專利名稱：對(duì)稱多切片計(jì)算機(jī)斷層成像數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及診斷成像技術(shù)。具體來說，本發(fā)明涉及使用能夠快速采集立體成像數(shù)據(jù)的二維檢測(cè)器陣列的計(jì)算機(jī)斷層成像，并且將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。但是，本發(fā)明還用于各種使用X射線、可見光或其他類型輻射的成像應(yīng)用的其它類型的輻射檢測(cè)器中。本發(fā)明還用于放射應(yīng)用等的非成像輻射檢測(cè)器中。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)斷層(CT)成像一般使用生成穿過檢查區(qū)域的扇形或錐形X射線束的X射線源。位于檢查區(qū)域中的患者影響并且吸收一部分穿過的X射線。將包括在澆鑄框架部件中的二維檢測(cè)器陣列的CT數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(DMS)布置在X射線源的對(duì)面，以檢測(cè)并且測(cè)量發(fā)射的X射線的強(qiáng)度。一般情況下，將X射線源和DMS安裝在旋轉(zhuǎn)臺(tái)架的對(duì)面，使該臺(tái)架旋轉(zhuǎn)從而得到一定角度范圍的患者投影圖像。
在進(jìn)行螺旋CT成像的過程中，使病人沿著與臺(tái)架的旋轉(zhuǎn)平面垂直的方向直線前進(jìn)通過檢查區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)X射線源相對(duì)于患者進(jìn)行螺旋運(yùn)動(dòng)。利用過濾背投射或其它重構(gòu)方法對(duì)在螺旋運(yùn)動(dòng)期間得到的X射線吸收數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)，以生成患者的或患者的經(jīng)過選擇的部分的三維圖像表示。
DMS的二維檢測(cè)器陣列一般包括閃爍器晶體或閃爍器陣列，閃爍器晶體或閃爍器陣列響應(yīng)X射線對(duì)閃爍器的照射產(chǎn)生光脈沖，稱為閃爍事件。布置二維陣列光電檢測(cè)器如光電二極管或光電倍增管，以觀測(cè)閃爍器并且產(chǎn)生與閃爍事件對(duì)應(yīng)的模擬電信號(hào)。最好，在閃爍器前面準(zhǔn)確地排列和安裝防散射模塊，以阻擋會(huì)產(chǎn)生測(cè)量噪聲的散射的X射線。
將模擬電信號(hào)通過電纜敷設(shè)傳遞到對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化的遠(yuǎn)距離模數(shù)轉(zhuǎn)換器。將經(jīng)過數(shù)字化的信號(hào)多路復(fù)用到少量的傳輸信道中，并且傳輸信道利用滑環(huán)裝置使經(jīng)過多路復(fù)用的數(shù)字化信號(hào)通過旋轉(zhuǎn)臺(tái)架接口。
以前，用于CT成像的DMS模塊有許多缺陷，這些缺陷涉及到體積龐大和質(zhì)量過大、復(fù)雜并且非標(biāo)準(zhǔn)化的布線、寄生噪聲耦合、復(fù)雜而困難的光學(xué)調(diào)整以及整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性等。
必須相對(duì)于防散射模塊和光電二極管陣列之間并且相對(duì)于CT臺(tái)架對(duì)防散射模塊和光電二極管陣列進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。為了達(dá)到要求的容差，在常規(guī)DMS的防散射模塊中，將閃爍器和光電二極管陣列與DMS的其他部件機(jī)械隔離并且機(jī)械連接為不可拆的固定部件。通過使精細(xì)調(diào)整的光學(xué)器件與其它DMS元件機(jī)械解耦的柔性電纜敷設(shè)得到與光電檢測(cè)器陣列的電耦合。
包含的電纜敷設(shè)量很大。具有(對(duì)應(yīng)于32個(gè)切片的)32個(gè)檢測(cè)器行并且每行具有672個(gè)檢測(cè)器的典型的DMS包括21504個(gè)檢測(cè)器，每個(gè)檢測(cè)器具有其自己的集合在位置遠(yuǎn)離光電檢測(cè)器陣列的電信號(hào)處理模塊的電氣布線。
此外，對(duì)電纜敷設(shè)的布置有許多約束。除了在旋轉(zhuǎn)臺(tái)架上和靠近旋轉(zhuǎn)臺(tái)架的空間限制以外，電纜敷設(shè)還受到電氣路徑長(zhǎng)度要求的約束。在發(fā)送各種檢測(cè)器輸出的信號(hào)路徑長(zhǎng)度方面的差異導(dǎo)致了信號(hào)相位差、數(shù)據(jù)誤差、不同的傳輸噪聲量以及由于沿著不同長(zhǎng)度的路徑的差動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)移時(shí)間而導(dǎo)致的信號(hào)延遲。如果電纜敷設(shè)靠近包括DMS電子設(shè)備和X射線源的電氣有源元件，則模擬信號(hào)還容易受到拾取的寄生噪聲的影響。
這些因素一般會(huì)導(dǎo)致具體的CT掃描器所獨(dú)有的電氣布線。為了減輕由于電纜敷設(shè)而導(dǎo)致DMS體積龐大，一般只取消DMS一側(cè)的電氣布線。這種非對(duì)稱布置導(dǎo)致了信號(hào)路徑的長(zhǎng)度差。這種非對(duì)稱布置還會(huì)導(dǎo)致在檢測(cè)器冷卻方面的不對(duì)稱性，這種檢測(cè)器冷卻不對(duì)稱性是利用專用加熱器和風(fēng)扇使熱量分布在光電檢測(cè)器陣列上來進(jìn)行糾正的。
常規(guī)DMS模塊由于缺乏模塊化還會(huì)導(dǎo)致不必要的元件更換。例如，即使只是檢測(cè)器陣列出現(xiàn)故障，一般也將固定為一體的防散射模塊和閃爍器隨相關(guān)的檢測(cè)器陣列一起更換。
由于常規(guī)的DMS包括鑄鋁框架，因此常規(guī)的DMS笨重且龐大，鑄鋁框架支撐用于(通常是陶瓷的)光電檢測(cè)器和遠(yuǎn)距離電子信號(hào)處理電路(通常布置在印刷電路板上)的分開的基底、檢測(cè)器陣列與信號(hào)處理電路之間的大量電纜敷設(shè)、用于溫度控制的專用加熱器和風(fēng)扇以及用于減少耦合到大量電纜敷設(shè)的寄生噪聲的電磁屏蔽裝置。
DMS的重量和分段結(jié)構(gòu)還會(huì)限制可實(shí)現(xiàn)的臺(tái)架轉(zhuǎn)速和數(shù)據(jù)通過量，而這種限制又會(huì)限制整體掃描速度和每轉(zhuǎn)的圖像數(shù)量。常規(guī)的DMS模塊的復(fù)雜性影響了可靠性，并且頻繁地需要通過訓(xùn)練有素的人員進(jìn)行日常維護(hù)操作如更換和重新調(diào)整檢測(cè)器陣列元件來進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。
本發(fā)明提出了克服了上述以及其他限制的改進(jìn)的設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，披露了一種用于計(jì)算機(jī)斷層掃描器的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)。提供了多個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊。每個(gè)模塊接收輻射并且生成對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器信號(hào)。管線卡與檢測(cè)器子陣列通信，以接收光電檢測(cè)器信號(hào)。處理器與管線卡通信，以接收來自管線卡的光電檢測(cè)器信號(hào)。處理器根據(jù)光電檢測(cè)器信號(hào)來重構(gòu)數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的輸出。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于對(duì)患者進(jìn)行成像的計(jì)算機(jī)斷層成像方法。發(fā)射穿過患者的X射線。將發(fā)射的X射線轉(zhuǎn)換為覆蓋二維空間表面的模擬電信號(hào)。將模擬電信號(hào)數(shù)字化為數(shù)字信號(hào)。通過關(guān)于二維空間表面對(duì)稱布置的成對(duì)的通信路徑將數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)街醒雴卧?。存?chǔ)到達(dá)中央單元的數(shù)字信號(hào)。對(duì)二維空間表面的多個(gè)方向重復(fù)上述操作。對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行重構(gòu)以生成患者的圖像表示。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種裝配數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的方法。將檢測(cè)器子陣列固定到印刷電路板上。每個(gè)印刷電路板包括與固定的檢測(cè)器子陣列相互連接的印刷電路，從而定義了檢測(cè)器子陣列模塊。將至少一個(gè)管線印刷電路板固定到拱形機(jī)械框架上。將檢測(cè)器子陣列固定到拱形機(jī)械框架上。每個(gè)已經(jīng)固定的檢測(cè)器子陣列模塊與管線印刷電路板進(jìn)行電氣通信。將處理器固定到拱形機(jī)械框架上。經(jīng)過固定的處理器通過管線印刷電路板的印刷電路與檢測(cè)器子陣列模塊通信。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)稱的DMS結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)減少了寄生噪聲并且提供了更緊湊的DMS。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于用印刷電路板信號(hào)傳輸取代了昂貴而笨重的大量布線。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于取消了昂貴的冷卻和投資設(shè)備。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于改進(jìn)了熱管理。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于減小了質(zhì)量。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)化了在DMS內(nèi)的DMS元件相對(duì)于CT掃描器的調(diào)整。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于及早對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，這樣既減少了寄生噪聲又允許對(duì)信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用以減少傳輸信道的數(shù)量。
對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員來說，通過閱讀以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的許多其他優(yōu)點(diǎn)和好處將變得更加清楚。


本發(fā)明可以在元件和元件設(shè)計(jì)以及步驟和步驟設(shè)計(jì)等方面采用不同的形式。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施例，不應(yīng)將其理解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。
圖1示意性地示出了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的典型計(jì)算機(jī)斷層成像設(shè)備。
圖2示出了連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊的截面的側(cè)視圖。
圖3A示出了連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊的檢測(cè)器側(cè)視圖或前視圖。
圖3B示出了連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊的后視圖。
圖4圖示出了圖2、3A和3B的連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊的電氣結(jié)構(gòu)。
圖5圖示出了在數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(DMS)的主要元件之間的相互連接和數(shù)據(jù)流動(dòng)。
圖6圖示出了在檢測(cè)器子陣列模塊、集線器/管線卡對(duì)以及DMS處理器之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)。
圖7圖示出了集線器/管線卡的電氣結(jié)構(gòu)。
圖8圖示出了DMS處理器的電氣結(jié)構(gòu)。
圖9示出了在去除了防散射板模塊和連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊情況下的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)模塊的爆炸透視圖。
圖10示出了具有三個(gè)典型的防散射板模塊/包括檢測(cè)器子陣列模塊部件的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)模塊的透視圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，計(jì)算機(jī)斷層(CT)成像設(shè)備10包括CT掃描器12，CT掃描器12包括X射線源14和準(zhǔn)直器16，準(zhǔn)直器16進(jìn)行協(xié)調(diào)，以產(chǎn)生指向檢查區(qū)域18的扇形、圓錐形、楔形或其它形狀的X射線束，檢查區(qū)域18包含患者(沒有示出)，如位于患者支架20上的病人?；颊咧Ъ?0可以沿著Z方向直線移動(dòng)，而X射線源14可以在旋轉(zhuǎn)臺(tái)架22上旋轉(zhuǎn)。
在典型的螺旋成像模式中，在患者支架20直線推進(jìn)的同時(shí)，臺(tái)架22旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)X射線源14和準(zhǔn)直器16圍繞檢查區(qū)域18進(jìn)行螺旋運(yùn)動(dòng)。但是，也可以使用其它成像模式，如單切片或多切片成像模式，其中，當(dāng)患者支架20保持靜止時(shí)臺(tái)架22旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)X射線源14圓周運(yùn)動(dòng)，以獲得一個(gè)或多個(gè)軸向圖像。在完成軸向掃描之后，患者支架沿著Z方向任意地步進(jìn)預(yù)定距離并且重復(fù)圓周運(yùn)動(dòng)，以獲得沿著Z方向的立體數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(DMS)30與X射線源相對(duì)地布置在臺(tái)架22上。在典型的CT掃描器12中，DMS 30跨過經(jīng)過選擇的角度范圍并且包括若干行用于同時(shí)獲得多個(gè)圖像切片的檢測(cè)器。DMS 30布置在臺(tái)架22上，與X射線源14相對(duì)并且隨臺(tái)架22旋轉(zhuǎn)，因此當(dāng)臺(tái)架22旋轉(zhuǎn)時(shí)，DMS接收穿過檢查區(qū)域18的X射線。
取代圖1所示的布置，還提出了使DMS脫離旋轉(zhuǎn)臺(tái)架，按照?qǐng)A周形布置排列在包圍旋轉(zhuǎn)臺(tái)架的靜止臺(tái)架上(沒有示出)，從而當(dāng)X射線源14旋轉(zhuǎn)時(shí)使X射線連續(xù)照射到DMS的某些部分上。
繼續(xù)參照?qǐng)D1并且另外參照?qǐng)D2、3A和3B，DMS 30包括多個(gè)連接器化的二維檢測(cè)器子陣列模塊32，對(duì)這些子陣列模塊進(jìn)行布置以共同形成DMS檢測(cè)器陣列，DMS檢測(cè)器陣列基本上跨越了由X射線源14和準(zhǔn)直器16共同產(chǎn)生的X射線束的截面區(qū)域。每個(gè)連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊32包括一個(gè)印刷電路板34，用于支撐主要布置在電路板34的中心的二維X射線檢測(cè)器子陣列36。二維X射線檢測(cè)器36包括閃爍器晶體40和安裝在電路板34上的并且用于觀測(cè)閃爍器晶體40的光電檢測(cè)器，例如硅光電二極管，二維陣列42。閃爍器晶體40被暴露到由X射線源14產(chǎn)生的X射線。X射線照射產(chǎn)生閃爍事件，即，閃光，由光電檢測(cè)器陣列42對(duì)閃爍事件進(jìn)行檢測(cè)。
參照?qǐng)D2，最好將防散射板模塊44布置在X射線檢測(cè)器子陣列36前面。如本技術(shù)領(lǐng)域眾所周知的，防散射板模塊44實(shí)際上阻擋通過照射閃爍器晶體40以大角度到達(dá)檢測(cè)器子陣列模塊32的散射的X射線。防散射板模塊44適當(dāng)?shù)夭迦腴W爍器晶體40，例如，利用在防散射板模塊44中的凹槽46，以便使防散射板模塊44與光電檢測(cè)器陣列42對(duì)齊。銷釘或有螺紋的緊固件47使防散射板模塊44與檢測(cè)器子陣列模塊32進(jìn)一步對(duì)齊并且隨意地固定在一起。最好，每個(gè)防散射板模塊44還包括對(duì)齊凸起或銷釘48，用于使防散射板模塊44在DMS 30中對(duì)齊。
繼續(xù)參照?qǐng)D1-3B并且另外參照?qǐng)D4，通過印刷電路板34上的導(dǎo)電軌跡(沒有示出)將X射線檢測(cè)器子陣列36的光電檢測(cè)器42連接到布置在印刷電路板34的前面或后面的專用集成電路(ASIC)50。ASIC 50接收光電二極管的電輸出信號(hào)并且提供適當(dāng)?shù)男盘?hào)調(diào)整。在優(yōu)選實(shí)施例中，ASIC 50對(duì)光電檢測(cè)器的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。
實(shí)際上，以對(duì)稱的方式圍繞二維X射線檢測(cè)器36對(duì)ASIC 50進(jìn)行布置。參照示出了連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊32的前面或檢測(cè)器側(cè)的圖3A，在前面布置了八個(gè)ASIC 50，在X射線檢測(cè)器子陣列36的每側(cè)有四個(gè)檢測(cè)器。相似地，參照示出了連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊32的后面的圖3B，在后面布置了八個(gè)ASIC 50并且基本上與在前面的對(duì)應(yīng)的ASIC 50的位置對(duì)齊。這種對(duì)稱布置使信號(hào)路徑的長(zhǎng)度差以及寄生噪聲耦合最小。
圖4圖示出了典型的具有二維X射線檢測(cè)器36的連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊32，其中，X射線檢測(cè)器36具有16×32個(gè)光電二極管42的元件陣列，包括沿著切片或Z方向的32個(gè)檢測(cè)器行和每行中的，即沿著臺(tái)架旋轉(zhuǎn)的圓周方向，這里指定為X方向，16個(gè)檢測(cè)器。在物理上和電氣上，將16個(gè)ASIC 50分成四個(gè)對(duì)稱組進(jìn)行布置，每組有四個(gè)ASIC 50。每個(gè)ASIC 50對(duì)三十二個(gè)光電二極管的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，并且在每行中的ASIC進(jìn)行數(shù)字通信，以對(duì)經(jīng)過數(shù)字化的信號(hào)進(jìn)行串行化或數(shù)字多路復(fù)用。每組的四個(gè)ASIC 50形成一個(gè)串行輸出信道。串行輸出被傳送到連接器對(duì)541、542中的一個(gè)。
圖4中示出的電氣結(jié)構(gòu)僅是一個(gè)典型例子。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇對(duì)光電二極管輸出進(jìn)行數(shù)字化的其他方案，以產(chǎn)生不同數(shù)量的串行輸出信道。
還應(yīng)該理解，在信號(hào)傳輸流動(dòng)過程中，即在檢測(cè)器子陣列模塊32上，及早對(duì)光電二極管的輸出進(jìn)行數(shù)字化并且進(jìn)行數(shù)字多路復(fù)用有許多優(yōu)點(diǎn)，包括取消了容易受到噪聲耦合干擾的長(zhǎng)模擬路徑，以及減少了離開連接器化的二維檢測(cè)器子陣列模塊32的信道的數(shù)量。
例如，如果信號(hào)以模擬形式離開模塊32，則需要512個(gè)光電檢測(cè)器信道。相反，如圖4所示，通過及早對(duì)串行化的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化和多路復(fù)用，可以使用四個(gè)串行輸出信道，這四個(gè)信道關(guān)于X射線檢測(cè)器子陣列36對(duì)稱地布置在模塊32的前面和后面。連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊32還提供了可靠的模擬和數(shù)字路由選擇通路，這導(dǎo)致了隨著可靠地將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)高速傳輸?shù)竭B接器對(duì)54的同時(shí)，進(jìn)行高動(dòng)態(tài)范圍的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理。
具體參照?qǐng)D2和圖3A，每個(gè)連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊32包括對(duì)稱布置在印刷電路板34前面的，位于光電檢測(cè)器陣列36的相對(duì)側(cè)并且大致位于印刷電路板34的邊緣的兩個(gè)連接器541、542。該連接器對(duì)中的每個(gè)連接器54接收和發(fā)送由ASIC 50產(chǎn)生的四個(gè)串行化信道中的兩個(gè)。
繼續(xù)參照?qǐng)D1并且另外參照?qǐng)D5，DMS 30包括多個(gè)連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊32，例如，在典型實(shí)施例中為四十二個(gè)模塊32，在圖5中僅示出了其中最末端的兩個(gè)模塊32。每個(gè)子陣列模塊32利用電連接器54與成對(duì)的集線器/管線卡60，即兩個(gè)對(duì)稱的管線卡601、602，連接。具體來說，第一卡601與子陣列模塊32的第一連接器541連接，而第二卡602與第二連接器542連接。
集線器/管線卡對(duì)60通過連接器54收集來自多個(gè)連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊32的串行化數(shù)字光電檢測(cè)器的輸出。集線器/管線卡60最好是印刷電路板，具有布置在其上的適當(dāng)?shù)臄?shù)字電子裝置，以進(jìn)行有限的信號(hào)處理。集線器/管線卡60還包括將經(jīng)過處理的數(shù)字光電檢測(cè)器輸出傳送到DMS處理器64的電軌跡。被適宜地體現(xiàn)為微處理器、計(jì)算機(jī)或其它集成電路的DMS處理器64構(gòu)成與光電檢測(cè)2S信號(hào)對(duì)應(yīng)的經(jīng)過選擇的DMS輸出，并且將DMS輸出傳送到用于進(jìn)行跨過臺(tái)架22的傳輸?shù)幕h(huán)68。
在典型實(shí)施例中，隨二維x射線檢測(cè)器36一起將檢測(cè)器子陣列32布置為基本上與照射的x射線垂直，即面對(duì)x射線源14。每個(gè)集線器/管線卡601和602基本上是平面的并且與子陣列模塊32的印刷電路板34垂直，如在圖5中所見的最佳情況。DMS處理器64被布置為基本與附近的子陣列模塊32的印刷電路板34平行并且相對(duì)于x射線源14來說在模塊32的后面。
如在圖5中概括示出的，DMS 30的布置是高度對(duì)稱的。具體地說，定義了對(duì)稱的雙軸平面72，這主要是針對(duì)集線器/管線卡對(duì)60、子陣列模塊32的連接器對(duì)54和作為整體的DMS 30而言的。
最好，DMS 30還具有被布置為與第一對(duì)稱平面72垂直的第二對(duì)稱平面74。集線器/管線卡對(duì)60包括兩對(duì)集線器/管線卡60，對(duì)這兩對(duì)集線器/管線卡60進(jìn)行關(guān)于第二對(duì)稱平面74對(duì)稱的布置。這兩個(gè)集線器/管線卡對(duì)60向第二對(duì)稱平面74發(fā)送輸入的數(shù)字光電檢測(cè)器信號(hào)，其中，DMS處理器64基本上位于第一和第二對(duì)稱平面72、74的交叉線的中心。
繼續(xù)參照?qǐng)D1和圖5，相對(duì)于X射線源14，在子陣列模塊32的后面并且相對(duì)于第二對(duì)稱平面74基本對(duì)稱地布置兩個(gè)DMS電源模塊78。DMS電源模塊78與集線器/管線卡60連接并且給其提供電源。集線器/管線卡60上的電源導(dǎo)電軌跡(沒有示出)進(jìn)一步將提供的電功率分配給檢測(cè)器子陣列模塊32和DMS處理器64。
最好，按照對(duì)稱電源分布進(jìn)行布置，兩個(gè)DMS電源模塊78中的每一個(gè)給子陣列模塊32提供一半電源。在圖5中，在第二對(duì)稱平面74的左側(cè)的DMS電源模塊78給在第二對(duì)稱平面74的左側(cè)的元件提供電源，而在第二對(duì)稱平面74的右側(cè)的DMS電源模塊78給在第二對(duì)稱平面74的右側(cè)的元件提供電源。
參照?qǐng)D1和圖5，DMS的輸出通過滑環(huán)68越過旋轉(zhuǎn)臺(tái)架22并且被傳送到用于存儲(chǔ)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器90。臺(tái)架22和患者支架20協(xié)作，例如，利用X射線源相對(duì)于患者的螺旋路徑，得到患者的經(jīng)過選擇的投影圖像。最好，X射線源14的路徑在角度上基本覆蓋了每個(gè)圖像切片，以使圖像的結(jié)果最小。
重構(gòu)處理器92利用過濾背投影或其它重構(gòu)方法對(duì)獲得的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)，以生成患者的或者患者的經(jīng)過選擇的部位的三維圖像表示，該圖像表示被存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器94中。由視頻處理器96對(duì)圖像表示進(jìn)行加工或其它處理，以產(chǎn)生顯示在圖形用戶界面(GUI)98或其它顯示設(shè)備、打印設(shè)備或者用于由操作者進(jìn)行觀察的設(shè)備上的人可觀察圖像?？蛇x擇地，還對(duì)GUI 98進(jìn)行編程以形成操作者與CT掃描器12之間的界面，從而允許操作者對(duì)CT成像過程進(jìn)行初始化、執(zhí)行和控制。
在適當(dāng)?shù)牡湫蛯?shí)施例中，DMS 30包括四十二個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊32，每個(gè)子陣列模塊32具有16×32個(gè)光電二極管陣列42(32個(gè)切片行，每行16個(gè)檢測(cè)器)。這與每個(gè)切片行的16×42＝672個(gè)像素對(duì)應(yīng)，或者與每個(gè)投影圖像的672×32＝21504個(gè)像素對(duì)應(yīng)。在臺(tái)架轉(zhuǎn)速為120rpm(即兩轉(zhuǎn)每秒)并且每轉(zhuǎn)有2320個(gè)投影圖像的情況下，這樣的設(shè)計(jì)以如下的比特率進(jìn)行輸出 式中，使用了每像素兩個(gè)字節(jié)(即16位)的數(shù)字化?？紤]到編碼，散射檢測(cè)器100(見圖5)的輸出等，由DMS 30產(chǎn)生為2Gbit/sec的比特率。
參照?qǐng)D示出了約一半DMS 30(即，第二對(duì)稱平面74的一側(cè))的圖6，如前面所述，按照適合于高速數(shù)據(jù)采集的電氣結(jié)構(gòu)，每個(gè)子陣列模塊32輸出四個(gè)串行化數(shù)字信道。最好，ASIC 50以約24MHz的頻率通過連接器對(duì)54向集線器/管線卡60輸出串行數(shù)據(jù)。集線器/管線卡60對(duì)到達(dá)DMS處理器64的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的en路徑有選擇地進(jìn)行加工。
在圖6所示的典型實(shí)施例中，集線器/管線卡60對(duì)由每個(gè)子陣列模塊32輸出的四個(gè)串行化信道進(jìn)行串行到并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，以便按照數(shù)字化的格式恢復(fù)各個(gè)光電二極管的信號(hào)。然后由信號(hào)處理模塊112將光電二極管信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)數(shù)衰減格式。這個(gè)處理最好以40MHz的頻率進(jìn)行。
繼續(xù)參照?qǐng)D6并且另外參照?qǐng)D7，集線器/管線卡60包括數(shù)據(jù)定序器/控制器120，用于將定時(shí)信號(hào)傳送給連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊32。定時(shí)信號(hào)對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換與通過子陣列模塊32的串行化輸出信道傳輸數(shù)字化的光電檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)行協(xié)調(diào)。由集線器122，例如通過串行到并行轉(zhuǎn)換，對(duì)數(shù)字化的光電檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)行處理，以便隨著有關(guān)的采集定時(shí)信息一起恢復(fù)各個(gè)光電二極管信號(hào)。利用多路復(fù)用器126、128按照包含在SRAM 124中的信息對(duì)已經(jīng)恢復(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行偏差校正。偏差校正的計(jì)數(shù)值被時(shí)間值劃分，以產(chǎn)生與檢測(cè)器電流成比例的頻率值，并且在數(shù)字信號(hào)處理模塊130中被轉(zhuǎn)換為對(duì)數(shù)或“Mu”值。Mu值被發(fā)送到DMS處理器64。
剛剛描述的用于集線器/管線卡60的信號(hào)處理僅是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠很容易地用不同的數(shù)字信號(hào)處理元件進(jìn)行替換，以進(jìn)行相同或不同的數(shù)據(jù)加工。但應(yīng)該理解，對(duì)集線器/管線卡60進(jìn)行過多的信號(hào)處理會(huì)影響集線器/管線卡對(duì)60和整體DMS 30的數(shù)據(jù)通過量。
繼續(xù)參照?qǐng)D6并且另外參照?qǐng)D8，DMS處理器64包括可選公共處理器模塊(CPM)140，用于在進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集期間，對(duì)CT掃描器起主控制器的作用。CPM 140與GUI界面98(見圖1)直接通信或者通過滑環(huán)CAN總線或其它高速端口與臺(tái)架外的其它元件通信，并且設(shè)置用于對(duì)DMS處理器64進(jìn)行掃描采集的參數(shù)。具體地說，高速控制鏈接142實(shí)時(shí)地向CPM 140發(fā)送臺(tái)架22的角度位置數(shù)據(jù)和患者支架20的位置數(shù)據(jù)，然后，CPM 140通過對(duì)連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊32和集線器/管線卡對(duì)60進(jìn)行設(shè)置，使掃描采集協(xié)調(diào)。CPM 140還通過外部設(shè)備控制模塊144對(duì)其它外部設(shè)備進(jìn)行設(shè)置和控制。
雖然在典型實(shí)施例中，DMS處理器64包含通過CPM 140對(duì)CT掃描器120的主控制，但是，也可以選擇使對(duì)CT掃描器的整個(gè)運(yùn)行進(jìn)行控制的CT掃描器主控制器位于遠(yuǎn)離DMS，在這種情況下，遠(yuǎn)距離的主控制器將向DMS處理器發(fā)送控制信號(hào)以控制DMS。
在進(jìn)行成像期間，復(fù)用器148將來自四個(gè)集線器/管線卡60(即各包括兩個(gè)對(duì)稱卡601、602的兩個(gè)卡對(duì)60)的四個(gè)16位40MHz的并行數(shù)據(jù)流多路復(fù)用為一個(gè)三十二位80MHz的并行數(shù)據(jù)流，通過數(shù)據(jù)鏈接控制器152將這個(gè)三十二位80MHz的并行數(shù)據(jù)流發(fā)送到收發(fā)器模塊156，收發(fā)器模塊156將這個(gè)并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一個(gè)或多個(gè)高容量并行數(shù)據(jù)流。在一個(gè)適當(dāng)?shù)氖瞻l(fā)器模塊實(shí)施例中，一個(gè)四重HOTLink收發(fā)器(可從Cypress Semiconductor Corporation買到)將三十二位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為四個(gè)各為500MHz的串行流。這些信號(hào)被作為PECL電平的差動(dòng)信號(hào)發(fā)送到滑環(huán)接口，滑環(huán)接口利用光纖技術(shù)將這個(gè)差動(dòng)信號(hào)經(jīng)過滑環(huán)68發(fā)送到掃描器的靜止部分，在這里，另一個(gè)接口利用光纖技術(shù)將這個(gè)差動(dòng)信號(hào)通過四個(gè)光纖電纜再次發(fā)送到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器90。
盡管描述了越過滑環(huán)68的光纖鏈接，但也可以使用其它數(shù)據(jù)端口裝置。可以按照數(shù)字化電信號(hào)的形式將數(shù)據(jù)發(fā)送過滑環(huán)。也可以考慮在不使用滑環(huán)的情況下，利用旋轉(zhuǎn)臺(tái)架22上的短距離射頻發(fā)送器使數(shù)據(jù)離開臺(tái)架22，可選則將數(shù)據(jù)直接發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器90。
可以選擇，將校準(zhǔn)和/或診斷電子設(shè)備160如PECL Gage IFC并入DMS處理器64，以利于對(duì)DMS 30進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)。示出的DMS處理器64的配置僅是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以構(gòu)成其它的控制和數(shù)字信號(hào)處理部件，以執(zhí)行用于具體DMS模塊的具體控制和數(shù)據(jù)處理任務(wù)。
參照?qǐng)D9和圖10，描述了一種用于在機(jī)械上構(gòu)成DMS 30的適當(dāng)方法。DMS的機(jī)械框架包括一對(duì)關(guān)于第一對(duì)稱平面72對(duì)稱布置的，基本上是平面的可互換內(nèi)托架支撐元件180，和一對(duì)在內(nèi)托架支撐元件對(duì)180外面的，關(guān)于第一對(duì)稱平面72對(duì)稱布置的，基本上是平面的可互換外托架支撐元件182。
基本上是平面的成對(duì)的對(duì)準(zhǔn)板184被固定到成對(duì)的內(nèi)托架支撐元件180的內(nèi)表面上。內(nèi)間隔元件186被布置在成對(duì)的內(nèi)托架支撐元件/對(duì)準(zhǔn)板對(duì)180、184之間，并且限定了內(nèi)托架的元件關(guān)于第一對(duì)稱平面72之間的經(jīng)過選擇的間距。
由內(nèi)間隔元件186限定的經(jīng)過選擇的間距限定了關(guān)于第一對(duì)稱平面72對(duì)稱布置的間隙，這個(gè)間隙安裝防散射板模塊44。對(duì)準(zhǔn)板184包括成對(duì)的對(duì)準(zhǔn)開口，用于安裝防散射板模塊44的凸起或銷釘48(見圖2)，以使防散射板模塊44在內(nèi)托架支撐元件對(duì)180中對(duì)齊。
一旦裝配了包括防散射板模塊44的內(nèi)托架部分，則可相對(duì)于內(nèi)托架部件任意地對(duì)散射檢測(cè)器部件進(jìn)行布置。將成對(duì)的散射檢測(cè)器部件190固定到成對(duì)的基本上是平面的外托架支撐元件182上。在圖9的布置中，將散射檢測(cè)器部件190布置為四分元件，即，關(guān)于第一和第二對(duì)稱平面72、74對(duì)稱布置的四個(gè)散射檢測(cè)器元件190，與集線器/管線卡60的布置相似(對(duì)照?qǐng)D5)。接著，用帶螺紋的銷釘間隔器192和帶螺紋的間隔器194將外托架支撐元件182固定到內(nèi)托架支撐元件180上。
將兩個(gè)集線器/管線卡對(duì)60，即四個(gè)集線器/管線卡601、602固定到外托架支撐元件182上。通過連接器541、542(見圖2)將連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊32插入集線器/管線卡對(duì)60。在圖9所示的實(shí)施例中，通過將信號(hào)連接器54連接到集線器/管線卡對(duì)60，對(duì)檢測(cè)器子陣列模塊32進(jìn)行機(jī)械固定，并且通過將閃爍器晶體40插入防散射板模塊44的凹槽46和通過使銷釘47對(duì)齊，使檢測(cè)器子陣列模塊32與防散射板模塊44對(duì)齊(見圖2)?？蛇x擇地，通過使用用于使銷釘47對(duì)齊的帶螺紋的固定器，或者通過螺釘或其他輔助機(jī)械支撐件，進(jìn)一步將每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊32固定到DMS 30上。
橫向支撐棒200，例如圖9中的六個(gè)支撐棒200，被固定到集線器/管線卡對(duì)元件601、602上并且被架在集線器/管線卡對(duì)元件601、602之間。DMS處理器64和兩個(gè)電源模塊78插入集線器/管線卡對(duì)元件601、602并且由支撐棒200，例如通過用螺釘?shù)裙潭ǖ狡渖?，進(jìn)行機(jī)械固定。可選擇地，DMS 30的機(jī)械框架還包括布置在內(nèi)和/或外托架支撐元件180、182之間的附加的橫向支撐元件202(見圖10)，以提供進(jìn)一步的機(jī)械支撐。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，剛剛具體參照?qǐng)D2、9和10描述的DMS部件不包括其它已知的典型DMS模塊的大量信號(hào)電纜敷設(shè)是有利的。此外，DMS 30具有為了用最少的拆卸更換DMS 30(例如，拆除連接器化的DMS處理器64或阻擋接近目標(biāo)子陣列模塊32的電源模塊78或者拆除模塊32)并且不需要更換對(duì)應(yīng)的防散射板模塊44而方便地布置的連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊32。
機(jī)械框架元件，例如內(nèi)和外托架支撐元件180、182，適合于用鋁板制造，而間隔元件186、192、194和橫向元件200、202適合于用原料擠壓加工制造。對(duì)原材料的使用明顯優(yōu)于一般用鑄造金屬構(gòu)成其框架的常規(guī)DMS模塊。
還考慮到DMS 30省略了常規(guī)的專用加熱器元件。熱仿真已經(jīng)說明DMS 30的對(duì)稱設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上減少了溫度不均勻性。這些仿真表明，風(fēng)扇空氣循環(huán)使由檢測(cè)器子陣列模塊32、DMS處理器64以及DMS電源模塊78產(chǎn)生的熱量的分布應(yīng)該足以使DMS 30中的溫度實(shí)際上均勻分布。檢測(cè)器子陣列模塊32、集線器-管線卡60、DMS處理器64以及DMS電源模塊78中的每一個(gè)都可以選擇包括銅的或其他導(dǎo)熱材料的印刷電路板的地線板，這種導(dǎo)熱材料給由DMS 30產(chǎn)生的熱量提供有效的熱通道，以實(shí)現(xiàn)有效而均勻的熱分布。
上述實(shí)施例包括多種結(jié)構(gòu)上和電氣上的對(duì)稱性。整個(gè)DMS 30包括關(guān)于第一對(duì)稱平面72的結(jié)構(gòu)上和電氣上的雙向?qū)ΨQ性以及關(guān)于第二對(duì)稱垂直平面74的結(jié)構(gòu)上和電氣上的雙向?qū)ΨQ性。此外，在ASIC 50和連接器541、542關(guān)于檢測(cè)器36對(duì)稱分布的情況下，每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊32包括對(duì)位于中心的X射線檢測(cè)器36的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性。在一半信號(hào)到達(dá)連接器541而另一半信號(hào)到達(dá)連接器542的情況下，每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊32還包括在對(duì)稱發(fā)送電信號(hào)方面的電氣對(duì)稱性。
這樣的各種對(duì)稱性中的每種對(duì)稱性都提供了很多好處，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易地放寬對(duì)典型的DMS 30及其部件的一種或多種對(duì)稱性的要求，而保留剩下的對(duì)稱性的實(shí)際好處。例如，在保持DMS 30關(guān)于第一和第二對(duì)稱平面72、74的整體的結(jié)構(gòu)和電氣對(duì)稱性并且基本保留檢測(cè)器子陣列模塊32的電氣對(duì)稱性的同時(shí)，可以使X射線檢測(cè)器模塊36沿著子陣列模塊32上的Z方向離開中心，用于某些非對(duì)稱的成像應(yīng)用。例如，可以用這種使X射線檢測(cè)器模塊離開中心的布置來對(duì)X射線圓錐的不均勻性進(jìn)行校正。
此外，僅通過對(duì)檢測(cè)器子陣列模塊32進(jìn)行修改就可以很容易地實(shí)現(xiàn)在檢測(cè)器定位方面的這種變化。DMS 30的連接器化的結(jié)構(gòu)允許在不進(jìn)行另外的結(jié)構(gòu)或電氣方面的修改的情況下，將經(jīng)過修改的子陣列模塊并入DMS 30的現(xiàn)有框架中。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，用于計(jì)算機(jī)斷層掃描器，該數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)包括多個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)，每個(gè)模塊接收輻射并且生成對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器信號(hào)；管線卡(60)，與所述檢測(cè)器子陣列模塊(32)通信，以接收所述檢測(cè)器信號(hào)；以及處理器(64)，與所述管線卡(60)通信，以接收來自所述管線卡(60)的所述檢測(cè)器信號(hào)，所述處理器(64)構(gòu)成了根據(jù)所述檢測(cè)器信號(hào)的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)包括閃爍器(40)，用于響應(yīng)X射線的照射，產(chǎn)生閃爍事件；以及光電檢測(cè)器陣列(42)，被布置為對(duì)閃爍進(jìn)行檢測(cè)并且產(chǎn)生所述檢測(cè)器信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)還包括至少一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換器(50)，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換元件，用于將所述檢測(cè)器信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化檢測(cè)器信號(hào)，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換器(50)將所述數(shù)字化檢測(cè)器信號(hào)傳送到信號(hào)連接器(541，542)；以及信號(hào)連接器(541，542)，用于與所述管線卡(60)配合，所述信號(hào)連接器(541，542)接收所述數(shù)字化檢測(cè)器信號(hào)并且將所述數(shù)字化檢測(cè)器信號(hào)傳送到所述管線卡(60)。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換器(50)還包括串行化元件，用于對(duì)所述數(shù)字化檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)行串行排列，并且將串行排列的檢測(cè)器信號(hào)傳送到所述信號(hào)連接器(541，542)。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述管線卡(60)包括串行到并行轉(zhuǎn)換器(110)，用于將串行排列的檢測(cè)器信號(hào)轉(zhuǎn)換為與所述光電檢測(cè)器對(duì)應(yīng)的并行信號(hào)信道。
6.如權(quán)利要求1-5中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述處理器(64)還包括復(fù)用器(148，156)，用于對(duì)所述檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)行組合，以構(gòu)成包括一個(gè)或多個(gè)多路復(fù)用信號(hào)的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)輸出，其中，每個(gè)多路復(fù)用信號(hào)包括多個(gè)經(jīng)過多路復(fù)用的檢測(cè)器信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1-6中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，還包括多個(gè)防散射模塊(44)，與所述多個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)對(duì)應(yīng)，每個(gè)防散射模塊(44)被布置在所述計(jì)算機(jī)斷層掃描器(12)的檢查區(qū)域(18)與對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器子陣列模塊(32)之間，以充分減少由于散射的X射線引起的噪聲。
8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，還包括對(duì)齊銷釘(47)，用于使每個(gè)防散射模塊(44)與對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器子陣列模塊(32)對(duì)齊。
9.如權(quán)利要求7和8中的一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述檢測(cè)器子陣列模塊還包括閃爍器(40)，用于用防散射模塊(44)隔開。
10.如權(quán)利要求1-9中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)包括信號(hào)連接器對(duì)(541，542)，并且在所述信號(hào)連接器對(duì)(541，542)之間對(duì)所述檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)行對(duì)稱劃分并且將所述檢測(cè)器信號(hào)傳送到所述信號(hào)連接器對(duì)(541，542)的連接器；并且所述管線卡(60)包括管線卡對(duì)(601，602)，與所述檢測(cè)器子陣列模塊的信號(hào)連接器對(duì)(541，542)連接，以接收所述檢測(cè)器信號(hào)，所述管線卡對(duì)(601，602)包括多個(gè)在兩個(gè)管線卡(601，602)之間對(duì)稱劃分的多個(gè)信號(hào)傳輸路徑，以傳送所述檢測(cè)器信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)還包括印刷電路板(34)，包括將檢測(cè)器信號(hào)傳送到所述信號(hào)連接器對(duì)(541，542)的電軌跡。
12.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)的檢測(cè)器陣列(42)大致位于所述印刷電路板(34)的中心，并且將所述信號(hào)連接器對(duì)(541，542)的連接器布置在所述檢測(cè)器陣列(42)的相對(duì)側(cè)并且大致在所述印刷電路板(34)的邊緣。
13.如權(quán)利要求12所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)還包括偶數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(50)，相對(duì)于所述檢測(cè)器陣列(42)對(duì)稱地布置在所述印刷電路板(34)上，其中，來自所述模數(shù)轉(zhuǎn)換(50)的一半的信號(hào)被發(fā)送到所述信號(hào)連接器對(duì)(541，542)中的一個(gè)連接器，來自所述模數(shù)轉(zhuǎn)換(50)的另一半的信號(hào)被發(fā)送到所述信號(hào)連接器對(duì)(541，542)中的另一個(gè)連接器。
14.如權(quán)利要求13所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)量至少是四個(gè)，并且對(duì)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(50)進(jìn)行對(duì)稱布置，使所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(50)的一半位于所述印刷電路板(34)的前面，而所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(50)另一半位于所述印刷電路板(34)的后面。
15.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)還包括至少一個(gè)集成電路(50)，布置在所述印刷電路板(34)上，用于對(duì)所述檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，經(jīng)過數(shù)字化的檢測(cè)器信號(hào)被傳送到所述信號(hào)連接器對(duì)(541，542)。
16.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，沿著所述印刷電路板(34)的Z方向離開中心對(duì)所述檢測(cè)器陣列(42)進(jìn)行布置，并且將所述信號(hào)連接器對(duì)(541，542)的連接器布置在所述檢測(cè)器陣列(42)的相對(duì)側(cè)并且大致在所述印刷電路板(34)的邊緣。
17.如權(quán)利要求10-16中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述對(duì)稱管線對(duì)(601，602)的每個(gè)卡還包括印刷電路板，在其上將多個(gè)信號(hào)傳輸路徑布置為電軌跡。
18.如權(quán)利要求10-17中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，還包括機(jī)械框架(180，182，200，202)，用于支撐定義了整體的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的所述檢測(cè)器子陣列模塊(32)、所述對(duì)稱卡對(duì)(601，602)和所述處理器(64)，在所述檢測(cè)器子陣列模塊的信號(hào)連接器對(duì)(541，542)以及所述對(duì)稱管線卡對(duì)(601，602)中的每一個(gè)都關(guān)于對(duì)稱平面(72)對(duì)稱布置的情況下，所述整體的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)關(guān)于對(duì)稱平面(72)是雙向?qū)ΨQ的。
19.如權(quán)利要求18所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述檢測(cè)器子陣列模塊的信號(hào)連接器對(duì)(541，542)以及所述對(duì)稱管線卡對(duì)(601，602)中的每一個(gè)都關(guān)于對(duì)稱平面(72)對(duì)稱布置。
20.如權(quán)利要求18和19中的一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，關(guān)于對(duì)稱平面(72)雙向?qū)ΨQ地對(duì)檢測(cè)器信號(hào)路徑進(jìn)行布置。
21.如權(quán)利要求18-20中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述對(duì)稱管線卡對(duì)(601，602)包括由所述機(jī)械框架(180，182，200，202)支撐的兩個(gè)對(duì)稱管線卡對(duì)，所述數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)具有第二對(duì)稱平面(74)，第二對(duì)稱平面(74)與所述對(duì)稱平面(72)一起定義了四個(gè)檢測(cè)器四分區(qū)，每個(gè)四分區(qū)包括一個(gè)管線卡(60)。
22.如權(quán)利要求21所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，還包括偶數(shù)個(gè)電源模塊(78)，由所述機(jī)械框架(180，182，200，202)支撐，用于給所述檢測(cè)器子陣列模塊(32)、所述管線卡對(duì)(601，602)和所述處理器(64)提供電源，其中，所述電源模塊(78)的一半給所述第二對(duì)稱平面(74)的左側(cè)提供電源，所述電源模塊(78)的另一半給所述第二對(duì)稱平面(74)的右側(cè)提供電源。
23.如權(quán)利要求18-22中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述機(jī)械框架(180，182，200，202)具有彎曲的形狀，使得所述檢測(cè)器子陣列模塊(32)被布置為沿著中心在X射線源(14)的實(shí)際輻射表面與由所述計(jì)算機(jī)斷層掃描器(12)的X射線源(14)產(chǎn)生的X射線相互作用。
24.如權(quán)利要求18-23中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，還包括電源模塊(78)，由所述機(jī)械框架(180，182，200，202)支撐，用于給所述檢測(cè)器子陣列模塊(32)、所述管線卡對(duì)(601，602)和所述處理器(64)提供電源。
25.如權(quán)利要求18-24中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述管線卡對(duì)(601，602)由所述機(jī)械框架(180，182，200，202)支撐，并且每個(gè)所述檢測(cè)器子陣列模塊(32)通過與所述管線卡對(duì)(601，602)連接得到支撐。
26.如權(quán)利要求18-25中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，還包括至少一個(gè)散射檢測(cè)器對(duì)(190)，由所述機(jī)械框架(180，182，200，202)支撐，所述散射檢測(cè)器對(duì)(190)的檢測(cè)器關(guān)于對(duì)稱平面(72)對(duì)稱布置。
27.如權(quán)利要求18-24中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述機(jī)械框架(180，182，200，202)包括至少一對(duì)基本上是平面的支撐元件(180，182)，關(guān)于所述對(duì)稱平面對(duì)稱布置；以及橫向元件(200，202)，在基本上是平面的支撐元件對(duì)(180，182)的元件之間延伸。
28.如權(quán)利要求27所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述基本上是平面的支撐元件(180，182)由平板金屬原料構(gòu)成。
29.如權(quán)利要求27和28中的一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述檢測(cè)器子陣列模塊(32)在基本上是平面的支撐元件對(duì)(180，182)之間延伸。
30.如權(quán)利要求10-29中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述處理器(64)與所述管線卡對(duì)(601，602)配合，以接收來自所述管線卡對(duì)(601，602)的所述檢測(cè)器信號(hào)。
31.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，還包括機(jī)械框架(180，182，200，202)，具有由第一和第二對(duì)稱平面(72，74)定義的四個(gè)對(duì)稱四分區(qū)，其中，對(duì)每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)進(jìn)行關(guān)于第一對(duì)稱平面(72)的對(duì)稱布置，跨過所述機(jī)械框架，對(duì)所述子陣列模塊(32)進(jìn)行關(guān)于第二對(duì)稱平面(74)的對(duì)稱布置，所述管線卡(60)包括四個(gè)對(duì)稱布置在四個(gè)對(duì)稱四分區(qū)中的管線卡，每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)與兩個(gè)管線卡(601，602)進(jìn)行電氣通信，并且將處理器(64)布置在所述第一和第二對(duì)稱平面(72，74)的交叉線上。
32.如權(quán)利要求31所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)包括兩個(gè)關(guān)于所述第一對(duì)稱平面(72)對(duì)稱布置的電連接器(541，542)，每個(gè)電連接器插入所述管線卡(601，602)中的一個(gè)。
33.如權(quán)利要求31和32中的一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述機(jī)械框架(180，182，200，202)包括托架支撐元件(180，182)，與所述第一對(duì)稱平面(72)平行；以及橫向支撐元件(200，202)，與所述第二對(duì)稱平面(74)平行并且連接所述托架支撐元件(180，182)。
34.如權(quán)利要求33所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述托架支撐元件(180，182)由平板金屬構(gòu)成，而所述橫向支撐元件(200，202)由原料擠壓構(gòu)成。
35.如權(quán)利要求1-34中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，其中，所述管線卡(60)和所述檢測(cè)器子陣列模塊(32)包括具有導(dǎo)電地線平面的印刷電路板(34)，在所述數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)中，所述導(dǎo)電地線平面共同進(jìn)行散熱并且保持整個(gè)所述數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)的溫度大致均勻。
36.如權(quán)利要求1-35中的任何一個(gè)所述的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)，還包括光學(xué)滑環(huán)接口(156)，用于光學(xué)地將所述數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的輸出，從在其上安裝了所述數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)架(22)發(fā)送到所述計(jì)算機(jī)斷層掃描器(12)的靜止部分。
37.一種計(jì)算機(jī)斷層成像方法，用于對(duì)患者進(jìn)行成像，該計(jì)算機(jī)斷層成像方法包括如下步驟(a)發(fā)射通過患者的X射線；(b)將發(fā)射的X射線轉(zhuǎn)換為覆蓋二維空間表面的模擬電信號(hào)；(c)將所述模擬電信號(hào)數(shù)字化為數(shù)字信號(hào)；(d)通過關(guān)于所述二維空間表面對(duì)稱布置的成對(duì)的通信路徑將所述數(shù)字信號(hào)傳送到中央單元；(e)存儲(chǔ)到達(dá)所述中央單元的數(shù)字信號(hào)；(f)對(duì)所述二維空間表面的多個(gè)方向重復(fù)步驟(a)-(e)；并且(g)對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行重構(gòu)以生成患者的圖像表示。
38.如權(quán)利要求37所述的計(jì)算機(jī)斷層成像方法，其中，數(shù)字化步驟(c)發(fā)生在與所述二維空間表面基本一致的空間區(qū)域。
39.如權(quán)利要求37和38中的一個(gè)所述的計(jì)算機(jī)斷層成像方法，其中，所述轉(zhuǎn)換步驟(b)包括進(jìn)行空間局部化轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生局部模擬信號(hào)，其中，空間局部化轉(zhuǎn)換的空間分布定義了所述二維空間表面。
40.如權(quán)利要求39所述的計(jì)算機(jī)斷層成像方法，其中，所述數(shù)字化步驟(c)包括對(duì)于每個(gè)空間局部化轉(zhuǎn)換，與空間局部化轉(zhuǎn)換極接近地對(duì)對(duì)應(yīng)的局部模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化。
41.如權(quán)利要求37-40中的任何一個(gè)所述的計(jì)算機(jī)斷層成像方法，其中，所述數(shù)字化步驟(c)包括將所述數(shù)字信號(hào)多路復(fù)用為成對(duì)的串行數(shù)字信號(hào)，用于通過成對(duì)的通信路徑進(jìn)行通信。
42.如權(quán)利要求37-41中的任何一個(gè)所述的計(jì)算機(jī)斷層成像方法，其中在支撐在跨越一對(duì)拱形框架元件的對(duì)稱四分區(qū)中的電路板上執(zhí)行所述轉(zhuǎn)換、數(shù)字化和通信步驟。
43.一種裝配數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(30)的方法，該方法包括如下步驟將檢測(cè)器子陣列(36)固定到印刷電路板(34)上，每個(gè)印刷電路板(34)包括與被固定的檢測(cè)器子陣列(36)相互連接的印刷電路，以定義檢測(cè)器子陣列模塊(32)；將至少一個(gè)管線印刷電路板(60)固定到拱形機(jī)械框架(180，182，200，202)上；將所述檢測(cè)器子陣列模塊(32)固定到拱形機(jī)械框架(180，182，200，202)上，每個(gè)被固定的檢測(cè)器子陣列模塊(32)與所述管線印刷電路板(60)進(jìn)行電氣通信；以及將處理器(64)固定到拱形機(jī)械框架(180，182，200，202)上，經(jīng)過固定的處理器(64)通過所述管線印刷電路板(60)的印刷電路與所述檢測(cè)器子陣列模塊(32)進(jìn)行電氣通信。
44.如權(quán)利要求43所述的裝配方法，還包括如下步驟將至少一個(gè)電子信號(hào)處理器件固定到每個(gè)所述檢測(cè)器子陣列模塊(32)的所述印刷電路板(34)上，所述電子信號(hào)處理器件(50)將來自檢測(cè)器子陣列(36)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；并且將至少一個(gè)電連接器(541，542)固定到每個(gè)所述檢測(cè)器子陣列模塊(32)的所述印刷電路板(34)上，通過印刷電路將所述數(shù)字信號(hào)傳送到至少一個(gè)電連接器(541，542)。
45.如權(quán)利要求44所述的裝配方法，其中，將所述檢測(cè)器子陣列模塊(32)固定到拱形框架(180，182，200，202)的步驟包括使每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)的至少一個(gè)電連接器(541，542)與所述管線印刷電路板(60)的對(duì)應(yīng)的連接器配合。
全文摘要
用于計(jì)算機(jī)斷層(CT)掃描器(12)的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)(DMS)(30)包括多個(gè)連接器化的檢測(cè)器子陣列模塊(32)。每個(gè)檢測(cè)器子陣列模塊(32)包括閃爍器(40)，用于響應(yīng)X射線的照射，產(chǎn)生閃爍事件；光電檢測(cè)器陣列(42)，被布置為對(duì)閃爍進(jìn)行檢測(cè)；以及兩個(gè)對(duì)稱布置的信號(hào)連接器(541，542)，用于發(fā)送光電檢測(cè)器信號(hào)。對(duì)稱安裝的管線卡(60)與每側(cè)的檢測(cè)器子陣列模塊(32)組的信號(hào)連接器(54)配合，以接收光電檢測(cè)器信號(hào)。與管線卡(60)通信的處理器(64)接收來自管線卡(60)的光電檢測(cè)器信號(hào)并且構(gòu)成根據(jù)光電檢測(cè)器信號(hào)的DMS輸出。
文檔編號(hào)G01T1/164GK1688253SQ03823607
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月3日
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