CN103284747B

CN103284747B - 检测器模块、遮光部件、放射线检测装置及断层摄影装置

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Publication number: CN103284747B
Application number: CN201310056786.4A
Authority: CN
Inventors: 黑田义康; 河口昂达
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2033-02-22
Also published as: JP2013171021A; US20130221228A1; CN103284747A; US8890080B2; JP5965665B2

Abstract

本发明在检测器模块51中的放射线入射面的相反侧设置支撑部（51ra、51rb），支撑部（51ra、51rb）用于支撑覆盖在排列多个检测器模块（51）时形成的检测器模块（51）间的间隙（51g）的遮光部件（61）。另外，形成为被上述支撑部（51ra、51rb）支撑的形状的遮光部件（61）安装于支撑部（51ra、51rb），覆盖检测器模块（51）间的间隙（51g）。从而可靠且容易地对检测器模块间的间隙遮光。

Description

检测器模块、遮光部件、放射线检测装置及断层摄影装置

技术领域

本发明涉及适于对从外部向放射线检测器入射的光进行遮光的检测器模块（module）、遮光部件、使用它们的放射线检测装置及放射线摄影装置。

背景技术

以X射线CT（Computed Tomography）装置为代表的放射线断层摄影装置具备用于检测透射摄影对象后的放射线的放射线检测器。另外，放射线检测器多为层叠接受放射线并发出荧光的发光元件阵列（array）以及接受该荧光并输出电信号的受光元件阵列而成。

在如此结构的放射线检测器中，因为当除荧光以外的光入射到受光元件时导致误检测，所以为了防止来自外部的光的侵入，实施用遮光材料封闭（sealing）放射线检测器的处理（例如，参照专利文献1的摘要）。

[专利文献1] 日本特开平05-045469号公报。

发明内容

然而，近年来，为了改善放射线检测器的装配效率和对准（arraignment）精度，排列多个检测器模块而构成的类型（type）越来越多。另外，对于这样的放射线检测器，多用遮光材料封闭所排列的检测器模块间的微小间隙。

另一方面，最近，以提高放射线检测能力、节省空间（space）等为目的而使各种功能汇集于这样的检测器模块的趋势增强。因此，检测器模块的基板以直到其端部高密度配置电子器件（device）等的情况较多。即，在放射线检测器中，在相邻的检测器模块的基板间电子器件彼此接近，其间隙非常狭小。其结果是，出现难以可靠且容易地对在检测器模块间的间隙、特别是在放射线入射面的相反侧形成的间隙遮光的状况。

由于这样的情况，期望有能够可靠且容易地对检测器模块间的间隙遮光的技术。

第1方面的发明提供一种检测器模块，通过排列多个检测器模块而构成放射线检测器，

包含接受放射线并发出荧光的发光元件以及将所述荧光转换为电信号的受光元件，

在放射线入射面的相反侧具有支撑部，所述支撑部用于支撑覆盖在排列多个检测器模块时形成的检测器模块间的间隙的遮光部件。

第2方面的发明提供上述第1方面的检测器模块，构成为：

所述支撑部分别配置于检测器模块的排列方向的两端侧，在排列多个检测器模块时，互相邻接的检测器模块的互相接近侧的所述支撑部彼此成对地支撑所述遮光部件。

第3方面的发明提供上述第2方面的检测器模块，构成为：所述成对的支撑部夹住所述遮光部件的至少一部分而支撑。

第4方面的发明提供上述第2方面或第3方面的检测器模块，所述两端侧的所述支撑部相对于检测器模块的所述排列方向的中心线具有对称的形状。

第5方面的发明提供从上述第1方面至第4方面的任一个方面的检测器模块，

在放射线入射面的相反侧具有散热器，

所述支撑部设置于所述散热器。

第6方面的发明提供上述第5方面的检测器模块，

所述支撑部一体地形成于所述散热器。

第7方面的发明提供上述第5方面的检测器模块，

所述支撑部使用固定于所述散热器的部件而形成。

第8方面的发明提供从上述第5方面至第7方面的任一个方面的检测器模块，所述散热器由铝（aluminums）或铝合金构成。

第9方面的发明提供一种遮光部件，覆盖排列有多个检测器模块的放射线检测器中的所述检测器模块间的间隙，所述检测器模块以被放射线入射面的相反侧所具有的支撑部支撑的方式形成。

第10方面的发明提供上述第9方面的遮光部件，以同时覆盖在排列3个以上的所述检测器模块时并排形成的多个所述间隙的方式形成。

第11方面的发明提供上述第10方面的遮光部件，连结多个与一个所述间隙对应的遮光板而一体地形成。

第12方面的发明提供上述第9方面至第11方面的任一个方面的遮光部件，其中由所述支撑部支撑的部分的宽度方向宽度对于长度方向是不均匀的。

第13方面的发明提供上述第9方面至第12方面的任一个方面的遮光部件，所述遮光部件为黑色。

第14方面的发明提供上述第9方面至上述第13方面的任一个方面的遮光部件，利用塑料（plastic）树脂构成。

第15方面的发明提供一种放射线检测装置，具备：

多个检测器模块，排列而构成放射线检测器，各自包含接受放射线并发出荧光的发光元件以及将所述荧光转换为电信号的受光元件，在放射线入射面的相反侧具有支撑部，所述支撑部用于支撑覆盖在排列多个检测器模块时形成的所述检测器模块间的间隙的遮光部件，以及

多个遮光部件，以被所述支撑部支撑的方式形成，被所述支撑部支撑并覆盖由所述多个检测器模块形成的多个所述间隙。

第16方面的发明提供放射线摄影装置，包括放射线检测装置，所述放射线检测装置具备：

第17方面的发明提供上述第16方面的放射线摄影装置，进行对象的断层摄影。

依据上述方面的发明，通过使检测器模块所具有的支撑部支撑遮光部件，能够对检测器模块间的间隙遮光，因而能够不需要手工将遮光带（tape）粘贴于间隙等这类繁杂且不稳定的作业，能够可靠且容易地对检测器模块间的间隙遮光。

附图说明

图1是概略地示出本实施方式的X射线CT装置的结构的图。

图2是概略地示出第1实施方式的检测器模块及遮光部件的结构的图。

图3是概略地示出第2实施方式的检测器模块及遮光部件的结构的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。此外，本发明并不限定于此。

（第1实施方式）

图1是概略地示出本实施方式的X射线CT装置的结构的图。

X射线CT装置100具备操作控制台（console）1、扫描台（scanning table）10和扫描架（gantry）20。

操作控制台1具备：接收来自操作者的输入的输入装置2，进行用于进行受检体的摄影的各部分的控制和用于生成图像的数据（data）处理等的中央处理装置3，收集用扫描架20取得的数据的数据收集缓冲器（buffer）5，显示图像的监视器（monitor）6，以及存储程序（program）和数据等的存储装置7。

扫描台10具备承载受检体40并搬运到扫描架20的空腔部B的支架（cradle）12。支架12用内置于扫描台10的电机（motor）进行升降及水平直线移动。此外，这里设受检体40的体轴方向即支架12的水平直线移动方向为z方向，铅直方向为y方向，与z方向及y方向垂直的水平方向为x方向。

扫描架20具有旋转部15以及可旋转地支撑旋转部15的主体部20a。在旋转部15搭载有：X射线管21，控制X射线管21的X射线控制器（controller）22，将从X射线管21产生的X射线81整形为扇形束（fan beam）或锥形束（cone beam）的孔径（aperture）23，检测透射受检体40后的X射线81的X射线检测装置28，以及进行X射线控制器22、孔径23的控制的旋转部控制器26。主体部20a具备将控制信号等与操作控制台1和扫描台10通信的控制器29。旋转部15与主体部20a经由滑环（slip ring）30电连接。

X射线管21及X射线检测装置28夹着承载受检体40的摄影空间、即扫描架20的空腔部B互相对置地配置。旋转部15旋转时，X射线管21及X射线检测装置28维持其位置关系不变地绕受检体40的周围旋转。从X射线管21放射并在孔径23整形的扇形束或锥形束的X射线81透射受检体40，照射到X射线检测装置28的检测面。

此外，这里用通道（channel）方向（CH方向）表示该扇形束或锥形束的X射线81的xy平面中的展宽方向，用切片（slice）方向（SL方向）表示z方向上的展宽方向或z方向本身，用等中心（iso-center）方向（I方向）表示在xy平面中朝向旋转部15的旋转中心的方向。

X射线检测装置28由X射线检测器24和检测器控制器25构成。X射线检测器24检测受检体40的透射X射线而生成X射线投影数据，经由检测器控制器25输出到数据收集缓冲器5。

X射线检测器24由在通道方向配设的多个检测器模块51构成。此外，实际的X射线CT装置用的X射线检测器由例如50~60个左右的检测器模块构成，但在图1中，为了方便起见，将检测器模块的数量描绘得比实际要少。

图2是用于说明第1实施方式的检测器模块及遮光部件的结构的图。图2（a）是沿切片方向（SL方向）观察第1实施方式的X射线检测器24时的局部放大截面图。图2（b）是沿等中心方向（I方向）观察X射线检测器24时的局部放大图。图2（c）是沿等中心方向（I方向）观察遮光部件61时的图。

如图2所示，X射线检测器24具备：在平行配置有弯曲成圆弧状的2条导轨的未图示的框架（frame）安装而排列成圆弧状的多个检测器模块51，以及覆盖检测器模块51间的间隙而对来自外部的入射光遮光的多个遮光部件61。以下，依次对检测器模块51及遮光部件61的结构进行说明。

首先，对检测器模块51的结构进行说明。

检测器模块51具有：基板511，闪烁体（scintillator）元件阵列512，光电二极管（photodiode）元件阵列513，电子器件514，以及散热器515。

基板511例如是形成为矩形状的陶瓷基板。基板511设切片方向为长度方向，在该方向的两端附近形成用于将检测器模块51安装于框架的孔511h。

闪烁体元件阵列512与光电二极管元件阵列513在基板511的X射线入射面侧层叠而配置。闪烁体元件阵列512将闪烁体元件排列成矩阵（matrix）状而形成。各个闪烁体元件（发光元件）接受受检体40的透射X射线而发出荧光。光电二极管元件阵列513将光电二极管元件（受光元件）排列成矩阵状而形成。各个光电二极管元件接受来自在位置上相对应的闪烁体元件的荧光并转换为电信号。

电子器件514及散热器515配置于作为基板511的X射线入射面的相反侧的X射线出射面侧。电子器件514包含信号处理电路与线性（linear）电源。信号处理电路包含模拟前端（analog front end）IC及AD转换器（analog-digital convertor）IC，将在光电二极管元件阵列513输出的模拟的检测信号转换为数字信号，并输出至检测器控制器25。此外，检测器控制器25将接收的数据送至数据收集缓冲器5。信号处理电路例如由ASIC（Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路）等构成。线性电源是对该信号处理电路供给电力的电源。线性电源的输出电压固定在既定的电压、例如2.5V。线性电源例如由线性电源IC（集成电路）构成。线性电源产生的电噪声（noise）少，所以适合配置在对电噪声敏感的信号处理电路的附近。

电子器件514的消耗功率比较大而发热，所以在这些元件的表面安装散热器515。

例如如图2（a）所示，散热器515是对板状的基底（base）部515k竖立设置多个散热片（fin）515f、515fa、515fb的结构。各散热片515f、515fa、515fb朝向沿等中心方向（I方向）并沿切片方向延伸。通道方向（CH方向）中的一端侧的散热片515fa具有从通道方向的中心向一端侧的外侧与基底部515k的板面大致平行地伸出的伸出部515ha。同样，通道方向（CH方向）中的另一端侧的散热片515fb具有从通道方向的中心向另一端侧的外侧与基底部515k的板面大致平行地伸出的伸出部515hb。此外，本例中，从提高刚性的方面来看，一体地形成基底部515k，散热片515f、515fa、515fb，及伸出部515ha、515hb。

基底部515k、一端侧的散热片515fa以及一端侧的伸出部515ha形成用于支撑遮光部件61的槽状的第1支撑部51ra。同样，基底部515k、另一端侧的散热片515fb以及另一端侧的伸出部515hb形成用于支撑遮光部件61的槽状的第2支撑部51rb。而且，第1支撑部51ra及第2支撑部51rb构成为，在并排地排列多个检测器模块51时，互相邻接的2个检测器模块51的一个的第1支撑部51ra与另一个的第2支撑部51rb成对，支撑覆盖这些检测器模块51间的间隙51g的遮光部件61。在本例中，第1及第2支撑部51ra、51rb被配置、形成为能够在通道方向（CH方向）夹住后述的遮光部件61的遮光板61p而支撑。

此外，散热器515由重量轻、热传导性好且加工容易的材料（例如铝或铝合金等）构成。

另外，第1及第2支撑部51ra、51rb具有相对于检测器模块51的通道方向（CH方向）的中心线对称的形状。这样容易加工，能够抑制加工成本。

另外，优选用容易吸收光的黑色等对散热器515着色，使得其表面不反射多余的光。

另外，从提高刚性的方面来看，优选一体地形成基底部、散热片及伸出部，也可将它们之中的一部分作为外接部件。例如，也可仅将伸出部作为外接部件，粘结、熔接或者螺丝固定到散热片而固定。

接着，对遮光部件61的结构进行说明。

遮光部件形成为能够覆盖检测器模块间的X射线出射侧的间隙的形状。

在本例中，如图2所示，遮光部件61由沿着检测器模块51间的间隙51g向切片方向（SL方向）延伸的2条遮光板61p以及连结它们的连结部61j构成。就是说，能够利用1个遮光部件61同时覆盖由最接近的3个检测器模块并排而形成的2个间隙51g来进行遮光。遮光部件61能够通过对于第1及第2支撑部51ra、51rb的槽部沿切片方向插入并扎进来进行安装。利用这样的结构，能够一次性地完成对多个间隙51g遮光的操作，能够改善安装遮光部件61时的操作效率。

此外，间隙51g的宽度例如为数十μm左右。遮光部件61的等中心方向（I方向）的厚度为比第1及第2支撑部51ra、51rb的槽宽度稍小的程度，例如为1mm~2mm左右。遮光板61p的通道方向（CH方向）的宽度是能够充分覆盖间隙51g的宽度，例如为数mm左右。遮光板61p彼此的间隔与检测器模块51的配置间隔大致相同，例如为15mm左右。

另外，在本例中，遮光板61p的通道方向（CH方向）的宽度是不均匀的，根部的一方为相对宽的宽度w1，尖端的一方为相对窄的宽度w2（<w1）。利用这样的形状，在将遮光板61p插入支撑部51ra、51rb时，不仅能够使该插入顺利（smooth），还能够相对于连接到检测器模块51并位于间隙51g附近的未图示的柔性（flexible）基板等避免强接触，从而不会造成损伤。

此外，从保持尺寸、形状的精度的方面来看，优选一体地加工形成遮光板61p及连结部61j。

另外，出于如下的情况，优选所连结的遮光板61p的数量至少例如为2~3条左右。遮光板61p的数量增加时，与此相应能够同时遮光的间隙51g的数量也增加，但遮光板61p的数量过多时遮光部件61的尺寸（size）变大而难以处理。而且，在检测器模块51弯曲成圆弧状而排列的情况下，遮光板61p的数量多时，需要使连结部61j按照该曲率进行弯曲，所以加工成本（cost）变高。

另外，优选利用塑料树脂等构成遮光部件61，塑料树脂等在相对支撑部51ra、51rb进行插拔时将在与支撑部之间产生适度的接触阻力，且良好平衡（balance）地具有刚性与弹性。

另外，与散热器515同样，优选用易于吸收光的黑色等对遮光部件61着色，使得在其表面不反射多余的光。

依据这样的本实施方式，通过对检测器模块51所具有的支撑部51ra、51rb安装遮光部件61，能够对检测器模块51间的间隙51g遮光，所以能够不需要将遮光带粘贴于该间隙51g等这类繁杂且不稳定的操作，能够可靠且容易地对检测器模块51间的间隙51g遮光。

另外，在已经装配好的X射线检测装置28中更换检测器模块51的情况下，在暂时卸下安装的遮光材料并更换检测器模块51后，需要再次安装遮光材料的操作。另一方面，依据本实施方式，对于支撑部51ra、51rb插拔遮光部件61就能够进行装卸，所以操作效率非常高。特别是，在X射线CT装置的设置场所中，在因维护服务（maintenance service）等而更换检测器模块51的情况下，与X射线CT装置的制造过程不同，在操作空间上产生大的制约。X射线检测器24的周边非常狭窄，剥离遮光带或粘贴遮光带的操作伴随着极大的辛苦，但如果是进行遮光部件61的插拔的程度，则能够容易地进行。

（第2实施方式）

图3是用于说明第2实施方式的检测器模块及遮光部件的结构的图。图3（a）是沿切片方向（SL方向）观察第2实施方式的X射线检测器24′时的局部放大截面图。另外，图3（b）是沿等中心方向（I方向）观察X射线检测器24′时的局部放大图。

如图3所示，与第1实施方式同样，X射线检测器24′具备多个检测器模块52和多个遮光部件62。

例如如图3所示，检测器模块52所具有的散热器525是相对于板状的基底部525k在其中央竖立设置1块散热片525f的结构。散热片525f朝向等中心方向（I方向）并沿切片方向延伸。在散热片525f的通道方向（Ch方向）外侧的两壁面，分别具有从通道方向的中心朝向外侧并与基底部525k的板面大致平行地伸出的伸出部525ha、525hb。在本例中，该伸出部525ha、525hb将矩形状的板部件弯折成L字形，其外侧一方的一个面与散热片525f的壁面固接。

散热器525的通道方向（CH方向）上的两侧的端部按既定的角度形成倒角，在排列多个检测器模块52时的检测器模块52间的间隙52g，从切片方向（SL方向）观察时正好是Y字形。

基底部525k与一端侧的伸出部525ha形成用于支撑遮光部件62的第1支撑部52ra。同样，基底部525k与另一端侧的伸出部525hb形成用于支撑遮光部件62的第2支撑部52rb。而且，第1支撑部52ra及第2支撑部52rb构成为，在并排地排列多个检测器模块52时，互相邻接的2个检测器模块52的一个的第1支撑部52ra与另一个的第2支撑部52rb成对，支撑覆盖这些检测器模块52间的间隙52g的遮光部件62。

此外，第1及第2支撑部52ra、52rb相对于检测器模块52的通道方向（CH方向）的中心线具有对称的形状。

另外，用黑色等对包含伸出部525ha、525hb的散热器525进行着色。

另一方面，遮光部件62具有沿切片方向（SL方向）延伸的柱形状。沿切片方向观察遮光部件62时，其轴截面是夹着矩形而沿等中心方向（I方向）连结朝等中心方向（I方向）放置顶点的三角形以及在通道方向（CH方向）较长的长方形的形状。由此，在通道方向的两外侧分别形成凹部。

散热器525的第1及第2支撑部52ra、52rb被配置、形成为，该伸出部525ha、525hb的前端与在遮光部件62形成的2个上述凹部分别配合并能够支撑遮光部件62。另外，遮光部件62的等中心方向（I方向）的前端部形成为与间隙52g的Y字状的凹陷贴紧而配合。

在这样的第2实施方式中，与第1实施方式同样，通过将遮光部件62安装于检测器模块52具有的支撑部52ra、52rb，能够对检测器模块52间的间隙52g遮光，所以能够不需要将遮光带粘贴于该间隙52g等这类繁杂且不稳定的操作，能够可靠且容易地对检测器模块52间的间隙52g遮光。

此外，本实施方式在不脱离发明的宗旨的范围中可进行各种的变更、添加等。

另外，例如，本实施方式是X射线CT装置，但发明也可适用于组合了X射线CT装置与PET或SPECT的PET-CT装置或SPECT-CT装置、一般的摄影装置等。

[附图标记说明]

1 操作控制台

2 输入装置

3 中央处理装置

5 数据收集缓冲器

6 监视器

7 存储装置

10 扫描台

12 支架

15 旋转部

20 扫描架

21 X射线管

22 X射线控制器

23 孔径

24 X射线检测器

25 检测器控制器

26 旋转部控制器

28 X射线检测装置

29 控制器

30 滑环

40 受检体

51、52 检测器模块

511 基板

512 闪烁体元件阵列

513 光电二极管元件阵列

514 电子器件

515、525 散热器

51ra、52ra 第1支撑部

51rb、52rb 第2支撑部

51g、52g 间隙

61、62 遮光部件

81 X射线

100 X射线CT装置。

Claims

1.一种检测器模块，通过排列多个而构成放射线检测器，

2.根据权利要求1所述的检测器模块，构成为，

所述支撑部分别配置于检测器模块的排列方向的两端侧，在排列多个检测器模块时，互相邻接的检测器模块的互相接近侧的所述支撑部彼此成对，支撑所述遮光部件。

3.根据权利要求2所述的检测器模块，构成为，所述成对的支撑部夹住所述遮光部件的至少一部分而支撑。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的检测器模块，所述两端侧的所述支撑部具有相对于检测器模块的所述排列方向上的中心线对称的形状。

5.根据权利要求1至权利要求3的任一项所述的检测器模块，在放射线入射面的相反侧具有散热器，所述支撑部设置于所述散热器。

6.根据权利要求5所述的检测器模块，所述支撑部一体地形成于所述散热器。

7.根据权利要求5所述的检测器模块，所述支撑部使用固定于所述散热器的部件而形成。

8.根据权利要求5所述的检测器模块，所述散热器由铝或铝合金构成。

9.一种遮光部件，覆盖排列有多个检测器模块的放射线检测器中的所述检测器模块间的间隙，所述检测器模块以被放射线入射面的相反侧所具有的支撑部支撑的方式形成。

10.根据权利要求9所述的遮光部件，以同时覆盖在排列3个以上的所述检测器模块时并排形成的多个所述间隙的方式形成。

11.根据权利要求10所述的遮光部件，连结多个与一个所述间隙对应的遮光板而一体地形成。

12.根据权利要求9至权利要求11的任一项所述的遮光部件，由所述支撑部支撑的部分的宽度方向宽度对于长度方向是不均匀的。

13.根据权利要求9至权利要求11的任一项所述的遮光部件，所述遮光部件为黑色。

14.根据权利要求9至权利要求11的任一项所述的遮光部件，由塑料树脂构成。

15.一种放射线检测装置，具备：

16.一种放射线摄影装置，包括放射线检测装置，所述放射线检测装置具备：

17.根据权利要求16所述的放射线摄影装置，进行对象的断层摄影。