特許 5744085 Ｘ線検出器システムおよびＸ線ＣＴ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5744085

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月1日

(54)【発明の名称】Ｘ線検出器システムおよびＸ線ＣＴ装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20150611BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 320W

   A61B6/03 320X

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-49199(P2013-49199)

(22)【出願日】2013年3月12日

(62)【分割の表示】特願2007-321197(P2007-321197)の分割

【原出願日】2007年12月12日

(65)【公開番号】特開2013-106997(P2013-106997A)

(43)【公開日】2013年6月6日

【審査請求日】2013年4月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】八百井 佳明

【審査官】 南川 泰裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１２６０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０６６１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２４２２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／１２９７６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１６１６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４５２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１９８８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０２６４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２００８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００−６／１４

Ｈ０１Ｌ ２７／１４−２７／１４８

Ｈ０１Ｌ ３１／００−３１／０２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線を直接的にまたは一旦光に変換した上で間接的に電気信号に変換する複数の検出素子を配列したＸ線検出層と、
前記Ｘ線検出層と重ねられた状態で、前記Ｘ線検出層と上面で電気的に接続されたデータ収集層と、
前記複数の検出素子の各々に対応するものであって、前記データ収集層の上面と下面とを貫通するように設けられ、前記データ収集層の上面と下面とを電気的に導通する複数の貫通電極と、
前記データ収集層の下面と電気的に接続された基板と、
を１つのパッケージとして有し、
前記データ収集層は、前記Ｘ線検出層の前記検出素子から出力される前記電気信号に基づいてデジタル信号を生成して前記基板へ出力し、
前記パッケージをチャネル方向および／またはスライス方向に複数組み合わせるＸ線検出器システム。

【請求項2】

前記基板は、バンプを介して前記データ収集層と接続される請求項１記載のＸ線検出器システム。

【請求項3】

前記Ｘ線検出層と前記データ収集層とが電気的に接続される接続箇所の配置間隔と、前記貫通電極の配置間隔とは略同一であり、
前記接続箇所と、前記貫通電極は検出面に対して略垂直方向に並べて設けられる請求項１又は２記載のＸ線検出器システム。

【請求項4】

Ｘ線を直接的にまたは一旦光に変換した上で間接的に電気信号に変換する複数の検出素子を配列したＸ線検出層と、
前記Ｘ線検出層と重ねられた状態で、前記Ｘ線検出層と上面で電気的に接続されたデータ収集層と、
前記データ収集層の上面と下面とを貫通するように設けられ、前記データ収集層の上面と下面とを電気的に導通する貫通電極と、
前記データ収集層の下面と電気的に接続された基板と、
を有し、
前記データ収集層は、前記Ｘ線検出層の前記検出素子から出力される前記電気信号をデジタル信号に変換して前記基板へ出力し、
前記基板に載置された前記データ収集層の数は、前記Ｘ線検出層に対して数が多いＸ線検出器システム。

【請求項5】

被検体の周りにＸ線を照射するＸ線照射手段と、
前記Ｘ線照射手段によって照射され、前記被検体を透過したＸ線を直接的にまたは一旦光に変換した上で間接的に電気信号に変換する複数の検出素子を配列したＸ線検出層と、前記Ｘ線検出層と重ねられた状態で、前記Ｘ線検出層と上面で電気的に接続されたデータ収集層と、前記複数の検出素子の各々に対応するものであって、前記データ収集層の上面と下面とを貫通するように設けられ、前記データ収集層の上面と下面とを電気的に導通する複数の貫通電極と、前記データ収集層の下面と電気的に接続された基板とを１つのパッケージとして有し、前記データ収集層は、前記Ｘ線検出層の前記検出素子から出力される前記電気信号に基づいてデジタル信号を生成して前記基板へ出力し、前記パッケージをチャネル方向および／またはスライス方向に複数組み合わせるＸ線検出器システムと、
前記Ｘ線検出器システムによって出力されたデジタル信号に基づいて前記被検体の断層像を形成する画像再構成手段と、
を有するＸ線ＣＴ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線検出器とこのＸ線検出器から得られるアナログ信号を増幅してデジタル信号に変換するデータ収集装置とをチップ化して一体的に形成したＸ線検出器システムおよびこのＸ線検出器システムを備えたＸ線ＣＴ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を間にして対向するように配置したＸ線管とＸ線検出器とを備え、これらを被検体の周りに回転させながらＸ線管からＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出して電気信号に変換する。Ｘ線検出器は、被検体の体軸方向に直交する方向（チャンネル方向）に例えば約１０００チャンネル並べられている。Ｘ線検出器で変換された電気信号は、被検体を透過したＸ線の強度を反映しており、被検体の周りを１周または半周して収集して得たデータを再構成処理することにより、回転平面内の断層画像を形成して表示する。

【0003】

このＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管とＸ線検出器との高速回転による撮影時間の短縮と、Ｘ線検出器をチャンネル方向（被検体の体軸方向に直交する方向）とスライス方向（被検体の体軸方向）に沿って、二次元状に細分化して配置することによる高精細化が進んでいる。二次元Ｘ線検出器としては、例えば１０００チャンネル、４スライス程度のものが従来一般に使用されていたが、最近では、１６スライス以上の同時撮影が可能なマルチスライスＸ線ＣＴ装置が実用化されるようになってきた。

【0004】

このようなマルチスライス用のＸ線検出器では、Ｘ線を検出する例えばフォトダイオードアレイからの信号を取り出す配線の数が著しく増加し、この信号線をフォトダイオードアレイのチップ内に収容するのが難しくなるという問題があった。そこで、フォトダイオード素子を形成したシリコンウエハに、貫通電極を形成し、この貫通電極を介してシリコンウエハ上の配線とフォトダイオードアレイを載置した基板内部の配線とを電気的に接続することにより、フォトダイオードアレイからの信号を取り出すための配線数を減少させ、１６スライス以上の同時撮影を可能とするマルチスライス用のＸ線検出器が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−５７５０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、近時Ｘ線ＣＴ装置において、高分解能化とともに同時多スライス撮影への要望がさらに強まり、従来は１６ないし４０スライス程度であったマルチスライス用のＸ線検出器を、さらに多列化して例えば２５６スライスの同時撮影を可能とする二次元Ｘ線検出器を搭載したＸ線ＣＴ装置の開発も計画されるようになった。しかしながら、同時撮影の可能なスライス数を増やそうとすればするほど、Ｘ線検出器は大型化してその製造が困難となり、歩留まりも悪くなるという問題があった。

【0007】

また、１枚の基板で１０００チャンネル分のＸ線検出器を製作することは困難なので、従来は、図８に示すように、ｎチャンネル、ｍスライス分のフォトダイオードまたは半導体検出素子１０１を形成した基板１０２を、所定のチャンネル分（例えば１０００チャンネル）になる枚数用意しておき、Ｘ線ＣＴ装置に装着するＸ線検出器１００としては、各基板１０２を必要な数だけ被検体の体軸に直交する方向に円弧状に配列するようにしている。

【0008】

さらに、Ｘ線検出器１００は、後段のデータ収集装置（ＤＡＳ）２００にフラットケーブル３００を介して接続されることになる。このＤＡＳ２００は積分増幅器チップ２０１やアナログ／デジタル変換器チップ２０２を配置した基板２０３で形成されており、例えばＸ線検出器１００の基板１０２に対応する数の基板２０３で構成され、各対応する基板１０２と基板２０３がフラットケーブル３００で図示しないコネクタなどを介して接続される。

【0009】

このＸ線検出器１００やＤＡＳ２００は、被検体の周りを高速に回転するものであり、回転時にフラットケーブ３００が引っ張られてコネクタが外れたりする不具合が生ずるおそれがあった。さらにフラットケーブル３００を通る信号はアナログ信号であるために、回転時の振動がノイズとして拾われて再構成する画像に悪影響を及ぼすおそれもあった。

【0010】

さらに、Ｘ線検出器１００を形成する半導体検出素子１０１を始めとして、ＤＡＳ２００を形成する積分増幅器チップ２０１やアナログ／デジタル変換器チップ２０２などは、それぞれ専門のメーカーによって作られるものである。そのため、これらをＸ線ＣＴ装置のＸ線検出器１００やＤＡＳ２００として使用する場合には、各専門メーカーから供給される半導体検出素子チップ１０１、積分増幅器チップ２０１、アナログ／デジタル変換器チップ２０２の載置された基板を、相互に接続して組み立てる工程が必要となり、そのための作業に時間を要していた。そこで、半導体検出素子チップ１０１、積分増幅器チップ２０１、アナログ／デジタル変換器チップ２０２などを一つの基板に載せることによって、製造工程を簡略化するとともに、出来上がったものも小型化したいとの要望があった。

【0011】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上述の課題を解決するため、本発明は、Ｘ線検出システムにおいて、Ｘ線検出層と、データ収集層と、複数の貫通電極と、基板とを１つのパッケージとして有する。Ｘ線検出層は、Ｘ線を直接的にまたは一旦光に変換した上で間接的に電気信号に変換する複数の検出素子が配列される。データ収集層は、前記Ｘ線検出層と重ねられた状態で、前記Ｘ線検出層と上面で電気的に接続される。複数の貫通電極は、前記複数の検出素子の各々に対応するものであって、前記データ収集層の上面と下面とを貫通するように設けられ、前記データ収集層の上面と下面とを電気的に導通する。基板は、前記データ収集層の下面と電気的に接続される。前記データ収集層は、前記Ｘ線検出層の前記検出素子から出力される前記電気信号に基づいてデジタル信号を生成して前記基板へ出力し、前記パッケージをチャネル方向および／またはスライス方向に複数組み合わせる。

【0013】

また、本発明は、上記Ｘ線検出器システムにおいて、前記基板は、バンプを介して前記データ収集層と接続される。また、上記Ｘ線検出器システムにおいて、記Ｘ線検出層と前記データ収集層とが電気的に接続される接続箇所の配置間隔と、前記貫通電極の配置間隔とは略同一であり、前記接続箇所と、前記貫通電極は検出面に対して略垂直方向に並べて設けられる。

【0014】

また、本発明は、Ｘ線検出器システムにおいて、Ｘ線検出層と、データ収集層と、貫通電極と、基板とを有する。Ｘ線検出層は、Ｘ線を直接的にまたは一旦光に変換した上で間接的に電気信号に変換する複数の検出素子が配列される。データ収集層は、前記Ｘ線検出層と重ねられた状態で、前記Ｘ線検出層と上面で電気的に接続される。貫通電極は、前記データ収集層の上面と下面とを貫通するように設けられ、前記データ収集層の上面と下面とを電気的に導通する。基板は、前記データ収集層の下面と電気的に接続される。前記データ収集層は、前記Ｘ線検出層の前記検出素子から出力される前記電気信号をデジタル信号に変換して前記基板へ出力する。前記基板に載置された前記データ収集層の数は、前記Ｘ線検出層に対して数が多い。

【0015】

また、本発明は、上記Ｘ線検出器システムにおいて、前記Ｘ線検出器システムを１つの単位とし、前記１つの単位のＸ線検出器システムをチャンネル方向および／またはスライス方向に複数組合せて、大型のＸ線検出器システムとする。

【0016】

また、本発明は、被検体の周りにＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段によって照射され、前記被検体を透過したＸ線を直接的にまたは一旦光に変換した上で間接的に電気信号に変換する複数の検出素子を配列したＸ線検出層と、前記Ｘ線検出層と重ねられた状態で、前記Ｘ線検出層と上面で電気的に接続されたデータ収集層と、前記複数の検出素子の各々に対応するものであって、前記データ収集層の上面と下面とを貫通するように設けられ、前記データ収集層の上面と下面とを電気的に導通する複数の貫通電極と、前記データ収集層の下面と電気的に接続された基板とを１つのパッケージとして有し、前記データ収集層は、前記Ｘ線検出層の前記検出素子から出力される前記電気信号に基づいてデジタル信号を生成して前記基板へ出力し、前記パッケージをチャネル方向および／またはスライス方向に複数組み合わせるＸ線検出器システムと、前記Ｘ線検出器システムによって出力されたデジタル信号に基づいて前記被検体の断層像を形成する画像再構成手段と、を有するＸ線ＣＴ装置である。

【発明の効果】

【0017】

上記課題を解決するための手段の項にも示したとおり、本発明の特許請求の範囲に記載する各請求項の発明によれば、次のような効果を奏する。

【0018】

本発明によれば、データ収集装置（ＤＡＳ）を構成する増幅器とＡ／Ｄ変換器をチップ化し、これにＸ線検出器のチップを重ね合わせることによって、従来別構成であったＸ線検出器とデータ収集装置（ＤＡＳ）とを、１チップにしたＸ線検出器システムを提供することができる。これによって、Ｘ線検出器システムの高精細化を可能にするとともに製造上の歩留りも向上することができ、製造工程も簡略化することができる。

【0019】

本発明によれば、Ｘ線検出器部分とデータ収集装置（ＤＡＳ）部分とをケーブルで接続する必要がなくなり、ノイズの影響を極めて軽減することができる。

【0020】

本発明によれば、Ｘ線検出部分を大きくしてＸ線検出感度を高めながら、データ収集装置（ＤＡＳ）部分を小さくすることによって、Ｘ線検出器システム全体を小型化することができる。

【0021】

本発明によれば、パッケージ化されたＸ線検出器システムを自由に組み合わせることによって、所望のチャンネル数、スライス数のＸ線検出器システムを容易に構成することができる。

【0022】

本発明によれば、Ｘ線検出器システムを適宜組合せることによって、高精細度に所望のスライス数の断層画像を容易に得られるとともに、ノイズの影響を排除して高い画質の断層画像を得ることのできるＸ線ＣＴ装置が提供され、医療の質の向上に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係るＸ線ＣＴ装置の一実施例の概略構成を示した外観図である。

【図2】本発明に係るＸ線ＣＴ装置の一実施例の概略的なブロック図である。

【図3】本発明に係るＸ線検出器システムの基本的な構成の概略を示した説明図である。

【図4】貫通電極によるチップ間の接続方法の概略を説明するために示した説明図である。

【図5】本発明に係るＸ線検出器システムの他の実施態様の概略を示した説明図である。

【図6】本発明に係るＸ線検出器システムのさらに他の実施態様の概略を示した説明図である。

【図7】本発明に係るＸ線検出器システムの変形例を示した説明図である。

【図8】Ｘ線ＣＴ装置に搭載されている従来のＸ線検出器とデータ収集装置の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明に係るＸ線検出器システムおよびＸ線検出器システムを備えたＸ線ＣＴ装置の実施例について、図１ないし図７を参照して詳細に説明する。

【0025】

図１は、本発明に係るＸ線ＣＴ装置の一実施例の概略構成を示した外観図であり、図２は、同じく概略的なブロック図である。

【0026】

Ｘ線ＣＴ装置は、架台１と、架台１の前面に配置される寝台２と、架台１および寝台２を操作する操作卓３から構成される。架台１の略中心部には、撮影部となる開口部４が設けられている。また、寝台２の上面には、被検体が載置される天板５が設けられている。操作卓３の操作によって、寝台２の高さは適宜調節され、天板５も架台１側へスライドさせられる。よって、撮影時には、天板５に載置された状態で被検体が、架台１の開口部４へ送り込まれる。

【0027】

操作卓３上には、キーボードを始めマウスやトラックボール、ジョイスティックなどのポインティングデバイスを備えた入力器６やモニタ７が配置され、操作卓３内には後述する制御部２０が収納されている。

【0028】

架台１内には、図２に示すように、天板５に載置されて開口部４に位置する被検体Ｐを間にして、Ｘ線管１１とＸ線検出器システム１２とが対向するように配置されている。このＸ線管１１とＸ線検出器システム１２とは、回転部１３に支持されていて、被検体Ｐの周りを連続回転することができるようになっている。この回転部１３は、回転駆動部１４によって制御部２０から供給される駆動制御信号に基づき駆動される。

【0029】

また、架台１内には、高電圧発生装置１６が設置されている。この高電圧発生装置１６は、図示しないスリップリングを介してＸ線管１１に接続されていて、制御部２０から供給されるＸ線制御信号に基づき、Ｘ線管１１に供給する管電流、管電圧を決定し、これを所定のタイミングで供給しＸ線を発生させる。

【0030】

Ｘ線管１１からはコーン状のＸ線が曝射されるが、これを図示しないスリットを用いて、所要の大きさのＸ線ビームに整形して被検体Ｐへ照射する。Ｘ線検出器システム１２は、詳細は後述するが、主検出器１２ａとデータ収集装置（data acquisition system；以下、ＤＡＳと称する。）１２ｂを夫々チップ化してセラミックなどの基板上に重ねることにより一体化して形成されている。

【0031】

主検出器１２ａは、被検体Ｐを透過したＸ線を検出するものであり、ＤＡＳ１２ｂは、Ｘ線の発生に関連するタイミングで、制御部２０から供給されるデータ収集制御信号に基づき、主検出器１２ａから得られる、Ｘ線パス毎のＸ線透過率を反映した計測データを収集する。そのためＤＡＳ１２ｂは、主検出器１２ａの各Ｘ線検出素子からの出力を時間的に積分する積分器と、積分器の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータなどを備えている。そして、ＤＡＳ１２ｂの出力は制御部２０へ供給され、制御部２０に設けられている図示しない画像再構成部によって画像再構成処理がされて断層画像が形成される。

【0032】

なお、寝台２には寝台制御部１５が設けられており、制御部２０から供給される寝台制御信号に基づき、例えば、天板５を所望のスライス位置へと所定量移動させたり、所定のスキャン範囲にわたって連続的に移動させたりする。

【0033】

次に、本発明に係るＸ線検出器システムの詳細について、図３ないし図７を参照して説明する。なお、これらの図において、同一部分には同一符号を付して示してある。

【0034】

既に述べたように、本発明に係るＸ線検出器システム１２は、主検出器１２ａとＤＡＳ１２ｂとをそれぞれチップ化し、これらをセラミックなどの基板上に重ねて載置することにより、一体化して形成したものであり、その基本的な構成の概略を図３に示してある。なお、図３（ａ）はＸ線検出器システム１２の構造を説明するために示した斜視図であり、図３（ｂ）は側面図である。

【0035】

すなわち、Ｘ線検出器システム１２の主検出器１２ａは、Ｘ線をシンチレータで一旦光に変換しその光をさらにフォトダイオードで電気信号に変換するタイプのＸ線検出素子や、Ｘ線を直接電気信号に変換するタイプの半導体Ｘ線検出素子が用いられる。そして、これらのＸ線検出素子をチャンネル方向にｎ個（例えばｎ＝２４）、セグメント方向にｍ個（例えばｍ＝６４）配列したものを１チップに形成してある。従って、被検体Ｐを透過したＸ線は、ｎチャンネル、ｍセグメントの主検出器１２ａで検出されることになる。

【0036】

なお図示を省略したが、主検出器１２ａのＸ線入力側には、主検出器１２ａに入射するＸ線をコリメートするためのコリメータが配置されている。そして、この主検出器１２ａのチップは、同じくチップ化されたＤＡＳ１２ｂと重ねられている。

【0037】

Ｘ線検出器システム１２のＤＡＳ１２ｂは、主検出器１２ａの各Ｘ線検出素子からの出力を時間的に積分する積分器１２ｂ１と、積分器１２ｂ１の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２を夫々１チップに形成したものを重ねて構成されており、これらも主検出器１２ａと同様に、チャンネル方向にｎ個（例えばｎ＝２４）、セグメント方向にｍ個（例えばｍ＝６４）配列したものを１チップに形成してある。そして、この積分器１２ｂ１とＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２とから成るＤＡＳ１２ｂは、セラミックなどの基板１２ｃ上に重ねて載置される。さらに、基板１２ｃ上に載置された主検出器１２ａとＤＡＳ１２ｂは、コリメータを含めて１つのパッケージにされてＸ線検出器システム１２が構成される。

【0038】

ここで、図３に示した太い矢印は、Ｘ線検出器システム１２における信号の流れる方向を示している。すなわち、Ｘ線を検出して電気信号にされた主検出器１２ａの出力が積分器１２ｂ１で増幅され、その増幅された信号をＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２でデジタル信号に変換することから、信号の流れる方向は、主検出器１２ａ→積分器１２ｂ１→Ａ／Ｄコンバータ１２ｂ２の順となる。よって、信号の流れに沿って、主検出器１２ａ、積分器１２ｂ１およびＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２の各対応する素子同士が電気的に接続され、最後のＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２は基板１２ｃに形成されている回路パターンの端子部に接続される。これら各チップ間および基板１２ｃとの接続には、各チップのシリコンウエハに素子毎に形成されている貫通電極（ホールアンドビア：Ｈｏｌｅ＆Ｖｉａ）により各チップの真下に信号を順次伝達していくことができる。

【0039】

この貫通電極によるチップ間の接続方法の概略を、図４を参照して説明する。図４は、一例として積分器１２ｂ１とＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２の極く一部を拡大して示した側断面図である。すなわち、積分器１２ｂ１を構成するシリコンウエハ１２ｂ１１の上面の所定位置に積分器素子１２ｂ１２が形成されているとともに、シリコンウエハ１２ｂ１１には各積分器素子１２ｂ１２に対応する貫通電極１２ｂ１３が所定位置に穿設されている。さらに、この貫通電極１２ｂ１３毎にシリコンウエハ１２ｂ１１の裏面側にバンプ１２ｂ１４を備えている。

【0040】

一方、積分器１２ｂ１の下に位置することになるＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２も同様に、Ａ／Ｄコンバータ１２ｂ２を構成するシリコンウエハ１２ｂ２１の上面の所定位置には、Ａ／Ｄコンバータ素子１２ｂ２２が形成されているとともに、シリコンウエハ１２ｂ２１には各Ａ／Ｄコンバータ素子１２ｂ２２に対応する貫通電極１２ｂ２３が所定位置に穿設され、この貫通電極１２ｂ２３毎にシリコンウエハ１２ｂ２１の裏面側にバンプ１２ｂ２４を備えている。

【0041】

そして、積分器１２ｂ１をＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２の上に重ねて置くことにより、積分器１２ｂ１を構成するシリコンウエハ１２ｂ１１の裏面側にあるバンプ１２ｂ１４が、Ａ／Ｄコンバータ１２ｂ２を構成するシリコンウエハ１２ｂ２１の上面にある、Ａ／Ｄコンバータ素子１２ｂ２２の入力端子に接触して電気的に接続される。同様に、基板１２ｃにＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２を載せることにより、Ａ／Ｄコンバータ１２ｂ２を構成するシリコンウエハ１２ｂ２１の裏面側にあるバンプ１２ｂ２４が、基板１２ｃに形成されている回路パターンの端子部１２ｃ１に接触して電気的に接続される。

【0042】

同様にして、主検出器１２ａを構成するチップが積分器１２ｂ１のチップに重ねられて接続され、主検出器１２ａとＤＡＳ１２ｂとが一体化される。

【0043】

このようにして、例えばチップ化した２４チャンネル、６４セグメントの主検出器１２ａとＤＡＳ１２ｂとを基板１２ｃ上に重ねた方形状のＸ線検出器システム１２が、１つのパッケージとして形成される。従って、このようなＸ線検出器システム１２を１単位として、所定のチャンネル数Ｎ（例えばＮ＝１０００）とスライス数Ｍ（例えばＭ＝２５６）になるように、チャンネル方向およびセグメント方向にあたかもタイルを貼るように並べることによって、高密度にＸ線検出器とＤＡＳを一体化したＸ線検出器システムを実現することができる。

【0044】

すなわち、ｎチャンネル、ｍセグメントを１つのパッケージとしたＸ線検出器システム１２を、Ｘ線管１１の焦点を中心として円弧状に複数列配列して所望のＮチャンネルになるようにするとともに、さらに被検体の体軸方向に沿って複数列配列して所望のＭスライスになるように、このＸ線検出器システムをＸ線ＣＴ装置に実装することによって、同時に多数の精細な断層画像を得ることが可能なＸ線ＣＴ装置が提供される。

【0045】

なお本発明は上記の実施例に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。

【0046】

例えば、図５に示すように、主検出器１２ａと積分器１２ｂ１およびＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２の各対応する素子同士は、貫通電極で接続し、最後のＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２と基板１２ｃとはワイヤーボンディングの手法を用いて接続するようにしても良い。なお、図５（ａ）は図３（ａ）と同様の斜視図であり、図５（ｂ）は図３（ｂ）と同様の側面図である。そして図中符号１２ｄは、Ａ／Ｄコンバータ１２ｂ２と基板１２ｃとの回路接続を行うためのワイヤーボンディング部である。

【0047】

また、図中太い矢印はＸ線検出器システム１２における信号の流れを示しており、信号は、主検出器１２ａ→積分器１２ｂ１→Ａ／Ｄコンバータ１２ｂ２の順に貫通電極によって下方へ流れ、そしてＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２から基板１２ｃへは、ワイヤーボンディング部１２ｄによって横方向（例えばセグメント方向）へ流れることを示している。

【0048】

さらに、図６に示すように、主検出器１２ａと積分器１２ｂ１およびＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２の各対応する素子同士およびＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２と基板１２ｃとの全てを、ワイヤーボンディング部１２ｄを用いて接続するようにしても良い。ここで、図６（ａ）も図３（ａ）と同様の斜視図であり、図６（ｂ）は図３（ｂ）と同様の側面図である。

【0049】

なお、主検出器１２ａは、Ｘ線検出効率を高めるためにできるだけ大きくしたいが、主検出器１２ａのチップに比べて積分器１２ｂ１とＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２のチップはかなり小さく作ることが可能であり、その分製造時の歩留まりを高めることができる。すなわち、主検出器１２ａのチップを例えば２４チャンネル、６４セグメントの素子で形成してある場合、ＤＡＳ１２ｂを構成する積分器１２ｂ１とＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２とのチップを、夫々例えば１２チャンネル、３２セグメントのように半分の素子数で形成して、それらを基板１２ｃと主検出器１２ａとの間に、２つずつ挟んで２４チャンネル、６４セグメントのＤＡＳ１２ｂとするようにしても良い。

【0050】

このような考えに基づくＸ線検出器システム１２の幾つかの変形例を図７に示してある。すなわち図７（ａ）は、１チップの主検出器１２ａに対して、積分器１２ｂ１およびＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２のチップを１対１に対応するように複数のチップに分割したものを１つのＤＡＳ１２ｂとして、これらを基板１２ｃに載置したものであ。また、図７（ｂ）は、Ａ／Ｄコンバータ１２ｂ２のチップを１に対して積分器１２ｂ１のチップを２にするようにしたものを複数設けたもの、図７（ｃ）は、積分器１２ｂ１のチップを１に対してＡ／Ｄコンバータ１２ｂ２のチップを２に対応するように複数設けたものである。そして、チップ間を接続する手段は、図３ないし図６の各実施例における手段を適宜採用することができる。

【符号の説明】

【0051】

１２ Ｘ線検出器システム
１２ａ 主検出器
１２ｂ データ収集装置（ＤＡＳ）
１２ｂ１ 積分器
１２ｂ２ Ａ／Ｄコンバータ
１２ｃ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】