JP6548536B2 - 放射線検出器及びｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、放射線検出器及びＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置の放射線検出器は、配線基板上に設けられた二次元アレイ状のフォトダイオード素子と、この二次元アレイ状のフォトダイオード素子の上に二次元アレイ状のシンチレータ素子を積層配置することで構成されている（例えば、特許文献１参照。）。このように構成された放射線検出器は、Ｘ線管の焦点を中心とした円弧状に配置されている。

特開２０１４−３５２９３号公報

近年、Ｘ線ＣＴ装置のスライス数の増加に伴って検出信号を外部に引き出すための配線の密度が増大すると共に配線の取り回しも複雑になる。これに対応するため、配線長の短縮によりノイズ低減を図り、センサ、信号処理、制御のそれぞれの接続部の小型化（コネクタレス化）が行われている。また、接続・部品搭載領域の確保が課題となっている。

さらに、配線数の増大に対応するため、信号線の引出し方向を基板の両側にすると、その後の製品の組立性が低下する。このため、製品の組立性を考慮した放射線検出器及びＸ線ＣＴ装置が必要とされている。

本発明の実施形態の放射線検出器は、表面、裏面及び内部に配線が設けられた配線基板と、この配線基板の表面に実装された放射線検出センサと、前記配線基板の裏面に一端側が取り付けられると共に、前記配線基板の裏面の取付領域に対向する位置に開口部を有し、他端側は外部出力端子を有すると共に前記配線基板の一側面側に引き出されているフレキシブル基板と、前記取付領域に実装され、前記放射線検出センサの出力端子と接続されると共に、前記フレキシブル基板との接続部を有する中継基板と、この中継基板に実装され、前記放射線検出センサからの出力信号が入力されると共に前記中継基板の前記接続部に接続される信号処理ＩＣとを備えている。

第１の実施の形態に係る放射線検出器の表面側を示す斜視図。 同放射線検出器の裏面側を示す斜視図。 同放射線検出器が組み込まれたＸ線ＣＴ装置を模式的に示す説明図。

図１は第１の実施の形態に係る放射線検出器１０の表面側を示す斜視図、図２は放射線検出器１０の裏面側を示す斜視図、図３は放射線検出器１０が組み込まれたＸ線ＣＴ装置１００を模式的に示す説明図である。

放射線検出器１０は、セラミックス材製の配線基板２０を備えている。配線基板２０は、板状の基板本体２１と、この基板本体２１の表面２１ａ、裏面２１ｂ、内部２１ｃに金属配線を有している。また、基板本体２１の表面２１ａ及び裏面２１ｂには、端子が設けられている。

配線基板２０の表面２１ａには、放射線検出センサ２５が実装されている。放射線検出センサ２５は、チャンネル方向（ｘ方向）とスライス方向（ｙ方向）の２次元方向に配列された複数のフォトダイオードと、シンチレータとが積層配置されている。また、配線基板２０の裏面２１ｂには、取付領域２２が設けられている。

フレキシブル基板３０の一端側３１が取り付けられている。フレキシブル基板３０の一端側は、開口部３３が設けられ、取付領域２２に対向している。フレキシブル基板３０は、配線基板２０の裏面２１ｂと平行に配置され、フレキシブル基板３０の他端側３２は配線基板２０の一側面側に延出している。なお、複数のフレキシブル基板３０の延出方向は一方向に統一されている。フレキシブル基板３０は、柔軟なフィルム状の基材３０ａを有し、その表面３０ｂ側が配線基板２０の裏面２１ｂ上の端子に、Ａｕバンプ等の金属バンプと異方性導電膜との組合せによって接合されている。

配線基板２０の取付領域２２には、中継基板４０が取り付けられている。中継基板４０は、板状の基板本体４１と、この基板本体４１の表面４１ａ、裏面４１ｂ、内部４１ｃに金属配線を有している。また、基板本体４１の表面４１ａ及び裏面４１ｂには、端子が設けられている。中継基板４０の表面４１ａの端子は、配線基板２０の裏面２１ｂの端子と接続されている。

中継基板４０の裏面４１ｂには、放射線検出センサ３０からの信号が入力され、処理を行う信号処理ＩＣ（ＡＳＩＣ）５０が実装されている。中継基板４０の裏面４１ｂの電極と信号処理ＩＣ５０の入力端子とは接続されている。

さらに信号処理ＩＣ５０の出力端子は、中継基板４０の裏面４１ｂ上の端子に接続され、さらにボンディングワイヤ４３を経由して、フレキシブル基板３０上の裏面３０ｃ上の端子に接続される。

フレキシブル基板３０ｃ上の端子は、他端３２側に引き出されて、後述する検出器回路１１６に接続される。

Ｘ線ＣＴ装置１００は、図３に示すように、架台部１１０と画像再構成部１２０とを備える。架台部１１０には、被検体が搬入される開口部１１４を備えた回転円板１１１が備えられている。この回転円板１１１にＸ線管１１２と、Ｘ線管１１２に取り付けられ、Ｘ線束の放射方向を制御するコリメータ１１３と、Ｘ線管３１２と対向して回転円板１１１に搭載された放射線検出器１０と、放射線検出器１０で検出されたＸ線を所定の信号に変換する検出器回路１１６が搭載されている。また、架台部１１０は、回転円板１１１の回転及びＸ線管１１２を制御するスキャン制御回路１１７をさらに備えている。

放射線検出器１０は、放射線検出センサ２５は、Ｘ線管１１２の焦点位置に向けられている。フレキシブル基板３０の他端３２側に設けられた端子は、検出器回路１１６に接続され、信号処理ＩＣ５０が出力した電気信号を検出器回路１１６に受け渡す。

画像再構成部１２０は、検出器回路１１６から送出される計測データを演算処理してＣＴ画像再構成を行い、ディスプレイモニタ１３０へ出力する。

このように構成された放射線検出器１０を有するＸ線ＣＴ装置１００では、架台部１１０の開口部１１４に、被検者を挿入し、Ｘ線管１１２からＸ線を照射する。このＸ線はコリメータ１１３により指向性を得て、放射線検出器１０により検出される。この際、回転円板３１１を被検者の周りに回転させることにより、Ｘ線を照射する方向を変えながら、被検者を透過したＸ線を検出する。この計測データをもとに画像再構成部３２０は、画像再構成を行い、ＣＴ画像（断層像）を生成し、ＣＴ画像をディスプレイモニタ３３０に表示する。

放射線検出器１０は、上述したようにフレキシブル基板３０が配線基板１０に対し、一方向にのみ延出されている。このため、複数の方向にフレキシブル基板が延出している構成に比べ、ケーブル等への接続作業が容易となり、組立性が向上する。このため、Ｘ線ＣＴ装置のスライス数の増加に伴って検出信号を外部に引き出すための配線の密度が増大した場合であっても、組立性が良いＸ線ＣＴ装置を提供することができる。

また、配線基板２０とフレキシブル基板３０とは、金属バンプと異方性導電膜による接続を行うことで、コネクタ類が不要となり、全体を薄く、小型に構成することができる。

さらに、放射線検出センサ２５からの出力信号を配線基板２０、中継基板２５の内部を通じて信号処理ＩＣ５０に接続しているため、配線長を短くすることができ、ノイズが混入する虞を低減することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…放射線検出器、２０…配線基板、２５…放射線検出センサ、３０…フレキシブル基板、４０…中継基板、５０…信号処理ＩＣ、１００…Ｘ線ＣＴ装置。

Claims (4)

1. 表面、裏面及び内部に配線が設けられた配線基板と、
   この配線基板の表面に実装された放射線検出センサと、
   前記配線基板の裏面に一端側が取り付けられると共に、前記配線基板の裏面の取付領域に対向する位置に開口部を有し、他端側は外部出力端子を有すると共に前記配線基板の一側面側に引き出されているフレキシブル基板と、
   前記取付領域に実装され、前記放射線検出センサの出力端子と接続されると共に、前記フレキシブル基板との接続部を有する中継基板と、
   この中継基板に実装され、前記放射線検出センサからの出力信号が入力されると共に前記中継基板の前記接続部に接続される信号処理ＩＣとを備えていることを特徴とする放射線検出器。
2. 前記フレキシブル基板は，複数設けられ、それぞれの他端側は、前記配線基板の一側面側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
3. 前記配線基板の端子と前記フレキシブル基板の端子とは、金属バンプ及び導電性接着剤により接続されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
4. 開口を有する回転円板と、
   前記回転円板の開口を挟んだ位置に搭載されたＸ線源及び請求項１〜３のいずれかに記載された放射線検出器と、
   前記回転円板の開口に被検体を挿入するための寝台とを備えていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。