CT中的多阵列检测系统技术方案

一种辐射检测系统，包括：多个光电检测器阵列（１１０），每个光电检测器阵列均包括多个基本共面的光电检测器元件（１０８）；闪烁器（１０２），该闪烁器的至少一部分与每个光电检测器元件关联；以及连接每个光电检测器元件和与其关联的闪烁器的部分的光导（１０６）；其中与在每个光电检测器阵列中的光电检测器元件关联的闪烁器的部分的表面包括基本共面的表面，其平面与所述光电检测器元件的平面不平行。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于成像应用的固态检测系统领域，所述成像应用包括其中使用了多个阵列检测器的X射线计算机断层成像和其它的成像模态。
技术介绍
在计算机断层成像(CT)中典型的固态检测系统由通常以二维方式覆盖在扫描对象下的大面积的多个检测元件组成。每个元件是例如使用光耦合粘合剂安装在硅光电二极管段上的闪烁器晶体。检测元件将瞬时衰减的X射线束转换为一组相应的电输出，使用该电输出来重构扫描对象的衰减图像。在多阵列检测系统中，闪烁器和光电二极管的有效区被划分为在物理上彼此对准并且在尺寸和有效面积上类似的多个小段。每个光电二极管段通过导线连接到信号处理电路。在扩展检测区并同时保持分段尺寸时，这种检测元件的数量就会增加。在当前的二极管衬底设计中，这产生了“不动产”问题。对可用于嵌入导线而不损害X射线效用的自由(非有效的)区域存在限制。例如，如果导线宽度加上在每个检测器元件的导线间的最小间隔是0.025mm，并且在每线16个元件的16线检测器阵列中的所有元件的导线形成了16层，每层由16根导线形成，这些导线穿过通道到达阵列的一侧，那么该通道必须至少是0.4mm宽。对于具有亚毫米分辨率的阵列，通道表示没有有效光电二极管的重要区域。在封装大的检测元件阵列中的另一问题是将来自光电二极管的输出电流转换为数字信号的数据采集系统(DAS)电子器件的布置。为了减小拾取噪声并节省空间，理想的是通过例如使用ASIC并使ASIC尽可能地靠近检测器元件以消除导线或其它连接器来使电子器件的尺寸最小。然而，在大的平铺式的检测器阵列中，ASIC只能够被置于与检测器相对的衬底的后侧上，在那里它们受到来自通过阵列透射的X射线的辐射损害。
技术实现思路
本专利技术的一些实施例的一方面涉及检测器阵列的一种配置，其中在闪烁器阵列中没有间断，但存在使导线到达下一检测器阵列的空间。在本专利技术的一些实施例中，ASIC置于光电二极管阵列的附近，同时屏蔽ASIC不受X射线的辐射。这通过如下的方式实现倾斜每个光电二极管阵列使其衬底与相关的闪烁器阵列成一定角度，并使用单个光纤、光纤束、棱镜或其它装置作为光导将来自每个闪烁器元件的光传输到相关的光电二极管。每个光电二极管阵列的一个边缘接触闪烁器阵列或比其它的边缘更加接近闪烁器阵列，而其它边缘是自由的、进一步远离闪烁器阵列。在与该自由边缘邻接的下一检测器阵列的边缘上，光电二极管阵列再次接近闪烁器，这种模式在用检测器阵列平铺的区域上重复。导线沿每个光电二极管阵列的自由边缘铺设，和/或ASIC安装在那里，延伸到在该侧上的相邻的检测器阵列的光电二极管衬底之后。可选择地，将辐射屏蔽置于ASIC和相邻的检测器阵列的光电二极管衬底之间，以保护ASIC不受到穿透相邻的检测器阵列的X射线的损坏。可替换的是，不是光电二极管阵列的一个整边缘接触或几乎接触闪烁器阵列，而是仅仅光电二极管阵列的一个角接触和/或接近闪烁器阵列，并且光电二极管阵列在两个方向上从闪烁器阵列的平面倾斜。然后，光电二极管阵列的两个边缘自由，而不是仅一个边缘自由。可选择地，对于相同的ASIC面积，ASIC的部件与这些自由边缘中的每个边缘相邻，使ASIC平均起来更加接近光电二极管。如果所有的检测器阵列的光电二极管阵列都在相同的方向上倾斜，并且倾斜仅是一维的，该阵列的整个边缘接触或接近闪烁器，则在相对于闪烁器的平面倾斜的侧面上光电二极管阵列的边缘都将不自由，因为它们在这些侧面上与相邻阵列的对应边缘邻接。如前文所述，具有更多的自由边缘的一种方式是在二维上倾斜每个光电二极管阵列。另一方式是在一行上以一个方向(与该行的方向平行)倾斜所有的阵列，并且在下一行上以相反的方向倾斜所有的阵列，依此类推，即以交替的方向倾斜交替的阵列的行。然后，每个阵列周边的一半比在该侧面上的相邻阵列更加远离闪烁器平面，并且周边的该部分自由地将ASIC和/或导线连接到其中。一般地，如果没有两个相邻的阵列处于距它们连接的闪烁器平面相同的距离上，则阵列的倾斜允许最大的自由边缘长度，因为这些边缘将与相邻阵列的边缘接触。只要一个阵列比在该点上的相邻阵列更加远离闪烁器平面，则在该点上将存在一个自由边缘。即使两个相邻的阵列距离在它们的公共边缘上的闪烁器平面相同的距离，只要在它们之间存在足够大的二面角，仍然可以将ASIC或导线连接到它们中的一个的边缘上，或者连接到它们中每个的边缘的不同部分上。可选择地，光电二极管元件在面积上小于闪烁器元件，并且光导呈锥形，将来自每个闪烁器元件的较大面积上的光传输到相应的光电二极管元件的较小面积上。这种选择提供了在光电二极管元件之间导线从在阵列内的每个元件到ASIC的空间，同时仍然具有闪烁器的不间断区。可替换地，不是使用锥形光导，而是该光导具有与光电二极管元件相同的剖面面积，并且在与光导接触的面积之外的每个闪烁器元件的底部被涂成白色(或以任何反射材料涂敷)，以使射到该面积上的光最终散射到光导中。本专利技术的一些实施例的另一方面涉及一种检测器阵列，其中光电二极管元件的面积小于闪烁器元件的面积，并且在与光电二极管接触的面积之外的每个闪烁器元件的底部表面以反射材料(比如白色涂料)涂敷。每个闪烁器元件的侧表面和顶表面也以反射材料涂敷。然后，射到没有接触光电二极管的底部表面的部分的光反射回闪烁器，并最终散射进光电二极管。与上文描述的倾斜的光电二极管阵列的选择一样，本专利技术的这方面提供了在光电二极管元件之间导线从在阵列内的每个元件到ASIC的空间，同时仍然具有闪烁器的不间断区。可选择地，不是在闪烁器元件上直接涂敷或涂抹反射材料，而是通过对应于光电二极管的位置切下方形，使反射材料的单独层夹在闪烁器阵列和光电二极管阵列之间。光电二极管元件不需要直接接触闪烁器元件。可选择的是，在每个闪烁器元件和光穿过的与它相关的光电二极管之间存在间隙。可替换的是，存在从每个闪烁器元件到与它相关的光电二极管传输光的光导。应该理解的是，ASIC仅是数据采集系统电子器件的一个实例，在此所使用的“ASIC”可以指与光电二极管阵列相关的任何类型的电子电路。还应该理解的是，光电二极管仅是一种类型的固态光电检测器，在此所使用的“光电二极管”可以指任何类型的固态光电检测器或者能够产生电输出信号的任何类型的光检测器。还应该理解的是，可以使用单个的连续闪烁器替代离散的闪烁器元件的阵列或组，即使使用不止一个闪烁器元件，每个闪烁器元件也不需要仅与一个光电检测器元件关联，并且每个光电检测器元件也不需要仅与一个闪烁器元件关联。因此，根据本专利技术的一个实施例提供了一种辐射检测系统，其包括多个光电检测器阵列，每个光电检测器阵列包括多个基本共面的光电检测器元件；闪烁器，该闪烁器的至少一部分与每个光电检测器元件关联；将每个光电检测器元件与闪烁器的与它关联的部分连接的光导；其中，在每个光电检测器阵列中与光电检测器元件关联的闪烁器的该部分的表面包括基本共面的表面，它的平面与所述光电检测器元件的平面不平行。可选择地，在至少一个光电检测器阵列中的至少两个相邻的光电检测器元件在它们之间具有间隙，在所述光电检测器阵列中的每个光电检测器元件响应于光产生输出信号，并且存在与在所述光电检测器阵列中每个光电检测器元件关联的至少一个导体以传输来自所述光电检测器元件的输出信号，该导体中的至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辐射检测系统，包括：多个光电检测器阵列，每个光电检测器阵列均包括多个基本共面的光电检测器元件；闪烁器，该闪烁器的至少一部分与每个光电检测器元件关联；以及光导，连接每个光电检测器元件和与其关联的闪烁器的部分；　 　其中，与在每个光电检测器阵列中的光电检测器元件关联的闪烁器的部分的表面包括基本共面的表面，其平面与所述光电检测器元件的平面不平行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：O扎哈维，S勒维内，E达夫恩，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]