JP3852850B2 - 放射線撮像装置及び核医学診断装置 - Google Patents
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Description
放射線計測ハンドブック第3版(日刊工業新聞社)、p.559
本明の目的は、半導体放射線検出器をより稠密に配置できる放射線撮像装置及び核医学診断装置を提供することにある。
本発明の実施形態である半導体放射線撮像装置の一例の単光放出型断層撮影装置(Single Photon Emission Computer Tomography)(以下、SPECT装置という)を、図1を用いて以下に説明する。SPECT装置51は核医学診断装置でもある。このSPECT装置51は、被検体である被検者Pを支持するベッドB、一対の半導体放射線検出装置(検出器ヘッド)30、回転支持台56、データ収集解析装置23、データ入力装置24及び表示装置25を備える。各半導体放射線検出装置30は、例えば周方向に180°ずれた位置で回転支持台56に設置され、回転支持台56から、ベッドBの長手方向に突出している。ベッドBは、対向する2つの半導体放射線検出装置30の間に挿入される。半導体放射線検出装置30は、回転支持台56に設置された支持部材6、計測回路ユニット8、放射線検出器ユニット11及びコリメータ54を備える。支持部材6は、回転支持台56の半径方向に移動可能に回転支持台56に取り付けられる。計測回路ユニット8、放射線検出器ユニット11及びコリメータ54は、支持部材6に取り付けられている。各放射線検出ユニット11はベッドB側を向いている。コリメータ54は放射線検出ユニット11とベッドBの間に配置され、放射線検出ユニット11の半導体放射線検出器(以下、検出器という)1からの視野角を制限する。放射線検出ユニット11、コリメータ54及び計測回路ユニット8は、支持部材6に取り付けられた遮光・電磁シールド7内に収納される。遮光・電磁シールド7は、患部Cから放出された放射線、すなわちγ線10以外の電磁波を遮断し、この電磁波が放射線検出ユニット11及び計測回路ユニット8に影響を与えることを防止している。半導体放射線検出装置30は、一対とは限らず、3個設けることも可能である。
放射線検出ユニット11は、第2支持基板である1枚のマザーボード31と、その表面に配置される、第1支持基板である複数(図では5枚)のドータボード32h(321,322…)と、各ドータボード32hに着脱可能に取り付けられる複数の検出器集合体40mn(図2b,図3参照)を備えている。ドータボード32hの幅は、後述する一つの回転操作部材(操作部材)36により開閉操作が可能な連結装置33jkの数で決定される。一つの回転操作部材36で半導体放射線検出装置30の端から端まで一括して操作できる場合には、ドータボード32hを用いずに、マザーボード31に連結装置33jkを、直接、取り付けてもよい。
検出器集合体40mnは、2つのサブ集合体45A,45B、導電部材(第1導電部材)41s(411,412,413,414,415,416,417,418)(S=1〜8)及び導電部材(第2導電部材)42n(421,422)を有する。各サブ集合体45A,45Bは、複数のアノード電極46A(A=1〜8)を、半導体母材(半導体部材)44の一面に分離した状態で所定の間隔をおいて設け、複数のカソード電極47C(c=1〜8)を、半導体母材44の向かい合う他面に分離した状態で所定の間隔をおいて設けている。アノード電極46A及びカソード電極47Cは、半導体母材44の表面に導電性の金属を蒸着して形成される。半導体母材44は、γ線10を入射すると電荷を生成するカドミウムテルライド(CdTe)等によって構成される。半導体母材44は、図中のY軸方向が長手となる平板形状を有する。各アノード電極46Aは、半導体母材44を間に挟んで該当するカソード電極47Cと向かい合っている。1つのアノード電極46A、このアノード電極46Aと向かい合うカソード電極47C、及びこれらの間に位置する半導体母材44の部分によって、1つの検出器1が構成される。サブ集合体45A,45Bは、それぞれ、実質的に8個の検出器1、具体的には検出器1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1Hを有する。サブ集合体45Aのそれぞれのアノード電極46Aとサブ集合体45Bのそれぞれのアノード電極46Aは向かい合っている。複数の導電部材41s(411,412,413,414,415,416,417,418)は、サブ集合体45Aの8個のアノード電極46Aに1枚づつ導電性接着剤で取り付けられ、さらに、サブ集合体45Bの8個のアノード電極46Aに1枚づつ導電性接着剤で取り付けられる。このため、導電部材41sはサブ集合体45Aのアノード電極46Aとサブ集合体45Bのアノード電極46Aとの間に位置する。2枚の導電部材42n(421,422)が、サブ集合体45Bの8個のカソード電極47C、及びサブ集合体45Bの8個のカソード電極47Cに、別々に導電性接着剤にて取り付けられる。導電部材41s及び42nは、導電性の金属(例えば、銅)の板で構成される。
検出器集合体40mnにはお互いの万一の接触を防ぐため、表面に薄い絶縁コーティングなどをほどこしてもよい。
なお、以上の説明において、検出器保持部材38は、押圧接触部材37s及び回転操作部材36を協調させて動作させ、検出器集合体40mnを保持させる機能を発揮させることとした。しかしながら、連結装置33jkは、そのような構成に限ることなく、検出器1を無挿入力(摩擦力がゼロの状態)で着脱させることができる構造であればどのような構造でも使用が可能である。
このように、平面状に配置された複数の検出器1において、一方向に連なる複数の検出器1の各アノード電極3を1本の配線12で電気的に接続し、これに直交する方向に連なる複数の検出器1のカソード電極4を1本の配線14で電気的に接続する配線構造をマトリックス構造と呼ぶ。
データ収集解析装置23は、計測回路ユニット8の該当する信号処理装置から出力された、γ線を検出した検出器1の位置データに基づいて、被検者Pに対する断層像情報を作成する。
また、マトリックス構造の配線に用いる、検出器1と計測回路ユニット8の間に位置してこれら接続される容量素子(図示せず)、及び検出器1と高電圧電源(図示せず)間に位置してこれらに接続される抵抗素子(図示せず)は、ドータボード(第1支持基板)32hの裏面で出力端子33cjkの相互間(またはマザーボードの表面で入力端子31cjkの相互間)に設置される。
本実施の形態では、検出器1の各電極につながるそれぞれの端子(第1端子43s及び第2端子49n)を無挿入力コネクタ52に着脱可能に取り付けることができる。無挿入入力コネクタ52を用いることによって、検出器集合体40mn、すなわち検出器1を容易に交換することができる。使用中に異常になった検出器1、すなわち検出器集合体40mnは、交換することが望ましい。回転操作部材36を回転させて、無挿入力コネクタ52の押圧接触部材と接触部材との間隔を図8(b)に示すように広くすることにより、検出器集合体40mnを、例えば真空ピンセットを用いて無挿入力コネクタ52から簡単に引き抜くことができる。新しい検出器集合体40mnもそのコネクタ52に簡単に取り付けることができる。このような検出器集合体40mnの交換は、ドータボード32hをマザーボート31からはずした状態で行うとよい。
また、はんだ付けなどの熱プロセスを介さずに検出器1をドータボード32hに接続できるため、高温に弱い検出器1を稠密に実装することができる。
ある一つの方向(回転操作部材36の長手方向、半導体母材44の長手方向)に直列に配置された複数の検出器集合体40mnのそれぞれの第1端子43s及び第2端子49nが1つの無挿入力コネクタ52に取り付けられるため、無挿入力コネクタ52の個数が更に低減され、半導体放射線検出装置30の構造がより簡素化できる。
本実施の形態は、回転操作部材36の回転操作を行う頭部36aが、ドータボード32hの1つの端面側、すなわちハウジング48の一面で、その表面に露出している。このため、回転操作部材36の回転操作を行うときに脱着工具47による頭部36aへのアクセスを容易に行うことができる。
また、導電部材41sで2つの検出器1のカソード電極41s同士を接続し、また、行内の8個の検出器1のアノード電極46s同士を導電部材41sで接続し、配線の初期段階で上記した配線のマトリックス構造を採用することによって、その接続作業を容易に行うことができる。ドータボード32hでの、無挿入力コネクタ52のパッド37Aas,37cnに接続されるマトリックス構造の配線を短時間に完了することができる。
2,44A,44B 半導体素子
3、46A(A=1〜8) アノード電極
4、47C(c=1〜8) カソード電極
8 計測回路ユニット
11 放射線検出ユニット
12,14,96s,97n 配線
31 マザーボード(第2支持基板)
31cjk 入力端子
32h(321,322,323,324,325) ドータボード(第1支持基板)
33jk(3311,3321,…3312,3322,…3391,33101,33102) 連結装置
33cjk 出力端子
34mn(3411,3421,…3471,3481,3412,3422,…3472,3482) 端子挿入孔
36 回転操作部材
37 押圧部材
38 検出器保持部材
40mn 検出器集合体
41s(411,412,414,415,416,417,419,4110) 導電部材
42(423,428) 導電部材
43s 端子
431,432,434,435,436,437,439,4310 第1端子
433,438 第2端子
44 半導体母材(半導体部材)
45A,45B サブ集合体
50 検出器支持部材
51 SPECT装置(半導体放射線撮像装置)
Claims (13)
- 半導体部材と、
前記半導体部材の一つの面に取り付けられるとともにその面方向に沿って配列する複数の第1電極と、
前記第1電極との間に前記半導体部材を挟むように前記半導体部材の他の面に取り付けられた第2電極と、
前記第1電極毎に取り付けられ前記半導体部材より突出した第1端子を含む複数の第1導電部材と、
電気的に接続されるよう前記第2電極に取り付けられるとともに前記半導体部材より突出した第2端子を含む第2導電部材と、からなるサブ集合体が構成され、
2つの前記サブ集合体が前記第1導電部材を共有するように対向するとともに複数の前記第1端子及び前記第2端子が側面視において重なるように配列する複数の検出器集合体と、
第1支持基板と、
前記第1支持基板に取り付けられるとともに一つの前記検出器集合体が単位として着脱自在に取り付けられるように前記第1端子及び前記第2端子が挿入される端子挿入孔が設けられている無挿入力コネクタを複数有する連結装置と、
複数の前記第1支持基板が取り付けられた第2支持基板と、を備え、
前記連結装置は、側面から嵌合させる脱着工具の操作により、それぞれの前記検出器集合体が前記無挿入力コネクタに着脱可能に取り付けるよう構成され、
前記第1電極が前記無挿入力コネクタを介して前記第1支持基板に設けられた第1配線に接続され、
前記第2電極が前記無挿入力コネクタを介して前記第1支持基板に設けられた第2配線に接続され、
前記第1支持基板と前記第2支持基板は取り外し可能な端子で接続されたことを特徴とする放射線撮像装置。 - 複数の前記無挿入力コネクタは前記第1支持基板に並列に配置され、
それぞれの前記無挿入力コネクタは、前記第1端子が間に挿入される複数対の第1接触部材、前記第2端子が間に挿入される対になった第2接触部材、及び操作部材を有し、
前記操作部材が第1状態になっているとき、一対の前記第1接触部材が前記第1端子に、一対の前記第2接触部材が前記第2端子と接触し、前記操作部材が前記第1の状態とは異なる第2状態になっているとき、前記第1接触部材が前記第1端子と非接触に、前記第2接触部材が前記第2端子と非接触になる請求項1に記載の放射線撮像装置。 - 対になった前記第1接触部材、及び対になった前記第2接触部材を、対になった状態で、前記無挿入力コネクタの長手方向に一列に配置した請求項2記載の放射線撮像装置。
- 前記操作部材が回転操作部材であり、この回転操作部材は、前記支持基板に設置されて複数の前記無挿入力コネクタを含む連結装置の操作部材支持部に回転可能に取り付けられる請求項2または請求項3記載の放射線撮像装置。
- 前記回転操作部材の回転操作を行う、前記複数の無挿入力コネクタのそれぞれの前記回転操作部材の操作端が、前記支持基板の1つの端面側で、前記操作部材支持部の表面に露出している請求項4記載の放射線撮像装置。
- 回転支持台と、前記回転支持台に取り付けられた放射線検出装置と、を備え、
前記放射線検出装置は、
前記回転支持台に取り付けられた第2支持基板と、
前記第2支持基板に設置された第1支持基板と、
前記第1支持基板に取り付けられ、ある一方向に複数個配置された複数の無挿入力コネクタを有する連結装置と、
前記無挿入力コネクタに着脱自在に取り付けられた複数の検出器集合体と、を有し、
前記複数の検出器集合体は、
半導体部材と、
前記半導体部材の一つの面に取り付けられるとともにその面方向に沿って配列する複数の第1電極と、
前記第1電極との間に前記半導体部材を挟むように前記半導体部材の他の面に取り付けられた第2電極と、を有し、前記一方向に複数の第1配列、その一方向と交差する他の方向に複数の第2配列を形成するように配置され、
前記第1電極毎に取り付けられ前記半導体部材より突出した第1端子を含む複数の第1導電部材と、
電気的に接続されるよう前記第2電極に取り付けられるとともに前記半導体部材より突出した第2端子を含む第2導電部材と、からなるサブ集合体の2つが前記第1導電部材を共有するように対向するとともに複数の前記第1端子及び前記第2端子が側面視において重なるように配列するように構成され、
前記第1端子及び前記第2端子が挿入する端子挿入孔が設けられた前記無挿入力コネクタに、前記連結装置の側面から嵌合させる脱着工具の操作により着脱可能に、前記検出器集合体が取り付けられ、
前記第1端子が前記無挿入力コネクタを介して前記第1支持基板に設けられた第1配線に接続され、
前記第2端子が前記無挿入力コネクタを介して前記第1支持基板に設けられた第2配線に接続され、
前記第1支持基板と前記第2支持基板は取り外し可能な端子で接続されたことを特徴とする核医学診断装置。 - それぞれの前記無挿入力コネクタは、前記第1端子が間に挿入される複数対の第1接触部材、前記第2端子が間に挿入される対になった第2接触部材、及び操作部材を有し、
前記操作部材が第1状態になっているとき、一対の前記第1接触部材が前記第1端子に、一対の前記第2接触部材が前記第2端子と接触し、前記操作部材が前記第1の状態とは異なる第2状態になっているとき、前記第1接触部材が前記第1端子と非接触に、前記第2接触部材が前記第2端子と非接触になる請求項6に記載の核医学診断装置。 - 対になった前記第1接触部材、及び対になった前記第2接触部材を、対になった状態で、前記無挿入力コネクタの長手方向に一列に配置した請求項7記載の核医学診断装置。
- 前記操作部材が回転操作部材であり、前記回転操作部材は、前記第1支持基板に設置されて複数の前記無挿入力コネクタが内部に配置されるハウジングの側壁に回転可能に取り付けられる請求項7または請求項8記載の核医学診断装置。
- 前記サブ集合体に含まれる前記半導体部材が一体化されている請求項6記載の核医学診断装置。
- 前記第1配線と前記第2配線は、マトリックス構造で前記第1支持基板に配置されている請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の放射線撮像装置。
- 前記連結装置の操作部材支持部に回転可能に取り付けられ、前記第1電極及び前記第1配線並びに前記第2電極及び前記第2配線を電気的に導通させる回転操作部材を有する請求項1記載の放射線撮像装置。
- 前記連結装置の操作部材支持部に取り付けられ、前記第1電極及び前記第1配線並びに前記第2電極及び前記第2配線を電気的に導通させる操作部材を有し、
前記操作部材の操作端が、前記支持基板の1つの端面側で、前記操作部材支持部の表面に露出している請求項1記載の放射線撮像装置。
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