CN102451016B - 放置a/d转换器的方法和正照射探测器及ct设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种放置A/D转换器的方法和正照射探测器及CT设备。本发明正照射探测器包括准直器、X射线至可见光转换器、可见光至模拟信号转换器、基板和将所述模拟信号转换成数字信号的A/D转换器。本发明将A/D转换器置于正照射探测器内的方法包括将所述A/D转换器设置在基板上X射线照射不到的位置。本发明CT设备包括本发明正照射探测器。采用本发明的技术方案能够在对原探测器结构改动保持最小的情况下，将A/D转换器放入了其中，而且又使A/D转换器不受到X射线照射，很好地保护了A/D转换器。
Description
技术领域
本发明总体上涉及CT成像技术领域，尤其涉及一种放置A/D转换器的方法和正照射探测器及CT设备。
背景技术
探测器是CT设备中最重要的部件之一。所述探测器用来把球管发出的X射线转换成电信号。A/D转换部件再把模拟电信号转换成数字信号。由于A/D转换部件的尺寸大，所以很难把A/D转换部件封装在探测器内，这样就需要把模拟电信号引到探测器外，由处于探测器外的A/D转换部件将模拟电信号转换成数字信号以便对其进一步处理。
我们知道，对于一个探测器来讲，其通常会输出成百上千个模拟电信号，要将这些模拟电信号输出到探测器外不仅需要巨型电缆而且还对信号完整性有非常苛刻的要求。
随着ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特定用途集成电路)设计技术的发展，A/D转换器的尺寸以及功率已经变得很小足以可以将A/D转换器置于探测器之内。
然而，众所周知，X射线会损坏ASIC芯片，因此将A/D转换器置于探测器内而却不会受到X射线的照射是当前的研究热点。
美国文献US7439516B2公开的题为“Module assembly for multipledie back-illuminated diode”给出了关于背照射探测器的解决方案。其是将A/D转换器置于二极管和基板之间，主要用于高端CT设备。该技术方案成本高，对背照射探测器的结构改动大。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种对探测器的结构改动最小的前提下将A/D转换器置于正照射探测器内的方法以及正照射探测器和CT设备。
为了解决上述问题，在本发明的一方面，本发明正照射探测器的技术方案包括：
准直器、X射线至可见光转换器、可见光至模拟信号转换器、基板和将所述模拟信号转换成数字信号的A/D转换器，其中，X射线经过所述准直器后射到所述X射线至可见光转换器，并由所述X射线至可见光转换器转换成可见光，所述可见光至模拟信号转换器把所述可见光转换成模拟信号，所述可见光至模拟信号转换器置于所述基板上。
优选地，所述A/D转换器被设置在所述基板的加长板的上面或者下面。
优选地，所述A/D转换器被设置在所述基板的下面且在所述基板和所述可见光至模拟信号转换器之间设置有屏蔽片。
优选地，所述A/D转换器被设置在所述基板的下面且在所述基板的上端嵌入屏蔽片。
此外，本发明正照射探测器还包括设置在所述A/D转换器远离所述基板的一侧上的散热器。
所述屏蔽片采用高密度材料。
所述屏蔽片的热扩张系数接近于所述可见光至模拟信号转换器的热扩张系数。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种将A/D转换器置于正照射探测器内的方法，其中，所述正照射探测器包括准直器、X射线至可见光转换器、可见光至模拟信号转换器和基板，其中，X射线经过所述准直器后射到所述X射线至可见光转换器，并由所述X射线至可见光转换器转换成可见光，所述可见光至模拟信号转换器把所述可见光转换成模拟信号，所述可见光至模拟信号转换器置于所述基板上，所述方法包括步骤将所述A/D转换器设置在基板上X射线照射不到的位置。
优选地，所述步骤将所述A/D转换器设置在基板上X射线照射不到的位置进一步包括：
将所述基板加长；
把所述A/D探测器设置在所述基板加长板处的上面或者下面。
优选地，所述步骤将所述A/D转换器设置在基板上X射线照射不到的位置进一步包括：
把所述A/D转换器设置在所述基板的下面；
在所述基板和所述可见光至模拟信号转换器之间设置屏蔽片。
优选地，所述步骤将所述A/D转换器设置在基板上X射线照射不到的位置进一步包括：
把所述A/D转换器设置在所述基板的下面；
在所述基板的上端嵌入屏蔽片。
此外，本发明将A/D转换器置于正照射探测器内的方法还包括在所述A/D转换器远离所述基板的一侧上设置散热器。
所述屏蔽片采用高密度材料。
所述屏蔽片的热扩张系数接近于所述可见光至模拟信号转换器的热扩张系数。
在本发明的又一方面，本发明提供了一种CT设备，包括正照射探测器，该正照射探测器包括准直器、X射线至可见光转换器、可见光至模拟信号转换器、基板和将所述模拟信号转换成数字信号的A/D转换器，其中，X射线经过所述准直器后射到所述X射线至可见光转换器，并由所述X射线至可见光转转器转换成可见光，所述可见光至模拟信号转换器把所述可见光转换成模拟信号，所述可见光至模拟信号转换器置于所述基板上。
优选地，所述A/D转换器被设置在所述基板的加长板的上面或者下面。
优选地，所述A/D转换器被设置在所述基板的下面且在所述基板和所述可见光至模拟信号转换器之间设置有屏蔽片。
优选地，所述A/D转换器被设置在所述基板的下面且在所述基板的上端嵌入屏蔽片。
此外，本发明CT设备还包括设置在所述A/D转换器远离所述基板的一侧上的散热器。
所述屏蔽片采用高密度材料。
与现有技术相比，本发明将A/D转换器置于正照射探测器内的方法以及正照射探测器和CT设备的有益效果为：
本发明在对原探测器结构改动保持最小的情况下，将A/D转换器放入了其中，而且又使A/D转换器不受到X射线照射，很好地保护了A/D转换器。
另外，本发明使得探测器的结构更加模块化，增加了探测器设计的灵活性和可靠性，更易于探测器的维护，降低探测器的维修成本。
附图说明
为了更透彻地理解本公开内容，下面参考结合附图所进行的下列描述，在附图中：
图1是根据本发明的正照射探测器的一个实施例的示意图；
图2是根据本发明的正照射探测器的另一实施例的示意图；
图3是根据本发明的正照射探测器的又一实施例的示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，但本发明并不限于下述具体实施例。
如图1至3所示，本发明正照射探测器，包括准直器1、X射线至可见光转换器2、可见光至模拟信号转换器3和基板4，其中，X射线经过所述准直器1后射到所述X射线至可见光转换器2，并由所述X射线至可见光转换器2转换成可见光，所述可见光至模拟信号转换器3把所述可见光转换成模拟信号，所述可见光至模拟信号转换器3置于所述基板4上。所述模拟信号通过线结合连接到所述基板4。另外，本发明正照射探测器还包括将所述模拟信号转换成数字信号的A/D转换器6。
其中，准直器1用来滤除杂散的X射线，并减少X射线在相邻象素间的干扰。X射线至可见光转换器2通常采用Scintillator pack(闪烁体，用特殊材料烧结而成)。可见光至模拟信号转换器3可以采用二极管。基板4可以采用玻璃纤维或陶瓷为绝缘材料的多层电路板。
在本发明正照射探测器的一个实施例中，现在参考图1，可以看出所述A/D转换器6被设置在所述基板4的加长板的上面或者下面。A/D转换器6所在位置不在X射线束内，因此不会有射线损伤。
在本发明正照射探测器的另一实施例中，如图2，所述A/D转换器6被设置在所述基板4的下面且在所述基板4和所述可见光至模拟信号转换器3之间设置有屏蔽片5。所述屏蔽片5的长度应足以盖住A/D转换器6。
在本发明正探测器的又一实施例中，如图3所示，所述A/D转换器6被设置在所述基板4的下面且在所述基板4的上端嵌入有屏蔽片5。
所述屏蔽片5采用高密度材料，例如钨片。这样，虽然A/D转换器3仍然处于X射线照射范围内，但是钨片之类的屏蔽片5可以将X射线挡住而不会照射到A/D转换器3上，从而保证A/D转换器3不会受到X射线的照射，因此A/D转换器3不会出现由于X射线的照射而被损坏的可能性。
另外，所述屏蔽片5的热扩张系数优选接近于所述可见光至模拟信号转换器3的热扩张系数，这样可以避免由于不一样的膨胀系数导致所述可见光至模拟信号转换器变形。
再参考图1至3，本发明正照射探测器还包括设置在所述A/D转换器3远离所述基板4的一侧上的散热器7。散热器7可以更快速的将A/D转换器6产生的热量带走，减少温度变化对所述可见光至模拟信号转换器3的性能影响。
虽然这里采用了散热器7来散去A/D转换器6的热量，但是也可以采用本领域技术人员已知的任何散热方式。
对于A/D转换器6可以采用小电流，多通道转换功能的A/D转换器，例如由GE研发的vyper系列，AD公司的ADAS系列等；基板4可根据对层数和平整度的要求选择采用陶瓷或玻璃纤维的多层电路板；通过回流焊将相应通道数的A/D焊接到基板4上，以vyper系列芯片为例，一个32排的检测器的基板上需要焊接8个A/D芯片。
对于图3，由于是将屏蔽片5嵌入到了基板4的上部，使得基板4通过该屏蔽片5与可见光至模拟信号转换器3连接。此时的基板4可以称为混合电路板。
在本发明的另一方面，本发明公开了一种将A/D转换器置于正照射探测器内的方法，所述正照射探测器包括准直器1、X射线至可见光转换器2、可见光至模拟信号转换器3和基板4，其中，X射线经过所述准直器1后射到所述X射线至可见光转换器2，并由所述X射线至可见光转换器3转换成可见光，所述可见光至模拟信号转换器4把所述可见光转换成模拟信号，所述可见光至模拟信号转换器4置于所述基板4上。
该方法包括将所述A/D转换器6设置在基板4上X射线照射不到的位置。
下面介绍实现上述步骤的三种方法，应当注意，虽然这里只介绍了三种方法，但是本发明并不仅限于这三种方法，还可以采用本领域技术人员已知的任何方式来实现。
一种方法为：
将所述基板4加长；
把所述A/D探测器6设置在所述基板加长板处的上面或者下面。
我们知道基板4被加长后，在其加长板处X射线是照射不到的，因此将A/D探测器6设置在基板加长板处可以避免A/D探测器6受X射线照射而损坏的可能性。
另一种方法为：
把所述A/D转换器4设置在所述基板4的下面；
在所述基板4和所述可见光至模拟信号转换器3之间设置屏蔽片5。
该方法未将基板4加长，为了防止A/D转换器4受到X射线辐射，而在基板4和可见光至模拟信号转换器3之间设置屏蔽片5，屏蔽片5能够挡住X射线，从而可以有效地保护A/D转换器4。
再一种方法是：
把所述A/D转换器4被设置在所述基板4的下面；
在所述基板4的上端嵌入屏蔽片5。
该方法是将屏蔽片5嵌入到了基板4的上端，也就是基板4与可见光至模拟信号转换器3接触的表面，这样可以达到与上一种方法同样的效果。
另外，为了防止A/D转换器运行所产生的热量，本发明将A/D转换器置于正照射探测器内的方法还包括在所述A/D转换器6远离所述基板4的一侧上设置散热器7。
对于屏蔽片5而言，其采用高密度材料。其热扩张系数优选接近于所述可见光至模拟信号转换器3的热扩张系数。
在本发明的再一方面，本发明公开了一种CT设备，其包括正照射探测器，该正照射探测器包括准直器1、X射线至可见光转换器2、可见光至模拟信号转换器3和基板4，其中，X射线经过所述准直器1后射到所述X射线至可见光转换器2，并由所述X射线至可见光转换器2转换成可见光，所述可见光至模拟信号转换器3把所述可见光转换成模拟信号，所述可见光至模拟信号转换器3置于所述基板4上，该正照射探测器还包括将所述模拟信号转换成数字信号的A/D转换器6。
优选地，所述A/D转换器6被设置在所述基板4的加长板的上面或者下面。
优选地，所述A/D转换器6被设置在所述基板4的下面且在所述基板4和所述可见光至模拟信号转换器3之间设置有屏蔽片5。
优选地，所述A/D转换器6被设置在所述基板4的下面且在所述基板4的上端嵌入屏蔽片5。
此外，本发明CT设备还包括设置在所述A/D转换器6远离所述基板4的一侧上的散热器7。
所述屏蔽5片采用高密度材料。
所述屏蔽片5的热扩张系数接近于所述可见光至模拟信号转换器3的热扩张系数。
由于本发明CT设备中所包括的正照射探测器类似于本发明正照射探测器，因此在此不再对其进行赘述。
虽然上述已经结合附图描述了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种改变、修改和等效替代。这些改变、修改和等效替代都意为落入随附的权利要求所限定的精神和范围之内。
Claims (17)
1.一种正照射探测器，包括准直器、X射线至可见光转换器、可见光至模拟信号转换器和基板，其中，X射线经过所述准直器后射到所述X射线至可见光转换器，并由所述X射线至可见光转换器转换成可见光，所述可见光至模拟信号转换器把所述可见光转换成模拟信号，所述可见光至模拟信号转换器置于所述基板上，还包括将所述模拟信号转换成数字信号的A/D转换器；
其特征在于，所述A/D转换器被设置在所述基板的加长板的上面或者下面。
2.如权利要求1所述的正照射探测器，其特征在于，所述A/D转换器被设置在所述基板的下面且在所述基板和所述可见光至模拟信号转换器之间设置有屏蔽片。
3.如权利要求1所述的正照射探测器，其特征在于，所述A/D转换器被设置在所述基板的下面且在所述基板的上端嵌入屏蔽片。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的正照射探测器，其特征在于，还包括设置在所述A/D转换器远离所述基板的一侧上的散热器。
5.如权利要求2或者3所述的正照射探测器，其特征在于，所述屏蔽片采用高密度材料。
6.如权利要求5所述的正照射探测器，其特征在于，所述屏蔽片的热扩张系数接近于所述可见光至模拟信号转换器的热扩张系数。
7.一种将A/D转换器置于正照射探测器内的方法，所述正照射探测器包括准直器、X射线至可见光转换器、可见光至模拟信号转换器和基板，其中，X射线经过所述准直器后射到所述X射线至可见光转换器，并由所述X射线至可见光转换器转换成可见光，所述可见光至模拟信号转换器把所述可见光转换成模拟信号，所述可见光至模拟信号转换器置于所述基板上，所述方法包括将所述A/D转换器设置在基板上X射线照射不到的位置；
其特征在于，所述步骤将所述A/D转换器设置在基板上X射线照射不到的位置进一步包括：
将所述基板加长；
把所述A/D探测器设置在所述基板加长板处的上面或者下面。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤将所述A/D转换器设置在基板上X射线照射不到的位置进一步包括：
把所述A/D转换器设置在所述基板的下面；
在所述基板和所述可见光至模拟信号转换器之间设置屏蔽片。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤将所述A/D转换器设置在基板上X射线照射不到的位置进一步包括：
把所述A/D转换器设置在所述基板的下面；
在所述基板的上端嵌入屏蔽片。
10.如权利要求7至9中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括在所述A/D转换器远离所述基板的一侧上设置散热器。
11.如权利要求8或者9所述的方法，其特征在于，所述屏蔽片采用高密度材料。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述屏蔽片的热扩张系数接近于所述可见光至模拟信号转换器的热扩张系数。
13.一种CT设备，包括正照射探测器，该正照射探测器包括准直器、X射线至可见光转换器、可见光至模拟信号转换器和基板，其中，X射线经过所述准直器后射到所述X射线至可见光转换器，并由所述X射线至可见光转转器转换成可见光，所述可见光至模拟信号转换器把所述可见光转换成模拟信号，所述可见光至模拟信号转换器置于所述基板上，还包括将所述模拟信号转换成数字信号的A/D转换器；
其特征在于，所述A/D转换器被设置在所述基板的加长板的上面或者下面。
14.如权利要求13所述的CT设备，其特征在于，所述A/D转换器被设置在所述基板的下面且在所述基板和所述可见光至模拟信号转换器之间设置有屏蔽片。
15.如权利要求13所述的CT设备，其特征在于，所述A/D转换器被设置在所述基板的下面且在所述基板的上端嵌入屏蔽片。
16.如权利要求13至15中的任一项所述的CT设备，其特征在于，还包括设置在所述A/D转换器远离所述基板的一侧上的散热器。
17.如权利要求15所述的CT设备，其特征在于，所述屏蔽片采用高密度材料。
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