当前位置: 首页 > 专利查询>雫石诚专利>正文

成像装置制造方法及图纸

技术编号:14759004 阅读:103 留言:0更新日期:2017-03-03 06:24
技术问题:使CT扫描仪等成像装置小型/轻量化,即使相对于不同的被检体组成或不同的入射光能量也能够进一步获得最优的图像信息,显著提高诊断/治疗的精度。解决手段:以作为受光窗口的半导体成像元件的基板面相对于被检体移动装置的移动方向或含有半导体成像元件的成像部的移动方向或体轴方向垂直、且受光窗口与被检体相对的方式,将半导体基板侧面部配置在成像部内。进一步地,将多个所述半导体成像元件进行层压以形成混合型检测器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种能源、空间及时间分辨率优异,且能够高灵敏度、小型、轻量、低功耗化的成像装置
技术介绍
关于成像装置,例如以医用计算机断层摄影装置(以下,称作CT扫描仪)为例,对
技术介绍
进行概述。CT扫描仪不仅在内脏疾病领域是不可或缺的,而且对于头部或牙科领域的各种被检体的疾病等的早期诊断而言也是不可或缺的。如图10中的(a)所示,现有的CT扫描仪100的结构由下述部件构成:由多个成像元件的集合体和数据采集子系统(DAS;DataAcquisitionSubsystem)等所构成的成像部1(也被称作扫描架)、位于与成像部1相对的位置的X射线发生器3、被放置在两者中间的位置的被检体7、床位(被检体)移动装置5、对由成像部1得到的数据进行处理的图像描绘部2、以及可以在成像部1与图像描绘部2之间进行电连接的所谓的滑环4等。除这些之外,在本装置中,还包括未图示的冷却装置、稳压电源等。因此,现有的CT扫描仪为大型、大重量且昂贵的设备机器,其主要被设置在城市的大型医院或检查机构等中。将X射线和其他辐射线(以下称作X射线等。)从被检体外部一边改变角度或依次与被检体体轴(图10中的(a)的Z轴)方向错开一边向被检体照射,由成像部1将其透过X射线等作为电信号进行读取,通过下一阶段的图像描绘部2来重建被检体的断层图像。即,成像部1在垂直于上述Z轴的面内,例如在X-Y平面内,与X射线发生器3同步地进行旋转(同图中的(b))。在现有的CT扫描仪中,用于成像部1的成像元件是将两个以上的如同图中的(c)所示的竖长的二维成像元件6,以使其长度方向与上述Z轴方向一致且环绕被检体7的方式,排列为长条状。由于X射线束8为从X射线发生器3向成像部1展宽的所谓扇形光束形状,因此如图所示,成像面近似弯曲。这是为了减小照射在成像部内的成像元件上的X射线束8的入射角的变化(同图中的(d))。但是,由于成像元件6的成像区域9为平面,因此,即使将多个细长的成像元件6配置为条状,也只会构成近似的曲面。另外,近年来,开发出了一种可以通过增加成像元件6在长度方向(Z轴方向)的像素数而能够进行高速扫描的方式(多层CT)。但是,若增加层数,则无法忽视X射线束的锥角(体轴方向的扩宽)的影响,会存在难以重建良好的图像这样的问题。根据成像元件上的像素位置,入射X射线的衰减量不同,这也是所谓的伪影的原因之一。进一步地,需要将单个的成像元件6的特性偏差,尤其是旋转方向上的像素间及元件间的灵敏度偏差抑制为最小。必须以灵敏度最低的成像元件或像素为基准校准灵敏度特性,而这是阻碍辐射线辐射量降低的主要因素之一。如后所述,这些多个成像元件6需要以与X射线发生器3相对的方式精确地固定于成像部内(同图中的(d))。需要做成使成像部为可以卸下的结构,从而使其进行旋转运动且使暂先固定的成像元件6在此之后的维护中能够进行更换。其原因在于,在层压在成像元件6上的X射线发光材料(闪烁体),例如碘化铯的针状晶体的化学稳定性方面存在问题。为了即使在这样的使用环境下也不会使重建图像的品质降低,需要通过进行了精密加工的金属夹具将安装有成像元件6等的电路基板准确地且在可以卸下的状态下进行固定。其结果为,无法避免固定部件的复杂性、大重量化、维护负荷的增加,妨碍CT扫描仪的小型/轻量化及低价化(专利文献1)。进一步地,在成像元件6的成像面的周边,需要使成像区域9以外的其他电路、输入输出端子等所占的面积最小化。其原因在于,它们对光电转换并无帮助,且发生因对晶体管等元件进行X射线照射等引起的损坏的风险增高。因此,仅将进行光电转换的光电二极管阵列与最低限度扫描电路进行芯片化(オンチップ化;On-chip),除此之外的外围电路,例如模数转换电路(ADC)等需要将安装有独立(离散)的高速多通道ADC元件等的印刷电路板10密接配置在成像元件6的背面。这样,会难以将其他集成电路在成像元件6上芯片化。来自各印刷电路板10的输入输出信号被输送至下一阶段的信号处理电路中。但是,由于传输路较长,因此需要插入高速线路驱动器。信号处理电路构成例如包括信号控制电路11、多路复用器12、数据缓冲电路13、并行-串行转换电路14等的DAS。这样,由于使用多个作为离散部件的高速多通道ADC元件、高速线路驱动器,因此会妨碍DAS的高速驱动、低功耗驱动、发热量的降低、小型轻量化、维护的容易化等。在图像描绘部2中,通过滑环4接收从成像部1输送过来的图像数据,并输送至网络接口15。进一步地,将通过CPU(中央处理器)16、磁盘控制器17、硬盘单元18等重建好的断层图像利用图像输出装置19进行描绘。此外,在本图中的(d)中,虽然用滑环4在成像部1与图像描绘部2之间电连接,但也存在采用同时固定有成像部1和图像描绘部2的CT扫描仪,例如对X射线靶的电子束扫描方式的例子。已知在现有的X射线诊断装置等中,已知有例如使用通过非晶硒等对X射线具有灵敏度的非晶质光电导膜(日语:非晶質光導電膜)来进行光电转换的成像元件的类型、使用将碘化铯(CsI)针状晶体等闪烁体材料层压至成像元件上而成的成像元件的类型。前者在化学稳定性和毒性方面存在问题,另外在成膜过程中也需要特殊的制造工艺。进一步地,由于余像的影响无法消除,因此会存在不适合高速成像这样的问题。另一方面,虽然后者通过与半导体成像元件组合,能够进行对X射线具有灵敏度的高速成像,但还是会在闪烁体材料的化学稳定性(潮解性)和层压方法方面存在技术问题。为适应今后像素的微细化,需要使闪烁体的晶体尺寸微细化或薄层化,但这样反而存在发光效率下降这样的困境。进一步地,即使在这些任意的成像元件中,也不能消除无法使其他集成电路在上述的成像元件上芯片化这样的问题。另一方面,还公开有一种如下方式(专利文献2)及对近红外光也具有灵敏度的成像元件(专利文献3),该方式(专利文献2)为:使X射线从半导体基板的侧面入射,X射线在向与半导体基板面平行的方向行进期间在半导体基板内部进行光电转换,由此,可进行X射线光谱分析。其原因在于,与可见光线相比,在X射线及近红外线的情况下通过使硅内部的入射光路径长度都增长,从而灵敏度会提高。例如,在专利文献4中记载有,将上述侧面入射成像元件的原理应用于CT扫描仪中的例子。但是,由于将矩形半导体基板的一个侧面作为受光部,因此,仅限于一维(线形)成像元件。因此,如使用图1中的(d)所说明的那样,为了在CT扫描仪上得到与使用上述二维区域传感器的情况相同的受光面积,需要密接多个成像单元并呈放射状固定。但是,由于旋转方向上的像素间距会被单个成像元件自身的厚度所制约,因此,会产生例如数百微米以上的像素间距,从而难以使分辨率提高。另外,将这样的基板侧面作为受光部的成像元件,是通过切断(划片;dicing)半导体晶片,分割成为单个成像元件(单个化)而得到的。因此,成像元件表面的周边部或侧壁部会由该划片工序而受到机械性损伤、热损伤,产生晶体缺陷。进而,会被曝露在来自外部的重金属、活性化学物质等的污染中。这样,对于将基板侧面作为受光部的成像元件而言,仍有较多函待解决的技术问题,以致尚未实用化。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利公开2007-333547专利文献2:日本专利公开昭和55-144576专利文献3本文档来自技高网...
成像装置

【技术保护点】
一种计算机断层摄影装置,在将被检体移动装置的移动方向或成像部在体轴方向上的移动方向设为Z轴,将垂直于该Z轴的面设为X‑Y平面的情况下,该成像部内的半导体成像元件以如下方式配置在所述成像部内,即,其形成有集成电路的硅基板表面位于X‑Y平面上,且使与该硅基板表面垂直的硅基板侧面部的一部分与被检体或光源相对,来检测向该侧面部入射的光信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.09 JP 2014-248934;2015.10.01 JP 2015-195851.一种计算机断层摄影装置,在将被检体移动装置的移动方向或成像部在体轴方向上的移动方向设为Z轴,将垂直于该Z轴的面设为X-Y平面的情况下,该成像部内的半导体成像元件以如下方式配置在所述成像部内,即,其形成有集成电路的硅基板表面位于X-Y平面上,且使与该硅基板表面垂直的硅基板侧面部的一部分与被检体或光源相对,来检测向该侧面部入射的光信号。2.一种计算机断层摄影装置,在将被检体移动装置的移动方向或成像部在体轴方向上的移动方向设为Z轴,将垂直于该Z轴的面设为X-Y平面的情况下,该成像部内的半导体成像元件以如下方式配置在所述成像部内,即,其形成有集成电路的硅基板表面相对于所述Z轴方向具有45°以上不足90°的倾角,且使与该硅基板表面垂直的硅基板侧面部的一部分与被检体或光源相对,来检测向该侧面部入射的光信号。3.根据权利要求1或2所述的计算机断层摄影装置,其特征在于,在所述成像部内具有成像元件组,该成像元件组是将两个以上的所述半导体成像元件围成与所述硅基板表面处于同一平面上的同心圆的方式进行配置而成的。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的计算机断层摄影装置,其特征在于,在所述成像部内配置有半导体成像元件,该半导体成像元件的与所述被检体或光源相对的硅基板侧面部的外形形状在以所述硅基板表面为基准的俯视视角下呈凹状弯曲。5.一种计算机断层摄影装置,在成像部内具有半导体成像元件,该半导体成像元件具有将形成有集成电路的硅基板表面内的一部分除去的中空区域,且检测向该中空区域中的硅基板侧面部入射的光信号。6.根据权利要求5所述的计算机断层摄影装置,其特征在于,在所述成像部内具有在以所述硅基板表面为基准的俯视视角下所述中空区域的形状为圆形的半导体成像元件。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的计算机断层摄影装置,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:雫石诚
申请(专利权)人:雫石诚
类型:发明
国别省市:日本;JP

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1