチレータと混合した樹脂とを含む。当該粉末シンチレータと当該樹脂との屈折率不整合は、７パーセント（７％）を下回る。
【０００８】
他の態様において、医療画像形成システムは、検査領域を横断する放射線を放出する放射線源と、当該検査領域を横断する放射線を検出する検出器アレイとを含む。この検出器アレイは、複数のフォトセンサ素子と、複数のフォトセンサ素子に光学的に結合したシンチレータとを含む。シンチレータは、粉末シンチレータと、この粉末シンチレータと混合した樹脂とを含む。粉末シンチレータと樹脂との屈折率不整合は、１０パーセント（１０％）を下回る。
【０００９】
他の態様において、放射線感応性検出器は、整合屈折率の樹脂に埋め込まれたシンチレータ粉末を含む複合シンチレータ材料を持つ光ファイバリーフ形状を含む。このような実施例の１つにおいて、各光ファイバリーフは、高いスペクトル分解能で入射ｘ線放射線を検出するよう入射ｘ線放射線に直角に方向付けられている。第２の実施例において、当該各リーフは、高い空間解像度で入射ｘ線放射線を検出するよう入射ｘ線放射線に平行に位置づけられる。
【００１０】
本発明のさらに他の態様は、以下の詳細な説明を読み理解することにより、通常の当業者によって把握されることとなる。
【００１１】
本発明は、様々な構成部及び構成部の様々な構成の形態、並びに様々なステップ及びステップの様々な構成の形態をとることができる。図面は、専ら好適実施例を図示する目的のものであり、本発明を限定するものと解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】具体例の画像形成システムを示す図。
【図２】具体例のシンチレータ画素を示す図。
【図３】ディクセル光効率のグラフ。
【図４】具体例の方法を示す図。
【図５】具体例のシンチレータを示す図。
【図６】具体例のシンチレータ水を示す図。
【図７】高い空間解像度を有する結合されたフォトセンサのアレイと関連した具体例のシンチレータを示す図。
【図８】結合されたフォトセンサによる具体例のマルチレイヤスペクトルＣＴシンチレータを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照すると、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システム１００は、長手のすなわちｚ軸１０６の周りの検査領域１０４について回転する回転ガントリ部１０２を含む。回転ガントリ部１０２は、検査領域１０４を横断する放射線を発生し放出するｘ線管などのｘ線源１０８を支持している。
【００１４】
放射線感応性検出器アレイ１１０は、複数の投影角又はビューについて線源１０８により放出された放射線を検出し、少なくとも１８０度プラス扇角にわたり投影情報が得られるようにしている。検出器アレイ１１０は、検出された放射線を示す信号又は投影データを発生する。検出器アレイ１１０は、積分期間において、検出された放射線を示す電流又は電圧を積分する積分検出器、又は検出されたフォトンを２つ以上のエネルギ窓を通じてエネルギ分解する計数検出器とすることができることが分かる筈である。
【００１５】
図示の検出器アレイ１１０は、フォトセンサ素子１２２の対応の行１１８及び列１２０に結合される複数の行１１２及び列１１４のシンチレータ画素１１６を含む。フィラー１２４は、少なくともシンチレータ画素１１６の間に存在する。１つの非限定的具体例において、検出器アレイ１１０は、１６行の１６個のディクセルを含み、これは、シンチレータ画素１１６と対応のフォトセンサ素子１２２とを含み、２５６個のディクセルを持つ検出器アレイ１１０をレンダリングする。ディクセルの他の数も考えられる。また、単一のシンチレータ画素を、複数のフォトセンサ素子と共に使うことができ、或いは、単一のフォトセンサ素子を複数のシンチレータ画素と共に使うことができる。
【００１６】
放射線は、シンチレータ画素１１６に当たり、これら画素は当該放射線を示す光を発生し、この光はフォトセンサ１２２により受けられる。フォトセンサ１２２は、フォトダイオード、フォトエレメントなどを含みうるものであり、各々が、対応のシンチレータ画素１１６から受けた光を示す信号を生成する。図示の検出器アレイ１１０におけるシンチレータ画素１１６及びフォトセンサディクセル１２２の数、サイズ、形状、間隙などは、説明を目的として提示されており、限定するものではないことは分かる筈である。
【００１７】
以下により詳しく説明するように、シンチレータ画素１１６は、粉末シンチレータ／樹脂混合物（当該粉末シンチレータ及び当該樹脂はほぼ整合された屈折率を有する）のような複合材料を含み、これにより、当該複合物は、より大なる屈折率不整合を持つ混合物に対して、相対的により高い光効率を有することになる。例えば、この屈折率不整合は、７パーセント（７％）未満の如き１０パーセント（％）を下回るものとすることができ、当該光効率は、５０パーセント（５０％）を凌ぐものとすることができる。このような混合物は、当該粉末を焼結することなく又は結晶化による大きな結晶を形成することなく当該樹脂において当該粉末シンチレータを分散させることにより形成可能である。
【００１８】
復元器１２６は、ボリューム画像データを発生するために検出器アレイ１１０により発生される投影データを復元する。ボリューム画像データは、検査領域１０４内の対象物を示している。
【００１９】
コンピュータは、オペレータコンソール１２８として仕える。コンソール１２８は、モニタ又はディスプレイなどの人が判読可能な出力装置と、キーボードやマウスなどの入力装置とを含む。コンソールに常駐するソフトウェアにより、オペレータは、例えばグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を介して、スキャナ１００を制御しこれと対話動作することができる。
【００２０】
カウチのようなオブジェクト支持体１３０は、検査領域１０４において患者又は他のオブジェクトを支持する。オブジェクト支持体１３０は、スキャン処理を行いながら検査領域１０４に対して当該オブジェクトを案内するように移動可能である。
【００２１】
図２は、一例のシンチレータ素子１１６を示している。図示のシンチレータ素子１１６は、約３ミリメートル（ｍｍ）の高さ「Ｈ」と、約１ｍｍの幅「Ｗ」と、約１ｍｍの長さ「Ｌ」を有する。図示のシンチレータ素子１１６は、粉末シンチレータと、エピ硫化物又はポリエピ硫化物のような樹脂との混合物を含む。この複合物は、適切なシンチレータの約７０重量パーセントを含む。適切なシンチレータの例には、米国特許出願に係る文献のＵＳ４，９５８，０８０に説明されているような単結晶ＬＹＳＯ（Ｌｕ１．８Ｙ．２ＳｉＯ５：Ｃｅｘ）又はＬＳＯ（Ｃｅ２ｘＬｕ２（１−ｘ）ＳｉＯ５）がある。適切なエピ硫化物の例には、米国特許出願に係る文献のＵＳ６，５３４，５８９において説明されるエピ硫化物がある。粉末シンチレータは、約１．８１の屈折率（ｎ）を有し、樹脂は、約１．７１の屈折率を有する。それ故、当該屈折率不整合は、約５．５パーセント（５．５％）である。図示のシンチレータ素子１１６の光出力効率は、５０パーセントよりも大きい。すなわち、当該粉末からのシンチレーションにより放出される光学的フォトンの５０パーセント超が、当該フォトセンサによる集光のためのシンチレータ素子の基部から現れる。図３は、ＬＹＳＯ（ｎ＝１．８１）及び樹脂の混合物を含むこの幾何学的構造のディクセルのための光出力効率を当該樹脂の屈折率の関数として示すグラフを示している。
【００２２】
図４は、図示のシンチレータ素子１１６を形成するための一例の方法を示している。４０２において、適切な量の樹脂及び粉末シンチレータが得られる。一例において、これは、約２．５グラム（ｇ）の樹脂と約１．５ｇのＬＹＳＯ粉末を得ることを含む。次いで４０４において、樹脂及び粉末シンチレータが処理される。例を挙げると、粉末シンチレータ及び樹脂が脱ガス処理にかけられる。これは、３００トルよりも低い圧力による真空状態で室温（摂氏約２０度）で粉末シンチレータ及び樹脂の脱ガス処理を別々に行うことを含みうる。４０６では、脱ガス処理の約３０分以上を過ぎた後、粉末シンチレータは樹脂に加えられる。１つの例では、粉末シンチレータは、真空状態で樹脂に加えられる。
【００２３】
４０８において、粉末シンチレータ及び樹脂が混ぜ合わされる。１つの例において、粉末シンチレータ及び樹脂は、回転ボールミルを用いて、例えば一夜の間に、又はSynergy Devices Speedmixerなどの高速遠心性ミキサを数分間用いて、混合される。４１０において、かかる混合物が処理される。例を挙げると、この混合物は、米国特許出願に係る文献のＵＳ６，５３１，５３２に説明されるように、３００トル以上の真空状態で室温にて２時間にわたり脱ガス処理される。４１２において、当該混合物は、所望サイズのウェーハに対応するガラス、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、他の合成フッ素重合体又は他の材料の鋳型に入れて鋳造される。４１４において、当該混合物は処理される。例えば、この混合物を、真空状態下で摂氏３０度で約１５分間加熱してもよい。
【００２４】
そして４１６において、当該混合物は、摂氏９０度で約４８時間にわたり硬化させられる。４１８において、当該ウェーハは、シンチレータウェーハを形成するよう室温へと毎時摂氏２０度のレートで冷却することによって焼鈍される。一例において、当該ウェーハは、概ね、幅１８ｍｍ×長さ２５ｍｍ×高さ３．５ｍｍのものとすることができる。４２０において、このウェーハは、精細回転のこぎりなどを用いて適切なサイズのシンチレータ素子を形成するようダイスカットされる。例えば、１つの例においては、結果として得られる素子１１６は、図２に示されるように、概ね、３ｍｍ（Ｈ）×１ｍｍ（Ｗ）×１ｍｍ（Ｌ）とされる。他の例において、結果として得られるディクセルは、約１．５ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍである。各ディクセルは、入射放射線の約９８％を吸収することができる。他のサイズも想定される。シンチレータ素子どうしの間隙は、エポキシ樹脂にマイクロ粒子（０．３μ）二酸化チタン（ＴｉＯ２）を含む化合物のような反射性アンダーフィル化合物を用いて充填されるようにしてもよい。
【００２５】
バリエーションにつき説明する。
【００２６】
他の実施例において、限定はしないが、ステアリン酸、オレイン酸又は脂肪酸、アミンアミド類（aminamides）などを含む界面活性剤のような湿潤剤は、粉末シンチレータ／樹脂混合物に加えられることができ、これが、当該樹脂における粉末シンチレータの分散を補助することができる。
【００２７】
また、ＬｉＡｌＨ４，ＮａＢＨ４のような還元剤は、シンチレータにおけるＨ２Ｏ、ＨＣｌなどの如き小分子の放射線誘発形成により生じうる着色を軽減するよう粉末シンチレータ／樹脂混合物に含まれるようにすることができる。
【００２８】
上述した例において、粉末シンチレータは、ＬＹＳＯを含有した。他の実施例において、Ｌｕは、スカンジウム（Ｓｃ）により部分的又は全体的に置換されうるものであり、密度の低いシンチレータ材料となることができる。１つの例において、結果として得られるシンチレータ材料は、ＬＹＳＯに対して低い屈折率を有しうるものであり、集光効率を改善することができる。
【００２９】
他の実施例においては、他のシンチレータ材料が想定される。例えば、以下の材料のうちの１つ又は複数を、付加的又は代替的に用いることができる。当該材料は、タリウムをドープしたヨウ化セシウム（ＣｓＩ（Ｔｌ））（ｎ＝１．７９）、タリウムをドープしたヨウ化ナトリウム（ＮａＩ（Ｔｌ））（ｎ＝１．８５）、ナトリウムをドープしたヨウ化セシウム（ＣｓＩ（Ｎａ））（ｎ＝１．８４）、これ以外のアルカリハライド類、ＬＳＯ、ガーネット（一般式：Ｘ３Ｙ２（ＺＯ４）３）［Ｘは２価のものである］、全ての金属イオンが３価（〜１．７＜ｎ＜〜１．９）であるところのＺ及び４価の金属イオンすなわちＸ３Ｙ２（ＺＯ４）３及び／又は他のシンチレータ材料である。ＣｓＩ（Ｔｌ）は、吸湿性であり、これに伴いその単結晶形態において限定された使用のものとなるが、複合材料に組み入れられることができ、これにより当該樹脂がこれを封じ込め、これを大気水分による侵食に至ることのできないものとする。
【００３０】
適切なガーネットの例には、限定はしないが、Ｃｅ３＋又はＰｒ３＋がドープされたガーネットを含み、これらは、一般には、１００ナノ秒（ｎｓ）よりも短い減衰時間を有するという点で高速エミッタとなる。例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｇｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ３）Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｃａ）３（Ｓｃ，Ａｌ）２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ，Ｙ３（Ｓｃ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｌｕ３（Ｓｃ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ）３（Ｓｃ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ）３（Ｓｃ，Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｐｒ，Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｐｒ，（Ｌｕ，Ｙ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｐｒ，及びＮｄ＋３又はＥｒ３＋がドープされたガーネット、である。
【００３１】
他の適切な化合物には、ＬｎＩ３：Ｃｅ，ＬｎＢｒ３：Ｃｅ，ＬｎＣｌ３：Ｃｅ，Ｌｎ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｌｎ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ，ＲｂＬｎ２Ｂｒ７：Ｃｅ，Ｍ２ＬｎＨ５：Ｃｅ（Ｍ＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓ，Ｒｂ及びＨ＝Ｆ，Ｃｌ）のようなランタニド（Ｌｎ＝Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｌｕ）の化合物を含む。他の適切な化合物は、対応のＰｒ３＋をドープした材料を含む。他の適切な化合物は、ＳｒＳ：Ｃｅ又はＣａＳ：Ｃｅのような他の材料を含み、これは、付加的に、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２などの薄い共形保護被覆、及びＥｕ２＋がドープされた同じホスト格子及びホスト格子被覆組み合わせにより被覆されることができる。他の適切な粉末シンチレータは、１０ミクロン（μｓ）よりも短い放出減衰時間を持つ活性剤イオンを含む。適切な活性剤イオンには、限定はしないが、Ｃｅ３＋，Ｎｄ３＋，Ｐｒ３＋，Ｅｕ２＋，Ｅｒ３＋，Ｔｌ＋がある。また、粉末シンチレータは、薄い共形保護被覆を含むようにしてもよい。
【００３２】
他の実施例において、他の樹脂が想定される。例えば、他の実施例において、樹脂は、米国特許出願に係る文献の６，５３４，５８９Ｂ１において説明されているものの如きエピ硫化物を含む。他の実施例において、樹脂は、米国特許出願に係る文献のＵＳ６，８９１，０１７において説明されているEssilor社のエピ硫化物のようなエピ硫化物を含む。他の実施例において、樹脂は、米国特許出願に係る文献のＵＳ７，２７４，０２４Ｂ２において説明されているものの如き添加物を持つエポキシを含む。他の実施例において、樹脂は、米国特許出願に係る文献のＵＳ７，０９１，３０７Ｂ２において説明されているものの如き硫黄を有するポリマを含む。他の実施例において、樹脂は、米国特許出願公開第２００６／００２２３５６Ａ１７号において説明されているものの如きポリカルボジイミドを含む。
【００３３】
図５は、上述したシンチレータ複合物などのシンチレータ複合物５００が散乱線除去グリッド５０４を持つシンチレータアレイ５０２と関連して用いられる実施例を示している。散乱線除去グリッド５０４は、散乱線除去プレートを含み、これは、金属の比較的薄い部分から形成可能である。図示の例において、シンチレータ複合物５００は、重合化の前にセパレータ５０８の間の隙間５０６の中へ入れられる。セパレータ５０８は、白い塗料又は他の反射性材料の薄い層のような反射材料で被覆されるようにしてもよい。このような層は、ディッピング工程により塗布されることができる。或いは、当該セパレータは、アルミニウム、銀又は他の光輝金属被覆によりメッキ処理されるようにしてもよい。
【００３４】
図６は、上述したシンチレータ複合物のようなシンチレータ複合物が、「光輝光ファイバ」繊維、リーフ又はシート６０２を形成するために用いられる実施例を示している。この例において、シンチレータ複合物は、最初に鋳造され、圧延され又は押し出し成形されて、重合化の前に例えば１００ミクロンの厚さの薄いシート６０２を形成するようにしている。シート６０２は、低い屈折率（例えば、ｎ＝１．４）の膜６０４により被覆されるようにすることができる。このような膜６０４は、２ミクロン未満の厚さとすることができる。この膜は、「蛍光光ファイバ」リーフ素子を提供するように、ディッピング、蒸着又はその他の技術によって塗布することができる。
【００３５】
図７は、フォトダイオードアレイ７０４に結合されるシンチレータアレイ７０２に関連してシート６０２が用いられる実施例を示している。図示されるように、この例では、シート６０２は、フォトダイオード７０６の上方に位置づけられる。各々が約９０ミクロンの厚さの１０個の被覆シート６０２は、格子プレート７０８の間に位置づけられ、５つのシートのセットが対応のフォトダイオード７０６の上に位置合わせされる。このようなシンチレータ構成は、各々が０．５ｍｍ幅のフォトダイオードに光を伝送することができる。高精細ＣＴスキャナのこの実施例において、フォトダイオード７０６の有効領域が十分に小さくされた場合、ＣＴスキャナの解像度は、焦点サイズによってのみ限定される。代替えの実施例においては、ディジタル光子計数素子を代替的に用いることができる。この場合、オンチップスイッチを、高い計数レートで当該チャネルを分離するために用いることができる。
【００３６】
図８は、スペクトルＣＴ構成においてシート６０２が用いられる実施例を示している。図８において、ｘ線は、図の上部から下に向かってｘ線が入射し、複数のシート６０２は互いに平行に、衝突放射線の方向に直角に位置合わせされている。この構成において、シート６０２は、光出力をフォトダイオードの各行に横に伝送し、これはアナログ又はディジタルとすることができる。より具体的には、入射放射線は、必要な停止パワーを得るために、各々が例えば１００ミクロンの厚さで垂直方向に重なる約３０個の複合シンチレータリーフ６０２の系列において吸収される。放出された蛍光光は、各々が１００ミクロン以上の高さとなりうる、フォトダイオード８０２のアレイの感応性領域内へ横へ注ぎ込むよう「ファイバ」光学素子により強制される。
【００３７】
スペクトルＣＴにおける使用のための図示の実施例において、フォトダイオード８０２は、個々の入射光子によりガイガーアバランシェ動作に起動される多画素光子計数アレイである。結果として得られる信号は、パルス計数回路８０４により処理され、読出電子回路８０６を通じて出力される。重なるデッキ構造は、各シンチレータと向かい合った多数のダイオードのために十分な領域を提供し、広いダイナミックレンジ（最大計数レート／最小計数レート）を提供する。一実施例において、各シンチレータシート６０２内の横方向の投影光路は、１ｍｍ以下であり、実質的な光損失を伴うことなく、当該粉末とプラスチックマトリクス樹脂との間の屈折率不整合の相当な程度を許容する。
【００３８】
以上、本発明を、好適実施例を参照して説明した。これまでの詳細な説明を読み理解することにより、第三者には変形や変更が可能なものである。本発明は、添付の請求項の範囲又はその等価範囲内に入る限り、このような変形及び変更を全て含むものと解釈されるべきことを意図するものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広く、放射線感受性検出器に関する。これは、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムに向けた特定の用途とともに説明されるが、他の医療用イメージング用途及び医療用以外のイメージング用途にも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムは、電離放射線のソースであって検査領域を横断する放射線について回転しこの放射線を放出するソースと、当該検査領域を横断する放射線を検出する放射線感受性検出器とを含む。このような検出器アレイは、ディクセル（dixel）［検出器要素］の複数の行及び列を備えた２次元放射線検知検出器アレイを含みうる。各ディクセルは、シンチレータ要素を含み、この要素は、ｘ線の吸収により刺激された光を生成し、フォトセンサアレイの対応の要素に光学的に結合される。シンチレータ要素は、電離放射線を受け、これを示す光を生成し、フォトセンサは、当該光を受信し、これを示す電気信号を生成する。これら信号は、当該検査領域を示すボリューム画像データを発生するように復元される。このボリューム画像データは、当該検査領域を示す１つ又は複数の画像を発生するように処理されることができる。
【０００３】
慣例的に、シンチレータは、シンチレータ粉末を焼結することによって、又は高い温度及び圧力での結晶化によって形成することができる。残念なことに、これらの処理は、繊細で高価であり、放射線感受性検出器のためにシンチレータ画素のアレイを形成するために冗長な構造化を必要とする脆いシンチレータを生成する。
【０００４】
焼結及び結晶化を含まない技術を用いることもできる。例を挙げると、Pham Gia氏ら（２００５年１１月２２日に出願された米国特許第７，２６５，３５７Ｂ２号）は、粉末ガドリニウム酸硫化物（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ又はＧＯＳ）とパラフィンろうとの混合物を含むシンチレータを開示している。残念なことに、ＧＯＳは、約２．２の屈折率（ｎ）を有し、パラフィンろうは、約１．４ないし１．６の屈折率を有する。したがって、これら２つの材料の屈折率不整合は、２７％よりも大きく、粒子境界において比較的大なる散乱となり、もって光効率を低下させることになる。
【０００５】
Pham Gia氏らは、ポリマが１．７より大きい屈折率を有する場合が好ましいものとなると開示している。このため、Pham Gia氏らは、ナノ粒子の二酸化チタン（ＴｉＯ２）を、０．５％から２．０％の間、パラフィンろうと混ぜ合わせ、ポリマの屈折率を上昇させるようにしている。パラフィンろうに２．０％のＴｉＯ２を加えることは、ポリマの屈折率を増加させることができ、ＧＯＳとポリマとの屈折率不整合を減らしてその不整合を２５％以下となるようにすることができる。しかしながら、このような不整合は、粒子境界において比較的大量の散乱を依然としてもたらす可能生があり、光効率を減少させることになる。付加的なＴｉＯ２を加えることにより、散乱及びかすみを増加させる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願の各態様は、上述した問題などに取り組むものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によれば、放射線感受性検出器は、フォトセンサ素子と、このフォトセンサ素子に光学的に結合したシンチレータとを含む。シンチレータは、粉末シンチレータと、当該粉末シンチレータと混合した樹脂とを含む。当該粉末シンチレータと当該樹脂との屈折率不整合は、７パーセント（７％）を下回る。
【０００８】
他の態様において、医療画像形成システムは、検査領域を横断する放射線を放出する放射線源と、当該検査領域を横断する放射線を検出する検出器アレイとを含む。この検出器アレイは、複数のフォトセンサ素子と、複数のフォトセンサ素子に光学的に結合したシンチレータとを含む。シンチレータは、粉末シンチレータと、この粉末シンチレータと混合した樹脂とを含む。粉末シンチレータと樹脂との屈折率不整合は、１０パーセント（１０％）を下回る。
【０００９】
他の態様において、放射線感応性検出器は、整合屈折率の樹脂に埋め込まれたシンチレータ粉末を含む複合シンチレータ材料を持つ光ファイバリーフ形状を含む。このような実施例の１つにおいて、各光ファイバリーフは、高いスペクトル分解能で入射ｘ線放射線を検出するよう入射ｘ線放射線に直角に方向付けられている。第２の実施例において、当該各リーフは、高い空間解像度で入射ｘ線放射線を検出するよう入射ｘ線放射線に平行に位置づけられる。
【００１０】
本発明のさらに他の態様は、以下の詳細な説明を読み理解することにより、通常の当業者によって把握されることとなる。
【００１１】
本発明は、様々な構成部及び構成部の様々な構成の形態、並びに様々なステップ及びステップの様々な構成の形態をとることができる。図面は、専ら好適実施例を図示する目的のものであり、本発明を限定するものと解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】具体例の画像形成システムを示す図。
【図２】具体例のシンチレータ画素を示す図。
【図３】ディクセル光効率のグラフ。
【図４】具体例の方法を示す図。
【図５】具体例のシンチレータを示す図。
【図６】具体例のシンチレータ水を示す図。
【図７】高い空間解像度を有する結合されたフォトセンサのアレイと関連した具体例のシンチレータを示す図。
【図８】結合されたフォトセンサによる具体例のマルチレイヤスペクトルＣＴシンチレータを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照すると、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システム１００は、長手のすなわちｚ軸１０６の周りの検査領域１０４について回転する回転ガントリ部１０２を含む。回転ガントリ部１０２は、検査領域１０４を横断する放射線を発生し放出するｘ線管などのｘ線源１０８を支持している。
【００１４】
放射線感応性検出器アレイ１１０は、複数の投影角又はビューについて線源１０８により放出された放射線を検出し、少なくとも１８０度プラス扇角にわたり投影情報が得られるようにしている。検出器アレイ１１０は、検出された放射線を示す信号又は投影データを発生する。検出器アレイ１１０は、積分期間において、検出された放射線を示す電流又は電圧を積分する積分検出器、又は検出されたフォトンを２つ以上のエネルギ窓を通じてエネルギ分解する計数検出器とすることができることが分かる筈である。
【００１５】
図示の検出器アレイ１１０は、フォトセンサ素子１２２の対応の行１１８及び列１２０に結合される複数の行１１２及び列１１４のシンチレータ画素１１６を含む。フィラー１２４は、少なくともシンチレータ画素１１６の間に存在する。１つの非限定的具体例において、検出器アレイ１１０は、１６行の１６個のディクセルを含み、これは、シンチレータ画素１１６と対応のフォトセンサ素子１２２とを含み、２５６個のディクセルを持つ検出器アレイ１１０をレンダリングする。ディクセルの他の数も考えられる。また、単一のシンチレータ画素を、複数のフォトセンサ素子と共に使うことができ、或いは、単一のフォトセンサ素子を複数のシンチレータ画素と共に使うことができる。
【００１６】
放射線は、シンチレータ画素１１６に当たり、これら画素は当該放射線を示す光を発生し、この光はフォトセンサ１２２により受けられる。フォトセンサ１２２は、フォトダイオード、フォトエレメントなどを含みうるものであり、各々が、対応のシンチレータ画素１１６から受けた光を示す信号を生成する。図示の検出器アレイ１１０におけるシンチレータ画素１１６及びフォトセンサディクセル１２２の数、サイズ、形状、間隙などは、説明を目的として提示されており、限定するものではないことは分かる筈である。
【００１７】
以下により詳しく説明するように、シンチレータ画素１１６は、粉末シンチレータ／樹脂混合物（当該粉末シンチレータ及び当該樹脂はほぼ整合された屈折率を有する）のような複合材料を含み、これにより、当該複合物は、より大なる屈折率不整合を持つ混合物に対して、相対的により高い光効率を有することになる。例えば、この屈折率不整合は、７パーセント（７％）未満の如き１０パーセント（％）を下回るものとすることができ、当該光効率は、５０パーセント（５０％）を凌ぐものとすることができる。このような混合物は、当該粉末を焼結することなく又は結晶化による大きな結晶を形成することなく当該樹脂において当該粉末シンチレータを分散させることにより形成可能である。
【００１８】
復元器１２６は、ボリューム画像データを発生するために検出器アレイ１１０により発生される投影データを復元する。ボリューム画像データは、検査領域１０４内の対象物を示している。
【００１９】
コンピュータは、オペレータコンソール１２８として仕える。コンソール１２８は、モニタ又はディスプレイなどの人が判読可能な出力装置と、キーボードやマウスなどの入力装置とを含む。コンソールに常駐するソフトウェアにより、オペレータは、例えばグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を介して、スキャナ１００を制御しこれと対話動作することができる。
【００２０】
カウチのようなオブジェクト支持体１３０は、検査領域１０４において患者又は他のオブジェクトを支持する。オブジェクト支持体１３０は、スキャン処理を行いながら検査領域１０４に対して当該オブジェクトを案内するように移動可能である。
【００２１】
図２は、一例のシンチレータ素子１１６を示している。図示のシンチレータ素子１１６は、約３ミリメートル（ｍｍ）の高さ「Ｈ」と、約１ｍｍの幅「Ｗ」と、約１ｍｍの長さ「Ｌ」を有する。図示のシンチレータ素子１１６は、粉末シンチレータと、エピ硫化物又はポリエピ硫化物のような樹脂との混合物を含む。この複合物は、適切なシンチレータの約７０重量パーセントを含む。適切なシンチレータの例には、米国特許出願に係る文献のＵＳ４，９５８，０８０に説明されているような単結晶ＬＹＳＯ（Ｌｕ１．８Ｙ．２ＳｉＯ５：Ｃｅｘ）又はＬＳＯ（Ｃｅ２ｘＬｕ２（１−ｘ）ＳｉＯ５）がある。適切なエピ硫化物の例には、米国特許出願に係る文献のＵＳ６，５３４，５８９において説明されるエピ硫化物がある。粉末シンチレータは、約１．８１の屈折率（ｎ）を有し、樹脂は、約１．７１の屈折率を有する。それ故、当該屈折率不整合は、約５．５パーセント（５．５％）である。図示のシンチレータ素子１１６の光出力効率は、５０パーセントよりも大きい。すなわち、当該粉末からのシンチレーションにより放出される光学的フォトンの５０パーセント超が、当該フォトセンサによる集光のためのシンチレータ素子の基部から現れる。図３は、ＬＹＳＯ（ｎ＝１．８１）及び樹脂の混合物を含むこの幾何学的構造のディクセルのための光出力効率を当該樹脂の屈折率の関数として示すグラフを示している。
【００２２】
図４は、図示のシンチレータ素子１１６を形成するための一例の方法を示している。４０２において、適切な量の樹脂及び粉末シンチレータが得られる。一例において、これは、約２．５グラム（ｇ）の樹脂と約１．５ｇのＬＹＳＯ粉末を得ることを含む。次いで４０４において、樹脂及び粉末シンチレータが処理される。例を挙げると、粉末シンチレータ及び樹脂が脱ガス処理にかけられる。これは、３００トルよりも低い圧力による真空状態で室温（摂氏約２０度）で粉末シンチレータ及び樹脂の脱ガス処理を別々に行うことを含みうる。４０６では、脱ガス処理の約３０分以上を過ぎた後、粉末シンチレータは樹脂に加えられる。１つの例では、粉末シンチレータは、真空状態で樹脂に加えられる。
【００２３】
４０８において、粉末シンチレータ及び樹脂が混ぜ合わされる。１つの例において、粉末シンチレータ及び樹脂は、回転ボールミルを用いて、例えば一夜の間に、又はSynergy Devices Speedmixerなどの高速遠心性ミキサを数分間用いて、混合される。４１０において、かかる混合物が処理される。例を挙げると、この混合物は、米国特許出願に係る文献のＵＳ６，５３１，５３２に説明されるように、３００トル以上の真空状態で室温にて２時間にわたり脱ガス処理される。４１２において、当該混合物は、所望サイズのウェーハに対応するガラス、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、他の合成フッ素重合体又は他の材料の鋳型に入れて鋳造される。４１４において、当該混合物は処理される。例えば、この混合物を、真空状態下で摂氏３０度で約１５分間加熱してもよい。
【００２４】
そして４１６において、当該混合物は、摂氏９０度で約４８時間にわたり硬化させられる。４１８において、当該ウェーハは、シンチレータウェーハを形成するよう室温へと毎時摂氏２０度のレートで冷却することによって焼鈍される。一例において、当該ウェーハは、概ね、幅１８ｍｍ×長さ２５ｍｍ×高さ３．５ｍｍのものとすることができる。４２０において、このウェーハは、精細回転のこぎりなどを用いて適切なサイズのシンチレータ素子を形成するようダイスカットされる。例えば、１つの例においては、結果として得られる素子１１６は、図２に示されるように、概ね、３ｍｍ（Ｈ）×１ｍｍ（Ｗ）×１ｍｍ（Ｌ）とされる。他の例において、結果として得られるディクセルは、約１．５ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍである。各ディクセルは、入射放射線の約９８％を吸収することができる。他のサイズも想定される。シンチレータ素子どうしの間隙は、エポキシ樹脂にマイクロ粒子（０．３μ）二酸化チタン（ＴｉＯ２）を含む化合物のような反射性アンダーフィル化合物を用いて充填されるようにしてもよい。
【００２５】
バリエーションにつき説明する。
【００２６】
他の実施例において、限定はしないが、ステアリン酸、オレイン酸又は脂肪酸、アミンアミド類（aminamides）などを含む界面活性剤のような湿潤剤は、粉末シンチレータ／樹脂混合物に加えられることができ、これが、当該樹脂における粉末シンチレータの分散を補助することができる。
【００２７】
また、ＬｉＡｌＨ４，ＮａＢＨ４のような還元剤は、シンチレータにおけるＨ２Ｏ、ＨＣｌなどの如き小分子の放射線誘発形成により生じうる着色を軽減するよう粉末シンチレータ／樹脂混合物に含まれるようにすることができる。
【００２８】
上述した例において、粉末シンチレータは、ＬＹＳＯを含有した。他の実施例において、Ｌｕは、スカンジウム（Ｓｃ）により部分的又は全体的に置換されうるものであり、密度の低いシンチレータ材料となることができる。１つの例において、結果として得られるシンチレータ材料は、ＬＹＳＯに対して低い屈折率を有しうるものであり、集光効率を改善することができる。
【００２９】
他の実施例においては、他のシンチレータ材料が想定される。例えば、以下の材料のうちの１つ又は複数を、付加的又は代替的に用いることができる。当該材料は、タリウムをドープしたヨウ化セシウム（ＣｓＩ（Ｔｌ））（ｎ＝１．７９）、タリウムをドープしたヨウ化ナトリウム（ＮａＩ（Ｔｌ））（ｎ＝１．８５）、ナトリウムをドープしたヨウ化セシウム（ＣｓＩ（Ｎａ））（ｎ＝１．８４）、これ以外のアルカリハライド類、ＬＳＯ、ガーネット（一般式：Ｘ３Ｙ２（ＺＯ４）３）［Ｘは２価のものである］、全ての金属イオンが３価（〜１．７＜ｎ＜〜１．９）であるところのＺ及び４価の金属イオンすなわちＸ３Ｙ２（ＺＯ４）３及び／又は他のシンチレータ材料である。ＣｓＩ（Ｔｌ）は、吸湿性であり、これに伴いその単結晶形態において限定された使用のものとなるが、複合材料に組み入れられることができ、これにより当該樹脂がこれを封じ込め、これを大気水分による侵食に至ることのできないものとする。
【００３０】
適切なガーネットの例には、限定はしないが、Ｃｅ３＋又はＰｒ３＋がドープされたガーネットを含み、これらは、一般には、１００ナノ秒（ｎｓ）よりも短い減衰時間を有するという点で高速エミッタとなる。例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｇｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ３）Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｃａ）３（Ｓｃ，Ａｌ）２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ，Ｙ３（Ｓｃ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｌｕ３（Ｓｃ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ）３（Ｓｃ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ）３（Ｓｃ，Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｐｒ，Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｐｒ，（Ｌｕ，Ｙ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｐｒ，及びＮｄ＋３又はＥｒ３＋がドープされたガーネット、である。
【００３１】
他の適切な化合物には、ＬｎＩ３：Ｃｅ，ＬｎＢｒ３：Ｃｅ，ＬｎＣｌ３：Ｃｅ，Ｌｎ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｌｎ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ，ＲｂＬｎ２Ｂｒ７：Ｃｅ，Ｍ２ＬｎＨ５：Ｃｅ（Ｍ＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓ，Ｒｂ及びＨ＝Ｆ，Ｃｌ）のようなランタニド（Ｌｎ＝Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｌｕ）の化合物を含む。他の適切な化合物は、対応のＰｒ３＋をドープした材料を含む。他の適切な化合物は、ＳｒＳ：Ｃｅ又はＣａＳ：Ｃｅのような他の材料を含み、これは、付加的に、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２などの薄い共形保護被覆、及びＥｕ２＋がドープされた同じホスト格子及びホスト格子被覆組み合わせにより被覆されることができる。他の適切な粉末シンチレータは、１０ミクロン（μｓ）よりも短い放出減衰時間を持つ活性剤イオンを含む。適切な活性剤イオンには、限定はしないが、Ｃｅ３＋，Ｎｄ３＋，Ｐｒ３＋，Ｅｕ２＋，Ｅｒ３＋，Ｔｌ＋がある。また、粉末シンチレータは、薄い共形保護被覆を含むようにしてもよい。
【００３２】
他の実施例において、他の樹脂が想定される。例えば、他の実施例において、樹脂は、米国特許出願に係る文献の６，５３４，５８９Ｂ１において説明されているものの如きエピ硫化物を含む。他の実施例において、樹脂は、米国特許出願に係る文献のＵＳ６，８９１，０１７において説明されているEssilor社のエピ硫化物のようなエピ硫化物を含む。他の実施例において、樹脂は、米国特許出願に係る文献のＵＳ７，２７４，０２４Ｂ２において説明されているものの如き添加物を持つエポキシを含む。他の実施例において、樹脂は、米国特許出願に係る文献のＵＳ７，０９１，３０７Ｂ２において説明されているものの如き硫黄を有するポリマを含む。他の実施例において、樹脂は、米国特許出願公開第２００６／００２２３５６Ａ１７号において説明されているものの如きポリカルボジイミドを含む。
【００３３】
図５は、上述したシンチレータ複合物などのシンチレータ複合物５００が散乱線除去グリッド５０４を持つシンチレータアレイ５０２と関連して用いられる実施例を示している。散乱線除去グリッド５０４は、散乱線除去プレートを含み、これは、金属の比較的薄い部分から形成可能である。図示の例において、シンチレータ複合物５００は、重合化の前にセパレータ５０８の間の隙間５０６の中へ入れられる。セパレータ５０８は、白い塗料又は他の反射性材料の薄い層のような反射材料で被覆されるようにしてもよい。このような層は、ディッピング工程により塗布されることができる。或いは、当該セパレータは、アルミニウム、銀又は他の光輝金属被覆によりメッキ処理されるようにしてもよい。
【００３４】
図６は、上述したシンチレータ複合物のようなシンチレータ複合物が、「光輝光ファイバ」繊維、リーフ又はシート６０２を形成するために用いられる実施例を示している。この例において、シンチレータ複合物は、最初に鋳造され、圧延され又は押し出し成形されて、重合化の前に例えば１００ミクロンの厚さの薄いシート６０２を形成するようにしている。シート６０２は、低い屈折率（例えば、ｎ＝１．４）の膜６０４により被覆されるようにすることができる。このような膜６０４は、２ミクロン未満の厚さとすることができる。この膜は、「蛍光光ファイバ」リーフ素子を提供するように、ディッピング、蒸着又はその他の技術によって塗布することができる。
【００３５】
図７は、フォトダイオードアレイ７０４に結合されるシンチレータアレイ７０２に関連してシート６０２が用いられる実施例を示している。図示されるように、この例では、シート６０２は、フォトダイオード７０６の上方に位置づけられる。各々が約９０ミクロンの厚さの１０個の被覆シート６０２は、格子プレート７０８の間に位置づけられ、５つのシートのセットが対応のフォトダイオード７０６の上に位置合わせされる。このようなシンチレータ構成は、各々が０．５ｍｍ幅のフォトダイオードに光を伝送することができる。高精細ＣＴスキャナのこの実施例において、フォトダイオード７０６の有効領域が十分に小さくされた場合、ＣＴスキャナの解像度は、焦点サイズによってのみ限定される。代替えの実施例においては、ディジタル光子計数素子を代替的に用いることができる。この場合、オンチップスイッチを、高い計数レートで当該チャネルを分離するために用いることができる。
【００３６】
図８は、スペクトルＣＴ構成においてシート６０２が用いられる実施例を示している。図８において、ｘ線は、図の上部から下に向かってｘ線が入射し、複数のシート６０２は互いに平行に、衝突放射線の方向に直角に位置合わせされている。この構成において、シート６０２は、光出力をフォトダイオードの各行に横に伝送し、これはアナログ又はディジタルとすることができる。より具体的には、入射放射線は、必要な停止パワーを得るために、各々が例えば１００ミクロンの厚さで垂直方向に重なる約３０個の複合シンチレータリーフ６０２の系列において吸収される。放出された蛍光光は、各々が１００ミクロン以上の高さとなりうる、フォトダイオード８０２のアレイの感応性領域内へ横へ注ぎ込むよう「ファイバ」光学素子により強制される。
【００３７】
スペクトルＣＴにおける使用のための図示の実施例において、フォトダイオード８０２は、個々の入射光子によりガイガーアバランシェ動作に起動される多画素光子計数アレイである。結果として得られる信号は、パルス計数回路８０４により処理され、読出電子回路８０６を通じて出力される。重なるデッキ構造は、各シンチレータと向かい合った多数のダイオードのために十分な領域を提供し、広いダイナミックレンジ（最大計数レート／最小計数レート）を提供する。一実施例において、各シンチレータシート６０２内の横方向の投影光路は、１ｍｍ以下であり、実質的な光損失を伴うことなく、当該粉末とプラスチックマトリクス樹脂との間の屈折率不整合の相当な程度を許容する。
【００３８】
以上、本発明を、好適実施例を参照して説明した。これまでの詳細な説明を読み理解することにより、第三者には変形や変更が可能なものである。本発明は、添付の請求項の範囲又はその等価範囲内に入る限り、このような変形及び変更を全て含むものと解釈されるべきことを意図するものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線感応性検出器であって、
フォトセンサ素子と、
前記フォトセンサ素子に光結合されたシンチレータと、
を有し、前記シンチレータは、
粉末シンチレータと、
前記粉末シンチレータと混合される樹脂であって、前記粉末シンチレータと当該樹脂との間の屈折率不整合が７％未満であるものとした樹脂と、
を有する、
検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の検出器であって、前記粉末シンチレータは、ＬＹＳＯを含む、検出器。
【請求項３】
請求項２に記載の検出器であって、前記樹脂は、約１．７１の屈折率を有する、検出器。
【請求項４】
請求項２に記載の検出器であって、前記樹脂は、ポリエピ硫化物、硫化物系ポリマ又はポリカルボジイミドのうちの１つを含む、検出器。
【請求項５】
請求項２に記載の検出器であって、前記樹脂は、プラスチック母材を含む、検出器。
【請求項６】
請求項１に記載の検出器であって、前記粉末シンチレータは、ＣｓＩ（Ｔｌ）、ＮａＩ（Ｔｌ）及びＣｓＩ（Ｎａ）からなるグループからの材料を含む、検出器。
【請求項７】
請求項１に記載の検出器であって、前記粉末シンチレータは、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｇｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ３）Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｃａ）３（Ｓｃ，Ａｌ）２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ，Ｙ３（Ｓｃ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｌｕ３（Ｓｃ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ）３（Ｓｃ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ）３（Ｓｃ，Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｐｒ，Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｐｒ及び（Ｌｕ，Ｙ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｐｒからなるグループからの材料を含む、検出器。
【請求項８】
請求項１に記載の検出器であって、前記粉末シンチレータは、Ｎｄ３＋がドープされたガーネット及びＥｒ３＋がドープされたガーネットからなるグループからの材料を含む、検出器。
【請求項９】
請求項１に記載の検出器であって、前記粉末シンチレータは、ＬｎＩ３：Ｃｅ，ＬｎＢｒ３：Ｃｅ，ＬｎＣｌ３：Ｃｅ，Ｌｎ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｌｎ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ，ＲｂＬｎ２Ｂｒ７：Ｃｅ，Ｍ２ＬｎＨ５：Ｃｅ及び対応のＰｒ３＋がドープされた塩からなるグループからの材料を含む、検出器。
【請求項１０】
請求項１に記載の検出器であって、前記粉末シンチレータは、ＳｒＳ：Ｃｅ，Ａｌ２Ｏ３が被覆されたＳｒＳ：Ｃｅ，ＳｉＯ２が被覆されたＳｒＳ：Ｃｅ，ＣａＳ：Ｃｅ，Ａｌ２Ｏ３が被覆されたＣａＳ：Ｃｅ及びＳｉＯ２が被覆されたＣａＳ：Ｃｅ並びに同じホスト格子及びＥｕ２＋がドープされたホスト格子組み合わせからなるグループからの材料を含む、検出器。
【請求項１１】
請求項１に記載の検出器であって、前記シンチレータは、各シンチレータ画素が複数のフォトセンサ素子のうちの１つに対応する複数のシンチレータ画素を含む、検出器。
【請求項１２】
請求項１に記載の検出器であって、コンピュータ断層撮影スキャナの一部である検出器。
【請求項１３】
請求項１に記載の検出器であって、光子計数検出器。
【請求項１４】
請求項１に記載の検出器であって、積分検出器。
【請求項１５】
請求項１に記載の検出器であって、前記シンチレータは、入射放射線に平行に堆積された複合蛍光材料を含みフォトダイオードアレイへ下方に放出光を注ぎ込む複数の光ファイバリーフを含む、検出器。
【請求項１６】
請求項１に記載の検出器であって、前記シンチレータは、入射放射線に直角に堆積された複合蛍光材料を含みフォトダイオードアレイへ横方向に放出光を注ぎ込む複数の光ファイバリーフを含む、検出器。
【請求項１７】
医療画像形成システムであって、
検査領域を横断する放射線を放出する放射線源と、
前記検査領域を横断する放射線を検出する検出器アレイと、
を有し、前記検出器アレイは、
複数のフォトセンサ素子と、
前記複数のフォトセンサ素子に光結合したシンチレータと、
を含み、前記シンチレータは、
粉末シンチレータと、
前記粉末シンチレータと混ぜ合わされる樹脂であって、前記粉末シンチレータと当該樹脂との屈折率不整合が１０％を下回るようにした樹脂と、
を含む、
システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムであって、前記粉末シンチレータ及び前記樹脂の双方は、当該放出される放射線の波長において約１．７ないし約１．９の屈折率を有する、システム。
【請求項１９】
請求項１７に記載のシステムであって、前記粉末シンチレータは、１０ナノ秒より短い発光減衰時間の活性剤イオンを含む、システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムであって、前記活性剤イオンは、Ｃｅ３＋，Ｎｄ３＋，Ｐｒ３＋，Ｅｕ２＋，Ｅｒ３＋，Ｔｌ＋のうちの１つである、システム。
【請求項２１】
請求項１７に記載のシステムであって、前記粉末シンチレータは、薄い共形保護被覆を含む、システム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のシステムであって、前記活性剤イオンは、Ｃｅ３＋，Ｎｄ３＋，Ｐｒ３＋，Ｅｕ２＋，Ｅｒ３＋，Ｔｌ＋のうちの１つである、システム。
【請求項２３】
請求項１７に記載のシステムであって、前記粉末シンチレータは、ＬＹＳＯを含み、前記樹脂は、エピ硫化物、ポリカルボジイミド又は硫化物に基づくポリマのうちの少なくとも１つを含む、システム。
【請求項２４】
請求項１７に記載のシステムであって、前記シンチレータは、互いに平行にかつ当該入射放射線に直角に配される、複合蛍光材料を含む光ファイバリーフのアレイを含む、システム。
【請求項２５】
請求項１７に記載のシステムであって、前記粉末シンチレータは、ＬＳＯを含む、システム。
【請求項２６】
請求項１７に記載のシステムであって、前記屈折率不整合は、５．５％より小さい、システム。
【請求項２７】
放射線感応性検出器であって、
屈折率を整合させる樹脂に埋め込まれたシンチレータ粉末を持つ複合シンチレータ材料を含む第１の光ファイバリーフを含み、前記第１の光ファイバリーフは、入射ｘ線放射線に直角に方向づけられ当該入射ｘ線放射線を検出する、
検出器。
【請求項２８】
請求項２７に記載の放射線感応性検出器であって、少なくとも第２の光ファイバリーフをさらに含み、前記第１及び第２の光ファイバリーフは、互いに平行に堆積される、検出器。
【請求項２９】
請求項２７に記載の放射線感応性検出器であって、前記第１の光ファイバリーフにおいて発せられた光は、フォトダイオードアレイの素子に向かって横方向に当該リーフを横断する、検出器。
【請求項３０】
請求項２７に記載の放射線感応性検出器であって、スペクトルＣＴ検出器アレイの一部である検出器。
【請求項３１】
放射線感応性検出器であって、整合屈折率の樹脂に埋め込まれたシンチレータ粉末を持つ複合シンチレータ材料を含む第１の光ファイバリーフを有し、前記第１の光ファイバリーフは、入射ｘ線放射線に平行に方向づけられ当該入射ｘ線放射線を検出する、検出器。
【請求項３２】
請求項３１に記載の放射線感応性検出器であって、少なくとも第２の光ファイバリーフをさらに含み、前記第１及び第２の光ファイバリーフは、互いに平行に堆積される、検出器。
【請求項３３】
請求項３１に記載の放射線感応性検出器であって、前記第１の光ファイバリーフにおいて発せられる光は、フォトダイオードアレイの素子に向かい横方向に前記第１の光ファイバリーフを横断する、検出器。
【請求項３４】
請求項３１に記載の放射線感応性検出器であって、高精細ＣＴ検出器アレイの一部である検出器。
【請求項１】
放射線感応性検出器であって、
フォトセンサ素子と、
前記フォトセンサ素子に光結合されたシンチレータと、
を有し、前記シンチレータは、
粉末シンチレータと、
前記粉末シンチレータと混合される樹脂であって、前記粉末シンチレータと当該樹脂との間の屈折率不整合が７％未満であるものとした樹脂と、
を有する、
検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の検出器であって、前記粉末シンチレータは、ＬＹＳＯを含む、検出器。
【請求項３】
請求項２に記載の検出器であって、前記樹脂は、約１．７１の屈折率を有する、検出器。
【請求項４】
請求項２に記載の検出器であって、前記樹脂は、ポリエピ硫化物、硫化物系ポリマ又はポリカルボジイミドのうちの１つを含む、検出器。
【請求項５】
請求項２に記載の検出器であって、前記樹脂は、プラスチック母材を含む、検出器。
【請求項６】
請求項１に記載の検出器であって、前記粉末シンチレータは、ＣｓＩ（Ｔｌ）、ＮａＩ（Ｔｌ）及びＣｓＩ（Ｎａ）からなるグループからの材料を含む、検出器。
【請求項７】
請求項１に記載の検出器であって、前記粉末シンチレータは、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｇｄ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ３）Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｃａ）３（Ｓｃ，Ａｌ）２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ，Ｙ３（Ｓｃ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｌｕ３（Ｓｃ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ）３（Ｓｃ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ）３（Ｓｃ，Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｐｒ，Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｐｒ及び（Ｌｕ，Ｙ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｐｒからなるグループからの材料を含む、検出器。
【請求項８】
請求項１に記載の検出器であって、前記粉末シンチレータは、Ｎｄ３＋がドープされたガーネット及びＥｒ３＋がドープされたガーネットからなるグループからの材料を含む、検出器。
【請求項９】
請求項１に記載の検出器であって、前記粉末シンチレータは、ＬｎＩ３：Ｃｅ，ＬｎＢｒ３：Ｃｅ，ＬｎＣｌ３：Ｃｅ，Ｌｎ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｌｎ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｃｅ，ＲｂＬｎ２Ｂｒ７：Ｃｅ，Ｍ２ＬｎＨ５：Ｃｅ及び対応のＰｒ３＋がドープされた塩からなるグループからの材料を含む、検出器。
【請求項１０】
請求項１に記載の検出器であって、前記粉末シンチレータは、ＳｒＳ：Ｃｅ，Ａｌ２Ｏ３が被覆されたＳｒＳ：Ｃｅ，ＳｉＯ２が被覆されたＳｒＳ：Ｃｅ，ＣａＳ：Ｃｅ，Ａｌ２Ｏ３が被覆されたＣａＳ：Ｃｅ及びＳｉＯ２が被覆されたＣａＳ：Ｃｅ並びに同じホスト格子及びＥｕ２＋がドープされたホスト格子組み合わせからなるグループからの材料を含む、検出器。
【請求項１１】
請求項１に記載の検出器であって、前記シンチレータは、各シンチレータ画素が複数のフォトセンサ素子のうちの１つに対応する複数のシンチレータ画素を含む、検出器。
【請求項１２】
請求項１に記載の検出器であって、コンピュータ断層撮影スキャナの一部である検出器。
【請求項１３】
請求項１に記載の検出器であって、光子計数検出器。
【請求項１４】
請求項１に記載の検出器であって、積分検出器。
【請求項１５】
請求項１に記載の検出器であって、前記シンチレータは、入射放射線に平行に堆積された複合蛍光材料を含みフォトダイオードアレイへ下方に放出光を注ぎ込む複数の光ファイバリーフを含む、検出器。
【請求項１６】
請求項１に記載の検出器であって、前記シンチレータは、入射放射線に直角に堆積された複合蛍光材料を含みフォトダイオードアレイへ横方向に放出光を注ぎ込む複数の光ファイバリーフを含む、検出器。
【請求項１７】
医療画像形成システムであって、
検査領域を横断する放射線を放出する放射線源と、
前記検査領域を横断する放射線を検出する検出器アレイと、
を有し、前記検出器アレイは、
複数のフォトセンサ素子と、
前記複数のフォトセンサ素子に光結合したシンチレータと、
を含み、前記シンチレータは、
粉末シンチレータと、
前記粉末シンチレータと混ぜ合わされる樹脂であって、前記粉末シンチレータと当該樹脂との屈折率不整合が１０％を下回るようにした樹脂と、
を含む、
システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムであって、前記粉末シンチレータ及び前記樹脂の双方は、当該放出される放射線の波長において約１．７ないし約１．９の屈折率を有する、システム。
【請求項１９】
請求項１７に記載のシステムであって、前記粉末シンチレータは、１０ナノ秒より短い発光減衰時間の活性剤イオンを含む、システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムであって、前記活性剤イオンは、Ｃｅ３＋，Ｎｄ３＋，Ｐｒ３＋，Ｅｕ２＋，Ｅｒ３＋，Ｔｌ＋のうちの１つである、システム。
【請求項２１】
請求項１７に記載のシステムであって、前記粉末シンチレータは、薄い共形保護被覆を含む、システム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のシステムであって、前記活性剤イオンは、Ｃｅ３＋，Ｎｄ３＋，Ｐｒ３＋，Ｅｕ２＋，Ｅｒ３＋，Ｔｌ＋のうちの１つである、システム。
【請求項２３】
請求項１７に記載のシステムであって、前記粉末シンチレータは、ＬＹＳＯを含み、前記樹脂は、エピ硫化物、ポリカルボジイミド又は硫化物に基づくポリマのうちの少なくとも１つを含む、システム。
【請求項２４】
請求項１７に記載のシステムであって、前記シンチレータは、互いに平行にかつ当該入射放射線に直角に配される、複合蛍光材料を含む光ファイバリーフのアレイを含む、システム。
【請求項２５】
請求項１７に記載のシステムであって、前記粉末シンチレータは、ＬＳＯを含む、システム。
【請求項２６】
請求項１７に記載のシステムであって、前記屈折率不整合は、５．５％より小さい、システム。
【請求項２７】
放射線感応性検出器であって、
屈折率を整合させる樹脂に埋め込まれたシンチレータ粉末を持つ複合シンチレータ材料を含む第１の光ファイバリーフを含み、前記第１の光ファイバリーフは、入射ｘ線放射線に直角に方向づけられ当該入射ｘ線放射線を検出する、
検出器。
【請求項２８】
請求項２７に記載の放射線感応性検出器であって、少なくとも第２の光ファイバリーフをさらに含み、前記第１及び第２の光ファイバリーフは、互いに平行に堆積される、検出器。
【請求項２９】
請求項２７に記載の放射線感応性検出器であって、前記第１の光ファイバリーフにおいて発せられた光は、フォトダイオードアレイの素子に向かって横方向に当該リーフを横断する、検出器。
【請求項３０】
請求項２７に記載の放射線感応性検出器であって、スペクトルＣＴ検出器アレイの一部である検出器。
【請求項３１】
放射線感応性検出器であって、整合屈折率の樹脂に埋め込まれたシンチレータ粉末を持つ複合シンチレータ材料を含む第１の光ファイバリーフを有し、前記第１の光ファイバリーフは、入射ｘ線放射線に平行に方向づけられ当該入射ｘ線放射線を検出する、検出器。
【請求項３２】
請求項３１に記載の放射線感応性検出器であって、少なくとも第２の光ファイバリーフをさらに含み、前記第１及び第２の光ファイバリーフは、互いに平行に堆積される、検出器。
【請求項３３】
請求項３１に記載の放射線感応性検出器であって、前記第１の光ファイバリーフにおいて発せられる光は、フォトダイオードアレイの素子に向かい横方向に前記第１の光ファイバリーフを横断する、検出器。
【請求項３４】
請求項３１に記載の放射線感応性検出器であって、高精細ＣＴ検出器アレイの一部である検出器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２０１１−５０８２０２（Ｐ２０１１−５０８２０２Ａ）
【公表日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３８９９５（Ｐ２０１０−５３８９９５）
【出願日】平成２０年１２月１２日（２００８．１２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５５２７６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０８３８５２
【国際公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１２日（２００８．１２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５５２７６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０８３８５２
【国際公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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