JPH11287863A - X線ビーム検出器モジュールおよびそれを製造する方法 - Google Patents
X線ビーム検出器モジュールおよびそれを製造する方法Info
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- JPH11287863A JPH11287863A JP10335514A JP33551498A JPH11287863A JP H11287863 A JPH11287863 A JP H11287863A JP 10335514 A JP10335514 A JP 10335514A JP 33551498 A JP33551498 A JP 33551498A JP H11287863 A JPH11287863 A JP H11287863A
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- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2985—In depth localisation, e.g. using positron emitters; Tomographic imaging (longitudinal and transverse section imaging; apparatus for radiation diagnosis sequentially in different planes, steroscopic radiation diagnosis)
Abstract
続を提供する。 【解決手段】 この可撓ケーブルにより、ピン・コネク
タをフォトダイオード出力に取り付ける必要なくフォト
ダイオード出力信号をCTシステムに結合することがで
きる。可撓ケーブルからのワイヤはフォトダイオード出
力信号にワイヤ・ボンディングされており、ピン・コネ
クタを取り付けた場合のフォトダイオード損傷のおそれ
がない。
Description
タ断層撮影画像形成に関し、かつ特に、X線ビーム検出
器モジュールからの電気信号をデータ収集システムに結
合することに関する。
撮影(CT)画像形成システム構成においては、X線源
が投射する扇形ビームがデカルト座標系の一般に「画像
形成プレーン」と称されるX−Y面内に位置するように
コリメートされる。X線ビームは患者など画像形成化中
の対象を透過する。ビームは対象物によって減衰された
後、放射線検出器のアレイに入射する。検出器アレイで
受けた減衰ビーム放射の強さは対象によるX線ビームの
減衰に依存する。検出器アレイの検出器要素はそれぞれ
に検出器の位置におけるビーム減衰の測定結果を表す個
別の電気的信号を出す。すべての検出器からの減衰測定
結果は別々に収集されて伝送プロファイルが生成され
る。
X線源および検出器アレイはガントリとともに画像形成
プレーン内で画像形成化される対象の周囲を回転し、そ
れによってX線ビームが対象を横断する角度が絶えず変
化する。X線源はX線管を通常含み、これがX線ビーム
を焦点に放射する。X線検出器は検出器で受けたX線ビ
ームをコリメートするためのコリメータを通常含む。シ
ンチレータがコリメータに隣接して置かれ、フォトダイ
オードがシンチレータに隣接して置かれる。
り多くのスライスに対するデータを得るために使用され
る。周知のマルチスライス・システムは一般に3−D検
出器として知られる検出器を通常含む。この3−D検出
器では、複数の検出器要素個別のチャネルを形成する。
各検出器モジュールの出力信号は既知の1−D検出器よ
り数倍多い。それらの信号をCTシステムに電気的に結
合するには、ピン・コネクタまたは印刷配線板を検出器
モジュールに機械的に接続する必要がある。しかしなが
ら、信号数が多くなればピン・コネクタのサイズも大き
くなる。大型のピン・コネクタを挿入するのに力を要す
る結果、コネクタをモジュールに結合する際に検出器モ
ジュールが損傷を被ることもある。
線板を検出器モジュールに機械的に結合する必要のない
検出器モジュールを提供することが望ましい。かつま
た、高密度の信号を可撓ケーブルに電気的に結合するこ
とが可能な検出器モジュールを提供することが望まし
い。
は、複数の検出器素子を有する検出器モジュールによっ
て達成することができる。各検出器素子は可撓ケーブル
に電気的に結合されたフォトダイオードを含む。一実施
態様においては、各フォトダイオード出力線は電界効果
トランジスタ(FET)アレイの入力線に電気的に接続
され、かつFETアレイの各出力および制御線は可撓ケ
ーブルのワイヤに電気的に接続されている。
レイおよびFETアレイを基板に取り付け、または形成
することによって製造される。可撓ケーブル第1端はF
ETアレイに隣接して置かれかつ基板に結合され、それ
によってケーブル・ワイヤがFETアレイ出力ラインに
隣接する。次いでFETアレイ入力線および出力線がフ
ォトダイオード出力線および可撓ケーブルに電気的に接
続される。特に、FETアレイ入力線はフォトダイオー
ド出力線にワイヤ・ボンディングされ、それによって各
フォトダイオード出力および各FETアレイ入力間に電
気的接続が形成される。次いでFETアレイ出力および
制御線が可撓ケーブル・ワイヤにワイヤ・ボンディング
され、それによって各FET出力とワイヤおよび各FE
T制御とワイヤ間に電気的接続が形成される。電気的接
続は、たとえばアルミニウム・ワイヤ・ウェッジ・ボン
ディング、ゴールド・ワイヤ・ボール・ボンディング等
の各種のワイヤ・ボンディング技術を用いて完成され
る。
高密度フォトダイオード出力線を可撓ケーブルに電気的
に接続することが可能になる。さらには、上述の検出器
モジュールによってピン・コネクタをフォトダイオード
出力線に機械的に結合する必要が無くなる。
CTスキャナに特有のガントリ12を含むコンピュータ
断層撮影(CT)画像形成システム10を示す。ガント
リ12はX線源14を有し、このX線源からガントリ1
2の相対する側にある検出器アレイ18に向かってX線
のビーム16が投射される。検出器アレイ18はいくつ
かの検出器モジュール20によって形成され、患者22
を透過する投射X線をそれらのモジュールが共々感知す
る。各検出器モジュール20は入射するX線ビームの強
さおよび患者22を透過したビームの減衰を表す電気信
号を出す。X線投射データを収集する走査の間、ガント
リ12とそれに搭載された構成部品が回転の中心24を
中心にして回転する。
動はCTシステム10の制御機構26により支配され
る。制御機構26はX線源14に電力とタイミング信号
を供給するX線コントローラ28およびガントリ12の
回転速度と位置を制御するガントリ・モータ・コントロ
ーラ30を含む。制御機構26のデータ収集システム
(DAS)32は検出器モジュール20からのアナログ
・データをサンプリングし、かつデータを次の処理のた
めにディジタル信号に変換する。画像再構成器34はサ
ンプリングおよびディジタル化されたX線データをDA
S32から受け、高速画像再構成を行う。再構成された
画像は画像を大容量記憶装置38に記憶するコンピュー
タ36に入力として加えられる。
のコマンドと走査パラメータをキーボード付きのコンソ
ール40を介して受け取る。結合されたCRTディスプ
レイ42によりオペレータはコンピュータ36からの再
構成された画像および他のデータを見ることができる。
オペレータ供給のコマンドとパラメータはコンピュータ
36によって制御信号と情報をDAS32、X線コント
ローラ28およびガントリ・モータ・コントローラ30
に供給するために使われる。さらに、コンピュータ36
は、モータ駆動テーブル46を制御して患者22をガン
トリ12内の位置に着けるテーブル・モータ・コントロ
ーラ44を操作する。特に、テーブル46はガントリ開
口部48を通して患者22を部分的に移動させる。
イ18は複数の検出器モジュール20を含む。各検出器
モジュールは検出器素子26のアレイを含む。特に、各
X線検出器モジュール20は複数のフォトダイオード6
6、半導体デバイス68、および少なくとも1つの可撓
電気ケーブル70を含む。シンチレータ74が、当技術
分野で周知の様に、フォトダイオード66の上部にかつ
隣接して置かれている。フォトダイオード66は個々の
フォトダイオードでも、あるいは多次元フォトダイオー
ド・アレイでもよい。フォトダイオード66は、シンチ
レータ74に光学的に結合され、かつシンチレータ74
による光出力を表す電気的出力を生じさせる。各フォト
ダイオード66は、特定の素子26についてビーム減衰
の測定結果である個々の電気的出力を生じる。フォトダ
イオード出力線82は、たとえば、モジュール20の1
つの側部か、またはモジュール20の複数の側部に物理
的に置くことができる。図4に示すように、フォトダイ
オード出力82はフォトダイオード・アレイの上下端に
置かれる。
ては、2つの半導体スイッチ84および86を含む。ス
イッチ84および86は多次元アレイとして配置された
複数の電界効果トランジスタ(FET)(図示せず)を
それぞれ含む。各FETはフォトダイオード出力82に
電気的に接続された入力線と、出力線と、制御線(図示
せず)とを有する。FET出力線および制御線は可撓ケ
ーブル70に電気的に接続されている。特に、フォトダ
イオード出力線82の半分はスイッチ84の各FET入
力線に電気的に接続され、フォトダイオード出力線82
の残る半分はスイッチ86のFET入力線に電気的に接
続されている。
ず)と、第2端(図示せず)と、その間を通る複数の電
線90とを含む。ケーブル70は、たとえば、多重第1
端94および96を有する単一ケーブルでもよし、ある
いは代替の実施形態においては、それぞれに第1端(図
示せず)を有する多重ケーブル(図示せず)であっても
よい。第1端94を表す図5に示すように、FET出力
線および制御線はケーブル70に電気的に接続されてい
る。特に、FET出力線と制御線はそれぞれケーブル第
1端94および96のワイヤ90にワイヤ・ボンディン
グされている。FET出力線および制御線はフォトダイ
オード出力82がFET入力線にワイヤ・ボンディング
されているのと同様にワイヤ90にワイヤ・ボンディン
グされている。ケーブル第1端94および96は検出器
モジュール20に取付ブラケット98Aおよび98Bを
使用して固定されている。
において、検出器モジュール20に関して、フォトダイ
オード66およびスイッチ84、86は、基板100に
フォトダイオード66がスイッチ84、86に隣接しか
つその間に位置するように取り付けられまたは形成され
ている。ついでFET入力線はフォトダイオード出力8
2に電気的に接続される。特に、フォトダイオード出力
82のおよそ半分はスイッチ84の入力線にワイヤ・ボ
ンディングされ、かつフォトダイオード出力82のおよ
そ半分はスイッチ86の入力線にワイヤ・ボンディング
され、それによって電気的パスが各出力82および各F
ET入力線との間に形成される。スイッチ入力線は、フ
ォトダイオード出力82に、たとえば当技術分野で周知
のアルミニウム・ワイヤ・ウェッジ・ボンディングおよ
びゴールド・ワイヤ・ボール・ボンディング等の各種ワ
イヤ・ボンディング技術を使ってワイヤ・ボンディング
することができる。図5に関し、ワイヤボンドは総じて
ボンド300として識別され、かつパッド302および
304の間に延びている。パッド302はFET出力線
および制御線に電気的に接続されている。パッド304
はワイヤ90に電気的に接続されている。
および96はそれぞれスイッチ84および86にそれぞ
れ隣接して置かれ、かつ基板100に、たとえば、接着
剤(図示せず)を使用して結合される。次いでFET出
力線がワイヤ90にワイヤ・ボンディングされ、それに
よって各FET出力線とワイヤ90との間に電気的パス
が形成される。同様に、FET制御線がワイヤ90にワ
イヤ・ボンディングされ、それによって各FET制御線
とワイヤ90との間に電気的パスが形成される。次いで
ケーブル第1端94および96が取付ブラケット98A
および98Bを使用して固定される。
内に取り付けた後、ケーブル第2端がDAS32に結合
され、それによって電気的パスがフォトダイオード出力
82とDAS32との間に形成され、かつ半導体デバイ
スFETをエネーブルするためにFET制御線がDAS
32に電気的に接続される。
多数の高密度フォトダイオード出力信号を可撓ケーブル
に電気的に接続することが可能になる。さらには、ワイ
ヤを半導体デバイス出力線にワイヤ・ボンディングする
ことによって、ピン・コネクタを検出器モジュールに接
続する必要がなくなる。さらには、ピン・コネクタを接
続する必要がないため、検出器モジュールがピン・コネ
クタを挿入する力を受けることがなく、またそのような
接続による損傷を被るおそれが回避される。
の説明から、本発明の目的が達成されることは明らかで
ある。以上に本発明を詳細に説明したが、それは例示に
すぎず本発明はそれに制限されるものではない。したが
って、本発明の精神および範囲は添付の請求の範囲の用
語によってのみ制限される。
る。
視図である。
る。
続の拡大図である。
る。
る。
Claims (18)
- 【請求項1】 コンピュータ断層撮影装置用のX線ビー
ム検出器モジュールであって、 シンチレータと、 前記シンチレータに光学的に結合されたフォトダイオー
ドと、 前記フォトダイオードの出力に一端を電気的に接続した
可撓電気ケーブルと、を備えることを特徴とするX線ビ
ーム検出器モジュール。 - 【請求項2】 前記フォトダイオードの出力と前記可撓
電気ケーブル間に電気的に結合されたスイッチをさらに
含むことを特徴とする請求項1に記載のX線ビーム検出
器モジュール。 - 【請求項3】 前記スイッチが前記フォトダイオード出
力および前記可撓電気ケーブルにワイヤ・ボンディング
されることを特徴とする請求項2に記載のX線ビーム検
出器モジュール。 - 【請求項4】 前記スイッチが1つの電界効果トランジ
スタを備えることを特徴とする請求項2に記載のX線ビ
ーム検出器モジュール。 - 【請求項5】 前記スイッチが複数の電界効果トランジ
スタを備えることを特徴とする請求項2に記載のX線ビ
ーム検出器モジュール。 - 【請求項6】 前記可撓電気ケーブルが複数の電線を備
え、前記電界効果トランジスタがそれぞれ前記電線の1
つに接続されることを特徴とする請求項5に記載のX線
ビーム検出器モジュール。 - 【請求項7】 前記電界効果トランジスタがそれぞれ前
記電線の1つにワイヤ・ボンディングされることを特徴
とする請求項6に記載のX線ビーム検出器モジュール。 - 【請求項8】 前記フォトダイオードが多次元フォトダ
イオード・アレイを備えることを特徴とする請求項1に
記載のX線ビーム検出器モジュール。 - 【請求項9】 コンピュータ断層撮影装置用のX線ビー
ム検出器モジュールを製造する方法であって、モジュー
ルが、シンチレータと、シンチレータに光学的に結合さ
れたフォトダイオードと、そのフォトダイオードの出力
に電気的に結合されたスイッチとを含み、 可撓電気ケーブルの一端をスイッチの出力に隣接して置
くステップと、 ケーブルをスイッチに接合するステップとを含むことを
特徴とする方法。 - 【請求項10】 フォトダイオードが多次元フォトダイ
オード・アレイを備え、スイッチが複数の電界効果トラ
ンジスタを含み、可撓ケーブルが複数のワイヤを含み、
可撓ケーブルの一端をスイッチの出力に隣接して置くス
テップが、各電界効果トランジスタの1つに隣接して各
ワイヤの一端を位置決めするステップを含むことを特徴
とする請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 ケーブルをスイッチに接合するステッ
プが、ケーブルをスイッチにワイヤ・ボンディングする
ステップを含むことを特徴とする請求項9に記載の方
法。 - 【請求項12】 ケーブルをスイッチにワイヤ・ボンデ
ィングするステップが、ケーブルをスイッチにアルミニ
ウム・ワイヤ・ウェッジ・ボンディングするステップを
含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 ケーブルをスイッチにワイヤ・ボンデ
ィングするステップが、ケーブルをスイッチにゴールド
・ワイヤ・ボール・ボンディングするステップを含むこ
とを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 【請求項14】 半導体デバイスと、 前記デバイスの一端に電気的に接続された可撓電気ケー
ブルと、を備える装置。 - 【請求項15】 前記可撓ケーブルが前記半導体デバイ
スのパッドにワイヤ・ボンディングされることを特徴と
する請求項14に記載の装置。 - 【請求項16】 前記半導体デバイスが複数の電界効果
トランジスタを備えることを特徴とする請求項14に記
載の装置。 - 【請求項17】 前記可撓電気ケーブルが複数の電線を
備え、前記電界効果トランジスタがそれぞれ前記電線の
1つに接続されることを特徴とする請求項16に記載の
装置。 - 【請求項18】 前記電界効果トランジスタがそれぞれ
前記電線の1つにワイヤ・ボンディングされることを特
徴とする請求項17に記載の装置。
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