CN102299161B - 放射线检测装置和放射线成像系统 - Google Patents

放射线检测装置和放射线成像系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及放射线检测装置和放射线成像系统，该放射线检测装置包括半导体基板，每一半导体基板具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，光电转换部被形成在第一表面上；闪烁体层，被放置在所述多个半导体基板的第一表面之上，用于将放射线转换为光；以及弹性部件，放置在基体和该第二表面之间，用于支撑该半导体基板的第二表面，从而所述半导体基板的第一表面彼此平齐。当作为单体测量所述弹性部件时，立方体被检查物在被在垂直于第一表面的方向上压缩时在平行于第一表面的方向上的拉伸量小于被检查物在被在平行于第一表面的方向上压缩时在垂直于第一表面的方向上的拉伸量。

Description

放射线检测装置和放射线成像系统
技术领域
本发明涉及放射线检测装置和放射线成像系统。在本说明书中，放射线包括诸如X射线和γ射线的电磁波。
背景技术
近年来实现的放射线检测装置的半导体基板具有大的面积。半导体基板的面积越大，每单位基板的产量越低，并且每单位基板的损耗量越大。出于这个原因，排列多个半导体基板以实现半导体基板面积的增加。当排列多个半导体基板时，它们优选地具有一致的高度。根据日本专利特开No.2008-224429，通过将半导体基板的下表面经由片状多孔阻尼部件(damper member)结合到基体上，调整半导体基板的上表面的高度。
发明内容
当排列多个半导体基板时，必须设定适当的半导体基板之间的间隔，并且使得它们的上表面具有一致的高度。日本专利特开No.2008-224429中公开的技术通过使阻尼部件在垂直于各半导体基板的上表面的方向上收缩，可使得半导体基板的表面高度一致。然而，同时，由于阻尼部件在平行于各半导体基板的方向上拉伸，半导体基板之间的间隔增大。因此，本发明的一个方面提供了用于抑制在其中布置有半导体基板的放射线检测装置中的多个半导体基板之间的间隔偏移的技术。
本发明的一个方面提供了一种放射线检测装置，包括：多个半导体基板，每个半导体基板具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，用于检测光的光电转换部被形成在第一表面上；放置在所述多个半导体基板的第一表面上的闪烁体层，用于将放射线转换为光；和放置在基体和所述多个半导体基板的第二表面之间的弹性部件，用于支撑所述多个半导体基板的第二表面以使得所述多个半导体基板的第一表面彼此平齐，其中当作为单体测量弹性部件时，立方体被检查物在被在垂直于第一表面的方向上压缩时在平行于第一表面的方向上的拉伸量小于被检查物在被在平行于第一表面的方向上压缩时在垂直于第一表面的方向上的拉伸量。
从(参考附图)下文对示例实施例的描述，本发明的其它特征将变得清晰。
附图说明
结合在本说明书中并且构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一个实施例的放射线检测装置的例子的示意性截面图；
图2是用于解释基材(base material)的各向异性的视图；
图3是用于解释测量基材的拉伸量的方法的视图；
图4是用于解释基材的拉伸量和重物的重量之间的关系的曲线图；
图5是根据一个实施例的放射线检测装置的另一个例子的示意性截面图；
图6是用于解释根据另一个实施例的放射线成像系统的视图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的实施例。
将参考图1描述根据一个实施例的放射线检测装置100的例子。图1是放射线检测装置100的示意性截面图。放射线检测装置100可以包括基体110、弹性部件120、多个半导体基板130和闪烁体面板(scintillator panel)140。闪烁体面板140可以包括闪烁体层141和支撑基板142。闪烁体层141将已进入放射线检测装置100的放射线转换为光。可以通过例如在支撑基板142上气相沉积CsI来形成闪烁体层141。
半导体基板130具有在其上形成有光电转换部的表面(第一表面)，并且检测由闪烁体层141转换成的光。闪烁体面板140被放置在其上形成有光电转换部的表面(第一表面)之上。放射线检测装置100可以包括多个半导体基板130。图1作为例子示出了两个半导体基板130。然而，可使用的基板数目不限于此。半导体基板130的位于闪烁体面板140侧的表面被固定为彼此平齐。半导体基板130的位于与闪烁体面板140相对的一侧的表面(第二表面)被固定到基体110上的弹性部件120支撑。
弹性部件120可以包括基材121以及将基材121夹在中间的粘接层122和123。半导体基板130通过粘接层123接合到基材121。基体110通过粘接层122接合到基材121。即，弹性部件120还作为粘接部件。基材121可被粘接材料覆盖，而不是被夹在粘接层122和123之间。
为了下文的描述，与半导体基板130的位于闪烁体面板140侧的表面平行的方向被简称为平行方向151，并且垂直于该表面的方向被简称为垂直方向152。基材121关于拉伸量具有各向异性。假设从基材121提取立方体被检查物并且对其进行单独测量。该被检查物在被在垂直方向152上压缩时在平行方向151上的拉伸量小于在被在平行方向151上压缩时在垂直方向152上的拉伸量。将参考图2对此进行详细描述。图2的上部部分示出半导体基板130a和半导体基板130b排列在弹性部件120上的状态。假设在该情况下，半导体基板130a的厚度(垂直方向152上的长度)大于半导体基板130b的厚度。以a表示半导体基板130a和半导体基板130b之间的间隔，并且以b表示弹性部件120在垂直方向152上的长度。在该状态中，半导体基板130a被压入弹性部件120，从而半导体基板130a和130b的位于闪烁体面板140侧的表面彼此平齐。结果，如图2的下部部分所示，半导体基板130a和半导体基板130b之间的间隔变为间隔c，并且弹性部件120的在垂直方向152上位于半导体基板130a下面的部分的长度变为长度d。在该情况下，由于基材121关于膨胀/收缩具有各向异性，弹性部件120在平行方向151上的拉伸量(c-a)小于具有各向同性的弹性部件的拉伸量。弹性部件120在平行方向151上的拉伸量(c-a)可以小于半导体基板130之间的间隔的允许容限(allowable margin)。另外，弹性部件120在垂直方向152上的长度b可以大于半导体基板130的厚度变化。
基材121可由例如基于聚烯烃的树脂、聚酯、无纺布、化学纤维、丝线网等形成。可以使用基于聚烯烃的树脂中的具有相对高的柔性的基于聚苯乙烯的树脂。这种丝线可以是例如金属丝线或树脂丝线。可以选择例如下列材料中的至少一种作为粘接层122和123的材料：丙烯酸材料、基于环氧树脂的材料、基于橡胶的材料、基于聚酯的材料、基于聚酰胺的材料、基于乙烯基烷基醚(vinyl alkylether)的材料和基于硅树脂的粘接材料。另外，可以选择具有包括可热膨胀微球体的可热释放(heat releasable)粘接层的材料的组合作为粘接层123的材料。这可以使得可以从多个半导体基板130释放基材121，以便例如更换某些半导体基板130。
接下来将参考图3描述测量基材121在平行方向151上的拉伸量的方法。基材121在被在垂直方向152上压缩时在平行方向151上的拉伸量与基材121在被在平行方向151上拉伸时在平行方向151上的拉伸量具有相关性。因此，在下面的操作中，测量被检查物在被拉伸时的拉伸量。还可以通过相同的测量方法测量基材121在垂直方向152上的拉伸量。首先，从基材121提取被检查物301，使得该被检查物301在平行方向151上的长度为120mm并且在垂直方向152上的长度为10mm。准备两个PET(聚对苯二甲酸乙二醇脂)板302a和302b，它们中的每一个均具有20mm的宽度和10mm的长度，并且测量PET板302b的重量。被检查物301的均具有10mm长度并且从对应端部延伸10mm的部分被分别塞入(tuck)PET片302a和302b。在该情况下，被检查物301和PET片302a及302b的中心线彼此重合。以这种方式将被检查物301塞入PET片302a和302b使得被检查物301的弹性部具有100mm的长度303。PET片302a被悬挂在支撑部件304上。在这种状态下，测量长度303。通过从悬挂状态的长度303中减去100mm所获得的值等同于由于PET片302b的重量产生的被检查物301的拉伸量。然后在PET片302b上悬挂各种重量的重物305，并且测量被检查物301的拉伸量。关于悬挂的重物305，通过从长度303中减去100mm所获得的值等同于被检查物301的拉伸量，该拉伸量与PET片302b和重物305的重量的和相对应。图4是示出了以各种材料制成的被检查物301的重量和重物的重量之和与拉伸量之间的关系的曲线图。例如，设d是拉伸量，并且x是重物305的重量，可以选择满足d≤0.563exp(0.00253x)的基材121，并且将其用于放射线检测装置100。
下面将参考图5描述上面实施例的修改。图5中与图1相同的附图标记表示相同元件，并且将忽略其描述。图5所示的半导体检测装置500包括闪烁体层141和半导体基板130之间的粘接层510。闪烁体层141通过粘接层510接合到半导体基板130。
如上所述，根据上面的实施例，由于支撑多个半导体基板130的弹性部件关于膨胀/收缩具有各向异性，因此可以抑制各半导体基板之间的间隔的偏移。
下面将描述上面实施例的例子。
<第一例子>
假设第一例子使用上面材料中的具有相对高的硬度的PET材料作为基材121的材料，其厚度为10μm或更大并且500μm或更小。第一例子还从具有包括可热膨胀的微球体的可热释放粘接层的材料中选择材料作为粘接层123的材料。另外，粘接层122具有10μm或更大并且100μm或更小的厚度。第一例子对于基材121使用具有相对高的硬度的材料，以便在通过加热粘接层123来从基材121释放半导体基板130时抑制粘接层123在平行方向151上的膨胀/收缩。这防止半导体基板130彼此碰撞。
<第二例子>
下面将描述与上面参考图5描述的修改相关联的第二例子。由于半导体基板130可具有不同厚度，当闪烁体面板140被接合到半导体基板130时，粘接层510和半导体基板130之间可能进入气泡。即使执行真空/加压脱泡处理以便去除气泡，仍可能会剩余一些气泡。由于被闪烁体面板140转换并且向着半导体基板130传播的光由于反射和折射而改变，因此残余气泡的存在将使输出图像的质量劣化。
因此第二例子使用上面材料中的具有相对高的硬度的PET材料作为基材121的材料，并且将基材121的厚度设置为10μm或更大并且50μm或更小。虽然可以使用上面的材料作为粘接层123的材料，但是特别地，可从具有包括可热膨胀的微球体的可热释放粘接层的材料中选择材料，以有助于半导体基板130的更换。这使得粘接层122和粘接层123可以有效地吸收半导体基板130在垂直方向152上的偏移。这防止半导体基板130在平行方向151上偏移，并且防止真空/加压脱泡处理之后半导体基板130和粘接层510之间有残余气泡。
<第三例子>
下面将描述与上面参考图5描述的修改相关联的第三例子。第三例子使用由弹性粘接材料形成的弹性粘接层作为粘接层122。在这个情况下，类似于基材121，弹性粘接层可以关于膨胀/收缩具有各向异性。例如，使用片状聚苯乙烯材料作为弹性粘接层的基材的材料，并且使用丙烯酸粘接材料的阻尼片作为基材的两个表面上的粘接层中的每一个尤其有效。对于弹性粘接层的基材，可以使用基于聚烯烃的树脂、聚酯等。还可以取代上面的材料使用非弹性材料作为粘接层122，并且在粘接层122和基体110之间放置弹性粘接层(未示出)。这样防止了半导体基板130在平行方向151上偏移，并且防止了在真空/加压脱泡处理之后半导体基板130和粘接层510之间有残余气泡，即使使用PET作为基材121的材料并且其厚度为50μm或更大并且500μm或更小仍如此。关于粘接层123的材料，第三例子使用与第一例子和第二例子中的每一个的材料相同的材料，并且特别地可以从具有包括可热膨胀的微球体的可热释放粘接层的材料中选择材料。
<其它实施例>
图6是示出了将根据本发明的X射线成像装置应用于X射线诊断系统(放射线成像系统)的例子的视图。由X射线管6050(放射线源)产生的X射线6060穿过病人6061的胸部区域6062，并且撞击在其上部部分上安装有闪烁体的光电转换装置6040(在其上部部分上安装有闪烁体的光电转换装置形成上述放射线检测装置)。入射的X射线包含病人6061身体内部的信息。当X射线撞击闪烁体时闪烁体发光。对这种光进行光电转换以便获得电气信息。这种信息被转换为数字信号。作为信号处理单元的图像处理器6070对该数字信号执行图像处理，以便允许在控制室内在作为显示单元的显示器6080上观察结果图像。注意，该放射线成像系统至少包括成像装置和对来自成像装置的信号进行处理的信号处理单元。
另外，网络6090诸如电话线或Internet上的传输处理单元可以将这种信息传递到远程位置，以便允许该信息在其它位置的医生室等中在作为显示单元的显示器6081上被显示或者被存储在诸如光盘的记录单元中。这允许医生在远程位置执行诊断。另外，作为记录单元的胶片处理器6100可以在作为记录介质的胶片6110上记录信息。
虽然已经参考示例实施例描述了本发明，应当理解，本发明不限于公开的示例实施例。下面权利要求的范围应被给予最宽泛的解释，以便包含所有这些修改和等同结构和功能。

Claims (5)

1.一种放射线检测装置，包括：
多个半导体基板，所述多个半导体基板中的每一个具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，用于检测光的光电转换部被形成在第一表面上；
闪烁体层，被放置在所述多个半导体基板的第一表面之上，用于将放射线转换为光；以及
弹性部件，放置在基体和所述多个半导体基板的第二表面之间，用于支撑所述多个半导体基板的第二表面，从而所述多个半导体基板的第一表面彼此平齐，
其中当作为单体测量所述弹性部件时，立方体被检查物在被在垂直于第一表面的方向上压缩时在平行于第一表面的方向上的拉伸量小于被检查物在被在平行于第一表面的方向上压缩时在垂直于第一表面的方向上的拉伸量。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述弹性部件包括由无纺布、化学纤维和丝线网中的至少一种形成的基材。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述弹性部件还包括用于将所述多个半导体基板接合到所述基材的可热释放粘接层。
4.如权利要求2所述的装置，其中所述弹性部件还包括用于将所述基材接合到所述基体的弹性粘接层。
5.一种放射线成像系统，包括：
根据权利要求1所述的放射线检测装置；和
信号处理单元，配置用于处理从所述放射线检测装置获得的信号。
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