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放射線檢測器以及放射線檢測器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種放射線檢測器以及放射線檢測器的制造方法，在PET-MR中，即使二維矩陣狀地排列SiPM元件，也具有牢固的光學性結(jié)合。根據(jù)本發(fā)明的放射線檢測器(1)，用高粘性粘接劑填充間隙部(15)和開口部(25)，因此能夠防止氣泡混入到第一粘接層(21)和第二粘接層(23)。其結(jié)果是閃爍體光不會由于氣泡而散射，因此能夠獲取更準確的圖像信息。另外，能夠防止氣泡的混入，因此能夠避免放射線檢測器(1)中的光學性結(jié)合變?nèi)酢Ｒ蚨诮M裝有具備間隙部(15)的SiPM元件的放射線檢測器中，光學性結(jié)合不會變?nèi)?。SiPM元件不受從MR裝置產(chǎn)生的強磁場的影響，因此能夠?qū)⒈景l(fā)明的放射線檢測器利用于PET-MR。即，能夠?qū)崿F(xiàn)具有光學性結(jié)合更牢固的放射線檢測器的PET-MR。
【專利說明】放射線檢測器以及放射線檢測器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于同時得到核醫(yī)學圖像和磁共振圖像的在正電子釋放斷層攝影-磁共振斷層攝影復合裝置中使用的放射線檢測器。
【背景技術】
[0002]以往，作為醫(yī)療用攝像法，已知正電子釋放斷層攝影(PET:Positron EmissionTomography)。正電子釋放斷層攝影裝置、即PET裝置是指生成表示用正電子釋放核素標識的放射性藥劑在被檢測體內(nèi)的分布的PET圖像的裝置。
[0003]如圖22所示，PET裝置41具備被配置成環(huán)狀地圍住被檢測體M的多個放射線檢測器43。投放到被檢測體的放射性藥劑積蓄在關注部位，從所積蓄的藥劑釋放出正電子。所釋放的正電子與電子發(fā)生對湮沒，對于一個正電子釋放出兩個Y射線、即Y射線NI和Y射線N2。Y射線NI和Y射線N2具有彼此相反的運動量，因此向彼此相反的方向釋放，分別被放射線檢測器43同時檢測到。
[0004]然后，根據(jù)檢測出的Y射線的信息計算產(chǎn)生對湮滅的位置、即放射性藥劑的位置，作為位置信息而進行存儲。另外，由PET裝置根據(jù)所存儲的位置信息提供表示關注部位處的放射性藥劑的分布的圖像。
[0005]使用圖23說明在PET裝置中一般使用的放射線檢測器51的結(jié)構(gòu)。放射線檢測器51依次層疊有閃爍體模塊53、光導件55以及固體光檢測器57。閃爍體模塊53 二維地配置有用光反射材料劃分的閃爍體59，吸收從被檢測體釋放的Y射線而發(fā)光。此外，將在閃爍體59中發(fā)出的光作為閃爍體光。光導件55分別與閃爍體模塊53以及固體光檢測器57光學性地結(jié)合，將閃爍體光傳送到固體光檢測器57。關于固體光檢測器57，使用光電倍增管等作為受光元件的一個例子，接收通過光導件55傳送的閃爍體光并轉(zhuǎn)換為電信號。然后，根據(jù)轉(zhuǎn)換得到的電信號獲取表示關注部位處的正電子釋放核素的分布的斷層圖像。這樣，通過PET裝置針對特定器官、腫瘤等獲取適于生化作用或生理功能的診斷的圖像。
[0006]另一方面，作為與PET裝置并列的醫(yī)療用攝像裝置，已知磁共振斷層攝影裝置(MR裝置)，通過MR裝置獲取的圖像適于解剖學的診斷。近年來，為了獲取適于生理功能的診斷和解剖學的診斷這兩方的圖像，試著使磁共振斷層攝影裝置(MR裝置)與PET裝置復合，來實現(xiàn)正電子釋放斷層攝影-磁共振斷層攝影復合裝置(PET-MR)。
[0007]但是，現(xiàn)有的放射線檢測器所使用的光電倍增管容易受到從MR裝置產(chǎn)生的磁場的影響，因此具備光電倍增管的放射線檢測器無法使用于PMT-MR。
[0008]因此，代替光電倍增管，而SiPM(Silicon Photo Multiplier:硅光電倍增器)、APD(Avalanche Photo Diode:雪崩光電二極管)之類的元件受到關注。SiPM元件、APD元件不受MR裝置產(chǎn)生的強磁場的影響，因此，報告了使用AH)元件等作為受光元件的PET-MR (例如參照專利文獻I)。
[0009]專利文獻1:日本特表2008-525161號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011]但是，在具有這樣的結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有例子中，存在以下這樣的問題。
[0012]g卩，如圖23所示，在閃爍體模塊53中與光導件55相接的面(以下稱為“發(fā)光面”)的面積和在固體光檢測器57中與光導件55相接的面(以下稱為“受光面”)的面積大致相等。因此，構(gòu)成固體光檢測器57的元件需要具有與發(fā)光面的面積相應的寬廣的受光面。
[0013]但是，大面積的光電倍增管的制作是比較容易的，而制作大面積的SiPM元件或Aro元件是非常困難的。因此，在固體光檢測器使用單一的SiPM元件等的情況下，無法確保與閃爍體模塊的發(fā)光面相應的足夠大的受光面。
[0014]使用圖24說明對于為了解決該問題而采取的現(xiàn)有例子的放射線檢測器60的結(jié)構(gòu)。構(gòu)成放射線檢測器60的固體光檢測器61具備SiPM陣列63和基板部65。在SiPM陣列63中，二維矩陣狀地排列有多個SiPM元件67。SiPM元件67設置有受光部69，在受光部69中檢測閃爍體光并轉(zhuǎn)換為電信號?；宀?5被設置在SiPM陣列63的下部，對在受光部69中轉(zhuǎn)換得到的電信號進行處理，輸出圖像信息。在固體光檢測器61的上部具備光導件71，在光導件71的上部具備閃爍體模塊73。固體光檢測器61與光導件71之間以及光導件71與閃爍體模塊73之間光學性地結(jié)合。
[0015]即，將多個受光面積小的SiPM元件67聚集而形成SiPM陣列63，由此在固體光檢測器61中確保與閃爍體模塊73的發(fā)光面相應的大小的受光面。
[0016]但是，二維地排列多個SiPM元件67，因此SiPM元件67彼此之間存在間隙部75。因此，在使光導件71和固體光檢測器61光學性地結(jié)合時，在使用粘性低的粘接劑77的情況下，如圖25所示，粘接劑77的粘性低，因此通過間隙部75滲透至基板部65的內(nèi)部。另夕卜，滲透的低粘性粘接劑77阻礙基板部65的導電性，因此在基板部65中無法正常地進行電信號的處理。其結(jié)果是，放射線檢測器60的性能顯著降低。
[0017]因此，一般使用硅系的高粘性粘接劑79作為用于光學性地結(jié)合的粘結(jié)劑。在這種情況下，如圖26所示，高粘性粘接劑79不會滲透至基板部65的內(nèi)部，但在放射線檢測器60中產(chǎn)生新的問題。即，在使固體光檢測器61和光導件71結(jié)合的高粘性粘接劑79的內(nèi)部產(chǎn)生氣泡A。因此，經(jīng)由光導件71傳送的閃爍體光L由于氣泡A而發(fā)生散射。在閃爍體光L發(fā)生散射時，對于對湮滅的產(chǎn)生位置無法得到準確的信息，因此在放射線檢測器60中獲取的圖像信息的精度降低。另外，由于混入的氣泡而高粘性粘接劑79的粘接力降低，因此還擔心固體光檢測器61和光導件71的結(jié)合變?nèi)踹@樣的問題。
[0018]另外，在現(xiàn)有例子的放射線檢測器60中，如圖27所示，一般在SiPM元件67的上部設置反射掩模81。這是因為在SiPM元件67中，入射到受光部69的閃爍體光被轉(zhuǎn)換為電信號，而入射到受光部以外的部分(以下稱為“不靈敏部”)的閃爍體光不被轉(zhuǎn)換為電信號。
[0019]如圖28所示，反射掩模81設置有二維矩陣狀地排列的多個開口部83，開口部83的配置和大小被設計成與各個受光部69—致。即，開口部83位于各個受光部69的上部，因此朝向受光部69的閃爍體光透過開口部83而入射到受光部69。另一方面，朝向不靈敏部的閃爍體光被反射掩模81全部反射，最終入射到受光部69。因而，能夠高效地將閃爍體光轉(zhuǎn)換為電信號。[0020]但是，在圖27所示的結(jié)構(gòu)中，不僅在用于使固體光檢測器61和反射掩模81結(jié)合的高粘性粘接劑85的內(nèi)部產(chǎn)生多個氣泡A，在用于使反射掩模81和光導件71結(jié)合的高粘性粘接劑87的內(nèi)部也產(chǎn)生多個氣泡A。閃爍體光由于產(chǎn)生的多個氣泡A而發(fā)生散射，因此所獲取的圖像信息的精度進一步降低。另外，開口部83在放射線檢測器的內(nèi)部成為空隙，因此反射掩模81和光導件71的粘接面以及固體光檢測器61和反射掩模81的粘接面被限定為狹窄的范圍。其結(jié)果是，固體光檢測器61、反射掩模81以及光導件71之間的結(jié)合非常弱，因此擔心它們?nèi)菀讋冸x這樣的問題。
[0021]在放射線檢測器中使用SiPM元件等作為受光元件的情況下，為了抑制在受光元件中產(chǎn)生的噪聲，例如設想在-20°C?+25°C的溫度范圍內(nèi)使用放射線檢測器。即，在由于因溫度差造成的熱膨脹而部件彼此的粘接力容易降低的條件下使用放射線檢測器。因而，在組裝了 SiPM元件的放射線檢測器、即用于PET-MR的放射線檢測器中，要求各個部件彼此非常牢固地結(jié)合。但是，在具有現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)的放射線檢測器中，難以響應上述要求。
[0022]本發(fā)明就是鑒于這樣的情況而提出的，其目的在于提供一種放射線檢測器以及放射線檢測器的制造方法，即使在PET-MR中二維矩陣狀地排列SiPM元件，也具有牢固的光學性結(jié)合。
[0023]用于解決問題的方案
[0024]本發(fā)明為了達到這樣的目的，采用以下這樣的結(jié)構(gòu)。
[0025]即，本發(fā)明所涉及的放射線檢測器具備:閃爍體模塊，其檢測入射的放射線而進行發(fā)光；光導件，其與上述閃爍體模塊光學性地結(jié)合，傳送從上述閃爍體模塊發(fā)出的光；固體光檢測器，其二維矩陣狀地排列有多個受光元件，并且與上述光導件光學性地結(jié)合，其中，該多個受光元件使從上述光導件傳送的光轉(zhuǎn)換為電信號；以及反射單元，其設置于上述光導件與上述固體光檢測器之間，在與上述受光元件的受光部相對的部位具有開口部，并且反射光。該放射線檢測器還具備:第一粘接層，其使上述反射單元和上述固體光檢測器粘接；第一填充層，其填充上述受光元件之間的間隙部；第二粘接層，其使上述光導件和上述反射單元粘接；以及第二填充層，其填充設置于上述反射單元的開口部。
[0026][作用和效果]根據(jù)本發(fā)明所涉及的放射線檢測器，二維矩陣狀地配置構(gòu)成固體光檢測器的多個受光元件，在所配置的受光元件之間的間隙部設置有第一填充層。一般在無法制作具有大受光面的單一受光元件的情況下，二維地排列多個受光元件，作為受光元件的集合體而確保大的受光面。但是，在現(xiàn)有例子的放射線檢測器中，在二維地排列受光元件的情況下，在使用粘接劑使固體光檢測器和反射單元結(jié)合時，粘接劑中容易混入氣泡。由于混入的氣泡而閃爍體光容易發(fā)生散射，因此對于對湮滅的產(chǎn)生位置無法得到準確的信息。其結(jié)果是，在放射線檢測器中獲取的圖像信息的精度降低。
[0027]另一方面，在本發(fā)明所涉及的放射線檢測器中，間隙部被第一填充層完全塞住，因此能夠避免氣泡經(jīng)由間隙部混入到第一粘接層。即，防止在第一粘接層中因氣泡造成的閃爍體光的散射，因此能夠檢測出準確的對湮滅的產(chǎn)生位置，獲取高精度的圖像信息。另外，由于防止氣泡的混入，因此避免第一粘接層處的粘接力由于氣泡而降低。因而，即使是具有二維地排列的受光元件的結(jié)構(gòu)，固體光檢測器和反射單元也牢固地結(jié)合。
[0028]本發(fā)明所涉及的放射線檢測器還具備填充設置于反射單元的開口部的第二填充層。一般，為了高效地檢測閃爍體光，在覆蓋受光元件的不靈敏部的位置處設置有反射光的反射單元。在反射單元設置有二維矩陣狀地排列的多個開口部。而且，各個開口部被設計成在反射單元配置在固體光檢測器上的情況下被配置在各個受光部的上部。因此，朝向受光部的閃爍體光通過開口部入射到受光部，朝向不靈敏部的閃爍體光被反射而再次入射到受光部。即，閃爍體光更高效地入射到受光部并被轉(zhuǎn)換為電信號，因此放射線檢測器輸出的電信號變得更大。
[0029]但是，在現(xiàn)有例子的放射線檢測器中，在設置了反射單元的情況下，在用粘接劑使反射單元和光導件結(jié)合時，更多的氣泡混入到粘接劑中。在這種情況下，閃爍體光由于氣泡而更容易發(fā)生散射，因此在放射線檢測器中獲取的圖像信號的精度降低。另外，開口部在放射線檢測器的內(nèi)部成為間隙，因此，光導件與反射單元之間以及反射單元與固體光檢測器之間無法在開口部處粘接。即，反射單元只能在除了開口部以外的狹窄范圍與光導件和固體光檢測器相粘接，因此光導件、反射單元以及固體光檢測器之間的粘接力變得非常弱。其結(jié)果是，擔心在放射線檢測器中光導件、反射單元以及固體光檢測器容易剝離這樣的問題。
[0030]另一方面，在本發(fā)明所涉及的放射線檢測器中，第二填充層完全填充反射單元所具備的開口部，因此能夠避免空氣從開口部混入到第二粘接層。因此，能夠防止在第二粘接層中產(chǎn)生氣泡，因此閃爍體光不會由于氣泡而發(fā)生散射。另外，構(gòu)成第二填充層的粘接劑經(jīng)由第二粘接層與光導件粘接，并且經(jīng)由第一粘接層與固體光檢測器粘接。即，反射單元和光導件的粘接面以及反射單元和固體光檢測器的粘接面擴大了第二填充層的大小。另外，第一粘接層、第一填充層、第二粘接層、第二填充層由用于光學性結(jié)合的高粘性粘接劑構(gòu)成。因而，使得光導件、反射單元以及固體光檢測器光學性地牢固地結(jié)合。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)具有高的閃爍體光的轉(zhuǎn)換效率和牢固的光學性結(jié)合這兩方的放射線檢測器。
[0031]另外，優(yōu)選在上述放射線檢測器中，還具備:粘接層覆蓋部，其由用于光學性結(jié)合的粘接劑構(gòu)成，貼合覆蓋上述第一粘接層的側(cè)周部和上述第二粘接層的側(cè)周部；以及反射材料，其貼合覆蓋上述閃爍體模塊、上述光導件、上述固體光檢測器以及上述粘接層覆蓋部,并且反射光。
[0032][作用和效果]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，放射線檢測器具備粘接層覆蓋部和反射材料。而且，能夠通過粘接層覆蓋部來避免空氣或水分等從外部侵入到第一粘接層和第二粘接層。即，能夠防止第一粘接層和第二粘接層處的粘接力的降低，因此能夠更可靠地防止光導件與反射單元之間以及反射單元與固體光檢測器之間發(fā)生剝離。另外，粘接層覆蓋部由粘接劑構(gòu)成，因此由于通過粘接層覆蓋部自身所具有的粘接力，使得光導件與反射單元之間以及反射單元與固體光檢測器之間的結(jié)合變得更牢固。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)即使在粘接力更容易降低的條件下部件彼此也不會剝離的放射線檢測器。
[0033]而且，放射線檢測器的外周部被反射材料覆蓋，因此朝向放射線檢測器的外部的閃爍體光被反射材料反射到放射線檢測器的內(nèi)部。反射到內(nèi)部的閃爍體光被受光部檢測并被轉(zhuǎn)換為電信號。即，能夠防止閃爍體光出去到放射線檢測器的外部，閃爍體光被高效地轉(zhuǎn)換為電信號。其結(jié)果是，在放射線檢測器中輸出的電信號變得更大。
[0034]另外，優(yōu)選在上述放射線檢測器中，還具備反射材料，該反射材料貼合覆蓋上述閃爍體模塊的側(cè)周部和上表面部以及上述光導件的側(cè)周部，并且反射光。
[0035][作用和效果]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，預先使閃爍體模塊和光導件光學性地結(jié)合來形成閃爍體復合體，用反射光的反射材料覆蓋閃爍體復合體的側(cè)周部和上表面部。即，反射材料成為貼合閃爍體復合體的狀態(tài)，因此能夠更可靠地防止閃爍體光出去到放射線檢測器的外部。因而，能夠更高效地將閃爍體光轉(zhuǎn)換為電信號。
[0036]另外，優(yōu)選在上述放射線檢測器中，還具備粘接層覆蓋部，該粘接層覆蓋部由用于光學性結(jié)合的粘接劑構(gòu)成，貼合覆蓋上述第一粘接層、上述第二粘接層以及上述反射材料各自的側(cè)周部。
[0037][作用和效果]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠通過粘接層覆蓋部來避免空氣和水分等從外部侵入到第一粘接層以及第二粘接層。即，能夠防止第一粘接層和第二粘接層處的粘接力降低，因此能夠更可靠地防止光導件與反射單元之間以及反射單元與固體光檢測器之間剝離。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)即使在粘接力更容易降低的條件下部件彼此也不會剝離的放射線檢測器。
[0038]另外，優(yōu)選在上述放射線檢測器中，還具備粘接強化材料，該粘接強化材料貼合覆蓋上述反射材料的側(cè)周部，與用于光學性結(jié)合的粘接劑粘接。
[0039][作用和效果]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在反射材料的側(cè)周部具備粘接強化材料。粘接強化材料牢固地與用于光學性結(jié)合的粘接劑粘接，因此反射材料和粘接層覆蓋部經(jīng)由粘接強化材料更牢固地粘接。因而，能夠進一步提高放射線檢測器中的光學性結(jié)合的牢固度。
[0040]另外，優(yōu)選在上述放射線檢測器中，上述反射材料是與用于光學性結(jié)合的粘接劑粘接的材料。
[0041][作用和效果]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，反射材料自身是與用于光學性結(jié)合的粘接劑牢固粘接的材質(zhì)，因此反射材料和粘接層覆蓋部直接且更牢固地粘接。因而，使得放射線檢測器中的光學性結(jié)合的牢固度更高。
[0042]另外,優(yōu)選在上述放射線檢測器中，上述受光元件是SiPM元件或APD元件。
[0043][作用和效果]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，使用SiPM元件或APD元件作為構(gòu)成放射線檢測器的受光元件。這些元件不受由從MR裝置產(chǎn)生的磁場造成的影響，因此能夠?qū)⒈景l(fā)明所涉及的放射線檢測器利用于PET-MR中。即，能夠?qū)崿F(xiàn)具有不僅高效地將閃爍體光轉(zhuǎn)換為電信號而且部件彼此的光學性結(jié)合更牢固的放射線檢測器的PET-MR。
[0044]此外，本說明書還公開了以下這樣的與放射線檢測器的制造方法相關的發(fā)明。
[0045]即，包括如下工序:間隙部填充工序，利用用于光學性結(jié)合的粘接劑填充設置于構(gòu)成固體光檢測器的受光元件之間的間隙部；粘接劑除去工序，在上述間隙部填充工序之后，除去殘存于固體光檢測器的表面上的粘接劑；反射掩模設置工序，在上述粘接劑除去工序之后，在固體光檢測器的表面上設置反射掩模，該反射掩模在與受光元件的受光部相對的部位設置有開口部；開口部填充工序，在上述反射掩模設置工序之后，利用用于光學性結(jié)合的粘接劑填充設置于反射掩模的開口部，并且使固體光檢測器和反射掩模結(jié)合；光導件結(jié)合工序，在上述開口部填充工序之后，使光導件和反射掩模結(jié)合；以及閃爍體結(jié)合工序，在上述光導件結(jié)合工序之后，使閃爍體模塊與光導件光學性地結(jié)合。
[0046][作用和效果]根據(jù)本發(fā)明所涉及的放射線檢測器，在固體光檢測器中二維矩陣狀地配置有受光元件，在間隙部填充工序中，利用用于光學性結(jié)合的粘接劑填充所配置的受光元件之間的間隙部。在間隙部填充工序之后，間隙部被完全塞住，因此能夠防止氣泡從間隙部混入到粘接劑。即，能夠防止因氣泡造成的閃爍體光的散射，因此，能夠檢測出準確的對湮滅的產(chǎn)生位置，獲取高精度的圖像信息。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)即使在使用由二維矩陣狀地排列的受光元件構(gòu)成的固體光檢測器的情況下也能夠獲取高精度的圖像信息的放射線檢測器。
[0047]在粘接劑除去工序中，除去在間隙部填充工序中殘存于構(gòu)成固體光檢測器的受光元件的表面的粘接劑，因此受光元件的表面成為平坦的狀態(tài)。因而，在反射掩模設置工序中反射掩模在更穩(wěn)定的狀態(tài)下設置在受光元件的表面上。
[0048]在反射掩模設置工序中，將反射掩模設置于在粘接劑除去工序中成為平坦的受光元件的表面上。設置于反射掩模的開口部被設計成與設置于受光元件的受光部一致，因此通過反射掩模設置工序，使開口部位于受光部的正上方。而且，受光元件中的除受光部以外的部分、即不靈敏部被反射掩模覆蓋。因而，朝向受光部的閃爍體光通過開口部入射到受光部，朝向不靈敏部的閃爍體光被反射掩模反射而最終入射到受光部。即，閃爍體光更高效地入射到受光部并被轉(zhuǎn)換為電信號，因此放射線檢測器輸出的電信號變得更大。
[0049]在開口部填充工序中，利用用于光學性結(jié)合的粘接劑來填充開口部。在開口部填充工序之后，開口部被粘接劑完全填充，因此能夠避免氣泡從開口部混入到使反射掩模和光導件粘接的粘接劑。即，能夠防止因氣泡造成的閃爍體光的散射，因此在具有具備反射掩模的結(jié)構(gòu)的放射線檢測器中，能夠檢測出準確的對湮滅的產(chǎn)生位置，獲取高精度的圖像信肩、O
[0050]另外，開口部被用于光學性結(jié)合的粘接劑所填充，因此反射掩模和光導件的粘接面以及反射掩模和固體光檢測器的粘接面變大。另外，反射掩模、光導件以及固體光檢測器通過用于光學性結(jié)合的高粘性粘接劑結(jié)合。因此，光導件、反射掩模以及固體光檢測器光學性地牢固地結(jié)合。
[0051]在光導件結(jié)合工序中，一邊目視氣泡是否沒有從上方混入，一邊使光導件與反射掩模光學性地結(jié)合。因而，能夠更可靠地避免氣泡混入到使光導件和反射掩模結(jié)合的粘接劑。
[0052]在閃爍體結(jié)合工序中，使閃爍體模塊與光導件光學性地結(jié)合。其結(jié)果是，閃爍體光被光導件更高效地傳送到固體光檢測器，并被轉(zhuǎn)換為電信號，因此使得放射線檢測器輸出的電信號更大。
[0053]如上所述，根據(jù)本發(fā)明所涉及的放射線檢測器的制造方法，在具備二維地配置的受光元件以及具有開口部的反射單元的放射線檢測器中，光導件、反射掩模以及固體光檢測器更牢固地結(jié)合。即，能夠?qū)崿F(xiàn)具有高的閃爍體光的轉(zhuǎn)換效率和牢固的光學性結(jié)合的放射線檢測器。
[0054]另外，優(yōu)選在上述放射線檢測器的制造方法中，在上述閃爍體結(jié)合工序之后還具備反射材料覆蓋工序，在該反射材料覆蓋工序中，在光導件、反射掩模以及固體光檢測器各自的側(cè)周部殘留溢出的粘接劑的至少一部分，利用反射光的反射材料覆蓋閃爍體模塊、光導件、固體光檢測器以及殘留的粘接劑各自的側(cè)周部。
[0055][作用和效果]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在光導件結(jié)合工序以及閃爍體結(jié)合工序中，使光導件、反射單元以及固體光檢測器粘接的粘接劑的一部分溢出到放射線檢測器的側(cè)周部。在反射材料覆蓋工序中，將粘接劑殘留到至少從側(cè)周部覆蓋光導件和反射單元的粘接面以及反射單元和固體光檢測器的粘接面的程度。而且，利用反射光的反射材料覆蓋閃爍體模塊的側(cè)周部和上表面部、光導件的側(cè)周部、固體光檢測器的側(cè)周部以及粘接劑。[0056]殘留在放射線檢測器的側(cè)周部的粘接劑能夠防止空氣或水分等從外部侵入到光導件和反射單元的粘接面以及反射單元和固體光檢測器的粘接面。因此，能夠更可靠地避免光導件與反射單元之間以及反射單元與固體光檢測器之間剝離。另外，放射線檢測器的外周部被反射材料所覆蓋，因此朝向放射線檢測器的外部的閃爍體光被反射材料反射到放射線檢測器的內(nèi)部。反射到內(nèi)部的閃爍體光被受光部檢測并被轉(zhuǎn)換為電信號。因而，能夠防止閃爍體光向放射線檢測器的外部泄漏，高效地將閃爍體光轉(zhuǎn)換為電信號。
[0057]而且，由于沒有被除去而殘留在側(cè)周部的粘接劑，使得空氣或水分等無法侵入到使光導件與反射單元之間以及反射單元與固體光檢測器之間粘接的粘接劑的層。因此，能夠避免光導件與反射單元之間、反射單元與固體光檢測器之間的粘接力由于空氣、水分的混入而降低。另外，由于殘留在側(cè)周部的粘接劑自身所具有的粘接力，使得光導件與反射單元之間、反射單元與固體光檢測器之間的結(jié)合更牢固。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)即使在粘接力更容易降低的條件下光導件、反射單元以及固體光檢測器也不會剝離的放射線檢測器。
[0058]另外，優(yōu)選在上述放射線檢測器的制造方法中，包括以下工序代替上述光導件結(jié)合工序以及上述閃爍體結(jié)合工序:復合體形成工序，使閃爍體模塊和光導件光學性地結(jié)合，用反射光的反射材料覆蓋閃爍體模塊的側(cè)周部和上表面部以及光導件的側(cè)周部，來制作閃爍體復合體；以及復合體結(jié)合工序，在上述開口部填充工序和上述復合體形成工序之后，使閃爍體復合體與反射掩模結(jié)合。
[0059][作用和效果]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在復合體形成工序中，閃爍體模塊和光導件光學性地結(jié)合，從而形成閃爍體復合體。而且，所形成的閃爍體復合體的側(cè)周部和上表面部被反射光的反射材料貼合覆蓋。因而，朝向放射線檢測器的外部的閃爍體光更可靠地被反射材料反射到放射線檢測器的內(nèi)部，最終被受光元件轉(zhuǎn)換為電信號。即，能夠更可靠地避免閃爍體光向放射線檢測器的外部泄漏的情況，因此能夠更高效地將閃爍體光轉(zhuǎn)換為電信號。
[0060]另外，優(yōu)選在上述放射線檢測器的制造方法中，在閃爍體復合體、反射掩模以及固體光檢測器各自的側(cè)周部殘留溢出的粘接劑的至少一部分。
[0061][作用和效果]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過沒有被除去而殘留在側(cè)周部的粘接劑，來防止空氣或水分等從外部侵入到使光導件與反射單元之間以及反射單元與固體光檢測器之間粘接的粘接劑的層。因此，能夠更可靠地防止光導件與反射單元之間、反射單元與固體光檢測器之間剝離。另外，由于殘留在側(cè)周部的粘接劑自身所具有的粘接力，使得光導件與反射單元之間、反射單元與固體光檢測器之間的結(jié)合更牢固。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)即使在粘接力更容易降低的條件下光導件、反射單元以及固體光檢測器也不會剝離的放射線檢測器。
[0062]另外，優(yōu)選在上述放射線檢測器的制造方法中，在閃爍體復合體的側(cè)周部還具備與用于光學性結(jié)合的粘接劑粘接的材料。
[0063][作用和效果]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在反射材料的側(cè)周部具備與粘接劑牢固地粘接的材料，因此沒有被除去而殘留在側(cè)周部的粘接劑更牢固地與反射材料粘接。因而，能夠進一步提高放射線檢測器中的光學性結(jié)合的牢固度。
[0064]另外，優(yōu)選在上述放射線檢測器的制造方法中，反射材料是與用于光學性結(jié)合的粘接劑粘接的材料。
[0065][作用和效果]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，反射材料自身與用于光學性結(jié)合的粘接劑牢固地粘接，因此沒有被除去而殘留在側(cè)周部的粘接劑直接且更牢固地與反射材料粘接。因而，使得放射線檢測器中的光學性結(jié)合的牢固度更高。
[0066]另外,優(yōu)選在上述放射線檢測器的制造方法中，受光元件是SiPM元件或APD元件。
[0067][作用和效果]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，使用SiPM元件或APD元件作為構(gòu)成放射線檢測器的受光元件。這些元件不受因從MR裝置產(chǎn)生的磁場造成的影響，因此能夠?qū)⒈景l(fā)明所涉及的放射線檢測器利用于PET-MR中。即，能夠?qū)崿F(xiàn)具有不僅高效地將閃爍體光轉(zhuǎn)換為電信號而且部件彼此的光學性結(jié)合更牢固的放射線檢測器的PET-MR。
[0068]發(fā)明的效果
[0069]根據(jù)本發(fā)明所涉及的放射線檢測器以及放射線檢測器的制造方法，用高粘性粘接劑填充二維地排列的受光元件的間隙部以及設置于反射單元的開口部。其結(jié)果是，能夠防止氣泡混入到構(gòu)成粘接層的粘接劑。即，入射到受光部的閃爍體光不會由于氣泡而發(fā)生散射，因此能夠獲取更準確的圖像信息。另外，能夠避免固體光檢測器、反射掩模以及光導件的粘接力由于氣泡的混入而降低。因此，在使用需要二維地配置的SiPM元件作為受光元件的放射線檢測器中，固體光檢測器、反射掩模以及光導件光學性地牢固地結(jié)合。SiPM元件不受從MR裝置產(chǎn)生的強磁場的影響，因此能夠?qū)⒈景l(fā)明所涉及的放射線檢測器利用于PET-MR中。即，能夠?qū)崿F(xiàn)具有不僅高效地將閃爍體光轉(zhuǎn)換為電信號而且部件彼此的光學性結(jié)合更牢固的放射線檢測器的PET-MR。
[0070]另外，如上所述，在放射線檢測器中使用SiPM元件等作為受光元件的情況下，為了抑制在受光元件中產(chǎn)生的噪聲，因此設想例如在-20°C?+25°C的溫度范圍內(nèi)使用放射線檢測器。即，在由于因溫度差造成的熱膨脹的影響而部件彼此的粘接力容易降低的條件下使用放射線檢測器。本發(fā)明所涉及的放射線檢測器具有非常牢固的光學性結(jié)合，因此在部件之間的粘接力容易降低的條件下也能夠使用。因而，通過在溫度差大的條件下使用PET-MR，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)生的噪聲更少的PET-MR。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0071]圖1是表示實施例1所涉及的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0072]圖2是表示實施例1所涉及的反射掩模的概要結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0073]圖3是表示實施例1所涉及的放射線檢測器的制造方法所涉及的工序的流程圖。
[0074]圖4是表示實施例1所涉及的固體光檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0075]圖5是表示實施例1所涉及的間隙部填充工序中的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0076]圖6是表示實施例1所涉及的粘接劑除去工序中的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0077]圖7是表示實施例1所涉及的反射掩模設置工序中的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0078]圖8是表示實施例1所涉及的開口部填充工序中的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0079]圖9是表示實施例1所涉及的光導件結(jié)合工序中的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0080]圖10是表示實施例1所涉及的閃爍體結(jié)合工序中的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0081]圖11是表示實施例1所涉及的在閃爍體結(jié)合工序之后形成了粘接劑覆蓋部的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0082]圖12是表示實施例1所涉及的反射材料覆蓋工序中的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0083]圖13是表示實施例2所涉及的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0084]圖14是表示實施例2所涉及的放射線檢測器的制造方法所涉及的工序的流程圖。
[0085]圖15是表示實施例2所涉及的復合體形成工序中的閃爍體復合體的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0086]圖16是表示實施例2所涉及的復合體結(jié)合工序中的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0087]圖17是表示實施例2所涉及的在復合體結(jié)合工序之后形成了粘接劑覆蓋部的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0088]圖18是表示實施例1所涉及的放射線檢測器中的閃爍體光的動作的縱剖面圖。
[0089]圖19是表示實施例2所涉及的放射線檢測器中的閃爍體光的動作的縱剖面圖。
[0090]圖20是表示在實施例2所涉及的變形例中具備粘接材料的閃爍體復合體的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0091]圖21是表示在實施例2所涉及的變形例中具備粘接材料的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0092]圖22是表示一般的PET裝置的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0093]圖23是表示一般的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0094]圖24是表示現(xiàn)有例子的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0095]圖25是表示在現(xiàn)有例子的放射線檢測器的制造方法中使用了低粘性粘接劑的情況下的概要的縱剖面圖。
[0096]圖26是表示在現(xiàn)有例子的放射線檢測器的制造方法中使用了高粘性粘接劑的情況下的概要的縱剖面圖。
[0097]圖27是表示在具備反射掩模的現(xiàn)有例子的放射線檢測器的制造方法中使用了高粘性粘接劑的情況下的概要的縱剖面圖。
[0098]圖28是表示現(xiàn)有例子的反射掩模的概要結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0099]附圖標記說明
[0100]UlA:放射線檢測器；3:閃爍體模塊；5:光導件；7:固體光檢測器；17:間隙部填充層(第一填充層)；19:反射掩模(反射單元)；25:開口部；27:開口部填充層(第二填充層);29:粘接層復蓋部。
【具體實施方式】
[0101][實施例1]
[0102]<整體結(jié)構(gòu)的說明>
[0103]實施例1所涉及的放射線檢測器I如圖1所示具有從上開始依次層疊閃爍體模塊
3、光導件5以及固體光檢測器7的結(jié)構(gòu)。閃爍體模塊3吸收從被檢測體釋放的Y射線而發(fā)光。光導件5經(jīng)由高粘性粘接劑與閃爍體模塊3光學性地結(jié)合，將從閃爍體模塊3發(fā)出的光向固體光檢測器7傳送。固體光檢測器7設置有受光元件陣列9和基板部11。
[0104]受光元件陣列9具有二維矩陣狀地排列有多個受光元件10的結(jié)構(gòu)。在受光元件10的光導件5—側(cè)的表面設置有受光部13。在受光部13中，檢測通過光導件5傳送的光并轉(zhuǎn)換為電信號。此外，將SiPM元件使用于受光元件10?；宀?1被設置在受光元件陣列9的下部，對在受光部13中轉(zhuǎn)換得到的電信號進行處理。在各個受光元件10之間設置有寬度為0.2_左右的間隙部15，間隙部15的上層被間隙部填充層17填充。此外，間隙部填充層17相當于本發(fā)明中的第一填充層。
[0105]在光導件5與固體光檢測器7之間設置有反射掩模19、第一粘接層21以及第二粘接層23。反射掩模19例如由3M(商標)制的ESR薄膜(Enhanced Specular ReflectiveFilm:增強鏡面反射薄膜)那樣的反射光的材料構(gòu)成。反射掩模19經(jīng)由第一粘接層21與固體光檢測器7粘接，經(jīng)由第二粘接層23與光導件5粘接。另外，如圖2所示，在反射掩模19設置有二維矩陣狀地排列的多個開口部25。各個開口部25的位置和面積被設計成與各個受光部13的位置和面積一致。即，在圖1中，開口部25位于各個受光部13的上部。而且，開口部25被開口部填充層27填充。此外，反射掩模19相當于本發(fā)明中的反射單元，開口部填充層27相當于本發(fā)明中的第二填充層。
[0106]在光導件5、固體光檢測器7以及反射掩模19各自的側(cè)周部設置有粘接層覆蓋部29。粘接層覆蓋部29使光導件5和反射掩模19的接合以及固體光檢測器7和反射掩模19的接合強化。閃爍體模塊3的側(cè)周部和上表面部、光導件5的側(cè)周部以及粘接層覆蓋部29的側(cè)周部被反射材料31覆蓋。反射材料31由反射光的材料、例如氟系樹脂等構(gòu)成，使從閃爍體模塊3發(fā)出并朝向放射線檢測器I的外部的光向放射線檢測器I的內(nèi)部反射。
[0107]此外，間隙部填充層17、第一粘接層21、第二粘接層23、開口部填充層27以及粘接層覆蓋部29、即在圖1中用斜線所示的部位由高粘性粘接劑構(gòu)成。高粘性粘接劑是用于光學性結(jié)合的硅系的高粘性粘接劑，例如使用RTV橡膠(KE-42、信越化學工業(yè))(RTV =RoomTemperature Vulcanizing:室溫硫化)。S卩，光導件5和受光部13經(jīng)由第一粘接層21、第二粘接層23以及開口部填充層27光學性地結(jié)合。因而，經(jīng)由光導件5傳送的閃爍體光高效地入射到受光部13并被轉(zhuǎn)換為電信號。
[0108]在本發(fā)明中，使用以RTV橡膠為例的硅系的高粘性粘接劑的理由如下。
[0109]第一，娃系的聞粘性粘接劑具有非常聞的粘性，因此在填充具有0.2mm左右的寬度的間隙部15的情況下，以殘留于間隙部15的上層的狀態(tài)硬化。因此，粘接劑不會通過間隙部15滲透到基板部11。因而，在基板部11中，能夠避免產(chǎn)生因粘接劑造成的電連接不良。
[0110]第二，硅系的高粘性粘接劑能夠在常溫下硬化。放射線檢測器中所使用的受光元件的耐熱性不高，因此使用檢測器時的環(huán)境溫度受到限制。例如，SiPM元件必須在60°C以下使用，因此組裝有SiPM元件的放射線檢測器I必須在60°C以下制造或使用。因此，硬化溫度為80°C以上的硅系的低粘性粘接劑等不適合于放射線檢測器I的制造。因而，在常溫下硬化的硅系高粘性粘接劑是適合于使用SiPM元件的放射線檢測器I的制造的粘接劑。
[0111]第三，硅系高粘性粘接劑比環(huán)氧系的粘接劑軟。因此，在放射線檢測器的制造工序中部件之間的接合失敗的情況下，不對放射線檢測器造成損傷，能夠?qū)雍鲜〉牟考M行分解并進行再接合。因而，在制造工序中，能夠更好地避免部件的損失和不合格產(chǎn)品的制造。
[0112]〈工序的說明〉
[0113]接著，使用圖3?圖12說明上述那樣構(gòu)成的放射線檢測器I的制造方法所涉及的全部工序。圖3是說明實施例1所涉及的放射線檢測器的制造方法的工序的流程圖，圖4?圖12是表示各工序中的實施例1所涉及的放射線檢測器的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0114]首先，如圖4所示，準備固體光檢測器7。如上所述，構(gòu)成固體光檢測器7的受光元件陣列9具有二維矩陣狀地排列由SiPM構(gòu)成的多個受光元件10的結(jié)構(gòu)。SiPM很難一體地制造大面積的產(chǎn)品，因此陣列狀地集合小面積的受光元件10，來形成具有大的面積的受光元件陣列9。因此，使得一個一個受光元件10彼此之間形成間隙部15。
[0115]步驟SI (間隙部填充工序)
[0116]如圖5所示，針對固體光檢測器7，使用高粘性粘接劑P和刮漿板S填充間隙部15。圖5所示的箭頭是使刮漿板S移動的方向。高粘性粘接劑P例如是RTV橡膠，流動性非常低。因此，填充了間隙部15的高粘性粘接劑P留在間隙部15的上層，從而形成間隙部填充層17，因此，高粘性粘接劑P不會通過間隙部15滲透到基板部11的內(nèi)部。因而，在基板部11中，不會發(fā)生因高粘性粘接劑P產(chǎn)生的電連接不良。根據(jù)在設置于受光元件陣列9的所有間隙部15都形成間隙部填充層17，間隙部填充工序結(jié)束。
[0117]步驟S2(粘接劑除去工序)
[0118]當間隙部填充工序結(jié)束時，高粘性粘接劑P不只覆蓋間隙部15，還覆蓋受光元件陣列9的表面，因此成為在固體光檢測器7的表面產(chǎn)生凹凸的狀態(tài)。在產(chǎn)生了凹凸的狀態(tài)下使反射掩模與固體光檢測器7粘接時，粘接面由于凹凸變得不穩(wěn)定，因此固體光檢測器7與反射掩模之間的粘接力變?nèi)?。其結(jié)果是，此后固體光檢測器7和反射掩模剝離的可能性變高，因此放射線檢測器I的可靠性顯著降低。
[0119]因此，如圖6所示，在高粘性粘接劑的硬化開始之前，使用溶劑只除去覆蓋受光元件陣列9的表面的高粘性粘接劑，使固體光檢測器7的表面平坦。構(gòu)成間隙部填充層17的高粘性粘接劑不會被粘接劑除去工序除去，而迅速硬化。因而，間隙部15的上層被間隙部填充層17完全填充。
[0120]步驟S3 (反射掩模設置工序)
[0121]在粘接劑除去工序結(jié)束后，如圖7所示，使用雙面膠帶等粘接材料在平坦的固體光檢測器7的表面上設置反射掩模19。如圖2所示，在反射掩模19上設置有多個開口部25，各個開口部25的位置被設計成與各個受光部13 —致。即，在將反射掩模19設置在固體光檢測器7的表面上時，開口部25位于各個受光部13的正上方。因此,反射掩模19覆蓋受光元件陣列9的表面中的除受光部13以外的區(qū)域。根據(jù)設置了反射掩模19，反射掩模設置工序結(jié)束。
[0122]這時，反射掩模19的表面并不平坦，開口部25的部分成為凹部。在直接使光導件結(jié)合到反射掩模19上的情況下，擔心反射掩模19和光導件的結(jié)合不穩(wěn)定。即，反射掩模19只能在除了開口部25以外的狹窄部分與光導件粘接，因此光導件與反射掩模的粘接力變得非常弱。其結(jié)果是，反射掩模19和光導件容易剝離。
[0123]步驟S4(開口部填充工序)[0124]因此，在反射掩模設置工序結(jié)束后，如圖8所示，使用刮漿板S用高粘性粘接劑P填充開口部25。圖8所示的箭頭是使刮漿板S移動的方向。高粘性粘接劑P是能夠進行光學性結(jié)合的粘接劑，例如使用RTV橡膠。高粘性粘接劑P填充開口部25而形成開口部填充層27，并且滲透到固體光檢測器7與反射掩模19之間，從而形成第一粘接層21。在反射掩模設置工序中，通過粘接力弱的粘接材料粘接的固體光檢測器7和反射掩模19經(jīng)由第一粘接層21牢固地結(jié)合。位于第一粘接層21的下部的間隙部15被間隙部填充層17填充，因此不會經(jīng)由間隙部15使空氣通過。因此，能夠避免氣泡從間隙部15混入到第一粘接層
21。即，入射到受光部13的閃爍體光不會由于混入的氣泡而發(fā)生散射地被受光元件10檢測并被轉(zhuǎn)換為電信號。另外，第一粘接層21所具有的粘接力不會由于氣泡的混入而降低，因此能夠避免固體光檢測器7和反射掩模19剝離。
[0125]通過開口部填充工序，由高粘性粘接劑形成開口部填充層27。即，成為凹部的開口部25被開口部填充層27填充，因此在開口部填充工序結(jié)束后，反射掩模19的表面變得平坦。根據(jù)用高粘性粘接劑P填充固體光檢測器7與反射掩模19之間的間隙以及開口部25，開口部填充工序結(jié)束。
[0126]步驟S5(光導件結(jié)合工序)
[0127]在開口部填充工序結(jié)束后，在構(gòu)成開口部填充層27的高粘性粘接劑的硬化開始之前，開始光導件結(jié)合工序。即，如圖9所示，用高粘性粘接劑使光導件5和反射掩模19結(jié)合。高粘性粘接劑是能夠進行光學性結(jié)合的粘接劑，例如使用RTV橡膠。利用高粘性粘接劑在光導件5的下部形成第二粘接層23，光導件5和反射掩模19經(jīng)由第二粘接層23牢固地粘接。位于第二粘接層23的下部的開口部25被開口部填充層27填充，因此氣泡不會從開口部25混入到第二粘接層23。
[0128]另外，光導件5是透明的，因此能夠從圖9所示的附圖標記E的方向通過目視等確認氣泡沒有混入到第二粘接層23。因而，能夠更可靠地避免氣泡混入到第二粘接層23。即，入射到受光部13的閃爍體光不會由于混入的氣泡而發(fā)生散射地被受光元件10檢測并被轉(zhuǎn)換為電信號。另外，第二粘接層23所具有的粘接力不會由于氣泡的混入而降低，因此能夠更可靠地避免反射掩模19和光導件5剝離。根據(jù)使光導件5和反射掩模19結(jié)合，光導件結(jié)合工序結(jié)束。
[0129]步驟S6 (閃爍體結(jié)合工序)
[0130]在光導件結(jié)合工序結(jié)束后，如圖10所示，使閃爍體模塊3和光導件5光學性地結(jié)合。由于閃爍體模塊3和光導件5光學性地結(jié)合,因此在閃爍體模塊3中產(chǎn)生的閃爍體光沒有損失地通過光導件5傳送，入射到受光部13。根據(jù)使閃爍體模塊3和光導件5光學性地結(jié)合，閃爍體結(jié)合工序結(jié)束。
[0131]此外，在光導件結(jié)合工序和閃爍體結(jié)合工序中，利用閃爍體模塊的重量等對高粘性粘接劑從上方施加力。因而，高粘性粘接劑的一部分由于從上方施加的力而溢出到放射線檢測器I的側(cè)周部。然后，通過溢出的高粘性粘接劑，如圖11所示，在光導件5的側(cè)周部、反射掩模19的側(cè)周部以及固體光檢測器7的側(cè)周部形成粘接層覆蓋部29。第一粘接層21以及第二粘接層23被粘接層覆蓋部29從外部的空氣和水分等方面進行保護，因此能夠避免粘接力降低。另外，光導件5和反射掩模19的粘接力以及反射掩模19和固體光檢測器7的粘接力由于粘接層覆蓋部29自身所具有的粘接力而變得更牢固。因而，通過粘接層覆蓋部29來更可靠地防止光導件5、反射掩模19以及固體光檢測器7剝離。因此，不完全除去粘接層覆蓋部29，事先將粘接層覆蓋部29殘留到至少能夠覆蓋第一粘接層21和第二粘接層23的程度。
[0132]步驟S7 (反射材料覆蓋工序)
[0133]在閃爍體結(jié)合工序結(jié)束后，如圖12所示，使用反射材料31覆蓋閃爍體模塊3的側(cè)周部和上表面部、光導件5的側(cè)周部以及粘接層覆蓋部29的側(cè)周部。反射材料31由反射光的材料、例如氟系樹脂構(gòu)成，使朝向放射線檢測器I的外部的閃爍體光向放射線檢測器I的內(nèi)部反射。向放射線檢測器I的內(nèi)部反射的閃爍體光最終被受光部13檢測并被轉(zhuǎn)換為電信號。即，能夠避免閃爍體光向放射線檢測器I的外部流失，因此能夠通過反射材料31來高效地將閃爍體光轉(zhuǎn)換為電信號。
[0134]根據(jù)利用反射材料31進行的覆蓋結(jié)束，反射材料覆蓋工序結(jié)束。而且，根據(jù)反射材料覆蓋工序結(jié)束，實施例1所涉及的一連串工序全部結(jié)束。
[0135]<實施例1的結(jié)構(gòu)的效果>
[0136]在現(xiàn)有例子的放射線檢測器中，在采用二維地排列受光元件的結(jié)構(gòu)的情況下，當粘接劑的粘度低時，粘接劑經(jīng)由形成在受光元件彼此之間的間隙部滲透到基板部，產(chǎn)生電連接不良。因而，用低粘性粘接劑制造的放射線檢測器無法耐用。另一方面，當使用高粘度的粘接劑時，氣泡混入到使固體光檢測器和反射掩模結(jié)合的粘接劑以及使反射掩模和光導件結(jié)合的粘接劑。當氣泡混入到粘接層時，閃爍體光由于氣泡而發(fā)生散射，因此無法在受光部中高效地將閃爍體光轉(zhuǎn)換為電信號。另外，由于氣泡的混入而固體光檢測器、反射掩模以及光導件的結(jié)合變?nèi)酰虼诉€擔心無法在容易產(chǎn)生剝離的條件下使用放射線檢測器這樣的問題。
[0137]但是，實施例1所涉及的放射線檢測器在間隙部填充工序中，形成在二維地排列的受光元件彼此之間的間隙部被以RTV橡膠為例的用于光學性結(jié)合的高粘性粘接劑填充。因此，粘接劑不會經(jīng)由間隙部滲透到基板部，因此不會產(chǎn)生因粘接劑造成的電連接不良。另夕卜，間隙部被高粘性粘接劑填充，因此空氣無法通過間隙部。因而，氣泡不會混入到使固體光檢測器和反射掩模結(jié)合的第一粘接層。即，經(jīng)由第一粘接層入射到受光部的閃爍體光不會由于氣泡而發(fā)生散射，因此能夠獲取更準確的圖像信息。另外，第一粘接層所具有的粘接力不會由于氣泡的混入而降低，因此能夠更可靠地防止固體光檢測器和反射掩模剝離。
[0138]另外，通過粘接劑除去工序?qū)埓嬖谑芄庠谋砻娴亩嘤嗟母哒承哉辰觿┏ィ虼斯腆w光檢測器的表面成為平坦的狀態(tài)。因而，能夠在反射掩模設置工序中使反射掩模在更穩(wěn)定的狀態(tài)下配置在固體光檢測器上。
[0139]進而，在反射掩模設置工序中將反射掩模配置在固體光檢測器上。反射掩模被配置成覆蓋除受光部以外的部分，因此入射到受光部的閃爍體光被轉(zhuǎn)換為電信號，朝向受光部以外的區(qū)域的閃爍體光被反射。被反射的閃爍體光最終入射到受光部，因此能夠通過反射掩模來高效地將閃爍體光轉(zhuǎn)換為電信號。
[0140]另外，在開口部填充工序中，反射掩模的開口部被第二填充層、即用于光學性結(jié)合的高粘性粘接劑填充。
[0141]在現(xiàn)有例子的放射線檢測器的制造方法中，不填充開口部就使反射掩模和光導件結(jié)合。在這種情況下，反射掩模的開口部不與光導件粘接，因此反射掩模和光導件的粘接面變窄。其結(jié)果是，反射掩模和光導件的粘接力變?nèi)?，因此在反射掩模與光導件之間容易發(fā)生剝離。另外，在現(xiàn)有例子的制造方法中，氣泡容易混入到使反射掩模和光導件結(jié)合的粘接層，因此還產(chǎn)生閃爍體光由于氣泡而散射這樣的問題。
[0142]另一方面，在實施例1所涉及的放射線檢測器的制造方法中，通過開口部填充工序來使開口部被第二填充層填充。在這種情況下，在開口部填充工序結(jié)束后，反射掩模的表面成為平坦的狀態(tài)，因此光導件與反射掩模的整個面相接。即，反射掩模和光導件的粘接面變大，因此在光導件結(jié)合工序中，反射掩模和光導件更牢固地結(jié)合。因而，即使在容易發(fā)生剝離的條件下，也能夠制造可靠性高的放射線檢測器。
[0143]另外，開口部被第二填充層填充，因此在開口部填充工序以后，空氣不會進入開口部。因而，在光導件結(jié)合工序中，能夠更可靠地避免氣泡經(jīng)由開口部混入到第二粘接層。即，能夠防止經(jīng)由第二粘接層入射到受光部的閃爍體光由于氣泡而發(fā)生散射，因此能夠獲取更準確的圖像信息。另外，第二粘接層所具有的粘接力不會由于氣泡的混入而降低，因此能夠更可靠地防止反射掩模和光導件剝離。
[0144]而且，在光導件結(jié)合工序中，經(jīng)由第二粘接層、即用于光學性結(jié)合的高粘性粘接劑使光導件和反射掩模結(jié)合。這時，高粘性粘接劑滲透到反射掩模和固體光檢測器的間隙而形成第一粘接層，因此反射掩模和固體光檢測器牢固地結(jié)合。第一粘接層、第二填充層以及第二粘接層由用于光學性結(jié)合的高粘性粘接劑構(gòu)成，因此成為光導件和受光部光學性地結(jié)合的狀態(tài)。因而，經(jīng)由光導件傳送的閃爍體光更可靠地在受光部中被檢測并被轉(zhuǎn)換為電信號。
[0145]另外，在閃爍體結(jié)合工序中，使閃爍體和光導件光學性地結(jié)合，因此通過閃爍體轉(zhuǎn)換得到的光信號更可靠地在受光部中被檢測并被轉(zhuǎn)換為電信號。而且，在光導件結(jié)合工序和閃爍體結(jié)合工序中，高粘性粘接劑溢出到放射線檢測器的側(cè)周部，由溢出的粘接劑形成粘接層覆蓋部。在現(xiàn)有例子中，一般從產(chǎn)品的美觀、尺寸的調(diào)整等觀點出發(fā)，完全除去溢出的粘接劑。
[0146]另一方面，在實施例1中，事先將粘接層覆蓋部殘留到至少能夠覆蓋第一粘接層的側(cè)周部和第二粘接層的側(cè)周部的程度。通過粘接層覆蓋部來防止空氣或水分從外部侵入到第一粘接層和第二粘接層。因而，能夠避免第一粘接層和第二粘接層的粘接力降低。另夕卜，光導件和反射掩模的結(jié)合以及反射掩模和固體光檢測器的結(jié)合由于粘接層覆蓋部所具有的粘接力而變得更牢固。即，能夠通過殘留粘接層覆蓋部來防止光導件、反射掩模以及固體光檢測器剝離，因此能夠進一步提高放射線檢測器的可靠性。
[0147]而且，在反射材料覆蓋工序中，用反射光的反射材料覆蓋放射線檢測器的外周部。反射材料使朝向放射線檢測器的外部的閃爍體光向放射線檢測器的內(nèi)部反射。向放射線檢測器的內(nèi)部反射的閃爍體光最終在受光部中被檢測并被轉(zhuǎn)換為電信號。因而，閃爍體光能夠不向放射線檢測器的外部流失地高效地轉(zhuǎn)換為電信號。
[0148]如上所述，根據(jù)實施例1所涉及的發(fā)明，在組裝了 SiPM元件的放射線檢測器中，能夠得到使放射線檢測器的光學性結(jié)合更牢固的效果。即，解決了以下的現(xiàn)有問題:由于二維地配置多個SiPM元件而檢測器的光學性結(jié)合變?nèi)?，因此容易產(chǎn)生剝離。
[0149]在使用SiPM元件作為受光元件的情況下，為了抑制在受光元件中產(chǎn)生的噪聲，例如設想在-20°C?+25°C的溫度范圍內(nèi)使用放射線檢測器。即，在由于因溫度差造成的熱膨脹的影響而粘接力降低、部件彼此容易剝離的條件下使用放射線檢測器。
[0150]本發(fā)明所涉及的放射線檢測器具有非常牢固的光學性結(jié)合，因此在如上所述的設想粘接力降低的條件下也能夠使用。SiPM元件不受從MR裝置產(chǎn)生的強磁場的影響，因此能夠?qū)⒈景l(fā)明所涉及的放射線檢測器利用于PET-MR中。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)具有牢固的光學性結(jié)合并且在噪聲少的條件下也能夠使用的PET-MR。
[0151][實施例2]
[0152]接著，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實施例2所涉及的放射線檢測器IA以及放射線檢測器IA的制造方法。此外，在放射線檢測器IA中，對與上述的放射線檢測器I相同的結(jié)構(gòu)附加相同的附圖標記，省略詳細的說明。
[0153]〈實施例2的特征性的結(jié)構(gòu)〉
[0154]實施例2所涉及的放射線檢測器IA如圖13所示，具有從上開始依次層疊閃爍體模塊3、光導件5、反射掩模19以及固體光檢測器7的結(jié)構(gòu)。閃爍體模塊3的側(cè)周部和上表面部以及光導件5的側(cè)周部被反射光的反射材料31A貼合覆蓋。反射材料31A使從閃爍體模塊3發(fā)出并朝向放射線檢測器I的外部的光向放射線檢測器I的內(nèi)部反射。
[0155]在反射材料31A、固體光檢測器7以及反射掩模19的側(cè)周部設置有粘接層覆蓋部29A。粘接層覆蓋部29A由以RTV橡膠為例的高粘性粘接劑構(gòu)成，使光導件5、反射掩模19以及固體光檢測器7的光學性結(jié)合更牢固。
[0156]<實施例2的特征性的工序的說明>
[0157]接著，使用圖14?圖17說明上述那樣構(gòu)成的放射線檢測器IA的制造方法的工序。圖14是說明實施例2所涉及的放射線檢測器的制造方法中的各工序的流程圖，圖15?圖17是表示在實施例2所涉及的放射線檢測器的制造方法中特征性的工序時的概要結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
[0158]此外，如圖3和圖14所示，實施例2所涉及的工序中的從步驟SI到步驟S4的工序與上述的實施例1所涉及的工序相同。因而，對于從步驟SI到步驟S4的工序，省略詳細的說明，在實施例2中說明特征性的步驟S5A以及步驟S6A的工序。
[0159]步驟S5A (復合體形成工序)
[0160]通過步驟S4、即開口部填充工序，如圖8所示，開口部25被開口部填充層27填充，反射掩模19的表面變得平坦。如上所述，在實施例1中，在開口部填充工序結(jié)束后進行光導件結(jié)合工序。
[0161]另一方面，在實施例2中，在開口部填充工序結(jié)束后進行復合體形成工序。即，如圖15所示，首先使用高粘性粘接劑使光導件5和閃爍體模塊3光學性地結(jié)合。由于光導件5和閃爍體模塊3光學性地結(jié)合，因此從閃爍體模塊3發(fā)出的閃爍體光通過光導件5高效地傳送。
[0162]然后，用反射材料31A覆蓋閃爍體模塊3的側(cè)周部和上表面部以及上述光導件的側(cè)周部。以下將通過復合體形成工序形成的閃爍體模塊3、光導件5以及反射材料31A的復合體作為閃爍體復合體33。反射材料31A由反射光的材料、例如氟系樹脂構(gòu)成，使從閃爍體模塊3發(fā)出并朝向放射線檢測器I的外部的光向放射線檢測器I的內(nèi)部反射。根據(jù)閃爍體復合體33的形成，閃爍體復合工序結(jié)束。
[0163]步驟S6A (復合體結(jié)合工序)[0164]在開口部填充工序和復合體形成工序結(jié)束后，如圖16所示，使用高粘性粘接劑使反射掩模19與閃爍體復合體33的光導件5 —側(cè)的面結(jié)合。通過高粘性粘接劑在光導件5的下部形成第二粘接層23，光導件5和反射掩模19經(jīng)由第二粘接層23牢固地粘接。位于第二粘接層23的下部的開口部25被開口部填充層27填充，因此氣泡不會從開口部25混入到第二粘接層23。其結(jié)果是，不會引起因氣泡的混入造成的粘接力的降低，因此能夠防止光導件5和反射掩模19剝離。
[0165]然后，光導件5和受光部13通過形成第一粘接層、第二粘接層以及開口部填充層27的高粘性粘接劑光學性地結(jié)合。因此，通過光導件5傳送的閃爍體光更可靠地被受光部13檢測并被轉(zhuǎn)換為電信號。
[0166]在復合體結(jié)合工序中，如圖17所示，由于閃爍體復合體33的重量等而高粘性粘接劑的一部分溢出到放射線檢測器IA的側(cè)周部。而且，利用溢出的高粘性粘接劑在反射材料31A、反射掩模19以及固體光檢測器7各自的側(cè)周部形成粘接層覆蓋部29A。第一粘接層21以及第二粘接層23被粘接層覆蓋部29A從外部的空氣和水分等方面進行保護。另外，光導件5和反射掩模19的結(jié)合以及反射掩模19和固體光檢測器7的結(jié)合由于粘接層覆蓋部29A所具有的粘接力而變得更牢固。
[0167]因此，事先將粘接層覆蓋部29A殘留到至少覆蓋第一粘接層21和第二粘接層23的側(cè)周部的程度。通過使閃爍體復合體33和反射掩模19結(jié)合來形成粘接層覆蓋部29A，由此復合體結(jié)合工序結(jié)束。而且，由于復合體結(jié)合工序結(jié)束，而放射線檢測器IA的制造方法所涉及的一連串工序全部結(jié)束。
[0168]<實施例2的特征性的工序的效果>
[0169]這樣，根據(jù)實施例2所涉及的放射線檢測器的制造方法，通過復合體形成工序，預先使光導件、閃爍體模塊、反射材料結(jié)合來形成閃爍體復合體。然后，在復合體結(jié)合工序中，使設置有反射掩模的固體光檢測器和閃爍體復合體光學性地結(jié)合來完成放射線檢測器。
[0170]根據(jù)實施例1所涉及的放射線檢測器的制造方法，在形成粘接層覆蓋部之后進行反射材料覆蓋工序，因此反射材料成為覆蓋粘接層覆蓋部的外側(cè)的結(jié)構(gòu)。即，反射材料并不貼合覆蓋光導件，在光導件和反射材料之間存在粘接層覆蓋部。因此，如圖18所示，閃爍體光的一部分(用附圖標記L表示)不會被反射材料31反射，導致經(jīng)由粘接層覆蓋部29向放射線檢測器I的外部泄漏。
[0171]但是，在實施例2所涉及的放射線檢測器中，在形成粘接層覆蓋部之前，通過復合體形成工序使反射材料貼合覆蓋光導件。因而，如圖19所示，朝向放射線檢測器IA的外部的閃爍體光L全部被反射材料31A反射。S卩，閃爍體光L最終全部入射到受光部13并被轉(zhuǎn)換為電信號。因而，在實施例2所涉及的放射線檢測器中，能夠更高效地將閃爍體光轉(zhuǎn)換為電信號。
[0172]本發(fā)明并不限于上述實施方式，能夠如下地變形實施。
[0173](I)在上述的各實施例中，使用氟系樹脂作為反射材料31、31A的材料，但并不限于此。例如也可以使用白色塑料薄膜等具有反射光的性質(zhì)以及牢固地與進行光學性結(jié)合的高粘性粘接劑粘接的性質(zhì)的材料。通過使用牢固地與高粘性粘接劑粘接的材料作為反射材料31、31A，使得由高粘性粘接劑構(gòu)成的粘接層覆蓋部29、29A和反射材料31、31A的粘接更牢固。因而，能夠提高實施例1所涉及的放射線檢測器I或?qū)嵤├?所涉及的放射線檢測器IA的可靠性。
[0174](2)在上述的各實施例中，在受光元件10中使用SiPM元件，但并不限于此，也可以使用APD元件。APD元件與SiPM元件同樣地，難以受到磁場的影響，因此能夠使將APD元件使用于受光元件10的PET裝置與MR裝置復合來設為PET-MR。而且，能夠使用PET-MR獲取適合于生理功能的診斷和解剖學的診斷這兩方的被檢測體的圖像。
[0175](3)在上述的實施例2中，閃爍體復合體33采用用反射材料3IA覆蓋閃爍體模塊3以及光導件5的結(jié)構(gòu)，但并不限于此。S卩，如圖20所示，也可以進一步地用粘接強化材料35覆蓋反射材料31A的外側(cè)。粘接強化材料35是牢固地與用于光學性結(jié)合的高粘性粘接劑P粘接的材料。因此，如圖21所示，在使閃爍體復合體33和反射掩模19結(jié)合時，由高粘性粘接劑構(gòu)成的粘接層覆蓋部29A經(jīng)由粘接強化材料35與反射材料31A更牢固地粘接。因而，使得放射線檢測器IA的光學性結(jié)合更牢固。
[0176](4)在上述的實施例2中，在開口部填充工序之后進行復合體形成工序，從而形成了閃爍體復合體，但并不限于此。只要在復合體結(jié)合工序之前形成閃爍體復合體，則隨時都可以進行復合體形成工序。通過在適當?shù)亩〞r進行復合體形成工序，能夠高效地執(zhí)行本發(fā)明所涉及的各工序。
【權(quán)利要求】
1.一種放射線檢測器，具備: 閃爍體模塊，其檢測入射的放射線而進行發(fā)光； 光導件，其與上述閃爍體模塊光學性地結(jié)合，傳送從上述閃爍體模塊發(fā)出的光； 固體光檢測器，其二維矩陣狀地排列有多個受光元件，并且與上述光導件光學性地結(jié)合，其中，該多個受光元件使從上述光導件傳送的光轉(zhuǎn)換為電信號；以及 反射單元，其設置于上述光導件與上述固體光檢測器之間，在與上述受光元件的受光部相對的部位具有開口部，并且反射光， 該放射線檢測器還具備: 第一粘接層，其使上述反射單元和上述固體光檢測器粘接； 第一填充層，其填充上述受光元件之間的間隙部； 第二粘接層，其使上述光導件和上述反射單元粘接；以及 第二填充層，其填充設置于上述反射單元的開口部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線檢測器，其特征在于，還具備: 粘接層覆蓋部，其由用于光學性結(jié)合的粘接劑構(gòu)成，貼合覆蓋上述第一粘接層的側(cè)周部和上述第二粘接層 的側(cè)周部；以及 反射材料，其貼合覆蓋上述閃爍體模塊、上述光導件、上述固體光檢測器以及上述粘接層覆蓋部，并且反射光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線檢測器，其特征在于， 還具備反射材料，該反射材料貼合覆蓋上述閃爍體模塊的側(cè)周部和上表面部以及上述光導件的側(cè)周部，并且反射光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射線檢測器，其特征在于， 還具備粘接層覆蓋部，該粘接層覆蓋部由用于光學性結(jié)合的粘接劑構(gòu)成，貼合覆蓋上述第一粘接層、上述第二粘接層以及上述反射材料各自的側(cè)周部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的放射線檢測器，其特征在于， 還具備粘接強化材料，該粘接強化材料貼合覆蓋上述反射材料的側(cè)周部，與用于光學性結(jié)合的粘接劑粘接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的放射線檢測器，其特征在于， 上述反射材料是與用于光學性結(jié)合的粘接劑粘接的材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的放射線檢測器，其特征在于， 上述受光元件是硅光電倍增器元件或雪崩光電二極管元件。
8.一種放射線檢測器的制造方法，包括以下工序: 間隙部填充工序，利用用于光學性結(jié)合的粘接劑填充設置于構(gòu)成固體光檢測器的受光元件之間的間隙部； 粘接劑除去工序，在上述間隙部填充工序之后，除去殘存于固體光檢測器的表面上的粘接劑； 反射掩模設置工序，在上述粘接劑除去工序之后，在固體光檢測器的表面上設置反射掩模，該反射掩模在與受光兀件的受光部相對的部位設置有開口部； 開口部填充工序，在上述反射掩模設置工序之后，利用用于光學性結(jié)合的粘接劑填充設置于反射掩模的開口部，并且使固體光檢測器和反射掩模結(jié)合；光導件結(jié)合工序，在上述開口部填充工序之后，使光導件和反射掩模結(jié)合；以及 閃爍體結(jié)合工序，在上述光導件結(jié)合工序之后，使閃爍體模塊與光導件光學性地結(jié)合。
9.根據(jù)權(quán)利 要求8所述的放射線檢測器的制造方法，其特征在于， 在上述閃爍體結(jié)合工序之后還具備反射材料覆蓋工序，在該反射材料覆蓋工序中，在光導件、反射掩模以及固體光檢測器各自的側(cè)周部殘留溢出的粘接劑的至少一部分，利用反射光的反射材料覆蓋閃爍體模塊、光導件、固體光檢測器以及殘留的粘接劑各自的側(cè)周部。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放射線檢測器的制造方法，其特征在于， 包括以下工序來代替上述光導件結(jié)合工序以及上述閃爍體結(jié)合工序: 復合體形成工序，使閃爍體模塊和光導件光學性地結(jié)合，用反射光的反射材料覆蓋閃爍體模塊的側(cè)周部和上表面部以及光導件的側(cè)周部，來制作閃爍體復合體；以及 復合體結(jié)合工序，在上述開口部填充工序和上述復合體形成工序之后，將閃爍體復合體結(jié)合至反射掩模。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的放射線檢測器的制造方法，其特征在于， 在閃爍體復合體、反射掩模以及固體光檢測器各自的側(cè)周部殘留溢出的粘接劑的至少一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的放射線檢測器的制造方法，其特征在于， 在閃爍體復合體的側(cè)周部還具備與用于光學性結(jié)合的粘接劑粘接的材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至11中的任一項所述的放射線檢測器的制造方法，其特征在于， 反射材料是與用于光學性結(jié)合的粘接劑粘接的材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至11中的任一項所述的放射線檢測器的制造方法，其特征在于， 受光元件是硅光電倍增器元件或雪崩光電二極管元件。
【文檔編號】G01T1/20GK103984000SQ201410045846
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月8日
【發(fā)明者】戶波寬道 申請人:株式會社島津制作所