JP2018533723A - モジュール式x線検出器 - Google Patents

モジュール式x線検出器 Download PDF

Info

Publication number
JP2018533723A
JP2018533723A JP2018515563A JP2018515563A JP2018533723A JP 2018533723 A JP2018533723 A JP 2018533723A JP 2018515563 A JP2018515563 A JP 2018515563A JP 2018515563 A JP2018515563 A JP 2018515563A JP 2018533723 A JP2018533723 A JP 2018533723A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detector
substrate
detector module
ray
asic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018515563A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6816129B2 (ja
Inventor
マッツ、ダニエルソン
スタファン、カールソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prismatic Sensors AB
Original Assignee
Prismatic Sensors AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prismatic Sensors AB filed Critical Prismatic Sensors AB
Publication of JP2018533723A publication Critical patent/JP2018533723A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6816129B2 publication Critical patent/JP6816129B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/243Modular detectors, e.g. arrays formed from self contained units
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/02Dosimeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/244Auxiliary details, e.g. casings, cooling, damping or insulation against damage by, e.g. heat, pressure or the like
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/247Detector read-out circuitry
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/02Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/10Scattering devices; Absorbing devices; Ionising radiation filters
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/02Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
    • G21K1/025Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators using multiple collimators, e.g. Bucky screens; other devices for eliminating undesired or dispersed radiation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

モジュール式X線検出器用の検出器モジュール(1)が提供され、検出器モジュール(1)は、複数のX線検出器基板(10)と、複数の関連散乱線除去コリメータ(20)とを備える。各X線検出器基板(10)は、複数の検出器ダイオードを有し、各X線検出器基板は、関連散乱線除去コリメータ(20)を有する。各X線検出器基板(10)は、上部をX線が入る所であるとするとX線検出器基板の下部でX線検出器基板に装着されたダイオードからX線信号を収集する集積回路(30)を有し、関連散乱線除去コリメータ(20)は、集積回路(30)の上方に置かれる。

Description

提案技術は、一般にX線検出器に関し、より詳細には、モジュール式X線検出器(modular x−ray detector)およびかかるモジュール式X線検出器用の検出器モジュール(detector module)に関する。
X線検出器を構築する際、主な課題は、高い検出効率を実現すること、検出器のモジュール式配置構成を可能にすること、および/または、検出器を効率的に生産できるように実装(packaging)および配線(wiring)を確実に可能にすること、である。すべての要件を同時に満たすことができればさらに有利であるが、このことは、それらの要件が部分的に互いに矛盾するので課題である。例えば、モジュール式配置構成に必要な配線および実装は、幾何学的効率が減じられるように能動型検出器領域(active detector area)を犠牲にせざるを得ないことを意味することが多い。
さらに、X線検出器は、ほとんどの場合、物体からの散乱および/または検出器モジュール相互間の散乱をなくすために散乱線除去(anti−scatter)コリメータまたはグリッドと一体化しなければならない。高感度集積回路は、高蓄積線量がその回路の機能を否定的に損なう恐れがあるので、直接放射線から保護されることも望ましい。
同時に、各検出器モジュールおよび散乱線除去グリッドは、好ましくは供給源からの入射X線に対して正確に位置合わせされるべきである。
例えばコンピュータ断層撮影法における最先端の検出器は、多くのX線の信号を統合する専用フォトダイオードによって検出される、X線を可視光に変換するシンチレータをベースとしている。フォトダイオードは、生成された電流をデジタル化する集積回路に接続され、この値は、X線画像に表示されるグレースケール値を計算するために使用される。1次元または2次元の散乱線除去グリッドがシンチレータおよびダイオードの上部に置かれる。クロストークを回避するために、トレンチが各シンチレータダイオードアセンブリを分離する。散乱線除去コリメータは、不感領域を最小限に抑えるためにトレンチに適合するように配置される。ダイオードを集積回路に接続する、電力およびデータ伝送を行うなど、実装および配線の課題を解決するいくつかの方法がある。これらの課題に取り組むことができる好例がある。一例が参照文献[1]に開示されており、2次元でタイル張りすることができる完全なモジュール式配置構成が提示されている。相互接続および実装方法に関する別の例が参照文献[2]に提示されており、エラストマー導電性コンタクトが高電圧アノード信号を提供するように構成される。
ここ数年間、多くの研究の焦点は、学究的環境でも産業界でも、より高い空間およびコントラスト分解能を有するX線検出器を提供する方法に集中している。これを実現する最も有望な方法の1つが、光子計数スペクトル検出器によるものである。これまでのところ、これらのイメージング検出器が早期乳がん検出におけるマンモグラフィにしか利用できないが(参照文献[3]参照)、次に、コンピュータ断層撮影に使用することができる。2つの異なる解決法が浮上しており、一方は、例えば参照文献[4]に提示されているCdTeやCdZnTeなどの重検出器元素をベースとしており、他方は、参照文献[5]に概説した検出器材料としてシリコンをベースとしている。
参照文献[5]に概説したようなシリコン検出器アセンブリでは、検出効率およびモジュール方式における課題は、検出器材料として重元素を有するアセンブリに比べて大きく異なる、というのは、シリコン検出器は、X線の大部分を吸収するために到来X線の方向にずっと長く(約30〜40倍)する必要があるからである。これは、幾何拘束と機械的拘束が大きく異なることを意味する。
モジュール式X線検出器用の検出器モジュールを提供することが目的である。
かかる検出器モジュールをベースとして改良型モジュール式X線検出器を提供することも目的である。
これらおよびその他の目的は、提案技術の諸実施形態によって満たされる。
提案技術の第1の態様では、モジュール式X線検出器用の検出器モジュールが提供され、検出器モジュールは、複数のX線検出器基板と、複数の関連散乱線除去コリメータ(associated anti−scatter collimator)とを備える。各X線検出器基板は、複数の検出器ダイオードを有し、各X線検出器基板は、関連散乱線除去コリメータを有する。さらに、各X線検出器基板は、上部をX線が入る所であるとするとX線検出器基板の下部でX線検出器基板に装着されたダイオードからX線信号を収集する集積回路を有し、関連散乱線除去コリメータは、集積回路の上方に置かれる。
この種の検出器モジュールは、モジュール式X線検出器を構築する効率的な方法を可能にする。
したがって、提案技術の第2の態様では、第1の態様の検出器モジュールを複数備えるモジュール式X線検出器が提供される。
他の利点は、詳細な説明を読むときに明らかになるであろう。
X線検出器モジュールおよび対応するモジュール式検出器アセンブリの一例を示す概略図である。 モジュール式X線検出器用の検出器モジュールの一例を示す概略図である。 図2に示されているモジュール例のクローズアップを示す概略図である。 テーパ幾何形状を得る方法の一例を示す概略図であり、散乱線除去コリメータおよび検出器基板が、全体的に湾曲した検出器幾何形状になるように供給源の方を指している。 ASICがシリコン検出器基板にフリップチップされ得る方法の一例を示す概略図であり、入力信号は個々のダイオードからASIC入力部までの経路が定められる。 検出器基板の下にワイヤボンディング、受動部品およびケーブリング用のスペースがあることを示す側面から見た図の一例を示す概略図である。 データの電子読出しを行いかつ制御コマンドを検出器モジュールに分配するためのアーキテクチャの一例を示す概略図である。
本発明の例示的な非限定的例が図1に示されており、この図には、X線検出器モジュールおよび対応するモジュール式検出器アセンブリ100が表示され、モジュールは、最大出力およびデータ転送速度の境界条件が処理され得る限りフル検出器アセンブリの任意の領域を実現するようにタイル張りすることができる。
図2は、モジュール式X線検出器用の検出器モジュールの一例を示す概略図である。この例では、検出器モジュール1は多数のX線検出器基板10および関連散乱線除去コリメータ20を備える。各X線検出器基板10は複数の検出器ダイオードを有し、各X線検出器基板10は関連散乱線除去コリメータ20を有する。さらに、各X線検出器基板10は、上部をX線が入る所であるものとするとX線検出器基板10の下部でX線検出器基板に装着されたダイオードからX線信号を収集するための集積回路30を有し、関連散乱線除去コリメータ20は集積回路30の上方に置かれる。
この種の検出器モジュールは、モジュール式X線検出器を構築する効率的な方法を可能にする。モジュール式X線検出器の諸実施形態には、本明細書に記載の例から理解されるように、いくつかの構造的利点がある。
したがって、提案技術の第2の態様では、第1の態様の検出器モジュール1を複数備えるモジュール式X線検出器100が提供される。
検出器モジュールは、多様な変形形態で具現化することができる。
例として、集積回路30は特定用途向け集積回路ASICとすることができる。
例えば、ASICは、ASICの一部がシリコン検出器基板の外側にあり、それによってASICへの電源接続およびデータ転送を、シリコン検出器基板上にこれの経路を定める必要なしに可能にするようにX線検出器基板の縁部の上に延びていてもよい。
信号は、例えば、個々のダイオードからASICの入力部までの経路を定めることができる。
随意に、電源線およびデータ転送線が、基板の外側のASICで電源およびデータ転送パッドにワイヤボンディングされる、または、基板上の再分配層が、電源、データ転送パッドおよび入力信号パッドに接続するとともにX線検出器基板からの入力信号をASICに再分配するために使用される。
補足として、熱導体が冷却手段としてASICに装着されてもよい。
例として、散乱線除去コリメータは散乱線除去箔または板とすることができる。
例えば、散乱線除去箔はX線検出器基板相互間に配置されてもよい。
散乱線除去箔はタングステンなどの重材料で製作することができる。
特定の一例では、集積回路は特定用途向け集積回路ASICであり、散乱線除去コリメータはタングステン箔であり、ASICは、検出器内のいわゆる不感領域を最小限に抑えるためにタングステン箔の下のX線検出器基板上に置かれ、ASICは直接放射線から保護されることになる。
好ましくは、各X線検出器基板について、X線検出器基板および関連散乱線除去コリメータが供給源の方を指しているテーパ幾何形状は、シリコン検出器基板または散乱線除去コリメータに置かれたスペーサを用いてもたらすことができる。
通常は、複数のX線検出器基板が、検出器モジュールを形成するように互いに対してタイル張りされる。
一例として、各X線検出器基板および対応する集積回路が、センサマルチチップモジュールMCMアセンブリとして形成されてもよく、次いで、多数のセンサMCMアセンブリが検出器モジュールの中に接続されてもよい。
例えば、検出器モジュールは複数の検出器タイルに細分されてもよく、例えば図7に示されているように、各検出器タイルが複数のセンサMCMアセンブリを含む。
特定の一例では、例えば図7に示されているように、各検出器タイルが、検出器タイルと検出器モジュールとの間の接続部の数を減らすために、対応する検出器モジュールからその検出器タイルへのコマンドを分離するための回路を含む。
典型的には、コマンドは、センサMCMアセンブリに向けた制御コマンドである。
検出器モジュールは、複数のデータ記憶回路およびデータ処理回路を備えることができ、各検出器タイルはデータ処理回路によって管理される。
例えば、検出器モジュールは、センサMCMアセンブリ用の制御コマンドを分配するとともにデータ記憶回路からの保存済み走査データの読出しを制御するための制御通信回路を含むことができる。
特定の一例では、X線検出器基板はシリコン検出器基板である。
より良く理解するために、次に、提案技術について非限定的な例示的例を参照して説明する。
不感領域を回避するために、ダイオードからX線信号を収集する集積回路(ASIC)は、上側をX線が入る所であるものとすると下側でX線検出器ダイオード基板に装着されている。散乱線除去コリメータは、例えば、各シリコン検出器基板との間にタングステン箔で構成される。検出器内のいわゆる不感領域(検出器として機能していない領域であり、機械的支持、タングステン箔、空隙など)を最小限に抑えるために、ダイオードからX線信号を収集するためのASICはタングステン箔の下に置かれる。これは、ASICが直接放射線から保護されることも意味する。タングステン箔より有意に厚くならないようにするには、ASICを50〜100umにまで薄くする。
特定の一例では、ASICはシリコン検出器基板にフリップチップされ、各ダイオードは、トレースによって専用ASIC入力部に接続される。さらに、ASICは、シリコン検出器基板の縁部の上に突き出ている。これは、信頼性およびノイズ性能を最適化するためにASICの近くに位置しなければならないキャパシタなどの大型部品にスペースを与える。
これは、シリコン基板の生産をより高価なものにする電力用の厚いトレースが必要ないことを意味する。電源接続は、他の手段によってASICに行うことができる。例えば、電源線は、ASICにおいて供給パッドにワイヤボンディングすることができる。
別の解決法は、電源、データ転送パッド、および入力信号パッドに接続するとともにASICからの信号をシリコン検出器基板に再分配することになる再分配層を使用することである。
シリコン検出器基板の後ろには、電子回路の近くに配置されるべきキャパシタなどの電子部品用のスペースがある。シリコンを透過したX線がアセンブリにさらに入り込むのを回避するために、シリコンの後ろにタングステンやモリブデンなどの重材料のX線吸収体を置くことも可能である。放射線障害を最小限に抑えるために集積回路の周囲に放射線防護材料を置くことも可能である。
好ましくは熱膨張係数をシリコンに合わせた熱導体を冷却する手段がASICに装着され得るので、ASIC電源によって生ずる熱は、その熱が標準的な空気または液体冷却手段によって容易に対処され得る場所に伝達することができる。
図1は、X線検出器モジュールおよび対応するモジュール式検出器アセンブリの一例を示す概略図である。図1は、モジュールの一例を示すとともに、かかるモジュールが所望のサイズのフル検出器領域を有する対応するモジュール式検出器アセンブリをどのようにして構築できるのかを示す。モジュールはX線源の方を指していることに留意されたい。
図2は、モジュール式X線検出器用の検出器モジュールの一例を示す概略図である。したがって、図2はモジュール設計の一例を示す。上部から始めると、Wのような重材料で製作された散乱線除去箔が表示されており、箔は一般に、ダイオードからなる能動型検出器体積であるシリコン検出器基板より有意に薄い。X線検出器基板は、箔相互間に配置される。X線検出器基板は、例えば0.5mm程度の厚さとすることができる。散乱線除去箔およびX線検出器基板はともに、散乱防止箔からの視差誤差およびシャドーイングを回避するためにX線源の方を指している。下部にはASICが示されており、ASICは一般に、W箔と同じくらい薄く、(上から見て)かかる箔の後ろに配置される。
図3は、散乱線除去箔、シリコン検出器基板およびASICを示す図2のクローズアップである。
図4は、タングステンおよびシリコン検出器基板がシリコン検出器基板にまたは散乱線除去グリッドに例えばスタッドボンド(stud bond)としてスペーサを置くことにより供給源の方を指しているときにテーパ幾何形状を得る方法の一例を示す。
すべてのタングステン箔およびシリコン検出器が供給源の方を正確に指すようにするために、各要素との間のスペーサを使用することができる。このスペーサにより検出器全体が湾曲する。図4は、シリコン検出器基板にまたは散乱線除去グリッドに例えばスタッドバンプのスペーサを置くことによりテーパ幾何形状を実現する方法の一例を示す。
図5は、ASICがシリコン検出器基板にフリップチップされ得る方法の一例を表示しており、入力信号は個々のダイオードからASIC入力部までの経路を定められる。ASICの一部がシリコン検出器基板の外側にあり、それによってASICへの電源接続およびデータ転送を、シリコン検出器基板上でこれの経路を定める必要なしに可能にする。
図6は、シリコン検出器基板の後ろにワイヤボンディング、受動部品およびケーブリング用のスペースがあることを示す側面から見た図である。熱導体は画像に示されていないが、ASICに装着することができる。
図7は、データの電子読出しを行うためのアーキテクチャの一例を示す概略図である。
重要な課題は、多数のX線検出器モジュールのデータを読み出すことである。
可能なアーキテクチャ解決法の一例が図7に示されている。この例では、多数のセンサMCM(マルチチップモジュール)アセンブリが1つの検出器モジュールの中に接続される。この状況では、センサMCMアセンブリは、シリコン基板検出器とASICのアセンブリを意味する。
例えば、各検出器モジュールは、クロック分配、コンフィギュレーションデータのローディング、およびセンサMCMへのコマンドの分配を処理する小型FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)または類似の回路によって管理され得る。
例として、フル検出器は数百個のASICを含むことがあり、したがって、検出器内のすべてのASICを接続およびセットアップ/プログラミングすることが特定の課題である。
各検出器モジュールは、各ステップで、例えば、検出器タイル上にセンサMCMを配置し、次いで複数の検出器タイルをベースとして検出器モジュールを構築することにより、センサMCMをベースとすることができる。言い換えると、各検出器モジュールは複数の検出器タイルを含むことができ、各検出器タイルは複数のセンサMCMアセンブリを含む。
すべての接続部に物理的に適合しかつ帯域幅需要を満たすために、図7に示されているスキームを使用することができる。
各タイルは、モジュールからタイルへのクロックおよび/またはコマンドなどの低情報コンテンツ信号を分離するための小型FPGAを含む。図7に示されているように、これにより、例えば、タイルとモジュールとの間の接続部の数を42+21個から3+21個に減らすことができる。
複数のモジュールに分配されるローカルメモリ(図7の3*DDR)は、下流側連結部に対する帯域幅需要を緩和するためにデータを保存する/バファリングする。これらのメモリはすべて、収集を終えるとより低い速度で読み出される。この配置構成は、モジュールからマザーボードへの接続部の数を減らすことができ、例えば図7では、接続部を72(3*24)個から8個に減らすことができる。
ローカルメモリおよびプロセッサ/FPGAは、タスクを並列処理するために、回路のセットアップを処理するために使用されることが好ましい。数百個のASICを構成する信号源は遅過ぎる。好ましい一方法は、共通情報部分を一斉送信し、具体的情報を別個に送信することでもよい。計算、保存、ローディングなどを含む較正がモジュールレベル上で局所的に処理され得る。
例として、検出器マザーボードは完全なシステムの制御部を有し、制御システム全体と見なされ、外部システムに接続することができる。
特定の一例では、3つの検出器タイルがともに検出器モジュール内に置かれる。各検出器タイルは、関連メモリ/データ記憶装置付き処理回路、例えばデータ記憶FPGAまたは類似の回路によって管理される。このFPGA/回路は、1つのセンサMCMアセンブリからのすべての走査データを局所的に保存し、センサMCMアセンブリ向けの制御コマンドを送信する。制御通信FPGAまたは類似の回路が検出器モジュール内に置かれてもよい。電源投入で、このユニットは、ローカルFLASHに保存されたコンフィギュレーションデータを使用して検出器モジュール内の他のFPGA/回路の構成を管理する。システムが立ち上がって作動しているとき、システムは、センサMCMアセンブリ用の制御コマンドを分配し、関連メモリ/データ記憶装置、例えばデータ記憶FPGAを有する3つの処理回路からの保存済み走査データの読出しを制御する。データは検出器マザーボードに送られる。
例として、コマンドが、同期実行のためにすべての検出器モジュールに一斉送信されてもよく、または他のタスクのために個々にアドレス指定されてもよい。システムは、検出器モジュールからの走査データの読出しや較正データのセンサMCMへのダウンロードなどを制御する。
検出器マザーボードから、データはさらに、後処理および/または画像再構成用の1つまたは複数の外部コンピュータに送信することができる。
上述した諸実施形態は単に例として与えられ、提案技術はそれらの実施形態に限定されないことが理解されるべきである。当業者なら、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく上記実施形態に様々な修正、組合せおよび変更を加えることができることを理解するであろう。例として、本明細書に記述される配置構成は、様々な方法で実施され、組み合わされ、再配置され得ることが理解されよう。特に、様々な実施形態での様々な部分解決法は、技術的に可能であれば、他の構成で組み合わせることができる。
参照文献
[1]米国特許第7,582,879号明細書
[2]米国特許第7,560,702号明細書
[3]M. Danielsson, H. Bornefalk, B. Cederstrom, V. Chmill, B. Hasegawa, M. Lundqvist, D. Nygren and T. Tabar, “Dose-efficient system for digital mammography”, Proc. SPIE, Physics of Medical Imaging, vol. 3977, pp. 239-249 San Diego, 2000
[4]C. Xu, M. Danielsson and H. Bornefalk, “Evaluation of Energy Loss and Charge Sharing in Cadmium Telluride Detectors for Photon-Counting Computed Tomography”, IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 58, no. 3, pp. 614 - 625, June 2011
[5]米国特許第8,183,535号明細書

Claims (20)

  1. モジュール式X線検出器用の検出器モジュール(1)であって、前記検出器モジュール(1)が、複数のX線検出器基板(10)と、複数の関連散乱線除去コリメータ(20)とを備え、
    各X線検出器基板(10)が、複数の検出器ダイオードを有し、各X線検出器基板が、関連散乱線除去コリメータ(20)を有し、
    各X線検出器基板(10)が、上部をX線が入る所であるとすると前記X線検出器基板の下部で前記X線検出器基板に装着された前記ダイオードからX線信号を収集する集積回路(30)を有し、前記関連散乱線除去コリメータ(20)が、前記集積回路(30)の上方に置かれる、検出器モジュール(1)。
  2. 前記集積回路が、特定用途向け集積回路(ASIC)である、請求項1に記載の検出器モジュール。
  3. 前記ASICは、前記ASICの一部がシリコン検出器基板の外側にあって、前記ASICへの電源接続およびデータ転送を、前記シリコン検出器基板上にこれの経路を定める必要なしに可能にするように前記X線検出器基板の縁部の上に延びている、請求項2に記載の検出器モジュール。
  4. 信号が、個々のダイオードから前記ASICの入力部までの経路を定められる、請求項2または3に記載の検出器モジュール。
  5. 電源線およびデータ転送線が、前記基板の外側の前記ASICで電源およびデータ転送パッドにワイヤボンディングされる、または、前記基板上の再分配層が、電源、データ転送パッド、および入力信号パッドに接続するとともに前記X線検出器基板からの前記入力信号を前記ASICに再分配するために使用される、請求項2から4のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
  6. 熱導体が、冷却手段として前記ASICに装着される、請求項2から5のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
  7. 前記散乱線除去コリメータが、複数の散乱線除去箔である、請求項1から6のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
  8. 前記散乱線除去箔が、前記複数のX線検出器基板の間に配置される、請求項7に記載の検出器モジュール。
  9. 前記散乱線除去箔が、タングステンなどの重材料で形成される、請求項7または8に記載の検出器モジュール。
  10. 前記集積回路が、特定用途向け集積回路(ASIC)であり、前記散乱線除去コリメータが、タングステン箔であり、前記ASICが、前記検出器内のいわゆる不感領域を最小限に抑えるように前記タングステン箔の下の前記X線検出器基板上に置かれ、前記ASICが、直接放射線から保護されることになる、請求項1から9のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
  11. 各X線検出器基板について、前記X線検出器基板および前記関連散乱線除去コリメータが供給源の方を指しているテーパ幾何形状が、前記シリコン検出器基板または前記散乱線除去コリメータに置かれたスペーサを用いてもたらされる、請求項1から10のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
  12. 複数のX線検出器基板が、検出器モジュールを形成するように互いに対してタイル張りされる、請求項1から11のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
  13. 各X線検出器基板および対応する集積回路が、センサマルチチップモジュール(MCM)アセンブリとして形成され、複数のセンサMCMアセンブリが、前記検出器モジュールの中に接続される、請求項1から12のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
  14. 前記検出器モジュールが、複数の検出器タイルに細分され、各検出器タイルが、複数のセンサMCMアセンブリを含む、請求項13に記載の検出器モジュール。
  15. 各検出器タイルが、前記検出器タイルと前記検出器モジュールとの間の接続部の数を減らすように、対応する前記検出器モジュールから前記検出器タイルへのコマンドを分離する回路を含む、請求項14に記載の検出器モジュール。
  16. 前記コマンドが、前記センサMCMアセンブリに向けた制御コマンドである、請求項15に記載の検出器モジュール。
  17. 前記検出器モジュールが、複数のデータ記憶回路と複数のデータ処理回路とを備え、各検出器タイルが、データ処理回路によって管理される、請求項14から16のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
  18. 前記検出器モジュールが、前記センサMCMアセンブリ用の制御コマンドを分配するとともに前記データ記憶回路からの保存済み走査データの読出しを制御する制御通信回路を含む、請求項17に記載の検出器モジュール。
  19. 前記X線検出器基板が、シリコン検出器基板である、請求項1から18のいずれか一項に記載の検出器モジュール。
  20. 請求項1から19のいずれか一項に記載の検出器モジュール(1)を複数有するモジュール式X線検出器(100)。
JP2018515563A 2015-09-24 2016-09-05 モジュール式x線検出器 Active JP6816129B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562232030P 2015-09-24 2015-09-24
US62/232,030 2015-09-24
PCT/SE2016/050829 WO2017052443A1 (en) 2015-09-24 2016-09-05 Modular x-ray detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018533723A true JP2018533723A (ja) 2018-11-15
JP6816129B2 JP6816129B2 (ja) 2021-01-20

Family

ID=58386765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018515563A Active JP6816129B2 (ja) 2015-09-24 2016-09-05 モジュール式x線検出器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10222488B2 (ja)
EP (1) EP3353576B1 (ja)
JP (1) JP6816129B2 (ja)
KR (1) KR102624385B1 (ja)
CN (2) CN115047511A (ja)
WO (1) WO2017052443A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10191162B2 (en) 2017-05-05 2019-01-29 Prismatic Sensors Ab Radiation hard silicon detectors for x-ray imaging
JP6987345B2 (ja) * 2018-01-18 2021-12-22 富士フイルムヘルスケア株式会社 放射線撮像装置
EP3884306A4 (en) 2018-11-19 2022-08-17 Prismatic Sensors AB EDGE-ON PHOTON COUNT DETECTOR
CN114784026A (zh) * 2021-01-22 2022-07-22 京东方科技集团股份有限公司 X射线探测基板及x射线探测器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004151089A (ja) * 2002-10-07 2004-05-27 Hitachi Ltd 放射線検出器,放射線検出素子及び放射線撮像装置
JP2006528017A (ja) * 2003-07-22 2006-12-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 2次元ct検出器用放射線マスク
JP2007078369A (ja) * 2005-09-09 2007-03-29 Hitachi Ltd 放射線検出モジュール、プリント基板および陽電子放出型断層撮影装置
JP2011007789A (ja) * 2009-06-29 2011-01-13 General Electric Co <Ge> 一体型直接変換式検出器モジュール
JP2011530081A (ja) * 2008-08-07 2011-12-15 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光子検出器用の組み合わされた散乱防止グリッド、陰極及び担体
JP2012517604A (ja) * 2009-02-11 2012-08-02 プリズマティック、センサーズ、アクチボラグ X線撮像用シリコン検出器アセンブリ
JP2013029510A (ja) * 2011-07-28 2013-02-07 Fraunhofer-Ges Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev 電子機器に対する放射線防護を備える直接変換x線検出器
JP2015524056A (ja) * 2012-05-22 2015-08-20 アナロジック コーポレイション 感知システムとディテクタアレイ連結アセンブリ{detectionsystemanddetectorarrayinterconnectassemblies}

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5144141A (en) * 1991-08-19 1992-09-01 General Electric Company Photodetector scintillator radiation imager
US6207944B1 (en) * 1997-02-18 2001-03-27 Simage, O.Y. Semiconductor imaging device
JPH11248842A (ja) * 1998-03-06 1999-09-17 Shimadzu Corp 二次元放射線検出器
US6901159B2 (en) * 2001-01-31 2005-05-31 General Electric Company Communication of image data from image detector to host computer
US6970586B2 (en) * 2001-01-31 2005-11-29 General Electric Company Detector framing node architecture to communicate image data
US6519313B2 (en) 2001-05-30 2003-02-11 General Electric Company High-Z cast reflector compositions and method of manufacture
US7119340B2 (en) * 2002-10-07 2006-10-10 Hitachi, Ltd. Radiation detector, radiation detector element, and radiation imaging apparatus
WO2005052636A1 (en) 2003-11-28 2005-06-09 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Radiation detector module
CN101027000B (zh) 2004-04-06 2010-05-12 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于检测和/或发射辐射的模块化装置
DE102005037902A1 (de) * 2005-08-10 2007-02-15 Siemens Ag Detektormodul, Detektor und Computertomographiegerät
US7450683B2 (en) * 2006-09-07 2008-11-11 General Electric Company Tileable multi-layer detector
US8581200B2 (en) * 2006-11-17 2013-11-12 Koninklijke Philips N.V. Radiation detector with multiple electrodes on a sensitive layer
US20090008564A1 (en) * 2007-07-05 2009-01-08 Cmt Medical Technologies Ltd. Modular X-Ray Detector With Single Photon Counting, Energy Sensitivity And Integration Capabilities
US7869573B2 (en) * 2007-12-27 2011-01-11 Morpho Detection, Inc. Collimator and method for fabricating the same
US8331536B2 (en) * 2009-09-18 2012-12-11 General Electric Company Apparatus for reducing scattered X-ray detection and method of same
BR112013014572A2 (pt) * 2010-12-13 2016-09-20 Philips Digital Mammography Sweden Ab aparelho de raios x, método para a geração de uma imagem de um objeto em um aparelho de raio-x e dispositivo colimador
EP2745142B1 (en) * 2011-11-08 2021-03-17 Koninklijke Philips N.V. Seamless tiling to build a large detector
CN103959098B (zh) 2011-11-29 2017-04-26 皇家飞利浦有限公司 包括x射线吸收封装的闪烁体组以及包括所述闪烁体组的x射线探测器阵列
US9818182B2 (en) * 2012-06-20 2017-11-14 Hitachi, Ltd. X-ray CT device
US9078569B2 (en) * 2012-08-20 2015-07-14 Zhengrong Ying Configurable data measurement and acquisition systems for multi-slice X-ray computed tomography systems
US20140348290A1 (en) * 2013-05-23 2014-11-27 General Electric Company Apparatus and Method for Low Capacitance Packaging for Direct Conversion X-Ray or Gamma Ray Detector
US9076563B2 (en) * 2013-06-03 2015-07-07 Zhengrong Ying Anti-scatter collimators for detector systems of multi-slice X-ray computed tomography systems
US9835733B2 (en) * 2015-04-30 2017-12-05 Zhengrong Ying Apparatus for detecting X-rays

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004151089A (ja) * 2002-10-07 2004-05-27 Hitachi Ltd 放射線検出器,放射線検出素子及び放射線撮像装置
JP2006528017A (ja) * 2003-07-22 2006-12-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 2次元ct検出器用放射線マスク
JP2007078369A (ja) * 2005-09-09 2007-03-29 Hitachi Ltd 放射線検出モジュール、プリント基板および陽電子放出型断層撮影装置
JP2011530081A (ja) * 2008-08-07 2011-12-15 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光子検出器用の組み合わされた散乱防止グリッド、陰極及び担体
JP2012517604A (ja) * 2009-02-11 2012-08-02 プリズマティック、センサーズ、アクチボラグ X線撮像用シリコン検出器アセンブリ
JP2011007789A (ja) * 2009-06-29 2011-01-13 General Electric Co <Ge> 一体型直接変換式検出器モジュール
JP2013029510A (ja) * 2011-07-28 2013-02-07 Fraunhofer-Ges Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev 電子機器に対する放射線防護を備える直接変換x線検出器
JP2015524056A (ja) * 2012-05-22 2015-08-20 アナロジック コーポレイション 感知システムとディテクタアレイ連結アセンブリ{detectionsystemanddetectorarrayinterconnectassemblies}

Also Published As

Publication number Publication date
CN115047511A (zh) 2022-09-13
JP6816129B2 (ja) 2021-01-20
EP3353576A1 (en) 2018-08-01
US20170269238A1 (en) 2017-09-21
CN108780158A (zh) 2018-11-09
EP3353576A4 (en) 2019-05-15
KR20180057644A (ko) 2018-05-30
WO2017052443A1 (en) 2017-03-30
KR102624385B1 (ko) 2024-01-11
EP3353576B1 (en) 2020-07-01
US10222488B2 (en) 2019-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9599725B2 (en) Spectral imaging detector
KR101716911B1 (ko) X-선 영상화용 실리콘 디텍터 어셈블리
JP6816129B2 (ja) モジュール式x線検出器
CN109196385B (zh) 多功能辐射检测器
US10483316B2 (en) Fabrication and operation of multi-function flexible radiation detection systems
JP5698472B2 (ja) 一体型直接変換式検出器モジュール
RU2647206C1 (ru) Сенсорное устройство и система визуализации для обнаружения сигналов излучения
JP2001527295A (ja) モジュール構造のイメージング装置
NL2018083A (en) Active pixel radiation detector array and use thereof
CN106489205B (zh) 具有柔性衬底的光电装置
JP7127066B2 (ja) X線撮像のための検出器
US10283557B2 (en) Radiation detector assembly
JP6485910B2 (ja) 放射線測定装置及び放射線測定方法
US8461542B2 (en) Radiation detector with a stack of converter plates and interconnect layers
US11714205B2 (en) Sensor unit, radiation detector and method of manufacturing a sensor unit
JP2015141037A (ja) 放射線検出器
Nellist Module and electronics developments for the ATLAS ITK pixel system
Re 3D vertical integration technologies for advanced semiconductor radiation sensors and readout electronics
Mannel System electronics and daq for the silicon vertex detector upgrade for phenix
JP2015125063A (ja) 放射線検出器

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180525

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190826

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200716

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200804

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200827

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201223

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6816129

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250