CN1828333A - 具有闪烁器的检测器和具有该检测器的成像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种检测器(5)，其具有至少一个闪烁器(11)和至少一个光电二极管(10)，它们通过连接介质(14)相互连接。闪烁器(11)在其朝向光电二极管(10)的那一侧为了容纳连接介质(14)而具有特定的凹槽(15)，使得由闪烁器(11)产生的可见光在朝向光电二极管的方向聚焦。该检测器(5)用于成像X射线设备，优选用于计算机断层造影设备(1)。

Description

具有闪烁器的检测器和具有该检测器的成像设备
技术领域
本发明涉及一种检测器，其具有通过连接介质相互连接的至少一个闪烁器和至少一个光电二极管。此外本发明还涉及一种具有这样的检测器的成像设备。
背景技术
上述类型的检测器例如用于在X射线设备中检测X射线，例如在计算机断层造影设备中。通常检测器包括多个检测器模块，这些检测器模块按行相继排列或两维排列，以形成较大的检测器面积。每个检测器模块具有闪烁器阵列和光电二极管阵列，它们相对对准并通过同时作为光耦合层的黏合物相互连接。闪烁器阵列具有多个相互间通过非活跃区域、即所谓的中隔(Septen)分开的闪烁器元件。光电二极管阵列也具有多个通过非活跃区相互分开的光电二极管。
当在X射线设备运行中穿过例如患者的检查对象并因此而衰减的X射线触及到闪烁器阵列的元件时，其将被转换为可见光。该可见光通过黏合物形式的光耦合层被导向与该闪烁器阵列元件相对应的光电二极管阵列的光电二极管，光电二极管将可见光转换为电信号。然后，对源自光电二极管阵列的光电二极管的电信号进行进一步处理。借助计算装置从进一步处理后的测量信号中再现检查对象的图像。
在将X射线转换为闪烁器元件中的可见光时的问题在于，所产生的可见光固有漫射地散射。因此，从设置在对应于光电二极管的闪烁器元件一侧的闪烁器元件中出发而落在光耦合层中的光是非定向的。由此，一部分在闪烁器元件中产生的光没有被直接导向与该闪烁器元件对应的光电二极管，而是以不期望的方式通过沿光耦合层的横向串扰到达与其它闪烁器元件对应的相邻光电二极管。因此该部分闪烁器元件产生的光会使信号分析产生误差。此外还可能有一部分闪烁器元件产生的光到达光电二极管之间存在的非活跃区，从而使闪烁器元件产生的这一部分光在信号分析时丢失。
为了至少部分地抑制这些效应，迄今借助光可调的定位系统来建立闪烁器阵列和光电二极管阵列的连接，以实现黏合物形式的光耦合层的尽可能最佳的层厚。在此该最佳层厚是一种折中。为了避免串扰该耦合层的层厚应尽量小。而另一方面就技术可实现性来说要求黏合物具有最小层厚，在此尽管元件存在平坦度容差和黏合物具有粘性，也必须将闪烁器阵列和光电二极管阵列之间的空间填满，以使闪烁器阵列与光电二极管阵列很好地耦合。在此的问题是，要在包括闪烁器阵列和光电二极管阵列的整个检测器模块上实现黏合物的均匀的层厚。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题是，提供一种检测器和一种具有这样检测器的成像设备，其中改进了闪烁器和光电二极管的连接。
本发明的关于检测器的技术问题通过一种检测器实现，其具有至少一个闪烁器和至少一个光电二极管，它们通过连接介质相互连接，其中，闪烁器在其朝向光电二极管的那一侧为了容纳连接介质而具有特定的凹槽。与基本上为平面的闪烁器通过连接介质与基本上为平面的光电二极管连接的具有闪烁器和光电二极管的检测器不同，按照本发明的检测器具有的闪烁器在其朝向光电二极管的那一侧的形状是凹入的。即闪烁器具有容纳用于将闪烁器与光电二极管连接的连接介质的凹槽。因此在按照本发明的检测器中，在闪烁器和光电二极管之间不存在平面的连接介质层。更确切地说闪烁器与其包围凹槽的棱面或与包围闪烁器的非活跃区一起位于光电二极管上或位于包围光电二极管的非活跃区上，而处于闪烁器凹槽中的连接介质形成闪烁器与光电二极管的连接。尤其是通过特定实施的、即非任意的闪烁器凹槽可以实现将在闪烁器中产生的光基本上聚焦或对准在光电二极管的方向上、优选聚焦或对准在光电二极管的中心。由此使只有少量光通过串扰到达非活跃区，或按照本发明的包括闪烁器阵列和光电二极管阵列的检测器的一种变形，使只有少量光通过串扰丢失到相邻的光电二极管中。一般应将凹槽的特定实施理解为，凹槽在预先给定的容差范围内遵守特定的预先给定度量。
根据本发明的另一变形，凹槽是具有三角形截面的向内定向的沟槽。通过凹槽的这种实施方式，尤其可使闪烁器中产生的光在对应于闪烁器的光电二极管的中心方向上的聚焦加强。
当按照本发明的一种变形凹槽构成为向内定向的锥形或圆锥形时，或当凹槽为向内定向的圆拱形时，同样可以达到上述效果。在所有这些情况下都可以实现在闪烁器中产生的光的聚焦，在此通过缝隙连接闪烁器和光电二极管还可同时实现连接介质的较小的厚度。
根据本发明的实施方式，连接介质是黏合物，其填充在闪烁器的凹槽中并建立闪烁器和与其对应的光电二极管的连接。
该检测器主要用于成像设备，成像设备优选是X射线设备，其中检测器是X射线检测器。按照本发明的检测器被证明尤其适用于计算机断层造影设备。
附图说明
附图中示出本发明的实施例，其中：
图1示出计算机断层造影设备形式的成像设备的部分框图的示意图；
图2示出图1的计算机断层造影设备的检测器模块的俯视图；
图3示出图2中的检测器模块的按箭头III的方向的侧视图；
图4示出可与图3相比较的现有技术中的检测器的侧视图；
图5-10示出不同类型的凹槽的视图。
具体实施方式
图1示出计算机断层造影设备1形式的成像设备的部分框图的示意图。计算机断层造影设备1包括X射线源2，从其焦点F发出并通过图1未示出但本身公知的光阑形成的扇形或锥形X射线束3。X射线束3穿过待检查的检查对象4并触及到X射线检测器5。X射线源2和X射线检测器5以图1中未示出的方式相对地设置在计算机断层造影设备1的旋转框上，该旋转框可在方向上绕计算机断层造影设备1的系统轴Z旋转。在计算机断层造影设备1运行时设置在旋转框上的X射线源2和X射线检测器5绕检查对象4旋转，在此，从不同投影方向获得检查对象4的X射线图像。在此在每个投影中穿过检查对象4并通过穿过检查对象4而衰减的X射线触及到X射线检测器5，X射线检测器5产生相应于所触及的X射线的强度的信号。然后，图像计算机6以本身公知的方式从由X射线检测器5确定的信号中计算出检查对象4的一幅或多幅可在显示设备7上显示的两维或三维图像。
在本实施例的情况下，X射线检测器5具有多个构成X射线检测器5的、在方向和z方向相邻排列的检测器模块8。图2以俯视图示出一检测器模块8。如图2所示，检测器模块8具有多个同样按行和列排列的检测器元件9。即检测器模块8包含检测器元件9的阵列，在此，检测器元件9的阵列由相互对准并通过连接介质连接的闪烁器阵列和光电二极管阵列构成。这尤其可从图3中看出，其中示出图2中片断的按箭头III方向的视图。
如图3所示，每个检测器元件9具有一个设置在光电二极管10之上的闪烁器元件11。闪烁器元件11通过非活跃区域、即所谓的中隔12相互分开。类似地在光电二极管阵列的光电二极管10之间也存在非活跃区13。如已所述，闪烁器阵列和光电二极管阵列通过连接介质相互连接，连接介质一般为黏合物，例如EPOTEC301。为了容纳黏合物14闪烁器阵列的每个闪烁器元件11都具有一个凹槽15。在本实施例的情况下，每个闪烁器元件11具有向内定向的三角形截面形式的凹槽15，其沿着每个闪烁器元件11或在本实施例的情况下甚至沿着每一排闪烁器元件延伸。但凹槽还可以是对于每个闪烁器元件是向内定向的锥形(参见图5和6)或圆锥形(参见图7和8)。同样适合于作为凹槽的还有向内定向的圆拱形(参见图9和10)。这些类型的凹槽被分别对于一个检测器元件9以一个与图3类似的侧视图和一个从下看去的检测器元件9的闪烁器元件11的视图示于图5-10。根据不同的应用情况，还可以将不同形式的凹槽相互组合。
通过在截面图中可见的每个闪烁器元件11的凹入外形，可以满足在将闪烁器阵列与光电二极管阵列黏合时在闪烁器阵列的非活跃区域12和光电二极管阵列的非活跃区13之间建立直接接触的前提条件。但黏合在黏合物14处于其中的凹入外形的区域内、即在闪烁器元件11的凹槽15内实现。
由此相对于图4为了进行比较示出的现有技术可以得到若干优点。在图4中用类似于图3的视图示出根据现有技术的检测器元件的阵列的剖面。为简化起见在此对相同或相似的组件采用相同的附图标记。根据现有技术，闪烁器阵列和光电二极管阵列由贯穿的黏合物层16来相互连接，而如上所述，在按本发明的检测器中，这基本上是仅在闪烁器元件11的凹槽区域实现的。以这种方式，通过闪烁器阵列的非活跃区域和光电二极管阵列的非活跃区的直接接触定义了要填充黏合物的缝隙，而在现有技术中则不是这样。此外，还可使光电二极管阵列和闪烁器阵列的平坦度容差相匹配。除了黏合缝隙的较小的厚度外，一个很大的优点是大大减小了相邻检测器元件间通过黏合物的光学串扰。通过闪烁器元件11的光逸出面的凹入形状，使得由闪烁器元件11因为入射的X射线而产生的可见光基本上聚焦在对应于闪烁器元件11的光电二极管10的方向上。优选使该可见光甚至聚焦在对应的光电二极管10的中心的方向上。由此，一方面使丢失到光电二极管10的非活跃区13中的光很少，另一方面还使以不期望的方式到达相邻光电二极管10的光很少。
以上以X射线检测器为例描述了本发明。但本发明还可以应用于其它具有闪烁器和设置于闪烁器之后的光电二极管的检测器。
除计算机断层造影设备外按照本发明的检测器还可以用于其它X射线设备，如C型X射线设备。

Claims (9)

1.一种检测器，其具有至少一个闪烁器(11)和至少一个光电二极管(10)，它们通过连接介质(14)相互连接，其中，闪烁器(11)在其朝向光电二极管(10)的那一侧为了容纳连接介质(14)而具有特定的凹槽(15)。
2.根据权利要求1所述的检测器，其包括一个闪烁器阵列和一个光电二极管阵列。
3.根据权利要求1或2所述的检测器，其中，所述凹槽(15)是具有三角形截面的向内定向的沟槽。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的检测器，其中，所述凹槽(15)是向内定向的锥形或圆锥形。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的检测器，其中，所述凹槽(15)是向内定向的圆拱形。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的检测器，其中，所述连接介质(14)是黏合物(14)。
7.一种成像设备，其具有根据权利要求1至6中任一项所述的检测器(5)。
8.根据权利要求7所述的成像设备，其是X射线设备(1)，其中所述检测器是X射线检测器(5)。
9.根据权利要求8所述的成像设备，其是计算机断层造影设备(1)。
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