CN101460867B - 放射线检测器的制造方法 - Google Patents

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    • G01T1/1644—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using an array of optically separate scintillation elements permitting direct location of scintillations

Abstract

本发明提供一种放射线检测器的制造方法，该方法通过在容器(50)中收纳格状框体(40)的同时，收纳闪烁器(1SF、1SR)，在预组装状态下把格状框体(40)和闪烁器(1SF、1SR)作为预组装体的2级闪烁器模块(54)从容器(50)中暂时取出到外部，然后把预组装的格状框体(40)和闪烁器(1SF、1SR)收纳在倒入了光学粘接材料的容器(50)中，从而减少了在制造过程中产生的不良，就可容易实现放射线检测器。

Description

放射线检测器的制造方法
技术领域
本发明涉及通过顺次将闪烁器、导光器、和受光元件进行光学耦合而构成的放射线检测器的制造方法。
背景技术
这种放射线检测器被使用在用于检测(同时计测)出从被投入在被检体中、蓄积在关切部位的放射性同位素(radioisotope:RI)放射出的放射线(例如γ射线(也称γ线))，获得关切部位的RI分布的断层图像的核医学诊断装置(ECT：Emission Computed Tomography)、例如PET(PositionEmission Tomography)装置和SPECT(Single Photon Emission Tomography)装置等医用诊断装置中。
下面，以PET装置为例进行说明。PET装置利用对向的γ线检测器检测出从被检体的关切部位相互向大致180度方向放射出的2条γ射线，在同时检测(同时计数)到这些γ射线时，构成被检体的断层图像。另外，在PET装置中，作为用于对γ射线进行同时计数的γ射线检测器，有一种由通过入射从被检体放射出的γ射线而发光的闪烁器、和把该闪烁器的发光转换成电信号的受光元件(例如光电增倍管)构成。
图10是以往例的外观图。放射线检测器110例如具有2级闪烁器模块101，该2级闪烁器模块101具有2级构造的闪烁器阵列。该2级闪烁器模块101由闪烁器阵列上部111F和闪烁器阵列下部111R构成。闪烁器阵列上部111F和闪烁器阵列下部111R被分别制造，最后为了将两者粘合在两者之间设置粘接层102。因此，放射线检测器110由闪烁器阵列上部111F和闪烁器阵列下部111R、与2级闪烁器模块101光学耦合的导光器120和与该导光器120光学耦合的4个电子增倍管131、132、133、134构成。
闪烁器阵列上部111F和闪烁器阵列下部111R构成为把通过将反光部件112夹在之间而被划分成的闪烁器101SF和闪烁器101SR配置成2维紧密接触。在后述的实施例和图10中，进行在X方向有8个，Y方向上有8个，Z方向上有2级的合计为128(＝8×8×2)的3维的闪烁器配置。导光器120具有由反光部件等光学部件形成的长方体(未图示)组合成格子状的导光格状框体(未图示)。而且，由该导光格状框体形成多个小区域。
这里，2级闪烁器模块101的具体制造方法如下所述。(1)首先，在制造闪烁器阵列上部111F时，通过把与闪烁器101SF的高度(γ线入射深度方向的长度)相当的多个板状光学部件组合成格子状，作成格状框体。
(2)在把该格状框体收纳在可收纳该格状框体的容器中之前，在该容器中倒入透明光学粘合材料。(3)在把格状框体收纳在容器之后，收纳闪烁器101SF，在该状态下使光学粘合材料固化。(4)把固化的光学粘合材料、格状框体、和闪烁器成为一体的闪烁器阵列上部111F从容器中取出，修整外形，制造成闪烁器阵列上部111F。(5)采用与(1)～(4)相同的方法，制造出闪烁器阵列下部111R，通过粘接层102将两者粘合。
这里，参照图11和图12，对基于2级闪烁器模块101的检测原理进行说明。图11和图12是针对以往例的放射线检测的识别的说明图。图11和图12的符号RI表示射线源，符号W表示各个闪烁器之间的间隔(间距)，符号L1和L2表示视差。从原理上讲，从离开视野中心的位置放射出的γ射线多数是斜向入射到放射线检测器的闪烁器中(在图11中是放射线检测器D3、D4，在图12中是放射线检测器MD3、MD4。
如图11所示，在具有在γ射线入射深度方向上未被分割的闪烁器的放射线检测器D的情况下，不仅在正确的位置可检测出射线，在错误的位置也可以检测出射线(参照图11的涂黑的部分)。即，随着从视野中心向周边部的接近，视野误差逐渐增大，使PET装置获得的断层图像成为不正确的图像。
另一方面，如图12所示，在具有把闪烁器在γ射线入射方向上分割的闪烁器的放射线检测器MD的情况下，具有以下那样的作用、效果。即，对放射线检测器MD的情况进行说明，该放射线检测器MD具有关于由所入射的γ射线发光的发光脉冲的衰减时间，把衰减时间短的闪烁器阵列(在图10中是闪烁器阵列上部111F)分割在γ射线的入射侧、把衰减时间长的闪烁器阵列(在图10中是闪烁器阵列下部111R)分割在光电增倍管侧(即，γ射线入射侧的相反侧)的闪烁器。该放射线检测器MD即使在γ射线斜向入射到放射线检测器MD的闪烁器中的情况下，也能够高精度检测出放射了γ射线的位置(参照图12的涂黑的部分)，从而可获得更正确的断层图像(例如参照专利文献1、2)。
另外，在具体检测识别在γ射线入射深度方向叠层配置的衰减时间短的闪烁器阵列和衰减时间长的闪烁器阵列的γ射线位置时，进行以下的步骤。即，使用如图13所示那样从受光元件即光电增倍管输出的电信号的模拟信号SF(衰减时间短的闪烁器阵列的信号)或模拟信号SR(衰减时间长的闪烁器阵列的信号)，如图14所示那样求出数字信号的积分值。
在图14中，把从由闪烁器模块发出的发光脉冲的发光开始到发光结束的途中的途中时刻设为T1、把加上了从发光开始到该途中时刻T1的数字信号A的途中加算值设为AT1，把加上了从发光开始到该途中时刻T1的数字信号B的途中加算值设为BT1，把发光结束时设为T2，把加上了从发光开始到发光结束时T2的数字信号A的全加算值设为AT2，把加上了从发光开始到发光结束时T2的数字信号B的全加算值设为BT2。另外，图14中的符号A表示把模拟信号SF(衰减时间短的闪烁器阵列的信号)进行了A/D转换后的数字信号的积分值，符号B表示把模拟信号SR(衰减时间长的闪烁器阵列的信号)进行了A/D转换后的数字信号的积分值。
另外，PET装置具有A/D转换器、加法单元、识别值计算单元、中间值计算单元和判别单元(均未图示)。把图13所示的模拟信号SF或模拟信号SR利用A/D转换器转换成数字信号，并利用加法单元把由A/D转换器转换的数字信号顺序相加。在加法单元的加法运算中，分别求出上述的途中加算值AT1或途中加算值BT1、和全加算值AT2或全加算值BT2。由识别值计算单元求出把这些途中加算值AT1或途中加算值BT1除以全加算值AT2或全加算值BT2的AT1/AT2、或BTI/BT2。把该AT1/AT2、或BT1/BT2表示为识别值。中间值计算单元从由识别值计算单元求出的识别值中的最大值和最小值中求出中间值K。判别单元通过判别由上述识别值计算单元求出的识别值是大于该中间值K的值还是小于该中间值K的值，来检测识别出γ射线位置。
专利文献1：特开平6-337289号公报(第2-3页、图1)
专利文献2：特开2000-56023号公报(第2-3页、图1)
但是，在以往的放射线检测器中，存在如下的问题。即，由于形成格状框体的板状光学部件(例如反光部件)是由胶片状薄板构成，所以，在把格状框体收纳在倒入了透明光学粘接材料的容器中时，因相邻的光学部件相互靠近等，使格状框体的形状不固定，由此会影响闪烁器阵列的制造，进一步影响放射线检测器的制造。另外，由于把格状框体收纳在容器内，格状框体隐蔽在容器内，所以不能确认是否对闪烁器阵列的制造产生了不良。因此，由于在放射线检测器的制造后或使用后才能了解到产生不良影响的情况，所以还存在着制造效率低的问题。
并且，在把固化的光学粘接材料、格状框体、和闪烁器成为一体的2级闪烁器模块101从作为进行组装时必要的夹具的容器中取出时，固化的光学粘接材料附着在容器上。因此，为了进行下一个闪烁器阵列的制造，需要进行光学粘接材料的除去作业。因此，对应闪烁器阵列的个数，需要相应的作业时间，因而造成价格的上升。
特别是，在是图10所示的2级闪烁器模块101的情况下，由于闪烁器阵列上部111F和闪烁器阵列下部111R被分别制造，最后通过粘接层102把两者粘合，所以，反光部件的部件数量非常多，而且需要多道组装工序，因而造成价格的上升。
并且，在将制造成的闪烁器阵列上部111F和闪烁器阵列下部111R粘合时，未必能够确保闪烁器阵列上部111F和闪烁器阵列下部111R被完全无偏差地粘合。在由误差的情况下，不能正确地形成图像，因而不能维持高分辨率和高图像质量。
发明内容
本发明就是鉴于这样的状况而提出的，目的是提供一种减少制造中产生的障碍，可简易实现的放射线检测器的制造方法。
为了达到上述的目的，本发明采用如下的结构。
即，本发明提供一种放射线检测器的制造方法，该放射线检测器具有：2维密接配置的多个闪烁器构成的闪烁器组、与上述闪烁器组光学耦合的导光器、和与上述导光器光学耦合并且比上述闪烁器组的数量少的多个受光元件，其特征在于，通过以下的工序进行制造，即：(1)把多个板状光学部件组装成格子状，作成格状框体的工序；(2)把格状框体收纳在可收纳该格状框体的容器中，并收纳闪烁器，构成预组装体，在预组装的状态下把格状框体和闪烁器从上述容器中暂时取出到外部的工序；(3)在把预组装的格状框体和闪烁器收纳在容器中之前，在该容器中倒入光学粘接材料的工序；(4)把预组装的格状框体和闪烁器收纳在容器中的工序；(5)在该状态下进行粘接固化的工序；(6)把固化的光学粘接材料、格状框体和闪烁器形成了一体的闪烁器模块从容器中取出，修整外形，制成闪烁器模块的工序。
根据本发明的放射线检测器的制造方法，通过经过(1)～(5)的工序进行制造，可以不需要进行例如冲模切割和线切割的切割，把光学部件设置在闪烁器组内，从而可简易实现高加工精度的放射线检测器。而且，在(2)的工序中，通过在容器中收纳格状框体，并收纳闪烁器，在预组装的状态下把格状框体和闪烁器从容器中暂时取出到外部，能够利用被收纳的闪烁器固定格状框体的形状，在预组装的状态下固定格状框体和闪烁器的形状。在(4)的工序中，通过把预组装的格状框体和闪烁器收纳在倒入了光学粘接材料的容器中，可以使预组装状态的形状不容易变形，减少闪烁器组的制造以及放射线检测器的制造中产生的不良。通过这样地减少制造过程中产生的不良，可简易实现放射线检测器。
在上述发明中，优选在上述(2)的工序之前，沿着应收纳上述格状框体的上述容器的凹部设置胶片，在上述(2)的工序中，把格状框体夹在所设置的胶片中间收纳在容器中，并且收纳上述闪烁器，在上述预组装的状态下把格状框体和闪烁器与胶片一同从容器中暂时取出到外部，在上述(4)的工序中，把预组装的格状框体和闪烁器与胶片一同收纳在容器中，在上述(5)的工序之前，只把该胶片从容器中抽出。
通过在(2)的工序之前，沿着应收纳格状框体的容器的凹部设置胶片，在(2)的工序中，把格状框体夹在所设置的胶片中间收纳在容器中，并且收纳闪烁器，在上述预组装的状态下把格状框体和闪烁器与胶片一同从容器中暂时取出到外部，利用所收纳的闪烁器固定格状框体的形状，并且通过夹在胶片中间固定格状框体的形状。因此，可在预组装的状态下稳定地固定格状框体和闪烁器。在(4)的工序中，通过把预组装的格状框体和闪烁器与胶片一同收纳在容器中，并且在上述的(5)的工序之前从容器中只抽出该胶片，可稳定预组装状态的形状，且不容易变形，从而可减少在闪烁器的制造以及放射线检测器的制造中产生的不良。
在利用胶片夹住的情况下，优选进一步以如下方式制造。即，更理想的是，在上述(2)的工序中，把上述格状框体夹在上述胶片中间收纳在上述容器中，并且收纳上述闪烁器之后，在上述预组装体的上面粘贴粘接胶带，在预组装的状态下把格状框体和闪烁器与粘接胶带一同从容器中暂时取出到外部，在上述(4)的工序中，把预组装的格状框体和闪烁器与胶片和粘接胶带一同收纳在容器中，在上述(5)的工序之前，从上述上面揭下粘接胶带，只把胶片从容器中抽出。
通过在(2)的工序中，把格状框体夹在胶片中间收纳在容器中，并且收纳闪烁器之后，在预组装体的上面粘贴粘接胶带，在预组装的状态下把格状框体和闪烁器与粘接胶带一同从容器中暂时取出到外部，由此，利用所收纳的闪烁器固定格状框体的形状，并且通过夹在胶片中间来固定格状框体的形状，并且通过在预组装体的上面粘贴粘接胶带来固定格状框体的形状。因此，可进一步稳定固定预组装状态的格状框体和闪烁器。通过在(4)的工序中，把预组装的格状框体和闪烁器与胶片和粘接胶带一同收纳在容器中，在(5)的工序之前，从上述上面揭下粘接胶带，只把胶片从容器中抽出，可进一步稳定预组装状态的形状，且不容易变形，从而可进一步减少闪烁器组的制造以及放射线检测器的制造中产生的不良。
在利用胶片夹住，且在上面粘贴粘接胶带的情况下，更理想的是进一步以如下的方式制造。即，更理想的是，在(2)的工序中，在把粘接胶带粘贴在预组装体的上面时，也把该粘接胶带粘贴在胶片上。通过在把粘接胶带粘贴在预组装体的上面时，也把该粘接胶带粘贴在胶片上，能够使胶片更牢固地夹住格状框体。
在上述的发明中，在上述(4)的工序中，优选在把预组装的格状框体和闪烁器收纳在容器中后，滴注光学粘接材料，以填充闪烁器与格状框体之间的缝隙或闪烁器彼此之间的缝隙。通过滴注，可防止在闪烁器与格状框体之间或闪烁器彼此之间的缝隙中形成空隙，从而可防止因空隙造成的分辨率的下降。
另外，更理想的是，一边滴注上述光学粘接材料，一边进行真空除泡。通过进行真空除泡，可防止在固化的光学粘接材料内形成空隙，防止因空隙造成的分辨率的下降。其结果，可提高辨别能力，以高分辨率维持高图像品质。
上述发明的一例是，使在(2)的工序中应被收纳的闪烁器的在放射线入射深度方向上的长度比格状框体在放射线入射深度方向上的长度短，在(2)的工序中，把格状框体收纳在容器中，并且把各个闪烁器在放射线入射深度方向上分为多次进行收纳，使分为多次被收纳的闪烁器在放射线入射深度方向上的合计长度与格状框体在放射线入射深度方向上的长度相同，在预组装的状态下把格状框体和闪烁器从容器中暂时取出到外部。
根据该例，使在(2)的工序中应被收纳的闪烁器的在放射线入射深度方向上的长度比格状框体在放射线入射深度方向上的长度短，在(2)的工序中，把格状框体收纳在容器中，并且把各个闪烁器在放射线入射深度方向上分为多次进行收纳，使分为多次被收纳的闪烁器在放射线入射深度方向上的合计长度与格状框体在放射线入射深度方向上的长度相同，在预组装的状态下把格状框体和闪烁器从容器中暂时取出到外部。通过这样地制造，可简易地实现具有在放射线入射深度方向上被分割的闪烁器的放射线检测器。
另外，由于通过在收纳了格状框体的容器中，把各个闪烁器在放射线入射深度方向上分多次进行收纳，可一并制造各个闪烁器，所以能够把组装工序数减少到二分之一。而且，由于不需要粘接各个闪烁器彼此，所以，在各个闪烁器之间不会产生位置偏差，从而可正确地进行构图。其结果，可提高辨别能力，以高分辨率维持高图像品质。
另外，上述的本发明，在如该例那样制造具有在放射线入射深度方向上被分割的闪烁器的放射线检测器时特别有用。即，在以往的情况下，在把由胶片状的薄板的光学部件构成的格状框体收纳在倒入了光学粘接材料的容器中时，相邻的光学部件相互贴靠等，格状框体的形状不能固定，产生闪烁器组的制造、以及放射线检测器的制造的不良。并且，需要相当于分割数的组装工序数。而在把本发明应用于具有在放射线入射深度方向上被分割的闪烁器的放射线检测器中的情况下，具有减少所需要的组装工序数，减少在制造过程中产生的不良的显著的效果。
在上述的例中，优选把衰减时间相互不同的各个闪烁器在放射线入射深度方向上分为多次进行收纳，以使从放射线入射侧朝向受光元件侧由所入射的放射线发光的发光脉冲的衰减时间长。通过这样地利用发光脉冲的衰减时间差，来在放射线入射深度方向上捕获放射线，可高精度检测并确定放射线的位置。
在上述的例中，作为另一例，在(2)的工序中，在容器中收纳格状框体，并且把各个闪烁器在放射线入射深度方向上分2次收纳，使分2次收纳的闪烁器在放射线入射深度方向上的合计长度与格状框体在放射线入射深度方向上的长度相同，在预组装的状态下把格状框体和闪烁器从容器中暂时取出到外部。
根据这一例，在(2)的工序中，在容器中收纳格状框体，并且把各个闪烁器在放射线入射深度方向上分2次收纳，使分2次被收纳的闪烁器在放射线入射深度方向上的合计长度与格状框体在放射线入射深度方向上的长度相同，在预组装的状态下把格状框体和闪烁器从容器中暂时取出到外部。通过这样地制造，可简易地实现具有在放射线入射深度方向上被分割的闪烁器的放射线检测器。
另外，由于通过在收纳了格状框体的容器中把各个闪烁器在放射线入射深度方向上分2次收纳，可一并制造各个闪烁器，所以可把组装工序数减少二分之一。
如果希望高精度检测并确定放射线的位置，则优选在上述的另一例中，把该衰减时间短的闪烁器收纳在放射线入射侧，把衰减时间长的闪烁器收纳在放射线入射侧相反之侧的上述受光元件侧。
根据本发明的放射线检测器的制造方法，经过(1)～(5)的工序进行制造，在(2)的工序中，通过在容器中收纳格状框体，并收纳闪烁器，在预组装的状态下把格状框体和闪烁器从容器中暂时取出到外部，在(4)的工序中，把预组装的格状框体和闪烁器收纳在倒入了光学粘接材料的容器中，由此可以减少在制造中产生的不良。简易实现放射线检测器。
附图说明
图1是实施例的放射线检测器的外观图。
图2是表示放射线检测器的位置运算电路的结构的方框图。
图3是实施例和以往例的放射线检测器的位置编码图。
图4是把构成格状框体的光学部件分解，进行立体表示的图。
图5是格状框体的立体图。
图6是在放射线检测器的制造中使用的容器的立体图。
图7是表示实施例的放射线检测器的制造工序的一道工序的图。
图8是表示实施例的放射线检测器的制造工序的一道工序的图。
图9是表示实施例的放射线检测器的制造工序的一道工序的图。
图10是以往例的放射线检测器的外观图。
图11是关于以往例的放射线检测的识别的说明图。
图12是关于以往例的放射线检测的识别的说明图。
图13是表示以往例的从作为受光元件的光电增倍管输出的电信号的模拟信号的曲线图。
图14是表示以往例的把模拟信号进行了A/D转换后的数字信号的积分值的时间系列的曲线图。
图中：1-2级闪烁器模块；1SF-(发光脉冲的衰减时间短的)闪烁器；1SR-(发光脉冲的衰减时间长的)闪烁器；10-放射线检测器；11F-闪烁器阵列上部；11R-闪烁器阵列下部；12-反光部件；20-导光器；31、32、33、34-光电增倍管；40-格状框体；41、42-长方体；50-容器；51-凹部；52-胶片；53-粘合胶带；54-预组装的2级闪烁器模块。
具体实施方式
实施例
下面，参照附图，对本发明的实施例进行说明。图1是本实施例的放射线检测器的外观图(立体图)。在本实施例中，采用具有2级构造的闪烁器阵列的放射线检测器10为例进行说明。如图1所示，放射线检测器10是具有具备了2级构造的闪烁器阵列的2级闪烁器模块1、并且把各个闪烁器在γ射线的入射深度方向上分割配置即把闪烁器3维配置的DOI(Depth Of Interaction)检测器。在本实施例的DOI检测器中，成为2级构造的闪烁器阵列。2级闪烁器模块1由闪烁器阵列上部11F和闪烁器阵列下部11R构成。在本实施例中，闪烁器阵列上部11F和闪烁器阵列下部11R被同时制造。
闪烁器阵列上部11F和闪烁器阵列下部11R构成为把通过将反光部件12夹在之间而被划分成的闪烁器1SF和闪烁器1SR配置成3维密接。在本实施例中，该反光部件12在γ射线的入射深度方向形成一体，闪烁器阵列上部11F和闪烁器阵列下部11R介由反光部件12而被形成一体。在本实施例中，进行在X方向有8个、Y方向上有8个、Z方向上有2级的合计为128(＝8×8×2)的3维的闪烁器配置。导光器20具有把由反光部件(未图示)形成的长方体(未图示)组合成格子状的导光格状框体(未图示)。而且，由该导光格状框体形成多个小区域。并且，对该导光器20光学耦合4个光电增倍管31、32、33、34。光电增倍管31～34相当于本发明中的受光元件。
这里，2级闪烁器模块1具体具有闪烁器1SF和闪烁器1SR、和使由板状光学部件(反光部件12)形成的长方体(在图4、图5中参照长方体41、42)组合成格子状的格状框体。各格状框体在γ射线入射深度方向形成一体。
在本实施例的放射线检测器10中，作为闪烁器1SF，使用发光脉冲的衰减时间短的闪烁器，作为闪烁器1SR，使用发光脉冲的衰减时间长的闪烁器。这里，作为发光脉冲的衰减时间短的闪烁器，使用例如Gd2SiO5：Ce1.5mol％(掺杂了1.5mol％的Ce的Gd2SiO5，即，GSO1.5)、Lu2SiO5：Ce(掺杂了Ce的Lu2SiO5，即LSO)、LuYSiO5：Ce(掺杂了Ce的LuYSiO5，即LYSO)等无机晶体。另一方面，作为发光脉冲的衰减时间长的闪烁器，使用例如Gd2SiO5：Ce0.5mol％(掺杂了0.5mol％的Ce的Gd2SiO5，即，GSO0.5)、Lu0.4Gd1.6SiO5：Ce(LGSO)、Bi4Ge3O12(BGO)等无机晶体。
2级闪烁器模块1是把在γ射线入射深度方向(Z方向)上发光脉冲的衰减时间不同的2个闪烁器阵列上部11F和闪烁器阵列下部11R进行了光学耦合的模块。闪烁器阵列上部11F把多个发光脉冲的衰减时间短的闪烁器1SF2维密接配置，闪烁器阵列下部11R把多个发光脉冲的衰减时间长的闪烁器1SR2维密接配置。具体是，就2级闪烁器模块1而言，在γ射线入射侧(前级)作为发光脉冲的衰减时间短的闪烁器1SF使用例如Gd2SiO5：Ce1.5mol％(掺杂了1.5mol％的Ce的Gd2SiO5，即，GSO1.5)，在γ射线入射侧的相反侧即光电增倍管31、32、33、34侧(后级)作为发光脉冲的衰减时间长的闪烁器1SR使用例如Gd2SiO5：Ce0.5mol％(掺杂了0.5mol％的Ce的Gd2SiO5，即，GSO0.5)。
在本实施例的放射线检测器10中，与以往例同样，通过利用发光脉冲的衰减时间差，来确定在γ射线入射深度方向捕获到γ射线的位置。因此，可高精度检测确定γ射线的位置。
下面，说明对如图1所示的具有2级构造闪烁器阵列的放射线检测器10，从前方照射了γ射线时的位置编码图和能量光谱。如图2所示，把光电增倍管31的输出设为P1，把光电增倍管32的输出设为P2，把光电增倍管33的输出设为P3，把光电增倍管34的输出设为P4。计算出表示X方向的位置的计算值{(P1+P3)-(P2+P4)}/(P1+P2+P3+P4)。关于Y方向，也是同样，计算出表示Y方向的位置的计算值{(P1+P2)-(P3+P4)}/(P1+P2+P3+P4)。
图2是表示放射线检测器10的位置运算电路的结构的方框图，图3是本实施例和以往例的放射线检测器的位置编码图。位置运算电路由加法器71、72、73、74、和位置辨别电路75、76构成。如图2所示，为了检测出γ射线在X方向上的入射位置，在把光电增倍管31的输出P1和光电增倍管33的输出P3输入加法器71的同时，把光电增倍管32的输出P2和光电增倍管34的输出P4输入加法器72。把两个加法器71、72的各个加法运算输出(P1+P3)和(P2+P4)输入位置辨别电路75，根据两个加法运算输出，求出γ射线在X方向上的入射位置。
同样，关于γ射线在Y方向上的入射位置的检测，也是把各个加法运算输出(P1+P2)和(P3+P4)输入位置辨别电路76，根据两个加法运算输出，求出γ射线在Y方向上的入射位置。
对于如以上那样计算出的结果，按照入射到闪烁器的γ射线的入射位置，利用发光脉冲的衰减时间差，确定在γ射线入射深度方向上捕获到γ射线的位置，然后，显示图3所示那样的位置编码图81，表示各个位置辨别信息。
这里，参照图4～图9，对本实施例的2级闪烁器模块1的制造方法进行说明。图4是将构成格状框体的光学部件分解，进行立体表示的图，图5是格状框体的立体图，图6是在放射线检测器的制造中使用的容器的立体图，图7～图9是表示本实施例的放射线检测器的制造工序的一个工序的图。如图4所示，把作为板状光学部件的由反光部件12(参照图1)形成的长方体41、42，如图5所示那样组合成格状，作成格状框体40。如图4所示那样，在各个长方体41上形成狭缝，在各个长方体42上形成狭缝44。即，通过利用该狭缝进行相互组合而构成格状框体40。另外，长方体41、42相当于图1所示的反光部件12，并相当于本发明的光学部件。该格状框体40的制作相当于本发明中的工序(1)。
作为长方体41、42的外形加工，可以使用刻模切割、激光切割、刀具切割、蚀刻、冲切等任意方法。由于长方体41、42是薄板，所以容易进行精密切割。
然后，准备可收纳该格状框体40的图6所示那样的容器50。该容器50具有可收纳格状框体40的凹部51。凹部51具有可完全装入格状框体40的面积和深度。另外，为了能够容易从凹部51中取出预组装的2级闪烁器模块54(参照图9)或作为成品的2级闪烁器模块1(参照图1)，收纳前，在凹部51的内面上涂敷离型剂等。另外，容器50理想的是氟素树脂制品、或表面被实施了具有良好离型作用的氟素树脂覆盖的铝或不锈钢等金属加工品。
然后，如图7所示那样沿着容器50的凹部51设置胶片52。胶片52的厚度最好是能够与格状框体40一同被收纳的程度的厚度，并且能够弯折，例如优选20μm左右厚度的RUMIRA胶片。
并且，如图8所示那样，把格状框体40，以使其被夹在所设置的胶片52之间的方式收纳在容器50中。在收纳了格状框体40之后，全数收纳闪烁器1SF和闪烁器1SR，以形成预组装的2级闪烁器模块54(参照图9)。通过在先收纳了闪烁器1SR之后收纳闪烁器1SF，把闪烁器1SR收纳在γ射线入射侧的相反侧的光电增倍管31～34侧，把闪烁器1SF收纳在γ射线入射侧。
在该状态下，如图9所示，从预组装的2级闪烁器模块54的上面(γ射线入射面)粘贴粘接胶带53，进行固定。在进行该粘贴时，最好如图9所示那样，在胶片52上也粘贴粘接胶带53。然后，在预组装的状态下，把格状框体40、闪烁器1SF和闪烁器1SR、与胶片52和粘接胶带53一同，从容器50(参照图8)中暂时取出到外部。由该取出的格状框体40、闪烁器1SF、闪烁器1SR、胶片52、和粘接胶带53形成图9所示的预组装的2级闪烁器模块54。从格状框体40、闪烁器1SF和闪烁器1SR的收纳到取出，相当于本发明中的工序(2)。
然后，向容器50的凹部51中倒入完全除泡的光学透明的光学粘合材料。光学粘合剂优选使用硅类粘合剂、环氧类粘合剂等。向容器50倒入光学粘合材料，相当于本发明中的工序(3)。
在倒入了光学粘合材料的容器50中收纳预组装的2级闪烁器模块54，并使其完全下沉。这里，在进行预组装的2级闪烁器模块54的收纳时，光学粘合材料有可能从容器50中溢出，但只要在溢出时一边擦拭一边进行收纳作业即可。然后，从预组装的2级闪烁器模块54的上面揭下粘接胶带53，从容器50中只取出胶片52。此时，由于预组装的2级闪烁器模块54已经被配置在凹部51内，所以可继续保持其形状。进一步，从上方滴注光学粘合材料，以填充闪烁器1SF和闪烁器1SR与格状框体40之间的缝隙或闪烁器彼此之间的缝隙。而且，一边滴注，一边进行真空除泡，以使滴注在闪烁器1SF和闪烁器1SR与格状框体40之间的缝隙和闪烁器彼此之间的缝隙之间的光学粘合材料形成完全填充。预组装的格状框体40和闪烁器1SF、1(预组装的2级闪烁器模块54)的收纳，相当于本发明中的工序(4)。
然后，在使光学粘合材料固化之后，闪烁器1SF、闪烁器1SR、格状框体40和光学粘合材料作为2级闪烁器模块1(参照图1)而形成一体。在固化之后，把2级闪烁器模块1从容器50中取出，为了修整外形，通过除去附着在外周面上的多余的光学粘合材料，可制作成如图1所示那样的2级闪烁器模块1。该2级闪烁器模块1的取出相当于本发明中的工序(5)。
把这样制造成的2级闪烁器模块1，如图1所示那样与导光器20进行光学耦合，并且与光电增倍管31～34光学耦合，从而制造成放射线检测器10。
根据上述的放射线检测器10的制造方法，通过经过上述一系列的工序进行制造，不需要进行例如刻模切割或线切割的切割，即可把光学部件(例如反光部件12)设置在闪烁器组的2级闪烁器模块1内，从而可简易地实现加工精度高的放射线检测器。例如，即使闪烁器1SF和闪烁器1SR的截面小，采用上述的制造方法，也可以使形状精度高。另外，由于容易按照设计形成格状框体40，所以也容易按照设计形成其小区域的各个闪烁器1SF和闪烁器1SR。因此，在与配置在闪烁器之间的反光部件12之间不容易产生缝隙，从而可提高辨别能力，能够以高分辨率维持高图像质量。
另外，通过在容器50中收纳格状框体40的同时，收纳闪烁器1SF、1SR，并且在预组装的状态下把格状框体40和闪烁器1SF、1SR(即，预组装的2级闪烁器模块54)从容器50中暂时取出，能够在由被收纳的闪烁器1SF、1SR固定格状框体40的形状，从而以预组装的状态下固定格状框体40和闪烁器1SF、1SR的形状。通过把预组装的格状框体40和闪烁器1SF、1SR收纳在倒入了光学粘合材料的容器50中，形状不容易从预组装状态发生变形，可减少在作为闪烁器组的2级闪烁器模块1的制造中，以及在放射线检测器10的制造中产生的不良现象。这样，通过减少制造中产生的不良，可简易实现放射线检测器。
在本实施例中，在把格状框体40夹在胶片50中间收纳在容器中的同时收纳了闪烁器1SF、1SR后，在预组装体的上面粘贴粘接胶带，在预组装的状态下把格状框体40和闪烁器1SF、1SR与胶片52和粘接胶带53一同暂时从容器50中取出。通过这样地取出，由被收纳的闪烁器1SF、1SR固定了格状框体40的形状，通过由胶片52夹持其中而固定格状框体40的形状、且在预组装体的上面粘贴粘接胶带53来固定格状框体40的形状。因此，能够在预组装的状态下进一步稳定地固定格状框体40和闪烁器1SF、1SR。并且，把预组装的格状框体40和闪烁器1SF、1SR与胶片52和粘接胶带53一同收纳在容器50中，在粘接固化之前，从上面揭下粘接胶带53，把胶片52从容器50中抽出。通过这样地收纳，可进一步稳定预组装状态的形状，不容易变形，从而可进一步减少2级闪烁器模块1的制造以及放射线检测器10的制造中产生的不良。
另外，通过在把粘接胶带53粘贴在预组装体的上面时，也把该粘接胶带53粘贴在胶片52上，能够使胶片52更牢固地夹住格状框体40。
另外，在本实施例中，滴注光学粘接材料，以填充闪烁器1SF、1SR与格状框体40之间的缝隙或闪烁器彼此之间的缝隙。通过滴注，可防止在闪烁器1SF、1SR与格状框体40之间或闪烁器彼此之间形成空隙，从而可防止因空隙造成的分辨率的下降。
另外，在本实施例中，一边滴注光学粘接材料一边进行真空除泡。通过真空除泡，可防止在固化的光学粘接材料内形成空隙，并且可防止因空隙造成的分辨率的下降。其结果，可提高辨别能力，以高分辨率维持高图像品质。
在本实施例中，把格状框体40收纳在容器50中，并把各个闪烁器1SF、1SR在γ射线入射深度方向上分2次收纳。具体是，先收纳闪烁器1SR，然后再收纳闪烁器1SF。使分2次被收纳的闪烁器1SF、1SR的在γ射线入射深度方向上的合计长度(高度)、与格状框体在γ射线入射深度方向上的长度相同，在预组装的状态下把格状框体40和闪烁器1SF、1SR从容器50中暂时取出到外部。通过这样地制造，可简易实现具有在γ射线入射深度方向上被分割为闪烁器阵列上部11F和闪烁器阵列下部11R的2级闪烁器模块1。
另外，由于在收纳了格状框体40的容器50中，把各个闪烁器1SF、1SR在γ射线入射深度方向上分2次收纳，可一并制造各个闪烁器1SF、1SR，所以可将组装工序数减少到二分之一。而且，由于不需要粘接各个闪烁器阵列上部11F和闪烁器阵列下部11R彼此，所以在各个闪烁器之间不会产生位置偏差，从而可正确地进行构图。其结果，可提高辨别能力，以高分辨率维持高图像品质。
关于放射线检测器10的制造方法的本发明，如本实施例那样，在制造具有在γ射线入射深度方向上被分割的2级闪烁器模块1的放射线检测器10时特别有用。即，在以往的情况下，在把由胶片状的薄板的光学部件构成的格状框体收纳在倒入了光学粘接材料的容器50中时，相邻的光学部件相互贴靠等，格状框体的形状不能固定，产生闪烁器组的制造、以及放射线检测器的制造的不良。并且，需要相当于分割数的组装工序数。而在把本发明应用于具有在γ射线入射深度方向上分割的2级闪烁器模块1的放射线检测器10中的情况下，具有减少所需要的组装工序数，减少在制造过程中产生的不良的显著的效果。
另外，在本实施例中，把衰减时间相互不同的各个闪烁器，在γ射线入射深度方向上分2次收纳，以使从放射线入射侧朝向光电增倍管31～34侧由所入射的放射线发光的发光脉冲的衰减时间增长。即，把发光脉冲的衰减时间短的闪烁器1SF收纳在γ射线入射侧，把发光脉冲的衰减时间长的闪烁器1SR收纳在γ射线入射侧相反之侧的光电增倍管31～34侧。通过这样地利用发光脉冲的衰减时间差，可以在γ射线入射深度方向上捕获γ射线，从而可高精度检测并确定γ射线的位置。
本发明不限于上述实施方式，可以进行如下的变形实施。
(1)本发明也可以应用于PET装置和SPECT装置等核医学诊断装置中，并且也可以应用于如把PET装置和X线CT装置组合的PET-CT那样把核医学诊断装置和X线CT装置组合的装置中。另外，不限于核医学诊断装置那样的医用诊断装置，也可以应用于产业用的放射线摄影装置中。
(2)上述的实施例是检测γ射线的放射线检测器，但也可以应用于检测γ射线以外的放射线、例如X线的检测器中。
(3)在上述的实施例中，作为受光元件而说明了光电增倍管，但也可以使用除此以外的受光元件，例如光电二极管和雪崩光电二极管等。
(4)在上述的实施例中，在把粘接胶带53粘贴在预组装体的上面时，也把该粘接胶带53粘贴在胶片52上，但也可以不粘贴在胶片52上，而只粘贴在预组装体的上面。如果希望用胶片52更牢固地夹住格状框体40，则更优选如实施例那样，在胶片52上也粘贴该粘接胶带53。
(5)在上述的实施例中，在把格状框体40夹在胶片52中间收纳在容器50内，并且收纳了闪烁器1SF、1SR后，在预组装体的上面粘贴粘接胶带53，然后在预组装的状态下把格状框体40和闪烁器1SF、1SR与胶片52和粘接胶带53一同从容器50中暂时取出到外部，然后把预组装的格状框体40和闪烁器1SF、1SR与胶片52和粘接胶带53一同收纳在容器50中，在粘接固化之前从上面揭下粘接胶带53，只把胶片52从容器50中抽出，但是，粘接胶带53不是必需的。即，也可以在把格状框体40夹在胶片52中间收纳在容器50内，并且收纳闪烁器1SF、1SR，然后在预组装的状态下把格状框体40和闪烁器1SF、1SR与胶片52一同从容器50中暂时取出到外部，然后把预组装的格状框体40和闪烁器1SF、1SR与胶片52一同收纳在容器50中，在粘接固化之前只把胶片52从容器50中抽出。如果希望使预组装状态的形状更稳定，且不容易变形，进一步减少在2级闪烁器模块1的制造以及放射线检测器10的制造中产生的不良，则更优选如实施例那样使用粘接胶带53。
(6)在上述的实施例中，沿着容器50的凹部51设置胶片52，把格状框体40夹在所设置的胶片52中间收纳在容器50中，并且收纳闪烁器1SF、1SR，然后在预组装的状态下把格状框体40和闪烁器1SF、1SR与胶片52一同从容器50中暂时取出到外部，然后把预组装的格状框体40和闪烁器1SF、1SR与胶片52一同收纳在容器50中，在粘接固化之前，只把胶片52从容器50中抽出，但是胶片52不是必需的。即，也可以把格状框体40收纳在容器50中，并且收纳闪烁器1SF、1SR，然后在预组装的状态下把格状框体40和闪烁器1SF、1SR从容器50中暂时取出到外部，然后把预组装的格状框体40和闪烁器1SF、1SR收纳在容器50中。如果希望使预组装状态的形状稳定，且不容易变形，减少在2级闪烁器模块1的制造以及放射线检测器10的制造中产生的不良，则更优选如实施例那样使用胶片52。
(7)在上述的实施例中，如图7、图8所示那样，通过沿着凹部51的一个平面(图1的YZ平面)设置胶片52，只从一个方向(图1的X方向)夹住格状框体40和闪烁器1SF、1SR，但也可以通过在沿着凹部51的一个平面(图1的YZ平面)设置胶片52的同时，沿着凹部51的另一个平面(图1的ZX平面)设置胶片52，从2个方向(图1的X和Y方向)夹住格状框体40和闪烁器1SF、1SR。通过从两方向夹住，可进一步使预组装状态的形状稳定。
(8)在上述的实施例中，是一边滴注光学粘接材料，一边进行真空除泡，但不是必须进行除泡。而且，也不是必须进行光学粘接材料的滴注。
(9)在上述的实施例中，把具有在γ射线入射深度方向上被分割的2级闪烁器模块1的放射线检测器10作为一例进行了说明，但被分割的级数不限于2级。也适用于具有3级以上的多级闪烁器模块的放射线检测器(即DOI检测器)。在这种情况下，在把格状框体收纳在容器总的同时把各个闪烁器在γ射线入射方向上分多次进行收纳，使分多次被收纳的闪烁器的在γ射线入射深度方向上的合计长度于格状框体在γ射线入射深度方向上的长度相同，通过在预组装状态下把格状框体和闪烁器从容器中暂时取出到外部，可获得DOI检测器。另外，说明了把构成闪烁器阵列上部11F和闪烁器阵列下部11R的闪烁器的个数设为8×8，但也可以设定为除此以外的个数。
(10)在上述的实施例中，是把衰减时间相互不同的各个闪烁器在γ射线入射深度方向上分多次(在实施例中是2次)进行收纳，以使从γ射线入射侧朝向光电增倍管31～34侧由所入射的γ射线发光的发光脉冲的衰减时间长，但也可以把相同衰减时间的闪烁器在γ射线入射深度方向上分多次进行收纳。
(11)本发明适用于具有在γ射线入射深度方向上被分割的多级(在实施例中是2级)的闪烁器模块的放射线检测器(即DOI检测器)，但也适用于具有在γ射线入射深度方向上不分割的闪烁器模块的放射线检测器。另外，也可以通过与以往那样的通过光学粘接材料叠层多个闪烁器模块的制造方法组合，来制造具有在γ射线入射深度方向上被分割的多级闪烁器模块的放射线检测器。
如上所述，本发明适用于医疗用和产业用的放射线摄影装置。

Claims (9)

1.一种放射线检测器的制造方法，该放射线检测器具有：2维密接配置的多个闪烁器构成的闪烁器组、与所述闪烁器组光学耦合的导光器和与所述导光器光学耦合并且比所述闪烁器组的数量少的多个受光元件，该放射线检测器的制造方法，其特征在于，
通过以下的工序进行制造：
(1)把多个板状光学部件组装成格子状，作成格状框体的工序；(2)把格状框体收纳在可收纳该格状框体的容器中，并收纳闪烁器，构成预组装体，在预组装的状态下把格状框体和闪烁器从所述容器中暂时取出到外部的工序；(3)在把预组装的格状框体和闪烁器收纳于容器之前，在该容器中倒入光学粘接材料的工序；(4)把预组装的格状框体和闪烁器收纳在容器中的工序；(5)在该状态下进行粘接固化的工序；(6)把固化的光学粘接材料、格状框体和闪烁器形成了一体的闪烁器模块从容器中取出，修整外形，制成闪烁器模块的工序，
并且，在所述(2)的工序之前，沿着应收纳所述格状框体的所述容器的凹部设置胶片，在所述(2)的工序中，把格状框体夹在所设置的胶片中间收纳在容器中，并且收纳所述闪烁器，在所述预组装的状态下把格状框体和闪烁器与胶片一同从容器中暂时取出到外部，在所述(4)的工序中，把预组装的格状框体和闪烁器与胶片一同收纳在容器中，在所述(5)的工序之前，只把该胶片从容器中抽出。
2.根据权利要求1所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，在所述(2)的工序中，把所述格状框体夹在所述胶片中间收纳在所述容器中，并且收纳所述闪烁器之后，在所述预组装体的上面粘贴粘接胶带，在预组装的状态下把格状框体和闪烁器与胶片及粘接胶带一同从容器中暂时取出到外部，在所述(4)的工序中，把预组装的格状框体和闪烁器与胶片和粘接胶带一同收纳在容器中，在所述(5)的工序之前，从所述上面揭下粘接胶带，只把胶片从容器中抽出。
3.根据权利要求2所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，在所述(2)的工序中，在把所述粘接胶带粘贴在所述预组装体的上面时，也把该粘接胶带粘贴在所述胶片上。
4.根据权利要求1所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，在所述(4)的工序中，在把所述预组装的格状框体和闪烁器收纳在所述容器中后，滴注光学粘接材料，以填充闪烁器与格状框体之间的缝隙或闪烁器彼此之间的缝隙。
5.根据权利要求4所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，一边滴注所述光学粘接材料，一边进行真空除泡。
6.根据权利要求1所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，使在所述(2)的工序中应被收纳的所述闪烁器的在放射线入射深度方向上的长度比所述格状框体在放射线入射深度方向上的长度短，在所述(2)的工序中，把格状框体收纳在所述容器中，并且把各个所述闪烁器在放射线入射深度方向上分为多次进行收纳，使分为多次被收纳的闪烁器在放射线入射深度方向上的合计长度与格状框体在放射线入射深度方向上的长度相同，在所述预组装的状态下把格状框体和闪烁器从容器中暂时取出到外部。
7.根据权利要求6所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，把衰减时间相互不同的各个所述闪烁器在放射线入射深度方向上分为多次进行收纳，以使从放射线入射侧朝向所述受光元件侧由所入射的放射线发光的发光脉冲的衰减时间增长。
8.根据权利要求6所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，在所述(2)的工序中，在所述容器中收纳格状框体，并且把各个所述闪烁器在放射线入射深度方向上分2次收纳，使分2次被收纳的闪烁器在放射线入射深度方向上的合计长度与格状框体在放射线入射深度方向上的长度相同，在所述预组装的状态下把格状框体和闪烁器从容器中暂时取出到外部。
9.根据权利要求8所述的放射线检测器的制造方法，其特征在于，关于由所入射的放射线发光的发光脉冲的衰减时间，把该衰减时间短的闪烁器收纳在放射线入射侧，把衰减时间长的闪烁器收纳在与放射线入射侧相反之侧即所述受光元件侧。
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