專利名稱：Pet檢測(cè)器模塊及其制造方法、pet掃描儀系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及PET檢測(cè)器模塊(module)、PET掃描儀系統(tǒng)(scannersystem)以及PET檢測(cè)器模塊制造方法。
背景技術(shù)：
在一般的PET成像(imaging)中，通過注入、吸入，或者經(jīng)ロ攝取，來對(duì)作為攝影對(duì)象的被檢體投放放射性藥劑。投放放射性藥劑之后，根據(jù)藥劑的物理以及生物分子特性，藥劑集中在人體內(nèi)的特定部位。藥劑的實(shí)際的空間分布、藥劑的積聚區(qū)域的濃度、以及從投放到最終排出的過程(process)的動(dòng)態(tài)均為具有臨床意義的因素。在該過程中，附著在放射性藥劑上的正電子發(fā)射體根據(jù)半衰期、分支比等同位素的物理性質(zhì)而放射正電子。放射性核素放射正電子。當(dāng)被放射出的正電子與電子碰撞時(shí)，發(fā)生湮滅事件，正電子與電子湮滅。大多數(shù)情況下，湮滅事件(annihilation event)產(chǎn)生向大致180度方向放出的2條Y (gamma)射線(具有511keV的能量(energy))。通過檢測(cè)2條Y射線，并在其檢測(cè)位置間引出直線，S卩，同時(shí)計(jì)數(shù)線(Line-Of-Response L0R),從而可以分割出本來湮滅的位置。該過程只識(shí)別可能發(fā)生相互作用的線，但是通過集聚很多那樣的線，并執(zhí)行斷層攝影重建過程，則可以推定本來的分布。2個(gè)閃爍事件(scintillation event)的位置之外,如果能夠利用正確的定時(shí)(timing)(數(shù)百皮(pico)秒以內(nèi)的)，則通過計(jì)算飛行時(shí)間(Time-Of-Flight :T0F),可以增加在同時(shí)計(jì)數(shù)線上，發(fā)生事件(湮滅事件annihilation event)的可能性高的位置信息。掃描儀的時(shí)間的分辨率的極限決定沿著該線的定位的精度。確定本來的閃爍事件的位置時(shí)的極限決定掃描儀的終極的空間分辨率。另ー方面，同位素的固有的特性(例如，正電子的能量)也有助于根據(jù)正電子的飛行路程以及2條Y射線的共線性，來決定特定的藥劑的空間分辨率。上述的檢測(cè)過程必須對(duì)于大量的湮滅事件重復(fù)進(jìn)行。雖然必須按每個(gè)成像的事例進(jìn)行解析來決定為了輔助成像任務(wù)(imaging task)所需的計(jì)數(shù)(count)的次數(shù)(即，成對(duì)的事件)，但在當(dāng)前的慣例中，通過典型的IOOcm長(zhǎng)度的18FDG(Fluoro-Deoxyglucose :氟代脫氧葡萄糖)的研究認(rèn)為需要積蓄數(shù)億計(jì)數(shù)。積蓄該數(shù)量的計(jì)數(shù)所需的時(shí)間由藥劑的注入量、掃描儀的靈敏度以及計(jì)數(shù)的性能來決定。在PET成像系統(tǒng)(imaging system)中，為了檢測(cè)從被檢體放射的Y射線而使用在相互對(duì)置的位置上配置的檢測(cè)器。為了檢測(cè)從所有的角度飛來的Y射線，一般使用環(huán)(ring)狀的檢測(cè)器。從而，PET掃描儀為了能夠收集盡可能多的放射線而一般為大致圓筒狀，當(dāng)然是各向同性的。如果PET掃描儀的整體的形狀清晰，則下ー課題在于，將盡可能多的閃爍體(scintillator)材料配置在、射線路徑內(nèi)，并將盡可能多的Y射線轉(zhuǎn)換成光。為了能夠根據(jù)斷層攝影重建原理來重建放射性同位素的時(shí)間空間分布，需要對(duì)各檢測(cè)到的事件的能量(即，生成的光量)、位置、以及定時(shí)添加特征。大多最新的PET掃描儀都由數(shù)千個(gè)個(gè)別的晶體構(gòu)成。這些晶體模塊化地設(shè)置，并用于識(shí)別閃爍事件的位置。一般而言，晶體元件具有大約4mmX 4mm的剖面。晶體元件有時(shí)具有比這小的尺寸或者大的尺寸、或者正方形以外的剖面。根據(jù)晶體的長(zhǎng)度或者深度，來決定Y射線能夠收集的量，范圍一般為10 30_。閃爍體晶體的 I 個(gè)例子是 LYSO(或者,Luh8Ya2SiO5 :Ce、或者,娃酸镥(Lutetium Orthosilicate))。這是為了其高的光的輸出、快速增長(zhǎng)的時(shí)間、快速衰減的時(shí)間、高的平均原子序數(shù)、以及高密度而選擇。也能夠使用其他的晶體。圖3是表示以往的PET檢測(cè)器模塊的主視圖的背景技術(shù)的圖。圖3是表示光電倍增管(Photomultiplier Tube :PMT)20使用RTV來與個(gè)別的光導(dǎo)15連結(jié)的以往的PET檢測(cè)器模塊的圖。在此，所謂 “RTV” 是指“room-tempera ture-vulcanized (vulcanizable)室溫硫化(硫化性的)”，通常，為了表示RTV硅(silicone)而使用。S卩，圖3所示的RTV是指在室溫下變?yōu)槟z(gum)狀的硅。個(gè)別的光導(dǎo)(light guide)15通常由聚甲基丙烯酸甲酯(poly (methylmethacrylate :“PMMA”)制成。PMMA 的光導(dǎo) 15 通過第 1RTV34 與是閃爍體晶 體元件的陣列(array)的晶體元件陣列30連結(jié)。光導(dǎo)15通過第2RTV 36與PMT20連結(jié)。第IRTV 34以及第2RTV 36可以是相同的材料，也可以是不同的材料。在圖3所示例的以往的PET檢測(cè)器模塊10中，晶體元件陣列30或光導(dǎo)15等被托盤(tray) 26包圍。晶體元件陣列30接受從患者或者被檢體放射的Y射線，并將Y射線轉(zhuǎn)換成光。光接著經(jīng)由光導(dǎo)15向PMT20發(fā)送。這樣，在被配置在PET掃描儀的環(huán)內(nèi)的患者或者其他的被檢體中所發(fā)生的Y射線最終通過閃爍體晶體元件轉(zhuǎn)換成光，其結(jié)果，所發(fā)生的光通過PMT20來檢測(cè)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)I :A. KUHN, et al. “DESIGN OF A LANTHANUM BROMI DEDETECTORFOR TIME-OF-FLIGHT PET”Issued October,2004,IEEE Transaction On NuclearScience, Vol. 51，No. 5，Pages 2550-2557發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題在于提供一種能夠簡(jiǎn)易地構(gòu)筑有效且實(shí)用的光導(dǎo)的PET檢測(cè)器模塊、PET掃描儀系統(tǒng)以及PET檢測(cè)器模塊制造方法。實(shí)施方式的PET檢測(cè)器模塊具備晶體元件陣列、多個(gè)光傳感器(sensor),以及透明粘合剤。多個(gè)光傳感器被設(shè)計(jì)成至少部分地覆蓋上述晶體元件陣列，并接收從上述晶體元件陣列放射出的光。透明粘合劑被設(shè)置在上述晶體元件陣列與上述多個(gè)光傳感器之間，從上述晶體元件中的至少I個(gè)晶體元件的表面向上述光傳感器中的至少I個(gè)光傳感器的表面直接延伸，并使從上述晶體元件中的I個(gè)放射出的上述光分布于上述多個(gè)光傳感器中的2個(gè)以上。根據(jù)上述的裝置，能夠簡(jiǎn)易地構(gòu)筑有效且實(shí)用的光導(dǎo)。


圖I是本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的一個(gè)例子所涉及的PET掃描儀的立體圖。圖2是圖I所示的PET掃描儀的主視圖。
圖3是表示以往的PET檢測(cè)器模塊的主視圖的背景技術(shù)的圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)例子所涉及的PET檢測(cè)器模塊的主視圖。圖5A是本發(fā)明的另ー實(shí)施方式的一個(gè)例子所涉及的PET檢測(cè)器模塊的主視圖
(1)。圖5B是本發(fā)明的另ー實(shí)施方式的一個(gè)例子所涉及的PET檢測(cè)器模塊的主視圖
(2)。圖6是對(duì)圖4所示的PET檢測(cè)器模塊和圖5A以及圖5B所示的PET檢測(cè)器模塊的構(gòu)成要素的托盤，追加了閃爍體陣列段(scintillator array segment)、和閃爍體段之間的反射器的立體圖。 圖7是除去圖6所示的托盤壁，使其清晰的立體圖。圖8是為了示出PET檢測(cè)器模塊的構(gòu)筑方法的一部分，對(duì)圖7的托盤追加了墊片的圖。圖9是例示在PET檢測(cè)器模塊的構(gòu)筑中，增加光電倍增管(Photomultipier Tube PMT)的步驟之后的結(jié)果的圖。圖10是對(duì)圖9所示的構(gòu)造物追加夾具和作為選擇而安裝的夾具塊(block)的圖。圖11是表示在圖10所示的PET檢測(cè)器模塊的構(gòu)筑之后的步驟(st印)中取下墊片(spacer)的結(jié)果的圖。圖12是表示在由圖11中部分完成的形狀所描繪出的PET檢測(cè)器模塊的構(gòu)筑的下ー步驟中増加了透明的粘合劑的結(jié)果的圖。圖13是部分完成的PET檢測(cè)器模塊的主視圖。圖14是表示在下一制造步驟中，對(duì)圖13所示的部分完成的PET檢測(cè)器模塊增加了上部反射器的結(jié)果的圖。圖15是表示為了遮住周圍光，増加了附加的構(gòu)成要素的圖14的PET檢測(cè)器模塊的圖。圖16是表示本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的一個(gè)例子所涉及的PET檢測(cè)器模塊的構(gòu)筑方法的ー個(gè)例子的流程圖(f Iowchart)。符號(hào)說明IP ET 掃描儀10 PET檢測(cè)器模塊20 PMT26 托盤26a 托盤壁26b 托盤主體28 反射器30 晶體(晶體元件陣列)44 夾具46 夾具塊50 透明粘合劑52 粘合劑(glue)
60 墊片70 不透明粘合劑
具體實(shí)施例方式公開的實(shí)施方式的一方式提供降低保持閃爍體晶體的模塊的制造中的復(fù)雜性以及成本(cost)。該優(yōu)點(diǎn)通過將透明粘合劑作為使光從I個(gè)晶體、或者多個(gè)晶體向多個(gè)光傳感器分布而發(fā)揮作用的有效的構(gòu)成要素、或者唯一的構(gòu)成要素來使用而實(shí)現(xiàn)。關(guān)于該點(diǎn)，透明粘合劑的厚度根據(jù)透明粘合劑的光分布特性來確定。換而言之，在本實(shí)施方式中，設(shè)定透明粘合劑的厚度，優(yōu)化向多個(gè)傳感器的光的分布。通常，使用粘合劑，來將PMT安裝于閃爍體或多個(gè)閃爍體。用于將PMT (或者，任意的構(gòu)成要素)安裝于閃爍體的粘合劑的厚度一般保持較薄。但是，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，為了使光從I個(gè)或者多個(gè)閃爍體向多個(gè)PMT分布，即使較厚地涂布，也能夠?qū)⑼该鞯恼澈蟿┳鳛楣鈱?dǎo)來使用。換而言之，透明粘合劑能夠?qū)崿F(xiàn)“(i)對(duì)閃爍體晶體粘貼PMT”以及“(ii)使光 從單個(gè)或者多個(gè)閃爍體分布于多個(gè)PMT”的2個(gè)目的。如以往那樣，僅僅為了對(duì)閃爍體晶體粘貼PMT而使用粘合劑的情況下，為了節(jié)約粘合劑、為了能夠快速固化、以及為了使強(qiáng)度増加，希望使粘合劑的厚度大約為不足O. 5_。另ー方面，雖然也受PMT以及閃爍體晶體的大小影響，但是當(dāng)通過被配置在閃爍體晶體與PMT之間的其他的構(gòu)成要素，不能遮住或者分割光時(shí)，如果對(duì)在本實(shí)施方式中能夠作為光導(dǎo)使用的透明粘合劑設(shè)置大約1_以上的厚度，則從I個(gè)閃爍體晶體向多個(gè)PMT分布足夠的光。另外，由于PMT的大小以及形狀對(duì)適當(dāng)?shù)墓獾姆植妓璧暮穸犬a(chǎn)生影響，因此，PMT與閃爍體晶體之間的透明粘合劑的厚度也可以作為PMT的底面的尺寸的百分率來進(jìn)行定義。例如，將透明粘合劑的厚度進(jìn)行定義的百分率也可以設(shè)定為底面的半徑的百分率、或者底面的最大寬度尺寸的百分率。公開的實(shí)施方式的另一方式是提供用于保持閃爍體晶體的模塊。該方式為了提供根據(jù)情況的不同使材料損失最小，且能夠容易地維護(hù)的比較便利的配置，包含從以往的模塊中除去特定的物理構(gòu)造物的步驟。本說明書所記載的實(shí)施方式涉及用于將最大量的光從閃爍體晶體向光傳感器陣列引導(dǎo)的新的方式與裝置。在ー實(shí)施方式中，正電子發(fā)射斷層攝影(Positron Emission Tomography :PET)檢測(cè)器模塊包含閃爍體晶體元件陣列、與為了至少部分地覆蓋閃爍體晶體元件陣列而配置的多個(gè)光傳感器。多個(gè)光傳感器構(gòu)成為接收從閃爍體晶體元件陣列放射出的光。透明粘合劑被配置在閃爍體晶體元件陣列與多個(gè)光傳感器之間。透明粘合劑構(gòu)成為直接從閃爍體晶體元件中的至少I個(gè)表面向光傳感器中的至少I個(gè)表面延伸，并使從閃爍體晶體元件放射出的光分布于多個(gè)光傳感器。在一個(gè)例子中，光傳感器是圓形(或者圓筒形)的，當(dāng)在從光傳感器向閃爍體晶體元件延伸的方向進(jìn)行測(cè)量時(shí)，透明粘合劑具有如是光傳感器的半徑的長(zhǎng)度(或者，光傳感器的底面的半徑的長(zhǎng)度)的特定的百分率那樣地事前設(shè)定的厚度。在一個(gè)例子中，百分率是至少I個(gè)光傳感器的半徑的長(zhǎng)度(或者，光傳感器的底面的半徑的長(zhǎng)度)的5%?；蛘?，透明粘合劑的厚度最大設(shè)定為光傳感器的底面的半徑。即，透明粘合劑的厚度最高設(shè)定為至少I個(gè)光傳感器的底面的半徑的100%。或者，至少I個(gè)光傳感器具有寬度尺寸，當(dāng)在從光傳感器向閃爍體晶體元件延伸的方向進(jìn)行測(cè)量時(shí)，透明粘合劑的厚度被設(shè)定為至少I個(gè)光傳感器的寬度尺寸的至少10%?；蛘撸缟鲜瞿菢?，當(dāng)在從至少I個(gè)光傳感器向至少I個(gè)閃爍體晶體元件延伸的方向進(jìn)行測(cè)量時(shí)，透明粘合劑的厚度被設(shè)定為至少1_。另外，在ー實(shí)施方式中，正電子發(fā)射斷層攝影(Positron Emission Tomography PET)掃描儀系統(tǒng)包含為了形成圓筒形的檢測(cè)器環(huán)而相互相鄰地配置的多個(gè)檢測(cè)器模塊。檢測(cè)器模塊分別包含閃爍體晶體元件陣列、被配置成至少部分地覆蓋閃爍體晶體元件陣列、且接收從閃爍體晶體元件陣列放射出的光的多個(gè)光傳感器、以及被設(shè)置在閃爍體晶體元件陣列與多個(gè)光傳感器之間的透明粘合剤。透明粘合劑構(gòu)成為使透明的粘合劑從閃爍體晶體元件中的至少I個(gè)閃爍體晶體元件的表面向光傳感器中的至少I個(gè)光傳感器的表面直接延伸，并使從閃爍體晶體元件放射出的光向多個(gè)光傳感器分布。該配置以比較簡(jiǎn)單的構(gòu)成來實(shí)現(xiàn)部件的構(gòu)成，一般而言，與以往的PET掃描儀系統(tǒng)相比，能夠更快、且更可靠地制造。以下，將閃爍體晶體元件記載為晶體元件，將閃爍體晶體元件陣列記載為晶體元件陣列。本說明書所公開的另ー實(shí)施方式提供正電子發(fā)射斷層攝影(Positron EmissionTomography PET)檢測(cè)器模塊的制造方法。該方法包含(I)為了在至少I個(gè)光傳感器與晶體元件陣列之間形成間隙，在遠(yuǎn)離晶體元件陣列的位置配置至少I個(gè)光傳感器，(2)為了使能夠流動(dòng)的透明粘合劑從至少I個(gè)光傳感器的表面向晶體元件陣列的表面直接延伸，而在間隙中流入能夠流動(dòng)的透明粘合劑。本說明書所公開的另ー實(shí)施方式提供正電子發(fā)射斷層攝影(Positron EmissionTomography PET)檢測(cè)器模塊的制造方法。其方式包含(I)準(zhǔn)備多個(gè)晶體元件，(2)在距離多個(gè)晶體元件規(guī)定的距離，配置多個(gè)光傳感器，(3)利用能夠流動(dòng)的透明粘合劑來填埋上述規(guī)定的距離。這些方法一般比制造PET檢測(cè)器模塊的以往的方法廉價(jià)且簡(jiǎn)單。作為整體，這些方法與以往的PET檢測(cè)器制造方法相比零件數(shù)也可以較少。以下，參照附圖，來詳細(xì)地說明PET檢測(cè)器模塊、PET掃描儀系統(tǒng)以及PET檢測(cè)器模塊制造方法的實(shí)施方式。圖I是本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的一個(gè)例子所涉及的PET掃描儀的立體圖。圖I表示在通過多個(gè)PET檢測(cè)器模塊形成的開ロ空間內(nèi)，即，在環(huán)內(nèi)，插入患者、動(dòng)物、或者被檢體的PET掃描儀I的一般的配置。圖2是圖I所示的PET掃描儀的主視圖。根據(jù)該圖明確地知道，在能夠?qū)⒒颊呋蛘咂渌谋粰z體進(jìn)行掃描的開放空間的周圍，在圓周方向設(shè)置有各PET檢測(cè)器模塊10。PET檢測(cè)器模塊10通常都朝向環(huán)的中心。將由從環(huán)的中心通過任意的PET檢測(cè)器模塊10的半徑進(jìn)行定義的方向作為在其余的附圖中垂直的方向來示出。圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)例子所涉及的PET檢測(cè)器模塊的主視圖。圖4是表示非限定的ー實(shí)施方式所涉及的PET檢測(cè)器模塊10的ー個(gè)例子的圖。與圖3所示的配置相對(duì)照，圖4所示的PMT20被直接配置在透明粘合劑50上。透明粘合劑50將PMT20的表面與晶體元件陣列30的表面直接連結(jié)。另外，以下，將晶體元件陣列30記載為晶體30。通過“直接連結(jié)”，以上的敘述的意思是，具有從PMT20中的至少I個(gè)到至少I個(gè)晶體30的一條直線的視線路徑(line-of-sight pathway),沿著該視線路徑只存在透明粘合劑50。從而,在圖4所示的實(shí)施方式中，構(gòu)成要素省略了圖3所示的PET檢測(cè)器模塊10的獨(dú)立的(各自的)光導(dǎo)15。上述排列的優(yōu)點(diǎn)之ー在于PET檢測(cè)器模塊10的構(gòu)筑相當(dāng)簡(jiǎn)單。另外，在幾個(gè)實(shí)施方式中，透明粘合劑50能夠容易地除去。例如，透明粘合劑50也可以是娃橡膠(siliconeelastomer)。例如，在本說明書所公開的ー實(shí)施方式中，作為透明粘合劑50，使用道康寧公司的娃酮樹脂 184 娃橡膠(Dow Corning and Sylgard 184 Silicone Elastomer)(注冊(cè)■商標(biāo))。在其他的例子中，含有GE RTV615(注冊(cè)商標(biāo))。本說明書所考察的實(shí)施方式所能夠使用的透明的粘合材料的附加的例子是信越化學(xué)エ業(yè)的KE-420 (注冊(cè)商標(biāo))。在本說明書所考察的幾個(gè)實(shí)施方式中，使用熱固化性或者紫外(Ultraviolet UV)線固化性的粘合剤。所公開的實(shí)施方式所能夠使用的紫外(Ultraviole UV)線固化性的透明的粘合劑的ー個(gè)例子是戴馬斯公司(Dymax)的0P-20 (注冊(cè)商標(biāo))。能夠?qū)⑵渌耐该鞯恼澈蟿┳鳛橥该髡澈蟿?0來使用。與以往的模塊相對(duì)照，本說明書所考察的幾個(gè)實(shí)施方式的透明粘合劑50用于將 光的大部分導(dǎo)入或分布于多個(gè)PMT20。從而，能夠減少或者排除使用圖3來說明的光導(dǎo)15那樣的獨(dú)立的光導(dǎo)的使用。另外，當(dāng)使用能夠除去的透明粘合劑50時(shí)，特別在不使用電動(dòng)工具而能夠除去粘合劑時(shí)，為了進(jìn)行維護(hù)，將能夠容易地更換PMT20，或根據(jù)PET掃描儀I得到不同的動(dòng)作特性。為了使光分布于PMT，S卩，為了共有光而使用透明粘合劑50，透明粘合劑50具有對(duì)該目的以及功能特殊地選擇的規(guī)定的厚度是有利的。在一個(gè)例子中，為了得到光的適當(dāng)?shù)墓灿?，以至少I毫米(one millimeter)的厚度來形成透明粘合劑50。在另一例子中,根據(jù)PMT20的尺寸來確定透明粘合劑50的厚度。例如，在水平方向，即，對(duì)于是圖2所示的半徑方向的Y射線的傳播方向，在橫方向進(jìn)行測(cè)量吋，PMT20具有寬度。大多數(shù)情況下，PMT20是圓形或者圓筒形，在(圖4所示)水平方向測(cè)量出的PMT的寬度是直徑。在本說明書所考察的ー實(shí)施方式中，透明粘合劑50的厚度是與透明粘合劑50相接觸的區(qū)域的PMT20的寬度的10%以上。在另一例子中，在圖2所示的PMT20的半徑方向進(jìn)行測(cè)量時(shí)，透明粘合劑50的厚度是PMT20的半徑的長(zhǎng)度的5%以上。在本說明書所考察的ー實(shí)施方式中，透明粘合劑50的厚度是PMT20的半徑的長(zhǎng)度的90% 100%。圖5A以及圖5B是本發(fā)明的另ー實(shí)施方式的一個(gè)例子所涉及的PET檢測(cè)器模塊的主視圖。圖5A以及圖5B是表示配置有夾具(fixture) 44的成對(duì)的PET檢測(cè)器模塊10的圖。夾具44如圖5A所示，可以是常設(shè)的，或者，如圖5B所示，也可以是暫時(shí)設(shè)置的，如以下所考察的那樣，在制造PET檢測(cè)器模塊10的過程中使用。在圖5B所示例的情況下，夾具44在PET檢測(cè)器模塊10的制造過程中進(jìn)行安裝，之后，從PET檢測(cè)器模塊10取下。另外，在圖5A以及圖5B中，使用粘合劑(glue)52jfPMT20固定在托盤26上。粘合劑52可以是常設(shè)的，或者，也可以在完全構(gòu)筑PET檢測(cè)器模塊10之后除去。在ー實(shí)施方式中，粘合劑52含有與透明粘合劑50相同的材料。另外，在圖4、圖5A以及圖5B所示的PET檢測(cè)器模塊10中，設(shè)置至少部分地包圍晶體30以及透明粘合劑50的托盤26。圖6是對(duì)圖4所示的PET檢測(cè)器模塊和圖5A以及圖5B所示的PET檢測(cè)器模塊的構(gòu)成要素的托盤，追加了閃爍體陣列段、和閃爍體段之間反射器的立體圖。圖6是表示包含與托盤壁26a連結(jié)的托盤主體26b的托盤26的圖。托盤主體26b以及托盤壁26a的雙方或者一方由對(duì)于Y射線是相對(duì)透過性的招構(gòu)成，例如，由Imm厚的招(aluminum)構(gòu)成。即，在本實(shí)施方式中，由最不吸收Y射線的材料、且能夠?qū)ET檢測(cè)器模塊10提供適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度的材料的鋁，來構(gòu)成托盤26。其中，在本實(shí)施方式中，如果是不吸收Y射線的材料，且是能夠?qū)ET檢測(cè)器模塊10提供機(jī)械強(qiáng)度的材料，則也可以使用鋁以外的材料來構(gòu)成托盤26。另外，在本實(shí)施方式中，作為托盤26，也可以使用碳纖維或者大量的聚合物(polymer)等其他的材料。一般而言，通過螺栓或者其他的能夠裝卸的裝置來將托盤壁26a與托盤主體26b連結(jié)。但是，托盤壁26a也可以是常設(shè)安裝的。經(jīng)由帶有螺紋的螺栓、磁鐵、卡環(huán)、卡扣、或者其他類似的設(shè)備(device)，使托盤壁26a能夠裝卸的優(yōu)點(diǎn)之ー在于，為了使PET檢測(cè)器模塊10的構(gòu)筑簡(jiǎn)單，容易地取下托盤壁26a。針對(duì)該構(gòu)筑，以下進(jìn)行說明。如圖6所示，晶體30被安裝在托盤26的底部。另外，如圖6所示，也可以將作為任意的反射器要素的反射器28配置在晶體30之間，并在垂直方向延伸。另外，在另ー實(shí)施方式中，在晶體30的上部全部都配置上反射器28。S卩，在圖4和圖5A以及圖5B所示的PET檢測(cè)器模塊10中，被配置成格子狀的直方體的晶體30分別通過反射器來間隔。在本實(shí)施方式中，另外，為了將晶體30的陣列分成由多個(gè)晶體30構(gòu)成的塊單位，也可以設(shè)置被配置在至少2個(gè)晶體30之間，從至少2個(gè)晶體30朝向多個(gè)PMT20，并至少部分地經(jīng)由透明粘合劑50延伸的至少I個(gè)反射器28。 圖7是表不拆除圖6所不的托盤壁使其清晰的立體圖。另外，圖16是表不本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的一個(gè)例子所涉及的PET檢測(cè)器模塊的構(gòu)筑方法的一個(gè)例子的流程圖。圖7是表示完全地拆下托盤壁26a的托盤26的圖。如圖7所示，托盤主體26b通常由形成托盤26的兩端部的至少2個(gè)獨(dú)立的零件來構(gòu)成，并經(jīng)由托盤壁26a來連結(jié)。PET檢測(cè)器模塊10的組裝過程中的第I步驟是將閃爍體的晶體30與反射器28配置在托盤26內(nèi)(參照?qǐng)D16的步驟S000 “將閃爍體陣列以及反射器配置在托盤內(nèi)”)。圖8是為了示出PET檢測(cè)器模塊的構(gòu)筑方法的一部分，對(duì)圖7的托盤追加了墊片的圖。如果根據(jù)圖8所示的排列進(jìn)行說明，則PET檢測(cè)器模塊10的組裝包含對(duì)晶體30的上部追加墊片60的步驟(參照?qǐng)D16的步驟S 100 “對(duì)托盤追加墊片”)。墊片60為了接受并支承PMT20而配置。如圖8所示，墊片60包含具有與PMT20的形狀一致地構(gòu)成的形狀的凹部或者空洞即可。另外，在圖8所示的一個(gè)例子中，為了支承PMT20，配置有3個(gè)墊片60。但是，本實(shí)施方式也可以是為了支承多個(gè)PMT20而配置的墊片的個(gè)數(shù)是I個(gè)的情況、或2個(gè)的情況、或4個(gè)以上的情況。即，在本實(shí)施方式中，對(duì)于用于支承多個(gè)PMT20的PMT20的墊片60的數(shù)量而言，每I個(gè)PET檢測(cè)器模塊為I個(gè)以上。另外，墊片60也用于形成后述的間隙。在圖8所圖示出的實(shí)施方式中，為了使PMT20的長(zhǎng)度方向的軸線與環(huán)的半徑的線一致，為了使PMT20保持在垂直方向而配置墊片60。其中，本實(shí)施方式為了使PMT20的軸線與環(huán)的半徑非平行，也可以通過墊片60使PMT “傾斜”。圖9是表示在PET檢測(cè)器模塊的構(gòu)筑中，增加光電倍增管(Photomultipier Tube PMT)的步驟之后的結(jié)果的圖。圖9表示在墊片60的上部配置的PMT20 (參照?qǐng)D16的步驟S200“將PMT安裝在墊片上”)。由此，在PMT20與晶體30之間制成間隙(gap)。該間隙通過墊片60來維持。在與環(huán)的半徑平行的方向進(jìn)行測(cè)量時(shí)，從一方的PMT20到另一方的PMT20，間隙也可以不同。例如，當(dāng)是第I大小的PMT20的情況下，間隙是第I距離(高度)，當(dāng)是與第I大小不同的第2大小的PMT20的情況下，間隙也可以是與第I距離不同的第2距離。在圖9中，在墊片60上配置有大小不同的2種PMT20。圖8以及圖9所示的墊片60被設(shè)計(jì)成，較大的PMT20的底面與晶體30之間的間隙比較小的PMT20的底面與晶體30之間的間隙長(zhǎng)。圖10是表示對(duì)圖9所示的構(gòu)造物追加夾具與作為選擇(option)而安裝的夾具塊的圖。圖10表示在PET檢測(cè)器模塊10的構(gòu)筑過程中，為了取下墊片60，追加夾具44，使PMT20保持在規(guī)定位置的下ー步驟的結(jié)果(參照?qǐng)D16的步驟S300 “追加夾具將PMT固定在規(guī)定的位置”以及步驟S400 “取下墊片”)。在圖10，作為選擇的夾具塊46在夾具44的內(nèi)部，將PMT20進(jìn)ー步進(jìn)行固定。作為選擇的夾具塊46優(yōu)選具有收容PMT20的外面的輪廓或者形狀。圖11是表示在圖10所示的PET檢測(cè)器模塊的構(gòu)筑之后的步驟中取下墊片的結(jié)果的圖。接著，如圖11所示，取下墊片60 (參照?qǐng)D16的步驟S400“取下墊片”)。為了取下墊片60，暫時(shí)將夾具44取下，之后再進(jìn)行配置。即，為了取下墊片60，將多個(gè)PMT20與夾具44一起暫時(shí)取下，在取下墊片60之后，與夾具44 一起再配置在托盤26上。夾具44以及作為 選擇的夾具塊46 (存在吋)保持PMT20的朝向和PMT20與晶體30之間的間隙。另外，在上述的制造方法中，形成間隙的方法始終是ー個(gè)例子，本實(shí)施方式也可以是使用制造用所制作的標(biāo)準(zhǔn)托盤來形成間隙的情況。具體而言，標(biāo)準(zhǔn)托盤尺寸是與托盤20相同的尺寸，并配置與晶體30相同尺寸的構(gòu)造物。并且，在模擬晶體30的構(gòu)造物上，配置上述的墊片60。并且，在墊片60上配置多個(gè)PMT20，這些多個(gè)PMT20通過夾具44來固定。并且，通過夾具44來定位的多個(gè)PMT20與夾具44 一起從標(biāo)準(zhǔn)托盤取下，并被安裝在配置有晶體30 (或者，晶體30以及反射器28)的托盤26上。由此，在晶體30與多個(gè)PMT20之間，形成所希望的距離的間隙。此時(shí)，墊片60是殘留在標(biāo)準(zhǔn)托盤的狀態(tài)，以該狀態(tài)，能夠用于其他的PET檢測(cè)器模塊10的制造。接著，增加透明粘合劑50 (參照?qǐng)D16的步驟S500 “對(duì)包圍PMT的區(qū)域增加能夠流動(dòng)的粘合剤”)。一般而言，透明的粘合劑在固化前是液體或者半液體。當(dāng)透明粘合劑50是液體形狀時(shí)，托盤壁26a將透明粘合劑50保持在規(guī)定的位置時(shí)起作用。如上述那樣，透明粘合劑50最好是常溫固性、熱固性、或者紫外(Ultraviolet :UV)線固化性的。圖12是表示在由圖11中部分完成的形狀所描繪出的PET檢測(cè)器模塊的構(gòu)筑的下ー步驟中，増加了透明的粘合劑的結(jié)果的圖。如圖12所示例的那樣，在圖11中墊片60所占據(jù)的區(qū)域，吐出能夠流動(dòng)的透明粘合劑50。即，在本實(shí)施方式所涉及的PET檢測(cè)器模塊10的制造方法中，為了形成上述間隙，插入I個(gè)以上的用于配置PMT20的墊片60。并且，在插入墊片60之后，在向間隙吐出能夠流動(dòng)的透明粘合劑50之前，通過夾具44來固定PMT20。并且，在固定了 PMT20之后，取下墊片60。并且，在取下墊片60之后，在墊片60以前所占據(jù)的區(qū)域吐出能夠流動(dòng)的透明粘合劑50。另外，例如，在能夠流動(dòng)的透明粘合劑50固化之后，取下夾具44?；蛘?，例如，在PET檢測(cè)器模塊10的使用壽命期間，為了機(jī)械地支承該P(yáng)ET檢測(cè)器模塊10，也可以將夾具44殘留在規(guī)定的位置(安裝的位置)。此時(shí)，夾具44也可以通過粘合劑固定在PMT20上。圖13是部分完成的PET檢測(cè)器模塊的主視圖。圖13是從側(cè)面示出圖12所示的排列的圖。如圖13所示例的那樣，透明粘合劑50形成為覆蓋多個(gè)PMT20對(duì)面的晶體30的所有的表面。由此，來自所有的形成晶體元件陣列的晶體30的光通過透明粘合劑50分散于多個(gè)PMT20內(nèi)的2個(gè)以上的多個(gè)PMT20。
圖14是表示在下一制造步驟中，對(duì)圖13所示的部分完成的PET檢測(cè)器模塊增加了上部反射器的結(jié)果的圖。在圖14中，示出了在下ー步驟中，上部反射器68安裝在透明粘合劑50的上部的作為選擇的步驟(參照?qǐng)D16的步驟S600 “在能夠流動(dòng)的粘合劑固化之前或之后，對(duì)能夠流動(dòng)的粘合劑上追加上部反射器”)。由于上部反射器68能夠進(jìn)ー步提高通過Y射線與晶體30的相互作用而創(chuàng)造出的光的收集效率，因此，能夠提高檢測(cè)器的性能。圖15是表示為了遮住周圍光，而增加了附加的構(gòu)成要素的圖14的PET檢測(cè)器模塊的圖。圖15是表示在圖14所示的構(gòu)造上執(zhí)行的下ー步驟的結(jié)果的圖。在圖15所示的過程中，對(duì)上部反射器68的上部追加不透明粘合劑70 (參照?qǐng)D16的步驟S700 “對(duì)上部反射器上追加能夠流動(dòng)的不透明材料層”)。一般而言，不透明粘合劑70在涂布時(shí)是液體，流入PMT20之間，由此，從PET檢測(cè)器模塊10的外周光中將透明粘合劑50密封。即，作為不透明材料的不透明粘合劑70被配置在透明粘合劑50中的晶體30的相反側(cè)，為了遮住周邊 光使其不會(huì)到達(dá)透明粘合劑50而涂布。另外，如果作為不透明材料的不透明粘合劑70是具有足夠的遮光性的粘合剤，則能夠省略對(duì)PET檢測(cè)器模塊10増加上部反射器68的步驟。此時(shí)，不透明粘合劑70直接流入透明粘合劑50之上。接著，完成的PET檢測(cè)器模塊10通常被裝入PET掃描儀I (參照?qǐng)D16的步驟S800 “安裝于PET掃描儀”)。圖16是包含用于制造本說明書所公開的ー實(shí)施方式所涉及的PET模塊的步驟S000 S800的流程圖。針對(duì)步驟S000 S800，在說明前圖時(shí)進(jìn)行了敘述。本實(shí)施方式?jīng)]有必要全部按照?qǐng)D16所述的順序連續(xù)地執(zhí)行，或者嚴(yán)格地執(zhí)行步驟S000 S800。另外，本實(shí)施方式也可以根據(jù)需要増加其他的步驟。例如，也可以對(duì)PMT20的表面執(zhí)行UV固化、熱固化、真空應(yīng)用、或者予濕潤(rùn)。為了從透明粘合劑50中除去氣泡，在PMT20與晶體30之間吐出透明粘合劑50之后，暫時(shí)將透明粘合劑50放置在真空壓下即可。S卩，在墊片60以前所占據(jù)的區(qū)域吐出能夠流動(dòng)的透明粘合劑50之后，本實(shí)施方式也可以通過抽真空，來減小能夠流動(dòng)的透明粘合劑的上方的空氣壓力。如果那樣除去氣泡，則提高透明粘合劑50的光分配作用的均勻性以及光分配作用的效率。另外，為了減少氣泡，在填埋PMT20的表面與晶體30的表面之間的間隙之前，將PMT20的表面進(jìn)行予濕潤(rùn)是有益的。即，在墊片60以前所占據(jù)的區(qū)域吐出能夠流動(dòng)的透明粘合劑50之前，本實(shí)施方式也可以將至少I個(gè)PMT20以能夠流動(dòng)的透明粘合劑50進(jìn)行預(yù)濕潤(rùn)。通過進(jìn)行予濕潤(rùn)，能夠使透明粘合劑50順利地流入，能夠回避氣泡進(jìn)入透明粘合劑50。予濕潤(rùn)過程可以通過將PMT20浸入透明粘合劑50、用刷子將透明粘合劑50涂布在PMT20的表面、將透明粘合劑50進(jìn)行噴霧、或者將表面進(jìn)行予濕潤(rùn)的其他的周知的方法來執(zhí)行。另外，在本實(shí)施方式中，針對(duì)沒有使用光導(dǎo)而使用透明粘合劑50來制造PET用檢測(cè)器模塊的情況進(jìn)行了說明。但是，本實(shí)施方式所說明的檢測(cè)器模塊的制造方法也能夠應(yīng)用于制造單光子發(fā)射 CT (SPECT Single Photon Emission computed Tomography)用檢測(cè)器模塊的情況。即，上述的實(shí)施方式所說明的檢測(cè)器模塊的制造方法均能夠應(yīng)用于使用閃爍體晶體以及光傳感器進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)器模塊。以上，如所說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠簡(jiǎn)易地構(gòu)筑有效且實(shí)用的光導(dǎo)。雖然說明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式是作為例子而提示的，并不意圖限定本發(fā)明的范圍。這些實(shí)施方式能夠以其他的各種形態(tài)進(jìn)行實(shí)施，在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種的省略、置換、變更。這些實(shí)施 方式或其變形與包含于發(fā)明的范圍或要g中一祥，包含于權(quán)利要求書記載的發(fā)明及其均等的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種正電子發(fā)射斷層攝影檢測(cè)器模塊，其特征在于，具備 晶體元件陣列； 多個(gè)光傳感器，被設(shè)置成至少部分地覆蓋上述晶體元件陣列，并接收從上述晶體元件陣列放射出的光； 透明粘合劑，被設(shè)置在上述晶體元件陣列與上述多個(gè)光傳感器之間，從上述晶體元件中的至少I個(gè)晶體元件的表面向上述光傳感器中的至少I個(gè)光傳感器的表面直接延伸，并使從上述晶體兀件中的I個(gè)放射出的上述光分布于上述多個(gè)光傳感器中的2個(gè)以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的PET檢測(cè)器模塊，其特征在于， 上述至少I個(gè)光傳感器具有寬度尺寸， 當(dāng)在從上述至少I個(gè)光傳感器向上述至少I個(gè)晶體元件延伸的方向進(jìn)行測(cè)量時(shí)，上述透明粘合劑具有上述至少I個(gè)光傳感器的I個(gè)光傳感器的寬度尺寸的至少10%的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的PET檢測(cè)器模塊，其特征在于， 上述至少I個(gè)光傳感器是圓筒形， 當(dāng)在從上述至少I個(gè)光傳感器向上述至少I個(gè)晶體元件延伸的方向進(jìn)行測(cè)量時(shí)，上述透明粘合劑具有上述至少I個(gè)光傳感器的I個(gè)光傳感器的底面的半徑的至少5%的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的PET檢測(cè)器模塊，其特征在于， 上述透明粘合劑的厚度最大是上述至少I個(gè)光傳感器的上述底面的上述半徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的PET檢測(cè)器模塊，其特征在于， 當(dāng)在從上述至少I個(gè)光傳感器向上述至少I個(gè)晶體元件延伸的方向進(jìn)行測(cè)量時(shí)，上述透明粘合劑至少具有Imm的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的PET檢測(cè)器模塊，其特征在于， 該P(yáng)ET檢測(cè)器模塊還具備托盤，該托盤至少部分地包圍上述閃爍體晶體以及上述透明粘合劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的PET檢測(cè)器模塊，其特征在于， 上述托盤由不吸收Y射線且能夠提供機(jī)械強(qiáng)度的材料構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的PET檢測(cè)器模塊，其特征在于， 該P(yáng)ET檢測(cè)器模塊還具備至少I個(gè)反射器要素，該至少I個(gè)反射器要素被配置在至少2個(gè)晶體元件之間，從上述至少2個(gè)晶體元件朝向上述多個(gè)光傳感器，至少部分地經(jīng)由上述透明粘合劑而延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的PET檢測(cè)器模塊，其特征在于， 該P(yáng)ET檢測(cè)器模塊還具備不透明材料，該不透明材料被配置在上述透明粘合劑中的上述晶體元件的相反側(cè)，遮擋周邊光使其不會(huì)到達(dá)上述透明粘合劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的PET檢測(cè)器模塊，其特征在于， 上述不透明材料是不透明粘合劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的PET檢測(cè)器模塊，其特征在于， 上述透明粘合劑覆蓋上述多個(gè)光傳感器對(duì)面的上述晶體元件陣列的所有的表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的PET檢測(cè)器模塊，其特征在于， 來自上述晶體元件陣列的所有的上述晶體元件的光通過上述透明粘合劑而分散于上述多個(gè)光傳感器內(nèi)的多個(gè)光傳感器。
13.—種正電子發(fā)射斷層攝影掃描儀系統(tǒng)，其特征在于， 為了形成圓筒形的檢測(cè)器環(huán)而相互相鄰地設(shè)置的多個(gè)檢測(cè)器模塊的各檢測(cè)器模塊具備 晶體元件陣列； 多個(gè)光傳感器，被設(shè)置成至少部分地覆蓋上述晶體元件陣列，并接收從上述晶體元件陣列放射出的光； 透明粘合劑，被設(shè)置在上述晶體元件陣列與上述多個(gè)光傳感器之間，從上述晶體元件中的至少I個(gè)晶體元件的表面向上述光傳感器中的至少I個(gè)光傳感器的表面直接延伸，并使從上述晶體兀件中的I個(gè)放射出的上述光分布于上述多個(gè)光傳感器中的2個(gè)以上。
14.一種正電子發(fā)射斷層攝影檢測(cè)器模塊的制造方法，其特征在于，包含 在離開晶體元件陣列的位置配置至少I個(gè)光傳感器，使得在上述至少I個(gè)光傳感器與晶體元件陣列之間形成間隙， 向上述間隙吐出能夠流動(dòng)的透明粘合劑，使得上述能夠流動(dòng)的透明粘合劑從上述至少I個(gè)光傳感器的表面向上述晶體元件陣列的表面直接延伸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的PET檢測(cè)器模塊制造方法，其特征在于， 為了保持上述間隙，在向上述間隙吐出上述能夠流動(dòng)的透明粘合劑之前，通過夾具來固定上述至少I個(gè)光傳感器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的PET檢測(cè)器模塊制造方法，其特征在于， 在上述能夠流動(dòng)的透明粘合劑固化之后，取下上述夾具。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的PET檢測(cè)器模塊制造方法，其特征在于， 在上述PET檢測(cè)器模塊的使用壽命期間，為了機(jī)械地支承該P(yáng)ET檢測(cè)器模塊，而將上述夾具保留在規(guī)定的位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的PET檢測(cè)器模塊制造方法，其特征在于， 還包含為了在上述至少I個(gè)光傳感器與上述晶體元件陣列之間形成上述間隙，在上述至少I個(gè)光傳感器與上述晶體元件陣列之間插入至少I個(gè)墊片。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的PET檢測(cè)器模塊制造方法，其特征在于， 還包含在插入上述至少I個(gè)墊片之后，固定上述至少I個(gè)光傳感器，在固定了上述至少I個(gè)光傳感器之后，卸下上述至少I個(gè)墊片。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的PET檢測(cè)器模塊制造方法，其特征在于， 還包含在取下上述至少I個(gè)墊片之后，向上述至少I個(gè)墊片以前所占據(jù)的區(qū)域吐出上述能夠流動(dòng)的透明粘合劑。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的PET檢測(cè)器模塊制造方法，其特征在于， 還包含在向上述至少I個(gè)墊片以前所占據(jù)的區(qū)域吐出上述能夠流動(dòng)的透明粘合劑之前，利用上述能夠流動(dòng)的透明粘合劑預(yù)先將上述至少I個(gè)光傳感器濕潤(rùn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的PET檢測(cè)器模塊制造方法，其特征在于， 還包含在向上述至少I個(gè)墊片以前所占據(jù)的上述區(qū)域吐出上述能夠流動(dòng)的透明粘合劑之后，使上述能夠流動(dòng)的透明粘合劑的上方的氣壓減小。
全文摘要
本發(fā)明涉及正電子發(fā)射斷層攝影檢測(cè)器模塊、PET掃描儀系統(tǒng)以及PET檢測(cè)器模塊制造方法，能夠簡(jiǎn)易地構(gòu)筑有效且實(shí)用的光導(dǎo)。實(shí)施方式的PET檢測(cè)器模塊具備晶體元件陣列、多個(gè)光傳感器、以及透明粘合劑。多個(gè)光傳感器被設(shè)計(jì)成至少部分地覆蓋晶體元件陣列，并接收從晶體元件陣列放射出的光。透明粘合劑被設(shè)置在晶體元件陣列與多個(gè)光傳感器之間，并從晶體元件中的至少1個(gè)晶體元件的表面向光傳感器中的至少1個(gè)光傳感器的表面直接延伸，并使從晶體元件中的1個(gè)放射出的光分布于多個(gè)光傳感器中的2個(gè)以上。
文檔編號(hào)A61B6/02GK102805630SQ201210175529
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者肯特·西·布爾, 丹尼爾·加格農(nóng), 王正言 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社