CN109324341B - 放射线检测装置及其制造方法和放射线成像系统 - Google Patents
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Abstract
公开了放射线检测装置及其制造方法和放射线成像系统。放射线检测装置包括：多个检测基板，光电转换元件被布置在所述多个检测基板上；板，被配置成支撑所述多个检测基板；闪烁体；和多个接合材料构件，被配置成接合所述多个检测基板和闪烁体。所述多个接合材料构件接合所述多个检测基板的一侧的表面和闪烁体的一侧的表面，并且所述多个接合材料构件彼此分离并被布置以使得所述多个接合材料构件的外边缘不位于所述多个检测基板之间。
Description
技术领域
本发明涉及检测放射线的放射线检测装置、使用放射线检测装置的放射线成像系统以及放射线检测装置的制造方法。
背景技术
间接型放射线检测装置包括以矩阵形式将光电转换元件布置在其上的检测基板和将放射线转换成可由光电转换元件感测的光的闪烁体。日本专利特开No.2012-27002公开了一种放射线检测装置，其中多个检测基板通过连续的粘附层被粘附到闪烁体。
由于根据日本专利特开No.2012-27002的放射线检测装置的各构件会由于在使用装置时发生的温度改变和振动而膨胀和收缩，因此粘附层可能剥离并变形。结果，位于检测基板之间的粘附层的形状可能改变。粘附层形状的这种改变会影响从闪烁体到检测基板的光传播状态，并且可能在从检测基板获得的图像信号中产生伪像。
发明内容
本发明是考虑了上述情况而完成的，并且本发明提供抑制伪像的产生的放射线检测装置。
本发明的第一方面提供一种放射线检测装置，包括：多个检测基板，光电转换元件被布置在所述多个检测基板上；板，被配置成支撑所述多个检测基板；闪烁体；和多个接合材料构件(bonding material member)，被配置成接合所述多个检测基板和闪烁体，其中所述多个接合材料构件接合所述多个检测基板的一侧的表面(one-side surface)和闪烁体的一侧的表面，并且所述多个接合材料构件彼此分离并被布置以使得所述多个接合材料构件的外边缘不位于所述多个检测基板之间。
本发明的第二方面提供一种放射线成像系统，包括：上述放射线检测装置，以及被配置成处理由放射线检测装置获得的信号的信号处理单元。
本发明的第三方面提供一种放射线检测装置的制造方法，包括：准备由板支撑的多个检测基板；和通过彼此分离的多个接合材料构件来接合所述多个检测基板和闪烁体，其中，在接合中，在所述多个检测基板和闪烁体被粘附并接合的情况下，所述多个接合材料构件中的各接合材料构件被布置在各检测基板和闪烁体之间以使得所述多个接合材料构件中的各接合材料构件的外边缘不位于检测基板之间。
从以下参考附图对示例性实施例的描述中，本发明的其它特征将变得清楚。
附图说明
图1是根据本发明实施例的放射线检测装置的透视图；
图2是根据本发明实施例的放射线检测装置的截面图；及
图3是使用根据本发明的放射线检测装置的放射线检测系统的概念图。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述本发明的实施例。在各个实施例中相同的附图标记指代相同的部件，并且将省略其重复描述。在本发明中，光包括可见光和红外线，并且放射线包括X射线、α射线、β射线和γ射线。
(第一实施例)
将参考图1描述根据本发明第一实施例的放射线检测装置100的概要。根据本实施例的放射线检测装置100包括固定板110、由固定板110支撑的多个检测基板130、闪烁体150、和闪烁体150的保护板160。玻璃板可以用作固定板110。包括光电转换元件的像素以矩阵形式被布置在各检测基板上。可以将布置在各检测基板130上的像素之间的间隔(以下称为“像素节距”)设置为100μm至200μm。多个检测基板130由固定板110支撑。
闪烁体150将放射线转换为具有可由光电转换元件检测的波长的光。闪烁体150可以具有由掺杂有铊的碘化铯构成的柱状晶体结构。闪烁体150可以通过气相沉积而形成在保护板160上。玻璃、无定形碳、CFRP、铝和钛可以用作保护板160。闪烁体150和多个检测基板130通过多个接合材料构件140而被接合。
检测基板130上的各光电转换元件将由闪烁体150产生的光转换为电信号。作为各光电转换元件，可以使用利用晶体硅的CMOS传感器或利用非晶硅的PIN型传感器或MIS型传感器。可替代地，可以使用能够检测光并将检测到的光转换成电信号的已知机制。在此实施例中，多个检测基板130被对准并布置，以使得可以执行大画面的成像。
虽然为了描述方便起见，闪烁体150和检测基板130在图1中被绘制成就像是它们彼此分离，但是这些构件实际上以图2所示的方式被分层并布置。另外，在图1中，省略了对于本发明的描述不必要的部分(诸如用于保护电极和闪烁体150免受潮湿的保护膜)的描述。虽然为了描述方便起见，在图1中仅示出了四个检测基板130，但是检测基板130的数量不限于此。
根据此实施例的放射线检测装置如下所述地进行操作。从箭头200的方向朝向被检体(未示出)发射的放射线被被检体衰减并进入闪烁体150。闪烁体150将放射线转换为具有可由光电转换元件检测的波长的光(诸如可见光)。基于在闪烁体150中产生的放射线的光进入检测基板130并且被各光电转换元件转换成电信号。通过对电信号执行图像处理来产生图像。放射线检测装置100还可以通过重复执行此操作来获得运动图像。
接下来将参考图2的截面图来描述放射线检测装置100。图2是沿着图1中的线A-A'截取的放射线检测装置100的截面图。通过在多个检测基板130之间留下空气间隙(airgap)从而形成检测放射线的平坦表面，来对准并布置这多个检测基板，并且这多个检测基板经由固定构件120接合到固定板110。可以使用玻璃、无定形碳、CFRP、铝和钛作为固定板110。作为固定构件120，可以使用通过在具有空气间隙的泡沫体的底部和顶部布置粘附层而形成的片状粘附材料构件。因为这种类型的片状粘附材料构件由于泡沫体中的空气间隙而具有弹性，所以其具有吸收检测基板130的高度变化并使成像表面平坦化的效果。可替代地，可以使用包括硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和热熔树脂的片状、凝胶或液体粘附材料构件。
多个接合材料构件140被布置成与检测基板130对应。接合材料构件140被夹在检测基板130的一侧的表面和闪烁体150的一侧的表面之间，并且将检测基板130接合到闪烁体150。接合材料构件140被布置成彼此分离。如图2所示，在检测基板130的周边端部中，多个检测基板的侧表面被布置成使得检测基板彼此面对。各检测基板的侧表面被称为端面。在各个检测基板130的端面之间形成空气间隙。接合材料构件140的外边缘被布置成不位于沿着端面的平面之间。类似于固定构件120，可以使用包括硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和热熔树脂的片、凝胶或液体粘附材料作为各接合材料构件140。使用具有高的光透射率的材料作为接合材料构件140有利于将在闪烁体150中产生的光有效地递送到各检测基板130。由于图像清晰度随着接合材料构件140的厚度的增大而减小，因此各接合材料构件140的厚度被设置为200μm或更小。厚度可以被设置为50μm或更小。然而，为了维持闪烁体150和检测基板130之间的接合力，对于各接合材料构件140，需要一定程度的厚度。因此，可以将各接合材料构件140的厚度设置为1μm(含1μm)至50μm(含50μm)。
如图2所示，接合材料构件140不布置在多个检测基板130的周边端部上。考虑到制造时的定位精度，要用作各接合材料构件140的粘附材料构件可以被布置在与对应的检测基板130的端面相距预定距离的位置处从而接合材料构件140不会从检测基板130的区域突出。在检测基板130和闪烁体150要通过接合材料构件140接合的情况下，被检测基板130和闪烁体150夹住的部分可以被接合材料构件140以足够的强度接合。然而，即使在被检测基板130和闪烁体150夹住的部分中，接合材料构件140的外边缘部分的强度也降低，接合材料构件140也会容易剥离或变形。因此，从强度的观点来看，被对应的检测基板130和闪烁体150夹住并使对应的检测基板130和闪烁体150接合的各接合材料构件140所占据的区域的外边缘被布置在离开检测基板130的端面预定距离的内侧位置处。换句话说，由接合材料构件140占据的区域被布置成使得它被包含在由对应的检测基板130占据的区域内。因此，设置在对应的检测基板130和闪烁体150之间的各接合材料构件140所占据的面积小于对应的检测基板130的表面的面积。
通过将各接合材料构件140布置在相对于对应的检测基板130的端面的内侧位置处，能够即使在发生温度改变或振动的情况下也抑制接合材料构件140在检测基板130的周边部分中的剥离或变形。结果，抑制图像伪像的产生。从各检测基板130的端面到对应的接合材料构件140的外边缘的距离可以被设置为至少大于或等于设置在闪烁体150和对应的检测基板130之间的各接合材料构件140的厚度。
另一方面，如果从各检测基板130的端面到对应的接合材料构件140的外边缘的距离长，那么检测基板130和闪烁体150将更容易剥离。另外，如果在相邻的接合材料构件140之间形成大的空气间隙，则这会影响进入像素的光。因此，考虑到像素节距，彼此面对的相邻的接合材料构件140的外边缘之间的距离可以被设置为等于或小于像素节距，即，100μm或更小。
为了有利地获得图像信号，可以在相邻的检测基板130之间设置小的间隔。如果设置了大的间隔，则可能会不希望地发生图像丢失。因此，考虑到检测基板130的像素节距，可将此间隔设置为等于或小于像素节距，即，100μm或更小。
接下来将描述根据本发明实施例的放射线检测装置100的制造方法。首先，准备由固定板110支撑的多个检测基板130。可以如下执行所述准备。将用作固定构件120的粘附材料构件粘附在固定板110上。在粘附材料构件是片状粘附材料构件的情况下，将片状粘附材料构件放置在固定板110上并通过辊来加压粘贴(pressure-paste)。这可以防止固定板110和粘附材料构件之间的气泡混入。接下来，将多个检测基板130依次布置在粘附材料构件上的预定位置处，并且通过粘附将固定板110和检测基板130接合。
另一方面，用作接合材料构件140的粘附材料构件被粘附在形成于保护板160上的闪烁体150上。各粘附材料构件被布置在闪烁体150上的要布置对应的检测基板130的位置处。在各粘附材料构件由片状粘附材料构成的情况下，可以执行以下操作：通过用辊来对粘附材料构件进行按压来将粘附材料构件粘贴到闪烁体150。这可以防止闪烁体150与各粘附材料构件之间的气泡混入，并且还允许粘附材料构件紧密粘附到闪烁体150的表面的不平整处。因此，在检测基板130的粘附之前将粘附材料构件粘附到闪烁体150。为了抑制放射线检测装置100的灵敏度和分辨率的降低，粘附材料构件可以由透明且薄的材料构成。
在将各粘附材料构件粘附到闪烁体150的过程中需要注意防止异物的混入。片状粘附材料构件可以被分成多个构件并且易于弯曲。因为使用分离的片状构件允许在粘贴时根据闪烁体150的形状来粘贴各粘附材料构件，所以粘附材料构件和闪烁体150之间的粘附性得到改善。
以下方法还可以减少异物的混入。准备单个薄的透明片。此透明片被用作用于支撑多个片状粘附材料构件的支撑片。所述多个片状粘附材料构件被布置在支撑片上。此时，所述多个粘附材料构件被布置在支撑片上的与要布置多个检测基板130的位置对应的位置处。支撑片的在布置有粘附材料构件的表面的相对一侧的表面被粘贴到闪烁体150上。相较于将多个片状粘附材料构件一片一片地布置到闪烁体150上的方法，通过此方法可以缩短将粘附材料构件布置到闪烁体150上所花费的时间。结果，可以减少闪烁体150与接合材料构件140之间的异物的混入。
最后，通过粘附材料构件粘贴由固定板110支撑的检测基板130和闪烁体150。粘附材料构件中的各粘附材料构件成为要将多个检测基板130中的对应一个的表面与闪烁体150接合的接合材料构件140。
上述制造方法仅仅是示例，并且放射线检测装置的制造方法不限于此。可以根据粘附材料的特性来选择合适的制造方法。粘附材料构件可以预先个体地布置在多个检测基板130的一侧的表面上，并且检测基板130可以在检测基板130已经由固定板110支撑之后与闪烁体150粘附并接合。可替代地，可以准备由固定板110支撑的检测基板，可以将粘附材料构件布置在检测基板130中的各检测基板上，并且可以通过粘附材料构件接合检测基板130和闪烁体150。
在此实施例中，多个检测基板130中的各检测基板通过多个接合材料构件140中的对应的一个而个体地接合到闪烁体150。此时，为了防止各接合材料构件140从对应的检测基板130突出，用作接合材料构件140的粘附材料构件不布置在检测基板130的周边端部上。调整各个粘附材料构件的面积和粘贴位置，以使得接合材料构件140将不存在于多个检测基板130中的相邻检测基板130之间的空气间隙部分中。换句话说，各接合材料构件140通过被布置在检测基板130和闪烁体150重叠的区域的内部而将对应的检测基板130和闪烁体150接合。因为接合材料构件140被夹在检测基板130和闪烁体150之间并且接合材料构件140被布置在检测基板130和闪烁体150重叠的区域的内部，所以接合材料构件140的剥离和变形几乎不发生。
如上所述，本发明可以提供放射线检测装置100，其中抑制了由于可能在多个检测基板130的周边部分附近发生的接合材料构件140的变形而引起的伪像的产生。
(第二实施例)
图3是使用根据本发明的放射线检测装置的X射线诊断系统(放射线成像系统)的概念图。作为由X射线管210(放射线源)产生的放射线的X射线211透过患者或被检体220的胸部区域221，并进入根据本发明的包括闪烁体150的放射线检测装置100。入射的X射线包括被检体220的体内信息。闪烁体150产生与入射的X射线对应的光，并且通过光电转换所产生的光来获得电信号。电信号被转换为数字信号，由作为信号处理单元操作的图像处理器230进行图像处理，并且可以通过作为控制室中的显示单元的显示器240来观察。注意，放射线成像系统至少包括放射线检测装置和处理来自放射线检测装置的信号的信号处理单元。
此信息可以通过诸如电话线250之类的传输处理单元被传送到远程位置，被显示在用作分开的地方中的医生房间中的显示单元的显示器241中，或者被存储在诸如光盘之类的记录单元中。这允许远程位置的医生进行诊断。信息也可以通过用作记录单元的胶片处理器260记录在用作记录介质的胶片261中。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释以涵盖所有这些修改以及等同的结构和功能。
Claims (10)
1.一种放射线检测装置，包括：
多个检测基板，光电转换元件被布置在所述多个检测基板上；
板，被配置成支撑所述多个检测基板；
闪烁体；和
多个接合材料构件，被配置成接合所述多个检测基板和闪烁体，
其中，所述多个接合材料构件接合所述多个检测基板的一侧的表面和闪烁体的一侧的表面，并且
所述多个接合材料构件彼此分离并被布置以使得所述多个接合材料构件的外边缘不位于所述多个检测基板之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个接合材料构件的外边缘被布置成与所述多个检测基板的端面分离并且位于检测基板的内侧位置处。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个接合材料构件中的各接合材料构件的外边缘与所述多个检测基板中的对应的检测基板的端面之间的距离不小于接合材料构件的厚度。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述多个接合材料构件之中的相邻地布置的多个接合材料构件之间形成空气间隙。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个接合材料构件是片状构件。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，片状接合材料构件是由多个分离的构件形成的。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个检测基板之中的相邻地布置的多个检测基板之间的距离不大于被布置在所述多个检测基板上的像素的像素节距。
8.一种放射线成像系统，包括：
根据权利要求1至7中任一项所述的放射线检测装置；和
信号处理单元，被配置成处理由放射线检测装置获得的信号。
9.一种放射线检测装置的制造方法，所述方法包括：
准备由板支撑的多个检测基板；和
通过彼此分离的多个接合材料构件来接合所述多个检测基板和闪烁体，
其中，在接合中，在所述多个检测基板和闪烁体被粘附并接合的情况下，所述多个接合材料构件中的各接合材料构件被布置在各检测基板和闪烁体之间以使得所述多个接合材料构件中的各接合材料构件的外边缘不位于检测基板之间。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个接合材料构件是片状构件。
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