特表 2024-542411 タイル状に並べられるピクセルからなる発光センサのエッジ配置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-15

(54)【発明の名称】タイル状に並べられるピクセルからなる発光センサのエッジ配置

(51)【国際特許分類】

   G01T 3/08 20060101AFI20241108BHJP

   G01T 1/161 20060101ALI20241108BHJP

【ＦＩ】

G01T3/08

G01T1/161 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024527249

(86)(22)【出願日】2021-11-16

(85)【翻訳文提出日】2024-05-31

(86)【国際出願番号】 US2021072427

(87)【国際公開番号】W WO2023091162

(87)【国際公開日】2023-05-25

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】593063105

【氏名又は名称】シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】110003317

【氏名又は名称】弁理士法人山口・竹本知的財産事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075166

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 巖

(74)【代理人】

【識別番号】100133167

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100169627

【弁理士】

【氏名又は名称】竹本 美奈

(72)【発明者】

【氏名】ビジャ，アレクサンダー ハンス

(72)【発明者】

【氏名】ロドリゲス，ミーシャー

【テーマコード（参考）】

2G188

4C188

【Ｆターム（参考）】

2G188AA02

2G188BB04

2G188CC29

2G188CC32

2G188DD05

2G188DD43

2G188DD44

2G188DD45

4C188EE02

4C188FF04

4C188GG21

4C188JJ05

4C188JJ06

4C188JJ37

(57)【要約】

ガンマカメラにおけるより大きなＦＯＶの場合、複数のソリッドステート検出器がタイル状に並べられる。ピクセル化された検出器のエッジピクセルはピクセルまたはアノードのピッチがタイル状に並べられた検出器に亘って一定であるように、内部ピクセルよりも狭い。一定のピッチは、複数の検出器から組み合わされたエッジピクセルのペアが内部ピクセルのピッチまたは領域に寄与する場合に生じる。この最適化されたエッジピクセルペアリングおよびタイルにわたる対応する規則的なピッチの結果として、スペクトルおよび他の性能は、あまり劣化しない。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１のピクセル化検出器セルを有する第１の検出器であって、前記第１の検出器の第１のエッジ上に、第１の内部検出器セルと第１のエッジ検出器セルとを含む複数の第１のエッジ検出器セルを含む、第１の検出器と、
複数の第２のピクセル化検出器セルを有する第２の検出器であって、前記第２の検出器の第１のエッジ上に、第２の内部検出器セルと第２のエッジ検出器セルとを含む複数の第２のエッジ検出器セルを含む、第２の検出器と、
を含む検出器システムであって、
前記第１の検出器は、前記第２の検出器と並べて配置され、前記第２の検出器は、前記第１のエッジが前記第２のエッジのそばにある前記第１の検出器に隣接して配置されており、
前記第１のエッジ検出器セルは、前記第１の内部検出器セルよりも狭い第１の狭い領域を有し、前記第２のエッジ検出器セルは、前記第２の内部検出器セルよりも狭い第２の狭い領域を有し、
前記第１および第２の狭い領域は、前記第１および第２のエッジ検出器セルのペアが、組合せセルを形成するようにサイズが設定され、前記第１および第２の検出器にわたる前記第１および第２のピクセル化検出器セルのピッチが一定である、
検出器システム。

【請求項2】

請求項１に記載の検出器システムであって、
前記第１および第２の内部検出器セルおよび前記組合せセルは正方形であり、前記第１および第２のエッジ検出器セルは長方形である、
検出器システム。

【請求項3】

請求項１に記載の検出器システムであって、
前記第１および第２の内部検出器セルおよび前記組合せセルは三角形であり、前記第１および第２のエッジ検出器セルのうちのいくつかは三角形であり、前記第１および第２のエッジ検出器セルのうちその他は台形である、
検出器システム。

【請求項4】

請求項１に記載の検出器システムであって、
前記第１および第２の内部検出器セルおよび前記組合せセルは六角形であり、前記第１および第２のエッジ検出器セルは五角形である、
検出器システム。

【請求項5】

請求項１に記載の検出器システムであって、
前記第１および第２の狭い領域が実質的に等しい、
検出器システム。

【請求項6】

請求項１に記載の検出器システムであって、
前記第１および第２の狭い領域は、それぞれ前記第１および第２の内部検出器セルの約１／２の面積を有する、
検出器システム。

【請求項7】

請求項１に記載の検出器システムであって、
前記第１の検出器と前記第２の検出器との間の前記ピッチよりも狭いギャップをさらに備え、
前記第１および第２の狭い領域は前記ピッチが一定であるように、前記第１および第２の内部検出器セルそれぞれの１／２未満の面積を有する、
検出器システム。

【請求項8】

請求項１に記載の検出器システムであって、
前記第１および第２の検出器が室温半導体検出器を含む、
検出器システム。

【請求項9】

請求項１に記載の検出器システムであって、
前記第１および第２の検出器が同じ形状を有し、前記第１および第２の内部検出器セルが同じ形状を有する、
検出器システム。

【請求項10】

請求項１に記載の検出器システムであって、
前記第１および第２のピクセル化検出器セルが、前記第１および第２の狭い領域の１／２以下の面積であるコーナエッジ検出器セルを含む、
検出器システム。

【請求項11】

ソリッドステートセンサであって、
複数の半導体ウェハのタイル状配列を含み、前記半導体ウェハはそれぞれ検出面の形状を有し、それぞれが前記形状の検出セルを有する、半導体ウェハのタイル状配列を含み、
隣接する異なる前記半導体ウェハのエッジ上の前記検出セルが、前記隣接する異なる前記半導体ウェハの前記エッジ上の前記検出セルのペアが前記形状を形成するように形作られる、
ソリッドステートセンサ。

【請求項12】

請求項１１に記載のソリッドステートセンサであって、
前記形状が正方形であり、
前記半導体ウェハから前記エッジ上の前記検出セルが長方形であって、前記エッジ上にない前記検出セルの１／２以下の面積を有する、
ソリッドステートセンサ。

【請求項13】

請求項１１に記載のソリッドステートセンサであって、
前記形状が六角形であり、
前記隣接する異なる前記半導体ウェハの前記エッジ上の前記検出セルが五角形であり、前記エッジ上にない検出セルの１／２以下の面積を有する、
ソリッドステートセンサ。

【請求項14】

請求項１１に記載のソリッドステートセンサであって、
隣接する異なる前記半導体ウェハの間にギャップがあり、前記エッジ上の前記検出セルが、前記エッジ上にない前記検出セルの１／２未満の面積である、
ソリッドステートセンサ。

【請求項15】

請求項１１に記載のソリッドステートセンサであって、
前記タイル状の配置にわたる前記検出セルのピッチが一定であり、前記エッジ上の前記検出セルのペアが、前記ピッチに対して単一のセルとして動作する、
ソリッドステートセンサ。

【請求項16】

ガンマカメラを形成する方法であって、
タイル状のソリッドステート検出器全体にわたって、同じピクセルピッチで配置された前記ソリッドステート検出器をタイル状に並べるステップと、
前記タイル状に並べるステップの一部として、前記ソリッドステート検出器を位置合わせするステップであって、前記位置合わせするステップが、異なる前記ソリッドステート検出器のエッジ上の前記ピクセルをペアにして、前記エッジ上にない前記ピクセルと同じサイズおよび形状になるようにし、前記ペアになった前記ピクセルのそれぞれが、前記エッジ上にない前記ピクセルのそれぞれと同じピッチを提供する、ステップと、
を含む、方法。

【請求項17】

請求項１６に記載の方法であって、
前記タイル状に並べるステップが、正方形の前記ソリッドステート検出器をタイル状に並べるステップを含み、
前記位置合わせするステップは、前記エッジ上の前記ピクセルが長方形で、前記エッジ上にない前記ピクセルの１／２以下の面積を有するように、前記エッジ上の前記ピクセルを位置合わせするステップを含む、
方法。

【請求項18】

請求項１６に記載の方法であって、
前記タイル状に並べるステップが、六角形の前記ソリッドステート検出器をタイル状に並べるステップを含み、
前記位置合わせするステップが、前記エッジ上の前記ピクセルが五角形であり、前記ピクセルのそれぞれは前記エッジ上にない前記ピクセルの１／２以下の面積を有するように、前記エッジ上の前記ピクセルを位置合わせするステップを含む、
方法。

【請求項19】

請求項１６に記載の方法であって、
前記タイル状に並べるステップが、前記ソリッドステート検出器を互いに隣接させてギャップを隔てて配置するステップを含み、
前記位置合わせするステップが、前記エッジ上の前記ペアになったピクセルと前記ギャップの一部が前記ピッチを提供するように、前記エッジ上の前記ピクセルを位置合わせするステップを含む、
方法。

【請求項20】

請求項１６に記載の方法であって、
前記位置合わせするステップが、前記エッジ上の前記ペアになったピクセルが、前記エッジ上にない前記ピクセルおよび前記ソリッドステート検出器の前記ピクセルと同じ形状を有するように位置合わせするステップを含む、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、単一光子放出型コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、光子放出型断層撮影（ＰＥＴ）、またはガンマカメラを使用する別のイメージャのための半導体検出器に関する。大視野（ＦＯＶ）ガンマカメラは、ピクセルからなるアノードを有する複数の二次元（２Ｄ）ソリッドステート検出器をタイル状に並べる。ほとんどの設計は正方形である。各検出器はピクセルの２Ｄアレイであり、各ピクセルまたはアノードは、他のピクセルと同じサイズおよび形状を有する。設計におけるステアリンググリッド電極は、ピクセルサイズと同じにすることができ、放射線検出に敏感なセンサ表面領域の割合を低減する（すなわち、検知のためのフィルファクタまたは領域を減少させる。）。

【背景技術】

【0002】

エッジピクセルは他のピクセルよりも大きいか、または他のピクセルと同じサイズであり、検出領域を縮小し、ギャップを増大させ、大型ＦＯＶガンマカメラでの使用に困難を加える。エッジ上のピクセルは、内部ピクセルと比較してより低い性能を有する。ピクセルからなるソリッドステートセンサのエッジ（または読み出し電極）付近の劣化したスペクトル性能は製造作業（すなわち、切断、研磨、不動態化、および他のプロセス）中に機械的に誘起された応力による欠陥の増加に起因する。電界はエッジ付近のセンサ容積の外側で曲がり（双極子効果）、中心表面と陰極表面との間で起こる相互作用のためにセンサのエッジに向かって電子を導き、中心表面と陽極表面との間で起こる相互作用のためにセンサのエッジに向かって孔を導く。このステアリング効果は、エッジ付近のスペクトル性能の低下に寄与する。ステアリンググリッドはまた、縁電極の静電容量を増加させ、したがって、縁における性能の低下にも寄与する。最後に、エッジ電極における暗電流（ノイズ）は、わずかに高くなり得、したがって、エッジピクセルにおける性能を低下させる。

【0003】

ガードリングは各２Ｄソリッドステート検出器の周りに設けられてもよく、タイル状に並べたとき、複数の検出器のピクセル間のさらなる分離をもたらす。タイル状に並べられたときの不均一な間隔は、コリメータへの不十分なレジストレーションを提供する。

【発明の概要】

【0004】

導入として、以下に記載される好ましい実施形態は、タイル状に並べられるガンマカメラのための方法、システム、および検出器を含む。より大きなＦＯＶに対しては、複数のソリッドステート検出器がタイル状に並べられる。ピクセル化された検出器のエッジピクセルはピクセルまたはアノードのピッチがタイル状に並べられた検出器にわたって一定であるように、内部ピクセルよりも狭い。一定のピッチは、複数の検出器から組み合わされたエッジピクセルのペアが内部ピクセルのピッチまたは領域に寄与する場合に生じる。この最適化されたエッジピクセルペアリングおよび複数のタイル全体にわたる対応する規則的なピッチの結果として、スペクトルおよび他の性能は、あまり劣化しない。

【0005】

第１の態様では、検出器システムが第１の検出器の第１のエッジ上に第１の内部検出器セルおよび第１のエッジ検出器セルを含む複数の第１のピクセル化検出器セルを有する第１の検出器を含み、第２の検出器の第２のエッジ上に第２の内部検出器セルおよび第２のエッジ検出器セルを含む複数の第２のピクセル化検出器セルを有する第２の検出器を含む。第１の検出器は第２の検出器が第１の検出器に隣接して配置され、第１のエッジが第２のエッジによって配置されるように、第２の検出器とともにタイル状に並べられる。第１のエッジ検出器セルは第１の内部検出器セルよりも狭い第１の領域を有し、第２のエッジ検出器セルは、第２の内部検出器セルよりも狭い第２の領域を有する。第１および第２の狭い領域は第１および第２の検出器にわたって第１および第２のピクセルからなる検出器セルのピッチが一定であるように、第１および第２のエッジ検出器セルのペアが組合せセルを形成するようなサイズにされる。

【0006】

様々な形状を使用することができる。例えば、第１および第２の内部検出器セル並びに組合せセルは正方形であり、第１および第２のエッジ検出器セルは長方形である。別の例として、第１および第２の内部検出器セルならびに組合せセルは三角形であり、第１および第２のエッジ検出器セルのうちのいくつかは三角形であり、第１および第２のエッジ検出器セルのうちの他は台形である。別の例では、第１および第２の内部検出器セルおよび組合せセルは六角形であり、第１および第２のエッジ検出器セルは五角形である。

【0007】

一実施形態では、第１および第２の狭い領域が実質的に等しい。別の実施形態では、第１および第２の狭い領域がそれぞれ第１および第２の内部検出器セルの領域の約１／２の面積である。

【0008】

第１の検出器と第２の検出器との間にギャップは設けられていない。他の実施形態では、第１の検出器と第２の検出器との間のピッチよりも狭いギャップが提供される。第１および第２の狭い領域はそれぞれ、第１および第２の内部検出器セルの１／２未満の面積であり、その結果、ピッチは、ギャップでさえ一定である。

【0009】

一実施形態では、第１および第２の検出器が室温半導体検出器を含む。他のソリッドステート検出器が使用されてもよい。

【0010】

一実施形態では、第１および第２の検出器は同じ形状を有し、第１および第２の内部検出器セルは同じ形状を有する。

【0011】

別の実施形態では、第１および第２のピクセルからなる検出器セルが第１および第２の狭い領域の１／２以下の面積であるコーナエッジ検出器セルを含む。

【0012】

第２の態様では、ソリッドステートセンサが提供される。半導体ウェハのタイル状の配置が提供される。半導体ウェハは検出面の形状を有し、形状を有する検出セルを有する。半導体ウェハの隣接する異なるものエッジ上の検出セルは、半導体ウェハの隣接する異なるものからのエッジ上の検出セルのペアが形状を形成するように成形される。

【0013】

一実施形態では、形状は正方形である。また、隣接する異なる半導体ウェハからのエッジ上の検出セルは長方形であり、エッジ上にない検出セルの１／２以下の領域を有する。別の実施形態では、形状は六角形である。また、隣接する異なる半導体ウェハからのエッジ上の検出セルは、エッジ上にない検出セルは五角形で１／２以下の面積となっている。

【0014】

他の実施形態では、ギャップが半導体ウェハのうちの当接する異なるものの間にある。エッジ上の検出セルは、エッジ上にない検出セルの１／２未満の面積を有する。

【0015】

別の実施形態として、タイル状の配置全体の検出セルのピッチは固定されており、エッジ上の検出セルのペアはピッチのための単一のセルとして作用する。

【0016】

第３の態様では、ガンマカメラを形成する方法が提供される。ソリッドステート検出器は、タイル状に並べられたソリッドステート検出器を横切って同じピッチのピクセルを有する配置でタイル状に並べられる。ソリッドステート検出器は、タイリングの一部として配列される。複数のソリッドステート検出器のエッジ上の配列ペアピクセルはペアピクセルの各々がエッジ上にないピクセルの各々と同じピッチを提供するように、エッジ上にないピクセルと同じサイズおよび形状を有する。

【0017】

一実施形態では、ソリッドステート検出器は正方形である。エッジ上のピクセルは長方形であり、それぞれ、配列のためにエッジ上にないピクセルの１／２以下の面積を有する。別の実施形態では、ソリッドステート検出器は六角形である。エッジ上のピクセルは五角形であり、それぞれ、配列のためにエッジ上にないピクセルの１／２以下の面積を有する。

【0018】

一実施形態では、ソリッドステート検出器がそれらを分離する間隙を伴って互いに隣接して配置される。エッジ上のピクセルはエッジ上のペアのピクセルにギャップの一部を加えたものが、ピッチを提供するように配列される。

【0019】

別の実施形態では、配列がエッジ上のペアになったピクセルがエッジ上になく、ソリッドステート検出器のピクセルと同じ形状を有するように実行される。

【0020】

本発明は、次の請求の範囲によって定義され、この欄の何れも、それらの請求の範囲を限定するものとして見なされるべきではない。本発明のそれ以上の観点および利点については、好ましい実施形態と関連して以下において説明し、これらを独立して又は組合せ状態で請求の範囲の記載とみなす場合がある。

【図面の簡単な説明】

【0021】

構成要素（コンポーネント）および図面は、必ずしも縮尺通りにはなっておらず、それどころか、本発明の原理を説明する際に誇張がなされている。さらに、図面に関し、同一の参照符号は、互いに異なる図全体にわたり対応の部分を示している。

【0022】

【図1】正方形グリッドを有する検出器のタイル状に並べられた配置の一実施形態を示す図である。

【図2】三角形グリッドを有する検出器のタイル状に並べられた配置の一実施形態を示す図である。

【図3】六角形グリッドを有する検出器のタイル状に並べられた配置のさらに別の実施形態を示す。

【図4】正方形グリッド内の検出器間のギャップを有する例示的にタイル状に並べられた配置面の部分図である。

【図5】検出器間にギャップを有する図２のタイル状に並べられた配置を示す図である。

【図6】検出器間にギャップを有する図３のタイル状に並べられた配置を示す図である。

【図7】イメージャまたはシステムの断面図である。

【図8】複数の半導体検出器からガンマカメラを形成する方法の例示的な実施形態のフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

最適化されたセンサエッジアノードパターンはエッジピクセルスペクトル性能を改善し、並列動作時に複数のセンサにわたって複数の対称軸にわたって対称性を維持する。２Ｄ空間内でソリッドステート検出器をタイル状に並べることは、エッジアノードパターンを使用して、複数のセンサにわたってピクセル間の固定ピッチを維持し、エッジピクセルスペクトル性能を改善する。エッジピクセルは、複数の検出器からのエッジピクセルのペアが検出器にわたってピッチを維持するために領域内で組合わせられるように、領域内で低減される。検出器および対応するピクセル（例えば、アノード電極）は三角形、正方形、または六角形などの同じ形状を有し、検出器にわたる任意の寸法に沿って一定のピッチを有する。

【0024】

この構成は複数のセンサを並べてタイル状に並べるときに、より良好な均一性を有する全体的なシステム応答を改善することができ、検出および補正スキームを容易にする。エッジおよびコーナ部ピクセルの静電容量が低減され、したがって、エッジにおけるスペクトル性能およびサブピクセル位置決めが改善される。エッジにおける改善されたスペクトル性能、より良好なマルチセンサの対称性、検出器の総領域に対するエッジピクセルの相対領域の低減（すなわち、フィルファクタの改善）、エッジピクセル／コーナ部のキャパシタンスの低減（たとえば、より狭いピクセルによる）、および／またはエッジにおけるサブピクセル位置決めによるより高い信号対雑音比が提供され得る。検出器の総領域に対するエッジピクセルの相対領域は、より狭いエッジピクセルを有することによって低減され、したがって、フィルファクタを改善する。

【0025】

固定ピッチは、コリメータと検出器ピクセル１～１との間のより良いレジストレーションを提供することができる。２Ｄ空間にタイル状に並べられた複数のセンサにわたる対称性は、マルチチャネルコリメータを用いた撮像において望ましい。他のコリメーション又はコリメーションレス方式も、エッジピクセルスペクトル性能が改善された等間隔ピクセルから利益を得る。

【0026】

タイル状に並べられるセンサは、ガンマカメラを形成するなど、発光イメージングに使用される。ガンマカメラは、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ、または別の機器設計に使用される。ＳＰＥＣＴは、古典的なマルチチャネルコリメーションを用いた画像形成を提供する。本明細書では、ＳＰＥＣＴ例を使用する。センサは、ガンマ線撮像、断層撮影に適しているか否かにかかわらず、任意の画像形成に使用される。ガンマカメラは、医療放射撮像または非医療放射撮像に使用されてもよい。例えば、センサは、断層撮影なしでのみ２Ｄ（平面）画像形成のために使用される。他の例では、タイル状の検出器が限定角度断層撮影装置、断層撮影のための多重化画像形成、コンプトンカメラ画像形成、またはハイブリッドコンプトンカメラおよび多重化画像形成のために使用される。ガンマカメラを使用する任意の撮像装置は、２Ｄタイル状の配置、または３Ｄスタッキングおよび／またはタイル状に並べることを可能にする室温半導体検出器で利用可能な空間を効率的に充填することから利益を得ることができる。いくつかの単純な（例えば、整数スケーリングを有する長方形内の六角形タイル状に並べること）が本明細書で提供されるが、格子制約が満たされる必要はない（例えば、準格子を収容する）。

【0027】

図１はタイル状に並べられる検出器１１０を有する検出器システム（例えば、ＳＰＥＣＴ検出器システム）の一実施形態を示す。図２および図３は、タイル状に並べられた検出器１１０を有する検出器システムの他の実施形態を示す。ソリッドステートセンサは、複数の検出器１１０から形成される。検出器１１０のうちの１つまたは複数は、他の検出器１１０に隣接してタイル状に並べられたときの性能を改善するようなサイズおよび形状のエッジピクセル１２２を有する。代替の実施形態では、１つの検出器のみが使用される。縮小されたサイズのエッジ電極の利点は、モジュール内の単一の検出器またはタイルに対してさえも提供され得る。

【0028】

図１に示されるような検出器システムは、タイル状に並べられた配置で２つの検出器１１０を含む。追加の検出器１１０は、直線状、正方形状、「Ｌ」、「Ｔ」、または別のパターンでタイル状に配置された３つ、４つ、またはそれを上回る検出器１１０など、タイル状に配置され得る。図１は、線形パターンでタイル状に配置された２つの検出器１１０を示す。図２は、線形パターンでタイル状に配置された３つの検出器１１０を示す。図３は、「花」パターンでタイル状に配置された７つの検出器１１０を示す。

【0029】

検出器１１０のこの配置は、フレーム内に配置され、キャリアに取り付けられ、および／またはプレート間に保持され得る。コリメータ（たとえば、マルチチャネルコリメータ）および／または検出電子機器のための特定用途向け集積回路を含むなど、追加の、異なる、またはより少ない構成要素が提供され得る。

【0030】

検出器１１０は、室温半導体検出器としての半導体ウェハ等の半導体である。検出器１１０は、ソリッドステート検出器である。ＳＩ、ＣＺＴ、ＣｄＴｅ、および／または他の材料などの任意の材料を使用することができる。検出器１１０は、ＣＺＴでは約４ｍｍなどの任意の厚さのウェハ製造で作製される。約５×５ｃｍなど、任意のサイズが使用され得る。

【0031】

検出器１１０は、患者からの放出などのガンマ放出を検出するように設計および構成される。例えば、半導体は、陽極電極が検出器セルを画定するシリコン光子増倍セルのアレイとして形成される。

【0032】

検出器１１０は、正方形であるか、または放射検出面のための正方形の形状を有する。三角形（図２参照）または六角形（図３参照）など、正方形以外の形状を使用してもよい。半導体ウェハは、検出面（放射を受け取るための平面）の正方形または他の形状を有する。図１～図３の実施形態では、各内部検出セル１２０（陰影なしで白色で示される）および対応するアノード電極が検出器１１０と同じ形状（例えば、正方形（図１）、三角形（図２）、または六角形（図３））を有する。

【0033】

タイル状に配置された複数の検出器１１０は、同じサイズ、形状、およびピクセルグリッドパターンを有する。他の実施形態では、タイル状に配置された１つまたは複数の検出器１１０が異なるサイズ、形状、および／またはピクセルグリッドパターンを有する。

【0034】

検出器１１０は、ピクセルからなる検出器であるか、またはピクセルからなる検出器セルを有する。検出器１１０は、センサまたはピクセルからなる検出器セル１２０、１２２、１２４のアレイを形成する。例えば、２．５×２．５ｃｍ又は５×５ｃｍの検出器１１０は、約２．２ｍｍのピクセルピッチを有する内部検出セル１２０の１１×１１又は２１×２１ピクセルアレイである。アレイの各検出セル１２０、１２２、１２４は、放出事象を別々に検出することができる。他の多数のピクセル、ピクセルピッチ、および／またはアレイのサイズが使用され得る。三角形分布（図２参照）または六角形分布（図３参照）のピクセルまたは内部検出セル１２０など、長方形以外のグリッドを使用することができる。

【0035】

陽極および陰極電極は、検出器１１０の対向する表面上に設けられる。本明細書の例では、より低い電圧（例えば、１０ボルト以下）のアノード電極が示され、検出セル１２０、１２２、１２４を画定する。アノード電極は検出器１１０の表面上に露出された導体（例えば、導電性パッドまたはトレース）である。電極は検出セル１２０、１２２、１２４と同じピッチを有し、検出器１１０の検出セル１２０、１２２、１２４への別個の電気接続のために、互いに電気的に絶縁される。

【0036】

内部検出器セル１２０は、その一部である検出器１１０と同じ形状を有する。例えば、図１の内部検出器セル１２０は正方形であり、図２のものは三角形であり、図３のものは六角形である。代替の実施形態では、１つまたは複数の内部検出器セル１２０が検出器１１０とは異なる形状を有する。全ての内部検出器セル１２０は同じ形状を有するが、所与の検出器１１０における様々な形状を使用することができる。

【0037】

図１の正方形検出器１１０の４つすべてのエッジなどの１つまたは複数のエッジは、内部検出器セル１２０とは異なるサイズおよび／または形状を有するエッジ検出器セル１２２、１２４を有する。各エッジ上の検出面の平面内のアレイの単一層（例えば、列または行）のアノードは、内部のアノードとは異なるサイズおよび／または形状を有する。１つまたは複数のエッジのアノードは、他の検出器１１０とタイ状に配置するためのサイズおよび／または形状によって最適化される。

【0038】

同じサイズおよび／または形状を有する全てのピクセルまたは検出器セル１２０、１２２、１２４ではなく、検出器のエッジ上のエッジまたはコーナピクセルまたは検出器セル１２２、１２４は、内部検出器セル１２０よりも狭いサイズおよび／または異なる形状を有する。

【0039】

内部検出器セル１２０は、所望のグリッドパターンにおいて所望のピッチＰを有する。エッジ検出器セル１２２は、内部検出器セル１２０よりも狭い領域を有する。タイル状に配置するために、エッジ検出器セル１２２は、検出器１１０を横切ってペアで組合わせるようにサイズ決定され、複数の検出器１１０からの２つのエッジ検出器セル１２２の組合せセル１４０を形成する。ピッチＰを維持するために、各検出器１１０のエッジ検出器セル１２２は組合せセル１４０が内部検出器１２０と同じ領域および／または距離を有するように、内部検出器１２０の領域よりも狭い。

【0040】

組み合わされたセル１４０を形成するためにペアにされるべきエッジ検出器セル１２２は、実質的に等しい面積を有する。実質的には、製造公差を可能にするために使用される。代替の実施形態では、１つの検出器１１０のエッジ検出器セル１２２が図２に示されるように、別の検出器１１０のエッジ検出器セル１２２よりも大きい。

【0041】

エッジ検出器セル１２２は、内部検出器セル１２０と同じまたは異なる形状を有する。エッジ検出器セル１２２は内部検出器セル１２０の約半分以下であるので、エッジ検出器セル１２２は内部検出器セル１２０の形状の半分以下を有する。図１の例では、エッジ検出器セル１２２が２つの側面が内部検出器セル１２０と同じ長さであり、内部検出器セル１２０の幅の半分以下の長方形である。図２の例では、エッジ検出器セル１２２のいくつかは例えば、分離されている内部検出器セル１２０の完全な三角形の上部によって、三角形である。エッジ検出器セル１２２のいくつかは、上部三角形部分が切断された後の内部検出器セル１２０の全三角形の残りの部分などの台形である。形状の違いにより、いくつかのエッジ検出器セル１２２（例えば、台形）の面積は、５０％より大きくなり得る。図３の例では、エッジ検出器セル１２２が内部検出器セル１２０の六角形を半分に切るなどして、５つの側面を有する。

【0042】

検出器１１０の縁部の外側のコーナ部または端部について、コーナ検出器セル１２４は、異なるサイズおよび／または形状を有する可能性がある。タイル状の配置により、コーナ検出セル１２４は、３つ以上のタイル状に配置された検出器１１０のコーナ検出セル１２４とピッチ目的のために組み合わされたセル１４０を形成し得る。ピッチを維持するために、コーナ検出セル１２４は、より狭い領域および／または異なる形状を有する。例えば、図１のコーナ検出セル１２４は、長方形ではなく正方形である。別の例として、図２のコーナ検出セル１２４は三角形である。別の例では図３のコーナ検出セル１２４が５つの側面を有するが、エッジ検出セル１２２とは異なる形状を有する。

【0043】

エッジ検出器セル１２２およびコーナ検出セル１２４のサイズおよび／または形状は、ピッチＰを維持するように設計され、これはまた、エッジにおけるピクセルのサイズを低減する。サイズおよび形状は、ＳＰＥＣＴ検出器１１０全体にわたってピクセルからなる検出器セル１２０、１４０のピッチが一定であるように、内部検出器セル１２０と同様または同じサイズおよび形状の組合せセル１４０を形成するように提供される。ピッチは検出器１１０が互いに隣接して（例えば、エッジ間で）配置されるとき、タイル状に配置された全体わたって同じである。隣接する半導体ウェハのエッジおよびコーナ検出セル１２２、１２４は組合せセル１４０を形成するエッジ上のペア（コーナのための三重項以上）が内部検出器セル１２０のサイズおよび形状を有するように、成形および／またはサイズ決定される。これにより、タイル配置全体のセルピッチが固定され、組合せセル１４０（つまり、組み合わされたエッジ検出器セル１２２または組み合わされたコーナ検出器セル１２４）がピッチのセルとして機能する。組み合わされたセル１４０は正方形（例えば、図１）、三角形（例えば、図２）、または六角形（例えば、図３）である。

【0044】

組合せセル１４０は異なる部分（例えば、構成要素エッジ検出器セル１２２）を独立して動作させることができる。電気処理または信号処理は、少なくとも信号チェーンの一部について、構成要素部分について別個である。この組み合わせは、物理的ピッチを提供する。電気的には、少なくとも部分的には構成要素セル１２２、１２４のために別個の信号処理が提供される。組合せセル１４０のコーナ検出器セル１２２、１２４からの信号は、平均化または合計など、後で組み合わせすることができる。代替の実施形態では、ワイヤまたは他の導体を使用して、タイル状に配置された構成部品を電気的または導電的に組み合わせ、組合せセル１４０が完全または内部検出器セル１２０として動作することを可能にする。

【0045】

図１の例では、２つの並んだセンサまたは検出器１１０が内側ピクセルの５０％の面積を有するエッジピクセルと、内側ピクセルの２５％の面積を有するコーナ部ピクセルとを有する。センサまたは検出器１１０間のギャップは、実質的にゼロである（実質的に製造公差のために使用される）。図２の例では、３つの並んだセンサまたは検出器１１０のギャップが実質的にゼロである内側ピクセルの３３％（三角形エッジ検出器セル１２２）および６７％（台形エッジ検出器セル１２２）の面積を有するエッジピクセルを有する。図３の例では、７つの並んだセンサまたは検出器１１０のギャップが実質的にゼロである内側ピクセルの５０％の面積を有するエッジピクセルを有する。

【0046】

図４～図６はそれぞれ図１～図３の例を示すが、１つまたは複数のギャップ４００が追加されている。ギャップ４００は、対応する検出器１１０のエッジ間にある。ギャップ４００はゼロよりも大きく、ピッチＰよりも小さくてもよい。図４および図６の例ではギャップ４００がピッチＰの約３３％の幅を有する。図５の例ではギャップが約５％または１０％である。他のギャップ幅が使用されてもよい。

【0047】

ギャップ４００を考慮すると、エッジ検出器セル１２２は、内部検出器セル１２０の１／２未満の面積を有する。検出器１１０を横切って、または検出器１１０間のピッチを維持するために、その領域は、エッジではなく検出セル１２０の１／２未満の面積である。コーナ検出器セル１２４は同様に、より狭い面積を有する可能性がある。ギャップを増大させることは、内側ピクセルに対するエッジピクセルおよびコーナ部ピクセルの相対的な面積をさらに減少させる。図４において、４つの並んだセンサは複数の隣接するセンサにわたって同じピクセルピッチＰを維持するために、センサ間の追加の空間、ギャップＧ（４００）のために、内側ピクセルの５０％未満の面積を有するエッジピクセルを有する。図５では、エッジピクセルが複数の隣接するセンサにわたって同じピクセルピッチＰを維持しながら、ギャップ４００によって引き起こされる検出器間の追加の空間のために、内側ピクセルの３３％および６７％未満の面積であり得る。台形エッジ検出器セル１２２は、ギャップ４００を有していても、５０％を超えの面積を有することができる。図６では内部ピクセルがギャップ４００のために内部ピクセルの５０％未満の面積であるが、複数の隣接するセンサにわたって同じピクセルピッチＰを維持する。

【0048】

複数の検出器またはタイルは、任意の対称性を有することができる。電極パターンおよび結晶パターンは、異なる空間群であってもよい。組立体は、検出器ヘッドにタイル状に並べられたときに使用することができる１つのモジュールをもたらすことができる。モジュールは、商業的ニーズと性能ニーズとの間で最も最適な対称パターンを使用する。モジュールが、モジュールセルを完全には覆わないユニットセルに対して異なる動作を有する、いかなるタイル状に並べられたことも、エッジタイル状に並べることの必要性がある。単位セルがモジュール単位セルを達成するように単にスケーリングされ、スケーリングが整数でない場合、エッジタイル状の配置が使用される。一般に、並進の対称操作では、軸の周りの回転が空間または格子の２ｄタイル状の配置をもたらす。２Ｄにおける反復パターンは１、２、３、４、または６回の対称性を有し、５回または７回の対称性を有することができない（３６０／ｎ；ｎ＝１、２、３、４、６）。準結晶は５回または７回の対称性を有し、準格子を形成することもできるので、ここに含まれる。２Ｄには１７の空間群（回転（５）；回転および反射（５）；反射（７））があるが、５つの基本的な格子タイプしかない。したがって、検出器モジュールが１つのタイプのものである場合、さらに別の要素のエッジタイル状に並べることが使用される。モジュールを用いてタイル状に並べることは１つの態様であり、モジュール内にタイル状に並べることは、もう１つの態様である。

【0049】

図７は医療システムまたはイメージャ（例えば、ＳＰＥＣＴ検出器システム）で使用される検出器システムを示す。検出器システムは、システム内のガンマカメラ７０６またはガンマカメラ７０６の一部として使用される。

【0050】

システムは、ベッド７０４上の患者を撮像するための撮像システムである。検出器システム（例えば、タイル状に並べられた検出器１１０）によって形成されるガンマカメラ７０６は、患者からの放出を検出する。

【0051】

システム７００は、ハウジング７０２を含む。ハウジング７０２は金属、プラスチック、ガラス繊維、炭素（例えば、炭素繊維）、および／または他の材料である。一実施形態では、ハウジング７０２の複数の部品が複数の材料である。

【0052】

ハウジング７０２は画像化のために患者が配置される患者領域（例えば、ボア）を形成する。ベッド７０４は、患者領域内で患者を移動させて、異なる時間に患者の異なる部分を走査することができる。代替的に、または追加的に、検出器システムを保持するガントリは、検出器１１０を移動させる。

【0053】

ガンマカメラ７０６は、可動ガントリに取り付けられるなど、患者領域に隣接する。ガンマカメラ７０６は、検出セルを有するピクセルからなる検出器などの２つ以上の半導体検出器１１０がタイル状に並べられた配置を含む。検出器１１０を、隙間を有して、または、隙間を有さずに、互いに隣接してタイリングすることによって、より大きな視野のガンマカメラが提供される。ギャップの有無にかかわらずタイル状に並べられた検出器１１０全体のピッチを維持するようにサイズ設定および形状設定されたエッジ検出器セルおよびコーナ検出器セルを含めることにより、より優れたスペクトル性能が提供される。

【0054】

図８は、ガンマカメラを形成するための方法のフローチャートの一実施形態を示す。組み合わせするためにエッジピクセルをサイジングすることによって、ソリッドステート検出器にわたるピッチは一定であり得る。

【0055】

この方法は、ウェハ処理および／または他の製造によって実施される。ピック・アンド・プレース・マシンは、配列およびタイル状の配置を行うことができる。

【0056】

動作は示された順序（すなわち、上から下または数値的）または別の順序（例えば、逆）で実行される。一実施形態では、動作８０４が動作８０２の実行の一部として実行される。

【0057】

追加の、異なる、またはより少ない動作が提供されてもよい。例えば、ソリッドステート検出器をウェハで製造するための工程が提供される。ウェハ製造は電気的に独立した検出セル又はピクセルを画定する電極を形成するために、堆積および／又はエッチング作用を含むことができる。別の例として、特定用途向け集積回路に電気的に接続し、カメラハウジングに組み込み、ＳＰＥＣＴイメージャのガントリに取り付けるための動作が提供される。

【0058】

動作８０２において、複数のソリッドステート検出器がタイル状に並べられる。検出器は、フレームまたはホルダ内に配置するなど、互いに隣接して配置される。検出器は発光検出面が発光検出のためのより大きな領域または面を形成するように、互いに隣接してエッジツーエッジで配置される。検出器は、正方形、三角形、六角形、または別の形状である。タイル状に並べることにより、任意の形状のより大きな領域が形成される。

【0059】

検出器は、タイル状に並べられた検出器全体にわたって同じピッチのピクセルを有するようにタイル状に並べられる。タイリングはギャップを含んでもよいし、含まなくてもよい。

【0060】

動作８０４において、ソリッドステート検出器は、タイリングの一部として配列される。フレーム、ピン、溝、および／または別の配列機構を使用して、検出器が配列される。１つ以上の他の検出器に対する各検出器の相対的方向が確立される。

【0061】

配列は、複数の検出器のエッジ上のピクセルをペアにする。ペアリングは、検出器のエッジ上にないピクセルと同じサイズおよび／または形状を有する組合せピクセルを作成する。一ペアのピクセルは、配列されると、内部ピクセルの各々と同じピッチを提供する。

【0062】

一実施形態では、エッジピクセルは長方形であり、それぞれ、エッジ上にないピクセルの１／２以下の面積を有する。他の実施形態では、エッジピクセルがエッジ上にないピクセルの六角形の１／２以下の面積など、五角形である。

【0063】

エッジピクセルはエッジ上のペアになったピクセルがピッチを提供するように、並べて配列される。配列は、配列されたピクセルにギャップの一部を加えたものがピッチを提供するように、ギャップを考慮することができる。配列は、エッジ上にないピクセルと同じ形状および／またはサイズを有する、および／または、検出器の同じ形状を有するペアピクセルをもたらす。配列はエッジ上にないピクセルと同じ形状および／またはサイズを形成するために、３つ以上のコーナ部ピクセルを配列することができる。

【0064】

規則的ピッチは、エッジにおける検出器のスペクトル性能を改善することができる。規則的なピッチは、マルチチャネルコリメータとのより良好な配列を可能にし得る。

【0065】

本発明を様々な実施形態を参照して上述したが、本発明の範囲から逸脱することなく多くの変更および修正を行うことができる。したがって、上記詳細な説明は本発明を限定するものではなく例示として解されるものであり、本発明の精神および範囲を定めるのは、全ての均等例を含む特許請求の範囲の記載に基づくものであることは理解されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】