带分段光耦合器的计算机X射线断层造影检测器及制造方法技术

本发明专利技术针对用于ＣＴ成像系统（１０）的ＣＴ检测器（２０），它在光电二极管阵列（５２）和闪烁器阵列（５６）之间加入分段光耦合器。分段光耦合器还用作光准直仪，提高光电二极管阵列（５２）的光收集效率。分段光耦合器由共同形成多个开放单元（９０）的一系列反射元件（８８）来定义。开放单元（９０）形成光传输腔并有助于光从闪烁器（５７）到光电二极管（６０）的准直。腔（９０）可采用光学环氧树脂来填充，以便密封到光电二极管阵列（５２）上。

【技术实现步骤摘要】

一般来说，本专利技术涉及诊断成像，更具体地说，涉及具有分段或非连续光耦合器的CT检测器及其制造方法。另外，分段光耦合器用作结合在检测器的闪烁器和光电二极管之间的光准直仪。
技术介绍
通常，在计算机X射线断层造影(CT)成像系统中，x射线源向受检者或检测对象、如患者或行李箱发出扇形波束。在下文中，术语“受检者”和“对象”应包括能够被成像的任何物体。波束被受检者衰减之后照射到辐射检测器阵列上。在检测器阵列上接收的经衰减的波束辐射的强度通常取决于x射线束被受检者衰减的程度。检测器阵列的各检测元件产生指明各检测元件接收的衰减波束的独立电信号。电信号传送到数据处理系统以便进行分析而最终产生图像。一般来说，x射线源和检测器阵列围绕成像平面中的台架以及围绕受检者旋转。X射线源通常包括x射线管，它们在焦点上发出x射线束。X射线检测器通常包括准直仪，用于校准检测器上接收的x射线束；闪烁器，用于把x射线转换为光能，靠近准直仪；以及光电二极管，用于从相邻闪烁器接收光能并从中产生电信号。通常，闪烁器阵列的各闪烁器把x射线转换为光能。各闪烁器向与其相邻的光电二极管释放光能。各光电二极管检测光能并产生相应的电信号。然后，光电二极管的输出传送到数据处理系统供图像重构。CT检测器的检测器单元之间的“串扰”是常见的。“串扰”一般定义为在CT检测器的相邻单元之间的数据传递。一般要设法减少串扰，因为串扰导致最终重构的CT图像中存在假像并造成差的空间分辨率。通常，在单个CT检测器中可能产生四种不同类型的串扰。X射线串扰可能因闪烁器单元之间的x射线散射而引起。光串扰可能由于光通过围绕闪烁器的反射器传播而引起。已知的CT检测器利用连续式光耦合层、通常为环氧树脂来将闪烁器阵列固定到光电二极管阵列。但是，当光从一个单元通过连续层传递到另一个单元时，会出现串扰。电串扰会从光电二极管之间不必要的传递中产生。在上述类型的串扰中，通过连续式光耦合层产生的串扰一般视为CT检测器中串扰的主要来源。因此，希望设计一种CT检测器，它在闪烁器阵列和光电二极管阵列之间具有改进的光耦合，以便减少CT检测器中的串扰，并改善最终重构图像的空间分辨率。
技术实现思路
本专利技术针对克服了上述缺陷的CT成像系统的CT检测器。CT检测器在光电二极管阵列和闪烁器阵列之间加入格状光准直仪。光准直仪改善光电二极管阵列的光收集效率，并且可由反射材料制成，以便减少检测器中的串扰。各个格状准直仪由共同形成多个开放单元的一系列反射元件定义。开放单元形成光传输腔，并有助于光从闪烁器到光电二极管的准直。这些光传输腔可由光学环氧树脂来填充，用于密封到光电二极管阵列或闪烁器阵列，从而避免与连续式光耦合层有关的缺陷。因此，根据本专利技术，CT检测器包括排列成阵列的多个闪烁器，以便接收x射线并响应所接收的x射线而输出光。多个光检测元件排列成一个大小类似于闪烁器阵列的阵列，并配置成检测来自闪烁器的光。非连续式光耦合器则用于把多个闪烁器固定到多个光检测元件。根据本专利技术的另一个方面，CT系统包括具有设置在其中心位置的孔的可旋转台架以及可通过孔前后移动并配置成放置要进行CT数据获取的受检者的工作台。高频电磁能量投射源放置在可旋转台架中，并配置成向受检者投射高频电磁能量。CT系统还包括设置在可旋转台架中并配置成检测由投射源所投射且照射到受检者的高频电磁能量的检测器阵列。检测器阵列包括排列成闪烁器阵列的多个闪烁器以及排列成光电二极管阵列的多个光电二极管。具有多个光传输腔的光准直仪设置在闪烁器阵列和光电二极管阵列之间。根据本专利技术的又一个方面，CT检测器的制造方法包括以下步骤形成具有多个闪烁器的闪烁器阵列以及形成具有多个光电二极管的光电二极管阵列。开放单元的准直仪则设置在这些阵列之间。然后，所产生的组件相互固定。通过以下的详细描述和附图，本专利技术的各种其它特征、目的和优点将会十分明显。附图说明当前考虑用于实现本专利技术的一个最佳实施例。附图包括图1是CT成像系统的图示。图2是图1所示系统的原理框图。图3是CT系统检测器阵列的一个实施例的透视图。图4是检测器的一个实施例的透视图。图5说明四片模式下图4中的检测器的各种配置。图6是根据本专利技术的CT检测器的截面示意图。图7-10阐述根据本专利技术制造CT检测器的各种技术的步骤。图11是与非侵入式包裹检查系统配合使用的CT系统的图示。具体实施例方式参照四片计算机X射线断层造影(CT)系统来描述本专利技术的工作环境。但是，本领域的技术人员应当知道，本专利技术同样适合与单片或其它多片配置配合使用。此外，还将结合对x射线的检测和转换来描述本专利技术。但是，本领域的技术人员还知道，本专利技术同样适用于对其它高频电磁能量的检测和转换。将结合“第三代”CT扫描仪来描述本专利技术，但本专利技术同样适用于其它CT系统。参照图1和图2，图中所示的计算机X射线断层造影(CT)成像系统10包括代表“第三代”CT扫描仪的台架12。台架12具有向台架12的相对侧上的检测器阵列18投射x射线束16的x射线源14。检测器阵列18由共同检测通过医疗患者22的投射x射线的多个检测器20组成。各检测器20产生表示照射x射线束强度、因而也表示通过患者22的衰减波束强度的电信号。在获取x射线投射数据的扫描过程中，台架12和安装在其中的组件绕旋转中心24旋转。台架12的旋转和x射线源14的操作由CT系统10的控制机构26来管理。控制机构26包括x射线控制器28，向x射线源14提供功率和定时信号；以及台架电动机控制器30，控制台架12的转速和位置。控制机构26中的数据获取系统(DAS)32对来自检测器20的模拟数据进行采样，并把数据转换为数字信号供随后处理。图像重构器34从DAS 32接收经采样和数字化的x射线数据，并执行高速重构。重构的图像作为输入加到计算机36中，计算机36把图像存储在大容量存储装置38中。计算机36还经由具有键盘的控制台40从操作员那里接收命令和扫描参数。相关的阴极射线管显示器42允许操作员观察来自计算机36的重构图像和其它数据。操作员提供的命令和参数由计算机36用于向DAS 32、x射线控制器28和台架电动机控制器30提供控制信号和信息。另外，计算机36操作工作台电动机控制器44，工作台电动机控制器44控制电动工作台46以定位患者22和台架12。具体地说，工作台46移动患者22的身体部位通过台架孔48。如图3和图4所示，检测器阵列18包括组成闪烁器阵列56的多个闪烁器57。准直仪(未标出)设置在闪烁器阵列56的上方，在x射线束16照射到闪烁器阵列56之前使这些波束准直。在一个实施例中，如图3所示，检测器阵列18包括57个检测器20，每个检测器20具有16×16的阵列大小。因此，阵列18具有16行和912列(16×57个检测器)，允许通过台架12的每次旋转同时收集16个数据片。图4中的开关阵列80和82是耦合在闪烁器阵列56和DAS 32之间的多维半导体阵列。开关阵列80和82包括排列成多维阵列的多个场效应晶体管(FET)(未标出)。FET阵列包括许多连接到各个相应光电二极管60的电导线以及许多经由柔性电接口84与DAS 32电连接的输出导线。具体地说，大约一半的光电二极管输出与开关80电连接，而另一半的光电二极管输出与开关82电连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣＴ检测器（２０），包括：排列成阵列（８２）的多个闪烁器（５７），它们接收ｘ射线（１６）并响应对ｘ射线的接收而输出光（８５）；排列成阵列（５２）的多个光检测元件（６０），它们响应从所述多个闪烁器（５７）检测的光而输出电信 号；以及非连续式光耦合器，用于把所述多个闪烁器（５７）固定到所述多个光检测元件（６０）上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DM霍夫曼，MF霍格，
申请(专利权)人：GE医疗系统环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]