CN109106391A - 一种x射线探测器和医学成像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种X射线探测器和医学成像设备。本发明提供的医学成像设备包括若干X射线探测模块，X射线探测模块包括若干X射线探测单元组。本发明通过将若干X射线探测模块沿X射线探测器的轴向排列，且若干X射线探测单元组沿X射线探测器的周向排列，方便X射线探测器在其轴线方向上的扩展。本发明提供的医学成像设备，通过应用如上提到的X射线探测器，可以实现在X射线探测器的轴线方向更大范围的扫描。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种X射线探测器和医学成像设备。
背景技术
计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)系统作为一种影像诊断学检查设备，其己经被广泛的用来对人体进行检查，形成影像资料，便于医生进行诊断。
图1是应用CT系统的医学成像设备100′的立体图，如图1所示，传统的医学成像设备100′由X射线探测器1′、旋转机架2′和X射线源3′三大部件组成。在图1中建立XYZ直角坐标系，其中，旋转机架2′的旋转轴线21′与Z轴方向共线，X射线源3′产生的X射线在XY平面上是一个扇形，且在Z轴方向上有一定宽度。待测目标200′位于X射线探测器1′以及X射线源3′之间，X射线探测器1′能够接收穿透待测目标200′的X射线，并将这些X射线转换为电信号，最终生成数字图像。
传统的X射线探测器1′是由数个乃至数十个X射线探测模块沿XY平面排列而成，并形成有焦点O，每个X射线探测模块由多个晶体单元沿Z轴方向排列并固定成为一体，所以传统的X射线探测器1′在Z轴方向上的长度固定，无法实现在Z轴方向上的扩展。
但是，随着CT系统朝着更大扫描范围的方向发展，X射线探测器1′的Z轴方向要求越来越宽，而传统的X射线探测器1′由于Z轴方向上尺寸固定，不方便获得Z轴方向上更大范围的扫描。
发明内容
本发明的提出的X射线探测器，能够方便在其轴线方向上的扩展。
本发明的提出的医学成像设备，通过应用如上提到的X射线探测器，实现在X射线探测器的轴线方向上更大范围的扫描
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种X射线探测器，包括若干X射线探测模块，所述X射线探测模块包括若干X射线探测单元组，若干所述X射线探测模块沿所述X射线探测器的轴向排列，若干所述X射线探测单元组沿所述X射线探测器的周向排列。
可选地，所述X射线探测模块还包括支架，所述支架和所述X射线探测单元组可拆卸连接。
可选地，所述X射线探测单元组包括若干探测单元，若干所述探测单元沿所述X射线探测器的轴向排列。
可选地，所述探测单元包括依次电连接的探测晶体、柔性电路板以及印刷电路板，所述探测晶体以及所述印刷电路板均与所述支架相固定。
可选地，所述探测单元还包括垫块，所述垫块设置在所述印刷电路板上，且与所述支架相抵接。
可选地，所述支架包括：
第一安装板和第二安装板，所述第一安装板的一面支撑所述探测晶体，另一面向外延伸有所述第二安装板，所述第一安装板和所述第二安装板大致呈90度，所述印刷电路板设置在所述第二安装板上。
可选地，所述第一安装板和所述第二安装板构成安装空间，所述印刷电路板位于所述安装空间中。
可选地，所述第一安装板上开设有避让口，至少部分所述柔性电路板容纳在所述避让口中。
可选地，所述第一安装板和所述第二安装板还通过加强板相连接，所述第二安装板的一面设置有若干所述加强板，若干所述加强板沿所述X射线探测器的周向均匀分布。
一种医学成像设备，包括如上所述的X射线探测器。
本发明的有益效果为：
本发明提供的X射线探测器包括若干X射线探测模块，X射线探测模块包括若干X射线探测单元组。本发明通过将若干X射线探测模块沿X射线探测器的轴向排列，且若干X射线探测单元组沿X射线探测器的周向排列，方便X射线探测器在其轴线方向上的扩展。
本发明提供的医学成像设备，通过应用如上提到的X射线探测器，可以实现在X射线探测器的轴线方向更大范围的扫描。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中医学成像设备的立体图；
图2是实施例一提供的医学成像设备的主视图；
图3是实施例一提供的X射线探测器的结构示意图；
图4是实施例一提供的X射线探测模块的结构示意图；
图5是实施例一提供的一个方向的探测单元的结构示意图；
图6是实施例一提供的另一个方向的探测单元的结构示意图；
图7是实施例一提供的支架的结构示意图；
图8是图7中A处的局部放大图；
图9是实施例二提供的X射线探测模块的结构示意图；
图10是实施例二提供的支架的结构示意图；
图11是图10中B的局部放大图。
图中标记如下：
100′-医学成像设备；200′-待测目标；
1′-X射线探测器；2′-旋转机架；3′-X射线源；
11′-旋转轴线；
100-医学成像设备；200-待测目标；
1-X射线探测器；2-旋转机架；3-X射线源；
11-X射线探测模块；
111-X射线探测单元组；112-支架；113-固定件；
1111-探测单元；1121-第一安装板；1122-第二安装板；1123-安装空间；1124-加强板；
11111-探测晶体；11112-柔性电路板；11113-印刷电路板；11114-垫块；11115-螺钉；11211-避让口。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实施例的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实施例的技术方案。
实施例一
图2是本实施例提供的医学成像设备100的主视图，如图2所示，本实施例提供的医学成像设备100包括旋转机架2、X射线探测器1和X射线源3，待测目标200设置在X射线探测器1和X射线源3之间，X射线探测器1通过接收穿透待测目标200的X射线，并将这些X射线转换为电信号，最终生成数字图像。
图3是本实施例提供的X射线探测器1的结构示意图。为了方便后续描述，在附图中建立直角坐标系，如图2和图3所示，该直角坐标系包括X轴、Y轴以及Z轴，并规定：本实施例中的X射线探测器1在XY面中的投影呈弧形设置，从而匹配X射线源3产生的在XY平面上呈扇形的X射线，该弧形的延伸方向即为X射线探测模块11的周向，X射线探测器1的轴向为Z轴的方向。
如图3所示，本实施例提供的X射线探测器1包括三组沿Z轴方向排列的X射线探测模块11，每个X射线探测模块11包括若干沿X射线探测器1的周向排列的X射线探测单元组111，操作者可以通过增加X射线探测模块11的数量来达到X射线探测器1在Z轴方向上的扩展的效果，便于应用该X射线探测器1的医学成像设备100能获得Z轴方向上更大的扫描范围。当然，在其他实施例中，X射线探测模块11的数量还可以设置为两组、四组或更多组，可以根据具体需要的Z轴方向上的扫描范围来确定X射线探测模块11的数量。
图4是本实施例提供的X射线探测模块11的结构示意图，如图4所示，X射线探测模块11包括X射线探测单元组111、支架112和固定件113，本实施例中的每个X射线探测单元组111包括一个探测单元1111。其中，探测单元1111能够接收X射线，并将X射线转化为电信号。探测单元1111设置在支架112上，支架112能够对探测单元1111起到较好支撑的效果。支架112沿的两端分别设置有一组固定件113，固定件113与图2中旋转机架2相配合，能将X射线探测模块11固定在旋转机架2上。具体而言，本实施例中的固定件113可以是磁铁块或者是带有螺栓的固定块。
本实施例中的X射线探测模块11包括24个探测单元1111，24个探测单元1111沿X射线探测模块11的周向依次排布，相邻的探测单元1111相抵接，可以形成连续的接收X射线的接收面，保证对X射线均匀稳定的接收。在其他实施例中，探测单元1111的数量还可以由更多单个接收面较小的探测单元1111组成。由于X射线探测模块11沿其周向呈弧形，单个接收面越小且探测单元1111的数量越多，由多个探测单元1111组成的整体X射线探测模块11的接收面越趋近于弧面，该接收面能更好地与X射线源3(图中未示出)发出的X射线相匹配，提高医学成像设备100的成像效果。
为了进一步了解本实施例中X射线探测模块11的具体结构，现将X射线探测模块11的各部分拆分出来分别介绍。
首先，先对探测单元1111进行介绍，图5是本实施例提供的一个方向的探测单元1111的结构示意图，图6是本实施例提供的另一个方向的探测单元1111的结构示意图，如图5和图6所示，探测单元1111包括依次电连接的探测晶体11111、柔性电路板11112以及印刷电路板11113。本实施例中的探测单元1111还包括螺钉11115以及垫块11114。其中，探测器晶体11111可以接收X射线，并将X射线转化成电信号依次通过柔性电路板11112和印刷电路板11113传输到控制器处，从而形成相应的扫描图像。
其中，探测晶体11111以及印刷电路板11113均分别通过螺钉11115与支架112相固定，可以提高探测单元1111固定的稳定性，避免探测单元1111从支架112上坠落，保证X射线探测器1较好的使用效果。为了进一步提高探测单元1111安装到支架112上的稳定性，印刷电路板11113以及探测晶体11111分别通过多组螺钉11115进行固定。具体而言，本实施例中的螺钉11115可以是十字螺钉或者六角沉头螺钉。
另外，探测单元1111与支架112通过螺钉11115固定，通过旋拧螺钉11115，可以轻易地实现将探测单元1111从支架112拆除的效果。当某一个探测单元1111发生损坏时，仅需要拆除相应损坏的探测单元1111，并更换新的探测单元1111便能恢复X射线探测器1的使用，可降低维修成本，提高维修效率。
此外，旋转机架(图中未示出)在旋转时会产生一部分振动，这部分振动通过支架112会传递到探测单元1111上，影响探测单元1111的使用效果。本实施例中的印刷电路板11113与支架112相对的一面设置有垫块11114，垫块11114由橡胶制成，垫块11114一方面可以吸收振动，保证探测单元1111的正常使用；另一方面，可以避免由于旋转机架转动而导致的印刷电路板11113与支架112的磕碰，也能提高探测单元1111的使用寿命，保证探测单元1111的使用效果。
其次，再对支架112进行介绍，图7是本实施例提供的支架112的结构示意图，图8是图7中A处的局部放大图。如图7和图8所示，本实施例提供的支架112包括第一安装板1121和第二安装板1122。其中，第一安装板1121的一面用于支撑探测晶体11111，第一安装板1121的另一面向外延伸有第二安装板1122，第一安装板1121和第二安装板1122大致呈90度，印刷电路板11113设置在第二安装板1122上。该支架112的能够使印刷电路板11113与探测晶体11111不在同一维度上，避免印刷电路板11113对探测晶体11111的遮挡，保证探测晶体11111充分接收X射线，获得较好的成像效果。
如图8所示，第一安装板1121上开设有避让口11211，至少部分柔性电路板11112容纳在避让口11211中，也就是说，柔性电路板11112在避让口11211中会有一定的活动量，当旋转机架在转动过程中，柔性电路板11112可以在避让口11211中略微活动，进而避免柔性电路板11112因直接卡在第一安装板1121的侧面而导致的应力集中，可以延长柔性电路板11112的使用寿命，保证探测单元1111的正常使用。本实施例中的避让口11211的开口设置在第一安装板1121的侧面，在向第二安装板1122安装印刷电路板11113时，柔性电路板11112能够从避让口11211的开口处直接进入到避让口11211中，简化探测单元1111向支架112的安装过程。本实施例中的24个避让口11211均开设在第一安装板1121的一侧，操作者只需要在第一安装板1121的一侧进行探测单元1111的安装即可，能够提高X射线探测模块11的组装效率。
此外，第一安装板1121和第二安装板1122构成安装空间1123，结合图4可知，印刷电路板11113位于安装空间1123中，且印刷电路板11113背离第二安装板1122的一面不超出与其同侧的第一安装板1121的侧面。当多组X射线探测模块11安装到旋转机架时，相邻的X射线探测模块11上的第一安装板1121的侧面相抵接，相邻的X射线探测模块11上的相邻的两个印刷电路板11113由于各自容纳在相应的安装空间1123中，能够避免相互之间的磕碰，提高每个印刷电路板11113的使用寿命。
此外，第一安装板1121和第二安装板1122还通过加强板1124相连接，能够起到增强支架112强度的效果，保证支架112对探测单元1111较好的支撑效果。具体而言，第二安装板1122的一板面设置有24个加强板1124，相邻的加强板1124之间设置有一个印刷电路板11113，两个相邻的加强板1124能够实现对安装印刷电路板11113快速精准定位的效果，提高探测单元1111的安装效率。24个加强板1124沿X射线探测模块11的长度方向均匀分布，能够保证安装在支架112上的探测单元1111均匀分布，相邻的探测器晶体11111的沿X射线探测模块11的周向相互抵接，使24个探测器晶体11111的表面共同构成一个完整的X射线吸收面，保证对X射线较好的吸收。
示例性地，相邻加强板1124的两个相对的板面平行设置，两个板面之间的距离与印刷电路板11113的宽度相同，两个相邻的加强板1124与印刷电路板11113的侧面相配合，可以对印刷电路板11113的安装起到较好导向的作用。此外，印刷电路板11113与两个加强板1124可以略微过盈配合，进一步提高印刷电路板11113安装到支架112的稳固性，避免印刷电路板11113从支架112上脱落。
具体而言，本实施例提供的支架112可以通过金属注塑或者塑料注塑一体成型，提高支架112的加工效率。当支架112的材料为塑料，能够避免探测单元1111与支架112的硬接触，避免探测单元1111发生损坏，保证探测单元1111较长时间的使用寿命。
实施例二
图9是本实施例提供的X射线探测模块11的结构示意图，如图9所示，本实施例提供的X射线探测模块11的结构与实施例一提供的X射线探测模块11基本相同，其区别之处在于：X射线探测模块11的每个X射线探测单元组111包括两个沿Z轴方向排布的探测单元1111，Z轴方向相邻的探测单元1111相抵接，也能组成一整块X射线接收面。图10是本实施例提供的支架112的结构示意图，图11是图10中B的局部放大图。如图10和图11所示，本实施例中的第一安装板1121的两侧均开设有避让口11211，每个探测单元1111的柔性线路板11112设置在对应的避让口11211中。
注意，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种X射线探测器(1)，包括若干X射线探测模块(11)，每个所述X射线探测模块(11)包括若干X射线探测单元组(111)，其特征在于，若干所述X射线探测模块(11)沿所述X射线探测器(1)的轴向排列，每个所述X射线探测模块(11)的若干所述X射线探测单元组(111)沿所述X射线探测器(1)的周向排列。
2.根据权利要求1所述的X射线探测器(1)，其特征在于，所述X射线探测模块(11)还包括支架(112)，所述支架(112)和所述X射线探测单元组(111)可拆卸连接。
3.根据权利要求2所述的X射线探测器(1)，其特征在于，所述X射线探测单元组(111)包括若干探测单元(1111)，若干所述探测单元(1111)沿所述X射线探测器(1)的轴向排列。
4.根据权利要求3所述的X射线探测器(1)，其特征在于，所述探测单元(1111)包括依次电连接的探测晶体(11111)、柔性电路板(11112)以及印刷电路板(11113)，所述探测晶体(11111)以及所述印刷电路板(11113)均与所述支架(112)相固定。
5.根据权利要求4所述的X射线探测器(1)，其特征在于，所述探测单元(1111)还包括垫块(11114)，所述垫块(11114)设置在所述印刷电路板(11113)上，且与所述支架(112)相抵接。
6.根据权利要求4所述的X射线探测器(1)，其特征在于，所述支架(112)包括：
第一安装板(1121)和第二安装板(1122)，所述第一安装板(1121)的一面支撑所述探测晶体(11111)，另一面向外延伸有所述第二安装板(1122)，所述第一安装板(1121)和所述第二安装板(1122)大致呈90度，所述印刷电路板(11113)设置在所述第二安装板(1122)上。
7.根据权利要求6所述的X射线探测器(1)，其特征在于，所述第一安装板(1121)和所述第二安装板(1122)构成安装空间(1123)，所述印刷电路板(11113)位于所述安装空间(1123)中。
8.根据权利要求7所述的X射线探测器(1)，其特征在于，所述第一安装板(1121)上开设有避让口(11211)，至少部分所述柔性电路板(11112)容纳在所述避让口(11211)中。
9.根据权利要求7所述的X射线探测器(1)，其特征在于，所述第一安装板(1121)和所述第二安装板(1122)还通过加强板(1124)相连接，所述第二安装板(1122)的一面设置有若干所述加强板(1124)，若干所述加强板(1124)沿所述X射线探测器(1)的周向均匀分布。
10.一种医学成像设备(100)，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的X射线探测器(1)。
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