一種平板型ct探測器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種平板型CT探測器，包括：多個至少由后準(zhǔn)直器、閃爍體塊、CMOS光電探測器、大平板的襯底電路板和探測器單元底座組成的CT探測器單元；在每個CT探測單元中，光電探測器的表面上設(shè)置多個并列拼接的閃爍體塊，并在閃爍體塊上設(shè)置有后準(zhǔn)直器，光電探測器設(shè)置在一個大平板的襯底電路板上；該多個CT探測器單元沿以X射線源為中心的弧線切線上呈線段形排列。本實(shí)用新型的CMOS光電探測器或者電荷儲藏模式的光電探測器設(shè)置在一個大平板的襯底電路板上，克服了現(xiàn)有技術(shù)CT探測器采用非常多個小窄的襯底電路板和小窄的探測器單元消耗的大量的連接材料、制備工時以及精確安裝工時和檢驗(yàn)工時的問題，降低了出現(xiàn)故障的幾率。
【專利說明】一種平板型CT探測器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，特別是指一種平板型CT探測器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，CT設(shè)備被應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如安全檢查、航空航天、國防軍工和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，CT設(shè)備利用輻射扇形束X射線的X射線球管和面對X射線球管放置的多通道CT探測器對人體進(jìn)行掃描。然后，CT探測器基于此獲得的透射X射線數(shù)據(jù)，然后，重建得到圖像。使用該技術(shù)得到的人體圖像具有清晰直觀、分辨率高、便于分析和存儲等優(yōu)點(diǎn)，有利于分析患者的病情。
[0003]圖1(a) —圖1(b)為現(xiàn)有技術(shù)中單個CT探測單元10的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1 (a)、圖1(b)和圖1(c)分別為現(xiàn)有技術(shù)中單個CT探測器單元10在不同方向的視圖。X-方向:以X射線源為中心弧線上沿切線方向；Z-方向:沿人體縱向方向；Y-方向:從探測器所在的弧線到X射線源(球管)方向。圖1 (a)、圖1(b)和圖1(c)中的探測單元包括:后準(zhǔn)直器1、閃爍體塊 2、CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)光電探測器3、引線4、電信號數(shù)據(jù)處理芯片5、襯底電路板6和探測器單元底座7。探測器單元底座7上設(shè)置襯底電路板6，襯底電路板6邊緣處的表面設(shè)置電信號數(shù)據(jù)處理芯片5，襯底電路板6上設(shè)置CMOS光電探測器3 ;同時，引線4 一端固定連接在CMOS光電探測器3上，另一端固定連接在襯底電路板6上，CMOS光電探測器3上設(shè)置一閃爍體塊2,閃爍體塊2上設(shè)置一個后準(zhǔn)直器1，后準(zhǔn)直器I覆蓋閃爍體塊2。
[0004]當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)的CT探測器單元10被應(yīng)用于CT設(shè)備中時，如圖2所示放置，圖2為現(xiàn)有技術(shù)的CT設(shè)備架構(gòu)示意圖。圖2中所示，X射線球管8發(fā)射X射線穿過人體模9照射到CT探測器單元10。使用時，CT探測器單元10上表面面向人體模9，很多個小窄的CT探測器單元10排列成弧形或準(zhǔn)弧形。CT探測器單元10具有等尺寸的2D (二維)像素陣列組成，2D像素陣列沿人體縱向方向(本文以后也稱作Z-方向)被稱作CT探測器的“列”，2D像素陣列沿以X射線源為中心的弧線切線上(本文以后也稱作X-方向)稱作CT探測器的“通道”。相對于X射線球管焦點(diǎn)，各個像素通道具有相等的張角。小窄的CT探測器單元10接收X射線球管8透過人體模9輻射過來的扇形束X射線，最終通過CT探測器單元10所輸出的電信號數(shù)據(jù)重建出人體模9完整的人體圖像。
[0005]基于現(xiàn)有技術(shù)中的圖像重建算法，此X射線CT設(shè)備需要很多個CT探測器單元10 (比方說，27個，或38個，或57個)沿以X射線源為中心的弧線上(X-方向)組成弧線形，接收X射線球管8射入的X射線。而且，為了組成弧形或準(zhǔn)弧形，需要CT探測器單元10在X-方向是非常窄的，比方說，只有16個通道。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，制備這樣的CT設(shè)備需要非常多個CT探測器單元10，制備這么多探測器單元，需要花費(fèi)很多工時，測試這么多探測器單元是否合格，也需要花費(fèi)很多工時，把這么多探測單元高精確地裝配成CT探測器，需要消耗了大量的連接材料和大量的工時，進(jìn)而提高了制備CT設(shè)備的成本，而且過多的CT探測器單元10也使得設(shè)備組裝過于繁瑣、麻煩，更易出現(xiàn)損壞和故障。實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種降低成本、利于使用、低損壞、低故障的大平板型CT探測器。
[0007]基于上述目的本實(shí)用新型提供的一種平板型CT探測器，包括:多個至少由后準(zhǔn)直器、閃爍體塊、COMS光電探測器和大平板的襯底電路板和探測器單元底座組成的CT探測器單元；在每個CT探測器單元中，所述COMS光電探測器的表面上設(shè)置多個并列拼接的閃爍體塊，并在所述閃爍體塊上設(shè)置有后準(zhǔn)直器，每個COMS光電探測器設(shè)置在一個大平板的襯底電路板上，所述大平板的襯底電路板設(shè)置在所述探測器單元底座上；多個CT探測器單元沿以X射線源為中心的弧線的切線上即X-方向呈線形排列。
[0008]在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元中的每個CMOS光電探測器沿以X射線源為中心的弧線的切線方向的長度不小于一個閃爍體塊長度的兩倍。
[0009]在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元中的CMOS光電探測器為具有2D像素陣列的光電探測器，所述CT探測器單元中的閃爍體塊具有和所述CMOS光電探測器尺寸相應(yīng)的2D像素陣列，所述CT探測器單元中的沿以X射線源為中心的弧線的切線方向的像素通道數(shù)目不小于48個；所述的CT探測單元中的每個像素的尺寸在X-方向是0.5mm到3.5mm ;每個像素的尺寸在Z-方向是0.6mm到4mm
[0010]在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元中的后準(zhǔn)直器是一個整體覆蓋所有閃爍體塊的后準(zhǔn)直器。所述的后準(zhǔn)直器是由多個對X射線有強(qiáng)烈吸收的片子(比方說，鎢片)沿X-方向排列而成的。這些鎢片一端設(shè)置在閃爍體塊上，另一端聚焦對向X射線球管的焦點(diǎn)。
[0011 ] 在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元中的后準(zhǔn)直器是多個并列平鋪并且覆蓋所有閃爍體塊的后準(zhǔn)直器。
[0012]在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元中的CMOS光電探測器為具有2D像素陣列的光電探測器，所述CT探測器單元中的閃爍體塊具有和所述CMOS光電探測器尺寸相應(yīng)的2D像素陣列。
[0013]在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元沿以X射線源為中心的弧線的切線方向上的像素具有相同或不同的尺寸。在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元中的CMOS光電探測器由一整塊硅片或者多塊硅片平鋪在所述大平板的襯底電路板上制成。各個像素的電信號可以用金屬線從硅片上表面在一側(cè)或兩側(cè)引到電路板上。
[0014]在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元中的CMOS光電探測器由一整塊硅片或者多塊硅片平鋪在所述大平板的襯底電路板上制成。各個像素的電信號也可以從硅片的下表面用導(dǎo)電膠或焊錫球弓I到電路板上。在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元中的閃爍體塊的數(shù)量為12個，每排設(shè)置6個，并列排成2排。
[0015]在一些實(shí)施方式中，多個CT探單元沿以X射線源為中心弧線上沿切線X-方向組成的一個平板型CT探測器，中間的幾個CT探測器單元可以是小像素的，而在兩邊外面的幾個CT探測器單元可以是大像素的。當(dāng)然，所有CT探測器單元可以具有相同大小的像素。
[0016]在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元中的CMOS光電探測器為電荷儲藏模式的光電探測器。
[0017]在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元中，進(jìn)一步，在電路板內(nèi)在硅片的下方增加溫度傳感器，在電路板和探測器單元底座之間在硅片的下方增加加熱器元件。這樣通過溫度傳感器的反饋來調(diào)節(jié)加熱器的功率，以達(dá)到對探測器單元的溫度實(shí)現(xiàn)控制，減小光電探測器，電信號處理芯片的溫度漂移。
[0018]在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元中，所述的加熱器元件被加在探測器單元底座的外面或鑲到探測器單元底座的內(nèi)部，這樣通過溫度傳感器的反饋來調(diào)節(jié)加熱器的功率，以達(dá)到對探測器單元的溫度實(shí)現(xiàn)控制，減小光電探測器，電信號處理芯片的溫度漂移。進(jìn)一步，也可以在底座上加一個冷卻風(fēng)扇，以便和加熱器配合更好地實(shí)現(xiàn)溫度控制。
[0019]在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元中，電信號處理芯片沿Z-方向，都被排在一側(cè)。在另一側(cè)，所述的光電探測器的邊緣，大平板的電路板的邊緣，單元底座的邊緣是與閃爍體塊的邊緣基本對齊的。
[0020]在一些實(shí)施方式中，所述CT探測器單元中，進(jìn)一步，把多個所述的光電探測器，大平板的電路板，單元底座與閃爍體塊在一側(cè)對齊的探測器單元(不包含后準(zhǔn)直器)在YZ-平面疊層排成一個更多列超級探測器單元。所述的超級探測器單元具有在YZ-平面呈多個臺階狀的基座，所述的各個分立的一側(cè)對齊的探測器單元用螺栓固定安裝到所述基座的臺階上。一個分立的一側(cè)對齊的探測器單元位于另一個的斜上方，并且它們的投影在Z-方向上形成閃爍體塊是相接的。所述的超級探測器單元具有一個后準(zhǔn)直器。所述的后準(zhǔn)直器的鎢片在YZ-平面呈多個臺階狀，并且多個臺階的下部與各個分立的一側(cè)對齊的探測器單元中的閃爍體塊的上表面相配。所述的超級探測器單元的臺階狀的底座上進(jìn)一步可以加一個加熱器來對超級探測器單元的溫度加以控制。或進(jìn)一步，加一個冷卻風(fēng)扇配合加熱器實(shí)現(xiàn)更好的溫度控制。
[0021]從上面所述可以看出，由于CT探測器由多個CT探測器單元組成，所述每個CT探測器單元中的CMOS光電探測器的表面上設(shè)置多個并列拼接的閃爍體塊。每個COMS光電探測器設(shè)置在一個大平板的襯底電路板上。相比之下，使用的平板型CT探測器單元數(shù)量較少。
[0022]CT探測器對探測精度有較高要求，通常采取的方法是使CT探測單元與X光射線基本垂直，以使X射線基本垂直地照射到CT探測單元的像素上。為此現(xiàn)有技術(shù)受其思路所限，一般將CT探測單元尺寸做得較小，比方說在X-方向上只有16個像素通道，這樣CMOS光電探測器、襯底電路板的數(shù)量則都相應(yīng)增加很多。安裝和連接這些小窄的CT探測單元需要消耗很多的材料。本實(shí)用新型擺脫了現(xiàn)有技術(shù)的局限，使得COMS光電探測器、襯底電路板等器件的數(shù)量大幅減少，節(jié)省了大量材料，減少了制備CT設(shè)備的成本，降低了故障率，同時設(shè)備組裝簡便，節(jié)省了大量的工時、材料和成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1 (a)?圖1 (C)為現(xiàn)有技術(shù)的CT探測單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的CT探測器使用狀態(tài)示意圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型的一個【具體實(shí)施方式】中CT探測單元的結(jié)構(gòu)在Y-方向俯視示意圖；
[0026]圖4為本實(shí)用新型的圖3中平板型CT探測器單元中未加后準(zhǔn)直器的平板型CT探測器單元的俯視圖；
[0027]圖5為本實(shí)用新型的圖3中平板型CT探測器單元的XY-平面的剖面圖；
[0028]圖6為本實(shí)用新型的圖3中平板型CT探測器單元的YZ-平面的剖面圖；
[0029]圖7為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中平板型CT探測器2D后準(zhǔn)直器的俯視圖；
[0030]圖8為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中平板型CT探測器ID后準(zhǔn)直器的俯視圖；
[0031]圖9為本實(shí)用新型的一個【具體實(shí)施方式】(X-方向上的像素是96個通道，閃爍體塊在X-方向設(shè)置3個，在Z-方向設(shè)置2排)中未加后準(zhǔn)直器的平板型CT探測器單元的Y-方向的俯視圖；
[0032]圖10為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中平板型CT探測器使用狀態(tài)示意圖；
[0033]圖11為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中平板型CT探測器單元中的像素相對X射線源球管焦點(diǎn)的張角度示意圖；
[0034]圖12為本實(shí)用新型的一個【具體實(shí)施方式】中的各個像素的電信號從光電探測器的下表面用導(dǎo)電膠引到大平板的電路板上的平板型CT探測器單元的YZ-平面的剖面圖。
[0035]圖13為本實(shí)用新型的一個【具體實(shí)施方式】圖12中的各個像素的電信號從光電探測器的下表面用導(dǎo)電膠引到大平板的電路板上的平板型CT探測器單元的XY-平面的剖面圖。
[0036]圖14為本實(shí)用新型的一個【具體實(shí)施方式】圖12中在電路板和單元底座之間增加一個加熱器并在電路板中在硅片的下方增加了一個溫度傳感器的平板型CT探測器單元的YZ-平面的剖面圖。
[0037]圖15為本實(shí)用新型的一個【具體實(shí)施方式】圖14中在電路板和單元底座之間增加一個加熱器并在電路板中在硅片的下方增加了一個溫度傳感器的平板型CT探測器單元的XY-平面的剖面圖。
[0038]圖16為本實(shí)用新型的一個【具體實(shí)施方式】圖12中在單元底座外表面增加一個加熱器并在電路板中在硅片的下方增加了一個溫度傳感器的平板型CT探測器單元的YZ-平面的剖面圖。
[0039]圖17為本實(shí)用新型的一個【具體實(shí)施方式】中，把所有的電信號處理芯片沿Z-方向都被放在一側(cè)，在另一側(cè)閃爍體塊的邊緣，光電探測器硅片的邊緣，電路板的邊緣以及底座的邊緣對齊的大平板CT探測器單元YZ-平面的剖面圖。
[0040]圖18為本實(shí)用新型的一個【具體實(shí)施方式】圖17中，把所有的電信號處理芯片沿Z-方向都被放在一側(cè)，在另一側(cè)閃爍體塊的邊緣，光電探測器硅片的邊緣，電路板的邊緣以及底座的邊緣對齊的大平板CT探測器單元未加后準(zhǔn)直器的Y-方向的俯視示意圖。
[0041]圖19為本實(shí)用新型的一個【具體實(shí)施方式】中，把圖17和圖18中的多個不帶有后準(zhǔn)直器的探測單元在Z-方向和Y-方向疊層排起來，組成具有更多列的探測器單元的YZ-平面的剖面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0042]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0043]請參考圖3?圖6，平板型CT探測器包括多個至少由后準(zhǔn)直器1、閃爍體塊2、CM0S光電探測器3和大平板的襯底電路板6和探測器單元底座7組成的CT探測器單元10 ;在每個CT探測器單元10中，所述CMOS光電探測器3的表面上設(shè)置多個并列拼接的閃爍體塊2，并在所述閃爍體塊2上設(shè)置有后準(zhǔn)直器1，每個CMOS光電探測器3設(shè)置在一個大平板的襯底電路板6上，所述大平板的襯底電路板6設(shè)置在所述探測器單元底座7上；多個CT探測器單元10沿以X射線源為中心的弧線的切線上即X-方向呈線段形排列。
[0044]該多個閃爍體塊2并列拼接并與CMOS光電探測器3采用耦合的方式進(jìn)行固定。在制作CT探測器單元10時，制備體積較大、且性能達(dá)標(biāo)的閃爍體塊2是困難的，因此可選擇拼接多個閃爍體塊2來解決困難。由于在所述閃爍體塊2上設(shè)置有后準(zhǔn)直器1，每個CMOS光電探測器3設(shè)置在一個大平板的襯底電路板6上，不但大幅減少了襯底電路板的數(shù)量，節(jié)省材料，降低了制備CT設(shè)備的成本，而且有效降低設(shè)備故障率，并使得設(shè)備組裝簡便，節(jié)省了工時、材料和成本。所述CT探測器單元10中，沿以X射線源為中心的弧線的切線方向上的像素?cái)?shù)目多于或等于48個通道，且在X-方向具有相同尺寸的像素對X射線源具有不同的張角度。
[0045]在本實(shí)施例中，可選的，所述CMOS光電探測器在以X射線源為中心弧線上沿切線方向上即X-方向上的像素不小于48個，比方說64個，或96個，或128個。
[0046]光電探測器3以CMOS光電探測器為例，請參考圖4和圖5。優(yōu)選的，所述CMOS光電探測器3以X射線源為中心弧線上沿切線方向(即X-方向上)不小于一個閃爍體塊2長度的兩倍?？梢愿鶕?jù)不同的需求設(shè)置多個閃爍體塊2，進(jìn)而設(shè)計(jì)光電探測器3以X射線源為中心弧線上沿切線方向(即X-方向)的長度。在CMOS光電探測器3的長度方向上設(shè)置了六個閃爍體塊2，則相配的大平板的CMOS光電探測器3的長度需設(shè)計(jì)成閃爍體塊2的6倍。
[0047]請參考圖4，所述CMOS光電探測器3為具有2D像素陣列的光電探測器。(所述的像素在沿以X射線源為中心的弧線的切線方向上，各個相等尺寸的像素對X射線源球管的張角是不同的。)所述CMOS光電探測器3和閃爍體塊2呈相應(yīng)尺寸的2D像素陣列，并且耦合在一起。所述閃爍體塊2是和所述光電探測器尺寸相應(yīng)的2D像素陣列。
[0048]請參考圖4，在本實(shí)施例中，可選的，所述CT探測器單元10中的CMOS光電探測器3是選用娃片制成，具體而目是由一整塊大平板娃片或者多塊娃片平鋪在所述大平板的襯底電路板上制成。這些具有大平板結(jié)構(gòu)特征的光電探測器3具有2D像素陣列，在硅片上有多個平鋪著的閃爍體塊2，同樣的這些閃爍體塊2也被分成與具有大平板結(jié)構(gòu)特征的光電探測器3的2D像素相應(yīng)尺寸的2D像素陣列。進(jìn)一步，可選的，CMOS光電探測器可以是電荷儲藏模式的光電探測器。所謂電荷儲藏模式就是在每個像素中有一個電容器可以把可見光在光電探測器產(chǎn)生的電荷暫時儲藏，在需要的時候用在每個像素中的選通開關(guān)把儲藏的電荷釋放出來。
[0049]請參考圖7?圖8，所述圖7為準(zhǔn)直器I是2D準(zhǔn)直器的俯視圖，所述圖8為準(zhǔn)直器I是ID準(zhǔn)直器的俯視圖。所述的后準(zhǔn)直器是由多個對X射線有強(qiáng)烈吸收的片子(比方說，鎢片)沿X-方向排列而成的ID后準(zhǔn)直器。這些鎢片一端設(shè)置在閃爍體塊上，另一端聚焦對向X射線球管的焦點(diǎn)。如果同時還有鎢片沿Z-方向排列就構(gòu)成了 2D后準(zhǔn)直器。在本實(shí)施例中，可選的，所述CT探測器單元10包括一個整體覆蓋所有閃爍體塊2的ID或2D后準(zhǔn)直器或者多個并列平鋪并且覆蓋所有閃爍體塊2小的ID或2D后準(zhǔn)直器。
[0050]工作原理如下:X射線通過人體后，產(chǎn)生透射線和散射線。由于大平板型CT探測器是利用透射線重構(gòu)圖像的，散射線對重構(gòu)圖像是有害的，需要消除掉。所以安裝后準(zhǔn)直器I能減少或消除散射X射線，阻止散射X射線到達(dá)CT探測器的像素上，盡量減少散射線進(jìn)入大平板型CT探測器后而影響成像的清晰度。
[0051]請參考圖3，在本實(shí)施例中，可選的，可設(shè)計(jì)一個整體大的后準(zhǔn)直器1，覆蓋所有的閃爍體塊2 ;也可設(shè)計(jì)多個小的后準(zhǔn)直器I并拼接在一起，每個小的后準(zhǔn)直器I覆蓋在一個或多個閃爍體塊2上，這樣多個小的后準(zhǔn)直器I拼接在一起也可覆蓋所有閃爍體塊2。
[0052]請參考圖4，所述大平板的CMOS光電探測器3在以X射線源為中心弧線上沿切線X方向上的像素多于或等于48個。由于多個閃爍體塊2并列拼接在一起，每個閃爍體塊2的像素為16個，并且能夠與一個大平板的CMOS光電探測器3耦合，使大平板的CMOS光電探測器3在以X射線源為中心弧線上沿切線方向上的像素多于或等于48個，如像素為64個或96個或128個通道，這樣使像素?cái)?shù)集成度更高，更有利于降低成本。
[0053]在本實(shí)施例中，可選的，所述襯底電路板6上設(shè)置有電數(shù)據(jù)信號處理芯片5，用于將接收來的模擬電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。通過后準(zhǔn)直器I濾除散射線的X射線，透過閃爍體塊2轉(zhuǎn)變成可見光，可見光通過大平板的光電探測器3轉(zhuǎn)變成模擬電信號，模擬電信號通過大平板的襯底電路板6上的電信號數(shù)據(jù)處理芯片5形成數(shù)字信號，數(shù)字信號最終經(jīng)重建形成完整的人體圖像。
[0054]請參考圖4，所述閃爍體塊2的較佳數(shù)量為12個，每排設(shè)置6個，并排成2排，這樣大量的節(jié)省工時、材料和成本，且利用率高。也可根據(jù)需要，設(shè)計(jì)更多或更少的閃爍體塊2。
[0055]請參考圖9，本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述CT探測器單元10在X-方向有96個像素，所述閃爍體塊2的數(shù)量為6個，每排設(shè)置3個，并排成2排，這樣閃爍體塊2的尺寸大了，可以節(jié)省閃爍體塊2制造工時、材料和成本。在本實(shí)施例中，較佳的，所述后準(zhǔn)直器I的材質(zhì)為鎢片或鎢合金片或鑰片。高密度金屬鎢的對X射線的吸收能力強(qiáng)，能夠有效濾除散射線，減少其對成像清晰度的影響。
[0056]請參考圖10，本實(shí)用新型應(yīng)用在CT設(shè)備中時，較少的幾個大平板型的CT探測器單元10沿弧線切線方向呈現(xiàn)線段形排列。當(dāng)X射線球管8透過人體模9射到平板型CT探測器上時，使得平板型CT探測器在X-方向的像素會接收到不同角度輻射過來的X射線，與現(xiàn)有技術(shù)的弧形或準(zhǔn)弧形排列的小窄探測器單元組成的CT探測器的像素相比，不同的像素對輻射過來的X射線的張角度是不再相同，請參考圖11，導(dǎo)致本實(shí)用新型在使用中得到的圖像部分與現(xiàn)有技術(shù)的圖像重建算法有偏差，基于改進(jìn)的圖像重建算法(可參見:專利US2011/0135054A1具體給出了一種具有大平板的結(jié)構(gòu)探測器的CT圖像的修正重建算法)，能夠修正本發(fā)明所得到的偏差圖像。本實(shí)用新型具有大平板的CMOS光電探測器3，能夠在大平板的CMOS光電探測器3上設(shè)置多個閃爍體塊2，利用率較高。這種CT設(shè)備，相比原來，需要較少幾個的平板型CT探測器單元10即可實(shí)現(xiàn)，在制備這樣的CT設(shè)備時能夠節(jié)省襯底電路板，進(jìn)而節(jié)省制備和檢驗(yàn)工時，大量的減少了連接材料，而減少了故障率，較少的探測器單元，精確的安裝維修也比較簡便省時。
[0057]CT探測單元10的每個像素的尺寸在X-方向是0.5mm到3.5mm,像素?cái)?shù)目是64，96或128或更多。像素的尺寸在Z-方向是0.6mm到4mm，閃爍體塊2在X-方向的像素?cái)?shù)目可以是8，16，32，64個通道，這樣就能用多塊小塊拼接配合更多像素的大平板光電探測器了。Z-方向也可以是多塊排成的。在Z-方向像素大小可以不同，如中央幾列小些，尺寸為1.23mm，兩側(cè)外面幾列為大些，尺寸為2.46mm。根據(jù)需要平板型CT探測器可以用不同數(shù)目的多個CT探測器單元10組成，比如7個CT探單元10沿以X射線源為中心弧線上沿切線X-方向組成的一個平板型CT探測器(請參考圖10)，中間的三個CT探測器單元10可以是小像素的，在X-方向像素尺寸為1.0mm的，在兩邊外面的四個CT探測器單元10可以是大像素的，在X-方向像素尺寸為2.0mm的，這樣減少了電信號處理芯片5的用量，可以進(jìn)一步降低成本，當(dāng)然所有探測器單元10也可以是相同像素大小的。
[0058]更進(jìn)一步，加上所述的整體的具有二維像素的大平板的光電探測器3也可以由沿在X-方向和沿Z-方向小的塊拼接而成的。
[0059]請參考圖12和圖13，本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，更進(jìn)一步，所述的CMOS光電探測器3的各個像素的電信號可以從下表面用導(dǎo)電膠球11導(dǎo)引到電路板6上。請參考圖4和圖6，當(dāng)然，也可以從CMOS光電探測器3硅片上表面沿Z-方向從兩側(cè)用金屬線4導(dǎo)引到電路板6上。
[0060]請參考圖14和圖15，更進(jìn)一步，本實(shí)用新型的一個實(shí)施方式中，可以在電路板6和單元底座7之間增加一個加熱器12，并在電路板6中在硅片的下方增加了一個溫度傳感器13。這樣通過溫度傳感器13的反饋來調(diào)節(jié)加熱器12的功率，以達(dá)到對探測器單元10的溫度實(shí)現(xiàn)控制，從而減小光電探測器3和電信號處理芯片5的溫度漂移。進(jìn)一步，也可以在底座7上加一個冷卻風(fēng)扇(未在圖中顯示)，以便和加熱器12配合更好地實(shí)現(xiàn)溫度控制。
[0061]請參考圖16，本實(shí)用新型的一個【具體實(shí)施方式】中，增加的一個加熱器12安裝在探測器底座7的外面，這樣通過溫度傳感器13的反饋來調(diào)節(jié)加熱器12的功率，以達(dá)到對探測器單元10的溫度實(shí)現(xiàn)控制。
[0062]請參考圖17和圖18，本實(shí)用新型的一個【具體實(shí)施方式】中，把所有的電信號數(shù)據(jù)處理芯片5沿Z-方向都被放在一側(cè)，在另一側(cè)閃爍體塊2的邊緣，光電探測器硅片3的邊緣，電路板6的邊緣以及底座7的邊緣對齊，組成大平板CT探測器單元10。
[0063]請參考圖19，本實(shí)用新型的一個【具體實(shí)施方式】中，為了構(gòu)造出不同列的CT探測器，把圖17的多個不帶有后準(zhǔn)直器的探測單元14在YZ-方向疊層排起來，組成具有更多列的超級探測器單元10。這里的超級探測器單元10具有在YZ-平面呈多個臺階狀的基座17，所述的各個分立的一側(cè)對齊的探測單元14用螺栓18固定安裝到所述的臺階上。一個分立的一側(cè)對齊的探測器單元14位于另一個的斜上方，并且它們的投影在Z-方向上形成閃爍體塊2是相接的。所述的超級探測器單元10具有一個后準(zhǔn)直器I。這個后準(zhǔn)直器的鎢片16在YZ-平面呈多個臺階狀，并且多個臺階的下部與各個分立的一側(cè)對齊的探測單元14中的閃爍體2的上表面相配。后準(zhǔn)直器的鎢片16被安裝到兩個后準(zhǔn)直器端塊15上，所述的兩個后準(zhǔn)直器端塊被用螺栓固定安裝到臺階狀的基座17上。進(jìn)一步，在所述的超級探測器單元10的臺階狀的基座17外表面上或臺階狀的基座17的內(nèi)部可以增加一個加熱器12，用來對超級探測器單元10的溫度加以控制?；蜻M(jìn)一步，再加一個冷卻風(fēng)扇(未顯示)來配合加熱器更好地實(shí)現(xiàn)溫度控制。
[0064]所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種平板型CT探測器，其特征在于，包括:多個至少由后準(zhǔn)直器、閃爍體塊、COMS光電探測器和大平板的襯底電路板和探測器單元底座組成的CT探測器單元；在每個CT探測器單元中，所述CMOS光電探測器的表面上設(shè)置多個并列拼接的閃爍體塊，并在所述閃爍體塊上設(shè)置有后準(zhǔn)直器，每個COMS光電探測器設(shè)置在一個大平板的襯底電路板上，所述大平板的襯底電路板設(shè)置在所述探測器單元底座上；多個CT探測器單元沿以X射線源為中心的弧線的切線上呈線段形排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板型CT探測器，其特征在于，所述CT探測器單元中的CMOS光電探測器為具有2D像素陣列的光電探測器，所述CT探測器單元中的閃爍體塊具有和所述CMOS光電探測器尺寸相應(yīng)的2D像素陣列，所述CT探測器單元中的沿以X射線源為中心的弧線的切線方向的像素通道數(shù)目不小于48個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板型CT探測器，其特征在于，所述CT探測器單元中的每個CMOS光電探測器沿以X射線源為中心的弧線的切線方向的長度不小于一個閃爍體塊長度的兩倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板型CT探測器，其特征在于，所述CT探測器單元中的后準(zhǔn)直器是一個整體覆蓋所有閃爍體塊的后準(zhǔn)直器，或者所述后準(zhǔn)直器是多個并列平鋪并且覆蓋所有閃爍體塊的后準(zhǔn)直器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板型CT探測器，其特征在于，所述CT探測器單元沿以X射線源為中心的弧線的切線方向上的像素具有相同的尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板型CT探測器，其特征在于，所述CT探測器單元沿以X射線源為中心的弧線的切線方向上的像素具有不同的尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板型CT探測器，其特征在于，所述CT探測器單元中的CMOS光電探測器由一整塊硅片或者多塊硅片平鋪在所述大平板的襯底電路板上制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板型CT探測器，其特征在于，所述CT探測器單元中的CMOS光電探測器為電荷儲藏模式的光電探測器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板型CT探測器，在所述CT探測器單元中的底座上安裝加熱器，在探測器單元中安裝溫度傳感器，利用溫度傳感器反饋調(diào)節(jié)加熱器來實(shí)現(xiàn)探測器單元的溫度控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板型CT探測器，其特征在于， 所述CT探測器單元中沿Z-方向上設(shè)置多個探測單元疊層排列結(jié)構(gòu)，所述的多個探測單元疊層排列結(jié)構(gòu)是指所有電信號數(shù)據(jù)處理芯片沿Z-方向設(shè)置在一側(cè)，而另一側(cè)閃爍體塊的邊緣，光電探測器硅片的邊緣，電路板的邊緣以及底座的邊緣對齊的探測單元沿Y-、Z-方向呈疊層放置；并且所述的探測單元的投影在Z-方向上形成閃爍體塊是相接的； 所述CT探測器單元中具有在YZ-平面呈多個臺階狀的基座，所述的多個分立的所有電信號數(shù)據(jù)處理芯片沿Z-方向設(shè)置在一側(cè)，而另一側(cè)閃爍體塊的邊緣，光電探測器硅片的邊緣，電路板的邊緣以及底座的邊緣對齊的探測單元被固定到基座的臺階上；在所述CT探測器單元中的YZ-平面呈多個臺階狀的基座上安裝加熱器，在探測器單元中安裝溫度傳感器，利用溫度傳感器反饋調(diào)節(jié)加熱器來實(shí)現(xiàn)探測器單元的溫度控制； 所述CT探測器單元中的具有一個后準(zhǔn)直器的鎢片在YZ-平面呈多個臺階狀，并且所述鎢片的多個臺階的下部與多個分立的所有電信號數(shù)據(jù)處理芯片沿Z-方向設(shè)置在一側(cè)，而另一側(cè)閃爍體塊的邊緣，光電探測器硅片的邊緣，電路板的邊緣以及底座的邊緣對齊的探測單元的閃爍體相配。
【文檔編號】A61B6/03GK203930075SQ201420329596
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】孫文武 申請人:孫文武