CN111227858A - 检测器模块、检测器及ct设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种检测器模块、检测器及CT设备。该检测器模块用于探测CT主机的X射线源发出的经扫描对象衰减后的射线，包括支架和安装于所述支架的多个检测器子模块。所述多个检测器子模块包括位于焦点参考面第一预设距离的范围内的中间检测器子模块以及所述第一预设距离的范围外的边缘检测器子模块。所述焦点参考面穿过所述X射线源的焦点中心且平行于CT旋转系统的XY平面。每个所述检测器子模块包括接收所述射线的顶表面。所述边缘检测器子模块的顶表面沿所述CT旋转系统的Z向弧形排列。所述中间检测器子模块的顶表面沿所述Z向直线排列。上述方案降低检测器模块的制造难度和制造成本，还能实现Z向大覆盖范围的CT检测器。

Description

检测器模块、检测器及CT设备

技术领域

本申请涉及计算机断层扫描技术领域，尤其涉及检测器模块、检测器及CT设备。

背景技术

随着医疗水平的不断发展，越来越多的医疗设备被用于辅助医学诊断或治疗。例如CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)设备被用来探测人体疾病。CT设备通过检测器探测穿过人体的X射线，并将接收到的光信号转换为电信号。安装在检测器的壳体上的多个检测器子模块是用于实现光电转换的重要组件，为了保证诊断效果，需要在壳体上安装较多的检测器子模块，这样会导致检测器模块的制造难度提高，成本高。

发明内容

为克服相关技术中存在的部分或者所有问题，本申请提供一种检测器模块。该检测器模块用于探测CT主机的X射线源发出的经扫描对象衰减后的射线，包括支架和安装于所述支架的多个检测器子模块；所述多个检测器子模块包括位于焦点参考面第一预设距离的范围内的中间检测器子模块以及该范围外的边缘检测器子模块，所述焦点参考面穿过所述X射线源的焦点中心且平行于CT旋转系统的XY平面；每个检测器子模块包括接收所述射线的顶表面，所述边缘检测器子模块的顶表面沿所述CT旋转系统的Z向弧形排列，所述中间检测器子模块的顶表面沿所述Z向直线排列。

可选地，多个所述检测器子模块的顶表面在CT旋转系统的YZ平面构成与所述X射线源的照射域对应的接收域，该接收域相对于所述焦点参考面非对称。

可选地，所述焦点参考面一侧的检测器子模块的顶表面沿所述Z向的宽度之和大于所述焦点参考面另一侧的检测器子模块的顶表面沿所述Z向的宽度之和以使得所述接收域相对于所述X射线源的焦点参考面非对称。

可选地，所述边缘检测器子模块的顶表面分布在以所述焦点中心为圆心，半径不相等的目标圆的圆弧上。

可选地，靠近所述焦点参考面的检测器子模块的顶表面在X向的宽度大于远离所述焦点参考面的检测器子模块的顶表面在X向的宽度以使得所述顶表面在X向的宽度自所述焦点参考面沿Z向向远离所述焦点参考面的方向呈现减小的趋势。

可选地，所述靠近所述焦点参考面的检测器子模块的顶表面在X向的宽度大于远离所述焦点参考面的检测器子模块的顶表面在X向的宽度还包括：与所述焦点参考面距离相等的检测器子模块的顶表面在X向的宽度相等，或者，与所述焦点参考面相距第二预设距离之外的预设范围内的多个检测器子模块的顶表面在X向的宽度相等，或者，与所述焦点参考面相距第二预设距离之外的预设范围内的多个检测器子模块为长方体，每个检测器子模块的顶表面在X向的宽度相等、顶表面在Z向的宽度相等以及每个检测器子模块在Y向的高度相等。

可选地，所述多个检测器子模块中，至少一个检测器子模块的所述顶表面的形状为梯形。

可选地，所述梯形为等腰梯形。

可选地，每个所述检测器子模块包括闪烁体像素阵列，该闪烁体像素阵列的每个闪烁体像素包括接收所述射线的顶表面；顶表面的形状为梯形的检测器子模块的闪烁体像素阵列包括沿所述Z向并位于所述阵列两侧的边缘闪烁体像素，每个边缘闪烁体像素的顶表面的形状为梯形。

可选地，所述闪烁体像素阵列的所有闪烁体像素的顶表面的形状为梯形；或者，所述检测器子模块包括位于边缘闪烁体像素之间的中间闪烁体像素，所述边缘闪烁体像素的顶表面的形状为梯形，所述中间闪烁体像素的顶表面的形状为矩形。

可选地，所述多个检测器子模块的顶表面在所述旋转系统的Z向的宽度相等或者不相等。

可选地，每个所述检测器子模块包括与所述顶表面相对的底表面以及连接于所述顶表面和底表面的侧面，所述侧面垂直于所述XZ平面。

本申请还公开一种检测器，该检测器包括壳体和多个前述任何一种检测器模块，多个检测器模块沿与所述CT旋转系统的X向并列排布。

本申请还公开一种CT设备，该CT设备包括扫描架、X射线源和前述任何一种检测器，其中，所述扫描架包括用于接收扫描对象的开口；所述X射线源用于向所述扫描对象发射射线；所述检测器与所述X射线源设置在所述开口的相对侧，用于接收经过所述扫描对象衰减的射线，并将射线转换为电信号。

本申请的实施方式提供的技术方案至少具有以下有益效果：

1、由于多个检测器子模块包括位于所述焦点参考面第一预设距离的范围内的中间检测器子模块以及该第一预设距离的范围外的边缘检测器子模块，所述边缘检测器子模块的顶表面沿所述CT旋转系统的Z向弧形排列，所述中间检测器子模块的顶表面沿所述Z向直线排列，这样，因检测器子模块沿直线拼接的制造成本要远低于沿圆弧拼接的制造成本，与检测器子模块全部采用弧形拼接的方式相比，所述检测器模块降低检测器模块的制造难度和制造成本，此外，还能实现Z向大覆盖范围(比如512层)的CT检测器。

2、由于多个所述检测器子模块的顶表面在CT旋转系统的YZ平面构成与所述X射线源的照射域对应的接收域，该接收域相对于所述X射线源的焦点参考面非对称，这样，顶表面的分布更加符合X射线源的照射特点而将X射线源的射线充分利用，降低了对X射线源(比如X射线球管)的性能参数要求以及Z向大覆盖范围的CT设备的制造难度及成本。

3、由于靠近所述焦点参考面的检测器子模块的顶表面在X向的宽度大于远离所述焦点参考面的检测器子模块的顶表面在X向的宽度以使得所述顶表面X向的宽度自所述焦点参考面沿Z向向远离所述焦点参考面的方向呈现减小的趋势，这样，保证Z向上不同位置的相邻检测器模块的X向间隙相等或偏差值尽可能小，从而实现Z向大覆盖范围(比如512层)的CT检测器，提升CT检测器的采集图像物理面积，简化数据的处理。

4、由于与焦点参考面相距第二预设距离之外的预设范围内的多个检测器子模块的形状为长方体，该预设范围内的每个检测器子模块的的顶表面在X向的宽度相等、顶表面在Z向的宽度相等以及每个检测器子模块在Y向的高度相等，这样，减少了检测器子模块的种类，从而，达到成本优化的目的。

5、由于所述顶表面的形状为梯形的检测器子模块中，边缘闪烁体像素的顶表面为梯形或者边缘闪烁体像素的顶表面为梯形且中间闪烁体像素的顶表面为矩形，这样，可以最大化利用X射线接收面积，最终提高图像质量。在所有闪烁体像素的顶表面均为梯形的情况下，也能够最大化的利用X射线接收面积，最终提高图像质量。

6、检测器子模块的顶表面构成的接收域在Z向相对于所述焦点参考面非对称的状态下，Z向不同位置的相邻模块间的X向间隙会比在Z向对称状态下更不均一，偏差更大。将多个所述边缘检测器子模块的顶表面分布在以所述焦点中心为圆心，半径不相等的目标圆的圆弧上，可以使得Z向上不同位置的相邻检测器模块的X向间隙相等或偏差值尽可能小，还能在降低X射线源的成本的同时，保证乃至优化图像质量。

7、在设计、制造Z向大覆盖范围的检测器时，检测器子模块的顶表面构成的接收域在Z向非对称的状态下，Z向不同位置的相邻模块间的X向间隙会比在Z向对称状态下更不均一，偏差更大。所述至少一个检测器子模块的所述顶表面的形状为梯形可以解决这个问题，还能在降低X射线源的成本的同时，保证乃至优化图像质量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施方式，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是一种CT设备的结构示意图；

图2是一种检测器的结构示意图；

图3是边缘检测器子模块和中间检测器子模块对应的扇角的示意图；

图4是一种检测器模块的结构示意图；

图5是图4所述的检测器模块在CT旋转系统的YZ平面的投影图；

图6是图4所述的检测器模块在CT旋转系统的XZ平面的投影图；

图7是第二种检测器模块在CT旋转系统的XZ平面的投影图；

图8是第三种检测器模块在CT旋转系统的XZ平面的投影图；

图9是检测器模块的接收域非对称分布的示意图；

图10是第四种检测器模块在YZ平面的投影图；

图11是第五种检测器模块在CT旋转系统的XZ平面的投影图；

图12是第六种检测器模块在CT旋转系统的XZ平面的投影图；

图13是第七种检测器模块在CT旋转系统的XZ平面的投影图；

图14是第八种检测器模块在CT旋转系统的XZ平面的投影图；

图15是是一种梯形检测器子模块的闪烁体像素阵列的示意图；

图16是另一种梯形检测器子模块的闪烁体像素阵列的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施方式进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施方式中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个；“多个”表示两个及两个以上的数量。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。

下面结合附图，对本申请示例性实施方式进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。

请参阅图1并结合图2，图1所示的CT设备为医疗设备，但是，技术人员可以理解，所述CT设备可以是用于安检的设备(比如，安检机)。由于这些设备都包括检测器，因此，仅以用于医疗的CT设备为例说明其构成如下：所述医疗设备包括扫描架10、X射线源20、检测器30和承载台40。扫描架10形成有用于接收扫描对象50的开口11。图示坐标系为相对扫描架10的可旋转的CT旋转系统的坐标系。所述CT旋转系统至少包括所述X射线源20和所述检测器30。如图所示，坐标系包括相互垂直的X轴、Y轴和Z轴，相应的，后续叙述中，Z向为沿Z轴的方向，X向为沿X轴的方向。Z轴为CT旋转系统的旋转轴，与扫描对象50(医疗领域为患者)的冠状面平行，限定CT设备的切片方向。X轴和Y轴限定垂直于Z轴的平面，X轴大致沿检测器30的通道方向。X射线源20和检测器30作为一个组围绕Z轴周向旋转。

扫描对象50(医疗领域为患者)放置于所述承载台40上，且与所述承载台40一起可位于开口11内。在安检领域，所述扫描对象为行李或者人体，其可被输送装置输送以通过所述开口11。所述X射线源20和所述检测器30设置在所述开口11的相对侧。X射线源20用来向扫描对象50发射扇形或锥形的射线束，每一射线束包括若干条射线。X射线源20从其焦点将X射线束投射至扫描对象50。

请参阅图2并结合图4至图8以及图10至图14，本申请的检测器30用于探测CT主机的X射线源20发出的经扫描对象50衰减后的射线，包括多个检测器模块3(如图2虚线框所示为一个检测器模块3)和壳体302。多个检测器模块3沿CT旋转系统的X向并列排布在所述壳体302上。每个检测器模块3包括支架301和安装于所述支架301的多个检测器子模块，图中示意出八个检测器子模块，分别标记为31a1、31a2、31a3、31a4、31b1、31b2、31b3和31b4。

请参阅图3至图14，为了至少解决检测器模块的制造难度大以及成本高的问题，本申请提出了一种低成本及低制造难度的检测器模块3。该检测器模块3包括支架301和多个检测器子模块。根据X射线照射域的几何形状特点，将所述多个检测器子模块划分为位于焦点参考面第一预设距离的范围内的中间检测器子模块31b1、31b2、31b3和31b4以及该范围外的边缘检测器子模块31a1、31a2、31a3和31a4，这样，所述中间检测器子模块31b1、31b2、31b3和31b4对应于所述X射线源20(焦点F)的扇角小于所述边缘检测器子模块31a1、31a2、31a3和31a4对应于所述X射线源20的扇角，如图3和图9所示，α<β。所述焦点参考面穿过所述X射线源的焦点中心且平行于CT旋转系统的XY平面。中间检测器子模块31b1、31b2、31b3和31b4的顶表面在Z向沿直线排列并安装于所述支架301上，边缘检测器子模块31a1、31a2、31a3和31a4的顶表面311在Z向弧形排列并安装于所述支架301上。在本申请的各实施方式中，所述弧形排列是指检测器子模块的顶表面与以焦点中心为圆心的目标圆的圆弧相切。所述直线排列是指检测器子模块的顶表面共面或者支架上的检测器子模块的顶表面分别位于几个不同的平面上，这些平面相互平行，从平面的侧面看，这些平面构成阶梯状。

因检测器子模块沿直线拼接的制造成本要远低于沿圆弧拼接的制造成本，与检测器子模块全部采用弧形拼接的方式相比，降低检测器模块的制造难度，进而降低制造成本，还能实现Z向大覆盖范围(比如512层)的CT检测器。

技术人员可以理解，在一种实施方式中，可以是所述边缘检测器子模块整体沿所述Z向弧形排列，所述中间检测器子模块整体沿所述Z向直线排列，由此，使得所述边缘检测器子模块的顶表面沿所述CT旋转系统的Z向呈弧形排列，以及使得所述中间检测器子模块的顶表面沿所述Z向直线排列。

请参阅图3至图8，所述多个所述检测器子模块的顶表面在CT旋转系统的YZ平面构成与所述X射线源的照射域对应的接收域，该接收域相对于所述X射线源的焦点参考面L对称，接收域32包括左接收域321和右接收域322，左接收域321和右接收域322分别有一部分直线状的接收域，这两部分直线状的接收域构成直线状的接收域323，该接收域323对应着中间检测器子模块且其顶表面呈直线排列，其他部分接收域对应着边缘检测器子模块且其顶表面311呈弧形排列。在一种实施方式中，比如图6所示并结合图4和图5，检测器子模块的顶表面在Z向的宽度相等，焦点参考面L两侧有各有两个中间检测器子模块(左侧的边缘检测器子模块标记为31b1和31b2，右侧的边缘检测器子模块标记为31b3和31b4)以及两个边缘检测器子模块(左侧的边缘检测器子模块标记为31a1和31a2，右侧的边缘检测器子模块标记为31a3和31a4)，由此，使得焦点参考面L左侧的检测器子模块的顶表面沿Z向的宽度之和等于焦点参考面右侧的检测器子模块的顶表面沿Z向的宽度之和，实现所述对称设计。技术人员可以理解，在各检测器子模块的顶表面在Z向的宽度不相等的情况下，也可以通过两侧的顶表面在Z向的宽度之和相等实现所述对称设计，只是此种情况下，两侧的检测器子模块的数量不相等。

请参阅图9至图14，技术人员可以理解，多个检测器子模块的顶表面311在CT旋转系统的YZ平面构成的接收域也可以相对于焦点参考面L非对称，如图9至图14所示的实施方式中，检测器子模块构成的接收域相对于焦点参考面L非对称。如图9所示，X射线源20(也称之为球管)包括靶盘1，接收域32包括左接收域321和右接收域322，左接收域321和右接收域322相对于焦点参考面L非对称，左接收域321和右接收域322分别有一部分接收域呈直线状，这两部分接收域构成直线状的接收域323，该部分接收域323对应着中间检测器子模块且其顶表面直线排列，其他部分接收域对应着边缘检测器子模块且其顶表面呈弧形排列。在一种实施方式中，在Z轴上远离靶盘的方向的接收域大于靠近靶盘的方向的接收域，也即左接收域321大于右接收域322。在一种实施方式中，各检测器子模块的顶表面在Z向的宽度相等，如图10所示，焦点参考面L右侧有二个中间检测器子模块31b3和31b4和一个边缘检测器子模块31a4，焦点参考面L左侧有二个中间检测器子模块31b1和31b2和三个边缘检测器子模块31a1、31a2和31a3，以此，实现接收域相对于焦点参考面L非对称分布。又比如，图11至图14中，第一至第三个检测器子模块以及第八个检测器子模块为边缘检测器子模块(标记为31a1、31a2、31a3和31a4)，第四至第七个检测器子模块为中间检测器子模块(标记为31b1、31b2、31b3和31b4)，这样，焦点参考面L左侧有两个中间检测器子模块(31b1和31b2)以及三个边缘检测器子模块(31a1、31a2和31a3)，焦点参考面L右侧有两个中间检测器子模块(31b3和31b4)和一个边缘检测器子模块31a1，以此，实现接收域相对于焦点参考面L非对称分布。

通过这样的设计，所述焦点参考面L一侧的检测器子模块的顶表面311沿所述Z向的宽度之和大于所述焦点参考面另一侧的检测器子模块的顶表面沿所述Z向的宽度之和以使得所述接收域相对于所述X射线源的焦点参考面L非对称。技术人员可以理解，在各检测器子模块的顶表面311在Z向的宽度不相等的情况下，也可以通过将各检测器子模块的顶表面沿Z向弧形排列使得焦点参考面L一侧的顶表面构成的接收域的长度大于另一侧的接收域的长度实现所述非对称设计。虽然，检测器子模块的顶表面在Z向的宽度不相等也可以实现前述目的，但通常情况下，检测器子模块在Z向的宽度相等，这样，使得检测器模块的结构设计简单，制造容易。

通过将所述接收域32相对于所述焦点参考面L非对称，这样，检测器子模块的顶表面分布更加的符合X射线源的照射特点，而将X射线源的射线充分利用，可以不使用大靶角的X射线源，降低了对X射线源的性能参数要求、Z向大覆盖范围CT设备的制造难度和成本，可以理解为，利用低价的X射线源可以达到高价的X射线源的性能。

本申请的发明人在研发CT设备及该CT设备的检测器模块的过程中，通过分析发现：为了确保检测器特性一致，通常检测器模块上的检测器子模块在Z向沿圆弧排列，这样，焦点到检测器距离一致，辐射衰减特性一致，便于后续的图像处理。由于X向和Z向分别沿与焦点同心的圆弧排列(也称之为弧形排列)，检测器子模块的顶表面相当于是布置在一个球形面上，由球形切割可知，如果用方形闪烁体像素的检测器子模块拼出一个球形面，那么需要每个检测器子模块的闪烁体像素都是不同尺寸的长方形才能保证拼接处缝隙一致，至少沿Z向的检测器子模块的宽度越来越小，如果是汇聚到转轴上，理论上检测器子模块的宽度将为零。实际上这种理想的检测器子模块工艺上很难制造，为了制造方便，在同一套CT系统里面，通常采用相同的正方形或者长方形的检测器子模块，以下以长方形为典型形状论述，正方形作为长方形的特例原理类似不再重复论述。

如果用一样尺寸的长方形检测子模块，为了保证位于边缘的检测器子模块不干涉，那么，拼接时位于中间的检测器子模块处将出现较大缝隙，特别是随着CT设备的层数增加，在Z向拼接的检测器子模块越多，位于中间的检测器子模块预留的缝隙越大，相邻检测器模块X向的间隙在整个Z向偏差就较大，采集的数据将影响图像质量。

基于以上分析，发明人研发了一种检测器模块，靠近所述焦点参考面L的检测器子模块的顶表面在X向的宽度大于远离焦点参考面L的检测器子模块的顶表面在X向的宽度以使得所述顶表面的X向的宽度自焦点参考面沿Z向向远离焦点参考面的方向呈现变小的趋势。

通过将检测器子模块的顶表面在X向的宽度自焦点参考面L沿Z向向远离焦点参考面的方向(检测器模块的边缘)呈减小的趋势，这样，能够使得Z向上不同位置的相邻检测器模块的X向间隙相等或偏差值尽可能小，从而，实现Z向大覆盖范围(比如512层)的CT检测器，提升CT检测器的采集图像物理面积，简化数据的处理，改善了图像质量。比如图2中，X向为行，Z向为列，一列也就是如图2的虚线框所示的一个检测器模块3，以第一列和第二列的各三行为例说明所述相邻X检测器子模块X向偏差较小如下：第一列第一行的检测器子模块与第二列第一行的检测器子模块在X向的偏差记为A1、第一列第二行的检测器子模块与第二列第二行的检测器子模块在X向的偏差记为A2以及第一列第三行的检测器子模块与第二列第三行的检测器子模块在X向的偏差记为A3。偏差是所述A1、A2、A3相对于预设值而言，偏差较小是指与预设值的差都在一定范围内(如果需要该偏差值也可以为零)。

进一步叙述上述自焦点参考面L向远离焦点参考面L的方向(检测器子模块的边缘)呈减小趋势的实施方式如下：

参照图5至图14中，标记出了焦点参考面L，靠近所述焦点参考面的检测器子模块的顶表面在X向的宽度大于远离焦点参考面的检测器子模块的顶表面在X向的宽度以使得各检测器子模块的所述顶表面在X向的宽度自焦点参考面沿Z向向远离焦点参考面的方向呈现减小的趋势包括如下二种情况：

1、靠近焦点参考面L的检测器子模块的顶表面在X向的宽度大于远离焦点参考面L的检测器子模块的顶表面在X向的宽度，与焦点参考面L距离相等的两个检测器子模块的顶表面在X向的宽度相等。图5和图6中，第一个检测器子模块比第七个检测器子模块(边缘检测器子模块31a1、31a3)远离焦点参考面L，其顶表面在X向的相应宽度L7>L1，第一个检测器子模块和第八个检测器子模块(边缘检测器子模块31a1和31a4)与焦点参考面的距离相等，其顶表面在X向的宽度相等，即L1＝L8。比如，图7和图8中，第一检测器子模块和第二个检测器子模块作为边缘检测器子模块(31a1和31a2)，第三检测器子模块和第四个检测器子模块作为中间检测器子模块31b1和31b2，其逐渐靠近焦点参考面L，顶表面在X向的宽度L1<L2<L3<L4，且，第三检测器子模块和第六个检测器子模块(中间检测器子模块31b1和31b4)与焦点参考面L的距离相等，各自顶表面在X向的宽度L3＝L6。在图11至图14中，第一至第三个检测器子模块以及第八个检测器子模块作为边缘检测器子模块31a1、31a2和31a3和31a4，第四至第七个检测器子模块作为中间检测器子模块31b1、31b2、31b3和31b4。第一至第四个检测器子模块逐渐靠近所述焦点参考面L，其顶表面在X向的相应的宽度的关系为L1<L2<L3<L4，与焦点参考面距离相等的两个检测器子模块(第三个和第八个检测器子模块31a3和31a4)的顶表面在X向的宽度相等，即L3＝L8。

2)与焦点参考面相距第二预设距离之外的预设范围内的多个检测器子模块的顶表面在X向的宽度相等，该第二预设距离和预设范围可以根据实际情况确定。如图6所示，第二预设距离为0个检测器子模块，预设范围为三个检测器子模块，这样，焦点参考面L左右两侧各3个检测器子模块(31a2、31b1、31b2、31b3、31b4、31a3)在X向的宽度相等，均等于L2，比如L2＝L7。如图13所示，第二预设距离为0个检测器子模块，预设范围为2个检测器子模块，则，焦点参考面L附近的四个检测器子模块31b1、31b2、31b3和31b4的顶表面在X向的宽度相等，均等于L4。又比如，在图14中，第二预设距离为1个检测器子模块，预设范围为2个检测器子模块，则，第三至第四个检测器子模块以及第七和第八个检测器子模块的顶表面在X向的宽度相等，有L3＝L4＝L7＝L8。

基于6至图8以及图11至图14的教导，技术人员可以理解，顶表面在X向的宽度沿Z向呈减小趋势，如图7和图11所示，可以通过将检测器子模块全部设计为梯形检测器子模块(顶表面为梯形的检测器模块称之为梯形检测器子模块(包括顶表面为梯形且侧面垂直于XZ平面的检测器子模块)实现；如图6、图8、图12、图13和图14所示，也可以通过梯形检测器子模块与矩形检测器子模块(顶表面为矩形的检测器子模块称之为矩形检测器子模块(包括顶表面为矩形且侧面垂直于XZ平面的检测器子模块)相结合来实现；也可以基于图8中第二个至第七个检测器子模块以及图12和图14中第二至第八个检测器子模块均为矩形检测器子模块的启示，全部用矩形检测器子模块实现。

由于整体上要在Z向上呈现减小的趋势，以及，梯形的上底平行于下底且在通常情况下，上底的长度小于下底的长度，因此，对于梯形检测器子模块，顶表面在X向的宽度可以认为是下底或者上底之一，在本申请的实施方式中，为了方便描述，均以上底的长度表示梯形检测器子模块的顶表面在X向的宽度；而对于矩形检测器子模块，其X向的宽度为其边长。

在图5至图8、图11至图14所示的实施方式中，所述梯形检测器子模块位于整个检测器模块的一端或者两端，但技术人员可以理解，在某些实施方式中，所述梯形检测器子模块也可以位于整个检测器模块的其他位置，只要能达到所述检测器子模块的顶表面在X向的宽度沿Z向呈减小趋势即可。

请继续参阅图6至图8以及图11至图14，在一种实施方式中，每个所述检测器子模块包括与所述顶表面311相对的底表面以及连接于所述顶表面和底表面的侧面，多个检测器子模块中，至少一个检测器子模块的所述顶表面的形状为梯形(也就是前述的梯形检测器子模块)，技术人员可以理解，在其他实施方式中，该检测器模块的所述侧面垂直于所述XZ平面(可以理解为检测器子模块的形状为顶表面和底表面为梯形的直四棱柱，所述梯形检测器子模块也包括这种类型的检测器子模块)。首先需要说明的是：图6至图8以及至图11至图14中特意为了突出检测器子模块的顶表面为梯形，所以，检测器子模块的顶表面的形状是如图所示的形状，技术人员可以理解，其并不代表检测器子模块的实际大小及其与其他检测器子模块的相互比例关系。如图6和图8所示，检测器子模块31a1和检测器子模块31a4为梯形检测器子模块。如图7和图11所示，八个检测器子模块为梯形检测器子模块。如图12和图14所示，检测器子模块31a1为梯形检测器子模块。如图13所示，检测器子模块31a1、31a3和31a3以及检测器子模块31a4为梯形检测器子模块。技术人员可以理解，所述梯形包括等腰梯形、直角梯形或者其他形状的梯形，优选的，所述梯形为等腰梯形，比如，所有检测器子模块的顶表面为等腰梯形，这样，便于制造以及更能使得Z向上不同位置的相邻检测器模块的X向间隙相等或偏差值尽可能小，提高图像质量。

请参阅图6和图13，在一种实施方式中，与焦点参考面相距第二预设距离之外的预设范围内的多个检测器子模块的形状为长方体(顶表面为矩形的检测器子模块)，该第二预设范围内的每个检测器子模块的顶表面在X向的宽度相等、在Z向的宽度相等以及每个检测器子模块在Y向的高度相等(也就是，该预设范围内的各检测器子模块的长相等、宽相等以及高相等)。在图6中，第二预设距离为0个检测器子模块，预设范围为3个检测器子模块，这样，第二个检测器子模块31a2至第七个检测器子模块各自的顶表面在X向的宽度相等、在Z向的宽度相等以及检测器子模块在Y向的高度相等，这样，各检测器子模块的长相等、宽相等以及高相等。如图13中，第二预设距离为0个检测器子模块，预设范围为2个检测器子模块，这样，第四个至第七个检测器子模块31a1至31a3各自的顶表面在X向的宽度相等、在Z向的宽度相等以及检测器子模块在Y向的高度相等，这样，各检测器子模块的长相等、宽相等以及高相等，又比如，图14中，第二预设距离为1个检测器子模块，预设范围为2个检测器子模块，检测器子模块31a3、检测器子模块31b1、检测器子模块31b4和检测器子模块31a4各自的顶表面在X向的宽度相等、在Z向的宽度相等以及检测器子模块在Y向的高度相等，这样，各检测器子模块的长相等、宽相等和高相等。这种实施方式可以减少子模块的种类，达到成本优化的目的。只是图6所示的实施方式比图14所示的实施方式的子模块的种类减少的更多。

请参阅图15和图16并结合图6至图8以及图11至图14，在一种实施方式中，每个所述检测器子模块包括闪烁体像素阵列，该阵列的每个闪烁体像素包括接收所述X射线的顶表面、与顶表面相对的底表面以及连接所述顶表面和底表面的侧面，在一种实施方式中，该侧面垂直于所述CT旋转系统的XZ平面。所述梯形检测器子模块的闪烁体像素阵列包括沿所述Z向并位于所述阵列两侧的边缘闪烁体像素，每个边缘闪烁体像素的顶表面为梯形。在一种实施方式中，如图15所示，所述闪烁体像素阵列包括沿所述Z向并位于所述阵列两侧的边缘闪烁体像素3111b和位于边缘闪烁体像素3111b之间的中间闪烁体像素3111a，中间闪烁体像素3111a和边缘闪烁体像素3111b的顶表面为梯形。如图16所示，在另一种实施方式中，所述边缘闪烁体像素3111b的顶表面为梯形。所述中间闪烁体像素3111a的顶表面为矩形。在其他实施方式中，至少所述边缘闪烁体像素在X向的宽度沿Z方向逐渐减小，图15所示，所有的边缘闪烁体像素3111b和3111a的顶表面为梯形，其在X方向的长度沿Z向逐渐减小；图16中边缘闪烁体像素3111b的顶表面为梯形，其在X方向的长度沿Z向逐渐减小。通过将边缘闪烁体像素的顶表面设计为梯形、或者，所有闪烁体像素的顶表面设计为梯形，或者，将中间闪烁体像素的顶表面设计为矩形及将边缘闪烁体像素的顶表面设计为梯形，这样，可以最大化利用射线的接收面积。

请继续参阅图5和图10，技术人员可以理解，在一种实施方式中，所述边缘检测器子模块的顶表面分布在以所述焦点中心为圆心，半径不相等的目标圆的圆弧上，可以使得Z向上不同位置的相邻检测器模块的X向间隙相等或偏差值尽可能小，还能在降低X射线源成本的同时，保证并优化图像质量。在另一种实施方式中，边缘检测器子模块的顶表面也可以分布在半径相等的目标圆的圆弧上。

本申请还公开一种检测器，该检测器包括壳体以及多个如前所述任何一种的检测器模块，多个所述检测器模块沿CT旋转系统的X向在所述壳体上并列排布。

该检测器模块不仅适用于将X射线转换为可见光粒子的GOS等材料，继而通过光电转换等处理方法得到图像的成像设备使用，也适用于将X线直接转换为电信号的碲锌镉晶体(CdZnTe，CZT)等材料，继而通过数据处理得到图像的成像设备使用。基于此，请参阅2并结合图3至图16，本申请还公开一种CT设备，这种CT设备可以为医疗设备，也可以为安检设备(比如安检机)。该CT设备包括扫描架10、X射线源20和检测器30。检测器30是本申请公开的任何一种检测器。所述扫描架10形成有用于接收扫描对象50的开口11。所述检测器30与所述X射线源20相对设置在所述扫描架10的开口11两侧。所述X射线源20用于向所述扫描对象50发射X射线。所述检测器30用于接收经过所述扫描对象衰减的射线，并将射线转换为电信号。

以上所述仅是本申请的较佳实施方式而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施方式揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (14)

1.一种检测器模块，用于探测CT主机的X射线源发出的经扫描对象衰减后的射线，其特征在于，该检测器模块包括支架和安装于所述支架的多个检测器子模块；

所述多个检测器子模块包括位于焦点参考面第一预设距离的范围内的中间检测器子模块以及该范围外的边缘检测器子模块，所述焦点参考面穿过所述X射线源的焦点中心且平行于所述CT主机的CT旋转系统的XY平面；

每个检测器子模块包括接收所述射线的顶表面，所述边缘检测器子模块的顶表面沿所述CT旋转系统的Z向弧形排列，所述中间检测器子模块的顶表面沿所述Z向直线排列。

2.根据权利要求1所述的检测器模块，其特征在于，多个所述检测器子模块的顶表面在CT旋转系统的YZ平面构成与所述X射线源的照射域对应的接收域，该接收域相对于所述焦点参考面非对称。

3.根据权利要求2所述的检测器模块，其特征在于，所述焦点参考面一侧的检测器子模块的顶表面沿所述Z向的宽度之和大于所述焦点参考面另一侧的检测器子模块的顶表面沿所述Z向的宽度之和以使得所述接收域相对于所述焦点参考面非对称。

4.根据权利要求1所述的检测器模块，其特征在于，所述边缘检测器子模块的顶表面分布在以所述焦点中心为圆心，半径不相等的目标圆的圆弧上。

5.根据权利要求1所述的检测器模块，其特征在于，靠近所述焦点参考面的检测器子模块的顶表面在X向的宽度大于远离所述焦点参考面的检测器子模块的顶表面在X向的宽度以使得所述顶表面在X向的宽度自所述焦点参考面沿Z向向远离所述焦点参考面的方向呈现减小的趋势。

6.根据权利要求5所述的检测器模块，其特征在于，所述靠近所述焦点参考面的检测器子模块的顶表面在X向的宽度大于远离所述焦点参考面的检测器子模块的顶表面在X向的宽度还包括：与所述焦点参考面距离相等的检测器子模块的顶表面在X向的宽度相等，或者，与所述焦点参考面相距第二预设距离之外的预设范围内的多个检测器子模块的顶表面在X向的宽度相等；或者，与所述焦点参考面相距第二预设距离之外的预设范围内的多个检测器子模块为长方体，每个检测器子模块的顶表面在X向的宽度相等、顶表面在Z向的宽度相等以及每个检测器子模块在Y向的高度相等。

7.根据权利要求1、2、3、5和6任何一项所述的检测器模块，其特征在于，所述多个检测器子模块中，至少一个检测器子模块的所述顶表面的形状为梯形。

8.根据权利要求7所述的检测器模块，其特征在于，所述梯形为等腰梯形。

9.根据权利要求7所述的检测器模块，其特征在于，每个所述检测器子模块包括闪烁体像素阵列，该闪烁体像素阵列的每个闪烁体像素包括接收所述射线的顶表面；

顶表面的形状为梯形的检测器子模块的闪烁体像素阵列包括沿所述Z向并位于所述阵列两侧的边缘闪烁体像素，每个边缘闪烁体像素的顶表面的形状为梯形。

10.根据权利要求9所述的检测器模块，其特征在于，所述闪烁体像素阵列的所有闪烁体像素的顶表面的形状为梯形；

或者，所述检测器子模块包括位于边缘闪烁体像素之间的中间闪烁体像素，所述边缘闪烁体像素的顶表面的形状为梯形，所述中间闪烁体像素的顶表面的形状为矩形。

11.根据权利要求1至6任何一项所述的检测器模块，其特征在于，所述多个检测器子模块的顶表面在所述旋转系统的Z向的宽度相等或不相等。

12.根据权利要求1至6任何一项所述的检测器模块，其特征在于，每个所述检测器子模块包括与所述顶表面相对的底表面以及连接于所述顶表面和底表面的侧面，所述侧面垂直于所述XZ平面。

13.一种检测器，其特征在于，包括壳体和权利要求1至12任何一项所述的检测器模块，多个检测器模块沿CT旋转系统的X向并列排列布在所述壳体上。

14.一种CT设备，其特征在于，包括扫描架、X射线源和权利要求13所述的检测器，其中，

所述扫描架包括用于接收扫描对象的开口；

所述X射线源用于向所述扫描对象发射射线；

所述检测器与所述X射线源设置在所述开口的相对侧，用于接收经过所述扫描对象衰减的射线，并将射线转换为电信号。

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