CN115101547A - 一种ct探测器、制造工艺及ct设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及断层扫描医疗器械领域，尤其涉及一种CT探测器、制造工艺及CT设备，包括基板、第一晶体排、第二晶体排、第一光敏阵列、第二光敏阵列；其中，基板的一面设有沉孔槽；第二光敏阵列设于基板的沉孔槽的底面，且第二光敏阵列的侧边面分别接触沉孔槽的侧壁，第二晶体排、第一光敏阵列、第一晶体排依次叠放基板的沉孔槽的底面上的第二光敏阵列上；第一光敏阵列的相对的两侧边分别通过第一焊线和第二焊线连接基板。提供了一种可以在CT测量多组能谱下的物质的CT值，从而增强对物质成份的辨识度的CT探测器。

Description

一种CT探测器、制造工艺及CT设备

技术领域

本发明涉及断层扫描医疗器械领域，尤其涉及一种CT探测器、制造工艺及CT设备。

背景技术

电子计算机断层扫描仪，俗称CT，目前在临床上应用广泛，它是利用X射线，Y射线以及超声波等灵敏度极高的医疗探测仪相结合，围绕人体的某个部位进行一个又一个的断层扫描而形成多个清晰的断层图像，提供给医生用来诊断。

目前在市面上的单能CT中，在扫描不同元素组成的物质时有可能是具有相同的CT值，因此无法实现对物质的准确识别，参阅图3所示，采用柔性电路板叠层设计，工艺要求高，价格贵，同时弯曲半径小容易引起裂纹和焊接不良，另外中间有一层基板导致吸收效率降低；参阅图4所示通过硬板叠层设计，导致射线到第二层晶体过程中需要穿透多层晶体、基板和光电二极管，导致射线衰减、吸收效率下降、数据非线性增加，对算法等要求极高；参阅图5所示，通过侧边输出设计，该方案通过侧面的基板输出数据，该结构对晶体与光电二极管接触面的面积有较大要求，如果面积太小会导致光输出不足效率低下；而增大面积，则会导致探测器提交较大，结构设计困难；因此综上所述，当前多能探测器设计有两种设计：一种是将高能晶体排与低能晶体排平行间隔放置在光敏阵列上，在高能晶体排与光敏阵列之间设置滤波结构，此滤波结构可以滤除低能射线。通过收集高能晶体排和低能晶体排的信号实现多能谱CT功能。这种设计需要将高能排晶体和低能排晶体平行且间隔排布在光敏阵列上，间隔隔缝越多，会降低CT探测灵敏度；在实际生产中，两种不同类别的晶体需要平行且等间距排布对生产技术要求较高，导致探测器成本较高。同一个位置需要分别对两种晶体进行扫描覆盖，导致扫描时间增长并辐射剂量增大。

一种是将高能晶体和低能晶体上下两层叠加，从一侧的边缘将信号输出，结构呈L型。这种结构使得同意位置两种晶体能同时进行扫描采样，但是L型的结构会使得探测器模块较为复杂，不能灵活的进行排列组合，其设计空间受限，且生产成本较高。

综上所述，本发明实际解决的技术问题是，如何提供一种可以在CT测量多组能谱下的物质的CT值，从而增强对物质成份的辨识度。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种CT探测器、制造工艺及CT设备提供了一种可以在CT测量多组能谱下的物质的CT值，从而增强对物质成份的辨识度的CT探测器。

本发明公开了一种CT探测器,包括基板、第一晶体排、第二晶体排、第一光敏阵列、第二光敏阵列；其中，基板的一面设有沉孔槽；第二光敏阵列设于基板的沉孔槽的底面，且第二光敏阵列的侧边面分别接触沉孔槽的侧壁，第二晶体排、第一光敏阵列、第一晶体排依次叠放基板的沉孔槽的底面上的第二光敏阵列上；第一光敏阵列的相对的两侧边分别通过第一焊线和第二焊线连接基板；当CT设备输出X射线射向CT探测器时，第一晶体排将X射线的低能X射线转换为第一可见光子，且第一晶体排将转换的第一可见光子发送至第一光敏阵列，第一光敏阵列将第一可见光子转换为第一电信号并通过第一焊线和第二焊线输出在基板上；第二晶体排将X射线的高能X射线转换为第二可见光子，且第一晶体排将转换的第二可见光子发送至第二光敏阵列，第二光敏阵列将第二可见光子转换为第二电信号后输出在基板上，基板同时将第一电信号和第二电信号发送至CT设备的后端处理电路处理。

优选地，第二晶体排和光敏阵列在沉孔槽内，且第二晶体排与第一光敏阵列的接触面与基板的表层面平齐。

优选地，第二晶体排设于沉孔槽内时，第二晶体排的侧壁分别接触沉孔槽的侧壁。

优选地，第一晶体排为低能晶体排，第二晶体排为高能晶体排。

优选地，第一焊线和第二焊线通过压焊工艺焊接在第一光敏阵列和基板上。

优选地，还包括滤波片，滤波片设于第二光敏阵列与第二晶体排之间，且滤波片的侧边分别接触沉孔槽的侧壁，滤波片用于滤除X射线的低能谱信号，使第二光敏阵列的信噪比增加。

有鉴于此，本发明的目的之二在于提供一种制备如上述的CT探测器的制造工艺，包括步骤：

在基板的一面开一沉孔槽，并在沉孔槽的底面设一焊盘；

第二光敏阵列一面通过焊盘设于沉孔槽的底面；

将滤波片和第二晶体排依次通过光耦合胶粘接在第二光敏阵列连接沉孔槽的底面的一面的相对面上；

将第一光敏阵列设于第二晶体排连接滤波片的一面的相对面上，且第一光敏阵列连接第二晶体排的面与基板的表层面平齐；

第一焊线和第二焊线通过压焊工艺连接第一光敏阵列和基板；

将第一晶体排通过光耦合胶粘接在第一光敏阵列连接第二晶体排的面的相对面上。

优选地，第二光敏阵列通过回流焊工艺通过焊盘设于沉孔槽的底面。

有鉴于此，本发明的目的之三在于提供一种CT设备，该CT设备上至少包括一个如上述的CT探测器。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，本发明的有益效果在于提供了一种可以在CT测量多组能谱下的物质的CT值，从而增强对物质成份的辨识度的CT探测器，并通过上下叠层的结构，通过选用不同类型的光敏阵列，实现上下叠层结构的制造工艺，同时保证信号在同一个基板上进行输出，并且结构简单，能够降低信号采集过程中的电磁干扰和噪音，同时，降低了生产难度和制造成本。

附图说明

图1为本发明一种CT探测器、制造工艺及CT设备的CT探测器的剖视示意图；

图2为本发明一种CT探测器、制造工艺及CT设备的制造工艺；

图3为现有技术中通过柔性线路板叠层设计的CT探测器的示意图；

图4为现有技术中通过硬板叠层设计的CT探测器的示意图；

图5为现有技术中通过侧边输出设计的CT探测器的示意图。

附图标记：

1为第一晶体排、2为第一光敏阵列、3为第二晶体排、4为第二光敏阵列、501为第一焊线、502为第二焊线、6为基板、7为滤波片。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，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。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开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、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开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。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

参阅图1所示，本实施例提供一种CT探测器，该CT探测器应用于CT设备，包括基板6、第一晶体排1、第二晶体排3、第一光敏阵列2、第二光敏阵列4；其中，在图1中所示，在基板6的上面设有沉孔槽(未示出)，第二光敏阵列4设于基板6的沉孔槽的底面，即第二光敏阵列4在沉孔槽的最底面，且第二光敏阵列4的各个侧边面分别接触沉孔槽的侧壁，例图1中，第二光敏电阻为矩形，因此第二光敏电阻有四个侧边面，且沉孔槽也是矩形，因此也有四个侧壁，因此第二光敏电阻的四个侧边面分别接触沉孔槽的四个侧壁，而后第二晶体排3与第二光敏电阻相叠设于第二光敏电阻之上，且第二晶体排3的各个侧边面也分别接触沉孔槽的各个侧壁，并且如图1所示，第二晶体排3与第二光敏电阻相对的面的相对面与基板6的表层面平齐，即与沉孔槽的侧壁的最高点平齐，而第一光敏阵列2则设于第二晶体排3与基板6的表层面平齐的一面上，因此，理论上第一光面阵列与第二晶体排3的连接面也应当与基板6的表层面平齐，最后第一晶体排1设在第一光敏阵列2连接第二晶体排3的连接面的相对面上，以使所述第二光敏阵列4、第二晶体排3、第一光敏阵列2、第一晶体排1依次相叠，并且使第二光敏阵列4和第二晶体排3在所述沉孔槽内，并且第二光敏阵列4和第二晶体排3的各个侧壁分别接触在基板6的侧壁上。在图1中所示，第一光敏阵列2的左边和右边分别通过第一焊线501和第二焊线502连接在基板6上，需要说明的是，此处仅作为解释第一光敏阵列2通过第一焊线501和第二焊线502连接在基板6上，并非限定必须通过第一光敏阵列2的左边和右边来通过第一焊线501和第二焊线502来连接。上述的CT探测器的功能为，当CT设备输出X射线并且射线上述描述的CT探测器时，第一晶体排1将X射线的低能X射线转换为第一可见光，且第一晶体排1将转换的第一可见光发送至第一光敏阵列2上，第一光敏阵列2会将第一可将光装换为第一电信号，并通过在图1中的第一光敏阵列2的左右两边的第一焊线501和第二焊线502将第一电信号发送在基板6上；而第二晶体排3将X射线中的高能X射线转换为第二可见光，且第一晶体将转换的的第二可见光发送在第二光敏阵列4上，第二光敏阵列4将第二可见光子转换为第二电信号，并且通过第二光敏阵列4的侧壁与沉孔槽的侧壁的接触将第二电信号发送在基板6上，而基板6在接到第一电信号和第二电信号后后发送至CT设备的后端处理电路进行处理。

需要说明的，在图1中的CT探测器的正上方的箭头表示X射线的方向。

需要说明的是，第一晶体排为低能晶体排，第二晶体排3为高能晶体排，并且第一焊线501和第二焊线502通过压焊“wire bonding”工艺焊接在第一光敏阵列和基板6上。

需要说明的是，该CT探测器还包括滤波片7，该滤波片7用于滤除X射线的低能普信号，使第二光敏阵列4的信噪比增加。

参阅图2所示，本实施例还提供一种制备上述CT设备的制造工艺，其步骤包括：

S100：在基板6的上面开一沉孔槽，并在沉孔槽的底面上设一焊盘；

S200：第二光敏阵列4的一面通过焊盘设于沉孔槽的底面上；

S300：将滤波片7和第二晶体排3依次通过光耦合胶粘接在第二光敏阵列4连接沉孔槽的底面的一面的相对面上；

S400：将第一光敏阵列2设于第二晶体排3连接滤波片7的一面的相对面上，且使第一光敏阵列2连接第二晶体排3的面与基板6的表层面平齐；

S500：第一焊线501和第二焊线502通过压焊工艺连接第一光敏阵列2和基板6；

S600：将第一晶体排1通过光耦合胶粘接在第一光敏阵列2连接第二晶体排3的面的相对面上。

经过上述步骤后，制备出的CT探测器的结构为，第二光敏阵列4、滤波片7、第二晶体排3、第一光敏阵列2、第一晶体排1依次叠层，且第二光敏阵列4、滤波片7、第二晶体排3分别在沉孔槽内，且如图1所示的第二晶体排3的顶面和第一光敏阵列2的底面与基板6的表层面平齐，此处的表层面为在图中的基板6的顶面，而第一光敏阵列2和第一晶体排1不在沉孔槽内。

需要说明的是，在上述步骤中，S500和S600的步骤顺序是可以调换的。

本实施例还提供一种CT设备，该CT设备上至少包括一个如上述实施例所提供的CT探测器。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种CT探测器，应用于CT设备，其特征在于，包括基板、第一晶体排、第二晶体排、第一光敏阵列、第二光敏阵列；其中，

所述基板的一面设有沉孔槽；

所述第二光敏阵列设于所述基板的沉孔槽的底面，且所述第二光敏阵列的侧边面分别接触所述沉孔槽的侧壁，所述第二晶体排、第一光敏阵列、第一晶体排依次叠放所述基板的沉孔槽的底面上的所述第二光敏阵列上；

所述第一光敏阵列的相对的两侧边分别通过第一焊线和第二焊线连接所述基板；

当所述CT设备输出X射线射向所述CT探测器时，所述第一晶体排将所述X射线的低能X射线转换为第一可见光子，且所述第一晶体排将转换的所述第一可见光子发送至所述第一光敏阵列，所述第一光敏阵列将所述第一可见光子转换为第一电信号并通过所述第一焊线和所述第二焊线输出在所述基板上；所述第二晶体排将所述X射线的高能X射线转换为第二可见光子，且所述第一晶体排将转换的所述第二可见光子发送至所述第二光敏阵列，所述第二光敏阵列将所述第二可见光子转换为第二电信号后输出在所述基板上，所述基板同时将所述第一电信号和所述第二电信号发送至所述CT设备的后端处理电路处理。

2.根据权利要求1所述的CT探测器，其特征在于，所述第二晶体排和所述光敏阵列在所述沉孔槽内，且所述第二晶体排与所述第一光敏阵列的接触面与所述基板的表层面平齐。

3.根据权利要求2所述的CT探测器，其特征在于，所述第二晶体排设于所述沉孔槽内时，所述第二晶体排的侧壁分别接触所述沉孔槽的侧壁。

4.根据权利要求1所述的CT探测器，其特征在于，所述第一晶体排为低能晶体排，所述第二晶体排为高能晶体排。

5.根据权利要求1所述的CT探测器，其特征在于，所述第一焊线和所述第二焊线通过压焊工艺焊接在所述第一光敏阵列和所述基板上。

6.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于，还包括滤波片，所述滤波片设于所述第二光敏阵列与所述第二晶体排之间，且所述滤波片的侧边分别接触所述沉孔槽的侧壁，所述滤波片用于滤除X射线的低能谱信号。

7.一种制备如权利要求1～6任一项所述的CT探测器的制造工艺，其特征在于，包括步骤：

在所述基板的一面开一所述沉孔槽，并在所述沉孔槽的底面设一焊盘；

所述第二光敏阵列一面通过所述焊盘设于所述沉孔槽的底面；

将所述滤波片和所述第二晶体排依次通过光耦合胶粘接在所述第二光敏阵列连接所述沉孔槽的底面的一面的相对面上；

将所述第一光敏阵列设于所述第二晶体排连接所述滤波片的一面的相对面上，且所述第一光敏阵列连接所述第二晶体排的面与所述基板的表层面平齐；

所述第一焊线和所述第二焊线通过压焊工艺连接所述第一光敏阵列和所述基板；

将所述第一晶体排通过光耦合胶粘接在所述第一光敏阵列连接所述第二晶体排的面的相对面上。

8.根据权利要求7所述的制造工艺，其特征在于，所述第二光敏阵列通过回流焊工艺通过焊盘设于所述沉孔槽的底面。

9.一种CT设备，其特征在于，至少包括一个如权利要求1至6任一项所述的CT探测器。

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