JP2005077189A - Radiation detector and radiation imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体放射線検出器及び放射線撮像装置に関し、特に二次元、三次元の撮像装置に用いて好適な放射線検出器及び放射線撮像装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor radiation detector and a radiation imaging apparatus, and more particularly to a radiation detector and a radiation imaging apparatus suitable for use in two-dimensional and three-dimensional imaging apparatuses.
放射線検出器は、CdTe、CdZnTe等からなる半導体素子と、この半導体素子の両面に形成された電極とを備えており、これら各電極間にバイアス電圧を印可することにより、X線、γ線等の放射線が半導体素子内に入射したときに生成される電荷を、前記電極から信号として取り出すようにしている。 The radiation detector includes a semiconductor element made of CdTe, CdZnTe, and the like, and electrodes formed on both sides of the semiconductor element. By applying a bias voltage between these electrodes, X-rays, γ-rays, etc. The charge generated when the radiation enters the semiconductor element is taken out as a signal from the electrode.
ところで、放射線のエネルギが高いと、半導体素子と相互作用を起こす前に半導体素子を突き抜けて透過してしまう確率が高くなる。そこで、半導体素子の厚さを大きくすれば、半導体素子を突き抜ける放射線を減らすことが可能となり、放射線の検出効率が高められる。しかし、半導体素子の厚さを大きくすると、これに伴って電極間距離、換言すると電荷収集距離が大きくなり、放射線に対するエネルギ分解能の低下の原因となる。 By the way, if the energy of the radiation is high, the probability of penetrating through the semiconductor element before interacting with the semiconductor element increases. Therefore, if the thickness of the semiconductor element is increased, the radiation penetrating the semiconductor element can be reduced, and the radiation detection efficiency is increased. However, when the thickness of the semiconductor element is increased, the distance between the electrodes, in other words, the charge collection distance is increased, which causes a decrease in energy resolution with respect to radiation.
そこで、従来、半導体素子を、電極を間に挟んで複数枚積層することにより、容積を実質的に積層枚数分増加させる構成とした放射線検出器が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この放射線検出器によれば、入射した放射線が、積層されたうちのいずれかの半導体素子と相互作用を起こすので、そのまま透過してゆく放射線を少なくでき、半導体素子の厚さの増加に伴うエネルギ分解能の低下を回避することが可能となる。 Thus, conventionally, a radiation detector has been proposed in which a plurality of semiconductor elements are stacked with electrodes sandwiched therebetween to increase the volume substantially by the number of stacked layers (see, for example, Patent Document 1). . According to this radiation detector, the incident radiation interacts with one of the stacked semiconductor elements, so that the radiation that is transmitted as it is can be reduced, and the energy associated with the increase in the thickness of the semiconductor element. It is possible to avoid a decrease in resolution.
また、他の従来技術として、半導体素子を、アルミナ基板を間に挟んで複数枚積層して構成される放射線検出器がある(例えば、特許文献2参照)。この放射線検出器は、半導体素子の両面に形成した電極と、アルミナ基板に形成した配線パターンとを面接触させ、放射線に起因して半導体素子内で生じる電荷を、電極からアルミナ基板上の配線パターンを介して信号として取り出すようにしている。
ところで、特許文献1に記載された放射線検出器は、半導体素子による放射線に対するエネルギ分解能を高めるために、各半導体素子間で挟まれた電極の板厚を例えば100nm程度に小さく抑えて形成せざるを得ず、このような極薄の電極に対して配線を高精度に安定してコンタクトするのが難しいという問題がある。 By the way, the radiation detector described in Patent Document 1 must be formed by suppressing the plate thickness of the electrodes sandwiched between the semiconductor elements to about 100 nm, for example, in order to increase the energy resolution with respect to the radiation by the semiconductor elements. There is a problem that it is difficult to stably contact the wiring with such an extremely thin electrode with high accuracy.
一方、特許文献2に記載された放射線検出器は、アルミナ基板を、これに隣接する半導体素子間から突出させる構成としているため、アルミナ基板に対する配線のコンタクト面積を広く確保することができ、配線のコンタクトを比較的容易に行うことが可能である。 On the other hand, since the radiation detector described in Patent Document 2 has a configuration in which the alumina substrate protrudes from between adjacent semiconductor elements, a wide contact area of the wiring with respect to the alumina substrate can be ensured. Contact can be made relatively easily.
しかし、特許文献2に記載された放射線検出器では、絶縁板からなるアルミナ基板を半導体素子間に挟んで配置する構成としているため、アルミナ基板の領域が放射線に対する不感体領域となり、放射線に対する放射線検出器の検出効率が低下するという問題がある。 However, since the radiation detector described in Patent Document 2 has a configuration in which an alumina substrate made of an insulating plate is sandwiched between semiconductor elements, the region of the alumina substrate becomes an insensitive region for radiation, and radiation detection for radiation. There is a problem that the detection efficiency of the detector is lowered.
また、この特許文献2に記載された放射線検出器にあっては、半導体素子を接続用基板に直接固定して取り付ける構成としているため、各半導体素子のうちのいずれか1つが不良素子となった場合でも、各半導体素子全てを接続用基板毎に交換する必要があり、交換時のコストが高くつくという問題がある。 Moreover, in the radiation detector described in this patent document 2, since it was set as the structure which fixed and attached a semiconductor element to the board | substrate for a connection, any one of each semiconductor element became a defective element. Even in this case, it is necessary to replace all the semiconductor elements for each connection substrate, and there is a problem that the cost for replacement is high.
本発明は、電極に対する配線のコンタクトを容易に行えると共に、放射線に対する検出効率を高められる放射線検出器、放射線検出装置及び放射線撮像装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a radiation detector, a radiation detection apparatus, and a radiation imaging apparatus that can easily contact a wiring with an electrode and can increase detection efficiency for radiation.
上記した目的を達成する第1発明の放射線検出器は、エネルギ分解能を低下させずに半導体素子の実効的厚さ(実効素子厚)を大きくして検出効率を高めるために、それぞれに電極が設けられた複数の半導体素子を並べて配置する構造を採用する。そして、互いに隣り合う半導体素子の一方の長さが他方の長さよりも長くて一方の端面が他方の端面よりも突出しており、隣接する半導体素子間に配置される一対の電極のうち、長さの長い半導体素子に設けられた電極を少なくとも部分的に他方の半導体素子よりも外側に突出させることにより、電極の電極接触部材へのコンタクトを容易に行えるようにできる。 The radiation detector of the first invention that achieves the above-described object is provided with electrodes in order to increase the effective thickness (effective element thickness) of the semiconductor element and increase the detection efficiency without reducing the energy resolution. A structure is employed in which a plurality of semiconductor elements are arranged side by side. One of the semiconductor elements adjacent to each other is longer than the other, and one end face protrudes from the other end face, and the length of the pair of electrodes disposed between the adjacent semiconductor elements is By making the electrode provided on the long semiconductor element protrude at least partially outside the other semiconductor element, the electrode can be easily contacted with the electrode contact member.
また、第2発明の放射線検出装置は、上記した放射線検出器を検出器保持部材に着脱可能に取り付けたことにある。このような放射線検出装置は、異常になった放射線検出器を容易に交換することができる。 Moreover, the radiation detection apparatus of 2nd invention exists in attaching the above-mentioned radiation detector to the detector holding member so that attachment or detachment was possible. Such a radiation detection apparatus can easily replace an abnormal radiation detector.
本発明により、放射線検出器の放射線の検出効率を向上させることができ、かつ放射線検出器に設けられた電極への電極接触部材の接触を容易に行うことができる。 According to the present invention, the radiation detection efficiency of the radiation detector can be improved, and the electrode contact member can be easily brought into contact with the electrode provided in the radiation detector.
(第1の実施の形態)
以下、本発明の第1の実施の形態を、図1ないし図4の添付図面を参照して説明する。
(First embodiment)
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the accompanying drawings of FIGS.
図1に示すように、放射線撮像装置であるガンマカメラ装置1は、長手方向に移動可能なベッド2、ベッド2を挟み所定の間隔に離されて設置された一対のガンマカメラ保持部3、放射線検出装置30、放射線検出装置30の下方でベッド2の情報に位置するコリメータ4、データ収集解析装置23、入力装置24及び表示装置25を備える。放射線検出装置30は、コリメータ4の上方に位置して各ガンマカメラ保持部3に取り付けられた薄肉なアルミ板で構成された金属板5と、金属板5の上方に配置された複数の放射線検出ユニット11とを備える。更に、放射線検出装置30は、ソケットボード(検出器保持部材)6と、ソケットボード6に取り付けられて計測回路(信号処理装置)8Aが内蔵された計測回路ユニット(信号処理装置ユニット)8とを備える。ソケットボード6及び計測回路ユニット8は、ガンマカメラ保持部(放射線検出装置支持部材)3間に配置され、ボルト等の固定具(図示せず)を用いてガンマカメラ保持部3に着脱可能に取り付けられる。放射線検出ユニット11はソケットボード6に着脱可能に取り付けられる。ソケットボード6は後述する放射線検出器14の保持部材としても機能する。遮光・電磁シールド7が、金属板5及びソケットボード6の周囲を取り囲み、それらに取り付けられている。ソケットボード6に取り付けられた全ての放射線検出ユニット11が遮光・電磁シールド7で囲まれた空間内に位置する。放射線検出装置30はガンマカメラ保持部3に着脱自在に取り付けられている。
As shown in FIG. 1, a gamma camera device 1 that is a radiation imaging device includes a bed 2 movable in the longitudinal direction, a pair of gamma camera holding units 3 placed at a predetermined interval across the bed 2, and radiation. The collimator 4 located in the information of the bed 2 below the
なお、遮光・電磁シールド7は、全ての放射線検出ユニット11の集合全体を取り囲み、ガンマ線10以外の放射線の放射線検出ユニット11への入射を防いでいる。また、操作パネル26が、ガンマカメラ保持部3に設置されている。操作パネル26は、ガンマカメラ装置1の近傍で操作を行うためのものであり、データ収集解析装置23、入力装置24及び表示装置25と同様の機能を有する。
The light shielding / electromagnetic shield 7 surrounds the entire assembly of all the
次に、放射線検出ユニット11の構成について説明する。図2ないし図4に示すように、放射線検出ユニット11は、検出器エレメント12及び13をそれぞれ有する複数の放射線検出器14、及びこれらの放射線検出器14をそれぞれ個別に収容する複数の保護コネクタケース15を有し、各放射線検出器14は後記するガンマカメラ装置1の撮像時においてピクセルとして作用する。
Next, the configuration of the
放射線検出器14を構成する検出器エレメント12は、ガンマ線10が入射されることにより電荷を生成する長方形状の板体からなる半導体素子12Aと、半導体素子12Aの一面に取り付けられた電圧印可電極(カソード)12Bと、半導体素子12Aのそれと反対側の他の一面に取り付けられた信号読出電極(アノード)12Cとを有している。また、検出器エレメント13についても、半導体素子13Aと、半導体素子13Aの一面に取り付けられた電圧印可電極13Bと、半導体素子13Aのそれと反対側の他の一面に取り付けられた信号読出電極13Cとを有している。電圧印可電極12B及び信号読出電極12Cの半導体素子12Aの該当する面の全面に対する取り付け、及び電圧印可電極13B及び信号読出電極13Cの半導体素子13Aの該当する面の全面に対する取り付けは、それぞれ蒸着により行われる。このため、各電圧印可電極及び各信号読出電極の厚みは約20ミクロンと非常に薄くできる。半導体素子12A,13Aは、例えばCdTeを用いて構成される。なお、半導体素子12A,13Aは、CdTe以外で、CdZnTe、GaAs、HgI2、Si、Geのいずれかで構成してもよい。
The
検出器エレメント12の信号読出電極12Cと検出器エレメント13の信号読出電極13Cは、隣接しており、電導ペースト、導電性接着剤等により一体に固着されている。このため、検出器エレメント12と検出器エレメント13は一体化され、放射線検出器14は、半導体素子12Aと半導体素子13Aとが信号読出電極12C,13Cを挟んで並んで配置された構造となっている。図2に示すように検出器エレメント12が検出器エレメント13に比較して寸法Lだけ長尺に形成されている。具体的には、半導体素子12Aの一つの端面が半導体素子12Aの長手方向において半導体素子13Aの一つの端面よりも突出している。このため、放射線検出器14では、互いに隣り合う半導体素子12A,13Aの間に配置される信号読出電極12C,13Cのうち、長さの長い半導体素子12Aに設けられた信号読出電極12Cが、部分的に、長さの短い半導体素子13の一端よりも外側に突出している構成となっている。すなわち、信号読出電極12Cが部分的に露出している。
The signal readout electrode 12C of the
保護コネクタケース15(コネクタケーシング)は、図2に示すように、電気絶縁材である樹脂材料等を用いて、一端に形成された開口36につながる空間35を内部に有する箱状体に構成される。空間35の上端は封鎖されている。保護コネクターケース15は、略凹状の分割面15Aを有する2個のケースエレメント15B,15Cを互いに固着することによって形成される。ここで、保護コネクタケース15に用いる樹脂材料の密度は、4g/cm3以下に設定すると共に、保護コネクタケース15の構成元素の原子番号は10以下程度に設定するのが好ましい。これはガンマ線10と保護コネクタケース15との光電効果による反応確率を小さく抑え、保護コネクタケース15が障害物となって放射線検出器14によるエネルギ分解能が低下するのを防止するためである。因みに、前記光電効果による反応確率は保護コネクタケース15の密度の1乗に比例し、原子番号の4〜5乗に比例する。
As shown in FIG. 2, the protective connector case 15 (connector casing) is formed into a box-like body having a
保護コネクタケース15内の空間35は、保護コネクタケース15の4つの内側側面によって取り囲まれている。空間35には、開口36より検出器エレメント12,13が挿入される。空間35の上端には、検出器エレメント12の上端面12Dと対向する面37、及び検出器エレメント13の上端面13Dと対向する面38が形成される。面37が位置するレベルは面38に対するレベルよりも高くなっており、面37と面38は垂直面でつながっている。信号読出電極12Cと接触する電極接触部材17がその垂直面に設けられる。空間35の上端には、面37よりも高い位置に面39が形成される。面39は、面37から面38に向かって面37、38と平行に延びており、かつ空間35の1つの内面からこの内面と対向する他の内面まで延びている。コンタクト部16A,16B,16Cを有する電極接触部材16が空間35内に設けられる。コンタクト部16Cは面39に設けられ、コンタクト部16Aは上記1つの内面に設けられ、コンタクト部16Bは上記他の内面に設けられる。コンタクト部16A,16B,16Cはそれぞれ電気的につながっている。電極接触部材16を構成するコンタクト部16A,16B,16C及び電極接触部材17は、導電材によって構成される。コンタクト部16A,16B,16C及び電極接触部材17は、三次元射出成形回路部品製法(参考文献:日立電線 No.20 p.69〜74(2001−1)参照)と呼ばれる樹脂上に金属メッキ等による立体的なパターニングで回路を作製する技術を用いて該当する位置に形成される。また、保護コネクタケース15内には、図2に示すように寸法dをもった絶縁維持段差部15Dが形成されている。すなわち、絶縁維持段差部15Dは面37と面39との間に形成される。このため、電極接触部材16,17は、絶縁維持段差部15Dを介して互いに離間して配置され、これら各電極接触部材16,17同士が短絡するのを防止する。
A
また、保護コネクタケース15には、電圧印可プラグ18及び信号読出プラグ19が保護コネクタケース15との一体成形により取り付けられている。そして、電圧印可プラグ18は、一端側が電極接触部材16に電気的に接続され、他端側は保護コネクタケース15から突出している。また、信号読出プラグ19は、一端側が電極接触部材17に電気的に接続され、他端側は保護コネクタケース15から突出している。さらに、電圧印可プラグ18は、クランク状に形成されると共に、信号読出プラグ19はL字状に形成され、これにより各プラグ18,19が保護コネクタケース15から脱落するのを防止している。
Further, a
放射線検出器14は保護コネクタケース15内に挿入されて導電ペースト、導電性接着剤等を用いることにより保護コネクタケース15に固着され(図3参照)ている。この状態で、検出器エレメント12の上端面12Dは面37に、検出器エレメント13の上端面13Dは面38にそれぞれ対向している。電圧印可電極12B,13Bが電極接触部材16に、信号読出電極12C,13Cが電極接触部材17にそれぞれ面接触状態で電気的に接続されている。具体的には、電圧印加電極12Bが電極接触部材16の面16Aに、電圧印加電極13Bが電極接触部材16の面16Bに、それぞれ接触する。
The
図4に示すように、ソケットボード6には、電圧印可用の複数のソケット6A及び複数の信号読出用のソケット6B(2個のみ図示)が孔部となって設けられている。また、各ソケット6Aは、共通の配線20を介して高電圧電源21に接続されている。さらに、各ソケット6Bは、信号読出配線22を介して計測回路ユニット8内の計測回路8Aにそれぞれ接続されている。そして、これらソケット6A、ソケット6Bには、放射線検出ユニット11の電圧印可プラグ18、信号読出プラグ19がそれぞれ着脱可能に挿入して取り付けられている。
As shown in FIG. 4, the socket board 6 is provided with a plurality of sockets 6A for voltage application and a plurality of sockets 6B for signal readout (only two are shown) as holes. Each socket 6 </ b> A is connected to a high voltage power source 21 through a common wiring 20. Further, each socket 6B is connected to a measurement circuit 8A in the measurement circuit unit 8 via a signal readout wiring 22. The
次に、このように構成されるガンマカメラ装置1の作用について説明する。高電圧電源21からの高電圧が、配線20、電圧印加プラグ18及び電極接触部材16を介して、各放射線検出器14の電圧印加電極12B,13Bに印加される。放射性薬剤(ラジオアイソトープ薬剤)が投与された被検者Pは、図1に示すように、ベッド2に横になり、この状態で放射線検出器14(図4参照)と被検者Pとの間の上下方向の距離をガンマカメラ保持部3により調整すると共に、ベッド2により被検者Pの体軸方向の位置調整を行う。そして、ガンマカメラ装置1は、被検者Pの体内における放射性薬剤の集積部(例えば、癌等の患部)Cから放出されるガンマ線10を後記のように検出することにより被検者Pの体内の撮影を行う。
Next, the operation of the gamma camera device 1 configured as described above will be described. A high voltage from the high voltage power supply 21 is applied to the
即ち、特定の集積部Cから等方的に放出されたガンマ線10のうち、放射線検出器14に向かうガンマ線10は、コリメータ4により入射方向が規制される。コリメータ4に形成された開口部である複数のγ線通路(図示せず)を通過したガンマ線10は放射線検出器14の半導体素子12A、13Aに入射する。半導体素子にガンマ線10が入射すると、その半導体素子に設けられた電圧印加電極と信号読出電極との間に電荷が誘導され、誘導電荷量に対応する電圧信号(γ線検出信号)が信号読出電極より出力される。信号読出電極12Cから出力されたγ線検出信号は、電極接触部材17、信号読出プラグ19、信号読出配線22を経て、計測回路8Aに伝えられる。計測回路8aは、各放射線検出器14から出力されたγ線検出信号毎に処理し、それぞれのγ線検出信号に対して得られた入射エネルギー、ガンマ線の計数値の情報及び該当する放射線検出器14の位置情報を、信号ケーブル9を介してデータ収集解析装置23に送信する。データ収集解析装置(画像生成装置)23は、計測回路8Aから出力されたガンマ線の計数値及びその位置情報等の情報を用いて公知の手法により被検者Pの集積部Cを含む画像を生成する。オペレータが入力装置(例えば、キーボード)24を操作することにより、表示装置25の画面で被検者Pの上記画像表及び詳細なデータを表示させることができる。
That is, among the gamma rays 10 isotropically emitted from the specific accumulation unit C, the incident direction of the gamma rays 10 directed to the
ここで、本実施形態に係る放射線検出器14は、半導体素子12Aと半導体13Aを信号読出電極12C,13Cを介して2枚並べて配置した構成としたので、並べて配置した分だけ放射線検出器14全体の厚みを増やすことができ、放射線検出器14によるガンマ線の検出効率を高めることができる。また、半導体素子12A,13Aの厚みが薄くγ線入射により発生した電子及び正孔が早く該当する電極に到達するため、放射線検出器14は、高エネルギ分解能、高時間分解能、高計数率特性を有する放射線検出器として機能する。放射線検出器14は、電圧印加電極及び信号読出電極の厚みが非常に薄くガンマ線の入射方向における半導体素子の占有面積が大きいので、それだけガンマ線をより多く半導体素子に入射させることができる。これもガンマ線検出効率の向上に貢献する。
検出器エレメント12の信号読出電極12Cと検出器エレメント13の信号読出電極13Cとを接触させているため、検出器エレメント13のγ線検出信号は信号読出電極13Cから信号読出電極12Cに伝わりやすい。
Here, the
Since the signal readout electrode 12C of the
しかも、本実施の形態では、放射線検出器14を構成する検出器エレメント12を、検出器エレメント13よりも寸法Lだけ長尺に形成している。このため、検出器エレメント12の一端は検出器エレメント13の一端よりも突出している。具体的には、半導体素子12Aの一端が半導体素子13Aの一端よりも突出している。信号読出電極12C,13Cのうち、信号読出電極12Cの一部が、検出器エレメント13の端面からはみ出して検出器エレメント13の外側に位置している。従って、信号読出電極12Cを電極接触部材17に広く安定して面接触させることができ、放射線検出器14を保護コネクタケース15内に嵌着するだけで、電極接触部材17に対する信号読出電極12Cのコンタクトを容易に行うことができる。また、信号読出電極12Cは検出器エレメント13の端面よりも外側においても半導体素子12Aの表面に蒸着により設置されているため、薄い信号読出電極12Cの、検出器エレメント13よりはみ出している部分の保持が容易に行え、そのはみ出し部分が折れることを防止している。換言すれば、半導体素子13Aのよりも突出している半導体素子12Aの部分は、信号読出電極12Cの補強材としての機能を有する。なお、信号読出電極13Cは信号読出電極12Cを介して電極接触部材17と電気的に接続されるため、信号読出電極13Cを電極接触部材17に直接接触させる必要はない。
Moreover, in the present embodiment, the
また、放射線検出器14及び保護コネクタケース15を有する複数の放射線検出ユニット11をソケットボート6に個別に着脱可能に取り付ける構成としたので、異常が生じた放射線検出ユニット11を容易にかつ短時間に交換できる。具体的には、放射線検出装置30をガンマカメラ保持部材3からまず取り外し、次に金属板5、遮光・電磁シールド7を取り外すことにより、故障した(または異常になった)放射線検出ユニット11のみをソケットボード6から容易にかつ短時間に取り外して交換することができる。従って、ソケットボード6に取り付けられた他の正常な放射線検出ユニット11はそのまま使用することができ、正常な放射線検出ユニット11を交換することを避けられる。
Further, since the plurality of
また、放射線検出器14は、信号読出電極12C,13Cを半導体素子12A,13A間に配置し、電圧印可電極12B,13Bを半導体素子12A,13Aを挟んで信号読出電極12C,13Cの外側に配置する構成としたので、電圧印可電極12B,13Bが他の放射線検出器14に対する遮蔽となり、信号読出電極12C,13Cからの信号のクロストークを電圧印可電極12B,13Bで阻止することができる。
In the
さらに、保護コネクタケース15は、2つのケースエレメント15B,15Cにより構成したので、放射線検出ユニット11の組立時には、ケースエレメント15B,15Cを放射線検出器14に対して様々な方向から近付けて分割面15A同士を衝合させることができる。このため、放射線検出ユニット11の組立作業を容易に行うことができる。
本実施形態では2枚の半導体素子を並べて配置した放射線検出器について説明したが、半導体素子を3枚以上並べて配置して放射線検出器を構成してもよい。この場合には、3枚の半導体素子の長さが全て異なっており、長さの短い順に隣接して半導体素子を並べてそれぞれの半導体素子の両面に電極が設けられる。隣接した半導体素子を見れば、一方の半導体素子の端面が他方の半導体素子の端面よりも突出しており、上記一方の半導体素子の上記他方の半導体素子に面する側に設けられた電極も他方の半導体そしの端面よりも突出して設けられる。このような放射線検出器を有する半導体検出装置を設けたガンマカメラ装置も、前述したガンマカメラ装置1と同様な効果を得ることができる。
Further, since the protective connector case 15 is constituted by the two
In the present embodiment, the radiation detector in which two semiconductor elements are arranged side by side has been described. However, the radiation detector may be configured by arranging three or more semiconductor elements in parallel. In this case, the lengths of the three semiconductor elements are all different, and the semiconductor elements are arranged adjacent to each other in the order of the shortest length, and electrodes are provided on both surfaces of each semiconductor element. Looking at adjacent semiconductor elements, the end face of one semiconductor element protrudes from the end face of the other semiconductor element, and the electrode provided on the side facing the other semiconductor element of the one semiconductor element also has the other end. It protrudes from the end face of the semiconductor substrate. The gamma camera device provided with the semiconductor detection device having such a radiation detector can also obtain the same effect as the gamma camera device 1 described above.
(第2の実施の形態)
次に、図5を参照して本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図5に示すように、放射線検出ユニット31は、第1の実施の形態で述べた放射線検出ユニット11と同様に、検出器エレメント12及び検出器エレメント13を有する放射線検出器14と、この放射線検出器14を内部に収容する保護コネクタケース32とによって構成される。
As shown in FIG. 5, the radiation detection unit 31 includes a
また、保護コネクタケース32は、電圧印可側の電極接触部材16、信号読出側の電極接触部材(図示せず)及び絶縁維持段差部15Dを有している。また、保護コネクタケース32には、電圧印可プラグ18及び信号読出プラグ19が取り付けられている。そして、放射線検出ユニット31は、電圧印可プラグ18及び信号読出プラグ19により図4に記載のソケットボード6のソケット6A,6Bに着脱可能に取り付けられている。保護コネクタケース32の長さAが第1の実施の形態で述べた保護コネクタケース15のそれよりも長くなっている。そして、保護コネクタケース32の開口側端部の側壁には、引抜部である引抜穴32A,32Aが穿設されている。
The protective connector case 32 includes an
このように構成される本実施の形態では、放射線検出ユニット31の交換時には、図5に示すように、例えばフック33,33等の引掛具を保護コネクタケース32の各引抜穴32Aに引っ掛けることにより、放射線検出ユニット31をソケットボード6から容易に引き抜いて取り外すことができ、放射線検出ユニット31の交換時の作業効率を高めることができる。また、本実施形態は、第1実施形態で生じる効果を得ることができる。 In the present embodiment configured as described above, when the radiation detection unit 31 is replaced, as shown in FIG. 5, for example, hooks such as hooks 33, 33 are hooked on the respective extraction holes 32 </ b> A of the protective connector case 32. The radiation detection unit 31 can be easily pulled out and removed from the socket board 6, and the work efficiency when replacing the radiation detection unit 31 can be increased. Moreover, this embodiment can acquire the effect which arises in 1st Embodiment.
(第3の実施の形態)
次に、図6及び図7を参照して本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施形態のガンマカメラ装置は、保護コネクタケースを設けていない点、及び異なる構成のソケットボードを有する点でのみ、図1のガンマカメラ装置1と違っている。図6及び図7に示すように、本実施形態のガンマカメラ装置に用いられる放射線検出装置30Aは、ソケットボード(検出器保持部材)41に放射線検出器14が挿入される嵌合溝47を有する。嵌合溝47は、段付き溝であり、検出器エレメント12の上端面12Dと対向する面42、及び面42と段差が付いて検出器エレメント13の上端面13Dと対向する面43を有する。面42は面43よりも深い位置にある。嵌合溝47は放射線検出器14が着脱可能に取り付けられる検出器取付部を構成している。
The gamma camera device of this embodiment is different from the gamma camera device 1 of FIG. 1 only in that a protective connector case is not provided and a socket board having a different configuration is provided. As shown in FIGS. 6 and 7, the
嵌合凹溝47内には、図7に示すように、電極接触部材45が面42から面43に至る側面48に、電極接触部材44が側面48と対向する側面49に、更に、電極接触部材46が面43からソケットボード41の表面に至る側面50に、それぞれ設置される。放射線検出器14が嵌合溝47内に挿入された状態で、放射線検出器14の電圧印可電極12Bが電極接触部材44に接触され、信号読出電極12Cが電極接触部材45に接触され、電圧印可電極13Bが電極接触部材46に接触される。信号読出配線22が電極接触部材45に接続される。高圧電源21に接続された配線20が電極接触部材44,46に接続される。
As shown in FIG. 7, the
電極接触部材44,45,46は、導電ゴムを用いて構成されている。そして、電極接触部材44,45は、面42に向かうに従って徐々に厚みが増大し、嵌合溝47側が傾斜面となっている。電極接触部材46は、面43に向かうに従って徐々に厚みが増大し、嵌合溝47側が傾斜面となっている。このため、放射線検出器14を嵌合溝47内に挿入したときには、電極接触部材44,45,46が弾性変形することにより、放射線検出器14を両側から電極接触部材44,45,46によって挟持した状態で固定することができる。
The
このように構成される本実施の形態でも、放射線検出器14を電極接触部材44,45,46に安定して広く面接触させることができると共に、放射線検出器14をソケットボード41に対して個別に着脱可能に取り付けることができ、第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
Also in this embodiment configured as described above, the
(第4の実施の形態)
次に、図8を参照して本発明の第4の実施の形態であるシングルフォトンエミッションCT装置(以下、SPECTという)について説明する。なお、本実施の形態では、第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
(Fourth embodiment)
Next, a single photon emission CT apparatus (hereinafter referred to as SPECT) according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図8において、放射線撮像装置であるSPECT51は、一対の放射線検出装置30、回転支持台56、データ収集解析装置23、入力装置24及び表示装置25を備える。それらの放射線検出装置30は、回転支持台56に周方向に180°ずれた位置に配置される。具体的には、それぞれの放射線検出装置30の各ソケットボード6が周方向に180°隔てた位置で回転支持台56に取り付けられる。各放射線検出ユニット11はベッド2側を向いている。放射線検出ユニット11と被検者Pとの間にはコリメータ52が設置され、放射線検出ユニット11からの視野角を制限する。計測回路ユニット8もそれぞれのソケットボード6に設置される。放射線検出ユニット11、コリメータ4及び計測回路ユニット8は、遮光・電磁シールド7内に収納されることで、ガンマ線以外の電磁波の影響を遮断している。
In FIG. 8, a
放射性薬剤が投与された被検者Pが載っているベッド2が移動され、被検者Pは、一対のソケットボード6の間に移動される。放射性薬剤が集積した被検者P内の集積部Cから放出されたガンマ線10がコリメータ4内の貫通孔部を通って放射線検出ユニット11の各放射線検出器14に入射される。放射線検出器14から出力されたγ線検出信号は、計測回路ユニット53で信号処理される。データ収集解析装置54は、計測回路ユニット53から出力された情報を用いて被検者Pに対する画像情報を作成し、この画像情報を表示装置25に表示する。回転支持台56が回転することによって、各ソケットボード6及び放射線検出ユニット11が被検者Pの周囲を旋回する。放射線検出ユニット11は旋回しながらγ線検出信号を出力する。回転支持台56の回転制御、放射線検出ユニット11と被検者Pとの間の距離の制御、及びベッド2による被検者Pの位置制御は、操作パネル58によってSPECT51の近傍で行えると共に、入力装置24によって遠距離から行うことも可能である。
The bed 2 on which the subject P to which the radiopharmaceutical is administered is moved, and the subject P is moved between the pair of socket boards 6. The gamma rays 10 emitted from the accumulation part C in the subject P where the radiopharmaceutical is accumulated pass through the through-hole part in the collimator 4 and enter each
このように構成される本実施の形態でも、並列配置された放射線検出器14をソケットボード6に着脱可能に取り付ける構成としたので、高エネルギ分解能、高時間分解能、高計数率特性を有するSPECT51を提供できると共に、異常になった放射線検出器14の交換を最小単位で行うことができる。また、異常になった放射線検出器14の交換作業を容易にかつ短時間に行うことができる。第1実施形態で生じる効果も得ることができる。
Also in this embodiment configured as described above, since the
(第5の実施の形態)
次に、図9及び図10を参照して本発明の第5の実施の形態であるポジトロンエミッショントモグラフィ装置61(以下、PETという)について説明する。なお、本実施の形態では、第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
(Fifth embodiment)
Next, a positron emission tomography apparatus 61 (hereinafter referred to as PET), which is a fifth embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図9において、放射線撮像装置であるPET61は、複数の放射線検出装置30(図10参照)を、ベッド2を取り囲むように配置している。各放射線検出装置30においてソケットボード6に着脱可能に取り付けられた複数の放射線検出ユニット11がベッド2の方を向いている。このため、多数の放射線検出器11がベッド2を取り囲んで配置される。放射線検出ユニット11、計測回路ユニット62及び計測回路制御系63は、遮光・電磁シールド7内に収容されることにより、ガンマ線以外の電磁波の影響を遮断している。本実施形態では、放射線検出ユニット11と被検者Pとの間にはコリメータは設置されていない。
In FIG. 9, a
放射性薬剤が投与された被検者Pが載っているベッド2が移動され、被検者Pは環状に配置された放射線検出ユニット11で囲まれた空間内に挿入される。ベッド2の位置制御は操作パネル67によってPET61の近傍で行えると共に、入力装置24により遠距離から行うことも可能である。放射性薬剤が集積した被検者P内の集積部Cから放射性薬剤に起因した一対のガンマ線10が放出される。これらのガンマ線10は180度反対向に放出されるため、これらのガンマ線10を別々の放射線検出器14で検出することにより、それらのガンマ線の放射方向が特定される。それらの放射方向の特定はデータ収集解析装置64で同時計数処理を行うことによりなされる。放射線検出器14から出力されたγ線検出信号は、計測回路ユニット62の計測回路62A及び計測回路制御系63を介してデータ収集解析装置64にデータとして集められる。データ収集解析装置64は、上記の同時計数処理で得られたガンマ線の計数値情報等を用いて集積部Cの断層像情報を作成し、表示装置25に表示する。
The bed 2 on which the subject P to which the radiopharmaceutical is administered is moved, and the subject P is inserted into a space surrounded by the
このように構成される本実施の形態でも、並列配置された放射線検出器14をソケットボード6に着脱可能に取り付ける構成としたので、高エネルギ分解能、高時間分解能、高計数率特性を有するPET61を提供できる。特に高計数率特性が要求される3D−PETに最適である。また、異常になった放射線検出器14の交換を最小単位で行うことができる。また、異常になった放射線検出器14の交換作業を容易にかつ短時間に行うことができる。第1実施形態で生じる効果も得ることができる。
Also in this embodiment configured as described above, since the
なお、各実施の形態では、半導体素子を2枚並列配置して放射線検出器を構成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限ることなく、例えば半導体素子を3枚以上並列配置して放射線検出器を構成してもよい。 In each embodiment, the case where the radiation detector is configured by arranging two semiconductor elements in parallel has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and for example, three or more semiconductor elements are arranged in parallel. It may be arranged to constitute a radiation detector.
また、第2の実施の形態では、保護コネクタケースに引抜部としての引抜穴を穿設する構成とした場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限ることなく、例えばフックを引っ掛けるためのL字状の突起部を保護コネクタケースの開口端に突設することにより引抜部を形成してもよい。 Further, in the second embodiment, the case where the protective connector case is configured to have a pull-out hole as a pull-out portion has been described as an example. For this purpose, the lead-out portion may be formed by projecting an L-shaped projection for projecting at the opening end of the protective connector case.
1 ガンマカメラ装置(放射線撮像装置)
4 コリメータ
6,41 ソケットボード
6A,6B ソケット(検出器保持部材)
11,31 放射線検出ユニット
12 検出器エレメント
12A,13A 半導体素子
12B,13B 電圧印可電極(電極)
12C,13C 信号読出電極(電極)
13 検出器エレメント
14 放射線検出器
15,32 保護コネクタケース
15D,34 絶縁維持段差部(段差部)
16,17,33,44,45,46 電極接触部材
30,30A 放射線検出装置
32A 引抜穴(引抜部)
47 嵌合溝(検出器保持部)
51 シングルフォトンエミッションCT装置(放射線撮像装置)
61 ポジトロンエミッショントモグラフィ装置(放射線撮像装置)
1 Gamma camera device (radiation imaging device)
4 Collimator 6, 41 Socket board 6A, 6B Socket (detector holding member)
11, 31
12C, 13C Signal readout electrode (electrode)
13
16, 17, 33, 44, 45, 46
47 Fitting groove (detector holding part)
51 Single photon emission CT system (radiation imaging device)
61 Positron emission tomography equipment (radiation imaging equipment)
Claims (16)
隣接する前記半導体素子の一方の長さが他方の長さよりも長くて前記一方の端面が前記他方の端面よりも突出しており、隣接する前記半導体素子間に配置される一対の前記電極のうち、前記長さの長い前記半導体素子に設けられた前記電極が少なくとも部分的に前記他方の半導体素子よりも外側に突出していることを特徴とする放射線検出器。 A plurality of semiconductor elements that are arranged side by side and generate electric charges when irradiated with radiation, a first electrode provided on one surface of each of the semiconductor elements, and each of the semiconductor elements on the opposite side of the one surface A radiation detector comprising a second electrode provided on each of the other surfaces,
One length of the adjacent semiconductor elements is longer than the other length, and the one end face protrudes from the other end face, and among the pair of electrodes arranged between the adjacent semiconductor elements, The radiation detector according to claim 1, wherein the electrode provided on the semiconductor element having the long length protrudes at least partially outward from the other semiconductor element.
これらの放射線検出器を着脱可能に保持する検出器保持部材を有することを特徴とする放射線検出装置。 A plurality of semiconductor elements that are arranged side by side and generate electric charges upon incidence of radiation, a first electrode provided on one surface of each of the semiconductor elements, and each of the semiconductor elements on the opposite side of the one surface A plurality of radiation detectors each including a second electrode provided on each of the other surfaces, wherein one of the adjacent semiconductor elements is longer than the other, and the one end surface is longer than the other end surface. Of the pair of the first electrodes disposed between the adjacent semiconductor elements, the first electrode provided on the semiconductor element having the long length is at least partly the other semiconductor element. A plurality of said radiation detectors projecting outward than,
A radiation detection apparatus comprising a detector holding member that detachably holds these radiation detectors.
前記放射線検出器を前記検出器保持部材に着脱可能に保持する構成は、前記コネクタケーシングを前記検出器保持部材に着脱可能に保持する構成である請求項3記載の放射線検出装置。 The radiation detector is housed in a connector casing in which a first electrode contact member electrically connected to the first electrode and a second electrode contact member electrically connected to the second electrode are installed. And
The radiation detection apparatus according to claim 3, wherein the configuration in which the radiation detector is detachably held on the detector holding member is a configuration in which the connector casing is detachably held on the detector holding member.
A radiation detection device according to any one of claims 3, 4, and 11, a bed that supports a subject and is movable in a longitudinal direction, and the charge from each radiation detector of the radiation detection device. A radiation imaging apparatus comprising: an image information creation device that creates image information using information obtained based on a radiation detection signal output correspondingly.
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