CN101432636B - 放射线检测器及放射线检查装置 - Google Patents

放射线检测器及放射线检查装置 Download PDF

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Abstract

在布线基板(21)上沿着进深方向(Y轴方向)配置第一及第二半导体检测元件阵列(22a、22b)。第一及第二半导体检测元件阵列(22a、22b)分别将6个半导体检测元件(231～236)在其排列方向(X轴方向)上排列为一列而成，在其排列方向的两端部上设有保护部件(28a、28b)。第一及第二半导体检测元件阵列(22a、22b)的各自的半导体检测元件(231～236)被配置成将从基准线(Xa)开始第k个(k是1～6的任一个)半导体检测元件(23k)在排列方向上相互移位半导体检测元件(231～236)的间隔(PT)的1/2。

Description

放射线检测器及放射线检查装置
技术领域
本发明涉及放射线检测器及放射线检查装置，特别涉及一种检测从位于被检体内的放射性同位素发射出的伽玛射线的放射线检测器及放射线检查装置。
背景技术
近年来，为了得到生物体(被检体)内部的信息，断层摄影装置被广泛地使用。作为断层摄影装置，可以举出X射线计算机断层摄影(X射线CT)装置、磁共振图像装置、SPECT(single photon emission：单光子发射CT)装置、正电子断层摄影(PET)装置。X射线CT装置从多方向将宽度较窄的X射线束曝射在生物体的某个断面上，检测透射的X射线，通过计算机计算该断面内的X射线的吸收程度的空间分布，使之图像化。这样，能够掌握生物体内部形态的异常、例如出血巢。
此外，为了得到精密的被检体内的功能信息，近年来对PET装置进行了积极的开发。使用PET装置的诊断方法首先将用正电子核素标识的检查用药剂通过注射或吸入等导入到被检体的内部。被导入到被检体内的检查用药剂被积蓄在具有与检查用药剂对应的功能的特定部位。例如，在使用糖类的检查用药剂的情况下，被有选择地积蓄在癌细胞等的新陈代谢活跃的部位。此时，从检查用药剂的正电子核素发射正电子，在被发射的正电子与周围的电子结合而衰变时，使两条伽玛射线(所谓的衰变伽玛射线)在相互成180度的方向被发射。接着，该两条伽玛射线由在被检体的周围配置的放射线检测器进行符合检测，通过计算机等再生成图像，从而取得被检体中的放射性同位素的分布图像数据。这样，在PET装置中，能够得到被检体体内的功能信息，所以能够实现各种疑难病症的病理解析。
图1是PET装置的放射线检测器的概略结构图。参照图1，PET装置100被配置成使伽玛射线检测器101以360度包围被检体S。伽玛射线检测器101由具备排列有半导体检测元件104(参照图2)的半导体检测元件阵列(参照图2)的半导体检测部102、和用来对入射到各个半导体检测元件104的伽玛射线进行检测的检测电路103构成。进而，虽然省略了图示，但基于表示入射了来自检测电路103的伽玛射线的情况的输出信号及伽玛射线所入射的半导体检测元件的位置信息，来鉴定伽玛射线的产生位置。并且，通过检测向随机的方向发射出的多个伽玛射线，来再生成被检体S内的检查用药剂分布的图像。
这样，在检测X射线或伽玛射线等的放射线而进行病理分析的X射线CT装置或PET装置中，为了提高每单位时间检测到的放射线量或放射线数即检测效率，具备多个半导体检测元件(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2001-242253号公报
半导体检测部102的检测元件阵列配置在相对于被检体S的体轴(平行于图1所示的Z轴)垂直的面内。图2中表示了PET装置的一部分的半导体检测部102。在图2(A)中，检测元件阵列102分别由5个半导体检测元件104构成，半导体检测元件104面对被检体S排列。将半导体检测元件104在其排列方向的长度设为宽度W、将沿着连结被检体S和半导体检测元件阵列102的方向的长度设为进深D1。
参照图2(A)，半导体检测元件104的宽度W越小，伽玛射线的入射位置的分辨率一般越高。因此，能够更高精度地鉴定伽玛射线产生的位置即被检体S内的检查用药剂的位置，也就是说，能够提高空间分辨率。例如，如图2(A)的左侧所示，在伽玛射线γa、γb从正面入射到两个半导体检测元件阵列1021、1024的各自的半导体检测元件104a、104b中并被检测到的情况下，即在伽玛射线γa、γb从半导体检测元件104a、104b的视野范围的中央入射的情况下，伽玛射线产生的位置的X轴方向的范围为X1。宽度W越小，范围X1越小。
但是，如图2(A)的右侧所示，在伽玛射线γa、γb倾斜地入射到两个半导体检测元件阵列1022、1023的各自的半导体检测元件104c、104d中并被检测到的情况下，即在从半导体检测元件104c、104d的视野周边部入射的情况下，伽玛射线产生的位置的X轴方向的范围为X2的范围内。即使使宽度W变窄，范围X2也不怎么减小，比上述范围X1大得多。即，即使缩窄宽度W，也难以充分地提高伽玛射线γa、γb从半导体检测元件104的视野周边部入射时的空间分辨率。
为了解决半导体检测元件104的视野周边部的空间分辨能低下，能够通过缩短半导体检测元件104的进深D1来进行。例如，如图2(B)的半导体元件检测阵列105a那样，将半导体检测元件106的进深D2设为图2(A)的半导体检测元件104的进深D1的例如1/2。这样，如图2(B)的右侧所示，在伽玛射线γa、γb倾斜地入射到两个半导体元件检测阵列105a的各自的半导体检测元件106c、106d中并被检测到的情况下，即在从半导体检测元件106c、106d的视野周边部入射的情况下，γ射线产生的位置的X轴方向的范围为X3，小于图2(A)的范围X2。因而，在视野周边部的空间分辨率得以提高。另外，即使在此情况下，视野中央部的空间分辨率也如图2(B)的左侧所示那样是范围X1，与图2(A)的左侧的情况相同。
然而，入射的伽马射线产生电子空穴对的现象是概率性的。因而，由于半导体检测元件105比半导体检测元件104的进深短，所以在半导体检测元件105内产生电子空穴对的频率减少，与半导体检测元件104相比伽马射线的检测效率低下。所以，如图2(B)所示，通过将半导体检测元件105a及105b在进深方向上排列为两列来维持检测效率。
但是，虽然具有半导体元件检测阵列105a及105b的半导体检测部102A能够维持检测效率并且空间分辨率遍及视野整体良好，但是半导体检测元件105的数量与图2(A)的情况相比却变为2倍。这样，连接在各个半导体检测元件105上的检测电路及其下游的电路数也将变为2倍，所以除了材料成本增加以外，组装成本也增加，从而制造成本大幅增加。
发明内容
根据本发明的实施方式，提供一种新型且有用的放射线检测器、以及使用它的放射线检查装置。
更具体地讲，提供一种维持放射线的检测效率、遍及半导体检测部的整个视野具有良好的空间分辨率、并且抑制制造成本增加的放射线检测器以及使用它的放射线检查装置。
根据本发明的一技术方案，提供一种放射线检测器，具备半导体检测部，所述半导体检测部具有通过放射线的入射产生电子空穴对的多个半导体检测元件，其特征在于，上述半导体检测部具备n个半导体检测元件阵列，所述半导体检测元件阵列是在基板上将上述多个半导体检测元件在第一方向上以规定的间隔排列而成的；上述n个半导体检测元件阵列在相对于第一方向正交的第二方向上从第1列排列到第n列；上述第1列到第n列的半导体检测元件阵列被配置成分别从第一方向的基准位置移位上述规定间隔的0、1/n、……、(n-1)/n的某一个，其中，n是2以上的整数。
根据本发明的另一技术方案，提供一种放射线检查装置，具备：上述放射线检测器，检测从含有放射性同位素的被检体产生的放射线；以及信息处理单元，基于从上述放射线检测器取得的包括放射线的入射时刻及入射位置的检测信息，取得上述放射性同位素在被检体内的分布信息。
发明效果
根据本发明，能够提供维持放射线的检测效率、遍及半导体检测部的整个视野具有良好的空间分辨率、并且抑制制造成本增加的放射线检测器、以及使用它的放射线检查装置。
附图说明
图1是PET装置的概略结构图。
图2是用来说明以往的半导体检测器的问题点的图。
图3是表示有关本发明的第一实施方式的PET装置的结构的框图。
图4是表示半导体检测部的结构的立体图。
图5是半导体检测部的概略俯视图。
图6是用来说明半导体检测元件的动作的图。
图7是半导体检测部的概略正面透视图。
图8是表示第一及第二半导体检测元件阵列的制造工序的一部分的图。
图9是构成有关本发明的第二实施方式的PET装置的半导体检测部的概略俯视图。
图10是表示实施例及比较例的PET装置的半导体检测部的配置的概略俯视图。
图11是表示实施例及比较例的模拟结果的图。
标号说明
10 PET装置
11、111～118 放射线检测器
12 信息处理部
13 显示部
14 控制部
15 输入输出部
20、40、50 半导体检测部
21 布线基板
22、221～22n 半导体检测元件阵列
22a 第一半导体检测元件阵列
22b 第二半导体检测元件阵列
23、231～236 半导体检测元件
24 半导体结晶体
24a 入射面
24b、24c 槽部
25 第一电极
26 第二电极
27 导电性粘接层
28a、28b、281～28n 保护部件
29 连接器
30 检测电路
PT 半导体检测元件的排列方向的间隔
具体实施方式
以下，参照图3至图11说明实施方式。
(第一实施方式)
图3是表示有关本发明的第一实施方式的PET装置的结构的框图。
参照图3，PET装置10包括：放射线检测器11，配置在被检体S的周围，用于检测伽马射线；信息处理部12，处理来自放射线检测器11的检测数据，再生成所得到的被检体S体内的正电子核素RI的位置的图像数据；显示部13，显示图像数据等；控制部14，进行被检体S或放射线检测器11的移动等的控制；和输出部15，由对信息处理部12及控制部14发送指示的终端或者输出图像数据的打印机等构成。
放射线检测器11具备半导体检测部20和检测电路30。半导体检测部20配置为，使伽玛射线γa、γb的入射面面向被检体S。另外，预先在被检体S中导入了用正电子核素RI标识的检查用药剂。
半导体检测部20检测在来自正电子核素RI的正电子衰变时同时产生的两条伽玛射线γa、γb。由于两条伽玛射线γa、γb相互成大致180度被发射，因此入射到夹着被检体S而对置的放射线检测器11的半导体检测部20。伽玛射线γa、γb所入射的两个半导体检测部20分别将因伽玛射线γa、γb的入射而产生的电信号(检测信号)送出到检测电路30。
检测电路30根据检测信号决定伽玛射线γa、γb入射到检测元件的时刻(入射时刻)和入射位置，并将这些信息(检测数据)送出到信息处理部12。检测电路30例如具备：模拟ASIC，用来根据作为模拟信号的检测信号计算入射时刻；和数字ASIC，将入射时刻及入射位置作为数字数据送出到信息处理部。
在信息处理部12中，基于检测数据进行符合检测及图像再生成算法的图像数据的再生成。符合检测在存在入射时刻大致一致的两个检测数据的情况下，将这些检测数据判断为有效，作为符合信息。此外，符合检测将伽马射线入射时刻不一致的检测数据判断为无效并废弃。并且，根据符合信息、包含在符合信息中的检测元件号码等以及与其对应的检测元件的位置信息等，基于规定的图像再生成算法(例如预期值最大化(ExpectationMaximization)法)再生成图像数据。显示部13根据输入输出部15的请求来显示再生成的图像数据。另外，符合检测及图像再生成算法并不局限于上述事项，可以使用公知的事项。
通过以上的结构及动作，PET装置10检测来自有选择地位于被检体S的体内的正电子核素RI的伽马射线，再生成正电子核素RI的分布状态的图像数据。另外，有关本实施方式的PET装置10在放射线检测器11之处具有主要的特征。以下，详细地说明放射线检测器11。
PET装置10的放射线检测器111～118遍及360度配置在被检体S的周围。在各个放射线检测器111～118中，在被检体S侧设有半导体检测部20。这里，将被检体S的体轴方向设为Z轴方向(Z及—Z方向)。也可是，放射线检测器11能够相对于被检体S沿Z轴方向进行相对移动。另外，在图3中表示了8个放射线检测器111～118，但它们的数量不过是一个例子，将放射线检测器的数量适当地选择成了111～118。
图4是表示半导体检测部20的结构的立体图，是从伽马射线的大致入射侧观察半导体检测部的图。图5是半导体检测部20的示意俯视图。图6是用来说明半导体检测元件23的动作的图。
参照图4～图6，半导体检测部20具备布线基板21、配置在布线基板21上的两个半导体检测元件阵列22a、22b、和用来将半导体检测部20的输出送出到检测电路(图3所示的检测电路30)的连接器29等。半导体检测元件阵列22a、22b分别在大致平板状的半导体结晶体24的垂直于Z轴方向的两个面上设有第一电极25及第二电极26。半导体检测元件阵列22a、22b分别具备通过沿着Y轴方向形成在第二电极26侧的面上的槽部24b将半导体结晶体24沿X轴方向相互划分而成的半导体检测元件231～236、和设在半导体检测元件231～236的排列方向的两侧(X轴方向外侧)的保护部件28a、28b等。半导体结晶体24和保护部件28a、28b由相同的材料构成并呈一体化。另外，在图4及图5中，在相邻的半导体检测元件231～236之间用虚线或实线表示划分位置，划分位置通过槽部的X轴方向的中央，并且沿着Y轴方向延伸。半导体检测元件231～236的间隔相当于相邻的划分位置之间的距离。
另外，在图4中，将排列半导体检测元件231～236的方向称作排列方向(X轴方向)、将排列两个半导体检测元件阵列22a、22b的方向称作进深方向(Y轴方向)，将层叠布线基板21和半导体检测元件阵列22a、22b的方向称作层叠方向(Z轴方向)。此外，这里设半导体检测元件阵列22a、22b的各自的半导体检测元件231～236的数量为6个，但只要是两个以上就可以，对其数量并没有特别限制。
各个半导体检测元件231～236分别具备半导体结晶体24、形成在半导体结晶体24上表面的第一电极25、和形成在下表面的第二电极26。
作为半导体结晶体24的材料，可以举出例如能量为511keV的伽马射线有感度的碲化镉(CdTe)、Cd1-XZnXTe(CZT)、溴化铊(TlBr)、硅等。此外，在这些材料中也可以含有用来控制导电性等的掺杂剂。硅由于比CdTe机械强度高，所以在加工中不易产生结晶缺陷的方面是优选的。在半导体结晶体24中，通常为了控制其导电性而包含有掺杂剂。例如，在半导体结晶体24为CdTe的情况下导入有p型掺杂剂。
此外，设定半导体结晶体24的半导体检测元件231～236的每个的宽度、进深以及厚度分别相等。半导体结晶体24例如具有宽度(X轴方向)1.2mm、进深(Y轴方向)5mm、厚度约1mm的尺寸。另外，半导体结晶体24是利用作为半导体的晶体成长法的布里奇曼法、移动加热法形成半导体结晶，再沿规定的晶向切出而成的。
第一电极25是大致覆盖半导体结晶体24的上表面的导电膜。对第一电极25施加负的偏压Vb，成为阴极。在半导体结晶体24由CdTe构成的情况下在第一电极25中使用例如Pt。偏压Vb是直流电压，设定为例如-60V～-1000V。另外，第一电极25遍及6个半导体结晶体24的整个上表面地连续形成。其中，第一电极25覆盖保护部件28a、28b的上表面，但这不是必须的。另外，从布线基板21的外部经由布线图案36及金属布线35供给偏压。
第二电极26由大致覆盖半导体结晶体24的槽部24b与槽部24b之间的下表面的导电膜构成。第二电极26作为阳极发挥功能。另外，在第二电极26侧的半导体结晶体24中注入了In(铟)。在半导体结晶体24由CdTe构成的情况下，在第二电极26中使用例如Au。第二电极26分别设在半导体检测元件231～236上，相互相邻的第二电极26彼此电绝缘。第二电极26经由导电性粘接层27及衬垫电极32，通过设在布线基板21上的布线图案(未图示)与连接器29电连接。
另外，第二电极26也形成在保护部件28a、28b的下表面，经由导电性粘接层27及衬垫电极32接地。这样，通过将入射到保护部件28a、28b中的伽马射线所产生的电子空穴对流到接地电位，能够避免其作为杂音混入到检测信号中。另外，该保护部件28a、28b的下表面的构造不是必须的，在使用半导体结晶体以外的材料作为保护部件的情况下也可以不进行设置。
导电性粘接层27由从Au、Ag、Cu及它们的合金中选择出的金属粉及由碳填料和树脂构成的导电性粘接剂构成，例如可以使用导电性糊料或各向异性粘接剂。
如图6所示，伽马射线γ入射到半导体结晶体24时，半导体检测元件23产生与伽马射线的能量相对应的数量的电子空穴对。在半导体结晶体24中，由于在从第二电极26向第一电极25的方向上被施加电场，所以空穴被吸至第一电极25，电子被吸至第二电极26。由此，产生检测信号，并送出到检测电路中。另外，即使伽马射线γ入射到半导体结晶体24中，但电子空穴对的产生是概率性的，有时在半导体结晶体24中不产生电子空穴对而穿透。
再次参照图4及图5，保护部件28a、28b设在半导体检测元件阵列22a、22b的排列方向的两端部上，保护半导体检测元件231及236的外侧面。保护部件28a、28b的材料只要是不使第一电极25和第二电极26电气导通的材料就可以，没有特别限定，但在能够避免制造工序中的通过加热因热膨胀系数差所产生的应力带来的不良影响这一点上，优选由与半导体结晶体24相同的材料构成。进而，特别优选保护部件28a、28b由与半导体结晶体24连续的同一结晶板形成。由此，不需要将保护部件28a、28b粘接在半导体结晶体24上，能够简化保护部件28a、28b的形成工序。但是，优选在保护部件28a与半导体检测元件231之间、以及保护部件28b与半导体检测元件236之间形成槽部24c。由此，能够避免入射到保护部件28a、28b中的伽马射线所产生的电子空穴对流入到相邻的半导体检测元件231、236的第二电极26。另外，槽部24c只要形成为与槽部24b相同的形状就可以。此外，保护部件28a、28b的宽度在后面详细叙述，设定为基于半导体检测元件231～236的间隔的规定的宽度。
两个半导体检测元件阵列22a、22b都具有上述构造，但如图5所示，布线基板21上的配置不同。以下，将配置在伽马射线γ入射的一侧的半导体检测元件阵列称作第一半导体检测元件阵列22a，将配置在里侧的半导体检测元件阵列称作第二半导体检测元件阵列22b。但是，在不需要进行两者的区别的情况下只称作半导体检测元件阵列22a、22b。
第一半导体检测元件阵列22a及第二半导体检测元件阵列22b相互在半导体检测元件23的位置关系上具有特征。第一半导体检测元件阵列22a及第二半导体检测元件阵列22b的任一个都在排列方向(X轴方向)上分别以规定的间隔PT配置。进而，第一半导体检测元件阵列22a的半导体检测元件231的纸面左侧面231a配置在从基准线Xa-Xa离开间隔PT的位置上。另一方面，第二半导体检测元件阵列22b的半导体检测元件231的纸面左侧面231b配置在从基准线Xa-Xa离开间隔PT/2的位置上。这样，第一半导体检测元件阵列22a的各个半导体检测元件231～236、和第二半导体检测元件阵列22b的各个半导体检测元件231～236被配置成相互在排列方向上移位PT/2。
此外，第一半导体检测元件阵列22a的纸面左端的保护部件28a设定为与间隔PT同等的宽度，纸面右端的保护部件28b设定为间隔PT的1/2。另一方面，第二半导体检测元件阵列22b的纸面左端的保护部件28b设定为间隔PT的1/2，纸面右端的保护部件28b设定为间隔PT。通过这样设置保护部件28a、28b，使半导体检测元件阵列22a及22b的宽度(排列方向的长度)相互相等。并且，半导体检测元件阵列22a及22b配置为使其纸面左端与基准线Xa-Xa一致。通过这样，在半导体检测部20的组装工序中，在配置两个半导体检测元件阵列22a及22b时，将各自的半导体检测元件231～236定位为上述的位置关系会变得极其容易。另外，这样设置保护部件28a、28b是优选的，但在本发明中并不是必须的。
另外，在上述中，通过半导体检测元件阵列22a、22b的纸面左端的端部进行了定位，但也可以通过纸面右端的基准线Xb-Xb同样地进行定位。
这样，通过将第一半导体检测元件阵列22a及第二半导体检测元件阵列22b沿排列方向错开半导体检测元件231～236的间隔PT的1/2，并且沿进深方向排列，半导体检测部20的视野中央(即从半导体检测部20的大致正面入射的伽马射线)的空间分辨率比仅设置一个半导体检测元件阵列时的视野中央的空间分辨率得以提高。其提高的程度是，半导体检测部20的视野中央的空间分辨率大致与将半导体检测元件的宽度设定成1/2时的视野中央的空间分辨率大致相同。
另外，第一半导体检测元件阵列22a及第二半导体检测元件阵列22b分别沿进深方向(Y轴方向)排列，使各个半导体检测元件阵列22a、22b与仅设置一个半导体检测元件阵列而将其半导体检测元件的进深设定为与半导体检测元件阵列22a及22b的进深的和相等的情况相比，实现了短小化。由此，如在前面的图2(B)中说明的那样，能够提高半导体检测部20的视野周边部的空间分辨率。
此外，半导体检测部20的检测效率与仅设置一个半导体检测元件阵列22而将其半导体检测元件的进深设定为与半导体检测元件阵列22a及22b的进深的和相等的情况相同，所以能够维持检测效率。对于这些点通过后述的模拟来示出，以下简单地说明其效果。
图7是半导体检测部的概略正面透视图。另外，在图7中，省略了第一电极、第二电极及导电性粘接层的图示。
参照图7，当将半导体检测部20从其正面(伽马射线的入射侧)透视时，第一半导体检测元件阵列22a的半导体检测元件231～236与第二半导体检测元件阵列22b的半导体检测元件231～236相互重叠，看起来就像间隔PT的1/2的半导体检测元件排列形成一列。伽马射线概率性地存在在第一半导体检测元件阵列22a产生电子空穴对的射线、和穿透第一半导体检测元件阵列22a而在第二半导体检测元件阵列22b产生电子空穴对的射线。因此，对于伽马射线来说，如图7的透视图所示，半导体检测元件阵列22a、22b与1/2的半导体检测元件排列形成一列时大致同样。因此，可以充分地推断半导体检测部20的视野中央的空间分辨率接近于设定成半导体检测元件的间隔PT的1/2时的空间分辨率。进而，可以推断这也有利于半导体检测部20的视野周边部的空间分辨率的提高。
根据第一实施方式，半导体检测部20具有与如以下这样的半导体检测部(称作“比较例的半导体检测部”)大致同样的检测效率和空间分辨率。即，比较例的半导体检测部是使用间隔PT的1/2的间隔的半导体检测元件、不对第一半导体检测元件阵列22a与第二半导体检测元件阵列22b的位置关系进行移位而配置的半导体检测部。该比较例的半导体检测部的半导体检测元件的间隔为PT/2，所以半导体检测元件的数量为24，为第一实施方式的半导体检测部20的2倍。因而，第一实施方式的半导体检测部20与具有同样的性能的比较例的半导体检测部相比，能够削减半导体检测元件23的数量。结果，能够削减连接在半导体检测元件23上的检测电路及比其靠下游的电路的数量，所以能够抑制伴随着空间分辨率的提高所需的材料成本及组装成本等的制造成本的增加。进而，第一实施方式的半导体检测部20由于比上述比较例的半导体检测元件的间隔宽、即半导体检测元件23的宽度较宽，所以半导体检测元件23的制造、例如从晶片的切出工序及研磨工序变得容易。这也有利于制造成本的降低。此外，半导体检测元件阵列22的制造也变得容易。
另外，如前面的图5所示，第一半导体检测元件阵列22a及第二半导体检测元件阵列22b被配置成相互沿进深方向(Y轴方向)离开距离DE。通过这样设定，在组装工序中将第一半导体检测元件阵列22a配置在布线基板21上后，在配置第二半导体检测元件阵列22b时，保持它的保持夹具能够利用距离DE所示的空间，所以容易配置第二半导体检测元件阵列22b。在先配置第二半导体检测元件阵列22b然后配置第一半导体检测元件阵列22a的情况下也有同样的效果。
接着，参照图8并适当参照前面的图5，说明半导体检测部的组装工序。
图8是表示第一及第二半导体检测元件阵列22a及22b的制造工序的一部分的俯视图。参照图8，作为第一及第二半导体元件阵列的半导体结晶板，使用半导体检测元件阵列的最终进深的2倍或其以上的长度的材料(未图示)。
最初，在形成半导体结晶体24及保护部件28a、28b的半导体结晶板的一个面上，如图4所示，在整面上形成第一电极25，在另一面的整面上形成第二电极26。第一电极25及第二电极26的形成使用真空蒸镀法或溅射法。
接着，在形成了第一电极25及第二电极26的半导体结晶板的第二电极侧以规定的间隔形成槽部24b、24c。由此，形成半导体结晶体24及保护部件28a、28b。
接着，在规定的进深的位置(A-A线)将图8的构造体切断。将这样得到的一个半导体检测元件阵列作为图5所示的第一半导体检测元件阵列22a，将另一个作为第二半导体检测元件阵列22b。
接着，将半导体检测元件阵列22a、22b分别通过带二维或三维计测器的组装机器人等，将半导体检测元件阵列22a、22b的端部定位在图5所示的基准位置Xa-Xa上。接着，配置并粘合在布线基板21上。
第二半导体检测元件阵列22b只要颠倒左右来配置图8所示的构造体即可，不需要分别制造第一半导体检测元件阵列22a和第二半导体检测元件阵列22b，所以比较简单便利并且能够降低制造成本。另外，第一半导体检测元件阵列22a与第二半导体检测元件阵列22b在相互切断为止经过相同的工序，所以能够做成大致相同品质的半导体检测元件阵列。这里，半导体检测元件阵列22a、22b的各自的第一电极与布线基板21的粘接，例如使用银糊电气连接并粘合。
另外，优选第一半导体检测元件阵列22a和第二半导体检测元件阵列22b在进深方向上分隔配置。由于确保了组装机器人的第一及第二半导体检测元件阵列22a及22b的保持夹具进入的空间，所以组装工序变得容易。接着，将第二电极26与布线基板21通过引线接合等进行连接。通过以上，形成半导体检测部20。
在该制造方法中，在进行将半导体检测元件阵列22a、22b定位在布线基板21上时，仅通过进行半导体检测元件阵列22a、22b的端部的定位，就能够使相互的半导体检测元件容易地错开间隔PT的1/2间距而配置。此外，由于半导体检测元件阵列22a、22b的各自的排列方向的长度相同，所以组装机器人的保持半导体检测元件阵列22a、22b的保持夹具一个就足够，在这一点上也能够降低制造成本。另外，半导体检测部20的组装工序并不限于上述方法，也可以使用公知的方法。
(第二实施方式)
接着说明有关本发明的第二实施方式的PET装置。有关第2实施方式的PET装置是有关第一实施方式的PET装置的变形例，是将图4及图5所示的半导体检测部20的半导体检测元件阵列的数量扩展为n个的例子。第二实施方式的半导体检测部除了半导体检测元件阵列的数量及排列与图4及图5所示的半导体检测部不同以外是相同的。
图9是构成有关本发明的第二实施方式的PET装置的半导体检测部40的概略俯视图。图中，对于与前面说明的部分对应的部分赋予相同的标号(也包括下标不同的标号)，省略说明。
参照图9，半导体检测部40具备布线基板21、配置在布线基板21上的n个半导体检测元件阵列221～22n、和用来将半导体检测部40的输出送出到检测电路(未图示)中的连接器29。这里，n从3以上的整数的任一个中选择。半导体检测元件阵列221～22n由5个四方柱状的半导体检测元件231～235、和设在半导体检测元件231～235的排列方向的两侧的保护部件281～28n等构成。
半导体检测元件阵列221～22n在进深方向(Y轴方向)上从纸面近侧向里侧配置第1列～第n列。各个n个半导体检测元件阵列221～22n通过设置下述保护部件而使纸面左端与基准线Xa-Xa一致，进行排列。保护部件281、282、283、……、28n-1、28n的排列方向的长度分别设定为半导体元件的间隔PT的n/n、(n-1)/n、(n-2)/n、……、2/n、1/n。因而，如果代替基准线Xa-Xa而将排列方向的另一基准线Xa’-Xa’设定在第1列的半导体检测元件阵列221的半导体检测元件231的左端，则第1列、第2列、……、第n-1列、第n列的半导体检测元件阵列221的半导体检测元件231的左端的位置设定为距离基准线Xa’-Xa’为间隔PT的0/n、1/n、……、(n-1)/n。这样，第1列～第n列的半导体检测元件阵列221～22n的半导体检测元件231的左端被配置成依次向左侧移位PT/n。
通过这样构成并配置半导体检测元件阵列221～22n，能够得到与第一实施方式同样的效果。即，第二实施方式的半导体检测部40与具有与半导体检测元件阵列221～22n的进深的总和相等的进深的半导体检测元件阵列相比，能够维持同样的检测效率，与这样的半导体检测元件阵列相比具有更好的空间分辨率，还能够抑制半导体检测元件数量、抑制制造成本的增加。
另外，第二实施方式的半导体检测部40由于由n列半导体检测元件阵列221～22n构成，所以能够在维持空间分辨率的同时使半导体检测元件的间隔、即半导体检测元件的排列方向的长度增加。在此情况下，半导体检测元件231～235的间隔PT与上述n的比PT/n优选设定为0.5mm以上1.0mm以下。这是因为，即使PT/n比0.5mm短，也期待不到实质性的空间分辨率的提高，相反增加了半导体检测元件数量。即，这是因为：当在从放射线元素产生正电子时，由于正电子具有运动能量，所以会从放射线元素的位置移位零点几毫米左右。由于该移位量是必然发生的，所以即使使PT/n比0.5mm小，实质上对于空间分辨率的提高也没有帮助。此外，如果PT/n超过1mm，这在半导体检测元件的间隔PT增加的方面是优选的，但是存在空间分辨率不比以往提高很多的倾向。
接着，为了表示本发明的效果，对有关本发明的实施例的PET装置进行了模拟。另外，实施例的PET装置是第一实施方式的实施例，但其效果通过第二实施方式的PET装置也能够得到。
图10是表示PET装置的半导体检测部的配置的概略俯视图。
参照图10，在模拟中使用的PET装置具有在中心的周围配置有16个半导体检测部50的结构。半导体检测部50配置为，使半导体检测部的入射面50a与直径RD为114.6mm的圆周一致。
实施例的半导体检测部与图5所示的半导体检测部20同样，具有第一及第二半导体检测元件阵列，各自的半导体检测元件被配置成移位间隔PT的1/2。第一及第二半导体检测元件阵列分别具有16个半导体检测元件，半导体检测元件将宽度设定为19.2mm、进深设定为5mm、厚度设定为1mm、半导体检测元件间的间隔设定为1.2mm。第一半导体检测元件阵列与第二半导体检测元件阵列之间的间隙设定为5mm。实施例的半导体检测元件的合计为32个。
另一方面，不依据本发明的比较例一的半导体检测部具有1个半导体检测元件阵列，半导体检测元件阵列具有32个半导体检测元件。半导体检测元件将宽度设定为19.2mm、进深设定为10mm、厚度设定为1mm、半导体检测元件间的间隔设定为0.6mm。
此外，不依据本发明的比较例二的半导体检测部由1个半导体检测元件阵列构成，除了将进深设定为5mm以外与比较例1结构相同。
关于上述实施例、比较例一及二，对于在16个半导体检测部50的中心有伽马射线源的情况、和在从中心沿Y轴方向移位10mm的位置(Y＝10mm)上具有伽马射线源的情况的两种进行模拟。另外，模拟按照日本放射线机器工业会的评价方针进行，使放射线元素为18F。
图11是表示实施例及比较例的模拟结果的图。
参照图11，实施例尽管与比较例一相比半导体检测元件的宽度是2倍，但是中心处的空间分辨率却大致相同。这是将第一及第二半导体检测元件阵列的各自的半导体元件错开1/2间距所得到的效果。在Y＝10mm时与比较例一相比Y轴方向的空间分辨率飞跃性地得以提高，X轴方向及Y轴方向都为1.0mm以下。
此外，可知实施例与比较例二相比检测效率较高。另外，检测效率是符合灵敏度，是入射到放射线检测器中的全部对数的衰变伽马射线中的、符合检测到的对数的衰变伽马射线的比例。符合灵敏度是根据由从中心观察到的各半导体元件的立体角和各半导体元件的进深决定的符合概率所计算出的值。
因而，可知实施例尽管半导体检测元件数与比较例一及二相同，但能够在维持检测效率的同时，与比较例一相比在Y＝10mm时的Y轴方向的空间分辨率大幅地得以提高，遍及半导体检测部的整个视野空间分辨率均衡良好地得以提高。
由此，实施例相对于比较例一及比较例二，没有带来半导体检测元件数的增加，却维持了检测效率并且提高了空间分辨率。由此，实施例相对于比较例一及比较例二，没有带来由于连接在半导体检测元件上的检测电路及比其靠下游的电路的数量的增加而引起的制造成本的增加，能够实现检测效率的维持及空间分辨率的提高。
如以上说明，根据本发明的实施方式，提供一种放射线检测器，具备具有通过放射线的入射产生电子空穴对的多个半导体检测元件的半导体检测部，其特征在于，上述半导体检测部具备n个半导体检测元件阵列，所述半导体检测元件阵列是在基板上将多个半导体检测元件在第一方向上以规定间隔排列而成的；上述n个半导体检测元件阵列在相对于第一方向正交的第二方向上从第1列排列到第n列；上述第1列到第n列的半导体检测元件阵列被配置成分别从第一方向的基准位置移位上述规定间隔的0、1/n、……、(n-1)/n的某一个，其中，n是2以上的整数。
根据上述放射线检测器，半导体检测部在第一方向上以规定的间隔排列半导体检测元件，在相对于第一方向正交的第二方向上排列n列的半导体检测元件阵列。另外，第1列到第n列的半导体检测元件阵列被配置成分别从第一方向的基准位置移位上述规定间隔的0、1/n、……、(n-1)/n的某一个。这样，通过使第1列～第n列的半导体检测元件阵列的第二方向的长度的总和设为与以往的一列的半导体检测元件阵列的第二方向的长度相同，能够维持检测效率并提高视野周边部的空间分辨率。另外，由于第1列到第n列的半导体检测元件被配置成相互移位规定间隔的1/n，所以与不使第1列到第n列的半导体检测元件相互移位的情况相比，能够特别提高视野中央的空间分辨率。因而，与以往的具有同等空间分辨率的半导体检测元件阵列相比，能够加宽半导体检测元件的规定间隔。由此，能够增加半导体检测元件的宽度，削减半导体元件数。因而，能够维持放射线的检测效率，遍及半导体检测部的整个视野具有良好的空间分辨率，并且能够抑制制造成本的增加。
上述半导体检测元件阵列也可以是被配置成从第1列到第n列依次移位上述规定间隔的1/n。此外，也可以是，上述半导体检测元件阵列分别由m个半导体检测元件构成，沿着上述第二方向相邻的两个半导体检测元件阵列被配置成将它们的从上述基准位置开始的第k个各自的半导体检测元件相互移位上述规定间隔的1/n，其中，m是2以上的整数，k是1～m中的任一个整数。
也可以是，上述第1列～第n列半导体检测元件阵列在其第一方向的一端部侧还具备保护部件，以使该一端部距离上述基准位置为相等的距离。另外，也可以是，上述第1列～第n列半导体检测元件阵列在与其第一方向的上述一端部相反一侧的另一端部上还具备其他保护部件，以使该半导体检测元件阵列的第一方向的长度相同。由此，第1列～第n列的半导体检测元件阵列的定位变得容易，并且能够容易实现上述半导体检测元件彼此的位置关系。
上述半导体检测元件阵列也可以做成沿着第二方向相互分隔的结构。由此，在半导体检测部的组装工序中能够确保保持半导体检测元件阵列的保持夹具进入的空间，作业性变好。
此外，根据本发明的实施方式，提供一种放射线检查装置，具备：上述放射线检测器，检测从包含放射线同位素的被检体产生的放射线；和信息处理单元，基于从上述放射线检测器取得的包括放射线的入射时刻及入射位置的检测信息，取得上述放射性同位素的被检体内的分布信息。
根据上述放射线检查装置，由于放射线检测器维持检测效率，遍及整个视野范围的空间分辨率良好，并且抑制了制造成本的增加，所以能够提供不增加检查时间，能够进行比以往精度高的检查并且抑制了制造成本的增加的放射线检查装置。
以上对本发明的优选实施方式详细地进行了说明，但本发明并不限定于该特定的实施方式，在权利要求书中记载的本发明的范围内能够进行各种变形、变更。
例如，在上述第一实施方式中以PET装置为例进行了说明，但本发明可以适用于SPECT(单光子发射型计算机断层摄影)装置。此外，上述以半导体检测部检测伽马射线的情况为例进行了说明，但当然也可以适用于X射线及其他放射线的半导体检测部。
此外，在第一及第二实施方式中，如图5或图9所示，半导体检测部也可以由配置在一片布线基板上的半导体检测元件阵列构成，也可以由分别配置在两片以上的布线基板上的半导体检测元件阵列构成。
本国际申请主张基于2006年4月28日提出申请的日本特许申请2006-124653号的优先权，在本国际申请中援用日本特许申请2006-124653号的所有内容。
工业实用性
本发明能够适用于放射线检测器及放射线检查装置，特别能够适用于检测从位于被检体内的放射性同位素发射的伽马射线的放射线检测器及放射线检查装置。

Claims (8)

1.一种放射线检测器，具备半导体检测部，所述半导体检测部具有通过放射线的入射产生电子空穴对的多个半导体检测元件，其特征在于，
上述半导体检测部具备n个半导体检测元件阵列，所述半导体检测元件阵列是在基板上将多个半导体检测元件在第一方向上以规定间隔排列而成；
上述n个半导体检测元件阵列在相对于第一方向正交的第二方向上从第1列排列至第n列；
上述第1列到第n列的半导体检测元件阵列被配置成分别从第一方向的基准位置移位上述规定间隔的0、1/n、……、(n-1)/n的某一个，其中，n是2以上的整数，
上述第1列～第n列半导体检测元件阵列在其第一方向的一端部侧还具备保护部件，以使该一端部距离上述基准位置为相等的距离。
2.如权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于，
上述半导体检测元件阵列被配置成从第1列到第n列依次移位上述规定间隔的1/n。
3.如权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于，
上述半导体检测元件阵列分别由m个半导体检测元件构成；
沿着上述第二方向相邻的两个半导体检测元件阵列被配置成从上述基准位置开始第k个各自的半导体检测元件相互移位上述规定间隔的1/n，其中，m是2以上的整数，k是1～m的任一个整数。
4.如权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于，
上述第1列～第n列半导体检测元件阵列在与其第一方向的上述一端部相反一侧的另一端部上还具备其他保护部件，以使该半导体检测元件阵列的第一方向的长度相等。
5.如权利要求1～4中任一项所述的放射线检测器，其特征在于，
上述半导体检测元件阵列沿着第二方向相互分隔。
6.如权利要求1～4中任一项所述的放射线检测器，其特征在于，
当设上述规定的间隔为PT时，将该PT与上述n的比PT/n设定为0.5mm以上1.0mm以下。
7.如权利要求1～4中任一项所述的放射线检测器，其特征在于，
上述n是2；
上述第1列半导体检测元件阵列的半导体检测元件与上述第2列半导体检测元件阵列的半导体检测元件被配置成在第一方向上相互错开上述规定间隔的1/2。
8.一种放射线检查装置，具备：
权利要求1～7中任一项所述的放射线检测器，检测从含有放射性同位素的被检体产生的放射线；以及
信息处理单元，基于从上述放射线检测器取得的包括放射线的入射时刻及入射位置的检测信息，取得上述放射性同位素的被检体内的分布信息。
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