CT探测器模块以及CT探测器

摘要

本申请提供一种CT探测器模块以及CT探测器，信号探测模块与所述信号转换模块直接固定设置在所述探测器主板上，可以直接实现从接收射线并转换为光信号，光信号转换为电信号并完成数据处理传输至图像重建系统，进行图像重建获得CT图像。通过本申请CT探测器模块减少了传统CT探测器模块中的连接结构、支撑结构等部件，使得本申请CT探测器模块的结构更加紧凑，集成度高，且提高可扩展性和可靠性。通过本申请探测器主板直接进行信号采集、处理以及传输，不需要传输线来实现，降低了信号传输过程中的损耗，提高了信号质量，缩短了传输时间，从而提高了CT设备的检测效率。通过本申请CT探测器模块，可以使得制备工艺复杂度降低，更有利于实现快速批量生产，降低了成本。

说明书

技术领域

本申请涉及医学成像技术领域，特别是涉及一种CT探测器模块以及CT探测器。

背景技术

计算机断层成像(computed tomography，CT)设备是一种功能齐全的病情探测仪器。CT设备主要的组成部分包括发射源、探测器、机架、床体以及数据采集与处理系统等结构。在工作时，发射源发出X射线，X射线会穿透人体或被测物体，探测器接收到X射线后将其转换为电信号，数据采集与处理系统将电信号传输到图像重建系统进行图像重建，从而得到CT图像。其中，CT探测器模块为重要组成部分。

传统的CT探测器模块将多个部件通过复杂繁琐的堆叠结构，来实现信号从采集到信号处理的完成过程，进而复杂繁琐的堆叠结构使得传统CT探测器模块的结构复杂、成本高。

发明内容

基于此，有必要针对传统CT探测器模块的结构复杂、成本高的问题，提供一种结构紧凑简单、成本低的CT探测器模块以及CT探测器。

本申请提供一种CT探测器模块，应用于计算机断层成像设备，包括信号探测模块、信号转换模块以及探测器主板。所述信号探测模块用于接收所述计算机断层成像设备的发射源发射并穿过人体组织的射线，并将所述射线转换为光信号。所述信号转换模块与所述信号探测模块连接，用于接收所述光信号，并将所述光信号转换为电信号。所述信号探测模块设置于所述探测器主板。所述信号转换模块设置于所述探测器主板。所述探测器主板包括信号处理模块。所述信号处理模块与所述信号转换模块连接，用于接收所述电信号，并将所述电信号处理后传递至所述计算机断层成像设备的图像重建系统进行图像重建，以获得CT图像。

在一个实施例中，所述信号探测模块包括多个闪烁晶体。所述多个闪烁晶体设置于所述探测器主板。每个所述闪烁晶体与所述信号转换模块连接。

在一个实施例中，所述信号转换模块包括多个光电转换器件。所述多个光电转换器件设置于所述探测器主板。一个所述闪烁晶体与一个所述光电转换器件连接。每个所述光电转换器件与所述信号处理模块连接。

在一个实施例中，所述多个闪烁晶体依次排列设置于所述探测器主板。所述多个光电转换器件设置于所述多个闪烁晶体的两侧。一个所述闪烁晶体与一个所述光电转换器件相对应设置。

在一个实施例中，所述CT探测器模块还包括多个定位孔。所述多个定位孔设置于所述探测器主板，用于对所述探测器主板的安装位置进行定位。所述多个定位孔分别设置于所述多个光电转换器件远离所述多个闪烁晶体一侧。

在一个实施例中，所述CT探测器模块还包括多个安装孔。所述多个安装孔设置于所述探测器主板。所述多个安装孔分别设置于所述多个光电转换器件两侧。所述安装孔与所述定位孔间隔设置于一条直线上。

在一个实施例中，所述信号处理模块远离所述多个光电转换器件设置。所述信号处理模块与所述多个光电转换器件之间设置有所述安装孔与所述定位孔。

在一个实施例中，所述CT探测器模块还包括防散射栅格。所述防散射栅格设置有多个栅格定位孔与多个栅格安装孔。所述防散射栅格设置于所述多个闪烁晶体远离所述探测器主板的表面。所述多个栅格定位孔与所述多个定位孔一一对应设置。所述多个栅格安装孔与所述多个安装孔一一对应设置。

在一个实施例中，所述探测器主板还包括散热结构。所述散热结构设置于与所述信号探测模块相对的所述探测器主板的表面，用于所述探测器主板进行散热。所述散热结构设置有多个散热安装孔，所述多个散热安装孔与所述多个安装孔一一对应设置。

在一个实施例中，本申请提供一种CT探测器。所述CT探测器包括上述CT探测器模块与探测器基体。所述探测器基体设置有多个基体定位孔与多个基体安装孔。且所述多个基体定位孔与所述多个定位孔一一对应设置。所述多个基体安装孔与所述多个安装孔一一对应设置。

本申请提供一种上述CT探测器模块，所述探测器主板为印制电路板(PrintedCircuit Board，PCB)，作为所述信号探测模块、所述信号转换模块以及所述信号处理模块的支撑体，实现所述信号探测模块、所述信号转换模块以及所述信号处理模块之间的电气连接。所述信号探测模块与所述信号转换模块直接固定设置在所述探测器主板上。此时，在所述探测器主板上可以直接实现从接收射线并转换为光信号，光信号转换为电信号并完成数据处理传输至图像重建系统，进行图像重建获得CT图像。通过在所述探测器主板上直接设置所述信号探测模块、所述信号转换模块以及所述信号处理模块，减少了传统CT探测器模块中的连接结构、支撑结构等部件，使得所述CT探测器模块的结构更加紧凑，集成度高，且提高了所述CT探测器模块的可扩展性和可靠性。

同时，在所述探测器主板上直接设置所述信号探测模块、所述信号转换模块以及所述信号处理模块，采集信号可以直接通过所述探测器主板进行信号处理与传输，不需要通过传输线来实现，降低了信号传输过程中的损耗，提高了信号质量，缩短了传输时间，从而提高了CT设备的检测效率。同时，通过在所述探测器主板上直接设置所述信号探测模块、所述信号转换模块以及所述信号处理模块，可以使得制备所述CT探测器模块的工艺复杂度降低，更有利于实现快速批量生产，降低了成本。

附图说明

图1为本申请提供的一实施例的CT探测器模块的结构示意图；

图2为本申请提供的图1所示一实施例的第一表面、第二表面和侧面的结构示意图；

图3为本申请提供的一实施例的CT探测器模块的第一表面对应的结构示意图；

图4为本申请提供的图3所示一实施例的CT探测器模块的剖面结构示意图；

图5为本申请提供的防散射栅格的俯视图；

图6为本申请提供的一实施例的CT探测器模块的第二表面对应的结构示意图；

图7为本申请提供的一实施例的CT探测器的结构示意图；

图8为本申请提供的图6所示CT探测器的局部结构示意图；

图9为本申请提供的一实施例的CT探测器的结构示意图。

附图标记说明

CT探测器模块100、信号探测模块10、信号转换模块20、探测器主板30、信号处理模块310、闪烁晶体110、光电转换器件210、定位孔40、安装孔50、散热结构320、散热安装孔321、导热垫322、第一表面610、第二表面620、第一螺钉安装区域630、散热区域640、第二螺钉安装区域650、信号处理区域660、防散射栅格70、栅格定位孔701、栅格安装孔702、CT探测器200、探测器基体80、基体定位孔801、基体安装孔802、定位销910、安装螺钉920。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1-2，本申请提供一种CT探测器模块100，应用于计算机断层成像设备，包括信号探测模块10、信号转换模块20以及探测器主板30。所述信号探测模块10用于接收所述计算机断层成像设备的发射源发射并穿过人体组织的射线，并将所述射线转换为光信号。所述信号转换模块20与所述信号探测模块10连接，用于接收所述光信号，并将所述光信号转换为电信号。所述信号探测模块10设置于所述探测器主板30。所述信号转换模块20设置于所述探测器主板30。所述探测器主板30包括信号处理模块310。所述信号处理模块310与所述信号转换模块20连接，用于接收所述电信号，并将所述电信号处理后传递至所述计算机断层成像设备的图像重建系统进行图像重建，以获得CT图像。

本申请提供一种上述CT探测器模块，所述探测器主板30为印制电路板(PrintedCircuit Board，PCB)，作为所述信号探测模块10、所述信号转换模块20以及所述信号处理模块310的支撑体，实现所述信号探测模块10、所述信号转换模块20以及所述信号处理模块310之间的电气连接。所述信号探测模块10与所述信号转换模块20直接固定设置在所述探测器主板30上。所述信号处理模块310包括多个电子器件，用于获取所述信号转换模块20发送的所述电信号(模拟信号)，并将模拟信号转换为数字信号，传输至CT设备的图像重建系统进行图像重建，以获得CT图像。

此时，在所述探测器主板30上可以直接实现从接收射线并转换为光信号，光信号转换为电信号并完成数据处理传输至图像重建系统，进行图像重建获得CT图像。通过在所述探测器主板30上直接设置所述信号探测模块10、所述信号转换模块20以及所述信号处理模块310，减少了传统CT探测器模块中的连接结构、支撑结构等部件，使得所述CT探测器模块100的结构更加紧凑，集成度高，且提高了所述CT探测器模块100的可扩展性和可靠性。

同时，在所述探测器主板30上直接设置所述信号探测模块10、所述信号转换模块20以及所述信号处理模块310，采集信号可以直接通过所述探测器主板30进行信号处理与传输，不需要通过传输线来实现，降低了信号传输过程中的损耗，提高了信号质量，缩短了传输时间，从而提高了CT设备的检测效率。同时，通过在所述探测器主板30上直接设置所述信号探测模块10、所述信号转换模块20以及所述信号处理模块310，可以使得制备所述CT探测器模块100的工艺复杂度降低，更有利于实现快速批量生产，降低了成本。

在一个实施例中，所述信号探测模块10包括多个闪烁晶体110。所述多个闪烁晶体110设置于所述探测器主板30。每个所述闪烁晶体110与所述信号转换模块20连接。

所述闪烁晶体110具有朝向发射源的接收面，用于接收所述计算机断层成像设备的发射源发射并穿过人体组织的射线。当射线撞击到所述闪烁晶体110时，所述闪烁晶体110能将高能粒子的动能转变为光能而发出闪光。此时，所述闪烁晶体110将所述射线转换为光信号。通过所述探测器主板30实现所述多个闪烁晶体110与所述信号转换模块20的电气连接，减少了传统CT探测器模块中的连接结构、支撑结构、传输线等部件，使得所述CT探测器模块100的结构更加紧凑，集成度高。因此，通过在所述探测器主板30上设置所述多个闪烁晶体110就可以实现光信号的接收、传递和转换，降低了信号传输过程中的损耗，提高了信号质量，缩短了传输时间，从而提高了CT设备的检测效率。

在一个实施例中，所述信号转换模块20包括多个光电转换器件210。所述多个光电转换器件210设置于所述探测器主板30。一个所述闪烁晶体110与一个所述光电转换器件210连接。每个所述光电转换器件210与所述信号处理模块310连接。

每个所述光电转换器件210包括光电二极管以及读取芯片。光电二极管与所述闪烁晶体110在所述探测器主板30上电气连接，将所述光信号转换为电信号。读取芯片与光电二极管在所述探测器主板30上电气连接，采集所述电信号。读取芯片与所述信号处理模块310在所述探测器主板30上电气连接，用于将所述电信号传输至所述信号处理模块310。其中，一个所述闪烁晶体110与一个所述光电转换器件210一一对应在所述探测器主板30上电气连接。

通过所述探测器主板30实现了所述多个闪烁晶体110、所述多个光电转换器件210以及所述信号处理模块310之间的电气连接，减少了传统CT探测器模块中的连接结构、支撑结构、传输线等部件，使得所述CT探测器模块100的结构更加紧凑，集成度高。并且，通过在所述探测器主板30上设置所述多个闪烁晶体110和所述多个光电转换器件210就可以直接实现从接收射线并转换为光信号，光信号转换为电信号并完成数据处理传输至图像重建系统获得CT图像的整个过程。因此，在整个信号传输的过程中，减少了传统CT探测器模块中的连接结构、支撑结构、传输线等部件对信号传输的影响，降低了信号传输过程中的损耗，提高了信号质量，缩短了传输时间，从而提高了CT设备的检测效率。

请参见图2，在一个实施例中，所述多个光电转换器件210设置于所述多个闪烁晶体110的两侧。一个所述闪烁晶体110与一个所述光电转换器件210相对应设置。

所述多个闪烁晶体110依次排列设置于所述探测器主板30，排列设置多行。所述多个光电转换器件210设置于所述多个闪烁晶体110的两侧，并将所述多个闪烁晶体110包围设置。此时，所述多个闪烁晶体110可以集中设置在所述探测器主板30的射线采集区域。从而，通过所述多个闪烁晶体110集中设置在所述探测器主板30的某个位置，可以更好的更多的接收发射源发射并穿过人体组织的射线，使得所述CT探测器模块100检测的更加精确，有利于重建CT图像。

同时，所述多个光电转换器件210设置于所述多个闪烁晶体110的两侧，并一一对应紧挨连接，缩短了信号传输的距离，降低了传输过程中损耗，有利于集中控制，进而提高了信号质量。

请参见图2，在一个实施例中，所述CT探测器模块100还包括多个定位孔40。所述多个定位孔40设置于所述探测器主板30，用于对所述探测器主板30的安装位置进行定位。

所述多个定位孔40的个数至少为两个，也可以为2个、4个等。通过所述多个定位孔40可以使得所述探测器主板30与CT设备中的探测器基体机械连接进行定位，以方便后续安装。并且，通过所述多个定位孔40定位机械设置于探测器基体，可以将所述多个闪烁晶体110的接收面朝向发射源，接收发射源发射并穿过人体组织的射线。

在一个实施例中，所述多个定位孔40分别设置于所述多个光电转换器件210远离所述多个闪烁晶体110一侧。

所述多个定位孔40分别均匀设置在所述多个光电转换器件210的两侧。此时，通过所述多个定位孔40可以将所述多个光电转换器件210和所述多个闪烁晶体110根据实际需求进行固定，使得所述多个闪烁晶体110的接收面朝向发射源。并且，通过在所述探测器主板30的不同位置设置多个所述定位孔40，可以使得所述探测器主板30更加牢固的机械连接在探测器基体上。当CT设备工作时，可以使得所述CT探测器模块100牢固的设置在探测器基体上，不易受到离心力的作用而发生应变。

在一个实施例中，所述CT探测器模块100还包括多个安装孔50。所述多个安装孔50设置于所述探测器主板30。所述多个安装孔50分别设置于所述多个光电转换器件210两侧。所述安装孔50与所述定位孔40间隔设置于一条直线上。

所述多个安装孔50均匀分布设置在所述多个定位孔40设置的直线上，此时，多个所述安装孔50和多个所述定位孔40可以均匀分布在所述多个光电转换器件210两侧。

本实施例中，同一直线上的所述多个安装孔50关于所述定位孔40对称设置。此时，所述定位孔40设置在直线的中心位置，有利于机械设置于探测器基体上，实现所述CT探测器模块100的定位。

同时，所述多个安装孔50、所述多个定位孔40等间隔设置在所述探测器主板30上。并且，部分所述安装孔50和所述定位孔40设置在所述探测器主板30的几何中心位置。当CT设备工作时，可以使得所述CT探测器模块100牢固的设置在探测器基体上，不易受到离心力的作用而发生应变。

因此，通过所述多个安装孔50和所述多个定位孔40可以使得所述探测器主板30与CT设备中的防散射栅格70和探测器基体实现机械连接。其中，探测器基体为圆弧形状的支撑架。CT设备中的多个所述探测器主板30沿同一方向依次排列设置在探测器基体上，以使得所述多个闪烁晶体110的接收面朝向发射源设置，用于接收CT设备的发射源发射并穿过人体组织的射线。此时，多个所述探测器主板30依次排列设置，可以使得所述多个闪烁晶体110形成一个朝向发射源的圆弧面。圆弧面的中心线过发射源的焦点，当发射源射出的射线可以能够垂直于接收面入射至所述多个闪烁晶体110，进而可以提高所述CT探测器模块100的检测效率和精确度。

在一个实施例中，所述信号处理模块310远离所述多个光电转换器件210设置。所述信号处理模块310与所述多个光电转换器件210之间设置有所述安装孔50与所述定位孔40。

部分所述安装孔50与部分所述定位孔40设置在同一直线上，且设置在所述信号处理模块310与所述多个光电转换器件210之间。此时，通过所述定位孔40和所述安装孔50可以使得所述探测器主板30与探测器基体80、防散射栅格70更稳固的机械连接。当CT设备工作时，可以使得所述CT探测器模块100牢固的设置在探测器基体上，不易受到离心力的作用而发生应变。

请参见图3-6，在一个实施例中，所述CT探测器模块还包括防散射栅格70。所述防散射栅格70设置有多个栅格定位孔701与多个栅格安装孔702。所述防散射栅格70设置于所述多个闪烁晶体110远离所述探测器主板30的表面。所述多个栅格定位孔701与所述多个定位孔40一一对应设置。所述多个栅格安装孔702与所述多个安装孔50一一对应设置。

所述防散射栅格70安装于所述探测器主板30上方，所述防散射栅格70两侧分别设置有多个栅格定位孔701与多个栅格安装孔702。所述防散射栅格70通过所述多个栅格定位孔701与所述探测器主板30上的所述多个定位孔40一一对应设置。此时，根据所述多个栅格定位孔701和所述多个定位孔40，并通过销钉可以实现所述探测器主板30和所述防散射栅格70进行定位。

请参见图7-9，在一个实施例中，本申请提供一种CT探测器200。所述CT探测器200包括上述CT探测器模块100与探测器基体80。所述探测器基体80设置有多个基体定位孔801与多个基体安装孔802。且所述多个基体定位孔801与所述多个定位孔40一一对应设置。所述多个基体安装孔802与所述多个安装孔50一一对应设置。

所述基体定位孔801、所述栅格定位孔701和所述定位孔40均一一对应设置。通过将所述探测器主板30和所述防散射栅格70定位的同时又与所述探测器基体80上的模块安装面的所述基体定位孔801配合进行定位，实现一个定位销910可以将所述基体定位孔801、所述栅格定位孔701和所述基体定位孔801同时连接。从而，实现所述探测器主板30、所述防散射栅格70以及所述探测器基体80的同时定位。

同时，所述栅格安装孔702、所述安装孔50和所述基体安装孔802一一对应设置。此时，通过安装螺钉920可以将所述栅格安装孔702、所述安装孔50和所述基体安装孔802同时进行固定，从而使得彼此之间的安装更加紧凑稳定。

其中，CT探测器装配中最重要的是要保证探测器的闪烁体到防散射栅格、闪烁体到探测器基体的对齐关系。如何降低探测器安装过程中的尺寸链长度是提高探测器性能的重要手段。因此，通过所述探测器主板30上的高精度定位孔40和定位销910连接，实现了一个定位销910定位闪烁晶体110到防散射栅格70和探测器基体80的高精度连接，降低了CT探测器装配过程中尺寸链长度，提高了CT探测器对准精度。

在一个实施例中，所述CT探测器模块100还包括散热结构320。所述散热结构320设置于与所述信号探测模块10相对的所述探测器主板30的表面，用于所述探测器主板30进行散热。所述散热结构320设置有多个散热安装孔321，所述多个散热安装孔321与所述多个安装孔50一一对应设置。导热垫322靠近所述散热结构320远离所述探测器主板30设置，用于进行散热。

当所述CT探测器模块100工作时会产生大量的热量，通过所述散热结构320可以使得所述探测器主板30产生的热量进行驱散。所述散热结构320可以为加散热器或导热管，也可以增加风扇以增强散热效果。

本实施例中，所述散热结构320为热传导体，所述热传导体用于通过热量传递进行散热。所述热传导体可以为铜板，并且，在所述探测器主板30上设计一些铜柱，以使得将所述探测器主板30上的热量通过铜柱传输给所述热传导体，以实现散热的功能。所述散热结构320设置于所述探测器主板30的热量集中位置，例如设置于与所述信号探测模块10相对的所述探测器主板30的表面，即图2中的第二表面620的散热区域640位置处。

在一个实施例中，所述探测器主板30包括第一表面610与第二表面620。所述第一表面610与所述第二表面620相对设置。所述第一表面610上设置有所述多个闪烁晶体110和所述多个光电转换器件210。所述第二表面620包括第一螺钉安装区域630、散热区域640、第二螺钉安装区域650、信号处理区域660。所述第一螺钉安装区域630和所述第二螺钉安装区域650用于通过多个螺钉、所述定位孔40以及所述安装孔50将所述探测器主板30可拆卸安装于探测器基体和防散射栅格。所述散热区域640用于放置所述热传导体。所述信号处理区域660为所述信号处理模块310中的各个电子器件的安装区域。

此时，所述多个闪烁晶体110和所述多个光电转换器件210设置在所述第一表面610，所述信号处理模块310的各个电子器件设置在所述第二表面620的所述信号处理区域660。通过将所述多个闪烁晶体110、所述多个光电转换器件210和所述信号处理模块310分别设置在所述第一表面610和所述第二表面620，可以使得所述探测器主板30安装更加方便。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。