JP2018109517A - 放射線検出器およびそれを備えた放射線断層撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】分解できるような構成とすることでメンテナンスがしやすい放射線検出器を提供する。
【解決手段】本発明の放射線検出器1は、シンチレータ2と光検出器3とが粘着シート5により分離可能かつ光学的に結合されている。したがって、シンチレータ2と光検出器3を互いに引き離すように放射線検出器1に力を加えれば、粘着シート5が剥がれて、シンチレータ2と光検出器3とを一体化させるという機能を果たさなくなる。こうして、本発明の放射線検出器1は、シンチレータ2と光検出器3とを物理的に分離させることが可能である。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の放射線検出器1は、シンチレータ2と光検出器3とが粘着シート5により分離可能かつ光学的に結合されている。したがって、シンチレータ2と光検出器3を互いに引き離すように放射線検出器1に力を加えれば、粘着シート5が剥がれて、シンチレータ2と光検出器3とを一体化させるという機能を果たさなくなる。こうして、本発明の放射線検出器1は、シンチレータ2と光検出器3とを物理的に分離させることが可能である。
【選択図】図1
Description
本発明は、放射線を蛍光に変換するシンチレータを備えた放射線検出器およびそれを備えた放射線断層撮影装置に関する。
放射線を検出する放射線検出器としては、従来から図17で示すような構成となっているものがある。このような放射線検出器は、直方体の形状をしているシンチレータ結晶Cが縦横に配列されて構成されるシンチレータ52を備えている。シンチレータ結晶Cは、放射線が入射すると、放射線を蛍光に変換する材料で構成されている。シンチレータ52で生じた蛍光は、シンチレータ52に光学的に結合されている光検出器53で検出される(例えば特許文献1参照)。
本発明に係る放射線検出器は、シンチレータ結晶Cが一体化して構成されているシンチレータ52と光検出器53とが光学的に結合されて構成されている。シンチレータ52と光検出器53とを結合するには、液状の接着剤が用いられる。この接着剤は、シンチレータ52と光検出器53との間に注入されたものであり、硬化して接着層となる。この接着層は、シンチレータ52と光検出器53とに挟まれる位置にあり、両者を固着することにより、一体化させている。
しかしながら、従来の放射線検出器には、次のような問題点がある。
すなわち、本発明によれば、メンテナンスが困難なものとなってしまっている。
すなわち、本発明によれば、メンテナンスが困難なものとなってしまっている。
従来構成の放射線検出器は、分解できるような構成となっていない。放射線検出器の故障は、シンチレータ52か光検出器53のいずれかが原因(特に光検出器53)となっていることが多い。したがって、放射線検出器が故障してしまったとしても、シンチレータ52または光検出器53を新品のものに交換すると再び正常に動作する場合がある。従来構成の放射線検出器は、シンチレータ52と光検出器53とが硬化した接着剤により極めて強固に固着している。したがって、シンチレータ52と光検出器53とを無理に引きはがそうとして、故障していなかったシンチレータ52または光検出器53が破損してしまうと言うことも起こりえる。
従来の放射線検出器は構成する各部品を再利用する点について考慮がなされていない。各部品は強固に一体化されており、部品交換や分解修理ができないようになっている。したがって、放射線検出器を構成する部品の一つが正常に動作しなくなった場合、放射線検出器ごと廃棄しなければならなくなる。この様な事情は、放射線検出器を備えた装置のメンテナンスのコストを上昇させている。
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、分解できるような構成とすることでメンテナンスがしやすい放射線検出器を提供することにある。
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線検出器は、(A)放射線を蛍光に変換するシンチレータ結晶が縦横に配列されて一体化しているシンチレータと、(B)蛍光を検出する光検出器と、(C1)シンチレータと光検出器とを分離可能かつ光学的に結合させる粘着シートを備えることを特徴とするものである。
すなわち、本発明に係る放射線検出器は、(A)放射線を蛍光に変換するシンチレータ結晶が縦横に配列されて一体化しているシンチレータと、(B)蛍光を検出する光検出器と、(C1)シンチレータと光検出器とを分離可能かつ光学的に結合させる粘着シートを備えることを特徴とするものである。
[作用・効果]本発明によれば、放射線検出器を分解できるような構成とすることでメンテナンスが容易となる。すなわち、本発明の放射線検出器は、シンチレータと光検出器とが粘着シートにより分離可能かつ光学的に結合されている。したがって、シンチレータと光検出器を互いに引き離すように放射線検出器に力を加えれば、粘着シートが剥がれて、シンチレータと光検出器とを一体化させるという機能を果たさなくなる。こうして、本発明の放射線検出器は、シンチレータと光検出器とを物理的に分離させることが可能である。
本発明は、課題を解決する目的で、粘着シートの粘着力がシンチレータを破損させるのに必要な力よりも小さいように設定されている。シンチレータは、シンチレータ結晶が一体化されて構成されており、無理な力を加えるとシンチレータ結晶同士が物理的に分離したり、シンチレータ結晶に亀裂が入ったりしてしまう。本発明によれば、シンチレータと光検出器を互いに引き離すように放射線検出器に力を加えれば、シンチレータが崩壊してしまう前に粘着シートが剥離して光検出器から分離する。従って、本発明の構成によれば、光検出器から分離された無傷のシンチレータを再利用することができる。
本発明は、課題を解決する目的で、粘着シートの粘着力がシンチレータを破損させるのに必要な力よりも小さいように設定されている。シンチレータは、シンチレータ結晶が一体化されて構成されており、無理な力を加えるとシンチレータ結晶同士が物理的に分離したり、シンチレータ結晶に亀裂が入ったりしてしまう。本発明によれば、シンチレータと光検出器を互いに引き離すように放射線検出器に力を加えれば、シンチレータが崩壊してしまう前に粘着シートが剥離して光検出器から分離する。従って、本発明の構成によれば、光検出器から分離された無傷のシンチレータを再利用することができる。
また、上述の放射線検出器は、シンチレータにおける光検出器に結合される面の形状が光検出器におけるシンチレータに結合される面の形状となっている構成とすることもできる。
また、上述の放射線検出器は、(S)粘着シートのシンチレータに粘着される面は、シンチレータにおける粘着シートが粘着される表面の形状に変形した状態でシンチレータに粘着しており、(H)粘着シートの光検出器に粘着される面は、光検出器における粘着シートが粘着される表面の形状に変形した状態で光検出器に粘着している構成とすることもできる。
[作用・効果]上述の構成は、シンチレータがライトガイドを介さずに光検出器に結合している場合について具体的に説明している。光検出器におけるシンチレータに結合される面の形状は、平面となっていない場合がある。そこで、例えば、シンチレータにおける光検出器に結合される面の形状が光検出器におけるシンチレータに結合される面の形状となっていれば、両部材は、確実に密着した状態で結合される。
また、粘着シートが両部材の形状の違いを吸収するように変形した状態で両部材に粘着していれば、両部材は、確実に密着した状態で結合される。
また、粘着シートが両部材の形状の違いを吸収するように変形した状態で両部材に粘着していれば、両部材は、確実に密着した状態で結合される。
また、本発明に係る放射線検出器は、(D4)光学接着剤を介してシンチレータに光学的に結合されるとともに蛍光を通過させるライトガイドを備え、(C4)粘着シートがシンチレータおよびライトガイドの結合体と光検出器とを分離可能かつ光学的に結合させるように構成することもできる。
[作用・効果]上述の構成は、シンチレータと光検出器とに挟まれる位置にライトガイドを備えるようにした場合であって、特にライトガイドと光検出器との間に粘着シートが配置されている構成について説明している。上述の構成は、粘着シートの粘着力がライトガイドを破損させるのに必要な力よりも小さいように設定されている。ライトガイドに無理な力を加えるとライトガイドを構成する部品同士が物理的に分離したり、ライトガイドに亀裂が入ったりしてしまう。本発明によれば、シンチレータと光検出器を互いに引き離すように放射線検出器に力を加えれば、ライトガイドが崩壊してしまう前に粘着シートが剥離して光検出器から分離する。従って、本発明の構成によれば、光検出器から分離された無傷のライトガイドを再利用することができる。
また、本発明に係る放射線検出器は、ライトガイドにおける光検出器に結合される面の形状が光検出器におけるライトガイドが結合される面の形状となっている構成とすることもできる。
また、上述の放射線検出器は、(L)粘着シートのライトガイドに粘着される面は、ライトガイドにおける粘着シートが粘着される表面の形状に変形した状態でライトガイドに粘着しており、(H)粘着シートの光検出器に粘着される面は、光検出器における粘着シートが粘着される表面の形状に変形した状態で光検出器に粘着している構成とすることもできる。
[作用・効果]上述の構成は、ライトガイドを備える構成についてより具体的に説明している。光検出器におけるシンチレータに結合される面の形状は、平面となっていない場合がある。そこで例えば、ライトガイドにおける光検出器に結合される面の形状が光検出器におけるライトガイドが結合される面の形状となっていれば、両部材は、確実に密着した状態で結合される。
また、粘着シートが両部材の形状の違いを吸収するように変形した状態で両部材に粘着していれば、両部材は、確実に密着した状態で結合される。
また、粘着シートが両部材の形状の違いを吸収するように変形した状態で両部材に粘着していれば、両部材は、確実に密着した状態で結合される。
また、本発明に係る放射線検出器は、(D7)光学接着剤を介して光検出器に光学的に結合されるとともに蛍光を通過させるライトガイドを備え、(C7)粘着シートがシンチレータとライトガイドおよび光検出器の結合体とを分離可能かつ光学的に結合させるように構成することもできる。
[作用・効果]上述の構成は、シンチレータと光検出器とに挟まれる位置にライトガイドを備えるようにした場合であって、特にライトガイドとシンチレータとの間に粘着シートが配置されている構成について説明している。このように、本発明は多様な構成を採用することができる。
また、上述の放射線検出器において、粘着シートが粘着力の強い面と粘着力の弱い面とが設けられた両面粘着性の粘着シートとなっていればより望ましい。
[作用・効果]上述の構成によれば、粘着シートを引きはがすときに、粘着シートは、全域が粘着力の強い面が貼り付いている部材に残ろうとする。従って、粘着シートを引きはがすときに粘着シートが破れてしまうことが防止される。
また、上述の放射線検出器において、粘着シートはシリコン系の粘着シートとなっていればより望ましい。
[作用・効果]上述の構成は、本発明の具体的な構成を示している。粘着シートは、シリコン系の粘着シートとなっていれば、より確実にシンチレータを構成することができる。
本発明によれば、放射線検出器を分解できるような構成とすることでメンテナンスが容易となる。すなわち、本発明の放射線検出器は、シンチレータと光検出器とが粘着シートにより分離可能かつ光学的に結合されている。したがって、シンチレータと光検出器を互いに引き離すように放射線検出器に力を加えれば、粘着シートが剥がれて、シンチレータと光検出器とを一体化させるという機能を果たさなくなる。こうして、本発明の放射線検出器は、シンチレータと光検出器とを物理的に分離させることが可能である。
以下、発明を実施するための形態について説明する。γ線は本発明の放射線に相当する。
<放射線検出器の全体構成>
放射線検出器1は、図1に示すようにγ線を蛍光に変換するシンチレータ結晶Cが縦横に配列されて一体化しているシンチレータ2と、シンチレータ2の下面に設けられているシンチレータ2から生じた蛍光を検出する光検出器3とを備えている。図1におけるシンチレータ2には、高さ方向に細長状のシンチレータ結晶Cが縦8×横8の二次元マトリックス状に配列されており、合計64個のシンチレータ結晶Cを備えている。
放射線検出器1は、図1に示すようにγ線を蛍光に変換するシンチレータ結晶Cが縦横に配列されて一体化しているシンチレータ2と、シンチレータ2の下面に設けられているシンチレータ2から生じた蛍光を検出する光検出器3とを備えている。図1におけるシンチレータ2には、高さ方向に細長状のシンチレータ結晶Cが縦8×横8の二次元マトリックス状に配列されており、合計64個のシンチレータ結晶Cを備えている。
シンチレータ結晶Cは、セリウム元素を含有するLGSO(Lu,Gd)2SiO5で構成されており、γ線が入射すると、蛍光を発するような特性を有している。LGSOに代えてシンチレータ結晶CをGSO(Gd2SiO5)等の他の材料で構成するようにしてもよい。シンチレータ結晶Cは、γ線を蛍光に変換する。
シンチレータ2は、横方向に伸びる反射板rxおよび縦方向に伸びる反射板ryを備えている。反射板rxは、縦方向から隣接するシンチレータ結晶Cの間に設けられており、反射板ryは、横方向から隣接するシンチレータ結晶Cの間に設けられている。したがって、互いに隣接するシンチレータ結晶Cは、反射板rxおよび反射板ryのいずれかによって隔てられることになる。反射板rx,ryは、蛍光を反射するESR(Enhanced Specular Reflector)フィルム等の材質で構成されている。
図2に示すように、シンチレータ結晶Cおよび反射板ryは、蛍光を透過する透過材tにより一体化されている。透過材tは、シンチレータ結晶Cおよび反射板ryの隙間に流し込まれた液状の接着剤が硬化して構成されたものである。この透過材tにより、シンチレータ結晶Cおよび反射板ryは互いに分離しない。透過材tは、シンチレータ52の形状を保持する機能を有している。
図2は、シンチレータ2の側面のうち横方向に配列するシンチレータ結晶Cと反射板ryとが透過材tにより一体化されている側面について説明したものである。シンチレータ2の側面のうち縦方向に配列するシンチレータ結晶Cと反射板rxとが透過材tにより一体化されている側面も図2と同様な構成である。
図3は、反射板rx,ryについて説明している。反射板rxは、高さ方向に伸びた溝を複数有している。これらの溝は全て反射板rxの底部から伸びている。また、反射板ryも高さ方向に伸びた溝を複数有している。これらの溝は全て反射板ryの上部から伸びている。
反射板rxと反射板ryとは、互いの溝同士が嵌め合わされることにより、図4に示すような反射板枠体を構成する。反射板枠体は、横方向に伸びる7枚の反射板rxと、縦方向に伸びる7枚の反射板ryとで構成される。反射板枠体は、シンチレータ結晶Cを収納するセルを有している。シンチレータ2は、図4に示す反射板枠体が透過材tを介してシンチレータ結晶Cの各々と一体化されて構成される。
図5は、光検出器3における蛍光が入射する入射面を示している。光検出器3の入射面には、蛍光を検出する半導体受光素子3aが縦横に配列されている。入射面は、半導体受光素子3aが縦8×横8の二次元マトリックス状に配列されており、合計64個の半導体受光素子3aを備えている。
図1に示す粘着シート5は、シンチレータ2と光検出器3とに挟まれる位置に設けられており、シンチレータ2と光検出器3とを光学的に結合させる構成である。粘着シート5は両面粘着タイプの粘着シートとなっているので、粘着シート5は、一面がシンチレータ2の出射面に粘着しているとともに、他面が光検出器3に粘着している。すなわち、シンチレータ2における蛍光を出射させる出射面と光検出器3における入射面は、互いの面に挟まれた位置に設けられた粘着シート5により接続されている。粘着シート5は、透明であり、蛍光を通過させる性質を有している。従って、シンチレータ2と光検出器3とは粘着シート5を介して光学的に結合されることになる。
また、粘着シート5は透明なシリコン系の粘着シートである。粘着シート5は、粘着力の強い面と粘着力の弱い面とを有する両面粘着性の粘着シート5となっている。本発明の構成においては、粘着シート5の粘着力の強いほうの面がシンチレータ2側に、粘着シート5の粘着力の弱いほうの面が光検出器3側に位置しているものとする。粘着シート5の粘着力の強いほうの面が光検出器3側に、粘着シート5の粘着力の弱いほうの面がシンチレータ2側に配置することもできる。
粘着とは、JISZ0109において「接着の一種で、特徴として水、溶剤、熱などを使用せず、常温で短時間、わずかな圧力を加えるだけで接着すること。」という定義がなされている。また、粘着性は、べたべたした物性と弾性とを併せ持った物理的特性である。粘着性を有する物質から構成される材料を粘着対象の固体に押し当てると、当該材料は物性を変化させることなくそのままの状態で固体に貼り付く。一方、一般的な接着性を有する接着剤の場合、初めは柔らかい物性となっているものが化学変化により硬化することで物性の変化を伴った状態で接着対象に貼り付く。粘着性は、硬化現象が生じない点で一般の接着性とは異なるものと言える。
図6は、粘着シート5がシンチレータ2および光検出器3に粘着している様子を示している。粘着シート5は、平面となっているシンチレータ2の下端面(出射面)に粘着している。一方、粘着シート5におけるシンチレータ2側とは反対側の面は、光検出器3の入射面の半導体受光素子3aに貼り付いている。粘着シート5は、光検出器3の入射面の全面に貼り付いている。そして、シンチレータ2を構成するシンチレータ結晶Cの各々と光検出器3の半導体受光素子3aの各々とが1対1で光学的に結合されている。
また、粘着シート5は、シンチレータ2の下端部表面の透過材tに接着している。図6は、シンチレータ2と粘着シート5との境目がわかりやすいようにシンチレータ2の下端部に透過材が設けられていない構成を示している。この様な事情は図7,図8,図16も同様である。この場合、粘着シート5は、シンチレータ2を構成するシンチレータ結晶Cの下端および反射板ryの下端部に粘着している。 図6は、シンチレータ2の側面のうち横方向に配列するシンチレータ結晶Cの各々が反射板ryにより隔絶されている側面について説明したものである。シンチレータ2の側面のうち縦方向に配列するシンチレータ結晶Cの各々が反射板rxにより隔絶されている側面も図6と同様な構成である。粘着シート5が反射板rxの下端部に粘着する様子も同様である。
<本発明の特徴的な構成>
続いて本発明の特徴的な構成について説明する。本発明の放射線検出器は、粘着シート5に特徴がある。すなわち、本発明の粘着シート5は、シンチレータ2および光検出器3を分解可能に結合しているのである。シンチレータ2および光検出器3を互いに引きはがそうとすると、粘着シート5がその力に対して抵抗して粘着を続けようとする。粘着シート5を引きはがそうとする力を次第に強くしていくと、粘着シート5が加えられた力に耐えられなくなり、粘着シート5がシンチレータ2または光検出器3から剥離する。すると、シンチレータ2と光検出器3を結合していた粘着シート5が機能しなくなり、シンチレータ2と光検出器3とが分離する。粘着シート5に引きはがそうとする力を加えるには、放射線検出器のシンチレータ2と光検出器3に対して引き離すような力を加えればよい。
続いて本発明の特徴的な構成について説明する。本発明の放射線検出器は、粘着シート5に特徴がある。すなわち、本発明の粘着シート5は、シンチレータ2および光検出器3を分解可能に結合しているのである。シンチレータ2および光検出器3を互いに引きはがそうとすると、粘着シート5がその力に対して抵抗して粘着を続けようとする。粘着シート5を引きはがそうとする力を次第に強くしていくと、粘着シート5が加えられた力に耐えられなくなり、粘着シート5がシンチレータ2または光検出器3から剥離する。すると、シンチレータ2と光検出器3を結合していた粘着シート5が機能しなくなり、シンチレータ2と光検出器3とが分離する。粘着シート5に引きはがそうとする力を加えるには、放射線検出器のシンチレータ2と光検出器3に対して引き離すような力を加えればよい。
粘着シート5を粘着対象から引きはがすのに必要な力は、粘着シート5が有する粘着の強さで決まる。粘着シート5を粘着対象から引きはがすのに必要な力を粘着力と呼ぶことにする。粘着力が大きい粘着シート5ほど粘着対象から引きはがすのに大きな力が必要となる。粘着シート5の粘着力は、シンチレータ2を構成する透過材tの結合力よりも弱く設定されている。したがって、シンチレータ2および光検出器3を引きはがそうとしてシンチレータ2に力を加えても、シンチレータ2を構成する透過材tが加わる力に屈してシンチレータ結晶または反射板rx,ryから剥離してしまうことがない。つまり、粘着シート5を剥がすのに必要な力である粘着力は、シンチレータ2を破損させるのに必要な力よりも小さくなるように設定される。また、粘着シート5を剥がすのに必要な力である粘着力は、光検出器3を破損させるのに必要な力よりも小さくなるように設定される。
粘着シート5におけるシンチレータ2に粘着している面の粘着力と光検出器3に粘着している面の粘着力は互いに異なっている。例えば、粘着シート5におけるシンチレータ側の面の粘着力を光検出器側の粘着力よりも強くすることができる。
図7は、粘着シート5に力を加えて引きはがしたときの様子を示している。粘着シート5におけるシンチレータ側の面の粘着力を光検出器側の粘着力よりも強くしておくと、粘着シート5は、シンチレータ2に貼り付いた状態で光検出器3から剥離する。粘着力に違いをつける構成とすることで、粘着シート5を引きはがすときに、粘着シート5は全域がシンチレータ2側に残ろうとする。粘着シート5の粘着力は、粘着シート5を破るに必要な力よりも小さくしておくと、粘着シート5をシンチレータ2から剥離させるときに、粘着シート5が破れることがなく、粘着シート5をシンチレータ2から除去することが容易となる。
図8は、シンチレータ2に残った粘着シート5を剥がしている様子を示している。このとき粘着シート5は、破れることなく物理的一体性を保った状態でシンチレータ2から剥がれる。
この様にして光検出器3から分離されたシンチレータ2は、無傷であり、放射線検出器として再利用することが可能である。シンチレータ2を再利用する際、シンチレータ2は、故障した光検出器3に代わって新品または修理済みの光検出器3に光学的に結合される。このときシンチレータ2と光検出器3との間には新しい粘着シート5が粘着される。粘着シート5は一度剥がしてしまうと粘着力が弱まってしまう場合がある。シンチレータ2と光検出器3とを光学的に結合する際に新品の粘着シート5を使うようにすれば、シンチレータ2と光検出器3との結合力を担保することができる。
以上のように、本発明によれば、放射線検出器1を分解できるような構成とすることでメンテナンスが容易となる。すなわち、本発明の放射線検出器1は、シンチレータ2と光検出器3とが粘着シート5により分離可能かつ光学的に結合されている。したがって、シンチレータ2と光検出器3を互いに引き離すように放射線検出器1に力を加えれば、粘着シート5が剥がれて、シンチレータ2と光検出器3とを一体化させるという機能を果たさなくなる。こうして、本発明の放射線検出器1は、シンチレータ2と光検出器3とを物理的に分離させることが可能である。
本発明は、課題を解決する目的で、粘着シート5は、シンチレータ2と光検出器3とを分離可能に結合する構成となっている。粘着シート5の粘着力がシンチレータ2を破損させるのに必要な力よりも小さいように設定されている。シンチレータ2は、シンチレータ結晶が一体化されて構成されており、無理な力を加えるとシンチレータ結晶同士が物理的に分離したり、シンチレータ結晶に亀裂が入ったりしてしまう。本発明によれば、シンチレータ2と光検出器3を互いに引き離すように放射線検出器1に力を加えれば、シンチレータ2が崩壊してしまう前に粘着シート5が剥離して光検出器3から分離する。従って、本発明の構成によれば、光検出器3から分離された無傷のシンチレータ2を再利用することができる。
光検出器3におけるシンチレータ2に結合される面の形状は、平面となっていない場合がある。そこで、例えば、シンチレータ2における光検出器3に結合される面の形状が光検出器3におけるシンチレータ2に結合される面の形状となっていれば、両部材は、確実に密着した状態で結合される。また、粘着シート5が両部材の形状の違いを吸収するように変形した状態で両部材に粘着していれば、両部材は、確実に密着した状態で結合される。
上述の構成によれば、粘着シート5を引きはがすときに、粘着シート5は、全域が粘着力の強い面が貼り付いているシンチレータ2に残ろうとする。従って、粘着シート5を引きはがすときに粘着シート5が破れてしまうことが防止される。
図5によれば、光検出器3として半導体受光素子を用いていたが、本発明はこの構成に限られない。図9に示すような光電子増倍管で構成される光検出器を用いる構成とすることもできる。この様な光検出器は真空管となっているので、蛍光を入射させる入射面が陰圧により凹んだ形状をしている。
図10は、実施例2に係るシンチレータ2を説明している。シンチレータ2は、光検出器3に結合される底面(出射面)が光検出器3の入射面のカーブと同じ形状になるようにシンチレータ結晶Cの各々の相対位置が高さ方向について調整された構成となっている。シンチレータ2における光検出器3に結合される面の形状が光検出器3におけるシンチレータ2に結合される面の形状となっている。
図11は、粘着シート5を介してシンチレータ2と光検出器3とが光学的に結合されている様子を示している。粘着シート5は変形性を有しているので、シンチレータ2と光検出器3とに粘着する粘着シート5は、光検出器3の入射面のカーブに沿って湾曲する。シンチレータ2と光検出器3は、この湾曲した粘着シート5により隙間なく密着した状態で光学的に結合される。
上述の図11の構成は、シンチレータ2の底面(出射面)が光検出器3の入射面のカーブと同じ形状になっていたが、この構成に代えて、図12に示すようにシンチレータ2の底面を平面状にすることもできる。この場合、粘着シート5は十分に厚みを持ったものとなっている。粘着シート5に厚みがあれば、粘着シート5が厚み方向にも変形するようになる。図12で説明する構成によれば、粘着シート5の両端部では、厚みが薄くなっており、粘着シート5の中央部は、厚みが厚くなっている。粘着シート5の厚みが部分的に変化しているのは、表面の形状の異なるシンチレータ2と光検出器3が押し当てられることにより、粘着シート5が変形したからである。シンチレータ2と光検出器3は、この厚みが部分的に異なる粘着シート5により隙間なく密着した状態で光学的に結合される。粘着シート5の光検出器3に粘着される面は、光検出器3における粘着シート5が粘着される表面の形状に変形した状態で光検出器3に粘着している。一方、粘着シート5のシンチレータ2に粘着される面は、シンチレータ2における粘着シート5が粘着される表面の形状に変形した状態でシンチレータ2に粘着している。
図9の構成によれば、シンチレータ2と光検出器3とが直接的に結合された構成となっていたが、図13に示すように、シンチレータ2と光検出器3との間に蛍光を通過させるライトガイド4を備えるような構成としてもよい。このライトガイド4は、蛍光を透過する透過材と反射板とが組み合わさった構成となっており、複数の部品の集合体である。なお、ライトガイド4は、光検出器3に結合される底面(出射面)が光検出器3の入射面のカーブと同じ形状になるように整形されている。ライトガイド4における光検出器3に結合される面の形状が光検出器3におけるライトガイド4が結合される面の形状となっている。一方、ライトガイド4のシンチレータ2に結合される上面(入射面)はシンチレータ2の出射面と同じ平面状である。
図13の構成によれば、シンチレータ2とライトガイド4とは、硬化した接着剤により一体化されている。ライトガイド4は、光学接着剤を介してシンチレータ2に光学的に結合されている。この接着剤は、硬化前は液状であり、シンチレータ2とライトガイド4との間に注入することができる。接着剤が硬化すると、シンチレータ2とライトガイド4とは強固に一体化される。
粘着シート5は、光検出器3とライトガイド4との間に配置されている。ライトガイド4と光検出器3とが粘着シート5を介して光学的に結合される。これによりシンチレータ2と光検出器3とが間接的に結合している。
図13に示す放射線検出器に対して粘着シート5を引きはがす力を加えれば、図13の矢印に示すようにシンチレータ2およびライトガイド4の結合体と光検出器3とが分離する。このとき、ライトガイド4は、シンチレータ2に固着されたまま光検出器3から分離する。粘着シート5の粘着力は、シンチレータ2とライトガイド4とを結合する接着剤の結合力よりも弱く設定されている。したがって、シンチレータ2および光検出器3を引きはがそうとしてシンチレータ2に力を加えても、シンチレータ2とライトガイド4との間に位置する硬化した接着剤が加わる力に屈してシンチレータ2とライトガイド4から剥離してしまうことがない。
また、粘着シート5は、シンチレータ2およびライトガイド4の結合体と光検出器3とを分離可能に結合している。粘着シート5の粘着力は、ライトガイド4を破損させるのに必要な力よりも小さく設定される。したがって、シンチレータ2および光検出器3を引きはがそうとしてライトガイド4に力を加えても、ライトガイド4が加わる力に屈して崩壊してしまうことがない。ライトガイド4とシンチレータ2とが光学的に結合した結合体は、放射線検出器の製造に再利用することができる。
上述の図13の構成は、ライトガイド4の底面(出射面)が光検出器3の入射面のカーブと同じ形状になっていたが、この構成に代えて、図14に示すようにライトガイド4の底面を平面状にすることもできる。この場合、粘着シート5は十分に厚みを持ったものとなっている。ライトガイド4と光検出器3は、厚みが部分的に異なる粘着シート5により隙間なく密着した状態で光学的に結合される様子は、図12においてシンチレータ2と光検出器3とが光学的に結合される様子と同様である。すなわち、粘着シート5の光検出器3に粘着される面は、光検出器3における粘着シート5が粘着される表面の形状に変形した状態で光検出器3に粘着している。一方、粘着シート5のライトガイド4に粘着される面は、ライトガイド4における粘着シート5が粘着される表面の形状に変形した状態でライトガイド4に粘着している。
粘着シート5は、光検出器3とライトガイド4との間に配置されている。したがって、図14に示す放射線検出器に対して粘着シート5を引きはがす力を加えれば、図14の矢印に示すようにシンチレータ2およびライトガイド4の結合体と光検出器3とが分離する。シンチレータ2および光検出器3を引きはがそうとしてシンチレータ2に力を加えても、シンチレータ2とライトガイド4から剥離してしまうことがない点については、図13で説明した構成と同様である。
図13,14においては粘着シート5が光検出器3とライトガイド4との間に配置されていたが、図15に示すように、粘着シート5をライトガイド4とシンチレータ2との間に配置するようにしてもよい。この場合、光検出器3とライトガイド4とは、硬化した接着剤により一体化されており、ライトガイド4は、光学接着剤を介して光検出器3に光学的に結合されている。この接着剤は、硬化前は液状であり、光検出器3とライトガイド4との間に注入することができる。接着剤が硬化すると、光検出器3とライトガイド4とは強固に一体化される。
粘着シート5は、ライトガイド4とシンチレータ2との間に配置されている。ライトガイド4とシンチレータ2とは、粘着シート5を介して光学的に結合される。これにより、シンチレータ2と光検出器3とが間接的に結合している。
粘着シート5は、シンチレータ2とライトガイド4および光検出器3の結合体とを分離可能に結合している。したがって、図15に示す放射線検出器に対して粘着シート5を引きはがす力を加えれば、図15の矢印に示すように光検出器3およびライトガイド4の結合体とシンチレータ2とが分離する。このとき、ライトガイド4は、光検出器3に固着されたままシンチレータ2から分離する。粘着シート5の粘着力は、光検出器3とライトガイド4とを結合する接着剤の結合力よりも弱く設定されている。したがって、シンチレータ2および光検出器3を引きはがそうとして光検出器3に力を加えても、光検出器3とライトガイド4との間に位置する硬化した接着剤が加わる力に屈して光検出器3とライトガイド4から剥離してしまうことがない。
以上のように、実施例2の構成は、シンチレータ2と光検出器3とに挟まれる位置にライトガイド4を備えるようにした場合であって、特にライトガイド4と光検出器3との間に粘着シート5が配置されている構成について説明している。上述の構成は、粘着シート5の粘着力がライトガイド4を破損させるのに必要な力よりも小さいように設定されている。ライトガイド4に無理な力を加えるとライトガイド4を構成する部品同士が物理的に分離したり、ライトガイド4に亀裂が入ったりしてしまう。本発明によれば、シンチレータ2と光検出器3を互いに引き離すように放射線検出器1に力を加えれば、ライトガイド4が崩壊してしまう前に粘着シート5が剥離して光検出器3から分離する。従って、本発明の構成によれば、光検出器3から分離された無傷のライトガイド4を再利用することができる。
光検出器3におけるシンチレータ2に結合される面の形状は、平面となっていない場合がある。そこで例えば、ライトガイド4における光検出器3に結合される面の形状が光検出器3におけるライトガイド4が結合される面の形状となっていれば、両部材は、確実に密着した状態で結合される。また、粘着シート5が両部材の形状の違いを吸収するように変形した状態で両部材に粘着していれば、両部材は、確実に密着した状態で結合される。
本発明は、上述の実施例の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。
(1)図1によれば、半導体受光素子3aを有する光検出器3とシンチレータ2とが粘着シート5を通じて一体化されていたが、図16に示すように、シンチレータ2と光検出器3との間にライトガイド4を備える構成としてもよい。図16の例では、シンチレータ2とライトガイド4とが接着剤で一体化され、ライトガイド4と光検出器3との間に粘着シート5が位置している。図16の構成に代えて、光検出器3とライトガイド4とが接着剤で一体化され、ライトガイド4とシンチレータ2との間に粘着シート5が位置している構成とすることもできる。
(2)本発明の放射線検出器は、PET(Positron Emission Tomography)装置など医用の放射線撮影装置に搭載することができる。
2 シンチレータ
3 光検出器
4 ライトガイド
5 粘着シート
3 光検出器
4 ライトガイド
5 粘着シート
Claims (10)
- (A)放射線を蛍光に変換するシンチレータ結晶が縦横に配列されて一体化しているシンチレータと、
(B)蛍光を検出する光検出器と、
(C1)前記シンチレータと前記光検出器とを分離可能かつ光学的に結合させる粘着シートを備えることを特徴とする放射線検出器。 - 請求項1に記載の放射線検出器において、
前記シンチレータにおける前記光検出器に結合される面の形状が前記光検出器における前記シンチレータに結合される面の形状となっていることを特徴とする放射線検出器。 - 請求項1に記載の放射線検出器において、
(S)前記粘着シートの前記シンチレータに粘着される面は、前記シンチレータにおける前記粘着シートが粘着される表面の形状に変形した状態で前記シンチレータに粘着しており、
(H)前記粘着シートの前記光検出器に粘着される面は、前記光検出器における前記粘着シートが粘着される表面の形状に変形した状態で前記光検出器に粘着していることを特徴とする放射線検出器。 - (A)放射線を蛍光に変換するシンチレータ結晶が縦横に配列されて一体化しているシンチレータと、
(B)蛍光を検出する光検出器と、
(D4)光学接着剤を介して前記シンチレータに光学的に結合されるとともに蛍光を通過させるライトガイドと、
(C4)前記シンチレータおよび前記ライトガイドの結合体と前記光検出器とを分離可能かつ光学的に結合させる粘着シートを備えることを特徴とする放射線検出器。 - 請求項4に記載の放射線検出器において、
前記ライトガイドにおける前記光検出器に結合される面の形状が前記光検出器における前記ライトガイドが結合される面の形状となっていることを特徴とする放射線検出器。 - 請求項4に記載の放射線検出器において、
(L)前記粘着シートの前記ライトガイドに粘着される面は、前記ライトガイドにおける前記粘着シートが粘着される表面の形状に変形した状態で前記ライトガイドに粘着しており、
(H)前記粘着シートの前記光検出器に粘着される面は、前記光検出器における前記粘着シートが粘着される表面の形状に変形した状態で前記光検出器に粘着していることを特徴とする放射線検出器。 - (A)放射線を蛍光に変換するシンチレータ結晶が縦横に配列されて一体化しているシンチレータと、
(B)蛍光を検出する光検出器と、
(D7)光学接着剤を介して前記光検出器に光学的に結合されるとともに蛍光を通過させるライトガイドと、
(C7)前記シンチレータと前記ライトガイドおよび前記光検出器の結合体とを分離可能かつ光学的に結合させる粘着シートを備えることを特徴とする放射線検出器。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の放射線検出器において、
前記粘着シートが粘着力の強い面と粘着力の弱い面とが設けられた両面粘着性の前記粘着シートとなっていることを特徴とする放射線検出器。 - 請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の放射線検出器において、
前記粘着シートはシリコン系の前記粘着シートとなっていることを特徴とする放射線検出器。 - 請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の放射線検出器を備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
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