专利名称：具有预聚焦抗散射栅格的检测器阵列的制作方法
具有预聚焦抗散射栅格的检测器阵列下文总体上涉及一种具有抗散射栅格的检测器阵列，尤其应用于计算机断层摄影 (CT)。不过，它也可以针对其他医疗成像应用和非医疗成像应用加以修改。通常，计算机断层摄影(CT)扫描机包括χ射线管和检测器阵列。X射线管从焦斑发射辐射，发射的辐射贯穿检查区域。检测器阵列设置在检查区域相对侧X射线管的对面并检测贯穿检查区域的辐射。检测器阵列将检测到的辐射转换成表示所检测辐射的信号。 重构器重构信号以产生其体积图像数据。图像发生器基于体积图像数据产生被扫描受检者或对象的一个或多个图像。对于一个CT系统而言，检测器阵列包括多个检测器�？椋扛瞿？榫哂卸喔龉獯衅骺�。每个光传感器块都是由抗散射栅格(ASG)、闪烁体阵列、光传感器阵列、处理电子装置和基底构成的堆叠结构。首先组装光传感器块，然后将光传感器块用于填充(populate) 检测器模块。每个光传感器块的基底包括螺纹凹槽，将光传感器块的螺纹凹槽与�？楣辜苤屑庸さ目锥宰迹菟慷�(screw)穿过孔插入凹槽，使螺丝钉与螺纹凹槽啮合，从而在检测器�？橹邪沧懊扛龉獯衅骺�。令人遗憾的是，光传感器块的ASG与焦斑的对准取决于在�？楣辜苤屑庸た椎木群妥樽懊扛龆训獯衅骺榈木龋蛭训扛龉獯衅骺榈母鎏宀考伎赡芤�、 传递和/或放大堆叠误差。上述情况可能导致检测器�？橹械腁SG的对准以及因此其与焦斑的对准的不可忽略的误差，ASG与焦斑对准不良可能导致检测器盲区(shadowing)，这又可能导致伪影，例如CT图像中的环。本申请的各个方面解决上述问题以及其他问题。根据一个方面，一种辐射敏感检测器阵列包括相对于成像系统沿ζ轴方向延伸并沿X轴方向排列的多个检测器�？�。检测器�？橹械闹辽僖桓霭？楣辜芎椭辽僖桓黾觳馄髯榭�(tile)。至少一个检测器组块通过非螺纹紧固件耦合到模块构架。所述至少一个检测器组块包括二维检测器和聚焦在成像系统焦斑处的二维抗散射栅格。根据另一方面，具有焦斑的成像系统的检测器阵列包括多个相对于成像系统沿横向排列的检测器�？�。检测器�？橹械闹辽僖桓霭觳馄髯榭椤＜觳馄髯榭榘ㄔ诔上裣低持邪沧爸辽僖桓黾觳馄髂？橹跋喽杂诔上裣低车慕拱呔劢沟亩股⑸湔じ瘛８萘硪环矫妫恢址椒ㄔ诮股⑸湔じ癜沧霸诔上裣低持兄敖觳馄髯榭榈目股⑸湔じ裼氤上裣低车慕拱叨宰�。该方法包括在对准设备的引导区域中插入至少一个二维抗散射栅格。引导区域包括一个或多个基准，基准在引导区域中引导至少一个二维抗散射栅格。引导区域与焦斑预先对准，将至少一个二维抗散射栅格引导到引导区域中，从而使至少一个二维抗散射栅格相对于焦斑聚焦。根据另一方面，一种对准设备用于在成像系统之外相对于成像系统的焦斑聚焦抗散射栅格。对准设备包括至少一个引导区域，引导区域被配置成接收抗散射栅格并相对于焦斑聚焦抗散射栅格。本发明可以实现为各种部件或部件设置以及各种步骤或步骤设置。附图的作用仅在于对优选实施例进行例示，不应认为对本发明构成限制。
图1示出了一种范例成像系统。图2示出了组块的范例2D抗散射栅格。图3示出了范例对准设备。图4示出了范例方法。图5-8图解示出了图4中的方法的动作。图9示出了另一种范例检测器组块对准设备。图10示出了将检测器组块固定到检测器�？楣辜艿姆独绞�。图11示出了将检测器组块固定到检测器�？楣辜艿牧硪恢址独绞�。图12示出了用于测试已安装抗散射栅格和/或组块在对准设备中的对准情况的方法。图1示出了成像系统100，例如计算机断层摄影(CT)扫描机。成像系统100包括静止扫描架102和旋转扫描架104，旋转扫描架由静止扫描架102可旋转地支撑。旋转扫描架104相对于纵向或ζ轴108绕检查区域106旋转。诸如χ射线管的辐射源110由旋转扫描架104支撑并与旋转扫描架一起绕着检查区域106旋转。辐射源110从焦斑112发射辐射。准直器114使发射的辐射准直，以产生贯穿检查区域106的大致扇形、楔形或锥形辐射束。辐射敏感检测器阵列116检测贯穿检查区域106的辐射并产生表示其的信号。辐射敏感检测器阵列116包括多个沿横向(x/y方向)并行排列并由�？橥屑�120承载的检测器�？�118。检测器模块118包括一个或多个检测器马赛克或组块122，沿着ζ轴108并行地、沿着检测器�？楣辜�1 排列。组块122包括二维检测器1 和二维抗散射栅格(ASG) 128。图示的检测器1 包括闪烁体阵列130、光传感器阵列132(具有诸如光电二极管或其他光学传感器的光学感测像素的二维布置)、衬底134、处理电子装置136和基底138。如图2所示，ASG 128包括多个由横向和纵向延伸的相交壁204和206界定的通道。这里也想到了一维ASG。返回到图1，闪烁体阵列130光耦合到光传感器阵列132，光传感器阵列132电耦合至衬底134上的处理电子装置136。处理电子装置136包括专用集成电路(ASIC)和/或其他集成电路。输入/输出(I/O)触点(未示出)与处理电子装置136电连通。ASG 128 固定到入射辐射一侧的闪烁体阵列130上。ASG 128允许透射辐射通过并照射闪烁体阵列130，并衰减本来会照射闪烁体阵列130的大量散射辐射。闪烁体阵列130检测贯穿ASG 1 的通道的辐射并产生表示其的光信号。光传感器阵列132检测光信号并产生表示所检测辐射的电信号。处理电子装置 136处理电信号。经由I/O触点从组块检测器122传递经处理的信号(和/或未处理的电信号)。注意，I/O触点还用于向组块检测器122传递信号。�？楣辜躀M包括一个或多个组块接收区域140。在图示的实施例中，利用紧固件 142将组块122固定到组块接收区域140，紧固件例如是粘合剂，像导热环氧树脂等。另一种适当的紧固件包括低熔点金属或合金。在将组块122固定到�？楣辜躀M之前，相对于焦斑112聚焦(或预聚焦)ASG 1 并将其相对于彼此对准。如下文更详细所述，可以这样聚焦并对准ASG 128，并利用对准设备将组块122固定到�？楣辜�124。将填充了组块的�？�118固定到扫描机100。在图示的实施例中，�？�118包括具有无材料区域146的紧固区域144。范例紧固件148被示为通过无材料区域146延伸。在一种情况下，利用紧固件148或其他紧固件和无材料区域146将模块118固定到托架120。 例如，在紧固件148是螺丝钉等时，螺丝钉与托架120中的螺纹凹槽(带有与螺丝钉的螺纹互补的螺纹)啮合并可拆卸地将�？�118固定到托架120。如上所述，辐射敏感检测器阵列116检测辐射并产生表示其的信号。重构器150 重构信号并产生表示其的体积图像数据。诸如卧榻的患者支撑物巧4在检查区域106中支撑着患者以进行扫描。通用计算系统152充当操作员控制台。驻存在控制台上的软件允许操作者控制系统100的工作，例如选择扫描规程、开始和/或终止扫描等。图3示出了范例对准设备300。设备300包括一个或多个�？楣辜馨沧扒�302。 模块构架安装区域302被配置成在物理上基本类似于托架120的�？榘沧扒颍⒈慌渲贸捎肽？楣辜�124的紧固区域144(图1)机械连接。以上结构允许在焦斑112处聚焦ASG 128，同时在设备300中安装组块122并将组块122固定到�？楣辜�124。图示的构架安装区域302包括凹槽306，其适于啮合紧固件 148 (图1)。对准基准304便于将�？楣辜�124与�？楣辜馨沧扒�302对准。在另一实施例中，省略对准基准304。设备300还包括一个或多个引导区域308。引导区域308包括一个或多个对准基准，包括一个或多个对准特征310和对准表面312。对准基准310和312在设备300中支撑和引导抗散射栅格128。对准特征310被配置成，在将ASG 1 或对应组块122插入设备 300中时引导ASG 128的侧壁的外表面。注意，各对特征310之间的虚线是为了例示的目的，不是对准特征310的一部分。 此外，注意，图示的对准特征310的数量是用于解释性目的而非用于限制。组块对准表面312适于接触ASG 128面对入射辐射的侧面。相对于�？楣辜馨沧扒�302，并因此相对于托架120配置对准表面312，便于相对于�？楣辜馨沧扒�302对 ASG 1 进行取向以在焦斑112处聚焦ASG 128。结果，将ASG 1 安装到区域308中就相对于焦斑112对ASG 1 进行了预聚焦。图4示出了范例方法。图5-8图解示出了方法的动作。一开始参考图4和5，在402，在对准设备300的引导区域308中安装组块122。如上所述，对准基准310和312在引导区域308中引导组块122，使组块122的ASG 128彼此相对地并相对于�？楣辜馨沧扒�302对准，这样将组块122的ASG 128聚焦在焦斑112。 可以如下文更详细所述那样测试ASG 128的对准情况。参考图4和6，在404，将紧固件142施加到组块122的基底138。在图示的实施例中，紧固件142为无螺丝钉紧固件，例如导热粘合剂或其他无螺丝钉紧固件。参考图4和7，在406，将�？楣辜�124安装到对准设备300。在图示的实施例中， 利用紧固件148将构架IM安装到其上。这样安装模块构架IM使得紧固件142与构架 124的紧固区域140物理接触。可以通过紧固件142补偿组块122中存在的堆叠误差。例如，在紧固件142与组块紧固区域144啮合时，挤压紧固件142并从组块122和组块紧固区域144之间挤出多余的紧固件142。这样一来，堆叠组块122的厚度差异将导致紧固件142的厚度差异。此外， 紧固件142还减小了由于�？楣辜�124中的加工不精确导致的机械误差，在使用螺丝钉将组块122安装到构架124的配置中就是这种情况。这样一来，可以减轻检测器盲区以及伪影，例如CT图像中的环。参考图4和8，在408，从对准设备300去除组装好的�？�118。参考图4，在410， 可以在扫描机100中安装已组装的�？�118。论述变化和/或替换方案。在图示的实施例中，检测器1 是闪烁体/光传感器型检测器。在另一实施例中， 检测器1 包括直接转换材料，例如碲化镉(CdTe)、碲化镉锌(CZT)等。图9示出了对准设备300的另一非限制性实施例。在这一实施例中，引导区域308 中的至少一个包括至少一个对准特征902，对准特征310被省略。与对准特征310不同的是，至少一个对准特征902被配置成接触ASG 1 的内部部分，例如ASG 1 的一个或多个壁204或206。在另一实施例中，使用了两个对准特征310和902和/或其他对准基准。在又一实施例中，可以使用其他对准基准。在结合图1、3、7和8所示的�？�118的实施例中，通过紧固件142将组块122永久性固定到�？楣辜�124。图10和11示出了替代配置，其中将组块122可拆除地固定到�？楣辜芸�4。参考图10，�？楣辜�124的组块接收区域140包括凹槽1002，随后是无材料区域 1004。组块122的基底138包括第一和第二子部分US1和1382，具有彼此相对并配合在一起的大致平面的内侧1008和1010。第二子部分13 包括与内侧1010相对一侧上的螺纹凹槽1006。利用凹槽1002、无材料区域1004和螺纹凹槽1006将第二子部分13 固定到�？楣辜�124。例如，紧固件148可以是螺丝钉等，并可用于通过经凹槽1002和无材料区域1004 延伸并与螺纹凹槽1006啮合来将第二子部分13 固定到模块构架124。对于本实施例而言，经由紧固件148将第二子部分13 固定到�？楣辜�124。然后将第一子部分HS1固定到第二子部分1382，由此将组块122固定到�？楣辜躀M并形成�？�118。可以通过去除紧固件148从�？楣辜�124去除特定组块122。图11类似于图10，只是内侧1008和1010是非平面的，具有更大的表面面积。更大的表面面积允许更大的热传递，因此允许粘合剂两端的温降。在图示的实施例中，通过在基底上、下区段US1和13 上制造联锁鳍来增大表面面积。这里也想到了其他形状。对于图10和11而言，可以由诸如铝的金属或另一种材料形成上、下区段
13&。由于�？榫范仁抢媒艄碳�148实现的，所以上、下区段US1和13 不需要是高度精确的。因此可以通过更低成本的方法，例如铸造、挤压等来制造上、下区段US1和13&。图12示出了用于测试对准设备300中安装的ASG 128的对准情况的设备1200。在本范例中，如这里所述，利用对准基准310、312和/或902在对准设备300中安装ASG 128。 在将检测器126固定到ASG 128之前，将ASG对准测试固定件1200安装到�？楣辜馨沧扒� 302。对准测试固定件1200包括可动检测器1202，可以相对于特定的已安装ASG 128， 例如图示实施例中的ASG US1有选择地定位它。通过对应的ASG 1 将辐射投射到检测器1202。可以在测试期间移动焦斑112，可以基于检测器1202的信号输出评估ASG盲区。在另一实施例中，使用设备1200测试对准设备300中安装的组块122(而非仅仅ASG 128) 0同样地，利用对准基准310、312和/或902，如这里所述在对准设备300中安装组块122。类似地，通过对应组块122向检测器1202投射辐射，可以基于检测器1202的信号输出评估ASG盲区。在另一实施例中，额外地或替代地使用胶片1204取代检测器1202。能够在将ASG 128安装到检测器1 之前提前测试它和/或在将组块122安装到�？楣辜�1 之前提前测试组块122可以降低成本，因为可以在完整组装组块122和/或�？�118之前检测故障部件。可以由诸如铝的适当χ射线透明材料形成设备1200。这里所述的检测器阵列116适用于各种成像应用，包括CT扫描机和/或其他模态的扫描机。更具体而言，其非常适用于如下应用，检测器阵列116的每个组块122都具有其自己的ASG 128并独立安装到�？楣辜�124。在这里已经参考各实施例描述了本发明。在阅读这里的描述后，其他人可以想到修改和变化。这意味着，应当将本发明理解为包括所有此类落在所附权利要求及其等同物的范围内的修改和变化。
权利要求
1.一种辐射敏感检测器阵列，包括相对于成像系统(100)沿Z轴方向延伸并沿X轴方向排列的多个检测器�？�(118)，所述检测器�？�(118)中的至少一个包括�？楣辜�(124)；以及通过非螺纹紧固件(14 耦合到所述�？楣辜�(124)的至少一个检测器组块(122)， 所述至少一个检测器组块(12 包括二维检测器(126)和聚焦在成像系统(100)的焦斑 (112)的二维抗散射栅格(1 )。
2.根据权利要求1所述的检测器阵列，其中所述二维检测器(126)包括 耦合到所述二维抗散射栅格(128)的闪烁体层(130)；耦合到所述闪烁体层(130)的光传感器层(132)；具有耦合到所述光传感器层(132)的电子装置(136)的衬底层(134)；以及耦合到所述衬底层(134)的基底层(138)。
3.根据权利要求1到2中的任一项所述的检测器阵列，其中所述非螺纹紧固件(142) 是导热粘合剂。
4.根据权利要求2到3中的任一项所述的检测器阵列，其中所述非螺纹紧固件(142) 将所述组块(122)的基底层(138)紧固到所述�？楣辜�(IM)。
5.根据权利要求2到4中的任一项所述的检测器阵列，所述基底层(138)包括第一和第二子构件(1381; 1382)，其中所述子构件(1381;13&)中的第一个通过螺纹紧固件(148) 耦合到所述模块构架(IM)，所述子构件(1381; 1382)中的第二个是所述组块(12 的部分， 所述第一和第二子构件(1381; 1382)通过螺纹紧固件(148)耦合。
6.根据权利要求1到5中的任一项所述的检测器阵列，其中所述非螺纹紧固件(142) 适于填充所述组块(122)和所述�？楣辜�(124)之间的预定距离。
7.根据权利要求1到6中的任一项所述的检测器阵列，其中所述非螺纹紧固件(142) 具有可调节的厚度，该厚度根据所述�？楣辜�(124)中的所述组块(122)的预定对准而调離iF. ο
8.根据权利要求1到7中的任一项所述的检测器阵列，其中利用对准设备(300)相对于所述焦斑(11 聚焦所述二维抗散射栅格(1 )。
9.一种具有焦斑(11 的成像系统(100)的检测器阵列，包括相对于所述成像系统(100)沿横向排列的多个检测器�？�(118)，所述检测器�？� (118)中的至少一个包括检测器组块(122)，其中所述检测器组块(12 包括二维抗散射栅格(1 )，在将所述至少一个检测器�？�(118)安装到所述成像系统(100)中之前相对于所述成像系统(100)的焦斑(11 聚焦所述二维抗散射栅格(1 )。
10.根据权利要求9所述的检测器阵列，所述至少一个检测器�？�(118)包括 包括至少一个组块接收区域(140)的�？楣辜�(IM)，其中所述组块(12 通过粘合剂紧固件(14 耦合到所述至少一个组块接收区域(140)。
11.根据权利要求9到10中的任一项所述的检测器阵列，其中所述组块(12 包括多个堆叠的层(128，130，132，134，136，138)，所述紧固件(142)补偿所述堆叠层的堆叠失准。
12.根据权利要求11所述的检测器阵列，其中所述多个堆叠层包括检测器基底(138)， 所述检测器基底(138)通过所述粘合剂紧固件(142)固定到所述�？楣辜�(IM)。
13.根据权利要求12所述的检测器阵列，其中所述检测器基底(138)为单个构件。
14.根据权利要求12所述的检测器阵列，其中所述检测器基底(138)包括通过粘合剂耦合在一起的至少两个子构件(1381;13&)，所述构件(1381; 1382)之一通过螺纹紧固件 (148)固定到所述�？楣辜�(IM)，所述至少两个子构件(1381; 1382)中的另一个是所述组块(122)的部分。
15.根据权利要求9到14中的任一项所述的检测器阵列，其中利用对准设备(300)相对于所述焦斑(11 聚焦所述二维抗散射栅格(1 )。
16.一种在将检测器组块(122)安装到成像系统(100)中之前相对于所述成像系统 (100)的焦斑(11 聚焦检测器组块(122)的抗散射栅格(1 )的方法，包括在对准设备(300)的引导区域(308)中插入至少一个二维抗散射栅格(1 )，所述引导区域(308)包括一个或多个基准(310，312，902)，所述一个或多个基准在所述引导区域 (308)中引导所述至少一个二维抗散射栅格(1 )，其中所述引导区域(308)预先与所述焦斑(11 对准，并且将所述至少一个二维抗散射栅格(1 )引导到所述引导区域(308)中使所述至少一个二维抗散射栅格(128)相对于所述焦斑(11 聚焦。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述抗散射栅格(128)是插入所述接收区域 (140)中的检测器组块(122)的部分。
18.根据权利要求16到17中的任一项所述的方法，还包括通过导热环氧树脂将�？楣辜�(124)固定到所述组块(122)的基底区域(138)。
19.根据权利要求16到18中的任一项所述的方法，其中所述基底区域(138)包括第一和第二子区域(1381; 1382)，所述第一子区域(1381； 1382)固定到所述组块(122)，还包括将所述第二子区域(1381; 1382)固定到所述�？楣辜�(124)；以及在将所述第二子区域耦合到所述�？楣辜�(124)之后将所述第一和第二子区域(138” 1382)耦合在一起。
20.一种对准设备(300)，用于在成像系统(100)外部相对于所述成像系统(100)的焦斑(112)聚焦检测器组块(122)的抗散射栅格(1 )，包括适于接收检测器�？楣辜�(124)的安装区域(302)，其中基于利用所述成像系统(100) 中的所述焦斑(11 预先确定的焦点物理地配置所述安装区域(302)；以及至少一个引导区域(308)，其被配置成接收抗散射栅格(128)并相对于所述安装区域 (302)聚焦所述抗散射栅格(1 )，由此相对于焦斑(11 聚焦所述抗散射栅格(1 )。
21.根据权利要求20所述的对准设备(300)，其中所述至少一个引导区域(308)包括基准(310)，所述基准(310)在所述至少一个引导区域(308)中相对于所述安装区域(302) 引导所述抗散射栅格(1 )的外表面，由此相对于所述焦斑(11 聚焦所述抗散射栅格 (128)。
22.根据权利要求20所述的对准设备(300)，其中所述至少一个引导区域(308)包括基准(902)，所述基准(902)在所述至少一个引导区域(308)中相对于所述安装区域 (302)引导所述抗散射栅格(128)的内壁，由此相对于所述焦斑(11 聚焦所述抗散射栅格 (128)。
23.根据权利要求20到22中的任一项所述的对准设备(300)，还包括测试设备 (1200)，该测试设备(1200)被配置成测试所述抗散射栅格(128)相对于所述焦斑(112)的聚焦O
24.根据权利要求23所述的对准设备(300)，其中所述测试设备(1200)包括产生表示所述聚焦的信号的检测器(120 或提供表示所述聚焦的图像的胶片(1204)。
全文摘要
一种辐射敏感检测器阵列，包括相对于所述成像系统(100)沿z轴方向延伸并沿x轴方向排列的多个检测器�？�(118)。检测器�？橹械闹辽僖桓霭？楣辜�(124)和至少一个检测器组块(122)。所述至少一个检测器组块(122)通过非螺纹紧固件(142)耦合到模块构架(124)。所述至少一个检测器组块(122)包括二维检测器(126)和聚焦在成像系统(100)的焦斑(112)处的二维抗散射栅格(128)。
文档编号G01T1/29GK102428388SQ201080021763
公开日2012年4月25日 申请日期2010年4月14日 优先权日2009年5月20日
发明者B·E·哈伍德, R·A·马特森, R·P·卢赫塔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司
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