JP2005257437A - 陽電子放出型断層撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半導体放射線検出器21は、複数の半導体放射線検出素子211、及び銅板である導電部材22,23を有する。検出素子211は、半導体領域Sの対峙する一方の面にアノード電極Aを、他方の面にカソード電極Cを設ける。各検出素子211はカソード電極C同士及びアノード電極A同士が向かい合うように並列に配置され、アノード電極A同士、及びカソード電極C同士が導電部材22,23を介して電気的に接続される。導電部材22,23は、半導体領域Sよりも外側に突出した突出部22a,23aを有し、各検出器21は、検出素子211を配線基板24と直交するように配置して、突出部22aを配線基板24の接続部材CPに、突出部23aを接続部材APに接続する。
【選択図】 図3
Description
半導体放射線検出器を医療用放射線撮像装置等(核医学診断装置)に用いる場合、配線基板上に半導体放射線検出器を接続して放射線検出部を形成している(例えば特許文献1参照)。また、複数の半導体放射線検出器を放射線検出器支持板上に配置した技術が提案されている(例えば特許文献2参照)。
これにより、導電部材は、放射線検出器を支持基板に取り付けるための固定部材として用いられることとなる。したがって、放射線検出器を支持基板に取り付けるための他の固定部材が不要であり、支持基板における放射線検出器の配置密度を向上できる。このことは、被検体に対して得られる画像の空間分解能の向上につながる。
(実施形態1)
本実施形態のPET撮像装置は、図1に示すように、PET撮像装置1、被検体(被検診者)Hを支持するベッド31、データ処理装置(コンピュータ等)2及び表示装置3を備えている。PET撮像装置1は、図2に示すユニット基板Uを周方向に多数配置している。PET撮像装置1において、被検体Hは、長手方向に移動可能なベッド31に載せられて、それらのユニット基板Uによって取り囲まれる計測空間32内に挿入される。
PET撮像装置1は、ベッド31が挿入される計測空間32を取り囲んで周方向に多数配置されるユニット基板Uを多数有する。ユニット基板Uは、ベッド31の長手方向(計測空間32の軸方向)にも複数個配置される。ユニット基板Uは、図2に示すように、放射線検出モジュール(以下、検出モジュールという)20A、及び集積回路基板(以下、ASIC基板という)20Bを有する。検出モジュール20Aは複数の半導体放射線検出器(以下では単に、検出器という)21を備える。検出器21は被検体Hの体内から放出されるγ線を検出する。ASIC基板20Bは、検出されたγ線の波高値、検出時刻を計測するための集積回路(ASIC)を有しており、検出した放射線(γ線)の波高値や検出時刻を測定するようになっている。その集積回路は、放射線検出信号を処理する複数の信号処理装置を含んでいる。
(半導体放射線検出器)
まず、本実施形態に適用される検出器21を説明する。図3(b)に示すように、検出器21は、板状の半導体材料によって構成された半導体領域(半導体部)Sを含む複数の半導体放射線検出素子(以下、検出素子という、図3(a)参照)211、及び導電部材(固定部材)22,23を有する。検出素子211は、半導体領域Sの対峙する両面に、それぞれの面の全面にわたって、蒸着法等により薄い膜状の電極を形成している。一方の面に形成された電極がアノード電極(第1電極、以下、アノードという)Aであり、他方の面に形成された電極がカソード電極(第2電極、以下、カソードという)Cである。検出器21は、縦置きされた偶数個(例えば4個)の検出素子211を、カソードC同士及びアノードA同士が互いに向き合うように並列に配置し、導電部材22,23を介して同じ種類の電極同士(アノードA同士、及びカソードC同士)を電気的に接続している(図3(b)参照)。すなわち、導電部材23(第1導電部材)は、一方で隣接する検出素子211の向かい合うアノードA間に配置され、導電性接着剤によりそれぞれのアノードAに取り付けられる。導電部材22(第2導電部材)は、他方で隣接する検出素子211の向かい合うカソードC間に配置され、導電性接着剤によりそれぞれのカソードCに取り付けられる。更に、検出器21の両端に位置する各カソードCに導電部材22が接着される。検出器21は、アノードAとカソードCが交互に配置され、導電部材22と導電部材23も交互に配置されている。
ここで、半導体領域Sの厚さt(図3(a)参照)が厚い場合及び薄い場合における時間と波高値曲線との関係について説明する。カソードCとアノードAの間に印加するpn接合の逆方向バイアス電圧(以下、バイアス電圧と呼ぶ)が同じ値では、厚さtが薄い半導体領域Sの方が波高値の上昇(立ち上がり)は速く、波高値の精度(エネルギー分解能)が高くなる。波高値の上昇速度が速いと、例えばPET撮像装置1における同時計測の精度(同時計数分解能)が向上する。厚さtの薄い半導体領域Sが波高値の上昇速度が速くなると共に、エネルギー分解能が高くなる(電荷の収集効率がよくなる)のは、電子がアノードAに到達する時間、及び正孔がカソードCに到達する時間が短縮される、すなわち電荷の収集時間が短くなるからである。また、途中で消滅するおそれのあった正孔が、厚みが薄い分、消滅しないでカソードCに到達できるからである。ちなみに、厚さtは、対峙するカソードCとアノードAの間の電極間距離と表現することもできる。なお、アノードAは放射線検出信号を取り出す電極であり、カソードCはバイアス電圧を印加する電極である。
アノードA間に配置された導電部材23、及びカソードC間に配置された導電部材22は、γ線を検出しない不感領域となる。したがって、検出器21は、検出素子211間、具体的には、電極間に不感領域となる導電部材23,22が配置される構成となっている。なお、アノードA及びカソードCも不感領域である。
検出モジュール20Aに設置される検出器21の配置密度が高くなるほど、γ線を検出し易くなり、かつγ線検出の際の位置精度を高めることできる。本実施形態の検出モジュール20Aにおいては、以下に説明するような3つの構成により、検出器21の配置密度を高めることができる。第1の構成は、突出部22a,22bがY方向を向くように各検出器21を配置していることである。これにより、X方向にそれらの突出部が向けられないので、X方向における検出器21の相互間の隙間を狭くできる。また、第2の構成は、X方向において、各検出器21は同極の電極(例えばカソードC)同士が向かい合うように配置されていることである。この配置によって、X方向における検出器21の相互間の絶縁を軽減できるため、X方向における検出器21の相互間の隙間を狭くできる。さらに、第3の構成は、Y方向において隣り合う検出器21は、同極の電極(アノードAまたはカソードC)に接続される突出部(検出器の外部との電気的接合部)が向かい合うように配置されていることである。この配置によって、Y方向における検出器21の相互間の絶縁を軽減できるため、Y方向における検出器21の相互間の隙間を狭くできる。
このように、第1、第2及び第3の構成を有する検出モジュール20Aでは、γ線の検出効率を増大することができ、画像の空間分解能を向上することができる。
また、検出器21は、絶縁性接着剤を用いて、検出素子211における配線基板24との当接部を、配線基板24上に固定しても良い。このように構成することにより、検出器21に対する配線基板24の接着性、即ち保持力が強化される。この場合、絶縁性接着剤は、検出器21の交換性を考慮して熱可塑性であることが望ましい。
ユニット基板Uの詳細構造を、図2(a),(b)を用いて説明する。ユニット基板Uは、複数の検出器21が前述のように設置された検出モジュール20Aと、ASIC基板20Bとを備えている。ASIC基板20Bは、コンデンサ26、抵抗27、アナログASIC28及びデジタルASIC29を有する。
検出モジュール20Aは、図4に示すように、複数の検出器21が配線基板24上に設置されることで構成される。検出器21のアノードAとカソードCの間には、前述したように、電荷収集のために、例えば、500Vの電圧が印加されている。この電圧は、ASIC基板20Bに設置された電源用配線(図示せず)からコネクタC1を介して検出モジュール20Aの配線基板24に設置された電源用配線(図示せず)を介してそれぞれの検出器21のアノードAとカソードCの間に印加される。検出モジュール20Aは、配線基板24の端部にコネクタC1を備えている。コネクタC1は、前述の端子33及び複数の端子34を有する。各検出器21から出力されたγ線検出信号は、コネクタC1を介してASIC基板20B側へ供給される。
ASIC基板20Bは、図2(a),(b)に示すように、配線基板(支持基板)35の片面に、4個のアナログASIC28と1個のデジタルASIC29を設置している。図2(b)に示すように、アナログASIC28が配線基板35の両面に設置されているので、1つのASIC基板20Bは、合計8個のアナログASIC28を有する。配線基板35の両面には、コンデンサ26及び抵抗27が検出器21の数に対応した数だけ設置されている。また、これらの、コンデンサ26、抵抗27、アナログASIC28及びデジタルASIC29を電気的に接続する複数の接続配線(図示せず)が、配線基板35内に設けられている。これらの接続配線は配線基板35内で積層構造となっている。コンデンサ26、アナログASIC28及びデジタルASIC29の配線基板35における配列は、検出モジュール20Aの検出器21から供給された信号が伝送される順に合わせたものとなっている。抵抗27は、一端がコンデンサ26の入力側に接続され、他端が配線基板35に設けられたグランド配線(図示せず)に接続される。アナログASIC28は、検出器21から出力されたアナログ信号(γ線検出信号)を処理する、特定用途向けICであるASIC(Application Specific Integrated Circuit)を意味し、LSIの一種である。アナログASIC28は、個々の検出器21ごとに信号処理回路を設けている。これらの信号処理回路は、対応する1つの検出器21から出力されたγ線検出信号(放射線検出信号)を入力してγ線の波高値を求めるようになっている。
ASIC基板20Bは、配線基板35の端部に各コンデンサ26に接続される複数の端子を有するコネクタ(例えばスプリングピンコネクタ)C2を有している。
検出モジュール20AとASIC基板20Bは、図2(b)に示すように、これらの端部をオーバラップさせ、このオーバラップ部分に存在するコネクタC1とコネクタC2を接続する。検出モジュール20Aの端部とASIC基板20Bの端部は、オーバラップ部分で締結用のネジ等により着脱自在(分離・接続自在)に結合される。このようにオーバラップ部分で結合するのは以下の理由による。即ち、検出モジュール20AとASIC基板20Bとが結合されたユニット基板Uは、PET撮像装置1内で片持ち支持されるため、その設置位置によっては、ユニット基板Uの中央部(接続部分)にユニット基板Uを撓ませたり曲げたりする力が作用する。その接続部分が配線基板24と配線基板35の端面同士を突き合わせた構造となっている場合には、接続部分が撓み易かったり折れ曲がり易かったりするので好ましくない。
検出モジュール20Aは、ASIC基板20Bにネジ等で着脱自在に取り付けられているため、例えば、検出器21やASIC28,29に検出不良等の不具合が生じた場合、不具合のある部分(検出モジュール20AまたはASIC基板20B)だけを取り替えれば済む。なお、検出モジュール20AとASIC基板20Bとの電気的接続は、前記したスプリングピンコネクタのようなコネクタC1によって行われることから、基板同士の接続・接続の解除(結合・結合の解除)は容易である。
また、コンデンサ26及び抵抗27をアナログASIC28の内部に設けることもできるが、適切なコンデンサ容量や適切な抵抗値を得るため、及び、アナログASIC28の大きさを小さくする等の理由から、本実施形態では、コンデンサ26及び抵抗27はアナログASIC28の外に配置されている。
なお、ASIC基板20Bに設けられているコンデンサ26、抵抗27及びアナログASIC28を、ASIC基板20Bではなく検出モジュール20Aに設けても良い。この場合、コンデンサ26、抵抗27、アナログASIC28は、検出器21よりもASIC基板20B側に位置している。検出モジュール20Aが検出器21及びアナログASIC28を有するので、検出器21とアナログASIC28との間の距離(配線の長さ)をさらに短くすることができる。このため、ノイズの影響が更に低減される。
以上の構成を有するPET撮像装置1の動作を説明する。放射線検査を行う前に、まず被検体Hに予め注射等の方法によりPET用の放射性薬剤(例えば18Fを含む)をその体内投与放射能が例えば370MBq程度になるように投与する。放射性薬剤は、検査目的(癌の場所を把握、または心臓の動脈瘤の検査等)に応じて選ばれる。投与された放射性薬剤は、やがて、被検体Hの患部に集まる。この状態で被検体Hをベッド31上に寝かせる。
PET検査を実行する検査者(診療放射線技師や医師)は、検査の目的に応じて必要な情報(断層像を得たい領域(撮像領域或いは関心領域)、スライス数、スライス間隔、吸収線量等)を、データ処理装置2(図1(a)参照)を介して入力する。この場合、表示装置3に図示しない情報入力画面を表示させて、必要なデータを、キーボードやマウス等により入力する手法を採ることができる。その後、ベッド31を長手方向に移動させて、被検体Hの検査部位(例えば癌の患部)が所定の位置に来るまで被検体Hを計測空間32内に挿入する。そして、PET撮像装置1を作動させる。
(1)本実施形態は、並列に配置されて隣り合う検出素子211のカソードC間に配置してこれらのカソードCに接続された導電部材22、及びアノードA間に配置してこれらのアノードAに接続された導電部材23を配線基板24に固定するため、検出器21の稠密配置が可能になった。また、空間分解能を上げることができる。
ここで、特開平7−122776号公報には、並列に配置された複数の検出素子をDIPパッケージに垂直に設置した放射線検出装置が記載されている。また、同公報(図13(b)、図18(a))には、検出素子の間に挟み込まれた導電性フィルムのタグをボンディングワイヤによってDIPパッケージに設けられた電極ピンに接続され、ボンディングワイヤを必要とする構造が記載されている。これに対し、本実施形態は、配線基板24と直交させて導電部材22,23を配置するようになっているため、導電部材22,23を配線基板24への固定部材として利用することができる。したがって、別の固定部材を用いることなく検出器21を配線基板24に固定することができる。また、本実施形態は前記公報に記載されているようなボンディングワイヤが不要となる。このような本実施形態は、配線基板24における検出器21の配置密度を向上させることができ、得られる画像の空間分解能を向上できる。また、検出器21の配置密度の向上は、検出器21の感度向上につながる。これにより、検査時間が短縮される。
(2)互いに隣接する検出素子211のカソードC同士またはアノードA同士が向かい合うように配置されるので、導電部材22,23を共用することができる。したがって、検出素子211の相互間に電気絶縁材を配置する必要がなく、検出素子211の稠密配置を実現することができる。これにより、感度が向上され、検査時間の短縮も図ることができる。
(3)導電部材22,23は半導体領域Sよりも外側に突出して導電部材22,23の一部である突出部22a、23aを有し、突出部22a、23aが配線基板24に取り付けられるため、導電部材22,23の配線基板24への取り付けが簡単にできる。
(4)突出部22a、23aが接着剤25によって配線基板24の接続部材CP,APに取り付けられので、突出部22a、23aの接続部材CP,APへの接続作業に要する時間を短縮できる。すなわち、本実施形態は、特開平7−122776号公報のようにボンディングワイヤで接続する場合に比べてその接続作業に要する時間をほぼ半減させることができる。接着剤25は、検出器21と配線基板24の電気的接続及び機械的接続(保持)の両方の機能を発揮している。また、突出部22a、23aの接続部材CP,APへの接続に、ボンディングワイヤ等の他の部品が不要となるため、本実施形態は、検出モジュール20Aの構成を簡素化できる。
(5)導電部材22,23の配線基板24への取り付け用の接着剤25は熱可塑性接着剤(または半田)を用いているとともに、検出素子211と導電部材22,23との接着が熱硬化性接着剤を用いているので、検出器21を配線基板24から取り外し易くなる。このため、異常になった検出器21を新検出器21に換える交換作業が容易になる。これは、検出器21を取り外す際、塗布された接着剤25が加熱により軟化するためである。また、検出素子211が加熱されても、検出素子211と導電部材22,23とが剥がれるということがないため、異常になった検出器21の検出素子211がばらばらにならなく一体で配線基板24から取り外すことができる。これにより、検出器21の取り外しに要する時間を短縮できる。
(6)導電部材22,23がカソードC、アノードAの電極面を実質的に覆うように取り付けられているため、導電部材22とカソードCの接着部の電気抵抗、及び導電部材23とアノードAの接着部の電気抵抗が小さくなり、検出器21から出力されるγ線検出信号の電圧を増大できる。さらに、導電部材22、23は剛性を有する導電性部材である導電性の金属によって構成されているため、半導体領域Sの保護部材としても機能する。特に、半導体領域SをCdTe,CZT,GaAs等の機械的に脆い半導体材料で構成した場合には、導電部材22、23によって半導体領域Sの損傷を防止できる。
(7)導電部材22,23として銅板が用いられているので、安定した信号の取り出しを実現することができるとともに、取付剛性を備えた検出器21が得られる。
(8)突出部22a,23aは、検出器21の異なる2つの側面で突出しているため、検出モジュール20Aの電気絶縁性を高めることができる。
(9)突出部22a,22bがY方向を向くように各検出器21を配置しているため、X方向における検出器21の相互間の隙間を狭くでき、その隙間を素通りするγ線の割合を低減できる。これにより、γ線の検出効率が高められ、得られる画像の空間分解能も向上できる。
(10)X方向において、各検出器21は、同極の電極同士が向かい合うように配置されているため、X方向における検出器21の相互間の絶縁を軽減でき、X方向における検出器21の相互間の隙間を狭くできる。これによっても、前記(9)と同様に、γ線の検出効率が高められ、画像の空間分解能も向上できる。
(11)Y方向において隣り合う検出器21が、同極の電極(アノードAまたはカソードC)に接続される突出部が向かい合うように配置されているため、Y方向における検出器21の相互間の絶縁を軽減でき、Y方向における検出器21の相互間の隙間を狭くできる。したがって、γ線の検出効率を増大でき、画像の空間分解能を向上させることができる。突出部が向かい合うような配置とは、向かい合っている相互の検出器21の突出部が完全に向かい合っているだけでなく、向かい合っている相互の検出器21がY方向と直交するX方向にずれて双方の突出部の位置がX方向にずれている場合も含まれる。具体的には、Y方向において隣り合う検出器21で突出部23aが突出している側面同士が向かい合っている状態が、突出部が向かい合うように配置された状態である。
(12)配線基板24の両面に検出器21を設置しているため、PET撮像装置1における配線基板24の数を半減でき、PET撮像装置1における検出器21の配置密度を向上できる。このため、PET撮像装置1のγ線の検出効率及び画像の空間分解能をさらに向上できる。
(13)検出モジュール20AとASIC基板20Bとが相互に着脱自在に取り付けられるため、どちらかが故障した場合に、故障した検出モジュール20AまたはASIC基板20Bを簡単に交換することができる。
(14)検出器21を用いたPET撮像装置1では、各検出器21に個別に対応した増幅回路を多数内蔵したASIC等を使用し信号処理回路を形成しているので、検出器21の小型化、ひいては検出器21の個数の増加にも対応できる。この結果、空間分解能の更なる向上が可能である。
(15)エネルギー分解能の高い検出器21を多数配置可能な検出モジュール20Aを構成できるため、3D撮像において定量性の高い検査が可能となる。
(16)配線基板24に設置した検出器21を電気絶縁体で覆うことによって、検出器21の絶縁破壊を防止できる。
(17)Y方向において接続部材APは、接続部材CPの間に並列に二列配置されているため、その二列配置のそれぞれの接続部材APに、Y方向で隣り合う検出器21で同種の電極(アノードA)に接続される各突出部23aをそれぞれ接続できる。したがって、Y方向における検出器21の相互の電気絶縁を軽減でき、Y方向における検出器21の相互の間隔を狭くできる。これによっても、配線基板24における検出器21の配置密度を向上でき、γ線の検出効率及び得られる画像の空間分解能が向上する。
(18)接続部材CP(例えば、接続部材CP1)にY方向に隣り合う2つの検出器21の突出部22aが接続されるため、Y方向における検出器21の配置密度を向上できる。これによっても、γ線の検出効率及び画像の空間分解能を向上できる。また、この構成は、Y方向における配線基板24の長さを短くすることができ、PET撮像装置1の半径方向の長さが短くできる。これは、PET撮像装置1のコンパクト化につながる。前記の(11)に示す検出器21の配置によっても、Y方向における配線基板24の長さを短くすることができる。このため、PET撮像装置1は、半径方向の長さが更に短くでき、よりコンパクトになる。
(19)接続部材CPに接続されて複数の接続部材CPで共用される配線24aが配線基板24に設けられているため、配線基板24に設けられる配線24a,24bの配線密度を低減できる。したがって、配線基板24における配線が容易に行える。
(20)配線基板24の、検出器21が取り付けられている面がベッド31の長手方向を向いて配置されるため、PET撮像装置1の半径方向(X方向)において、検出器21を密に配置できる。このため、γ線の検出効率及び画像の空間分解能を向上できる。
本発明の他の実施形態であるPET撮像装置を説明する。本実施形態のPET撮像装置は、図1に示すPET撮像装置1に用いられる検出器21を、図7(a),(b)に示す検出器21Bに替えた構成を有する。本実施形態のPET撮像装置の検出器以外の構成は、前記の実施形態である図1に示すPET撮像装置1と同じである。
導電部材22A及び23Aは、同じ側面(配線基板24と対向するに面)から同一の方向に突出する突出部22b、23bを形成している。突出部22b、23bは、半導体領域Sよりも外側、即ち、検出器21Bの底面(配線基板24と対向するに面)よりも下方に突出している。突出部22bは、検出素子211の一つの側面側に位置し、突出部23bは、その側面と対峙する、検出素子211の他の側面側に位置している。
(21)本実施形態では、配線基板24との接続と固定とを行うための突出部22b,23bが検出器21の下方に突出されており、検出器21の対峙する両側面に導電部材22,23が突出することがなくなる。このため、Y方向において隣り合う検出器21の相互間の間隔をさらに小さくでき、検出器21の配線基板24上における配置密度をさらに向上できる。本実施形態は、γ線の検出効率を向上でき、かつ画像の空間分解効率を向上できる。
(22)アノードAに接続された導電部材23の突出部23b、及びカソードCに接続された導電部材22の突出部22bは、互いに、半導体領域Sの、アノードA及びカソードCのいずれもが設けられていない1つの面、即ち、配線基板24に対向する面おいて、異なった位置で突出しているため、突出部23bを導電部材23に、突出部22bを導電部材22に簡単に接続することができる。
(23)前記したように、Y方向(PET撮像装置1の半径方向)の検出器21同士の間隔を短縮することができることにより、被検体HとY方向後段側の検出器21との距離が縮まる。これはPET撮像装置1におけるγ線検出感度向上の効果をもたらす。
図7(c)に示すように、導電部材22A,23Aの突出部22b,23bのそれぞれの下部をさらに下方に延ばして、突出部22bに折曲部22dを、突出部23bに折曲部23dを形成することもできる。この場合、折曲部22dを接続部材CPに、折曲部23dを接続部材APに、それぞれ接着剤25により接続する。このような折曲部22d,23dの接続は、検出器21の配線基板24へのより強固な固定を実現することができる。また、配線基板24に突出部22b、23bが嵌まり込む図示しない凹部(溝部)を設けて、突出部22b、23bを該当する凹部に嵌め込み、検出器21Bを配線基板24に固定しても良い。
実施形態1及び2では、アノードAに接続される導電部材23(または23A)の突出部23a(または23b)を接続部材APに、カソードCに接続される導電部材22(または22A)の突出部22a(または22b)を接続部材CPに接続しているが、突出部23a(または23b)を接続部材CPに、突出部22a(または22b)を接続部材APに接続することも可能である。この場合は、カソードCがγ線検出信号を出力する電極となり、アノードAがバイアス電圧を印加する電極となる。アノードAとカソードCの間に印加する電圧が逆方向であればいずれのパターンでも実現可能である。
実施形態1及び2では、アノードAの電位をほぼグラウンド、カソードCの電位を−500Vとしたが、逆方向であれば電位に制約はなく、PET撮像装置として機能する範囲で電圧値を設定すればよい。なお、カソードCを放射線検出信号の取り出し電極に、アノードAをバイアス電圧の印加電極にすることも可能である。
実施形態1及び2は、検出器21(または21B)の両端部にカソードCをそれぞれ配置している。しかしながら、アノードAが検出器21(または21B)の両端部に配置されるように、4個の検出素子211を配置しても良い。これにより、検出器においては、2箇所でカソードC同士が向かい合い、1箇所でアノードA同士が向かい合っている。
実施形態1及び2では検出素子211を4個並列配置させて検出器21を構成しているが、並列枚数は4個に限定する必要はない。ただし、X方向における電気の絶縁性を向上させるためには、偶数個の検出素子211で1つの検出器を構成すると良い。
実施形態1及び2では、図3(c)、図4(a)、図5(a)、図6、及び図7(b)に示すように、配線基板24上の接続部材APと接続部材CPは、接着剤25が接続される部分以外にも設けられているが、これら接続部材APと接続部材CPは、接着剤25が接続される必要最小限の面積とし、必要に応じ配線基板24内部で接続すればよい。これにより、配線基板24表面で接続部材APと接続部材CPと、それに相対する電極との電気絶縁性を高めることができる。
なお、PET撮像装置またはSPECT装置と、X線CTを組み合わせた核医学診断装置の構成としてもよい。
20A 放射線検出モジュール
20B ASIC基板
21 半導体放射線検出器
22,22A,23,23A 導電部材
22a,22b,23a,23b 突出部
22c,22d,23c,23d 折曲部
24、35 配線基板
25 接着剤
28 アナログASIC
29 デジタルASIC
211 半導体放射線検出素子
A アノード電極
AP,CP 接続部材
C カソード電極
H 被検体
S 半導体領域
U ユニット基板
これにより、導電部材は、放射線検出器を支持基板に取り付けるための固定部材として用いられることとなる。したがって、放射線検出器を支持基板に取り付けるための他の固定部材が不要であり、支持基板における放射線検出器の配置密度を向上できる。このことは、被検体に対して得られる画像の空間分解能の向上につながる。
これにより、導電部材は、放射線検出器を支持基板に取り付けるための固定部材として用いられることとなる。したがって、放射線検出器を支持基板に取り付けるための他の固定部材が不要であり、支持基板における放射線検出器の配置密度を向上できる。このことは、被検体に対して得られる画像の空間分解能の向上につながる。
(実施形態1)
本実施形態のPET撮像装置は、図1に示すように、PET撮像装置1、被検体(被検診者)Hを支持するベッド31、データ処理装置(コンピュータ等)2及び表示装置3を備えている。PET撮像装置1は、図2に示すユニット基板Uを周方向に多数配置している。PET撮像装置1において、被検体Hは、長手方向に移動可能なベッド31に載せられて、それらのユニット基板Uによって取り囲まれる計測空間32内に挿入される。
Claims (33)
- 少なくとも1つの放射線検出器と、前記放射線検出器が取り付けられる支持基板とを備えた放射線検出モジュールであって、
前記放射線検出器は、
半導体領域、及び前記半導体領域を間に挟んで対峙する、放射線検出信号を取り出す第1電極及びバイアス電圧を印加する第2電極を有して前記半導体領域が前記支持基板と交差して配置された複数の放射線検出素子と、複数の導電部材とを備え、前記複数の放射線検出素子を、同種の前記電極同士が互いに向かい合って並列に配置され、前記複数の導電部材のうちの一部が互いに向かい合う前記同種の電極間に配置されてこれらの電極に取り付けられ、残りの前記導電部材が単独で配置されている前記第1電極または前記第2電極に取り付けられ、
前記導電部材が、前記支持基板に取り付けられて前記支持基板に設けられた配線に接続されたことを特徴とする放射線検出モジュール。 - 前記導電部材は前記放射線検出器を前記支持基板に固定する固定部材である請求項1記載の放射線検出モジュール。
- ある前記導電部材が前記第1電極に、他の前記導電部材が前記第2電極に、導電性接着剤によってそれぞれ取り付けられている請求項1記載の放射線検出モジュール。
- 前記導電性接着剤が熱硬化性の接着剤である請求項3記載の放射線検出モジュール。
- 前記それぞれの導電部材は前記半導体領域よりも外側に突出し前記導電部材の一部である電気的接続部を有しており、前記導電部材を前記支持基板に取り付ける構造は前記電気的接続部を前記支持基板に取り付けることである請求項1記載の放射線検出モジュール。
- 前記電気的接続部の突出する位置が、前記第1電極に接続された前記導電部材と、前記第2電極に接続された他の前記導電部材で異なっている請求項5記載の放射線検出モジュール。
- 前記第1電極に接続された前記導電部材の前記電気的接続部は、前記放射線検出器の1つの側面で突出しており、前記第2電極に接続された前記導電部材の前記電気的接続部は、その側面と対峙する、前記放射線検出器の他の側面で突出している請求項6記載の放射線検出モジュール。
- 前記第1電極に接続された前記導電部材の前記電気的接続部、及び前記第2電極に接続された前記導電部材の前記電気的接続部は、お互いに、前記放射線検出器の、前記支持基板に対向する面において、異なった位置で突出している請求項6記載の放射線検出モジュール。
- 前記導電部材は、前記第1電極または前記第2電極に、対応する電極面を実質的に覆うように取り付けられている請求項1、請求項5及び請求項6のいずれか1項に記載の放射線検出モジュール。
- 前記導電部材が板状である請求項9記載の放射線検出モジュール。
- 複数の前記放射線検出器が、ある1つの方向において、同種の電極に接続された電気的接続部同士が実質的に向き合うように前記支持基板に配置されている請求項1または請求項6に記載の放射線検出モジュール。
- 複数の前記放射線検出器は、前記ある1つの方向と直交する方向において、同種の電極同士が向き合うように前記支持基板に配置されている請求項1、請求項6及び請求項11のいずれか1項に記載の放射線検出モジュール。
- 前記支持基板の両面に前記放射線検出器が取り付けられている請求項1または請求項6に記載の放射線検出モジュール。
- 前記導電性部材は剛性を有する導電性部材である請求項1または請求項6に記載の放射線検出モジュール。
- 少なくとも1つの放射線検出器と、前記放射線検出器が取り付けられた支持基板とを備えた放射線検出モジュールであって、
前記放射線検出器は、
半導体領域、及び前記半導体領域を間に挟んで対峙する、放射線検出信号を取り出す第1電極及びバイアス電圧を印加する第2電極を有して前記半導体領域が前記支持基板と交差して配置された複数の放射線検出素子と、複数の導電部材とを備え、前記複数の放射線検出素子を、同種の前記電極同士が互いに向かい合って並列に配置され、前記複数の導電部材のうちの一部が互いに向かい合う前記同種の電極間に配置されてこれらの電極に取り付けられ、残りの前記導電部材が単独で配置されている前記第1電極または前記第2電極に取り付けられ、
前記支持基板は、前記第1電極に接続される前記導電部材である第1導電部材が取り付けられた導電性の複数の第1接続部材、及び前記第2電極に接続される前記導電部材である第2導電部材が取り付けられた導電性の複数の第2接続部材を有し、
ある1つの方向において、前記第1接続部材は、前記第2接続部材の間に並列に二列配置され、
前記複数の第1接続部材に別々に接続された複数の第1配線が前記支持基板に設けられ、前記複数の第2接続部材に接続されて前記複数の第2接続部材で共用される第2配線が前記支持基板に設けられたことを特徴とする放射線検出モジュール。 - 前記第1導電部材が前記第1接続部材に、前記第2導電部材が前記第2接続部材に、導電性接着剤によってそれぞれ取り付けられている請求項15記載の放射線検出モジュール。
- 前記導電性接着剤が半田または熱可塑性の接着剤である請求項16記載の放射線検出モジュール。
- 前記第1接続部材は前記第1導電部材毎に設けられ、前記第2接続部材は前記1方向において隣り合う前記放射線検出器で向き合う一対の前記第2導電部材毎に設けられる請求項15に記載の放射線検出モジュール。
- 前記第1接続部材は前記放射線検出器毎に設けられ、前記第2接続部材は前記1つの方向と直交する方向に配列された複数の前記放射線検出器の前記第2導電部材が接続されるように設けられている請求項15に記載の放射線検出モジュール。
- 前記第1導電部材は前記半導体領域よりも外側に突出し前記第1導電部材の一部である第1電気的接続部を有し、前記第2導電部材は前記半導体領域よりも外側に突出し前記第2導電部材の一部である第2電気的接続部を有し、前記第1電気的接続部が前記第1接続部材に取り付けられ、前記第2電気的接続部が前記第2接続部材に取り付けられた請求項15、及び請求項18ないし請求項19のいずれか1項に記載の放射線検出モジュール。
- 半導体領域、及び前記半導体領域を間に挟んで対峙する、放射線検出信号を取り出す第1電極及びバイアス電圧を印加する第2電極を有する複数の放射線検出素子と、金属製の複数の導電部材とを備え、
前記複数の放射線検出素子は同種の前記電極同士を向かい合わせて並列に配置され、
前記複数の導電部材のうちの一部は、互いに向かい合う前記同種の電極間に配置されてこれらの電極に取り付けられ、残りの前記導電部材は向かい合うことなく単独で配置された前記第1電極または前記第2電極に取り付けられ、
前記それぞれの導電部材は、前記導電部材の一部が前記半導体領域よりも外側に突出して形成され、他の部材に取り付ける固定部材となる電気的な接続部を有することを特徴とする放射線検出器。 - 前記電気的接続部の突出する位置が、前記第1電極に接続された前記導電部材と、前記第2電極に接続された他の前記導電部材で異なっている請求項21記載の放射線検出器。
- 前記第1電極に接続された前記導電部材の前記電気的接続部は、前記放射線検出素子の1つの側面で突出しており、前記第2電極に接続された前記導電部材の前記電気的接続部は、その側面と対峙する、前記放射線検出素子の他の側面で突出している請求項22記載の放射線検出器。
- 前記第1電極に接続された前記導電部材の前記電気的接続部、及び前記第2電極に接続された前記導電部材の前記電気的接続部は、お互いに、前記半導体領域の、前記第1電極及び前記第2電極のいずれもが設けられていない1つの面において、異なった位置で突出している請求項22記載の放射線検出器。
- 前記導電部材は、前記第1電極または前記第2電極に、対応する電極面を実質的に覆うように取り付けられている請求項21または請求項22記載の放射線検出器。
- 前記導電部材が板状である請求項25に記載の放射線検出器。
- 複数の放射線検出器、及び前記放射線検出器が取り付けられた第1支持基板を有し、被検体を支持するベッドを取り囲み前記ベッドの周囲に配置された複数の放射線検出モジュールと、前記放射線検出器から出力された放射線検出信号を基に得られた情報を用いて画像を生成する画像情報作成装置とを備えた核医学診断装置であって、
前記放射線検出器が、半導体領域、及び前記半導体領域を間に挟んで対峙する、放射線検出信号を取り出す第1電極及びバイアス電圧を印加する第2電極を有して前記半導体領域が前記支持基板と交差して配置された複数の放射線検出素子と、複数の導電部材とを備え、前記複数の放射線検出素子を、同種の前記電極同士が互いに向かい合って並列に配置され、前記複数の導電部材のうちの一部が互いに向かい合う前記同種の電極間に配置されてこれらの電極に取り付けられ、残りの前記導電部材が単独で配置されている前記第1電極または前記第2電極に取り付けられ、
前記導電部材が、前記第1支持基板に取り付けられて前記第1支持基板に設けられた配線に接続されたことを特徴とする核医学診断装置。 - 前記それぞれの導電部材は前記半導体領域よりも外側に突出し前記導電部材の一部である電気的な接続部を有しており、前記導電部材を前記支持基板に取り付ける構造は前記電気的接続部を前記支持基板に取り付けることである請求項27記載の核医学診断装置。
- 複数の放射線検出器、及び前記放射線検出器が取り付けられた第1支持基板を有し、被検体を支持するベッドを取り囲み前記ベッドの周囲に配置された複数の放射線検出モジュールと、前記放射線検出器から出力された放射線検出信号を基に得られた情報を用いて画像を生成する画像情報作成装置とを備えた核医学診断装置であって、
前記放射線検出器は、半導体領域、及び前記半導体領域を間に挟んで対峙する放射線検出信号を取り出す第1電極及びバイアス電圧を印加する第2電極を有して前記半導体領域が前記支持基板と交差して配置された複数の放射線検出素子と、複数の導電部材とを備え、前記複数の放射線検出素子を、同種の前記電極同士が互いに向かい合って並列に配置され、前記複数の導電部材のうちの一部が互いに向かい合う前記同種の電極間に配置されてこれらの電極に取り付けられ、残りの前記導電部材が単独で配置されている前記第1電極または前記第2電極に取り付けられ、
前記第1支持基板は、前記第1電極に接続される前記導電部材である第1導電部材が取り付けられる導電性の複数の第1接続部材、及び前記第2電極に接続される前記導電部材である第2導電部材が取り付けられる導電性の複数の第2接続部材を有し、
ある1つの方向において、前記第1接続部材は、前記第2電極接続部材の間に並列に二列配置され、
前記複数の第1接続部材に別々に接続された複数の第1配線が前記第1支持基板に設けられ、前記複数の第2接続部材に接続されて前記複数の第2接続部材で共用される第2配線が前記第1支持基板に設けられたことを特徴とする核医学診断装置。 - 前記第1導電部材は前記半導体領域よりも外側に突出し前記第1導電部材の一部である第1電気的接続部を有し、前記第2導電部材は前記半導体領域よりも外側に突出し前記第2導電部材の一部である第2電気的接続部を有し、前記第1電気接続部が前記第1接続部材に取り付けられ、前記第2電気的接続部が前記第2接続部材に取り付けられた請求項29項記載の核医学診断装置。
- 前記第1支持基板の、前記放射線検出器が取り付けられている面が前記ベッドの長手方向を向いて配置される請求項27または請求項29記載の核医学診断装置。
- 前記第1支持基板に着脱自在に取り付けられた第2支持基板と、複数の前記放射線検出器のそれぞれが出力する放射線検出信号を処理する複数の信号処理装置を含む集積回路とを有する信号処理ユニットを備えた請求項27または請求項29記載の核医学診断装置。
- 複数の放射線検出器、複数の前記放射線検出器のそれぞれが出力する放射線検出信号を処理する集積回路、及び前記放射線検出器及び前記集積回路が取り付けられた支持基板を有し、被検体を支持するベッドを取り囲み前記ベッドの周囲に配置された複数のユニット基板と、前記集積回路から出力された、放射線検出信号を基に得られた情報を用いて画像を生成する画像情報作成装置とを備えた核医学診断装置であって、
前記放射線検出器が、半導体領域、及び前記半導体領域を間に挟んで対峙する、放射線検出信号を取り出す第1電極及びバイアス電圧を印加する第2電極を有して前記半導体領域が前記支持基板と交差して配置された複数の放射線検出素子と、複数の導電部材とを備え、前記複数の放射線検出素子が、同種の前記電極同士を互いに向かい合わせて並列に配置され、前記複数の導電部材のうちの一部が互いに向かい合う前記同種の電極間に配置されてこれらの電極に取り付けられ、残りの前記導電部材が単独で配置されている前記第1電極または前記第2電極に取り付けられていることを特徴とする核医学診断装置。
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