X射線成像的有源屏蔽件的制作方法
【專利說明】

【發(fā)明內(nèi)容】

[0001]所公開的X射線裝置包括:具有第一側(cè)面和相對(duì)的第二側(cè)面的輻射屏蔽基片；圍繞基片包裹的環(huán)繞式電路；適于產(chǎn)生指示投碰在其上的X射線的傳感器信號(hào)的X射線傳感器組件，該傳感器組件連接到環(huán)繞式電路并且鄰近基片的第一側(cè)面定位；和連接到環(huán)繞式電路和鄰近基片的第二側(cè)面定位的傳感器信號(hào)處理組件。一種用于X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描機(jī)(“CT機(jī)”)的有源屏蔽件包括:輻射屏蔽基片；和圍繞基片包裹的環(huán)繞式電路。一種產(chǎn)生表示受試者圖像的數(shù)字信號(hào)的方法包括:將通過受試者的X射線從在受試者的一個(gè)側(cè)面上的X射線源傳遞到支撐在具有相對(duì)的第一側(cè)面和第二側(cè)面的有源屏蔽件的一個(gè)側(cè)面上的傳感器組件，有源屏蔽件位于該受試者的、與X射線源所位于的該側(cè)面相對(duì)的側(cè)面上；以及將傳感器組件產(chǎn)生的模擬信號(hào)路由到支撐在該有源屏蔽件的、與支撐傳感器組件的該側(cè)面相對(duì)的側(cè)面上的信號(hào)處理電子器件。
【附圖說明】
[0002]圖1(現(xiàn)有技術(shù))是X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)機(jī)的整體透視圖。
[0003]圖2(現(xiàn)有技術(shù))是CT機(jī)的常規(guī)臺(tái)架的示意性端部正視圖。
[0004]圖3(現(xiàn)有技術(shù))是CT機(jī)的常規(guī)X射線傳感器組件的示意性側(cè)視圖。
[0005]圖4(現(xiàn)有技術(shù))是常規(guī)的X射線傳感器組件的閃爍器的示意性等距視圖。
[0006]圖5(現(xiàn)有技術(shù))是示出常規(guī)的X射線傳感器組件和信號(hào)處理電子器件之間的關(guān)系的等距視圖。
[0007]圖6是具有安裝在其第一側(cè)面上的X射線傳感器組件和安裝在其第二側(cè)面上的信號(hào)處理電子器件的有源屏蔽件的示意性側(cè)視圖。
[0008]圖7是有源屏蔽件的等距頂視圖。
[0009]圖8是有源屏蔽件的倒置的橫截面圖。
[0010]圖9是有源屏蔽件和安裝在其上的電子器件的等距仰視圖。
[0011]圖10是一層環(huán)繞式電路的俯視平面圖。
[0012]圖11是有源屏蔽件的另一實(shí)施例的局部剖切等距視圖。
[0013]圖2是CT機(jī)的臺(tái)架的示意性端部正視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]概括來說，在本文中描述X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描機(jī)210 (“CT機(jī)”)。如在圖6-9和圖12中的最佳顯示，該CT機(jī)210具有輻射屏蔽基片100，其具有第一側(cè)面102和相對(duì)的第二側(cè)面104。它包括圍繞輻射屏蔽基片100包裹的環(huán)繞式電路110。該CT機(jī)還具有X射線傳感器組件130，其適于產(chǎn)生指示投碰(impinge)在其上的X射線的傳感器信號(hào)。該傳感器組件130連接到環(huán)繞式電路110，并鄰近基片的第一側(cè)面102定位。該CT機(jī)還具有連接到環(huán)繞式電路110的傳感器信號(hào)處理組件150。信號(hào)處理組件150鄰近基片100的第二側(cè)面104定位。信號(hào)處理組件150通過輻射屏蔽基片100屏蔽X射線。
[0015]圖1說明現(xiàn)有技術(shù)的X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描機(jī)10(CT機(jī)10)。該CT機(jī)10具有在其中具有中心開口 14的CT殼體12。在CT操作期間，患者16躺在水平處理臺(tái)18上。隨著來自機(jī)器的X射線穿過患者的身體，該臺(tái)18被緩慢地移動(dòng)通過中心開口 14。
[0016]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的CT機(jī)10的臺(tái)架30的示意圖。臺(tái)架30是位于CT機(jī)10的前蓋的后面的巨大的環(huán)形設(shè)備。隨著患者被移動(dòng)通過開口 14，該臺(tái)架30以方向32旋轉(zhuǎn)。該臺(tái)架30包括定位在中央孔14的一個(gè)側(cè)面上的X射線管34。X射線傳感器組件38定位在中心開口 14的相對(duì)側(cè)面上。通過傳感器組件38感測(cè)來自X射線管34的X射線36A、36B、36C。來自傳感器組件38的模擬信號(hào)被處理并用于創(chuàng)建患者身體的內(nèi)部的三維圖像。
[0017]圖3是現(xiàn)有技術(shù)的X射線傳感器組件38的一部分的示意性側(cè)視圖。傳感器組件38包括安裝在光電檢測(cè)器陣列44上的閃爍器陣列40，光電檢測(cè)器陣列44進(jìn)而安裝在陶瓷基片50上。圖4是閃爍器陣列40的頂部的等距視圖，其包括閃爍器像素42的網(wǎng)格。如圖3所示，閃爍器陣列40支撐在具有對(duì)應(yīng)于閃爍器陣列40的像素42的多個(gè)像素(未各個(gè)顯示)的光電檢測(cè)器陣列44上。(本文所用的術(shù)語(yǔ)“像素”可指圖像傳感器的元素，以及圖像的元素。)閃爍器和光電檢測(cè)器的像素需要保持高水平的抗機(jī)械、熱、重力和老化效應(yīng)的幾何公差。通常，厚的陶瓷基片50用來提供必要的支撐。陶瓷基片50具有平坦的上表面和下表面52、54。在基片50的頂表面52上提供多個(gè)導(dǎo)體墊(未顯不)與光電檢測(cè)器組件44上的導(dǎo)體46對(duì)準(zhǔn)。在陶瓷基片50的底表面54上提供電觸點(diǎn)，例如球柵陣列58的球56。通過基片50中通孔而延伸的導(dǎo)體59將頂表面52上的導(dǎo)體墊(未顯示)連接至底表面54上的相應(yīng)的球?qū)w56。
[0018]如圖5所述，X射線傳感器組件38連接到信號(hào)處理電子器件80，該信號(hào)處理電子器件處理來自光電檢測(cè)器陣列44的模擬信號(hào)。如果遠(yuǎn)距離發(fā)送，則來自光電檢測(cè)器陣列的模擬信號(hào)能夠被損壞。為了避免這種信號(hào)損壞，模擬信號(hào)將理想地通過緊鄰光電檢測(cè)器44的電子器件過濾和數(shù)字化。由此，在不損失完整性的情況下，然后可安全地傳輸、存儲(chǔ)，和進(jìn)一步處理產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)。
[0019]撞擊閃爍器陣列40的X-射線被它吸收。然而，由于閃爍器像素42之間的間隙或因?yàn)槟承射線全部通過傳感器組件38，所以一定量的輻射可從傳感器組件38中逃過。這種雜散的X射線可以顯著改變放置在傳感器組件38附近的信號(hào)處理電子器件的特性。
[0020]已經(jīng)開發(fā)各種技術(shù)來防止損壞信號(hào)處理電子器件。這種技術(shù)通常包括使用附加的印刷電路板(PCB)以將該信號(hào)路由到位于遠(yuǎn)離傳感器組件相當(dāng)大距離的信號(hào)處理電子器件。這種現(xiàn)有技術(shù)組件的例子在圖5中顯示。模擬信號(hào)傳遞組件70將模擬信號(hào)從X射線傳感器組件38傳遞到信號(hào)處理組件80。該模擬信號(hào)傳送組件70包括第一個(gè)常規(guī)PCB72。將在陶瓷基片50上的球柵陣列58放置成與常規(guī)印刷電路板72上的相應(yīng)導(dǎo)體陣列74電接觸。柔性PCB 76連接第一個(gè)常規(guī)PCB72到具有安裝在其上的模擬信號(hào)處理電子器件84的第二個(gè)常規(guī)PCB 82。該柔性PCB 76的一部分和第二常規(guī)PCB 82通常垂直于第一個(gè)常規(guī)PCB72延伸，并且平行于來自X射線管34的X射線的方向延伸。雖然這種結(jié)構(gòu)將信號(hào)處理電子器件放置在離X射線源一定距離處，但是它具有若干缺點(diǎn)。這樣的結(jié)構(gòu)不期望地增大了模擬信號(hào)必須行進(jìn)以到達(dá)信號(hào)處理電子器件的距離。這樣的結(jié)構(gòu)還增加了不期望的堆疊高度(徑向高度)和對(duì)整個(gè)X射線傳感器/信號(hào)處理組件的質(zhì)量。因?yàn)榕_(tái)架的快速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生導(dǎo)致這種結(jié)構(gòu)機(jī)械不穩(wěn)定和電性不可靠的顯著離心力。
[0021]圖6說明了用于克服CT機(jī)中的上述問題的X射線感測(cè)和信號(hào)處理組件。X射線傳感器組件130安裝在有源屏蔽組件98的一個(gè)側(cè)面上。X射線傳感器組件130可包括閃爍器陣列132和光電檢測(cè)器陣列134，其與上述描述的現(xiàn)有技術(shù)的閃爍器陣列40和光電檢測(cè)器陣列44是相同的。信號(hào)處理電子器件150定位在有源屏蔽組件98的另一個(gè)側(cè)面上。信號(hào)處理電子器件150可包括，例如無源電路器件152和集成電路封裝件154。電連接器組件156將處理后的數(shù)字信號(hào)從電子器件150路由到其他系統(tǒng)電子器件中，諸如存儲(chǔ)器件和顯示器(未顯示)。
[0022]由于信號(hào)處理電子器件150定位在有源屏蔽組件98的、與面向X射線源的側(cè)面相對(duì)的一個(gè)側(cè)面上，因此電子器件150被屏蔽X射線。另外，由于電子器件150靠近X射線傳感器組件130定位，因此來自傳感器組件130的模擬信號(hào)只行進(jìn)有利短距離到電子器件150。該模擬信號(hào)通過環(huán)繞式電路110傳輸，這將在下面描述。
[0023]圖7-9說明在圖6中所示的有源屏蔽組件98的各種特征。有源屏蔽組件98包括輻射屏蔽基片100。該基片100是由輻射阻擋材料諸如鎢或鉛構(gòu)成，并且具有第一側(cè)面102和相對(duì)的第二側(cè)面104。兩個(gè)側(cè)面102和104可包括平的、大體平行的表面。兩個(gè)側(cè)面102、104通過較小橫