專利名稱：一種用于計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)的檢測(cè)器和相應(yīng)的ct系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)系統(tǒng)，并且更特別地涉及一種用于計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)的檢測(cè)器和相應(yīng)的CT系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，用戶需要高性價(jià)比的CT產(chǎn)品。因此，多層CT在CT市場(chǎng)上變得更加普遍。但是，從技術(shù)的角度來(lái)看，當(dāng)構(gòu)造32層至256層的CT系統(tǒng)時(shí)，信號(hào)連接、熱學(xué)設(shè)計(jì)和層可擴(kuò)展性都變得更加困難。將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)包括在檢測(cè)器上的技術(shù)(例如，DOD技術(shù))解決了從光電二極管到模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的模擬連接，但熱源(ADC)過(guò)于接近熱敏部件(光電二極管)。為了在多層CT系統(tǒng)中使用D0D，數(shù)字信號(hào)連接、熱學(xué)設(shè)計(jì)和用于不同層的公共平臺(tái)是檢測(cè)器和DAS設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。可以使用高速串行通信來(lái)簡(jiǎn)化數(shù)字連接。但是，由于一個(gè)檢測(cè)器子系統(tǒng)中可能存在很多(例如60個(gè))檢測(cè)器模塊，因此檢測(cè)器模塊的通信連接的數(shù)量有待進(jìn)一步減少。隨著層的增加，ADC產(chǎn)生更多熱量。良好的熱交換需要滿足三個(gè)因素，即散熱器面積、氣流和散熱器與氣流之間的溫度梯度?？梢允褂蒙崞骱涂諝饫鋮s來(lái)得到穩(wěn)定的溫度。盡管液體冷卻更高效，但其缺點(diǎn)在于比較昂貴且不可靠。在高端設(shè)計(jì)中，可以使用熱管和液體冷卻來(lái)交換來(lái)自檢測(cè)器的熱量。但是，由于液體冷卻比較昂貴，其很難被用于低成本的CT系統(tǒng)。 不同層之間的公共平臺(tái)應(yīng)當(dāng)具有良好的可擴(kuò)展性并且有助于縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期。因此，在本領(lǐng)域中需要一種通信連接數(shù)量更少、散熱更好、公共平臺(tái)具有更好的可擴(kuò)展性的檢測(cè)器。本發(fā)明的目的正是解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)的檢測(cè)器，該計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)具有用于沿投影軸投影X射線束的X射線源，該檢測(cè)器包括依次排列的多個(gè)檢測(cè)器模塊，每個(gè)檢測(cè)器模塊包括:在該多個(gè)檢測(cè)器模塊的排列方向上排列的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊，用于將X射線轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；以及支架，用于將該至少一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊保持在支架的頂部，從而使得該至少一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊的暴露面暴露于X射線束。本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)，包括根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)器。根據(jù)本發(fā)明，能夠簡(jiǎn)化檢測(cè)器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更有效的散熱，簡(jiǎn)化了檢測(cè)器與DAS之間的接口，并且減少DAS的成本并提高可靠性。


根據(jù)下文中參考附圖而進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他的目的和特征將變得明顯，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)器模塊的立體視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)器的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)器模塊的示意圖，其中在該多個(gè)檢測(cè)器模塊的排列方向上排列了兩個(gè)轉(zhuǎn)換模塊；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的檢測(cè)器模塊的示意圖，其中在該多個(gè)檢測(cè)器模塊的排列方向上放置了一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊；圖5是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的檢測(cè)器模塊的示意圖，其中在該多個(gè)檢測(cè)器模塊的排列方向上放置了三個(gè)轉(zhuǎn)換模塊；并且圖6是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的檢測(cè)器模塊的示意圖，其中在該多個(gè)檢測(cè)器模塊的排列方向上放置了四個(gè)轉(zhuǎn)換模塊。在這些附圖中，使用相同的參考標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或相似的部分。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，以下描述中省略了本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的某些技術(shù)特征。可以通過(guò)兩種方法來(lái)進(jìn)行熱控制。一種方法是更高效的空氣冷卻結(jié)構(gòu)，另一種方法是通過(guò)增加ADC的效率來(lái)減少熱量生成。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)器模塊7的立體視圖。如圖1所示，檢測(cè)器模塊7可以包括在X方向上排列的兩個(gè)轉(zhuǎn)換模塊1，用于將χ射線轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。類似地，檢測(cè)器模塊7還可以包括在Z方向上排列的兩個(gè)轉(zhuǎn)換模塊1，用于將χ射線轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。在圖1中，Y方向?yàn)棣稚渚€源投影χ射線束的投影軸，X方向?yàn)槎鄠€(gè)檢測(cè)器模塊7的排列方向(參見(jiàn)圖2), Z方向垂直于X方向和Y方向?？梢詤⒁?jiàn)圖2來(lái)確定Z方向，在該圖中，Z方向?yàn)榇怪庇诩埫娴姆较?。通過(guò)在同一支架頂部(特別是在檢測(cè)器模塊7的排列方向上)放置多個(gè)轉(zhuǎn)換模塊I (或者更大尺寸的轉(zhuǎn)換模塊I)，使得CT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，掃描效率提高。檢測(cè)器模塊7還可以包括支架2，用于將轉(zhuǎn)換模塊I保持在該支架2的頂部，從而使得轉(zhuǎn)換模塊I的暴露面暴露于X射線束(在圖1中為使得轉(zhuǎn)換模塊I的暴露面向上)?？梢钥吹剑Ъ?在XY平面內(nèi)的截面形狀為T(mén)形。采用T形的優(yōu)點(diǎn)在于能夠在支架2的頂部下方留出足夠空間以供散熱和線路連接，從而提高了 CT系統(tǒng)的散熱性能并使其結(jié)構(gòu)緊湊。支架2可以由金屬(例如鋁)制成。金屬支架2既用于保持轉(zhuǎn)換模塊1，又能夠用作散熱器。支架2還可以由現(xiàn)在或?qū)?lái)開(kāi)發(fā)的任何有利于散熱的材料構(gòu)成。如圖1所示，支架2的頂部表面可以是平坦的，以便于安裝轉(zhuǎn)換模塊I。但是，支架2的頂部表面也可以是非平坦的(例如是有角度的)，以便得到精細(xì)的檢測(cè)器弧度，例如更短的玄長(zhǎng)，更加接近弧形的檢測(cè)器表面。如圖1所示，本發(fā)明的支架結(jié)構(gòu)留出了足夠的空間，因此支架2可以包括散熱鰭8，用于將熱量從轉(zhuǎn)換模塊I交換到氣流中。散熱鰭8使得檢測(cè)器模塊7能夠進(jìn)一步有效散熱。檢測(cè)器模塊7還可以包括接口板3，用于將轉(zhuǎn)換模塊I連接到電源。
在圖1所示的示例中，支架2在X方向和Z方向各保持了 2個(gè)轉(zhuǎn)換模塊I。這樣，2個(gè)轉(zhuǎn)換模塊I構(gòu)成32個(gè)通道，4個(gè)轉(zhuǎn)換模塊I構(gòu)成64層的檢測(cè)器模塊7。應(yīng)當(dāng)注意，圖1只是示意性的。根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，X方向上排列的兩個(gè)轉(zhuǎn)換模塊I可以制造為一個(gè)。類似地，Z方向上排列的兩個(gè)轉(zhuǎn)換模塊I可以制造為一個(gè)?；蛘撸梢栽赬方向上排列兩個(gè)轉(zhuǎn)換模塊I而在Z方向上只放置一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊I。根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，支架2在XY平面內(nèi)的截面形狀還可以為π形、Γ形或者本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的任何其他能夠在支架2的頂部保持轉(zhuǎn)換模塊I而在支架2的頂部下方留出足夠空間以供散熱和線路連接的形狀或結(jié)構(gòu)。散熱器8的形狀可以不同于圖1中所示的形狀以適應(yīng)于不同的氣流。圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)器DA的示意圖。 如圖2所示，多個(gè)檢測(cè)器模塊7依次排列在軌道6上，其排列方向即為圖中的X方向。檢測(cè)器模塊7的寬度從16通道到32通道不等。如圖2所示，在檢測(cè)器模塊7之間有足夠的空間用于減小氣流阻力和增加氣流量，這進(jìn)一步提高了散熱效率。在圖2所示的示例中，在檢測(cè)器模塊7排列方向上，每個(gè)檢測(cè)器模塊7頂部放置了兩個(gè)轉(zhuǎn)換模塊1，轉(zhuǎn)換模塊I的暴露面向上以便暴露于χ射線束。應(yīng)當(dāng)注意，圖2所示的檢測(cè)器模塊7的數(shù)量只是示意性的。根據(jù)實(shí)際的掃描需要，軌道6上可以放置更多或更少的檢測(cè)器模塊7。圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)器模塊7的示意圖，其中在該多個(gè)檢測(cè)器模塊7的排列方向上排列了兩個(gè)轉(zhuǎn)換模塊I。轉(zhuǎn)換模塊I可以包括用于將X線轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的晶體、光電二極管以及ADC。如圖3所示，接口板3將轉(zhuǎn)換模塊I連接到電源。接口板3與轉(zhuǎn)換模塊I通過(guò)柔性線纜4連接。采用本發(fā)明的支架結(jié)構(gòu)，接口板3與轉(zhuǎn)換模塊I之間的柔性線纜4的長(zhǎng)度能夠被有效縮短，從而使得布局更加緊湊簡(jiǎn)潔。接口板3將為轉(zhuǎn)換模塊I提供電源并控制ADC0在收集來(lái)自ADC的數(shù)據(jù)之后，接口板3將對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝并通過(guò)柔性線纜5發(fā)送給DAS0通過(guò)接口板3，檢測(cè)器模塊與DAS之間的連接得以簡(jiǎn)化。接口板3可以垂直于檢測(cè)器面(即支架頂部表面)安裝。柔性線纜4可以將Z方向上的兩列轉(zhuǎn)換模塊I從支架的兩側(cè)連接到接口板3。組裝在接口板3上的兩面的SMT (表面貼裝的)連接器可以容易地得到來(lái)自上述兩列轉(zhuǎn)換模塊I的輸入。轉(zhuǎn)換模塊I和接口板3都被組裝到用于檢測(cè)器模塊制造的支架。在檢測(cè)器模塊7被安裝到軌道6之后，可以形成圖2所示的檢測(cè)器DA。圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的檢測(cè)器模塊DM的示意圖，其中在該多個(gè)檢測(cè)器模塊7的排列方向上放置了一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊I。該一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊I可以是比現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)換模塊I尺寸更大的轉(zhuǎn)換模塊。圖5是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的檢測(cè)器模塊DM的示意圖，其中在該多個(gè)檢測(cè)器模塊7的排列方向上放置了三個(gè)轉(zhuǎn)換模塊I。

圖6是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的檢測(cè)器模塊DM的示意圖，其中在該多個(gè)檢測(cè)器模塊7的排列方向上放置了四個(gè)轉(zhuǎn)換模塊I。從圖4-圖6可以看出，根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，在多個(gè)檢測(cè)器模塊7的排列方向上放置的轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)量可以是可變的。一般而言，在該方向上放置的轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)量為雙數(shù)時(shí),更便于柔性線纜4的連接。本發(fā)明為不同層數(shù)(例如32層或64層)的DAS/DET(數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)/檢測(cè)器)提供了通用的轉(zhuǎn)換模塊支架，使得能夠針對(duì)多層(或雙倍層數(shù)的)DAS/DET使用相同的檢測(cè)器板和DAS封裝。在此基礎(chǔ)上，可以采用幾乎通用的軌道/準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)。本發(fā)明支持一維和二維準(zhǔn)直器，支持不同類型的晶體。采用本發(fā)明，能夠簡(jiǎn)化檢測(cè)器結(jié)構(gòu)。舉例而言，一個(gè)支架和一個(gè)接口板能夠支持兩個(gè)16通道的檢測(cè)器模塊，這能夠節(jié)省一半的空間、支架和接口板。根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)支架可以用于三種功能，即機(jī)械支撐、散熱器和模塊對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)更加有效的空氣冷卻，因?yàn)楦俚闹Ъ転榭諝饬鲃?dòng)留出了足夠的空間。本發(fā)明還簡(jiǎn)化了檢測(cè)器與DAS之間的接口，這是因?yàn)楸景l(fā)明減少了一半的檢測(cè)器接口板，其將節(jié)省一半的通信信號(hào)，這將減少DAS的成本并提高可靠性。應(yīng)當(dāng)注意，上面所 描述的實(shí)施例僅僅是示例性而非限制性的，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不偏離所附權(quán)利要求書(shū)的范圍的情況下可以設(shè)計(jì)出很多備選實(shí)施例。所使用的動(dòng)詞“包括”并不排除權(quán)利要求書(shū)或說(shuō)明書(shū)中所記載的元件和步驟之外的元件和步驟。在元件之前使用的詞語(yǔ)“一個(gè)”并不排除存在多個(gè)這種元件。在權(quán)利要求中，置于括號(hào)內(nèi)的任何參考標(biāo)號(hào)都不應(yīng)理解為對(duì)該權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)的檢測(cè)器，所述計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)具有用于沿投影軸投影X射線束的X射線源，所述檢測(cè)器包括依次排列的多個(gè)檢測(cè)器模塊，每個(gè)檢測(cè)器模塊包括: 在所述多個(gè)檢測(cè)器模塊的排列方向上排列的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊，用于將X射線轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；以及 支架，用于將所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊保持在所述支架的頂部，從而使得所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊的暴露面暴露于X射線束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，其中所述支架在所述多個(gè)檢測(cè)器模塊的排列方向與所述投影軸所構(gòu)成的平面內(nèi)的截面為T(mén)形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)器，其中所述支架包括散熱鰭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的檢測(cè)器，其中所述支架在所述多個(gè)檢測(cè)器模塊的排列方向與所述投影軸所構(gòu)成的平面內(nèi)的截面為Π形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測(cè)器，其中所述支架包括散熱鰭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，其中所述支架在所述多個(gè)檢測(cè)器模塊的排列方向與所述投影軸所構(gòu)成的平面內(nèi)的截面為Γ形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)器，其中所述支架包括散熱鰭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，進(jìn)一步包括: 被保持在所述支架的頂部的、在垂直于所述多個(gè)檢測(cè)器模塊的排列方向的方向上排列的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊，用于將χ射線轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)器，進(jìn)一步包括: 接口板，用于將所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊連接到電源。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的檢測(cè)器，其中所述接口板包括用于連接來(lái)自所述轉(zhuǎn)換模塊的多個(gè)插槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)器，其中所述支架由金屬制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的檢測(cè)器，其中所述金屬為鋁。
13.一種計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1-12所述的檢測(cè)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)的檢測(cè)器和相應(yīng)的CT系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種用于計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)的檢測(cè)器和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)。該計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)具有用于沿投影軸投影x射線束的x射線源，該檢測(cè)器包括依次排列的多個(gè)檢測(cè)器模塊，每個(gè)檢測(cè)器模塊包括在該多個(gè)檢測(cè)器模塊的排列方向上排列的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊，用于將x射線轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；以及支架，用于將該至少一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊保持在支架的頂部，從而使得該至少一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊的暴露面暴露于x射線束。根據(jù)本發(fā)明，能夠簡(jiǎn)化檢測(cè)器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更有效的散熱，簡(jiǎn)化了檢測(cè)器與DAS之間的接口，并且減少DAS的成本并提高可靠性。
文檔編號(hào)G01T1/00GK103181771SQ20111046290
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者周宇, 李慶雷, 劉志強(qiáng) 申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司