CN1940596A - 核医学诊断装置、正电子发射断层成像装置及检测器单元 - Google Patents

核医学诊断装置、正电子发射断层成像装置及检测器单元 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种通过有效地冷却放射线检测器并提高放射线检测器的防湿及防尘效果，从而能提高时间分辨率及能量分辨率，能提高诊断精度的核医学诊断装置。该核医学诊断装置在收放部件(5)内设置有借助于绝热部件(7)容纳放射线检测器(21)的第一区域A及容纳信号处理装置的第二区域B。另外，在收放部件(5)上，以与第一区域A连通的方式设有具备防尘过滤器(9)的通气口(8)；以与第二区域B连通的方式设有成为冷却空气的入口的通气孔(34)和成为出口的单元风扇(33)。

Description

核医学诊断装置、正电子发射断层成像装置及检测器单元
技术区域
本发明涉及利用了放射线的核医学诊断装置，尤其涉及适合进行X线CT、正电子发射断层成像(Positron Emission Computed Tomography，以下简称“PET”)、单光子发射断层成像(Single Photon Emission ComputedTomography，以下简称“SPECT”)等多种放射线检查的核医学的诊断装置、正电子发射断层成像装置及检测器单元。
背景技术
利用放射线的检查技术，能够非破坏地检查被检体内部。尤其在对人体的放射线检查技术中，有X线CT、PET、SPECT等。这些技术均为将检查对象的物理量作为放射线飞行方向的积分值进行计测，并通过将其积分值进行反投影，以计算被检体内的各个体像素的物理量并将其图像化的技术。这些技术中，需要进行庞大的数据处理，随着近几年计算机技术的飞速发展，使得能够提供高速且高清晰的图像。
作为核医学诊断装置的PET及SPECT是可检测用X线CT等核医学诊断装置所不能检测的分子生物学水平上的功能或代谢的方法，可提供身体的功能图像。
PET是给予以所谓18F、15O、11C的正电子发射原子核素标记的放射性药剂，计测其分布并使其图像化的方法。药剂使用氟脱氧D型葡萄糖[2-(F-18)fluoro-2-deoxy-D-glucose、18FDG]等，该药剂利用糖代谢高度集中在肿瘤组织的特点，使用于特定的肿瘤部位上。进入体内的放射线原子核素，衰变而放出正电子(β+)。被放出的正电子与电子结合而消灭时，放出具有511keV能量的一对衰变γ线(衰变γ线对)。由于该衰变γ线对大致向相反方向(180度±0.6度)放射，因此，通过利用围绕被检体的周围配置的多个放射线检测器同时检测衰变γ线对，并存储其放射方向数据，就能够得到投影数据。通过将投影数据反投影(使用滤波向后投影法等)，可辨认放射位置(放射线原子核素的聚集位置)并使之图像化。
SPECT是给予以单光量子发射原子核素标记的放射性药剂，并计测其分布使之图像化的方法。从药剂发射具有大致100keV的能量的单一γ线，用放射检测器计测该单一γ线。在该单一γ线的计测中，由于无法分辨其飞行方向，因此，在SPECT中，将准直器插入到放射线检测器的前面，通过只检测来自特定方向的γ线来得到投影数据。PET同样地利用滤波向后投影法等对投影数据进行反投影而得到图像数据。与PET不同之处在于，由于对单一γ线进行计测，不必同时计测，可减少放射线检测器的数量等，装置结构简单。
上述的现有的PET、SPECT等核医学诊断装置，为了得到图像，作为放射线检测器使用闪烁器。该闪烁器首先将入射的γ线转换为可见光，其后，通过光电子倍增管(光电倍增管)进行重新转换为电信号这样的处理。另外，闪烁器，不仅转换为可见光时的光量子的发生量少，如上所述，由于需要两个阶段的转换过程，因此，能量分辨率较低，存在不一定能够提高诊断精度的问题。其能量分辨率降低，尤其成为PET的3D成像时不能进行定量评价的原因。这是因为，因能量分辨率较低而不得不降低γ线的能量临界值，从而在3D成像时检测许多作为所增加的噪音的体内散射。
于是，近年来，作为核医学诊断装置用的放射线检测器，半导体放射线检测器为人瞩目。该半导体放射线检测器，将入射的γ线直接转换成电信号，由于所生成的电子和空穴对的数量较多，因而具有能量分辨率较高的特征。
这些放射线检测器(闪烁器及半导体放射线检测器)的特性，一般来讲，具有温度依赖性。这里所说的特性是指时间分辨率及能量分辨率。众所周知，通过在更低的温度条件下使用放射线检测器，能够提高这些特性。
在下述的专利文献1-日本特开2005-128000号公报(0058～0060段)中，记载有有效地冷却信号处理装置及放射线检测器的冷却结构，通过以低温保持放射线检测器，能够实现图像质量及定量性的提高，并能进行更高精度的诊断。
可是，对于放射线检测器，除了温度以外，防湿性及防尘性也很重要。尤其是在半导体检测器的情况下，有必要对检测器施加高的偏压，若尘埃附着在检测器和电路板上的外加高压部分，则漏电流增加，能量分辨率和时间分辨率降低。若在尘埃附着的基础上湿度增高，则能量分辨率和时间分辨率更降低。
还有，在现有技术中，为了防止尘埃附着将放射线检测器做成密封结构，但考虑到维修保养性而将放射线检测器做成完全密封状态，这在技术上是困难的，且放射线检测器的湿度控制也很困难，而且若长时间使用装置，则发生尘埃混入的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核医学诊断装置、正电子发射断层成像装置及检测器单元，其在有效地冷却放射线检测器的同时，不损害维修保养性，能够提高放射线检测器的防湿及防尘效果，提高时间分辨率及能量分辨率，从而能进行高精度的诊断。
为了解决上述课题，本发明在保持被检体的床的周围配置了检测器单元的核医学诊断装置中，其特征在于，上述检测器单元具有：包含检测放射线的多个放射线检测器及分别输入上述各个放射线检测器的各个检测信号的多个信号处理装置的多个单元基板；内部装有上述多个单元基板，并划分为配置上述多个放射线检测器的第一区域和配置上述多个信号处理装置的第二区域的收放部件；以及将冷却上述信号处理装置的气体冷却材料导入到第二区域内，并从那里排出的冷却材料排出装置，再有，在上述收放部件上形成有与上述第一区域和上述收放部件的外部连通的通气口，且在上述通气口上设置有防尘过滤器。
本发明的核医学诊断装置做成，分离放射线检测器和信号处理装置，并在冷却信号处理装置一侧的同时，在放射线检测器一侧设置附带有防尘过滤器的通气口的结构。通过冷却材料排出装置，放射线检测器抑制来自发热体即信号处理器的热量传播，并抑制放射线检测器的温度上升。再有，通过在连通设置放射线检测器的第一区域部分设置可通入空气的通气口，并将防尘过滤器设置在通气口上，防止尘埃通入放射线检测器内。再有，通过设置有具备防尘过滤器的通气口，立即达到装置外部所设定的湿度，使得湿度控制较容易。
根据本发明，由于在低温下保持放射线检测器，同时，做成可防湿及防尘的结构，因此，不仅显著提高时间分辨率及能量分辨率，还提高定量性，从而能够提高诊断精度。
附图说明
图1是表示本实施例的核医学诊断装置的结构的立体图。
图2是示意地表示图1的成像装置的圆周方向的截面图。
图3(a)是从正面一侧观察到的用于本实施例的核医学诊断装置上的检测器单元时的剖视图，(b)是同一检测器单元的侧剖视图。
图4是表示将检测器单元安装到成像装置的单元支撑部上的状况的立体图。
图5是表示将检测器单元安装到单元支撑部上的状态的剖视图。
图6是表示冷却装置的变形例的分解立体图。
图7是冷却装置的变形例的分解剖视图。
其中：
1-PET装置(核医学诊断装置)、2-检测器单元、5-收放部件、6-冷却材料排出装置、7-绝热部件、8-通气口、9-防尘过滤器、20-单元基板、20A-检测器基板(第一基板)、20B-信号处理基板(第二基板)、21-检测器(半导体放射线检测器)、22-结合基板、24-模拟ASIC(信号处理装置)、33-单元风扇、34-通气孔、40-单元支撑部、A-第一区域、B-第二区域、H-被检者(被检体)
具体实施方式
下面，参照图1～图5，对本发明的优选实施例即核医学诊断装置进行说明。再有，在本实施例中，作为核医学诊断装置虽以PET为例进行说明，但本发明不限定于PET装置上，也可以应用于SPECT等其它核医学诊断装置。
如图1所示，PET装置1(核医学诊断装置)具备：成像装置11；处理该成像装置11成像而得到的检测数据并将其转换成图像数据的数据处理装置12；将该数据处理装置12输出的图像数据以二维或三维显示的显示装置13；以及沿身身体轴线方向可进退移动地承载被检者(被检体)H(参照图2)的床14。
如图2所示，上述成像装置11，具备具有多个半导体放射线检测器(以下简称检测器，详细内容后述)21的检测器单元2。该检测器单元2配置于成像装置11的罩11A内，且以被检者H的身体轴线Z为中心在圆周方向上配置多个，以便围绕插入到成像装置11的空间S内的床14。
对被检者H给予放射性药剂，例如包含半衰期为110分钟的18F的氟脱氧D型葡萄糖(FDG)。该放射性药剂聚集在例如癌的患部C上。如图2所示，从该FDG放出的正电子衰变时产生的一对γ线(放射线)，从被检者H的体内同时向180度±0.6度的方向放出。这些γ线可以由位于180°相反方向上的两个检测器21检测。根据从各个检测器21输出的检测信号，特定出被检者H的体内的γ线的发生源(放射性药剂的聚集部)。再有，如图2所示的检测器单元2及其周边部的结构，是为了说明其配置而简略地表示的，至于其详细结构将在后面详述。
还有，上述成像装置11还具备冷却装置50(图2表示其构成要素的一部分)。该冷却装置50是用于冷却各个检测器单元2的，在本实施例中，作为冷却空气(气体冷却材料)使用空气。至于冷却装置50的详细内容，将在后面叙述。
如图2所示，上述数据处理装置12，具有同时计测装置12A及图像信息生成装置12B。数据处理装置12，读取从内置于后面叙述的检测器2中的结合基板22(参照图3(b))的综合FPGA28(参照图3(b))输出的数据(后面叙述的信息组数据)。同时计测装置12A从读取的数据中，根据来自同一发生源的一对γ线特定出发生源的位置，并将这些位置信息存储在未图示的存储器中。而且，图像信息生成装置12B，根据该特定出的位置信息，生成被检者H的PET图像信息(断层图像信息)，并将其显示在显示装置13上。
具体来讲，在同时计测装置12A中，比较多个检测数据的检测时刻数据，并将同时计测时间窗长度，例如将在10ns以内的两个数据判断为有效数据对。再有，在图像信息生成装置12B中，从上述有效数据对的检测器21的ID汇集γ线对的飞行方向数据，并根据这些数据实施图像的重构，从而生成PET图像。然后，将生成的PET图像输出到显示装置13上。
如图3(a)、图3(b)所示，上述检测器单元2的结构包含收放部件5、冷却材料排出装置6、绝热部件(隔断部件)7及单元基板20。附带说一下，成像装置11(参照图2)的结构为，例如沿圆周方向装卸自如地配置有60～70个检测器2，使得保养检查容易进行。
上述单元基板20，具有作为第一基板的检测器基板20A和多个检测器21，且将这些检测器21呈矩阵状地分别配置于检测器基板20A的两面。
上述检测器基板20A以多块并列在图2所示的被检者H的身体轴线Z方向(床14的长度方向)上的状态下，配置于收放部件5内。在本实施例中，如图3(b)所示，作为其一例设置有共计15块检测器基板20A。
再有，在图3(a)中，作为一例，在检测器基板20A的每一个单面上设有的检测器21是，在沿成像装置11的圆周方向(检测器单元2的并列方向)为16个，在沿成像装置11的直径方向(与检测器单元2的并列方向正交的方向)为4个，共计64个。即，在本实施例中，检测器21以成像装置11的中心轴(与被检者H的身体轴线Z大致同轴)为中心，并排配置在圆周方向上。还有，在本实施例中，通过减小检测器21的排列间距而使检测器21较密地配置，从而实现了检测器基板20A上的检测器21的高密度安装。因此，能够提高检测器基板20A上的γ线的检测效率，并可缩短检查时间。
上述检测器21，具有夹在未图示的阴极与阳极之间并叠层的半导体部件。该半导体部件，由CdTe(碲化镉)、TlBr(溴化铊)、GaAs(砷化镓)等中的任一种单晶体构成。阳极和阴极使用Pt(铂)、Au(金)、In(铟)等中的任一种材料。通过做成这种结构的检测器21，不仅能够提高电荷的收集效率，还能够减少径直通过的γ线的量，从而能够增加半导体部件和γ线之间的相互作用(计数)(提高灵敏度)。再有，检测器21不一定要做成这样的叠层结构，既可以做成单层，也可以做成适宜的层结构。
这里，在PET装置1中，所设置的检测器21的数量越多，检测γ线越容易，而且，能够提高检测γ线时的位置精度。因此，检测器21最好如上所述较密地配置。还有，如图5所示，检测器单元2在成像装置11的罩11A(参照图2及图5)内，以靠近圆周方向配置为宜。通过采取这种配置结构，能够提高所得到的图像的位置分辨率。
采用这种结构，各个检测器21检测用于PET装置1上的511keV的γ线(放射线)，并输出与其γ线的能量(与半导体部件发生相互作用的能量)相对应的模拟信号(γ线检测信号)。
如图3(b)所示，在上述信号处理基板20B的另一端(上端)上设置有基板连接器C2，通过借助于该基板连接器C2连接的连接线R1，信号处理基板20B和结合基板22实现电连接。
上述信号处理基板20B，在上述的各个检测器21中安装有处理所输出的γ线检测信号的集成电路(模拟ASIC24、AD25、数字ASIC26)。再有，模拟ASIC24起本实施例的信号处理装置的作用。
一个模拟ASIC24，具备32组具有慢速型和快速型的模拟信号处理电路(模拟信号处理装置)。模拟信号处理电路设置在每一个检测器21上，且一个模拟信号处理电路连接在一个检测器21上。这里，快速型具有用于特定γ线的检测时刻的输出定时信号的定时截止电路。还有，慢速型以求检测到的γ线的峰值为目的，且按如下顺序连接设置有极性放大器(线性放大器)、带通滤波器(波形整形装置)及峰值保持电路(峰值保持装置)。附带说一下，由于慢速型为了求峰值需要某种程度的处理时间，因而取名为“慢速”。附带说一下，从检测器21输出并通过了电容器和电阻的γ线检测信号，由充电放大器及极性放大器放大。放大了的γ线检测信号通过带通滤波器输入到峰值保持电路。峰值保持电路保持检测信号的最大值，换句说说，保持与检测到的γ线的能量成比例的γ线检测信号的峰值。一个模拟ASIC24将32组模拟信号处理电路LSI化。
这些集成电路，对从检测器21输出的微弱的γ线检测信号进行放大，并计测检测到的γ线的能量及检出的时刻。而且，在所计测的能量及检出时刻的数据中附加预先个别地设定在各个检测器21上的检测器ID，并作为信息组数据(数字数据)输出。
还有，在上述信号处理基板20B上，在其端部(下端部)设置有连接器C1，通过该连接器C1上述信号处理基板20B与上述检测器基板20A实现机械及电连接。再有，在该检测器基板20A和信号处理基板20B的重叠部分，可以用螺钉(未图示)使之装卸自如地相互结合。通过使用这样的检测器基板20A和信号处理基板20B的电连接结构，能够以抵损失将信号从检测器基板20A向信号处理基板20B传输。附带说一下，若损失降低，例如作为检测器21的能量分辨率则提高。
这样，由于检测器基板20A和信号处理基板20B的连接由连接器C1进行，使得基板间的装卸容易。因此，例如在检测器21或模拟ASIC24等上出现不良情况时，只要替换不良部分，即只替换检测器基板20A或信号处理基板20B即可。因此，能够消除因出现不良情况而将基板整体替换成全新部件的无畏的浪费，并可削减维修保养费用。
上述结合基板22具备：用于向各个单元基板20供给电压的升压装置即高压电源27，汇集通过各个信号处理基板20B的基板连接器C2输出的上述信息组数据的综合现场可编程门阵列(FPGA-Field Programmable GateArray)28以及将这些汇集的数剧组数据传输到数据处理装置12(参照图2)的数据传送装置29。在本实施例中，结合基板22与信号处理基板20B(单元基板20)同样地并列，并配置于后述的收放部件5内的后方一侧(图3(b)的右侧)。再有，结合基板22的位置，不限定于此，也可以是收放部件5的前方一侧等。
上述高压电源27，连接于设置在成像装置11的外部的低压电源(未图示)上，通过DC-DC换流器从低电压升压到300V并供给各个检测器21。还有，高压电元27由于装载在结合基板22上并配置于收放部件5内，因此，通过将检测器单元2安装在单元支撑部40(图2)上，能够容易地设置在成像装置11上。再有，在本实施例的成像装置11中，虽然将各个检测器21配置成朝向床14的长度方向(前后方向)，但不限定于这种结构，例如也可以将各个检测器21配置成朝向成像装置11的圆周方向。
再有，上述单元基板20不限定于上述结构，例如，也可以由单一的基板构成并使其安装检测器21及各种集成电路等。这样一来，不仅降低相当于不使用连接器C1部分的成本，还使装置的装配简单。还有，还可降低杂散电容，提高检测器21的特性进而装置的特性。
如图3(a)、图3(b)及图4所示，上述收放部件5是内部具有空间的四方形箱，相对于设置在成像装置11的罩11A内的环状的单元支撑部40(参照图4)安装在圆周方向上。
在本实施例中，如上所述，容纳在收放部件5内的单元基板20，沿进深方向(床14的长度方向)互不重叠地、每隔既定间隔并排有15列的同时，结合基板22，隔着既定间隔配置于收放部件5的后部一侧(图3(b)的右侧)。这些单元基板20及结合基板22，利用沿收放部件5的长度方向(床14的长度方向)延伸并横架在收放部件5上的4根基板固定棒32，通过使其贯通信号处理基板20B的四个角附近并予以支撑，从而支撑于收放部件5上。
另外，在上述收放部件5的上部，设置有排气用单元风扇33。该单元风扇33内部装有由未图示的薄型电动机驱动其转动的风扇，并具有将收放部件5内的空气朝向设置于收放部件5的上方(外侧)的排气管道43(图2)排出的功能。再有，单元风扇33从供给结合基板22的未图示的低压电源供给电力而工作。单元风扇33既可以是连续工作型，或者也可以是在检测到收放部件5内的温度已达到既定温度后工作的结构成。采用这样的结构，能够抑制电力消耗。
还有，在收放部件5内，设置有作为划分为配置检测器21的第一区域A和配置信号处理装置的第二区域B的隔断部件的绝热部件7。该绝热部件7以既定的厚度设置(堵缝)于如图3(b)所示的单元基板20的连接器C1的位置上的单元基板20相互之间、单元基板20和结合基板22之间、单元基板20和收放部件5的内侧面5b之间以及结合基板22和收放部件5的内侧面5b之间，以及如图3(a)所示的各个单元基板20和收放部件5的内侧面5c、5c之间及结合基板22和收放部件5的内侧面(未图示)之间分别形成的间隙S1中。换句话说，以绝热部件7作为界限，划分为检测器基板20A的全部检测器21所位于的收放部件5的内侧空间(第一区域A)和信号处理基板20B及结合基板22所位于的收放部件5的内侧空间(第二区域B)。由于该绝热部件7的存在，能够防止由第二区域B的集成电路(数字ASIC26等)所发生的热传播到第一区域A，因此，能够防止检测器21暴露于高温之中。
作为上述绝热材料7，能够使用导热系数较低且对间隙S1的填充性良好的材料，例如氨基甲酸乙酯。理想的是能够屏蔽电磁波的部件(电磁波屏蔽部件)，例如可以用金属薄片包裹氨基甲酸乙酯。通过使用这种能够屏蔽电磁波的部件，能够保护检测器21免受从集成电路(数字ASIC26等)产生的电磁波的影响。由此，可提高检测器21的时间分辨率及能量分辨率。还有，绝热部件7通过使用具有弹性的部件，例如橡胶等具备弹性的部件，使得进行间隙S1的堵缝作业更加简化，再有，即使在移送PET装置1时单元基板20产生振动，也能对其很好地抑制。
再有，在上述例子中，虽然将绝热部件7填充到单元基板20的连接器C1的位置，但这只不过是一个例子，也可以设置在能够防止来自集成电路(数字ASIC26等)的热传播到检测器21一侧的任意位置，例如模拟ASIC24的下方附近的位置等。
如图3(b)所示，上述冷却材料排出装置6由单元风扇33和多个通气孔34构成。单元风扇33，用于将收放部件5内的空气强制性地向外部排出，且夹着收放部件5的信号处理基板20B地设置在检测器21的相反一侧(180度的相反一侧)，即图3所示的收放部件5的上部。通气孔34用于将冷却空气从检测器单元2的外部导入到收放部件5内，且形成于收放部件5的宽度方向(图2的圆周方向)的两侧部5a、5a，并将冷却空气相对信号处理基板20B的面从侧面导入。在本实施例中，通气孔34，沿信号处理基板20B在各个侧部5a上形成有4个，还有，虽然未图示，沿信号处理基板20B的排列方向(床14的长度方向)形成有多组(例如相当于信号处理基板20B及结合基板22的块数部分)图3(a)所示排列的通气孔34。由此，既定量的空气大致均匀地导入到收放部件5内，能够均匀地冷却各个信号处理基板20B及结合基板22。
另外，上述通气孔34，在与收放部件5的第二区域B连通地形成的同时，形成于靠近检测器21(第一区域A)的位置，换句话说，形成于离单元风扇33最远的位置。由此，如图5的点划线所示，由于能够使冷却空气均匀地流遍全部信号处理基板20B及结合基板22，因此，能够提高冷却效率。
如图3(b)所示，在上述收放部件5中，在长度方向后方一侧的侧部5d的与第一区域A连通的位置上设置有通气口8，且设置有覆盖该整个通气口8的防尘过滤器9。再有，具备该防尘过滤器9的通气口8，不限定于收放部件5的长度方向后方一侧的侧部5d上，也可以是收放部件5的其它侧部或下部5e。还有，具备防尘过滤器9的通气口8，也可以不是一处而设置在多处。
作为上述防尘过滤器9，能够举出高效空气微粒(HEPA-High EfficiencyParticulate Air)过滤器。再有，防尘过滤器9不限定于由单一的过滤器构成的过滤器，也可以是将多种过滤器组合的过滤器。还有，不限定于HEPA过滤器，也可以是纸、无纺织布等其它种类的过滤器。通过将这种防尘过滤器9设置在收放部件5的通气口8上，能够防止尘埃从收放部件5的外部进入设置有多个检测器21上的第一区域A内。还有，通过将具备防尘过滤器9的通气口8设置在不与相邻的检测器单元2面对的一侧，从而能够更密地配置在检测器单元2的圆周方向上，能实现检测灵敏度的提高。
如图4所示，具有如此构成的收放部件5的检测器单元2，安装于设置在成像装置11的罩11A(参照图2)内的单元支撑部40上。单元支撑部40呈环状，在其外圆周面上，沿圆周方向的每个既定间距设置有多个开口部40a，在各个开口部40a上，以从单元基板20的检测器基板20A一侧插入的方式构成有检测器单元2。再有，使用未图示的螺钉等将检测器单元2固定在单元支撑部40上。由此，将检测器单元2做成可对单元支撑部40进行装卸的结构，因而便于维修保养等。
再有，在本实施例中，如图5所示，由于相邻接的检测器单元2的收放部件5之间以微小角度互相靠近配置，因此，最大限度地减少径直通过的γ线的量，从而可提高放射线的检测灵敏度。因此，可缩短检查时间。
如图2所示，上述冷却装置50主要具备：送风装置51；将来自该送风装置51的空气导入到单元支撑部40上的管道52；设置于单元支撑部40上的导风通道42；围绕该导风通道42的外侧设置的排气管道43；以及设置于该排气管道43上的排气风扇44。再有，导风通道42，如图5所示，由开口缘40b、收放部件5的侧部5a及横架在各个收放部件5上的顶板42a形成在收放部件5相互之间。
上述送风装置51及管道52设置于罩11A的外部。送风装置51配置于成像装置11的侧方或后方等不妨碍成像装置11的操作或维修保养等的地方，且通过内置风扇吸入设置有成像装置11的房间内的空气，并经管道52通过未图示的通道供给导风通道42。在送风装置51的吸气口一侧，安装有未图示的空气净化过滤器，将通过该空气净化过滤器的空气用作冷却空气。作为空气净化过滤器，可使用吸尘性能较高的高效空气微粒(HEPA)过滤器或电吸尘过滤器等。
上述导风通道42，通过设置于收放部件5的侧部5a上的通气孔34与收放部件5内的第二区域B连通。与设置于收放部件5上的单元风扇33的驱动相辅相成地、将来自导风通道42的空气导入到收放部件5内。排气管道43通过单元风扇33与收放部件5的内部连通，且通过驱动单元风扇33，向排气管道43排出收放部件5内部的空气。在排气管道43上，设置有向设置成像装置11的房间内开口的排气口43a共3处，通过设置于各个排气口43a上的排气扇44，使排气管道43内的空气向房间内排出。
再有，本实施例的结构虽然做成，吸入设置成像装置11的房间内的空气，并将其用作冷却空气，冷却后重新向检查室内放出；但也可以做成如下的结构：从检查室外吸入空气，再将冷却后的空气向检查室外排出。
下面，对本实施例的PET装置1的作用进行说明。若操作电源开关对成像装置11供电时，则送风装置51、单元风扇33及排气扇44与成像装置11的动作联动地动作。从送风装置51，通过管道52向单元支撑部40的导风通道42送出冷却空气，该送出的冷却空气通过设置于收放部件5的侧部5a上的通气孔34导入到收放部件5内的第二区域B内。此时，由于单元风扇33被驱动而使收放部件5内的第二区域B的空气强制性地排出，因此，收放部件5内的第二区域B中的空气的流动如图5的点划线所示，从通气孔34向单元风扇33产生，可以冷却模拟ASIC24等集成电路，能够抑制第二区域B的温度上升。
供给到收放部件5内的冷却空气，通过单元风扇33强制性地被排放到排气管道43中。从排气管道43排出的冷却后的空气，通过设置在排气口43a上的排气风扇44，由排气口43a排出到房间内。通过上述过程，进行使用了由冷却装置50产生的冷却空气的冷却。
然而，在冷却装置50上，在对单元支撑部40的气体通入一侧虽设置有未图示的过滤器，但这里的过滤器用于防止将较大粒径的尘埃导入到成像装置11内。这是因为，若要除去比所要除去粒径范围还要小的尘埃，则开口率降低，使空气的流通不良，降低冷却能力。由此，则让用设置在冷却装置50一侧上的过滤器所未能除尽的粒径的细小的尘埃在检测器单元2中流通。其结果，在检测器单元2内，尘埃因长时间运行而堆积在第二区域B内。虽然在收放部件5内部划分为配置检测器21的第一区域A和容纳模拟ASIC24(信号处理装置)等的集成电路的第二区域B，但实际上，不能完全隔断第一区域A和第二区域B，换句话说，不能完全隔断空气流，这是因为在绝热部件7和单元基板20之间、绝热部件7和结合基板22之间、绝热部件7和收放部件5的内侧面5b、5b之间，绝热部件7和收放部件5内的角部之间等处形成微小间隙，或者，由于绝热部件7的裂化等形成如上所述的微小间隙。假如在收放部件5上未设置本实施例的通气口8(参照图3)的场合，则在单元风扇33的运行过程中，如图5所示，由在第二区域B发生的空气流(上升气流)，第二区域B内的空气通过上述间隙被抽吸，则第二区域B内处于负压状态。而后，当单元风扇33停止时，空气从第二区域B瞬间通入第一区域A。因此，随空气通入第一区域A，堆积在第二区域B中的尘埃也同时被带进。其结果，尘埃附着在检测器21等上，发生有损检测器21的特性之类的问题。
还有，在PET装置1的运行过程中，由于安置PET装置1的整个检查室设计成通过空调设备将低湿度的空气通入到检测器单元21中，因此，假如未设置本实施例的通气口8，而第一区域A由于上述微小的间隙的存在而在中途处于不完全的密封状态，则设置有检测器21的第一区域A的湿度，不能够立即达到由空调设备所设定的湿度，使得湿度控制变得困难。即使能够控制湿度，要达到设定湿度也需要较长时间。
于是，在本实施例中，通过在与收放部件5的第一区域A连通的位置设置通气口8，则可防止第一区域A处于负压状态。因此，当停止单元风扇33时，能够防止空气从第二区域B通过微小间隙流入第一区域A，能够防止堆积在第二区域B中的尘埃进入第一区域A。因此，能够防止有损放射线检测器21的性能的不良情况。
另外，在本实施例中，由于在上述通气口8的整个开口上设置有防尘过滤器9，因而能够防止来自通气口8的尘埃进入。还有，对于湿度，由于设置防尘过滤器9使第一区域A出于几乎与敞开状态相当的状态，因此，能够使第一区域A立即达到由空调设备所设定的湿度。因此，容易控制第一区域A的湿度。
再有，在本实施例中，作为放射线检测器虽使用了半导体放射线检测器，但不限定于此，例如也可以使用闪烁器。作为放射线检测器使用了闪烁器时的信号处理装置，可由光电倍增管及位置运算装置等构成。此时，也可以通过在覆盖闪烁器的收放部件上设具有置防尘过滤器的通气口来得到防尘及防湿效果。
还有，将本实施例所使用的CdTe作为半导体材料的检测器21，由于与光反应而产生电荷，因此，理想的是，为防止来自外部的光进入而照射检测器21而采取遮光装措施。具体来讲，图4所示的收放部件5及单元支撑部件40，由铝或铝合金等具有遮光性的材料构成，且包括两者嵌合的部分在内，做成没有光进入的间隙的结构。
对于从空间S方向进入的光，通过将圆筒板40c配置成其外圆周面位于收放部件5的下端附近，从而能够可靠地防止光线到达检测器21。还有，通过由铝合金(或铝)构成圆筒板40c，能够提高遮光性。再有，作为防止从空间S方向进入的光线的其它方法，既可做成用未图示的遮光罩等覆盖收放部件5的结构，也可做成在检测器21上涂敷遮光材料以形成遮光膜来代替遮光罩等的结构。
下面，对冷却装置的其它实施例，参照图6及图7进行说明。该冷却材料50A由导入部件60和排出部件70构成。
导入部件60，如图6所示，设置于PET装置1的后面一侧(背面一侧)，呈覆盖单元支撑部40的整个后面一侧(背面一侧)的环状。还有，导入部件61由环状的内管部61a、环状的外管部61b部、接合内管部61a和外管部61b的遮蔽部61c、多个吸气风扇62及过滤器63构成。内管部61a及外管部61b沿前后方向按既定的长度形成，且互相以相同的长度形成。遮蔽部61c在前后方向的中间位置(参照图7)与内管部61a及外管部61b互相接合。各个吸气风扇62相对遮蔽部61c沿其圆周方向设置。过滤器63用于防止来自PET装置1的外部的空气中所含的尘埃进入，配置于屏蔽部63的后面一侧(背面一侧上，使其覆盖夹在内管部61a及外管部61b之间的整个区域。由此，可以将除去了从PET装置1的外部吸入的粒径较大的尘埃的冷却空气导入到导入部71a内。还有，通过将多个吸气风扇62设置在检测器单元2的排列方向上，能够以均匀的风量向各个导风通道42供给冷却空气，能够均匀地冷却各个检测器单元2。
上述排出部件70具有覆盖各个检测器单元2的构架71和多个排气扇72。构架71呈覆盖从上述单元支撑部40突出的各个检测器单元2的外侧的形状，且形成有从单元支撑部40的开口缘40b(参照图7)延伸，并在检测器单元2的单元风扇33的外侧(图7的上部)成为空气通道的空间。还有，在构架71的后面一侧(背面一侧)形成有与上述各个导风通道42连通的导入部71a。排气扇72，如图6所示，沿检测器单元2的排列方向隔着间距配置于构架71的外面。如此，通过设置多个排气扇72，可将来自各检测器单元2的废气有效地向PET装置1的外部排出。
根据本实施例的效果如下：
(1)根据本实施例，由于在与收放了检测器21的第一区域A连通的收放部件5上设有安装了防尘过滤器9的通气口8，因而，能够防止尘埃附着在检测器(半导体放射线检测器)21上，能够防止检测器21的特性恶化。因此，能够抑制装置特性的长时间后的变化，且能够大幅度地降低装置维修的频度。
(2)根据本实施例，由于将安装了防尘过滤器9的通气口8设置在与收放有检测器21的第一区域A连通的收放部件5上，因而，对检测器21的湿度控制变得容易，使检测器21的特性，即装置特性稳定化并能够提高诊断精度。
(3)根据本实施例，由于将出故障可能性较高的集成电路(模拟ASIC24、ADC25、数字ASIC26)安装在信号处理基板20B上，而且将检测器21安装在检测器基板20A上，将结合基板22做成可从检测器单元2的收放部件5装卸的结构，因而，基板更换和维修等的维修保养性非常良好。
(4)根据本实施例，通过将用于由冷却装置50冷却的冷却空气向成像装置11的进气一侧和第一区域A一侧的防尘过滤器，分为吸尘性能互不相同的过滤器使用，即在进气一侧使用吸尘性能较低的网眼较大的过滤器，和在第一区域A一侧使用的吸尘性能较高的网眼较小的过滤器，这样，不会降低检测器单元2的冷却能力，可对电路元件和检测器21适当地防尘。还有，通过在进气一侧使用网眼较大的过滤器，由于能降低压力损失，能减小设置于成像装置11上的单元风扇33或排气扇44的数量或转速，因此，不仅降低耗电，还能大幅度地降低装置的运行噪音。
(5)根据本实施例，通过对发热部分即信号处理装置和虽然不发热但需要保持在低温的检测器21进行绝热，能够抑制检测器21部分的温度上升。因此，能够提高检测器21的时间分辨率及能量分辨率，提高从PET装置1得出的图像的画质及定量性，提高诊断精度。
(6)根据本实施例，由于将检测器基板20A和信号处理基板20B做成不同的基板并以连接器C1连接的结构，因此，可以抑制从信号处理系统向检测器21的热传导，能将检测器21的温度上升抑制得较低。因此，能够更进一步提高从PET装置1得出的图像的画质及定量性，提高诊断精度。
(7)根据本实施例，由于能够抑制检测器21的温度上升，使检测器21的特性稳定(减少长时后的变化、降低故障率)，在提高PET装置1的可靠性的同时，可减少运行成本。
再有，在本实施例中，虽然利用绝热部件7将检测器单元2内划分为收放检测器21的第一区域A和收放信号处理装置的第二区域B，但不限定于此，也可以将海绵状的材质分别插入单元基板20之间、单元基板20和结合基板22之间、单元基板20和收放部件5之间、结合基板22和收放部件5之间，从而划分为第一区域A和第二区域B。
另外，在本实施例中，也可以不是绝热材料7等其它部件，而是将收放部件本身与第一区域A和第二区域B形成一体。由此，可以减少零部件数量。
还有，在本实施例中，作为划分第一区域A和第二区域B的部件，虽然以绝热部件7为例作了说明，但不限定于此，通过采用具有传导性的物质来代替绝热部件7，可阻止从信号处理装置产生的电磁波传播到检测器21。

Claims (19)

1.一种核医学诊断装置，在保持被检体的床的周围配置有检测器单元的核医学诊断装置中，其特征在于，上述检测器单元具有：
包含检测放射线的多个放射线检测器及分别输入上述各放射线检测器的各个检测信号的多个信号处理装置的多个单元基板；
内部装有上述多个单元基板，并划分为配置上述多个放射线检测器的第一区域和配置上述多个信号处理装置的第二区域的收放部件；以及
将冷却上述信号处理装置的气体冷却材料导入到上述第二区域内，并从那里排出的冷却材料排出装置；
在上述收放部件上形成有与上述第一区域和上述收放部件的外部连通的通气口，在上述通气口上设置有防尘过滤器。
2.一种核医学诊断装置，在保持被检体的床的周围配置有检测器单元的核医学诊断装置中，其特征在于，上述检测器单元具有：
包含检测放射线的多个放射线检测器及分别输入上述各放射线检测器的各个检测信号的多个信号处理装置的多个单元基板；
内部装有上述多个单元基板的收放部件；
划分为配置上述多个放射线检测器的第一区域和配置上述信号处理装置的第二区域的隔断部件；以及
将冷却上述信号处理装置的气体冷却材料导入到上述第二区域内，并从那里排出的冷却材料排出装置；
在上述收放部件上形成有与上述第一区域和上述收放部件的外部连通的通气口，在上述通气口上设置有防尘过滤器。
3.根据权利要求2所述的核医学诊断装置，其特征在于，
上述隔断部件是绝热部件。
4.根据权利要求2所述的核医学诊断装置，其特征在于，
上述隔断部件是电磁波屏蔽部件。
5.根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于，
具备上述防尘过滤器的通气口，设置于不与相邻的检测器单元相对的一侧。
6.根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于，
向上述第二区域导入上述气体冷却材料的通气孔形成于上述收放部件上，上述通气孔设置于靠近上述放射线检测器处，上述冷却材料排出装置夹着上述信号处理装置设置于与上述放射线检测器相反一侧。
7.根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于，
上述放射线检测器与上述信号处理装置设置于单一基板上。
8.根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于，
上述放射线检测器设置于第一基板上，
上述信号处理装置设置于通过连接器与第一基板结合的第二基板上。
9.根据权利要求8所述的核医学诊断装置，其特征在于，
上述通气孔的结构为，将上述气体冷却材料相对上述第二基板从侧面导入。
10.根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于，
上述放射线检测器是半导体放射线检测器。
11.根据权利要求1所述的核医学诊断装置，其特征在于，
上述收放部件，具有遮光性。
12.一种正电子发射断层成像装置，在保持被检体的床的周围配置有检测器单元的正电子发射断层成像装置中，其特征在于，上述检测器单元具有：
包含检测放射线的多个放射线检测器及分别输入上述各放射线检测器的各个检测信号的多个信号处理装置的多个单元基板；
内部装有上述多个单元基板的收放部件；
划分为配置上述多个放射线检测器的第一区域和配置上述信号处理装置的第二区域的隔断部件；以及
将冷却上述信号处理装置的气体冷却材料导入到上述第二区域内，并从那里排出的冷却材料排出装置；
在上述收放部件上形成有与上述第一区域和上述收放部件的外部连通的通气口，在上述通气口上设置有防尘过滤器。
13.一种检测器单元，其特征在于，具备：
包含检测放射线的多个放射线检测器及分别输入上述各放射线检测器的各个检测信号的多个信号处理装置的多个单元基板；内部装有上述多个单元基板，并划分为配置上述多个放射线检测器的第一区域和配置上述多个信号处理装置的第二区域的收放部件；以及将冷却上述信号处理装置的气体冷却材料导入到上述第二区域内，并从那里排出的冷却材料排出装置；在上述收放部件上形成有与上述第一区域和上述收放部件的外部连通的通气口，在上述通气口上设置有防尘过滤器。
14.一种检测器单元，其特征在于，具备：
包含检测放射线的多个放射线检测器及分别输入上述各放射线检测器的各个检测信号的多个信号处理装置的多个单元基板；内部装有上述多个单元基板的收放部件；划分为配置上述放射线检测器的第一区域和配置上述信号处理装置的第二区域的隔断部件；以及将冷却上述信号处理装置的气体冷却材料导入到上述第二区域内，并从那里排出的冷却材料排出装置；在上述收放部件上形成有与上述第一区域和上述收放部件的外部连通的通气口，在上述通气口上设置有防尘过滤器。
15.根据权利要求14所述的检测器单元，其特征在于，
上述隔断部件具有绝热性。
16.根据权利要求14所述的检测器单元，其特征在于，
上述隔断部件由屏蔽电磁波的材料构成。
17.根据权利要求13所述的检测器单元，其特征在于，
向上述第二区域导入上述气体冷却材料的通气孔形成于上述收放部件上，上述通气孔设置于考近上述放射线检测器处，上述冷却材料排出装置夹着上述信号处理装置设置于与上述放射线检测器相反一侧。
18.根据权利要求13所述的检测器单元，其特征在于，
上述放射线检测器与上述信号处理装置设置于单一基板上。
19.根据权利要求13所述的检测器单元，其特征在于，
上述放射线检测器设置于第一基板上，
上述信号处理装置设置于通过连接器与上述第一基板结合的第二基板上。
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