(57)【要約】【課題】  半導体素子に形成した電極へのコンタクトを容易に行えると共に、不良素子となった半導体素子のメンテナンス時のコストを低減できるようにする。【解決手段】  検出器エレメント１２の半導体素子１２Ａと検出器エレメント１３の半導体素子１３Ａとを、信号読出電極１２Ｃ，１３Ｃを間に挟んで積層して放射線検出器１４を構成する。また、検出器エレメント１２を検出器エレメント１３よりも寸法Ｌだけ長尺に形成することにより、信号読出電極１２Ｃ，１３Ｃのうち、一方の信号読出電極１２Ｃを他方の信号読出電極１３Ｃから部分的に露出させる。そして、放射線検出器１４を保護コネクタケース１５内に嵌着することにより、信号読出電極１２Ｃを保護コネクタケース１５の内壁に形成した電極接触部材１７に広く面接触させて電気的に接続させる。【選択図】      図２
2005077189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並んで配置され、放射線が入射されることにより電荷を生成する複数の半導体素子と、各々の前記半導体素子の一面にそれぞれ設けられた第１電極と、前記一面の反対側で各々の前記半導体素子の他面にそれぞれ設けられた第２電極とを備えた放射線検出器であって、
隣接する前記半導体素子の一方の長さが他方の長さよりも長くて前記一方の端面が前記他方の端面よりも突出しており、隣接する前記半導体素子間に配置される一対の前記電極のうち、前記長さの長い前記半導体素子に設けられた前記電極が少なくとも部分的に前記他方の半導体素子よりも外側に突出していることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
前記一対の第１電極は互いに接触している請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
並んで配置され、放射線が入射されることにより電荷を生成する複数の半導体素子、各々の前記半導体素子の一面にそれぞれ設けられた第１電極、及び前記一面の反対側で各々の前記半導体素子の他面にそれぞれ設けられた第２電極とを含む複数の放射線検出器であって、隣接する前記半導体素子の一方の長さが他方の長さよりも長くて前記一方の端面が前記他方の端面よりも突出しており、隣接する前記半導体素子間に配置される一対の前記第１電極のうち、前記長さの長い前記半導体素子に設けられた前記第１電極が少なくとも部分的に前記他方の半導体素子よりも外側に突出している複数の前記放射線検出器と、
これらの放射線検出器を着脱可能に保持する検出器保持部材を有することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項４】
前記放射線検出器は、前記第１電極と電気的に接続される第１電極接触部材、及び前記第２電極と電気的に接続される第２電極接触部材を内側に設置したコネクタケーシング内に収容され、
前記放射線検出器を前記検出器保持部材に着脱可能に保持する構成は、前記コネクタケーシングを前記検出器保持部材に着脱可能に保持する構成である請求項３記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記コネクタケーシングの前記検出器保持部材への着脱可能な取り付け構造は、前記コネクタケーシングに設けられて前記検出器保持部材に差し込まれる第１及び第２プラグ部であって前記第１電極接触部材に電気的に接続された前記第１プラグ部及び前記第２電極接触部材に電気的に接続された前記第２プラグ部である請求項４記載の放射線検出装置。
【請求項６】
前記コネクタケーシングは、当該コネクタケーシングを前記検出器保持部材から引き抜くための引抜部が形成されている請求項３記載の放射線検出装置。
【請求項７】
前記電極接触部材は、三次元射出成形回路部品製法を用いて形成された請求項４記載の放射線検出装置。
【請求項８】
前記コネクタケーシングの内側に、前記第１電極接触部材と前記第２電極接触部材とがこれらの間を電気的に絶縁状態に保つために段違いに設けられている請求項４ないし請求項７のいずれかに記載の放射線検出装置。
【請求項９】
前記コネクタケーシングを構成する材料の密度は、４ｇ／ｃｍ3以下である請求項４に記載の放射線検出装置。
【請求項１０】
前記保護コネクタケーシングに用いられる材料を構成する元素の原子番号が、１０以下である請求項４に記載の放射線検出装置。
【請求項１１】
前記検出器保持部材は、前記放射線検出器を挿入する孔部を有し、前記第１電極と電気的に接続される第１電極接触部材、及び前記第２電極と電気的に接続される第２電極接触部材を前記孔部内に設けている請求項２記載の放射線検出装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２電極接触部材は、弾性導電材で構成されている請求項１１に記載の放射線検出装置。
【請求項１３】
請求項３、請求項４及び請求項１１のいずれかに記載の放射線検出装置と、被検体を支持し長手方向に移動可能なベッドと、前記放射線検出装置の各前記放射線検出器から前記電荷に対応して出力された放射線検出信号に基づいて得られた情報を用いて画像情報を作成する画像情報作成装置とを備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１４】
ガンマカメラ装置である請求項１３記載の放射線撮像装置において、前記放射線検出装置を保持する放射線検出装置保持部材を有するガンマカメラ装置。
【請求項１５】
シングルフォトンエミッションＣＴ装置である請求項１３記載の放射線撮像装置において、前記放射線検出装置が回転可能な回転支持部材に保持されているシングルフォトンエミッションＣＴ装置。
【請求項１６】
ポジトロンエミッショントモグラフィ装置である請求項１３記載の放射線撮像装置において、複数の前記放射線検出装置が前記ベッドの周囲を取り囲んで配置されているポジトロンエミッショントモグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体放射線検出器及び放射線撮像装置に関し、特に二次元、三次元の撮像装置に用いて好適な放射線検出器及び放射線撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線検出器は、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ等からなる半導体素子と、この半導体素子の両面に形成された電極とを備えており、これら各電極間にバイアス電圧を印可することにより、Ｘ線、γ線等の放射線が半導体素子内に入射したときに生成される電荷を、前記電極から信号として取り出すようにしている。
【０００３】
ところで、放射線のエネルギが高いと、半導体素子と相互作用を起こす前に半導体素子を突き抜けて透過してしまう確率が高くなる。そこで、半導体素子の厚さを大きくすれば、半導体素子を突き抜ける放射線を減らすことが可能となり、放射線の検出効率が高められる。しかし、半導体素子の厚さを大きくすると、これに伴って電極間距離、換言すると電荷収集距離が大きくなり、放射線に対するエネルギ分解能の低下の原因となる。
【０００４】
そこで、従来、半導体素子を、電極を間に挟んで複数枚積層することにより、容積を実質的に積層枚数分増加させる構成とした放射線検出器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この放射線検出器によれば、入射した放射線が、積層されたうちのいずれかの半導体素子と相互作用を起こすので、そのまま透過してゆく放射線を少なくでき、半導体素子の厚さの増加に伴うエネルギ分解能の低下を回避することが可能となる。
【０００５】
また、他の従来技術として、半導体素子を、アルミナ基板を間に挟んで複数枚積層して構成される放射線検出器がある（例えば、特許文献２参照）。この放射線検出器は、半導体素子の両面に形成した電極と、アルミナ基板に形成した配線パターンとを面接触させ、放射線に起因して半導体素子内で生じる電荷を、電極からアルミナ基板上の配線パターンを介して信号として取り出すようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２４１５５５号公報（段落番号［００１９］、図１）
【特許文献２】特開平７−５０４２８号公報（第２頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載された放射線検出器は、半導体素子による放射線に対するエネルギ分解能を高めるために、各半導体素子間で挟まれた電極の板厚を例えば１００ｎｍ程度に小さく抑えて形成せざるを得ず、このような極薄の電極に対して配線を高精度に安定してコンタクトするのが難しいという問題がある。
【０００７】
一方、特許文献２に記載された放射線検出器は、アルミナ基板を、これに隣接する半導体素子間から突出させる構成としているため、アルミナ基板に対する配線のコンタクト面積を広く確保することができ、配線のコンタクトを比較的容易に行うことが可能である。
【０００８】
しかし、特許文献２に記載された放射線検出器では、絶縁板からなるアルミナ基板を半導体素子間に挟んで配置する構成としているため、アルミナ基板の領域が放射線に対する不感体領域となり、放射線に対する放射線検出器の検出効率が低下するという問題がある。
【０００９】
また、この特許文献２に記載された放射線検出器にあっては、半導体素子を接続用基板に直接固定して取り付ける構成としているため、各半導体素子のうちのいずれか１つが不良素子となった場合でも、各半導体素子全てを接続用基板毎に交換する必要があり、交換時のコストが高くつくという問題がある。
【００１０】
本発明は、電極に対する配線のコンタクトを容易に行えると共に、放射線に対する検出効率を高められる放射線検出器、放射線検出装置及び放射線撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成する第１発明の放射線検出器は、エネルギ分解能を低下させずに半導体素子の実効的厚さ（実効素子厚）を大きくして検出効率を高めるために、それぞれに電極が設けられた複数の半導体素子を並べて配置する構造を採用する。そして、互いに隣り合う半導体素子の一方の長さが他方の長さよりも長くて一方の端面が他方の端面よりも突出しており、隣接する半導体素子間に配置される一対の電極のうち、長さの長い半導体素子に設けられた電極を少なくとも部分的に他方の半導体素子よりも外側に突出させることにより、電極の電極接触部材へのコンタクトを容易に行えるようにできる。
【００１２】
また、第２発明の放射線検出装置は、上記した放射線検出器を検出器保持部材に着脱可能に取り付けたことにある。このような放射線検出装置は、異常になった放射線検出器を容易に交換することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、放射線検出器の放射線の検出効率を向上させることができ、かつ放射線検出器に設けられた電極への電極接触部材の接触を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態を、図１ないし図４の添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１に示すように、放射線撮像装置であるガンマカメラ装置１は、長手方向に移動可能なベッド２、ベッド２を挟み所定の間隔に離されて設置された一対のガンマカメラ保持部３、放射線検出装置３０、放射線検出装置３０の下方でベッド２の情報に位置するコリメータ４、データ収集解析装置２３、入力装置２４及び表示装置２５を備える。放射線検出装置３０は、コリメータ４の上方に位置して各ガンマカメラ保持部３に取り付けられた薄肉なアルミ板で構成された金属板５と、金属板５の上方に配置された複数の放射線検出ユニット１１とを備える。更に、放射線検出装置３０は、ソケットボード（検出器保持部材）６と、ソケットボード６に取り付けられて計測回路（信号処理装置）８Ａが内蔵された計測回路ユニット（信号処理装置ユニット）８とを備える。ソケットボード６及び計測回路ユニット８は、ガンマカメラ保持部（放射線検出装置支持部材）３間に配置され、ボルト等の固定具（図示せず）を用いてガンマカメラ保持部３に着脱可能に取り付けられる。放射線検出ユニット１１はソケットボード６に着脱可能に取り付けられる。ソケットボード６は後述する放射線検出器１４の保持部材としても機能する。遮光・電磁シールド７が、金属板５及びソケットボード６の周囲を取り囲み、それらに取り付けられている。ソケットボード６に取り付けられた全ての放射線検出ユニット１１が遮光・電磁シールド７で囲まれた空間内に位置する。放射線検出装置３０はガンマカメラ保持部３に着脱自在に取り付けられている。
【００１６】
なお、遮光・電磁シールド７は、全ての放射線検出ユニット１１の集合全体を取り囲み、ガンマ線１０以外の放射線の放射線検出ユニット１１への入射を防いでいる。また、操作パネル２６が、ガンマカメラ保持部３に設置されている。操作パネル２６は、ガンマカメラ装置１の近傍で操作を行うためのものであり、データ収集解析装置２３、入力装置２４及び表示装置２５と同様の機能を有する。
【００１７】
次に、放射線検出ユニット１１の構成について説明する。図２ないし図４に示すように、放射線検出ユニット１１は、検出器エレメント１２及び１３をそれぞれ有する複数の放射線検出器１４、及びこれらの放射線検出器１４をそれぞれ個別に収容する複数の保護コネクタケース１５を有し、各放射線検出器１４は後記するガンマカメラ装置１の撮像時においてピクセルとして作用する。
【００１８】
放射線検出器１４を構成する検出器エレメント１２は、ガンマ線１０が入射されることにより電荷を生成する長方形状の板体からなる半導体素子１２Ａと、半導体素子１２Ａの一面に取り付けられた電圧印可電極（カソード）１２Ｂと、半導体素子１２Ａのそれと反対側の他の一面に取り付けられた信号読出電極（アノード）１２Ｃとを有している。また、検出器エレメント１３についても、半導体素子１３Ａと、半導体素子１３Ａの一面に取り付けられた電圧印可電極１３Ｂと、半導体素子１３Ａのそれと反対側の他の一面に取り付けられた信号読出電極１３Ｃとを有している。電圧印可電極１２Ｂ及び信号読出電極１２Ｃの半導体素子１２Ａの該当する面の全面に対する取り付け、及び電圧印可電極１３Ｂ及び信号読出電極１３Ｃの半導体素子１３Ａの該当する面の全面に対する取り付けは、それぞれ蒸着により行われる。このため、各電圧印可電極及び各信号読出電極の厚みは約２０ミクロンと非常に薄くできる。半導体素子１２Ａ，１３Ａは、例えばＣｄＴｅを用いて構成される。なお、半導体素子１２Ａ，１３Ａは、ＣｄＴｅ以外で、ＣｄＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ＨｇＩ２、Ｓｉ、Ｇｅのいずれかで構成してもよい。
【００１９】
検出器エレメント１２の信号読出電極１２Ｃと検出器エレメント１３の信号読出電極１３Ｃは、隣接しており、電導ペースト、導電性接着剤等により一体に固着されている。このため、検出器エレメント１２と検出器エレメント１３は一体化され、放射線検出器１４は、半導体素子１２Ａと半導体素子１３Ａとが信号読出電極１２Ｃ，１３Ｃを挟んで並んで配置された構造となっている。図２に示すように検出器エレメント１２が検出器エレメント１３に比較して寸法Ｌだけ長尺に形成されている。具体的には、半導体素子１２Ａの一つの端面が半導体素子１２Ａの長手方向において半導体素子１３Ａの一つの端面よりも突出している。このため、放射線検出器１４では、互いに隣り合う半導体素子１２Ａ，１３Ａの間に配置される信号読出電極１２Ｃ，１３Ｃのうち、長さの長い半導体素子１２Ａに設けられた信号読出電極１２Ｃが、部分的に、長さの短い半導体素子１３の一端よりも外側に突出している構成となっている。すなわち、信号読出電極１２Ｃが部分的に露出している。
【００２０】
保護コネクタケース１５（コネクタケーシング）は、図２に示すように、電気絶縁材である樹脂材料等を用いて、一端に形成された開口３６につながる空間３５を内部に有する箱状体に構成される。空間３５の上端は封鎖されている。保護コネクターケース１５は、略凹状の分割面１５Ａを有する２個のケースエレメント1５Ｂ，１５Ｃを互いに固着することによって形成される。ここで、保護コネクタケース１５に用いる樹脂材料の密度は、４ｇ／ｃｍ3以下に設定すると共に、保護コネクタケース１５の構成元素の原子番号は１０以下程度に設定するのが好ましい。これはガンマ線１０と保護コネクタケース１５との光電効果による反応確率を小さく抑え、保護コネクタケース１５が障害物となって放射線検出器１４によるエネルギ分解能が低下するのを防止するためである。因みに、前記光電効果による反応確率は保護コネクタケース１５の密度の１乗に比例し、原子番号の４〜５乗に比例する。
【００２１】
保護コネクタケース１５内の空間３５は、保護コネクタケース１５の４つの内側側面によって取り囲まれている。空間３５には、開口３６より検出器エレメント１２，１３が挿入される。空間３５の上端には、検出器エレメント１２の上端面１２Ｄと対向する面３７、及び検出器エレメント１３の上端面１３Ｄと対向する面３８が形成される。面３７が位置するレベルは面３８に対するレベルよりも高くなっており、面３７と面３８は垂直面でつながっている。信号読出電極１２Ｃと接触する電極接触部材１７がその垂直面に設けられる。空間３５の上端には、面３７よりも高い位置に面３９が形成される。面３９は、面３７から面３８に向かって面３７、３８と平行に延びており、かつ空間３５の１つの内面からこの内面と対向する他の内面まで延びている。コンタクト部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを有する電極接触部材１６が空間３５内に設けられる。コンタクト部１６Ｃは面３９に設けられ、コンタクト部１６Ａは上記１つの内面に設けられ、コンタクト部１６Ｂは上記他の内面に設けられる。コンタクト部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃはそれぞれ電気的につながっている。電極接触部材１６を構成するコンタクト部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ及び電極接触部材１７は、導電材によって構成される。コンタクト部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ及び電極接触部材１７は、三次元射出成形回路部品製法（参考文献：日立電線  Ｎｏ．２０  ｐ．６９〜７４（２００１−１）参照）と呼ばれる樹脂上に金属メッキ等による立体的なパターニングで回路を作製する技術を用いて該当する位置に形成される。また、保護コネクタケース１５内には、図２に示すように寸法ｄをもった絶縁維持段差部１５Ｄが形成されている。すなわち、絶縁維持段差部１５Ｄは面３７と面３９との間に形成される。このため、電極接触部材１６，１７は、絶縁維持段差部１５Ｄを介して互いに離間して配置され、これら各電極接触部材１６，１７同士が短絡するのを防止する。
【００２２】
また、保護コネクタケース１５には、電圧印可プラグ１８及び信号読出プラグ１９が保護コネクタケース１５との一体成形により取り付けられている。そして、電圧印可プラグ１８は、一端側が電極接触部材１６に電気的に接続され、他端側は保護コネクタケース１５から突出している。また、信号読出プラグ１９は、一端側が電極接触部材１７に電気的に接続され、他端側は保護コネクタケース１５から突出している。さらに、電圧印可プラグ１８は、クランク状に形成されると共に、信号読出プラグ１９はＬ字状に形成され、これにより各プラグ１８，１９が保護コネクタケース１５から脱落するのを防止している。
【００２３】
放射線検出器１４は保護コネクタケース１５内に挿入されて導電ペースト、導電性接着剤等を用いることにより保護コネクタケース１５に固着され（図３参照）ている。この状態で、検出器エレメント１２の上端面１２Ｄは面３７に、検出器エレメント１３の上端面１３Ｄは面３８にそれぞれ対向している。電圧印可電極１２Ｂ，１３Ｂが電極接触部材１６に、信号読出電極１２Ｃ，１３Ｃが電極接触部材１７にそれぞれ面接触状態で電気的に接続されている。具体的には、電圧印加電極１２Ｂが電極接触部材１６の面１６Ａに、電圧印加電極１３Ｂが電極接触部材１６の面１６Ｂに、それぞれ接触する。
【００２４】
図４に示すように、ソケットボード６には、電圧印可用の複数のソケット６Ａ及び複数の信号読出用のソケット６Ｂ（２個のみ図示）が孔部となって設けられている。また、各ソケット６Ａは、共通の配線２０を介して高電圧電源２１に接続されている。さらに、各ソケット６Ｂは、信号読出配線２２を介して計測回路ユニット８内の計測回路８Ａにそれぞれ接続されている。そして、これらソケット６Ａ、ソケット６Ｂには、放射線検出ユニット１１の電圧印可プラグ１８、信号読出プラグ１９がそれぞれ着脱可能に挿入して取り付けられている。
【００２５】
次に、このように構成されるガンマカメラ装置１の作用について説明する。高電圧電源２１からの高電圧が、配線２０、電圧印加プラグ１８及び電極接触部材１６を介して、各放射線検出器１４の電圧印加電極１２Ｂ，１３Ｂに印加される。放射性薬剤（ラジオアイソトープ薬剤）が投与された被検者Ｐは、図１に示すように、ベッド２に横になり、この状態で放射線検出器１４（図４参照）と被検者Ｐとの間の上下方向の距離をガンマカメラ保持部３により調整すると共に、ベッド２により被検者Ｐの体軸方向の位置調整を行う。そして、ガンマカメラ装置１は、被検者Ｐの体内における放射性薬剤の集積部（例えば、癌等の患部）Ｃから放出されるガンマ線１０を後記のように検出することにより被検者Ｐの体内の撮影を行う。
【００２６】
即ち、特定の集積部Ｃから等方的に放出されたガンマ線１０のうち、放射線検出器１４に向かうガンマ線１０は、コリメータ４により入射方向が規制される。コリメータ４に形成された開口部である複数のγ線通路（図示せず）を通過したガンマ線１０は放射線検出器１４の半導体素子１２Ａ、１３Ａに入射する。半導体素子にガンマ線１０が入射すると、その半導体素子に設けられた電圧印加電極と信号読出電極との間に電荷が誘導され、誘導電荷量に対応する電圧信号（γ線検出信号）が信号読出電極より出力される。信号読出電極１２Ｃから出力されたγ線検出信号は、電極接触部材１７、信号読出プラグ１９、信号読出配線２２を経て、計測回路８Ａに伝えられる。計測回路８ａは、各放射線検出器１４から出力されたγ線検出信号毎に処理し、それぞれのγ線検出信号に対して得られた入射エネルギー、ガンマ線の計数値の情報及び該当する放射線検出器１４の位置情報を、信号ケーブル９を介してデータ収集解析装置２３に送信する。データ収集解析装置（画像生成装置）２３は、計測回路８Ａから出力されたガンマ線の計数値及びその位置情報等の情報を用いて公知の手法により被検者Ｐの集積部Ｃを含む画像を生成する。オペレータが入力装置（例えば、キーボード）２４を操作することにより、表示装置２５の画面で被検者Ｐの上記画像表及び詳細なデータを表示させることができる。
【００２７】
ここで、本実施形態に係る放射線検出器１４は、半導体素子１２Ａと半導体１３Ａを信号読出電極１２Ｃ，１３Ｃを介して２枚並べて配置した構成としたので、並べて配置した分だけ放射線検出器１４全体の厚みを増やすことができ、放射線検出器１４によるガンマ線の検出効率を高めることができる。また、半導体素子１２Ａ，１３Ａの厚みが薄くγ線入射により発生した電子及び正孔が早く該当する電極に到達するため、放射線検出器１４は、高エネルギ分解能、高時間分解能、高計数率特性を有する放射線検出器として機能する。放射線検出器１４は、電圧印加電極及び信号読出電極の厚みが非常に薄くガンマ線の入射方向における半導体素子の占有面積が大きいので、それだけガンマ線をより多く半導体素子に入射させることができる。これもガンマ線検出効率の向上に貢献する。
検出器エレメント１２の信号読出電極１２Ｃと検出器エレメント１３の信号読出電極１３Ｃとを接触させているため、検出器エレメント１３のγ線検出信号は信号読出電極１３Ｃから信号読出電極１２Ｃに伝わりやすい。
【００２８】
しかも、本実施の形態では、放射線検出器１４を構成する検出器エレメント１２を、検出器エレメント１３よりも寸法Ｌだけ長尺に形成している。このため、検出器エレメント１２の一端は検出器エレメント１３の一端よりも突出している。具体的には、半導体素子１２Ａの一端が半導体素子１３Ａの一端よりも突出している。信号読出電極１２Ｃ，１３Ｃのうち、信号読出電極１２Ｃの一部が、検出器エレメント１３の端面からはみ出して検出器エレメント１３の外側に位置している。従って、信号読出電極１２Ｃを電極接触部材１７に広く安定して面接触させることができ、放射線検出器１４を保護コネクタケース１５内に嵌着するだけで、電極接触部材１７に対する信号読出電極１２Ｃのコンタクトを容易に行うことができる。また、信号読出電極１２Ｃは検出器エレメント１３の端面よりも外側においても半導体素子１２Ａの表面に蒸着により設置されているため、薄い信号読出電極１２Ｃの、検出器エレメント１３よりはみ出している部分の保持が容易に行え、そのはみ出し部分が折れることを防止している。換言すれば、半導体素子１３Ａのよりも突出している半導体素子１２Ａの部分は、信号読出電極１２Ｃの補強材としての機能を有する。なお、信号読出電極１３Ｃは信号読出電極１２Ｃを介して電極接触部材１７と電気的に接続されるため、信号読出電極１３Ｃを電極接触部材１７に直接接触させる必要はない。
【００２９】
また、放射線検出器１４及び保護コネクタケース１５を有する複数の放射線検出ユニット１１をソケットボート６に個別に着脱可能に取り付ける構成としたので、異常が生じた放射線検出ユニット１１を容易にかつ短時間に交換できる。具体的には、放射線検出装置３０をガンマカメラ保持部材３からまず取り外し、次に金属板５、遮光・電磁シールド７を取り外すことにより、故障した（または異常になった）放射線検出ユニット１１のみをソケットボード６から容易にかつ短時間に取り外して交換することができる。従って、ソケットボード６に取り付けられた他の正常な放射線検出ユニット１１はそのまま使用することができ、正常な放射線検出ユニット１１を交換することを避けられる。
【００３０】
また、放射線検出器１４は、信号読出電極１２Ｃ，１３Ｃを半導体素子１２Ａ，１３Ａ間に配置し、電圧印可電極１２Ｂ，１３Ｂを半導体素子１２Ａ，１３Ａを挟んで信号読出電極１２Ｃ，１３Ｃの外側に配置する構成としたので、電圧印可電極１２Ｂ，１３Ｂが他の放射線検出器１４に対する遮蔽となり、信号読出電極１２Ｃ，1３Ｃからの信号のクロストークを電圧印可電極１２Ｂ，１３Ｂで阻止することができる。
【００３１】
さらに、保護コネクタケース１５は、２つのケースエレメント１５Ｂ，１５Ｃにより構成したので、放射線検出ユニット１１の組立時には、ケースエレメント１５Ｂ，１５Ｃを放射線検出器１４に対して様々な方向から近付けて分割面１５Ａ同士を衝合させることができる。このため、放射線検出ユニット１１の組立作業を容易に行うことができる。
本実施形態では２枚の半導体素子を並べて配置した放射線検出器について説明したが、半導体素子を３枚以上並べて配置して放射線検出器を構成してもよい。この場合には、３枚の半導体素子の長さが全て異なっており、長さの短い順に隣接して半導体素子を並べてそれぞれの半導体素子の両面に電極が設けられる。隣接した半導体素子を見れば、一方の半導体素子の端面が他方の半導体素子の端面よりも突出しており、上記一方の半導体素子の上記他方の半導体素子に面する側に設けられた電極も他方の半導体そしの端面よりも突出して設けられる。このような放射線検出器を有する半導体検出装置を設けたガンマカメラ装置も、前述したガンマカメラ装置１と同様な効果を得ることができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
次に、図５を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００３３】
図５に示すように、放射線検出ユニット３１は、第１の実施の形態で述べた放射線検出ユニット１１と同様に、検出器エレメント１２及び検出器エレメント１３を有する放射線検出器１４と、この放射線検出器１４を内部に収容する保護コネクタケース３２とによって構成される。
【００３４】
また、保護コネクタケース３２は、電圧印可側の電極接触部材１６、信号読出側の電極接触部材（図示せず）及び絶縁維持段差部１５Ｄを有している。また、保護コネクタケース３２には、電圧印可プラグ１８及び信号読出プラグ１９が取り付けられている。そして、放射線検出ユニット３１は、電圧印可プラグ１８及び信号読出プラグ１９により図４に記載のソケットボード６のソケット６Ａ，６Ｂに着脱可能に取り付けられている。保護コネクタケース３２の長さＡが第１の実施の形態で述べた保護コネクタケース１５のそれよりも長くなっている。そして、保護コネクタケース３２の開口側端部の側壁には、引抜部である引抜穴３２Ａ，３２Ａが穿設されている。
【００３５】
このように構成される本実施の形態では、放射線検出ユニット３１の交換時には、図５に示すように、例えばフック３３，３３等の引掛具を保護コネクタケース３２の各引抜穴３２Ａに引っ掛けることにより、放射線検出ユニット３１をソケットボード６から容易に引き抜いて取り外すことができ、放射線検出ユニット３１の交換時の作業効率を高めることができる。また、本実施形態は、第１実施形態で生じる効果を得ることができる。
【００３６】
（第３の実施の形態）
次に、図６及び図７を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００３７】
本実施形態のガンマカメラ装置は、保護コネクタケースを設けていない点、及び異なる構成のソケットボードを有する点でのみ、図１のガンマカメラ装置１と違っている。図６及び図７に示すように、本実施形態のガンマカメラ装置に用いられる放射線検出装置３０Ａは、ソケットボード（検出器保持部材）４１に放射線検出器１４が挿入される嵌合溝４７を有する。嵌合溝４７は、段付き溝であり、検出器エレメント１２の上端面１２Ｄと対向する面４２、及び面４２と段差が付いて検出器エレメント１３の上端面１３Ｄと対向する面４３を有する。面４２は面４３よりも深い位置にある。嵌合溝４７は放射線検出器１４が着脱可能に取り付けられる検出器取付部を構成している。
【００３８】
嵌合凹溝４７内には、図７に示すように、電極接触部材４５が面４２から面４３に至る側面４８に、電極接触部材４４が側面４８と対向する側面４９に、更に、電極接触部材４６が面４３からソケットボード４１の表面に至る側面５０に、それぞれ設置される。放射線検出器１４が嵌合溝４７内に挿入された状態で、放射線検出器１４の電圧印可電極１２Ｂが電極接触部材４４に接触され、信号読出電極１２Ｃが電極接触部材４５に接触され、電圧印可電極１３Ｂが電極接触部材４６に接触される。信号読出配線２２が電極接触部材４５に接続される。高圧電源２１に接続された配線２０が電極接触部材４４，４６に接続される。
【００３９】
電極接触部材４４，４５，４６は、導電ゴムを用いて構成されている。そして、電極接触部材４４，４５は、面４２に向かうに従って徐々に厚みが増大し、嵌合溝４７側が傾斜面となっている。電極接触部材４６は、面４３に向かうに従って徐々に厚みが増大し、嵌合溝４７側が傾斜面となっている。このため、放射線検出器１４を嵌合溝４７内に挿入したときには、電極接触部材４４，４５，４６が弾性変形することにより、放射線検出器１４を両側から電極接触部材４４，４５，４６によって挟持した状態で固定することができる。
【００４０】
このように構成される本実施の形態でも、放射線検出器１４を電極接触部材４４，４５，４６に安定して広く面接触させることができると共に、放射線検出器１４をソケットボード４１に対して個別に着脱可能に取り付けることができ、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４１】
（第４の実施の形態）
次に、図８を参照して本発明の第４の実施の形態であるシングルフォトンエミッションＣＴ装置（以下、ＳＰＥＣＴという）について説明する。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４２】
図８において、放射線撮像装置であるＳＰＥＣＴ５１は、一対の放射線検出装置３０、回転支持台５６、データ収集解析装置２３、入力装置２４及び表示装置２５を備える。それらの放射線検出装置３０は、回転支持台５６に周方向に１８０°ずれた位置に配置される。具体的には、それぞれの放射線検出装置３０の各ソケットボード６が周方向に１８０°隔てた位置で回転支持台５６に取り付けられる。各放射線検出ユニット１１はベッド２側を向いている。放射線検出ユニット１１と被検者Ｐとの間にはコリメータ５２が設置され、放射線検出ユニット１１からの視野角を制限する。計測回路ユニット８もそれぞれのソケットボード６に設置される。放射線検出ユニット１１、コリメータ４及び計測回路ユニット８は、遮光・電磁シールド７内に収納されることで、ガンマ線以外の電磁波の影響を遮断している。
【００４３】
放射性薬剤が投与された被検者Ｐが載っているベッド２が移動され、被検者Ｐは、一対のソケットボード６の間に移動される。放射性薬剤が集積した被検者Ｐ内の集積部Ｃから放出されたガンマ線１０がコリメータ４内の貫通孔部を通って放射線検出ユニット１１の各放射線検出器１４に入射される。放射線検出器１４から出力されたγ線検出信号は、計測回路ユニット５３で信号処理される。データ収集解析装置５４は、計測回路ユニット５３から出力された情報を用いて被検者Ｐに対する画像情報を作成し、この画像情報を表示装置２５に表示する。回転支持台５６が回転することによって、各ソケットボード６及び放射線検出ユニット１１が被検者Ｐの周囲を旋回する。放射線検出ユニット１１は旋回しながらγ線検出信号を出力する。回転支持台５６の回転制御、放射線検出ユニット１１と被検者Ｐとの間の距離の制御、及びベッド２による被検者Ｐの位置制御は、操作パネル５８によってＳＰＥＣＴ５１の近傍で行えると共に、入力装置２４によって遠距離から行うことも可能である。
【００４４】
このように構成される本実施の形態でも、並列配置された放射線検出器１４をソケットボード６に着脱可能に取り付ける構成としたので、高エネルギ分解能、高時間分解能、高計数率特性を有するＳＰＥＣＴ５１を提供できると共に、異常になった放射線検出器１４の交換を最小単位で行うことができる。また、異常になった放射線検出器１４の交換作業を容易にかつ短時間に行うことができる。第１実施形態で生じる効果も得ることができる。
【００４５】
（第５の実施の形態）
次に、図９及び図１０を参照して本発明の第５の実施の形態であるポジトロンエミッショントモグラフィ装置６１（以下、ＰＥＴという）について説明する。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４６】
図９において、放射線撮像装置であるＰＥＴ６１は、複数の放射線検出装置３０（図１０参照）を、ベッド２を取り囲むように配置している。各放射線検出装置３０においてソケットボード６に着脱可能に取り付けられた複数の放射線検出ユニット１１がベッド２の方を向いている。このため、多数の放射線検出器１１がベッド２を取り囲んで配置される。放射線検出ユニット１１、計測回路ユニット６２及び計測回路制御系６３は、遮光・電磁シールド７内に収容されることにより、ガンマ線以外の電磁波の影響を遮断している。本実施形態では、放射線検出ユニット１１と被検者Ｐとの間にはコリメータは設置されていない。
【００４７】
放射性薬剤が投与された被検者Ｐが載っているベッド２が移動され、被検者Ｐは環状に配置された放射線検出ユニット１１で囲まれた空間内に挿入される。ベッド２の位置制御は操作パネル６７によってＰＥＴ６１の近傍で行えると共に、入力装置２４により遠距離から行うことも可能である。放射性薬剤が集積した被検者Ｐ内の集積部Ｃから放射性薬剤に起因した一対のガンマ線１０が放出される。これらのガンマ線１０は１８０度反対向に放出されるため、これらのガンマ線１０を別々の放射線検出器１４で検出することにより、それらのガンマ線の放射方向が特定される。それらの放射方向の特定はデータ収集解析装置６４で同時計数処理を行うことによりなされる。放射線検出器１４から出力されたγ線検出信号は、計測回路ユニット６２の計測回路６２Ａ及び計測回路制御系６３を介してデータ収集解析装置６４にデータとして集められる。データ収集解析装置６４は、上記の同時計数処理で得られたガンマ線の計数値情報等を用いて集積部Ｃの断層像情報を作成し、表示装置２５に表示する。
【００４８】
このように構成される本実施の形態でも、並列配置された放射線検出器１４をソケットボード６に着脱可能に取り付ける構成としたので、高エネルギ分解能、高時間分解能、高計数率特性を有するＰＥＴ６１を提供できる。特に高計数率特性が要求される３Ｄ−ＰＥＴに最適である。また、異常になった放射線検出器１４の交換を最小単位で行うことができる。また、異常になった放射線検出器１４の交換作業を容易にかつ短時間に行うことができる。第１実施形態で生じる効果も得ることができる。
【００４９】
なお、各実施の形態では、半導体素子を２枚並列配置して放射線検出器を構成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限ることなく、例えば半導体素子を３枚以上並列配置して放射線検出器を構成してもよい。
【００５０】
また、第２の実施の形態では、保護コネクタケースに引抜部としての引抜穴を穿設する構成とした場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限ることなく、例えばフックを引っ掛けるためのＬ字状の突起部を保護コネクタケースの開口端に突設することにより引抜部を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るガンマカメラ装置を示す全体斜視図である。
【図２】図１中の放射線検出ユニットを拡大して示す分解斜視図である。
【図３】図１中の放射線検出ユニットを単体で示す斜視図である。
【図４】図１中の放射線検出ユニット、ソケットボード及び計測回路ユニットを拡大して示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るガンマカメラ装置の放射線検出ユニットを単体で示す斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るガンマカメラ装置の放射線検出器、ソケットボード及び計測回路ユニットを示す斜視図である。
【図７】図６中の放射線検出器及びソケットボードを分解した状態で示す側面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係るシングルフォトンエミッションＣＴ装置を示す全体斜視図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係るポジトロンエミッショントモグラフィ装置を示す全体斜視図である。
【図１０】図９中の放射線検出ユニット及び計測回路ユニットを拡大して示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
１      ガンマカメラ装置（放射線撮像装置）
４      コリメータ
６，４１  ソケットボード
６Ａ，６Ｂ  ソケット（検出器保持部材）
１１，３１  放射線検出ユニット
１２    検出器エレメント
１２Ａ，１３Ａ  半導体素子
１２Ｂ，１３Ｂ  電圧印可電極（電極）
１２Ｃ，１３Ｃ  信号読出電極（電極）
１３    検出器エレメント
１４    放射線検出器
１５，３２  保護コネクタケース
１５Ｄ，３４  絶縁維持段差部（段差部）
１６，１７，３３，４４，４５，４６  電極接触部材
３０，３０Ａ  放射線検出装置
３２Ａ  引抜穴（引抜部）
４７    嵌合溝（検出器保持部）
５１    シングルフォトンエミッションＣＴ装置（放射線撮像装置）
６１    ポジトロンエミッショントモグラフィ装置（放射線撮像装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005077189.tif 000009
【図８】
2005077189.tif 000010
【図９】
2005077189.tif 000011
【図１０】
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